特許 6585111 無線通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6585111

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】無線通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/04 20090101AFI20190919BHJP

   H04W 12/06 20090101ALI20190919BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H04W28/04 110

   H04W12/06

   H04W84/12

【請求項の数】5

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2017-49686(P2017-49686)

(22)【出願日】2017年3月15日

(65)【公開番号】特開2018-152826(P2018-152826A)

(43)【公開日】2018年9月27日

【審査請求日】2018年12月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076233

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 進

(74)【代理人】

【識別番号】100101661

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100135932

【弁理士】

【氏名又は名称】篠浦 治

(72)【発明者】

【氏名】藤原 吉伸

(72)【発明者】

【氏名】大竹 敏史

(72)【発明者】

【氏名】神田 智宏

(72)【発明者】

【氏名】中島 篤

【審査官】 野村 潔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０７２９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１４２１９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−２４７５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０３１３６８（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１７２３３５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信端末から送信される前記無線通信端末の属性情報を含む認証フレームを受信し、また、前記無線通信端末に対し、前記認証フレームに対する応答フレームを送信する無線通信部と、
前記属性情報に基づき、前記応答フレームの再送回数を設定する再送回数設定部と、
設定された前記再送回数に従い、前記無線通信部から前記応答フレームを送信させる送信制御をする制御部と、
を備える無線アクセスポイントからなる無線通信システムであって、
前記認証フレームは、プローブ要求フレームであり、前記応答フレームは、プローブ応答フレームであり、
前記属性情報はＳＳＩＤデータであり、前記再送回数設定部は、前記ＳＳＩＤデータがワイルドカードＳＳＩＤである場合に、前記再送回数を通常の設定値よりも小さい値に設定することを特徴とする、無線通信システム。

【請求項2】

前記再送回数設定部は、前記認証フレームがＤＳＳＳで変調されており、かつ、前記認証フレームのフレームボディにチャネル情報が登録されていない場合に、前記再送回数を通常の設定値よりも小さい値に設定することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記再送回数設定部は、前記無線通信部が前記認証フレームを受信する都度、前記再送回数を設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

無線通信端末から送信される前記無線通信端末の属性情報を含む認証フレームを受信し、また、前記無線通信端末に対し、前記認証フレームに対する応答フレームを送信する無線通信部と、
前記属性情報に基づき、前記応答フレームの再送回数を設定する再送回数設定部と、
設定された前記再送回数に従い、前記無線通信部から前記応答フレームを送信させる送信制御をする制御部と、
を備える無線アクセスポイントからなる無線通信システムであって、
前記認証フレームは、プローブ要求フレームであり、前記応答フレームは、プローブ応答フレームであり、
前記再送回数設定部は、前記認証フレームがＤＳＳＳで変調されており、かつ、前記認証フレームのフレームボディにチャネル情報が登録されていない場合に、前記再送回数を通常の設定値よりも小さい値に設定することを特徴とする、無線通信システム。

【請求項5】

前記再送回数設定部は、前記無線通信部が前記認証フレームを受信する都度、前記再送回数を設定することを特徴とする、請求項４に記載の無線通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、無線通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、スマートフォンなどの普及により、一人一台以上の無線通信端末（ステーション、（ＳＴＡ）とも呼ばれる）を持ち運ぶことが一般的となっている。特に、駅やイベント会場などの人が多く集まる場所では、無線ＬＡＮを使用する無線アクセスポイント（ＡＰ）や、無線通信端末が密集するため、無線ＬＡＮで使用する周波数帯は非常に混雑し、通信障害を引き起こしている。

【0003】

無線混雑の主な原因として、無線アクセスポイントからのビーコンの送出、無線通信端末によるＡＰ問い合わせ（プローブ要求）、ＡＰ問い合わせに対する無線アクセスポイントからの応答（プローブ応答）といった、アクセスポイント探索パケットが定期的に送信されていることがあげられる。これらのパケットの送信は、通常、低速な通信方式が用いられるため、それぞれのパケット占有時間が長い。よって、これらのパケット通信が、実際のデータ通信の機会を妨げることにより、帯域の利用効率を低下させ、ひいては通信障害を引き起こすという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−８０１３３号公報

【特許文献2】特開２０１６−７２９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本実施形態は、データ通信の機会を増加させ、帯域の利用効率を向上させる、無線通信システム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】

【0006】

本実施形態の無線通信システムは、無線通信端末から送信される前記無線通信端末の属性情報を含む認証フレームを受信し、また、前記無線通信端末に対し、前記認証フレームに対する応答フレームを送信する無線通信部と、前記属性情報に基づき、前記応答フレームの再送回数を設定する再送回数設定部と、設定された前記再送回数に従い、前記無線通信部から前記応答フレームを送信させる送信制御をする制御部と、を備える無線アクセスポイントであって、前記認証フレームは、プローブ要求フレームであり、前記応答フレームは、プローブ応答フレームであり、前記属性情報はＳＳＩＤデータであり、前記再送回数設定部は、前記ＳＳＩＤデータがワイルドカードＳＳＩＤである場合に、前記再送回数を通常の設定値よりも小さい値に設定する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第１実施形態に係わる無線アクセスポイントの構成を示す概略ブロック図。

【図2】第１の実施形態におけるプローブ応答の送信手順を説明するフローチャート。

【図3】第２の実施形態に係わる無線通信システムの全体図。

【図4】第２の実施形態におけるプローブ要求及びその応答の通信シーケンスを説明する図。

【図5】第２の実施形態におけるプローブ要求及びその応答の通信シーケンスの別の一例を説明する図。

【図6】第３の実施形態に係わる無線通信システムの全体図。

【図7】移動ＡＰの構成を示す概略ブロック図。

【図8】ＡＰ制御部で管理する無線アクセスポイントの状態遷移図。

【図9】状態遷移条件記憶部に登録されるリストの一例。

【図10】無線アクセスポイントの状態を遷移させる手順を説明するフローチャート。

【図11】第３の実施形態に係わる別の無線通信システムの全体図。

【図12】状態遷移条件記憶部に登録されるリストの一例。

【図13】無線アクセスポイントの状態を遷移させる手順を説明するフローチャート。

【図14】状態遷移条件記憶部に登録されるリストの一例。

【図15】第３の実施形態に係わる更に別の無線通信システムの全体図。

【図16】無線アクセスポイントの状態を遷移させる手順を説明するフローチャート。

【図17】第３の実施形態に係わる無線通信システムの変形例の全体図。

【図18】状態遷移条件記憶部に登録されるリストの一例。

【図19】第４の実施形態に係わる無線通信システムの全体図。

【図20】プロセッサの動作手順を説明するフローチャート。

【図21】無線アクセスポイントのフレーム受信動作を説明するフローチャート。

【図22】無線アクセスポイントのフレーム送信動作を説明するフローチャート。

【図23】無線アクセスポイントのビーコン送信動作を説明するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係わる無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態の無線通信システムを構成する無線アクセスポイントは、無線通信インタフェースを有し、無線通信可能エリアに存在する無線通信端末との間で無線通信を行う。

【0009】

無線アクセスポイント１は、無線通信部１１と、制御部１２と、再送回数設定部１３と、アンテナ１４とから主に構成されている。

【0010】

無線通信部１１は、周囲の無線通信端末から送信されるデータを受信したり、制御部１２からのデータ通信指示に従いデータを送信したりする。具体的には、無線通信端末から無線接続を確立するための一連のプロセス（プローブ要求／応答、無線認証手続き、接続許可手続き、暗号鍵の交換、など）で送信されるデータを受信し、応答を送信する。また、無線接続確立後は、接続している無線通信端末との間で随時データを送受信する。

【0011】

制御部１２は、ＲＯＭなどの記憶部（図示せず）に格納されている制御プログラムに基づき、無線アクセスポイント１全体の動作を制御する。具体的には、無線通信部１１にデータの通信を指示したり、無線通信部１１で受信したデータの処理を実行したりする。また、無線通信部１１で受信したデータから必要な情報を抽出し、再送回数設定部１３に出力する。更に、再送回数設定部１３から、データの再送回数を取得し、データ通信の指示を行う。

【0012】

再送回数設定部１３は、制御部１２から取得した情報に基づき、無線通信部１１から送信するデータの送信回数を決定する。具体的には、制御部１２から入力されたプローブ要求の要素データに基づき、プローブ応答の再送回数を決定する。また、決定した再送回数を、制御部１２に出力する。

