JP6679961B2 - 無線通信装置、無線通信システム及び無線ネットワーク設定方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システム及び無線ネットワーク設定方法 Download PDF

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本発明は、無線通信装置、無線通信システム及び無線ネットワーク設定方法に関する。
昨今のワークスタイル変革の流れで、サテライトオフィスやフリーオフィス等(以下「サテライトオフィス等」という)の普及が進んでいる。それに合わせてモバイル端末(ノートPC、タブレット、スマートフォン)が業務で多く使われるようになっており、サテライトオフィス等でも無線LAN(Local Area Network)の環境が必要となる場合が増えている。
サテライトオフィス等で無線LANの環境構築を行う場合、サテライトオフィス等の各区画で共通化するとセキュリティ上の問題が生じやすくなるため、必要な区画に必要な時だけ使用できるような動的な環境構築が望ましい。さらには無線LANの設定や使用が容易にできるのが望ましい。
従来、無線LANの設定が容易にできるようにしたものとしては、ビルの空調システムに適用される無線通信システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のものは、集中制御局として形成されるアクセスポイントと、空調機を制御するため空調機ごとに設けられる複数の無線ノードと、これらの無線ノードと通信して所定の設定値を設定する携帯移動可能な設定端末と、を備えている。
この構成において、従来のものは、無線ノードが空調機を制御している通常動作時には、アクセスポイントと各無線ノードとの間で通常時チャンネルを用いて制御を実行し、無線ノードの初期設定やこの初期設定値を変更する場合には、通常時チャンネルから初期化チャンネルに切り替えて、設定端末から設定値を無線ノードに送信するようになっている。
しかしながら、特許文献1に記載のものでは、例えば初期化時の設定において、通常時チャンネル及び初期化チャンネルの周波数設定や、無線ノードの台数と設定値のデータ量とから初期化期間の設定を行う構成となっているため、無線ネットワークの運用に専門知識が必要となる。
したがって、特許文献1に記載のものをサテライトオフィス等の無線LANの環境構築に応用しようとすると、無線ネットワークに関する専門知識を有する有識者の確保や外部委託が必要となり、サテライトオフィス等の運用が煩雑化し、運用コストが増大してしまう。
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、無線ネットワークに関する知識のない利用者であっても、サテライトオフィス等の無線LANの環境構築を容易に行うことができる無線通信装置、無線通信システム及び無線ネットワーク設定方法を提供することを目的とする。
本発明の無線通信装置は、予め定められた領域内において無線ネットワークを介して第
1の通信方式により複数の端末装置と通信を行う通信手段と、前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式により前記通信の設定に関する設定情報であって前記領域の面積の情報を含む設定情報を取得する設定情報取得手段と、前記設定情報取得手段によって取得された前記設定情報に基づいて、前記面積に対応するWi−Fi(登録商標)出力レベルの設定を含む前記無線ネットワークの設定を行う無線ネットワーク設定手段と、を備えた構成を有している。
本発明は、無線ネットワークに関する知識のない利用者であっても、サテライトオフィス等の無線LANの環境構築を容易に行うことができるという効果を有する無線通信装置、無線通信システム及び無線ネットワーク設定方法を提供することができるものである。
本発明に係る無線通信システムの一実施形態における機能ブロック図である。 本発明に係る無線通信システムの一実施形態におけるハードウェア構成図である。 本実施形態におけるBLE信号を構成するアドバタイズメントパケットの構成図である。 本実施形態において、BLE送信機が設けられた部屋に利用者が無線APを設置する場合のタイミングチャートである。 本実施形態における無線APの動作例を示すフローチャートである。 本発明に係る無線通信システムの一実施例であって、無線AP単体の運用時の構築例を示す図である。 本発明に係る無線通信システムの一実施例であって、WANに接続しての運用時の構築例を示す図である。 本発明に係る無線通信システムの一実施例であって、ゲスト接続による運用時の構築例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の無線通信装置を、建物内の部屋(サテライトオフィス等)において無線LANにより無線通信する無線通信システムに適用した例を挙げて説明する。
まず、本発明に係る無線通信システムの一実施形態における構成について説明する。
