(57)【要約】      （修正有）【課題】無線通信装置に接続可能な通信範囲を狭めずに、無線通信装置に接続可能な端末を制限する無線通信装置及び無線通信システムを提供する。【解決手段】通信システム１において、第１の通信範囲A1で通信可能な第１のアンテナ４と、第１の通信範囲A1の一部の範囲である第２の通信範囲A2で通信可能な第２のアンテナ５と、第１のアンテナ４を用いる、自装置に認証を要求する認証要求であって、端末３の識別子を含む認証要求を受信する受信部と、受信部が認証要求を受信したときに、第２のアンテナ５を用いる、認証要求に対する応答であって、識別子が宛先に設定された応答を送信する送信部と、送信部が応答を送信した後に、第１のアンテナ４を用いて、端末３と通信を行う通信部とを有する。【選択図】図１
2018207307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信範囲で通信可能な第１のアンテナと、
前記第１の通信範囲の一部の範囲である第２の通信範囲で通信可能な第２のアンテナと、
前記第１のアンテナを用いて、自装置に認証を要求する認証要求であって、端末の識別子を含む認証要求を受信する受信部と、
前記受信部が前記認証要求を受信したときに、前記第２のアンテナを用いて、前記認証要求に対する応答であって、前記識別子が宛先に設定された応答を送信する送信部と、
前記送信部が前記応答を送信した後に、前記第１のアンテナを用いて、前記端末と通信を行う通信部と、
を有する無線通信装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナを用いた通信と、前記第２のアンテナを用いた通信は、同一の通信規格に準拠していることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記応答は、前記通信規格において、前記通信部が前記端末と通信をする前に送信するように規定されていることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記受信部は、前記第１のアンテナを用いて、自装置に接続を要求する接続要求であって、前記識別子を含む接続要求を受信し、
前記送信部は、前記受信部が前記接続要求を受信したときに、前記第２のアンテナを用いて、前記接続要求に対する応答であって、前記識別子が宛先に設定された応答を送信し、
前記通信部は、前記認証要求に対する応答と前記接続要求に対する応答の各々を前記送信部が送信した後に、前記第１のアンテナを用いて、前記端末と通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記第２の通信範囲は、前記無線通信装置の設置される施設のエントランスの範囲であると共に、前記第１の通信範囲は前記施設の全域を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記施設は、家、事務所、工場、城、飲食店、ホテル、空港、図書館、学校、公衆浴場、遊園地のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
無線通信装置と端末とを備えた無線通信システムであって、
前記無線通信装置は、
第１の通信範囲で通信可能な第１のアンテナと、
前記第１の通信範囲の一部の範囲である第２の通信範囲で通信可能な第２のアンテナと、
前記第１のアンテナを用いて、自装置に認証を要求する認証要求であって、端末の識別子を含む認証要求を受信する第１の受信部と、
前記第１の通信部が前記認証要求を受信したときに、前記第２のアンテナを用いて、前記認証要求に対する応答であって、前記識別子が宛先に設定された応答を送信する第１の送信部と、
前記第１の送信部が前記応答を送信した後に、前記第１のアンテナを用いて、前記端末と通信を行う第１の通信部とを有し、
前記端末は、
前記認証要求を送信する第２の送信部と、
前記応答を受信する第２の受信部と、
前記応答を受信した後に、前記無線通信装置と通信を行う第２の通信部とを有することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
無線通信装置を備える建物であって、
前記無線通信装置は、
第１の通信範囲で通信可能な第１のアンテナと、
前記第１の通信範囲の一部の範囲である第２の通信範囲で通信可能な第２のアンテナと、
前記第１のアンテナを用いて、自装置に認証を要求する認証要求であって、端末の識別子を含む認証要求を受信する受信部と、
前記受信部が前記認証要求を受信したときに、前記第２のアンテナを用いて、前記認証要求に対する応答であって、前記識別子が宛先に設定された応答を送信する送信部と、
前記送信部が前記応答を送信した後に、前記第１のアンテナを用いて、前記端末と通信を行う通信部とを有することを特徴とする建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信システム及び建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭内や商業施設、公共交通機関等においては、無線ネットワークとして無線LAN（Wireless Local Area Network：WLAN）が広く使用されている。
【０００３】
