WO2019198487A1 - 通信装置、通信システム - Google Patents

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WO2019198487A1
WO2019198487A1 PCT/JP2019/012724 JP2019012724W WO2019198487A1 WO 2019198487 A1 WO2019198487 A1 WO 2019198487A1 JP 2019012724 W JP2019012724 W JP 2019012724W WO 2019198487 A1 WO2019198487 A1 WO 2019198487A1
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gateway
communication
connection
internet
frame
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PCT/JP2019/012724
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菅谷 茂
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ソニー株式会社
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Priority to US17/044,391 priority patent/US11399341B2/en
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    • H04W84/10Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20Interfaces between hierarchically similar devices between access points

Definitions

  • the present technology relates to a communication device and a communication system, and more particularly to a communication device and a communication system that can distribute the load of the communication device that manages the Internet connection.
  • BSS Basic Service Set
  • a wireless LAN network consists of one access point and clients within the reach of the access point.
  • Patent Document 1 discloses a technique for automatically constructing a mesh network based on information about a route from an access point to the Internet in a network including an access point and a plurality of mobile routers. Even if a mobile router is located in a place where the radio waves of the access point do not reach, it can access the access point via another mobile router and connect to the Internet without using a mobile line. .
  • the present technology has been made in view of such a situation, and is capable of distributing the load of the communication device that manages the Internet connection.
  • the communication device when connected to an external network in a wireless LAN including a plurality of communication devices functioning as gateways, includes a management frame including a parameter relating to a connection capability to the external network.
  • a communication control unit is provided that transmits to other devices in the wireless LAN.
  • the communication device is directed to the external network transmitted from the predetermined device connected to an external network among a plurality of predetermined devices functioning as a wireless LAN gateway.
  • a communication control unit is provided that receives a management frame including a parameter relating to connection capability and transmits connection request information representing a request for connection to the external network to any of the predetermined devices.
  • a management frame including a parameter regarding a connection capability to the external network is included in the wireless LAN. To other devices in the network.
  • connection capability to the external network transmitted from the predetermined device connected to an external network among a plurality of predetermined devices functioning as a wireless LAN gateway is received, and connection request information representing a request for connection to the external network is transmitted to any of the predetermined devices.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a Gateway Connection Request frame. It is a figure which shows the example of a structure of Gateway Connection Grant frame. It is a figure which shows the structural example of a Gateway * Disconnection * Request frame. It is a figure which shows the structural example of Gateway ⁇ > Disconnection ⁇ Grant frame. It is a block diagram which shows the structural example of a communication apparatus.
  • FIG. 23 is a flowchart following FIG. 22 for describing processing of the Station. It is a figure which shows the example of the parameter which comprises Gateway-Parameter. It is a figure which shows the example of the parameter which comprises Gateway Attribute. It is a figure which shows the example of the parameter which comprises Gateway-Control. It is a figure which shows the example of the flow of data of an uplink. It is a figure which shows the example of the flow of data of a downlink. It is a sequence diagram explaining a series of processes which select IG used for Internet connection. It is a block diagram which shows the structural example of a computer.
  • Wireless LAN network configuration example with distributed access point functions 2.
  • Operation example for configuring a network that shares the AP functions IG selection example 4.
  • Example of data transmission using spatial multiplexing communication Example of frame format 6.
  • Configuration example of communication device Operation of each communication device 8. Examples of parameters Example of communication relaying AC 10. Modified example
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a network in which functions of an access point (AP) are distributed according to an embodiment of the present technology.
  • Each of the seven small circles shown in FIG. 1 is a communication device having a wireless LAN communication function compliant with, for example, a predetermined standard of IEEE802.11.
  • the reachable range of each communication device is represented by a dashed circle.
  • a communication device that exists near the center of the network operates as an Access Controller.
  • the upper left communication device that can be connected to an external network such as the Internet operates as Internet Gateway 1
  • the lower right communication device operates as Internet Gateway 2.
  • the communication device serving as the access controller is responsible for the access control function of the network including the transmission of the management frame among the functions of the conventional AP.
  • the management frame transmitted by the Access controller includes a Beacon frame, an Action frame, a Management frame, and a Trigger frame.
  • the Beacon frame transmitted by the Access Controller includes information such as the address of each communication device that makes up the network. Access to the Access Controller and Internet Gateway by each communication device is controlled by the signal transmitted from the Access Controller, and the BSS range is specified.
  • the reach of the Access Controller signal indicated by circle # 11 includes Internet Gateways 1 and 2 and Stations 1 to 4. Stations 1 to 4 that are within the reach of the Access Controller are operating as client communication devices belonging to the network managed by the Access Controller.
  • the communication device that becomes Internet Gateway will take on the function of the gateway to the external network among the functions of the conventional AP.
  • the Internet Gateways 1 and 2 communicate with a server managed by a service provider that provides a connection service to the Internet, and control transmission / reception of uplink data and downlink data.
  • Uplink data is, for example, data from a station to an external device on the Internet.
  • the downlink data is data for the station from an external device on the Internet.
  • the reach of the Internet Gateway 1 indicated by circle # 12 includes Station 1 and 2 in addition to Access Controller.
  • the reach of the Internet Gateway 2 indicated by the circle # 13 includes Station 3 and 4 in addition to the Access Controller.
  • Circles # 21 to # 24 represent the reach ranges of radio waves of Stations 1 to 4, respectively.
  • Internet Gateway 1 manages the Internet connection of Station 1 and Station 2 that are within the reach of its own radio waves. Communication with external devices on the Internet by Station 1 and Station 2 is performed via Internet Gateway 1.
  • Internet Gateway 2 manages the Internet connection of Station 3 and Station 4 that are within the reach of its own radio waves. Stations 3 and Station 4 communicate with external devices on the Internet via Internet Gateway 2.
  • a communication device different from the communication device serving as the Access Controller operates as an Internet Gateway, so that stations belonging to the network can connect to the Internet.
  • the AP function includes at least a network access control function including transmission of a Beacon frame and a gateway function to an external network.
  • communication within the network can be distributed.
  • Three or more communication devices that operate as Internet Gateways may be provided.
  • each communication device can reduce the radio wave transmission power.
  • the Access Controller can transmit a signal such as a Beacon frame in the range indicated by circle # 11 including all communication devices even if the transmission power of the radio wave is suppressed.
  • a signal such as a Beacon frame in the range indicated by circle # 11 including all communication devices even if the transmission power of the radio wave is suppressed.
  • it is possible to build a wireless LAN network in a narrow range centered on Access Controller.
  • the reach of radio waves output from the respective communication devices constituting the network of FIG. 1 is a narrow range including the positions of adjacent communication devices.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an uplink data flow.
  • Uplink data transmitted by Station 1 to an external device is received by Internet Gateway 1 and transmitted from Internet Gateway 1 to an external device as a transmission destination, as indicated by a white arrow A1.
  • the uplink data transmitted from the Station 2 to the external device is received by the Internet Gateway 1 as indicated by the white arrow A2, and is transmitted from the Internet Gateway 1 to the external device that is the transmission destination.
  • the uplink data transmitted to the external device by the Station 3 is received by the Internet ⁇ Gateway 2 and transmitted from the Internet Gateway 2 to the external device as the transmission destination, as indicated by the white arrow A3.
  • the uplink data transmitted from the Station 4 to the external device is received by the Internet Gateway 2 and transmitted from the Internet Gateway 2 to the external device as the transmission destination, as indicated by the white arrow A4.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a downlink data flow.
  • the downlink data for Station 1 transmitted from an external device and received at Internet Gateway 1 is transmitted from Internet Gateway 1 to Station 1 as indicated by a white arrow A11.
  • Downlink data for Station 2 transmitted from an external device and received at Internet Gateway 1 is transmitted from Internet Gateway 1 to Station 2 as indicated by a white arrow A12.
  • downlink data for Station 3 transmitted from an external device and received at Internet Gateway 2 is transmitted from Internet Gateway 2 to Station 3 as indicated by a white arrow A13.
  • Downlink data for Station 4 transmitted from an external device and received at Internet Gateway 2 is transmitted from Internet Gateway 2 to Station 4 as indicated by a white arrow A14.
  • the Internet connection by each station is shared by Internet Gateway 1 and Internet Gateway 2.
  • Access Controller access controller
  • Internet Gateway Internet gateway
  • each station is referred to as a near station or far station, based on the location of each station relative to the Internet gateway.
  • Station 1 and Station 2 that can communicate with Internet Gateway 1 are Near Stations.
  • Station 3 and Station 4 that are within the reach of AC radio waves, but cannot communicate with Internet Gateway 1, are Far Stations.
  • Station 3 and Station 4 that can communicate with Internet Gateway 2 are Near Stations. Although it is not possible to communicate with Internet Gateway 2, Station 1 and Station 2 that are within the reach of AC radio waves are Far Stations.
  • the Far Station can connect to other Internet Gateways via AC even if the nearest Internet Gateway cannot be used.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the positional relationship of the communication devices.
  • Circles # 51 to # 54 represent the reach ranges of the radio waves of STAs 1 to 4.
  • each STA can communicate directly with the two STAs ahead, but cannot communicate with the STAs beyond that. Specifically, STA-1 and STA-4 cannot communicate directly.
  • Each STA that can take on the AP functions can exchange information with surrounding STAs using an Action frame that contains information representing the functions that the AP can take on.
  • STA2 that can operate as AC to operate as AC.
  • the designation to operate as AC is performed by operating STA 2 for example.
  • step S11 the STA 2 transmits an Action frame including Role Available Information Element.
  • Role Available InformationACElement included in the Action frame transmitted by STA 2 information indicating that it can operate as an AC is described.
  • the Action frame transmitted from STA 2 is received by STA 1 in step S1, and received by STA 3 in step S21. Further, the Action frame transmitted from STA 2 is received by STA 4 in step S31.
  • STA 1 and STA 4 among the STAs that have received the Action frame transmitted from STA 2 are communication devices that can connect to the Internet.
  • step S2 STA-1 transmits an Action frame including Role-Available-Information Element.
  • Role ⁇ Available Information Element included in the Action frame transmitted by the STA 1 information indicating that it can operate as an IG is described.
  • the Action frame transmitted from STA-1 is received by STA-2 in step S12 and received by STA-3 in step S22. Since STA 1 and STA 4 cannot communicate directly, the Action frame transmitted from STA 1 does not reach STA 4.
  • step S32 the STA 4 transmits an Action frame including Role Available Information Element.
  • Role ⁇ Available Information Element included in the Action frame transmitted by the STA 4 information indicating that it can operate as an IG is described.
  • the Action frame transmitted from STA 4 is received by STA 2 in step S13 and received by STA 3 in step S23. Since STA 1 and STA 4 cannot communicate directly, the Action frame transmitted from STA 4 does not reach STA 1.
  • STA 2 operating as an AC can operate a network with distributed AP functions in response to receiving Action frames transmitted from STA 1 operating as IG and Action frames transmitted from STA 4 Judge as having become.
  • step S14 STA 2 transmits a Beacon frame including Role Separate Information Element.
  • Information indicating the role of each STA is described in Role Separate Information Element included in the Beacon frame transmitted by STA 2.
  • the Beacon frame transmitted from STA 2 is received by STA 1 in step S3 and received by STA 3 in step S24. Also, the Beacon frame transmitted from STA 2 is received by STA 4 in step S33.
  • STA 1 Upon receiving the Beacon frame transmitted from STA 2 in step S3, STA 1 performs settings for operating as an IG in step S4.
  • STA 3 that has received the Beacon frame transmitted from STA 2 in step S24 performs settings for operating as a station in step S25.
  • the STA 3 uses the IG, for example, the STA 1 to connect to the Internet.
  • STA 4 that has received the Beacon frame transmitted from STA 2 in step S33 performs settings for operating as an IG in step S34.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of Role Available Information Element.
  • Role Information Element includes IE Type, Length, ESS ID, Own MAC Address, Controller Available, Gateway Available, Intelligence Available.
  • IE Type indicates the format of the information element.
  • Length indicates the information length of the information element.
  • ESS ID indicates the identifier of the extended service set that is set as necessary.
  • Controller Available is a flag indicating whether or not it can operate as an AC.
  • a value indicating that it is operable as an AC is set in Controller Available of Role Available Information Element included in the Action frame transmitted by STA 2.
  • “GatewayableAvailable” is a flag indicating whether or not the IG can be operated. In the example of FIG. 5, for example, a value indicating that it can operate as an IG is set in the Role Available Information Element included in the Action frame transmitted by the STA 1 and STA 4.
  • “Intelligence Available” is a flag indicating whether or not it can operate as an IntelligenceIntelliController (intelligent controller).
  • the communication device that is an Intelligence Controller performs authentication processing (Authentication) in the network and processing related to network entry (Association). That is, the Intelligence Controller has an authentication function in the network and a function to process an entry request to the network among the functions of the conventional AP.
  • an STA that can operate as an Intelligence Controller sends an Action frame that includes a Role Information Element with a value indicating that it can operate as an Intelligence Controller. To do.
  • each STA can transmit functions that can be performed by itself to other STAs.
  • each STA can confirm whether or not there is an STA responsible for each function of the AP in the network to which the STA belongs based on the Action frame transmitted from the other STA.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of Role Separate Information Element.
  • the Role Separation Information Element includes IE Type, Length, SSID, ESS ID, Controller Address, Gateway Address 1, Gateway Address 2, and Intelligence Address.
  • IE Type, Length, and ESS ID are the same as IE Type, Length, and ESS ID described with reference to FIG.
  • the SSID is a service set identifier that is set as necessary.
  • Controller Address indicates the address of the STA that operates as an AC.
  • Gateway Address 1 indicates the address of the STA operating as Internet Gateway 1.
  • Gateway Address 2 indicates the address of the STA that operates as Internet Gateway 2.
  • Intelligence Address indicates the address of the STA that operates as the Intelligence Controller.
  • the STA 2 address is set in the Controller Address of the Role Separate Information Element included in the Beacon frame transmitted by the STA 2, and the STA 1 address is set in the Gateway Address 1.
  • the address of STA 1 set as Gateway 1 is specified in STA 2 based on, for example, Own MAC 1 Address of Role Available Information Element of the Action frame transmitted by STA 1.
  • the address of STA 4 is set in Gateway Address 2 included in the Beacon frame transmitted by STA 2.
  • the address of STA 4 set as Gateway Address 2 is specified in STA 2 based on, for example, Own MAC Address of Role vail Available Information Element of the Action frame transmitted by STA 4.
  • the STA operating as an AC can transmit the address of each STA that assumes the AP function to other STAs.
  • each STA can specify the address of another STA that belongs to the network to which the STA belongs and that has the function of the AP, based on the Beacon frame transmitted from the STA operating as an AC.
  • a single STA may function as multiple AP functions.
  • the same STA address is set in two or more of Controller Address, Gateway Address, and Intelligence Address.
  • IG addresses in Role ⁇ Separate Information Element.
  • two IG addresses are described as Gateway Address, but an arbitrary number of addresses may be set as Gateway Address between Controller Address and Intelligence Address.
  • the number of devices that operate as IGs may be separately described (not shown).
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a network.
  • the network shown in FIG. 8 is the network described with reference to FIG. 1 except that the reach of the Internet Gateway 1,2 and Station 1 to 4 that operate without performing transmission power control is widened. It is the same. Since transmission power control is not performed, the transmitted signal reaches beyond the range of the desired network.
  • the reach of the Internet Gateway 1 indicated by the circle # 12 is expanded to include the Station 3 and 4.
  • the reach of the Internet Gateway 2 indicated by the circle # 13 is extended to the range including the Station 1 and 2.
  • Stations 1 and 2 can communicate with Internet Gateway 1 and Internet Gateway 2, respectively.
  • Stations 3 and 4 can communicate with Internet Gateway 1 and Internet Gateway 2, respectively.
  • the nearest IG is selected as the IG used for Internet connection.
  • the nearest IG for Station 3 and 4 is Internet Gateway 2
  • Fig. 9 shows the processing of Internet Gateway 1, 2 and the processing of Station 1, 3.
  • Station IV2 processing similar to that in Station IV1 is performed.
  • Station-4 processing similar to that of Station-3 is performed.
  • step S101 Internet Gateway 1 transmits a Gateway Announcement frame indicating that it is operating as an IG.
  • the Gateway Announcement frame may be configured with an Action frame or may be configured with a Management frame.
  • Internet Gateway 1 also functions as an AC
  • GatewayGateAnnouncement frame information may be included in the Beacon frame and transmitted.
  • the Gateway Announcement frame transmitted from the Internet Gateway 1 is received by the Station 1 in Step S121 and received by the Station 3 in Step S131.
  • step S122 Station 1 sends a Gateway Connection Request frame that is connection request information indicating an Internet connection request. Send to 1.
  • step S102 Internet Gate 1 receives the Gateway Connection ⁇ ⁇ Request frame transmitted from Station 1.
  • step S 103 Internet Gateway 1 returns a Gateway Connection Grant frame.
  • the Gateway Connection Grant frame transmitted from the Internet Gateway 1 is permission information indicating that the Internet connection via the Internet Gateway 1 is permitted.
  • step S123 Station 1 receives the Gateway Connection Grant frame transmitted from Internet Gateway 1.
  • Station 1 is connected to the Internet via Internet Gateway 1 and can communicate with an external device.
  • uplink User Data is transmitted from Station 1 to Internet Gate 1 as indicated by white arrow A51, and transmitted to an external device via Internet Gateway 1 as indicated by white arrow A52. .
  • An ACK indicating receipt confirmation is returned from Internet Gateway 1 to Station 1 as indicated by arrow A53.
  • step S132 Station 3 transmits a Gateway Connection Request frame for requesting an Internet connection to Internet Gateway 1.
  • step S104 Internet Gate 1 receives the Gateway Connection Request frame transmitted from Station 3.
  • step S 105 Internet Gateway 1 returns a Gateway Connection Grant frame.
  • step S133 Station 3 receives the Gateway Connection Grant frame transmitted from Internet Gateway 1.
  • Station 3 is connected to the Internet via Internet Gateway 1 and can communicate with an external device.
  • the uplink User Data is transmitted from the Station 3 to the Internet Gate 1 as indicated by the white arrow A61, and is transmitted to the external device via the Internet Gateway 1 as indicated by the white arrow A62.
  • An ACK indicating receipt confirmation is returned from Internet Gateway 1 to Station 3 as indicated by arrow A63.
  • Station 3 that is away from Internet Gateway 1 is configured to be able to communicate with Internet Gateway 1 if the transmission power is not suppressed.
  • Internet Gateway 2 is set in the network by performing the processing described with reference to FIG.
  • step S151 Internet Gateway 2 transmits a Gateway nn Announcement frame indicating that it is operating as an IG.
  • the Gateway Announcement frame transmitted from the Internet Gateway 2 is received by the Station 1 in Step S124 and received by the Station 3 in Step S134.
  • Gateway Announcement frame In Station 1 that received the Gateway Announcement frame, it is selected to maintain the Internet connection using Internet Gateway 1. This determination is made based on, for example, parameters included in the Gateway Announcement frame or based on the reception status of radio waves.
  • the Internet connection using the Internet Gateway 1 is selected to be maintained. Station 1's Internet connection continues through Internet Gateway 1.
  • Station 3 that has received the Gateway Announcement frame, it is selected to connect to the Internet using Internet Gateway 2.
  • the determination here is also made based on, for example, parameters included in the Gateway Announcement frame or based on the reception status of radio waves.
  • Internet Gateway 2 For example, if the reception strength of Internet Gateway 2 is higher than the reception strength of Internet Gateway 1, it is determined that Internet Gateway 2 is more suitable, and Internet Gateway 2 is used instead of Internet Gateway 1. Use is selected.
  • step S135 Station 3 transmits a Gateway Disconnection Request frame, which is release request information indicating a request for releasing the Internet connection, to Internet Gateway 1, which is an existing IG.
  • step S136 Station 3 sends a Gateway Connection Request frame requesting Internet connection to Internet Gateway 2.
  • step S106 Internet Gate 1 receives the Gateway Disconnection Request frame transmitted from Station 3.
  • Internet Gateway 1 When accepting the request of Station 3, in step S 107, Internet Gateway 1 returns a Gateway Disconnection Grant frame.
  • the Gateway Disconnection Grant frame transmitted by Internet Gateway 1 is permission information indicating permission to cancel the Internet connection via Internet Gateway 1.
  • step S137 Station 3 receives the Gateway Disconnection Grant frame transmitted from Internet Gateway 1. As a result, Station 3 cannot connect to the Internet via Internet Gateway 1.
  • step S152 Internet Gateway 2 receives the Gateway Connection Request frame transmitted from Station 3.
  • step S 153 Internet Gateway 2 returns a Gateway Connection Grant frame.
  • step S138 Station 3 receives the Gateway Connection Grant frame transmitted from Internet Gateway 2.
  • Station 3 can be connected to the Internet via Internet Gateway 2 and can communicate with an external device.
