本発明は、ストリーム配信等に使用する帯域制御技術を用いる無線機能を使用した無線LAN装置、及び無線ネットワークに関する。
近年、無線による高速データ伝送を実現するシステムとして標準化等が行われている無線パケット通信システムとして、IEEE802.11無線LANシステムがある。この無線LANシステムにおいては1台の機器(親機)と最低1台の端末(子機)で1つの無線リンクを構成し、1つの無線リンクを構成する無線局はCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)によって1つの無線チャネルを共用している。
また、IEEE802.11無線LANシステムの拡張規格であるIEEE802.11eでは、従来のIEEE802.11における無線リンク接続に対して、データ伝送を帯域保証したリンク接続を追加することにより、リアルタイムデータの通信に必須な伝送路を優先的に確保することが可能になっている。
従来の帯域制御技術では、例えば、特許文献1に、基地局と端末との間で帯域制御のためのネゴシエーション終了後に、基地局が電源リセット等の不意のネットワーク障害が発生した場合における再確立に対して、障害検知機能とタイマーとによる再確立の制御を行うことが記載されている。
特開2001−275168号公報
しかしながら、特許文献1には前記技術について、具体的な障害検知方法の記載はない。
以下に、基地局(親機)と端末(子機)間における帯域制御のためのネゴシエーション終了後に、ネットワーク障害が発生した例について、図を用いて説明する。
図1(a)は基地局と端末1及び2とが無線によるネットワークを形成している概念図を示している。この図1(a)において、端末1はIEEE802.11eの規格に対応しており、端末2は対応していないものとする。また、同図(b)は基地局、同図(c)は端末1、同図(d)は端末2の各リンク情報を示している。
図16(a)に、端末が受信側である場合における基地局と端末1との通信シーケンスを示す。同図(a)において、時間の進む方向は上から下であり、基地局と端末1とがネットワーク接続完了後に、基地局が何らかの理由で一時的に電源ダウンする状態が発生して、基地局側のリンク情報がクリアされた場合が示されている。
先ず、端末1は起動後、接続要求201を基地局に対して送信し、基地局から接続応答202を受信することで接続が確立し、基地局側では端末1が追加されたことにより、リンク情報200Aが作成され、また、端末1側では接続が成功したことにより、リンク情報200Bが作成される。
次に、端末1から帯域獲得要求信号が送信され、これに対して基地局から帯域獲得応答が端末1へ送信されることにより、端末は帯域保証を獲得できる。このとき、端末のリンク情報Bには帯域情報が追加される。そして、これにより、データ通信が開始される。
しかし、基地局が何らかの理由により、一時的に電源ダウンが発生した場合、基地局側でのリンク情報200Aがクリアされ、再起動後に正常に通信が再開されない問題が生じる。
すなわち、IEEE802.11e規格に対応した端末1がデータ伝送の帯域保証を獲得できた後は、その帯域保証があるために、端末1は基地局が許可した時以外にデータ送信することができず、リンク情報200Aがクリアされた基地局に対して正常に通信ができなくなる。
次に、図17(b)に、端末1が送信側であり、且つ帯域保証がある場合における基地局と前記端末1との通信シーケンスを示す。図17(b)では、同図(a)において説明したのと同様に、先ず、端末1は起動後、基地局との接続シーケンスにより接続を確立し、続いて、帯域獲得シーケンスを実行し、帯域を獲得する。ここで、各シーケンス実行の際に、前記と同様にリンク情報が書き込まれる。図17(b)の場合、端末1は送信側であり、基地局から送信権の授与を受け、データ通信が開始される。
しかし、基地局が何らかの理由により、一時的に電源ダウンが発生した場合、基地局側のリンク情報200Aがクリアされ、再起動後、端末は送信権が授与されず、前記図17(a)の場合と同様に正常に通信が再開されない問題が生じる。
すなわち、上述の図17(a)の例と同様に、帯域保証があるために、基地局が許可した時以外にデータ送信をすることができない端末1は、リンク情報200Aがクリアされた基地局と正常な通信ができなくなる。
本発明の目的は、帯域保証がある無線ネットワーク接続において、基地局が一時的に電源ダウンして、基地局側のリンク情報がクリアされた状況、すなわち、帯域保証がある無線ネットワーク接続に障害が生じたか否かについて、端末が判断できるようにすることにある。
更に、本発明の更なる目的は、前記の目的に加えて、無線ネットワーク接続に障害が生じたと端末が判断した場合には、基地局が再起動した後は、それまで基地局と帯域保証でデータ伝送を行っていた端末と基地局との無線ネットワークの再接続を行うようにすることにある。
前記目的を達成するために、本発明では、帯域保証後に基地局が電源ダウンすると、基地局側のリンク情報がクリアされるために、帯域保証されたデータ伝送はできないが、帯域保証のない(帯域保証の制限外の)信号は端末と基地局との間で送受信可能である点に着目し、この着目点から、端末から基地局に対して確認信号を送信して、基地局からの応答信号を受信したり、又は、帯域保証で使用される基地局からの信号の受信を確認することにより、帯域保証がある無線ネットワーク接続に障害が生じたか否かを端末が判断できるようにする。
また、本発明では、基地局が全ての端末に対してリンク情報を強制的にクリアさせる構成とすることにより、帯域保証がある無線ネットワーク接続に障害が生じたか否かを端末が判断できるようにする。
更に、本発明では、帯域保証がある無線ネットワーク接続に障害が生じたと端末が判断した場合には、基地局が電源ダウンしたと判断して、端末に再接続の要求信号を基地局に対して送信させることとする。
すなわち、本発明の端末機能を有する無線LAN装置は、IEEE802.11規格の上位の規格であってデータ伝送の帯域の保証機能を備えたIEEE802.11e規格に対応する基地局機能を有する1台の無線LAN装置と、前記IEEE802.11e規格に対応する端末機能を有する少なくとも1台の無線LAN装置とから無線ネットワークを構成するための前記端末機能を有する無線LAN装置であって、自己の端末機能を有する無線LAN装置と前記基地局機能を有する無線LAN装置との間のデータ伝送の帯域保証後に、前記IEEE802.11規格の信号、又は前記前記IEEE802.11e規格の信号のうち前記帯域保証のない信号を使用して、前記基地局機能を有する無線LAN装置に対して基地局確認のための信号を出力する信号出力回路と、前記基地局機のための能を有する無線LAN装置が前記信号出力回路から出力された基地局確認信号に応答した確認応答の信号を送信したとき、この確認応答の信号を受けて、自己の端末機能を有する無線LAN装置が前記基地局機能を有する無線LAN装置に接続されていることを確認する確認回路とを備えたことを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路は、前記確認回路が前記確認応答の信号を受けた時、設定時間の計測を開始する確認タイマーを有し、この設定時間の計測の完了時に、再度、前記基地局機能を有する無線LAN装置に対して基地局確認のための信号を出力することを繰り返すことを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路が出力する基地局確認のための信号は、前記IEEE802.11規格の信号である確認パケットであることを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路は、前記基地局機能を有する無線LAN装置から前記IEEE802.11e規格の信号である帯域獲得応答信号を受けてデータ伝送の帯域が保証された時、設定時間の計測を開始する確認タイマーを有し、前記設定時間の計測の完了後に、前記IEEE802.11e規格の信号である帯域獲得要求信号を、前記基地局確認信号として、前記前記基地局機能を有する無線LAN装置に出力することを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路は、前記基地局機能を有する無線LAN装置から前記IEEE802.11e規格の信号である帯域獲得応答信号を受けてデータ伝送の帯域が保証された時、設定時間の計測を開始する確認タイマーを有し、前記設定時間の計測の完了後に、前記IEEE802.11e規格の信号であってデータ伝送の帯域幅が狭いダミー帯域獲得要求信号を、前記基地局確認信号として、前記基地局機能を有する無線LAN装置に出力することを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路は、前記基地局機能を有する無線LAN装置から、前記確認応答信号として、帯域獲得応答信号を受けないとき、前記基地局機能を有する無線LAN装置に対して、前記IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を出力することを特徴とする。
本発明の端末機能を有する無線LAN装置は、IEEE802.11規格の上位の規格であってデータ伝送の帯域の保証機能を備えたIEEE802.11e規格に対応する基地局機能を有する1台の無線LAN装置と、前記IEEE802.11e規格に対応する端末機能を有する少なくとも1台の無線LAN装置とから無線ネットワークを構成するための前記端末機能を有する無線LAN装置であって、自己の端末機能を有する無線LAN装置と前記基地局機能を有する無線LAN装置との間のデータ伝送の帯域保証後に、前記基地局機能を有する無線LAN装置からの所定の信号を受けたとき、この信号の受信でもって、自己の端末機能を有する無線LAN装置が前記基地局機能を有する無線LAN装置に接続されていることを確認する確認回路を備えたことを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する無線LAN装置において、前記確認回路は、前記基地局機能を有する無線LAN装置からの所定の信号を受けた時、設定時間の計測を開始する確認タイマーを有し、この設定時間の計測の完了前に再度前記基地局機能を有する無線LAN装置からの所定の信号を受けて前記設定時間の計測を開始することを繰り返すことを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する無線LAN装置において、前記確認回路は、前記確認タイマーが設定時間の計測を完了した時、前記基地局機能を有する無線LAN装置に対して、前記IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を出力することを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する無線LAN装置において、前記基地局機能を有する無線LAN装置から受ける所定の信号は、前記IEEE802.11e規格の信号のうち前記帯域保証のない信号である送信権授与信号であることを特徴とする。
本発明は、前記端末機能を有する無線LAN装置において、前記基地局機能を有する無線LAN装置から受ける所定の信号は、前記IEEE802.11e規格の信号のうち帯域保証のある信号である帯域保証データであることを特徴とする。
本発明の基地局機能を有する無線LAN装置は、IEEE802.11規格の上位の規格であってデータ伝送の帯域の保証機能を備えたIEEE802.11e規格に対応する基地局機能を有する1台の無線LAN装置と、前記IEEE802.11e規格に対応する端末機能を有する少なくとも1台の無線LAN装置とから無線ネットワークを構成するための前記基地局機能を有する無線LAN装置であって、起動時に、自己の基地局機能を有する無線LAN装置と共に無線ネットワークを構成すべき全ての端末機能を有する無線LAN装置に対して、切断要求信号を出力する切断要求信号出力回路を備えたことを特徴とする。
