JP6624683B2 - 端末装置、端末装置の制御方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、端末装置、端末装置の制御方法、及び、プログラムに関する。

工場などの施設内において、物品を搬送等する無人走行車が利用されている。無人走行車は、無人走行車の走行を制御する制御装置などとの間で通信することで、走行に関する制御情報を制御装置から受信し、受信した制御情報に従って走行する。無人走行車は、上記施設内をカバーするように複数配置された基地局装置（以降、単に基地局ともいう）を順次に利用した無線通信により、制御装置と通信する。

一方、基地局その他の通信装置は、各種セキュリティ脅威からネットワークを守ることを目的として、通信フレームの転送の可否を制御する機能を有する。

特許文献１は、基地局と無線通信する端末が移動することが想定される場合に、自装置の予測位置に基づいて接続切り替え（ローミング）処理を行う技術を開示する。

特開２０１４−１９２５７７号公報

しかしながら、特許文献１が開示する技術では、基地局、及び、基地局に接続されたスイッチングハブ等が通信フレームの転送可否を制御する機能を有している可能性についてなんら検討されていない。上記基地局等が通信フレームの転送可否を制御する場合には、接続切り替えが行われた後に通信フレームの転送が正常になされないという問題が生じ得る。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせる端末装置等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る端末装置は、フレームの転送可否を示す転送テーブルを有する基地局に接続される端末装置であって、前記基地局との間で無線の通信リンクを確立する確立部と、前記確立部が前記通信リンクを確立したことを契機として、前記転送テーブルを更新させるように、前記端末装置のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信する送信部とを備える。

これによれば、端末装置は、自装置のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信して基地局に受信させる。基地局は、受信したフレームに含まれるＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを用いて転送可否の判断に用いる転送テーブルの更新を行うことができる。これにより、端末装置は、その後に自装置が送信するデータフレームを基地局に転送させることができる。よって、端末装置は、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせることができる。

また、前記送信部は、前記フレームとして、送信元ＩＰアドレスフィールドとターゲットＩＰアドレスフィールドとの両方に、前記端末装置のＩＰアドレスが設定されたＡＲＰ（Address Resolution Protocol）フレームを送信してもよい。

これによれば、端末装置は、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）フレーム、より具体的には、送信元ＩＰアドレスフィールドとターゲットＩＰアドレスフィールドとの両方に端末装置自身のＩＰアドレスが設定されたＧＡＲＰ（Gratuitous ARP）フレームを用いて、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせることができる。

また、前記送信部は、前記フレームを送信した後に、前記確立部が前記通信リンクを切断した場合、前記フレームを送信してから所定時間以内に前記確立部が前記基地局と新たに通信リンクを確立したときには、前記端末装置のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信することを禁止してもよい。

これによれば、端末装置は、基地局との新たな通信リンクを確立したときであっても、過去の所定時間内に基地局にフレームを送信していた場合には、当該フレームの送信を禁止する。この場合には、基地局の転送テーブルに端末装置のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスが登録されており、フレームによる転送テーブルへの登録が必須でないからである。このように、端末装置によるフレームの送信を禁止することで、端末装置が送信する通信量の増大を抑制し、ひいては、通信システム全体の通信量の増大を抑制することができる。

また、前記送信部は、前記端末装置が送信すべきデータフレームを保有しているか否かに関わらず、前記フレームを送信してもよい。

これによれば、端末装置は、他の通信装置宛てに送信すべきデータフレームを保有していない場合であっても、自装置のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを含むフレームを送信する。これにより、その後に自装置がデータフレームを送信すべきときが到来したときに、そのフレームを基地局に転送させることができる。

また、前記基地局は、前記転送テーブルに登録されていないＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを有するフレームを転送することを禁止し、前記端末装置が送信した前記フレームを受信したことを契機として、受信した前記フレームに含まれるＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを前記転送テーブルに登録することで、前記転送テーブルを更新し、前記送信部は、前記端末装置が送信するデータフレームを前記基地局が転送禁止することを解除させるように、前記フレームを送信してもよい。

これによれば、端末装置は、自装置のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを含むフレームを送信することによって、端末装置が送信するデータフレームを基地局が転送禁止することができる。

また、本発明の一態様に係る端末装置の制御方法は、フレームの転送可否を示す転送テーブルを有する基地局に接続される端末装置の制御方法であって、前記基地局との間で無線の通信リンクを確立する確立ステップと、前記確立ステップで前記通信リンクを確立したことを契機として、前記転送テーブルを更新させるように、前記端末装置のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信する送信ステップとを含む。