無線LANは、高速通信が可能であるという利点を有する一方で、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)により複数の端末が時分割で通信を行うため、端末の数が増えると通信のスループットが低下するという問題を有する。
【０００４】
これを避けるために、無線LANのアクセスポイントから送出される電波の強度を意図的に弱めてアクセスポイントの通信範囲を狭め、通信範囲に在圏する端末の数を減らすことも考えられる。
【０００５】
しかしながら、これではアクセスポイントに接続している端末が通信範囲の外に移動したときにその端末が無線LANに接続することができなくなってしまい、端末の移動が制限されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１９８１３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３７３６号公報
【特許文献３】特表２００８−５１２９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一側面によれば、本発明は、無線通信装置に接続可能な通信範囲を狭めずに、無線通信装置に接続可能な端末を制限することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一側面によれば、第１の通信範囲で通信可能な第１のアンテナと、前記第１の通信範囲の一部の範囲である第２の通信範囲で通信可能な第２のアンテナと、前記第１のアンテナを用いて、自装置に認証を要求する認証要求であって、端末の識別子を含む認証要求を受信する受信部と、前記受信部が前記認証要求を受信したときに、前記第２のアンテナを用いて、前記認証要求に対する応答であって、前記識別子が宛先に設定された応答を送信する送信部と、前記送信部が前記応答を送信した後に、前記第１のアンテナを用いて、前記端末と通信を行う通信部とを有する無線通信装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
一側面によれば、無線通信装置に接続可能な通信範囲を狭めずに、無線通信装置に接続可能な端末を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態に係る通信システムの構成図である。
【図２】図２は、アクティブスキャン方式による接続手順を示す接続シーケンス図である。
【図３】図３は、通常モードのパッシブスキャン方式による接続手順を示す接続シーケンス図である。
【図４】図４は、ステルスモードのパッシブスキャン方式による接続手順を示す接続シーケンス図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るプローブ要求、プローブ応答、及び認証要求のフレーム構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る承認のフレーム構成を模式的に示す図である。
【図７】図７は、フレームの機能を特定するためのタイプ値とサブタイプ値について説明するための模式図である。
【図８】図８は、本実施形態の第１例に係る第１の通信範囲と第２の通信範囲について説明するための模式図である。
【図９】図９は、本実施形態の第２例に係る第１の通信範囲と第２の通信範囲について説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る無線通信装置と端末の各々が実装する機能レイヤについて模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る無線通信装置のハードウェア構成図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る無線通信装置の機能構成図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る端末のハードウェア構成図である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係る端末の機能構成図である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係る無線通信方法について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［システム構成］
図１は、本実施形態に係る通信システムの構成図である。
【００１２】
図１に示すように、この通信システム１は、無線通信装置２と端末３とを有する。
【００１３】
このうち、無線通信装置２は、無線LANのアクセスポイントや無線ルータであって、第１のアンテナ４と第２のアンテナ５とを備える。
【００１４】
第１のアンテナ４と第２のアンテナ５は、いずれも無線LANの電波を送受信するのに使用される。
【００１５】
この例では、無線LANが準拠する規格を第１のアンテナ４と第２のアンテナ５で同一とする。そのような規格としては、例えば、IEEE802.11xx標準規格群の802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、及び802.11acがある。
【００１６】