本発明の無線ネットワークは、前記発明の端末機能を有する無線LAN装置と、基地局機能を有する無線LAN装置とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の無線ネットワークは、端末機能を有する無線LAN装置と、前記発明の基地局機能を有する無線LAN装置とを備えたことを特徴とする。
以上により、本発明では、基地局の電源ダウンなどに起因して基地局側のリンク情報がクリアされた場合であっても、端末は基地局に対して送信可能な信号、すなわち、IEEE802.11規格の信号、又は前記前記IEEE802.11e規格の信号のうち前記帯域保証のない信号を使用して、基地局確認信号を基地局に送信し、これに受信した基地局が確認応答信号を端末に返信すると、その端末は基地局との無線ネットワーク接続が良好で継続していると判断でき、一方、基地局が確認応答信号を返信しない場合には、端末は基地局との無線ネットワーク接続が切断したと判断することができる。
特に、本発明では、基地局との無線ネットワーク接続が切断したと端末が判断した際には、IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を端末が基地局に対して出力するので、基地局との無線ネットワークの再接続が可能になる。
また、本発明では、端末と基地局との間の帯域保証のある無線ネットワーク接続が確立した後は、端末が基地局からの所定の信号、例えば送信権授与信号や帯域保証データ(帯域保証された帯域でデータ伝送されたデータ)を受信すると、この受信でもって、基地局との無線ネットワーク接続は良好であると判断され、一方、基地局からの所定の信号の受信がない場合には、基地局との無線ネットワーク接続が切断されたと判断される。
特に、本発明では、基地局との無線ネットワーク接続が切断したと端末が判断した際には、IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を端末が基地局に対して出力するので、基地局との無線ネットワークの再接続が可能になる。
更に、本発明では、基地局は、起動時には、常に、無線ネットワークを構成すべき全ての端末に切断要求信号を出力するので、たとえ基地局が電源ダウンなどに起因してリンク情報がクリアされた場合であっても、前記切断要求信号を受けた端末では、この端末に残るリンク情報がクリアされる。従って、リンク情報がクリアされた端末は、そのリンク情報がクリアされたことに即座に対応して、基地局に対して無線ネットワークの再接続を要求することになる。
以上説明したように、本発明の端末機能を有する無線LAN装置によれば、基地局の電源ダウンなどに起因して、端末との無線ネットワーク接続が切断された場合にも、端末はその無線ネットワーク接続の切断を正確に判断することが可能である。
特に、本発明によれば、基地局との無線ネットワーク接続が切断したと端末が判断した際には、IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を端末が基地局に対して出力するので、基地局との無線ネットワークの再接続が可能である。
また、本発明の基地局機能を有する無線LAN装置によれば、起動時には、常に、無線ネットワークを構成すべき全ての端末に切断要求信号を出力するので、たとえ基地局が電源ダウンなどに起因してリンク情報がクリアされた場合であっても、前記切断要求信号を受けた端末が基地局に対して無線ネットワークの再接続を要求することが可能である。
図1(a)は基地局と2台の端末1及び2とからなる無線ネットワークの概念図、同図(b)は基地局の有するリンク情報テーブル、同図(c)は端末1が有するリンク情報テーブル、同図(d)は端末2が有するリンク情報テーブルの図である。
図2(a)は、本発明の第1の実施形態において、確認パケットによる基地局確認シーケンスを示した図、同図(b)は確認パケットによる基地局確認フローを示す図である。
図3はIEEE802.11規格の確認パケット(Probe Request)のフォーマット図である。
図4(a)は、IEEE802.11MACのフレームフォーマット図、同図(b)はIEEE802.11MACのフレームコントロールのフォーマット図、同図(c)はIEEE802.11MACのフレームの種別図である。
図5は本発明の第1の実施形態における基地局のダウン中に、端末が確認パケットを送信できなかった場合のシーケンス図である。
図6(a)は本発明の第2の実施形態において、送信権受信チェックタイマーを用いた基地局確認シーケンス図、同図(b)は送信権受信チェックタイマーを用いた基地局確認フロー図である。
図7は送信権授与信号(QoS CF−Poll)のフォーマットを示す図である。
図8(a)は本発明の第3の実施形態において、帯域保証データ受信チェックタイマーを用いた基地局確認シーケンス図、同図(b)は帯域保証データ受信チェックタイマーを用いた基地局確認フロー図である。
図9は帯域保証データ(QoS Data)のフォーマットを示す図である。
図10(a)は本発明の第4の実施形態において、定期的な帯域獲得タイマーを用いた基地局確認シーケンス図、同図(b)は定期的な帯域獲得タイマーを用いた基地局確認フロー図である。
図11は帯域獲得要求信号(AddTs Request)及び帯域獲得応答信号(AddTs Response)のフォーマットを示す図である。
図12は本発明の第5の実施形態における定期的なダミー帯域獲得タイマーを用いた基地局確認シーケンス図である。
図13は本発明の第5の実施形態における定期的なダミー帯域獲得タイマーを用いた基地局確認フロー図である。
図14は本発明の第5の実施形態における定期的な帯域獲得タイマーとダミー獲得タイマーとを用いた基地局確認フロー図である。
図15(a)は本発明の第6の実施形態において、基地局が切断パケットを用いたシーケンス図、同図(b)は基地局が基地局切断パケットを用いた場合の基地局のフロー図、同図(c)は、基地局が基地局切断パケットを用いた場合の端末のフロー図である。
図16は切断パケットのフォーマットを示す図である。
図17は(a)は、端末が受信側である場合における従来のシーケンス図、同図(b)は、端末が送信側であり、且つ帯域保証ありの場合における従来のシーケンス図である。
符号の説明
100 信号出力回路
101、103 確認回路
102 確認タイマー
102‘ 帯域獲得タイマー(確認タイマー)
102“ ダミー帯域獲得タイマー(確認タイマー)
104 送信権受信チェックタイマー(確認タイマー)
104‘ 帯域保証データ受信チェックタイマー(確認タイマー)
105 切断パケット出力回路(切断要求信号出力回路)
201、301 接続要求
202、302 接続応答
200A、200B、
900 リンク情報
310 確認パケット
320 応答パケット
410 送信権授与信号(所定の信号)
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
先ず、本発明の第1の実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。
図1(a)は、IEEE802.11e規格に対応した基地局(親機)機能を有する1台の無線LAN装置と、同様にIEEE802.11e規格に対応した端末(子機)機能を有する1台の無線LAN装置1と、IEEE802.11e規格には対応せずIEEE802.11規格のみに対応する端末(子機)機能を有する1台の無線LAN装置2とから構成される無線ネットワークを示している。同図(b)は基地局、同図(c)は端末1、同図(d)は端末2の各リンク情報を示している。
また、図2(a)に基地局と前記端末1との通信シーケンス図を示す。
先ず、起動後、図2(a)に示すように、端末1から基地局に対しての接続要求301に対する基地局からの接続応答302の接続シーケンスにより、無線リンクが確立する。このとき、端末1は、無線ネットワーク接続が確立した情報をリンク情報として記録する。
次に、端末1は、帯域保証を獲得するために、基地局に対して帯域獲得要求信号を送信し、それに対して基地局からの帯域獲得応答信号を受信することにより、帯域保証が獲得できる。この帯域獲得シーケンスにより帯域保証が獲得できた情報は、前記と同様に、端末1のリンク情報に追加される。これにより、データサービスが開始される。
データサービス開始後、端末1は、IEEE802.11e規格に固有の信号ではなく、IEEE802.11規格に共通して用いられる信号である確認パケット(基地局確認のための信号)310を端末1内の信号出力回路100から基地局に対して送信する。これにより、前記確認パケットを受けた基地局から、前記確認パケットと同様にIEEE802.11規格に共通して用いられる応答パケット(確認応答の信号)320が返信されてきた場合には、端末1内の確認回路101が基地局との接続が継続していると判断する。この動作確認の時間間隔は、信号出力回路100が有するプローブ確認タイマー(確認タイマー)102が計測する設定時間で決定される。つまり、プローブ確認タイマー102は、端末1に前記応答パケット320が基地局から送信されてきた時点で前記設定時間の計測をスタートし、その設定時間の計測が完了すると、端末1が基地局確認のために前記確認パケット310を再度基地局に対して送信する。
図2(b)は、前記図2(a)に対する端末1のフロー図を示す。
端末1は、起動後、ステップS1において、基地局との接続を試みる。これは、図2(a)の接続シーケンスにおける接続要求301の送信動作に対応する。ここで、基地局からの接続応答302が返信されてきたかどうかをステップS2で確認し、応答が無く接続が失敗した場合は、ステップS1の接続処理をやり直す。また、応答が有り、接続が成功した場合は、次のステップS3へ移行する。
ステップS3では、端末1が基地局に対して帯域保証を獲得するための帯域獲得要求信号を送信し、ステップS4において、その応答である帯域獲得応答が基地局から返信されてきたか否かを判別する。このステップS3〜S4の動作は、帯域獲得が成功するまで繰り返される。この一連のステップは、図2(a)における帯域獲得シーケンスに対応している。
次に、ステップS4にて、帯域獲得が成功したと判別された場合、ステップS5の通常動作状態に移る。通常状態に入った後は、端末1は、ステップS6において、基地局との接続が保持されていることを確認するために、基地局に対して、確認パケットを送信する。これに対して、基地局から応答パケットの返信があれば、接続状態が保持されているとステップS7において判断し、ステップS5の通常動作状態に戻り、応答パケットの返信がなかった場合には、接続が切断されたと判断し、ステップS1に戻り、再度接続処理を行う。このステップS5〜S7の一連のステップは、図2(a)の動作確認シーケンスに対応している。
ここで、図3に、前記確認パケット及び応答パケット(Probe Request)のフォーマットを示す。ここに示すパケットのフォーマットは、IEEE802.11eの上位規格であるIEEE802.11規格の通信機器が使用するフォーマットである。
また、図4(a)にIEEE802.11MACのフレームフォーマットを、同図(b)に、同図(a)のIEEE802.11MACのフレームフォーマットの先頭2octetsのFrame Control部の拡大図を示す。また、図4(c)にIEEE802.11MACフレーム種別を示す。
図4(c)に示すIEEE802.11MACフレーム種別は、MACヘッダに含まれるTypeフィールドとSubtypeフィールドとの値によって判別することができる。