【0013】

次に、再送回数設定部１３における、プローブ応答の再送回数の決定方法について、説明する。IEEE802.11の無線ＬＡＮシステムにおけるアクティブスキャンでは、無線通信端末が周囲の無線アクセスポイントの存在を確認するために、無線アクセスポイントに対してプローブ要求を送信する。無線アクセスポイントは、プローブ要求を受信すると、自身の存在を通知するために、プローブ応答を送信する。このプローブ応答はユニキャストで送信されるため、プローブ応答を受信した無線通信端末はＡＣＫフレームを返信する。ＡＣＫフレームを確認できない場合、無線アクセスポイントは、設定された所定の回数までプローブ応答を繰り返し送信する。

【0014】

ここで、２．４ＧＨｚの周波数帯では、後方互換性のために、プローブ要求とプローブ応答にはＤＳＳＳ １Ｍｂｐｓで変調されたフレームを用いるのが通例であるが、ＤＳＳＳ １Ｍｂｐｓのフレームは、５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度上下にずれたチャネルでも受信されることがある。（ただし、受信の度合いは実装に依存する。）
無線アクセスポイントがずれたチャネルを受信しやすい実装の場合、無線アクセスポイントは、自身が使用しているチャネルから少しずれた周波数のチャネルで無線通信端末が送信したプローブ要求も受信する。プローブ要求に、無線通信端末の送信チャネル情報（ＤＳパラメータセット）が含まれていない場合、無線アクセスポイントは、自機器が使用しているチャネルにプローブ要求が送信されたと仮定し、同チャネルにプローブ応答を送信する。

【0015】

ところが、無線通信端末がずれたチャネルを受信しにくい実装の場合、無線通信端末は無線アクセスポイントが送信したプローブ要求を受信することができないため、ＡＣＫフレームを返信しない。この場合、無線アクセスポイントは再送の設定回数に達するまで、プローブ応答を繰り返し送信することになるため、帯域の利用効率を低下させてしまう。

【0016】

このように、ＤＳＳＳ変調を用いた通信であり、かつ、プローブ要求にチャネル情報が含まれていない場合など、ＡＰからプローブ応答を送信しても無線通信端末に受信される可能性が少ない場合には、プローブ応答の再送回数を、デフォルト値よりも少ない値に設定する。

【0017】

例えば、IEEE802.11の無線ＬＡＮシステムでは、特定の長さ以下のデータを送信する際に使用される再送回数（dot11ShortRetryLimit）のデフォルト値は７回、特定の長さより大きなデータを送信する際に使用される再送回数（dot11LongRetryLimit）のデフォルト値は４回が標準とされている。従って、ＤＳＳＳ変調を用いた通信であり、かつ、プローブ要求にチャネル情報が含まれていないには、dot11ShortRetryLimitを６以下の値に設定し、dot11LongRetryLimitを３以下の値に設定することで、無駄なプローブ応答の送信を抑制する。

【0018】

なお、プローブ要求に含まれている送信チャネル情報が、無線アクセスポイントの想定するチャネル情報と異なる場合など、プローブ応答を送信しても無線通信端末に受信されないことが確実である場合、再送回数を０に設定し、プローブ応答を送信しないようにしてもよい。

【0019】

また、プローブ要求に含まれるＳＳＩＤ要素がwildcard SSIDであり、自機以外にもプローブ応答を送信する無線アクセスポイントが存在する可能性がある場合も、再送回数をデフォルト値よりも小さい値に設定する。

【0020】

次に、無線アクセスポイント１におけるプローブ応答の送信手順を説明する。図２は、第１の実施形態におけるプローブ応答送信の手順を説明するフローチャートである。

【0021】

まず、無線通信部１１において、アンテナ１４を介して周囲の無線通信端末からプローブ要求を受信する（Ｓ１）。無線通信部１１は、受信したプローブ要求のデータを制御部１２に出力する。

【0022】

次に、制御部１２は、再送回数設定部１３にプローブ要求のデータを出力し、プローブ応答の再送回数の設定を指示する。再送回数設定部１３は、プローブ要求に含まれるＳＳＩＤ要素がwildcard SSIDであるか否かを判定する（Ｓ２）。wildcard SSIDである場合（Ｓ２、Ｙｅｓ）、プローブ応答の再送回数を、予め登録されているデフォルト値よりも小さい値に設定する（Ｓ７）。例えば、IEEE802.11の無線ＬＡＮシステムの場合、dot11ShortRetryLimitを６以下の値に設定し、dot11LongRetryLimitを３以下の値に設定する。再送回数設定部１３は、プローブ応答の再送回数を設定が完了した旨を制御部１２に通知する。最後に、制御部１２は、設定された再送回数に従って、プローブ応答を送信する（Ｓ５）。

【0023】

一方、プローブ要求に含まれるＳＳＩＤ要素がwildcard SSIDでない場合（Ｓ２、Ｎｏ）、プローブ要求がＤＳＳＳで変調されているか否かを判定する（Ｓ３）。ＤＳＳＳで変調されていない場合（Ｓ３、Ｎｏ）、再送回数設定部１３は、プローブ応答の再送回数を予め登録されているデフォルト値に設定する（Ｓ４）。例えば、IEEE802.11の無線ＬＡＮシステムの場合、dot11ShortRetryLimitの値を７に設定し、dot11LongRetryLimitの値を４に設定する。そして、プローブ応答の再送回数を設定が完了した旨を制御部１２に通知する。制御部１２は、設定された再送回数に従って、プローブ応答を送信する（Ｓ５）。

【0024】

プローブ要求がＤＳＳＳで変調されている場合（Ｓ３、Ｙｅｓ）、プローブ要求のフレームボディにチャネル情報が含まれているか否かを判定する（Ｓ６）。チャネル情報が含まれていない場合、Ｓ７に進み、プローブ応答の再送回数を、予め設定されているデフォルト値よりも小さい値に設定する。チャネル情報が含まれている場合（Ｓ６、Ｙｅｓ）、再送回数設定部１３は、プローブ応答の再送回数を、予め登録されているデフォルト値に設定する（Ｓ４）。制御部１２は、設定された再送回数に従って、プローブ応答を送信する（Ｓ５）。

【0025】

このように、本実施形態によれば、プローブ要求の各種情報（例えば、送信先ＳＳＩＤ、変調方法、チャネル情報）に基づき、送信元の無線通信端末に対し、他の無線アクセスポイントからプローブ応答が送信される可能性が高い場合や、当該無線アクセスポイントがプローブ応答を送信しても送信元ＳＴＡが受信する可能性が低い場合には、プローブ応答の再送回数をデフォルト値よりも低い値に設定する。従って、無駄なプローブ応答の送信が抑制されるので、データ通信の機会を増加させ、帯域の利用効率を向上させることができる。

【0026】

なお、再送回数は、判定内容に応じて異なる値を設定するようにしてもよい。例えば、ＳＳＩＤ要素がwildcard SSIDである場合は、dot11ShortRetryLimitの値を５に、dot11LongRetryLimitの値を３に設定し、プローブ要求がＤＳＳＳで変調されており、かつ、フレームボディにチャネル情報が含まれていない場合は、dot11ShortRetryLimitの値を３に、dot11LongRetryLimitの値を１に設定してもよい。

【0027】

また、フレームボディにチャネル情報が含まれているが、当該無線アクセスポイントが想定するチャネル情報でない場合、dot11ShortRetryLimitとdot11LongRetryLimitの値を共に０に設定し、フレーム応答を送信しないように設定してもよい。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、フレーム要求の送信元の無線通信端末が受信する可能性が低い場合に、無線アクセスポイントから送信するフレーム応答の再送回数を低減し、無駄なプローブ応答の送信を抑制することで、帯域の利用効率を向上させていた。これに対し、第２の実施形態においては、無線アクセスポイントから送信するフレーム応答をブロードキャストで送信することで、１回のフレーム応答で複数の無線通信端末に当該アクセスポイントの存在を認識させる。これにより、フレーム応答に対する無線通信端末からのＡＣＫフレームの送信を不要とし、また、無線通信端末からのフレーム要求の送信回数を削減させ、帯域の利用効率を向上させる。

【0028】

図３は、第２の実施形態に係わる無線通信システムの全体図である。無線アクセスポイント２１は、無線通信インタフェースを有する無線アクセスポイントであり、無線通信可能エリアに存在する無線通信端末２２ａ、２２ｂとの間で無線通信を行う。なお、無線通信可能エリアに存在する無線通信端末の台数は、２台に限定されるものでなく、３台以上でもよい。

