JP4710477B2 - 端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信方式を異にする複数種類の無線通信部を搭載する端末装置における接続情報の収集機能に関する。

現在、様々な分野で無線ＬＡＮ技術が使用されている。これに伴い、無線ＬＡＮには、様々な通信技術が存在する。例えば、高速通信用の無線ＬＡＮ技術や近距離通信用の無線ＬＡＮ技術など様々な通信技術が存在する。
特開２００２−９４５２８号公報 特開２００５−５７５５１号公報

ところで、無線通信機器を無線ＬＡＮに接続するには、接続設定情報を事前に設定する必要がある。例えば、アクセスポイントとの通信に利用する通信チャネル、サービスＩＤ、暗号化手法等を事前に設定する必要がある。
しかし、この設定作業には、例えば接続設定情報を無線通信機器の利用者が手作業で設定する必要があり、利用の開始までに時間を要する問題がある。

上記課題を解決するため、本発明の端末装置は、任意の情報を入出力する情報処理部と、アクセスポイントを通じて任意の情報を送受信する第一無線通信部と、第一無線通信部がアクセスポイントに接続するために必要な接続設定情報を送受信するための第二無線通信部と、接続設定情報が記憶される設定情報記憶装置と、第一の端末から接続設定情報を要求する旨の設定交換信号を受信した際、設定情報記憶装置に接続設定情報が記憶されていない場合には、接続設定情報を保持する第二の端末に設定交換信号を送信し、第二の端末から接続設定情報を受信して設定情報記憶装置に記憶した上で、第一の端末に転送する設定情報交換部とを具備する。

端末装置に設定情報交換部を搭載することにより、あるネットワークとの接続に必要な接続設定情報を有しない場合でも、他の端末装置との直接通信を通じて当該他の端末装置が有している接続設定情報を入手することが可能になる。
このため、他の端末装置が必要な接続設定情報を有していれば、これを自装置に複製して未接続のネットワークとの接続を試みることができる。なお、ネットワークの利用に認証が必要な場合には、別途認証手順を経る。このため、ネットワークの安全性は確保される。

以下、発明に係る技術を適用した形態例を説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。

（Ａ）端末装置例
図１に、端末装置の構成例を示す。
端末装置１は、センサーネット通信部３Ａ、高速無線通信部３Ｂ、接続情報収集部５（設定情報交換部５Ａ、設定情報記憶部５Ｂ）、情報処理部７、電源制御部９で構成される。なお、端末装置１には、不図示のセンサーや電源も搭載されている。

センサーネット通信部３Ａは、センサーネットとの通信に使用される通信ユニットである。センサーネットとは、状態その他の情報をリアルタイムに収集するのに使用される近距離、低速、低消費電力を特徴とする無線ネットワークの一つである。通信方式には、例えば微弱無線、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標）等を使用する。センサーネットワークの通信は、近距離に位置する他の端末装置との直接通信を通じて実現される。

この通信は、アドホック通信とも呼ばれる。なお、アドホック通信を繰り返すマルチホップ通信にも対応する。このマルチホップ通信機能を通じて、センサーネット通信部３Ａを有する端末装置は、自律的にセンサーネットを構築することができる。
高速無線通信部３Ｂは、高速無線ＬＡＮとの通信に使用される通信ユニットである。高速無線ＬＡＮの通信距離は一般に長く、消費電力もセンサーネットに対して大きい。高速無線ＬＡＮの通信は、アクセスポイント経由で実行される。

なお、アクセスポイントとの通信には、接続設定情報を事前に設定する必要がある。接続設定情報は、例えば通信チャネル、サービスＩＤ、暗号化手法等をいう。因みに、接続設定情報の一つであるサービスＩＤについては、アクセスポイントから常に発せられるビーコンパケットの受信を通じて取得することもできる。ただし、サービスＩＤの取得には、高速無線通信部３Ｂの電源をオン状態に制御する必要がある。