  • the Uplink User Data is transmitted from the Station 3 to the Internet Gate 2 as indicated by the white arrow A71, and is transmitted to the external device via the Internet Gateway 2 as indicated by the white arrow A72.
  • An ACK indicating receipt confirmation is returned from Internet Gateway 2 to Station 3 as indicated by arrow A73.
  • each station can select, for example, the nearest IG as an IG suitable for itself and establish an Internet connection via the selected IG. Also, each station can connect to the Internet by switching to another IG in place of the existing IG even if there is a selected IG.
  • each station and IG can suppress the transmission power of the radio wave by making the Internet connection using the nearest IG.
  • Station 1 and 2 in FIG. 8 can suppress the transmission power of the radio wave so that the radio wave reaches a range including Access Controller and Internet Gateway 1.
  • 8 can reduce the transmission power of radio waves so that the radio waves reach a range including Access Controller and Internet Gateway 2.
  • Internet Gateway 1 can suppress the transmission power of radio waves so that the radio waves reach the range including Access Controller and Stations 1 and 2 that connect to the Internet using itself.
  • Internet Gateway ⁇ 2 can suppress the transmission power of radio waves so that the radio waves reach the range including Access Controller and Station 3, 4 that connects to the Internet using itself.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another configuration example of the network.
  • Circles # 61 to # 64 represent the reach of the radio waves of Internet Gateway 1, Station 1, Station 2, and Internet Gateway 2.
  • each STA can communicate directly with the two STAs ahead, but cannot communicate with the STAs beyond that.
  • Internet Gateway 1 and Internet Gateway 2 cannot communicate directly.
  • step S201 Internet Gateway 1 transmits a Gateway Announcement frame indicating that it is operating as an IG.
  • the Gateway Announcement frame transmitted from the Internet Gateway 1 is received by the Station 1 in Step S211, and is received by the Station 2 in Step S221.
  • step S231 Internet Gateway 2 transmits a Gateway Announcement frame indicating that it is operating as an IG.
  • the Gateway Announcement frame transmitted from the Internet Gateway 2 is received by the Station 1 in Step S212 and received by the Station 2 in Step S222.
  • Gateway Station 1 that received the Gateway Announcement frame from both Internet Gateway 1 and Internet Gateway 2 IG selects Internet Gateway 1 that is estimated to be the nearest IG based on the signal strength.
  • step S213 Station 1 sends a Gateway Connection Request frame for requesting an Internet connection to Internet Gateway 1.
  • step S202 Internet Gate 1 receives the Gateway Connection Request frame transmitted from Station 1.
  • step S 203 Internet Gateway 1 returns a Gateway Connection Grant frame.
  • step S214 Station 1 receives the Gateway Connection Grant frame transmitted from Internet Gateway 1.
  • Station 1 is connected to the Internet via Internet Gateway 1 and can communicate with an external device.
  • Station 2 that received the Gateway Announcement frame from both Internet Gateway 1 and Internet Gateway 2 IG selects Internet Gateway 2 that is estimated to be the nearest IG based on the received signal strength.
  • step S223 Station 2 sends a Gateway Connection Request frame for requesting an Internet connection to Internet Gateway 2.
  • Step S232 Internet Gateway 2 receives the Gateway Connection Request frame transmitted from Station 2.
  • step S 233 Internet Gateway 2 returns a Gateway Connection Grant frame.
  • step S224 Station 2 receives the Gateway Connection Grant frame transmitted from Internet Gateway 2.
  • Station 2 can connect to the Internet via Internet Gateway 2 and can communicate with an external device.
  • the communication between Internet Gateway 1 and Station 1 and the communication between Internet Gateway 2 and Station 2 are adjusted so that the reach of radio waves is the minimum required range, User Data transmission indicated by white arrows A102 and A112 and ACK response indicated by arrows A103 and A113 are performed.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of adjustment of radio wave transmission power.
  • the reach of Internet Gateway 1 is adjusted to include Station 1 and AC.
  • the reach of the station 1's radio wave is adjusted to include at least Internet Gateway 1 and AC.
  • the reach of the Station 2 radio wave is adjusted to include at least the Internet Gateway 2 and AC.
  • the reach of Internet Gateway 2 is adjusted to include the range of Station 2 and AC.
  • the transmission of downlink data from Station 1 to Internet Gateway 1 and the transmission of downlink data from Internet Gateway 2 to Station 2 can be performed with overlapping timing, for example. Also, reception of downlink data by Station IV1 and reception of downlink data by Station IV2 can be performed, for example, with overlapping timing.
  • the transmission of User Data from the Internet Gateway 1 to the Station 1 shown by the white arrow A102 and the transmission of User Data from the Internet Gateway 2 to the Station 2 shown by the white arrow A112 are simultaneously performed at the same timing, for example.
  • ACK replies from Station 1 to Internet Gateway 1 indicated by arrow A103 and ACK replies from Station 2 to Internet Gateway 2 indicated by arrow A113 are simultaneously performed at the same timing, for example.
  • the transmission timing of User Data and the response timing of ACK may be specified by information included in the Trigger frame transmitted by AC.
  • each station selects the nearest IG, and the IG and the station optimize the radio wave transmission power, enabling spatial multiplexing communication. Thereby, it becomes possible to improve the utilization efficiency of a transmission line.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of a Gateway Announcement frame.
  • the Gateway Announcement frame is composed of an Action frame or a Management frame.
  • the Gateway Announcement frame is transmitted from the Internet Gateway to neighboring stations.
  • the information of the GatewayGateAnnouncement frame is included in the Beacon frame and transmitted.
  • the Gateway Announcement frame includes Frame Control, Duration, Broadcast Address, Gateway Address, BSS ID, Sequence Control, ESS ID, Gateway Parameter, Gateway Attribute, and Gateway Control.
  • a Gateway-Announcement frame is constructed by adding FCS, which is an error detection code, to the end of these pieces of information.
  • DURATION represents the duration of the frame.
  • Broadcast Address represents the destination address of Gateway Announcement frame.
  • Gateway Address indicates the address of the source of the Gateway Announcement frame.
  • the BSS ID is the identifier of the BSS to which it belongs.
  • Sequence Control represents the sequence number.
  • ESS ID is an ESS identifier
  • Gateway Parameter is a parameter related to Internet connection capability (specification). Gateway Parameter includes parameters that change depending on the state among parameters related to the Internet connection capability.
  • Gateway Attribute is also a parameter related to Internet connection capability.
  • Gateway Attribute includes an invariant parameter that is an attribute of IG among parameters related to Internet connection capability.
  • Gateway Control is information related to IG control.
  • Gateway Control includes, for example, parameters set by the user and parameters set in response to an instruction from a predetermined device on the network.
  • Gateway Parameter Details of Gateway Parameter, Gateway Attribute, and Gateway Control will be described later.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of a Gateway Connection Request frame.
  • the Gateway Connection Request frame consists of an Action frame or a Management frame.
  • the Gateway Connection Request frame is transmitted from the Station to the IG that requests an Internet connection.
  • the Gateway Connection Request frame includes Frame Control, Duration, Gateway Address, Transmit Address, BSS ID, Sequence Control, and Another Gateway Address.
  • a Gateway Connection Request frame is configured by adding FCS to the end of these pieces of information.
  • DURATION represents the duration of the frame.
  • Gateway Address indicates the address of the destination of the Gateway Connection Request frame. IG requesting Internet connection is specified by Gateway Address.
  • Transmit Address indicates the address of the source of the Gateway Connection Request frame.
  • Transmit Address indicates the station requesting the Internet connection.
  • the BSS ID is the identifier of the BSS to which it belongs.
  • Sequence Control represents the sequence number.
  • Another Gateway Address describes the address of a communication device that operates as an IG in addition to the communication device that is the destination of the Gateway Connection Request frame.
  • IGs When there are a plurality of communication devices operating as IGs other than the communication device that is the transmission destination of the Gateway Connection Request frame, each address is described.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of a Gateway Connection Grant frame.
  • the Gateway Connection Grant frame consists of an Action frame or a Management frame.
  • the Gateway Connection Grant frame is transmitted from the IG to the communication device that has requested the Internet connection when accepting the Internet connection.
  • the Gateway Connection Grant frame includes Frame Control, Duration, Target Address, Gateway Address, BSS ID, Sequence Control, and Another Gateway Address.
  • Gateway Connection Grant frame is constructed by adding FCS to the end of these information.
  • DURATION represents the duration of the frame.
  • Target Address represents the address of the destination of Gateway Connection Grant frame. Target Address specifies the station that is accepted for Internet connection.
  • Gateway Address indicates the address of the transmission source of the Gateway Connection Grant frame.
  • Gateway Address indicates the IG that accepted the Internet connection.
  • the BSS ID is the identifier of the BSS to which it belongs.
  • Sequence Control represents the sequence number.
  • Another Gateway Address describes the address of a communication device that operates as an IG in addition to the communication device that is the gateway connection Grant frame transmission source. When there are a plurality of communication devices that operate as IGs other than the communication device that is the transmission source of the Gateway Connection Grant frame, each address is described.
  • FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of a Gateway Disconnection Request frame.
  • the Gateway Disconnection Request frame consists of an Action frame or a Management frame.
  • the Gateway Disconnection Request frame is transmitted from the Station to the IG requesting to cancel the Internet connection.
  • the Gateway Disconnection Request frame includes Frame Control, Duration, Old Gateway Address, Transmit Address, BSS ID, Sequence Control, and New Gateway Address.
  • a GatewayFCDisconnection Request frame is configured by adding FCS to the end of these pieces of information.
  • DURATION represents the duration of the frame.
  • “Old Gateway Address” indicates the address of the destination of the Gateway Disconnection Request frame. Old Gateway Address specifies an IG requesting to cancel the Internet connection.
  • Transmit Address indicates the address of the source of the Gateway Disconnection Request frame.
  • Transmit Address indicates the station requesting to cancel the Internet connection.
  • the BSS ID is the identifier of the BSS to which it belongs.
  • Sequence Control represents the sequence number.
  • New Gateway Address represents the address of the IG as a new connection destination of the Internet connection.
  • FIG. 17 is a diagram showing a configuration example of a Gateway Disconnection Grant frame.
  • the Gateway Disconnection Grant frame consists of an Action frame or a Management frame.
  • the Gateway Disconnection Grant frame is transmitted from the IG to the communication device that has requested release of the Internet connection when accepting the release of the Internet connection.
  • the Gateway Disconnection Grant frame includes Frame Control, Duration, Target Address, Old Gateway Address, BSS ID, Sequence Control, and New Gateway Address.
  • FCS FCS
  • DURATION represents the duration of the frame.
  • Target Address represents the address of the destination of Gateway Disconnection Grant frame. Target Address specifies a station that has been accepted to cancel the Internet connection.
  • the BSS ID is the identifier of the BSS to which it belongs.
  • Sequence Control represents the sequence number.
  • New Gateway Address represents the address of the IG that the station that requested the cancellation of the Internet connection becomes the new connection destination of the Internet connection.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of a communication device.
  • the communication apparatus 11 shown in FIG. 18 is a STA that operates as an AC, IG, Station, or the like.
  • the communication device 11 includes, for example, an Internet connection module 21, an information input module 22, a device control unit 23, an information output module 24, and a wireless communication module 25.
  • the configuration shown in FIG. 18 can be omitted as appropriate according to the function of each communication device 11.
  • the Internet connection module 21 functions as a communication modem for connecting to the Internet when the communication device 11 operates as an IG. That is, the Internet connection module 21 outputs data received via the Internet to the device control unit 23, or transmits data supplied from the device control unit 23 to a destination device via the Internet.
  • the Internet connection by the Internet connection module 21 is performed through a wired communication network or a wireless communication network.
  • the information input module 22 detects an operation by the user, and outputs information representing the content of the user operation to the device control unit 23. For example, the information input module 22 outputs a signal corresponding to a user operation to the device control unit 23 when a button, a keyboard, a touch panel, or the like provided on the housing of the communication device 11 is operated.
  • the device control unit 23 includes a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and the like.
  • the device control unit 23 executes a predetermined program by the CPU, and controls the overall operation of the communication device 11 in accordance with a signal or the like supplied from the information input module 22.
  • the device control unit 23 outputs the downlink data supplied from the Internet connection module 21 to the wireless communication module 25, and transmits the data to the destination communication device. Further, the device control unit 23 acquires uplink data transmitted from the communication device belonging to the network and received by the wireless communication module 25 from the wireless communication module 25, and outputs it to the Internet connection module 21. The device control unit 23 causes the information output module 24 to output predetermined information as appropriate.
  • the information output module 24 includes a display unit including a liquid crystal panel, a speaker, an LED (Light Emitting Diode), and the like. Based on the information supplied from the device control unit 23, the information output module 24 outputs various types of information such as information indicating the operation state of the communication device 11 and information obtained via the Internet and presents the information to the user. .
  • the wireless communication module 25 is a wireless LAN module compliant with a predetermined standard.
  • the wireless communication module 25 is configured as an LSI chip, for example.
  • the wireless communication module 25 transmits data supplied from the device control unit 23 to another device in a predetermined format frame, receives a signal transmitted from another device, and extracts data extracted from the received signal. Or output to the device control unit 23.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the wireless communication module 25.
  • the wireless communication module 25 includes an input / output unit 51, a communication control unit 52, and a baseband processing unit 53.
  • the input / output unit 51 includes an interface unit 101, a transmission buffer 102, a network management unit 103, a transmission frame construction unit 104, a reception data construction unit 115, and a reception buffer 116.
  • the communication control unit 52 includes a gateway management unit 105, a management information generation unit 106, a transmission timing control unit 107, a reception timing control unit 113, and a management information processing unit 114.
  • the baseband processing unit 53 includes a transmission power control unit 108, a radio transmission processing unit 109, an antenna control unit 110, a radio reception processing unit 111, and a detection threshold value control unit 112.
  • the interface unit 101 of the input / output unit 51 functions as an interface for exchanging data of a predetermined signal format with the device control unit 23 of FIG. For example, the interface unit 101 outputs the transmission target data supplied from the device control unit 23 to the transmission buffer 102. Further, the interface unit 101 outputs received data from another communication device 11 stored in the reception buffer 116 to the device control unit 23.
  • the transmission buffer 102 temporarily stores data to be transmitted.
  • the transmission target data stored in the transmission buffer 102 is read by the transmission frame construction unit 104 at a predetermined timing.
  • the network management unit 103 manages information representing the functions that the network management unit 103 plays in the network. For example, the network management unit 103 manages the address of the communication device 11 that configures the network in the case of assuming the AC function.
  • the network management unit 103 manages the functions of other communication devices 11 belonging to the network, such as the communication device 11 operating as an AC and the communication device 11 operating as an IG. Network management by the network management unit 103 is performed based on information supplied from the interface unit 101 and the gateway management unit 105.
  • the network management unit 103 outputs various types of information such as an address to the transmission frame construction unit 104, the gateway management unit 105, and the reception data construction unit 115 as necessary.
  • the transmission frame construction unit 104 generates a data frame for transmitting the data stored in the transmission buffer 102 and outputs the data frame to the wireless transmission processing unit 109.
  • the gateway management unit 105 of the communication control unit 52 performs various controls according to its own function managed by the network management unit 103.
  • the gateway management unit 105 when the gateway management unit 105 operates as an AC, the gateway management unit 105 outputs management information that is information to be stored in the management frame to the management information generation unit 106. In addition, when the gateway management unit 105 operates as an AC, the gateway management unit 105 performs access control according to a predetermined communication protocol based on information managed by the network management unit 103.
  • the gateway management unit 105 determines whether the connection of the communication terminal that has requested the Internet connection is permitted / not permitted. Judgment of connection permission / non-permission is performed based on, for example, a connection capacity according to its own Internet connection capability. When permitting Internet connection, the gateway management unit 105 returns a Gateway Connection Grant frame, and thereafter manages transmission / reception of User Data by a communication terminal permitted to connect to the Internet.
  • the gateway management unit 105 When the gateway management unit 105 operates as a station, the gateway management unit 105 selects an appropriate IG as a connection destination based on information included in the Gateway Announcement frame from the IG, and transmits a Gateway Connection Request frame to the selected IG. When the Internet connection is permitted, the gateway management unit 105 performs the Internet connection via the IG as a connection destination.
  • the transmission of each management frame by the gateway management unit 105 is performed by controlling the management information generation unit 106 or the like.
  • the management information generation unit 106 generates a management frame including the management information supplied from the gateway management unit 105 and outputs the management frame to the wireless transmission processing unit 109.
  • the transmission timing control unit 107 controls the frame transmission timing by the wireless transmission processing unit 109 based on a predetermined access control protocol.
  • the transmission timing is specified by the gateway management unit 105 or the reception timing control unit 113, for example.
  • the transmission power control unit 108 of the baseband processing unit 53 controls the transmission power of radio waves according to control by the gateway management unit 105 and the transmission timing control unit 107.
  • the radio wave transmission power of the communication device 11 operating as an AC is suppressed to a level at which communication can be performed with all the communication devices 11 belonging to the network including the IG.
  • the radio wave transmission power of the communication device 11 operating as the IG can be suppressed to a level at which communication can be performed between the AC and a station that connects to the Internet using itself.
  • the transmission power of radio waves of the communication device 11 operating as a station is suppressed to a level at which communication can be performed between the AC and the IG used for Internet connection.
  • the wireless transmission processing unit 109 converts the data frame generated by the transmission frame construction unit 104 and the management frame generated by the management information generation unit 106 into a baseband signal.
  • Radio transmission processing section 109 performs various signal processing such as modulation processing on the baseband signal, and supplies the baseband signal after signal processing to antenna control section 110.
  • the antenna control unit 110 is configured by connecting a plurality of antennas including the antennas 25A and 25B.
  • the antenna control unit 110 transmits the signal supplied from the wireless transmission processing unit 109 from the antenna 25A and the antenna 25B. Further, the antenna control unit 110 outputs signals supplied from the antenna 25A and the antenna 25B to the wireless reception processing unit 111 in response to reception of radio waves transmitted from other devices.
  • the radio reception processing unit 111 detects a preamble of a frame transmitted in a predetermined format from the signal supplied from the antenna control unit 110, and receives data constituting a header and a data unit following the preamble.
  • the wireless reception processing unit 111 outputs management frame data such as a Beacon frame to the management information processing unit 114, and outputs data frame data transmitted from another communication device 11 to the reception data construction unit 115.
  • the detection threshold value control unit 112 sets a threshold value serving as a reference for detecting a signal such as a preamble in the wireless reception processing unit 111.
  • the threshold value setting by the detection threshold value control unit 112 is performed according to the control by the gateway management unit 105, for example, when the transmission power of radio waves is controlled in the network.
  • the reception timing control unit 113 of the communication control unit 52 controls the frame reception timing by the wireless reception processing unit 111.
  • the reception timing is specified by the gateway management unit 105, for example.
  • Information on the reception timing of the frame is appropriately supplied to the transmission timing control unit 107 based on a predetermined access control protocol.
  • the management information processing unit 114 analyzes a management frame composed of data supplied from the wireless reception processing unit 111. When the management information processing unit 114 is specified as the transmission destination of the management frame, the management information processing unit 114 extracts the parameter stored in the management frame and analyzes the content of the parameter. The management information processing unit 114 outputs the analysis result information to the gateway management unit 105 and the reception data construction unit 115. The management information processing unit 114 also analyzes non-data packets as appropriate.
  • the reception data construction unit 115 of the input / output unit 51 removes the header from the data frame constituted by the data supplied from the wireless reception processing unit 111, and extracts the data part.
  • the reception data construction unit 115 outputs the data included in the extracted data part to the reception buffer 116 as reception data.
  • the reception buffer 116 temporarily stores the reception data supplied from the reception data construction unit 115.
  • the reception data stored in the reception buffer 116 is read out at a predetermined timing by the interface unit 101 and output to the device control unit 23.
  • the wireless communication module 25 includes an input / output unit 51, a communication control unit 52, and a baseband processing unit 53 having the above-described units.
  • the AP function is shared by a plurality of communication devices 11, the operation of each unit is switched according to the function of each communication device 11.
  • step S301 the device control unit 23 of the IG acquires its role information.
  • Role information which is information representing a role (function) that the device itself plays, is set after role sharing is performed by the process described with reference to FIG. 5, for example, and is stored in a memory that configures the device control unit 23.
  • step S302 the device control unit 23 determines whether or not to operate as an IG.
  • step S303 the device control unit 23 acquires information indicating the operation state of the Internet connection module 21, and detects the connection state of the Internet. Whether or not the Internet connection module 21 is connected to the Internet is represented by information indicating the operation state of the Internet connection module 21.
  • step S304 the device control unit 23 determines whether or not there is an Internet connection.
  • step S305 the network management unit 103 of the wireless communication module 25 sets Internet Gateway Parameter.
  • Internet Gateway Parameter is information related to the Internet connection capability of IG.
  • Internet Gateway Parameter includes, for example, provider information, communication speed information, and connection capacity information. The number of stations that can be permitted to connect to the Internet is specified by the information on the connection capacity. Information constituting the Internet gateway parameter is appropriately included in various frames and transmitted to the other communication devices 11.
