(57)【要約】【課題】  帰属中の端末が他のBSSまたはIBSSを探索する場合に、自端末宛のパケットの無線区間での再送およびロスを防ぐことにより、ネットワーク伝送効率およびネットワークの信頼性を向上させることのできる技術を提供することにある。【解決手段】  BSSまたはIBSSに帰属中の無線LAN装置は、帰属中のBSSまたはIBSSに対してパワーセーブに遷移することを事前に通知した後、又は事前にパワーセーブに意図的に遷移した後、他のBSS又はIBSSを探索する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーセーブ機能を有する無線LANシステムにおける無線LANハンドオーバー方法であって、
BSSまたはIBSSに帰属中の無線LAN装置は、帰属中のBSSまたはIBSSに対してパワーセーブに遷移することを事前に通知した後、又は事前にパワーセーブに意図的に遷移した後、他のBSS又はIBSSを探索することを特徴とする無線LANハンドオーバー方法。
【請求項２】
BSSに帰属中の無線LAN装置が、現在帰属しているBSSと同一チャネルを使用している他のBSSを探索し、連続して他のチャネルの探索をする場合、他のチャネルへ移動する前に帰属中のBSSに対してパワーセーブに遷移することを通知することを特徴とする請求項１に記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項３】
前記パワーセーブに遷移する通知は、上り送信パケットが存在する場合には前記上りパケットのPower Management bitを使用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項４】
前記パワーセーブに遷移する通知は、上り送信パケットが存在しない場合にはNull functionのパケットを送信し、前記パケットのPower Management bitを使用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項５】
前記無線LAN装置がアドホックモードで動作する無線LAN装置である場合、ビーコンの送信を意図的に回避し、前記パワーセーブに意図的に遷移することを特徴とした請求項１に記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項６】
BSS又はIBSSに帰属中の無線LAN装置は、他のBSSまたはIBSSを探索する場合、あらかじめ帰属中のBSS又はIBSSで通信すべきパケットの発生時刻が無線LAN装置で既知であり、かつ、帰属中のチャネルを離れて探索を行っている時間の管理機能を持ち、かつ、１つのチャネルを探索するために必要な時間の計算および管理機能を持つことにより、他のBSS又はIBSSの探索の継続する、又は、探索を中止して帰属中のBSSまたはIBSSでのパケットの通信する動作のいずれかを選択することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項７】
前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作する場合、次に受信する必要のあるパケットはDTIM周期のビーコンであることを特徴とする請求項６に記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項８】
前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作する場合、次に受信する必要のあるパケットはListen Interval周期のビーコンであることを特徴とする請求項６に記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項９】
前記無線LAN装置が、探索を中止して帰属中のBSSまたはIBSSでのパケットの通信を行うため、帰属中のチャネルへ移動し、かつ、帰属中のBSSまたはIBSSにおける通信が終了した時点で、再度他のチャネルにおけるBSSまたはIBSSの探索を継続することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項１０】
前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作し、BSS探索から帰属中のBSSとの通信に移る場合、帰属中のBSSのチャネルへ戻った時点で、又は通信再開時に、帰属中のBSSに対してアクティブモードに遷移することを通知することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項１１】
上り送信パケットが存在する場合には、前記アクティブモードに遷移する通知は前記上りパケットのPower Management bitを使用することを特徴とする請求項１０に記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項１２】
上り送信パケットが存在しない場合には、前記アクティブモードに遷移する通知はNull functionのパケットを送信し、前記パケットのPower Management bitを使用することを特徴とする請求項１０に記載の無線LANハンドオーバー方法。
【請求項１３】
パワーセーブ機能を有する無線LANシステムの無線LAN装置であって、
帰属中のBSSまたはIBSSに対してパワーセーブに遷移することを通知、又はパワーセーブに意図的に遷移する手段と、
偽パワーセーブの遷移後、他のBSS又はIBSSを探索する手段と
を有することを特徴とする無線LAN装置。
【請求項１４】
BSSに帰属中の無線LAN装置が、現在帰属しているBSSと同一チャネルを使用している他のBSSを探索し、連続して他のチャネルの探索をする場合、他のチャネルへ移動する前に帰属中のBSSに対してパワーセーブに遷移することを通知する手段を有することを特徴とする請求項１３に記載の無線LAN装置。
【請求項１５】
前記パワーセーブに遷移する通知は、上り送信パケットが存在する場合には前記上りパケットのPower Management bitを使用することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の無線LAN装置。
【請求項１６】
前記パワーセーブに遷移する通知は、上り送信パケットが存在しない場合にはNull functionのパケットを送信し、前記パケットのPower Management bitを使用することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の無線LAN装置。
【請求項１７】
前記無線LAN装置がアドホックモードで動作する無線LAN装置である場合、ビーコンの送信を意図的に回避し、前記パワーセーブに意図的に遷移する手段を有することを特徴とした請求項１３に記載の無線LAN装置。
【請求項１８】
帰属中のBSS又はIBSSで通信すべきパケットの発生時刻が記憶された記憶手段と、帰属中のチャネルを離れて探索を行っている時間の管理手段と、１つのチャネルを探索するために必要な時間の管理手段とを有し、
現在探索中の他のBSS又はIBSSの探索の継続する、又は、探索を中止して帰属中のBSSまたはIBSSでのパケットの通信する動作のいずれかを選択するように構成されていることを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれかに記載の無線LAN装置。
【請求項１９】
前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作する場合、通信すべきパケットはDTIM周期のビーコンのパケットであることを特徴とする請求項１８に記載の無線LAN装置。
【請求項２０】
前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作する場合、通信すべきパケットはListen Interval周期のビーコンのパケットであることを特徴とする請求項１８に記載の無線LAN装置。
【請求項２１】
前記無線LAN装置が、探索を中止して帰属中のBSSまたはIBSSでのパケットの通信を行うため、帰属中のチャネルへ移動し、かつ、帰属中のBSSまたはIBSSにおける通信が終了した時点で、再度他のチャネルにおけるBSSまたはIBSSの探索を継続することを特徴とする請求項１３から請求項２０のいずれかに記載の無線LAN装置。
【請求項２２】
前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作し、BSS探索から帰属中のBSSとの通信に移る場合、帰属中のBSSのチャネルへ戻った時点で、又は通信再開時に、帰属中のBSSに対してアクティブモードに遷移することを通知する手段を有することを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれかに記載の無線LAN装置。