これによれば、上記端末装置と同様の効果を奏する。

また、本発明の一態様に係るプログラムは、上記の端末装置の制御方法をコンピュータにより実行させるためのプログラムである。

これによれば、上記端末装置と同様の効果を奏する。

本発明にかかる端末装置等は、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせることができる。

図１は、実施の形態１に係る端末を含む通信システムのネットワーク構成図である。 図２は、実施の形態１に係る端末のハードウェア構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る端末の機能構成を示すブロック図である。 図４は、基地局が有する転送テーブルを示す説明図である。 図５は、実施の形態１に係る送信部が生成するＧＡＲＰフレームの説明図である。 図６は、実施の形態１に係る端末及び基地局などの通信シーケンスを示すシーケンス図である。 図７は、実施の形態２に係る端末の機能構成を示すブロック図である。 図８は、実施の形態２に係る送信部が管理する送信履歴テーブルの説明図である。 図９は、実施の形態２に係る送信部によるＧＡＲＰフレームの送信制御処理を示すフロー図である。 図１０は、実施の形態２に係る端末及び基地局などの通信シーケンスを示すシーケンス図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
本実施の形態において、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせる端末装置などについて説明する。

なお、本実施の形態で説明する端末装置は、例えば、施設内をカバーするように複数配置された基地局を順次に利用した無線通信により、制御装置と通信する無人走行車として実現され得る。ただし、本実施の形態で説明する端末装置は、通信端末（パーソナルコンピュータ、携帯電話端末、タブレット）、又は、有線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）機器を無線ＬＡＮに接続するための変換器（いわゆる無線ＬＡＮコンバータ）などにより実現されてもよい。

図１は、本実施の形態に係る端末１０を含む通信システム１のネットワーク構成図である。

図１に示されるように、通信システム１は、端末１０と、基地局Ａ１及びＡ２と、スイッチングハブ３０と、通信装置２０とを備える。

端末１０は、基地局Ａ１又はＡ２、及び、スイッチングハブ３０を介して通信装置２０と通信する通信端末である。端末１０は、無線通信インタフェースを備えており、無線通信インタフェースを通じて、基地局Ａ１及びＡ２のいずれか一方と通信可能に接続され得る。端末１０は、基地局Ａ１又はＡ２、及び、スイッチングハブ３０を介して通信フレーム（以降、単にフレームともいう）を送受信することで、通信装置２０と通信する。

基地局Ａ１は、無線通信インタフェースを備える基地局装置である。基地局Ａ１は、無線通信インタフェースを通じて端末１０と通信可能に接続され得る。また、基地局Ａ１は、有線通信インタフェースを備えており、上記有線通信インタフェースによりスイッチングハブ３０と通信可能に接続されている。基地局Ａ１は、送信する電波が所定の強度で届く範囲を無線通信エリアとして有する。

基地局Ａ１は、無線通信インタフェース及び有線通信インタフェース間で、宛先に応じて通信フレームを転送する。基地局Ａ１は、フレームの転送可否を示す転送テーブルＴ１を有している。転送テーブルＴ１は、動的に登録又は削除がなされる。例えば、転送テーブルＴ１に端末１０が登録されると、基地局Ａ１は、端末１０が送受信するフレームを転送する。

基地局Ａ２は、基地局Ａ１と同様の構成を有する基地局装置である。ただし、ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスなど、ネットワーク内で装置に固有であるべき情報については、基地局Ａ１と基地局Ａ２とで異なる情報が設定されている。基地局Ａ２は、フレームの転送可否を示す転送テーブルＴ２を有している。

また、基地局Ａ２は、基地局Ａ１の無線通信エリアと異なる無線通信エリアを有する。なお、基地局Ａ２の無線通信エリアが、基地局Ａ１の無線通信エリアと一部重なってもよい。

スイッチングハブ３０は、基地局Ａ１及びＡ２、及び、通信装置２０を通信可能に接続するレイヤ２スイッチ又はレイヤ３スイッチである。スイッチングハブ３０は、有線通信インタフェースを複数有しており、複数の有線通信インタフェースによって、基地局Ａ１及びＡ２、及び、通信装置２０それぞれと通信可能に接続されている。

通信装置２０は、スイッチングハブ３０、及び、基地局Ａ１又はＡ２を介して端末１０と通信する通信装置である。通信装置２０は、有線通信インタフェースを備えており、有線通信インタフェースによりスイッチングハブ３０に通信可能に接続されている。

なお、通信システム１において、基地局Ａ１及びＡ２と通信装置２０とが有線ネットワークにより接続される構成を例として説明するが、これらが無線ネットワークにより接続されてもよい。その場合、スイッチングハブ３０の代わりに基地局装置が用いられる。

