JP2013143624A - 複数の無線通信帯域に対する探索時間を短くする無線ｌａｎ用のアクセスポイント、無線端末及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の無線通信帯域に対する探索時間をできる限り短くする無線ＬＡＮ用のアクセスポイント、無線端末及びプログラムを提供する。
【解決手段】アクセスポイントは、第１の周波数帯域で通信する第１の無線通信部と、第２の周波数帯域で通信する第２の無線通信部とを有し、第１の無線通信部から送信されるビーコン信号は、ネットワーク識別子と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含む。第１の周波数帯域は、例えばIEEE802.11に基づく２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯であり、第２の周波数帯域は、例えばIEEE802.11に基づく５ＧＨｚ帯又は２．４ＧＨｚ帯である。無線端末は、アクセスポイントから第１の周波数帯域でビーコン信号を受信した際に、当該ビーコン信号に含まれる使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始する。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線ＬＡＮ(Local Area Network)について、無線端末がアクセスポイントを発見する通信シーケンスの技術に関する。

無線ＬＡＮによれば、無線端末とアクセスポイントとの間でパケット送信を制御するためのＭＡＣ（Medium Access Control：媒体アクセス制御）レイヤ技術がある。ＭＡＣレイヤによって無線局間で交換されるＭＡＣフレームは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１の標準規格によって規定されている。

ＩＥＥＥ８０２．１１のインフラストラクチャモードの場合、アクセスポイントは、ビーコン信号と称される制御フレームを、定期的（例えば１００ｍｓ程度毎）に送信する。ビーコン信号は、周辺の無線端末に対して、アクセスポイントの存在を広告するものであって、ネットワーク識別子ＳＳＩＤ(Service Set IDentifier)を含む。これによって、無線端末は、周囲に存在するアクセスポイント（ネットワーク識別子）を容易に発見することができる。ビーコン信号の受信によってアクセスポイントの存在を発見した無線端末は、その接続を試みるべく、そのアクセスポイントに対して接続シーケンスを実行する。尚、アドホックモードの場合、端末も、ビーコン信号を定期的に送信することとなる。

無線ＬＡＮは、家庭内ネットワークに限られず、様々な場所に公衆ホットスポットとして構築されている。また、無線ＬＡＮの通信機能も、パーソナルコンピュータに限られず、携帯電話機やスマートフォンのような端末にまで普及している。そのために、多数のアクセスポイントと多数の無線端末とが混在するために、無線端末としては、できる限り良好な通信品質の無線通信帯域を利用することが所望される。

一般に、無線端末２は、発見した複数のアクセスポイントのＳＳＩＤをディスプレイに表示し、利用者に対してアクセスポイントを選択させる。このとき、各アクセスポイントにおける電波強度もディスプレイに表示することも好ましい。利用者は、サービス内容が同じである限り、当然に、電波強度の強いアクセスポイントを選択することとなる。勿論、利用者自らがアクセスポイントを選択することなく、無線端末２が、発見した複数のアクセスポイントのうち接続可能なアクセスポイントの中から、通信品質の良好なものを自動的に選択するものであってもよい。

従来、アクセスポイントを発見するために、無線端末が、圏内か又は圏外かに基づいて、アクセスポイントの探索方式を切り替える技術がある（例えば特許文献１参照）。また、基地局によって報知されるビーコン信号に通信品質情報が含まれており、無線端末は、その通信品質情報に応じて基地局を切り替える技術もある（例えば特許文献２参照）。

また、近年、無線ＬＡＮ用のアクセスポイントについて、異なる複数の周波数帯域で通信する複数の無線通信部を搭載したものが市販されてきている。

図１は、異なる複数の無線帯域で通信可能なアクセスポイントを有するシステム構成図である。

アクセスポイント１は、一方をアクセスネットワークを介してインターネットに接続し、他方をエアを介して無線端末２と通信する。アクセスポイント１から送信される電波が到達するエリアに在圏する無線端末２は、そのアクセスポイント１を介してインターネットに接続することができる。図１によれば、無線端末２は、複数のアクセスポイント１を発見することができる。

図１によれば、無線ＬＡＮ用のアクセスポイント１は、異なる複数の周波数帯域で無線端末２と通信するべく、複数の無線通信部を備えている。具体的には、アクセスポイント１は、２．４ＧＨｚ帯で通信する第１の無線通信部と、５ＧＨｚ帯で通信する第２の無線通信部とを有する。例えばIEEE802.11nの通信規格によれば、２．４ＧＨｚ／５ＧＨｚの周波数帯域を用いて、最大伝送速度６００Ｍｂｐｓ（帯域幅４０ＭＨｚのチャネルボンディング、４ストリーム時）及び実効速度１００Ｍｂｐｓ以上を実現する。

