(57)【要約】【課題】  無線ＬＡＮにおけるデータリンク層物理層において、ネットワークインタフェースを集約する、あるいは切り替えることを可能とし、高速なデータ転送速度を実現することを可能にする。【解決手段】  本発明は、端局において複数の無線ネットワークインタフェースと、リンク選択／集約手段と、無線リンク検出手段を備え、無線リンク検出手段は、一つの無線ネットワークインタフェースでの無線リンクの確立を検出した時に、自局のＭＡＣアドレスを通信相手に広告し、通信相手の端局は、広告されたＭＡＣアドレスに基づいて、リンク選択／集約手段によって、その無線ネットワークインタフェースへ送信するＭＡＣフレームを、その無線ネットワークインタフェースへ切り替える。【選択図】  図１
2005260904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端局それぞれが、異なる端局との間で、電波により通信する無線通信システムにおいて、
前記端局は、
前記端局毎にそれぞれ異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の無線ネットワークインタフェース手段と、
無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
送信信号を前記複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
前記端局の前記無線リンク検出手段は、
前記複数の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、少なくとも１つ以上の端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な端局への送信信号を、前記識別アドレスを元に、該無線ネットワークインタフェース手段へ送信するように、前記リンク選択／集約手段に対して設定する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記複数の端局のうち、２つ乃至それ以上の端局に対して、
前記複数の無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の無線ネットワークインタフェース手段は、
光を用いて双方向通信可能である請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
１つの上位端局と、複数の下位端局で構成され、該下位端局のそれぞれは、電波により上位端局のみと通信する通信システムにおいて、
前記上位端局及び前記下位端局は、それぞれの端局毎に異なる識別アドレスを備え、
前記上位端局は、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の第１の無線ネットワークインタフェース手段と、
第１の無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な下位端局を検出すると共に、該下位端局の識別アドレスを取得することが可能な第１の無線リンク検出手段と、
送信信号を前記複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の第１の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク第１の選択／集約手段と、を有し、
前記下位端局は、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段と、
第２の無線ネットワークインタフェース手段を介して、通信可能な上位端局を検出すると共に、該上位端局の識別アドレスを取得し、該上位端局と無線通信が可能であるかを検出する第２の無線リンク検出手段と、
送信信号を前記複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約する第２のリンク選択／集約手段と、を有し、
前記上位端局の前記第１の無線リンク検出手段は、
前記複数の第１の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、少なくとも１つ以上の下位端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な下位端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な下位端局への送信信号を、該識別アドレスを元に、該第１の無線ネットワークインタフェース手段へ送信するように、前記第１のリンク選択／集約手段に設定する手段を有し、
前記下位端局の前記第２の無線リンク検出手段は、
前記複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、前記上位端局と通信可能であることを検知したとき、通信可能な上位端局への送信信号を、該第２の無線ネットワークインタフェース手段へ送信するように、前記第２のリンク選択・集約手段に設定する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記上位端局において、
前記複数の第１の無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の第１の無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて双方向通信可能であり、
前記複数の下位端局のうち、１つまたは、複数の下位端局において、
複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の第２の無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて双方向通信可能である請求項３記載の無線通信システム。
【請求項５】
１つの上位端局と、複数の下位端局で構成され、該下位端局のそれぞれは、電波により上位端局のみと通信する無線通信システムにおいて、
前記上位端局は、
端局毎に異なる識別アドレスを備え、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段と、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて送信のみ可能な、１つまたは複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段と、
第１の高速無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得する第１の無線リンク検出手段と、
送信信号を、前記１つまたは、複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段及び、第１の高速無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、前記１つまたは、複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約する第１のリンク選択／集約手段と、を有し、
前記下位端局は、
端局毎にそれぞれ異なる識別アドレスを備え、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段と、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて受信のみ可能な、１つまたは複数の第２の高速無線ネットワークインタフェース手段と、
第２の高速無線ネットワークインタフェース手段を介して、通信可能な端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得可能な第２の無線リンク検出手段と、
送信信号を、前記１つまたは複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、１つまたは、該複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段及び前記第２の高速無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約する第２のリンク選択／集約手段と、を有し、
前記上位端局及び前記下位端局は、
前記下位端局の前記第２の無線リンク検出手段は、
１つまたは、複数の前記第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、前記上位端局からの信号を受信可能であることを検知し、かつ、通信可能な上位端局の識別アドレスを検知したとき、前記第２の低速無線ネットワークインタフェース手段のいずれかを用いて、自端局の識別アドレスと、受信可能な第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を該上位端局に広告する手段を有し、
前記上位端局の前記第１の無線リンク検出手段は、
前記下位端局から広告された前記識別アドレスと、受信可能な第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を検知したとき、通信可能な該下位端局への送信信号を、前記識別アドレスを元に、受信可能な前記第２の無線ネットワークインタフェース手段に対応する第１の高速無線ネットワークインタフェース手段へ送信するように、前記第１のリンク選択／集約機能を設定する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
前記上位端局の１つまたは複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段は、
メディアアクセス制御を司るＭＡＣ(Media Access Control)
層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなり、
前記上位端局の１つまたは複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段は、
前記ＭＡＣ層デバイスと、前記物理層デバイスからなり、
前記下位端局の１つまたは、複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段は、
前記ＭＡＣ層デバイスと、前記物理層デバイスからなり、
前記下位端局の１つまたは複数の第２の高速無線ネットワークインタフェース手段は、
前記ＭＡＣ層デバイスと、前記物理層デバイスからなり、
前記上位端局の前記第１の無線リンク検出手段は、
前記上位端局の前記第１のリンク選択／集約手段を介して、１つまたは、複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段に、接続確認用ＭＡＣフレームを定期的に送信する手段を有し、
前記１つまたは、複数の下位端局の前記第２の無線リンク検出手段は、
前記上位端局が送出した前記接続確認用ＭＡＣフレームを、前記下位端局の前記第２のリンク選択／集約手段を介して正常受信し、かつ、通信可能な上位端局の識別アドレスを検知したとき、該下位端局の該第２のリンク選択／集約手段を介して、前記第２の低速無線ネットワークインタフェース手段のいずれか１つを用いて、自端局の識別アドレスと、受信可能な第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を該上位端局に広告する手段を有する請求項５記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記上位端局の１つまたは、複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段は、
メディアアクセス制御を司るＭＡＣ層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなり、
前記上位端局の１つまたは、複数の前記第１の高速無線ネットワークインタフェース手段は、
前記ＭＡＣ層デバイスと、前記物理層デバイスからなり、
前記下位端局の１つまたは、複数の前記第２の低速無線ネットワークインタフェース手段は、
前記ＭＡＣ層デバイスと、前記物理層デバイスからなり、
前記下位端局の１つまたは、複数の前記第２の高速無線ネットワークインタフェース手段は、
前記ＭＡＣ層デバイスと、前記物理層デバイスからなり、
前記下位端局の前記第２の無線リンク検出手段は、
前記第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の前記物理層デバイスにおいて、電波が受信されているかどうかを検出することにより、前記上位端局からの信号を受信可能であることを検出する手段を有する請求項５記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記上位端局が備える、１つまたは、複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて送信のみ可能な手段であり、
前記下位端局が備える、１つまたは、複数の第２の高速無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて受信のみ可能な手段である、請求項５乃至７のいずれか１項記載の無線通信システム。
【請求項９】
複数の端局それぞれが、異なる端局との間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる端局であって、
