JP6849961B2 - ネットワーク構成方法 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク構成方法、通信端末、およびプログラムに関する。

短距離通信ネットワークの一種に、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークがある（例えば非特許文献１参照）。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークでは、或る１つのネットワークに参加する複数の通信端末の内の一の通信端末がアクセスポイント機能を有する親として機能し、残りの通信端末が上記親に対する子として機能する。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークは、１対１の接続しか行えないＷｉ−Ｆｉ Ａｄ−ｈｏｃネットワークと比較して、１対複数の接続が可能であること、親経由で子どうしの通信が可能であること、セキュリティが比較的強度であること等の特徴がある。このため、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークは、近年、データ共有等の各種の用途に利用されるようになっている。本発明は、このようなＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークを構成する方法に関する。但し、本発明は、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークのみに適用が限定されるものではない。

Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークを構成する方法の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１では、各通信端末は、Ｐ２Ｐ（Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ）能力情報を交換するために、ユーザの介入を伴わずに、他の通信端末と情報を交換して、Ｐ２Ｐ接続の確立を求めることが可能である。上記Ｐ２Ｐ能力情報の交換では、接続タイプ（Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ等）、プロトコル、対応する認証、またはセキュリティメソッド等を示すパラメータ情報を交換する。そして、各通信端末は、発見されたＰ２Ｐタイプ等に基づいて、他の通信端末とのＰ２Ｐ接続を確立するか否かを決定する。例えば、通信端末が、ＶｏＩＰサービスを使用するために、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔのネットワーク接続タイプを介して、別の通信端末と接続するように要求する。その際、２つの通信端末だけのＰ２Ｐ接続を確立するケースと、２つ以上の通信端末間でＰ２Ｐ接続を確立するケースとが例示されている。

特表２０１３−５０７０２９号公報

Ｗｉ−Ｆｉ Ａｌｌｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ Ｐ２Ｐ Ｔａｓｋ Ｇｒｏｕｐ Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ（Ｐ２Ｐ）Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ１．１

Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークでは、通信ネットワークに接続する通信端末間で通信を行うことができる。一方、通信ネットワークに接続する通信端末と、この通信端末が接続する通信ネットワークとは異なる他の通信ネットワークに接続する通信端末との間では、それらの通信端末が物理的に接近した場所に存在していたとしても、お互いに通信を行うことはできない。このため、何れの通信ネットワークにも接続されていない通信端末が、より多くの他の通信端末と通信することを意図する場合、自通信端末の周囲に存在する既に通信ネットワークを形成している通信端末の内の親の通信端末に接続する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載されるネットワーク構成方法では、何れの通信ネットワークにも接続されていない通信端末は、その周囲に、既に通信ネットワークを形成している通信端末の内の親の通信端末と、何れの通信ネットワークにも接続されていない他の通信端末とが存在する場合、何れの通信ネットワークにも接続されていない他の通信端末に接続するケースが発生する。この結果、当該通信端末は、より多くの他の通信端末と通信を行う機会を逸することになる。

本発明の目的は、上述した課題、即ち、通信端末数のより多いネットワークを形成することを意図した通信装置がそのようなネットワークの形成に失敗する、という課題を解決するネットワーク構成方法を提供することにある。

本発明の第１の観点に係るネットワーク構成方法は、
複数の通信端末のうちの一の上記通信端末がアクセスポイントの機能を有する親として機能し、残りの上記通信端末が上記親に対する子として機能する通信ネットワークを構成する方法であって、
上記通信ネットワークに接続されていない第１の通信端末が、自通信端末の周囲に存在する第２の通信端末を探索し、
上記第１の通信端末が、上記探索によって発見した１以上の上記第２の通信端末の中から、上記第２の通信端末から受信した通信メッセージに含まれる情報が上記通信ネットワークに接続され且つ上記親として機能する接続済み親端末であることを表す上記第２の通信端末を接続相手に決定し、該決定した接続相手と上記ネットワークを構成する。