接続情報収集部５は、センサーネットを通じて他の端末装置から接続設定情報を収集する処理ユニットである。接続情報収集部５は、設定情報交換部５Ａと設定情報記憶部５Ｂとで構成する。
設定情報交換部５Ａは、自装置の近傍に位置する他の端末装置との直接通信を通じ（現在使用可能なセンサーネットを通じ）、他のネットワークとの接続設定に必要な接続設定情報を互いに交換する処理ユニットである。

設定情報交換部５Ａの搭載により、自装置が現在位置する高速無線ネットワークに接続するための接続設定情報を手入力したり、接続設定情報を動的に生成する頻度を大幅に削減することができる。
設定情報記憶部５Ｂは、交換した接続設定情報を保存する記憶領域である。例えば、半導体記憶装置を使用する。もっとも、設定情報記憶部５Ｂは、磁気記憶装置（例えばハードディスク装置）、光学式記憶装置その他でも良い。

情報処理部７は、端末装置が搭載するオペレーションシステムやアプリケーションソフトウェアに基づいた情報処理を実行する処理ユニットである。例えば、ＣＰＵで構成される。
電源制御部９は、各通信部に対する電源の供給を制御する制御ユニットである。この形態例では、消費電力の大きい高速無線通信部３Ｂに対する電源の供給と遮断を制御する。図２に示すように、高速無線通信部３Ｂの不使用時には、積極的に電源の供給を遮断制御することにより、消費電力を小さくして連続使用時間を長くすることができる。

（Ｂ）動作例
（Ｂ−１）動作例１
図３を用いて動作例を説明する。図３は、２台の端末装置がアクセスポイント（ＡＰ）１１の通信範囲内に位置し、そのうちの１台（端末装置Ｂ）がアクセスポイント１１と接続し、他の１台（端末装置Ａ）はアクセスポイント１１と接続していない状態を表している。なお、端末装置Ａは、アクセスポイント１１との接続に必要な接続設定情報を有していないものとする。

この場合に、端末装置Ａに搭載された接続情報収集部５が、センサーネット経由で接続設定情報を収集する処理を説明する。
図４に、処理動作の進行例を示す。図４（Ａ）は、動作開始時点における端末装置Ａと端末装置Ｂの内部状態を表している。この時点において、端末装置Ａの設定情報記憶部５Ｂには、アクセスポイント１１用の接続設定情報が存在しない。一方、端末装置Ｂの設定情報記憶部５Ｂには、アクセスポイント１１用の接続設定情報が存在する。

このとき、端末装置Ａの接続情報収集部５は、センサーネット通信部３Ａを用いて近傍に位置する他の端末装置を探索する。具体的には、センサーネット上に応答要求信号を送信する。図４（Ａ）では、端末装置Ａの近傍に端末装置Ｂが存在するので、端末装置Ｂから存在通知が応答信号として送信される。
センサーネット上に直接通信可能な他の端末装置を確認すると、端末装置Ａの設定情報交換部５Ａは、接続設定情報の交換を要求する設定交換信号をセンサーネット上に送信する。

図４（Ｂ）に、アクセスポイント１１用の接続設定情報が交換された状態を示す。勿論、端末装置Ｂが複数種類の接続設定情報を有する場合には、これらの接続設定情報も端末装置Ａに送信される。また、端末装置Ａが有する接続設定情報も端末装置Ｂに送信される。この交換動作により、端末装置Ａと端末装置Ｂは同じ接続設定情報を有する状態になる。交換した接続設定情報は、設定情報記憶部５Ｂに保存される。

この後、端末装置Ａにおいて、高速無線通信部３Ｂを用いてアクセスポイント１１に接続する場合には、図４（Ｃ）に示すように、アクセスポイント１１用の接続設定情報を設定情報記憶部５Ｂから読み出して使用する。
この結果、端末装置Ａは、センサーネットから高速無線ＬＡＮへのハンドオーバーが完了する。

（Ｂ−２）動作例２
図５を用いて別の動作例を説明する。図５は、３台の端末装置がアクセスポイント（ＡＰ）１１の通信範囲内に位置し、そのうちの１台（端末装置Ｃ）がアクセスポイント１１と接続し、他の２台（端末装置Ａ、Ｂ）はアクセスポイント１１と接続していない状態を表している。なお、端末装置Ａと端末装置Ｂは、アクセスポイント１１との接続に必要な接続設定情報を有していないものとする。
また、この例の場合、端末装置Ａと端末装置Ｃは直接には通信できないものとする。