前記端局毎にそれぞれ異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の無線ネットワークインタフェース手段と、
前記無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
送信信号を前記複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
前記複数の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、少なくとも１つ以上の端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な端局宛の送信信号を、前記識別アドレスを元に、前記リンク選択／集約手段を介して、該無線ネットワークインタフェース手段へ送信し、該無線ネットワークインタフェースが該送信信号を端局に送信することを特徴とする端局。
【請求項１０】
前記複数の無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の無線ネットワークインタフェース手段は、
光を用いて双方向通信可能である、請求項９記載の端局。
【請求項１１】
前記無線ネットワークインタフェース手段は、
メディアアクセス制御を司るＭＡＣ(Media Access Control)層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなる、請求項９または１０記載の端局。
【請求項１２】
１つの上位無線端局と、複数の下位無線端局の間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる上位端局であって、
下位無線端局とは異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の無線ネットワークインタフェース手段と、
前記無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な下位端局を検出すると共に、該下位端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
下位端局宛の送信信号を前記複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
前記複数の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、少なくとも１つ以上の下位端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な下位端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な下位端局宛の送信信号を、該識別アドレスを元に、前記リンク選択／集約手段を介して、該無線ネットワークインタフェース手段へ送信し、該無線ネットワークインタフェース手段が、該送信信号を該下位端局に送信することを特徴とする上位端局。
【請求項１３】
１つの上位端局と、複数の下位端局との間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる下位端局であって、
前記上位端局乃至は、他の下位端局とは異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の無線ネットワークインタフェース手段と、
無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な上位端局を検出すると共に、該上位端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
上位端局宛の送信信号を前記複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
前記複数の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、上位端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な上位端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な上位端局宛の送信信号を、前記識別アドレスを元に、前記リンク選択／集約手段を介して、該無線ネットワークインタフェース手段へ送信し、該無線ネットワークインタフェース手段が該送信信号を該上位端局に送信する、ことを特徴とする下位端局。
【請求項１４】
前記無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の無線ネットワークインタフェース手段は、
光を用いて双方向通信可能である、請求項１３記載の下位端局。
【請求項１５】
１つの上位端局と、複数の下位端局の間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる上位端局であって、
前記下位端局とは異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段と、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて送信のみ可能な、１つまたは複数の高速無線ネットワークインタフェース手段と、
前記高速無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な下位端局を検出すると共に、該下位端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
下位端局宛の送信信号を、前記１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段、及び、高速無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
前記無線リンク検出手段は、
少なくとも１つの下位端局から広告された該下位端局の識別アドレスと、該下位端局が受信可能な高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を検知したとき、通信可能な該下位端局宛の送信信号を、前記識別アドレスを元に、前記リンク選択／集約手段を介して、該下位端局での受信可能な高速無線ネットワークインタフェース手段に対応する高速無線ネットワークインタフェース手段へ送信する、ことを特徴とする上位端局。
【請求項１６】
前記無線ネットワークインタフェース手段、前記高速無線ネットワークインタフェース手段、または、前記低速無線ネットワークインタフェース手段は、
メディアアクセス制御を司るＭＡＣ(Media Access Control)層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなる、請求項１２または、１５記載の上位端局。
【請求項１７】
１つの上位端局と、複数の下位端局との間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる下位端局であって、
前記上位端局乃至は、他の下位端局とは異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段と、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて受信のみ可能な、１つまたは複数の高速無線ネットワークインタフェース手段と、
前記高速無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な上位端局を検出すると共に、該上位端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
上位端局宛の送信信号を、前記１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段、及び、前記１つまたは複数の高速無線ネットワーク手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
前記無線リンク検出手段は、
前記１つまたは複数の高速無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、上位端局からの信号を受信可能であることを検知し、かつ、通信可能な上位端局の識別アドレスを検知したとき、前記低速無線ネットワークインタフェース手段のいずれかを用いて、自端局の識別アドレスと、受信可能な高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を該上位端局に広告する、ことを特徴とする下位端局。
【請求項１８】
前記高速無線ネットワークインタフェース手段の１つ、または、それ以上の無線ネットワークインタフェース手段は、
光を用いて通信可能である、請求項１７記載の下位端局。
【請求項１９】
前記無線ネットワークインタフェース手段、前記高速無線ネットワークインタフェース手段、または、前記低速無線ネットワークインタフェース手段は、
メディアアクセス制御を司るＭＡＣ(Media Access Control)層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなる、請求項１７または１８記載の下位端局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び端局及び上位端局及び下位端局に係り、特に、複数のインタフェースを有する無線通信装置における通信インタフェースエース切替手段に関するものであり、高速無線ＬＡＮ等に用いるための無線通信システム及び端局及び上位端局及び下位端局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィス内あるいは宅内のデータ通信手段として、無線LANが関心を集めている。無線LANでは、データ転送用のケーブルを這わす必要がないことから、有線LANに比べて、パソコンの設置場所やとりまわしに関して有利である。また、無線周波数2.4GHz帯を用いるIEEE 802.11b規格、あるいは同5GHz帯を用いるIEEE 802.11a規格に関しては、低価格な製品が市場に出回り始めたことから、ビジネスユーザだけでなく一般ユーザに対しても普及が進んでいる。これらの規格では、現在の携帯電話やPHS、あるいは赤外線通信の規格であるIrDAに比べて、より高速なデータ通信が実現されており、IEEE 802.11b規格では、理論値で最大ビットレートは毎秒11メガビット、IEEE 802.11a規格では、理論値で最大毎秒54メガビットまで伝送可能とされている。
【０００３】
しかし、これらの規格における実効的な伝送速度は、フレームのオーバヘッドが有線LANのそれに比べて大きく、また媒体共有型のLANであることから、実効的なデータ転送速度は大きく制限されてしまうのが現状である。さらに、無線の電波強度が弱い場合、あるいは電波が強く干渉する場合には、伝送品質が劣化し、さらにデータ転送速度は遅くなる、といった現象も現れる。このような理由で、無線LANの実効速度として、理論値のデータ転送速度が得られることはない。一方、無線LANと有線LANを比較すると、IEEE802.3イーサネット（登録商標）では、転送速度毎秒100メガビットがすでに一般的であり、また、転送速度毎秒1ギガビットというさらに高速な製品が普及し始めているなど、高速化が進んでいる。これらの現状を背景に、無線LANに関しても、より高速・広帯域なシステムが求められている。
【０００４】
ここで、ある２つの端末同士を無線リンクで接続し、データ通信を行う場合を考える。この２つの端末が、より高速にデータ転送を行うためには、以下の２つの実現方法が考えられる。
【０００５】
１つ目の方法は、無線リンクのビットレートを高速化することである。一般的には、より高い無線周波数を搬送波として用いることにより、ビットレートの高速化が可能になる。例えば、60GHz帯の無線周波数を用いる無線LAN規格、ARIB STD-T74では、毎秒156メガビットでの通信が可能となっている。また、赤外線を搬送波とする光無線（周波数は数100THz）では、毎秒100メガビットの製品がすでに販売されている。しかし、無線は周波数が高いほど指向性が高くなることから、端末の設置場所が制限されるといった、システム運用に関する課題があった。また、高い無線周波数を用いた場合、無線搬送波が移動する人や物によってさえぎられると無線リンクが切断されるといった、無線リンクの可用性に関する課題があった。
【０００６】
２つ目の方法は、複数の無線リンクを、１つの論理的なリンクに集約することである。リンクの集約化を実現する方法（有線ＬＡＮ）がある（例えば、非特許文献１参照）。当該方法のIEEE 802.3adでは、同じ種類の有線の媒体占有型リンクを複数束ねて、論理的な１つの集約リンクとして機能させるための機構や、集約リンクの管理方法などについて述べてられている。集約リンクの帯域は、集約リンクを構成する各物理リンクの単純な和となる。すなわち、同じ仕様の物理リンクを2本集約すると、データの転送速度は2倍になる。しかも、副次的な効果として、集約されたリンクのうちの幾つかが切断、あるいは故障したとしても、残ったリンクで通信し続けられる、という利点もある。しかし、無線LANに関しては、上記のような無線リンクを集約する手段については、これまで提案されていなかった。