例えば、typeが00で、Subtypeが0100であれば、確認パケットである。端末1は基地局に前記の確認パケットを送信し、基地局から応答パケットが返ってきた場合に、基地局が同じチャネルに存在することを確認できる。
次に基地局が何らかの原因によりパワーダウンした場合の例を図5を用いて説明する。
図5に示すように、先ず、起動後、端末は接続シーケンスと帯域獲得シーケンスを実行し、基地局との無線リンクを確立する。これらのシーケンスは、前記図2(a)において説明した動作と同じである。また、同様に、これらのリンク情報が、端末及び基地局それぞれにおいて記録される。
前記シーケンスの実行により、無線リンクが確立され、通常データサービスが開始した後、端末は、基地局との接続状態を確認するために、確認パケットを基地局に送信し、その応答パケットの返信の有無を確認する(図中、AP動作確認シーケンス)。
ここで、図5に示すように、基地局からの応答パケットの返信があった後に、何らかの理由により、基地局がパワーダウンし、その後再起動した場合、前記の接続時に記録された基地局の有するリンク情報はクリアされてしまう。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を、図6用いて説明する。
図6(a)は、端末が送信側であり、基地局からの送信権の受信をチェックすることにより、基地局との接続を確認する方法を、基地局と端末との通信シーケンスを用いて示した図である。
先ず、端末1は、起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、無線リンクを確立させる。また、各シーケンス完了時に、基地局及び端末がそれぞれのリンク情報を記録するのは、第1の実施形態において説明したのと同様である。
本実施形態では、前記帯域獲得シーケンスにおける基地局から送信される信号、すなわち、帯域保証の制限が無いIEEE802.11e規格の信号である帯域獲得応答信号の受信があった後に、確認回路103が有する送信権受信チェックタイマー(確認タイマー)104を起動させる。
この送信権受信チェックタイマー104は、基地局から送信される送信権授与信号(所定の信号)410を受信したときにリセットされ、再スタートして設定時間の計測を開始する。確認回路103は、前記送信権受信チェックタイマー104が設定時間の計測の完了の前に前記送信権授与信号410を受信したときには、基地局と端末1との間の無線ネットワーク接続は継続されていると判断する。
そして、前記確認回路103は、送信権受信チェックタイマー104が設定時間の計測を完了すると、端末1は基地局に対してIEEE802.11規格の信号である接続要求信号を送信し、接続シーケンスを経てリンク情報を更新する。
ここで、図7に、前記送信権授与信号(QoS CF−Poll)のフォーマットを示す。ここに示すパケットのフォーマットは、IEEE802.11e規格の通信機器が使用するフォーマットであり、図4(c)にIEEE802.11MACフレーム種別の送信権授与に相当する。基地局は送信権授与信号のAddress1(あて先アドレス)及びTID(Traffic Identifier)によって送信権を授与する端末及びその帯域保証データを指定することができる。
次に、図6(b)に前記端末の動作フロー図を示す。
図6(b)において、ステップS1〜S4までの接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスの動作フローは、第1の実施形態において図2(b)について説明した内容と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
この帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答を受信した場合、すなわち、ステップS4において、帯域獲得が成功したと判断した場合、端末1は、ステップS5において、送信権受信の有無により基地局の存在を確認するための期間を設定する送信権受信チェックタイマー104を起動させる。これにより、通常動作状態のステップS6に移る。
次に、端末1は、基地局からの送信権受信の有無をステップS7において判定し、受信があれば、基地局の存在が確認できたと判断して、ステップS8において送信権受信チェックタイマー104を停止させる。そして、ステップS5にて再度スタートさせる。また、ステップS7において、送信権の受信がなかったと判定した場合、送信権受信チェックタイマー104はそのまま計測を続ける。そして、ステップS9において前記タイマー104が満了したと判定した場合、基地局との接続を再度確立させるために、ステップS1に戻り、接続シーケンスを実行する。
前記のような構成を採用することにより、基地局から送信権の授与410がされ、基地局との接続が正常であると確認できる場合には、前記送信権受信チェックタイマー104を再設定し、スタートさせるので、所定の設定時間が満了するまでの間に、基地局が何らかの原因によりパワーダウンし、更に、再起動した場合においても、再度接続シーケンスを実行することにより、端末が基地局の一時的パワーダウンを確認せず通信を続ける不都合を回避することができる。
(第3の実施形態)
次に、図8を用いて、本発明の第3の実施形態について説明を行う。
図8(a)に、端末1が帯域保証を確立した受信側であって、基地局からの帯域保証のデータ受信状態をチェックすることにより、基地局の存在を確認する方法について、基地局と前記端末との通信シーケンス図を示す。
起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、基地局との無線リンクを確立させるまでの流れは、前記第1及び第2の実施形態において、図2(a)及び図6(a)に示したのと同じであり、ここでは、その説明を省略する。
帯域獲得シーケンスにおいて、基地局から送信される信号、すなわち、帯域保証の制限が無いIEEE802.11e規格の信号である帯域獲得応答信号を受信した場合には、第2の実施形態と同様にタイマーを起動させる。しかし、本実施形態においては、このタイマーは、基地局からの帯域保証データ(所定の信号)の受信によりリセットされ、同時に再起動する帯域保証データ受信チェックタイマー(確認タイマー)104‘である点において、第2の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、基地局からの帯域保証データを受信することにより、確認回路103’が、端末1と基地局との間の無線ネットワーク接続が継続されていることを確認する。
上述したように、帯域保証データを受信した場合に、基地局との無線ネットワーク接続の継続を確認ができるので、帯域保証データ受信チェックタイマー104‘は、この帯域保証データを受信した時にはリセットされて、再スタートする。そして、所定の設定時間のあいだに基地局からの帯域保証データの受信がない場合には、確認回路103’が、基地局と端末1との無線ネットワーク接続が切断されていると判断して、再度、基地局に対して、IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を送信し、接続シーケンスを実行し、更に、リンク情報を更新する。
ここで、図9に、前記帯域保証データ(QoS Data)のフォーマットを示す。ここに示すパケットのフォーマットは、IEEE802.11e規格の通信機器が使用するフォーマットであり、図4(c)にIEEE802.11MACフレーム種別では大域保証データに分類される。
次に、図8(b)に前記端末の動作フロー図を示す。
図8(b)において、ステップS1〜S4までの接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスの動作フローは、第1の実施形態において図2(b)について説明した内容と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
この帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答を受信した場合、すなわち、ステップS4において帯域獲得が成功したと判断した場合、端末1は、ステップS5において帯域保証データ受信の有無により基地局の存在を確認するための期間を設定するための帯域保証データ受信チェックタイマー104‘を起動させる。これにより、通常動作状態のステップS6に移る。
次に、端末は、基地局からの帯域保証データ受信の有無をステップS7において判定し、受信があれば、基地局の存在が確認できたと判断して、ステップS8において帯域保証データ受信チェックタイマー104‘を停止させる。そして、ステップS5に戻り、再度スタートさせる。また、ステップS7において、帯域保証データの受信がなかったと判定した場合、帯域保証データ受信チェックタイマー104‘はそのまま計測を続ける。そして、ステップS9において前記タイマー104‘が満了したと判定した場合、基地局との接続を再度確立させるために、ステップS1に戻り、接続シーケンスを実行する。
前記のような構成を用いることにより、基地局から帯域保証データが送信され、基地局との接続が正常であると確認できる場合には、前記帯域保証データ受信チェックタイマー104‘を再設定し、スタートさせる。従って、所定の設定時間が満了するまでの間に、基地局が何らかの原因によりパワーダウンし、更に、再起動した場合においても、再度、接続シーケンスを実行することにより、端末1が基地局の一時的パワーダウンを確認せず通信を続ける不都合を回避することができる。
(第4の実施形態)
次に、図10を用いて、本発明の第4の実施形態について説明を行う。
図10(a)に、端末が定期的に帯域保証を確立することにより、基地局の存在を確認する方法について、基地局と前記端末との通信シーケンス図を示す。
起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、基地局との無線リンクを確立させるまでの流れは、第1及び第2の実施形態において、図2(a)及び図6(a)に示したのと同じであり、ここでは、その説明を省略する。
帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答信号を受信した場合には、タイマーを起動させて所定時間の計測を開始し、基地局からの帯域保証データの受信が繰り返された後、前記所定時間の計測が完了すると、再度、帯域獲得要求信号(基地局確認のための信号)を信号出力回路101‘から基地局に送信する。この帯域獲得要求信号を受けた基地局が、その帯域獲得要求信号に応答して帯域獲得応答信号(確認応答の信号)を送信し、この信号を端末1の確認回路101’が受信すると、確認回路101‘は、端末1と基地局との無線ネットワーク接続は継続されていると判断する。更に、前記確認回路101’は、その有する帯域獲得タイマー(確認用タイマー)102‘をリセットして、設定時間の計測をスタートさせ、その設定時間の計測が完了すると、再び、帯域獲得要求信号(基地局確認のための信号)を基地局に送信する。
本実施形態では、定期的に帯域獲得シーケンスを実行し、無線リンクを確立することにより、端末1と基地局との無線ネットワーク接続が継続しているか否かを判断する。前記端末1から送信される帯域獲得要求信号及び基地局から端末1に送信される帯域獲得応答信号は、帯域保証の制限が無いIEEE802.11e規格の信号である。
ここで、図11に、前記帯域獲得要求信号(AddTs Request)及び帯域獲得応答信号(AddTs Response)のフォーマットを示す。ここに示すパケットのフォーマットは、IEEE802.11e規格の通信機器が使用するフォーマットであり、図4(c)にIEEE802.11MACフレーム種別ではActionに分類される。端末は帯域獲得要求信号のTSPECフィールドによって、要求する帯域を基地局に指定することができる。また基地局は、帯域獲得要求信号に対する応答として帯域獲得応答信号のStatusCodeフィールドによって、要求が受理、又は拒否されたことを端末に通知することができる。
