JP2011188208A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信速度の異なる無線通信規格の無線機器が混在していても、対象無線装置との間で確実に無線接続を確立する。
【解決手段】本発明の無線通信装置は、第1の無線通信規格およびより高い最大通信速度を有する第2の無線通信規格に従って通信を行う無線モジュールと、前記無線モジュールを介して対象無線装置とフレームを送受信して無線接続を確立する無線接続手段と、前記対象無線装置と、前記無線モジュールを介してデータ通信を行うデータ通信部と、前記無線接続手段が前記無線接続を確立するとき第1の無線通信規格に準拠した無線装置が存在するときは前記第1の無線通信規格、存在しないときは第2の無線通信規格に従って通信を実行するように無線モジュールを制御し、データ通信部がデータ通信を実行するとき、第2の無線通信規格に従って通信を実行するように無線モジュールを制御する通信速度制御部と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、無線通信装置および無線通信方法に関し、たとえばネットワーク対応プリンターに関する。

無線LAN(Local Area Network)対応のプリンター等の無線LAN機器は、より高速に印刷を行うために、対象無線装置との間で印刷データ等のデータの通信を、当該無線LAN機器がもつ最大通信速度で試みる。IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g、IEEE802.11n等の無線LAN通信の規格のうち、特にIEEE802.11nはその最大通信速度が600Mbpsであり、高速な通信を実現する。

IEEE802.11nは高速な通信を可能とする反面、機器間の距離、遮蔽物および電波環境等の影響で、その最大通信速度の通信では送受信が失敗することも多々ある。送受信が失敗する現象に対しては、現状、通信速度を落として再送を行うことによって、正常な送受信を実現する。

特開2009-218629号公報

無線LAN機器が対象無線装置との間でデータ通信を行うためには、事前に、対象無線装置との間で無線接続（無線リンク）を確立しておく必要がある。無線接続は、無線LAN端末および対象無線装置間で実行される無線接続シーケンスにより確立される。この無線接続シーケンスではネットワークの上位プロトコルでの通信保証がなく、当該シーケンス実行時に送受信の失敗が発生すると、いわゆる「つながらない」という現象が発生することがある。例えば、送受信の失敗により通信速度を落として再送を繰り返す間にタイムアウトが発生し、無線接続が確立する前に、無線接続シーケンスが途中で終了してしまうことがある。

このようなことは特に複数の無線LAN規格の端末が混在している場合に起こることも多い。例えばIEEE802.11nに準拠した端末の他に、IEEE802.11bに準拠した端末が存在した場合、IEEE802.11nの端末が送受信するフレームの内容（IEEE802.11nの端末が行っている通信の内容）を、IEEE802.11b端末が理解できず、この結果、IEEE802.11b端末の電波妨害により、IEEE802.11n端末の通信が妨げられてしまう可能性がある。

本発明は、通信速度の異なる無線通信規格の無線機器が混在していても、対象無線装置との間で確実に無線接続を確立することを可能にする無線通信装置および無線通信方法を提供する。

本発明の一態様としての無線通信装置は、
第1の無線通信規格、および前記第1の無線通信規格よりも高い最大通信速度を有する第2の無線通信規格に従って、対象無線装置と無線による通信を行う無線モジュールと、
前記対象無線装置の通信エリア内に前記第1の無線通信規格に準拠した第1の無線装置が存在するか否かを特定するためのネットワーク環境情報を前記対象無線装置から取得するネットワーク環境取得手段と、
前記無線モジュールを介して前記対象無線装置とフレームを送受信することにより前記対象無線装置と無線接続を確立する無線接続手段と、
前記無線接続が確立された前記対象無線装置と、前記無線モジュールを介してデータ通信を行うデータ通信部と、
（A）前記無線接続手段が前記無線接続を確立するとき、前記通信エリア内に前記第1の無線装置が存在する場合は前記第1の無線通信規格、存在しない場合は前記第2の無線通信規格に従って通信を実行するように前記無線モジュールを制御し、
（B）前記データ通信部が前記データ通信を実行するとき、前記第2の無線通信規格に従って通信を実行するように前記無線モジュールを制御する、
通信速度制御部と、を備える。

前記通信速度制御部は、前記無線接続手段が前記無線接続を確立するとき、前記第1または第2の無線通信規格の最低通信速度で通信を行うように前記無線モジュールを制御してもよい。

前記通信速度制御部は、前記データ通信部が前記データ通信を実行するとき、前記第2の無線通信規格の最大通信速度で通信を行うように前記無線モジュールを制御してもよい。

前記第1の無線通信規格は、IEEE802.11b、IEEE802.11aおよびIEEE802.11gの少なくとも1つを含み、前記第2の無線通信規格はIEEE802.11nであってもよい。

