JP2006013594A - 無線ｌａｎ通信システムおよび無線ｌａｎ接続方法と無線ｌａｎ端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局装置と無線ＬＡＮ端末装置との間の自動帰属動作時における消費電力を削減する。
【解決手段】無線ＬＡＮ端末装置１０は、接続先のＡＰを探索するためのスキャン動作を繰り返す自動帰属動作が行われる際に、スキャン動作が行われてから次のスキャン動作が行われるまでの時間であるスキャン休止時間を、一定時間のままとするのではなく、スキャン動作が行われる回数が増加するにともない長くする。より具体的には、無線ＬＡＮ端末装置１０は、スキャン動作が一定回数ｎだけ繰り返される毎に、スキャン休止時間を初期値からある増分だけ長くしていく。そして、無線ＬＡＮ端末装置１０には、このスキャン休止時間の上限値が予め設定されていて、スキャン休止時間はこの上限値より長くなることがないように設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線ＬＡＮ（IEEE802.11a/11g/11b）接続機能を搭載した無線ＬＡＮ端末装置と、この無線ＬＡＮ端末装置との間で無線接続を行ってネットワークへの接続を行うための基地局装置とからなる無線ＬＡＮ通信システムに関し、特に無線ＬＡＮ端末装置と基地局装置間の接続を確立するための無線ＬＡＮ接続方法に関する。

近年、特定の店舗内等において無線ＬＡＮを用いてインターネットアクセスを提供するホットスポットサービスが注目を集めるようになっている。また、家庭内においても接続ケーブルが不要となる無線ＬＡＮが広く普及するようになってきている。

このような無線ＬＡＮ通信システムでは、無線ＬＡＮ端末装置が無線ＬＡＮのネットワークに接続するためには先ず最初に接続可能な基地局装置（以下ＡＰ：アクセスポイントと略す。）を検索して無線接続する必要があり、素早く接続可能なＡＰを検索する手段として無線ＬＡＮ端末装置はアクティブ・スキャンを利用する。アクティブ・スキャンとは、無線ＬＡＮ端末装置が、プローブ要求をＡＰに対して送信し、ＡＰから返信されたプローブ応答を受信することにより、周辺に存在する無線ＬＡＮのネットワークを検索する動作のことである。そして、無線ＬＡＮ端末装置がアクティブ・スキャンを行ったのに接続すべきＡＰが見つからない場合にはスキャン動作を繰り返し行う自動帰属動作が行われる。しかし、この自動帰属動作が行われると無線ＬＡＮ端末装置から電波が送出され続けるため、無線ＬＡＮ端末装置では消費電力が大きくなってしまうという課題がある。

ホットスポット等の屋外や家庭内の様々な場所において無線ＬＡＮ端末装置を使用する場合、バッテリ駆動での動作環境が主な形態となる。そのため、無線ＬＡＮの使用可能時間はバッテリの容量に依存することとなり、無線ＬＡＮ端末装置において自動帰属が行われ電力消費が大きくなると、動作可能時間が短くなってしまうという問題点がある。そのため、無線ＬＡＮ端末装置では、自動帰属動作時の消費電力の削減が望まれている。

無線端末において待ち受け時の消費電力を削減する方法としては、一定の間隔で待機時と受信時とを切り替えることにより受信動作を間欠的に行うようにして消費電力を削減する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。

このような方法は従来の無線ＬＡＮ通信システムにおいても用いられおり、自動帰属動作時ではアクティブ・スキャンは間欠的に行われるようになっている。しかし、自動帰属動作時にただ単にアクティブ・スキャンを同じ間隔で間欠的に行うようにしたのでは、周囲にＡＰが存在しないような場合でも、一定間隔でアクティブ・スキャンが繰り返されることとなり無駄に消費電力が使用されることになる。
特開平８−３１６９６５号公報 特開平１０−１９０５６０号公報 特開平１１−１９６２０７号公報 特開２００１−１０９９７８号公報

上述した従来の無線ＬＡＮ通信システムでは、周囲にＡＰが存在しないような場合にも自動帰属動作時に一定間隔でアクティブ・スキャンが繰り返されるため、消費電力が無駄に使用されてしまっているという問題点があった。