  • step S306 the gateway management unit 105 determines whether it is the transmission timing of the Gateway Announcement frame as the notification frame.
  • step S306 If it is determined in step S306 that the transmission timing of the GatewaymentAnnouncement frame has been reached, in step S307, the gateway management unit 105 transmits the Gateway Announcement frame.
  • the Gateway Announcement frame including the parameters acquired by the gateway management unit 105 is generated by the management information generation unit 106.
  • the Gateway Announcement frame generated by the management information generation unit 106 is output to the wireless transmission processing unit 109 and transmitted to the surrounding communication devices 11. From the station that receives the Gateway Announcement frame, when the communication device 11 that has transmitted the Gateway Announcement frame is designated as Internet Gateway and an Internet connection is requested, a Gateway Connection Request frame is appropriately transmitted.
  • step S306 If it is determined in step S306 that the transmission timing of the Gateway Announcement frame is not reached, the processing in step S307 is skipped.
  • step S308 the gateway management unit 105 determines whether a Gateway Connection Request frame, which is a connection request for Internet connection, has been received.
  • the Gateway Connection Request frame When the Gateway Connection Request frame is received by the wireless reception processing unit 111, the Gateway Connection Request frame is supplied to the management information processing unit 114 and analyzed. Parameters as analysis results of the Gateway Connection Request frame are supplied from the management information processing unit 114 to the gateway management unit 105. As described above, the Gateway ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Connection Request frame includes the address of the transmission source station.
  • step S309 the gateway management unit 105 acquires the parameters of the Gateway Connection Request frame supplied from the management information processing unit 114.
  • step S ⁇ b> 310 the gateway management unit 105 acquires information related to the connection capacity among the Internet Gateway Parameters managed by the network management unit 103.
  • step S311 the gateway management unit 105 determines whether it is possible to permit the Internet connection of the station that has transmitted the Gateway Connection Request frame, based on information on the connection capacity, for example.
  • the number of stations that can be permitted to connect to the Internet is specified by the information on the connection capacity. For example, when the number of stations that have already permitted Internet connection is smaller than the number represented by the information regarding the connection capacity, it is determined that the Internet connection can be permitted.
  • step S311 If it is determined in step S311 that the Internet connection of the station that has transmitted the Gateway Connection Request frame can be permitted, in step S312, the gateway management unit 105 returns a Gateway Connection Grant frame.
  • the Gateway Connection Grant frame including the parameters acquired by the gateway management unit 105 is generated by the management information generation unit 106.
  • the Gateway Connection Grant frame generated by the management information generating unit 106 is output to the wireless transmission processing unit 109 and transmitted to the station that has transmitted the Gateway Connection Request frame.
  • step S313 the gateway management unit 105 registers the address of the station that has transmitted the Gateway Connection Request frame as Target Address. After registering the address, the gateway management unit 105 controls Internet connection by the station that has registered the address as Target Address.
  • Target Address is the address of the station that allows Internet connection. After Target Address is registered, the process ends.
  • step S302 determines whether it is connected to the Internet, or if it is determined in step S311 that Internet connection cannot be permitted. If it is determined in step S302 that it does not operate as an IG, if it is determined in step S304 that it is not connected to the Internet, or if it is determined in step S311 that Internet connection cannot be permitted, The process ends.
  • step S308 determines whether the Gateway Connection Request frame has been received. If it is determined in step S308 that the Gateway Connection Request frame has not been received, the process proceeds to step S314 (FIG. 21).
  • step S314 the gateway management unit 105 determines whether a data frame transmitted by a predetermined station has been received.
  • the data frame includes uplink User Data transmitted by the Station.
  • the data frame received by the wireless reception processing unit 111 is analyzed by the reception data construction unit 115, and User Data is extracted.
  • the data frame includes the address of the transmission source of the data frame.
  • the source address included in the data frame is extracted by, for example, the management information processing unit 114 and supplied to the gateway management unit 105.
  • step S315 the gateway management unit 105 acquires the address of the data frame transmission source.
  • step S316 the gateway management unit 105 determines whether or not the transmission source address is registered as Target Address.
  • step S316 If it is determined in step S316 that the source address is registered as Target Address, in step S317, the gateway management unit 105 returns an ACK frame as necessary.
  • step S318 the interface unit 101 outputs User Data extracted from the data frame and stored in the reception buffer 116 to the device control unit 23 and transfers it to the Internet side.
  • User Data extracted from the data frame is output from the device control unit 23 to the Internet connection module 21 and transmitted to an external device on the Internet as a transmission destination.
  • step S319 the gateway management unit 105 determines whether data from the Internet side has been received.
  • Downlink data transmitted from an external device on the Internet is received by the Internet connection module 21 and supplied to the wireless communication module 25 via the device control unit 23.
  • the downlink data supplied to the wireless communication module 25 is supplied from the interface unit 101 to the transmission buffer 102 and stored. Further, an address for specifying a data transmission destination included in the downlink data is supplied to the gateway management unit 105 via the network management unit 103.
  • step S320 the gateway management unit 105 acquires the address of the transmission destination supplied via the network management unit 103.
  • step S321 the gateway management unit 105 determines whether the destination address is registered as Target Address.
  • step S321 When it is determined in step S321 that the transmission destination address is registered as Target Address, in step S322, the transmission frame construction unit 104 generates a data frame including the data stored in the transmission buffer 102 as User Data. Then, transmission is performed from the wireless transmission processing unit 109 based on a predetermined access control protocol.
  • step S323 After the downlink data is transmitted as described above, the process proceeds to step S323. Similarly, if it is determined in step S319 that data from the Internet side has not been received, or if it is determined in step S321 that the transmission destination address is not registered as Target Address, the process proceeds to step S323. Proceed to
  • step S323 the gateway management unit 105 determines whether a Gateway Disconnection Request frame, which is a request for releasing the Internet connection, has been received.
  • the Gateway Disconnection Request frame When the Gateway Disconnection Request frame is received by the wireless reception processing unit 111, the Gateway Disconnection Request frame is supplied to the management information processing unit 114 and analyzed. Parameters as analysis results of the Gateway Disconnection Request frame are supplied from the management information processing unit 114 to the gateway management unit 105. As described above, the Gateway Disconnection Request frame includes the address of the transmission source station.
  • step S323 When it is determined in step S323 that the Gateway Disconnection Request frame has been received, in step S324, the gateway management unit 105 transmits the Gateway Disconnection Grant frame.
  • a Gateway Disconnection Grant frame is generated by the management information generator 106.
  • the Gateway Disconnection Grant frame generated by the management information generating unit 106 is output to the wireless transmission processing unit 109 and transmitted to the station that has transmitted the Gateway Disconnection Request frame.
  • step S325 the gateway management unit 105 deletes the address of the station that has transmitted the Gateway Disconnection Request frame from the Target Address, and cancels the registration.
  • step S326 the network management unit 103 updates the information regarding the connection capacity, and manages the Internet Gateway Parameter including the updated information.
  • step S323 After the Internet Gateway Parameter has been updated, or if it is determined in step S323 that the Gateway Disconnection Request frame has not been received, the processing ends.
  • the above series of processing is repeatedly performed while the Internet connection is established.
  • the Gateway Announcement frame is repeatedly transmitted, and the surrounding stations are repeatedly notified that the IG exists.
  • step S401 the device control unit 23 of the station acquires its role information.
  • step S402 the device control unit 23 determines whether or not to operate as a station.
  • step S403 the gateway management unit 105 determines whether a GatewayGateAnnouncement frame has been received.
  • the Gateway Announcement frame When the Gateway Announcement frame is received by the wireless reception processing unit 111, the Gateway Announcement frame is supplied to the management information processing unit 114 and analyzed. Parameters as analysis results of the Gateway Announcement frame are supplied from the management information processing unit 114 to the gateway management unit 105. As described above, the Gateway Announcement frame includes the address of the source IG.
  • step S404 the gateway management unit 105 acquires the Internet Gateway Parameter included in the Gateway Announcement frame supplied from the management information processing unit 114.
  • step S405 the gateway management unit 105 determines whether there is an IG setting used for Internet connection. When the Internet connection is performed using a predetermined IG, it is determined that there is an IG setting. If the Internet connection is not yet established, it is determined that there is no IG setting.
  • step S405 If it is determined in step S405 that IG is not set, in step S406, the gateway management unit 105 transmits a Gateway Connection Request frame.
  • a Gateway Connection Request frame including parameters acquired by the gateway management unit 105 is generated by the management information generation unit 106.
  • the Gateway Connection Request frame generated by the management information generating unit 106 is output to the wireless transmission processing unit 109 and transmitted to the IG that has transmitted the Gateway Announcement frame.
  • step S407 the gateway management unit 105 determines whether or not a Gateway Connection Grant frame, which is an Internet connection permission notification, has been received by a predetermined standby time.
  • the Gateway Connection Grant frame is returned.
  • step S408 the gateway management unit 105 registers the IG that has transmitted the Gateway Connection Grant frame as an IG used for Internet connection. For example, the IG address included in the Gateway Connection Grant frame is registered as the uplink data transmission destination and the downlink data transmission source.
  • step S405 if it is determined in step S405 that an IG setting has already been made, in step S409, the gateway management unit 105 acquires information related to the existing IG connection state. For example, information on the radio field intensity of the IG used for Internet connection is acquired as information on the connection status of the existing IG.
  • step S410 the gateway management unit 105 determines whether or not the new IG connection state is better. For example, the strength of the radio wave of the new IG is compared with the strength of the radio wave of the existing IG, and an IG having a high radio wave strength is determined as an IG having a good connection state.
  • step S410 If it is determined in step S410 that the connection state of the new IG is better, in step S411, the gateway management unit 105 transmits a Gateway Disconnection Request frame to the existing IG.
  • the Gateway Disconnection Request frame including the parameters acquired by the gateway management unit 105 is generated by the management information generation unit 106.
  • the Gateway Disconnection Request frame generated by the management information generating unit 106 is output to the wireless transmission processing unit 109 and transmitted to the existing IG.
  • a Gateway Disconnection Grant frame is returned.
  • step S412 the gateway management unit 105 determines whether or not a Gateway Disconnection Grant frame, which is a notification that the Internet connection release has been completed, has been received.
  • step S412 If it is determined in step S412 that the Gateway Disconnection Grant frame has been received, the process proceeds to step S406, and the subsequent processing is performed.
  • step S408 If the IG is registered in step S408, or if it is determined in step S402 that the station does not operate as a station, the process ends. Similarly, if it is determined in step S407 that the Gateway Connection Grant frame has not been received, or if it is determined in step S412 that the Gateway Disconnection Grant frame has not been received, the processing is ended.
  • step S403 determines whether the Gateway Announcement frame has been received, or if it is determined in step S410 that the connection state of the new IG is not better. If it is determined in step S403 that the Gateway Announcement frame has not been received, or if it is determined in step S410 that the connection state of the new IG is not better, the process proceeds to step S413 (FIG. 23). ).
  • step S413 the interface unit 101 determines whether transmission data is supplied. For example, when data generated by an application executed by the device control unit 23 is transmitted to an external device as uplink data, User Data that is transmission data is supplied from the device control unit 23.
  • step S413 When it is determined in step S413 that transmission data has been supplied, in step S414, the interface unit 101 acquires User Data.
  • step S415 the gateway management unit 105 determines whether it is possible to transmit User ⁇ Data. Here, if IG registration has already been performed in step S408, it is determined that User Data can be transmitted.
  • step S415 If it is determined in step S415 that User Data can be transmitted, in step S416, the transmission frame construction unit 104 reads User Data from the transmission buffer 102 and sets the address of the IG to set the data frame. Generate. Information on the address of the IG as the transmission destination of the data frame is supplied from the gateway management unit 105 to the transmission frame construction unit 104 via the network management unit 103.
  • step S417 the wireless transmission processing unit 109 transmits a data frame to the IG.
  • the transmission of the data frame to the IG is appropriately performed in synchronization with the transmission of the data frame by another station as described with reference to FIG.
  • step S418 After the uplink data is transmitted as described above, the process proceeds to step S418. Similarly, if it is determined in step S413 that transmission data is not supplied, or if it is determined in step S415 that User Data cannot be transmitted, the process proceeds to step S418.
  • step S418, the gateway management unit 105 determines whether an ACK frame has been received via the management information processing unit 114.
  • step S418 If it is determined in step S418 that an ACK frame has been received, the transmission frame construction unit 104 discards User Data stored in the transmission buffer 102 in step S419. If it is determined in step S418 that an ACK frame has not been received, the process of step S419 is skipped.
  • step S420 the gateway management unit 105 determines whether or not User Data addressed to itself has been received. For example, downlink data transmitted from an external device and received by the IG is transmitted from the IG using a data frame.
  • step S421 the reception data construction unit 115 extracts User ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Data from the data frame and stores it in the reception buffer 116.
  • step S422 the gateway management unit 105 returns an ACK frame to the IG.
  • the reception of the data frame from the IG is appropriately performed, and as an example, as described with reference to FIG. 11, the data frame is received at the same timing as the reception of the data frame by another station.
  • step S423 the gateway management unit 105 determines whether all of the downlink data has been received or whether a predetermined output timing has elapsed.
  • step S424 the interface unit 101 reads the downlink data from the reception buffer 116, and the information output module 24 and the like. , Transfer to the connected device.
  • step S420 After the downlink data is transferred, the process ends. Similarly, if it is determined in step S420 that the data addressed to itself has not been received, or if it is determined in step S423 that all of the series of downlink data has not been received, the processing ends.
  • the load of Internet connection can be distributed by providing a plurality of communication devices for managing the Internet connection.
  • the IG selection by the station is performed based on the strength of the radio wave, but may be performed based on various parameters included in the Gateway Announcement frame. In this case, an IG that is close and has a good radio wave condition is not always selected, but an IG used for Internet connection is selected based on various criteria.
  • the Gateway Announcement frame transmitted from the IG includes Gateway Parameter, Gateway Attribute, and Gateway Control as described with reference to FIG. IG is selected using these parameters.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of parameters constituting the Gateway IV Parameter.
  • Gateway Parameter includes parameters that change depending on the state among parameters related to Internet connection capability.
  • the Gateway Parameter includes Usage Channels, Resource Unit Bandwidth, Protocol Version, TTL Value, Hop Value, Average Speed, Connect Counts, Usage MCS, Usage TX Power, and Available Capacity.
  • Usage Channels represent channels that are actually used among channels (frequency bands) that can be used in a wireless LAN network.
  • Bandwidth represents the bandwidth of the resource unit.
  • ProtocolProVersion indicates the version of the protocol being used.
  • TTL Value represents the value of Time To Live in the wireless LAN network.
  • Hop Value represents the number of connected hops.
  • Average Speed represents the average communication speed.
  • Connect Counts indicates the number of connected devices in use.
  • “Usage MCS” indicates available modulation methods and coding rates.
  • “Usage TX Power” indicates the transmission power in use.
  • “Available Capacity” indicates the available connection capacity.
  • the communication device 11 operating as the IG sets values corresponding to the communication status to these parameters and transmits them as a Gateway Announcement frame.
  • the Gateway Announcement frame is analyzed, and a determination is made such as selecting an IG having the fastest communication speed represented by Average Speed included in the Gateway Parameter.
  • the bitmap format is a format including information indicating that the currently corresponding parameter bit is valid among the parameters whose values change according to the situation.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of parameters constituting the Gateway attribute.
  • the Gateway Attribute contains invariant parameters among the parameters related to the Internet connection capability of the IG.
  • the Gateway attribute includes Frequency Bands, Channel Bandwidth, W-LAN Type, Country Code, Support Protocol, Connect Cost, Device Counts, Support MCS, Max TX Power, and Max Capacity.
  • R Frequency Bands represents the frequency band (2.4GHz, 5GHz, etc.) that IG can use.
  • Channel Bandwidth represents the channel width used by IG.
  • W-LAN Type represents the wireless LAN communication standard (802.11a / b / g / n / ac / ad / ah / ax, etc.) supported by IG.
  • Support Protocol represents the generation of protocol implemented in IG.
  • Connection Cost represents the cost of internet connection.
  • Device Counts represents the maximum number of stations that are allowed to connect to the Internet.
  • Max TX Power represents the maximum transmission power of IG.
  • Max Capacity represents the maximum connection capacity of IG.
  • the communication device 11 operating as the IG sets fixed values for these parameters and transmits them as a Gateway Announcement frame.
  • the parameter value information may be acquired from a predetermined server via the Internet.
  • the Gateway Announcement frame is analyzed, and a determination is made such as selecting an IG that is included in the Gateway Attribute and has the lowest cost represented by, for example, Connection Cost.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of parameters constituting Gateway IV Control.
  • Gateway Control includes parameters set by the user and parameters set according to instructions from a predetermined device on the network.
  • Gateway Control includes Gateway IP Address, Local Address, User Select Information, Priority Gateway, Connection Domain, Connection Policy, Vendor Info, and Support Parameter.
  • Gateway IP Address represents the IP address of IG set to connect to the Internet.
  • Local ⁇ ⁇ Address represents the local address of IG.
  • “User Select Information” indicates that the user is designated as the IG used for the Internet connection.
  • Priority Gateway represents the priority of IG used for Internet connection.
  • Connection Domain represents the domain of the connection destination.
  • Connection Policy represents the connection policy set by the user.
  • Vendor Info is IG vendor information.
  • Support Parameter is information set to be supported by the user.
  • the communication device 11 operating as the IG sets values corresponding to the user's setting status to these parameters and transmits them as a Gateway Announcement frame.
  • the Gateway Announcement frame is analyzed, and a determination is made such as selecting an IG having the highest priority represented by Priority ⁇ ⁇ ⁇ Gateway included in the Gateway Control.
  • the selection of the IG by the station may be performed based on a combination of a plurality of parameters, instead of being performed based on one of the above parameters constituting the Gateway Parameter, Gateway Attribute, and Gateway Control. .
  • an IG that can directly communicate is selected from among a plurality of IGs, but an Internet connection is made using an IG that cannot directly communicate. You may do it.
  • each station can select not only the IG at the position where it is Near Station, but also the IG at the location where it is Far Station as an IG used for Internet connection.
  • Near Station / Far Station is an attribute determined based on the positional relationship between IG and Station.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of the flow of uplink data transmitted from Far Station.
  • the network configuration shown in FIG. 27 is the same as the configuration described with reference to FIG.
  • Station 1 and Station 2 that can directly communicate with Internet Gateway 1 are Near Stations.
  • Station 3 and Station 4 that are within the reach of AC radio waves are Far ⁇ Stations, although they cannot communicate directly with Internet Gateway 1.
  • Far Stations Station 3 and Station 4 have selected Internet Gateway 1 as the IG used for Internet connection.
  • the uplink data transmitted from the Station 3 to the external device is received by the Internet Gateway 1 via the AC as shown by the white arrows A201 and A202, and becomes the transmission destination from the Internet Gateway 1 Sent to an external device.
  • uplink data transmitted from the Station 4 to the external device is also received by the Internet Gateway 1 through the AC, and is transmitted from the Internet Gateway 1 to the external destination. Sent to the device.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of the downlink data flow for Far Station.
  • the downlink data for Station 3 transmitted from an external device and received at Internet Gateway 1 is transmitted from Internet Gateway 1 to Station 3 via Internet AC as shown by white arrows A211 and A212. .
  • downlink data for Station 4 transmitted from an external device and received at Internet Gateway 1 is also transmitted to Station 4 by relaying AC from Internet Gateway 1 as indicated by white arrows A213 and A214. Is done.
  • Station 3 and Station 4 operating as Far Station can communicate with Internet Gateway 1 via the AC when Internet Gateway 1 is selected as the IG used for Internet connection.
  • the AC also has a function of relaying communication between the IG and the Station.
  • the sequence shown in FIG. 29 shows a process in which, for example, Station 3 which becomes Far Station when Internet Gateway 1 is used as a standard, connects to Internet 2 using Internet Gateway 1, and then switches the connection destination to the nearest Internet Gateway 2 .
  • Internet Gateway 2 is an IG set after Internet Gateway 1.
  • step S501 Internet Gateway 1 sends a Gateway Announcement frame indicating that it is operating as an IG.
  • the Gateway Announcement frame may be configured with an Action frame or may be configured with a Management frame.
  • Internet Gateway 1 also functions as an AC
  • GatewayGateAnnouncement frame information may be included in the Beacon frame and transmitted.
  • the Gateway Announcement frame transmitted from the Internet Gateway 1 is received by the AC in Step S521, and is transmitted to the Station 3 as Relay data in Step S522.
  • the Gateway Announcement frame may be relayed by AC.
  • the Gateway Announcement frame transmitted by Internet Gateway 1 is delivered to the entire network centered on AC by being relayed by AC. It can be delivered directly to Near Station without relaying AC.
  • step S561 Station 3 receives the Gateway Announcement frame relayed by AC.
  • step S562 Station 3 transmits a Gateway Connection Request frame for requesting an Internet connection with Internet Gateway 1 as the transmission destination.