【非特許文献１】「IEEE 802.3adリンク集約化標準 (IEEE Std 802.3ad-2000, IEEE Amendment to CSMA/CD Access Method and Physical Layer Specifications」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の規格は、無線媒体を複数の端末で共有することを前提としている。即ち、フレームのオーバヘッドが有線ＬＡＮのそれに比べて大きくなり、あるいは多重アクセス時には転送速度が遅くなるなど、実効的なデータ転送速度は制限されてしまう。無線の強度が弱い場合には、ビット誤りが頻発し、さらにデータ転送速度は遅くなるといった現象も現れる。一方、有線ＬＡＮに関しては、イーサネット（登録商標）では、転送速度毎秒１００メガビットがすでに一般的であり、また、転送速度毎秒１ギガビットというさらに高速な製品が普及し始めているなど、高速化が進んでいる。これらの現状を背景に、無線ＬＡＮに関しても、より高速・広帯域なシステムが求められている。
【０００８】
ここで、ある２つの端末同士をリンクで接続し、データ通信を行う場合を考える。この２つの端末が、より高速にデータ転送を行うためには、以下の２つの方法が考えられる。
【０００９】
１つ目の方法は、リンクのビットレートを高速化することである。無線ＬＡＮであれば、より高い無線周波数を用いることにより、ビットレートの高速化が可能になる。例えば、６０ＧＨｚ帯の無線周波数を用いる無線ＬＡＮ規格、ARIB STD-T74では、毎秒１５６メガビットでの通信が可能となっている。また、赤外線を搬送波とする光無線（周波数は数１００ＴＨｚ）では、毎秒１００メガビットの製品が販売されている。しかし、無線は周波数が高いほど指向性が高くなることから、端末の設置場所が制限されたり、あるいは人物の移動に伴い、リンクが遮断される、などの問題がある。
【００１０】
２つ目の方法は、複数の物理リンクを、１つの論理的なリンクに集約することである。単純には、同じ仕様のリンクを２本集約すると、データの転送速度は２倍になる。しかも、副次的な効果として、集約したリンクのうちの幾つかが切断、あるいは故障したとしても、残ったリンクで通信し続けられる、という利点もある。リンクの集約を実現する有線ＬＡＮの例としては、IEEE 802.3ad（通常、リンクアグリゲーションと呼ばれる）という規格が存在する。しかし、IEEE 802.3adでは、有線の媒体占有型イーサネット（登録商標）に閉じた規格であり、異なるビットレートや、異なるメディアアクセス制御（Media Access Control:MAC）方式のリンクは集約できない。また、無線ＬＡＮに関しては、リンクを集約する規格はない。
【００１１】
これらの課題を解決するために、無線ＬＡＮ端局がマイクロ波無線と赤外線無線のネットワークインタフェースを複数持ち、フレームのトランスポート層ヘッダにおけるポート番号あるいはネットワーク層ヘッダにおけるＩＰアドレスに基づいて、ネットワークインタフェースの切り替えを行う手段が提案されている。しかし、無線ＬＡＮにおけるデータリンク層物理層において、ネットワークインタフェースを集約する、あるいは切り替える手段についてはこれまで提案されていない。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、無線ＬＡＮにおけるデータリンク層物理層において、ネットワークインタフェースを集約する、あるいは切り替えることを可能とし、高速なデータ転送速度を実現することが可能な無線通信システム及び端局及び上位端局及び下位端局を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
図１は、本発明の原理構成図である。
【００１４】
本発明は、複数の端局それぞれが、異なる端局との間で、電波により通信する無線通信システムにおいて、
端局は、
端局毎にそれぞれ異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の無線ネットワークインタフェース手段１０と、
無線ネットワークインタフェース手段１０を介して通信可能な端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段２０と、
送信信号を複数の無線ネットワークインタフェース手段１０に振り分け、かつ、該複数の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段３０と、を有し、
端局の無線リンク検出手段２０は、
複数の無線ネットワークインタフェース手段１０の少なくとも１つが、少なくとも１つ以上の端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な端局への送信信号を、識別アドレスを元に、該無線ネットワークインタフェース手段へ送信するように、リンク選択／集約手段３０に対して設定する手段を有する。
【００１５】
また、本発明は、複数の端局のうち、２つ乃至それ以上の端局に対して、
複数の無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて双方向通信可能である。
【００１６】
本発明は、１つの上位端局と、複数の下位端局で構成され、該下位端局のそれぞれは、電波により上位端局のみと通信する通信システムにおいて、
上位端局及び下位端局は、それぞれの端局毎に異なる識別アドレスを備え、
上位端局は、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の第１の無線ネットワークインタフェース手段と、
第１の無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な下位端局を検出すると共に、該下位端局の識別アドレスを取得することが可能な第１の無線リンク検出手段と、
送信信号を複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の第１の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク第１の選択／集約手段と、を有し、
下位端局は、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段と、
第２の無線ネットワークインタフェース手段を介して、通信可能な上位端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得し、該上位端局と無線通信が可能であるかを検出する第２の無線リンク検出手段と、
送信信号を複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約する第２のリンク選択／集約手段と、を有し、
上位端局の第１の無線リンク検出手段は、
複数の第１の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、少なくとも１つ以上の下位端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な下位端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な下位端局への送信信号を、該識別アドレスを元に、該第１の無線ネットワークインタフェース手段へ送信するように、第１のリンク選択／集約手段に設定する手段を有し、
下位端局の第２の無線リンク検出手段は、
複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、上位端局と通信可能であることを検知したとき、通信可能な上位端局への送信信号を、該第２の無線ネットワークインタフェース手段へ送信するように、第２のリンク選択・集約手段に設定する手段を有する。
【００１７】
また、本発明は、上位端局において、
複数の第１の無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の第１の無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて双方向通信可能であり、
複数の下位端局のうち、１つまたは、複数の下位端局において、
複数の第２の無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の第２の無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて双方向通信可能である。
【００１８】
本発明は、１つの上位端局と、複数の下位端局で構成され、該下位端局のそれぞれは、電波により上位端局のみと通信する無線通信システムにおいて、
上位端局は、
端局毎に異なる識別アドレスを備え、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段と、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて送信のみ可能な、１つまたは複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段と、
第１の高速無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得する第１の無線リンク検出手段と、
送信信号を、１つまたは、複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段及び、第１の高速無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、１つまたは、複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約する第１のリンク選択／集約手段と、を有し、
下位端局は、
端局毎にそれぞれ異なる識別アドレスを備え、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段と、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて受信のみ可能な、１つまたは複数の第２の高速無線ネットワークインタフェース手段と、
第２の高速無線ネットワークインタフェース手段を介して、通信可能な端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得可能な第２の無線リンク検出手段と、
送信信号を、１つまたは複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、１つまたは、該複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段及び第２の高速無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約する第２のリンク選択／集約手段と、を有し、
上位端局及び下位端局は、
下位端局の第２の無線リンク検出手段は、
１つまたは、複数の第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、上位端局からの信号を受信可能であることを検知し、かつ、通信可能な上位端局の識別アドレスを検知したとき、第２の低速無線ネットワークインタフェース手段のいずれかを用いて、自端局の識別アドレスと、受信可能な第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を該上位端局に広告する手段を有し、
上位端局の第１の無線リンク検出手段は、
下位端局から広告された識別アドレスと、受信可能な第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を検知したとき、通信可能な該下位端局への送信信号を、識別アドレスを元に、受信可能な第２の無線ネットワークインタフェース手段に対応する第１の高速無線ネットワークインタフェース手段へ送信するように、第１のリンク選択／集約機能を設定する手段を有する。
【００１９】
また、本発明の上位端局の１つまたは複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段は、
メディアアクセス制御を司るＭＡＣ層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなり、
上位端局の１つまたは複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段は、
ＭＡＣ層デバイスと、物理層デバイスからなり、
下位端局の１つまたは、複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段は、
ＭＡＣ層デバイスと、物理層デバイスからなり、
下位端局の１つまたは複数の第２の高速無線ネットワークインタフェース手段は、
ＭＡＣ層デバイスと、物理層デバイスからなり、
上位端局の第１の無線リンク検出手段は、
上位端局の第１のリンク選択／集約手段を介して、１つまたは、複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段に、接続確認用ＭＡＣフレームを定期的に送信する手段を有し、
１つまたは、複数の下位端局の第２の無線リンク検出手段は、
上位端局が送出した接続確認用ＭＡＣフレームを、下位端局の第２のリンク選択／集約手段を介して正常受信し、かつ、通信可能な上位端局の識別アドレスを検知したとき、該下位端局の該第２のリンク選択／集約手段を介して、第２の低速無線ネットワークインタフェース手段のいずれか１つを用いて、自端局の識別アドレスと、受信可能な第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を該上位端局に広告する手段を有する。