無線端末２は、アクセスポイント１を介してデータ通信を実行するために、まず最初に、アクセスポイント１の存在を発見する必要がある。アクセスポイント１を発見するための方法として、「アクティブスキャン」と「パッシブスキャン」とがある。「アクティブスキャン」は、無線端末２がプローブ要求信号を送信し、これを受信したアクセスポイント１が送信したプローブ応答信号を無線端末２が受信することで、アクセスポイント１の存在を発見する。これに対して、「パッシブスキャン」は、アクセスポイント１が送信するビーコン信号を受動的に無線端末２が受信することで、アクセスポイント１の存在を発見する。アクセスポイント１が、２．４ＧＨｚ／５ＧＨzの２つの周波数帯域での無線通信部を有する場合、これら周波数帯域毎に、ＳＳＩＤを含むビーコン信号が、アクセスポイント１から報知される。

以下では、インフラストラクチャモードについて、アクセスポイントがビーコン信号を送信するものとして説明する。勿論、アドホックモードの場合、端末がビーコン信号を送信するものとなる。

特開２００５−０１２５３９号公報 特開平６−２４４７８１号公報

図２は、従来技術におけるビーコン信号を含むシーケンス図である。

図２によれば、アクセスポイント１は、２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯それぞれについて、ビーコン信号を常時（例えば１００ｍｓ程度間隔）報知している。無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯のそれぞれについて例えば各１０チャネルを、接続する相手であるアクセスポイントからのビーコン信号の報知があるかどうかをセンス（探索）するとする。この場合、無線端末２は、各チャネルで少なくとも１００ｍｓ以上、ビーコン信号を待ち受ける必要がある。そうすると、全チャネルをセンスするのに、以下のように少なくとも約２秒の探索時間を要する。
１００ｍsec×（１０チャネル×２帯域）＝２sec
その後、ビーコン信号を受信した無線端末２は、標準規格の所定の手順によってそのアクセスポイントに接続する。

また、標準規格によれば、５ＧＨｚ帯ではレーダ等の他システムと周波数を共用する。そのために、アクセスポイント１は、例えば３０分程度の時間、周波数チャネルをモニタし、当該周波数チャネルで影響を与える恐れのある他システムが存在しないことを確認する。その上で、アクセスポイント１は、当該周波数チャネルで電波を送信しても問題が無いか否かを判断する必要がある。即ち、５ＧＨｚ帯では、アクセスポイント１の存在を確認するための方法として、アクティブスキャンを用いることができない。結果的に、無線端末は、アクセスポイントに接続するために、周波数チャネルをモニタして、アクセスポイント１から送信される信号を確認することなく、プローブ要求パケットを送信することには、問題があった。そのために、無線端末は、５ＧＨｚ帯で運用しているアクセスポイントを探索するためには、全てのチャネルについてビーコン信号を探索しなければならず、このために時間を要するという問題があった。ビーコン信号は５ＧＨｚ帯の全チャネルのうち、いずれかの１チャンネルで発見される。このため、無線端末はビーコン信号を探すために全チャネルでサーチしなければならない。

更に、従来技術における無線ＬＡＮによれば、同一チャネルを時間的に譲り合って複数端末間の通信を成立させるＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式を採用している。そのために、アクティブスキャンによれば、探索を目的としたパケットの交換が増加し、データ通信を目的としたパケットの交換を阻害するという恐れもあった。

そこで、本発明は、複数の無線通信帯域に対する探索時間をできる限り短くする無線ＬＡＮ用のアクセスポイント、無線端末及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明によれば、第１の周波数帯域で通信する第１の無線通信部と、第２の周波数帯域で通信する第２の無線通信部とを有する無線ＬＡＮ(Local Area Network)用のアクセスポイントにおいて、
第１の無線通信部から送信されるビーコン信号は、ネットワーク識別子と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含むことを特徴とする。

本発明のアクセスポイントにおける他の実施形態によれば、
第１の周波数帯域は、IEEE802.11に基づく２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯であり、
第２の周波数帯域は、IEEE802.11に基づく５ＧＨｚ帯又は２．４ＧＨｚ帯である
ことも好ましい。

本発明のアクセスポイントにおける他の実施形態によれば、ビーコン信号に含まれる使用チャネル情報は、使用可能な第２の無線通信部の使用チャネル番号に対するビットのセット／リセットによって表されることも好ましい。