【0029】

無線通信端末２２ａ、２２ｂは、無線通信インタフェースを有するものであり、例えば、ノートＰＣ、タブレット、スマートフォン等である。なお、無線通信は、例えば、IEEE802.11規格などに適合する無線ＬＡＮにより実現される。

【0030】

次に、本実施形態における無線アクセスポイント２１と、無線通信端末２２ａ、２２ｂとの間で行われる、プローブ要求とプローブ応答のシーケンスについて、説明する。図４は、第２の実施形態におけるプローブ要求及びその応答の通信シーケンスを説明する図である。

【0031】

まず、無線通信端末２２ａから無線アクセスポイント２１に対し、プローブ要求を送信する（Ｓ１１）。このとき、無線通信端末２２ａは、プローブ要求のフレームデータに、プローブ応答をブロードキャストでも受信可能である旨を付加して送信する。例えば、インフォメーションエレメントの「OuiType」に「AskProbeReqByBroadCast」を設定して送信する。

【0032】

次に、無線アクセスポイント２１は、無線通信端末２２ａから受信したプローブ要求のフレームデータを解析し、プローブ応答をブロードキャストで送信する（Ｓ１２）。プローブ応答は、無線通信端末２２ａに受信されると共に、当該無線通信エリア内に存在し、無線通信端末２２ａと同じチャネルを監視している他の無線通信端末にも受信される。例えば、無線通信端末２２ｂが無線通信端末２２ａと同じチャネルを監視している場合、無線アクセスポイント２１から送信されたプローブ応答は、無線通信端末２２ｂでも受信される。

【0033】

このように、無線通信端末２２ａのプローブ要求に対する無線アクセスポイント２１からのプローブ応答を、無線通信端末２２ｂが受信できた場合、無線通信端末２２ｂから無線アクセスポイント２１に対してプローブ要求を送信する必要がなくなる。また、無線アクセスポイント２１からプローブ要求をブロードキャストで送信しているので、これを受信した無線通信端末２２ａ、２２ｂはＡＣＫの返信が不要となる。従って、プローブ要求やＡＣＫの送信回数が抑制されるので、データ通信の機会が増加し、帯域の利用効率を向上させることができる。

【0034】

図５は、第２の実施形態におけるプローブ要求及びその応答の通信シーケンスの別の一例を説明する図である。まず、無線アクセスポイント２１の無線通信可能エリアに存在する無線通信端末２２ａ、２２ｂは、設定された特定の時間に、プローブをスキャンするチャネルを同期する（Ｓ１３）。なお、無線通信端末２２ａ、２２ｂが有する時計は、合致しているものとする。

【0035】

時計を合致させておく方法としては、例えば、無線アクセスポイント２１から定期的にビーコンが送信されている場合には、ビーコンに絶対時刻の情報を含める方法を用いることができる。当該ビーコンを受信した無線通信端末２２ａ、２２ｂは、フレームデータに含まれている絶対時刻情報に基づき、自身の時計を調整する。また、例えば、無線アクセスポイント２１から送信されるプローブ応答のフレームデータのインフォメーションエレメントに、絶対時刻を設定することで、これを受信した無線通信端末２２が自身の時計を調整するようにしてもよい。

【0036】

無線通信端末２２ａ、２２ｂが有する時計が合致していることを利用し、チャネルを同期する時刻に基づき、無線通信端末２２ａ、２２ｂが自動的にチャネルを設定するような仕組みを予め設定しておく。例えば、同期する時刻の秒の下一桁の数からチャネルを求める仕組みを設定しておくことで、同期チャネル情報を他から与えられなくても、無線通信端末２２ａ、２２ｂは、同じチャネルを設定することができる。例えば、１２時３４分５６秒にチャネルを同期する場合は、無線通信端末２２ａ、２２ｂは共に、スキャンするチャネルを６ｃｈに設定する。

【0037】

次に、各無線通信端末２２ａ、２２ｂは、チャネルを同期した時刻から、ランダムに設定された待ち時間ｔ１、ｔ２を経過したら、無線アクセスポイント２１に対し、プローブ要求を送信する。図５に示す一例の場合、無線通信端末２２ａの待ち時間ｔ１のほうが無線通信端末２２ｂの待ち時間ｔ２より短く設定されているので、チャネルを同期した時刻からｔ１後に、無線通信端末２２ａから無線アクセスポイント２１に対し、プローブ要求を送信する（Ｓ１４）。

【0038】

このとき、無線通信端末２２ａは、プローブ要求のフレームデータに、プローブ応答をブロードキャストでも受信可能である旨を付加して送信する。例えば、インフォメーションエレメントの「OuiType」に「AskProbeReqByBroadCast」を設定して送信する。

【0039】

次に、無線アクセスポイント２１は、無線通信端末２２ａから受信したプローブ要求のフレームデータを解析し、プローブ応答をブロードキャストで送信する（Ｓ１５）。このとき、無線通信端末２２ｂは無線通信端末２２ａと同じチャネルを監視しているので、無線アクセスポイント２１から送信されたプローブ応答は、無線通信端末２２ｂでも受信される。

【0040】

プローブ応答が、チャネル同期からｔ２が経過するまでの間に送信された場合、無線通信端末２２ｂは、プローブ要求を送信することなく無線アクセスポイント２１の存在を認識することができる。また、プローブ応答はブロードキャストで送信されているため、無線通信端末２２ａ、２２ｂともにＡＣＫの送信は不要となる。なお、無線通信端末２２ａからのプローブ要求に対するプローブ応答が、チャネル同期からｔ２が経過するまでに送信されなかった場合、チャネルを同期した時刻からｔ２後に、無線通信端末２２ｂはプローブ要求を送信する。

【0041】

このように、無線アクセスポイント２１の無線通信可能エリア内に存在する複数の無線通信端末２２ａ、２２ｂの時計を合致させておき、同時刻にプローブをスキャンするチャネルを同期させることで、他の無線通信端末２２ａが送信したプローブ要求に対する無線アクセスポイント２１からのプローブ応答を、別の無線通信端末２２ｂが受信し利用する可能性を増大させることができる。

【0042】

また、無線通信端末２２ａ、２２ｂがプローブ要求を送信する時間をずらすことで、他の無線通信端末から送信されたプローブ要求に対する無線アクセスポイント２１からのプローブ応答を利用する機会を増大させることができる。従って、プローブ要求やＡＣＫの送信回数が抑制されるので、データ通信の機会が増加し、帯域の利用効率を向上させることができる。

【0043】

なお、チャネルの同期の仕組みや各無線通信端末２２ａ、２２ｂの時刻を合致させる方法は、上述した方法に限定されるものではなく、他の仕組みや方法を用いてもよい。また、無線アクセスポイント２１の無線通信可能エリア内に存在する全ての無線通信端末について、上述のようにチャネルの同期を行って時間差でプローブ要求を送信させることが望ましいが、一部の無線通信端末で行ってもよい。
（第３の実施形態）
ところで、無線アクセスポイントには、所定の位置に固定的に設置され使用されるもの（以下、固定無線アクセスポイント、固定ＡＰと示す）の他に、電車や車などの移動体に設置されたり、人等に持ち運ばれ使用されたりするもの（以下、移動無線アクセスポイント、移動ＡＰと示す）もある。

【0044】

駅やイベント会場などの人が多く集まる場所では、固定ＡＰが数多く設置されている上に、移動ＡＰが設置されている電車が到着したり、モバイルルータなどを付帯している人が出入りしたりすることにより、無線アクセスポイントは更に密集する傾向にある。これにより、無線ＬＡＮで使用する周波数帯は非常に混雑し、通信障害を引き起こす可能性が増大するという問題があった。

【0045】

そこで、本実施形態は、周囲に存在する他の無線アクセスポイントの密集状況に応じ、移動ＡＰからの、プローブ応答やビーコンの送出など、アクセスポイント探索パケットの送出度合いを制御することにより、データ通信の機会を増加させ、帯域の利用効率を向上させる、無線通信システムを提供する。

【0046】

図６は、第３の実施形態に係わる無線通信システムの全体図である。図６は、多数の固定ＡＰが配置された場所に、移動ＡＰが持ち込まれる場合の一例を示している。移動ＡＰ３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、無線通信インタフェースを有する移動無線アクセスポイントであり、それぞれ、無線通信可能エリア３１ａ、３１ｂ、３１ｃに存在する無線通信端末（図示せず）との間で無線通信を行う。移動ＡＰ３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、移動体である電車３００の各車両３００ａ、３００ｂ、３００ｃに、それぞれ設置されている。