【請求項２３】
上り送信パケットが存在する場合には、前記アクティブモードに遷移する通知は前記上りパケットのPower Management bitを使用することを特徴とする請求項２２に記載の無線LAN装置。
【請求項２４】
上り送信パケットが存在しない場合には、前記アクティブモードに遷移する通知はNull functionのパケットを送信し、前記パケットのPower Management bitを使用することを特徴とする請求項２２に記載の無線LAN装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハンドオーバー機能および省電力機能を有する無線LAN端末装置に関して、特にこれらの機能を組み合わせてハンドオーバーを行うことを特徴とする無線LANハンドオーバーの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線LANのハンドオーバー方法は、無線LAN端末が無線LAN基地局との通信品質が低下した場合に、他の基地局を探索し、その探索結果からもっとも通信品質の良い無線LAN基地局に再帰属するという方法をとっている。
【０００３】
ハンドオーバー時の通信ロスを削減するための試みとして、以下に示すような通信品質の低下から次の無線ネットワークへの接続までの時間を短縮し、エンドエンド間の通信を保つ方法が考案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載された発明は、あらかじめ基地局の探索を行ない、探索結果をアクセスポイント接続候補リスト（以下、ＡＰ接続候補リスト）として保持し、通信品質が悪くなった場合には、基地局の探索を行わずに、ＡＰ接続候補リストからハンドオーバー先の基地局を決定する方法である。
【０００５】
他の技術としては、無線ＬＡＮ端末が定期的に接続可能な基地局を探索し、この結果を管理テーブルに記憶し、通信状態が悪化した場合に管理テーブルに保持されている基地局に接続する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
これらの方法では、通信品質低下後の通信ロスの低減は可能だが、無線LANネットワークの探索時に生じる通信ロスを防ぐことはできない。以下、無線LANネットワークの探索時に生じる通信ロスについて説明する。
【０００７】
図１に示すように、IEEE 802.11にて規格化されているインフラストラクチャモードで動作する無線LANシステムは、一つ、もしくは、複数のAP(Access Point:基地局)101〜103と、一つ、もしくは複数の端末104、105と、APを中心としてそこに帰属する端末で構成されるBSS(Basic Service Set:基本サービスセット) 106、107、108と、BSS間もしくは有線LANへ接続されるネットワーク109から構成される。
【０００８】
また、IEEE 802.11にて規格化されているアドホックモードで動作する無線LANシステムは、図１７に示すように、一つ、もしくは複数の端末201〜203および204〜205と、上記端末で構成される独立した無線LANネットワークであるIBSS(Independent Basic Service Set:独立基本サービスセット)206および207とで構成される。
【０００９】
端末は一つのBSSもしくはIBSSにのみ帰属し通信を行うよう規定されている。唯一の例外がハンドオーバー中のみ一時的に通信中のBSSとハンドオーバー先のBSSに帰属することが可能であると規定されている。ハンドオーバーとは、現在端末が帰属しているBSSやIBSSを他のBSSやIBSSへ切り替える動作を指す。
【００１０】
また、あるBSSもしくはIBSSに帰属中の端末であっても、ハンドオーバー先を探すための探索を行うことができる。
【００１１】
探索とは、他のBSSもしくはIBSSの送信信号、特にネットワークの時刻同期などに使用されるビーコンを受信するパッシブスキャンや、プローブリクエストをブロードキャストパケットとして送信し、その応答であるプローブリクエストを受信することでBSSもしくはIBSSを検出するアクティブスキャンを指す。この場合、他のBSSもしくはIBSSのチャネルは、端末が現在帰属して通信しているBSSもしくはIBSSと同じチャネルに限定されないため、端末は探索中に通信中のチャネルとは異なるチャネルで受信および送信を行う可能性がある。
【００１２】
図１８に、インフラストラクチャモードで動作する図１の端末104が、既にAP 101 に帰属し通信している状態で行う探索の様子を示す。図１８は横軸を時間とした信号の流れを表しており、上向き矢印が端末の送信信号である上りパケットを、下向き矢印がAPの送信信号である下りパケットを示す。
【００１３】
AP101および、AP102は、それぞれが異なるチャネルで定期的にビーコン300および301を送信している。
【００１４】
端末104はAP101を中心として構成されるBSS106に帰属し、通信を行っており、AP101からは端末104に向けてダウンリンクデータパケットとして送信信号302が送信され、その後、端末104から302を受信したことを示すACK303がAP101へ返されている。
【００１５】
一方、端末104からはAP101に向けてアップリンクデータパケットとして送信信号303が送信され、その後、AP101から304を受信したことを示すACK305が端末104へ送信される。
【００１６】
このように、AP101と通信を行っている端末104は、探索を行うため、時刻t1より通信中チャネルから他のAP102のチャネルへ移動し、時刻t2に探索のためのプローブリクエスト306を送信する。AP102は端末104のプローブリクエストへの応答としてプローブレスポンス307を送信する。端末104においては、IEEE802.11で規定されている探索用のタイマ値が二種類設定されている。タイマ値を用いた動作は、探索を開始しミニマムチャネルタイムT1内に新たなAPを検出できなかった場合には探索を終了し、T1内に検出できた場合にはさらにマキシマムチャネルタイムT2まで探索時間を延長するものである。図１８においてはAP102からのプローブレスポンス307がT1内に送信され、端末104において307を受信したことを示すACK308が返されている。すなわち、端末104ではミニマムチャネルタイムT1内に新たなAP102を検出しているため、マキシマムチャネルタイムT2終了まで探索時間を延長し、時刻t4に通信中であったAP101のチャネルへ戻ることとなる。通信中であったAP101では端末104が不在である時刻t1からt4の間に発生した下りパケットは、端末104からACKが返らないため、再送309を繰り返す。
【特許文献１】特開２００４−２０７９２２号公報
【特許文献２】特開平８−１９１３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
第１の問題点は、探索中の端末は、通信中チャネルから探索を行っている他のチャネルへ移動している時間中に、APから送信される下りパケットを受信できないことである。その理由は、通信中のチャネルと探索を行う他のチャネルは同じチャネルに限定されていないからである。そのため、探索中には通信中のチャネルとは異なるチャネルで探索を行う可能性があり、その場合には本来受信すべき下りパケットを受信でない。通信中のAPは端末が探索中であっても下りパケットを送信し、APにあらかじめ設定された再送回数の上限まで再送を繰り返し、上限に達した時点でその下りパケットの破棄を行う。端末が探索を終了し通信中のチャネルへ戻ったとしても再送上限回数を超えて破棄された下りパケットは受信できない。
【００１８】
第２の問題点は、無線ネットワークの負荷が上ってしまうことである。その理由は、端末が下りパケットを受信できずACKが返されない場合、APは下りパケットの再送を繰り返すこととなる。この再送はAPにあらかじめ設定されている再送回数の上限値まで同じパケットが再送され、かつ新たな下りパケットが発生する都度繰り返されることとなる。
【００１９】
第３の問題点は、端末が他のチャネルを探索中に通信中のチャネルのAPから帰属を解除される可能性があることである。その理由は、APは下りパケットの再送回数などから端末が不在であることを検出するAP内に保持している帰属している端末を管理する帰属テーブルから、不在である端末を削除することがある。帰属テーブルから端末が削除されると、他チャネルの探索から戻った場合に、そのまま通信することが不可能となり、再度帰属処理を行う必要が生じる。
【００２０】