【００２０】
また、本発明の上位端局の１つまたは、複数の第１の低速無線ネットワークインタフェース手段は、
メディアアクセス制御を司るＭＡＣ層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなり、
上位端局の１つまたは、複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段は、
ＭＡＣ層デバイスと、物理層デバイスからなり、
下位端局の１つまたは、複数の第２の低速無線ネットワークインタフェース手段は、
ＭＡＣ層デバイスと、物理層デバイスからなり、
下位端局の１つまたは、複数の第２の高速無線ネットワークインタフェース手段は、
ＭＡＣ層デバイスと、物理層デバイスからなり、
下位端局の第２の無線リンク検出手段は、
第２の高速無線ネットワークインタフェース手段の物理層デバイスにおいて、電波が受信されているかどうかを検出することにより、上位端局からの信号を受信可能であることを検出する手段を有する。
【００２１】
また、本発明の上位端局が備える、１つまたは、複数の第１の高速無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて送信のみ可能な手段であり、
下位端局が備える、１つまたは、複数の第２の高速無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて受信のみ可能な手段である。
【００２２】
本発明は、複数の端局それぞれが、異なる端局との間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる端局であって、
端局毎にそれぞれ異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の無線ネットワークインタフェース手段と、
無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な端局を検出すると共に、該端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
送信信号を複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
複数の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、少なくとも１つ以上の端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な端局宛の送信信号を、識別アドレスを元に、リンク選択／集約手段を介して、該無線ネットワークインタフェース手段へ送信し、該無線ネットワークインタフェースが該送信信号を端局に送信する。
【００２３】
また、本発明の端局が備える、複数の無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて双方向通信可能である。
【００２４】
また、本発明の端局が備える、無線ネットワークインタフェース手段は、
メディアアクセス制御を司るＭＡＣ(Media Access Control)層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなる。
【００２５】
本発明は、１つの上位無線端局と、複数の下位無線端局の間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる上位端局であって、
下位無線端局とは異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の無線ネットワークインタフェース手段と、
無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な下位端局を検出すると共に、該下位端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
下位端局宛の送信信号を複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
複数の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、少なくとも１つ以上の下位端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な下位端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な下位端局宛の送信信号を、該識別アドレスを元に、リンク選択／集約手段を介して、該無線ネットワークインタフェース手段へ送信し、該無線ネットワークインタフェース手段が該送信シングを該下位端局に送信する。
【００２６】
本発明は、１つの上位端局と、複数の下位端局との間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる下位端局であって、
上位端局乃至は、他の下位端局とは異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、複数の無線ネットワークインタフェース手段と、
無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な上位端局を検出すると共に、該上位端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
上位端局宛の送信信号を複数の無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該複数の無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
複数の無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、上位端局と通信可能であることを検知し、かつ、通信可能な上位端局の識別アドレスを検知したとき、該通信可能な上位端局宛の送信信号を、識別アドレスを元に、リンク選択／集約手段を介して、該無線ネットワークインタフェース手段へ送信し、該無線ネットワークインタフェース手段が該送信信号を該上位端局に送信する。
【００２７】
また、本発明の下位端局が備える、無線ネットワークインタフェース手段の１つまたは、それ以上の無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて双方向通信可能である。
【００２８】
本発明は、１つの上位端局と、複数の下位端局の間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる上位端局であって、
下位端局とは異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段と、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて送信のみ可能な、１つまたは複数の高速無線ネットワークインタフェース手段と、
高速無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な下位端局を検出すると共に、該下位端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
下位端局宛の送信信号を、１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段、及び、高速無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
無線リンク検出手段は、
少なくとも１つの下位端局から広告された該下位端局の識別アドレスと、該下位端局が受信可能な高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を検知したとき、通信可能な該下位端局宛の送信信号を、識別アドレスを元に、リンク選択／集約手段を介して、該下位端局での受信可能な高速無線ネットワークインタフェース手段に対応する高速無線ネットワークインタフェース手段へ送信する。
【００２９】
また、本発明の上記の上位端局が備える、無線ネットワークインタフェース手段、高速無線ネットワークインタフェース手段、または、低速無線ネットワークインタフェース手段は、メディアアクセス制御を司るＭＡＣ(Media Access Control)層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなる。
【００３０】
本発明は、１つの上位端局と、複数の下位端局との間で、電波により通信する無線通信システムに用いられる下位端局であって、
上位端局乃至は、他の下位端局とは異なる識別アドレスを有し、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段と、
それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて受信のみ可能な、１つまたは複数の高速無線ネットワークインタフェース手段と、
高速無線ネットワークインタフェース手段を介して通信可能な上位端局を検出すると共に、該上位端局の識別アドレスを取得可能な無線リンク検出手段と、
上位端局宛の送信信号を、１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段に振り分け、かつ、該１つまたは複数の低速無線ネットワークインタフェース手段、及び、１つまたは複数の高速無線ネットワーク手段で受信した受信信号を集約するリンク選択／集約手段と、を有し、
無線リンク検出手段は、
１つまたは複数の高速無線ネットワークインタフェース手段の少なくとも１つが、上位端局からの信号を受信可能であることを検知し、かつ、通信可能な上位端局の識別アドレスを検知したとき、低速無線ネットワークインタフェース手段のいずれかを用いて、自端局の識別アドレスと、受信可能な高速無線ネットワークインタフェース手段の種別情報を該上位端局に広告する。
【００３１】
また、本発明の下位端局が備える、高速無線ネットワークインタフェース手段の１つ、または、それ以上の無線ネットワークインタフェース手段は、光を用いて通信可能である。
【００３２】
また、本発明の上記の下位端局が備える、無線ネットワークインタフェース手段、高速無線ネットワークインタフェース手段、または、低速無線ネットワークインタフェース手段は、メディアアクセス制御を司るＭＡＣ(Media Access Control)層デバイスと、電波を用いて信号を送受信する物理層デバイスからなる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の無線通信システムを構成することにより、従来の無線通信システムに比べて高速なデータ転送速度を提供することができる。
【００３４】
また、IEEE802.11規格で言うところの「インフラ・モード」において、従来の無線通信システムに比べて高速なデータ転送速度を提供できる。
【００３５】
更に、本発明では、無線ネットワークインタフェース手段のいずれかを、電波の代わりに光を通信媒体とする無線ネットワークインタフェース手段で構成することにより、従来の電波による通信に比べてさらに高速なデータ転送速度を提供することができる。
【００３６】
また、本発明では、従来の無線通信システムに比べて高速なダウンリンクが提供可能であり、高速なダウンリンクが切断されたときも、通信を続行することが可能な無線通信システムを用いる端局（装置）を提供することができる。
【００３７】
また、高速無線ネットワークインタフェース手段及び低速無線ネットワークインタフェースエース手段を、それぞれＭＡＣ層デバイスと物理層デバイスで構成することにより、無線通信システムを構成する端局を安価に提供することが可能となる。また、本発明の無線通信システムに、複数の無線ネットワークインタフェース手段を持たない、既存の通信端局を混在させることも可能になる。
【００３８】
さらに、高速無線ネットワークインタフェース手段及び低速無線ネットワークインタフェース手段を、それぞれＭＡＣ層デバイスと物理層デバイスで構成し、下位端局において無線リンクを検出する信号は、下位端局の高速無線ネットワークインタフェース手段における物理層デバイスから直接無線リンク検出手段に送出される構成とすることにより、無線ネットワークインタフェース手段の高速な切り替えを実現できる。
【００３９】
さらに、高速無線ネットワークインタフェース手段のいずれかを、電波の代わりに光を通信媒体とする無線ネットワークインタフェース手段で構成することにより、電波による通信に比べてさらに高速なダウンリンクを提供可能であり、高速なダウンリンクが切断されたときも、通信を続行することが可能な無線通信システムを用いる端局（装置）を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００４１】
［第１の実施の形態］
図２は、本発明の第１の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成を示す。
【００４２】
同図に示す無線通信システムは、無線通信を行う複数の端局１，２，３で構成され、それぞれの端局が、異なる周波数帯域の電波を複数用いて、相互にデータの送受信を可能とするシステムである。
【００４３】