本発明の第２の観点に係る通信端末は、
複数の通信端末のうちの一の上記通信端末がアクセスポイントの機能を有する親として機能し、残りの上記通信端末が上記親に対する子として機能する通信ネットワークを構成する上記通信端末であって、
他の通信端末との間で通信メッセージを授受する無線通信部と、
上記無線通信部に接続された制御部と
を有し、
上記制御部は、
自通信端末の周囲に存在する他の通信端末を探索し、
上記探索によって発見した１以上の上記他の通信端末の中から、上記他の通信端末から受信した通信メッセージに含まれる情報が上記通信ネットワークに接続され且つ上記親として機能する接続済み親端末であることを表す上記他の通信端末を接続相手に決定し、該決定した接続相手と上記ネットワークを構成する。
本発明の第３の観点に係るネットワーク構成方法は、
複数の通信端末のうちの一の上記通信端末がアクセスポイントの機能を有する親として機能し、残りの上記通信端末が上記親に対する子として機能する通信ネットワークを構成する上記通信端末が実行するネットワーク構成方法であって、
自通信端末の周囲に存在する他の通信端末を探索し、
上記探索によって発見した１以上の上記他の通信端末のうち、上記他の通信端末から受信した通信メッセージに含まれる情報が上記通信ネットワークに接続され且つ上記親として機能する接続済み親端末であることを表す上記他の通信端末を接続相手に決定し、該決定した接続相手と上記ネットワークを構成する。
本発明の第４の観点に係るプログラムは、
複数の通信端末のうちの一の上記通信端末がアクセスポイントの機能を有する親として機能し、残りの上記通信端末が上記親に対する子として機能する通信ネットワークを構成する上記通信端末が有するコンピュータを、
他の通信端末との間で通信メッセージを授受する無線通信部と、
上記無線通信部に接続された制御部と
して機能させ、
上記制御部は、
自通信端末の周囲に存在する他の通信端末を探索し、
上記探索によって発見した１以上の上記他の通信端末のうち、上記他の通信端末から受信した通信メッセージに含まれる情報が上記通信ネットワークに接続され且つ上記親として機能する接続済み親端末であることを表す上記他の通信端末を接続相手に決定し、該決定した接続相手と上記ネットワークを構成する。

本発明は上述した構成を有するため、通信端末数のより多いネットワークを形成することを意図した通信装置がそのようなネットワークの形成に失敗するのを防止することができる。

本発明の第１の実施形態に係る通信端末のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信端末の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態において未接続の通信端末が他の通信端末とネットワークを構成する状況の説明図である。 本発明の第１の実施形態において未接続の通信端末が他の通信端末とネットワークを構成する動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信端末のブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信端末の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態において未接続の通信端末が他の通信端末とネットワークを構成する状況の説明図である。 本発明の第２の実施形態において未接続の通信端末が他の通信端末とネットワークを構成する動作を示すシーケンス図である。 本発明の第３の実施形態に係る通信端末のブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る通信端末の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態において未接続の通信端末が他の通信端末とネットワークを構成する状況の説明図である。 本発明の第３の実施形態において未接続の通信端末が他の通信端末とネットワークを構成する動作を示すシーケンス図である。 本発明の第４の実施形態に係る通信端末のブロック図である。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第１の実施形態]
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態にかかる通信端末１１０は、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークを形成する無線通信端末である。通信端末１１０は、無線通信部１１１と制御部１１２とアプリケーション部１１３と記憶部１１４とアンテナ１１５とを有する。

無線通信部１１１は、他の通信端末との間で無線によって通信メッセージを授受する機能を有する。無線通信部１１１は、送信時には、制御部１１２からの要求に応じて通信メッセージのパケットを作成し、作成したパケットに対してヘッダや誤り検出符号の付加などの処理を行い、処理後のデータから搬送波の周波数帯の変調信号を生成し、アンテナ１１５から無線信号として送信する。また、無線通信部１１１は、受信時には、アンテナ１１５により受信した無線信号を復調して通信メッセージのパケットを復号し、誤り検出符号に基づいて誤りがないことを確認した通信メッセージを制御部１１２に通知する。

制御部１１２は、無線通信部１１１における利用周波数の決定、各種通信メッセージの作成と送信指示、受信した各種通信メッセージの解釈、接続処理の制御など、通信端末１１０全体の制御を司る機能を有する。例えば、制御部１１２は、自通信端末が通信ネットワークに接続されていない場合、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末と無線通信部１１１を通じて探索に係る通信メッセージを授受することによって、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末を探索する機能を有する。また制御部１１２は、上記探索によって発見した１以上の他の通信端末の中から、当該他の通信端末から受信した通信メッセージに含まれる情報が通信ネットワークに接続され且つ親として機能する端末（接続済み親端末）であることを表す他の通信端末を接続相手に決定し、この決定した接続相手と通信ネットワークを構成する機能を有する。

アプリケーション部１１３は、アプリケーションプログラムを実行する機能を有する。アプリケーションプログラムの種類と個数は任意である。例えば、アプリケーション部１１３では、通信ネットワークに接続される他の通信端末との間で、音声通話を行うアプリケーション、ファイル転送を行うアプリケーション、コンテンツデータを交換するアプリケーション等を実行することが可能である。