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、帰属中の端末が他のBSSまたはIBSSを探索する場合に、自端末宛のパケットの無線区間での再送およびロスを防ぐことにより、ネットワーク伝送効率およびネットワークの信頼性を向上させることのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決する第１の発明は、パワーセーブ機能を有する無線LANシステムにおける無線LANハンドオーバー方法であって、
BSSまたはIBSSに帰属中の無線LAN装置は、帰属中のBSSまたはIBSSに対してパワーセーブに遷移することを事前に通知した後、又は事前にパワーセーブに意図的に遷移した後、他のBSS又はIBSSを探索することを特徴とする。
【００２２】
上記課題を解決する第２の発明は、上記第１の発明において、BSSに帰属中の無線LAN装置が、現在帰属しているBSSと同一チャネルを使用している他のBSSを探索し、連続して他のチャネルの探索をする場合、他のチャネルへ移動する前に帰属中のBSSに対してパワーセーブに遷移することを通知することを特徴とする。
【００２３】
上記課題を解決する第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、前記パワーセーブに遷移する通知は、上り送信パケットが存在する場合には前記上りパケットのPower Management bitを使用することを特徴とする。
【００２４】
上記課題を解決する第４の発明は、上記第１又は第２の発明において、前記パワーセーブに遷移する通知は、上り送信パケットが存在しない場合にはNull functionのパケットを送信し、前記パケットのPower Management bitを使用することを特徴とする。
【００２５】
上記課題を解決する第５の発明は、上記第１の発明において、前記無線LAN装置がアドホックモードで動作する無線LAN装置である場合、ビーコンの送信を意図的に回避し、前記パワーセーブに意図的に遷移することを特徴とした。
【００２６】
上記課題を解決する第６の発明は、上記第１から第５の発明において、BSS又はIBSSに帰属中の無線LAN装置は、他のBSSまたはIBSSを探索する場合、あらかじめ帰属中のBSS又はIBSSで通信すべきパケットの発生時刻が無線LAN装置で既知であり、かつ、帰属中のチャネルを離れて探索を行っている時間の管理機能を持ち、かつ、１つのチャネルを探索するために必要な時間の計算および管理機能を持つことにより、他のBSS又はIBSSの探索の継続する、又は、探索を中止して帰属中のBSSまたはIBSSでのパケットの通信する動作のいずれかを選択することを特徴とする。
【００２７】
上記課題を解決する第７の発明は、上記第６の発明において、前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作する場合、次に受信する必要のあるパケットはDTIM周期のビーコンであることを特徴とする。
【００２８】
上記課題を解決する第８の発明は、上記第６の発明において、前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作する場合、次に受信する必要のあるパケットはListen Interval周期のビーコンであることを特徴とする。
【００２９】
上記課題を解決する第９の発明は、上記第１から第８のいずれかの発明において、前記無線LAN装置が、探索を中止して帰属中のBSSまたはIBSSでのパケットの通信を行うため、帰属中のチャネルへ移動し、かつ、帰属中のBSSまたはIBSSにおける通信が終了した時点で、再度他のチャネルにおけるBSSまたはIBSSの探索を継続することを特徴とする。
【００３０】
上記課題を解決する第１０の発明は、上記第１から第９のいずれかの発明において、前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作し、BSS探索から帰属中のBSSとの通信に移る場合、帰属中のBSSのチャネルへ戻った時点で、又は通信再開時に、帰属中のBSSに対してアクティブモードに遷移することを通知することを特徴とする。
【００３１】
上記課題を解決する第１１の発明は、上記第１０の発明において、上り送信パケットが存在する場合には、前記アクティブモードに遷移する通知は前記上りパケットのPower Management bitを使用することを特徴とする。
【００３２】
上記課題を解決する第１２の発明は、上記第１０の発明において、上り送信パケットが存在しない場合には、前記アクティブモードに遷移する通知はNull functionのパケットを送信し、前記パケットのPower Management bitを使用することを特徴とする。
【００３３】
上記課題を解決する第１３の発明は、パワーセーブ機能を有する無線LANシステムの無線LAN装置であって、帰属中のBSSまたはIBSSに対してパワーセーブに遷移することを通知、又はパワーセーブに意図的に遷移する手段と、偽パワーセーブの遷移後、他のBSS又はIBSSを探索する手段とを有することを特徴とする。
【００３４】
上記課題を解決する第１４の発明は、上記第１３の発明において、BSSに帰属中の無線LAN装置が、現在帰属しているBSSと同一チャネルを使用している他のBSSを探索し、連続して他のチャネルの探索をする場合、他のチャネルへ移動する前に帰属中のBSSに対してパワーセーブに遷移することを通知する手段を有することを特徴とする。
【００３５】
上記課題を解決する第１５の発明は、上記第１３又は第１４の発明において、前記パワーセーブに遷移する通知は、上り送信パケットが存在する場合には前記上りパケットのPower Management bitを使用することを特徴とする。
【００３６】
上記課題を解決する第１６の発明は、上記第１３又は第１４の発明において、前記パワーセーブに遷移する通知は、上り送信パケットが存在しない場合にはNull functionのパケットを送信し、前記パケットのPower Management bitを使用することを特徴とする。
【００３７】
上記課題を解決する第１７の発明は、上記第１３の発明において、前記無線LAN装置がアドホックモードで動作する無線LAN装置である場合、ビーコンの送信を意図的に回避し、前記パワーセーブに意図的に遷移する手段を有することを特徴とした。
【００３８】
上記課題を解決する第１８の発明は、上記第１３から第１７のいずれかの発明において、帰属中のBSS又はIBSSで通信すべきパケットの発生時刻が記憶された記憶手段と、帰属中のチャネルを離れて探索を行っている時間の管理手段と、１つのチャネルを探索するために必要な時間の管理手段とを有し、
現在探索中の他のBSS又はIBSSの探索の継続する、又は、探索を中止して帰属中のBSSまたはIBSSでのパケットの通信する動作のいずれかを選択するように構成されていることを特徴とする。
【００３９】
上記課題を解決する第１９の発明は、上記第１８の発明において、前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作する場合、通信すべきパケットはDTIM周期のビーコンのパケットであることを特徴とする。
【００４０】
上記課題を解決する第２０の発明は、上記第１８の発明において、前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作する場合、通信すべきパケットはListen Interval周期のビーコンのパケットであることを特徴とする。
【００４１】
上記課題を解決する第２１の発明は、上記第１３から第２０のいずれかの発明において、前記無線LAN装置が、探索を中止して帰属中のBSSまたはIBSSでのパケットの通信を行うため、帰属中のチャネルへ移動し、かつ、帰属中のBSSまたはIBSSにおける通信が終了した時点で、再度他のチャネルにおけるBSSまたはIBSSの探索を継続することを特徴とする。
【００４２】
上記課題を解決する第２２発明は、上記第１３から第２１のいずれかの発明において、前記無線LAN装置がインフラストラクチャモードで動作し、BSS探索から帰属中のBSSとの通信に移る場合、帰属中のBSSのチャネルへ戻った時点で、又は通信再開時に、帰属中のBSSに対してアクティブモードに遷移することを通知する手段を有することを特徴とする。
【００４３】
上記課題を解決する第２３の発明は、上記第２２の発明において、上り送信パケットが存在する場合には、前記アクティブモードに遷移する通知は前記上りパケットのPower Management bitを使用することを特徴とする。
【００４４】
上記課題を解決する第２４の発明は、上記第２２の発明において、上り送信パケットが存在しない場合には、前記アクティブモードに遷移する通知はNull functionのパケットを送信し、前記パケットのPower Management bitを使用することを特徴とする。
