JP5641918B2 - 通信装置、通信装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークの探索を要求する通信装置に関する。

近年、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１に代表される無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが広く利用されるようになっている。無線ＬＡＮはアクセスポイント（以後、ＡＰ）と呼ばれる基地局によってネットワークが構築される。このＡＰと、ＡＰの電波到達範囲内に存在し、無線接続状態であるステーション（以後、ＳＴＡ）とによってネットワークが構成される。

さらには基地局として通信を行うＡＰ機能と、ＡＰへ接続して通信を行うＳＴＡ機能の両方を備えるＤｕａｌ端末が登場している。このような機器は、ＡＰとしてネットワークを構築すると共に、他のＡＰが構築したネットワークへＳＴＡとして参加することが可能である。このようなＤｕａｌ端末がアンテナを１つしか有さない場合、ＡＰとして構築するネットワークのチャネルと、ＳＴＡとして参加するネットワークのチャネルが同一であることが望ましい。なぜなら、ＡＰとＳＴＡとで使用するチャネル間をスイッチして切り替えながら通信する必要があり、かつ、チャネルをスイッチしたときに発生するパケットのロスを無くすことは難しいからである。

一方で、無線ＬＡＮの高速化を図ったＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格の機器が広く利用されつつある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは高速化のために、従来の２０ＭＨｚの周波数チャネル帯域だけでなく、倍の周波数チャネル帯域を利用した４０ＭＨｚチャネルモードをサポートする。しかし、４０ＭＨｚチャネルモードでは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに対応しない従来の無線装置においては、キャリアセンスできずに、フレームの衝突が頻発することがある。

そのため、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎではＯＢＳＳ（Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ） Ｓｃａｎが規定されている。ＯＢＳＳ Ｓｃａｎでは、４０ＭＨｚチャネルモードで動作しているＳＴＡが定期的に周囲のネットワークを検索する。そして、周囲にある１１ｎ規格に非対応のネットワーク、および、４０ＭＨｚチャネルモードを周囲のネットワークに許容しないネットワークを発見した場合、ＳＴＡは参加しているネットワークのＡＰに対して、これらのネットワークを発見したことを通知する。

特開２００３−３４８０９５号公報

しかしながら、Ｄｕａｌ端末がＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行している間、Ｄｕａｌ端末はＳＴＡからのパケットを受信できない。そのため、パケットロスが発生する可能性があった。また、Ｄｕａｌ端末がＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行している間、Ｄｕａｌ端末はビーコンを送信しないため、ＳＴＡがネットワークが消滅してしまったと誤認識し、ネットワークから離脱してしまう可能性があった。

本発明は、上述の理由により発生するパケットロスおよび通信装置がネットワークから離脱してしまう可能性を低減することを目的とする。

本発明の通信装置は、基地局が構築する第１のネットワークに参加すると共に、第２のネットワークを構築する通信装置であって、前記第２のネットワークに参加している他の通信装置に、複数の周波数チャネルを用いた通信を行わないネットワークを探索するよう要求する要求手段と、前記要求手段による前記要求に応じた前記他の通信装置から、複数の周波数チャネルを用いた通信を行わないネットワークの探索結果を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した探索結果を前記基地局に送信する送信手段とを有する。

本発明によれば、パケットロスおよび通信装置がネットワークから離脱してしまう可能性を低減することができる。

ネットワーク構成を示す図 ハードウェア構成図 ソフトウェア機能ブロック図 フローチャート シーケンスチャート シーケンスチャート シーケンスチャート

図１に本実行形態に係る無線通信システムのネットワーク構成を示す。ネットワーク１０１は、ＡＰ１０２とＤｕａｌ端末１０３が参加しているＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格（以下、１１ｎ規格）に準拠したインフラストラクチャ・ネットワークである。ここで、ＡＰとはアクセスポイントの略であり、ネットワーク１０１を構築する基地局である。また、Ｄｕａｌ端末とは、ネットワークを構築するＡＰ機能とネットワークに参加するＳＴＡ（ステーション）機能とを並行して実行することができる通信装置のことである。

ＡＰ１０２は、２０ＭＨｚ帯域を用いて通信するモード（２０ＭＨｚチャネルモード）のＳＴＡとは２０ＭＨｚ帯域を用いて通信し、４０ＭＨｚ帯域を用いて通信するモード（４０ＭＨｚチャネルモード）のＳＴＡとは４０ＭＨｚ帯域を用いて通信する。本実行形態では、Ｄｕａｌ端末１０３は４０ＭＨｚチャネルモードのＳＴＡとしてネットワーク１０１に参加している。