本発明によれば、前述のアクセスポイントと通信する無線端末であって、
アクセスポイントから第１の周波数帯域でビーコン信号を受信した際に、当該ビーコン信号に含まれる使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始することを特徴とする。

本発明の無線端末における他の実施形態によれば、
接続目的となるネットワーク識別子を予め記憶した接続目的識別子記憶手段と、
受信したビーコン信号に含まれるネットワーク識別子が、接続目的識別子記憶手段に記憶されたものであるか否かを判定する接続目的識別子判定手段と、
接続目的識別子判定手段によって真と判定された場合にのみ、当該ビーコン信号に含まれる使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始することも好ましい。

本発明によれば、第１の周波数帯域で通信する第１の無線通信部と、第２の周波数帯域で通信する第２の無線通信部とを有する無線ＬＡＮ用のアクセスポイントに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
第１の無線通信部から送信されるビーコン信号は、ネットワーク識別子と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含むようにコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明によれば、前述のアクセスポイントと通信する無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
アクセスポイントから第１の周波数帯域でビーコン信号を受信した際に、当該ビーコン信号に含まれる使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始するようにコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明によれば、第１の周波数帯域で通信する第１の無線通信部と、第２の周波数帯域で通信する第２の無線通信部とを有する無線ＬＡＮ用のアクセスポイントのビーコン信号送信方法において、
第１の無線通信部から送信されるビーコン信号は、ネットワーク識別子と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含むことを特徴とする。

本発明によれば、前述のアクセスポイントと通信する無線端末のビーコン信号受信方法であって、
アクセスポイントから第１の周波数帯域でビーコン信号を受信した際に、当該ビーコン信号に含まれる使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始することを特徴とする。

本発明の無線ＬＡＮ用のアクセスポイント、無線端末及びプログラムによれば、複数の無線通信帯域に対する探索時間をできる限り短くすることができる。

異なる複数の無線帯域で通信可能なアクセスポイントを有するシステム構成図である。 従来技術におけるビーコン信号を含むシーケンス図である。 本発明におけるビーコン信号を含むシーケンス図である。 本発明におけるビーコン信号のフレーム構成図である。 本発明における無線端末の第１の処理を表すフローチャートである。 本発明における無線端末の第２の処理を表すフローチャートである。 本発明におけるアクセスポイントの機能構成図である。 本発明における無線端末の機能構成図である。

以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

一般的な無線ＬＡＮによれば、２．４ＧＨｚ帯での利用が多いために、他のアクセスポイントや無線端末からの干渉の影響が大きい。そのために、５ＧＨｚ帯を利用した方が、良好な通信品質で通信をすることが可能となる場合が多い。本発明によれば、具体的には、無線端末が、２．４ＧＨｚ帯のビーコン信号をアクセスポイントから受信するだけで、５ＧＨｚ帯の存在有無を認識することができる。これによって、無線端末は、５ＧＨｚ帯のビーコン信号を受信するまでの時間を短縮できる。

図３は、前述した図２に対して、本発明におけるビーコン信号を含むシーケンス図である。

無線ＬＡＮ用のアクセスポイント１は、第１の周波数帯域で通信する第１の無線通信部と、第２の周波数帯域で通信する第２の無線通信部とを有する。例えば、無線ＬＡＮの通信方式がIEEE802.11に基づく場合、周波数帯域として以下の２通りがある。
（１）第１の周波数帯域＝IEEE802.11に基づく２．４ＧＨｚ帯
第２の周波数帯域＝IEEE802.11に基づく５ＧＨｚ帯
（２．４ＧＨｚ帯を基本周波数として最初にモニタする）
（２）第１の周波数帯域＝IEEE802.11に基づく５ＧＨｚ帯
第２の周波数帯域＝IEEE802.11に基づく２．４ＧＨｚ帯
（５ＧＨｚ帯を基本周波数として最初にモニタする）

また、本発明によれば、第１の無線通信部から送信されるビーコン信号は、ＳＳＩＤ（ネットワーク識別子）と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含む。図３によれば、無線端末２は、アクセスポイント１が報知する２．４ＧＨｚ帯でのビーコン信号をモニタするだけで、５ＧＨｚ帯の使用有無を知ることができる。即ち、図３によれば、図２に対して、無線端末２は以下のように約１秒の探索時間しか要しない。
１００ｍsec×（１０チャネル×１帯域（２．４ＧＨｚ））＝１sec