【００４５】
上記の如く構成された本発明は、スキャン中の端末の動作としてパワーセーブモードを利用することを特徴とする。以下、インフラストラクチャモードでの動作を例に説明する。
【００４６】
IEEE802.11で規定されているパワーセーブモードとは、端末は基地局が周期的(周期：Beacon Interval)に送信するビーコンを間欠的（周期：Listen Interval）に受信し、その他の期間はスリープ状態(Doze)になることにより消費電力を抑えるというものである。
【００４７】
また、DTIM周期とは、基地局がブロードキャストパケットを送信するビーコンタイミングの周期である。一方、Listen Intervalは、DTIMとは独立に設定可能であり、基地局へあらかじめ通知する値である。端末はListen Intervalを長く設定することで、より長い時間スリープ状態を保持し消費電力を抑えることが可能となるが、その一方でブロードキャストパケットの受信損失が発生する。
【００４８】
パワーセーブモード中の端末に対して、下りパケットロスを防ぐために、基地局は帰属中の端末の電力管理状態を記憶し、端末がアクティブモードであれば下りデータを転送し、パワーセーブモードであれば下りデータをバッファリングする機能を有する。
【００４９】
基地局はListen Intervalの間、端末向けのパケットをバッファリングする必要があるため、基地局の有するメモリ量から許容できるListen Intervalを決定し、端末が帰属時に通知するListen Intervalの可否判断を行う。
【００５０】
そして、基地局側から見てパワーセーブモード中に、端末は他のBSS又はIBSSを探索する。
【００５１】
パワーセーブモード時の下りパケット転送シーケンスについて述べる。APは端末宛のパケットをバッファリングしている場合、ビーコンのTIM情報に端末の識別子を表示する。端末はTIMに自局の識別子が表示されていた場合、バッファリングしているパケットの要求(PS-Pollフレーム)を行い、基地局はバッファリングしていたパケットを送信する。
【発明の効果】
【００５２】
第１の効果は、端末はスキャンを行う前にアクティブモードからパワーセーブモードに遷移することをAPに通知するため、端末が他のチャネルに移っても端末宛のパケットはAPがバッファリングしており、端末がListen Interval内に元のチャネルに戻り、パケット要求を行うことにより下りのパケットの喪失を防ぐことができる。
【００５３】
第２の効果は、端末がアクティブモードのまま他のチャネルに移った場合、基地局は端末宛のパケットが到着するとそのまま転送し、端末からのACKが返らないことから再送を続けるため、無線区間の高負荷化が避けられない。しかし、本発明では端末はスキャンを行う前にアクティブモードからパワーセーブモードに遷移することをAPに通知するため、端末が他のチャネルに移っても端末宛のパケットはAPがバッファリングしているため、転送および再送を避けることができ、無線区間の高負荷化を回避することが可能となる。
【００５４】
第３の効果は、端末がアクティブモードのまま他のチャネルに移った場合、基地局は端末宛のパケットが到着するとそのまま転送し、端末からのACKがある一定期間以上継続すると、端末が自基地局との通信圏外に移動したと判断する場合があり、帰属を解除される可能性がある。しかし、本発明では端末はスキャンを行う前にアクティブモードからパワーセーブモードに遷移することをAPに通知するため、基地局は端末が他のチャネルに移ってもListen Interval内はDoze状態に遷移していると判断するため、帰属解除を回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５６】
本発明のシステムは、図１に示すように、一つ、もしくは、複数のAP(Access Point:基地局)101〜103と、一つ、もしくは複数の端末104、105と、APを中心としてそこに帰属する端末で構成されるBSS106、107、108と、BSS間もしくは有線LANへ接続されるネットワーク109とから構成される。
【００５７】
AP101〜103および端末106〜108はIEEE802.11で規定される省電力機能（パワーセーブモード）を有することとする。
【００５８】
上述の如く、IEEE802.11で規定されているパワーセーブモードとは、端末は基地局が周期的(周期：Beacon Interval)に送信するビーコンを間欠的（周期：Listen Interval）に受信し、その他の期間はスリープ状態(Doze)になることにより消費電力を抑えるというものである。パワーセーブモード中の端末に対して、下りパケットロスを防ぐために、基地局は帰属中の端末の電力管理状態を記憶し、端末がアクティブモードであれば下りデータを転送し、パワーセーブモードであれば下りデータをバッファリングする機能を有する。そして、基地局はListen Intervalの間、端末向けのパケットをバッファリングする必要があるため、基地局の有するメモリ量から許容できるListen Intervalを決定し、端末が帰属時に通知するListen Intervalの可否判断を行う。APは端末宛のパケットをバッファリングしている場合、ビーコンのTIM情報に端末の識別子を表示する。端末はTIMに自局の識別子が表示されていた場合、バッファリングしているパケットの要求(PS-Pollフレーム)を行い、基地局はバッファリングしていたパケットを送信するものである。
【００５９】
端末は送信パケットのPower Management bitを1に設定することで、基地局に対して自局がパワーセーブモード中であることを示すことが可能である。Power Management bitは、パワーセーブモードへ遷移するときのみならず、パワーセーブ中に端末から帰属中の基地局に対して送信されるパケット全てにおいて1に設定される。アクティブモードに遷移する場合、およびアクティブモードで動作する場合には、送信パケットのPower Management bitに0を設定する。端末がパワーセーブモード中であっても、端末から基地局に対して送信されるパケットのタイミングは、アクティブモードで動作している場合と同様に任意のタイミングで送信可能である。
【００６０】
次に、端末104の構成を、図２を用いて説明する。
【００６１】
図２に示すように、端末104は、無線LAN機器を使用するホストとのI/FとなるホストI/F1201、無線LANのMACレイヤ処理を行うMAC処理部1202、無線LANのBB(Base Band)処理を行うBB処理部1203、無線LANのRF(無線部)の処理を行うRF部1204、およびアンテナ1205により構成される。
【００６２】
ここで、MAC処理部1202は、上位とのI/Fとなる上位I/F部1211、送受信データを格納する送受信データメモリ1212、送受信データの処理を行う送受信データ処理部1213、BB処理部1203とのインターフェースとなる下位I/F部1214、および無線レイヤの制御を行う無線レイヤ制御部1215から構成される。
【００６３】
図３に無線レイヤ制御部1215の詳細な構成を示す。
【００６４】
図３に示すように、無線レイヤ制御部1215は、端末104の帰属に必要な情報や、帰属の状態を管理する、帰属状態・情報管理部1221、端末104の帰属しているBSSまたはIBSSの情報を保持する帰属情報テーブル1223、端末104の送受信データの通信品質の管理および制御を行う通信品質制御部1222、ネットワーク、すなわちBSSまたはIBSSの探索を行うネットワーク探索部1224、端末104の同期情報の管理を行うTSF同期管理部1225、および端末104の省電力動作の管理および制御を行う省電力制御部1226から構成される。
【００６５】
このような構成において、インフラストラクチャモードで動作する図１の端末104が、既にAP 101 に帰属し通信している状態で行う探索の動作について説明する。
【００６６】
端末104はAP101に帰属し通信を行っているが、ここで送信されるデータは、ホストI/F1021を経由して、上位I/F部1211入力される。上位I/F部1211は、送信すべきデータを送受信データメモリ1212に入力し、送信データが入力されたことを送受信データ処理部1213に通知する。送受信データ処理部1213では、上位I/F部1211からの通知および無線レイヤ制御部1215からの情報を用いて、送受信データメモリ上の送信データを無線LANデータフォーマットに変換し、下位I/F部1214へ送信要求を通知し送信の機会を待つ。
【００６７】