このような構成を採用することにより、端末1が基地局から帯域獲得応答信号を受信した後に、端末1が次に帯域獲得要求信号を送信するまでの間に、基地局が何らかの原因によりパワーダウンし、再起動した場合においても、その後の端末1からの帯域獲得要求に対しては、基地局から帯域獲得応答がされないので、基地局と端末1との無線ネットワーク接続が継続していないことが確認できる。これにより、端末1は、再度接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行して、無線リンクを確立させることが可能である。
次に、図10(b)に前記端末1の動作フロー図を示す。
図10(b)において、ステップS1〜S4までの接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスの動作フローは、第1の実施形態において図2(b)について説明した内容と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
この帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答を受信した場合、すなわち、ステップS4において帯域獲得が成功したと判断した場合、端末1は、ステップS5において、次の帯域獲得要求信号を基地局に送信するまでの時間を計測するための帯域獲得タイマー102‘を起動させる。このステップS5を経て、ステップS6において、通常動作状態に入る。そして、ステップS5において起動させた帯域獲得タイマー102‘の所定の設定時間が満了したか否かを、ステップS7において判定し、満了した場合は、ステップS8において、次の帯域獲得処理(2)を行う。この処理により、帯域獲得が成功した場合は、更に次の帯域獲得要求の信号送信までの時間を計測するために、ステップS5に戻り、帯域獲得タイマー102‘を起動させる。一方、ステップS9において、帯域獲得が成功しなかったと判断された場合、すなわち、基地局から帯域獲得応答がなかった場合は、ステップS1に戻り、再度接続処理が行われる。
前記のような構成を用いることにより、端末1が基地局の一時的パワーダウンを確認せずに通信を続ける不都合を回避することができる。
本実施形態は、基地局がパワーダウンすることなく動作しているならば、端末1が帯域獲得要求信号の送信を繰り返す限り、必ず帯域獲得応答が基地局から送信される点に着目し、これを利用したものである。
また、図10(a)に示す帯域獲得要求(1)及び帯域獲得要求(2)では、同じ内容(パラメータ)を使用することにより、帯域獲得要求を繰り返し実行しても、帯域には影響しない。
(第5の実施形態)
次に、図12〜図14を用いて、本発明の第5の実施形態について説明する。
図12に、帯域保証が確立した通信を行った後に、端末1が定期的に最小限の帯域保証を確立することにより、基地局の存在を確認する方法について、基地局と前記端末1との通信シーケンス図を示す。
起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、基地局との無線リンクを確立させるまでの流れは、第1及び第2の実施形態において、図2(a)及び図6(a)に示したのと同じであり、ここでは、その説明を省略する。
帯域獲得シーケンスにおいて基地局からの帯域獲得応答信号を受信した場合には、タイマーを起動させて所定時間の計測を開始し、基地局からの帯域保証データの受信が繰り返された後、前記所定時間の計測が完了すると、最小限の帯域保証を獲得するためのダミー帯域獲得要求信号(基地局確認のための信号)を信号出力回路101“から基地局に送信する。このダミー帯域獲得要求信号を受けた基地局が、そのダミー帯域獲得要求信号に応答して帯域獲得応答信号(確認応答の信号)を送信し、この信号を端末1の確認回路100”が受信すると、確認回路101“は、端末1と基地局との無線ネットワーク接続は継続されていると判断する。更に、前記確認回路101”は、その有するダミー帯域獲得タイマー(確認用タイマー)102“をリセットして、設定時間の計測をスタートさせ、その設定時間の計測が完了すると、再び、ダミー帯域獲得要求信号(基地局確認のための信号)を基地局に送信する。
本実施形態では、定期的にダミー帯域獲得シーケンスを実行し、無線リンクを確立することにより、端末1と基地局との無線ネットワーク接続が継続しているか否かを判断する。前記端末1から送信されるダミー帯域獲得要求信号及び基地局から端末1に送信される帯域獲得応答信号は、共に、帯域保証の制限が無いIEEE802.11e規格の信号である。
本実施形態では、基地局からの帯域獲得応答信号の受信時から、端末1からの次のダミー帯域獲得要求信号の送信時までの時間間隔を前記ダミー帯域獲得タイマー(確認タイマー)102“により設定し、定期的に基地局との最小限の帯域保証の確立を実行することにより、図12に示すような基地局(親機)の何らかの原因によるパワーダウンが前記ダミー帯域獲得タイマー102“の計測中に生じ、続いて再起動した場合には、ダミー帯域獲得タイマー102“の満了時の端末からのダミー帯域獲得要求に対する基地局の帯域獲得応答はされない。従って、端末1は、基地局との接続が切断されたことが確認でき、再度接続シーケンスを実行することができる。ここで、端末1から送信されるダミー帯域獲得要求信号及び基地局から送信される帯域獲得応答信号は、帯域保証の制限外で任意に送受信可能なIEEE802.11e規格の信号である。
次に、図13に前記端末の動作フロー図を示す。
図13において、ステップS1〜S4までの接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスの動作フローは、第1の実施形態において図2(b)について説明した内容と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
この帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答を受信した場合、すなわち、ステップS4において帯域獲得が成功したと判断した場合、端末1は、ステップS5において、ダミー帯域獲得タイマー102“を起動させる。このステップS5を経て、ステップS6において、通常動作状態に入る。そして、ステップS5において起動させたダミー帯域獲得タイマー102“による所定の設定時間の計測が満了したか否かをステップS7において判定し、満了した場合は、ステップS8においてダミー帯域獲得処理を行う。この処理により、ダミー帯域獲得が成功した場合は、更に次のダミー帯域獲得要求の信号送信までの時間を計測するために、ステップS5に戻って、ダミー帯域獲得タイマー102“を起動させる。一方、ステップS9において、ダミー帯域獲得が成功しなかったと判断された場合、すなわち、基地局から帯域獲得応答がなかった場合は、ステップS1に戻って、再度接続処理が行われる。
前記のような構成を用いることにより、端末1が基地局の一時的パワーダウンを確認せずに通信を続ける不都合を回避することができる。
図12のように端末1側から定期的に最小限の帯域保証を確立することにより、基地局と端末1との無線ネットワーク接続の継続を確認するので、ダミー帯域獲得タイマー102“を備えることにより、設定時間の間隔で、基地局と端末1とのの無線ネットワーク接続の継続を確認することが可能である。
尚、本実施形態では、端末1が帯域保証を獲得した後に、ダミー帯域獲得要求信号を基地局に出力することを繰り返したが、帯域保証を獲得する前の段階からダミー帯域獲得要求信号を基地局に出力することを繰り返す構成を採用することは、可能である。この場合の端末1の動作フローを図14に示す。
図14の動作フローを説明する。ステップS1〜S2の接続シーケンスが終了したのち、ステップS3においてダミー帯域獲得タイマーを起動させて、ダミー帯域獲得要求信号を設定時間毎に送信するよう構成する。その後、ステップS4、S5において帯域獲得シーケンスを組合せ、前記ダミー帯域獲得タイマー計測中に、帯域獲得シーケンスを実行する。ここで、基地局がダウンすることなく動作していれば、帯域獲得は帯域獲得シーケンスを繰り返すうちに成功し、この場合、基地局との無線ネットワーク接続が確認されるので、ダミー帯域獲得タイマーはステップS6において停止しても良く、又は続行しても良い。一方、帯域獲得シーケンスを繰り返し実行しても帯域獲得が成功しない場合は、基地局との無線ネットワーク接続が切断されたと判断して、ステップS3において起動させたダミー帯域獲得タイマーの計測時間満了時に、再度接続処理を行う(このステップについては図示せず)。
(第6の実施形態)
次に、図15を用いて、第6の実施形態について説明する。
図15(a)は、基地局(親機)の再起動時には、基地局が切断パケットを送信する場合のシーケンス図を示している。
基地局の起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、通常動作状態に入った後、基地局が何らかの原因によりパワーダウンし、続いて再起動したところまでの流れは、第1の実施形態で示した図5(a)と同様であるので、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態では、基地局がパワーダウンし、続いて再起動した際、基地局に備える切断パケット出力回路(切断要求信号出力回路)105が全ての端末に対して切断パケット(切断要求信号)を送信し、端末のリンク情報900をクリアにさせる点において、第1の実施形態と異なる。
ここで、図15に、前記切断パケットのフォーマットを示す。ここに示す切断パケットのフォーマットは、IEEE802.11規格の通信機器が使用するフォーマットである。
前記基地局からの切断パケットを受けた全ての端末は、再接続シーケンスを実行することができ、基地局の一時的パワーダウンを確認せず通信を続ける不都合を回避することができる。
図15(b)に基地局(親機)のフロー図を、また、同図(c)に端末側のフロー図を示す。
図15(b)において、基地局は、起動時には、ステップS1において、先ず、基地局を中心とした1つのグループであるBBS(Basic Service Set)内の全端末に対して切断パケットを送信する。そして、ステップS2の通常動作状態に入ることを示す。
また、図15(c)において、端末は、起動後、ステップS1及びS2からなる接続シーケンスを実行した後、更にステップS3及びS4からなる帯域獲得シーケンスを実行し、ステップS5の通常状態に入ることを示す。そして、ステップS6において、基地局からの切断パケットの受信の有無を判定し、受信しないときは、ステップS5の通常状態を維持し、一方、受信した場合には、図15(b)に示したように、基地局が何らかの原因によりパワーダウンして再起動したと判断し、ステップS1に戻って、再接続シーケンスを実行する。
以上説明したように、本発明は、IEEE802.11e規格に対応した基地局機能を有する無線LAN装置と、同規格に対応した端末機能を有する無線LAN装置とにより無線ネットワークを構成する場合に、その両無線LAN装置間でのデータ伝送の帯域保証後において、基地局機能を有する無線LAN装置の予期せぬ電源遮断などに起因して無線ネットワーク接続の切断が生じた場合にも、端末機能を有する無線LAN装置がその無線ネットワーク接続の切断を的確に判断でき、更には、その無線ネットワークの再接続を即座に行うことが可能であるので、ストリーム配信等を使用する帯域制御技術を要する無線ネットワークの技術分野に有用である。
本発明は、ストリーム配信等に使用する帯域制御技術を用いる無線機能を使用した無線LAN装置、及び無線ネットワークに関する。
