(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末と、コンピュータ通信網と、の通信を中継する無線ルータ装置であって、
移動端末に割り当てられる識別符号と、当該無線ルータ装置から当該移動端末への方向情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、
前記コンピュータ通信網から送信される通信パケットを受け付けるパケット受付部と、
前記受け付けられたパケットの宛先が、前記記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末でない場合、当該パケットを前記コンピュータ通信網内の他の機器へ転送する転送部と、
前記受け付けられたパケットの宛先が、前記記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末である場合、前記記憶部に当該識別符号に対応付けて記憶された方向情報を取得する方向情報取得部と、
前記取得された方向情報に示される方向へ、前記移動端末宛のパケットを、無線送信する適応配列アンテナ（adaptive array antenna）と、
特定条件が満たされる場合、前記記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末宛のパケットを前記適応配列アンテナの指向性を変化させながら無線送信し、当該移動端末における当該パケットの受信電力を当該移動端末から受信して、できるだけ大きな受信電力となるときの指向性の方向を、当該移動端末の前記無線ルータ装置に対する方向情報として検出する方向情報検出部と、
前記検出された方向情報を、当該移動端末に割り当てられた識別符号に対応付けて前記記憶部に記憶して更新する方向情報更新部と、
を備えることを特徴とする無線ルータ装置。
【請求項２】
前記特定条件は、前記適応配列アンテナから前記移動端末宛のパケットの無線送信が失敗した場合に満たされる
ことを特徴とする請求項１に記載の無線ルータ装置。
【請求項３】
前記特定条件は、所定の時間が経過するごとに満たされる
ことを特徴とする請求項１に記載の無線ルータ装置。
【請求項４】
前記特定条件は、前記パケット受付部によるパケットの受付、もしくは、前記適応配列アンテナによるパケットの無線送信が、所定の時間継続して起きなかった場合、満たされる
ことを特徴とする請求項１に記載の無線ルータ装置。
【請求項５】
移動端末と、コンピュータ通信網と、の通信を中継する無線ルーティング方法であって、
前記コンピュータ通信網から送信される通信パケットを受け付けるパケット受付工程と、
前記受け付けられたパケットの宛先が、前記受け付けられたパケットの宛先が、「移動端末に割り当てられる識別符号と、所定の位置から当該移動端末への方向情報と、を対応付けて記憶する記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末でない場合、当該パケットを前記コンピュータ通信網内の他の機器へ転送する転送工程と、
前記記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末である場合、前記記憶部に当該識別符号に対応付けて記憶された方向情報を取得する方向情報取得工程と、
前記取得された方向情報に示される方向へ、適応配列アンテナ（adaptive array antenna）により、前記移動端末宛のパケットを無線送信する無線送信工程と、
特定条件が満たされる場合、前記記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末宛のパケットを前記適応配列アンテナの指向性を変化させながら無線送信し、当該移動端末における当該パケットの受信電力を当該移動端末から受信して、できるだけ大きな受信電力となるときの指向性の方向を、当該移動端末の前記所定の位置に対する方向情報を検出する方向情報検出工程と、
前記検出された方向情報を、当該移動端末に割り当てられた識別符号に対応付けて前記記憶部に記憶して更新する方向情報更新工程と、
を備えることを特徴とする無線ルーティング方法。
【請求項６】
前記特定条件は、前記適応配列アンテナから前記移動端末宛のパケットの無線送信が失敗した場合に満たされる
ことを特徴とする請求項５に記載の無線ルーティング方法。
【請求項７】
前記特定条件は、所定の時間が経過するごとに満たされる
ことを特徴とする請求項５に記載の無線ルーティング方法。
【請求項８】
前記特定条件は、前記パケット受付工程におけるパケットの受付、もしくは、前記適応配列アンテナによるパケットの無線送信が、所定の時間継続して起きなかった場合、満たされる