通信システム１において、端末１０は、基地局Ａ１及びＡ２の通信可能エリア内を移動しながら、基地局Ａ１及びＡ２のいずれか一方と通信可能に接続し得る。ここで、端末１０が基地局Ａ１及びＡ２の一方から他方へ接続切り替え（つまりローミング）をした後に、何も通信を行わないとすれば、切替後の基地局の転送テーブルの更新がなされない。この状態では、切替後の基地局によるフレームの転送がなされないので、端末１０は、通信装置２０との間で通信できない状況が生じ得る。

そこで、端末１０は、以降で説明する所定の通信を行うことで、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせる。なお、以降において、端末１０が基地局Ａ１に接続している状態から、基地局Ａ１との接続を切断して基地局Ａ２との接続を確立するときの動作を想定して説明する。

図２は、本実施の形態に係る端末１０のハードウェア構成を示すブロック図である。

図２に示されるように、端末１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、メインメモリ１２と、ＷＮＩＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）１３と、ストレージ１４とを備える。上記各構成要素は、端末１０内部のバスにより相互に接続されている。

ＣＰＵ１１は、メインメモリ１２又はストレージ１４に格納された制御プログラムを実行するプロセッサである。端末１０が実行する処理は、ＣＰＵ１１が制御プログラムを実行することで実現され得る。

メインメモリ１２は、ＣＰＵ１１が制御プログラムを実行するときに使用するワークエリアとして用いられる揮発性の記憶領域である。

ＷＮＩＣ１３は、基地局Ａ１又はＡ２と無線通信リンクを確立し得る無線通信インタフェースである。なお、ＷＮＩＣ１３は、基地局Ａ１又はＡ２の無線通信インタフェースの通信規格に適合する通信規格のインタフェースである。

ストレージ１４は、ＣＰＵ１１が実行するプログラム、及び、各種データを記憶している不揮発性の記憶装置である。なお、ストレージ１４は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、又は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等である。

図３は、本実施の形態に係る端末１０の機能構成を示すブロック図である。

図３に示されるように、端末１０は、確立部２１と、送信部２２とを備える。

確立部２１は、基地局Ａ１又はＡ２との間で無線の通信リンクを確立する処理部である。具体的には、確立部２１は、ＷＮＩＣ１３が受信するビーコンによって端末１０の無線通信可能範囲にある基地局の識別子（ＢＳＳＩＤ等）、及び、当該基地局からの電波の受信強度を取得する。そして、確立部２１は、ビーコンの送信元である基地局のうちから一の基地局を選択し、選択した基地局との間で通信リンクを確立する。基地局の選択方法は、任意の方法を取り得るが、例えば、受信強度が最大であるビーコンの送信元である基地局を選択し得る。端末１０が基地局Ａ１から基地局Ａ２にローミングするとき、確立部２１は、基地局Ａ１と確立していた通信リンクを切断し、その後、基地局Ａ２と通信リンクを確立する。確立部２１は、ＷＮＩＣ１３等により実現される。

送信部２２は、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２を更新させるためのフレームを送信する処理部である。具体的には、送信部２２は、確立部２１が基地局Ａ２との間で通信リンクを確立したことを契機として、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２を更新させるように、端末１０のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信する。送信部２２がブロードキャスト送信した上記フレームは、基地局Ａ２により受信され、基地局Ａ２に接続されたスイッチングハブ３０にも転送される。送信部２２は、ＣＰＵ１１、メインメモリ１２及びＷＮＩＣ１３等により実現される。

送信部２２は、上記フレームを送信するに際し、確立部２１が基地局Ａ２との間で通信リンクを確立したことを契機として上記フレームを生成する。送信部２２が生成するフレームは、より具体的には、送信元ＩＰアドレスフィールドとターゲットＩＰアドレスフィールドとの両方に、端末１０のＩＰアドレスが設定されたＡＲＰ（Address Resolution Protocol）フレーム、いわゆるＧＡＲＰ（Gratuitous ARP）フレームとしてもよい。ＧＡＲＰフレームは、従来、ＩＰアドレスの重複確認等のために用いられているフレームである。以降では、送信部２２が、端末１０のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームとして、ＧＡＲＰフレームを用いる場合を例として説明する。

そして、送信部２２は、上記フレームを生成した後、生成したフレームをブロードキャスト送信する。これによって、送信部２２は、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２に端末１０のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを登録させ、端末１０が送信又は受信するフレームを基地局Ａ２に転送させる機能を有する。