  • the Gateway Connection Request frame transmitted from the Station 3 is received by the AC in Step S523, and is transmitted to the Internet Gateway 1 as Relay data in Step S524.
  • step S502 Internet Gateway 1 receives the Gateway Connection Request frame relayed by AC.
  • step S 503 Internet Gateway 1 returns a Gateway Connection Grant frame with Station 3 as the transmission destination.
  • a Gateway Connection Grant frame transmitted by Internet Gateway 1 indicates that an Internet connection is permitted.
  • the Gateway Connection Grant frame transmitted from the Internet Gateway 1 is received by the AC in Step S525, and is transmitted to the Station 3 as Relay data in Step S526.
  • step S563 Station 3 receives the Gateway Connection Grant frame relayed by AC.
  • Station 3 is connected to the Internet via Internet Gateway 1 and can communicate with an external device. Communication between Station 3 and Internet Gateway 1 is done via AC.
  • Uplink User Data is transmitted from Station 3 to Internet Gateway 1 via Station ⁇ ⁇ 3 as indicated by white arrows A251 and A252, and externally as indicated by white arrow A253 via Internet Gateway 1. Sent to other devices. An ACK indicating receipt confirmation is sent back from the Internet Gateway 1 to the Station 3 receiving the User Data via the AC as indicated by arrows A254 and A255.
  • step S581 Internet Gateway 2 transmits a Gateway Announcement frame indicating that it is operating as an IG.
  • the Gateway Announcement frame transmitted from Internet Gateway 2 is received by Station 3 in step S264 and received by AC in step S527.
  • Gateway Announcement frame In Station 3 receiving the Gateway Announcement frame, it is selected to connect to the Internet using Internet Gateway 2. The determination here is also made based on, for example, parameters included in the Gateway Announcement frame or based on the reception status of radio waves.
  • step S565 Station 3 transmits a Gateway Disconnection Request frame requesting release of the Internet connection, using the existing IG Internet Gateway 1 as a transmission destination.
  • the Gateway Disconnection Request frame transmitted from the Station 3 is received by the AC in Step S528, and is transmitted to the Internet Gateway 1 as Relay data in Step S529.
  • step S504 Internet Gate 1 receives the Gateway Disconnection Request frame relayed by AC.
  • step S 505 Internet Gateway 1 returns a Gateway Disconnection 3 Grant frame with Station 3 as the destination.
  • the Gateway Disconnection Grant frame transmitted from the Internet Gateway 1 is received by the AC in Step S530, and is transmitted to the Station 3 as Relay data in Step S531.
  • step S566 Station 3 receives the Gateway Disconnection Grant frame relayed by AC.
  • step S567 Station 3 sends a Gateway Connection Request frame for requesting an Internet connection to Internet Gateway 2. Transmission of Gateway Connection Request frame to Internet Gateway 2 is performed directly without relaying AC.
  • step S582 Internet Gateway 2 receives the Gateway Connection Request frame transmitted from Station 3.
  • Internet Gate 2 returns a Gateway Connection Grant frame in step S583.
  • step S568 Station 3 receives the Gateway Connection Grant frame transmitted from Internet Gateway 2.
  • Station 3 can be connected to the Internet via Internet Gateway 2 and can communicate with an external device.
  • Uplink User Data is sent directly from Station 3 to Internet Gate 2 as shown by white arrow A261, and sent to an external device via Internet Gateway 2 as shown by white arrow A262. .
  • the ACK indicating the receipt confirmation is directly returned from the Internet Gateway 2 to the Station 3 that received the User Data, as indicated by an arrow A263.
  • an IG in a position where communication cannot be directly performed may be selected as an IG used for Internet connection.
  • One station may be able to switch IG used for Internet connection according to the type of data. For example, a predetermined IG may be selected as an IG used for uplink data transmission, and another IG may be selected as an IG used for downlink data reception.
  • the AP function may be further subdivided, and the subdivided functions may be distributed to more communication devices 11.
  • data transmission by OFDMA may be performed instead of data transmission by multiuser MIMO.
  • FIG. 30 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a computer that executes the above-described series of processing by a program.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • an input / output interface 1005 is connected to the bus 1004.
  • the input / output interface 1005 is connected to an input unit 1006 including a keyboard and a mouse, and an output unit 1007 including a display and a speaker.
  • the input / output interface 1005 is connected to a storage unit 1008 made up of a hard disk, nonvolatile memory, etc., a communication unit 1009 made up of a network interface, etc., and a drive 1010 that drives the removable medium 1011.
  • the CPU 1001 loads the program stored in the storage unit 1008 to the RAM 1003 via the input / output interface 1005 and the bus 1004 and executes the program, thereby performing the above-described series of processing. Is done.
  • the program executed by the CPU 1001 is recorded in the removable medium 1011 or provided via a wired or wireless transmission medium such as a local area network, the Internet, or digital broadcasting, and installed in the storage unit 1008.
  • a wired or wireless transmission medium such as a local area network, the Internet, or digital broadcasting
  • the program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.
  • the system means a set of a plurality of components (devices, modules (parts), etc.), and it does not matter whether all the components are in the same housing. Accordingly, a plurality of devices housed in separate housings and connected via a network and a single device housing a plurality of modules in one housing are all systems. .
  • Embodiments of the present technology are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present technology.
  • the present technology can take a cloud computing configuration in which one function is shared by a plurality of devices via a network and is jointly processed.
  • each step described in the above flowchart can be executed by one device or can be shared by a plurality of devices.
  • the plurality of processes included in the one step can be executed by being shared by a plurality of apparatuses in addition to being executed by one apparatus.
  • the present technology may have the following configurations.
  • a wireless LAN including a plurality of communication devices functioning as gateways
  • communication control for transmitting a management frame including parameters relating to the connection capability to the external network to other devices in the wireless LAN
  • a communication device comprising a unit.
  • the communication device according to (1) wherein the communication control unit controls connection to the external network by the other device.
  • the communication control unit receives connection request information that is transmitted from the other device and represents a request for connection to the external network, and permits connection to the external network.
  • permission information indicating permission is transmitted to the other device.
  • the other device in the network is a control device having a function of access control of the wireless LAN.
  • the communication device according to (7) The communication device according to (2), wherein the communication control unit performs data transmission to the other device by overlapping timing with data transmission by the communication device having the gateway function.
  • a communication apparatus comprising: a communication control unit that transmits connection request information representing a connection request to the external network to any of the predetermined apparatuses.
  • the communication control unit receives permission information transmitted from the predetermined device as a transmission destination of the connection request information and indicating permission for connection to the external network;
  • the management unit selects the predetermined device that requests connection to the external network based on each connection capability represented by the parameter, The communication device according to (12), wherein the communication control unit transmits the connection request information to the selected predetermined device. (14) The communication control unit transmits release request information indicating a request for releasing connection to the external network to the predetermined device when the predetermined device requesting connection to the external network is newly selected. The communication device according to (13). (15) The communication device according to any one of (11) to (14), wherein the communication control unit controls transmission power of radio waves within a range where communication with other devices in the network is possible. (16) The communication device according to (15), wherein the other device in the network is a control device having a function of access control of the wireless LAN.
  • the communication control unit performs data transmission to the predetermined device by overlapping timing with data transmission to another predetermined device serving as the gateway by another device in the wireless LAN.
  • the communication control unit performs reception of data transmitted from the predetermined device by overlapping timing with reception of data transmitted by the other predetermined device serving as the gateway by the other device.
  • a wireless LAN including a plurality of communication devices functioning as gateways, when connected to an external network, communication control for transmitting a management frame including parameters relating to the connection capability to the external network to other devices in the wireless LAN
  • a first communication device comprising a unit;
  • a communication control unit configured to receive the management frame transmitted from the first communication device and transmit connection request information representing a connection request to the external network to the first communication device;
  • a second communication device as a first communication device.
  • 11 communication device 21 internet connection module, 22 information input module, 23 device control unit, 24 information output module, 25 wireless communication module, 51 input / output unit, 52 communication control unit, 53 baseband processing unit, 101 interface unit, 102 Transmission buffer, 103 network management unit, 104 transmission frame construction unit, 105 gateway management unit, 106 management information generation unit, 107 transmission timing control unit, 108 transmission power control unit, 109 wireless transmission processing unit, 110 antenna control unit, 111 wireless Reception processing unit, 112 detection threshold control unit, 113 reception timing control unit, 114 management information processing unit, 115 reception data construction unit, 116 reception buffer

Landscapes

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Abstract

本技術は、インターネット接続を管理する通信装置の負荷を分散させることができるようにする通信装置、通信システムに関する。 本技術の一側面の通信システムは、ゲートウェイとして機能する通信装置を複数含む無線LANにおいて、外部のネットワークに接続されているとき、外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを無線LAN内の他の装置に送信する通信制御部を備える第1の通信装置と、第1の通信装置から送信された管理フレームを受信し、第1の通信装置に対して、外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報を送信する通信制御部を備える第1の通信装置としての第2の通信装置とを含む。本技術は、無線LANの通信装置に適用することができる。

Description

通信装置、通信システム
 本技術は、通信装置、通信システムに関し、特に、インターネット接続を管理する通信装置の負荷を分散させることができるようにした通信装置、通信システムに関する。
 無線LANのネットワークであるBSS(Basic Service Set)は、1台のアクセスポイントと、アクセスポイントの電波の到達範囲内にあるクライアントとから構成される。
 特許文献1には、アクセスポイントと複数のモバイルルータからなるネットワークにおいて、アクセスポイントを起点とするインターネットまでの経路に関する情報に基づいて、メッシュネットワークを自動的に構築する技術が開示されている。アクセスポイントの電波が届かない場所にあるモバイルルータであっても、他のモバイルルータを経由してアクセスポイントにアクセスし、モバイル回線を用いることなく、インターネット接続を行うことができるようになされている。
特開2015-186162号公報
 上述したようなネットワークの場合、ネットワーク内の全ての通信が1台のアクセスポイントに集中することになるため、アクセスポイントの負荷が大きい。また、アクセスポイントに不具合が生じると、ネットワーク内の通信装置がインターネットに接続することができなくなる。
 近年、テザリングと呼ばれる機能を搭載したスマートフォンのように、アクセスポイントとして動作可能な通信装置が増えてきている。
 アクセスポイントとして動作可能な通信装置が同じ無線LANのネットワーク内に複数存在するにもかかわらずアクセスポイントとして動作する通信装置が1台だけであることは、システム全体として通信装置の機能が有効に利用されていないといえる。
 本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、インターネット接続を管理する通信装置の負荷を分散させることができるようにするものである。
 本技術の第1の側面の通信装置は、ゲートウェイとして機能する通信装置を複数含む無線LANにおいて、外部のネットワークに接続されているとき、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを前記無線LAN内の他の装置に送信する通信制御部を備える。
 本技術の第2の側面の通信装置は、無線LANのゲートウェイとして機能する複数の所定の装置のうちの、外部のネットワークに接続されている前記所定の装置から送信される、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを受信し、いずれかの前記所定の装置に対して、前記外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報を送信する通信制御部を備える。
 本技術の第1の側面においては、ゲートウェイとして機能する通信装置を複数含む無線LANにおいて、外部のネットワークに接続されているとき、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームが前記無線LAN内の他の装置に送信される。
 本技術の第2の側面においては、無線LANのゲートウェイとして機能する複数の所定の装置のうちの、外部のネットワークに接続されている前記所定の装置から送信される、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームが受信され、いずれかの前記所定の装置に対して、前記外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報が送信される。
 本技術によれば、インターネット接続を管理する通信装置の負荷を分散させることができる。
 なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