無線端末２が、５ＧＨｚ帯のＳＳＩＤ２に対して接続を所望した場合、その探索時間は、約１．１秒しか要しない。
１００ｍsec×（１０チャネル×１帯域（２．４ＧＨｚ））＋
１００ｍsec×（１チャネル×１帯域（５ＧＨｚ））＝１．１sec

また、５ＧＨｚ帯が全く運用されていない場合、無線端末２は、２．４ＧＨｚを探索するだけでそれを知り得るために、５ＧＨｚ帯に対する無駄な探索処理を実行する必要がない。

無線端末２が、電池で動作する携帯電話機やスマートフォンである場合、このような無駄な探索処理を省略できることは、消費電力を抑制する観点から優位性がある。

図４は、本発明におけるビーコン信号のフレーム構成図である。

ビーコン信号は、ＭＡＣフレームによって構成される。ＭＡＣフレームは、「フレーム制御」「DurationID」「宛先アドレス」「送信元アドレス」「ＢＳＳＩＤ(Basic Service Set IDentifier)」「シーケンス制御」「フレームボディ」「ＦＣＳ」から構成される。

「フレーム制御」は、各種制御情報を含む。その中で、「タイプ」「サブタイプ」によってビーコン信号が特定される。「タイプ＝００」はマネジメントフレームであることを意味し、「サブタイプ＝１０００」はビーコン信号であることを意味する。

「DurationID」は、無線リンクを使用する予定期間（μｓ）を表す。「ＢＳＳＩＤ」(Basic Service Set IDentifier)は、アクセスポイントのＭＡＣアドレスを表す。「シーケンス制御」は、ＭＡＣフレームのシーケンス番号と、フラグメント番号とを表す。「ＦＣＳ」は、誤り検出符号を表す。

図４によれば、ビーコン信号のメッセージボディに含まれる情報要素が表されている。情報要素は、大きく「ビーコン基本情報」と「その他の情報」とに分かれる。

通常、「ビーコン基本情報」には、以下の情報が含まれる。
・Timestamp：タイマTSFTIMERの値（μｓ単位）
・Beacon Interval：ビーコン周期（1024μｓ単位）
・Capability Information：ポーリング集中制御（ＰＣＦ）又は暗号化の有無
・ＳＳＩＤ(Service Set ID)：ＥＳＳＩＤ又はＩＢＳＳＩＤ
・Supported Rate：アクセスポイントがサポートしている無線伝送レートの一覧

本発明によれば、「ビーコン基本情報」に、「使用チャネル情報」が更に含まれる。例えば、２．４ＧＨｚ帯のビーコン信号に、５ＧＨｚ帯の使用チャネルを識別するビット列が含まれる。無線端末は、使用可能なチャネルに該当するビットがセットされていることを知ることにより５ＧＨｚ帯での使用チャネルを知ることができる。逆に、リセットされているビットは、使用可能なチャネルではない。使用チャネル情報には、第２の無線通信部で使用可能な使用チャネル情報に限らず、第１の無線通信部で使用可能な使用チャネル情報を含むことも好ましい。無線端末は、１つのビーコン信号を受信することによって、全ての周波数帯域の全ての使用チャネルを認識することができる。

図５は、本発明における無線端末の第１の処理を表すフローチャートである。

（Ｓ５０１）無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯の全チャネル（ｍ＝１〜Ｍ）のモニタを開始する。チャネル１〜Ｍまで、Ｓ５０８との間の処理を繰り返す。
（Ｓ５０２）無線端末２は、当該チャネルｍ毎に、Ｓ５０７との間で、ｘミリ秒（例えば１００ｍsec）間、ループする。

（Ｓ５０３）無線端末２は、当該チャネルｍについて、アクセスポイント１から報知される２．４ＧＨｚ帯のビーコン信号を、センスする。
（Ｓ５０４）無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯の当該チャネルｍでのビーコン信号を受信できなかった場合、Ｓ５０８へ移行し、２．４ＧＨｚ帯の次のチャネル（ｍ＝ｍ＋１）のモニタを開始する。
（Ｓ５０５）無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯の当該チャネルｍでのビーコン信号を受信できた場合、そのビーコン信号のＳＳＩＤが、接続目的識別子記憶部に予め記憶された接続目的識別子であるか否かを判定する。即ち、ＳＳＩＤと接続目的識別子との文字列の一致を判定する。接続目的識別子でない場合、無線端末２は、Ｓ５０７へ移行し、２．４ＧＨｚ帯の当該チャネルｍでモニタを更に継続する。尚、接続目的識別子記憶部は、ユーザが接続を所望するネットワーク識別子（ＳＳＩＤ）を含む。