本発明の一態様としての無線通信方法は、
対象無線装置と無線により通信を行う無線通信方法であって、
前記対象無線装置の通信エリア内に第1の無線通信規格に準拠した第1の無線装置が存在するか否か特定するためのネットワーク環境情報を前記対象無線装置から取得するネットワーク環境取得ステップと、
前記ネットワーク環境情報に基づき、前記通信エリア内に前記第1の無線装置が存在するときは前記第1の無線通信規格、前記第1の無線装置が存在しないときは、前記第1の無線通信規格よりも高い最大通信速度を有する前記第2の無線通信規格を選択する選択ステップと、
選択された無線通信規格に従って、前記対象無線装置とフレームを送受信することにより前記対象無線装置と無線接続を確立する無線接続ステップと、
前記無線接続が確立された前記対象無線装置と、前記第2の無線通信規格に従ってデータ通信を実行するデータ通信ステップと、
を備えたことを特徴とする。

本発明により、通信速度の遅い異なる無線通信規格の無線機器が混在していても、対象無線装置との間で確実に無線接続を確立することが可能となる。

図2のプリンターを含む無線LANネットワークの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の一実施形態としてのプリンターの内部構成を概略的に示すブロック図である。 接続確立フェーズのシーケンス図である。 データ通信フェーズのシーケンス図である。 ERP Information elementおよびHT Operation elementのフォーマットを示す図である。 使用する通信規格および通信速度の決定フローを示すフローチャートである。 ネットワーク環境と通信速度との対応表を示す図である。 HT Capabilities element、Extended Supported Rates elementおよびSupported rates elementのフォーマットを示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。

図1は、本発明の一実施形態としてのプリンター（無線通信装置）11と、無線機器201、202a、202b、203a、203bと、プリンター11およびこれらの無線機器間の通信を中継するアクセスポイント(AP: Access Point)101とを備えた無線LAN（Local Area Network）システムの構成を概略的に示す図である。

プリンター11およびアクセスポイント101はそれぞれ通信規格としてIEEE802.11nに準拠しており、さらにIEEE802.11b, IEEE802.11g, IEEE802.11aにも対応している。IEEE802.11bおよびIEEE802.11gの周波数帯域は、例えば2.4GHz帯域であり、IEEE802.11aの周波数帯域は、例えば5GHz帯域である。IEEE802.11nの周波数帯域はモードに応じて異なり、例えば2.4GHz帯域、5GHz帯域、またはこれらの両方を含む広帯域である。IEEE802.11nの最高通信速度は、IEEE802.11b, IEEE802.11g, IEEE802.11aよりも高く、たとえば600Mbpsである。

IEEE802.11b, IEEE802.11g, IEEE802.11aが本発明の第1の無線通信規格に相当するとき、IEEE802.11nは、当該第1の無線通信規格よりも高い最高通信速度を有する本発明の第2の無線通信規格に相当する。またこのときIEEE802.11b, IEEE802.11gおよびIEEE802.11aのいずれかに準拠した無線機器は本発明の第1の無線装置に相当する。

アクセスポイント101の通信エリアには複数の無線機器が存在する。図1の例では、IEEE802.11nに準拠した無線機器201、IEEE802.11gに準拠した無線機器202a,202b、IEEE802.11bに準拠した無線機器203a,203bが示される。

ここでIEEE802.11gの無線機器202a,202bは, IEEE802.11gが備える上位互換によりIEEE802.11bにも対応する。また、IEEE802.11nの無線機器201は、IEEE802.11nが備える上位互換によりIEEE802.11b、IEEE802.11gにも対応する。アクセスポイント101の通信エリア内に、IEEE802.11aに準拠した無線機器がさらに存在していても良い。この場合、IEEE802.11n無線機器はIEEE802.11nが備える上位互換によりIEEE802.11aにも対応する。

プリンター11は、ネットワーク対応のプリンターであり、IEEE802.11n無線機器201との間でデータ通信を行う。たとえば、プリンター11は、無線機器201からデータの印刷指示を受け、印刷指示されたデータをシートに印刷して出力する。アクセスポイント101はプリンター11および無線機器201間のデータ通信を中継する。プリンター11とアクセスポイント101間のデータ通信はIEEE802.11nにより行う。