この場合に、端末装置Ａに搭載された接続情報収集部５が、センサーネット経由で接続設定情報を収集する処理を説明する。
図６に、処理動作の進行例を示す。図６（Ａ）は、動作開始時点における端末装置Ａ〜Ｃの内部状態を表している。この時点において、端末装置Ａと端末装置Ｂの設定情報記憶部５Ｂには、アクセスポイント１１用の接続設定情報が存在しない。一方、端末装置Ｃの設定情報記憶部５Ｂには、アクセスポイント１１用の接続設定情報が存在する。

このとき、端末装置Ａの接続情報収集部５は、センサーネット通信部３Ａを用いて近傍に位置する他の端末装置を探索する。具体的には、センサーネット上に応答要求信号を送信する。
図６（Ａ）では、端末装置Ａの近傍に端末装置Ｂが存在するので、端末装置Ｂから存在通知が応答信号として送信される。

なお、端末装置Ｂは、受信した応答要求信号を自装置の近傍に位置する他の端末装置にも転送する。この例の場合、端末装置Ｂの近傍に端末装置Ｃが存在するので、端末装置Ｃから存在通知が応答信号として送信される。端末装置Ｃの存在通知は、端末装置Ｂを経て、端末装置Ａに通知される。これにより、端末装置Ａは、センサーネットワーク上に他に２つの端末装置が存在することを確認する。

センサーネット上に通信可能な他の端末装置を確認すると、端末装置Ａの設定情報交換部５Ａは、接続設定情報の交換を要求する設定交換信号をセンサーネット上に送信する。
図６（Ｂ）に、アクセスポイント１１用の接続設定情報が端末装置Ｃから端末装置Ｂに交換された状態を示す。勿論、端末装置Ｃが複数種類の接続設定情報を有する場合には、これらの接続設定情報も端末装置Ｂに送信される。

この際、端末装置Ｂが有する接続設定情報は端末装置Ｃにも送信される。この交換動作により、端末装置Ｂと端末装置Ｃは同じ接続設定情報を有する状態になる。
勿論、この図６（Ｂ）の時点には、端末装置Ａと端末装置Ｂとの間でも接続設定情報の交換が実行される。ただし、この例の場合、端末装置Ａと端末装置Ｂは、いずれもアクセスポイント１１用の接続設定情報を有していない。このため、図６（Ｂ）では、端末装置Ａの設定情報記憶部５Ｂを空欄として表している。

この接続設定情報の交換動作は、一定時間継続的に実行される。
図６（Ｃ）に、アクセスポイント１１用の接続設定情報が端末装置Ｂから端末装置Ａに交換された状態を示す。すなわち、前時点までに交換された複数種類の接続設定情報の交換動作が実行される。
この時点で、センサーネットワークに接続する全ての端末装置において、複数種類の接続設定情報が共有される。交換された接続設定情報は、設定情報記憶部５Ｂに保存される。

この後、端末装置Ａにおいて、高速無線通信部３Ｂを用いてアクセスポイント１１に接続する場合には、図６（Ｄ）に示すように、アクセスポイント１１用の接続設定情報を設定情報記憶部５Ｂから読み出して使用する。
この結果、端末装置Ａは、センサーネットから高速無線ＬＡＮへのハンドオーバーが完了する。

（Ｂ−３）動作例３
図７を用いて他の動作例を説明する。図７は、２台の端末装置がアクセスポイント（ＡＰ）１１の通信範囲内に位置するが２台（端末装置Ａ、Ｂ）ともアクセスポイント１１と接続していない状態を表している。ここでは、端末装置Ａと端末装置Ｂは、アクセスポイント１１との接続に必要な接続設定情報を有しないものとする。