上記のように、送信部２２は、端末１０が送信すべきデータフレームを保有しているか否かに関わらず、ＧＡＲＰフレームを送信するといえる。より具体的には、送信部２２は、端末１０が通信装置２０等に送信すべきフレームを保有している場合であっても、保有していない場合であっても、ＧＡＲＰフレームを送信する。このように端末１０が送信するＧＡＲＰフレームは、従来のＡＲＰ解決のためのＡＲＰフレームとは異なるものである。

なお、送信部２２は、端末１０が送信するデータフレームを基地局Ａ２が転送禁止することを解除させるように、ＧＡＲＰフレームを送信するということもできる。上記のとおり、基地局Ａ２は、転送テーブルＴ２に登録されていないＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを有するフレームを転送することを禁止しており、端末１０が送信したＧＡＲＰフレームを受信したことを契機として、受信したＧＡＲＰフレームに含まれるＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを転送テーブルＴ２に登録することで、転送テーブルＴ２を更新する。送信部２２が送信するＧＡＲＰフレームは、その後に端末１０が送信するデータフレームを基地局Ａ２が転送禁止することを解除させる機能を有するといえる。

図４は、基地局Ａ２が有する転送テーブルＴ２を示す説明図である。なお、基地局Ａ１が有する転送テーブルＴ１も、転送テーブルＴ２と同様のものである。

転送テーブルＴ２は、基地局Ａ２によるフレームの転送可否を示すテーブルであり、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとのペアを示すテーブルである。基地局Ａ２は、通信装置２０又は端末１０からフレームを受信したとき、受信したフレームの送信元ＩＰアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスのペア、又は、宛先ＩＰアドレス及び宛先ＭＡＣアドレスのペアが、転送テーブルＴ２に登録されているか否かを判断し、登録されている場合に、その宛先に向けて当該フレームを転送する。登録されていない場合には、当該フレームを破棄する（つまり、転送することを禁止する）。このようにして、基地局Ａ２は、転送テーブルＴ２を用いてフレームの転送可否を制御する。

なお、端末１０のＭＡＣアドレスを「ＭＡＣアドレス（１０）」と表記し、端末１０のＩＰアドレスを「ＩＰアドレス（１０）」と表記する。以降でも同様とする。

図５は、本実施の形態に係る送信部２２が生成するＧＡＲＰフレームの説明図である。

図５に示されるように、送信部２２が生成するＧＡＲＰフレームは、ＭＡＣヘッダ５０と、ＡＲＰパケット５１とを含む。

ＭＡＣヘッダ５０は、宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとを含む。これらは従来のＭＡＣフレームにおけるものと同じである。

ＡＲＰパケット５１は、送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２と、送信元ＩＰアドレスフィールド５３と、ターゲットＭＡＣアドレスフィールド５４と、ターゲットＩＰアドレスフィールド５５とを含む。

送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２には、端末１０のＭＡＣアドレスが記載されている。

送信元ＩＰアドレスフィールド５３は、端末１０のＩＰアドレスが記載されている。

ターゲットＭＡＣアドレスフィールド５４は、オールゼロのＭＡＣアドレスが記載されている。ターゲットＭＡＣアドレスフィールド５４には、どのようなＭＡＣアドレスが記載されていてもよい。

ターゲットＩＰアドレスフィールド５５には、端末１０のＩＰアドレスが記載されている。

このように、ＧＡＲＰフレームは、送信元ＩＰアドレスフィールド５３と、ターゲットＩＰアドレスフィールド５５との両方に、端末１０のＩＰアドレスが設定されている。基地局Ａ２は、ＧＡＲＰフレームを受信すると、受信したＧＡＲＰフレームの送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２に記載されたＭＡＣアドレスと、送信元ＩＰアドレスフィールド５３に記載されたＩＰアドレスとをペアとして転送テーブルＴ２に登録する。

図６は、本実施の形態に係る端末１０及び基地局Ａ２などの通信シーケンスを示すシーケンス図である。

ステップＳ１０１において、端末１０の確立部２１は、基地局Ａ２との間で通信リンクを確立する。同時に、基地局Ａ２が端末１０（確立部２１）との間で通信リンクを確立する（ステップＳ１１１）。通信リンクの確立は、具体的には、端末１０と基地局Ａ２との間で、認証要求及び認証応答、並びに、接続要求及び接続応答のやりとりにより行われる。

なお、この時点では、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２には、端末１０のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスの登録がない。そのため、基地局Ａ２は、仮に端末１０からデータフレームを受信しても、受信したフレームを転送しない（つまり、転送することを禁止する）。

ステップＳ１０２において、送信部２２は、ステップＳ１０１の確立部２１による通信リンクの確立を契機として、ＧＡＲＰフレームを生成する。

ステップＳ１０３において、送信部２２は、ステップＳ１０２で生成したＧＡＲＰフレームをブロードキャスト送信する。送信されたＧＡＲＰフレームは、基地局Ａ２により受信される。