ことを特徴とする請求項５に記載の無線ルーティング方法。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１から４のいずれか１項に記載の無線ルータ装置として機能させるプログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、請求項５から８のいずれか１項に記載の無線ルーティング方法を実行させるプログラム。
【請求項１１】
前記情報記録媒体は、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、または、半導体メモリであることを特徴とする請求項９または１０に記載の情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ルータ装置、無線ルーティング方法、プログラム、ならびに、コンピュータ読取可能な情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年移動端末を用いた無線移動通信が普及しつつある。特に、近年の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）環境の普及には目覚ましいものがある。
【０００３】
無線ＬＡＮ環境でＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）通信を実現するためには、外部のインターネット網とＬＡＮとの仲介を無線ルータが担う。
【０００４】
ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｈｏｓｔ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）機能を有する無線ルータは、ＬＡＮ内の各移動端末に対してＬＡＮ用のＩＰアドレスを動的に割り当てて、通信を行う。
【０００５】
無線ルータには、各端末が有する固有のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス（「イーサネット（登録商標）アドレス」と呼ばれることもある。）を用いて、自分が管理すべき移動端末か否かを判定するものも多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような無線移動通信環境においては、無線ルータが発することのできる電波の電力には種々の制限がある。一方で、無線通信の際には、無線ルータが有するアンテナの指向性を考慮する必要もある。
【０００７】
したがって、各端末と無線ルータとの無線通信が十分な電力で行えるようにしたい、との要望は強い。
【０００８】
本発明は、以上の問題を解決するためになされたもので、無線ルータ装置、無線ルーティング方法、プログラム、ならびに、コンピュータ読取可能な情報記録媒体にを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。
【００１０】
本発明の第１の観点に係る無線ルータ装置は、移動端末と、コンピュータ通信網と、の通信を中継し、記憶部と、パケット受付部と、転送部と、方向情報取得部と、適応配列アンテナ（ａｄａｐｔｉｖｅ  ａｒｒａｙ  ａｎｔｅｎｎａ）と、を備えるように構成する。
【００１１】
ここで、記憶部は、移動端末に割り当てられる識別符号と、当該無線ルータ装置から当該移動端末への方向情報と、を対応付けて記憶する。
【００１２】
一方、パケット受付部は、コンピュータ通信網から送信される通信パケットを受け付ける。
【００１３】
さらに、転送部は、受け付けられたパケットの宛先が、記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末でない場合、当該パケットをコンピュータ通信網内の他の機器へ転送する。
【００１４】
そして、方向情報取得部は、受け付けられたパケットの宛先が、記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末である場合、記憶部に当該識別符号に対応付けて記憶された方向情報を取得する。
【００１５】
一方、適応配列アンテナは、取得された方向情報に示される方向へ、移動端末宛のパケットを、無線送信する。
【００１６】
また、本発明の無線ルータ装置は、方向情報検出部と、方向情報更新部と、をさらに備えるように構成することができる。
【００１７】
ここで、方向情報検出部は、特定条件が満たされる場合、記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末の無線ルータ装置に対する方向情報を検出する。
【００１８】
一方、方向情報更新部は、検出された方向情報を、当該移動端末に割り当てられた識別符号に対応付けて記憶部に記憶して更新する。
【００１９】
また、本発明の無線ルータ装置において、特定条件は、適応配列アンテナから移動端末宛のパケットの無線送信が失敗した場合に満たされるように構成することができる。
【００２０】
また、本発明の無線ルータ装置において、特定条件は、所定の時間が経過するごとに満たされるように構成することができる。