記憶部１１４は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスクなどの記憶装置で構成され、プログラムおよび各種のデータを記憶する。記憶するデータには、制御データとアプリケーションデータとがある。制御データには、例えば、自通信端末１１０が通信ネットワークに接続されているか否かを表す自通信端末ステータス情報、自通信端末１１０が通信ネットワークに接続されている場合の親の情報、探索した他の通信端末から受信した情報（当該通信端末の通信アドレス、端末名、ステータス情報（通信ネットワークに接続されていない未接続端末、接続済み親端末などを表す他通信端末ステータス情報）などがある。アプリケーションデータには、アプリケーション部１１３が他の通信端末と共有するコンテンツデータなどがある。記憶するプログラムには、アプリケーション部１１３で実行するアプリケーションプログラムなどがある。

次に、本実施形態に係る通信端末１１０の動作を説明する。

通信端末１１０は起動されると、図２に示す処理の実行を開始する。まず、通信端末１１０の制御部１１２は、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末との間で無線通信部１１１を通じて探索に係る通信メッセージを授受することによって、周囲の通信端末を探索する（ステップＳ１０１）。この周囲の通信端末の探索は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様のＤｅｖｉｃｅ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅに準拠して行われる。制御部１１２は、１以上の通信端末を発見すると、ステップＳ１０２の処理へと進む。他方、通信端末を一つも発見できない場合、制御部１１２は、ステップＳ１０１に留まり、周囲の通信端末を探索する処理を継続する。

次に通信端末１１０の制御部１１２は、ステップＳ１０２において、上記探索によって発見した１以上の通信端末の中から接続相手を決定する。具体的には、制御部１１２は、発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していれば、接続済み親端末である一の他の通信端末を接続相手に決定する。そして、制御部１１２はステップＳ１０３の処理へと進む。上記以外の場合、即ち発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していない場合、接続相手の決定方法は任意である。例えば、制御部１１２は、発見された１以上の接続済み親端末でない他の通信端末の中の一の他の通信端末を接続相手に決定しても良いし、接続相手の決定を断念しステップＳ１０１の処理に戻っても良い。

次に通信端末１１０の制御部１１２は、ステップＳ１０３において、接続相手に決定した他の通信端末との間で無線通信部１１１を通じて通信メッセージを授受して、通信ネットワークを構成する。その後、通信端末１１０は、アプリケーション部１１３により、通信ネットワークに接続される他の通信端末との間でアプリケーションデータの送受信を開始する。

次に本実施形態の動作をより具体的に説明する。

今、図３に示すように、何れの通信ネットワークにも接続していない通信端末１１０の通信可能エリア内に、他の通信端末１２０、１３０が存在しているとする。ここで、通信端末１２０は、自通信端末１１０と同様にネットワークに接続していない。また通信端末１３０は、他の通信端末１４０とネットワークを構成しており、かつ親として機能している。

図４は、本実施形態の動作を示すシーケンス図である。通信端末１１０が探索動作を開始すると、図４に示すようにプローブ要求（Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を周囲に送信する。通信端末１２０、１３０は、上記プローブ要求を受信して検出すると、プローブ応答（Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を返信する。

通信端末１１０は、上記プローブ応答を受信することで、自通信端末の周囲に他の通信端末１２０、１３０が存在することを認識する。また通信端末１１０は、受信した上記プローブ応答を解析することで、通信端末１２０はネットワークに接続されていない未接続端末であり、通信端末１３０は接続済み親端末であることを認識する。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様によれば、接続済み親端末から送信されるプローブ応答には、Ｐ２Ｐグループ情報（Ｐ２Ｐ ＧＲＯＵＰ Ｉｎｆｏ）の属性（Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）が存在し、ネットワークに接続していない通信端末から送信されるプローブ応答には、上記Ｐ２Ｐグループ情報の属性は存在しない。従って、グループ情報の属性の有無により、接続済み親端末か否かを判定することができる。但し、接続済み親端末であるか否かを判定する方法は、グループ情報の属性の有無による方法に限定されず、その他の方法を使用してもよい。例えば、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様によれば、接続済み親端末から送信されるプローブ応答には、不在通知（Ｎｏｔｉｃｅ ｏｆ Ａｂｓｅｎｃｅ）の属性が存在するので、その有無によって、接続済み親端末か否かを判定してもよい。