ステップＳ１１２において、基地局Ａ２は、ステップＳ１０３で端末１０が送信したＧＡＲＰフレームを受信したら、転送テーブルＴ２を更新する。具体的には、基地局Ａ２は、受信したＧＡＲＰフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２に設定された端末１０のＩＰアドレスと、送信元ＩＰアドレスフィールド５３に設定された端末１０のＭＡＣアドレスとをペアにして転送テーブルＴ２に登録することで、転送テーブルＴ２を更新する。

この更新によって転送テーブルＴ２に端末１０のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとが登録されたので、この後に基地局Ａ２が端末１０からデータフレームを受信した場合、基地局Ａ２は、受信したデータフレームを転送する。

ステップＳ１０４において、端末１０は、通信装置２０宛てのデータフレームを送信する。送信されたデータフレームは、基地局Ａ２により受信される。

ステップＳ１１３において、基地局Ａ２は、ステップＳ１０４で端末１０が送信したデータフレームを受信したら、受信したデータフレームの送信元ＭＡＣアドレスと、送信元ＩＰアドレスとのペアが転送テーブルＴ２に登録されているか否かを判定する。ここで、ステップＳ１１２で転送テーブルＴ２に端末１０のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスが登録されたことから、基地局Ａ２は、上記ペアが転送テーブルＴ２に登録されていると判定する。そして、基地局Ａ２は、上記判定結果に基づいて、ステップＳ１０４で端末１０が送信したデータフレームをスイッチングハブ３０及び通信装置２０に向けて送信（つまり転送）する。送信されたデータフレームは、通信装置２０により受信される。なお、この時点において、通信装置２０から端末１０へ向かうデータフレームも、スイッチングハブ３０を経由して基地局Ａ２により転送される。つまり、端末１０と通信装置２０との双方向の通信が基地局Ａ２による転送によって可能となる。

このようにして、端末１０が基地局Ａ２との通信確立をしてから、ＧＡＲＰフレームによる基地局Ａ２の転送テーブルＴ２の更新を経て、端末１０が送受信するフレームの基地局Ａ２による転送が可能となる。

なお、端末１０が新規に基地局Ａ２に接続する状況では、端末１０は、基地局Ａ２との通信リンクの確立後に、通信装置２０としての制御装置との間でデータフレームの送受信を行うことが一般的である。端末１０が、ウェブサイトの閲覧やＥメールの送受信等に用いられる一般的なＰＣである場合には、端末１０が各種ブロードキャストデータを定期的又は不定期に送信することで、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２が更新され得る。しかしながら、端末１０が、上記一般的なＰＣでないコンピュータ（例えば組み込み系制御系機器）である場合には、限られたネットワーク環境で使用されることを想定して制御通信で使用する以外のフレームの送信、特にブロードキャスト送信を行わないようにすることがある。このとき、ネットワーク帯域を必要時以外に占有しないように、ＡＲＰ解決を目的とした定期的なＡＲＰフレームの送信はなされず、その結果、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２の更新がなされない状況が維持されてしまう。そこで、本実施の形態のように基地局Ａ２にローミングしたことを契機として端末１０が、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２を更新させる目的でＧＡＲＰフレームを送信することで、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２を更新させるものである。

なお、上記のような転送テーブルを用いたフレーム転送の可否制御は、基地局Ａ２だけでなく、スイッチングハブ３０によっても行われることもある。

例えば、スイッチングハブ３０は、種類又は設定によって、上記の基地局Ａ２と同様、転送テーブルに登録されていない端末へのフレームの転送を拒否することがある。また、転送テーブルは、端末からの通信が所定時間実行されないと自動的にリセット（クリア）される。

本実施の形態で説明したように、端末１０がＧＡＲＰフレームを送信すれば、送信されたＧＡＲＰフレームが基地局Ａ２により転送され、スイッチングハブ３０もＧＡＲＰフレームを受信する。これにより、スイッチングハブ３０も転送テーブルを更新することができ、スイッチングハブ３０による適切なフレーム転送の可否制御が行われるようになる。

なお、上記において、ＡＲＰフレームのブロードキャスト送信が用いられる理由の１つは、ブロードキャスト送信されたＡＲＰフレームは、一般に、ブロードキャストドメイン内で遮られず、ブロードキャストドメイン内の任意の装置に到達し得るからである。言い換えれば、端末１０は、ＡＲＰフレームのブロードキャスト送信を用いることで、端末１０が属するブロードキャストドメイン内にある複数のネットワーク装置（基地局、スイッチングハブ又はルータ等）の転送テーブルを更新することができる利点がある。