【００２１】
また、本発明の無線ルータ装置において、特定条件は、パケット受付部によるパケットの受付、もしくは、適応配列アンテナによるパケットの無線送信が、所定の時間継続して起きなかった場合、満たされるように構成することができる。
【００２２】
本発明の第２の観点に係る無線ルーティング方法は、移動端末と、コンピュータ通信網と、の通信を中継し、パケット受付工程と、転送工程と、方向情報取得工程と、無線送信工程と、を備えるように構成する。
【００２３】
ここで、パケット受付工程では、コンピュータ通信網から送信される通信パケットを受け付ける。
【００２４】
一方、転送工程では、受け付けられたパケットの宛先が、「移動端末に割り当てられる識別符号と、所定の位置から当該移動端末への方向情報と、を対応付けて記憶する記憶部」に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末でない場合、当該パケットをコンピュータ通信網内の他の機器へ転送する。
【００２５】
さらに、方向情報取得工程では、受け付けられたパケットの宛先が、記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末である場合、記憶部に当該識別符号に対応付けて記憶された方向情報を取得する。
【００２６】
そして、無線送信工程では、取得された方向情報に示される方向へ、適応配列アンテナにより、移動端末宛のパケットを無線送信する。
【００２７】
また、本発明の無線ルーティング方法は、方向情報検出工程と、方向情報更新工程と、をさらに備えるように構成することができる。
【００２８】
ここで、方向情報検出工程では、特定条件が満たされる場合、記憶部に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末の所定の位置に対する方向情報を検出する。
【００２９】
一方、方向情報更新工程では、検出された方向情報を、当該移動端末に割り当てられた識別符号に対応付けて記憶部に記憶して更新する。
【００３０】
また、本発明の無線ルーティング方法において、特定条件は、適応配列アンテナから移動端末宛のパケットの無線送信が失敗した場合に満たされるように構成することができる。
【００３１】
また、本発明の無線ルーティング方法において、特定条件は、所定の時間が経過するごとに満たされるように構成することができる。
【００３２】
また、本発明の無線ルーティング方法において、特定条件は、パケット受付工程におけるパケットの受付、もしくは、適応配列アンテナによるパケットの無線送信が、所定の時間継続して起きなかった場合、満たされるように構成することができる。
【００３３】
本発明の第３の観点に係るプログラムは、コンピュータを上記の無線ルータ装置として機能させ、もしくは、コンピュータに上記の無線ルーティング方法を実行させるように構成する。
【００３４】
当該プログラムは、コンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録するように構成することができ、当該情報記録媒体は、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、または、半導体メモリであるように構成することができる。
【００３５】
特に、コンピュータとは独立して、本発明のプログラムをコンピュータ通信網を介して配布、販売したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読取可能な情報記録媒体を配布、販売することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
【００３７】
（発明の実施形態）
図１は、本発明の実施形態の一つに係る無線ルータ装置等の概要構成を示す模式図である。図２は、当該無線ルータ装置によって実行される無線ルーティング方法の処理の流れを示すフローチャートである。以下、これらの図を参照して説明する。
【００３８】
無線ルータ装置１０１は、移動端末１５１と、インターネット１７１と、の通信を中継する。すなわち、ゲートウェイとして機能する。
【００３９】
無線ルータ装置１０１は、記憶部１０２と、パケット受付部１０３と、転送部１０４と、方向情報取得部１０５と、適応配列アンテナ１０６と、を備える。
【００４０】
ここで、記憶部１０２は、移動端末１５１に割り当てられる識別符号と、当該無線ルータ装置１０１から当該移動端末１５１への方向情報と、を対応付けて、あらかじめ記憶する。
【００４１】
識別符号としては、移動端末１５１が有する無線ネットワークインターフェースカードのＭＡＣアドレスを用いることができる。また、移動端末１５１が固定ＩＰアドレスを有する場合は、当該固定ＩＰアドレスを利用してもよい。
【００４２】