本発明の目的は、基地局装置と無線ＬＡＮ端末装置との間の自動帰属動作時における消費電力を削減することができる無線ＬＡＮ通信システムおよび無線ＬＡＮ接続方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、無線ＬＡＮ端末装置が接続先の基地局装置を探すための無線ＬＡＮ接続方法において、
前記無線ＬＡＮ端末装置が接続先の基地局装置を探索するためのスキャン動作を繰り返す自動帰属動作が行われる際に、スキャン動作が行われてから次のスキャン動作が行われるまでの時間であるスキャン休止時間が、スキャン動作が行われる回数が増加するにともない長くなることを特徴とする。

本発明によれば、無線ＬＡＮ端末装置は、自動帰属動作時において、スキャン動作を行ったにもかかわらず接続先基地局装置が発見できない場合には、次のスキャンを開始するまでの間隔であるスキャン休止時間を徐々に引き伸ばして長くしていくようにしているので、周囲に接続すべき基地局装置が存在しないような場合にはスキャン動作が行われる回数を減らして消費電力の削減を行うことが可能となる。

また、前記スキャン休止時間は、予め設定された上限値より長くなることがないように設定するようにしてもよいし、スキャン動作が一定回数繰り返される毎に、前記スキャン休止時間が長くなるように設定するようにしてもよい。

本発明では、スキャン休止時間に上限値を設定して、スキャン休止時間がこの上限値より長くならないようにすることにより、スキャン休止時間が長くなりすぎてしまい接続すべき基地局装置の発見が遅れるということを防ぐことができる。また、スキャン動作が一定回数繰り返される毎にスキャン休止時間が長くなるようにすることにより、スキャン休止時間を徐々に長くすることが可能となる。

さらに、無線ＬＡＮ端末装置には、無線ＬＡＮ接続を行うことが許可された基地局装置が優先順位を設定して複数設定されていて、前記無線ＬＡＮ端末装置は、設定された優先順位に基づいて接続を行う基地局装置を選択するようにしてもよい。

本発明によれば、無線ＬＡＮ端末装置に接続可能な基地局装置を、優先順位を設定して複数設定することにより１つの基地局装置のみが設定されている場合と比較して、接続すべき基地局装置を早く発見することが可能となり、接続先基地局装置を探すためのスキャン動作を最小限として消費電力の低減を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、無線ＬＡＮ端末装置は、自動帰属動作時において、次のスキャンを開始するまでの間隔であるスキャン休止時間を徐々に引き伸ばして長くしていくようにしているので、周囲に接続すべき基地局装置が存在しないような場合にはスキャン動作が行われる回数を減らして消費電力を削減することができるという効果を得ることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の無線ＬＡＮ通信システムの構成を示すブロック図である。

図１に示した本実施形態の無線ＬＡＮ通信システムは、無線ＬＡＮ端末装置１０と、３つの基地局装置（ＡＰ）２０₁〜２０₃とから構成されている。

無線ＬＡＮ端末装置１０は、接続先のＡＰを探索するためのスキャン動作を繰り返す自動帰属動作が行われる際に、スキャン動作が行われてから次のスキャン動作が行われるまでの時間であるスキャン休止時間を、一定時間のままとするのではなく、スキャン動作が行われる回数が増加するにともない長くする。より具体的には、無線ＬＡＮ端末装置１０は、スキャン動作が一定回数ｎだけ繰り返される毎に、スキャン休止時間を初期値からある増分だけ長くしていく。そして、無線ＬＡＮ端末装置１０には、このスキャン休止時間の上限値が予め設定されていて、スキャン休止時間はこの上限値より長くなることがないように設定されている。

また、無線ＬＡＮ端末装置１０には、ＳＳＩＤ（サービスセット識別子）が指定されることにより無線ＬＡＮ接続を行うことが許可されたＡＰが予め設定されているが、無線ＬＡＮ接続を行うことが許可されたＡＰを複数設定する場合には、ＡＰへの接続を行うかを選択するための優先順位を設定しておき、無線ＬＡＮ端末装置１０は設定された優先順位に基づいて接続を行うＡＰを選択する。