このように、ＧＡＲＰフレームは、従来ＩＰアドレスの重複確認等のために用いられるものである。そして、本実施の形態で示したように、端末１０が送信するＧＡＲＰフレームは、端末１０が属するブロードキャストドメイン内のネットワーク装置が転送可否判断に用いる転送テーブルを更新する、という新たな用途への使用に適することが見出されたと言える。

以上のように、本実施の形態の端末装置（端末１０）は、自装置のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信して基地局に受信させる。基地局は、受信したフレームに含まれるＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを用いて転送可否の判断に用いる転送テーブルの更新を行うことができる。これにより、端末装置は、その後に自装置が送信するデータフレームを基地局に転送させることができる。よって、端末装置は、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせることができる。

また、端末装置は、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）フレーム、より具体的には、送信元ＩＰアドレスフィールドとターゲットＩＰアドレスフィールドとの両方に端末装置自身のＩＰアドレスが設定されたＧＡＲＰ（Gratuitous ARP）フレームを用いて、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせることができる。

また、端末装置は、他の通信装置宛てに送信すべきデータフレームを保有していない場合であっても、自装置のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを含むフレームを送信する。これにより、その後に自装置がデータフレームを送信すべきときが到来したときに、そのフレームを基地局に転送させることができる。

また、端末装置は、自装置のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを含むフレームを送信することによって、端末装置が送信するデータフレームを基地局が転送禁止することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態において、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせる端末装置などにおける、通信量を抑制する技術について説明する。本実施の形態では、端末装置が所定の複数の位置に順次移動する状況を想定する。具体的には、端末装置は、最初に基地局Ａ２の無線通信可能エリア内に位置しており、基地局Ａ２と通信リンクを確立している。次に、基地局Ａ１の無線通信可能エリア内に端末装置が移動したことによって、基地局Ａ２との通信リンクを切断し、基地局Ａ１との通信リンクを確立する。その後さらに端末装置が基地局Ａ２の無線通信可能エリア内に移動したことによって、基地局Ａ１との通信リンクを切断し、基地局Ａ２との通信リンクを確立する、という状況を想定する。この状況において、端末装置は、最初、基地局Ａ２に接続した状態にあり、その後、基地局Ａ１に接続し、その後さらに基地局Ａ２に接続する。

なお、本実施の形態の構成要素のうち、実施の形態１におけるものと同じものについては、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

本実施の形態に係る通信システムは、実施の形態１における通信システム１と同様であるので詳細な説明を省略する。また、本実施の形態に係る端末１０Ａのハードウェア構成は、実施の形態１の端末１０と同じであるので詳細な説明を省略する。

図７は、実施の形態２に係る端末１０Ａの機能構成を示すブロック図である。図８は、本実施の形態に係る送信部２２Ａが管理する送信履歴テーブル２３の説明図である。

端末１０Ａは、確立部２１と、送信部２２Ａとを備える。確立部２１は、実施の形態１におけるものと同じである。

送信部２２Ａは、実施の形態１の送信部２２の機能に加えて、ＧＡＲＰフレームの送信を禁止する機能を有する。具体的には、送信部２２Ａは、ＧＡＲＰフレームを送信した後に、確立部２１が通信リンクを切断した場合、上記ＧＡＲＰフレームを送信してから所定時間以内に確立部２１が基地局Ａ２と新たに通信リンクを確立したときには、ＧＡＲＰフレームを送信することを禁止する。なお、上記ＧＡＲＰフレームは、より一般的には、端末１０ＡのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームである。なお、所定時間は、基地局Ａ２が転送テーブルをリフレッシュする時間（以降、リフレッシュ時間ともいう）より小さい時間とすればよく、例えば、５分又は１０分程度とすることができる。

送信部２２Ａは、ＧＡＲＰフレームの送信を行うか、又は、禁止するかを制御するために送信履歴テーブル２３を有する（図８参照）。

図８に示されるように、送信履歴テーブル２３は、宛先基地局と送信時刻とを対応付けて管理しているテーブルである。

宛先基地局は、送信部２２Ａが送信したＧＡＲＰフレームの宛先となった基地局の識別子を示している。基地局の識別子として、基地局を一意に識別できる任意の情報を用いることができ、例えばＩＰアドレス又はＭＡＣアドレスを採用し得る。