図４に示す状況においては、通信端末１１０は、周囲に存在する通信端末１２０、１３０のうち、接続済み親端末である通信端末１３０を接続相手に決定する。その後、通信端末１１０は、接続相手に決定した通信端末１３０が接続済み親端末であるので、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠した手順に従って、通信端末１３０に接続する。すなわち、通信端末１１０は、通信端末１３０が親になっている通信ネットワークにクライアントとして加入する。具体的には、図４に示すように、通信端末１１０は、通信端末１３０に対してＰｒｏｖｉｓｉｏｎ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信し、これを受信した通信端末１３０は、通信端末１１０に対してＰｒｏｖｉｓｉｏｎ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを送信する。そして、通信端末１１０と通信端末１３０との間で、Ａｕｔｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓ、および、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓを行う。

このように本実施形態によれば、通信端末数のより多い通信ネットワークを形成することを意図した通信装置１１０がそのような通信ネットワークの形成に失敗するのを防止することができる。その理由は、通信端末１１０は、発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していれば、接続済み親端末である一の他の通信端末を接続相手に決定するためである。

[第２の実施形態]
図５を参照すると、本発明の第２の実施形態にかかる通信端末２１０は、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークを形成する無線通信端末である。通信端末２１０は、無線通信部２１１と制御部２１２とアプリケーション部２１３と記憶部２１４とアンテナ２１５とタイマ２１６とを有する。

無線通信部２１１とアプリケーション部２１３と記憶部２１４とアンテナ２１５とは、図１に示した本発明の第１の実施形態における通信端末１１０の無線通信部１１１とアプリケーション部１１３と記憶部１１４とアンテナ１１５と同じである。

タイマ２１６は、一定時間の経過を測定する機能を有する。タイマ２１６は、制御部２１２からの指示による起動後、一定時間が経過すると、タイムアウト信号を制御部２１２に出力する。

制御部２１２は、無線通信部２１１における利用周波数の決定、各種通信メッセージの作成と送信指示、受信した各種通信メッセージの解釈、接続処理の制御など、通信端末２１０全体の制御を司る機能を有する。例えば、制御部２１２は、自通信端末が通信ネットワークに接続されていない場合、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末と無線通信部２１１を通じて探索に係る通信メッセージを授受することによって、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末を探索する機能を有する。

制御部２１２は、上記他の通信端末の探索では、探索によって最初に発見した他の通信端末が接続済み親端末であれば他の通信端末の探索を終了し、接続相手の決定処理へと進む。また制御部２１２は、探索によって最初に発見した他の通信端末が接続済み親端末でなければ、タイマ２１６を起動する。そして制御部２１２は、タイマ２１６がタイムアウトするか、または、接続済み親端末である他の通信端末が発見されるか、何れか早く成立する方を終了条件として他の通信端末の探索を継続し、接続相手の決定処理へと進む。

次に、本実施形態に係る通信端末２１０の動作を説明する。

通信端末２１０は起動されると、図６に示す処理の実行を開始する。まず、通信端末２１０の制御部２１２は、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末との間で無線通信部２１１を通じて探索に係る通信メッセージを授受することによって、周囲の通信端末を探索する（ステップＳ２０１）。この周囲の通信端末の探索は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様のＤｅｖｉｃｅ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅに準拠して行われる。制御部２１２は、上記探索によって或る１つの通信端末を発見すると（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０３の処理へと進む。他方、通信端末を一つも発見できない場合、制御部２１２は、周囲の通信端末を探索する処理を継続する。

次に通信端末２１０の制御部２１２は、ステップＳ２０３において、発見した通信端末から受信した情報（例えばプローブ応答）を記憶部２１４に保存する。次に制御部２１２は、発見した通信端末から受信した情報を解析し、当該通信端末が接続済み親端末であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。制御部２１２は、発見した通信端末が接続済み親端末であれば、ステップＳ２１１の処理へと進む。

一方、発見した通信端末が接続済み親端末でなければ、制御部２１２は、以下のような処理を行う。まず、制御部２１２は、タイマ２１６を起動する（ステップＳ２０５）。次に制御部２１２は、ステップＳ２０１と同様の方法で周囲の通信端末を探索する（ステップＳ２０６）。そして、制御部２１２は、新たな通信端末を発見したか、タイムアウトしたかを判定する（ステップＳ２０７、Ｓ２０８）。新たな通信端末を発見した場合、制御部２１２は、発見した通信端末から受信した情報（例えばプローブ応答）を記憶部２１４に記憶し（ステップＳ２０９）、その受信した情報を解析して当該発見した通信端末が接続済み親端末か否かを判定する（ステップＳ２１０）。そして、接続済み親端末であればステップＳ２１１の処理へと進み、接続済み親端末でなければステップＳ２０８の処理へと進む。他方、ステップＳ２０８において、タイムアウトを検出すると、制御部２１２は、ステップＳ２１１の処理へと進み、未だタイムアウトしていなければ、ステップＳ２０６の処理へと戻る。