また、第１のアンテナ４で通信可能な範囲は第１の通信範囲A1であり、第２のアンテナ５で通信可能な範囲は第２の通信範囲A2である。これらの通信範囲A1、A2の大きさや形状は特に限定されない。ここでは、各アンテナ４、５から送信される電波強度等を調節することにより、第１の通信範囲A1の一部の範囲を第２の通信範囲A2とする。
【００１７】
一方、端末３は、無線LANにより無線通信装置２と接続可能な移動体端末である。そのような端末としては、例えば、スマートフォン、タブレット型PC(Personal Computer)、及びノート型PC等がある。
【００１８】
この例では、IEEE802.11xx標準規格群に準拠したCSMA/CA方式により複数の端末３が時分割で無線通信装置２に接続する。
【００１９】
IEEE802.11xx標準規格群においては、無線通信装置２と端末３とが相互に接続するための接続シーケンスも規定されている。本実施形態では、その接続シーケンスで要求される一部のフレームを第２の通信範囲A2で送受信し、接続が確立された後のフレームを第１の通信範囲A1で送受信する。
【００２０】
これにより、第２の通信範囲A2に在圏している端末３のみが無線通信装置２と接続することができ、無線通信装置２と接続可能な端末３の数を制限できる。
【００２１】
しかも、第２の通信範囲A2において一旦接続が確立した後は、端末３が第１の通信範囲A1に移動しても無線通信装置２と通信を行うことができる。そのため、端末３が無線通信装置２に接続可能な通信範囲が狭められず、端末３の移動範囲を広げることができる。
【００２２】
更に、前述のように第１のアンテナ４と第２のアンテナ５が準拠する無線LANの規格が同一であるため、これらのアンテナ４、５に応じて端末３が無線の規格を切り替える必要がなく、端末３に無駄な処理を強いることがない。
【００２３】
［接続シーケンス］
次に、図２〜図４を参照しながら、IEEE802.11xx標準規格群において規定される接続シーケンスについて説明する。
【００２４】
無線通信装置２と端末３との接続手順として、IEEE802.11xx標準規格群には以下のようにアクティブスキャン方式とパッシブスキャン方式とが規定されている。
【００２５】
まず、アクティブスキャン方式の接続手順について説明する。
【００２６】
図２は、アクティブスキャン方式による接続手順を示す接続シーケンス図である。
【００２７】
まず、ステップＳ１において端末３が無線通信装置２にプローブ要求（Probe Request）１００を送信する。
【００２８】
プローブ要求１００は、無線通信装置２に接続を要求する接続要求の一例であって、送信元アドレス１１とBSSID(Basic Service Set Identifier)１２とを含む。
【００２９】
このうち、送信元アドレス１１は端末３のMAC(Media Access Control)アドレスであり、端末３を一意に識別する識別子の一例である。そして、BSSID１２は、端末３が接続を希望する相手方を特定するための識別子である。この例では、無線通信装置２のMACアドレスがBSSIDとなる。
【００３０】
次に、ステップＳ２に移り、無線通信装置２が、プローブ要求１００に含まれるBSSID１２が自装置のBSSIDと同じかどうかを判断する。そして、同じであると判断した場合に、無線通信装置２が端末３にプローブ応答（Probe response）１０１を返す。
【００３１】
プローブ応答１０１は、プローブ要求１００に対する応答であり、その宛先アドレス１５にはプローブ要求１００の送信元アドレス１１が設定される。
【００３２】
続いて、ステップＳ３に移り、端末３が、プローブ応答１０１に対して応答するために無線通信装置２に対して承認（ACK）１０２を返す。
【００３３】
そして、ステップＳ４に移り、端末３が、無線通信装置２に対して認証要求（Authentication）１０３を通知する。
【００３４】
認証要求１０３は、無線通信装置２に対して認証を要求するフレームであって、その送信元アドレス１１には端末３のMACアドレスが格納される。
【００３５】
また、認証要求１０３における認証方式としては、Open認証やShared-key認証がある。
【００３６】
その認証に成功した場合には、ステップＳ５において無線通信装置２が端末３に対して承認（ACK）１０４を返す。
【００３７】
承認１０４は、認証要求１０３に対する応答であり、その承認１０４の宛先アドレス１５には認証要求１０３の送信元アドレス１１が設定される。
【００３８】
次に、ステップＳ６に移り、端末３が、無線通信装置２に参加要求（Association Request）１０５を通知する。参加要求１０５は、無線通信装置２が提供する無線LANへの参加を要求する通知である。
【００３９】
そして、無線通信装置２が参加を許可する場合には、ステップＳ７において無線通信装置２が端末３に参加応答（Association Response）１０６を返す。
【００４０】
以上により無線通信装置２と端末３との間の接続が確立される。
【００４１】
この後は、ステップＳ８において無線通信装置２と端末３との間で通信の本体部分であるデータ（Data）１０７の送受信を行う。
【００４２】
次に、パッシブスキャン方式の接続手順について説明する。
【００４３】
パッシブスキャン方式には通常モードとステルスモードとがある。
【００４４】
まず、通常モードのパッシブスキャン方式について説明する。