（Ｓ５０６）ビーコン信号のＳＳＩＤが接続目的識別子である場合、無線端末２は、そのビーコン信号に、使用チャネル情報が含まれているか否かを判定する。このとき、ビーコン信号から通信品質を得る。通信品質は、ビーコン信号を計測して得られるものであってもよいし、ビーコン信号自体に通信品質情報を含むものであってもよい。使用チャネル情報が含まれていて、５ＧＨｚ帯のいずれのチャネルビットもセットされていない場合、無線端末２は、Ｓ５０７へ移行し、２．４ＧＨｚ帯の当該チャネルｍのモニタを継続する。

（Ｓ５０７）無線端末２は、当該チャネルｍでのモニタがｘミリ秒を経過するまで、Ｓ５０２との間でループする。その後、ｘミリ秒を経過した場合、Ｓ５０８へ移行し、２．４ＧＨｚ帯の次のチャネル（ｍ＝ｍ＋１）のモニタを開始する。

（Ｓ５０８）無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯の全チャネル（ｍ＝１〜Ｍ）をモニタするまで、Ｓ５０１との間でループする。接続目的識別子（ＳＳＩＤ）を含むビーコン信号を受信することなく、全チャネル（ｍ＝１〜Ｍ）のモニタが終了した場合、当該無線端末２は、接続目的識別子に基づく電波が到達する範囲内に在圏していないことが認識される。

尚、Ｓ５０１におけるチャネルｍのモニタの順序として、過去に接続が成功したチャネルを優先してモニタすることも好ましい。例えば、２．４ＧＨｚ帯では、隣接チャネル間の電波干渉が存在するため、１、６、１１チャネルのように間を空けて、チャネルを使用することが一般的である。このため、これらのチャネルが既接続のチャネルであった場合、優先してモニタすることによって、接続目的識別子からのビーコン信号をできる限り素早く受信できる場合もある。

（Ｓ５０９）無線端末２は、Ｓ５０６について、５ＧＨｚ帯のいずれかのチャネルビットがセットされていると判定した場合、無線端末２は、５ＧＨｚ帯の当該使用チャネルのモニタを開始する。無線端末２は、アクセスポイント１から報知される５ＧＨｚ帯の当該使用チャネルにおいてビーコン信号を、ｙミリ秒、センスする。このとき、ビーコン信号から通信品質を得る。通信品質は、ビーコン信号を計測して得られるものであってもよいし、ビーコン信号自体に通信品質情報を含むものであってもよい。

（Ｓ５１０）次に、無線端末２は、同一のＳＳＩＤ（接続目的識別子）であっても、通信品質に応じて２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を選択することも好ましい。ここで、２．４ＧＨｚ帯の通信品質と、５ＧＨｚ帯の通信品質とを比較する。

「通信品質」としては、例えば受信レベルであってよい。また、ビーコン信号自体に含まれる通信品質情報であってもよい。更に、混雑度（例えば再送頻度などから生成した指標）であってもよい。２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮの通信環境は、使用頻度が高く、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式におけるアクセス制御回数も増加（混雑）している。そのために、混雑度を通信品質とすることも好ましい。

（Ｓ５１１）２．４ＧＨｚ帯の通信品質が高い場合、当該ＳＳＩＤについて、２．４ＧＨｚ帯の使用チャネル番号を、接続チャネルとする。
（Ｓ５１２）５ＧＨｚ帯の通信品質が高い場合、当該ＳＳＩＤについて、５ＧＨｚ帯の使用チャネル番号を、接続チャネルとする。

図６は、本発明における無線端末の第２の処理を表すフローチャートである。

図５によれば、無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯での探索によって、最初に発見した接続目的識別子（ＳＳＩＤ）に対する５ＧＨｚ帯の使用チャネルを検出している。しかしながら、接続目的識別子記憶部（メモリ）に、複数種類の接続目的識別子を記憶している場合、ユーザとしては、最も通信品質が良好なアクセスポイントに接続することを一般的に所望する。そこで、図６によれば、２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯に存在する全ての接続が可能なアクセスポイントについて、最も通信品質が良好なアクセスポイントに接続することができる。

（Ｓ６０１）無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯の全チャネル（ｍ＝１〜Ｍ）のモニタを開始する。チャネル１〜Ｍまで、Ｓ６０８との間の処理を繰り返す。
（Ｓ６０２）無線端末２は、当該チャネルｍ毎に、Ｓ６０７との間で、ｘミリ秒（例えば１００ｍsec）間、ループする。