図1の例では、本発明の無線通信装置の一形態としてプリンターの例が示されるが、本発明の無線通信装置は、プリンターに限定されず、たとえばパーソナルコンピュータ、スキャナー装置、コピー機、PDAおよび携帯電話等の移動通信装置、ゲーム装置、家電装置であってもよい。また、図1に示される各無線機器は、たとえばパーソナルコンピュータ、スキャナー装置、コピー機、プリンター、移動通信装置、ゲーム装置、家電装置など任意の装置でよい。

また図1では、プリンター11がアクセスポイント101を介してIEEE802.11n無線機器201と通信を行うインフラストラクチャモードの形態が示されるが、プリンター11がアクセスポイント101を介さずに無線機器201と直接通信を行うアドホックモードの形態も可能である。

このようにプリンター11が直接通信する対象となる対象無線装置は、アクセスポイント101であってもよいし、アクセスポイント101と異なる無線機器であってもよい。

プリンター11およびIEEE802.11n無線機器201間で行うデータ通信は、ネットワークプロトコル上で動作する印刷プロトコルに従って行われる。この際、プリンター11は、当該データ通信を行うに先立ち、事前にアクセスポイント101との間で、当該ネットワークプロトコルの下位のMAC層（レイヤ2）での無線接続を確立（無線リンクを確立）しておく必要がある。本実施形態は、アクセスポイント101の通信エリア内にIEEE802.11nと異なる通信規格（IEEE802.11b, IEEE802.11g, IEEE802.11a,）の無線機器が存在する場合にも、いわゆる「つながらない」現象の発生を阻止して、当該無線接続を確実に確立しようとするものである。

図2は、本発明の一実施形態としてのプリンター11の内部構成を概略的に示すブロック図である。

プリンター11は、ユーザ操作部91、表示部81、制御部51、印刷部71、ネットワーク部41を備える。

ユーザ操作部91は、ユーザによりプリンター11に対して各種指示を入力するキーおよびボタンを有し、これらキーおよびボタンを介してユーザからの指示を受け付ける。例えば、ユーザはキーまたはボタンを用いて、電源のオン・オフ指示、印刷の詳細設定、表示設定等の各種指示を入力する。ユーザ操作部91は、リモコンによる入力を受け付けても良い。

表示部81は、ユーザに対し画像データを表示する出力インターフェースである。表示部81は、たとえば液晶表示装置（LCD：Liquid Crystal Display）である。液晶表示装置は、バックライトにより出射される光を用いて画像表示を行う透過型液晶表示装置でもよいし、照明光や太陽光等の外光を用いて画像表示を行う反射型液晶表示装置でもよい。ただし表示部81は、液晶表示装置に限定されるものではなく、有機EL表示装置、プラズマ表示装置、またはLED表示装置であってもよい。表示部81は、タッチパネルによる入力機能を備えても良く、この場合、ユーザ操作部91を省いてもよい。または、ユーザ操作部91を残したまま、ユーザ操作部91と同一または異なる入力機能を表示部81に備えさせてもよい。

印刷部71は、印刷用紙等のシートに画像データを印刷する機能を有する。印刷部71は、シートを収納する収納部を有する。印刷部71は、ネットワーク部41の印刷プロトコル部34から印刷指示を受け、印刷プロトコル部34から指定された画像データをシートに印刷し、印刷したシートを排紙トレイに出力する。印刷方式は、インクジェット方式、レーザービーム方式、熱転写方式など、どのような方式を用いてもかまわない。なお、プリンター11は、印刷機能の他に、コピー機能、ファックス機能または電話機能等の付加機能を搭載した複合機でもよい。

ネットワーク部41は、無線LANとの通信インターフェースである。ネットワーク部41は、無線LANモジュール（無線モジュール）31、通信速度制御部32、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33、および印刷プロトコル部（データ通信部）34を備える。

無線LANモジュール31は、たとえば複数の通信アンテナを備え、IEEE802.11nに準拠した通信を行うとともに、IEEE802.11b, IEEE802.11g, IEEE802.11aにも対応する。IEEE802.11b, IEEE802.11g, IEEE802.11aの通信への対応は、IEEE802.11nが備える上位互換により実現してもよいし、それぞれの通信規格に準拠したチップを備えることにより実現してもよい。無線LANモジュール31は、通信速度制御部32により指定される通信規格および通信速度（変調方式および符号化率）に従って通信を行う。

無線LANモジュール31は、対象無線装置（本例ではアクセスポイント101）と無線接続（無線リンク）を確立する無線接続手段31aを備える。無線接続手段31aは、対象無線装置との間でフレームを送受信することで、無線接続を確立する。後述の印刷プロトコル部34は、このように確立された無線接続を用いてデータ通信を行う。プリンター11は、無線接続を確立する無線接続シーケンス等を含む接続確立フェーズと、確立された無線接続を介してデータ通信を行うデータ通信フェーズとを備える。