図1に示すように、本実施形態における無線通信システム1は、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))通信方式(以下「BT通信方式」と記す)に基づいた電波を送信するBLE(Bluetooth Low Energy)送信機2と、無線ネットワーク5を介しワイファイ(Wi−Fi(登録商標))通信方式(以下「WF通信方式」と記す)に基づいて通信する複数の端末装置3と、送信機2の送信電波の受信及び各端末装置3との通信を行う無線アクセスポイント(AP)10と、を備えている。
BLE送信機2は、サテライトオフィス等に設けられ、例えば屋内測位技術に利用される装置であって、BT通信方式のビーコンを含む極低電力のBLE信号4を所定の時間間隔で送信するようになっている。このBLE送信機2は、送信手段の一例である。
なお、BLE送信機2が定期的に送信するBLE信号4は、後述するように、無線AP10が設置される部屋において無線ネットワーク5の環境構築を行うための設定情報を含む。また、BLE送信機2は、WF通信方式とは異なる通信方式を用いる通信機器であればよい。また、BLE送信機2に代えて、例えばスマートフォンを利用する構成としてもよい。
複数の端末装置3は、WF通信方式により無線ネットワーク5を介して無線AP10と通信するようになっている。なお、複数の端末装置3は、例えば、ノートPC、タブレット、スマートフォン等である。
無線AP10は、無線通信制御部11、有線通信制御部12、装置制御部13、操作制御部14、メモリ15、不揮発メモリ16を備えている。
無線通信制御部11は、無線通信機能を司るものであり、ブルートゥース(BT)受信部11a、WF通信部11bを備えている。
BT受信部11aは、BLE送信機2から送信されたBLE信号4を受信し、BLE信号4に含まれる設定情報を取得するようになっている。
WF通信部11bは、無線ネットワーク5を介して、WF通信方式により各端末装置3と通信するようになっている。
すなわち、WF通信部11bは、予め定められた部屋(領域)内において無線ネットワーク5を介してWF通信方式(第1の通信方式)により複数の端末装置3と通信を行う通信手段の一例である。
また、BT受信部11aは、BT通信方式(第1の通信方式とは異なる第2の通信方式)により複数の端末装置3の通信の設定に関する設定情報を取得する設定情報取得手段の一例である。
有線通信制御部12は、例えば企業内のWAN(Wide Area Network)に無線AP10がケーブルで接続された際に通信制御を行うようになっている。なお、本実施形態では有線通信を例に挙げたが、例えば、携帯電話や衛星通信等で使われる広域無線通信方式を行う装置であってもよい。
装置制御部13は、無線AP10の全体の制御を司るものである。例えば、装置制御部13は、BT受信部11aがBLE信号4を受信して取得した設定情報に基づいて無線ネットワーク5の設定を行うようになっている。すなわち、装置制御部13は、無線ネットワーク設定手段の一例である。
また、装置制御部13は、BLE送信機2が設けられた部屋に無線AP10が設置される場合に無線ネットワーク5の環境構築を行う部屋設定モードと、複数の端末装置3がWF通信方式により無線ネットワーク5を介して通信する通常モードと、を切り替えるようになっている。
また、装置制御部13は、後述する部屋情報に含まれる部屋の面積に対応するWF出力レベルの情報に基づいて、WF通信部11bのWF出力レベルを設定することができるようになっている。これにより、無線AP10は、WF通信部11bのWF出力レベルを最適化することができ、サテライトオフィス等の限られたスペースのみでWF通信方式を用いた通信が行えるためセキュリティを担保することができる。
操作制御部14は、例えば、無線AP10の動作を利用者が設定可能なボタンスイッチや、所定の情報を表示する表示器、ボタンスイッチ及び表示器等を制御する制御部を備えている。
メモリ15は、無線通信制御部11、有線通信制御部12、装置制御部13及び操作制御部14の機能を実現するソフトウェアが実行時使用するものである。
不揮発メモリ16は、無線AP10の電源が切断されても保持しなくてはならない情報を格納するものである。この種の情報例としては、無線AP10が設置される部屋の部屋情報(部屋の面積や許容人数、用途等)、無線ネットワーク5を識別するためのSSID(Service Set Identifier)や、無線ネットワーク5の利用者を認証するための暗号キーの情報等がある。
次に、本実施形態における無線AP10のハードウェア構成の概要について、図2に例示するハードウェア構成図を用いて説明する。無線AP10は、図2に示されているハードウェア構成及びプログラムによって、図1に示されている各機能構成を有する。