下位I/F部1214はBB処理部1203や無線レイヤ制御部1215からの情報を元に、送信タイミングを確定し、送受信データ処理部1213へ通知する。送信データ処理部1213は下位I/F部1214の指示に従い、速やかに無線LANフォーマットに変換された送信データを下位I/F部へ入力する。下位I/F部は無線レイヤ制御部1215から指示のあった送信伝送レートなど送信に必要な情報と共にBB処理部1203へ送信データを入力する。送信データはBB処理部1203ではベースバンド処理を施され、RF部1204およびアンテナ1205を経て送信される。
【００６８】
一方受信データは、アンテナ1205、RF部1204、およびBB処理部1203を経て下位I/F部1214へ入力される。下位I/F部1214では受信された無線フレームを送受信データ処理部1213へ入力する。送受信データ処理部1213では、受信された無線フレームが、データフレームの場合には送受信データメモリ1212へ保存し、受信データの存在を上位I/F部1211へ通知する。一方、受信された無線フレームがManagementフレーム、およびControlフレームであった場合には、無線レイヤ制御部1215へ通知する。
【００６９】
これらの送受信処理の過程で、送受信データ処理部1213は送信データの再送回数、送信伝送レート、受信電力、受信エラー、受信伝送レートなど、通信品質に関係する情報を無線レイヤ制御部1215へ通知する。また、Managementフレーム、Controlフレーム、およびNull functionデータフレームの送信に関して、無線レイヤ制御部1215からの要求に応じて送信処理を行い、その結果を無線レイヤ制御部1215へ通知する。
【００７０】
端末104の無線レイヤの制御は無線レイヤ制御部1215で行われる。図３に示すように、上位I/F部1211は帰属状態・情報管理部1221に対して、帰属すべきネットワークの情報、すなわちSSID、使用すべきチャネルなどの情報を通知する。
【００７１】
一方、帰属状態・情報管理部1221は上位I/F部1211に対して、現在の帰属の状態を通知する。
【００７２】
通信品質制御部1222は、送受信データ処理部1213より通知された通信品質に関係する情報を元に、通信品質の低下を判定する。通信品質は帰属状態・情報管理部1221に通知される。
【００７３】
帰属状態・情報管理部1221では、送受信データや通信品質を判断材料とし探索を開始する。ここでは探索の開始条件については言及しない。帰属状態・情報管理部1221は探索に必要な情報をネットワーク探索部1224へ設定する。同時に省電力制御部1226に省電力モードへの移行を要求する。省電力制御部1226では、帰属状態・情報管理部1221からの要求に従い、省電力モードへの移行をAP101へ通知する処理を開始する。
【００７４】
省電力制御部1226は省電力モードへの移行をAP101へ通知するため、送受信データ処理部に対して上りパケット、すなわち送信データの無線フレームフォーマット変換時に、Power Management bitを1に設定するよう指示を行う。これにより、端末104から送信される上りパケットは省電力モードへの移行をAP101に通知することになる。省電力制御部1226は送受信処理部1213から先ほどのPower Management bitが1に設定されたパケットの送信が成功の通知を受けると、速やかにAP101への通知が完了した旨帰属状態・情報管理部1221へ通知する。
【００７５】
帰属状態・情報管理部1221はAP101への省電力モードへの移行通知が完了したタイミングで送受信データ処理部1213に探索状態への移行を通知し、ネットワーク探索部1224に対しては探索の開始を通知する。
【００７６】
送受信データ処理部1213では探索中は通常のデータ送信は行わない。
【００７７】
ネットワーク探索部1224では、帰属状態・情報管理部1221を経由して送受信データ処理部1213に対して探索に必要なチャネルを通知し、探索に必要なプローブリクエストフレームフォーマットを入力する。送受信データ処理部1213では下位I/F1214を経由してプローブリクエストが送信される。このプローブリクエストに対するプローブレスポンスは送受信データ処理部1213から帰属状態・情報管理部1221を経由してネットワーク探索部1224へ入力される。
【００７８】
ネットワーク探索部1224では、TSF同期管理部1225からの同期情報と、あらかじめ設定された探索時間を元に探索を完了し、探索結果を帰属状態・情報管理部1221へ通知する。
【００７９】
帰属状態・情報管理部1221ではネットワーク探索部1224からの探索完了の通知を受けたら、送受信データ処理部1213に対して探索の完了を通知し、省電力制御部1226に対しては省電力モードからアクティブモードへの移行を要求する。
【００８０】
送受信データ処理部1213は探索完了の通知を受けて、通常の送信データ処理を再開する。
【００８１】
省電力制御部1226では、帰属状態・情報管理部1221からの要求に従い、アクティブモードへの移行をAP101へ通知する処理を開始する。省電力制御部1226はアクティブモードへの移行をAP101へ通知するため、送受信データ処理部に対して上りパケット、すなわち送信データの無線フレームフォーマット変換時に、Power Management bitを0に設定するよう指示を行う。これにより、端末104から送信される上りパケットはアクティブモードへの移行をAP101に通知することになる。省電力制御部1226は送受信処理部1213から先ほどのPower Management bitが0に設定されたパケットの送信が成功の通知を受けると、速やかにAP101への通知が完了した旨帰属状態・情報管理部1221へ通知する。
【００８２】
図４に、インフラストラクチャモードで動作する図１の端末104が、AP101に帰属し通信している状態で行う探索の様子を時間の流れに沿った無線上のパケットを用いて示す。
【００８３】
図４は横軸を時間とした信号の流れを表しており、上向き矢印が端末の送信信号である上りパケットを、下向き矢印がAPの送信信号である下りパケットを示す。
【００８４】
AP101および、AP102は、それぞれが異なるチャネルで定期的にビーコン400および401を送信している。
【００８５】
端末104はAP101を中心として構成されるBSS106に帰属し、通信を行っている。パケット402〜405は、それぞれ、AP101から端末104に向けたダウンリンクデータパケットと、そのACK、端末104からAP101に向けたアップリンクデータパケットとそのACKを表す。
【００８６】
このように、AP101と通信を行っている端末104は、探索のため時刻t1より通信中チャネルから他のAP102のチャネルへ移動するが、このt1以前の時刻にAP101へ送信される上りパケット406で省電力モードへの移行を通知する。この省電力モードへの移行通知は、パケットに含まれるPower Management bitを1に設定することで行われる。
【００８７】
図５に一般的にアップリンクデータを送信するために使用されるデータフレームフォーマットを示す。MACヘッダー500に含まれるPower Management bit 501は省電力モード時のみ1に設定される。APでは端末からPower Management bitが1に設定されたフレームを受信した場合には、それ以降のダウンリンクデータは全てAPでバッファリングし、バッファリングされたデータはPS-Pollフレームとよばれる端末からの送信されるダウンリンクデータの要求パケットに呼応する形で送信しなくてはならない。
【００８８】
AP101はPower Management bitが1に設定された上りパケット406を受信したため、これ移行のダウンリンクデータパケットは発生のタイミングで送信されず、AP101にバッファリングされることとなる。
【００８９】
一方、端末104はPower Management bitが1に設定された上りパケット406がAP101で受信されたことをACK407にて確認後、時刻t1から探索のためチャネルを移動し、時刻t2に探索のためのプローブリクエスト408を送信する。AP102は端末104のプローブリクエストへの応答としてプローブレスポンス409を送信する。端末104ではミニマムチャネルタイムT1内に新たなAP102を検出したため、マキシマムチャネルタイムT2終了まで探索時間を延長し、時刻t4に通信中であったAP101のチャネルへ戻ることとなる。
【００９０】
端末104は通信中であったチャネルへ移動後、Power Management bitが0に設定された上りパケット410を送信することで、AP101へ省電力モードの解除、すなわちアクティブモードへの移行を通知する。AP101は410を受信したことで、端末104が下りパケットを受信可能であることを検出し、時刻t1からt4の間に発生し、AP内にバッファリングされている下りパケット411を順次送信する。また、これ移行発生した下りパケットはバッファリングされることなく送信される。
【００９１】
図６から図９を用いて、端末104における探索処理の流れをフローチャートで示す。