【0047】

駅３０１には、固定ＡＰ４０が設置されている。固定ＡＰ４０は、無線通信インタフェースを有する移動無線アクセスポイントであり、固定ブロードバンドに接続されている。固定ＡＰ４０は、無線通信可能エリア４１に存在する無線通信端末（図示せず）との間で無線通信を行う。なお、駅３０１には固定ＡＰ４０以外にも、図示しない多数の固定ＡＰが存在する。

【0048】

なお、電車３００は図面の左手方向に向かって進行しており、駅３０１に近づくにつれ、移動ＡＰ３０ａ、３０ｂ、３０ｃの無線通信可能エリア３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、固定ＡＰ４０の無線通信可能エリア４１が重なる領域が増加する。

【0049】

図７は、移動ＡＰの構成を示す概略ブロック図である。移動ＡＰ３０ａは、無線通信部３２と、ＡＰ制御部３３と、状態遷移条件記憶部３４と、アンテナ３５と、上流網インタフェース部３６とから主に構成されている。

【0050】

無線通信部３２は、周囲の無線通信端末から送信されるデータを受信したり、ＡＰ制御部３３からのデータ通信指示に従いデータを送信したりする。具体的には、無線通信端末から無線接続を確立するための一連のプロセス（プローブ要求／応答、無線認証手続き、接続許可手続き、暗号鍵の交換、など）で送信されるデータを受信し、応答を送信する。無線接続確立後は、接続している無線通信端末との間で随時データを送受信する。また、無線通信可能エリア３１ａに存在する他の無線アクセスポイントからのビーコンを受信し、ＡＰ制御部３３に通知する。

【0051】

ＡＰ制御部３３は、無線通信部３２から受信した他の無線アクセスポイントからのビーコンの情報と、ＲＯＭなどの記憶部（図示せず）に格納されている制御プログラムと、状態遷移条件記憶部３４に格納されている条件リストの内容に基づき、移動ＡＰ３０ａの通信状態を管理し、全体の動作を制御する。

【0052】

図８は、ＡＰ制御部３３で管理する移動ＡＰ３０の状態遷移図である。移動ＡＰ３０ａは、通常状態Ｃ１、通信抑制状態Ｃ２、機能停止状態Ｃ３の三つのいずれかの通信状態に設定される。

【0053】

通常状態Ｃ１は、特別な制限なく、通常の通信（ビーコンやプローブ応答）を行うことができる状態である。

【0054】

通信抑制状態Ｃ２は、ビーコンやプローブ応答の送信や、無線通信端末とのデータの送受信が制限される状態である。具体的には、ステルス状態にしてビーコンの送信を停止したり、プローブ応答の送信を停止したり、プローブ応答の再送回数の上限値を通常状態Ｃ１より低い値に設定したりする。また、既に接続されている無線通信端末は接続状態を維持するが、新規接続は禁止してもよい。なお、ビーコンは、送信を停止するのではなく、送信間隔を長く設定したり、送信電波強度を弱めたりしてもよい。

【0055】

機能停止状態Ｃ３は、ビーコンやプローブ応答の送信や、無線通信端末とのデータの送受信を行わない状態である。具体的には、ビーコンやプローブ応答の送信を停止し、接続されている無線通信端末がある場合には、接続を切断する。また、無線通信端末との新規接続も禁止する。ただし、パッシブスキャンにより、他のＡＰから送出されているビーコンを受信することは可能とする。

【0056】

ＡＰ制御部３３は、無線通信部３２から受信した、周囲に存在するＡＰの情報と、状態遷移条件記憶部３４に登録されている情報とを照合し、自機の通信状態を設定する。

【0057】

状態遷移条件記憶部３４は、通信状態を遷移させるためのトリガーとなるＡＰの情報（遷移条件）と、具体的にどのような通信状態に遷移させるか（遷移状態設定）とが、例えばリスト形式で登録されている。

【0058】

図９は、状態遷移条件記憶部３４に登録されるリストの一例である。リスト３４１ａ、３４１ｂは、特定のＡＰを検知した場合に、通信状態を遷移させる場合のリストの一例である。

【0059】

遷移条件となる特定のＡＰは、対象となるＡＰのＳＳＩＤ（ＥＳＳＩＤ、またはＢＳＳＩＤ）、検知対象のチャネル番号、電波強度閾値（検知の閾値）、の３つの項目について設定する。また、これらの項目の他に、検知対象となる時刻範囲などを加えてもよい。

【0060】

また、遷移状態設定は、遷移状態（通信抑制状態Ｃ２、または機能停止状態Ｃ３）、プローブ応答の再送回数の上限値、無線通信端末との新規接続の可否、の３項目について設定する。なお、プローブ応答の再送回数の上限値、無線通信端末との新規接続の可否の２項目については、遷移状態として通信抑制状態Ｃ２が設定されている場合に有効な項目である。また、これらの項目の他に、例えば、ビーコン送出の可否（自機をステルス状態にするか否か）、ビーコン送出の間隔、ビーコン送信電波強度、などを加えてもよい。

【0061】

リスト３４１ａでは、ＳＳＩＤがEki_Free_Wi-Fiで電波強度-60dBm以上のＡＰを検知した場合（＝遷移条件）、自機を通信抑制状態Ｃ２に遷移させ、プローブ応答の再送回数を４回、無線通信端末との新規接続を不許可に設定する（＝遷移状態設定）旨の条件が登録されている。また、リスト３４１ｂでは、ＳＳＩＤがEki_Business_Wi-Fiで、チャネル番号が１１、電波強度-100dBm以上のＡＰを検知した場合（＝遷移条件）、自機を通信抑制状態Ｃ２に遷移させ、プローブ応答の再送回数を３回、無線通信端末との新規接続を不許可に設定する（＝遷移状態設定）旨の条件が登録されている。

【0062】

上流網インタフェース部３６は、移動通信のアンテナや、固定ブロードバンドなどと接続され、無線通信部３２を介して通信接続されている無線通信端末と、移動ＡＰ３０ａより上流に配置された機器との間でのデータの送受信を行う。

【0063】

なお、移動ＡＰ３０ｂ、３０ｃの構成は、図７に示す移動ＡＰ３０ａの構成と同様である。

【0064】

次に、ＡＰ制御部３３における自機の通信状態の設定手順を説明する。図１０は、移動ＡＰの状態を遷移させる手順を説明するフローチャートである。

【0065】

まず、無線通信部３２において、パッシブスキャンを行い、アンテナ３５を介して周囲の移動／固定ＡＰから送信されるビーコンを受信する（Ｓ２１）。無線通信部１１は、受信したビーコンのデータをＡＰ制御部３３に出力する。

【0066】

次に、ＡＰ制御部３３は、無線通信部３２から受信したビーコンのデータと、状態遷移条件記憶部３４に登録されている情報とを照合する。具体的には、ビーコンのデータが状態遷移条件記憶部３４に登録されているリストの遷移条件に合致するか否か、すなわち、リストに登録されている固定ＡＰを検知したか否かを判定する（Ｓ２２）。例えば、状態遷移条件記憶部３４に、リスト３４１ａ、３４１ｂの２つのリストが登録されている場合、ＳＳＩＤがEki_Free_Wi-Fiで電波強度-60dBm以上のＡＰ、または、ＳＳＩＤがEki_Business_Wi-Fiで、チャネル番号が１１、電波強度-100dBm以上のＡＰを検知した場合に、対象固定ＡＰを検知したと判定する。

【0067】

対象固定ＡＰが検知されなかった場合（Ｓ２２、Ｎｏ）、自機の通信状態を通常状態Ｃ１に遷移させ（Ｓ２３）、設定を終了する。

【0068】

一方、対象固定ＡＰが検知された場合（Ｓ２２、Ｙｅｓ）、遷移条件を設定する（Ｓ２４）。対象固定ＡＰが１台のみ検知された場合は、当該ＡＰが遷移条件として設定されているリストに記述されている遷移状態設定に従い、遷移条件を設定する。例えば、リスト３４１ａに記述されている、ＳＳＩＤがEki_Free_Wi-Fiで電波強度-60dBm以上のＡＰが検知された場合、遷移条件は、通信状態は通信抑制状態Ｃ２、プローブ応答の再送回数は４回、無線通信端末との新規接続は不許可、となる。