APの機能を分散したネットワークの構成例を示す図である。 アップリンクのデータの流れの例を示す図である。 ダウンリンクのデータの流れの例を示す図である。 通信装置の位置関係の例を示す図である。 通信装置の役割を決定する一連の動作について説明するシーケンス図である。 Role Available Information Elementの構成例を示す図である。 Role Separate Information Elementの構成例を示す図である。 ネットワークの構成例を示す図である。 インターネット接続に用いるIGを選択する一連の処理について説明するシーケンス図である。 ネットワークの他の構成例を示す図である。 空間多重通信を用いてデータ伝送を行う一連の処理について説明するシーケンス図である。 電波の送信電力の調整の例を示す図である。 Gateway Announcementフレームの構成例を示す図である。 Gateway Connection Requestフレームの構成例を示す図である。 Gateway Connection Grantフレームの構成例を示す図である。 Gateway Disconnection Requestフレームの構成例を示す図である。 Gateway Disconnection Grantフレームの構成例を示す図である。 通信装置の構成例を示すブロック図である。 無線通信モジュールの機能構成例を示すブロック図である。 IGの処理について説明するフローチャートである。 IGの処理について説明する、図20に続くフローチャートである。 Stationの処理について説明するフローチャートである。 Stationの処理について説明する、図22に続くフローチャートである。 Gateway Parameterを構成するパラメータの例を示す図である。 Gateway Attributeを構成するパラメータの例を示す図である。 Gateway Controlを構成するパラメータの例を示す図である。 アップリンクのデータの流れの例を示す図である。 ダウンリンクのデータの流れの例を示す図である。 インターネット接続に用いるIGを選択する一連の処理について説明するシーケンス図である。 コンピュータの構成例を示すブロック図である。
 以下、本技術を実施するための形態について説明する。説明は以下の順序で行う。
 1.アクセスポイントの機能を分散した無線LANのネットワーク構成例
 2.APの機能を分担したネットワークを構成するための動作例
 3.IGの選択例
 4.空間多重通信を用いたデータ伝送の例
 5.フレームフォーマットの例
 6.通信装置の構成例
 7.各通信装置の動作
 8.パラメータの例
 9.ACを中継した通信の例
 10.変形例
<アクセスポイントの機能を分散した無線LANのネットワーク構成例>
 図1は、本技術の一実施形態に係る、アクセスポイント(AP(Access Point))の機能を分散したネットワークの構成例を示す図である。
 図1に示す7つの小さな円は、それぞれ、例えばIEEE802.11の所定の規格に準拠した無線LANの通信の機能を有する通信装置である。それぞれの通信装置の電波の到達範囲が破線の円により表される。
 図1の例においては、ネットワークの中心付近に存在する通信装置がAccess Controllerとして動作する。また、インターネットなどの外部のネットワークに接続可能な左上の通信装置がInternet Gateway 1として動作し、右下の通信装置がInternet Gateway 2として動作する。
 つまり、図1のネットワークにおいては、Access Controllerとなる通信装置が、従来のAPの機能のうち、管理フレームの送信を含む、ネットワークのアクセス制御の機能を担うことになる。Access Controllerが送信する管理フレームには、Beaconフレーム、Actionフレーム、Managementフレーム、Triggerフレームが含まれる。
 Access Controllerが送信するBeaconフレームには、ネットワークを構成するそれぞれの通信装置のアドレスなどの情報が含まれる。Access Controllerが送信する信号により、各通信装置によるAccess ControllerやInternet Gatewayに対するアクセスが制御され、BSSの範囲が特定される。
 図1の例においては、円#11で示す、Access Controllerの電波の到達範囲にはInternet Gateway 1,2とStation 1乃至4が含まれる。Access Controllerの電波の到達範囲内に存在するStation 1乃至4が、Access Controllerが管理するネットワークに属するクライアントの通信装置として動作する。
 また、Internet Gatewayとなる通信装置が、従来のAPの機能のうち、外部のネットワークに対するゲートウェイの機能を担うことになる。Internet Gateway 1,2は、例えば、インターネットに対する接続サービスを提供するサービスプロバイダが管理するサーバと通信を行い、アップリンクのデータとダウンリンクのデータの送受信を制御する。
 アップリンクのデータは、例えば、Stationからインターネット上の外部の装置に対するデータである。ダウンリンクのデータは、インターネット上の外部の装置からStationに対するデータである。
 図1の例においては、円#12で示す、Internet Gateway 1の電波の到達範囲には、Access Controllerの他にStation 1,2が含まれる。また、円#13で示す、Internet Gateway 2の電波の到達範囲には、Access Controllerの他にStation 3,4が含まれる。円#21乃至#24は、それぞれ、Station 1乃至4の電波の到達範囲を表す。
 Internet Gateway 1は、自身の電波の到達範囲内に存在するStation 1とStation 2のインターネット接続を管理する。Station 1とStation 2によるインターネット上の外部の装置との通信は、Internet Gateway 1を介して行われる。
 同様に、Internet Gateway 2は、自身の電波の到達範囲内に存在するStation 3とStation 4のインターネット接続を管理する。Station 3とStation 4によるインターネット上の外部の装置との通信は、Internet Gateway 2を介して行われる。
 このように、図1のネットワークにおいては、Access Controllerとなる通信装置とは異なる通信装置がInternet Gatewayとして動作することによって、ネットワークに属するStationがインターネット接続を行うことが可能とされる。
 APの機能を複数の通信装置に分担させることにより、ネットワークをより効率的に管理することが可能となる。APの機能には、Beaconフレームの送信を含むネットワークのアクセス制御の機能と、外部のネットワークに対するゲートウェイの機能とが少なくとも含まれる。
 また、Internet Gatewayとして動作する通信装置が2台あるため、ネットワーク内の通信を分散させることが可能となる。Internet Gatewayとして動作する通信装置が3台以上設けられるようにしてもよい。
 Access Controllerを中心とした範囲に電波が届けばよいため、それぞれの通信装置は、電波の送信電力を抑えることが可能となる。
 例えば、Access Controllerは、電波の送信電力を抑えても、全ての通信装置を含む円#11で示す範囲に、Beaconフレームなどの信号を送信することができる。つまり、Access Controllerを中心とした狭い範囲に無線LANのネットワークを構築することが可能となる。図1のネットワークを構成するそれぞれの通信装置が出力する電波の到達範囲は、隣接する通信装置の位置を含む狭い範囲となる。
 図2は、アップリンクのデータの流れの例を示す図である。
 Station 1が外部の装置に送信するアップリンクのデータは、白抜き矢印A1で示すように、Internet Gateway 1により受信され、Internet Gateway 1から、送信先となる外部の装置に送信される。Station 2が外部の装置に送信するアップリンクのデータは、白抜き矢印A2で示すように、Internet Gateway 1により受信され、Internet Gateway 1から、送信先となる外部の装置に送信される。
 同様に、Station 3が外部の装置に送信するアップリンクのデータは、白抜き矢印A3で示すように、Internet Gateway 2により受信され、Internet Gateway 2から、送信先となる外部の装置に送信される。Station 4が外部の装置に送信するアップリンクのデータは、白抜き矢印A4で示すように、Internet Gateway 2により受信され、Internet Gateway 2から、送信先となる外部の装置に送信される。
 図3は、ダウンリンクのデータの流れの例を示す図である。
 外部の装置から送信され、Internet Gateway 1において受信されたStation 1に対するダウンリンクのデータは、白抜き矢印A11で示すように、Internet Gateway 1からStation 1に送信される。外部の装置から送信され、Internet Gateway 1において受信されたStation 2に対するダウンリンクのデータは、白抜き矢印A12で示すように、Internet Gateway 1からStation 2に送信される。
 同様に、外部の装置から送信され、Internet Gateway 2において受信されたStation 3に対するダウンリンクのデータは、白抜き矢印A13で示すように、Internet Gateway 2からStation 3に送信される。外部の装置から送信され、Internet Gateway 2において受信されたStation 4に対するダウンリンクのデータは、白抜き矢印A14で示すように、Internet Gateway 2からStation 4に送信される。
 このように、図1のネットワークにおいては、それぞれのStationによるインターネット接続がInternet Gateway 1とInternet Gateway 2により分担して行われる。
 以下、適宜、Access Controller(アクセスコントローラ)をACといい、Internet Gateway(インターネットゲートウェイ)をIGという。
 また、適宜、それぞれのStationを、Internet Gatewayを基準としたそれぞれのStationの位置に基づいて、Near StationまたはFar Stationという。
 Internet Gateway 1を基準とした場合、Internet Gateway 1と通信を行うことができるStation 1とStation 2は、Near Stationとなる。Internet Gateway 1と通信を行うことができないものの、ACの電波の到達範囲に存在するStation 3とStation 4は、Far Stationとなる。
 また、Internet Gateway 2を基準とした場合、Internet Gateway 2と通信を行うことができるStation 3とStation 4は、Near Stationとなる。Internet Gateway 2と通信を行うことができないものの、ACの電波の到達範囲に存在するStation 1とStation 2は、Far Stationとなる。
 Near Stationとして動作するのか、Far Stationとして動作するのかは、IGとの位置関係に基づいて特定される。後述するように、Far Stationは、最も近いInternet Gatewayを利用できなくなった場合でも、他のInternet GatewayにACを介して接続することができる。
<APの機能を分担したネットワークを構成するための動作例>
 ここで、以上のようにしてAPの機能を複数の通信装置において分担するためのネットワークの動作について説明する。
 図4は、通信装置の位置関係の例を示す図である。
 図4に示すように、StationであるSTA 1乃至4が左から順に並ぶ位置関係にあるものとして説明する。円#51乃至#54は、STA 1乃至4のそれぞれの電波の到達範囲を表す。
 この例においては、それぞれのSTAは、2台先のSTAとの間で直接通信を行うことができるものの、その先にあるSTAとは通信を行うことができない。具体的には、STA 1とSTA 4は直接通信を行うことができない。
 APの機能を担うことができるそれぞれのSTAは、自身が担うことができる機能を表す情報を含むActionフレームなどを用いて、周囲のSTAと情報を交換することが可能である。
 はじめに、図5のシーケンスを参照して、APの機能を分担し、それぞれのSTAの役割を決定する一連の動作について説明する。なお、ここでは、便宜上、ActionフレームとBeaconフレームを用いた動作について説明するが、これらのフレームに代えてManagementフレームが用いられるようにしてもよい。
 ここで、ユーザが、ACとして動作可能なSTA 2に対して、ACとして動作することを指定したものとする。ACとして動作することの指定は、例えばSTA 2を操作することによって行われる。
 ACとして動作することが指定された場合、ステップS11において、STA 2は、Role Available Information Elementを含むActionフレームを送信する。STA 2が送信するActionフレームに含まれるRole Available Information Elementには、自身がACとして動作することが可能であることを表す情報が記述される。
 STA 2から送信されたActionフレームは、ステップS1においてSTA 1により受信され、ステップS21においてSTA 3により受信される。また、STA 2から送信されたActionフレームは、ステップS31においてSTA 4により受信される。
 STA 2から送信されたActionフレームを受信したSTAのうちの例えばSTA 1とSTA 4が、インターネットに接続することが可能な通信装置であるものとする。
 この場合、ステップS2において、STA 1は、Role Available Information Elementを含むActionフレームを送信する。STA 1が送信するActionフレームに含まれるRole Available Information Elementには、自身がIGとして動作することが可能であることを表す情報が記述される。
 STA 1から送信されたActionフレームは、ステップS12においてSTA 2により受信され、ステップS22においてSTA 3により受信される。STA 1とSTA 4は直接通信を行うことができないから、STA 1から送信されたActionフレームは、STA 4には到達しない。
 一方、ステップS32において、STA 4は、Role Available Information Elementを含むActionフレームを送信する。STA 4が送信するActionフレームに含まれるRole Available Information Elementには、自身がIGとして動作することが可能であることを表す情報が記述される。
 STA 4から送信されたActionフレームは、ステップS13においてSTA 2により受信され、ステップS23においてSTA 3により受信される。STA 1とSTA 4は直接通信を行うことができないから、STA 4から送信されたActionフレームは、STA 1には到達しない。
 ACとして動作するSTA 2は、IGとして動作するSTA 1から送信されたActionフレームとSTA 4から送信されたActionフレームを受信したことに応じて、APの機能を分散したネットワークを運営することが可能になったものとして判断する。
 ステップS14において、STA 2は、Role Separate Information Elementを含むBeaconフレームを送信する。STA 2が送信するBeaconフレームに含まれるRole Separate Information Elementには、それぞれのSTAの役割を表す情報が記述される。
 Beaconフレームを送信したSTA 2は、ステップS15において、ACとして動作するための設定を行う。
 STA 2から送信されたBeaconフレームは、ステップS3においてSTA 1により受信され、ステップS24においてSTA 3により受信される。また、STA 2から送信されたBeaconフレームは、ステップS33においてSTA 4により受信される。
 STA 2から送信されたBeaconフレームをステップS3において受信したSTA 1は、ステップS4において、IGとして動作するための設定を行う。
 一方、STA 2から送信されたBeaconフレームをステップS24において受信したSTA 3は、ステップS25において、Stationとして動作するための設定を行う。STA 3は、IGである例えばSTA 1を用いてインターネット接続を行うことになる。
 また、STA 2から送信されたBeaconフレームをステップS33において受信したSTA 4は、ステップS34において、IGとして動作するための設定を行う。
 以上の処理により、APの機能を分散させた上に2台のIGが存在するネットワークが構築される。
 図6は、Role Available Information Elementの構成例を示す図である。
 図6に示すように、Role Available Information Elementには、IE Type、Length、ESS ID、Own MAC Address、Controller Available、Gateway Available、Intelligence Availableが含まれる。
 IE Typeは、情報エレメントの形式を示す。
 Lengthは、情報エレメントの情報長を示す。
 ESS IDは、必要に応じて設定される拡張サービスセットの識別子を示す。
 Own MAC Addressは、自身のMACアドレスを示す。
 Controller Availableは、ACとして動作可能であるか否かを示すフラグである。図5の例において、STA 2が送信するActionフレームに含まれるRole Available Information ElementのController Availableには、自身がACとして動作可能であることを表す値が設定される。
 Gateway Availableは、IGとして動作可能であるか否かを示すフラグである。図5の例において、例えばSTA 1とSTA 4が送信するActionフレームに含まれるRole Available Information ElementのGateway Availableには、自身がIGとして動作可能であることを表す値が設定される。
 Intelligence Availableは、Intelligence Controller(インテリジェンスコントローラ)として動作可能であるか否かを示すフラグである。Intelligence Controllerとなる通信装置は、ネットワークにおける認証処理(Authentication)や、ネットワークに対する参入(Association)に関する処理を行う。すなわち、Intelligence Controllerは、従来のAPの機能のうち、ネットワークにおける認証機能と、ネットワークに対する参入要求を処理する機能を有する。
 このように、APの機能をさらに細分化して、APの一部の機能を他の通信装置に分担させるようにすることが可能である。Intelligence Controllerの機能を分担する場合、Intelligence Controllerとして動作可能なSTAは、Intelligence Availableの値として自身がIntelligence Controllerとして動作可能であることを表す値が設定されたRole Available Information Elementを含むActionフレームを送信する。
 図6に示すような各情報を含むActionフレームを用いることにより、それぞれのSTAは、自身が担うことができる機能を他のSTAに伝達することができる。また、それぞれのSTAは、他のSTAから送信されてきたActionフレームに基づいて、自身が属するネットワーク内にAPのそれぞれの機能を担うSTAが存在するか否かを確認することができる。
 図7は、Role Separate Information Elementの構成例を示す図である。
 図7に示すように、Role Separate Information Elementには、IE Type、Length、SSID、ESS ID、Controller Address、Gateway Address 1、Gateway Address 2、Intelligence Addressが含まれる。IE Type、Length、ESS IDは、それぞれ、図6を参照して説明したIE Type、Length、ESS IDと同じである。SSIDは、必要に応じて設定されるサービスセット識別子である。
 Controller Addressは、ACとして動作するSTAのアドレスを示す。
 Gateway Address 1は、Internet Gateway 1として動作するSTAのアドレスを示す。
 Gateway Address 2は、Internet Gateway 2として動作するSTAのアドレスを示す。
 Intelligence Addressは、Intelligence Controllerとして動作するSTAのアドレスを示す。
 図5の例において、STA 2が送信するBeaconフレームに含まれるRole Separate Information ElementのController AddressにはSTA 2自身のアドレスが設定され、Gateway Address 1にはSTA 1のアドレスが設定される。Gateway Address 1として設定されるSTA 1のアドレスは、例えば、STA 1が送信するActionフレームのRole Available Information ElementのOwn MAC Addressに基づいてSTA 2において特定される。
 また、STA 2が送信するBeaconフレームに含まれるGateway Address 2にはSTA 4のアドレスが設定される。Gateway Address 2として設定されるSTA 4のアドレスは、例えば、STA 4が送信するActionフレームのRole Available Information ElementのOwn MAC Addressに基づいてSTA 2において特定される。
 図7に示すような各情報を含むBeaconフレームを用いることにより、ACとして動作するSTAは、APの機能を担うそれぞれのSTAのアドレスを他のSTAに伝達することができる。また、それぞれのSTAは、ACとして動作するSTAから送信されてきたBeaconフレームに基づいて、自身が属するネットワークに属する、APの機能を担う他のSTAのアドレスをそれぞれ特定することができる。
 APの複数の機能を1つのSTAが兼ねることができるようにしてもよい。この場合、Controller Address、Gateway Address、Intelligence Addressのうちの2つ以上に同じSTAのアドレスが設定される。
 また、3つ以上のIGのアドレスをRole Separate Information Elementに記述することができるようにしてもよい。ここでは、2つのIGのアドレスがGateway Addressとして記載されているが、Controller AddressとIntelligence Addressの間に、任意の個数のアドレスがGateway Addressとして設定されるようにしてもよい。この構成以外にも、IGとして動作する装置の個数が別途記載されるようにしてもよい(図示せず)。
 STAの役割の決定時、このような、Role Available Information Elementを管理情報として含むActionフレームや、Role Separate Information Elementを管理情報として含むBeaconフレームの送受信がそれぞれのSTAの間で行われる。
<IGの選択例>
 次に、複数のIGがネットワーク内に存在する場合において、インターネット接続に用いるIGの選択について説明する。
 図8は、ネットワークの構成例を示す図である。
 図8に示すネットワークは、送信電力制御を実施しないで動作するInternet Gateway 1,2、Station 1乃至4の電波の到達範囲が広げられている点を除いて、図1を参照して説明したネットワークと同様である。送信電力制御を実施しないため、所望のネットワークの範囲外まで、送信した信号が届いてしまうことになる。
 図8の例においては、円#12で示すInternet Gateway 1の電波の到達範囲が、Station 3,4を含む範囲にまで広げられている。また、円#13で示すInternet Gateway 2の電波の到達範囲が、Station 1,2を含む範囲にまで広げられている。
 Station 1,2は、それぞれ、Internet Gateway 1およびInternet Gateway 2と通信を行うことができる。Station 3,4も同様に、それぞれ、Internet Gateway 1およびInternet Gateway 2と通信を行うことができる。
 それぞれのStationにおいては、インターネット接続に用いるIGとして、例えば最寄りのIGが選択される。例えば、Station 3,4にとっての最寄りのIGはInternet Gateway 2となる。
 図9のシーケンスを参照して、インターネット接続に用いるIGを選択する一連の処理について説明する。
 図9には、Internet Gateway 1,2の処理と、Station 1,3の処理が示されている。Station 2においては、Station 1の処理と同様の処理が行われる。Station 4においては、Station 3の処理と同様の処理が行われる。IGとしてInternet Gateway 1だけが始めに存在し、Internet Gateway 2が後から設定されたものとする。
 ステップS101において、Internet Gateway 1は、自身がIGとして動作していることを示すGateway Announcementフレームを送信する。
 Gateway AnnouncementフレームがActionフレームにより構成されるようにしてもよいし、Managementフレームにより構成されるようにしてもよい。Internet Gateway 1がACの機能も兼ねている場合、Gateway Announcementフレームの情報が、Beaconフレームに含めて送信されるようにしてもよい。
 Internet Gateway 1から送信されたGateway Announcementフレームは、ステップS121においてStation 1により受信され、ステップS131においてStation 3により受信される。
 Gateway Announcementフレームを受信したStation 1は、例えばインターネット接続を実施して外部の装置にUser Dataをアップロードする場合、ステップS122において、インターネット接続の要求を表す接続要求情報であるGateway Connection RequestフレームをInternet Gateway 1に送信する。
 ステップS102において、Internet Gateway 1は、Station 1から送信されてきたGateway Connection Requestフレームを受信する。
 Station 1の要求を受け入れる場合、ステップS103において、Internet Gateway 1は、Gateway Connection Grantフレームを返信する。Internet Gateway 1が送信するGateway Connection Grantフレームは、Internet Gateway 1を介したインターネット接続を許可することを表す許可情報である。
 ステップS123において、Station 1は、Internet Gateway 1から送信されたGateway Connection Grantフレームを受信する。これより、Station 1は、Internet Gateway 1を介してインターネットに接続し、外部の装置と通信を行うことができる状態になる。
 例えばアップリンクのUser Dataは、白抜き矢印A51に示すようにStation 1からInternet Gateway 1に送信され、Internet Gateway 1を介して、白抜き矢印A52に示すように外部の装置に対して送信される。Internet Gateway 1からStation 1に対しては、受領確認を表すACKが矢印A53に示すように返信される。
 Internet Gateway 1からのGateway Announcementフレームを受信したStation 3においても、同様の処理が行われる。
 すなわち、ステップS132において、Station 3は、インターネット接続を要求するGateway Connection RequestフレームをInternet Gateway 1に送信する。
 ステップS104において、Internet Gateway 1は、Station 3から送信されてきたGateway Connection Requestフレームを受信する。
 Station 3の要求を受け入れる場合、ステップS105において、Internet Gateway 1は、Gateway Connection Grantフレームを返信する。
 ステップS133において、Station 3は、Internet Gateway 1から送信されたGateway Connection Grantフレームを受信する。これより、Station 3は、Internet Gateway 1を介してインターネットに接続し、外部の装置と通信を行うことができる状態になる。
 アップリンクのUser Dataは、白抜き矢印A61に示すようにStation 3からInternet Gateway 1に送信され、Internet Gateway 1を介して、白抜き矢印A62に示すように外部の装置に対して送信される。Internet Gateway 1からStation 3に対しては、受領確認を表すACKが矢印A63に示すように返信される。このように、Internet Gateway 1から離れているStation 3は、送信電力を抑えなければInternet Gateway 1との間で通信を行うことができる構成になっている。
 ここで、図5を参照して説明した処理が行われることによりInternet Gateway 2がネットワーク内に設定されたものとする。
 ステップS151において、Internet Gateway 2は、自身がIGとして動作していることを示すGateway Announcementフレームを送信する。
 Internet Gateway 2から送信されたGateway Announcementフレームは、ステップS124においてStation 1により受信され、ステップS134においてStation 3により受信される。
 Gateway Announcementフレームを受信したStation 1においては、Internet Gateway 1を用いたインターネット接続を維持することが選択される。ここでの判断は、例えば、Gateway Announcementフレームに含まれるパラメータに基づいて、または、電波の受信状況に基づいて行われる。
 ここで、例えばInternet Gateway 2の電波の受信強度より、Internet Gateway 1の電波の受信強度の方が高い場合、Internet Gateway 1を用いたインターネット接続を維持することが選択される。Station 1のインターネット接続は、Internet Gateway 1を介して引き続き行われる。