【００４５】
図３は、通常モードのパッシブスキャン方式による接続手順を示す接続シーケンス図である。
【００４６】
まず、ステップＳ１０において、無線通信装置２がビーコン（Beacon）１０８を定期的にブロードキャストする。そのビーコン１０８には、無線通信装置２を特定するBSSID１２が含まれる。
【００４７】
端末３は、ビーコン１０８に含まれるBSSID１２を参照することにより、無線通信装置２が接続を希望する相手であるかを判断する。
【００４８】
そして、接続を希望する場合には、図２のステップＳ４〜Ｓ７を行うことにより無線通信装置２との接続を確立し、ステップＳ８においてデータ（Data）１０７の送受信を行う。
【００４９】
次に、ステルスモードのパッシブスキャン方式について説明する。
【００５０】
図４は、ステルスモードのパッシブスキャン方式による接続手順を示す接続シーケンス図である。
【００５１】
まず、ステップＳ２０において、無線通信装置２がビーコン１０８を定期的にブロードキャストする。
【００５２】
なお、図３の通常モードとは異なり、ステルスモードではそのビーコン１０８にBSSID１２が含まれない。
【００５３】
次に、ステップＳ１に移り、ビーコン１０８を受信した端末３が無線通信装置２にプローブ要求１００を通知する。
【００５４】
これ以降は図２のステップＳ２〜Ｓ７を行うことにより無線通信装置２との接続を確立し、ステップＳ８においてデータ（Data）１０７の送受信を行う。
【００５５】
［フレーム構成］
次に、図２〜図４に示した各フレームの構成について説明する。
【００５６】
図５は、プローブ要求１００、プローブ応答１０１、及び認証要求１０３のフレーム構成を模式的に示す図である。
【００５７】
図５に示すように、これらのフレームの先頭にはMACヘッダ１７が付加されており、そのMACヘッダ１７に前述の送信元アドレス１１、BSSID１２、及び宛先アドレス１５が格納される。
【００５８】
更に、MACヘッダ１７の先頭にはフレーム制御フィールド１８が付加される。フレーム制御フィールド１８は、B0〜B15で特定される１６ビット長のフィールドである。そのフィールドのB2〜B3はタイプ値を示し、B4〜B7はサブタイプ値を示す。
【００５９】
これらのビット列B2〜B7は、後述のようにプローブ要求１００、プローブ応答１０１、及び認証要求１０３の各々を一意に識別するのに使用される。
【００６０】
図６は、承認１０４のフレーム構成を模式的に示す図である。
【００６１】
図６に示すように、承認１０４の先頭にもMACヘッダ１７が付加されており、そのMACヘッダ１７に前述の宛先アドレス１５が設定される。
【００６２】
また、図５におけるのと同様に、承認１０４にもフレーム制御フィールド１８が付加されており、そのビット列B2〜B7に承認１０４に対応したビットパターンが格納される。
【００６３】
図７は、フレームの機能を特定するためのタイプ値とサブタイプ値について説明するための模式図である。
【００６４】
図７に示すように、フレーム種別は、「データフレーム」、「コントロールフレーム」、及び「マネジメントフレーム」に大別される。
【００６５】
「データフレーム」は、前述のデータ１０７のようにアプリケーションプログラムが生成したデータが格納されるフレームである。
【００６６】
「コントロールフレーム」は、データフレームの送受信を補助するフレームであって、承認１０２、１０４等を含む。
【００６７】
そして、「マネジメントフレーム」は、無線LANへの参加や離脱を管理する管理情報を格納したフレームである。例えば、プローブ要求１００、プローブ応答１０１、認証要求１０３、及びビーコン１０８が「マネジメントフレーム」である。
【００６８】
また、これらのフレームの機能は、タイプ値とサブタイプ値により一意に識別される。
【００６９】
例えば、タイプ値が「１０」でサブタイプ値が「００００」のフレームはデータ１０７であると識別される。
【００７０】
「アンテナコンフィグレーション」は、フレームには格納されていない変数であって、使用するアンテナを特定するために無線通信装置２が独自に使用する変数である。例えば、「アンテナコンフィグレーション」の値が「１」のときには無線通信装置２は第１のアンテナ４を使用し、「２」のときには第２のアンテナ５を使用する。
【００７１】
図７に示すように、この例では無線通信装置２が承認１０４とプローブ応答１０１を送信するときのみ第２のアンテナを使用し、これ以外のフレームを無線通信装置２が送信するときには第１のアンテナ４を使用する。
【００７２】
IEEE802.11xx標準規格群によれば、図２〜図４のいずれの場合においても、無線通信装置２と端末３との間でデータ１０７の送受信を行う前に、無線通信装置２が承認１０４を送信するように規定されている。
【００７３】
よって、このように承認１０４を送信するときに第２のアンテナ５を使用することで、第２の通信範囲A2に在圏している端末３のみが無線通信装置２との接続を確立することができ、無線通信装置２に接続可能な端末３を制限できる。
【００７４】
そして、接続が確立した後のフレームの送受信に第１のアンテナ４を用いることにより、第２の通信範囲A2よりも広い第１の通信範囲A1で端末３が無線通信装置２と通信を行うことができ、無線通信装置２に接続可能な通信範囲を狭めずに済む。
【００７５】
