JP2009038658A - 情報通信端末、無線通信装置、および、無線通信ネットワーク - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信ネットワークを構成する端末の消費電力を低減させる。
【解決手段】ネットワーク１０において端末１と端末２との間で接続が確立される場合、まず、ネットワーク１０内の各端末（端末１，２）においてＩＢＳＳＩＤが生成される。なお、各端末は、入力された情報（ＳＳＩＤ）に対して同じ演算を施す。これにより、各端末に対して同じ情報（ＳＳＩＤ）が入力されれば、生成されるＩＢＳＳＩＤも同じものとなる。そして、端末１が、生成したＩＢＳＳＩＤを含むBeaconフレームをブロードキャストする。これにより、当該Beaconフレームを送信した端末１と、当該Beaconフレームを受信した端末２との間で、接続が確立する。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報通信端末、無線通信装置、および、無線通信ネットワークに関し、特に、用途に応じた態様で通信を行なうことができる情報通信端末、無線通信装置、および、無線通信ネットワークに関する。

近年、複数の無線通信端末において、基地局（アクセス・ポイント）を使用しない無線通信が普及しつつある。なお、このような無線通信のできる端末のみで構成されるネットワークは、アドホック・ネットワーク（ad hoc network）と呼ばれる。

アドホック・ネットワークにおける通信が可能な端末に関する技術は、種々開示されており、たとえば、特開２００５−１７６０２１号公報（特許文献１）には、アクセス・ポイントを有するネットワークとアドホック・ネットワークとを含む複数のネットワークに接続可能なパーソナルコンピュータが、予め設定された優先条件（電波強度等）に基づいて、当該複数のネットワークの中から接続するネットワークを選択するための技術が開示されている。

無線ＬＡＮ（Local Area Network）の規格の一つである、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいて通信が行なわれる場合、ＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダに含まれるＩＢＳＳＩＤ（Independent Basic Service Set Identification）によって無線セルが定義され、当該無線セル上で、端末同士の通信が行なわれる。

なお、従来のアドホック・ネットワークでは、接続の確立の際には、図８に示されるような情報のやりとりが行なわれていた。

図８では、端末９０１と端末９０２の間で接続が確立される際の情報のやり取りが示されている。つまり、まず、１）として示されるように、ネットワーク内の或る端末（図８では端末９０１）において、ランダムにＩＢＳＳＩＤが生成される。次に、２）として示されるように、当該端末９０１が、Beaconフレームをブロードキャストして、当該ＩＢＳＳＩＤを周辺に位置する機器に通知する。そして、３）として示されるように、Beaconフレームを受信した他の端末（端末９０２）が、当該ＩＢＳＳＩＤを利用したネットワークに参加する旨のフレームを端末９０１に送信する。これにより、端末９０１と端末９０２との間で接続が確立する。
特開２００５−１７６０２１号公報

上記したような無線通信ネットワークでは、端末として携帯端末が利用されることが多くなってきている。このことから、端末における消費電力の低減に対する要望が高まっている。

本発明は係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、無線通信ネットワークを構成する端末の消費電力を低減させることである。

本発明に従った情報通信端末は、無線通信ネットワークを構成する情報通信端末であって、外部から情報の入力を受付ける受付手段と、前記受付手段に入力された前記情報に対
して演算を施す演算手段と、前記演算手段による演算の結果として得られる値を前記無線通信ネットワークにおけるネットワークアドレスとして通信処理を行なう通信手段とを備える。

また、本発明に従った情報通信端末では、前記受付手段に入力される情報は、前記無線通信ネットワークにおけるネットワークの名称を特定する情報であることが好ましい。

また、本発明に従った情報通信端末では、前記受付手段に入力される情報は、前記無線通信ネットワークにおけるネットワークの名称を特定する文字情報であることが好ましい。

また、本発明に従った情報通信端末では、前記演算は、ハッシュ演算を含むことが好ましい。

また、本発明に従った情報通信端末では、前記無線通信ネットワークは、アドホック通信ネットワークであることが好ましい。

本発明に従った無線通信装置は、無線通信ネットワークを構成する情報通信端末に搭載される無線通信装置であって、前記情報通信端末本体から情報の入力を受付ける受付手段と、前記受付手段に入力された前記情報に対して演算を施す演算手段と、前記演算手段による演算の結果として得られる値を前記無線システムにおけるネットワークアドレスとして通信処理を行なう通信手段とを備える。