近年、無線による高速データ伝送を実現するシステムとして標準化等が行われている無線パケット通信システムとして、IEEE802.11無線LANシステムがある。この無線LANシステムにおいては1台の機器(親機)と最低1台の端末(子機)で1つの無線リンクを構成し、1つの無線リンクを構成する無線局はCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)によって1つの無線チャネルを共用している。
また、IEEE802.11無線LANシステムの拡張規格であるIEEE802.11eでは、従来のIEEE802.11における無線リンク接続に対して、データ伝送を帯域保証したリンク接続を追加することにより、リアルタイムデータの通信に必須な伝送路を優先的に確保することが可能になっている。
従来の帯域制御技術では、例えば、特許文献1に、基地局と端末との間で帯域制御のためのネゴシエーション終了後に、基地局が電源リセット等の不意のネットワーク障害が発生した場合における再確立に対して、障害検知機能とタイマーとによる再確立の制御を行うことが記載されている。
特開2001−275168号公報
しかしながら、特許文献1には前記技術について、具体的な障害検知方法の記載はない。
以下に、基地局(親機)と端末(子機)間における帯域制御のためのネゴシエーション終了後に、ネットワーク障害が発生した例について、図を用いて説明する。
図1(a)は基地局と端末1及び2とが無線によるネットワークを形成している概念図を示している。この図1(a)において、端末1はIEEE802.11eの規格に対応しており、端末2は対応していないものとする。また、同図(b)は基地局、同図(c)は端末1、同図(d)は端末2の各リンク情報を示している。
図16(a)に、端末が受信側である場合における基地局と端末1との通信シーケンスを示す。同図(a)において、時間の進む方向は上から下であり、基地局と端末1とがネットワーク接続完了後に、基地局が何らかの理由で一時的に電源ダウンする状態が発生して、基地局側のリンク情報がクリアされた場合が示されている。
先ず、端末1は起動後、接続要求201を基地局に対して送信し、基地局から接続応答202を受信することで接続が確立し、基地局側では端末1が追加されたことにより、リンク情報200Aが作成され、また、端末1側では接続が成功したことにより、リンク情報200Bが作成される。
次に、端末1から帯域獲得要求信号が送信され、これに対して基地局から帯域獲得応答が端末1へ送信されることにより、端末は帯域保証を獲得できる。このとき、端末のリンク情報Bには帯域情報が追加される。そして、これにより、データ通信が開始される。
しかし、基地局が何らかの理由により、一時的に電源ダウンが発生した場合、基地局側でのリンク情報200Aがクリアされ、再起動後に正常に通信が再開されない問題が生じる。
すなわち、IEEE802.11e規格に対応した端末1がデータ伝送の帯域保証を獲得できた後は、その帯域保証があるために、端末1は基地局が許可した時以外にデータ送信することができず、リンク情報200Aがクリアされた基地局に対して正常に通信ができなくなる。
次に、図17(b)に、端末1が送信側であり、且つ帯域保証がある場合における基地局と前記端末1との通信シーケンスを示す。図17(b)では、同図(a)において説明したのと同様に、先ず、端末1は起動後、基地局との接続シーケンスにより接続を確立し、続いて、帯域獲得シーケンスを実行し、帯域を獲得する。ここで、各シーケンス実行の際に、前記と同様にリンク情報が書き込まれる。図17(b)の場合、端末1は送信側であり、基地局から送信権の授与を受け、データ通信が開始される。
しかし、基地局が何らかの理由により、一時的に電源ダウンが発生した場合、基地局側のリンク情報200Aがクリアされ、再起動後、端末は送信権が授与されず、前記図17(a)の場合と同様に正常に通信が再開されない問題が生じる。
すなわち、上述の図17(a)の例と同様に、帯域保証があるために、基地局が許可した時以外にデータ送信をすることができない端末1は、リンク情報200Aがクリアされた基地局と正常な通信ができなくなる。
本発明の目的は、帯域保証がある無線ネットワーク接続において、基地局が一時的に電源ダウンして、基地局側のリンク情報がクリアされた状況、すなわち、帯域保証がある無線ネットワーク接続に障害が生じたか否かについて、端末が判断できるようにすることにある。
更に、本発明の更なる目的は、前記の目的に加えて、無線ネットワーク接続に障害が生じたと端末が判断した場合には、基地局が再起動した後は、それまで基地局と帯域保証でデータ伝送を行っていた端末と基地局との無線ネットワークの再接続を行うようにすることにある。
前記目的を達成するために、本発明では、帯域保証後に基地局が電源ダウンすると、基地局側のリンク情報がクリアされるために、帯域保証されたデータ伝送はできないが、帯域保証のない(帯域保証の制限外の)信号は端末と基地局との間で送受信可能である点に着目し、この着目点から、端末から基地局に対して確認信号を送信して、基地局からの応答信号を受信したり、又は、帯域保証で使用される基地局からの信号の受信を確認することにより、帯域保証がある無線ネットワーク接続に障害が生じたか否かを端末が判断できるようにする。
また、本発明では、基地局が全ての端末に対してリンク情報を強制的にクリアさせる構成とすることにより、帯域保証がある無線ネットワーク接続に障害が生じたか否かを端末が判断できるようにする。
更に、本発明では、帯域保証がある無線ネットワーク接続に障害が生じたと端末が判断した場合には、基地局が電源ダウンしたと判断して、端末に再接続の要求信号を基地局に対して送信させることとする。
すなわち、請求項1記載の発明の端末機能を有する無線LAN装置は、IEEE802.11規格の上位の規格であってデータ伝送の帯域の保証機能を備えたIEEE802.11e規格に対応する基地局機能を有する1台の無線LAN装置と、前記IEEE802.11e規格に対応する端末機能を有する少なくとも1台の無線LAN装置とから無線ネットワークを構成するための前記端末機能を有する無線LAN装置であって、自己の端末機能を有する無線LAN装置と前記基地局機能を有する無線LAN装置との間のデータ伝送の帯域保証後に、前記IEEE802.11規格の信号、又は前記前記IEEE802.11e規格の信号のうち前記帯域保証のない信号を使用して、前記基地局機能を有する無線LAN装置に対して基地局確認のための信号を出力する信号出力回路と、前記基地局機のための能を有する無線LAN装置が前記信号出力回路から出力された基地局確認信号に応答した確認応答の信号を送信したとき、この確認応答の信号を受けて、自己の端末機能を有する無線LAN装置が前記基地局機能を有する無線LAN装置に接続されていることを確認する確認回路とを備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記請求項1記載の端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路は、前記確認回路が前記確認応答の信号を受けた時、設定時間の計測を開始する確認タイマーを有し、この設定時間の計測の完了時に、再度、前記基地局機能を有する無線LAN装置に対して基地局確認のための信号を出力することを繰り返すことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記請求項1又は2記載の端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路が出力する基地局確認のための信号は、前記IEEE802.11規格の信号である確認パケットであることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記請求項1記載の端末機能を有する端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路は、前記基地局機能を有する無線LAN装置から前記IEEE802.11e規格の信号である帯域獲得応答信号を受けてデータ伝送の帯域が保証された時、設定時間の計測を開始する確認タイマーを有し、前記設定時間の計測の完了後に、前記IEEE802.11e規格の信号である帯域獲得要求信号を、前記基地局確認信号として、前記前記基地局機能を有する無線LAN装置に出力することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、前記請求項1記載の端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路は、前記基地局機能を有する無線LAN装置から前記IEEE802.11e規格の信号である帯域獲得応答信号を受けてデータ伝送の帯域が保証された時、設定時間の計測を開始する確認タイマーを有し、前記設定時間の計測の完了後に、前記IEEE802.11e規格の信号であってデータ伝送の帯域幅が狭いダミー帯域獲得要求信号を、前記基地局確認信号として、前記基地局機能を有する無線LAN装置に出力することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、前記請求項4又は5記載の端末機能を有する無線LAN装置において、前記信号出力回路は、前記基地局機能を有する無線LAN装置から、前記確認応答信号として、帯域獲得応答信号を受けないとき、前記基地局機能を有する無線LAN装置に対して、前記IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を出力することを特徴とする。
請求項7記載の発明の端末機能を有する無線LAN装置は、IEEE802.11規格の上位の規格であってデータ伝送の帯域の保証機能を備えたIEEE802.11e規格に対応する基地局機能を有する1台の無線LAN装置と、前記IEEE802.11e規格に対応する端末機能を有する少なくとも1台の無線LAN装置とから無線ネットワークを構成するための前記端末機能を有する無線LAN装置であって、自己の端末機能を有する無線LAN装置と前記基地局機能を有する無線LAN装置との間のデータ伝送の帯域保証後に、前記基地局機能を有する無線LAN装置からの所定の信号を受けたとき、この信号の受信でもって、自己の端末機能を有する無線LAN装置が前記基地局機能を有する無線LAN装置に接続されていることを確認する確認回路を備えたことを特徴とする。
請求項8記載の発明は、前記請求項7記載の端末機能を有する無線LAN装置において、前記確認回路は、前記基地局機能を有する無線LAN装置からの所定の信号を受けた時、設定時間の計測を開始する確認タイマーを有し、この設定時間の計測の完了前に再度前記基地局機能を有する無線LAN装置からの所定の信号を受けて前記設定時間の計測を開始することを繰り返すことを特徴とする。
請求項9記載の発明は、前記請求項8記載の端末機能を有する無線LAN装置において、前記確認回路は、前記確認タイマーが設定時間の計測を完了した時、前記基地局機能を有する無線LAN装置に対して、前記IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を出力することを特徴とする。
請求項10記載の発明は、前記請求項7記載の端末機能を有する無線LAN装置において、前記基地局機能を有する無線LAN装置から受ける所定の信号は、前記IEEE802.11e規格の信号のうち前記帯域保証のない信号である送信権授与信号であることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、前記請求項7記載の端末機能を有する無線LAN装置において、前記基地局機能を有する無線LAN装置から受ける所定の信号は、前記IEEE802.11e規格の信号のうち帯域保証のある信号である帯域保証データであることを特徴とする。