また、図２と図４の接続シーケンスにおいては、無線通信装置２と端末３との間でデータ１０７の送受信を行う前に、無線通信装置２が承認１０４だけでなくプローブ応答１０１も送信するようにIEEE802.11xx標準規格群において規定されている。よって、プローブ応答１０１を送信するときに第２のアンテナ５を使用することで、上記と同様に通信範囲を狭めることなしに無線通信装置２と接続可能な端末３を制限することができる。
【００７６】
［通信範囲の例］
次に、第１の通信範囲A1と第２の通信範囲A2の例について説明する。
【００７７】
＜第１例＞
図８は、第１例に係る第１の通信範囲A1と第２の通信範囲A2について説明するための模式図である。
【００７８】
この例では、鍵付きの家１６の内側に無線通信装置２を設置する。家１６は、床部と、床部と対向する天井部と、床部から立ち上がると共に室内空間を囲む壁部と、壁部に設けられたエントランスを備える建物である。そして、第２のアンテナ５から送信される電波の強度等を調節することにより、家１６の内側に第２の通信範囲A2が含まれるようにする。
【００７９】
一方、第１の通信範囲A1については、第１のアンテナ４から送信される電波の強度等を調節することにより、家１６を含む広い範囲に設定する。
【００８０】
本例においては、端末３を所持した住人が鍵を開けて家１６の中に入ることにより、第２の通信範囲A2において無線通信装置２と端末３との接続が確立する。そして、接続が確立された後は、住人が家１６の外に出ても、第１の通信範囲A1に在圏する限り端末３と無線通信装置２とが通信を行うことができる。
【００８１】
これにより、他人が家１６の外で勝手に無線通信装置２と端末３とを接続するのを防止することができる。そのため、無線通信装置２に接続可能な端末３を制限できるだけでなく、無線通信装置２が提供する無線LANに他人の端末３が接続されるのを防ぐことができ、セキュリティを向上させることも可能となる。
【００８２】
＜第２例＞
図９は、第２例に係る第１の通信範囲A1と第２の通信範囲A2について説明するための模式図である。
【００８３】
この例では、エントランス１７を備えた家、事務所、工場、城、飲食店、ホテル、空港、図書館、学校、公衆浴場、遊園地等の施設１９を想定し、ユーザUが施設１９に入場できるものとする。ここで、建物は、施設１９に相当する。
【００８４】
そして、施設１９又はその部屋のエントランス１７に無線通信装置２を設置し、第２の通信範囲A2をエントランス１７に収める。一方、第１の通信範囲A1は、施設１９の全域と第２の通信範囲S2とを包含するように設定する。
【００８５】
本例においては、権限のあるユーザUがエントランス１７を入場するときに自動的に端末３が第２の通信範囲A2に在圏し、無線通信装置２と端末３との接続が確立される。
【００８６】
そして、ユーザUが施設１９に入場した後は、第１の通信範囲A1において端末３と無線通信装置２とが自由に通信を行うことができる。
【００８７】
一方、エントランス１７に入場する権限がないユーザXは、自身が保持する端末３を第２の通信範囲A2に在圏させることができないため、その端末３と無線通信装置２との間で接続を確立させることができない。これにより、本例では、権限のあるユーザのみが端末３を無線通信装置２に接続することができ、第１例と同様にセキュリティを向上させることが可能となる。
【００８８】
ここで、施設１９が家等である場合について説明する。家のエントランス１７に無線通信装置を設置し、第２の通信範囲A2をエントランス１７に収める。一方、第１の通信範囲A1を家の全域を包含するように設定する。これにより、家の住人の端末３のみを無線通信装置と通信させることができる。
【００８９】
次に、施設１９が事務所、工場、城等である場合について説明する。事務所、工場、城のエントランス１７に無線通信装置を設置し、第２の通信範囲A2をエントランス１７に収める。一方、第１の通信範囲A1を事務所、工場、城の全域を包含するように設定する。事務所、工場、城のエントランスを通過したユーザXは、入場する権限を有する。一方、事務所や城のエントランスを通過せずに、入場するユーザXは入場する権限を有しない。従って、権限を有しないユーザの端末３を無線通信装置３に接続することを防ぐことができ、事務所、工場、城の中の情報を外部に流出させることを防ぐことができる。
【００９０】
さらに、施設１９が飲食店、ホテル、空港、図書館、学校、公衆浴場、遊園地等である場合に説明する。飲食店、ホテル、空港、図書館、学校、公衆浴場、遊園地のエントランス１７に無線通信装置を設置し、第２の通信範囲A2をエントランス１７に収める。一方、第１の通信範囲A1を飲食店、ホテル、空港、図書館、学校、公衆浴場、遊園地の全域を包含するように設定する。ユーザUが飲食店、ホテル、空港、図書館、学校、公衆浴場、遊園地のエントランス１７を通過した後は、第１の通信範囲A1において端末３と無線通信装置２とが自由に通信を行うことができる。これにより、施設１９を利用するユーザのみに、ユーザの端末３を無線通信装置２が提供する無線LANに接続するサービスの提供が可能となる。
【００９１】
［機能レイヤ］
次に、無線通信装置２と端末３の各々が実装する機能レイヤについて説明する。
【００９２】
図１０は、その機能レイヤについて模式的に示す図である。
【００９３】