 一方、Gateway Announcementフレームを受信したStation 3においては、Internet Gateway 2を用いてインターネット接続を行うことが選択される。ここでの判断も、例えば、Gateway Announcementフレームに含まれるパラメータに基づいて、または、電波の受信状況に基づいて行われる。
 例えば、Internet Gateway 1の電波の受信強度より、Internet Gateway 2の電波の受信強度の方が高い場合、Internet Gateway 2の方が適していると判断され、Internet Gateway 1に代えて、Internet Gateway 2を用いることが選択される。
 ステップS135において、Station 3は、既存のIGであるInternet Gateway 1に対して、インターネット接続の解除の要求を表す解除要求情報であるGateway Disconnection Requestフレームを送信する。
 また、ステップS136において、Station 3は、インターネット接続を要求するGateway Connection RequestフレームをInternet Gateway 2に送信する。
 ステップS106において、Internet Gateway 1は、Station 3から送信されてきたGateway Disconnection Requestフレームを受信する。
 Station 3の要求を受け入れる場合、ステップS107において、Internet Gateway 1は、Gateway Disconnection Grantフレームを返信する。Internet Gateway 1が送信するGateway Disconnection Grantフレームは、Internet Gateway 1を介したインターネット接続の解除を許可することを表す許可情報である。
 ステップS137において、Station 3は、Internet Gateway 1から送信されたGateway Disconnection Grantフレームを受信する。これより、Station 3は、Internet Gateway 1を介してインターネットに接続することができない状態になる。
 一方、ステップS152において、Internet Gateway 2は、Station 3から送信されてきたGateway Connection Requestフレームを受信する。
 Station 3の要求を受け入れる場合、ステップS153において、Internet Gateway 2は、Gateway Connection Grantフレームを返信する。
 ステップS138において、Station 3は、Internet Gateway 2から送信されたGateway Connection Grantフレームを受信する。これより、Station 3は、Internet Gateway 2を介してインターネットに接続し、外部の装置と通信を行うことができる状態になる。
 アップリンクのUser Dataは、白抜き矢印A71に示すようにStation 3からInternet Gateway 2に送信され、Internet Gateway 2を介して、白抜き矢印A72に示すように外部の装置に対して送信される。Internet Gateway 2からStation 3に対しては、受領確認を表すACKが矢印A73に示すように返信される。
 このように、複数のIGが存在するネットワークにおいては、それぞれのStationは、例えば最寄りのIGを自身に適したIGとして選択し、選択したIGを介してインターネット接続を確立することができる。また、それぞれのStationは、選択済みのIGがある場合であっても、選択済みの既存のIGに代えて、他のIGに切り替えてインターネット接続を行うことができる。
 ネットワーク内にIGが複数存在する場合に最寄りのIGを用いてインターネット接続が行われるようにすることにより、それぞれのStationとIGは、電波の送信電力を抑えることができる。
 例えば、図9に示す処理が行われることにより、図8のStation 1,2は、Access ControllerとInternet Gateway 1を含む範囲に電波が到達するように、電波の送信電力を抑えることができる。また、図8のStation 3,4は、Access ControllerとInternet Gateway 2を含む範囲に電波が到達するように、電波の送信電力を抑えることができる。
 Internet Gateway 1は、Access Controllerと、自身を用いてインターネット接続を行うStation 1,2を含む範囲に電波が到達するように、電波の送信電力を抑えることができる。Internet Gateway 2は、Access Controllerと、自身を用いてインターネット接続を行うStation 3,4を含む範囲に電波が到達するように、電波の送信電力を抑えることができる。
 Station 1乃至4とInternet Gateway 1,2がこのようにして電波の送信電力を抑えることにより、それぞれの装置の電波の到達範囲が図1を参照して説明した範囲となるネットワークが構築される。
<空間多重通信を用いたデータ伝送の例>
 複数のIGがネットワーク内に存在する場合において、空間多重通信を用いたデータ伝送が行われるようにしてもよい。
 図10は、ネットワークの他の構成例を示す図である。
 図10に示すように、Internet Gateway 1,Station 1,Station 2,Internet Gateway 2が左から順に並ぶ位置関係にあるものとして説明する。ACはネットワーク内の所定の位置に存在する。円#61乃至#64は、Internet Gateway 1,Station 1,Station 2,Internet Gateway 2のそれぞれの電波の到達範囲を表す。
 この例においても、それぞれのSTAは、2台先のSTAとの間で直接通信を行うことができるものの、その先にあるSTAとは通信を行うことができない。具体的には、Internet Gateway 1とInternet Gateway 2は直接通信を行うことができない。
 図11のシーケンスを参照して、それぞれのStationと最寄りのIGとの間で空間多重通信によるデータ伝送を行う一連の処理について説明する。
 ステップS201において、Internet Gateway 1は、自身がIGとして動作していることを示すGateway Announcementフレームを送信する。
 Internet Gateway 1から送信されたGateway Announcementフレームは、ステップS211においてStation 1により受信され、ステップS221においてStation 2により受信される。
 また、ステップS231において、Internet Gateway 2は、自身がIGとして動作していることを示すGateway Announcementフレームを送信する。
 Internet Gateway 2から送信されたGateway Announcementフレームは、ステップS212においてStation 1により受信され、ステップS222においてStation 2により受信される。
 Internet Gateway 1とInternet Gateway 2の双方のIGからのGateway Announcementフレームを受信したStation 1は、電波強度などに基づいて、最寄りのIGと推定されるInternet Gateway 1を選択する。
 ステップS213において、Station 1は、インターネット接続を要求するGateway Connection RequestフレームをInternet Gateway 1に送信する。
 ステップS202において、Internet Gateway 1は、Station 1から送信されてきたGateway Connection Requestフレームを受信する。
 Station 1の要求を受け入れる場合、ステップS203において、Internet Gateway 1は、Gateway Connection Grantフレームを返信する。
 ステップS214において、Station 1は、Internet Gateway 1から送信されたGateway Connection Grantフレームを受信する。これより、Station 1は、Internet Gateway 1を介してインターネットに接続し、外部の装置と通信を行うことができる状態になる。
 一方、Internet Gateway 1とInternet Gateway 2の双方のIGからのGateway Announcementフレームを受信したStation 2は、受信電波強度などに基づいて、最寄りのIGと推定されるInternet Gateway 2を選択する。
 ステップS223において、Station 2は、インターネット接続を要求するGateway Connection RequestフレームをInternet Gateway 2に送信する。
 ステップS232において、Internet Gateway 2は、Station 2から送信されてきたGateway Connection Requestフレームを受信する。
 Station 2の要求を受け入れる場合、ステップS233において、Internet Gateway 2は、Gateway Connection Grantフレームを返信する。
 ステップS224において、Station 2は、Internet Gateway 2から送信されたGateway Connection Grantフレームを受信する。これより、Station 2は、Internet Gateway 2を介してインターネットに接続し、外部の装置と通信を行うことができる状態になる。
 ここで、Internet Gateway 1とStation 1の間の通信とInternet Gateway 2とStation 2の間の通信は、電波の到達範囲が必要最低限の範囲となるように、送信電力を調整して、以降の白抜き矢印A102,A112で示すUser Dataの送信と、矢印A103,A113で示すACKの返信が行われる。
 図12は、電波の送信電力の調整の例を示す図である。
 円#61で示すように、Internet Gateway 1の電波の到達範囲は、Station 1とACを含む範囲になるように調整される。
 円#62で示すように、Station 1の電波の到達範囲は、Internet Gateway 1とACを少なくとも含む範囲になるように調整される。
 円#63で示すように、Station 2の電波の到達範囲は、Internet Gateway 2とACを少なくとも含む範囲になるように調整される。
 円#64で示すように、Internet Gateway 2の電波の到達範囲は、Station 2とACを含む範囲になるように調整される。
 それぞれのSTAの電波の到達範囲が図12に示すように調整された場合、Internet Gateway 1が送信するStation 1宛てのダウンリンクのデータは、Station 2には到達しない。また、Internet Gateway 2が送信するStation 2宛てのダウンリンクのデータは、Station 1には到達しない。
 Internet Gateway 1によるStation 1に対するダウンリンクのデータの送信と、Internet Gateway 2からStation 2に対するダウンリンクのデータの送信は、例えばタイミングを重複させて行うことが可能となる。また、Station 1によるダウンリンクのデータの受信と、Station 2によるダウンリンクのデータの受信は、例えばタイミングを重複させて行うことが可能となる。
 すなわち、図11の白抜き矢印A101に示すように外部の装置からインターネットを介して送信され、Internet Gateway 1においてインターネットを介して受信されたStation 1宛てのダウンリンクのUser Dataは、白抜き矢印A102に示すようにInternet Gateway 1からStation 1に送信される。
 また、白抜き矢印A111に示すように外部の装置からインターネットを介して送信され、Internet Gateway 2においてインターネットを介して受信されたStation 2宛てのダウンリンクのUser Dataは、白抜き矢印A112に示すようにInternet Gateway 2からStation 2に送信される。
 白抜き矢印A102に示すInternet Gateway 1からStation 1に対するUser Dataの送信と、白抜き矢印A112に示すInternet Gateway 2からStation 2に対するUser Dataの送信は、例えばタイミングを合わせて同時に行われる。
 矢印A103に示すStation 1からInternet Gateway 1に対するACKの返信と、矢印A113に示すStation 2からInternet Gateway 2に対するACKの返信も、例えばタイミングを合わせて同時に行われる。
 User Dataの送信タイミングとACKの返信タイミングが、ACが送信するTriggerフレームに含まれる情報により指定されるようにしてもよい。
 複数のIGが存在するネットワークにおいては、それぞれのStationが最寄りのIGを選択し、かつ、IGとStationが電波の送信電力を最適化することによって、空間多重通信を行うことが可能となる。これにより、伝送路の利用効率を高めることが可能になる。
<フレームフォーマットの例>
 ここで、以上の処理で用いられるそれぞれのフレームの構成について説明する。
 図13は、Gateway Announcementフレームの構成例を示す図である。
 上述したように、Gateway Announcementフレームは、Actionフレーム、またはManagementフレームにより構成される。Gateway Announcementフレームは、Internet Gatewayから近隣のStationに対して送信される。IGとACの機能を1台のSTAが担う場合、Gateway Announcementフレームの情報が、Beaconフレームに含めて送信される。
 図13に示すように、Gateway Announcementフレームには、Frame Control、Duration、Broadcast Address、Gateway Address、BSS ID、Sequence Control、ESS ID、Gateway Parameter、Gateway Attribute、Gateway Controlが含まれる。これらの情報の末尾に誤り検出符号であるFCSが付加されることによってGateway Announcementフレームが構成される。
 Frame Controlは、フレームの種類などを表す。
 Durationは、フレームの持続時間を表す。
 Broadcast Addressは、Gateway Announcementフレームの送信先のアドレスを表す。
 Gateway Addressは、Gateway Announcementフレームの送信元のアドレスを表す。
 BSS IDは、所属するBSSの識別子である。
 Sequence Controlは、シーケンス番号などを表す。
 ESS IDは、ESSの識別子である。
 Gateway Parameterは、インターネット接続の能力(仕様)に関するパラメータである。Gateway Parameterには、インターネット接続の能力に関するパラメータのうち、状態により変化するパラメータが含まれる。
 Gateway Attributeも、インターネット接続の能力に関するパラメータである。Gateway Attributeには、インターネット接続の能力に関するパラメータのうち、IGの属性となる不変のパラメータが含まれる。
 Gateway Controlは、IGの制御に関する情報である。Gateway Controlには、例えば、ユーザにより設定されたパラメータ、ネットワーク上の所定の装置による指示に応じて設定されたパラメータが含まれる。
 Gateway Parameter、Gateway Attribute、Gateway Controlの詳細については後述する。
 図14は、Gateway Connection Requestフレームの構成例を示す図である。
 Gateway Connection Requestフレームは、Actionフレーム、またはManagementフレームにより構成される。Gateway Connection Requestフレームは、Stationから、インターネット接続を要求するIGに対して送信される。
 図14に示すように、Gateway Connection Requestフレームには、Frame Control、Duration、Gateway Address、Transmit Address、BSS ID、Sequence Control、Another Gateway Addressが含まれる。これらの情報の末尾にFCSが付加されることによってGateway Connection Requestフレームが構成される。
 Frame Controlは、フレームの種類などを表す。
 Durationは、フレームの持続時間を表す。
 Gateway Addressは、Gateway Connection Requestフレームの送信先のアドレスを表す。Gateway Addressにより、インターネット接続を要求するIGが指定される。
 Transmit Addressは、Gateway Connection Requestフレームの送信元のアドレスを表す。Transmit Addressにより、インターネット接続を要求するStationが表される。
 BSS IDは、所属するBSSの識別子である。
 Sequence Controlは、シーケンス番号などを表す。
 Another Gateway Addressには、Gateway Connection Requestフレームの送信先となる通信装置以外にIGとして動作する通信装置が存在する場合に、その通信装置のアドレスが記述される。Gateway Connection Requestフレームの送信先となる通信装置以外にIGとして動作する通信装置が複数存在する場合、それぞれのアドレスが記述される。
 図15は、Gateway Connection Grantフレームの構成例を示す図である。
 Gateway Connection Grantフレームは、Actionフレーム、またはManagementフレームにより構成される。Gateway Connection Grantフレームは、インターネット接続を承諾する場合に、IGから、インターネット接続を要求してきた通信装置に対して送信される。
 図15に示すように、Gateway Connection Grantフレームには、Frame Control、Duration、Target Address、Gateway Address、BSS ID、Sequence Control、Another Gateway Addressが含まれる。これらの情報の末尾にFCSが付加されることによってGateway Connection Grantフレームが構成される。
 Frame Controlは、フレームの種類などを表す。
 Durationは、フレームの持続時間を表す。
 Target Addressは、Gateway Connection Grantフレームの送信先のアドレスを表す。Target Addressにより、インターネット接続が承諾されたStationが指定される。
 Gateway Addressは、Gateway Connection Grantフレームの送信元のアドレスを表す。Gateway Addressにより、インターネット接続を承諾したIGが表される。
 BSS IDは、所属するBSSの識別子である。
 Sequence Controlは、シーケンス番号などを表す。
 Another Gateway Addressには、Gateway Connection Grantフレームの送信元となる通信装置以外にIGとして動作する通信装置が存在する場合に、その通信装置のアドレスが記述される。Gateway Connection Grantフレームの送信元となる通信装置以外にIGとして動作する通信装置が複数存在する場合、それぞれのアドレスが記述される。
 図16は、Gateway Disconnection Requestフレームの構成例を示す図である。
 Gateway Disconnection Requestフレームは、Actionフレーム、またはManagementフレームにより構成される。Gateway Disconnection Requestフレームは、Stationから、インターネット接続の解除を要求するIGに対して送信される。
 図16に示すように、Gateway Disconnection Requestフレームには、Frame Control、Duration、Old Gateway Address、Transmit Address、BSS ID、Sequence Control、New Gateway Addressが含まれる。これらの情報の末尾にFCSが付加されることによってGateway Disconnection Requestフレームが構成される。
 Frame Controlは、フレームの種類などを表す。
 Durationは、フレームの持続時間を表す。
 Old Gateway Addressは、Gateway Disconnection Requestフレームの送信先のアドレスを表す。Old Gateway Addressにより、インターネット接続の解除を要求するIGが指定される。
 Transmit Addressは、Gateway Disconnection Requestフレームの送信元のアドレスを表す。Transmit Addressにより、インターネット接続の解除を要求するStationが表される。
 BSS IDは、所属するBSSの識別子である。
 Sequence Controlは、シーケンス番号などを表す。
 New Gateway Addressは、インターネット接続の新たな接続先とするIGのアドレスを表す。
 図17は、Gateway Disconnection Grantフレームの構成例を示す図である。
 Gateway Disconnection Grantフレームは、Actionフレーム、またはManagementフレームにより構成される。Gateway Disconnection Grantフレームは、インターネット接続の解除を承諾する場合に、IGから、インターネット接続の解除を要求してきた通信装置に対して送信される。
 図17に示すように、Gateway Disconnection Grantフレームには、Frame Control、Duration、Target Address、Old Gateway Address、BSS ID、Sequence Control、New Gateway Addressが含まれる。これらの情報の末尾にFCSが付加されることによってGateway Disconnection Grantフレームが構成される。
 Frame Controlは、フレームの種類などを表す。
 Durationは、フレームの持続時間を表す。
 Target Addressは、Gateway Disconnection Grantフレームの送信先のアドレスを表す。Target Addressにより、インターネット接続の解除が承諾されたStationが指定される。
 Old Gateway Addressは、Gateway Disconnection Grantフレームの送信元のアドレスを表す。Old Gateway Addressにより、インターネット接続の解除を承諾したIG自身が表される。
 BSS IDは、所属するBSSの識別子である。
 Sequence Controlは、シーケンス番号などを表す。
 New Gateway Addressは、インターネット接続の解除を要求してきたStationが、インターネット接続の新たな接続先とするIGのアドレスを表す。
<通信装置の構成例>
 図18は、通信装置の構成例を示すブロック図である。
 図18に示す通信装置11は、AC、IG、Stationなどとして動作するSTAである。
 通信装置11は、例えば、インターネット接続モジュール21、情報入力モジュール22、機器制御部23、情報出力モジュール24、および無線通信モジュール25から構成される。図18に示す構成は、それぞれの通信装置11が担う機能に応じて適宜省略することが可能である。
 インターネット接続モジュール21は、通信装置11がIGとして動作する場合、インターネットに接続するための通信モデムとして機能する。すなわち、インターネット接続モジュール21は、インターネットを介して受信したデータを機器制御部23に出力したり、機器制御部23から供給されたデータを、インターネットを介して送信先の装置に送信したりする。
 インターネット接続モジュール21によるインターネット接続は、有線の通信網を介して、または無線の通信網を介して行われる。
 情報入力モジュール22は、ユーザによる操作を検出し、ユーザの操作の内容を表す情報を機器制御部23に出力する。例えば、情報入力モジュール22は、通信装置11の筐体に設けられたボタン、キーボード、タッチパネルなどが操作された場合、ユーザの操作に応じた信号を機器制御部23に出力する。
 機器制御部23は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などにより構成される。機器制御部23は、所定のプログラムをCPUにより実行し、情報入力モジュール22から供給された信号等に応じて、通信装置11の全体の動作を制御する。
 例えば、機器制御部23は、インターネット接続モジュール21から供給されたダウンリンクのデータを無線通信モジュール25に出力し、送信先の通信装置に送信させる。また、機器制御部23は、ネットワークに属する通信装置から送信され、無線通信モジュール25において受信されたアップリンクのデータを無線通信モジュール25から取得し、インターネット接続モジュール21に出力する。機器制御部23は、適宜、所定の情報を情報出力モジュール24から出力させる。
 情報出力モジュール24は、液晶パネルなどよりなる表示部、スピーカ、LED(Light Emitting Diode)などにより構成される。情報出力モジュール24は、機器制御部23から供給された情報に基づいて、通信装置11の動作状態を表す情報、インターネットを介して得られた情報などの各種の情報を出力し、ユーザに提示する。
 無線通信モジュール25は、所定の規格に準拠した無線LANのモジュールである。無線通信モジュール25は、例えば、LSIのチップとして構成される。
 無線通信モジュール25は、機器制御部23から供給されたデータを所定の形式のフレームで他の装置に送信したり、他の装置から送信された信号を受信し、受信した信号から抽出したデータを機器制御部23に出力したりする。
 図19は、無線通信モジュール25の機能構成例を示すブロック図である。
 図19に示すように、無線通信モジュール25は、入出力部51、通信制御部52、およびベースバンド処理部53から構成される。
 入出力部51は、インターフェース部101、送信バッファ102、ネットワーク管理部103、送信フレーム構築部104、受信データ構築部115、および受信バッファ116から構成される。
 通信制御部52は、ゲートウェイ管理部105、管理情報生成部106、送信タイミング制御部107、受信タイミング制御部113、および管理情報処理部114から構成される。
 ベースバンド処理部53は、送信電力制御部108、無線送信処理部109、アンテナ制御部110、無線受信処理部111、および検出閾値制御部112から構成される。
 入出力部51のインターフェース部101は、所定の信号形式のデータを図18の機器制御部23との間で交換するためのインターフェースとして機能する。例えば、インターフェース部101は、機器制御部23から供給された送信対象のデータを送信バッファ102に出力する。また、インターフェース部101は、受信バッファ116に格納された、他の通信装置11からの受信データを機器制御部23に出力する。
 送信バッファ102は、送信対象のデータを一時的に格納する。送信バッファ102に格納された送信対象のデータは、送信フレーム構築部104により所定のタイミングで読み出される。
 ネットワーク管理部103は、ネットワークにおいて自身が担う機能を表す情報を管理する。例えば、ネットワーク管理部103は、ACの機能を担う場合、ネットワークを構成する通信装置11のアドレスを管理する。
 また、ネットワーク管理部103は、ACとして動作する通信装置11、IGとして動作する通信装置11などの、ネットワークに属する他の通信装置11が担う機能を管理する。ネットワーク管理部103によるネットワークの管理は、インターフェース部101やゲートウェイ管理部105から供給される情報に基づいて行われる。
 ネットワーク管理部103は、アドレスなどの各種の情報を、必要に応じて、送信フレーム構築部104、ゲートウェイ管理部105、受信データ構築部115の各部に出力する。
 送信フレーム構築部104は、送信バッファ102に格納されたデータを送信するためのデータフレームを生成し、無線送信処理部109に出力する。
 通信制御部52のゲートウェイ管理部105は、ネットワーク管理部103において管理されている自身の機能に従って各種の制御を行う。
 例えば、ゲートウェイ管理部105は、自身がACとして動作する場合、管理フレームに格納するための情報である管理情報を管理情報生成部106に出力する。また、ゲートウェイ管理部105は、自身がACとして動作する場合、ネットワーク管理部103が管理する情報などに基づいて、所定の通信プロトコルに従ってアクセス制御を行う。
 ゲートウェイ管理部105は、自身がIGとして動作する場合、インターネット接続を要求してきた通信端末の接続の許可/不許可を判断する。接続の許可/不許可の判断は、例えば、自身のインターネット接続の能力に応じた接続容量などに基づいて行われる。ゲートウェイ管理部105は、インターネット接続を許可する場合、Gateway Connection Grantフレームを返信し、以降、インターネット接続を許可した通信端末によるUser Dataの送受信を管理する。
 ゲートウェイ管理部105は、自身がStationとして動作する場合、IGからのGateway Announcementフレームに含まれる情報に基づいて接続先として相応しいIGを選択し、選択したIGに対してGateway Connection Requestフレームを送信する。ゲートウェイ管理部105は、インターネット接続が許可された場合、接続先としたIGを介してインターネット接続を行う。
 ゲートウェイ管理部105によるそれぞれの管理フレームの送信は、管理情報生成部106を制御するなどして行われる。
 管理情報生成部106は、ゲートウェイ管理部105から供給された管理情報を含む管理フレームを生成し、無線送信処理部109に出力する。
 送信タイミング制御部107は、無線送信処理部109によるフレームの送信タイミングを所定のアクセス制御プロトコルに基づいて制御する。送信タイミングは例えばゲートウェイ管理部105、もしくは受信タイミング制御部113により指定される。