【0069】

対象固定ＡＰが２台以上検知された場合は、それらのＡＰが遷移条件として設定されているリストに記述されている遷移状態設定の各項目をそれぞれ比較して、より制約が厳しいものを採用する。具体的には、通信状態は、通信抑制状態Ｃ２より機能停止状態Ｃ３のほうが、制約が厳しい。また、プローブ応答の再送回数は、数が少ないほうが、制約が厳しい。更に、無線通信端末の新規接続設定は、許可より不許可のほうが、制約が厳しい。

【0070】

例えば、リスト３４１ａに記述されている、ＳＳＩＤがEki_Free_Wi-Fiで電波強度-60dBm以上のＡＰと、リスト３４１ｂに記載されている、ＳＳＩＤがEki_Business_Wi-Fiで、チャネル番号が１１、電波強度-100dBm以上のＡＰとが検知された場合、遷移条件は、通信状態は通信抑制状態Ｃ２、プローブ応答の再送回数は３回、無線通信端末との新規接続は不許可、となる。

【0071】

最後に、設定された遷移条件に従って自機の通信状態を遷移させ（Ｓ２５）、設定を終了する。

【0072】

このように、駅に設置されている固定ＡＰ４０など、人が多く集まる場所に設置された固定ＡＰを状態遷移条件記憶部３４に登録しておき、スキャンによって当該固定ＡＰを検知したら、移動ＡＰ３０ａ、３０ｂ、３０ｃの通信状態を、通信抑制状態Ｃ２または機能停止状態Ｃ３に切り替える。従って、プローブ応答やビーコンの送出などアクセスポイント探索パケットの送出が抑制されるので、データ通信の機会が増加し、帯域の利用効率を向上させることができる。

【0073】

また、固定ＡＰ４０が検知されなくなると、移動ＡＰ３０ａ、３０ｂ、３０ｃの通信状態が自動的に通常状態Ｃ１に切り替わる。従って、人が多く集まる場所などから離れ、通信の制約が必要なくなった場合には、プローブ応答やビーコンの送出などが通常通りに行われるので、周囲の無線通信端末が移動ＡＰ３０ａ、３０ｂ、３０ｃと接続されやすくなり、良好な通信環境が維持できる。

【0074】

なお、上述の一例では、特定のＡＰ（固定ＡＰ）を検知した場合に、通信状態を遷移するように設定しているが、一定数以上のＡＰを検知した場合に、通信状態を遷移するように設定してもよい。

【0075】

図１１は、第３の実施形態に係わる別の無線通信システムの全体図である。図１１は、多数のＡＰ（固定ＡＰ／移動ＡＰ）が存在する場所に、移動ＡＰが持ち込まれる場合の一例を示している。この場合、移動ＡＰ３０ａの無線通信可能エリア３１ａと、ＡＰ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの無線通信可能エリア４３ａ、４３ｂ、４３ｃとで、重なり合う領域が存在し、この領域では、無線ＬＡＮで使用する周波数帯は非常に混雑し、通信障害を引き起こす可能性が増大する。このような場合、検出されるＡＰの数を遷移条件として状態遷移条件記憶部３４に登録しておくことで、周囲のＡＰの名称が不明な場合にも、通信抑制状態Ｃ２または機能停止状態Ｃ３に通信状態を切り替えることができる。

【0076】

図１２は、状態遷移条件記憶部３４に登録されるリストの一例である。リスト３４１ｃは、周囲のＡＰを所定の台数以上検知した場合に、通信状態を遷移させる場合のリストの一例である。リスト３４１ｃでは、自機と同じチャネルを使用しており、電波強度-60dBm以上のＡＰを３台以上検知した場合（＝遷移条件）、自機を通信抑制状態Ｃ２に遷移させ、プローブ応答の再送回数を３回、無線通信端末との新規接続を不許可に設定する（＝遷移状態設定）旨の条件が登録されている。

【0077】

なお、上記の遷移条件を一定時間以上継続して満たした場合に、遷移状態設定に登録された状態に変更するようにしてもよい。また、これらの項目の他に、例えば、ビーコン送出の可否（自機をステルス状態にするか否か）、ビーコン送出の間隔、ビーコン送信電波強度、などを加えてもよい。

【0078】

次に、ＡＰ制御部３３における自機の通信状態の設定手順を説明する。図１３は、移動ＡＰの状態を遷移させる手順を説明するフローチャートである。

【0079】

まず、無線通信部３２において、パッシブスキャンを行い、アンテナ３５を介して周囲のＡＰから送信されるビーコンを受信する（Ｓ２６）。無線通信部１１は、受信したビーコンのデータをＡＰ制御部３３に出力する。

【0080】

次に、ＡＰ制御部３３は、無線通信部３２から他ＡＰのビーコンのデータが送信されたか否かを判定する（Ｓ２７）。ビーコンのデータが送信されていない、すなわち、他のＡＰが検出されていないと判定された場合（Ｓ２７、Ｎｏ）、自機の通信状態を通常状態Ｃ１に遷移させ（Ｓ２８）、設定を終了する。

【0081】

一方、他のＡＰが検出されたと判定された場合（Ｓ２７、Ｙｅｓ）、ＡＰ制御部３３は、無線通信部３２から受信したビーコンのデータと、状態遷移条件記憶部３４に登録されている情報とを照合する。具体的には、ビーコンのデータが状態遷移条件記憶部３４に登録されているリストの遷移条件に合致するか否か、すなわち、リストに登録されている台数のＡＰを検知したか否かを判定する（Ｓ２９）。例えば、状態遷移条件記憶部３４に、リスト３４１ｃのリストが登録されている場合、自機と同じチャネルを使用しており、電波強度-80dBm以上のＡＰを３台以上検知した場合に、遷移条件に合致すると判定する。

【0082】

所定条件のＡＰが指定された台数未満しか検知されなかった場合（Ｓ２９、Ｎｏ）、
自機の通信状態を通常状態Ｃ１に遷移させ（Ｓ２８）、設定を終了する。

【0083】

一方、所定条件のＡＰが指定された台数以上検知された場合（Ｓ２９、Ｙｅｓ）、リスト３４１ｃに記述されている遷移条件に従って自機の通信状態を遷移させ（Ｓ３０）、設定を終了する。例えば、リスト３４１ｃの場合、通信状態を通信抑制状態Ｃ２、プローブ応答の再送回数を３回、無線通信端末との新規接続は不許可と設定する。

【0084】

このように、遷移条件として、周囲に存在するＡＰの台数を登録することで、特定のＡＰを登録しなくても、移動ＡＰ３０ａの通信状態を通信抑制状態Ｃ２または機能停止状態Ｃ３に切り替えることができる。従って、プローブ応答やビーコンの送出などアクセスポイント探索パケットの送出が抑制されるので、データ通信の機会が増加し、帯域の利用効率を向上させることができる。

【0085】

なお、上述の一例では、通信抑制状態Ｃ２において、ビーコンの送出頻度や送信電波強度、プローブ応答の再送回数、無線通信端末との新規接続を不許可にすることで、他のＡＰと無線通信可能エリアが重なる領域における、データ量を削減していた。これに加えて、自機から送信する電波の方向を、接続されている無線通信端末の方向に絞り込むことで、他のＡＰと無線通信可能エリアが重なる領域を縮小することで、更なる混雑緩和を図ることができる。

【0086】

図１４は、状態遷移条件記憶部３４に登録されるリストの一例である。リスト３４１ｃ´は、図１２に示すリスト３４１ｃと同じ遷移条件において、自機を通信抑制状態Ｃ２に遷移させ、プローブ応答の再送回数を３回、無線通信端末との新規接続を不許可に設定すると共に、電波の送信方向を制限する（＝遷移状態設定）旨の条件が登録されている。この場合の送信方向とは、自機に既に接続されている無線通信端末の方向である。

【0087】

図１５は、第３の実施形態に係わる更に別の無線通信システムの全体図である。図１５で、図１２に示す無線通信システムにおいて、移動ＡＰ３０ａに無線通信端末４４が接続されている場合に、リスト３４１ｃ´に従って移動ＡＰ３０ａの状態を遷移させ、電波の送信方向を制限した場合の無線通信可能エリア３１ａ´を示している。

【0088】

このように、移動ＡＰ３０ａの電波の送信方向を無線通信端末４４方向に絞ることで、他のＡＰ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの無線通信可能エリア４３ａ、４３ｂ、４３ｃと、自機の無線通信可能エリア３１ａ´との重なる領域を縮小することができる。従って、同領域において、プローブ応答やビーコンの送出などアクセスポイント探索パケットの送出が抑制されるので、データ通信の機会が増加し、帯域の利用効率を向上させることができる。