その機能レイヤは、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルの物理層とデータリンク層とを有する。
【００９４】
このうち、データリンク層は更にMAC副層を有する。
【００９５】
MAC副層は、IEEE802.1Xに準拠したパケットにMACヘッダを付与することによりフレームを作成し、そのMACヘッダに基づいてフレームの送受信を行う。
【００９６】
一方、物理層は、PMD(Physical Medium Dependent)副層とその上位レイヤであるPLCP(Physical Layer Convergence Protocol)副層とを有する。
【００９７】
このうち、PLCP副層は、同期信号であるPLCPプリアンブルをフレームに付加する。また、PMD副層は、IEEE802.11xx標準規格群に準拠した信号にフレームを変調する。
【００９８】
［無線通信装置］
次に、無線通信装置２の構成について説明する。
【００９９】
＜ハードウェア構成＞
図１１は、無線通信装置２のハードウェア構成図である。
【０１００】
図１１に示すように、無線通信装置２は、第１のアンテナ４、第２のアンテナ５、信号処理部２０、記憶部２１、メモリ２２、及びプロセッサ２３を備える。各アンテナ４、５を除くこれらの各部はバス２５を介して相互に接続される。
【０１０１】
このうち、信号処理部２０は、例えばDSP(Digital Signal Processor)であって、無線処理部２０ａとベースバンド処理部２０ｂとを有する。
【０１０２】
無線処理部２０ａは、第１のアンテナ４と第２のアンテナ５のいずれか一方を選択し、選択したアンテナを用いて電波の送受信を行う送受信回路である。更に、無線処理部２０ａは、ベースバンド信号をIEEE802.11xx標準規格群に準拠した電波に変調したり、受信した電波をベースバンド信号に復調したりする。
【０１０３】
ベースバンド処理部２０ｂは、ベースバンド信号をIP(Internet Protocol)パケットに変換したり、逆にIPパケットをベースバンド信号に変換したりする。
【０１０４】
一方、記憶部２１は、本実施形態に係る無線通信装置用の通信プログラム２４を記憶した不揮発性のストレージである。そのようなストレージとしては、例えば、フラッシュメモリ、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ハードディスク、CD-ROM(Compact Disc - Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリがある。
【０１０５】
なお、その通信プログラム２４をコンピュータが読み取り可能な記録媒体２６に記録させておき、プロセッサ２３に記録媒体２６の通信プログラム２４を読み取らせるようにしてもよい。
【０１０６】
そのような記録媒体２６としては、例えばCD-ROM、DVD、及びUSBメモリ等の物理的な可搬型記録媒体がある。また、フラッシュメモリ等の半導体メモリやハードディスクドライブを記録媒体２６として使用してもよい。これらの記録媒体２６は、物理的な形態を持たない搬送波のような一時的な媒体ではない。
【０１０７】
更に、公衆回線、インターネット、及びLAN等に接続された装置に通信プログラム２４を記憶させておき、プロセッサ２３が通信プログラム２４を読み出して実行するようにしてもよい。
【０１０８】
また、メモリ２２は、DRAM(Dynamic RAM)等のようにデータを一時的に記憶するハードウェアであって、その上に前述の通信プログラム２４が展開される。
【０１０９】
プロセッサ２３は、無線通信装置２の各部を制御したり、メモリ２２と協働して通信プログラム２４を実行したりするCPU(Central Processing Unit)等のハードウェアである。
【０１１０】
＜機能構成＞
図１２は、無線通信装置２の機能構成図である。
【０１１１】
図１２に示すように、無線通信装置２は、第１の受信部２７、第１の送信部２８、第１の通信部２９、判定部３０、及び切換部３１を備える。
【０１１２】
これらの各部は、プロセッサ２３がメモリ２２と協働して通信プログラム２４を実行することにより実現される。
【０１１３】
このうち、第１の受信部２７は、第１のアンテナ４を用いてプローブ要求１００と認証要求１０３とを受信する。
【０１１４】
また、第１の送信部２８は、第１の受信部２７がプローブ要求１００や認証要求１０３を受信したときに、これらに対する応答を第２のアンテナ５を用いて送信する。
【０１１５】
例えば、プローブ要求１００に対する応答として、第１の送信部２８はプローブ応答１０１を送信する。また、認証要求１０３を受信したときには、第１の受信部２８は承認１０４を送信する。
【０１１６】
第１の通信部２９は、第１の送信部２８がプローブ応答１０１や承認１０４を送信した後に、第１のアンテナ４を用いてデータ１０７の送受信を行うことにより端末２と通信を行う。
【０１１７】
なお、第１の通信範囲A1に複数の端末３が在圏している場合には、第１の通信部２９は、CSMA/CA方式により複数の端末３の各々と時分割で通信を行う。
【０１１８】
また、判定部３０は、自装置が受信したフレームのタイプ値とサブタイプ値とを基にして、そのフレームの機能を特定する。
【０１１９】