それぞれの端局１，２，３は、複数の無線ネットワークインタフェース部１０と、無線リンク検出部２０と、リンク選択／集約部３０と、上位層プロトコル４０とを備える。
【００４４】
なお、本実施の形態では、それぞれの端局１，２，３が、親機、子機といった帰属関係を持たない無線通信形態に好適である。このような無線通信形態は、例えば、IEEE802.11規格では、『アドホック・モード』と呼ばれており、端局は、主体的にデータ通信を行う端末、即ちパーソナルコンピュータや個人用ディジタル情報携帯端末(Personal Digital Assistant:PDA)などであってもよい。
【００４５】
以下、端局１，２，３の機能について具体的に説明する。
【００４６】
無線ネットワークインタフェース部１０とは、通信媒体である電波を用いて、リンク選択／集約部３０から入力されたフレームを送信し、かつ、受信したフレームをリンク選択／集約部３０へ出力するものであり、通信アーキテクチャでいうところの、MAC(Media Access Control)層と物理層を担う装置である。ある端局に備えられる複数の無線ネットワークインタフェース部１０は、それぞれ異なる周波数帯域の電波のみを扱うことができる。そして、本発明の無線通信システムに属する端局同士は、同じ周波数帯域の電波を扱う無線ネットワークインタフェース部１０同士を介して、当該電波を通信媒体とし、相互にデータを送受信する。
【００４７】
例えば、図２における端局１の無線ネットワークインタフェース部１０は、それぞれ異なる周波数帯域ｆ−１，ｆ−ｋ，ｆ−ｎの電波を通信媒体として用いることができ、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１、あるいは、端局３の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１を介して、相互にデータを送受信することができる。
【００４８】
また、無線ネットワークインタフェース部１０は、別の端局にあり、同じ周波数帯域の電波を用いる無線ネットワークインタフェース部と通信可能であることを検知すると、無線リンク検出信号を無線リンク検出部２０へ出力する。
【００４９】
ここで、無線通信に用いる電波の周波数帯域は、その利用用途に応じて厳密に定められている。例えば、無線ＬＡＮ用途に定められている代表的な周波数帯域としては、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯、１９ＧＨｚ帯、あるいは、６０ＧＨｚ帯などがある。本実施の形態における周波数帯域ｆ−１、ｆ−ｋ、ｆ−ｎは、前述の周波数帯のいずれかを用いてもよい。
【００５０】
また、前述の複数の無線ネットワークインタフェース部１０は、それぞれ異なるＭＡＣ方式、及び異なる物理方式を用いてもよい。例えば、図２において、無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は周波数帯域２．４ＧＨｚ帯の電波を用い、無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｋは、同５ＧＨｚ帯の電波を用いる場合、物理方式の１つであるスペクトル拡散方式として、無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１では、通信規格IEEE802.11bで定められた直接拡散方式を、無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｋでは、通信規格IEEE802.11aで定められた直交周波数分割多重方式を用いてもよい。勿論、それ以外の物理方式であってもよい。また、ＭＡＣ方式に関しては、通信規格IEEE802.11では、搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：CSMA/CA)を用いるように定めているが、それ以外のＭＡＣ方式を用いてもよい。
【００５１】
リンク選択／集約部３０は、上位層プロトコル４０から入力されたフレーム(以下、データフレームと呼ぶ)を、分散アルゴリズムに基づき、複数の無線ネットワークインタフェース部１０に分配すると共に、複数の無線ネットワークインタフェース部１０から入力されたデータフレームを集約して、上位層プロトコル４０へ出力する。また、無線リンク検出部２０から入力される信号のうち、後述する無線リンク制御フレームを、適切な無線ネットワークインタフェース部１０へ出力すると共に、無線ネットワークインタフェース部１０のそれぞれから入力される無線リンク制御フレームを、無線リンク検出部２０へ出力する。
【００５２】
無線リンク検出部２０は、自局に備えられている無線ネットワークインタフェース部１０から出力された無線リンク検出信号を受信すると、該当する無線ネットワークインタフェース部１０へフレームを送出することを許可、あるいは禁止するための無線リンク設定信号を、リンク選択／集約部３０に出力する。また、無線リンク検出部２０は、無線リンクの接続状態、あるいは、伝送品質を定期的に検査するため、無線リンク制御フレームを生成し、リンク選択／集約部３０へ出力してもよい。
【００５３】
上位層プロトコル４０は、通信アーキテクチャでいうところの、ＭＡＣ層より上位の層を担う。例えば、物理リンク制御(Logical Link Control)層、ネットワーク層、トランスポート層、あるいはアプリケーション層などである。
【００５４】
識別アドレスは、それぞれの端局を識別するために付与される固有のアドレスである。識別アドレスは、例えば、ＭＡＣアドレスであってもよい。即ち、各端局１，２，３が備える無線ネットワークインタフェース部１０に与えられているＭＡＣアドレスとは異なるＭＡＣアドレスを、各端局に付与してもよい。また、各端局１，２，３が備える無線ネットワークインタフェース部１０に与えられているＭＡＣアドレスのいずれか１つをその端局の識別アドレスとしてもよい。また、別の例では、識別アドレスは、ＩＰアドレスなどのネットワークアドレスであってもよい。また、上記以外のアドレス体系でもよい。
【００５５】
本発明の無線通信システムに属する端局同士が通信を行う方法の具体例として、図２を用いて、図２の端局１から端局２へデータフレームを送信する場合について説明する。
【００５６】
（１）  電源投入後・・・端局１のリンク選択／集約部３０は、端局１が備える全ての無線ネットワークインタフェース部１０から入力されたデータフレームを破棄し、上位層プロトコルへは転送しないよう、設定される。
【００５７】
また、端局１のリンク選択／集約部３０は、端局１が備える全ての無線ネットワークインタフェース部１０から入力された無線リンク制御フレームを、端局１の無線リンク検出部２０へ転送するよう、設定される。
【００５８】
また、端局１のリンク選択／集約部３０は、端局１の上位層プロトコル４０から入力されたデータフレームを全て破棄し、各無線ネットワークインタフェース１０ヘは転送しないよう設定される。
【００５９】
また、端局１のリンク選択／集約部３０は、端局１の無線リンク検出部２０から入力された無線リンク制御フレームを、該当する各無線ネットワークインタフェース部１０へ転送するよう設定される。
【００６０】
端局２のリンク選択／集約部３０は、集約機能に関しても同様に設定される。
【００６１】
（２）  待機中・・・端局１の複数の無線ネットワークインタフェース部１０それぞれは、受信可能な電波が到達しているかどうかをモニタすると同時に、通信可能な相手端局を探すための信号を送信する。通信可能な相手端局を探すための信号とは、IEEE802.11で定義されているような、ＭＡＣ層でのビーコン信号でもよい。また、無線リンク検出部２０で生成される無線リンク制御フレームでもよい。これらの通信可能な相手端局を探すための信号には、自端局の識別アドレスが含まれる。
【００６２】
端局２の複数の無線ネットワークインタフェース部１０それぞれも、受信可能な電波が到達しているかどうかをモニタすると同時に、通信可能な相手端局を探すための信号を送信する。
【００６３】
なお、無線ネットワークインタフェース部１０が半二重で通信を行う場合は、受信可能な電波のモニタと、通信可能な相手端局を探すための信号の送信は、時分割で多重してもよい。
【００６４】
（３）  電波の受信・・・例えば、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１が、別の端局(端局２とする)が送信した通信可能な相手端局を探すための信号を受信し、無線電波の品質が安定していることを確認すると、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１に対して、自端局の識別アドレスを含む応答信号を出力する。端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、上記の応答信号を受信すると、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１と通信可能であると判断し、端局２の識別アドレスを登録する。
【００６５】
なお、上記の状態では、まだ上位層プロトコル４０と無線ネットワークインタフェース部１０とは論理的に接続されていない。
【００６６】
（４）  無線リンクの確立・・・例えば、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１が、端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１と、無線電波を介して通信可能になったとき、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、端局１の無線リンク検出部２０に向けて、端局２の識別アドレスを含む無線リンク検出信号を送信する。
【００６７】
端局１の無線リンク検出部２０は、無線リンク検出信号を受信すると、無線リンク設定信号を端局１のリンク選択／集約部３０に出力する。
【００６８】
端局１のリンク選択／集約部３０は、上記の無線リンク設定信号により、端局１の上位層プロトコル４０から入力された、端局２宛てのデータフレームを、端局２の識別アドレスに基づいて、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１へ転送するように設定される。
【００６９】
また、端局１のリンク選択／集約部３０は、上記無線リンク設定信号により、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１から入力されたデータフレームを、上位層プロトコル４０へ転送するように設定される。ここで、端局１に属する無線ネットワークインタフェース部１０の複数が通信可能であった場合、リンク選択／集約部３０は、これらすべての無線ネットワークインタフェース部１０からのフレームを集約し、上位層プロトコル４０へ転送する。
【００７０】
（５）  無線リンクの維持・・・無線リンクが維持されているかを確認するため、例えば、端局１と端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１間で無線リンクが確立した場合、端局１及び端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、上記の（２）で述べた通信可能な相手端局を探すための信号を、定期的に送信してもよい。この信号は、さらに異なる別の通信可能な端局（例えば、端局３）を検索することも可能とする。また、上記の例において、無線リンク検出部２０は、無線リンク制御フレームを生成し、それぞれのリンク選択／集約部３０を介して定期的に端局同士で交信してもよい。
【００７１】
（６）  無線リンクの追加・・・例えば、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎが、端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎが送信した通信可能な相手端局を探すための信号を受信すると、上記（３）と同様の動作により、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎと端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎとの間で、無線通信が可能になる。
【００７２】
さらに、上記（４）と同様の動作により、端局１の上位層プロトコル４０と端局２の上位層プロトコル４０は、それぞれの無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎを介してデータフレームのやり取りが可能になる。
【００７３】
但し、端局１のリンク選択／集約部３０及び端局２のリンク選択／集約部３０には分散アルゴリズムが実装されており、上位層プロトコル４０からリンク選択／集約部３０へ入力されたデータフレームは、分散アルゴリズムにより、無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１、あるいは、無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎのいずれかへ振り分けられる。このように、分散アルゴリズムにより、端局１と端局２の間で、同じフレームが複数個送られることはない。
【００７４】
なお、無線リンクがさらに追加されても、上記分散アルゴリズムは、上位層プロトコル４０からのデータフレームをいずれか１つの無線ネットワークインタフェース部１０に振り分けられるので、データフレームの重複が避けられる。