通信部２１０の制御部２１２は、ステップＳ２１１において、これまでの探索によって発見した１以上の通信端末の中から接続相手を決定する。具体的には、制御部２１２は、発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していれば、接続済み親端末である一の他の通信端末を接続相手に決定する。そして、制御部２１２はステップＳ２１２の処理へと進む。上記以外の場合、即ち発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していない場合、制御部２１２は、発見された１以上の接続済み親端末でない他の通信端末のうちの一の通信端末、すなわち未接続の通信端末を接続相手に決定する。そして、制御部２１２はステップＳ２１２の処理へと進む。

次に制御部２１２は、ステップＳ２１２において、接続相手に決定した他の通信端末との間で無線通信部２１１を通じて通信メッセージを授受して、通信ネットワークを構成する。その後、通信端末２１０は、アプリケーション部２１３により、通信ネットワークに接続される他の通信端末との間でアプリケーションデータの送受信を開始する。

次に本実施形態の動作をより具体的に説明する。

今、図７に示すように、何れの通信ネットワークにも接続していない通信端末２１０の周囲に他の通信端末２２０、２３０が存在しているとする。ここで、通信端末２２０は、自通信端末２１０と同様にネットワークに接続していない。また通信端末２３０は、他の通信端末２４０とネットワークを構成しており、かつ親として機能しているものとする。但し、時刻ｔ１の時点では、通信端末２１０の通信可能エリア内に通信端末２２０は含まれるが、通信端末２３０は含まれない。また、通信端末２１０は矢印方向に移動しており、時刻ｔ２の時点では、通信端末２２０と通信端末２３０とが通信端末２１０の通信可能エリア内に含まれるものとする。

図８は、本実施形態の動作を示すシーケンス図である。通信端末２１０が時刻ｔ１より探索動作を開始すると、図８に示すようにプローブ要求（Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を周囲に送信する。このプローブ要求は、通信端末２１０の通信可能エリア内に存在する通信端末２２０で受信され、通信端末２１０の通信可能エリア外の通信端末２３０では受信されない。通信端末２２０は、上記プローブ要求を受信して検出すると、プローブ応答（Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を返信する。

通信端末２１０は、上記プローブ応答を受信することで、自通信端末の周囲に他の通信端末２２０が存在することを認識する。また通信端末２１０は、受信した上記プローブ応答を解析することで、通信端末２２０は接続済み親端末でないことを認識する。このため通信端末２１０は、タイマ２１６を起動し、タイマ２１６がタイムアウトするか、または接続済み親端末を発見するか、何れか早く成立する方を終了条件として探索動作を続行する。図８に示す例では、その後の時点で通信端末２１０から送信されたプローブ要求が通信端末２３０で受信され、通信端末２３０から通信端末２１０に対してプローブ応答が送信されている。

通信端末２１０は、上記プローブ応答を受信することで、自通信端末の周囲に他の通信端末２３０が存在することを認識する。また通信端末２１０は、受信した上記プローブ応答を解析することで、通信端末２３０は接続済み親端末であることを認識する。この結果、通信端末２１０は、他の通信端末の探索を停止する。そして、通信端末２１０は、周囲に存在する通信端末２２０、２３０の中から、接続済み親端末である通信端末２３０を接続相手に決定する。その後、通信端末２１０は、接続相手に決定した通信端末２３０が接続済み親端末であるので、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠した手順に従って、通信端末２３０に接続する。

このように本実施形態によれば、通信端末数のより多い通信ネットワークを形成することを意図した通信装置２１０がそのような通信ネットワークの形成に失敗するのを防止することができる。その理由は、通信端末２１０は、探索によって最初に発見した他の通信端末が接続済み親端末でなければ、接続済み親端末である他の通信端末を発見するために探索を続行するためである。また通信端末２１０は、発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していれば、接続済み親端末である一の他の通信端末を接続相手に決定するためである。

また本実施形態によれば、通信端末数のより多い通信ネットワークを形成することを意図した通信装置２１０が他の通信端末を無駄に探索し続けることを防止することができる。その理由は、通信端末２１０は、探索によって最初に発見した他の通信端末が接続済み親端末であれば他の通信端末の探索を終了し、探索によって最初に発見した他の通信端末が接続済み親端末でなければ、一定時間が経過するか、接続済み親端末である他の通信端末が発見されるか、何れか早く成立する方を終了条件として他の通信端末の探索を終了するためである。