請求項12記載の発明の基地局機能を有する無線LAN装置は、IEEE802.11規格の上位の規格であってデータ伝送の帯域の保証機能を備えたIEEE802.11e規格に対応する基地局機能を有する1台の無線LAN装置と、前記IEEE802.11e規格に対応する端末機能を有する少なくとも1台の無線LAN装置とから無線ネットワークを構成するための前記基地局機能を有する無線LAN装置であって、起動時に、自己の基地局機能を有する無線LAN装置と共に無線ネットワークを構成すべき全ての端末機能を有する無線LAN装置に対して、切断要求信号を出力する切断要求信号出力回路を備えたことを特徴とする。
請求項13記載の発明の無線ネットワークは、前記請求項1又は請求項7に記載の端末機能を有する無線LAN装置と、基地局機能を有する無線LAN装置とを備えたことを特徴とする。
また、請求項14記載の発明の無線ネットワークは、端末機能を有する無線LAN装置と、前記請求項12に記載の基地局機能を有する無線LAN装置とを備えたことを特徴とする。
以上により、本発明では、基地局の電源ダウンなどに起因して基地局側のリンク情報がクリアされた場合であっても、端末は基地局に対して送信可能な信号、すなわち、IEEE802.11規格の信号、又は前記前記IEEE802.11e規格の信号のうち前記帯域保証のない信号を使用して、基地局確認信号を基地局に送信し、これに受信した基地局が確認応答信号を端末に返信すると、その端末は基地局との無線ネットワーク接続が良好で継続していると判断でき、一方、基地局が確認応答信号を返信しない場合には、端末は基地局との無線ネットワーク接続が切断したと判断することができる。
特に、本発明では、基地局との無線ネットワーク接続が切断したと端末が判断した際には、IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を端末が基地局に対して出力するので、基地局との無線ネットワークの再接続が可能になる。
また、本発明では、端末と基地局との間の帯域保証のある無線ネットワーク接続が確立した後は、端末が基地局からの所定の信号、例えば送信権授与信号や帯域保証データ(帯域保証された帯域でデータ伝送されたデータ)を受信すると、この受信でもって、基地局との無線ネットワーク接続は良好であると判断され、一方、基地局からの所定の信号の受信がない場合には、基地局との無線ネットワーク接続が切断されたと判断される。
特に、本発明では、基地局との無線ネットワーク接続が切断したと端末が判断した際には、IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を端末が基地局に対して出力するので、基地局との無線ネットワークの再接続が可能になる。
更に、本発明では、基地局は、起動時には、常に、無線ネットワークを構成すべき全ての端末に切断要求信号を出力するので、たとえ基地局が電源ダウンなどに起因してリンク情報がクリアされた場合であっても、前記切断要求信号を受けた端末では、この端末に残るリンク情報がクリアされる。従って、リンク情報がクリアされた端末は、そのリンク情報がクリアされたことに即座に対応して、基地局に対して無線ネットワークの再接続を要求することになる。
以上説明したように、本発明の端末機能を有する無線LAN装置によれば、基地局の電源ダウンなどに起因して、端末との無線ネットワーク接続が切断された場合にも、端末はその無線ネットワーク接続の切断を正確に判断することが可能である。
特に、本発明によれば、基地局との無線ネットワーク接続が切断したと端末が判断した際には、IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を端末が基地局に対して出力するので、基地局との無線ネットワークの再接続が可能である。
また、本発明の基地局機能を有する無線LAN装置によれば、起動時には、常に、無線ネットワークを構成すべき全ての端末に切断要求信号を出力するので、たとえ基地局が電源ダウンなどに起因してリンク情報がクリアされた場合であっても、前記切断要求信号を受けた端末が基地局に対して無線ネットワークの再接続を要求することが可能である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
先ず、本発明の第1の実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。
図1(a)は、IEEE802.11e規格に対応した基地局(親機)機能を有する1台の無線LAN装置と、同様にIEEE802.11e規格に対応した端末(子機)機能を有する1台の無線LAN装置1と、IEEE802.11e規格には対応せずIEEE802.11規格のみに対応する端末(子機)機能を有する1台の無線LAN装置2とから構成される無線ネットワークを示している。同図(b)は基地局、同図(c)は端末1、同図(d)は端末2の各リンク情報を示している。
また、図2(a)に基地局と前記端末1との通信シーケンス図を示す。
先ず、起動後、図2(a)に示すように、端末1から基地局に対しての接続要求301に対する基地局からの接続応答302の接続シーケンスにより、無線リンクが確立する。このとき、端末1は、無線ネットワーク接続が確立した情報をリンク情報として記録する。
次に、端末1は、帯域保証を獲得するために、基地局に対して帯域獲得要求信号を送信し、それに対して基地局からの帯域獲得応答信号を受信することにより、帯域保証が獲得できる。この帯域獲得シーケンスにより帯域保証が獲得できた情報は、前記と同様に、端末1のリンク情報に追加される。これにより、データサービスが開始される。
データサービス開始後、端末1は、IEEE802.11e規格に固有の信号ではなく、IEEE802.11規格に共通して用いられる信号である確認パケット(基地局確認のための信号)310を端末1内の信号出力回路100から基地局に対して送信する。これにより、前記確認パケットを受けた基地局から、前記確認パケットと同様にIEEE802.11規格に共通して用いられる応答パケット(確認応答の信号)320が返信されてきた場合には、端末1内の確認回路101が基地局との接続が継続していると判断する。この動作確認の時間間隔は、信号出力回路100が有するプローブ確認タイマー(確認タイマー)102が計測する設定時間で決定される。つまり、プローブ確認タイマー102は、端末1に前記応答パケット320が基地局から送信されてきた時点で前記設定時間の計測をスタートし、その設定時間の計測が完了すると、端末1が基地局確認のために前記確認パケット310を再度基地局に対して送信する。
図2(b)は、前記図2(a)に対する端末1のフロー図を示す。
端末1は、起動後、ステップS1において、基地局との接続を試みる。これは、 図2(a)の接続シーケンスにおける接続要求301の送信動作に対応する。ここで、基地局からの接続応答302が返信されてきたかどうかをステップS2で確認し、応答が無く接続が失敗した場合は、ステップS1の接続処理をやり直す。また、応答が有り、接続が成功した場合は、次のステップS3へ移行する。
ステップS3では、端末1が基地局に対して帯域保証を獲得するための帯域獲得要求信号を送信し、ステップS4において、その応答である帯域獲得応答が基地局から返信されてきたか否かを判別する。このステップS3〜S4の動作は、帯域獲得が成功するまで繰り返される。この一連のステップは、図2(a)における帯域獲得シーケンスに対応している。
次に、ステップS4にて、帯域獲得が成功したと判別された場合、ステップS5の通常動作状態に移る。通常状態に入った後は、端末1は、ステップS6において、基地局との接続が保持されていることを確認するために、基地局に対して、確認パケットを送信する。これに対して、基地局から応答パケットの返信があれば、接続状態が保持されているとステップS7において判断し、ステップS5の通常動作状態に戻り、応答パケットの返信がなかった場合には、接続が切断されたと判断し、ステップS1に戻り、再度接続処理を行う。このステップS5〜S7の一連のステップは、図2(a)の動作確認シーケンスに対応している。
ここで、図3に、前記確認パケット及び応答パケット(Probe Request)のフォーマットを示す。ここに示すパケットのフォーマットは、IEEE802.11eの上位規格であるIEEE802.11規格の通信機器が使用するフォーマットである。
また、図4(a)にIEEE802.11MACのフレームフォーマットを、同図(b)に、同図(a)のIEEE802.11MACのフレームフォーマットの先頭2octetsのFrame Control部の拡大図を示す。また、図4(c)にIEEE802.11MACフレーム種別を示す。
図4(c)に示すIEEE802.11MACフレーム種別は、MACヘッダに含まれるTypeフィールドとSubtypeフィールドとの値によって判別することができる。
例えば、typeが00で、Subtypeが0100であれば、確認パケットである。端末1は基地局に前記の確認パケットを送信し、基地局から応答パケットが返ってきた場合に、基地局が同じチャネルに存在することを確認できる。
次に基地局が何らかの原因によりパワーダウンした場合の例を図5を用いて説明する。
図5に示すように、先ず、起動後、端末は接続シーケンスと帯域獲得シーケンスを実行し、基地局との無線リンクを確立する。これらのシーケンスは、前記図2(a)において説明した動作と同じである。また、同様に、これらのリンク情報が、端末及び基地局それぞれにおいて記録される。
前記シーケンスの実行により、無線リンクが確立され、通常データサービスが開始した後、端末は、基地局との接続状態を確認するために、確認パケットを基地局に送信し、その応答パケットの返信の有無を確認する(図中、AP動作確認シーケンス)。
ここで、図5に示すように、基地局からの応答パケットの返信があった後に、何らかの理由により、基地局がパワーダウンし、その後再起動した場合、前記の接続時に記録された基地局の有するリンク情報はクリアされてしまう。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を、図6用いて説明する。
図6(a)は、端末が送信側であり、基地局からの送信権の受信をチェックすることにより、基地局との接続を確認する方法を、基地局と端末との通信シーケンスを用いて示した図である。
先ず、端末1は、起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、無線リンクを確立させる。また、各シーケンス完了時に、基地局及び端末がそれぞれのリンク情報を記録するのは、第1の実施形態において説明したのと同様である。
本実施形態では、前記帯域獲得シーケンスにおける基地局から送信される信号、すなわち、帯域保証の制限が無いIEEE802.11e規格の信号である帯域獲得応答信号の受信があった後に、確認回路103が有する送信権受信チェックタイマー(確認タイマー)104を起動させる。
この送信権受信チェックタイマー104は、基地局から送信される送信権授与信号(所定の信号)410を受信したときにリセットされ、再スタートして設定時間の計測を開始する。確認回路103は、前記送信権受信チェックタイマー104が設定時間の計測の完了の前に前記送信権授与信号410を受信したときには、基地局と端末1との間の無線ネットワーク接続は継続されていると判断する。
そして、前記確認回路103は、送信権受信チェックタイマー104が設定時間の計測を完了すると、端末1は基地局に対してIEEE802.11規格の信号である接続要求信号を送信し、接続シーケンスを経てリンク情報を更新する。