そして、切換部３１は、フレームの送受信に使用するアンテナの切換えを行う。例えば、切換部３１は、無線処理部２０ａの接続先を第１のアンテナ４に切り替えることにより、無線処理部２０ａが第１のアンテナ４を用いてフレームの送受信をできるようにする。また、第２のアンテナ５を用いてフレームの送受信を行う場合には、切換部３１は、無線処理部２０ａの接続先を第２のアンテナ５に切り替える。
【０１２０】
［端末］
次に、端末３の構成について説明する。
【０１２１】
＜ハードウェア構成＞
図１３は、端末３のハードウェア構成図である。
【０１２２】
図１３に示すように、端末３は、第３のアンテナ５０、信号処理部５１、記憶部５２、メモリ５３、プロセッサ５４、及びディスプレイ５５を備える。第３のアンテナ５０を除くこれらの各部はバス５８を介して相互に接続される。
【０１２３】
このうち、信号処理部５１は、例えばDSPであって、無線処理部５１ａとベースバンド処理部５１ｂとを有する。
【０１２４】
無線処理部５１ａは、第３のアンテナ３０を用いて電波の送受信を行う送受信回路である。更に、無線処理部５１ａは、ベースバンド信号をIEEE802.11xx標準規格群に準拠した電波に変調したり、受信した電波をベースバンド信号に復調したりする。
【０１２５】
ベースバンド処理部５１ｂは、ベースバンド信号をIPパケットに変換したり、逆にIPパケットをベースバンド信号に変換したりする。
【０１２６】
一方、記憶部５２は、本実施形態に係る端末用の通信プログラム５７を記憶した不揮発性のストレージである。そのようなストレージとしては、例えば、フラッシュメモリ、EEPROM、ハードディスク、CD-ROM、DVD、及びUSBメモリがある。
【０１２７】
なお、その通信プログラム５７をコンピュータが読み取り可能な記録媒体５９に記録させておき、プロセッサ５４に記録媒体５９の通信プログラム５７を読み取らせるようにしてもよい。
【０１２８】
そのような記録媒体５９としては、例えばCD-ROM、DVD、及びUSBメモリ等の物理的な可搬型記録媒体がある。また、フラッシュメモリ等の半導体メモリやハードディスクドライブを記録媒体５９として使用してもよい。これらの記録媒体５９は、物理的な形態を持たない搬送波のような一時的な媒体ではない。
【０１２９】
更に、公衆回線、インターネット、及びLAN等に接続された装置に通信プログラム５７を記憶させておき、プロセッサ５４が通信プログラム５７を読み出して実行するようにしてもよい。
【０１３０】
また、メモリ５３は、DRAM等のようにデータを一時的に記憶するハードウェアであって、その上に前述の通信プログラム５７が展開される。
【０１３１】
プロセッサ５４は、端末３の各部を制御したり、メモリ５３と協働して通信プログラム５７を実行したりするCPU等のハードウェアである。
【０１３２】
そして、ディスプレイ５５は、入力部と表示部とを兼ねたタッチパネルである。一例として、ディスプレイ５５は、ユーザからの入力を受け付けてその内容をプロセッサ５４に通知する。また、プロセッサ５４がメモリ５３と協働してアプリケーションプログラムを実行している場合には、ディスプレイ５５は、そのアプリケーションプログラムが生成した画面を表示する。
【０１３３】
＜機能構成＞
図１４は、端末３の機能構成図である。
【０１３４】
図１４に示すように、端末３は、第２の送信部６１、第２の受信部６２、及び第２の通信部６３を備える。
【０１３５】
これらの各部は、プロセッサ５４がメモリ５３と協働して通信プログラム５７を実行することにより実現される。
【０１３６】
このうち、第２の送信部６１は、第３のアンテナ５０を用いてプローブ要求１００と認証要求１０３を送信する。
【０１３７】
また、第２の受信部６２は、第３のアンテナ５０を用いてプローブ応答１０１と承認１０４とを受信する。
【０１３８】
そして、第２の通信部６３は、第２の受信部６２がプローブ応答１０１や承認１０４を受信した後に、アンテナ５０を用いてデータ１０７の送受信を行うことにより無線通信装置２と通信を行う。
【０１３９】
［無線通信方法］
次に、本実施形態に係る無線通信方法について説明する。
【０１４０】
図１５は、本実施形態に係る無線通信方法について説明するためのフローチャートである。
【０１４１】
このフローチャートの各ステップは、以下のようにして無線通信装置２によって実行される。
【０１４２】
まず、ステップＳ１００において、判定部３０が、フレームの受信を開始したかどうかを判定する。一例として、判定部３０は、PLCPプリアンブルを受信したときにフレームを受信した（ＹＥＳ）と判定し、そうでない場合に受信していない（ＮＯ）と判定する。
【０１４３】
ここで、受信を開始した（ＹＥＳ）と判定した場合にはステップＳ１０１に移る。
【０１４４】
ステップＳ１０１においては、判定部３０が、受信したフレームがプローブ要求１００であるかどうかを判定する。
【０１４５】
その判定は、前述のタイプ値とサブタイプ値の各ビットB7〜B2を基にして行われる。例えば、受信したフレームの各ビットB7〜B2が「010000」の場合にはプローブ要求１００である（ＹＥＳ）と判定し、これ以外のビット列の場合にはプローブ要求１００ではない（ＮＯ）と判定する。
【０１４６】
ステップＳ１０１でＹＥＳと判定された場合にはステップＳ１０２に移る。
【０１４７】
そのステップＳ１０２においては、判定部３０が、プローブ応答１０１を送信するかどうかを判定する。