この場合に、端末装置Ａに搭載された接続情報収集部５が、センサーネット経由で接続設定情報を収集する処理を説明する。
図８に、処理動作の進行例を示す。図８（Ａ）は、動作開始時点における端末装置Ａと端末装置Ｂの内部状態を表している。この時点において、端末装置Ａと端末装置Ｂの設定情報記憶部５Ｂには、アクセスポイント１１用の接続設定情報が存在しない。

このとき、端末装置Ａの接続情報収集部５は、センサーネット通信部３Ａを用いて近傍に位置する他の端末装置を探索する。具体的には、センサーネット上に応答要求信号を送信する。
図８（Ａ）では、端末装置Ａの近傍に端末装置Ｂが存在するので、端末装置Ｂから存在通知が応答信号として送信される。

センサーネット上に直接通信可能な他の端末装置を確認すると、端末装置Ａの設定情報交換部５Ａは、接続設定情報の交換を要求する設定交換信号をセンサーネット上に送信する。
図８（Ｂ）に、端末装置Ａと端末装置Ｂの間で接続設定情報が交換される様子を示す。この交換動作の後、端末装置Ａは、アクセスポイント１１との接続を試行する。

ただし、この例の場合、端末装置Ａと端末装置Ｂのいずれにも、アクセスポイント１１用の接続設定情報が保持されていない。
そこで、端末装置Ａと端末装置Ｂは、いずれがアクセスポイント１１との接続に使用する接続設定情報を動的に生成する端末装置として動作するかを（すなわち、主従関係を）通信を通じて決定する。
図８（Ｃ）は、端末装置Ｂが、動的にアクセスポイント１１との接続に使用する接続設定情報を設定する端末装置に決定された場合を示す。

接続設定情報が動的に生成されると、図８（Ｄ）に示す交換動作に移行する。すなわち、端末装置Ａと端末装置Ｂの間で、各装置が有する接続設定情報が交換される。勿論、アクセスポイント１１用の接続設定情報が端末装置Ｂから端末装置Ａに複製される。
この後、端末装置Ａにおいて、高速無線通信部３Ｂを用いてアクセスポイント１１に接続する場合には、図８（Ｅ）に示すように、アクセスポイント１１用の接続設定情報を設定情報記憶部５Ｂから読み出して使用する。
この結果、端末装置Ａは、センサーネットから高速無線ＬＡＮへのハンドオーバーが完了する。

（Ｃ）形態例の効果
以上説明したように、図１に示す構成の端末装置を用いれば、ある時点においてアクセスポイントとの接続に必要な接続設定情報を有しない場合でも、センサネットワーク経由で他の端末装置が有している接続設定情報を入手することができる。
この接続設定情報を用いれば、接続設定情報を動的に生成しなくても、未接続のネットワークに接続することが可能になる。

なお、接続設定情報を動的に生成するには、消費電力の大きい高速無線通信部３Ｂを起動する必要がある。一方、消費電力の小さいセンサーネット通信部３Ａを使用できる形態例の場合には、通信を開始するまでセンサーネット通信部３Ａを起動せずに済む。これにより、端末装置の連続使用時間を延長することができる。

また、従来構成の端末装置の場合には、利用できる通信チャネルが事前に設定された通信チャネルに限定される。このため、無線接続に利用する通信チャネルを変更するには、設定された端末装置の全てについて変更処理を実行するか、上位の監理サーバで一括監理する必要があった。
しかし、この形態例に係る端末装置の場合には、通信チャネルを変更しても端末装置間の直接通信を通じて交換できる。従って、通信チャネルの変更を従来に比して簡単に実行できる。勿論、管理サーバの一括監理も不要となる。

また、従来構成の端末装置の場合には、高速無線ＬＡＮを使用していない間も、常に高速無線通信部３Ｂに電源を供給して無線通信ができるか否かを調べておく必要がある。このため、消費電力が大きくなり、端末装置の連続使用時間が短くなる一つの原因であった。
しかし、この形態例に係る端末装置の場合には、高速無線ＬＡＮを使用していない間は、高速無線通信部３Ｂへの電源の供給を遮断できる。このため、消費電力を低減し、端末装置の連続使用時間を長くできる。