 ベースバンド処理部53の送信電力制御部108は、ゲートウェイ管理部105および送信タイミング制御部107による制御に従って電波の送信電力を制御する。
 上述したように、ACとして動作する通信装置11の電波の送信電力は、IGを含む、ネットワークに属する全ての通信装置11との間で通信を行うことができるレベルに抑えられる。
 また、IGとして動作する通信装置11の電波の送信電力は、ACと、自身を用いてインターネット接続を行うStationとの間で通信を行うことができるレベルに抑えられる。
 Stationとして動作する通信装置11の電波の送信電力は、ACと、インターネット接続に用いるIGとの間で通信を行うことができるレベルに抑えられる。
 無線送信処理部109は、送信フレーム構築部104により生成されたデータフレームと管理情報生成部106により生成された管理フレームをベースバンド信号に変換する。また、無線送信処理部109は、変調処理などの各種の信号処理をベースバンド信号に対して施し、信号処理後のベースバンド信号をアンテナ制御部110に供給する。
 アンテナ制御部110は、アンテナ25A,25Bを含む複数のアンテナが接続されることによって構成される。アンテナ制御部110は、無線送信処理部109から供給された信号をアンテナ25Aおよびアンテナ25Bから送信する。また、アンテナ制御部110は、他の装置から送信された電波が受信されることに応じてアンテナ25Aおよびアンテナ25Bから供給された信号を無線受信処理部111に出力する。
 無線受信処理部111は、アンテナ制御部110から供給された信号から、所定のフォーマットで送信されるフレームのプリアンブルを検出し、プリアンブルに続く、ヘッダやデータ部を構成するデータを受信する。無線受信処理部111は、Beaconフレームなどの管理フレームのデータを管理情報処理部114に出力し、他の通信装置11から送信されたデータフレームのデータを受信データ構築部115に出力する。
 検出閾値制御部112は、プリアンブルなどの信号の検出の基準となる閾値を無線受信処理部111に設定する。検出閾値制御部112による閾値の設定は、例えば、電波の送信電力の制御がネットワークにおいて行われている場合に、ゲートウェイ管理部105による制御に従って行われる。
 通信制御部52の受信タイミング制御部113は、無線受信処理部111によるフレームの受信タイミングを制御する。受信タイミングは例えばゲートウェイ管理部105により指定される。フレームの受信タイミングの情報は、所定のアクセス制御プロトコルに基づいて、適宜、送信タイミング制御部107に供給される。
 管理情報処理部114は、無線受信処理部111から供給されたデータにより構成される管理フレームを解析する。管理情報処理部114は、管理フレームの送信先として自身が指定されている場合、管理フレームに格納されているパラメータを抽出し、パラメータの内容を解析する。管理情報処理部114は、解析結果の情報を、ゲートウェイ管理部105や受信データ構築部115に出力する。管理情報処理部114においては、適宜、非データパケットの解析も行われる。
 入出力部51の受信データ構築部115は、無線受信処理部111から供給されたデータにより構成されるデータフレームからヘッダを除去し、データ部を抽出する。受信データ構築部115は、抽出したデータ部に含まれるデータを受信データとして受信バッファ116に出力する。
 受信バッファ116は、受信データ構築部115から供給された受信データを一時的に格納する。受信バッファ116に格納された受信データは、インターフェース部101により所定のタイミングで読み出され、機器制御部23に出力される。
 無線通信モジュール25は、以上のような各部を有する入出力部51、通信制御部52、およびベースバンド処理部53から構成される。APの機能を複数の通信装置11に分担させる場合、それぞれの通信装置11が担う機能に応じて各部の動作が切り替えられる。
<各通信装置の動作>
 次に、IGとして動作する通信装置11と、Stationとして動作する通信装置11のそれぞれの動作について説明する。
・IGの動作
 はじめに、図20および図21のフローチャートを参照して、IGの処理について説明する。
 ステップS301において、IGの機器制御部23は、自身の役割情報を取得する。自身が担う役割(機能)を表す情報である役割情報は、例えば、図5を参照して説明した処理によって役割の分担が行われた後に設定され、機器制御部23を構成するメモリに記憶される。
 ステップS302において、機器制御部23は、IGとして動作するか否かを判定する。
 IGとして動作するとステップS302において判定された場合、ステップS303において、機器制御部23は、インターネット接続モジュール21の動作状態を表す情報を取得し、インターネットの接続状態を検出する。インターネット接続モジュール21の動作状態を表す情報により、インターネットに接続されているか否かが表される。
 ステップS304において、機器制御部23は、インターネット接続がありか否かを判定する。
 インターネット接続があるとステップS304において判定された場合、ステップS305において、無線通信モジュール25のネットワーク管理部103は、Internet Gateway Parameterを設定する。
 Internet Gateway Parameterは、IGのインターネット接続の能力に関する情報である。Internet Gateway Parameterには、例えば、プロバイダの情報、通信速度に関する情報、接続容量に関する情報が含まれる。接続容量に関する情報により、自身がインターネット接続を許可することが可能なStationの数が特定される。Internet Gateway Parameterを構成する情報は、適宜、各種のフレームに含めて他の通信装置11に送信される。
 ステップS306において、ゲートウェイ管理部105は、通知フレームとしてのGateway Announcementフレームの送信タイミングになったか否かを判定する。
 Gateway Announcementフレームの送信タイミングになったとステップS306において判定した場合、ステップS307において、ゲートウェイ管理部105は、Gateway Announcementフレームを送信する。
 ここでは、ゲートウェイ管理部105により取得されたパラメータを含むGateway Announcementフレームが管理情報生成部106により生成される。管理情報生成部106により生成されたGateway Announcementフレームは、無線送信処理部109に出力され、周囲の通信装置11に対して送信される。Gateway Announcementフレームを受信したStationからは、Gateway Announcementフレームを送信した当該通信装置11をInternet Gatewayとして指定し、インターネット接続を要求する場合には、適宜、Gateway Connection Requestフレームが送信されてくる。
 Gateway Announcementフレームの送信タイミングになっていないとステップS306において判定された場合、ステップS307の処理はスキップされる。
 ステップS308において、ゲートウェイ管理部105は、インターネット接続の接続要求であるGateway Connection Requestフレームを受信したか否かを判定する。
 Gateway Connection Requestフレームが無線受信処理部111により受信された場合、Gateway Connection Requestフレームが管理情報処理部114に供給され、解析される。Gateway Connection Requestフレームの解析結果としてのパラメータは、管理情報処理部114からゲートウェイ管理部105に供給される。Gateway Connection Requestフレームには、上述したように、送信元のStationのアドレスなどが含まれる。
 Gateway Connection Requestフレームを受信したとステップS308において判定した場合、ステップS309において、ゲートウェイ管理部105は、管理情報処理部114から供給された、Gateway Connection Requestフレームのパラメータを取得する。
 ステップS310において、ゲートウェイ管理部105は、ネットワーク管理部103が管理するInternet Gateway Parameterのうち、接続容量に関する情報を取得する。
 ステップS311において、ゲートウェイ管理部105は、Gateway Connection Requestフレームを送信してきたStationのインターネット接続を許可することが可能か否かを、例えば接続容量に関する情報に基づいて判定する。
 上述したように、接続容量に関する情報により、自身がインターネット接続を許可することが可能なStationの数が特定される。例えば、インターネット接続を既に許可しているStationの数が、接続容量に関する情報に表される数より少ない場合、インターネット接続を許可することが可能であるとして判定される。
 Gateway Connection Requestフレームを送信してきたStationのインターネット接続を許可することが可能であるとステップS311において判定した場合、ステップS312において、ゲートウェイ管理部105は、Gateway Connection Grantフレームを返信する。
 ここでは、ゲートウェイ管理部105により取得されたパラメータを含むGateway Connection Grantフレームが管理情報生成部106により生成される。管理情報生成部106により生成されたGateway Connection Grantフレームは、無線送信処理部109に出力され、Gateway Connection Requestフレームを送信してきたStationに対して送信される。
 ステップS313において、ゲートウェイ管理部105は、Target Addressとして、Gateway Connection Requestフレームを送信してきたStationのアドレスを登録する。ゲートウェイ管理部105は、アドレスを登録した後、Target Addressとしてアドレスを登録したStationによるインターネット接続を制御する。Target Addressは、インターネット接続を許可しているStationのアドレスである。Target Addressの登録が行われた後、処理は終了となる。
 ステップS302においてIGとして動作しないと判定された場合、ステップS304においてインターネットに接続されていないと判定された場合、または、ステップS311においてインターネット接続を許可することができないと判定された場合も同様に、処理は終了となる。
 一方、ステップS308においてGateway Connection Requestフレームを受信していないと判定された場合、処理はステップS314に進む(図21)。
 ステップS314において、ゲートウェイ管理部105は、所定のStationが送信したデータフレームを受信したか否かを判定する。データフレームには、Stationが送信する、アップリンクのUser Dataが含まれる。
 無線受信処理部111により受信されたデータフレームは、受信データ構築部115において解析され、User Dataが抽出される。データフレームには、データフレームの送信元のアドレスが含まれる。データフレームに含まれる送信元のアドレスは例えば管理情報処理部114により抽出され、ゲートウェイ管理部105に供給される。
 ステップS315において、ゲートウェイ管理部105は、データフレームの送信元のアドレスを取得する。
 ステップS316において、ゲートウェイ管理部105は、送信元のアドレスがTarget Addressとして登録されているか否かを判定する。
 送信元のアドレスがTarget Addressとして登録されているとステップS316において判定した場合、ステップS317において、ゲートウェイ管理部105は、必要に応じてACKフレームを返送する。
 ステップS318において、インターフェース部101は、データフレームから抽出され、受信バッファ116に保存されていたUser Dataを機器制御部23に出力し、インターネット側に転送する。データフレームから抽出されたUser Dataは、機器制御部23からインターネット接続モジュール21に出力され、送信先となる、インターネット上の外部の装置に対して送信される。
 以上のようにしてアップリンクのデータの送信が行われた後、処理はステップS319に進む。ステップS314においてデータフレームを受信していないと判定された場合、または、ステップS316において、データフレームの送信元のアドレスがTarget Addressとして登録されていないと判定された場合も同様に、処理はステップS319に進む。
 ステップS319において、ゲートウェイ管理部105は、インターネット側からのデータを受信したか否かを判定する。
 インターネット上の外部の装置から送信されたダウンリンクのデータは、インターネット接続モジュール21において受信され、機器制御部23を介して無線通信モジュール25に供給される。無線通信モジュール25に供給されたダウンリンクのデータは、インターフェース部101から送信バッファ102に供給され、保存される。また、ダウンリンクのデータに含まれる、データの送信先を指定するアドレスは、ネットワーク管理部103を介してゲートウェイ管理部105に供給される。
 ステップS320において、ゲートウェイ管理部105は、ネットワーク管理部103を介して供給された送信先のアドレスを取得する。
 ステップS321において、ゲートウェイ管理部105は、送信先のアドレスがTarget Addressとして登録されているか否かを判定する。
 送信先のアドレスがTarget Addressとして登録されているとステップS321において判定された場合、ステップS322において、送信フレーム構築部104は、送信バッファ102に格納されたデータをUser Dataとして含むデータフレームを生成し、所定のアクセス制御プロトコルに基づいて無線送信処理部109から送信させる。
 以上のようにしてダウンリンクのデータの送信が行われた後、処理はステップS323に進む。ステップS319においてインターネット側からのデータを受信していないと判定された場合、または、ステップS321において、送信先のアドレスがTarget Addressとして登録されていないと判定された場合も同様に、処理はステップS323に進む。
 ステップS323において、ゲートウェイ管理部105は、インターネット接続の解除要求であるGateway Disconnection Requestフレームを受信したか否かを判定する。
 Gateway Disconnection Requestフレームが無線受信処理部111により受信された場合、Gateway Disconnection Requestフレームが管理情報処理部114に供給され、解析される。Gateway Disconnection Requestフレームの解析結果としてのパラメータは、管理情報処理部114からゲートウェイ管理部105に供給される。Gateway Disconnection Requestフレームには、上述したように、送信元のStationのアドレスなどが含まれる。
 Gateway Disconnection Requestフレームを受信したとステップS323において判定した場合、ステップS324において、ゲートウェイ管理部105は、Gateway Disconnection Grantフレームを送信する。
 ここでは、Gateway Disconnection Grantフレームが管理情報生成部106により生成される。管理情報生成部106により生成されたGateway Disconnection Grantフレームは、無線送信処理部109に出力され、Gateway Disconnection Requestフレームを送信してきたStationに対して送信される。
 ステップS325において、ゲートウェイ管理部105は、Gateway Disconnection Requestフレームを送信してきたStationのアドレスをTarget Addressから消去し、登録を解除する。
 ステップS326において、ネットワーク管理部103は、接続容量に関する情報を更新し、更新後の情報を含むInternet Gateway Parameterを管理する。
 Internet Gateway Parameterが更新された後、または、Gateway Disconnection Requestフレームを受信していないとステップS323において判定された場合、処理は終了となる。
 IGとして動作する通信装置11においては、インターネット接続が確立されている間、以上の一連の処理が繰り返し行われる。Gateway Announcementフレームが繰り返し送信され、IGが存在することが周囲のStationに対して繰り返し通知される。
・Stationの動作
 次に、図22および図23のフローチャートを参照して、Stationの処理について説明する。上述した説明と重複する説明については適宜省略する。
 ステップS401において、Stationの機器制御部23は、自身の役割情報を取得する。
 ステップS402において、機器制御部23は、Stationとして動作するか否かを判定する。
 Stationとして動作するとステップS402において判定された場合、ステップS403において、ゲートウェイ管理部105は、Gateway Announcementフレームを受信したか否かを判定する。
 Gateway Announcementフレームが無線受信処理部111により受信された場合、Gateway Announcementフレームが管理情報処理部114に供給され、解析される。Gateway Announcementフレームの解析結果としてのパラメータは、管理情報処理部114からゲートウェイ管理部105に供給される。Gateway Announcementフレームには、上述したように、送信元のIGのアドレスなどが含まれる。
 Gateway Announcementフレームを受信したとステップS403において判定した場合、ステップS404において、ゲートウェイ管理部105は、管理情報処理部114から供給された、Gateway Announcementフレームに含まれるInternet Gateway Parameterを取得する。
 ステップS405において、ゲートウェイ管理部105は、インターネット接続に用いているIGの設定があるか否かを判定する。所定のIGを用いてインターネット接続を行っている場合、IGの設定があるとして判定される。また、インターネット接続をまだ行っていない場合、IGの設定がないとして判定される。
 IGの設定がないとステップS405において判定した場合、ステップS406において、ゲートウェイ管理部105は、Gateway Connection Requestフレームを送信する。
 ここでは、ゲートウェイ管理部105により取得されたパラメータを含むGateway Connection Requestフレームが管理情報生成部106により生成される。管理情報生成部106により生成されたGateway Connection Requestフレームは、無線送信処理部109に出力され、Gateway Announcementフレームを送信してきたIGに対して送信される。
 ステップS407において、ゲートウェイ管理部105は、所定の待ち受け時刻までにインターネット接続の許可通知であるGateway Connection Grantフレームを受信したか否かを判定する。
 上述したように、IGにおいては、Gateway Connection Requestフレームを送信してきたStationのインターネット接続を許可するか否かが判定され、許可する場合、Gateway Connection Grantフレームが返信される。
 Gateway Connection Grantフレームを受信したとステップS407において判定した場合、ステップS408において、ゲートウェイ管理部105は、Gateway Connection Grantフレームを送信してきたIGを、インターネット接続に用いるIGとして登録する。例えば、Gateway Connection Grantフレームに含まれるIGのアドレスが、アップリンクのデータの送信先であるとともに、ダウンリンクのデータの送信元として登録される。
 一方、IGの設定が既にあるとステップS405において判定した場合、ステップS409において、ゲートウェイ管理部105は、既存のIGの接続状態に関する情報を取得する。例えば、インターネット接続に用いているIGの電波強度に関する情報が、既存のIGの接続状態に関する情報として取得される。
 ステップS410において、ゲートウェイ管理部105は、新規のIGの接続状態の方がよいか否かを判定する。例えば、新規のIGの電波の強度と既存のIGの電波の強度が比較され、電波の強度が高いIGが、接続状態がよいIGとして判定される。
 新規のIGの接続状態の方がよいとステップS410において判定した場合、ステップS411において、ゲートウェイ管理部105は、既存のIGに対して、Gateway Disconnection Requestフレームを送信する。
 ここでは、ゲートウェイ管理部105により取得されたパラメータを含むGateway Disconnection Requestフレームが管理情報生成部106により生成される。管理情報生成部106により生成されたGateway Disconnection Requestフレームは、無線送信処理部109に出力され、既存のIGに対して送信される。既存のIGにおいては、Gateway Disconnection Grantフレームの返信が行われる。
 ステップS412において、ゲートウェイ管理部105は、インターネット接続の解除が完了したことの通知であるGateway Disconnection Grantフレームを受信したか否かを判定する。
 Gateway Disconnection Grantフレームを受信したとステップS412において判定された場合、ステップS406に進み、それ以降の処理が行われる。
 すなわち、新規のIGに対してGateway Connection Requestフレームが送信され、Gateway Connection Grantフレームが返信されてきた場合、IGの登録が変更される。これにより、既存のIGに代えて、新規のIGを用いたインターネット接続が行われることになる。
 ステップS408においてIGの登録が行われた場合、または、ステップS402においてStationとして動作しないと判定された場合、処理は終了となる。ステップS407においてGateway Connection Grantフレームを受信していないと判定された場合、または、ステップS412においてGateway Disconnection Grantフレームを受信していないと判定された場合も同様に、処理は終了となる。
 一方、ステップS403においてGateway Announcementフレームを受信していないと判定された場合、または、新規のIGの接続状態の方がよくないとステップS410において判定された場合、処理はステップS413に進む(図23)。
 ステップS413において、インターフェース部101は、送信データが供給されたか否かを判定する。例えば、機器制御部23が実行するアプリケーションにより生成されたデータをアップリンクのデータとして外部の装置に送信する場合、送信データであるUser Dataが機器制御部23から供給されてくる。
 送信データが供給されたとステップS413において判定した場合、ステップS414において、インターフェース部101はUser Dataを取得する。
 ステップS415において、ゲートウェイ管理部105は、User Dataを送信することが可能であるか否かを判定する。ここでは、IGの登録がステップS408において既に行われている場合、User Dataを送信することが可能であるとして判定される。
 User Dataを送信することが可能であるとステップS415において判定された場合、ステップS416において、送信フレーム構築部104は、User Dataを送信バッファ102から読み出し、IGのアドレスを設定することによってデータフレームを生成する。データフレームの送信先としてのIGのアドレスの情報は、ゲートウェイ管理部105からネットワーク管理部103を介して送信フレーム構築部104に対して供給される。
 ステップS417において、無線送信処理部109は、データフレームをIGに対して送信する。IGに対するデータフレームの送信は、適宜、図11を参照して説明したように他のStationによるデータフレームの送信とタイミングを合わせて行われる。
 以上のようにしてアップリンクのデータの送信が行われた後、処理はステップS418に進む。ステップS413において送信データが供給されていないと判定された場合、または、User Dataを送信することができないとステップS415において判定された場合も同様に、処理はステップS418に進む。
 ステップS418において、ゲートウェイ管理部105は、管理情報処理部114を介してACKフレームを受信したか否かを判定する。
 ACKフレームを受信したとステップS418において判定した場合、ステップS419において、送信フレーム構築部104は、送信バッファ102に保存されているUser Dataを破棄する。ACKフレームを受信していないとステップS418において判定された場合、ステップS419の処理はスキップされる。
 ステップS420において、ゲートウェイ管理部105は、自身宛のUser Dataを受信したか否かを判定する。例えば、外部の装置から送信され、IGにおいて受信されたダウンリンクのデータは、データフレームを用いてIGから送信されてくる。
 自身宛のデータを受信したとステップS420において判定した場合、ステップS421において、受信データ構築部115は、データフレームからUser Dataを抽出し、受信バッファ116に保存させる。
 ステップS422において、ゲートウェイ管理部105は、ACKフレームをIGに返送する。IGからのデータフレームの受信は、適宜実施され、一例として、図11を参照して説明したように他のStationによるデータフレームの受信とタイミングを合わせて行われる。
 ステップS423において、ゲートウェイ管理部105は、ダウンリンクの一連のデータを全て受信したか、あるいは所定の出力タイミングが経過したか否かを判定する。
 全てのデータを受信したか、所定の出力タイミングが経過したとステップS423において判定された場合、ステップS424において、インターフェース部101は、ダウンリンクのデータを受信バッファ116から読み出し、情報出力モジュール24などの、接続された機器に転送する。
 ダウンリンクのデータが転送された後、処理は終了となる。自身宛のデータを受信していないとステップS420において判定された場合、または、ダウンリンクの一連のデータを全て受信していないとステップS423において判定された場合も同様に、処理は終了となる。
 以上のように、インターネット接続を管理する通信装置を複数台設けることにより、インターネット接続の負荷を分散させることができる。
 また、最も近いIGをそれぞれのStationが選択してインターネット接続を行うようにすることにより、電波の送信電力を必要最小限に抑えることが可能となるとともに、より高速な通信レートでのデータ伝送が可能となる。
 所定のIG-Station間の通信と、他のIG-Station間の通信とを、同じ空間において同時に行うことができるため、マルチユーザMIMO(Multi-Input Multi-Output)などの空間多重化を用いて伝送路の利用効率を高めることが可能となる。
<パラメータの例>
 StationによるIGの選択が電波の強度に基づいて行われるものとしたが、Gateway Announcementフレームに含まれる各種のパラメータに基づいて行われるようにしてもよい。この場合、近くにあって電波の状態がよいIGが常に選択されるのではなく、各種の基準に基づいて、インターネット接続に用いるIGが選択される。
 IGから送信されるGateway Announcementフレームには、図13を参照して説明したようにGateway Parameter、Gateway Attribute、Gateway Controlが含まれる。これらのパラメータを用いてIGが選択される。
 図24は、Gateway Parameterを構成するパラメータの例を示す図である。
 Gateway Parameterには、インターネット接続の能力に関するパラメータのうち、状態により変化するパラメータが含まれる。
 図24に示すように、Gateway Parameterには、Usage Channels、Resource Unit Bandwidth、Protocol Version、TTL Value、Hop Value、Average Speed、Connect Counts、Usage MCS、Usage TX Power、Available Capacityが含まれる。
 Usage Channelsは、無線LANのネットワークにおいて利用可能なチャンネル(周波数帯域)のうちの、実際に利用しているチャネルを表す。
 Resource Unit Bandwidthは、リソースユニットの帯域幅を表す。
 Protocol Versionは、利用しているプロトコルのバージョンを表す。
 TTL Valueは、無線LANのネットワークにおけるTime To Liveの値を表す。
 Hop Valueは、接続ホップ数を表す。
 Average Speedは、通信の平均速度を表す。
 Connect Countsは、利用中の接続デバイス数を表す。
 Usage MCSは、利用可能な変調方式と符号化率を表す。
 Usage TX Powerは、利用中の送信電力を表す。
 Available Capacityは、利用可能な接続容量を表す。
 IGとして動作する通信装置11は、これらのパラメータに通信状況などに応じた値を設定し、Gateway Announcementフレームとして送信することになる。
 Stationとして動作する通信装置11においては、Gateway Announcementフレームが解析され、Gateway Parameterに含まれる例えばAverage Speedにより表される通信速度が最も速いIGを選択するなどの判断が行われる。
 これらの情報が、利用可能な部分を示すビットマップ形式のパラメータとしてGateway Announcementフレームに記述されるようにしてもよい。ビットマップ形式は、状況に応じて値が変化するパラメータのうち、現在対応しているパラメータのビットが有効であることを示す情報を含む形式である。
 図25は、Gateway Attributeを構成するパラメータの例を示す図である。
 Gateway Attributeには、IGのインターネット接続の能力に関するパラメータのうち、不変のパラメータが含まれる。