（Ｓ６０３）無線端末２は、当該チャネルｍについて、アクセスポイント１から報知される２．４ＧＨｚ帯のビーコン信号を、センスする。
（Ｓ６０４）無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯の当該チャネルｍでのビーコン信号を受信できなかった場合、Ｓ６０８へ移行し、２．４ＧＨｚ帯の次のチャネル（ｍ＝ｍ＋１）のモニタを開始する。
（Ｓ６０５）無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯の当該チャネルｍでのビーコン信号を受信できた場合、そのビーコン信号のＳＳＩＤが、接続目的識別子記憶部に予め記憶された接続目的識別子であるか否かを判定する。接続目的識別子でない場合、無線端末２は、Ｓ６０７へ移行し、２．４ＧＨｚ帯の当該チャネルｍでモニタを更に継続する。

（Ｓ６０６）ビーコン信号のＳＳＩＤが接続目的識別子である場合、無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯のビーコン信号のＳＳＩＤ及びの使用チャネル情報を、接続候補リストに登録する。このとき、ビーコン信号から通信品質を得る。この通信品質も、ＳＳＩＤ及び使用チャネル情報に対応付けて、接続候補リストに登録される。

（Ｓ６０７）無線端末２は、当該チャネルｍでのモニタがｘミリ秒を経過するまで、Ｓ６０２との間でループする。その後、ｘミリ秒を経過した場合、Ｓ６０８へ移行し、２．４ＧＨｚ帯の次のチャネル（ｍ＝ｍ＋１）のモニタを開始する。

（Ｓ６０８）無線端末２は、２．４ＧＨｚ帯の全チャネル（ｍ＝１〜Ｍ）をモニタするまで、Ｓ６０１との間でループする。接続目的識別子（ＳＳＩＤ）を含むビーコン信号を受信することなく、全チャネル（ｍ＝１〜Ｍ）のモニタが終了した場合、当該無線端末２は、接続目的識別子に基づく電波が到達する範囲内に在圏していないことが認識される。

（Ｓ６０９）無線端末２は、接続候補リストに、５ＧＨｚ帯の使用チャネル情報が含まれているか否かを判定する。５ＧＨｚ帯の使用チャネル情報が含まれていない場合、無線端末２は、Ｓ６１４へ移行する。即ち、既に受信済みの２．４ＧＨｚ帯の使用チャネルのみを接続対象とすればよい。

（Ｓ６１０）無線端末２は、接続候補リストに５ＧＨｚ帯の使用チャネル情報（Ｎ個）が登録されている場合、その５ＧＨz帯の使用チャネルのみについて、Ｓ６１３との間で処理を繰り返す。
（Ｓ６１１）無線端末２は、アクセスポイント１から報知される５ＧＨｚ帯の当該使用チャネルにおけるビーコン信号を、ｙミリ秒、センスする。ここで、本発明によれば、２．４ＧＨｚ帯のビーコン信号によって存在が確認された５ＧＨｚ帯の当該チャネルについてのみセンスするために、５ＧＨｚ帯の全てのチャネルをセンスする必要がない。
（Ｓ６１２）検出された５ＧＨｚ帯のビーコン信号について、そのビーコン信号から通信品質を取得し、対応付けて接続候補リストに登録する。尚、２．４ＧＨｚ帯のモニタによって使用チャネル情報を得た時点で、５ＧＨｚ帯の使用チャネル情報は、既に接続候補リストに登録される。
（Ｓ６１３）無線端末２は、Ｓ６１０との間で、次の５ＧＨｚ帯の使用可能チャネルのモニタを繰り返す。

（Ｓ６１４）最後に、無線端末２は、接続候補リストに登録されたＳＳＩＤ（接続目的識別子）及び使用チャネル番号の中で、最も通信品質が高いＳＳＩＤ及び使用チャネル番号を、接続チャネルとする。

尚、「接続候補リスト」は、図６に表されているように、ＳＳＩＤと使用チャネル番号と（更には通信品質と）が紐付けられたリストである。図６によれば、接続目的識別子「ＳＳＩＤ１」には、使用チャネル番号として、２．４ＧＨｚ帯のＣＨ２１と、５ＧＨｚ帯のＣＨ５１とが対応付けられている。また、接続目的識別子「ＳＳＩＤ２」には、使用チャネル番号として、２．４ＧＨｚ帯のＣＨ２２と、５ＧＨｚ帯のＣＨ５２とが対応付けられている。尚、チャネル番号ＣＨ××は、簡易な説明のために用いたものであって、実際の標準規格におけるチャネル番号とは異なる。