本発明に従った無線通信ネットワークは、下方複数の情報通信端末から構成される無線通信ネットワークであって、前記情報通信端末は、外部から情報の入力を受付ける受付手段と、前記受付手段に入力された前記情報に対して演算を施す演算手段と、前記演算手段による演算の結果として得られる値を前記無線通信ネットワークにおけるネットワークアドレスとして通信処理を行なう通信手段とを備える。

本発明によれば、無線通信ネットワークを構成する各情報通信端末において、演算手段が同じ態様で演算を行なうように構成されれば、受付手段に同じ情報を入力することにより、通信手段が同じネットワークアドレスで通信処理を行なうようになる。

これにより、無線通信ネットワークにおいて、接続の確立の際に、端末間でＢＳＳＩＤ（Basic Service Set IDentification）等のネットワークアドレスのブロードキャストを行なう必要がなくなる。

したがって、端末間の接続の確立の際に送信される情報を削減することができ、これにより、端末間の接続の確立の際の消費電力を従来のネットワークで利用されていた端末よりも低減できる。

以下、本発明の無線通信ネットワークの実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態では、ＩＢＳＳＩＤは、各端末においてユーザから入力されるＳＳＩＤの内容に基づいて決定される。

図１は、本発明の一実施の形態である無線通信ネットワークにおいて、端末間で接続が確立される際の情報のやり取りを説明するための図である。

図１を参照して、ネットワーク１０において端末１と端末２との間で接続が確立される場合、まず、１）として示されるように、ネットワーク１０内の各端末（端末１，２）においてＩＢＳＳＩＤが生成される。本実施の形態では、各端末が、入力部１０６を介して入力された情報（ＳＳＩＤ）に対して同じ演算を施す。これにより、各端末に対して同じＳＳＩＤが入力されれば、生成されるＩＢＳＳＩＤも同じものとなる。

そして、２）として示されるように、ネットワーク１０内のある端末（図１では端末１）が、生成したＩＢＳＳＩＤを含むBeaconフレームをブロードキャストする。これにより、当該Beaconフレームを送信した端末１と、当該Beaconフレームを受信した端末２との間で、接続が確立する。

図２は、図１の端末１のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図２を参照して、端末１は、主にホストシステム１００と通信回路２００から構成される。ホストシステム１００は、当該ホストシステム１００の動作を全体的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。また、ホストシステム１００では、種々のアプリケーションが実行される。各アプリケーションのプログラムは、ＨＤ（ハードディスク）１０２に格納されている。また、ホストシステム１００は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、情報を表示するディスプレイ１０４、音声を出力するスピーカ１０５、キーやボタンなどの外部からの情報の入力に用いられる入力部１０６、および、通信回路２００との間で情報のやり取りを行なうインターフェイス１０７を含む。

通信回路２００は、ベースバンド／ＭＡＣ（Media Access Control）回路２５０、ＲＦ（Radio Frequency）回路２０５、バラン２０４、アンテナ２０３、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）２０６，２０７、電源回路２０１、および、クロック回路２０２を含む。

クロック回路２０２は、ベースバンド／ＭＡＣ回路２５０とＲＦ回路２０５にクロック信号を供給する。電源回路２０１は、ベースバンド／ＭＡＣ回路２５０とＲＦ回路２０５に対する電力の供給を制御する。

ＲＦ回路２０５は、アンテナ２０３を介してデータの送受信を行なう。アンテナ２０３とＲＦ回路２０５との間に、バラン２０４が設けられている。

ベースバンド／ＭＡＣ回路２５０は、ＣＰＵ２５１、インターフェイス２５２、外部バスコントローラ２５３、プログラムメモリ２５４、共有メモリ２５５、タイマ２５６、コントロールＭＡＣ部２５７、ＡＤＣ（analog-digital converter）２５８、および、ＤＡＣ（digital-analog converter）２５９を含む。