[第３の実施形態]
図９を参照すると、本発明の第３の実施形態にかかる通信端末３１０は、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠する通信ネットワークを形成する無線通信端末である。通信端末３１０は、無線通信部３１１と制御部３１２とアプリケーション部３１３と記憶部３１４とアンテナ３１５とタイマ３１６とを有する。

無線通信部３１１とアプリケーション部３１３と記憶部３１４とアンテナ３１５とタイマ３１６は、図５に示した本発明の第２の実施形態における通信端末２１０の無線通信部２１１とアプリケーション部２１３と記憶部２１４とアンテナ２１５とタイマ２１６と同じである。

制御部３１２は、無線通信部３１１における利用周波数の決定、各種通信メッセージの作成と送信指示、受信した各種通信メッセージの解釈、接続処理の制御など、通信端末３１０全体の制御を司る機能を有する。例えば、制御部３１２は、自通信端末が通信ネットワークに接続されていない場合、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末と無線通信部３１１を通じて探索に係る通信メッセージを授受することによって、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末を探索する機能を有する。制御部３１２は、他の通信端末の探索は、最初の１つの他の通信端末を発見してから一定時間が経過するまで続行する。そして制御部３１２は、探索によって発見した１以上の他の通信端末の中から接続相手を決定し、この決定した接続相手と通信ネットワークを構成する。

上記接続相手の決定では、制御部３１２は、探索によって発見した１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在すれば、一の接続済み親端末を接続相手に決定する。複数の接続済み親端末が存在する場合には、クライアント数のより多い一の接続済み親端末を接続相手に決定する。また、発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していない場合、制御部３１２は、接続済み親端末でない一の他の通信端末、すなわち通信ネットワークに未接続の通信端末を接続相手に決定する。

制御部３１２は、上記接続相手の決定では、探索によって複数の接続済み親端末を発見した場合、子の数のより多い接続済み親端末を接続先に決定する。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様によれば、接続済み親端末からのプローブ応答には、親のデバイスアドレスとクライアントのデバイスアドレスが含まれている。従って、プローブ応答に含まれるクライアントのデバイスアドレスの個数を比較することにより、複数の接続済み端末のうちクライアント数のより多い端末を決定することができる。

次に、本実施形態に係る通信端末３１０の動作を説明する。

通信端末３１０は起動されると、図１０に示す処理の実行を開始する。まず、通信端末３１０の制御部３１２は、自通信端末の周囲に存在する他の通信端末との間で無線通信部３１１を通じて探索に係る通信メッセージを授受することによって、周囲の通信端末を探索する（ステップＳ３０１）。この周囲の通信端末の探索は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様のＤｅｖｉｃｅ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅに準拠して行われる。制御部３１２は、上記探索によって或る１つの通信端末を発見すると（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、ステップＳ３０３の処理へと進む。他方、通信端末を一つも発見できない場合、制御部３１２は、周囲の通信端末を探索する処理を継続する。

次に通信端末３１０の制御部３１２は、ステップＳ３０３において、発見した通信端末から受信した情報（例えばプローブ応答）を記憶部３１４に保存する。次に制御部３１２は、タイマ３１６を起動する（ステップＳ３０４）。次に制御部３１２は、ステップＳ３０１と同様の方法で周囲の通信端末を探索する（ステップＳ３０５）。そして、制御部３１２は、新たな通信端末を発見したかどうか、タイムアウトしたかどうかを判定する（ステップＳ３０６、Ｓ３０８）。新たな通信端末を発見した場合、制御部３１２は、発見した通信端末から受信した情報（例えばプローブ応答）を記憶部３１４に記憶する（ステップＳ３０７）。そして、ステップＳ３０８の処理へ進む。他方、ステップＳ３０８において、タイムアウトを検出すると、制御部３１２は、ステップＳ３０９の処理へと進み、未だタイムアウトしていなければ、ステップＳ３０５の処理へと戻る。

通信部３１０の制御部３１２は、ステップＳ３０９において、これまでの探索によって発見した１以上の通信端末の中から接続相手を決定する。具体的には、制御部３１２は、発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していれば、接続済み親端末である一の他の通信端末を接続相手に決定する。このとき、複数の接続済み親端末が存在すれば、クライアント数のより多い一の接続済み親端末を接続相手に決定する。そして、制御部３１２はステップＳ３１０の処理へと進む。上記以外の場合、即ち発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していない場合、制御部３１２は、発見された１以上の接続済み親端末でない他の通信端末のうちの一の通信端末を接続相手に決定する。そして、制御部３１２はステップＳ３１０の処理へと進む。