なお、高速無線通信部３Ｂが動作していない間も、センサーネットを通じて高速無線ＬＡＮへの接続に必要な接続設定情報を入手できる。従って、高速無線ＬＡＮとの接続に必要な場合に限り、高速無線通信部３Ｂに対して電源を供給しても即座に通信を開始することができる。

（Ｄ）他の形態例
（ａ）前述の形態例では、接続情報収集部５が端末装置１に内蔵されている場合について説明した。
しかし、接続情報収集部５は、端末装置１に対して着脱自在に装着できる独立した装置モジュールでも良い。例えば、端末装置１の外部接続端子と接続可能な端子を備える機能モジュールでも良い。
また、接続情報収集部５は、外部ケーブルを通じて端末装置１に対して外部接続される構成でも良い。

（ｂ）前述の形態例では、センサーネット通信部３Ａを搭載する端末装置について説明した。すなわち、温度、湿度、日射、風速、風向、水位、水温、映像、ＲＦＩＤリーダその他のセンサー（不図示）を搭載する端末装置について説明した。
しかし、いわゆるセンサーネットと同様に、他の端末装置と直接的に通信できる低消費電力の無線通信部を搭載する端末装置であれば、前述した動作及び効果を同様に実現できる。

この種の無線通信部には、例えば直接通信機能を搭載する近距離通信用の無線通信部を適用できる。近距離通信用の無線通信部は、通信距離が短いため、通常消費電力は少なく済み、前述した動作及び効果を同様に実現できる。
また、この種の無線通信部には、例えば直接通信機能を搭載する低消費電力型の無線通信部を適用できる。必ずしも通信距離は短くなくても（比較的長距離でも）、消費電力が少ない無線通信部であれば、ネットワークとの接続を確保するために消費電力の大きい無線通信部を常時動作させずに済み、前述した動作及び効果を同様に実現できる。

（ｃ）前述の形態例では、接続設定情報の収集処理を接続情報収集部５の処理として実現する場合について説明したが、これらの処理は情報処理部において実行されるソフトウェア処理としても実現できる。
この場合、プログラムはネットワーク経由で配布しても良く、記憶媒体に格納して配布しても良い。配布用の記憶媒体は、磁気記憶媒体、光学式記憶媒体、半導体記憶媒体その他を含む。
（ｄ）前述の形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。

端末装置の内部構成例を示す図である。 高速無線通信部の間欠動作を説明する図である。 ２つの端末装置間で接続設定情報を交換する場合を示す図である。 ２つの端末装置間で接続設定情報を交換する場合の処理動作の進行例を示す図である。 ３つの端末装置間で接続設定情報を交換する場合を示す図である。 ３つの端末装置間で接続設定情報を交換する場合の処理動作の進行例を示す図である。 ネットワークとの接続に必要な接続設定情報をいずれの端末も有しない場合を示す図である。 ネットワークとの接続に必要な接続設定情報をいずれの端末も有しない場合に実行される接続設定情報の動的な生成と交換動作の進行例を示す図である。

符号の説明

１ 端末装置
３Ａ センサーネット通信部
３Ｂ 高速無線通信部
５ 接続情報収集部
５Ａ 設定情報交換部
５Ｂ 設定情報記憶部
７ 情報処理部
９ 電源制御部

Claims (1)

1. 任意の情報を入出力する情報処理部と、
   アクセスポイントを通じて前記任意の情報を送受信する第一無線通信部と、
   前記第一無線通信部が前記アクセスポイントに接続するために必要な接続設定情報を送受信するための第二無線通信部と、
   前記接続設定情報が記憶される設定情報記憶装置と、
   第一の端末から前記接続設定情報を要求する旨の設定交換信号を受信した際、前記設定情報記憶装置に前記接続設定情報が記憶されていない場合には、前記接続設定情報を保持する第二の端末に前記設定交換信号を送信し、前記第二の端末から前記接続設定情報を受信して前記設定情報記憶装置に記憶した上で、前記第一の端末に転送する設定情報交換部と
   を具備する端末装置。

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