JP5545188B2 - 無線ネットワークのアクセスポイント - Google Patents

Description

この発明は、無線端末装置と通信を行う無線ネットワークのアクセスポイントに関する。

無線ＬＡＮは、ＬＡＮケーブルを引き回すことなく端末装置をネットワークに接続することができるインフラ（公共的設備）として普及している。したがって、無線ＬＡＮに用いられるアクセスポイントは、カバーエリアに入ってきた端末装置が速やかに通信できるように常時ビーコンを送信してチャンネルを監視している。また、できるだけ広いカバーエリアを確保できるように規定の空中線電力の範囲内で効率的に電波を放射できるアンテナを装備している（たとえば特許文献１参照）。

特表２００８−５０２２３１号公報

しかし、上記従来のアクセスポイントでは、１台のアクセスポイントで広いエリアをカバーしようとするため、複数台の端末装置が同時にアクセスする場合があり、通信の輻輳により通信速度が低下する場合があった。また、アクセスポイントと特定の端末装置との通信であっても、他の端末装置が傍受可能であるため、通信のセキュリティを維持するためには高度な暗号化処理等が必要であった。

また、さらに、端末装置と通信していない場合でも、ビーコン等の電波を発射しているため、電力のロスが生じ、電波が到達する範囲の他の通信や他の機器の動作に悪影響を及ぼす場合があった。

この発明は、電波の輻輳や混信を防止し、且つ、セキュリティの向上を可能にした無線ネットワークのアクセスポイントを提供することを目的とする。

この発明は、無線端末装置が載置される端末載置部と、前記端末載置部内に設けられたアンテナと、該アンテナを介して前記無線端末装置との間で高周波信号を送受信する高周波回路と、該高周波回路を介して前記無線端末装置との間でパケット通信を行う無線手順処理部と、を有し、前記端末載置部に載置された前記無線端末装置と通信可能な強度の電磁波を発生する無線ネットワーク処理部と、前記端末載置部に設けられた第１の光センサと、前記載置部以外の位置に設けられた第２の光センサを有し、これら第１、第２の光センサの光量差に基いて、前記端末載置部に物体が載置されたか否かを判断する検出部と、前記検出部が前記端末載置部への物体の載置を検出したとき、前記無線ネットワーク処理部をアクティブにして前記物体との間でパケット通信の確立を試み、これに成功したとき前記無線ネットワーク処理部のアクティブ状態を維持し、これに失敗したとき前記無線ネットワーク処理部を非アクティブにする制御部と、を備えたことを特徴とする。

前記アンテナを、電磁バンドギャップを用いたアンテナとしてもよい。

この発明によれば、無線ネットワークのアクセスポイントをインフラとしてではなく、無線端末装置が近くに置かれたときのみ動作するパーソナルな周辺機器またはネットワークアダプタとして構成することにより、不要な電波の発射をなくして輻輳や混信を防止することができる。また、さらに電波強度を弱くしたことにより、セキュリティの向上にも寄与することができる。

この発明の実施形態であるパーソナルアクセスポイントの外観図である。 同パーソナルアクセスポイントのブロック図である。 同パーソナルアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。

図面を参照してこの発明の実施形態であるパーソナルアクセスポイントについて説明する。図１は同パーソナルアクセスポイントの外観斜視図である。図２は同パーソナルアクセスポイントの制御部のブロック図である。このパーソナルアクセスポイント１は、無線ＬＡＮのアクセスポイントであるが、従来一般的なアクセスポイントのように部屋全体やロビーなど広いエリアをカバーするためのものではなく、利用者のデスクトップなどに置かれ、利用者が持参した１台の無線端末装置と通信するための装置として用いられるものである。

図１において、パーソナルアクセスポイント１は、薄いプレート状の端末載置部１１、および、該端末載置部１１の後方に回路収容部１２を有している。端末載置部１１上にユーザが持参した携帯の無線端末装置２が載置される。無線端末装置２としては、ｗｉｆｉ対応のハンドヘルドコンピュータやスマートフォンなどが用いられる。回路収容部１２には、複数のＬＡＮコネクタや電源回路等が設けられている。

端末載置部１１の内部にはアンテナ１３が設けられている。アンテナ１３は、端末載置部１１上における電界強度分布が均一で電波の飛距離が短いものが用いられる。たとえば、特開２００６−１９９７９号に記載の通信シートを用いればよい。また、アンテナ１３をＥＢＧ（電磁バンドギャップ）を用いた高効率アンテナとし、送信出力を小さく絞ることによっても実現可能である。