【0089】

なお、移動ＡＰ３０ａの電波の送信方向を、無線通信端末４４の方向に絞る方法としては、例えば、デジタルアシストアンテナなどを用いた、一般的にビームフォーミングと呼ばれる技術を用いることができる。ただし、この技術に限定されるものではなく、他の方法を用いてもよい。また、方向を絞るだけでなく、ＳＴＢＣ（Space-time block coding）を用いて受信信号の品質を高めてもよい。

【0090】

状態遷移条件記憶部３４には、特定のＡＰと、周囲に存在するＡＰの台数の両方を、遷移条件として、登録することもできる。例えば、図９に示したような、特定のＡＰの検出を遷移条件とするリスト３４１ａ、３４１ｂと、図１２に示したような、周囲に存在するＡＰの台数が所定数以上である場合を遷移条件とするリスト３４１ｃの３つのリストを、状態遷移条件記憶部３４に登録することで、３つのリスト３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃのいずれかの条件が満たされた場合に、自機の通信状態を遷移させることができる。

【0091】

図１６は、無線アクセスポイントの状態を遷移させる手順を説明するフローチャートである。特定のＡＰと、周囲に存在するＡＰの台数の両方を、遷移条件として登録
した場合の手順を示している。以下の手順では、３つのリスト３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃが状態遷移条件記憶部３４に登録されている場合について、説明する。

【0092】

まず、無線通信部３２において、パッシブスキャンを行い、アンテナ３５を介して周囲の移動／固定ＡＰから送信されるビーコンを受信する（Ｓ３１）。無線通信部１１は、受信したビーコンのデータをＡＰ制御部３３に出力する。

【0093】

次に、ＡＰ制御部３３は、無線通信部３２から受信したビーコンのデータの中に、リスト３４１ａ、３４１ｂに登録されている固定ＡＰが存在するか否かを判定する（Ｓ３２）。具体的には、ＳＳＩＤがEki_Free_Wi-Fiで電波強度-60dBm以上のＡＰ、または、ＳＳＩＤがEki_Business_Wi-Fiで、チャネル番号が１１、電波強度-100dBm以上のＡＰを検知した場合に、対象固定ＡＰを検知したと判定する。

【0094】

リストに登録されている固定ＡＰを検出したと判定した場合（Ｓ３２、Ｙｅｓ）、当該固定ＡＰが登録されているリストに記述されている遷移条件を、遷移状態予約として設定する（Ｓ３３）。対象固定ＡＰが１台のみ検知された場合は、当該ＡＰが遷移条件として設定されているリストに記述されている遷移状態設定に従い、遷移状態予約を設定する。例えば、リスト３４１ａに記述されている、ＳＳＩＤがEki_Free_Wi-Fiで電波強度-60dBm以上のＡＰが検知された場合、遷移条件は、通信状態は通信抑制状態Ｃ２、プローブ応答の再送回数は４回、無線通信端末との新規接続は不許可、となる。

【0095】

対象固定ＡＰが２台以上検知された場合は、それらのＡＰが遷移条件として設定されているリストに記述されている遷移状態設定の各項目をそれぞれ比較して、より制約が厳しいものを採用する。

【0096】

Ｓ３３における遷移状態予約の設定が終了すると、リスト３４１ｃに登録されている台数のＡＰを検知したか否かを判定する（Ｓ３４）。なお、Ｓ３２において、リスト３４１ａ、３４１ｂに登録されている固定ＡＰが検知されないと判定された場合（Ｓ３２、Ｎｏ）も、Ｓ３４に進む。所定条件のＡＰが、指定された台数以上検知された場合（Ｓ３４、Ｙｅｓ）、リスト３４１ｃに記述されている遷移条件を、遷移状態予約として設定する（Ｓ３５）。例えば、リスト３４１ｃの場合、通信状態を通信抑制状態Ｃ２、プローブ応答の再送回数を３回、無線通信端末との新規接続は不許可と設定する。

【0097】

次に、遷移状態予約の有無を判定する（Ｓ３６）。なお、Ｓ３４において、リスト３４１ｃに登録されている所定条件のＡＰが、指定された台数未満しか検知されなかった場合（Ｓ３４、Ｎｏ）も、Ｓ３６に進む。遷移状態予約がないと判定された場合（Ｓ３６、Ｎｏ）、自機の通信状態を通常状態Ｃ１に遷移させ（Ｓ３７）、設定を終了する。

【0098】

一方、遷移状態予約があると判定された場合（Ｓ３６、Ｙｅｓ）、遷移条件を設定する（Ｓ３８）。Ｓ３３またはＳ３５のどちらか一方でのみ遷移状態予約がなされている場合、遷移状態予約の設定内容に従って、自機の通信状態を遷移させ（Ｓ３９）、設定を終了する。Ｓ３３とＳ３５の両方で遷移状態予約がなされている場合、遷移状態予約の各項目をそれぞれ比較して、より制約が厳しいものを、遷移条件として設定する。そして、遷移状態予約の設定内容に従って、自機の通信状態を遷移させ（Ｓ３９）、設定を終了する。

【0099】

このように、特定のＡＰと、周囲に存在するＡＰの台数の両方を、遷移条件として登録することで、より厳しい条件で、移動ＡＰ３０ａの通信状態を通信抑制状態Ｃ２または機能停止状態Ｃ３に切り替えることができる。従って、プローブ応答やビーコンの送出などアクセスポイント探索パケットを送出する度合いがより一層抑制されるので、データ通信の機会が増加し、帯域の利用効率を向上させることができる。

【0100】

最後に、本実施の形態の変形例について説明する。上述の無線通信システムでは、状態遷移条件記憶部３４に登録されたリストの遷移条件に合致する状況になった場合に、自機の通信状態を通信抑制状態Ｃ２に切り替えていた。これに対し、変形例では、自機の通信状態を機能停止状態Ｃ３に切り替え、接続されている無線通信端末を切断する。

【0101】

図１７は、第３の実施形態に係わる無線通信システムの変形例の全体図である。例えば、ユーザが移動通信のブロードバンド回線へ接続するモバイルルータを利用している場合が、図１７の無線通信システムに相当する。すなわち、移動ＡＰ３０ａは、無線ＬＡＮの機能、及び、移動通信ブロードバンドサービスの機能を有するモバイルルータである。無線通信端末４４は、移動ＡＰ３０ａに接続してインターネットなどを使用するノートＰＣである。無線通信端末４４は、公衆無線ＬＡＮにも接続が可能である。公衆無線ＬＡＮは、移動ＡＰ３０ａを介しての無線ＬＡＮよりも高速な通信が可能である。従って、無線通信端末４４は、公衆無線ＬＡＮ固定ＡＰ４５の無線通信可能エリア４６に入ったら、移動ＡＰ３０ａとの接続を切断して公衆無線ＬＡＮ固定ＡＰ４５と接続して使用することが好ましい。

【0102】

また、公衆無線ＬＡＮのある場所にて、移動ＡＰ３０ａで無線ＬＡＮを使用する場合、無線ＬＡＮ利用周波数が重なっていたら、干渉し合って互いの通信が阻害されてしまう可能性がある。

【0103】

そこで、このような場合においては、移動ＡＰ３０ａが公衆無線ＬＡＮ固定ＡＰ４５を検知したら、自機の通信状態を機能停止状態Ｃ３に切り替え、接続されている無線通信端末４４を切断し、無線通信端末４４は公衆無線ＬＡＮ固定ＡＰ４５に接続を切り替えて無線通信を行うように設定する。

【0104】

図１８は、状態遷移条件記憶部３４に登録されるリストの一例である。リスト３４１ｄは、無線通信端末４４が接続可能な公衆無線ＬＡＮである固定ＡＰ４５のＳＳＩＤであるFree_Wi-Fiで電波強度-60dBm以上のＡＰを検知した場合（＝遷移条件）、自機を機能停止状態Ｃ３に遷移させる（＝遷移状態設定）旨の条件が登録されている。なお、機能停止状態Ｃ３においては、自機に接続されている無線通信端末４４が接続され切断し、無線通信端末との新規接続が不許可になされる。