パケット受付部１０３は、インターネット１７１から送信される通信パケットを受け付ける（ステップＳ２０１）。なお、通信パケットの受け付けは、受信割り込みなどの公知の技法を用いてもよい。この場合、ステップＳ２０１において通信パケットが到着するまでの待機時間には、他の処理に制御を移すことができる。
【００４３】
ついで、受け付けられたパケットの宛先が、記憶部１０２に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末１５１であるか否かを調べる（ステップＳ２０２）。
【００４４】
記憶部１０２に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末１５１でない場合、すなわち、当該無線ルータ装置１０１が管理する移動端末１５１が宛先ではない場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、転送部１０４は、当該パケットをインターネット１７１内の他の機器へ転送して（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０１へ戻る。
【００４５】
ＴＣＰ／ＩＰ通信においては、このようなバケツリレー的なパケットの転送が標準的に用いられている。
【００４６】
一方、受け付けられたパケットの宛先が、記憶部１０２に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末１５１である場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、方向情報取得部１０５は、記憶部１０２に当該識別符号に対応付けて記憶された方向情報を取得する（ステップＳ２０４）。
【００４７】
そして、適応配列アンテナ１０６は、取得された方向情報に示される方向へ、移動端末１５１宛のパケットを、無線送信し（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０１へ戻る。
【００４８】
図３は、適応配列アンテナ１０６の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【００４９】
適応配列アンテナ１０６は、複数のアンテナ３０１を備え、これらのアンテナ３０１からの電波の合成波を、その送信波とするものである。制御器３０２が、送信しようとする電気信号３０３を各アンテナ３０１に振り分け、増幅器３０４の増幅率を制御してそれぞれの射出電力を適宜調整することにより、指示された方向３０５を極大指向性方向とする。
【００５０】
これにより、各アンテナ３０１の位置関係や向きを変化させることなく、合成波の指向性を変化させることができる。
【００５１】
本図には、複数のアンテナ３０１を４つ設けているが、この数は適宜変更することができる。
【００５２】
このようにして、無線ルータ装置１０１は、当該方向に当該移動端末１５１が存在する（と予想される）方向への電波の射出電力が最も高くなるようにする。これにより、無線ルータ１０１から移動端末１５１への無線通信は、できる限り高い電力で行えるようになる。
【００５３】
なお、移動端末１５１から無線ルータ装置１０１へパケットを転送する場合、もしくは、移動端末１５１から無線ルータ装置１０１を介してインターネット１７１へのパケットを転送する場合は、公知の無線ルータ技術を適用する。
【００５４】
また、本実施形態の無線ルータ装置１０１は、方向情報検出部１１１と、方向情報更新部１１２と、をさらに備える。
【００５５】
図４は、これらが機能する方向検出更新処理の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して説明する。
【００５６】
まず、特定条件が満たされているか否かを調べる（ステップＳ４０１）。
【００５７】
特定条件としては、以下のようなものやこれらの組み合わせを採用することができる。
・特定条件は、適応配列アンテナ１０６から移動端末１５１宛のパケットの無線送信が失敗した場合に満たされるように構成する。移動端末１５１への送信ができなくなった場合に、あらためて移動端末１５１への方向情報を検出するものである。
・特定条件は、所定の時間が経過するごとに満たされるように構成する。一定時間おきに、移動端末１５１への方向情報を検出するものである。
・特定条件は、パケット受付部１０３によるパケットの受付、もしくは、適応配列アンテナ１０６によるパケットの無線送信が、所定の時間継続して起きなかった場合、満たされるように構成する。無線ルータ装置１０１がゲートウェイとしてのアイドル状態になったときに、移動端末１５１への方向情報を検出するものである。
・特定条件は、ＤＨＣＰ機能により移動端末１５１に割り当てられたＩＰアドレスのリース期間が切れる場合、もしくは、当該移動端末１５１からＩＰアドレスのリース期間の延長の要求があった場合に満たされる。無線ルータ装置１０１が無線ルータ装置１０１と移動端末１５１との間でＤＨＣＰパケットの送受が行われる際に、移動端末１５１への方向を検出するものである。