ここで、図7に、前記送信権授与信号(QoS CF−Poll)のフォーマットを示す。ここに示すパケットのフォーマットは、IEEE802.11e規格の通信機器が使用するフォーマットであり、図4(c)にIEEE802.11MACフレーム種別の送信権授与に相当する。基地局は送信権授与信号のAddress1(あて先アドレス)及びTID(Traffic Identifier)によって送信権を授与する端末及びその帯域保証データを指定することができる。
次に、図6(b)に前記端末の動作フロー図を示す。
図6(b)において、ステップS1〜S4までの接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスの動作フローは、第1の実施形態において図2(b)について説明した内容と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
この帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答を受信した場合、すなわち、ステップS4において、帯域獲得が成功したと判断した場合、端末1は、ステップS5において、送信権受信の有無により基地局の存在を確認するための期間を設定する送信権受信チェックタイマー104を起動させる。これにより、通常動作状態のステップS6に移る。
次に、端末1は、基地局からの送信権受信の有無をステップS7において判定し、受信があれば、基地局の存在が確認できたと判断して、ステップS8において送信権受信チェックタイマー104を停止させる。そして、ステップS5にて再度スタートさせる。また、ステップS7において、送信権の受信がなかったと判定した場合、送信権受信チェックタイマー104はそのまま計測を続ける。そして、ステップS9において前記タイマー104が満了したと判定した場合、基地局との接続を再度確立させるために、ステップS1に戻り、接続シーケンスを実行する。
前記のような構成を採用することにより、基地局から送信権の授与410がされ、基地局との接続が正常であると確認できる場合には、前記送信権受信チェックタイマー104を再設定し、スタートさせるので、所定の設定時間が満了するまでの間に、基地局が何らかの原因によりパワーダウンし、更に、再起動した場合においても、再度接続シーケンスを実行することにより、端末が基地局の一時的パワーダウンを確認せず通信を続ける不都合を回避することができる。
(第3の実施形態)
次に、図8を用いて、本発明の第3の実施形態について説明を行う。
図8(a)に、端末1が帯域保証を確立した受信側であって、基地局からの帯域保証のデータ受信状態をチェックすることにより、基地局の存在を確認する方法について、基地局と前記端末との通信シーケンス図を示す。
起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、基地局との無線リンクを確立させるまでの流れは、前記第1及び第2の実施形態において、図2(a)及び図6(a)に示したのと同じであり、ここでは、その説明を省略する。
帯域獲得シーケンスにおいて、基地局から送信される信号、すなわち、帯域保証の制限が無いIEEE802.11e規格の信号である帯域獲得応答信号を受信した場合には、第2の実施形態と同様にタイマーを起動させる。しかし、本実施形態においては、このタイマーは、基地局からの帯域保証データ(所定の信号)の受信によりリセットされ、同時に再起動する帯域保証データ受信チェックタイマー(確認タイマー)104‘である点において、第2の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、基地局からの帯域保証データを受信することにより、確認回路103’が、端末1と基地局との間の無線ネットワーク接続が継続されていることを確認する。
上述したように、帯域保証データを受信した場合に、基地局との無線ネットワーク接続の継続を確認ができるので、帯域保証データ受信チェックタイマー104‘は、この帯域保証データを受信した時にはリセットされて、再スタートする。そして、所定の設定時間のあいだに基地局からの帯域保証データの受信がない場合には、確認回路103’が、基地局と端末1との無線ネットワーク接続が切断されていると判断して、再度、基地局に対して、IEEE802.11規格の信号である接続要求信号を送信し、接続シーケンスを実行し、更に、リンク情報を更新する。
ここで、図9に、前記帯域保証データ(QoS Data)のフォーマットを示す。ここに示すパケットのフォーマットは、IEEE802.11e規格の通信機器が使用するフォーマットであり、図4(c)にIEEE802.11MACフレーム種別では大域保証データに分類される。
次に、図8(b)に前記端末の動作フロー図を示す。
図8(b)において、ステップS1〜S4までの接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスの動作フローは、第1の実施形態において図2(b)について説明した内容と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
この帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答を受信した場合、すなわち、ステップS4において帯域獲得が成功したと判断した場合、端末1は、ステップS5において帯域保証データ受信の有無により基地局の存在を確認するための期間を設定するための帯域保証データ受信チェックタイマー104‘を起動させる。これにより、通常動作状態のステップS6に移る。
次に、端末は、基地局からの帯域保証データ受信の有無をステップS7において判定し、受信があれば、基地局の存在が確認できたと判断して、ステップS8において帯域保証データ受信チェックタイマー104‘を停止させる。そして、ステップS5に戻り、再度スタートさせる。また、ステップS7において、帯域保証データの受信がなかったと判定した場合、帯域保証データ受信チェックタイマー104‘はそのまま計測を続ける。そして、ステップS9において前記タイマー104‘が満了したと判定した場合、基地局との接続を再度確立させるために、ステップS1に戻り、接続シーケンスを実行する。
前記のような構成を用いることにより、基地局から帯域保証データが送信され、基地局との接続が正常であると確認できる場合には、前記帯域保証データ受信チェックタイマー104‘を再設定し、スタートさせる。従って、所定の設定時間が満了するまでの間に、基地局が何らかの原因によりパワーダウンし、更に、再起動した場合においても、再度、接続シーケンスを実行することにより、端末1が基地局の一時的パワーダウンを確認せず通信を続ける不都合を回避することができる。
(第4の実施形態)
次に、図10を用いて、本発明の第4の実施形態について説明を行う。
図10(a)に、端末が定期的に帯域保証を確立することにより、基地局の存在を確認する方法について、基地局と前記端末との通信シーケンス図を示す。
起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、基地局との無線リンクを確立させるまでの流れは、第1及び第2の実施形態において、図2(a)及び図6(a)に示したのと同じであり、ここでは、その説明を省略する。
帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答信号を受信した場合には、タイマーを起動させて所定時間の計測を開始し、基地局からの帯域保証データの受信が繰り返された後、前記所定時間の計測が完了すると、再度、帯域獲得要求信号(基地局確認のための信号)を信号出力回路101‘から基地局に送信する。この帯域獲得要求信号を受けた基地局が、その帯域獲得要求信号に応答して帯域獲得応答信号(確認応答の信号)を送信し、この信号を端末1の確認回路101’が受信すると、確認回路101‘は、端末1と基地局との無線ネットワーク接続は継続されていると判断する。更に、前記確認回路101’は、その有する帯域獲得タイマー(確認用タイマー)102‘をリセットして、設定時間の計測をスタートさせ、その設定時間の計測が完了すると、再び、帯域獲得要求信号(基地局確認のための信号)を基地局に送信する。
本実施形態では、定期的に帯域獲得シーケンスを実行し、無線リンクを確立することにより、端末1と基地局との無線ネットワーク接続が継続しているか否かを判断する。前記端末1から送信される帯域獲得要求信号及び基地局から端末1に送信される帯域獲得応答信号は、帯域保証の制限が無いIEEE802.11e規格の信号である。
ここで、図11に、前記帯域獲得要求信号(AddTs Request)及び帯域獲得応答信号(AddTs Response)のフォーマットを示す。ここに示すパケットのフォーマットは、IEEE802.11e規格の通信機器が使用するフォーマットであり、図4(c)にIEEE802.11MACフレーム種別ではActionに分類される。端末は帯域獲得要求信号のTSPECフィールドによって、要求する帯域を基地局に指定することができる。また基地局は、帯域獲得要求信号に対する応答として帯域獲得応答信号のStatusCodeフィールドによって、要求が受理、又は拒否されたことを端末に通知することができる。
このような構成を採用することにより、端末1が基地局から帯域獲得応答信号を受信した後に、端末1が次に帯域獲得要求信号を送信するまでの間に、基地局が何らかの原因によりパワーダウンし、再起動した場合においても、その後の端末1からの帯域獲得要求に対しては、基地局から帯域獲得応答がされないので、基地局と端末1との無線ネットワーク接続が継続していないことが確認できる。これにより、端末1は、再度接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行して、無線リンクを確立させることが可能である。
次に、図10(b)に前記端末1の動作フロー図を示す。
図10(b)において、ステップS1〜S4までの接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスの動作フローは、第1の実施形態において図2(b)について説明した内容と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
この帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答を受信した場合、すなわち、ステップS4において帯域獲得が成功したと判断した場合、端末1は、ステップS5において、次の帯域獲得要求信号を基地局に送信するまでの時間を計測するための帯域獲得タイマー102‘を起動させる。このステップS5を経て、ステップS6において、通常動作状態に入る。そして、ステップS5において起動させた帯域獲得タイマー102‘の所定の設定時間が満了したか否かを、ステップS7において判定し、満了した場合は、ステップS8において、次の帯域獲得処理(2)を行う。この処理により、帯域獲得が成功した場合は、更に次の帯域獲得要求の信号送信までの時間を計測するために、ステップS5に戻り、帯域獲得タイマー102‘を起動させる。一方、ステップS9において、帯域獲得が成功しなかったと判断された場合、すなわち、基地局から帯域獲得応答がなかった場合は、ステップS1に戻り、再度接続処理が行われる。
前記のような構成を用いることにより、端末1が基地局の一時的パワーダウンを確認せずに通信を続ける不都合を回避することができる。
本実施形態は、基地局がパワーダウンすることなく動作しているならば、端末1が帯域獲得要求信号の送信を繰り返す限り、必ず帯域獲得応答が基地局から送信される点に着目し、これを利用したものである。
また、図10(a)に示す帯域獲得要求(1)及び帯域獲得要求(2)では、同じ内容(パラメータ)を使用することにより、帯域獲得要求を繰り返し実行しても、帯域には影響しない。
(第5の実施形態)
次に、図12〜図14を用いて、本発明の第5の実施形態について説明する。