次に制御部３１２は、ステップＳ３１０において、接続相手に決定した他の通信端末との間で無線通信部３１１を通じて通信メッセージを授受して、通信ネットワークを構成する。その後、通信端末３１０は、アプリケーション部３１３により、通信ネットワークに接続される他の通信端末との間でアプリケーションデータの送受信を開始する。

次に本実施形態の動作をより具体的に説明する。

今、図１１に示すように、何れの通信ネットワークにも接続していない通信端末３１０の周囲に他の通信端末３２０、３４０が存在しているとする。ここで、通信端末３２０は、他の通信端末３３０とネットワークを構成しており、かつ親として機能している。また通信端末３４０は、他の通信端末３５０、３６０とネットワークを構成しており、かつ親として機能している。但し、時刻ｔ１の時点では、通信端末３１０の通信可能エリア内に通信端末３２０は含まれるが、通信端末３４０は含まれない。また、通信端末３１０は矢印方向に移動しており、時刻ｔ２の時点では、通信端末３２０と通信端末３４０とが通信端末３１０の通信可能エリア内に含まれるものとする。

図１２は、本実施形態の動作を示すシーケンス図である。通信端末３１０が時刻ｔ１より探索動作を開始すると、図１２に示すようにプローブ要求（Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を周囲に送信する。このプローブ要求は、通信端末３１０の通信可能エリア内に存在する通信端末３２０で受信され、通信端末３１０の通信可能エリア外の通信端末３４０では受信されない。通信端末３２０は、上記プローブ要求を受信して検出すると、プローブ応答（Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を返信する。

通信端末３１０は、上記プローブ応答を受信することで、自通信端末の周囲に他の通信端末３２０が存在することを認識する。また通信端末３１０は、最初の通信端末を発見したので、タイマ３１６を起動し、タイマ３１６がタイムアウトするまで探索動作を続行する。図１２に示す例では、その後の時点で通信端末３１０から送信されたプローブ要求が通信端末３４０で受信され、通信端末３４０から通信端末３１０に対してプローブ応答が送信されている。通信端末３１０は、上記プローブ応答を受信することで、自通信端末の周囲に他の通信端末３４０が存在することを認識する。

図１２に示す例では、その後にタイマ３１６がタイムアウトしている。通信端末３１０は、このタイムアウトを契機に他の通信端末の探索を終了し、接続相手を決定する。図１２に示す例では、通信端末３１０は、クライアント数が１の接続済み親端末３２０と、クライアント数が２の接続済み親端末３４０とを発見している。従って、通信端末３１０は、クライアント数のより多い通信端末３４０を接続相手に決定する。その後、通信端末３１０は、接続相手に決定した通信端末３４０が接続済み親端末であるので、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に準拠した手順に従って、通信端末３４０に接続する。

このように本実施形態によれば、通信端末数のより多い通信ネットワークを形成することを意図した通信装置３１０がそのような通信ネットワークの形成に失敗するのを防止することができる。その理由は、通信端末３１０は、探索によって最初に他の通信端末を発見すると、それから一定時間にわたって他の通信端末を探索する処理を続行し、一定時間経過後、それまでに発見された１以上の他の通信端末の中に接続済み親端末が存在していれば、接続済み親端末である一の他の通信端末を接続相手に決定するためである。

また本実施形態によれば、複数の接続済み親端末が発見された場合、クライアント数のより多い接続済み親端末を接続相手に決定するため、通信端末数のより多い通信ネットワークを形成することができる。

[第４の実施形態]
図１３は、上述した各実施形態における通信端末をコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。この例の通信端末４１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。ＣＰＵ周辺部は、ホスト・コントローラ９０１により相互に接続されるＣＰＵ９０２、ＲＡＭ９０３、グラフィック・コントローラ９０４、及び表示装置９０５を有する。入出力部は、入出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ９０６によりホスト・コントローラ９０１に接続される通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）９０７、ハードディスクドライブ９０８、及びＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ９０９を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ９０６に接続されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９１０、フレキシブルディスク（ＦＤ）ドライブ９１１、及び入出力（Ｉ／Ｏ）チップ９１２を有する。

ホスト・コントローラ９０１は、ＲＡＭ９０３と、高い転送レートでＲＡＭ９０３をアクセスするＣＰＵ９０２、及びグラフィック・コントローラ９０４とを接続する。ＣＰＵ９０２は、ＲＯＭ９１０、及びＲＡＭ９０３に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ９０４は、ＣＰＵ９０２等がＲＡＭ９０３内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置９０５上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ９０４は、ＣＰＵ９０２等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