【００５８】
このような特定条件が満たされていない場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、一定時間待機して（ステップＳ４０２）、ステップＳ４０１に戻る。なお、ステップＳ４０２の待機の間は、他の処理に制御を移すことができる。すなわち、特定条件が満たされた場合に割り込み等が発生し、ステップＳ４０１以降の処理が実行されるように設定しておけばよい。
【００５９】
一方、特定条件が満たされる場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、方向情報検出部１１１は、記憶部１０２に記憶されている識別符号が割り当てられた移動端末１５１の無線ルータ装置１０１に対する方向情報を検出する（ステップＳ４０３）。
【００６０】
検出には、たとえば、以下のような手法を用いる。すなわち、適応配列アンテナ１０６の指向性を変化させつつ、順次パケットを、方向情報を検出したい移動端末１５１へ無線送信する。移動端末１５１では、パケット受信の際の電波電力を検出して、この情報を無線ルータ装置１０１に返送する。これを適宜繰り返すことにより、移動端末１５１の方向情報を検出することができる。
【００６１】
そして、方向情報更新部１１２は、検出された方向情報を、当該移動端末１５１に割り当てられた識別符号に対応付けて記憶部１０２に記憶して更新し（ステップＳ４０４）、ステップＳ４０１に戻る。
【００６２】
このほか、無線ルータ装置１０１では、ユーザの設定によって、以下の各種の機能を果たすことができるように構成することが望ましい。これらの機能は、既存のルータ装置やゲートウェイ装置が備える機能である。
・ＤＨＣＰ機能
・アドレス変換機能、ＩＰマスカレード機能
・パケットフィルタリング機能
【００６３】
図５は、無線ルータ装置１０１がＤＨＣＰサーバとして機能する場合に、記憶部１０２に記憶させる情報の概要を表形式で示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６４】
本図に示す実施形態では、表５０１の各レコード５０２には、当該移動端末１５１のＭＡＣアドレス５０３、動的に割り当てたＩＰアドレス５０４、ＩＰアドレスのリース期間５０５のほか、当該移動端末の方向情報５０５が記憶されている。
【００６５】
本実施形態では、各移動端末１５１の識別情報として、ＭＡＣアドレス５０３ならびにＩＰアドレス５０４を用いる。また、特定条件の判別には、ＩＰアドレスのリース期間５０５を用いる。
【００６６】
一般に、三次元空間内に配置される移動端末１５１を所定の位置（無線ルータ装置１０１の位置）から見た方向は、左右方向の回転と、上下方向の回転と、で表現できる。
【００６７】
したがって、適応配列アンテナ１０６が、２軸制御で方向を決めることができる場合は、方向情報５０５として、左右方向の回転と上下方向の回転（もしくは、これらと一意に変換可能な方向情報）を記憶すればよい。
【００６８】
また、適応配列アンテナ１０６が、左右方向のみの方向制御ができる場合は、方向情報５０６として、左右方向の回転のみを記憶すればよい。
【００６９】
このようにして、無線ルータ装置１０１は、移動端末１５１の位置に向けて適応的にアンテナの指向性を変化させて、できるだけ大きな通信電力によって移動端末１５１との通信ができるようになる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線ルータ装置、無線ルーティング方法、プログラム、ならびに、コンピュータ読取可能な情報記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一つに係る無線ルータ装置等の概要構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態における無線ルーティング方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本実施形態における適応配列アンテナの概要構成を示す模式図である。
【図４】本実施形態における方向検出更新処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】無線ルータ装置がＤＨＣＰサーバとして機能する場合に、記憶部に記憶させる情報の概要を表形式で示す説明図である。
【符号の説明】
１０１  無線ルータ装置
１０２  記憶部
１０３  パケット受付部
１０４  転送部
１０５  方向情報取得部
１０６  適応配列アンテナ
１１１  方向情報検出部
１１２  方向情報更新部
【図１】
0003629545.tif 000002
【図２】
0003629545.tif 000003
【図３】
0003629545.tif 000004
【図４】
0003629545.tif 000005
【図５】
0003629545.tif 000006