また、端末載置部１１の略中央上面および回路収容部１２の上面に光センサであるフォトトランジスタ１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ設けられている。端末載置部１１の略中央に設けられているフォトトランジスタ１４Ａは、端末載置部１１に無線端末装置２が載置されたとき外光が遮断される。一方、回路収容部１２の上面に設けられているフォトトランジスタ１４Ｂは、端末載置部１１に無線端末装置２が載置されるか否かにかかわらず外光が入射する。端末検出部２７（図２参照）は、これらフォトトランジスタ１４Ａ，Ｂの受光光量の差すなわち出力される光電流の差に基づいて端末載置部１１に無線端末装置２が載置されたか否かを判断する。

また、端末載置部１１の左手前端部には複数（３個）のＬＥＤ１５が設けられている。これらＬＥＤは電源オン時、無線端末装置検出時、リンク確立時にそれぞれ点灯する。

図２において、パーソナルアクセスポイント１は、制御部２０、ネットワーク処理部２１、端末検出部２７および表示部２８を有している。ネットワーク処理部２１は、アンテナ１３、高周波回路２２、無線手順処理部２３、有線手順処理部２４、および、アップリンク回路２５、ダウンリンク回路２６を有している。

無線手順処理部２３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ／ｎなどのプロトコルに従った手順を実行し、無線端末装置２とパケット通信を行う処理部である。有線手順処理部２４は、ＩＥＥＥ８０２．３（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））に従った処理を実行し、アップリンク回路２５、ダウンリンク回路２６を介した有線ＬＡＮの通信を行う処理部である。無線手順処理部２３と有線手順処理部２４とは、互いにパケットの交換を行う。高周波回路２２は、無線手順処理部２３から入力されたパケットを所定チャンネルのキャリア信号に重畳してアンテナ１３から送信する。また、高周波回路２２は、アンテナ１３から受信した信号を復調してパケットを取り出し、このパケットを無線手順処理部２３に入力する。

有線手順処理部２４に接続されているアップリンク回路２４は、有線ＬＡＮの上流装置に接続される物理レイヤの回路である。ダウンリンク回路２５は、このパーソナルアクセスポイント複数台をディジーチェーン接続する場合に下流のパーソナルアクセスポイントと接続される物理レイヤの回路である。

端末検出部２７は、上記フォトトランジスタ１４Ａおよびフォトトランジスタ１４Ｂの出力（受光光量）を比較するコンパレータ等を含み、無線端末装置２を検出したとき検出信号を制御部２０に対して出力する回路である。また、表示部２８は上記ＬＥＤ１５を含み、制御部２０の指示に従ってＬＥＤ１５を点灯／消灯させる回路である。

上記構成のパーソナルアクセスポイント１は、以下の（１）、（２）ような特徴を有している。
（１）無線端末装置２が端末載置部１１に載置されていないとき、すなわち、端末検出部２７が無線端末装置２を検出していないときには、無線ＬＡＮアクセスポイントの機能を停止させる。この実施形態では、高周波回路２２を停止させる（電源オフする）ことによってアクセスポイントの機能を停止させている。また、高周波回路２２を動作させたままで無線手順処理部２３にビーコンの送信を停止させてもよい。

（２）無線ＬＡＮのアクセスポイント機能がアクティブなときでも、高周波回路２２の送信出力および／またはアンテナ１３の特性により、通信可能範囲は端末載置部１１上またはその周辺に限定され、端末載置部１１に載置された無線端末装置２以外がこのアクセスポイント１の通信エリアに入ることはほぼ無い。

（１）の特徴により、無線端末装置２と通信しないときに電波を停止して無駄な電波の放射を無くすことが可能になる。また、（２）の特徴により、広い空間に電波が放射されることが防止され、無用な電波による他の無線ネットワークや無線機器への障害を防止することができる。また、意図しない第三者、すなわち、端末載置部１１に載置された無線端末装置２以外の端末装置がこのネットワークに参加することが、物理レイヤのレベルで困難であることにより、ネットワークのセキュリティをより高くすることができる。勿論、台数制限を掛ける、認証方式・暗号化方式を高度にする等の方式と併用することにより、よりセキュリティを高くすることができる。

図３はネットワーク処理部２１（特に制御部２０）の動作を説明するフローチャートである。この動作は一定時間毎に実行される動作である。

まず、Ｓ１で無線端末装置２が端末載置部１１に載置されたか否か、すなわち、端末検出部２７が無線端末装置２を検出したか否かを判定する。携帯無線端末２が検出された場合（Ｓ１でＹＥＳ）には、無線端末装置２の検出中（載置中）である旨を示すフラグがセットされているか否かを判断する（Ｓ１０）。フラグがセットされている場合（Ｓ１０でＹＥＳ）には、何もしないで処理を終了する。フラグがセットされていない場合（Ｓ１０でＮＯ）には、無線端末装置２が載置されたばかりであるとして、Ｓ１１以下の処理を実行する。