【００７５】
（７）  無線リンクの切断・・・例えば、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１が、端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１と、無線電波を介して通信不能になったとき、上記の（５）で述べた、無線リンクの維持を確認する信号が途絶えるため、端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、無線リンクが切断されたと判断し、端局１の無線リンク検出部２０に向けて、端局２の識別アドレスを含む無線リンク検出信号を送信する。端局１の無線リンク検出部２０は、無線リンク検出信号を受信すると、無線リンク設定信号を端局１のリンク選択／集約部３０に出力する。
【００７６】
端局１のリンク選択／集約部３０は、上記無線リンク設定信号により、上位層プロトコル４０から入力された、端局２宛てのデータフレームを別の無線ネットワークインタフェース部へ転送する、あるいは、破棄するように設定される。
【００７７】
また、各端局の無線リンク検出部２０は、通信相手の端局の無線リンク検出部２０と、無線リンク制御フレームをやり取りすることにより、能動的に無線リンクを切断することが可能であってもよい。『能動的に』という意味は、無線ネットワークインタフェース部１０は、物理的に電波を送受信できるものの、ネットワーク管理者により、上位層プロトコル４０間での通信を不能にすることである。また、上記ネットワーク管理者は、ネットワーク監視ソフトあるいは、ネットワーク運用ソフトなどであってもよい。
【００７８】
リンク選択／集約機能を実現するには、リンク選択／集約部３０を図３に示すように構成してもよい。即ち、通信アーキテクチャとしては、データリンク層のＭＡＣ副層と、ＭＡＣクライアントとなる上位層の間にあり、データリンク層の副層であってもよい。図３では、無線ネットワークインタフェース部１０が２つ備えられている例を示しているが、無線ネットワークインタフェース部１０は複数備えられてもよい。
【００７９】
図３のFrame Distribution, Frame Collection, Parser/Multiplexerの機能は、IEEE802.3adで規定されている、同名の機能を用いてもよい。なお、IEEE802.3adでは、「Parser/Multiplexer」は、『Aggregator Parser/Multiplexer』と『Control Parser/Multiplexer』に分かれているが、本発明の「Parser/Multiplexer」も、IEEE802.3ad
と同様の構成であってもよい。
【００８０】
リンク選択／集約部３０における分散アルゴリズムは、例えば、以下のような方法を用いればよい。
【００８１】
・ＭＡＣアドレスによる分散；
・ＩＰアドレスによる分散；
・トランスポート層のポート番号による分散；
・アプリケーションによる分散；
・上記分散の組み合わせ；
また、最もデータ転送速度の速いリンクのみを選択して当該リンクにデータを転送する方法であってもよい。
【００８２】
上記のように、本実施の形態によれば、従来の無線通信システムに比べて高速なデータ転送速度を提供することができる。
【００８３】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成を示す。
【００８４】
本実施の形態は、無線通信を行う１つの上位端局及び複数の下位端局で構成され、上位端局と下位端局のそれぞれが、異なる周波数帯域の電波を複数用いて、相互にデータの送受信を可能とする無線通信システムに関するものである。
【００８５】
上位端局及び複数の下位端局のそれぞれは、複数の無線ネットワークインタフェース部１０と、無線リンク検出部２０と、リンク選択／集約部３０、上位層プロトコル４０を備える。
【００８６】
また、上位端局及び複数の下位端局のそれぞれは、端局を識別するための、それぞれ異なる識別アドレスを備える。
【００８７】
なお、本実施の形態では、端局が親機、子機といった帰属関係を持つ無線通信形態に好適である。このような無線通信形態は、例えば、IEEE802.11規格では、『インフラ・モード』と呼ばれており、上位端局は、アクセスポイントといわれる有線通信／無線通信のブリッジデバイスであり、下位端局は、主体的にデータ通信を行う端末、即ち、パーソナルコンピュータや個人用ディジタル情報携帯端末(Personal Digital Assistant:PDA)などであってもよい。
【００８８】
上位端局及び下位端局の構成と機能については、前述の第１の実施の形態で説明した端局の構成の機能と略同様であってもよい。但し、上位端局が優先通信／無線通信のブリッジデバイスである場合は、上位端局は、複数の無線ネットワークインタフェース部以外に、１つまたは複数のネットワークインタフェース部を備えてもよい。なお、前述の有線ネットワークインタフェース部は、上位層プロトコル４０とはリンク選択／集約部３０を介さず、直接接続される構成となる。また、複数の有線ネットワークインタフェース部を用いて有線通信における帯域拡張性あるいは冗長性を持たせる構成も可能であるが、この場合は、上位層プロトコル４０と複数の有線ネットワークインタフェース部とは、当該機能を提供するＭＡＣ副層を介して接続される構成となる。
【００８９】
例えば、有線通信にリンク集約化(IEEE802.3ad)を用いている場合、上位層プロトコル４０と複数の有線ネットワーク部とは、リンク集約化副層を介して接続される構成となる。
【００９０】
また、上位端局の上位層プロトコル４０は、前述の第１の実施の形態で示した具体例以外に、ＭＡＣブリッジエンティティであってもよい。
【００９１】
本実施の形態における無線通信システムに属する上位端局と複数の下位端局が通信を行う方法について図４を用いて、図４の上位端局１から下位端局２へデータフレームを送信する場合を例に説明する。
【００９２】
（１）  電源投入後・・・上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上位端局１が備えるすべての無線ネットワークインタフェース部１０から入力されたデータフレームを破棄し、上位層プロトコルへは転送しないよう設定される。
【００９３】
また、上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上位端局１が備えるすべての無線ネットワークインタフェース部１０から入力された無線リンク制御フレームを、上位端局１の無線リンク検出部２０へ転送するよう設定される。
【００９４】
また、上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上位端局１の上位層プロトコル４０から入力されたデータフレームをすべて破棄し、各無線ネットワークインタフェース部１０ヘは転送しないよう設定される。
【００９５】
また、上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上位端局１の無線リンク検出部２０から入力された無線リンク制御フレームを、該当する無線ネットワークインタフェース部１０へ転送するよう設定される。
【００９６】
下位端局２のリンク選択／集約部３０に関しても同様に設定される。
【００９７】
（２）  待機中・・・上位端局１の複数の無線ネットワークインタフェース部１０それぞれは、受信可能な電波が到達しているかどうかをモニタすると同時に、通信可能な下位端局を探すための信号を送信する。通信可能な下位端局を探すための信号とは、IEEE802.11で定義されているようなＭＡＣ層でのビーコン信号でもよい。また、無線リンク検出部２０で生成される無線リンク制御フレームでもよい。これらの通信可能な下位端局を探すための信号には、自端局の識別アドレスが含まれる。
【００９８】
下位端局２の複数の無線ネットワークインタフェース部１０それぞれは、受信可能な電波が到達しているかどうかをモニタする。下位端局２は、通信可能な上位端局あるいは、別の下位端局を探すための信号を送信する必要はない。
【００９９】
なお、無線ネットワークインタフェース部１０が半二重で通信を行う場合は、受信可能な電波のモニタと、通信可能な下位端局を探すための信号の送信は、時分割で多重してもよい。
【０１００】
（３）  電波の受信・・・例えば、ある下位端局(下位端局とする)の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１が、上位端局１が送信した通信可能な下位端局を探すための信号を受信し、無線電波の品質が安定していることを確認すると、下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１に対して、自端局の識別アドレスを含む応答信号を出力する。上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、上記の応答信号を受信すると、下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１と通信可能であると判断し、下位端局２の識別アドレスを登録すると同時に、下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１に通信許可を広告する応答信号を出力する。下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１が、上記の応答信号を受信することにより、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０と下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、無線電波を介して通信が可能な状態となる。
【０１０１】
なお、上記の状態では、まだ、上位層プロトコル４０と無線ネットワークインタフェース部１０とは論理的に接続されていない。
【０１０２】
（４）  無線リンクの確立・・・例えば、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１が、下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１と、無線電波を介して通信可能になったとき、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、上位端局１の無線リンク検出部２０に向けて、下位端局２の識別アドレスを含む無線リンク検出信号を送信する。上位端局１の無線リンク検出部２０は、無線リンク検出信号を受信すると、無線リンク設定信号を上位端局１のリンク選択／集約部３０に出力する。
【０１０３】
上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上記無線リンク設定信号により、上位端局１の上位層プロトコル４０から入力された、下位端局２宛てのデータフレームを、下位端局２の識別アドレスに基づいて、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１へ転送するように設定される。
【０１０４】
また、上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上記の無線リンク設定信号により、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１から入力されたデータフレームを、上位層プロトコル４０へ転送するよう設定される。ここで、上位端局１に属する無線ネットワークインタフェース部１０の複数が通信可能であった場合、リンク選択／集約部３０は、これらすべての無線ネットワークインタフェース部１０からのフレームを集約し、上位層プロトコル４０へ転送する。
【０１０５】
下位端局２の動作例も、上記と略同様の手順でよい。但し、本実施の形態における通信形態では、ある下位端局は唯１つの上位端局にのみ、すべてのデータフレームを送信する。ゆえに、下位端局２のリンク選択／集約部３０では、上位端局１の識別アドレスに基づいて、データフレームを振り分ける必要はない。但し、上位端局１と下位端局２とが、複数の無線リンクにより接続されている場合は、後述する分散アルゴリズムにより、データフレームをそれぞれの無線ネットワークインタフェース部１０に振り分ける。
【０１０６】
（５）  無線リンクの維持・・・論理的な無線リンクが維持されているかを確認するため、例えば、上位端局１と下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１間で論理的な無線リンクが確立した場合、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、上記の（２）で述べた通信可能な下位端局を探すための信号を、定期的に送信してもよい。この信号は、上位端局１が、さらに異なる別の通信可能な下位端末を検索することも可能とする。
【０１０７】
また、上記の例において、上位端局１の無線リンク検出部２０は、無線リンク制御フレームを生成し、それぞれのリンク選択／集約部３０を介して定期的に下位端局に送信してもよい。
【０１０８】
（６）  無線リンクの追加・・・例えば、下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎが、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎが送信した通信可能な下位端局を探すための信号を受信すると、上記の（３）と同様の動作により、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎと下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎとの間で、無線通信が可能になる。