図12に、帯域保証が確立した通信を行った後に、端末1が定期的に最小限の帯域保証を確立することにより、基地局の存在を確認する方法について、基地局と前記端末1との通信シーケンス図を示す。
起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、基地局との無線リンクを確立させるまでの流れは、第1及び第2の実施形態において、図2(a)及び図6(a)に示したのと同じであり、ここでは、その説明を省略する。
帯域獲得シーケンスにおいて基地局からの帯域獲得応答信号を受信した場合には、タイマーを起動させて所定時間の計測を開始し、基地局からの帯域保証データの受信が繰り返された後、前記所定時間の計測が完了すると、最小限の帯域保証を獲得するためのダミー帯域獲得要求信号(基地局確認のための信号)を信号出力回路101“から基地局に送信する。このダミー帯域獲得要求信号を受けた基地局が、そのダミー帯域獲得要求信号に応答して帯域獲得応答信号(確認応答の信号)を送信し、この信号を端末1の確認回路100”が受信すると、確認回路101“は、端末1と基地局との無線ネットワーク接続は継続されていると判断する。更に、前記確認回路101”は、その有するダミー帯域獲得タイマー(確認用タイマー)102“をリセットして、設定時間の計測をスタートさせ、その設定時間の計測が完了すると、再び、ダミー帯域獲得要求信号(基地局確認のための信号)を基地局に送信する。
本実施形態では、定期的にダミー帯域獲得シーケンスを実行し、無線リンクを確立することにより、端末1と基地局との無線ネットワーク接続が継続しているか否かを判断する。前記端末1から送信されるダミー帯域獲得要求信号及び基地局から端末1に送信される帯域獲得応答信号は、共に、帯域保証の制限が無いIEEE802.11e規格の信号である。
本実施形態では、基地局からの帯域獲得応答信号の受信時から、端末1からの次のダミー帯域獲得要求信号の送信時までの時間間隔を前記ダミー帯域獲得タイマー(確認タイマー)102“により設定し、定期的に基地局との最小限の帯域保証の確立を実行することにより、図12に示すような基地局(親機)の何らかの原因によるパワーダウンが前記ダミー帯域獲得タイマー102“の計測中に生じ、続いて再起動した場合には、ダミー帯域獲得タイマー102“の満了時の端末からのダミー帯域獲得要求に対する基地局の帯域獲得応答はされない。従って、端末1は、基地局との接続が切断されたことが確認でき、再度接続シーケンスを実行することができる。ここで、端末1から送信されるダミー帯域獲得要求信号及び基地局から送信される帯域獲得応答信号は、帯域保証の制限外で任意に送受信可能なIEEE802.11e規格の信号である。
次に、図13に前記端末の動作フロー図を示す。
図13において、ステップS1〜S4までの接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスの動作フローは、第1の実施形態において図2(b)について説明した内容と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
この帯域獲得シーケンスにおいて、基地局からの帯域獲得応答を受信した場合、すなわち、ステップS4において帯域獲得が成功したと判断した場合、端末1は、ステップS5において、ダミー帯域獲得タイマー102“を起動させる。このステップS5を経て、ステップS6において、通常動作状態に入る。そして、ステップS5において起動させたダミー帯域獲得タイマー102“による所定の設定時間の計測が満了したか否かをステップS7において判定し、満了した場合は、ステップS8においてダミー帯域獲得処理を行う。この処理により、ダミー帯域獲得が成功した場合は、更に次のダミー帯域獲得要求の信号送信までの時間を計測するために、ステップS5に戻って、ダミー帯域獲得タイマー102“を起動させる。一方、ステップS9において、ダミー帯域獲得が成功しなかったと判断された場合、すなわち、基地局から帯域獲得応答がなかった場合は、ステップS1に戻って、再度接続処理が行われる。
前記のような構成を用いることにより、端末1が基地局の一時的パワーダウンを確認せずに通信を続ける不都合を回避することができる。
図12のように端末1側から定期的に最小限の帯域保証を確立することにより、基地局と端末1との無線ネットワーク接続の継続を確認するので、ダミー帯域獲得タイマー102“を備えることにより、設定時間の間隔で、基地局と端末1とのの無線ネットワーク接続の継続を確認することが可能である。
尚、本実施形態では、端末1が帯域保証を獲得した後に、ダミー帯域獲得要求信号を基地局に出力することを繰り返したが、帯域保証を獲得する前の段階からダミー帯域獲得要求信号を基地局に出力することを繰り返す構成を採用することは、可能である。この場合の端末1の動作フローを図14に示す。
図14の動作フローを説明する。ステップS1〜S2の接続シーケンスが終了したのち、ステップS3においてダミー帯域獲得タイマーを起動させて、ダミー帯域獲得要求信号を設定時間毎に送信するよう構成する。その後、ステップS4、S5において帯域獲得シーケンスを組合せ、前記ダミー帯域獲得タイマー計測中に、帯域獲得シーケンスを実行する。ここで、基地局がダウンすることなく動作していれば、帯域獲得は帯域獲得シーケンスを繰り返すうちに成功し、この場合、基地局との無線ネットワーク接続が確認されるので、ダミー帯域獲得タイマーはステップS6において停止しても良く、又は続行しても良い。一方、帯域獲得シーケンスを繰り返し実行しても帯域獲得が成功しない場合は、基地局との無線ネットワーク接続が切断されたと判断して、ステップS3において起動させたダミー帯域獲得タイマーの計測時間満了時に、再度接続処理を行う(このステップについては図示せず)。
(第6の実施形態)
次に、図15を用いて、第6の実施形態について説明する。
図15(a)は、基地局(親機)の再起動時には、基地局が切断パケットを送信する場合のシーケンス図を示している。
基地局の起動後、接続シーケンス及び帯域獲得シーケンスを実行し、通常動作状態に入った後、基地局が何らかの原因によりパワーダウンし、続いて再起動したところまでの流れは、第1の実施形態で示した図5(a)と同様であるので、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態では、基地局がパワーダウンし、続いて再起動した際、基地局に備える切断パケット出力回路(切断要求信号出力回路)105が全ての端末に対して切断パケット(切断要求信号)を送信し、端末のリンク情報900をクリアにさせる点において、第1の実施形態と異なる。
ここで、図15に、前記切断パケットのフォーマットを示す。ここに示す切断パケットのフォーマットは、IEEE802.11規格の通信機器が使用するフォーマットである。
前記基地局からの切断パケットを受けた全ての端末は、再接続シーケンスを実行することができ、基地局の一時的パワーダウンを確認せず通信を続ける不都合を回避することができる。
図15(b)に基地局(親機)のフロー図を、また、同図(c)に端末側のフロー図を示す。
図15(b)において、基地局は、起動時には、ステップS1において、先ず、基地局を中心とした1つのグループであるBBS(Basic Service Set)内の全端末に対して切断パケットを送信する。そして、ステップS2の通常動作状態に入ることを示す。
また、図15(c)において、端末は、起動後、ステップS1及びS2からなる接続シーケンスを実行した後、更にステップS3及びS4からなる帯域獲得シーケンスを実行し、ステップS5の通常状態に入ることを示す。そして、ステップS6において、基地局からの切断パケットの受信の有無を判定し、受信しないときは、ステップS5の通常状態を維持し、一方、受信した場合には、図15(b)に示したように、基地局が何らかの原因によりパワーダウンして再起動したと判断し、ステップS1に戻って、再接続シーケンスを実行する。
以上説明したように、本発明は、IEEE802.11e規格に対応した基地局機能を有する無線LAN装置と、同規格に対応した端末機能を有する無線LAN装置とにより無線ネットワークを構成する場合に、その両無線LAN装置間でのデータ伝送の帯域保証後において、基地局機能を有する無線LAN装置の予期せぬ電源遮断などに起因して無線ネットワーク接続の切断が生じた場合にも、端末機能を有する無線LAN装置がその無線ネットワーク接続の切断を的確に判断でき、更には、その無線ネットワークの再接続を即座に行うことが可能であるので、ストリーム配信等を使用する帯域制御技術を要する無線ネットワークの技術分野に有用である。
(a)は基地局と2台の端末1及び2とからなる無線ネットワークの概念図、同図(b)は基地局の有するリンク情報テーブル、同図(c)は端末1が有するリンク情報テーブル、同図(d)は端末2が有するリンク情報テーブルの図である。
(a)は、本発明の第1の実施形態において、確認パケットによる基地局確認シーケンスを示した図、同図(b)は確認パケットによる基地局確認フローを示す図である。
IEEE802.11規格の確認パケット(Probe Request)のフォーマット図である。
(a)は、IEEE802.11MACのフレームフォーマット図、同図(b)はIEEE802.11MACのフレームコントロールのフォーマット図、同図(c)はIEEE802.11MACのフレームの種別図である。
本発明の第1の実施形態における基地局のダウン中に、端末が確認パケットを送信できなかった場合のシーケンス図である。
(a)は本発明の第2の実施形態において、送信権受信チェックタイマーを用いた基地局確認シーケンス図、同図(b)は送信権受信チェックタイマーを用いた基地局確認フロー図である。
送信権授与信号(QoS CF−Poll)のフォーマットを示す図である。
(a)は本発明の第3の実施形態において、帯域保証データ受信チェックタイマーを用いた基地局確認シーケンス図、同図(b)は帯域保証データ受信チェックタイマーを用いた基地局確認フロー図である。
帯域保証データ(QoS Data)のフォーマットを示す図である。
(a)は本発明の第4の実施形態において、定期的な帯域獲得タイマーを用いた基地局確認シーケンス図、同図(b)は定期的な帯域獲得タイマーを用いた基地局確認フロー図である。
帯域獲得要求信号(AddTs Request)及び帯域獲得応答信号(AddTs Response)のフォーマットを示す図である。
本発明の第5の実施形態における定期的なダミー帯域獲得タイマーを用いた基地局確認シーケンス図である。
本発明の第5の実施形態における定期的なダミー帯域獲得タイマーを用いた基地局確認フロー図である。
本発明の第5の実施形態における定期的な帯域獲得タイマーとダミー獲得タイマーとを用いた基地局確認フロー図である。
(a)は本発明の第6の実施形態において、基地局が切断パケットを用いたシーケンス図、同図(b)は基地局が基地局切断パケットを用いた場合の基地局のフロー図、同図(c)は、基地局が基地局切断パケットを用いた場合の端末のフロー図である。
切断パケットのフォーマットを示す図である。
(a)は、端末が受信側である場合における従来のシーケンス図、同図(b)は、端末が送信側であり、且つ帯域保証ありの場合における従来のシーケンス図である。
符号の説明
100 信号出力回路
101、103 確認回路
102 確認タイマー
102‘ 帯域獲得タイマー(確認タイマー)
102“ ダミー帯域獲得タイマー(確認タイマー)
104 送信権受信チェックタイマー(確認タイマー)
104‘ 帯域保証データ受信チェックタイマー(確認タイマー)
105 切断パケット出力回路(切断要求信号出力回路)
201、301 接続要求
202、302 接続応答
200A、200B、
900 リンク情報
310 確認パケット
320 応答パケット
410 送信権授与信号(所定の信号)