【００９２】
図６は通信中の端末104が、探索の開始したときのフローチャートであり、端末104は探索を開始すると、省電力モードに遷移S1する。その後、BSSの探索S2を行う。探索完了後、アクティブモードに遷移S3し、探索を終了する。
【００９３】
省電力モードに遷移(s1)するフローチャートを、図７を用いて説明する。省電力モードの遷移を開始するために、端末104は上り送信データのPower Management bitに1を設定する(s11)。
【００９４】
BSSの探索について図８に示す。まず送信データ処理を停止し(s21)、探索先チャネルへ移動する(s22)。探索先チャネルでＢＳＳを探索する(s23)。ミニマムチャネルタイムの経過を待つ(s24)。APがミニマムチャネルタイム内に検出できなければ(s26)通信中チャネルへ移動し(s27)、検出されていれば(s26)マキシマムチャネルタイムの経過後(s25)、通信中チャネルへ移動する(s27)。送信データ処理を再開し(s28)、探索を完了する。
【００９５】
探索完了後、アクティブモードへの遷移(s3)するフローを、図９を用いて説明する。アクティブモードへの遷移のため、送信データのPower Management bitに0を設定する(s31)。
【００９６】
以下、具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００９７】
実施例１を説明する。
【００９８】
実施例１では、インフラストラクチャモードで動作する端末104が既にAP 101 に帰属して通信している状態で行う探索の一例について説明する。
【００９９】
図１０に、インフラストラクチャモードで動作する図１の端末104が、既にAP 101 に帰属し通信している状態で行う探索の様子を示す。図１０では横軸を時間とした信号の流れを表しており、上向き矢印が端末の送信信号である上りパケットを、下向き矢印がAPの送信信号である下りパケットを示している。
【０１００】
AP101および、AP102は、それぞれが異なるチャネルで定期的にビーコン600および601を送信している。端末104はAP101を中心として構成されるBSS106に帰属し、ダウンリンクデータの受信を主とする通信を行っている。パケット602はAP101から端末104に向けたダウンリンクデータパケットと、パケット603はそのACK表す。
【０１０１】
AP101と通信を行っている端末104は、探索のため時刻t1より通信中チャネルから他のAP102のチャネルへ移動するが、このt1以前の時刻にAP101へ送信される上りパケット604で省電力モードへの移行を通知する。ここで、端末104には、実際にはアップリンクで送信すべきデータが発生していないが、APへの省電力通知を行う必要がある。この場合、Null functionデータフレームを用いてAPへ省電力通知を行うことが可能である。Null functionデータフレームとは、図５に示した通常のデータフレームと同じフレームフォーマットを持つが、フレームの種別を表すSubtype502が、データフレームの場合には0000であるのに対し、0100に設定され、フレームボディ503が空であるフレームである。
【０１０２】
端末104はこのNull functionデータパケット604を送信することでAP1010へ省電力モードへの移行を通知し、探索終了までの下りパケットをAP101でバッファリングさせることが可能となる。
【実施例２】
【０１０３】
実施例２を説明する。
【０１０４】
実施例２では、インフラストラクチャモードで動作する端末104がAP101に帰属し通信している状態で行う探索の他の例について説明する。
【０１０５】
図１１に、インフラストラクチャモードで動作する図１の端末104が、AP101に帰属し通信している状態で行う探索の様子を示す。図１１は横軸を時間とした信号の流れを表しており、上向き矢印が端末の送信信号である上りパケットを、下向き矢印がAPの送信信号である下りパケットを示す。AP101、AP102およびAP103は、それぞれが異なるチャネルで通信を行っているものとする。
【０１０６】
AP101、およびAP102は、定期的にビーコン700および701を送信している。図１に示すように端末104はAP103の電波の届く範囲におらず、通信不可能な状態であるため、端末104はビーコンの受信もできない。
【０１０７】
端末104はAP101を中心として構成されるBSS106に帰属し、通信を行っている。パケット702〜705は、それぞれ、AP101から端末104に向けたダウンリンクデータパケットと、そのACK、端末104からAP101に向けたアップリンクデータパケットとそのACKを表す。端末104は、探索のため時刻t1より通信中チャネルから他のAP102のチャネルへ移動するが、このt1以前の時刻にAP101へ送信される上りパケット706でPower Management bitを1に設定し省電力モードへの移行を、AP101に対して通知する。
【０１０８】
AP101はPower Management bitが1に設定された上りパケット706を受信したため、これ移行のダウンリンクデータパケットは発生のタイミングで送信されず、AP101にバッファリングされることとなる。
【０１０９】
一方、端末104は時刻t1から探索を開始する。あらかじめ端末104では、探索すべきチャネルとして、AP101、AP102およびAP103のチャネルが設定されており、その順番はAP103のチャネル、AP101のチャネル、AP102のチャネルの順に探索を行う様設定がなされていることとする。端末104は時刻t1から探索のためチャネルをAP103のチャネルへと移動し、時刻t2に探索のためのプローブリクエスト708を送信する。AP103と端末104とでは通信不可能な距離にいるため、端末104のプローブリクエストへの応答を受信することはできず、端末104はミニマムチャネルタイムT1経過後に、次の探索のためのチャネルとしてAP101のチャネルへ移動する。
【０１１０】
端末104がAP101のチャネルでプローブリクエスト709を送信すると、AP101は端末104へプローブレスポンス710を返すと共に、端末104が省電力モードを解除していること、すなわちアクティブモードであることを検出する。これはプローブリクエストがブロードキャストパケットであるため、Power Management bitは常に0に設定されているためである。AP101はバッファリングしていた下りパケット711を順次送信する。端末104はAP101のチャネルでの探索を終了し、次のAP102のチャネルへ移動する際には、再度Power Management bitを1に設定した上りパケット712を送信することで省電力モードへの移行をAP101に対して再通知する。このように省電力モードへの移行をAPに対して再通知することにより、探索中に通信中のチャネルでの探索を行う場合においても下りパケットを喪失することなく探索を継続できる。
【実施例３】
【０１１１】
実施例３を説明する。
【０１１２】
実施例３では、インフラストラクチャモードで動作する端末104がAP 101 に帰属し通信している状態で行う探索の他の例について説明する。
【０１１３】
図１２に、インフラストラクチャモードで動作する図１の端末104が、AP 101 に帰属し通信している状態で行う探索の様子を示す。図１２は横軸を時間とした信号の流れを表しており、上向き矢印が端末の送信信号である上りパケットを、下向き矢印がAPの送信信号である下りパケットを示す。AP101、AP102およびAP103は、それぞれが異なるチャネルで通信を行っているものとする。
【０１１４】
AP101、およびAP102は、定期的にビーコン800および801を送信している。図１に示すように端末104はAP103の電波の届く範囲におらず、通信不可能な状態であるため、端末104はビーコンの受信もできない。
【０１１５】
端末104はAP101を中心として構成されるBSS106に帰属し、通信を行っている。パケット802〜805は、それぞれ、AP101から端末104に向けたダウンリンクデータパケットと、そのACK、端末104からAP101に向けたアップリンクデータパケットとそのACKを表す。端末104は、探索のため時刻t1より通信中チャネルから他のAP102のチャネルへ移動するが、このt1以前の時刻にAP101へ送信される上りパケット806でPower Management bitを1に設定し省電力モードへの移行を、AP101に対して通知する。
【０１１６】
AP101はPower Management bitが1に設定された上りパケット806を受信したため、これ移行のダウンリンクデータパケットは発生のタイミングで送信されず、AP101にバッファリングされることとなる。
【０１１７】