インターフェイス２５２は、ホストシステム１００に対するインターフェイスである。ＣＰＵ２５１は、ホストシステム１００から、データをネットワークに対して送信する指示を受けると、インターフェイス２５２に、ホストシステム１００内のメモリ（たとえば、ＲＡＭ１０３）に格納された当該データを取出させる。なお、ホストシステム１００は、送信を指示するデータを生成し、当該データを上記メモリに格納した後、当該データの送信指示を通信回路２００へ送信する。また、インターフェイス２５２によって取出されたデータは、ネットワークに対して送信するフレームの「ユーザ・データ・ボディ部」を構成するデータとして、プログラムメモリ２５４に一時的に格納される。

そして、ＣＰＵ２５１は、プログラムメモリ２５４に格納されたデータに対してＭＡＣヘッダとＦＣＳ（Frame Check Sequence）を含む種々のデータを付加することにより、ネ
ットワークに対して送信するフレームを生成し、プログラムメモリ２５４に格納するとともに、共有メモリ２５５において当該フレームを生成した旨のフラグを立てる。ここで、ネットワークに送信されるフレームの一例であるBeaconフレームの構成を、図３を参照して説明する。

図３は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠するフレームの構成を示す図である。
図３を参照して、フレーム３００は、ＭＡＣヘッダ部３１０と、フレーム・ボディ部３２０と、ＦＣＳ部３３０とを含む。

ＭＡＣヘッダ部３１０は、ＤＡ（Destination Address）３１１、ＳＡ（Source Address）３１２およびＩＢＳＳＩＤ３１３を含む。ＤＡ３１１は、フレーム３００の宛先アドレスである。ＳＡ３１２は、フレーム３００の送信元アドレスである。ＤＡ３１１およびＳＡ３１２は、６バイトのＭＡＣアドレスである。これらのアドレスは、ＥＥＰＲＯＭ２０６に格納されている。また、ＩＢＳＳＩＤ３１３は、アドホック・ネットワークを識別するためのネットワーク識別情報である。本実施の形態では、端末１は、送信するデータ（ホストシステム１００においてアプリケーションから送信の要求がなされたデータ）の属性に応じて、データ送信の際に異なるＩＢＳＳＩＤを利用することができる。具体的には、ＭＡＣヘッダ部３１０を構成するＩＢＳＳＩＤ３１３の値が、送信されるデータの属性に応じて変更される。

フレーム・ボディ部３２０は、ビーコン・フレーム・ボディ部３２１と、ユーザ・データ・ボディ部３２２とを含む。ビーコン・フレーム・ボディ部３２１は、ＳＳＩＤ（Service Set Identifier）を含む。ＳＳＩＤ３２１１は、たとえば、ネットワークの名称を特定する情報とされ、３２バイト以内の文字列として設定される。ユーザ・データ・ボディ部３２２は、通信される実際のデータ（ホストシステム１００で実行されるアプリケーションから送信を要求されたデータ）を含む。ユーザ・データ・ボディ部３２２は、たとえば、１５００バイトのデータを含む。

なお、図３のフレーム３００は、Beaconフレームであるため、フレーム・ボディ部３２０にはビーコン・フレーム・ボディ部等のデータを含むが、フレーム３００が他の用途のフレームである場合には、フレーム・ボディ部３２０に含まれるデータは適宜変更される。

ＦＣＳ部３３０は、フレームの誤り検出に使用される情報（ＦＣＳ）を含む。
図２に戻って、プログラムメモリ２５４に格納された送信用のフレームは、コントロールＭＡＣ部２５７によって、ＤＡＣ２５９へ送られた後、アナログデータに変換されて、ＲＦ回路２０５、バラン２０４、アンテナ２０３を介して、ネットワークへと送信される。