図2に示すように、本実施形態における無線AP10は、種々の処理を実行するCPU21と、CPU21の処理に必要な各種プログラムやデータを記憶するROM22と、CPU21での処理途中のデータ等が一時的に格納されるRAM23と、無線AP10の電源が切断されても保持しなくてはならない情報が格納されるEEPROM24と、各種スイッチやWANコネクタ等が接続される入出力インタフェース(I/F)部25と、各構成要素間においてデータを転送するバス26と、を備えている。
例えば、ROM22には、BT通信方式及びWF通信方式に基づく各処理を制御する制御用プログラムや、部屋情報に関連する情報、例えば、部屋の面積に対応するWF出力レベルの情報などが記憶され、記憶装置として機能するようになっている。CPU21は、このROM22に記憶された制御プログラムに基づいて演算処理を実行するようになっている。また、RAM23は、CPU21による演算結果や操作制御部14が処理する情報等を一時的に記憶するようになっている。
CPU21、ROM22、RAM23及びEEPROM24は、バス26を介して互いに接続されるとともに、入出力I/F部25と接続されている。入出力I/F部25には、ボタンスイッチ27、WANコネクタ28が接続されている。
ボタンスイッチ27は、利用者が、BLE送信機2が設けられた部屋に無線AP10を設置する際に、無線ネットワーク5の環境構築を行う場合に押下されるものである。
WANコネクタ28は、例えば、無線AP10を企業内のWANにケーブルで接続する場合に使用されるものである。
次に、本実施形態におけるBLE信号4について図3を用いて説明する。
BLE信号4は、例えば、図3に示すアドバタイズメントパケット30によって構成される。
アドバタイズメントパケット30は、PDU(Protocol Data Unit)ペイロード31を有している。PDUペイロード31は、アドバタイザのアドレスを6オクテットのデータ長で示すAdvA部と、後続のアドバタイジングデータと、を有する。アドバタイジングデータは、26オクテットのデータ長のData部32を有する。
Data部32は、アドバタイズメントパケット30を利用する各企業の任意データ(Manufacturer Specific Data:製造者任意情報)が記述されるデータ領域である。すなわち、無線AP10は、製造者任意情報を参照することにより、BLE送信機2が設けられた部屋が自社のサテライトオフィス等であるか否かを把握することができる。
本実施形態では、Data部32(26オクテット)には、製造者任意情報として、無線AP10を識別可能なベンダーコード(2オクテット)と、BLE送信機2が設置してある部屋において無線ネットワーク5の環境構築を行うための設定情報(24オクテット)とが記述してある。
具体的には、設定情報は、データ種別、部屋情報、SSID及び暗号キーの情報を含む。この設定情報は、例えばシステム管理者によって、サテライトオフィス等ごとに予め設定されるものである。
データ種別の情報は、1オクテットのデータ長で示され、"00"は部屋情報、"01"はその他の情報を示す。
部屋情報は、1オクテット(8ビット)のデータ長で示され、0〜3ビットは部屋の面積、4〜5ビットは部屋の許容人数、6〜7ビットは部屋の用途の各情報を示す。部屋の用途の情報において、"0"は無線AP10単体で運用、"1"はWANに接続して運用、"2"はゲスト接続による運用、"3"は未定義(空き)であることを示す。
SSIDの情報は、WF通信方式に基づく無線ネットワーク5を識別するためのセキュリティに関する認証関連情報である。暗号キーは、WF通信方式に基づく無線ネットワーク5の利用者を認証するためのセキュリティに関する認証関連情報である。
次に、BLE送信機2が設けられた部屋に、利用者が無線AP10を設置する場合の無線通信システム1の動作について図4を用いて説明する。この図4は、本実施形態における無線ネットワーク設定方法を示すタイミングチャートである。
利用者によってボタンスイッチ27が押下されると、操作制御部14は、ボタンスイッチ27の押下を認識し(ステップS1)、その旨を装置制御部13に通知する。
装置制御部13は、無線AP10を部屋設定モードに設定し(ステップS2)、その旨を無線通信制御部11に通知する。
無線通信制御部11は、BT受信部11aによりBLE信号4の監視を開始する(ステップS3)。
BT受信部11aは、BLE送信機2が定期的に送出してくるBLE信号4(Advertising信号)を受信し解析を行い、BLE信号4から部屋情報を抽出する(ステップS4)。
無線通信制御部11は、BT受信部11aが抽出した部屋情報を装置制御部13に出力する。装置制御部13は、入力した部屋情報に基づいて、不揮発メモリ16に記憶されていた情報の変更(書き換え)を行って(ステップS5)、その旨を無線通信制御部11に通知する。
無線通信制御部11は、BT受信部11aによるBLE信号4の監視を終了する(ステップS6)。
装置制御部13は、無線AP10を部屋設定モードから通常モードに設定する(ステップS7)。