一方、端末104は時刻t1から探索を開始する。あらかじめ端末104では、探索すべきチャネルとして、AP101、AP102およびAP103のチャネルが設定されており、その順番はAP103のチャネル、AP101のチャネル、AP102のチャネルの順に探索を行う様設定がなされていることとする。また、スキャンタイプはそれぞれのチャネルでビーコンを受信することでAPの存在を検出するパッシブスキャンを行うよう設定されていることとする。
【０１１８】
端末104は時刻t1から探索のためチャネルをAP103のチャネルへと移動し、時刻t2よりビーコン受信によるAP検出を開始する。AP103と端末104とでは通信不可能な距離にいるため、AP103のビーコンを受信することはできず、端末104はミニマムチャネルタイムT1経過後に、次の探索のためのチャネルとしてAP101のチャネルへ移動する。
【０１１９】
端末104はAP101のチャネルにおいても何らパケットを送信することなく時刻t2よりビーコンの受信によるパッシブスキャンを行う。ここでは、ミニマムチャネルタイムT1の間にAP101のビーコン808を受信しAPの存在を検出できたため、さらにマキシマスチャネルタイムT2までの間チャネルの受信を行う。マキシマムチャネルタイムT2経過後、このチャネルでの探索を終了し、次のAP102のチャネルへと移動する。ここで、通信中のチャネルで行った探索であっても、パッシブスキャンでは端末104から何らパケットを送信していないため、AP101に対して上りパケット806で行った省電力モードの通知は有効となっている。そのため、次のチャネルへ移動する際に、再度省電力モードへの移行を通知する必要はなく、このまま探索を継続することが可能である。
【実施例４】
【０１２０】
実施例４を説明する。
【０１２１】
実施例４は、インフラストラクチャモードで動作する無線LANシステムに本発明を適用した場合について説明する。
【０１２２】
図１３に、インフラストラクチャモードで動作する無線LANシステム構成を示す。ここで、AP901〜904はそれぞれBSS 906〜909を構成し、端末905はAP901に帰属し通信をしていることとする。AP901〜904は、それぞれが異なるチャネルで通信を行っているものとする。AP901〜904は、ビーコン間隔BI=100[ms]でビーコンを送信していることとする。
【０１２３】
図１３に示すように端末905はAP903の電波の届く範囲におらず、通信不可能な状態であるため、端末905はAP903のビーコンを受信することはできない。
【０１２４】
また、端末905は、探索すべきチャネルとして、BSS 906〜909の中で通信中のチャネルを除いたチャネル全てを、この順番でパッシブスキャンするよう設定されていることとする。また、ミニマムチャネルタイムT1およびマキシマムチャネルタイムT2はそれぞれ120[ms]および160[ms]に設定されていることとする。
【０１２５】
図１４は横軸を時間とした信号の流れを表しており、上向き矢印が端末の送信信号である上りパケットを、下向き矢印がAPの送信信号である下りパケットを示す。ビーコン920〜922はAP901、AP902およびAP904のビーコンを表す。パケット923はAP901から端末905に向けたダウンリンクデータパケットを、パケット924は端末905からAP901に向けたアップリンクデータパケットを表し、ACKパケットの記載は省略している。
【０１２６】
また、端末905はAP901へ帰属する際に省電力モード時にWake Upする周期Listen Interval Lを3[ビーコン間隔]、すなわち300[ms]に設定していることとする。このListen Intervalは図１５に示すように、端末が帰属時に送信するAssociation Management フレームに、Listen Interval 1001として含まれAPへ通知される。APでは端末から省電力モードへの移行を通知されると、下りパケットのバッファリングを開始するが、Listen Intervalを超えても省電力モードしている端末からPS-Pollによる送信要求がない場合には、Listen Intervalを超えてバッファリングされている下りパケットを破棄することができる。端末は省電力モード中であっても、このListen Intervalを超えることなく、APからの下りパケットを受信しなくてはならない。
【０１２７】
図１４において、端末905は、探索のため時刻t1より探索を開始するため、あらかじめ上りパケット924を用いてAP901に対して省電力モードへの移行を通知する。BSS907のチャネルへ移動した端末905は、ミニマムチャネルタイムT1の間チャネルをモニタしビーコンを受信することでAPの検出を行う。BSS907のチャネルではビーコンの検出に成功したため、T1経過後、さらにT2経過するまでBSS907のチャネルの探索を継続する。
【０１２８】
次にBSS908のチャネルの探索を開始する。ここでもミニマムチャネルタイムT1の間チャネルをモニタしビーコンを受信することでAPの検出を試みるがビーコンを受信できずT1経過後、本チャネルでの探索を終了する。
【０１２９】
ここで次のチャネルの探索に移る前に、端末905が通信中のチャネルを離れてから経過した時間を考えると、BSS907のチャネルで時間T2、BSS908のチャネルで時間T1だけ経過していることになる。すなわち、通信中のチャネルを離れてから280[ms]経過していることになり、このまま次のチャネルの探索を始めると、AP901でのパケットのバッファリング時間であるListen Interval、 300[ms]を超えることとなってしまい、下りパケットが破棄される可能性が生じる。
【０１３０】
AP901での下りパケットの破棄を防ぐため、端末905は次のチャネルの探索に移る前に通信中チャネルへ戻り下りパケットの受信を行うこととする。すなわち、時刻t4では通信中チャネルへ移動し、上りパケット925を用いてAP901へアクティブモードへの移行を通知し、バッファリングされていた下りパケット926の受信を行う。
【０１３１】
このように、一回の探索時間が長い場合には、探索の途中であっても、Listen Intervalを超えないよう適宜通信中のチャネルへ戻り下りパケットを受信することで下りパケットの喪失を防ぐことが可能となる。
【０１３２】
端末905はバッファリングされていたパケットの受信が終わると、AP901に対して再度上りパケット927を用いて省電力モードへの移行を通知し、次の探索すべきチャネルであるBSS909のチャネルへと移動する。BSS909のチャネルへ移動した端末905は、ミニマムチャネルタイムT1の間チャネルをモニタしビーコンを受信することでAPの検出を行う。BSS909のチャネルではビーコンの検出に成功したため、T1経過後、さらにT2経過するまでBSS909のチャネルの探索を継続する。端末905はBSS909の探索終了後、時刻t7に通信中のチャネルへ戻り上りパケット928を用いてAP901へアクティブモードへの移行を通知する。
【０１３３】
尚、上述の実施例におけるListen Intervalを、DTIMとしても、同様に実施可能である。
【実施例５】
【０１３４】
以上インフラストラクチャモードについて実施例を述べたが、アドホックモードに関しても同様な動作を行うことにより、同様な効果が得られる。
【０１３５】
そこで、実施例５では、本発明をアドホックモードに適用した場合について説明する。
【０１３６】
図１６に、アドホックモードで動作する図１７の端末203が、既にIBSS206 に帰属し通信している状態で行う探索の様子を示す。図１６は横軸を時間とした信号の流れを表しており、上向き矢印が端末203の送信信号を、下向き矢印が他の端末からの受信信号を示す。IBSS206および、IBSS207は、それぞれが異なるチャネルで定期的にビーコン1400および1401を送信している。
【０１３７】
また、端末203はIBSS206に帰属し、通信を行っている。ここで、ビーコン1400は端末203が送信しており、端末203はその後、受信データ1404とそのACK1405、送信データ1406とそのACK1407の送受信処理を行っている。
【０１３８】
ここで、IBSS206のビーコン間隔はBI1403、ATIM WindowはW1402である。IBSSでは、ビーコンは各端末間で、通常のデータと同様なバックオフタイマを用いた手順で送信することとなっている。これはバックオフタイマに0から一定の値の間で発生させた乱数をそれぞれの端末が設定し、次のビーコン送信タイミングになると全ての端末が一斉にこのタイマをカウントダウンさせる。そして、最初に０になった端末がビーコンを送信する。このとき、ビーコンを送信した端末は次のビーコンタイミングまで省電力モードに移行してはならないことになっている。また、省電力モード中の端末であっても、全てのビーコンを受信し、かつ、ATIM Window1402間は他の端末からのパケットを受信できる状態になくてはならない。さらに、ATIM Window中にATIMフレームを受信した端末は、その後もアクティブの状態を保持しなくてはならない。これは、ATIMフレームは他の端末が送信すべきデータがバッファリングされている場合に、そのバッファリングされているということを通知する手段であるからである。