通信回路２００において、ネットワークを介して送信されてきたデータが受信される際の動作について説明する。アンテナ２０３およびバラン２０４を介してＲＦ回路２０５に送られてきたフレームは、ＡＤＣ２５８においてデジタルデータに変換された後、コントロールＭＡＣ部２５７に送られる。コントロールＭＡＣ部２５７は、デジタル信号に変換されたフレームに対して、フレーム先頭検出、時間および周波数の同期処理を行なった後、誤り訂正復号を行なう。そして、コントロールＭＡＣ部２５７は、さらに、当該フレームのＤＡ３１１がＥＥＰＲＯＭ２０６に格納される当該通信回路２００のＭＡＣアドレスと一致するか否かを判断し、一致すると判断すると、フレームからＭＡＣヘッダ部３１０とＦＣＳ部３３０を取除いた後、プログラムメモリ２５４に、残ったデータ（フレーム・ボディ部３２０）を転送する。なお、一致しないと判断すると、コントロールＭＡＣ部２５７は、受信したフレームを破棄する。

また、コントロールＭＡＣ部２５７は、受信したフレーム・ボディ部３２０をプログラムメモリ２５４に格納したときに、共有メモリ２５５において、その旨を示すフラグをセットする。ＣＰＵ２５１は、当該フラグがセットされたことに応じて、プログラムメモリ２５４に格納されたフレーム・ボディ部３２０を、インターフェイス２５２を介して、ホストシステム１００へ送る。

図１の端末２の構成は、図２を用いて説明した端末１の構成と同様とすることができるため、ここでは説明を繰返さない。

次に、本実施の形態のネットワーク１０において、複数の端末間で接続が確立される際の、Beaconフレームを送信する端末において実行される処理について説明する。図４は、そのような端末（便宜上、端末１とする）のホストシステム１００のＣＰＵ１０１が実行する処理のフローチャートであり、図５は、当該端末１の通信回路２００のＣＰＵ２５１が実行する処理のフローチャートである。

図４を参照して、ホストシステム１００では、ＣＰＵ１０１は、まずステップＳＤ１０において、ＳＳＩＤを特定する情報を入力する操作が入力部１０６に対してなされたか否かを判断する。そして、ＣＰＵ１０１は、そのような操作がなされたと判断すると、ステップＳＤ２０へ処理を進める。

ステップＳＤ２０では、ＣＰＵ１０１は、入力されたＳＳＩＤの値に基づいて、ＩＢＳＳＩＤを生成して、ステップＳＤ３０へ処理を進める。なお、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＤ２０において、まず、入力部１０６に対して入力されたＳＳＩＤを特定する情報を受付け、当該情報をＲＡＭ１０３に一時的に格納する。そして、当該ＳＳＩＤを特定する情報に対して、ＣＰＵ１０１は、所定の演算を施す。所定の演算とは、たとえばハッシュ演算であり、ＣＰＵ１０１が当該演算を実行するのに必要とされるプログラムは、ＨＤ１０２に格納されている。そして、ＣＰＵ１０１は、当該演算の結果として得られた値をＲＡＭ１０３に格納して、ステップＳＤ３０へ処理を進める。

ステップＳＤ３０では、ＣＰＵ１０１は、インターフェイス１０７を介して、通信回路２００に、ＩＢＳＳＩＤを生成してＲＡＭ１０３に格納した旨を通知して、ステップＳＤ４０へ処理を進める。

図５を参照して、通信回路２００のＣＰＵ２５１は、ステップＳＥ１０で、ホストシステム１００からＩＢＳＳＩＤが生成された旨の通知を受けるまで待機し、そして、当該通知を受けると、ステップＳＥ２０へ処理を進める。

ステップＳＥ２０では、ＣＰＵ２５１は、ホストシステム１００において生成されたＩＢＳＳＩＤを、ＲＡＭ１０３から読出し、ＥＥＰＲＯＭ２０６に格納させて、ステップＳＥ３０へ処理を進める。

そして、ＣＰＵ２５１は、ステップＳＥ３０において、ホストシステム１００からBeaconフレーム送信指示が来るまで待機する。

図４に戻って、ステップＳＤ３０でＩＢＳＳＩＤを生成した旨の通知を行なった後、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＤ４０で、入力部１０６等を介して、ネットワークへの接続を要求する情報が入力されたか否かを判断し、当該情報が入力されたと判断すると、ステップＳＤ５０へ処理を進める。