次に、本実施形態の無線ＬＡＮ通信システムの動作を図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態の無線ＬＡＮ端末装置１０が自動帰属動作を行う際の動作を図２のフローチャートに示す。

先ず、無線ＬＡＮ端末装置１０には、帰属先を設定するために帰属先ＡＰに登録されているＳＳＩＤ（サービスセット識別子）が設定される（ステップ１０１）。

ホットスポットへの接続時には、ＳＳＩＤを特定しない“ＡＮＹ”指定とする。ＡＰを複数指定する場合には優先順位を設定する。ＡＰに同じ名前のＳＳＩＤがあった場合には、受信された電波強度の高い方を優先とする。

次に、ＡＰ２０₁〜２０₃をスキャンする際に使用するチャネルを選択するためのチャネル選択が行われる（ステップ１０２）。無線ＬＡＮでは複数のチャネルが存在するため、スキャンする際にどのチャネルを使用するかを設定するチャネル選択が必要となるからである。チャネル選択の具体的な方法としては、個別チャネル指定や全チャンネル指定（Auto）のような方法を選択することができるようになっている。ここで、個別チャネル指定とは、指定されたチャネルのみスキャンを行うという方法であり、全チャネル指定とは、存在する全てのチャンネルに対して自動でスキャンを行うという方法である。

そして、スキャン指定されたＳＳＩＤ、チャネルでプローブ要求によるＡＰのスキャンを行う（ステップ１０３）。このＡＰスキャンのステップでは、無線ＬＡＮ端末装置１０は、ＡＰ２０₁〜２０₃に対してプローブ要求を送信しＡＰ２０₁〜２０₃から返信されたプローブ応答を受信して探索ＡＰかどうかの確認を行う。このプローブ要求を送信する際無線ＬＡＮ端末装置１０は、プローブ要求を指定されたＳＳＩＤに対して３回送出し、そのうちの１回でも送信したプローブ要求に対するプローブ応答が受信できれば、ＡＰの検出は成功となる。そして、このプローブ応答が一定時間以上受信できなければ、予め登録されたＡＰリストの優先順位に従い、次のＳＳＩＤへプローブ要求を送信する。この処理が登録されたリスト分繰り返される。

そして、ステップ１０３のＡＰスキャンにおいてＡＰが検出された場合、送信したプローブ要求に対する応答として返信されてきたプローブ応答に基づいて指摘された条件に合致したＡＰが検出されたか否かの判定が行われる（ステップ１０４）。

ステップ１０４において条件に合致したＡＰが複数検出された場合には、ＳＳＩＤの優先順位が高いＡＰを選択し、同一のＳＳＩＤのＡＰが複数検出された場合、検出されたＡＰ間で受信レベル比較を行い受信レベルの高いものを選択して終了する（ステップ１０５）。

また、ステップ１０４において条件に合致したＡＰが検出されなかった場合、次のスキャンを行うまでの時間を設定するためのタイマ値算出が行われる（ステップ１０６）。なお、このタイマ値算出処理の詳細な説明については以下で説明するため、ここでは具体的な説明は省略する。

このタイマ値算出処理の後、スキャン動作設定に基づいて指定された全てのＳＳＩＤ、指定されたチャネルのＡＰに対してスキャンを行ったかの判定を行う（ステップ１０７）。そして、ステップ１０７において全てのスキャン動作が終了したと判定された時は処理を終了し、終了していないと判定された場合には、ステップ１０１に戻ってスキャン動作が継続される。

次に、図２中のステップ１０６のタイマ値算出処理の動作の詳細を図３のフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ１０３においてスキャンが１回行われているので、同じ間隔のスキャンを何回繰り返したかをカウントするための値Ｔに１を加算する（ステップ２０１）。なお、この値Ｔの初期値は０となっているものとする。

次に、無線ＬＡＮ端末装置１０では、値Ｔがｎより大きいか否かの判定が行われる（ステップ２０２）。ここで、値Ｔがｎより小さい場合、タイマ値を予め設定された増分だけ増加させる（ステップ２０３）。そして、値Ｔを０に設定する（ステップ２０４）。