入出力コントローラ９０６は、ホスト・コントローラ９０１と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ９０８、通信インターフェイス９０７、ＣＤ−ＲＯＭドライブ９０９を接続する。ハードディスクドライブ９０８は、ＣＰＵ９０２が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェイス９０７は、他の通信端末に接続してプログラム又はデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ９０９は、ＣＤ−ＲＯＭ９９２からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ９０３を介してハードディスクドライブ９０８、及び通信インターフェイス９０７に提供する。

入出力コントローラ９０６には、ＲＯＭ９１０と、フレキシブルディスク・ドライブ９１１、及び入出力チップ９１２の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ９１０は、通信端末４１０が起動時に実行するブート・プログラム、あるいは通信端末４１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ９１１は、フレキシブルディスク９９３からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ９０３を介してハードディスクドライブ９０８、及び通信インターフェイス９０７に提供する。入出力チップ９１２は、フレキシブルディスク・ドライブ９１１、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。

ＣＰＵ９０２が実行するプログラムは、フレキシブルディスク９９３、ＣＤ−ＲＯＭ９９２、又はＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ９０８にインストールされ、ＲＡＭ９０３に読み出されてＣＰＵ９０２により実行される。ＣＰＵ９０２により実行されるプログラムは、通信端末４１０を、前述した各実施形態における無線通信部、制御部、記憶部、アプリケーション部等として機能させる。

以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク９９３、ＣＤ−ＲＯＭ９９２の他に、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）又はＰＤ（Ｐｈａｓｅ Ｄｉｓｋ）等の光学記録媒体、ＭＤ（ＭｉｎｉＤｉｓｋ）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶媒体を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとして情報共有システムを提供してもよい。

[その他の実施形態]
以上本発明を幾つかの実施形態を挙げて説明したが、本発明は以上の実施形態にのみ限定されず、その他各種の付加変更が可能である。例えば、以下のような実施形態も本発明に含まれる。

通信ネットワークに接続されていない通信端末がネットワークを構成するために探索する他の通信端末は、特定の通信アドレス（ＭＡＣアドレス）または通信装置名（ノード名）を有する他の通信端末に限定してよい。すなわち、通信端末は、特定の通信アドレスや通信装置名のリストを予め記憶し、探索により発見した他の通信端末の通信アドレスまたは通信装置名が上記リストに記載されている通信アドレスまたは通信装置名の条件を満たさない場合、当該発見された他の通信端末は発見されなかったものとして扱ってよい。
なお、本発明は、日本国にて２０１３年０７月０９日に特許出願された特願２０１３−１４３７６６の特許出願に基づく優先権主張の利益を享受するものであり、当該特許出願に記載された内容は、全て本明細書に含まれるものとする。

本発明は、通信ネットワーク、特に、複数の通信端末のうちの一の通信端末がアクセスポイントの機能を有する親として機能し、残りの通信端末が親に対する子として機能する通信ネットワークを構成する方法に適用することができる。

１１０…通信端末
１１１…無線通信部
１１２…制御部
１１３…アプリケーション部
１１４…記憶部
１１５…アンテナ

Claims (2)

1. 何れのネットワークにも接続されていない第１の通信端末によって実行されるネットワーク構成方法であって、前記第１の通信端末は、移動中に、
   周囲に存在する第２の通信端末を探索し、
   前記第２の通信端末を発見したとき、前記第２の通信端末から受信した通信メッセージに含まれる第１の情報を記憶し、
   周囲に存在する第３の通信端末を探索し、
   前記第３の通信端末を発見したとき、前記第３の通信端末から受信した通信メッセージに含まれる第２の情報を記憶し、
   前記第１の情報および前記第２の情報に基づいて、前記第２の通信端末および前記第３の通信端末のうちからアクセスポイントとして機能している接続済み親端末を接続相手に決定し、
   前記決定した接続相手とネットワークを構成し、
   前記接続相手の決定では、前記第２の通信端末および前記第３の通信端末が何れも接続済み親端末の場合、前記第１の情報および前記第２の情報に含まれるクライアントのデバイスアドレスの個数を比較することにより、子の数のより多い接続済み親端末を決定し、該決定した子の数がより多い接続済み親端末を前記接続相手に決定する
   ネットワーク構成方法。
2. 前記接続相手の決定では、前記第２の通信端末および前記第３の通信端末が何れもが前記接続済み親端末でない場合、前記第２の通信端末および前記第３の通信端末の何れか一方を前記接続相手に決定する
   請求項１に記載のネットワーク構成方法。

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