ステップＳＤ５０では、ＣＰＵ１０１は、通信回路２００に対して、Beaconフレームの送信を指示する情報を送信して、処理を終了させる。

図５を参照して、ホストシステム１００からBeaconフレームの送信を指示する情報を受取ると、ＣＰＵ２５１は、ステップＳＥ３０からステップＳＥ４０へ処理を進める。

ステップＳＥ４０では、ＣＰＵ２５１は、Beaconフレームを生成して、ステップＳＥ５０へ処理を進める。なお、ステップＳＥ４０では、ステップＳＥ２０でＥＥＰＲＯＭ２０６に格納させたＩＢＳＳＩＤを、BeaconフレームのＩＢＳＳＩＤとしてセットする。

ステップＳＥ５０では、ＣＰＵ２５１は、ステップＳＥ４０で生成したBeaconフレームをアンテナ２０３を介してブロードキャスト送信する。

なお、本実施の形態では、ネットワーク１０を構成する各端末においてＳＳＩＤが入力されると、図４を参照して説明したのと同様に、ＩＢＳＳＩＤが生成される。また、本実施の形態では各端末においてＳＳＩＤに対して同じ演算を行なうように構成されている。したがって、各端末に同じＳＳＩＤの値を入力すれば、ネットワーク１０を構成するすべての端末において、同じＩＢＳＳＩＤが生成されることになる。

また、ネットワーク１０における通信のセキュリティを向上させるため、ＩＢＳＳＩＤに対して施す演算の内容は、定期的に変更されてもよい。この場合、ネットワーク１０を構成するすべての端末において演算の内容は同時に変更されるべきである。

以上説明した本実施の形態では、各端末において、ホストシステム１００側で、ＳＳＩＤに演算を施すことによりＢＳＳＩＤが生成されていた。なお、各端末において、ＢＳＳＩＤは、通信回路２００側で生成されてもよい。ここで、通信回路２００側でＢＳＳＩＤが生成される場合の、ホストシステム１００のＣＰＵ１０１で実行される処理のフローチャートを図６に示し、通信回路２００のＣＰＵ２５１で実行される処理を図７に示す。

図６を参照して、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＤ１０で、入力部１０６等を介してＳＳＩＤを特定する情報が入力されたと判断すると、ステップＳＤ１１へ処理を進める。

ステップＳＤ１１では、ＣＰＵ１０１は、当該ＳＳＩＤをＲＡＭ１０３に格納するとともに、インターフェイス１０７を介して通信回路２００にＳＳＩＤが入力されたことを通知する情報を送信して、ステップＳＤ４０へ処理を進める。

図７を参照して、ＣＰＵ２５１は、ステップＳＥ１１で、ホストシステム１００からＳＳＩＤの入力の通知を受けるまで待機し、当該通知を受けると、ステップＳＥ１１からステップＳＥ１２へ処理を進める。

ステップＳＥ１２では、ＣＰＵ２５１は、ＲＡＭ１０３に格納されたＳＳＩＤを読出し、そして、当該ＳＳＩＤに対して所定の演算を施すことによりＩＢＳＳＩＤを生成する。ここで、所定の演算とは、たとえばハッシュ演算であり、ＣＰＵ２５１が当該演算を実行するためのプログラムは、たとえばＥＥＰＲＯＭ２０７に格納されている。

次に、ＣＰＵ２５１は、ステップＳＥ２０で、ステップＳＥ１２で生成したＩＢＳＳＩＤの値を、通信に利用するＩＢＳＳＩＤとしてＥＥＰＲＯＭ２０６に格納させて、ステップＳＥ３０へ処理を進める。

ステップＳＥ３０では、ＣＰＵ２５１は、ホストシステム１００からBeaconフレームの
送信を指示されるまで待機する。

図６に戻って、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＤ１１で通信回路２００に対してＳＳＩＤの入力を通知した後、ステップＳＤ４０で、入力部１０６等を介してネットワークへの接続を要求する情報が入力されたか否かを判断する。そして、そのような情報が入力されたと判断すると、ステップＳＤ５０に処理を進める。