次に、本実施形態における無線AP10の動作及び無線ネットワーク設定方法について図5を用いて説明する。なお、初期状態では、無線AP10は通常モードに設定されているものとする。
装置制御部13は、部屋設定モードに設定するか否かを判断する(ステップS11)。具体的には、装置制御部13は、ボタンスイッチ27が押下されている場合には部屋設定モードに設定すると判断し、ボタンスイッチ27が押下されていない場合には部屋設定モードに設定せず通常モードを維持すると判断する。
ステップS11において、部屋設定モードに設定すると判断された場合には、装置制御部13は、BT受信部11aが受信したBLE信号4のData部32に基づき、以下のように処理する。
すなわち、装置制御部13は、Data部32に含まれる製造者任意情報が自社用で、かつ、データ種別が"部屋情報"であるか否かを判断する(ステップS12)。
ステップS12において、Data部32に含まれる製造者任意情報が自社用で、かつ、データ種別が"部屋情報"であると判断された場合には、装置制御部13は、部屋情報から"面積"の情報を取り出して、その部屋の面積に対応するWF出力レベルをWF通信部11bに対し設定する(ステップS13)。
装置制御部13は、部屋情報から"許容人数"の情報を取り出して、その部屋における接続デバイス数の上限値を設定する(ステップS14)。
装置制御部13は、部屋情報から"用途"の情報を取り出す(ステップS15)。
装置制御部13は、"用途"の情報が無線AP10単体の運用を示す情報である否かを判断する(ステップS16)。
ステップS16において、無線AP10単体の運用を示す情報であると判断された場合には、装置制御部13は、NAT機能をオフ、DHCP機能をオンに設定して(ステップS17)、ステップS24に進む。
ステップS16において、無線AP10単体の運用を示す情報であると判断されなかった場合には、装置制御部13は、"用途"の情報がWAN接続を示す情報である否かを判断する(ステップS18)。
ステップS18において、"用途"の情報がWAN接続を示す情報であると判断された場合には、装置制御部13は、NAT機能をオフ、DHCP機能をオフに設定して(ステップS19)、ステップS24に進む。
ステップS18において、WAN接続を示す情報であると判断されなかった場合には、装置制御部13は、"用途"の情報がゲスト接続を示す情報である否かを判断する(ステップS20)。
ステップS20において、"用途"の情報がゲスト接続を示す情報であると判断された場合には、装置制御部13は、NAT機能をオン、DHCP機能をオンに設定して(ステップS21)、ステップS24に進む。
装置制御部13は、Data部32からSSIDの情報を取り出して不揮発メモリ16に格納する(ステップS22)。
装置制御部13は、Data部32から暗号キーの情報を取り出して不揮発メモリ16に格納する(ステップS23)。
装置制御部13は、自動リブートを実行する(ステップS24)。その結果、装置制御部13によって設定された各種情報の設定が反映されるので、無線AP10が設置された部屋に最適化された無線LAN環境が構築されることとなる。
なお、ステップS11において部屋設定モードに設定すると判断されなかった場合、及び、ステップS12において製造者任意情報が自社用で、かつ、データ種別が"部屋情報"であると判断されなかった場合には、処理を終了する。
前述のように、本実施形態における無線AP10は、BLE送信機2が設けられたサテライトオフィス等において、無線AP10のボタンスイッチ27が利用者によって押下されるという簡単な操作に応じて、サテライトオフィス等の必要な区画に必要な時だけ、さらには無線LANの設定や使用が容易にできるよう動的な環境構築ができる。したがって、無線ネットワークに関する知識のない利用者であっても、サテライトオフィス等に無線AP10を設置したり、取り外したりすることを容易に行える。
次に、図6〜図8を用いて実施例を説明する。
図6は、部屋情報に含まれる"用途"の情報が無線AP10単体の運用を示す情報である場合に構築される一実施例を示す図である。図示のように、無線通信システム1aは、BLE送信機2と、無線AP10と、複数の端末装置3としてのノートPC3a、タブレットPC3b及び電子黒板3cと、を備えている。
図7は、部屋情報に含まれる"用途"の情報がWANに接続して運用を示す情報である場合に構築される一実施例を示す図である。図示のように、無線通信システム1bは、BLE送信機2と、無線AP10と、複数の端末装置3としてのノートPC3a及びタブレットPC3bと、WAN6と、このWAN6に接続された電子黒板3cと、を備えている。この場合、無線AP10の装置制御部13は、BLE送信機2からWAN6に接続して運用を示す情報を取得すると、無線AP10自身をL2スイッチとして設定し、通常利用のWAN6に有線接続する例である。電子黒板3cとの通信制御は、有線通信制御部12(図1参照)によって制御される。