尚、前述した図５のＳ５０１〜Ｓ５１２及び図６のＳ６０１〜Ｓ６１４によれば、１つのアクセスポイントが複数の無線通信部を有する場合には、それぞれの無線通信部が同一のＳＳＩＤを用いることとして説明している。しかしながら、勿論、例えば２．４ＧＨｚ帯の無線通信部と５ＧＨｚ帯の無線通信部で異なるＳＳＩＤを用いてもよい。無線端末は、これら異なるＳＳＩＤを同一アクセスポイントから報知されているとして認識できないが、双方のＳＳＩＤを接続目的識別子として接続目的識別子記憶部に保持していれば、これらＳＳＩＤを接続候補リストに含めて接続対象候補とすることができる。

図７は、本発明におけるアクセスポイントの機能構成図である。

図７によれば、本発明における無線ＬＡＮ用のアクセスポイント１は、異なる複数の周波数帯域で無線端末２と通信するべく、複数のアンテナ及び無線通信部を備えている。具体的には、アクセスポイント１は、２．４ＧＨｚ帯の変調部及び復調部と、５ＧＨｚ帯の変調部及び復調部とを有する。尚、アンテナは２．４ＧＨｚ帯用と５ＧＨz帯用で共用してもよい。

２．４ＧＨｚ帯のアンテナによって受信された無線信号は、２．４ＧＨｚ帯のサーキュレータへ入力される。サーキュレータは、当該信号を、２．４ＧＨｚ帯の復調部へ出力する。復調部は、所定のキャリア周波数で受信信号を復調し、ＭＡＣフレーム形式のベースバンド信号を受信フレーム解析部へ出力する。受信フレーム解析部は、ＭＡＣフレーム形式のベースバンド信号におけるＭＡＣヘッダを解析する。解析された受信フレームは、経路制御部へ出力され、アクセスネットワーク側通信インタフェースを介してアクセスネットワークへ送信される。尚、無線端末２との間の接続シーケンスに基づくパケットの交換については、接続確立部によって実行される。接続確立部は、前述した図３における接続シーケンスを実行する。

また、アクセスネットワーク（又は接続確立部）から受信した送信データは、経路制御部によって２．４ＧＨｚ帯の送信フレーム生成部へ転送される。送信フレーム生成部は、送信データを無線で伝送可能な送信フレームに生成し、２．４ＧＨｚ帯の変調部へ出力する。変調部は、送信フレームを所定のキャリア周波数での変調し且つ高周波変換し、その送信信号をサーキュレータへ出力する。サーキュレータは、その信号を、２．４ＧＨｚ帯のアンテナへ出力し、そのアンテナからエアを介して無線端末２へ送信される。

サーキュレータ(Circulator)とは、３端子以上のポート数を有する受動的回路素子であって、第１のポートに入力された高周波信号が第２のポートのみに出力される特性を有する。例えば３ポートのサーキュレータ（Ｙ接合型）に整合の取れた負荷を接続することによって、残りの２ポート間では信号は一方向にしか伝送されない。具体的には、ポートＡからの入力信号をポートＢへ出力し、ポートＢからの入力信号をポートＣへ出力する。

５ＧＨｚ帯も、２．４ＧＨｚ帯と同様に、アンテナによって受信された無線信号は、５ＧＨｚ帯の復調部で復調され、受信フレーム解析部でＭＡＣヘッダが解析され、アクセスネットワークへ送信される。また、アクセスネットワークから受信した送信データは、送信用フレーム生成部で送信フレームに生成され、変調部で送信信号に変調され、アンテナから送信される。

ここで、本発明のアクセスポイント１によれば、送信フレーム生成部は、ビーコン信号送信機能を有する。ビーコン信号送信機能は、ネットワーク識別子と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含むビーコン信号を生成する。生成されるビーコン信号は、前述した図４に基づくものである。この使用チャネル情報は、使用チャネル情報記憶部から取得される。生成されたビーコン信号は、送信データと同様に、２．４ＧＨｚ帯の変調部へ出力される。

図８は、本発明における無線端末の機能構成図である。

無線端末２によれば、アクセスポイント１から受信した受信信号は、２．４ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタ及び５ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタへ入力される。フィルタを通過した受信信号はそれぞれ、周波数帯域毎の各サーキュレータへ入力される。サーキュレータから出力された受信信号はそれぞれ、周波数帯域毎の各復調部へ入力される。復調部は、受信信号を受信フレームに復調し、その受信フレームを受信フレーム解析部へ出力する。受信フレーム解析部は、受信フレームのＭＡＣヘッダを解析すると共に、前述した図４のビーコン信号であるか否かについても解析する。ビーコン信号である場合、それに含まれる使用チャネル情報も取得する。