ステップＳＤ５０では、ＣＰＵ１０１は、通信回路２００に対してBeaconフレームの送信を指示する情報を送信して、処理を終了する。

図７を参照して、ＣＰＵ２５１は、ホストシステム１００からBeaconフレームの送信を指示されると、ステップＳＥ３０からステップＳＥ４０へ処理を進める。

ステップＳＥ４０では、ＣＰＵ２５１は、ＥＥＰＲＯＭ２０６に格納させていたＩＢＳＳＩＤの値を利用してBeaconフレームを生成して、ステップＳＥ５０へ処理を進める。

ステップＳＥ５０では、ＣＰＵ２５１は、ステップＳＥ４０で生成したBeaconフレームを、アンテナ２０３を介してブロードキャスト送信して、処理を終了する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の無線通信ネットワークの一実施の形態において、端末間で接続が確立される際の情報のやり取りを説明するための図である。 図１の端末のハードウェア構成を模式的に示す図である。 図１のネットワークにおいて送受信されるフレーム（Beaconフレーム）の構成を模式的に示す図である。 図１の無線通信ネットワークを構成する端末のホストシステムのＣＰＵが実行する処理のフローチャートである。 図１の無線通信ネットワークを構成する端末の通信回路のＣＰＵが実行する処理のフローチャートである。 図４の処理の変形例のフローチャートである。 図５の処理の変形例のフローチャートである。 従来の無線通信ネットワークの構成の一例を模式的に示す図である。

符号の説明

１〜４ 端末、１０ ネットワーク、１００ ホストシステム、１０１，２５１ ＣＰＵ、１０２ ＨＤ、１０３ ＲＡＭ、１０４ ディスプレイ、１０５ スピーカ、１０６
入力部、１０７，２５２ インターフェイス、２００ 通信回路、２０１ 電源回路、２０２ クロック回路、２０３ アンテナ、２０４ バラン、２０５ ＲＦ回路、２０６，２０７ ＥＥＰＲＯＭ、２５０ ベースバンド／ＭＡＣ回路、２５３ 外部バスコントローラ、２５４ プログラムメモリ、２５５ 共有メモリ、２５６ タイマ、２５７ コントロールＭＡＣ部、２５８ ＡＤＣ、２５９ ＤＡＣ、３００ フレーム。

Claims (7)

1. 無線通信ネットワークを構成する情報通信端末であって、
   外部から情報の入力を受付ける受付手段と、
   前記受付手段に入力された前記情報に対して演算を施す演算手段と、
   前記演算手段による演算の結果として得られる値を前記無線通信ネットワークにおけるネットワークアドレスとして通信処理を行なう通信手段とを備える、情報通信端末。
2. 前記受付手段に入力される情報は、前記無線通信ネットワークにおけるネットワークの名称を特定する情報である、請求項１に記載の情報通信端末。
3. 前記受付手段に入力される情報は、前記無線通信ネットワークにおけるネットワークの名称を特定する文字情報である、請求項１に記載の情報通信端末。
4. 前記演算は、ハッシュ演算を含む、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の情報通信端末。
5. 前記無線通信ネットワークは、アドホック通信ネットワークである、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の情報通信端末。
6. 無線通信ネットワークを構成する情報通信端末に搭載される無線通信装置であって、
   前記情報通信端末本体から情報の入力を受付ける受付手段と、
   前記受付手段に入力された前記情報に対して演算を施す演算手段と、
   前記演算手段による演算の結果として得られる値を前記無線システムにおけるネットワークアドレスとして通信処理を行なう通信手段とを備える、無線通信装置。
7. 複数の情報通信端末から構成される無線通信ネットワークであって、
   前記情報通信端末は、
   外部から情報の入力を受付ける受付手段と、
   前記受付手段に入力された前記情報に対して演算を施す演算手段と、
   前記演算手段による演算の結果として得られる値を前記無線通信ネットワークにおけるネットワークアドレスとして通信処理を行なう通信手段とを備える、
   無線通信ネットワーク。

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