送信時刻は、宛先基地局にＧＡＲＰフレームを送信した時刻を示している。

図８に示される例では、送信部２２Ａが、時刻「２０１６年１月１日１時１分１秒」に、基地局Ａ２に向けてＧＡＲＰフレームを送信したことが示されている。

以上のように構成された端末１０Ａの動作について説明する。

図９は、本実施の形態に係る送信部２２ＡによるＧＡＲＰフレームの送信制御処理を示すフロー図である。

ステップＳ２０１において、確立部２１は、基地局Ａ２との間で通信リンクを確立する。

ステップＳ２０２において、送信部２２Ａは、ステップＳ２０１で通信リンクを確立した相手である基地局Ａ２が送信履歴テーブル２３に登録されているか否かを判定する。基地局Ａ２が送信履歴テーブル２３に登録されていると判定した場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）には、ステップＳ２０３に進み、そうでない場合（ステップＳ２０２でＮｏ）には、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０３において、送信部２２Ａは、送信履歴テーブル２３を参照して、前回に基地局Ａ２にＧＡＲＰフレームを送信してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）には、ステップＳ２１１に進み、そうでない場合（ステップＳ２０３でＮｏ）には、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４において、送信部２２Ａは、ＧＡＲＰフレームの送信を禁止する。ステップＳ２０４を終えたら、本フロー図に示される一連の処理を終了する。

ステップＳ２１１において、送信部２２Ａは、ステップＳ２０１で通信リンクを確立した相手である基地局Ａ２に対して、ＧＡＲＰフレームを送信する。

ステップＳ２１２において、送信部２２Ａは、ステップＳ２１１で送信したＧＡＲＰフレームの宛先である基地局Ａ２と、その送信時刻とを、送信履歴テーブル２３に登録する。ステップＳ２１２を終えたら、本フロー図に示される一連の処理を終了する。

以上の一連の処理により、端末１０Ａが基地局Ａ２と通信リンクをしたときであっても、過去の所定時間内に基地局Ａ２にＧＡＲＰフレームを送信していた場合には、ＧＡＲＰフレームの送信を禁止する。この場合には、基地局Ａ２の転送テーブルＴ２に端末１０ＡのＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスが登録されており、ＧＡＲＰフレームによる転送テーブルＴ２への登録が必須でないからである。このように、ＧＡＲＰフレームの送信が禁止されることで、端末１０Ａは、通信量を抑制することができる。

図１０は、本実施の形態に係る端末１０Ａ及び基地局Ａ２などの通信シーケンスを示すシーケンス図である。

図１０に示されるステップＳ１０１〜Ｓ１０３、及び、ステップＳ１１１〜Ｓ１１２は、図６における同名のステップと同じである。

ステップＳ３０１において、端末１０Ａは、基地局Ａ２との通信リンクを切断する。同時に、基地局Ａ２が端末１０Ａ（確立部２１）との通信リンクを切断する（ステップＳ３１１）。

ステップＳ３０２において、端末１０Ａは、基地局Ａ２との新たな通信リンクを確立する（図９のステップＳ２０１に相当）。このとき、基地局Ａ２が端末１０Ａ（確立部２１）との間で通信リンクを確立する（ステップＳ３１２）。ここで、ステップＳ１０３でＧＡＲＰフレームを送信してから、ステップＳ３０２で通信リンクを確立するまでの時間Ｔが、基地局Ａ２の所定時間以上である場合について以降で説明する。

ステップＳ３０３において、端末１０Ａは、ＧＡＲＰフレームの送信を禁止する（図９のステップＳ２０４に相当）。

ステップＳ３０４において、端末１０Ａは、通信装置２０宛てのデータフレームを送信する。送信されたデータフレームは、基地局Ａ２により受信される。

ステップＳ３１３において、基地局Ａ２は、ステップＳ３０４で端末１０Ａが送信したデータフレームを受信したら、受信したデータフレームの送信元ＭＡＣアドレスと、送信元ＩＰアドレスとのペアが転送テーブルＴ２に登録されているか否かを判定する。ここで、ステップＳ１１２で転送テーブルＴ２に端末１０ＡのＭＡＣアドレスとＩＰアドレスが登録された状態を維持していることから、基地局Ａ２は、上記ペアが転送テーブルに登録されていると判定する。そして、基地局Ａ２は、上記判定結果に基づいて、ステップＳ３０４で端末１０Ａが送信したデータフレームを通信装置２０に向けて送信（つまり転送）する。送信されたデータフレームは、通信装置２０により受信される。

このようにして、端末１０Ａが基地局Ａ２との通信リンクを確立後に切断した場合、新たな通信リンク確立後にＧＡＲＰフレームを送信することなく、端末１０Ａが送受信するフレームの基地局Ａ２による転送が可能となる。