また、タイマ値がタイマ最大値以上となっている場合には（ステップ２０５）、タイマ値はタイマ最大値に設定しなおす（ステップ２０６）。このような処理が行われることにより、タイマ値はタイマ最大値より大きくなることがないので、スキャン休止時間は上限値より長くなることはない。

このようにしてスキャンタイマのタイマ値が設定されることにより、次に、ステップ１０３のＡＰスキャンが行われる際には、このスキャンタイマが満了してから次のスキャン処理が行われる。つまり、スキャン処理が終了する度にスキャンタイマのリセット及びスキャンタイマ開始が繰り返され、スキャン処理とスキャン処理の間隔であるスキャン休止時間はこのタイマ値によって規定されることになる。

そして、同じスキャン休止時間でのスキャンがｎ回（ｎ＝０〜設定値）行われると、ステップ２０３に示したように、スキャンタイマのタイマ値を増分し（増加幅は設定可能）、ステップ２０５に示したように、スキャンタイマのタイマ値が最大値（設定可能）になった場合にはその間隔でプローブ要求を送信していく。ここで、ｎ＝０の時には最初に設定されたタイマ値（初期値）での動作が行われる。

例えば、スキャンタイマ初期値を６秒に設定し、最初の１２回は増分を２秒に設定し、１３回以降の増分を３０秒に設定し、上限値を６００秒に設定した場合、スキャン動作が行われてから次のスキャン動作が行われるまでの間隔であるスキャン休止時間は、６秒、８秒、１０秒、・・・、３０秒、６０秒、９０秒、・・・、６００秒となり最終的には６００秒で固定となる。よって、本実施形態の無線ＬＡＮ接続方法によれば、周囲に接続すべきＡＰが存在しない場合にはスキャン休止時間は６００秒となるため、スキャン休止時間を６秒で固定した場合と比較して、消費電力を１００分の１に削減することが可能となる。

次に、ｎ＝１の場合の自動帰属動作の様子を図４に示す。この図４では、無線ＬＡＮ端末装置１０にはｎ＝１として設定が行われているため、スキャン動作が１回行われる毎にスキャン休止時間は、初期値から予め設定された増分ずつ増加していく。そして、スキャンタイマが最大値になった場合、それ以降は最大値でのスキャン動作が行われる。

また、ｎ＝３の場合の自動帰属動作の様子を図５に示す。この図５では、無線ＬＡＮ端末装置１０にはｎ＝３として設定が行われているため、スキャン動作が３回行われる毎にスキャン休止時間は、初期値から予め設定された増分ずつ増加していく。そして、スキャンタイマが最大値になった場合、それ以降は最大値でのスキャン動作が行われる。

このように、本実施形態の無線ＬＡＮ接続方法によれば、スキャン動作開始直後は、短い間隔でスキャン動作が行われるようにし、それでも接続すべきＡＰが見つからない場合には、徐々にスキャン動作が行われる間隔であるスキャン休止時間が長くなるように設定されている。従って、今後も接続すべきＡＰが見つからないであろう場所で移動したような場合には、スキャン動作が行われる間隔は、予め設定した上限値まで広くなるため、消費電力を無駄に使用してしまうことを防ぐことが可能となる。

次に、無線ＬＡＮ端末装置１０に接続すべきＡＰが複数設定されている場合の動作について説明する。この図１において、ＡＰ２０₁、２０₂には、“Ａ”というＳＳＩＤ（サービスセット識別子）が設定されていて、ＡＰ２０₃には“Ｂ”というＳＳＩＤが設定されているものとする。また、無線ＬＡＮ端末１０における受信強度は、ＡＰ２０₁＞ＡＰ２０₂となっているものとする。

例えば、無線ＬＡＮ端末装置１０には、接続すべきＡＰのＳＳＩＤが“Ａ”、“Ｂ”であるとして設定されていて、優先順位が、（１）ＳＳＩＤが“Ｂ”のＡＰ、（２）ＳＳＩＤが“Ａ”のＡＰ、であるとして設定されている場合、ＳＳＩＤが“Ｂ”であるＡＰ２０₃は最優先で選択される。そして、ＳＳＩＤが“Ａ”であるＡＰ２０₁、２０₂の受信強度の関係は、ＡＰ２０₁＞ＡＰ２０₂となっているため、自動帰属動作において選択されるＡＰの順番は、ＡＰ２０₃、ＡＰ２０₁、ＡＰ２０₂の順番となる。