【0105】

このように、自機よりも通信速度の速いＡＰ（図１７における公衆無線ＬＡＮ固定ＡＰ４５）を遷移条件として登録し、遷移状態設定を機能停止状態Ｃ３とすることで、ＡＰ３０ａが無線通信可能エリア４６を検知すると、移動ＡＰ３０ａの通信状態を、自動的に機能停止状態Ｃ３に切り替えることができる。無線通信端末４４は、移動ＡＰ３０ａとの接続が切断されると、公衆無線ＬＡＮ固定ＡＰ４５を検知してこれに接続するため、より快適な通信環境が得られる。また、互いの無線通信可能エリア３１ａ、４６が重なると、移動ＡＰ３０ａのプローブ応答やビーコンの送出などアクセスポイント探索パケットの送出が停止されるので、電波の干渉による通信阻害を防ぐことが出来る。

【0106】

なお、機能停止状態Ｃ３においては、ビーコンの送出を停止するのではなく、ビーコン送信間隔を増加させたり、送信電波強度を弱めたりするように設定してもよい。
（第４の実施形態）
ところで、近年、在日外国人の急増などにより、無線による無料インターネット接続サービスの提供が急がれている。しかし、無料無線インターネットの提供には、コストがかかるために、まだまだ限られた事業者や場所のみでしか展開されていないという現状がある。このため、運営費用を低減したり、費用回収を行ったりするためのビジネスモデルの構築が課題となっている。

【0107】

また、無料無線インターネット接続サービスを、不特定のユーザに制限なく提供すると、無線ＬＡＮで使用する周波数帯が非常に混雑し、通信障害を引き起してしまうという問題があった。

【0108】

そこで、本実施形態は、無料無線インターネットに接続可能なユーザ及び時間を制御することで、運営費用を低減させたり費用回収の機会を増加させたりすることができ、かつ、利用帯域の混雑を緩和して利用効率を向上させる、無線通信システムを提供する。

【0109】

図１９は、第４の実施形態に係わる無線通信システムの全体図である。図１９は、無料無線インターネット提供型デジタルサイネージ、すなわち、無料で誰でも接続できる無線アクセスポイントと、デジタルサイネージとを組み合わせた、無線通信システムの一例を示している。

【0110】

本実施形態の無線通信システムは、無線アクセスポイント５０と、プロセッサ５１と、ディスプレイコントローラ５２と、液晶ディスプレイ５３と、メモリ５４と、ストレージ５５とから主に構成されている。

【0111】

無線アクセスポイント５０は、無線通信インタフェースを有する固定アクセスポイントであり、無線通信エリアに存在する無線通信端末（図示せず）との間で無線通信を行う。また、無線アクセスポイント５０は、固定ブロードバンドと接続されている。従って、通信接続されている無線通信端末は、無線アクセスポイント５０を介して固定ブロードバンドに接続し、インターネットなどを使用できるようになされている。

【0112】

プロセッサ５１は、無線アクセスポイント５０の認証動作、及び、プローブ要求／応答動作を制御する。また、プロセッサ５１には、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）などのＯＳが搭載されており、広告を表示させるための動作表示機能や、ＨＴＭＬ５レンダリング機能を搭載している。Ｌｉｎｕｘ（登録商標）上には、広告を表示するためのプログラムが搭載されている。同プログラムを実行することにより、ディスプレイコントローラ５２に対し、液晶ディスプレイ５３に表示させるコンテンツを指示する。

【0113】

ディスプレイコントローラ５２は、プロセッサ５１の指示に従い、所定のコンテンツを所定の時間、液晶ディスプレイ５３に表示させる。液晶ディスプレイ５３は、ディスプレイコントローラ５２から入力されたコンテンツを表示する。

【0114】

メモリ５４は、プロセッサ５１のプログラムで使用される各種設定値などが登録されている。

【0115】

ストレージ５５は、液晶ディスプレイ５３に表示させるコンテンツが格納されている。すなわち、広告データと、無線アクセスポイント５０に無線通信端末を接続するための方法を説明するチュートリアルデータとが格納されている。

【0116】

次に、プロセッサ５１による、無線アクセスポイント５０とディスプレイコントローラ５２の制御方法について説明する。図２０は、プロセッサ５１の動作手順を説明するフローチャートである。

【0117】

無線通信システムを起動すると、まず、プロセッサ５１は、無線アクセスポイント５０に対し、認証フレーム制御を有効にするよう指示する（Ｓ４１）。なお、認証フレーム制御を有効にすると、無線アクセスポイント５０と無線通信端末との認証フレーム送受信動作が抑制される。抑制の具体的な方法は、無線アクセスポイント５０側の実装による。次に、ストレージ５５から所定の広告データを抽出し、ディスプレイコントローラ５２に対し、同データを液晶ディスプレイ５３に表示させるよう指示する（Ｓ４２）。

【0118】

指示後、所定時間が経過すると、無線アクセスポイント５０に対し、認証フレーム制御を無効にするよう指示する（Ｓ４３）。すなわち、無線アクセスポイント５０は、通常状態に戻る。続いて、ストレージ５５からチュートリアルデータ（無線通信端末を無線アクセスポイント５０に接続する方法を説明する画像または映像データ）を抽出し、ディスプレイコントローラ５２に対し、同データを液晶ディスプレイ５３に表示させるよう指示する（Ｓ４４）。なお、Ｓ４４の手順は、Ｓ４３の手順に引き続き遅滞なく実行される。

【0119】

チュートリアルデータの表示指示後、所定時間が経過すると、次の広告を表示するか否かを判定する（Ｓ４５）。次に表示する広告がある場合（Ｓ４５、Ｙｅｓ）、Ｓ４１からＳ４４の手順を繰り返す。一方、次に表示する広告がない場合（Ｓ４５、Ｎｏ）、プロセッサ５１による制御動作を終了する。

【0120】

次に、無線アクセスポイント５０におけるフレーム受信動作について説明する。図２１は、無線アクセスポイントのフレーム受信動作を説明するフローチャートである。まず、他の無線通信端末から、無線でデータフレームを受信する（Ｓ４６）。次に、受信したフレームの種類を識別する（Ｓ４７）。Ｓ４７で識別したフレームの種類が、認証フレーム（アソシエーション要求、または、プローブ要求）である場合、更に、プロセッサ５１からの指示により、認証フレーム制御が有効になされているかどうかを判定する（Ｓ４８）。

【0121】

受信したフレームが認証フレームであり、かつ、認証フレーム制御が有効になされている場合（Ｓ４８、Ｙｅｓ）、受信した認証フレームを破棄し（Ｓ５０）、受信動作を終了する。一方、受信したフレームが、データフレームなど認証フレーム以外のフレームである場合、または、認証フレーム制御が無効になされている場合（Ｓ４８、Ｎｏ）、受信したフレームの処理を継続する（Ｓ４９）。

【0122】

このように、本実施形態の無線通信システムは、液晶ディスプレイ５３に、広告データをある一定時間だけ表示した後に、チュートリアルデータを表示する。そして、チュートリアルデータを所定の時間表示すると、また、広告データを一定時間表示する。液晶ディスプレイ５３に広告データを表示している間は、無線アクセスポイント５０への無線通信端末の新規接続を不可とし、チュートリアルデータが表示されている間のみ、新規接続を許可する。従って、広告データ表示期間中は、ユーザは広告を閲覧してから無線通信端末の接続を行うので、広告効果が向上し、無料インターネット接続サービスを提供するための費用を獲得することができる。

【0123】

また、広告データ表示期間中は、新規接続が制限されており、無線アクセスポイント５０は、アソシエーション要求やプローブ要求を受け付けないよう設定されている。従って、無線アクセスポイント５０からアソシエーション応答やプローブ応答が送信されないため、利用帯域の混雑が緩和され、利用効率を向上させることができる。

【0124】

更に、広告データ表示期間中は、新規接続は制限されるが、既に無線アクセスポイント５０に接続されている無線通信端末については、その接続は維持される。従って、ユーザの利便性は確保される。

【0125】

なお、上述の一例では、認証フレーム制御の有効／無効の切り替えにより、無線アクセスポイント５０におけるアソシエーション要求やプローブ要求の受け付け可否を制御していたが、アソシエーション応答やプローブ応答の送信電力を調整することで、無線アクセスポイント５０の無線通信可能エリアを制御してもよい。