接続目的識別子記憶部は、接続目的となるネットワーク識別子を予め記憶する。これは、ユーザ又は接続のためのアプリケーションによって設定されたものである。

接続目的識別子判定部は、受信したビーコン信号に含まれるネットワーク識別子が、接続目的識別子記憶部に記憶されたものであるか否かを判定する。ここで、真と判定された場合にのみ、当該ビーコン信号に含まれる使用チャネル情報に基づいて、５ＧＨｚ帯（第２の周波数帯域）のビーコン信号のセンスを開始するべく、５ＧＨｚ帯復調部（第２の復調部）に対して指示する。

無線端末２によれば、アクセスポイント１への送信データは、送信フレーム生成部へ入力され、送信フレームに生成される。そして、送信フレームは、選択された周波数帯域の変調部へ出力される。変調部は、送信フレームを所定のキャリア周波数での変調し且つ高周波変換し、その送信信号をサーキュレータへ出力する。サーキュレータは、その信号を、アンテナへ出力し、そのアンテナからエアを介してアクセスポイント１へ送信する。尚、変調部は、無線ＬＡＮ上に送信信号が存在する場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づき、衝突を避けるべく、アンテナからの無線信号の送出を抑制する。

以上、詳細に説明したように、本発明の無線ＬＡＮ用のアクセスポイント、無線端末及びプログラムによれば、複数の無線通信帯域に対する探索時間をできる限り短くすることができる。

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

１ アクセスポイント
２ 無線端末

Claims (9)

1. 第１の周波数帯域で通信する第１の無線通信部と、第２の周波数帯域で通信する第２の無線通信部とを有する無線ＬＡＮ(Local Area Network)用のアクセスポイントにおいて、
   第１の無線通信部から送信されるビーコン信号は、ネットワーク識別子と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含むことを特徴とするアクセスポイント。
2. 第１の周波数帯域は、IEEE802.11に基づく２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯であり、
   第２の周波数帯域は、IEEE802.11に基づく５ＧＨｚ帯又は２．４ＧＨｚ帯である
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイント。
3. 前記ビーコン信号に含まれる前記使用チャネル情報は、使用可能な第２の無線通信部の使用チャネル番号に対するビットのセット／リセットによって表されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセスポイント。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のアクセスポイントと通信する無線端末であって、
   前記アクセスポイントから第１の周波数帯域で前記ビーコン信号を受信した際に、当該ビーコン信号に含まれる前記使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始することを特徴とする無線端末。
5. 接続目的となるネットワーク識別子を予め記憶した接続目的識別子記憶手段と、
   受信した前記ビーコン信号に含まれるネットワーク識別子が、前記接続目的識別子記憶手段に記憶されたものであるか否かを判定する接続目的識別子判定手段と、
   前記接続目的識別子判定手段によって真と判定された場合にのみ、当該ビーコン信号に含まれる前記使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始することを特徴とする請求項４に記載の無線端末。
6. 第１の周波数帯域で通信する第１の無線通信部と、第２の周波数帯域で通信する第２の無線通信部とを有する無線ＬＡＮ用のアクセスポイントに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
   第１の無線通信部から送信されるビーコン信号は、ネットワーク識別子と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含むようにコンピュータを機能させることを特徴とするアクセスポイント用のプログラム。
7. 請求項１から３のいずれか１項に記載のアクセスポイントと通信する無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
   前記アクセスポイントから第１の周波数帯域で前記ビーコン信号を受信した際に、当該ビーコン信号に含まれる前記使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始するようにコンピュータを機能させることを特徴とする無線端末用のプログラム。
8. 第１の周波数帯域で通信する第１の無線通信部と、第２の周波数帯域で通信する第２の無線通信部とを有する無線ＬＡＮ用のアクセスポイントのビーコン信号送信方法において、
   第１の無線通信部から送信されるビーコン信号は、ネットワーク識別子と共に、少なくとも第２の無線通信部の使用有無を表す使用チャネル情報を含むことを特徴とするアクセスポイントのビーコン信号送信方法。
9. 請求項１から３のいずれか１項に記載のアクセスポイントと通信する無線端末のビーコン信号受信方法であって、
   前記アクセスポイントから第１の周波数帯域で前記ビーコン信号を受信した際に、当該ビーコン信号に含まれる前記使用チャネル情報に基づいて、第２の周波数帯域のビーコン信号のセンスを開始することを特徴とする無線端末のビーコン信号受信方法。

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