また、例えば、接続すべきＡＰのＳＳＩＤを特定しない“ＡＮＹ”設定がされている場合には、ＳＳＩＤを参照することなく受信強度のみで接続ＡＰが決定されるため、自動帰属動作において選択されるＡＰの順番は、ＡＰ２０₁、ＡＰ２０₂、ＡＰ２０₃の順番となる。

このように、接続先ＡＰを優先順位をつけ無線ＬＡＮ端末装置１０に複数設定するようにすれば、接続先ＡＰとの間の接続が維持できなくなった場合でも、次のＡＰに接続することができ無駄なスキャン動作をせず送信電力の削減を行うことが可能となる。また、接続先ＡＰを発見することができる確率も高くなり、自動帰属動作を行って電力を消費することを防ぐこともできるようになる。

本実施形態では、無線ＬＡＮ端末装置とＡＰとの間で無線接続を行う場合を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、携帯電話システムのような移動端末と基地局装置との間で無線接続するような移動無線通信システムに対しても同様に本発明を適用することができるものである。

本発明の一実施形態の無線ＬＡＮ通信システムの構成を示すブロック図である。 図１の無線ＬＡＮ通信システムの動作を示すフローチャートである。 図２中のタイマ値算出処理（ステップ１０６）の詳細な動作を示すフローチャートである。 ｎ＝１の場合の自動帰属動作の様子を示す図である。 ｎ＝３の場合の自動帰属動作の様子を示す図である。

符号の説明

１０ 無線ＬＡＮ端末装置
２０₁〜２０₃ 基地局装置（ＡＰ）
１０１〜１０７ ステップ
２０１〜２０６ ステップ

Claims (9)

1. 無線ＬＡＮ端末装置が接続先の基地局装置を探すための無線ＬＡＮ接続方法において、
   前記無線ＬＡＮ端末装置が接続先の基地局装置を探索するためのスキャン動作を繰り返す自動帰属動作が行われる際に、スキャン動作が行われてから次のスキャン動作が行われるまでの時間であるスキャン休止時間が、スキャン動作が行われる回数が増加するにともない長くなることを特徴とする無線ＬＡＮ接続方法。
2. 前記スキャン休止時間は、予め設定された上限値より長くなることがないように設定されている請求項１記載の無線ＬＡＮ接続方法。
3. スキャン動作が一定回数繰り返される毎に、前記スキャン休止時間が長くなるように設定されている請求項１または２記載の無線ＬＡＮ接続方法。
4. 無線ＬＡＮ端末装置には、無線ＬＡＮ接続を行うことが許可された基地局装置が優先順位を設定して複数設定されていて、前記無線ＬＡＮ端末装置は、設定された優先順位に基づいて接続を行う基地局装置を選択する請求項１から３のいずれか１項記載の無線ＬＡＮ接続方法。
5. 無線ＬＡＮ接続機能を搭載した無線ＬＡＮ端末装置において、
   接続先の基地局装置を探索するためのスキャン動作を繰り返す自動帰属動作が行われる際に、スキャン動作が行われてから次のスキャン動作が行われるまでの時間であるスキャン休止時間を、スキャン動作が行われる回数が増加するにともない長くすることを特徴とする無線ＬＡＮ端末装置。
6. 前記スキャン休止時間は、予め設定された上限値より長くなることがないように設定されている請求項７記載の無線ＬＡＮ端末装置。
7. スキャン動作が一定回数繰り返される毎に、前記スキャン休止時間が長くなるように設定されている請求項５または６記載の無線ＬＡＮ端末装置。
8. 無線ＬＡＮ接続を行うことが許可された基地局装置が優先順位を設定して複数設定されていて、設定された優先順位に基づいて接続を行う基地局装置を選択する請求項５から７のいずれか１項記載の無線ＬＡＮ端末装置。
9. 請求項５から８のいずれか１項記載の無線ＬＡＮ端末装置と、
   前記無線ＬＡＮ端末装置との間で無線接続を行ってネットワークへの接続を行うための基地局装置とからなる無線ＬＡＮ通信システム。

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