また、ＡＰ１０２は、ネットワーク１０１に参加している４０ＭＨｚモードのＳＴＡに対して、定期的に１１ｎ規格に準拠したＯＢＳＳ（Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）Ｓｃａｎを実行するように要求する。なお、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎの実行要求は、報知信号（ビーコン）や探索応答（プローブレスポンス）などに、１１ｎ規格に準拠したＯＢＳＳ Ｓｃａｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｅｌｅｍｅｎｔを付与することで行われる。

ここで、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎとは、周囲に１１ｎ規格に非対応のネットワーク、もしくは、４０ＭＨｚチャネルモードを周囲のネットワークに許容しないネットワークの検索のことである。４０ＭＨｚモードのＳＴＡは、このようなネットワークを検出した場合、ネットワークを構築しているＡＰに対してこれを通知する。なお、ＳＴＡは、１１ｎ規格に準拠した２０／４０ ＢＳＳ Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＦｒａｍｅをＡＰに送信することで、これを通知する。

また、Ｄｕａｌ端末１０３はＡＰ１０２に接続する際に、定期的にＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行し、その結果をＡＰ１０２に通知することをＡＰ１０２に対して通知する。これは、接続要求に１１ｎ規格に準拠した所定の方式で行われる。

ネットワーク１０４は、Ｄｕａｌ端末１０３がＡＰとして動作することで構築されるネットワークである。なお、本実行形態では、ネットワーク１０１内で用いられる周波数チャネルとネットワーク１０４内で用いられる周波数チャネルとは同じである。このネットワーク１０４には、ＳＴＡ１０５とＳＴＡ１０６とが参加している。

図２に、Ｄｕａｌ端末１０３のハードウェア構成を示す。制御部２０１はＣＰＵ、ＭＰＵにより構成され、記憶部２０２に記憶されたプログラムを実行することによりカメラ１０１全体を制御する。

記憶部２０２はＲＯＭ、ＲＡＭにより構成され、制御部２０１が実行するプログラムや、通信パラメータ等の各種情報を記憶する。後述する各種動作は、記憶部２０２に記憶されたプログラムを制御部２０１が実行することにより行われる。なお、記憶部２０２には、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＤＶＤなどの記憶媒体を用いてもよい。２０３はユーザインターフェース部（以下、ユーザＩ／Ｆ）であり、各種情報の表示や、ユーザからの各種操作の受付を行う。２０４は通信部である。

図３に、Ｄｕａｌ端末１０３の制御部２０１が記憶部２０２に記憶されているプログラムを読み出すことで実現されるソフトウェア機能ブロックを示す。なお、図３に示すソフトウェア機能ブロックの少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。

ＡＰ機能部３０１は、Ｄｕａｌ端末１０３が１１ｎ規格に準拠したＡＰとして動作するための機能を有する。これには、Ｄｕａｌ端末１０３がネットワーク１０４を構築する機能、および、ネットワーク１０４に参加しているＳＴＡの有無を確認する機能が含まれる。また、ネットワーク１０４に参加しているＳＴＡがＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行可能か否かを問い合わせる機能が含まれる。

ＳＴＡ機能部３０２は、Ｄｕａｌ端末１０３が１１ｎ規格に準拠したＳＴＡ動作するための機能を有する。これには、Ｄｕａｌ端末１０３が、ＡＰ１０２により構築されたネットワーク１０１に参加する機能、および、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを行う機能が含まれる。

決定部３０３は、周囲にある１１ｎ規格に非対応のネットワークの有無、および、４０ＭＨｚチャネルモードを周囲のネットワークに許容しないネットワークの有無を検索する方法を決定する。

不在部３０４は、ネットワーク１０４に参加しているＳＴＡに対して、Ｄｕａｌ端末１０３がネットワーク１０４から一時的に不在となることを通知する。具体的には、Ｄｕａｌ端末１０３が１１ｎ規格に準拠したチャネル不在通知フレームを送信することで、ネットワーク１０４から一時的に不在となることを通知する。チャネル不在通知フレームには、Ｄｕａｌ端末１０３が不在となる期間の情報が含まれる。これにより、ネットワーク１０４に参加してるＳＴＡは、Ｄｕａｌ端末１０３が一時的に不在となることを知るので、パケットロスや、ＳＴＡがネットワーク１０４が消滅したと誤認識するのを防ぐことができる。

不在部３０４は、また、ネットワーク１０４に参加しているＳＴＡが１１ｎ規格に準拠したチャネル不在通知フレームを受信した際に、正しく処理できるかどうかも判定する。具体的には、ＳＴＡが接続時にチャネル不在通知フレームを正しく処理できることをＤｕａｌ端末１０３に通知することで、不在部３０４はこれを判定する。なお、これに限らず、不在部３０４が送信したチャネル不在通知フレームに対するＳＴＡからの応答によって、これを判定するようにしてもよい。