【０１４８】
例えば、判定部３０は、ステップＳ１０１のプローブ要求１００に対して応答するときにはプローブ応答１０１を送信する（ＹＥＳ）と判定する。
【０１４９】
また、無線通信装置２は、時分割で複数の端末３と通信を行っているため、プローブ要求１００を送信していない他の端末３に対してはプローブ応答１０１を送信する必要がない。この場合には、判定部３０は、プローブ応答１０１を送信しない（ＮＯ）と判定する。
【０１５０】
ステップＳ１０２においてＹＥＳと判定された場合にはステップＳ１０３に移る。
【０１５１】
ステップＳ１０３においては、切換部３１が、自装置が使用するアンテナを第１のアンテナ４から第２のアンテナ５に切り替える。
【０１５２】
次に、ステップＳ１０４に移り、第１の送信部２８が、第２のアンテナ５を用いてプローブ応答１０１を送信する。
【０１５３】
そして、ステップＳ１０５に移り、切換部３１が、自装置が使用するアンテナを第２のアンテナ５から第１のアンテナ４に戻す。
【０１５４】
一方、ステップＳ１０１においてＮＯと判定された場合にはステップＳ１０６に移る。
【０１５５】
そのステップＳ１０６においては、判定部３０が、受信したフレームが認証要求１０３であるかどうかを判定する。
【０１５６】
ステップＳ１０１と同様に、この判定は、タイプ値とサブタイプ値の各ビットB7〜B2を基にして行われる。例えば、受信したフレームの各ビットB7〜B2が「101100」の場合には認証要求１０３である（ＹＥＳ）と判定し、これ以外のビット列の場合には認証要求１０３ではない（ＮＯ）と判定する。
【０１５７】
ここで認証要求１０３である（ＹＥＳ）と判定された場合にはステップＳ１０７に移る。
【０１５８】
そのステップＳ１０７においては、切換部３１が、自装置が使用するアンテナを第１のアンテナ４から第２のアンテナ５に切り替える。
【０１５９】
次に、ステップＳ１０８に移り、第１の送信部２８が、第２のアンテナ５を用いて承認１０４を送信する。
【０１６０】
一方、ステップＳ１０６でＮＯと判定された場合にはステップＳ１０９に移る。
【０１６１】
ステップＳ１０９においては、切換部３１がアンテナの切換えを行わず、第１のアンテナ４を使用し続ける。
【０１６２】
以上により、本実施形態に係る無線通信方法の基本ステップを終了する。
【０１６３】
以上説明した本実施形態によれば、ステップＳ１０８において端末３との接続を確立するのに要する承認１０４を送信するときに第１の送信部２８が第２のアンテナ５を使用する。
【０１６４】
これにより、第２のアンテナ５がカバーする狭い第２の通信範囲A2に在圏する端末３のみが無線通信装置２と接続することができるため、無線通信装置２に接続可能な端末３を制限できる。
【０１６５】
しかも、一度接続が確立した後や認証要求１０６を受信するときには、第１の通信部２９や第１の受信部２７が第１のアンテナ４を使用して端末３と通信を行う。そのため、第２の通信範囲A2よりも広い第１の通信範囲A1において端末３が無線通信装置２と接続することができ、無線通信装置２に接続可能な通信範囲を狭めずに済む。
【０１６６】
これと同様に、端末３との接続を確立するのに要するプローブ応答１０１を送信する場合に無線通信装置２が第２のアンテナ５を使用することにより、通信範囲を狭めることなしに無線通信装置２に接続可能な端末３を制限することができる。
【符号の説明】
【０１６７】
１…通信システム、２…無線通信装置、３…端末、４…第１のアンテナ、５…第２のアンテナ、１１…送信元アドレス、１２…BSSID、１５…宛先アドレス、１６…家、１７…MACヘッダ、１８…フレーム制御フィールド、１９…施設、２０…信号処理部、２０ａ…無線処理部、２０ｂ…ベースバンド処理部、２１…記憶部、２２…メモリ、２３…プロセッサ、２４…通信プログラム、２５…バス、２６…記録媒体、２７…第１の受信部、２８…第１の送信部、２９…第１の通信部、３０…判定部、３１…切換部、５０…第３のアンテナ、５１…信号処理部、５１ａ…無線処理部、５１ｂ…ベースバンド処理部、５２…記憶部、５３…メモリ、５４…プロセッサ、５５…ディスプレイ、５７…通信プログラム、５８…バス、５９…記録媒体、６１…第２の送信部、６２…第２の受信部、６３…第２の通信部、１００…プローブ要求、１０１…プローブ応答、１０２…承認、１０３…認証要求、１０４…承認、１０５…参加要求、１０６…参加応答、１０７…データ、１０８…ビーコン。
【図１】
2018207307.tif 000003
【図２】
2018207307.tif 000004
【図３】
2018207307.tif 000005
【図４】
2018207307.tif 000006
【図５】
2018207307.tif 000007
【図６】
2018207307.tif 000008
【図７】
2018207307.tif 000009
【図８】
2018207307.tif 000010
【図９】
2018207307.tif 000011
【図１０】
2018207307.tif 000012
【図１１】
2018207307.tif 000013
【図１２】
2018207307.tif 000014
【図１３】
2018207307.tif 000015
【図１４】
2018207307.tif 000016
【図１５】
2018207307.tif 000017