【０１３９】
端末203は省電力モードを利用して他のIBSS探索するため、ビーコン1408では意図的にビーコンの送信を行わない。すなわちバックオフタイマによるビーコン送信手続きを行わない。これは、このタイミングでビーコンを送信しないことで、省電力モードへの移行を試みるためである。端末203はビーコン1408後のATIM Window内でATIMフレームを受信していないため、省電力モードへの移行条件を満たしている。これにより、次のビーコン1411までの時間を探索のためチャネル不在にすることが可能となる。
【０１４０】
端末203は他のIBSS探索後、次のビーコンタイミング1411までに速やかに通信中のチャネルへ戻り、ビーコンの送信または受信、およびATIM Windowでの受信を行わなくてはならない。アドホックモードにおいては、インフラストラクチャモードと比較した場合、全てのビーコンタイミングでアクティブ状態である必要があるため、他のIBSS探索の時間管理をより細かく行う必要がある。
【実施例６】
【０１４１】
実施例６を説明する。
【０１４２】
実施例６は、図１３に示す無線LANシステム構成において、インフラストラクチャモードで動作する無線LANシステムに本発明を適用した場合について説明する。
【０１４３】
図１３に示すように、AP901〜904はそれぞれBSS 906〜909を構成し、端末905はAP901に帰属し通信をしていることとする。AP901〜904は、それぞれが異なるチャネルで通信を行っているものとする。
【０１４４】
図１３に示すように端末905はAP903の電波の届く範囲におらず、通信不可能な状態であるため、端末905はAP903のビーコンを受信することはできない。
【０１４５】
また、端末905は、探索すべきチャネルとして、BSS 906〜909の中で通信中のチャネルを除いたチャネル全てを、この順番でパッシブスキャンするよう設定されていることとする。また、ミニマムチャネルタイムT1およびマキシマムチャネルタイムT2はそれぞれ120[ms]および160[ms]に設定されていることとする。
【０１４６】
図１９は横軸を時間とした信号の流れを表しており、上向き矢印が端末の送信信号である上りパケットを、下向き矢印がAPの送信信号である下りパケットを示す。ビーコン1500〜1502はAP901、AP902およびAP904のビーコンを表す。パケット1503はAP901から端末905に向けたダウンリンクデータパケットを、パケット1504は端末905からAP901に向けたアップリンクデータパケットを表し、ACKパケットの記載は省略している。
【０１４７】
また、ここで、端末905は送信すべきアップリンクデータパケットが、あらかじめ端末内部で既知である一定の周期Mで発生しているものとする。ここでM=340[ms]であるとする。
【０１４８】
図１９において、端末905は、時刻t1に発生した送信パケット1503を用いてAP901に対して省電力モードへの移行を通知し、探時刻t2より探索を開始する。BSS907のチャネルへ移動した端末905は、ミニマムチャネルタイムT1の間チャネルをモニタしビーコンを受信することでAPの検出を行う。BSS907のチャネルではビーコン1505の検出に成功したため、T1経過後、さらにT2経過するまでBSS907のチャネルの探索を継続する。
【０１４９】
ここで次のチャネルの探索に移る前に、端末905が通信中のチャネルを離れてから経過した時間を考えると、BSS907のチャネルで時間T2だけ経過していることになり、次のBSS908のチャネルの探索を始めると、ビーコン検出に成功した場合であってもかかる時間はT2であるため、既に経過している時間と合わせても320[ms]となり、端末905が次に送信すべきアップリンクデータパケットが発生するタイミングである340[ms]を超過しないことがわかる。
【０１５０】
よって、端末905は次にBSS908のチャネルの探索を開始する。ここでもミニマムチャネルタイムT1の間チャネルをモニタしビーコンを受信することでAPの検出を試みるがビーコンを受信できずT1経過後、本チャネルでの探索を終了する。
【０１５１】
ここで次のチャネルの探索に移る前に、端末905が通信中のチャネルを離れてから経過した時間を考えると、BSS907のチャネルで時間T2、BSS908のチャネルで時間T1だけ経過していることになり、合計300[ms]経過している。このまま次のチャネルの探索を始めると、端末905が送信すべきアップリンクデータパケットが発生するタイミングを超過する。
【０１５２】
端末905は、次のチャネルの探索に移る前に通信中チャネルへ戻り送信すべきアップリンクデータパケットの発生に備えることとする。すなわち、時刻t5では通信中チャネルへ移動し、送信パケット1506を送信する。ここで送信パケット1506は、この後、次のチャネルの探索を継続するため、端末905はパワーセーブモードを維持することとし、Power Management bitは1に設定した状態で送信される。また端末905は、その後受信したビーコン1507を受信し、自局宛てのパケットがバッファリングされていることを検出すると、バッファリングしているパケットの要求(PS-Pollフレーム)を行い下りパケットの受信を行う。
【０１５３】
このように、一回の探索時間が長い場合には、探索の途中であっても、送信すべきアップリンクデータパケットの発生間隔を超えないよう適宜通信中のチャネルへ戻ることで、適切なタイミングでアップリンクデータパケットを送信することが可能となる。
【０１５４】
端末905はバッファリングされていたパケットの受信が終わると、端末905は次の探索すべきチャネルであるBSS909のチャネルへと移動する。ここで、BSS909のチャネルへ移動した端末905は、ミニマムチャネルタイムT1の間チャネルをモニタし、ビーコンを受信することでAPの検出を行う。BSS909のチャネルではビーコンの検出に成功したため、T1経過後、さらにT2経過するまでBSS909のチャネルの探索を継続する。端末905はBSS909の探索終了後、時刻t8に通信中のチャネルへ戻る。探索がすべて終了し、パワーセーブモードを継続する必要がなくなったため、AP901へアクティブモードへの移行を通知するが、端末905には送信すべきアップリンクパケットが発生していないため、Null functionデータフレームを用いてアクティブモードへの移行の通知を行う。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】図１はインフラストラクチャモードで動作する無線LANシステム構成例を示す図である。
【図２】図２は図１における本発明を適用した無線LAN装置の構成図である。
【図３】図３は図１における本発明を適用した無線LAN装置の構成図である。
【図４】図４は図１における本発明を適用した通信中探索タイミング図である。
【図５】図５はデータフレームフォーマットを示す図である。
【図６】図６は図１における本発明を適用したフローチャートである。
【図７】図７は図１における本発明を適用したフローチャートである。
【図８】図８は図１における本発明を適用したフローチャートである。
【図９】図９は図１における本発明を適用したフローチャートである。
【図１０】図１０は実施例１における通信中探索タイミング図である。
【図１１】図１１は実施例２における通信中探索タイミング図である。
【図１２】図１２は実施例３における通信中探索タイミング図である。
【図１３】図１３は実施例４における無線LANシステム構成例を示す図である。
【図１４】図１４は実施例４における通信中探索タイミング図である。
【図１５】図１５はAssociation Management フレームフォーマットを示す図である。
【図１６】図１６は実施例５における通信中探索タイミング図である。
【図１７】図１７はアドホックモードで動作する無線LANシステムの構成例を示す図である。
【図１８】図１８は図１における従来の通信中探索タイミング図である。
【図１９】図１９は実施例６における通信中探索タイミング図である。
【符号の説明】
【０１５６】
101〜103          AP
104、105          端末
106、107、108    BSS
109              ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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