Ｓ１１以下では、まずフラグをセットする（Ｓ１１）。そして高周波回路２２の電源をオンして高周波回路２２の動作を開始させる（Ｓ１２）。そして無線手順処理部２３に動作開始を指示する（Ｓ１３）。

無線手順処理部２３は、定期的（たとえば５０ｍｓ毎）に自己のＳＳＩＤを含むビーコンを送信する（Ｓ１４）。このビーコンに対して携帯端末装置２から一定時間以内に認証要求を受信した場合には（Ｓ１５でＹＥＳ）、これに応じて認証処理を実行する（Ｓ１６）。認証が成功した場合には（Ｓ１７でＹＥＳ）、そのまま無線ＬＡＮアクセスポイントの機能をアクティブにした状態で終了する。これにより、無線端末装置２はアクセスポイント１を介してネットワークにアクセスすることが可能になる。

一方、一定時間が経過しても認証要求を受信しなかった場合（Ｓ１５でＮＯ）、および、認証が失敗に終わったとき（Ｓ１７でＮＯ）には、無線手順処理部２３を停止させ（Ｓ２２）、高周波回路２２の電源をオフする（Ｓ２３）。これにより、無線端末装置２とアクセスポイント１との無線通信は切断され通信が不可となる。通信をやりなおす場合には、一旦無線端末装置２を端末載置部１１から離してフラグをリセットしたのち、再度無線端末装置２を端末載置部１１に載置する動作からやりなおす必要がある。

Ｓ１で無線端末装置２が検出されない場合（Ｓ１でＮＯ）には、待機中であるか、すなわち、フラグがリセットされているかを判断する（Ｓ２０）。フラグがリセットされている場合（Ｓ２０でＹＥＳ）には何もしないで処理を終了する。フラグがセットされている場合（Ｓ２０でＮＯ）には、無線端末装置２が端末載置部１１から取り上げられたばかりであるとしてＳ２１以下の処理を実行する。

まず、フラグをリセットする（Ｓ２１）。次に、無線手順処理部２２を停止させ（Ｓ２２）、高周波回路２３の電源をオフして（Ｓ２３）動作を終了する。なお、Ｓ１５またはＳ１７からの割り込みにより既にＳ２２、Ｓ２３の処理が実行されている場合にはそのまま動作を終了する。これにより、パーソナルアクセスポイント１は待機状態にもどり、無線端末装置２が端末載置部１１に載置されるまで待機する。

なお、端末検出用のセンサは、光センサ（フォトトランジスタ）に限定されない。たとえば、圧電素子等を用いた重量センサを用い、特定の無線端末装置の重量が掛かったとき無線端末装置２が載置された判定するようにしてもよい。また、重量センサと光センサを併用してもよい。

また、端末載置部１１は、図１に示すような水平なフラットベッドに限定されない。たとえば、書見台のような斜めのものであってもよい。

また、このアクセスポイント１の用途としては、オフィスのデスクトップ用として使用可能なほか、街頭に設置されるゲームソフトダウンロード端末装置の通信部として使用することも可能である。

１ パーソナルアクセスポイント
２ （携帯型の）無線端末装置
１３ アンテナ
１４Ａ，Ｂ フォトトランジスタ（光センサ）

Claims (2)

1. 無線端末装置が載置される端末載置部と、
   前記端末載置部内に設けられたアンテナと、該アンテナを介して前記無線端末装置との間で高周波信号を送受信する高周波回路と、該高周波回路を介して前記無線端末装置との間でパケット通信を行う無線手順処理部と、を有し、前記端末載置部に載置された前記無線端末装置と通信可能な強度の電磁波を発生する無線ネットワーク処理部と、
   前記端末載置部に設けられた第１の光センサと、前記載置部以外の位置に設けられた第２の光センサを有し、これら第１、第２の光センサの光量差に基いて、前記端末載置部に物体が載置されたか否かを判断する検出部と、
   前記検出部が前記端末載置部への物体の載置を検出したとき、前記無線ネットワーク処理部をアクティブにして前記物体との間でパケット通信の確立を試み、これに成功したとき前記無線ネットワーク処理部のアクティブ状態を維持し、これに失敗したとき前記無線ネットワーク処理部を非アクティブにする制御部と、
   を備えた無線ネットワークのアクセスポイント。
2. 前記アンテナは、電磁バンドギャップを用いたアンテナである請求項１に記載の無線ネットワークのアクセスポイント。

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