【0126】

図２２は、無線アクセスポイントのフレーム送信動作を説明するフローチャートである。まず、他の無線通信端末などから、無線フレームの送信要求を受信する（Ｓ４６）。次に、送信するフレームの種類を識別する（Ｓ５２）。Ｓ５２で識別したフレームの種類が、認証フレーム（アソシエーション応答、または、プローブ応答）である場合、更に、プロセッサ５１から指示されている認証フレーム制御が、有効に設定されているかどうかを判定する（Ｓ５３）。

【0127】

送信するフレームが認証フレームであり、かつ、認証フレーム制御が有効に設定されている場合（Ｓ５３、Ｙｅｓ）、フレーム送信電力を低減し（Ｓ５０）、フレーム送信処理動作を継続する。一方、送信するフレームが、データフレームなど認証フレーム以外のフレームである場合、または、認証フレーム制御が無効に設定されている場合（Ｓ５３、Ｎｏ）、フレーム送信処理動作を継続する。

【0128】

このように、無線アクセスポイント５０は、認証フレーム制御の有効／無効に応じて、認証フレームの送信電力を調整する。すなわち、広告データ表示期間中は、フレーム送信電力を低減させ、無線通信可能エリアを縮小する。また、チュートリアルデータの表示期間は、フレーム送信電力を通常状態に戻して無線通信可能エリアを拡大する。従って、広告データ表示期間中は、無線通信端末の接続エリアが限定されるので、大多数のユーザは広告を閲覧してから無線通信端末の接続を行うため、広告効果が向上し、無料インターネット接続サービスを提供するための費用を獲得することができる。

【0129】

なお、上述の例は、いずれも認証フレームの送受信のタイミングやエリアを制御することで、無線アクセスポイント５０への無線通信端末の接続可否をコントロールしているが、ビーコンフレームの制御により行ってもよい。

【0130】

図２３は、無線アクセスポイントのビーコン送信動作を説明するフローチャートである。まず、設定されたビーコン間隔で、ビーコンフレーム送信要求が発生する（Ｓ５５）。次に、送信するビーコンフレームの種類を識別する（Ｓ５６）。ビーコンフレームの種類が、データが存在することを通知するＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message）でなく、かつ、設定された割合から送信出力を低減すべきフレームであると判定された場合（Ｓ５７、Ｙｅｓ）、フレーム送信電力を低減し、かつ、ビーコンフレームのＳＳＩＤフィールドをステルスＡＰとして上書きし（Ｓ５８）、ビーコンフレーム送信処理動作を継続する。

【0131】

一方、ビーコンフレームの種類が、ＤＴＩＭである場合、または、設定された割合から送信出力を低減すべきフレームでないと判定された場合（Ｓ５７、Ｎｏ）、特に設定を変更せずに、通常状態のままビーコンフレーム送信処理動作を継続する。

【0132】

このように、ビーコンフレームについて、ステルス状態と非ステルス状態の切り替え、及び、送信電力の切り替えを行うことで、無線通信端末が新規に接続できる時間を制限したり、無線通信可能エリアを制限したりすることができる。このとき、無線通信端末の接続維持に最低限必要であるＤＴＩＭを検出し、ＤＴＩＭのフレームは、通常の非ステルス状態、かつ通常の電力で送信する。そして、ＤＴＩＭ以外のフレームは、ステルス状態、かつ、送信電力を低減させる。これにより、無線通信端末の新規接続を制限しつつ、既に無線アクセスポイント５０に接続されている無線通信端末については、その接続を維持できる。従って、ユーザの利便性を確保することができる。

【0133】

なお、認証フレーム制御の有効／無効の切り替えと、ビーコンフレームの送出制御を同時に行ってもよい。すなわち、認証フレーム制御が無効であり、認証フレーム（アソシエーション要求／応答、プローブ要求／応答）の送受信が可能となる時間帯にのみビーコンフレームを非ステルス状態かつ通常の電力で送信する。一方、認証フレーム制御が有効であり、認証フレームの送受信が不可となる時間帯には、ビーコンフレームをステルス状態かつ低電力で送信する。

【0134】

これにより、利用帯域の混雑がよりいっそう緩和され、利用効率を向上させることができる。また、無線通信端末の新規接続をより確実に制限することができ、認証フレーム制御を有効とする期間において、広告効果が向上し、無料インターネット接続サービスを提供するための費用を獲得することができる。

【0135】

なお、認証フレーム制御を有効とする期間においても、既存の接続を維持するために、ＤＴＩＭのフレームは、通常の非ステルス状態、かつ通常の電力で送信することが望ましい。

【0136】

また、上述の一例においては、液晶ディスプレイ５３へ広告データを表示させる期間と、チュートリアルデータを表示させる期間の切り替えは、予め設定された時間間隔で行っているが、液晶ディスプレイ周辺に人感センサを設置し、該人感センサの反応に応じて広告データを表示するタイミングや表示時間を切り替えるようにしてもよい。

【0137】

例えば、人感センサが反応すると、液晶ディスプレイ５３に広告データを表示し、認証フレーム制御を無効から有効に設定する。そして、広告データが終了したら、チュートリアルデータの表示に切り替え、認証フレーム制御を無効に切り替える。このように制御することにより、デジタルサイネージの広告効果が更に高まる。

【0138】

なお、人感センサの反応がない期間は、広告を閲覧する人も無料インターネット接続サービスを利用する人も存在しないため、液晶ディスプレイ５３の表示を停止し、また、認証フレーム制御を有効に設定しておくことができる。このような、いわゆる待機モードにすることで、システム全体の運用コストを削減し、また、無線ＬＡＮで使用する周波数帯の混雑を緩和することができる。

【0139】

最後に、本実施の形態の変形例について説明する。上述の無線通信システムでは、無線アクセスポイントをデジタルサイネージとリンクさせることで、無線インターネットを無料で提供するために必要なコストを広告収入で回収していた。これに対し、変形例では、ターゲットユーザのみが無線アクセスポイントに接続できる最低限の条件でフレーム送信電力を制御することで、無線インターネットの運用費用を低減する。

【0140】

変形例の無線通信システムの一例として、例えば、無料無線インターネットを提供するタクシー、すなわち、移動無線アクセスポイントが載置されたタクシーがあげられる。この場合のターゲットユーザは、タクシーに乗車した客である。従って、タクシーのメータと無線アクセスポイントの認証フレーム制御を連動させ、メータが入っている（課金状態にある）間は認証フレーム制御を無効にし、メータが入っていない間は認証フレーム制御を有効にする。このように連動制御することで、タクシーに客が乗っていない間は、無線アクセスポイントからの認証フレーム送信を停止し、消費電力を低減することができる。また、無線ＬＡＮで使用する周波数帯の混雑を緩和することができる。

【0141】

なお、認証フレーム制御が無効である場合においても、フレーム送信電力を制御し、できるだけ車外に認証フレームが送信されないような低電力で送信することが好ましい。また、認証フレームだけでなく、ビーコンフレームについても、同様に低電力で送信することが望ましい。更に、ビーコンフレームを制御する場合は、認証フレーム制御が有効である場合はステルス状態に設定し、認証フレーム制御が無効である場合は非ステルス状態に設定することで、ターゲットユーザがいない状態において、意図しないユーザ（車外にいる通行人など）に無線アクセスポイントに接続される可能性をより低減することができる。

【0142】

更に、認証フレーム制御の切り替えは、加速度センサやジャイロなど、タクシーの走行状態を検知する機器と連動させて行ってもよい。すなわち、タクシーが走行中であると判定される場合は認証フレーム制御を無効とし、停車中であると判断される場合は認証フレーム制御を有効とする。加速度センサやジャイロは安価で小型であるため、無線アクセスポイントに搭載することが可能である。従って、タクシーメータと無線アクセスポイントを連動させる場合に比べ、設置コストが削減できるため、無線インターネットの運用費用をより低減する効果がある。

【0143】

本明細書における各「部」は、実施の形態の各機能に対応する概念的なもので、必ずしも特定のハードウェアやソフトウエア・ルーチンに１対１には対応しない。従って、本明細書では、実施の形態の各機能を有する仮想的回路ブロック（部）を想定して説明した。

【0144】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、一例として示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0145】

１、２１、５０…無線アクセスポイント、１１、３２…無線通信部、１２、３３…制御部、１３…再送回数設定部、１４、３５…アンテナ、２２、２２ａ、２２ｂ、４４…無線通信端末、３１ａ、４１、４６…無線通信可能エリア、３４…状態遷移条件記憶部、３６…上流網インタフェース部、５１…プロセッサ、５２…ディスプレイコントローラ、５３…液晶ディスプレイ、５４…メモリ、５５…ストレージ、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】