図8は、部屋情報に含まれる"用途"の情報がゲスト接続による運用を示す情報である場合に構築される一実施例を示す図である。図示のように、無線通信システム1cは、BLE送信機2と、無線AP10と、複数の端末装置3としてのノートPC3a及びタブレットPC3bと、WAN6と、WAN6に接続されたインターネット7と、を備えている。
この場合、無線AP10がNAT機能ありのルータとなりWAN6に接続するが、独立したゲスト用のネットワークを構成する。また、無線AP10とWAN6との間、WAN6とインターネット7との間にUTM(Unified Threat Management)8及び9を設置し、WAN6へのセキュリティ脅威に対するリスクを回避する。この構成は、ゲストネットワークからもUTM8及び9経由でインターネット7の使用を許容することを想定している。
以上のように、本実施形態における無線AP10は、サテライトオフィス等に設けられたBLE送信機2からBT通信方式のBLE信号4を受信し、無線ネットワーク5の環境構築を行うための設定情報を取得する構成を有し、利用者によってボタンスイッチ27が押下されると、無線ネットワーク5の環境構築が自動的に行われるようになっている。
したがって、本実施形態における無線AP10は、無線ネットワークに関する知識のない利用者であっても、サテライトオフィス等の無線LANの環境構築を容易に行うことができる。
また、本実施形態における無線AP10は、自身が設置される部屋の部屋情報を取得し、取得した部屋情報に基づいて無線ネットワーク5の環境構築を自動的に行うようになっているので、自身が設置される部屋に最適化した無線LAN環境を構築することができる。
また、本実施形態における無線AP10は、無線ネットワーク5で用いられるWF通信方式とは異なるBT通信方式により部屋情報を取得する構成としたので、無線ネットワーク5を構築する前に部屋情報を取得して無線ネットワーク5の環境構築に適用することができる。
また、本実施形態における無線AP10は、サテライトオフィス等に設けられ極低電力のBLE信号4を所定の時間間隔で送信するBLE送信機2を用いることにより、限られたスペースのみで各端末装置3による通信を有効にすることができ、セキュリティを担保することができる。
1、1a、1b、1c 無線通信システム
2 BLE送信機(送信手段)
3 端末装置
4 BLE信号(設定情報)
5 無線ネットワーク
6 WAN
7 インターネット
10 無線AP(無線通信装置)
11a BT受信部(設定情報取得手段)
11b WF通信部(通信手段)
13 装置制御部(無線ネットワーク設定手段)
特開2008−228191号公報

Claims (5)

  1. 予め定められた領域内において無線ネットワークを介して第1の通信方式により複数の端末装置と通信を行う通信手段と、
    前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式により、前記通信の設定に関する設定情報であって前記領域の面積の情報を含む設定情報を取得する設定情報取得手段と、
    前記設定情報取得手段によって取得された前記設定情報に基づいて、前記面積に対応するWi−Fi(登録商標)出力レベルの設定を含む前記無線ネットワークの設定を行う無線ネットワーク設定手段と、
    を備えたことを特徴とする無線通信装置。
  2. 前記領域は、建物内の部屋の領域であって、
    前記設定情報取得手段は、前記部屋内に設けられ所定の時間間隔で前記設定情報を送信する送信手段から前記設定情報を受信するものであることを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 前記設定情報取得手段は、さらに、部屋の許容人数を示す情報を前記設定情報として取得し、
    前記無線ネットワーク設定手段は、前記設定情報取得手段によって取得された前記設定情報に基づいて当該部屋における接続デバイス数の上限値を設定するものであることを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
  4. 前記設定情報取得手段は、さらに、部屋の用途を示す情報を前記設定情報として取得し、
    前記無線ネットワーク設定手段は、前記設定情報取得手段によって取得された前記設定情報に基づいてNAT機能のオン/オフおよびDHCP機能のオン/オフを設定するものであることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の無線通信装置。
  5. 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の無線通信装置と、
    前記無線ネットワークを介して前記第1の通信方式により前記通信手段と通信する複数の端末装置と、
    前記第2の通信方式により前記通信の設定に関する設定情報を送信する送信手段と、
    を備えたことを特徴とする無線通信システム。
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