なお、一般に基地局Ａ２の転送テーブルＴ２に端末１０ＡのＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスが登録された状態において、端末１０ＡがＧＡＲＰフレームを送信すると転送テーブルＴ２が更新される効果があるが、この更新は、基地局Ａ２によるフレーム転送に必須というわけではない。つまり、上記状態では、新たな通信リンクの確立のときにＧＡＲＰフレームを送信する必要はない。必要のないＧＡＲＰフレームを送信するとすれば、ネットワークの通信量の増大、他の通信の遅延の増大という問題の要因となり得る。そこで、送信部２２Ａは、上記の場合に、ＧＡＲＰフレームの送信を禁止する。これにより、通信量の増大、遅延の増大を未然に回避する効果がある。

以上のように、本実施の形態の端末装置（端末１０Ａ）は、基地局との新たな通信リンクを確立したときであっても、過去の所定時間内に基地局にフレームを送信していた場合には、当該フレームの送信を禁止する。この場合には、基地局の転送テーブルに端末装置のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスが登録されており、フレームによる転送テーブルへの登録が必須でないからである。このように、端末装置によるフレームの送信を禁止することで、端末装置が送信する通信量の増大を抑制し、ひいては、通信システム全体の通信量の増大を抑制することができる。

以上、本発明の端末などシステムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、基地局によっては、接続可否テーブルの情報が一定期間でリセットされる仕様のものもある。こうした場合には、ＧＡＲＰフレームをリセット期間より短い間隔で定期的に送信する態様も考えられる。

本発明は、ローミング後に基地局等による通信フレームの転送を適切に行わせる端末装置などに利用可能である。具体的には、複数の基地局によってカバーされる領域を移動しながら、上記複数の基地局のいずれかと動的に通信リンクを確立して通信する無人走行車などに利用可能である。

１ 通信システム
１０、１０Ａ 端末
１１ ＣＰＵ
１２ メインメモリ
１３ ＷＮＩＣ
１４ ストレージ
２０ 通信装置
２１ 確立部
２２、２２Ａ 送信部
２３ 送信履歴テーブル
３０ スイッチングハブ
５０ ＭＡＣヘッダ
５１ ＡＲＰパケット
５２ 送信元ＭＡＣアドレスフィールド
５３ 送信元ＩＰアドレスフィールド
５４ ターゲットＭＡＣアドレスフィールド
５５ ターゲットＩＰアドレスフィールド
Ａ１、Ａ２ 基地局
Ｔ１、Ｔ２ 転送テーブル

Claims (6)

1. フレームの転送可否を示す転送テーブルを有する基地局に接続される端末装置であって、
   前記基地局との間で無線の通信リンクを確立する確立部と、
   前記確立部が前記通信リンクを確立したことを契機として、前記転送テーブルを更新させるように、前記端末装置のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信する送信部とを備え、
   前記送信部は、
   前記フレームとして、送信元ＩＰアドレスフィールドとターゲットＩＰアドレスフィールドとの両方に、前記端末装置のＩＰアドレスが設定されたＡＲＰ（Address Resolution Protocol）フレームを送信する
   端末装置。
2. 前記送信部は、前記フレームを送信した後に、前記確立部が前記通信リンクを切断した場合、前記フレームを送信してから所定時間以内に前記確立部が前記基地局と新たに通信リンクを確立したときには、前記端末装置のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信することを禁止する
   請求項１に記載の端末装置。
3. 前記送信部は、前記端末装置が送信すべきデータフレームを保有しているか否かに関わらず、前記フレームを送信する
   請求項１又は２に記載の端末装置。
4. 前記基地局は、
   前記転送テーブルに登録されていないＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを有するフレームを転送することを禁止し、
   前記端末装置が送信した前記フレームを受信したことを契機として、受信した前記フレームに含まれるＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを前記転送テーブルに登録することで、前記転送テーブルを更新し、
   前記送信部は、
   前記端末装置が送信するデータフレームを前記基地局が転送禁止することを解除させるように、前記フレームを送信する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の端末装置。
5. フレームの転送可否を示す転送テーブルを有する基地局に接続される端末装置の制御方法であって、
   前記基地局との間で無線の通信リンクを確立する確立ステップと、
   前記確立ステップで前記通信リンクを確立したことを契機として、前記転送テーブルを更新させるように、前記端末装置のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスを含むフレームをブロードキャスト送信する送信ステップとを含み、
   前記送信ステップでは、
   前記フレームとして、送信元ＩＰアドレスフィールドとターゲットＩＰアドレスフィールドとの両方に、前記端末装置のＩＰアドレスが設定されたＡＲＰ（Address Resolution Protocol）フレームを送信する
   制御方法。
6. 請求項５に記載の制御方法をコンピュータにより実行させるためのプログラム。

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