【０１０９】
さらに、上記の（４）と同様の動作により、上位端局１の上位層プロトコル４０と下位端局２の上位層プロトコル４０は、それぞれの無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎを介して、データフレームのやり取りが可能になる。
【０１１０】
但し、上位端局１のリンク選択／集約部３０及び下位端局２のリンク選択／集約部３０には、分散アルゴリズムが実装されており、上位層プロトコル４０からリンク選択／集約部３０へ入力されたデータフレームは、分散アルゴリズムにより、無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１、あるいは、無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎのいずれかへ振り分けられる。このように、分散アルゴリズムにより、上位端局１と下位端局２の間で、同じフレームが複数個送られることはない。
【０１１１】
なお、無線リンクがさらに追加されても、上記分散アルゴリズムは、上位層プロトコル４０からのデータフレームをいずれか１つの無線ネットワークインタフェース部１０に振り分けるので、データフレームの重複が避けられる。
【０１１２】
（７）  無線リンクの切断・・・例えば、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１が、下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１と、無線電波を介して通信不能になったとき、上記の（５）で述べた無線リンクの維持を確認する信号が途絶えるため、上位端局１の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、無線リンクが切断されたと判断し、上位端局１の無線リンク検出部２０に向けて、下位端局２の識別アドレスを含む無線リンク検出信号を送信する。上位端局１の無線リンク検出部２０は、無線リンク検出信号を受信すると、無線リンク設定信号を上位端局１のリンク選択／集約部３０に出力する。
【０１１３】
上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上記無線リンク設定信号により、上位層プロトコル４０から入力された、下位端局２宛てのデータフレームを破棄するように設定される。
【０１１４】
また、上位端局１のリンク選択／集約部３０は、前述の無線リンク設定信号により、下位端局２の送信したデータフレームを破棄するように設定される。
【０１１５】
下位端局２に関しては、上位端局１より送信される無線リンクの維持を確認する信号が途絶えたとき、下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、無線リンクが切断されたと判断し、あとは、上位端局と略同様の動作を行えばよい。
【０１１６】
また、上位端局１の無線リンク検出部２０と下位端局２の無線リンク検出部２０は、通信相手の端局の無線リンク検出部２０と、無線リンク制御フレームをやり取りすることにより、能動的に論理無線リンクを切断することが可能であってもよい。『能動的に』という意味は、前述の第１の実施の形態で述べたものと同様である。
【０１１７】
リンク選択／集約部３０の具体的な構成は、前述の第１の実施の形態で述べた構成、あるいは、図３に示す構成と略同様であってもよい。
【０１１８】
また、リンク選択／集約機能を実現するには、上位端局のリンク選択／集約部３０は、通信アーキテクチャにおけるネットワーク層にあってもよい。この場合、上位端局は、いわゆる無線ルータと同等の機能を有することになる。即ち、各無線ネットワークインタフェース部１０には、異なるネットワークに属するネットワークアドレスが与えられており、ネットワークアドレスを元に、データフレームをルーティングする構成であってもよい。
【０１１９】
リンク選択／集約部３０における分散アルゴリズムは、前述の第１の実施の形態で述べた方法を用いればよい。
【０１２０】
本実施の形態によれば、IEEE802.11規格で言うところの「インフラ・モード」において、従来の無線通信システムに比べて高速なデータ転送速度を提供できる。
【０１２１】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成(その１)を示す。
【０１２２】
本実施の形態では、前述の第１、第２の実施の形態で示された無線通信システムにおいて、通信媒体として電波と光の両方を用いる例を示す。
【０１２３】
図５では、無線通信システムを構成する複数の端局のうち、２つ以上の端局は、光を用いて双方向通信可能な、１つまたはそれ以上の無線ネットワークインタフェース部１０と、それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは複数の無線ネットワークインタフェース部１０を備える。即ち、端局１と端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−ｎは、光を通信媒体として用いる。双方向通信が可能な無線ネットワークインタフェース部である。
【０１２４】
それぞれの端局が通信を行う手順は、前述の第１の実施の形態に示した手順と同じでよい。
【０１２５】
次に、本実施の形態における別の形態について説明する。
【０１２６】
図６は、本発明の第３の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成(その２)を示す。
【０１２７】
図６では、無線通信システムを構成する上位端局は、光を用いて双方向通信可能な１つまたは、それ以上の無線ネットワークインタフェース部１０と、それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは、複数の無線ネットワークインタフェース部１０を備える。また、無線通信システムを構成する複数の端局のうち、１つ以上の下位端局は、光を用いて双方向通信可能な、１つまたは、それ以上の無線ネットワークインタフェース部１０と、それぞれ異なる搬送波周波数帯域の電波を用いて双方向通信可能な、１つまたは、複数の無線ネットワークインタフェース部１０を備える。即ち、上位端局１と下位端局２の無線ネットワークインタフェース部１０ｆ−１は、光を通信媒体として用いる、双方向通信可能な無線ネットワークインタフェース部である。
【０１２８】
ここで、光を通信媒体として用い、双方向通信を行うには、例えば、IEEE802.11無線ＬＡＮと同様に、時分割多重により送信と受信を交互に行ってもよい。この場合は、半二重での通信となる。また、双方向で異なる波長帯の光を通信媒体として用いることにより、全二重での通信を行ってもよい。これは、光ファイバ通信では、波長分割多重と呼ばれる形態である。また、双方向で異なる偏波の光を通信媒体として用いることにより、全二重での通信を行ってもよい。また、光は電波に比べて直進性が高いため、光の経路を空間で分ける、空間分割多重により、双方向通信を行ってもよい。
【０１２９】
本実施の形態において、端局、あるいは、上位端局、あるいは、下位端局が、光を用いる無線ネットワークインタフェース部１０を複数備える場合、それぞれの無線ネットワークインタフェース部１０で光を送受信する際、互いに干渉しないようにする必要がある。そのためには、先に述べた双方向通信を行う手段と同様に、時分割多重、波長分割多重、あるいは空間分割多重を用いてもよい。
【０１３０】
上記の本実施の形態によれば、無線ネットワークインタフェース部のいずれかを、電波の代わりに光を通信媒体とする無線ネットワークインタフェース部で構成することにより、従来の電波による通信に比べてさらに高速なダウンリンクを提供することができる。
【０１３１】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成(その１)を示す。
【０１３２】
本実施の形態では、前述の第２の実施の形態と同様に、１つの上位端局及び複数の下位端局で構成され、上位端局と下位端局は帰属関係を持つ無線通信システムを示す。
【０１３３】
以下、図７を用いて詳細に説明する。
【０１３４】
本実施の形態では、無線通信を行う１つの上位端局及び複数の下位端局で構成され、上位端局と下位端局のそれぞれが、異なる周波数帯域の電波を複数用いて、相互にデータの送受信を可能とする無線通信システムについて説明する。
【０１３５】
上位端局及び複数の下位端局のそれぞれは、複数の低速無線ネットワークインタフェース部６０と、複数の高速無線ネットワークインタフェース部５０と、無線リンク検出部２０と、リンク選択／集約部３０と、上位層プロトコル４０を備える。
【０１３６】
また、上位端局及び複数の下位端局のそれぞれは、端局を識別するための、それぞれ異なる識別アドレスを備える。
【０１３７】
なお、本実施の形態では、前述の第２の実施の形態と同様に、端局が、親機、子機といった帰属関係を持つ無線通信形態に好適である。
【０１３８】
上位端局及び下位端局の構成と機能については、前述の第２の実施の形態で説明した端局の構成の機能と略同様であってもよい。但し、前述の第２の実施の形態における上位端局は、複数の無線ネットワークインタフェース部１０として、１つまたは、複数の送受信可能な低速無線ネットワークインタフェース部６０と、１つまたは、複数の送信のみ可能な高速無線ネットワークインタフェース部５０とを備えるものとする。
【０１３９】
また、第２の実施の形態における下位端局は、複数の無線ネットワークインタフェース部として、１つまたは、複数の送受信可能な低速無線ネットワークインタフェース部６０と、１つまたは、複数の受信のみ可能な高速無線ネットワークインタフェース部５０を備えるものとする。
【０１４０】
ここで、低速無線ネットワークインタフェース部６０と高速無線ネットワークインタフェース部５０とは、それぞれのインタフェース部における相対的なデータ転送速度により、二分される。即ち、相対的に遅いデータ転送速度をもつ無線ネットワークインタフェース部を低速無線ネットワークインタフェース部６０、相対的に速いデータ転送速度をもつ無線ネットワークインタフェース部を高速無線ネットワークインタフェース部５０という。一般的には、無線通信でより速いデータ転送速度を実現するためには、より高周波な無線電波を用いる必要がある。例えば、第１の実施の形態では、無線ＬＡＮ用途に用いる電波の代表的な周波数帯域として、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯、１９ＧＨ帯、あるいは、６０ＧＨ帯などがあると述べたが、高速なデータ転送速度を得るためには、高周波な周波数帯域の電波が必要となる。しかし、室内に設置された無線ＬＡＮシステムを仮定すると、上記の例では、２．４ＧＨ帯の電波（低速無線ネットワークインタフェース部６０）では、情報端末が移動しても、電波は問題なく受信できるが、６０ＧＨｚ帯(高速無線ネットワークインタフェース部５０)では、受信状態が不安定になり、データの転送が切断される場合も想定される。
【０１４１】
上記の無線電波の特性を考えると、高速無線ネットワークインタフェース部５０と低速無線ネットワークインタフェース部６０を併せ持つ本実施の形態による装置が通信を行う場合、高速無線ネットワークインタフェース部５０が通信可能な場合は、略必ず低速無線ネットワークインタフェース部６０は、通信可能な状態にある、と考えてよい。そこで、本実施の形態では、上位端局と下位端局が低速無線ネットワークインタフェース部６０により無線通信可能な状態になった後、高速無線ネットワークインタフェース部５０により、無線通信を行う手順とする。
【０１４２】
また、本実施の形態における無線通信システムでは、ダウンリンク（上位端局から下位端局への通信リンク：例えば、アクセスポイントから情報端末への通信リンク）のデータ転送速度を高速化するため、ダウンリンクのみの高速無線ネットワークインタフェース部５０を備え、高速無線ネットワークインタフェース部５０による通信が切断された場合の通信リンク確保のため、かつアップリンクとして用いるため、低速無線ネットワークインタフェース部６０を備えることを特徴とする。
【０１４３】
本実施の形態の無線通信システムに属する上位端局と複数の下位端局が通信を行う方法について、図７の上位端局１から下位端局２へデータフレームを送信する場合を例に説明する。
【０１４４】
本実施の形態の無線通信システムに属する上位端局と複数の下位端局は、それぞれ複数の高速無線ネットワークインタフェース部５０と複数の低速無線ネットワークインタフェース部６０を備えるが、それぞれの低速無線ネットワークインタフェース部６０同士での通信方法は、前述の第２の実施の形態で述べた方法と略同じ方法でよい。高速無線ネットワークインタフェース部５０同士での通信方法に関しては、アップリンクが存在しないため、低速無線ネットワークインタフェース部６０のいずれかをアップリンクとして利用すればよい。
【０１４５】
上位端局と下位端局のいずれかが高速無線ネットワークインタフェース部５０を介して通信を行う方法は、より具体的には以下の通りであってもよい。
【０１４６】