 図25に示すように、Gateway Attributeには、Frequency Bands、Channel Bandwidth、W-LAN Type、Country Code、Support Protocol、Connect Cost、Device Counts、Support MCS、Max TX Power、Max Capacityが含まれる。
 Frequency Bandsは、IGが利用可能な周波数帯域(2.4GHz、5GHzなど)を表す。
 Channel Bandwidthは、IGが利用するチャネル幅を表す。
 W-LAN Typeは、IGが対応する無線LANの通信規格(802.11a/b/g/n/ac/ad/ah/axなど)を表す。
 Country Codeは、IGが設置された国を表す。
 Support Protocolは、IGに実装されるプロトコルの世代を表す。
 Connection Costは、インターネット接続にかかる費用を表す。
 Device Countsは、インターネット接続を許可するStationの最大の数を表す。
 Support MCSは、IGがサポートするMCSを表す。
 Max TX Powerは、IGの最大送信電力を表す。
 Max Capacityは、IGの最大接続容量を表す。
 IGとして動作する通信装置11は、これらのパラメータに固定値を設定し、Gateway Announcementフレームとして送信することになる。パラメータの値の情報が、所定のサーバからインターネットを介して取得されるようにしてもよい。
 Stationとして動作する通信装置11においては、Gateway Announcementフレームが解析され、Gateway Attributeに含まれる例えばConnection Costにより表される費用が最も安いIGを選択するなどの判断が行われる。
 図26は、Gateway Controlを構成するパラメータの例を示す図である。
 Gateway Controlには、ユーザにより設定されたパラメータ、ネットワーク上の所定の装置による指示に応じて設定されたパラメータが含まれる。
 図26に示すように、Gateway Controlには、Gateway IP Address、Local Address、User Select Information、Priority Gateway、Connection Domain、Connection Policy、Vendor Info、Support Parameterが含まれる。
 Gateway IP Addressは、インターネットに接続するために設定されたIGのIPアドレスを表す。
 Local Addressは、IGのローカルアドレスを表す。
 User Select Informationは、インターネット接続に用いるIGとしてユーザにより指定されたことを表す。
 Priority Gatewayは、インターネット接続に用いるIGの優先順位を表す。
 Connection Domainは、接続先のドメインを表す。
 Connection Policyは、ユーザが設定した接続ポリシーを表す。
 Vendor Infoは、IGのベンダーの情報である。
 Support Parameterは、ユーザがサポートするように設定した情報である。
 IGとして動作する通信装置11は、これらのパラメータにユーザの設定状況などに応じた値を設定し、Gateway Announcementフレームとして送信することになる。
 Stationとして動作する通信装置11においては、Gateway Announcementフレームが解析され、Gateway Controlに含まれる例えばPriority Gatewayにより表される優先順位が最も高いIGを選択するなどの判断が行われる。
 StationによるIGの選択が、Gateway Parameter、Gateway Attribute、Gateway Controlを構成する以上のようなパラメータの1つに基づいて行われるのではなく、複数のパラメータの組み合わせに基づいて行われるようにしてもよい。
<ACを中継した通信の例>
 Stationとして動作する通信装置11においては、複数のIGのうち、通信を直接行うことが可能なIGが選択されるものとしたが、通信を直接行うことができないIGを用いてインターネット接続が行われるようにしてもよい。
 この場合、それぞれのStationは、自身がNear Stationとなる位置にあるIGだけでなく、Far Stationとなる位置にあるIGをも、インターネット接続に用いるIGとして選択することができることになる。上述したように、Near Station/Far Stationは、IGとStationとの位置関係に基づいて決まる属性である。
 あるIGと、そのIGの位置を基準としたときにFar StationとなるStationとの間の通信は、ACを中継して行われる。
 図27は、Far Stationから送信されたアップリンクのデータの流れの例を示す図である。
 図27に示すネットワークの構成は、図1を参照して説明した構成と同じである。Internet Gateway 1を基準とした場合、Internet Gateway 1と通信を直接行うことができるStation 1とStation 2は、Near Stationとなる。Internet Gateway 1と通信を直接行うことができないものの、ACの電波の到達範囲に存在するStation 3とStation 4は、Far Stationとなる。Far StationであるStation 3とStation 4が、インターネット接続に用いるIGとしてInternet Gateway 1を選択しているものとする。
 この場合、Station 3が外部の装置に送信するアップリンクのデータは、白抜き矢印A201,A202で示すように、ACを中継してInternet Gateway 1により受信され、Internet Gateway 1から、送信先となる外部の装置に送信される。
 また、Station 4が外部の装置に送信するアップリンクのデータも、白抜き矢印A203,A204で示すように、ACを中継してInternet Gateway 1により受信され、Internet Gateway 1から、送信先となる外部の装置に送信される。
 図28は、Far Stationに対するダウンリンクのデータの流れの例を示す図である。
 外部の装置から送信され、Internet Gateway 1において受信されたStation 3に対するダウンリンクのデータは、白抜き矢印A211,A212で示すように、Internet Gateway 1から、ACを中継してStation 3に送信される。
 また、外部の装置から送信され、Internet Gateway 1において受信されたStation 4に対するダウンリンクのデータも、白抜き矢印A213,A214で示すように、Internet Gateway 1から、ACを中継してStation 4に送信される。
 このように、Far Stationとして動作するStation 3,Station 4は、インターネット接続に用いるIGとしてInternet Gateway 1を選択した場合、ACを中継して、Internet Gateway 1との間で通信を行うことができる。このように、ACは、IGとStationの間の通信を中継する機能をも有する。
 図29のシーケンスを参照して、インターネット接続に用いるIGを選択する一連の処理について説明する。
 図29に示すシーケンスは、Internet Gateway 1を基準としたときにFar Stationとなる例えばStation 3がInternet Gateway 1を用いてインターネット接続を行い、その後、接続先を最寄りのInternet Gateway 2に切り替える処理を示す。例えば、Internet Gateway 2は、Internet Gateway 1の後に設定されたIGである。
 図29の例においては、左から順に、Internet Gateway 1、AC、Far StationであるStation 3、およびInternet Gateway 2の処理が示されている。
 ステップS501において、Internet Gateway 1は、自身がIGとして動作していることを示すGateway Announcementフレームを送信する。
 Gateway AnnouncementフレームがActionフレームにより構成されるようにしてもよいし、Managementフレームにより構成されるようにしてもよい。Internet Gateway 1がACの機能も兼ねている場合、Gateway Announcementフレームの情報が、Beaconフレームに含めて送信されるようにしてもよい。
 Internet Gateway 1から送信されたGateway Announcementフレームは、ステップS521においてACにより受信され、ステップS522において、RelayデータとしてStation 3に対して送信される。なお、Internet Gateway 1からみてFar Stationが存在する場合に、Gateway AnnouncementフレームのACによる中継が行われる構成としても良い。
 このように、Internet Gateway 1が送信するGateway Announcementフレームは、ACによって中継されることにより、ACを中心としたネットワーク全体に届けられる。Near Stationに対しては、ACを中継することなく、直接届けられる。
 ステップS561において、Station 3は、ACにより中継されたGateway Announcementフレームを受信する。
 ステップS562において、Station 3は、インターネット接続を要求するGateway Connection Requestフレームを、Internet Gateway 1を送信先として送信する。
 Station 3から送信されたGateway Connection Requestフレームは、ステップS523においてACにより受信され、ステップS524において、RelayデータとしてInternet Gateway 1に対して送信される。
 ステップS502において、Internet Gateway 1は、ACにより中継されたGateway Connection Requestフレームを受信する。
 Station 3の要求を受け入れる場合、ステップS503において、Internet Gateway 1は、Station 3を送信先として、Gateway Connection Grantフレームを返信する。Internet Gateway 1が送信するGateway Connection Grantフレームは、インターネット接続を許可することを表す。
 Internet Gateway 1から送信されたGateway Connection Grantフレームは、ステップS525においてACにより受信され、ステップS526において、RelayデータとしてStation 3に対して送信される。
 ステップS563において、Station 3は、ACにより中継されたGateway Connection Grantフレームを受信する。これより、Station 3は、Internet Gateway 1を介してインターネットに接続し、外部の装置と通信を行うことができる状態になる。Station 3とInternet Gateway 1の間の通信は、ACを中継して行われる。
 例えばアップリンクのUser Dataは、白抜き矢印A251,A252に示すようにStation 3から、ACを中継してInternet Gateway 1に送信され、Internet Gateway 1を介して、白抜き矢印A253に示すように外部の装置に対して送信される。User Dataを受信したInternet Gateway 1からStation 3に対しては、受領確認を表すACKが、矢印A254,A255に示すようにACを中継して返信される。
 ここで、ステップS581において、Internet Gateway 2は、自身がIGとして動作していることを示すGateway Announcementフレームを送信する。
 Internet Gateway 2から送信されたGateway Announcementフレームは、ステップS264においてStation 3により受信され、ステップS527においてACにより受信される。
 Gateway Announcementフレームを受信したStation 3においては、Internet Gateway 2を用いてインターネット接続を行うことが選択される。ここでの判断も、例えば、Gateway Announcementフレームに含まれるパラメータに基づいて、または、電波の受信状況に基づいて行われる。
 ステップS565において、Station 3は、インターネット接続の解除を要求するGateway Disconnection Requestフレームを、既存のIGであるInternet Gateway 1を送信先として送信する。
 Station 3から送信されたGateway Disconnection Requestフレームは、ステップS528においてACにより受信され、ステップS529において、RelayデータとしてInternet Gateway 1に対して送信される。
 ステップS504において、Internet Gateway 1は、ACにより中継されたGateway Disconnection Requestフレームを受信する。
 Station 3の要求を受け入れる場合、ステップS505において、Internet Gateway 1は、Station 3を送信先として、Gateway Disconnection Grantフレームを返信する。
 Internet Gateway 1から送信されたGateway Disconnection Grantフレームは、ステップS530においてACにより受信され、ステップS531において、RelayデータとしてStation 3に対して送信される。
 ステップS566において、Station 3は、ACにより中継されたGateway Disconnection Grantフレームを受信する。
 ステップS567において、Station 3は、インターネット接続を要求するGateway Connection RequestフレームをInternet Gateway 2に送信する。Internet Gateway 2に対するGateway Connection Requestフレームの送信は、ACを中継することなく、直接行われる。
 ステップS582において、Internet Gateway 2は、Station 3から送信されたGateway Connection Requestフレームを受信する。Station 3の要求を受け入れる場合、ステップS583において、Internet Gateway 2は、Gateway Connection Grantフレームを返信する。
 ステップS568において、Station 3は、Internet Gateway 2から送信されたGateway Connection Grantフレームを受信する。これより、Station 3は、Internet Gateway 2を介してインターネットに接続し、外部の装置と通信を行うことができる状態になる。
 アップリンクのUser Dataは、白抜き矢印A261に示すようにStation 3からInternet Gateway 2に直接送信され、Internet Gateway 2を介して、白抜き矢印A262に示すように外部の装置に対して送信される。User Dataを受信したInternet Gateway 2からStation 3に対しては、受領確認を表すACKが矢印A263に示すように直接返信される。
 このように、インターネット接続に用いるIGとして、通信を直接行うことができない位置にあるIGを選択することができるようにしてもよい。
<変形例>
 1つのStationが、インターネット接続に用いるIGをデータの種類に応じて切り替えることができるようにしてもよい。例えば、アップリンクのデータの送信に用いるIGとして所定のIGを選択し、ダウンリンクのデータの受信に用いるIGとして他のIGを選択することができるようにしてもよい。
 ACの機能、IGの機能、ICの機能を分散する場合について説明したが、APの機能をさらに細分化し、細分化したそれぞれの機能をさらに多くの通信装置11に分散させるようにしてもよい。
 APの機能を複数の通信装置11に分担させた以上のようなネットワークにおいて、マルチユーザMIMOによるデータ伝送に代えて、OFDMAによるデータ伝送が行われるようにしてもよい。
・コンピュータの構成例
 上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
 図30は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。
 CPU(Central Processing Unit)1001、ROM(Read Only Memory)1002、RAM(Random Access Memory)1003は、バス1004により相互に接続されている。
 バス1004には、さらに、入出力インターフェース1005が接続されている。入出力インターフェース1005には、キーボード、マウスなどよりなる入力部1006、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部1007が接続される。また、入出力インターフェース1005には、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部1008、ネットワークインターフェースなどよりなる通信部1009、リムーバブルメディア1011を駆動するドライブ1010が接続される。
 以上のように構成されるコンピュータでは、CPU1001が、例えば、記憶部1008に記憶されているプログラムを入出力インターフェース1005及びバス1004を介してRAM1003にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
 CPU1001が実行するプログラムは、例えばリムーバブルメディア1011に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供され、記憶部1008にインストールされる。
 なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
 本明細書において、システムとは、複数の構成要素(装置、モジュール(部品)等)の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、1つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている1つの装置は、いずれも、システムである。
 なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
 本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
 例えば、本技術は、1つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
 また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
 さらに、1つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その1つのステップに含まれる複数の処理は、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
・構成の組み合わせ例
 本技術は、以下のような構成をとることもできる。
(1)
 ゲートウェイとして機能する通信装置を複数含む無線LANにおいて、外部のネットワークに接続されているとき、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを前記無線LAN内の他の装置に送信する通信制御部を備える
 通信装置。
(2)
 前記通信制御部は、前記他の装置による、前記外部のネットワークに対する接続を制御する
 前記(1)に記載の通信装置。
(3)
 前記通信制御部は、前記他の装置から送信された、前記外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報を受信し、前記外部のネットワークに対する接続を許可する場合、前記外部のネットワークに対する接続を許可することを表す許可情報を前記他の装置に送信する
 前記(2)に記載の通信装置。
(4)
 前記通信制御部は、前記接続要求情報を送信してきた前記他の装置に対して前記外部のネットワークに対する接続を許可するか否かを接続容量に基づいて判断する
 前記(3)に記載の通信装置。
(5)
 前記通信制御部は、前記外部のネットワークに対する接続の解除の要求を表す解除要求情報が前記他の装置から送信されてきた場合、前記外部のネットワークに対する接続を終了させる
 前記(3)または(4)に記載の通信装置。
(6)
 前記解除要求情報には、前記外部のネットワークに対する接続に前記他の装置が新たに用いる前記通信装置のアドレスが含まれる
 前記(5)に記載の通信装置。
(7)
 前記通信制御部は、ネットワーク内の他の装置との通信が可能な範囲で電波の送信電力を制御する
 前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の通信装置。
(8)
 前記ネットワーク内の他の装置は、前記無線LANのアクセス制御の機能を担う制御装置である
 前記(7)に記載の通信装置。
(9)
 前記通信制御部は、前記他の装置に対するデータの送信を、前記ゲートウェイの機能を担う前記通信装置によるデータの送信とタイミングを重複させて行う
 前記(2)に記載の通信装置。
(10)
 前記通信制御部は、前記他の装置から送信されたデータの受信を、前記ゲートウェイの機能を担う前記通信装置によるデータの受信とタイミングを重複させて行う
 前記(2)に記載の通信装置。
(11)
 無線LANのゲートウェイとして機能する複数の所定の装置のうちの、外部のネットワークに接続されている前記所定の装置から送信される、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを受信し、いずれかの前記所定の装置に対して、前記外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報を送信する通信制御部を備える
 通信装置。
(12)
 前記通信制御部は、前記接続要求情報の送信先の前記所定の装置から送信された、前記外部のネットワークに対する接続を許可することを表す許可情報を受信し、
 前記許可情報を送信してきた前記所定の装置を、前記外部のネットワークに対する接続に用いるゲートウェイとして登録する管理部をさらに備える
 前記(11)に記載の通信装置。
(13)
 前記管理部は、前記パラメータにより表されるそれぞれの接続能力に基づいて、前記外部のネットワークに対する接続を要求する前記所定の装置を選択し、
 前記通信制御部は、選択された前記所定の装置に対して前記接続要求情報を送信する
 前記(12)に記載の通信装置。
(14)
 前記通信制御部は、前記外部のネットワークに対する接続を要求する前記所定の装置が新たに選択された場合、前記外部のネットワークに対する接続の解除の要求を表す解除要求情報を前記所定の装置に送信する
 前記(13)に記載の通信装置。
(15)
 前記通信制御部は、ネットワーク内の他の装置との通信が可能な範囲で電波の送信電力を制御する
 前記(11)乃至(14)のいずれかに記載の通信装置。
(16)
 前記ネットワーク内の他の装置は、前記無線LANのアクセス制御の機能を担う制御装置である
 前記(15)に記載の通信装置。
(17)
 前記通信制御部は、前記所定の装置に対するデータの送信を、前記無線LAN内の他の装置による、前記ゲートウェイの機能を担う他の前記所定の装置に対するデータの送信とタイミングを重複させて行う
 前記(12)に記載の通信装置。
(18)
 前記通信制御部は、前記所定の装置から送信されたデータの受信を、前記他の装置による、前記ゲートウェイの機能を担う他の前記所定の装置が送信するデータの受信とタイミングを重複させて行う
 前記(12)に記載の通信装置。
(19)
 ゲートウェイとして機能する通信装置を複数含む無線LANにおいて、外部のネットワークに接続されているとき、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを前記無線LAN内の他の装置に送信する通信制御部を備える
 第1の通信装置と、
 前記第1の通信装置から送信された前記管理フレームを受信し、前記第1の通信装置に対して、前記外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報を送信する通信制御部を備える
 前記第1の通信装置としての第2の通信装置と
 を含む通信システム。
 11 通信装置, 21 インターネット接続モジュール, 22 情報入力モジュール, 23 機器制御部, 24 情報出力モジュール, 25 無線通信モジュール, 51 入出力部, 52 通信制御部, 53 ベースバンド処理部, 101 インターフェース部, 102 送信バッファ, 103 ネットワーク管理部, 104 送信フレーム構築部, 105 ゲートウェイ管理部, 106 管理情報生成部, 107 送信タイミング制御部, 108 送信電力制御部, 109 無線送信処理部, 110 アンテナ制御部, 111 無線受信処理部, 112 検出閾値制御部, 113 受信タイミング制御部, 114 管理情報処理部, 115 受信データ構築部, 116 受信バッファ

Claims (19)

  1.  ゲートウェイとして機能する通信装置を複数含む無線LANにおいて、外部のネットワークに接続されているとき、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを前記無線LAN内の他の装置に送信する通信制御部を備える
     通信装置。
  2.  前記通信制御部は、前記他の装置による、前記外部のネットワークに対する接続を制御する
     請求項1に記載の通信装置。
  3.  前記通信制御部は、前記他の装置から送信された、前記外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報を受信し、前記外部のネットワークに対する接続を許可する場合、前記外部のネットワークに対する接続を許可することを表す許可情報を前記他の装置に送信する
     請求項2に記載の通信装置。
  4.  前記通信制御部は、前記接続要求情報を送信してきた前記他の装置に対して前記外部のネットワークに対する接続を許可するか否かを接続容量に基づいて判断する
     請求項3に記載の通信装置。
  5.  前記通信制御部は、前記外部のネットワークに対する接続の解除の要求を表す解除要求情報が前記他の装置から送信されてきた場合、前記外部のネットワークに対する接続を終了させる
     請求項3に記載の通信装置。
  6.  前記解除要求情報には、前記外部のネットワークに対する接続に前記他の装置が新たに用いる前記通信装置のアドレスが含まれる
     請求項5に記載の通信装置。
  7.  前記通信制御部は、前記他の装置との通信が可能な範囲で電波の送信電力を制御する
     請求項1に記載の通信装置。
  8.  前記他の装置は、前記無線LANのアクセス制御の機能を担う制御装置である
     請求項7に記載の通信装置。
  9.  前記通信制御部は、前記他の装置に対するデータの送信を、前記ゲートウェイの機能を担う前記通信装置によるデータの送信とタイミングを重複させて行う
     請求項2に記載の通信装置。
  10.  前記通信制御部は、前記他の装置から送信されたデータの受信を、前記ゲートウェイの機能を担う前記通信装置によるデータの受信とタイミングを重複させて行う
     請求項2に記載の通信装置。
  11.  無線LANのゲートウェイとして機能する複数の所定の装置のうちの、外部のネットワークに接続されている前記所定の装置から送信される、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを受信し、いずれかの前記所定の装置に対して、前記外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報を送信する通信制御部を備える
     通信装置。
  12.  前記通信制御部は、前記接続要求情報の送信先の前記所定の装置から送信された、前記外部のネットワークに対する接続を許可することを表す許可情報を受信し、
     前記許可情報を送信してきた前記所定の装置を、前記外部のネットワークに対する接続に用いるゲートウェイとして登録する管理部をさらに備える
     請求項11に記載の通信装置。
  13.  前記管理部は、前記パラメータにより表されるそれぞれの接続能力に基づいて、前記外部のネットワークに対する接続を要求する前記所定の装置を選択し、
     前記通信制御部は、選択された前記所定の装置に対して前記接続要求情報を送信する
     請求項12に記載の通信装置。
  14.  前記通信制御部は、前記外部のネットワークに対する接続を要求する前記所定の装置が新たに選択された場合、前記外部のネットワークに対する接続の解除の要求を表す解除要求情報を前記所定の装置に送信する
     請求項13に記載の通信装置。
  15.  前記通信制御部は、ネットワーク内の他の装置との通信が可能な範囲で電波の送信電力を制御する
     請求項11に記載の通信装置。
  16.  前記ネットワーク内の他の装置は、前記無線LANのアクセス制御の機能を担う制御装置である
     請求項15に記載の通信装置。
  17.  前記通信制御部は、前記所定の装置に対するデータの送信を、前記無線LAN内の他の装置による、前記ゲートウェイの機能を担う他の前記所定の装置に対するデータの送信とタイミングを重複させて行う
     請求項12に記載の通信装置。
  18.  前記通信制御部は、前記所定の装置から送信されたデータの受信を、前記他の装置による、前記ゲートウェイの機能を担う他の前記所定の装置が送信するデータの受信とタイミングを重複させて行う
     請求項12に記載の通信装置。
  19.  ゲートウェイとして機能する通信装置を複数含む無線LANにおいて、外部のネットワークに接続されているとき、前記外部のネットワークに対する接続能力に関するパラメータを含む管理フレームを前記無線LAN内の他の装置に送信する通信制御部を備える
     第1の通信装置と、
     前記第1の通信装置から送信された前記管理フレームを受信し、前記第1の通信装置に対して、前記外部のネットワークに対する接続の要求を表す接続要求情報を送信する通信制御部を備える
     前記第1の通信装置としての第2の通信装置と
     を含む通信システム。
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