図４に、１０１の制御部２０１が記憶部２０２に記憶されているプログラムを読み出すことで実現されるフローチャートを示す。このフローチャートはＤｕａｌ端末１０３により、定期的に実行される。

ステップＳ４０１（以下、「ステップ」という言葉を省略して記す）において、ＡＰ機能部３０１は、ネットワーク１０４に参加しているＳＴＡの有無を確認する。ネットワーク１０４に参加しているＳＴＡがあることが確認された場合にはＳ４０２に進み、ＳＴＡが無いことが確認された場合にはＳ４０５に進む。

Ｓ４０５において決定部３０３は、Ｄｕａｌ端末１０３自身がＯＢＳＳ Ｓｃａｎを行うことで、周囲にある１１ｎ規格に非対応のネットワーク、および、４０ＭＨｚチャネルモードを周囲のネットワークに許容しないネットワークを検索することに決定する。この場合のシーケンスチャートを図５に示す。

まず、Ｄｕａｌ端末１０３のＳＴＡ機能部３０２は、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行し、囲にある１１ｎ規格に非対応のネットワークの有無、および、４０ＭＨｚチャネルモードを周囲のネットワークに許容しないネットワークの有無を検索する（Ｓ５０１）。具体的には、周囲のネットワークに参加している各ＳＴＡから２０／４０ ＢＳＳ Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ情報を取得することで行われる。このとき、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行してもネットワーク１０４に参加しているＳＴＡが無いため、パケットロスを生じることは無い。

次に、Ｓ５０２においてＳＴＡ機能部３０２は、Ｓ５０１における検索結果を、ＡＰ１０１に通知する。具体的には、１１ｎ規格に準拠した２０／４０ ＢＳＳ Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｒａｍｅをＡＰ１０２に対して送信することで行われる。このようにして、Ｄｕａｌ端末１０３はＡＰ１０２に、周囲にある１１ｎ規格に非対応のネットワークの有無、および、４０ＭＨｚチャネルモードを周囲のネットワークに許容しないネットワークの有無を通知することができる。

図４の説明に戻る。Ｓ４０２においてＳＴＡ機能部３０２は、ネットワーク１０４にＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行できるＳＴＡが存在するかを問合わせる。問合せの結果、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行できるＳＴＡが１台でも存在すると判定された場合にはＳ４０６に進み、このようなＳＴＡが１台も存在しないと判定された場合にはＳ４０３に進む。Ｓ４０６において決定部３０３は、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行できるＳＴＡがＯＢＳＳ Ｓｃａｎを行うと決定する。Ｄｕａｌ端末１０３は、ＳＴＡが実行したＯＢＳＳ Ｓｃａｎの結果をＡＰ１０２に通知する。この場合のシーケンスチャートを図６に示す。ここでは、ＳＴＡ１０５がＯＢＳＳ Ｓｃａｎを行うものとする。

まず、Ｄｕａｌ端末１０３は、ＳＴＡ１０５との接続の際に、ＳＴＡ１０５にＯＢＳＳ Ｓｃａｎを行うように要求する（Ｓ６０１）。次に、ＳＴＡ１０５はＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行する（Ｓ６０２）。そして、ＳＴＡ１０５はＯＢＳＳ Ｓｃａｎの実行結果をＤｕａｌ端末１０３に通知する（Ｓ６０３）。具体的には、ＳＴＡ１０５は、２０／４０ ＢＳＳ Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｒａｍｅをＤｕａｌ端末１０３に送信することで、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎの実行結果を通知する。

次に、Ｄｕａｌ端末１０３は、ＳＴＡ１０５から受信したＯＢＳＳ Ｓｃａｎの実行結果をＡＰ１０２に通知する（Ｓ６０４）。具体的には、Ｄｕａｌ端末１０３は、ＳＴＡ１０５から受信した２０／４０ ＢＳＳ Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｒａｍｅをＡＰ１０２に転送することで行われる。

このようにして、Ｄｕａｌ端末１０３はＡＰ１０２に、周囲にある１１ｎ規格に非対応のネットワークの有無、および、４０ＭＨｚチャネルモードを周囲のネットワークに許容しないネットワークの有無を通知することができる。また、Ｄｕａｌ端末１０３は、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行しないので、パケットロスや、ネットワーク１０４が消滅してしまうことを防ぐことができる。

図４の説明に戻る。Ｓ４０３において、不在部３０４はネットワーク１０４に参加している全てのＳＴＡが１１ｎ規格に準拠したチャネル不在通知フレームを受信した際に、正しく処理できるかどうかを判定する。全てのＳＴＡがチャネル不在通知フレームを正しく処理できると判定した場合にはＳ４０７に進み、少なくとも１台のＳＴＡがチャネル不在通知フレームを正しく処理できないと判定した場合にはＳ４０４に進む。