（１）  待機中・・・上位端局の高速無線ネットワークインタフェース部５０のそれぞれは、受信可能な電波が到達しているかどうかをモニタすると同時に、通信可能な下位端局を探すための信号を送信する。下位端局の高速無線ネットワークインタフェース部５０のぞれぞれは、受信可能な電波が到達しているかどうかをモニタする。通信可能な下位端局を探すための信号とは、IEEE802.11で定義されているような、ＭＡＣ層でのビーコン信号でもよい。また、無線リンク検出部２０で生成される無線リンク制御フレームでもよい。これらの通信可能な下位端局を探すための信号には、自端局の識別アドレスが含まれる。
【０１４７】
（２）  電波の受信・・・例えば、ある下位端局(下位端局２とする)の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎが、上位端局１が送信した通信可能な下位端局を探すための信号を受信し、無線電波の品質が安定していることを確認すると、下位端局２の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎは、下位端局２の無線リンク検出部２０に対して無線リンク検出信号を送出して、自身が無線電波を受信していることを広告する。
【０１４８】
下位端局２の無線リンク検出部２０が無線リンク検出信号を受信すると、無線リンク検出部２０は、下位端局２のリンク選択／集約部３０を介して、低速無線ネットワークインタフェース部６０のいずれかに自端局の識別アドレスを含む無線リンク制御フレームを送出することにより、下位端局２は上位端局１に対し、高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎが電波を受信したことを広告する。
【０１４９】
また、下位端局２の無線リンク検出部２０は、上記と同時に、下位端局２のリンク選択／集約部３０に対し、高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎから入力されたデータフレームを、上位層プロトコル４０へ転送するよう設定する。ここで、下位端局２に属する高速無線ネットワークインタフェース部５０の複数が通信可能であった場合、リンク選択／集約部３０は、これらすべての高速無線ネットワークインタフェース部５０からのデータフレームを集約し、上位層プロトコル４０へ転送する。また、通信可能な状態にあるすべての低速無線ネットワークインタフェース部６０からのフレームも併せて集約されて、上位層プロトコル４０へ転送される。
【０１５０】
（３）  無線リンクの確立・・・上位端局１の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎが、下位端局２の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎからの無線リンク制御フレームを受信すると、無線リンク制御フレームは、上位端局１のリンク選択／集約部３０を介して、上位端局１の無線リンク検出部２０へ送られる。
【０１５１】
上位端局１の無線リンク検出部２０は、無線リンク制御フレームにより、下位端局２の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎが上位端局１の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎからの電波を受信していることを検知すると、上位端局１のリンク選択／集約部３０に対し、無線リンク設定信号を上位端局１のリンク選択／集約部３０に出力する。
【０１５２】
上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上記無線リンク設定信号により、上位端局１の上位層プロトコルから入力された、下位端局２宛てのデータフレームを、下位端局２の識別アドレスに基づいて、上位端局１の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎへ転送するよう設定する。ここで、複数の高速無線ネットワークインタフェース部５０が下位端局２と通信可能である場合、上位端局１のリンク選択／集約部３０において、分散アルゴリズムにより、データフレームをそれぞれの高速無線ネットワークインタフェース部５０に振り分ける。
【０１５３】
（４）  無線リンクの維持・・・高速無線ネットワークインタフェース部５０を介した無線ダウンリンクが維持されているかを確認するため、例えば、上記（１）及び（３）により、上位端局１と下位端局２の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎ間で無線ダウンリンクが確立した場合、上位端局１の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎは、上記(１)で述べた通信可能な下位端局２を探すための信号を、定期的に送信してもよい。この信号は、上位端局１がさらに、異なる別の通信可能な下位端局を検索することも可能である。
【０１５４】
また、上記の例において、上位端局１の無線リンク検出部２０は、無線リンク制御フレームを生成し、それぞれのリンク選択／集約部３０を介して定期的に下位端局に送信してもよい。
【０１５５】
（５）  無線リンクの切断・・・例えば、下位端局２の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎが、上位端局１の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎからの無線電波を受信不能になったとき、上記の(２)と同様に、下位端局２の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎは、下位端局２の無線リンク検出部２０に対して無線リンク検出信号を送出して、自身が無線電波を受信していないことを広告する。
【０１５６】
下位端局２の無線リンク検出部２０が無線リンク検出信号を受信すると、無線リンク検出部２０は、下位端局２のリンク選択／集約部３０を介して、低速無線ネットワークインタフェース部６０のいずれかに自端局の識別アドレスを含む無線リンク制御フレームを送出することにより、下位端局２は、上位端局１に対し、高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎが電波を受信していないこと（あるいは電波が切断したこと）を広告する。
【０１５７】
また、下位端局２の無線リンク検出部２０は、上記と同時に、下位端局２のリンク選択／集約部３０に対し、高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎから入力されたデータフレームを、上位層プロトコル４０へ転送しないように設定する。
【０１５８】
上位端局１の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎが、下位端局２の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎからの無線リンク制御フレームを受信すると、無線リンク制御フレームは、上位端局１のリンク選択／集約部３０を介して、上位端局１の無線リンク検出部２０へ送られる。
【０１５９】
上位端局１の無線リンク検出部２０は、無線リンク制御フレームにより、下位端局２の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎが上位端局１の高速無線ネットワークインタフェース部５０ｆ−ｎからの電波を受信していないこと（あるいは電波が切断したこと）を検知すると、上位端局１のリンク選択／集約部３０に対し、無線リンク設定信号を上位端局１のリンク選択／集約部３０に出力する。
【０１６０】
上位端局１のリンク選択／集約部３０は、上記無線リンク設定信号により、上位端局１の上位層プロトコル４０から入力された、下位端局２宛てのデータフレームを、下位端局２の識別アドレスに基づいて、上位端局１の低速無線ネットワークインタフェース部６０のいずれかへ転送するように設定する。また、別の高速無線ネットワークインタフェース部５０が下位端局２と接続されている場合、そちらへ転送するように設定する。
【０１６１】
また、上位端局１の無線リンク検出部２０と下位端局２の無線リンク検出部２０は、通信相手の端局の無線リンク検出部２０と、無線リンク制御フレームをやり取りすることにより、能動的に無線ダウンリンクを切断することが可能であってもよい。『能動的に』という意味は、前述の第１の実施の形態で述べたものと同様である。
【０１６２】
ここで、リンク選択／集約部の具体的構成は、前述の第１の実施の形態における図３に示す構成と略同様であってよい。
【０１６３】
さらに、高速無線ネットワークインタフェース部５０及び低速無線ネットワークインタフェース部６０は、図８に示すように、それぞれＭＡＣ層デバイス７１，８１と物理層デバイス７２，８２で構成されていてもよい。このような無線ネットワークインタフェース部は、パーソナルコンピュータなどに用いられる通信インタフェースカードと略同様な構成である。ゆえに、高速無線ネットワークインタフェース部５０及び低速無線ネットワークインタフェース部６０に市販の通信インタフェースカードを利用することにより、安価に端局を構成することが可能になる。また、本発明の無線通信システムに、複数の無線ネットワークインタフェース部を持たない、既存の通信端局を混在させることも可能になる。
【０１６４】
さらに、高速無線ネットワークインタフェース部５０及び低速無線ネットワークインタフェース部６０は、図９に示すように、それぞれＭＡＣ層デバイス７１，８１と物理層デイバス７２，８２で構成されており、下位端局における無線リンク検出信号は、下位端局の高速無線ネットワークインタフェース部５０における物理層デバイスから直接無線リンク検出部２０に送出される構成でもよい。
【０１６５】
また、高速無線ネットワークインタフェース部５０のいずれかは、電波の代わりに光を通信媒体とする無線ネットワークインタフェース部であってもよい。ここで、複数の光を通信媒体とする高速無線ネットワークインタフェース部５０を用いて、無線通信システムを構成する場合、通信媒体である光の干渉を避けるため、第３の実施の形態で示された多重方式を用いてもよい。
【０１６６】
リンク選択／集約部３０における、分散アルゴリズムは、図３の第１の実施の形態で述べた方法を用いればよい。
【０１６７】
上記の本実施の形態によれば、従来の無線通信システムに比べて高速なダウンリンクが提供可能であり、高速なダウンリンクが切断されたときも、通信を続行することが可能な無線通信システムを提供することができる。
【０１６８】
また、高速無線ネットワークインタフェース部及び低速無線ネットワークインタフェースエース部を、それぞれＭＡＣ層デバイスと物理層デバイスで構成することにより、無線通信システムを構成する端局を安価に提供することが可能となる。また、本実施の形態の無線通信システムに、複数の無線ネットワークインタフェース部を持たない、既存の通信端局を混在させることも可能になる。
【０１６９】
さらに、高速無線ネットワークインタフェース部及び低速無線ネットワークインタフェース部を、それぞれＭＡＣ層デバイスと物理層デバイスで構成し、下位端局における無線リンク検出信号は、下位端局の高速無線ネットワークインタフェース部における物理層デバイスから直接無線リンク検出機能に送出される構成とすることにより、無線ネットワークインタフェース部の高速な切り替えを実現できる。
【０１７０】
さらに、高速無線ネットワークインタフェース部のいずれかを、電波の代わりに光通信媒体とする無線ネットワークインタフェース部で構成することにより、電波による通信に比べてさらに高速なダウンリンクを提供することができる。
【０１７１】
なお、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
本発明は、複数のインタフェースを有する無線ＬＡＮに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるリンク選択／集約部の構成例を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成図（その１）である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成図(その２)である。
【図７】本発明の第４の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成図(その１)である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成図(その２)である。
【図９】本発明の第４の実施の形態における複数の端局からなる無線通信システムの構成図(その４)である。
【符号の説明】
【０１７４】
１  端局、上位端局
２，３  端局、下位端局
１０  無線ネットワークインタフェース手段、無線ネットワークインタフェース部
２０  無線リンク検出手段、無線リンク検出部
３０  リンク選択／集約手段、リンク選択／集約部
４０  上位層プロトコル
５０、７０  高速無線ネットワークインタフェース手段、高速無線ネットワークインタフェース部
６０、８０  低速無線ネットワークインタフェース手段、低速無線ネットワークインタフェース部
７１、８１  ＭＡＣ層デバイス
７２、８２  物理層デバイス
８１
【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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