Ｓ４０４において決定部３０３は、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行しないことを決定する。そこで、ＳＴＡ機能部３０２は、ＡＰ１０２に対して、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行できないＳＴＡとして再接続する。また、Ｓ４０７において決定部３０３は、チャネル不在通知フレームを送信した後にＤｕａｌ端末１０３がＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行することを決定する。この場合のシーケンスチャートを図７に示す。

まず、Ｄｕａｌ端末１０３は、チャネル不在通知フレームをネットワーク１０４に参加しているＳＴＡ全てに送信（ブロードキャスト）する（Ｓ７０１）。このチャネル不在通知フレームには、ネットワーク１０４から不在になる時間としてＯＢＳＳ Ｓｃａｎに要する時間の情報が含まれる。該フレームを受信したＳＴＡは、その時間だけＤｕａｌ端末１０３へのパケットの送信を一時的に停止する。更に、その時間、Ｄｕａｌ端末１０３からビーコン等の制御信号が受信できなかったとしても、ＳＴＡはネットワーク１０４が消滅したとは認識せず、ネットワーク１０４から離脱することは無い。

その後、Ｄｕａｌ端末１０３は、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実施する（Ｓ７０２）。先にも述べたように、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎをしている間、ＳＴＡはパケットの送信を一時的に停止するとともに、ネットワーク１０４に参加し続ける。そして、Ｄｕａｌ端末１０３は、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎの結果をＡＰ１０２に通知する（Ｓ７０３）。

チャネル不在通知フレームの情報に含まれた時間経過後は、ＳＴＡはパケットの送信が可能となり、更にＡＰ／ＳＴＡ Ｄｕａｌ１０３から送信されたビーコンを受信することができるようになる。

以上のようにして、ネットワークに参加している他の通信装置の能力に応じて、ＯＢＳＳ Ｓｃａｎの実行方法を切り替えることができる。また、通信装置がＯＢＳＳ Ｓｃａｎを実行することで生じるパケットロスや他の通信装置のネットワークからの離脱を防ぐことができる。

１０１ ＡＰ１０２が構築するネットワーク
１０２ ＡＰ
１０３ Ｄｕａｌ端末
１０４ Ｄｕａｌ端末１０３が構築するネットワーク
１０５ ネットワーク１０４に参加するＳＴＡ
１０６ ネットワーク１０４に参加するＳＴＡ

Claims (10)

1. 基地局が構築する第１のネットワークに参加すると共に、第２のネットワークを構築する通信装置であって、
   前記第２のネットワークに参加している他の通信装置に、複数の周波数チャネルを用いた通信を行わないネットワークを探索するよう要求する要求手段と、
   前記要求手段による前記要求に応じた前記他の通信装置から、複数の周波数チャネルを用いた通信を行わないネットワークの探索結果を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信した探索結果を前記基地局に送信する送信手段と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 複数の周波数チャネルを用いた通信を行わないネットワークを探索する探索手段を更に有し、
   前記送信手段は、前記探索手段による探索結果を前記基地局に送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記他の通信装置に対して、前記通信装置が前記第２のネットワークから一時的に不在になることを通知する第１の通知手段と、
   前記第１の通知手段による通知の後に、前記探索手段による探索を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. 前記第１の通知手段は、前記第２のネットワークから前記通信装置が不在になる時間の情報を更に通知し、
   前記探索手段は、前記時間内に探索を行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 前記他の通信装置の機能情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得した前記機能情報に基づいて、前記探索手段が探索した探索結果を前記送信手段が前記基地局に送信するか、前記要求手段による前記要求に応じた前記他の通信装置から受信した探索結果を前記送信手段が前記基地局に送信するかを切り替える切替手段と、
   を更に有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記取得手段により取得した前記機能情報に応じて、複数の周波数チャネルでの通信を行わないネットワークを探索できないことを前記基地局に対して通知する第２の通知手段を更に有することを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 複数の周波数チャネルを用いた通信を行わないネットワークの探索とは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したＯＢＳＳ（Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）Ｓｃａｎであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記第１のネットワークおよび前記第２のネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線ネットワークであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 基地局が構築する第１のネットワークに参加すると共に、第２のネットワークを構築する通信装置の制御方法であって、
   前記第２のネットワークに参加している他の通信装置に、複数の周波数チャネルを用いた通信を行わないネットワークを探索するよう要求する要求工程と、
   前記要求工程において前記要求に応じた前記他の通信装置から、複数の周波数チャネルでの通信を行わないネットワークの探索結果を受信する受信工程と、
   前記受信工程において受信した探索結果を前記基地局に送信する送信工程と、
   を有することを特徴とする制御方法。
10. コンピュータを、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。

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