無線LANモジュール31は、無線接続確立後のデータ通信では、送信の場合は、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33から送信パケットを受け、当該送信パケットに、ヘッダおよびFCS等の付加を行ってMAC層のフレームを生成する。無線LANモジュール31は、当該フレームを符号化および変調して変調信号を生成し、当該変調信号を通信アンテナから送信する。

無線LANモジュール31は、受信の場合は、通信アンテナを介して信号を受信し、受信信号を復調および復号してフレームを復元する。復元したフレームに対しヘッダの除去、FCSに基づく誤り検出処理等の処理を行う。無線接続確立後のデータ通信では、当該フレームからそのペイロードデータであるIP層のパケットを抽出し、抽出したパケットをネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33に送る。誤り検出処理で誤りが検出された場合は、当該フレームを廃棄し、フレームの再送を要求する再送要求フレームを送信してもよい。これは特にBlock Ack方式の場合に該当する。無線LANモジュール31は、フレームのエラーレートに応じて通信速度を制御する適応変調を行ってもよい。

通信速度制御部32は、無線LANモジュール31の動作を制御する。本実施形態では、特に、この通信速度制御部32は、無線LANのネットワーク環境（NW環境）を取得および管理するネットワーク環境取得手段（ＮＷ環境取得手段）32ａを備える。ＮＷ環境取得手段32ａは、当該取得したネットワーク環境を表す情報を、内部の記憶手段もしくは外部の記憶手段に記憶する。ネットワーク環境は、アクセスポイント101の通信エリアにどのような通信規格の無線機器が存在するのかを示す。例えばアクセスポイント101の通信エリアにIEEE802.11nとIEEE802.11gの無線機器のみが存在するときは、ネットワーク環境を表す情報は「11n＆11g」であり、IEEE802.11nとIEEE802.11bとIEEE802.11gの無線機器が存在するときは、「11n＆11b＆11g」である。ネットワーク環境は、後述のようにアクセスポイント101とProbe RequestフレームおよびProbe Responseフレームを送受信することで、またはアクセスポイント101からのBeaconフレームを受信することで、取得する。あるいは、ネットワーク環境を通知する専用のフレームを定義し、当該専用フレームを用いてアクセスポイント101からネットワーク環境を通知することも可能である。

通信速度制御部32は、フェーズ（接続確立フェーズまたはデータ通信フェーズ）の指定をネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部43から受け、指定されたフェーズの識別情報を、内部の記憶手段（レジスタ）、もしくはアクセス可能な外部の記憶手段に記憶する。また通信速度制御部32は、指定されたフェーズで用いる通信規格および通信速度を決定する。

具体的に、通信速度制御部32は、上記接続確立フェーズを指定された場合、上記ネットワーク環境に基づいて、当該接続確立フェーズで用いる通信規格を決定し、決定した通信規格を無線LANモジュール31に指定する。また当該決定した通信規格で用いる通信速度を決定し、決定した通信速度を無線LANモジュール31に指定する。通信速度として、例えば決定した通信規格の最低速度を指定する。このように決定した通信規格および通信速度で接続確立フェーズを行うことで、確実に無線接続を確立する。通信規格の決定フローは後述する。

また、通信速度制御部32は、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33から上記データ通信フェーズの指定を受けた場合は、通信規格として、IEEE802.11nを無線LANモジュール31に指定する。また通信速度制御部32は、通信速度として、IEEE802.11nの最高速度を指定する。これによりデータ通信フェーズでは、高速なデータ通信を行うことを可能にする。なお、上記接続確立フェーズに対して指定した通信規格がIEEE802.11nであるときは、通信速度の指定のみ行えばよい。

通信速度制御部32は、無線LANモジュール31へ指定した最新の通信規格および通信速度の情報を、内部または外部の記憶手段に記憶保持する。

ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、ネットワークプロトコル（例えばTCP/IPあるいはUDP/IPなど）の処理を行い、さらにプリンター11のフェーズ監視を行う。

ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、ネットワークプロトコルの一般的な処理として、送信時は、送信データに対し、ネットワークプロトコルのヘッダおよびフッターを付加してパケットを生成し、生成したパケットを無線LANモジュール31に送る。また、受信時は、無線LANモジュール31から受けるパケットのヘッダおよびフッターに基づき順序制御、誤り制御等を行い、パケットに含まれるデータを正しい順序で並べて、必要に応じて宛先のアプリケーション（たとえば印刷プロトコル部34）に渡す。パケットの抜けや破損が検出されたときは、当該パケットの送信元に、再送を依頼する。

ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、印刷プロトコル部34から印刷サービス開始指示を受けると、プリンター11を無線LANに接続するべく、通信速度制御部32に初期化指示を行う。初期化指示を受けた通信速度制御部32は、上述したようにしてネットワーク環境を取得し、取得後、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33に初期化完了報告を行う。

ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、通信速度制御部32に無線接続を要求し、接続確立フェーズを指定する。通信速度制御部32は、フェーズ情報として接続確立フェーズを内部または外部の記憶手段に記憶し、当該フェーズで用いる通信規格および通信速度を決定する。通信速度制御部32は、無線LANモジュール31に対し、決定した通信規格および通信速度とともに、無線接続の確立を指示する。無線LANモジュール31は、アクセスポイント101と無線接続シーケンスを行うことにより無線接続を確立する。

ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は通信速度制御部32を介して無線接続の確立を確認すると、必要に応じてIPアドレスの割り当てを受ける処理を行う。すなわち、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、IPアドレスが事前に登録されていない場合は、IPアドレスの割り当て要求パケットを生成して、IPアドレス割り当てを管理するサーバ（例えばアクセスポイント101）に送信することにより、当該サーバからIPアドレスの割り当てを受ける。

またネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、印刷プロトコル部34からの指示に応じて、プリンター11が提供する印刷サービス内容を、無線LAN内の無線機器に通知する。当該通知は、アクセスポイント101または無線機器からの要求に応じてユニキャストにより送信してもよいし、または自律的にブロードキャストにより通知してもよい。

ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、上述した無線接続の確立、IPアドレスの取得、およびサービス通知が完了すると、通信速度制御部32に印刷サービスが使用可能になった旨（サービス接続確立通知）を通知するとともに、データ通信フェーズを通信速度制御部32に指示する。当該サービス接続確立通知に当該データ通信フェーズの指示を暗に含めてもよい。当該通信速度制御部32は、当該通知を受けて、内部または外部の記憶手段のフェーズ情報をデータ通信フェーズに更新するとともに、データ通信フェーズ用の通信規格および通信速度を決定して、無線LANモジュール31に指定する。

印刷プロトコル部34は、無線LANを介して外部の無線機器からプリンター11を制御することを実現するための印刷プロトコルの処理を行う。

印刷プロトコル部34は、例えば起動時、またはユーザ操作部91の入力指示に応じて、無線LANを介した印刷サービスの開始を決定し、プリンター11を無線LANに接続するべく、上述の印刷サービス開始指示をネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33に行う。

印刷プロトコル部34は、無線LANモジュール31およびアクセスポイント101間の無線接続が確立されると、プリンター11が提供する印刷サービス内容を通知することを、アクセスポイント101または無線機器からの要求に応じて、または自律的に、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33に指示する。

印刷プロトコル部34は、上記データ通信フェーズでは、無線機器から送信されるデータ（コマンドデータおよび画像データ）を、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33を介して取得する。印刷プロトコル部34は、当該コマンドデータの内容に従って、無線機器から送信される画像データをシートに印刷するよう、印刷部71を制御する。

制御部51は、プリンター11内の各要素の動作を制御する。例えばユーザ操作部91による入力指示に応じて、ネットワーク部41に対して上述の印刷サービスの開始を指示する。また、表示部81の表示設定を変更し、または、印刷部71の印刷設定を変更する。

図3および図4は、プリンター11とアクセスポイント101間で行われる動作シーケンスを示すシーケンス図である。

プリンター11とアクセスポイント101間の動作は、接続確立フェーズA1と、当該接続確立フェーズA1に続くデータ通信フェーズA2とを含む。なお接続確立フェーズA1の前には初期手続が行われる。図3は接続確立フェーズA1のシーケンス、図4はデータ通信フェーズA2のシーケンスを示している。接続確立フェーズA1は、さらに無線接続シーケンスB1、自動IPアドレス付与シーケンスB2、およびサービス検索シーケンスB3を含む。

図3および図4において、破線の横方向矢印は、プリンター11内で送受信される制御コマンドを表し、実線の横方向矢印は、プリンター11とアクセスポイント101間で送受信される通信パケットフレームを表す。

［初期手続］
図3に示すように、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、印刷プロトコル部34からの印刷サービス開始指示を受けて、通信速度制御部32に初期化指示を行う（S11）。当該初期化指示を受けた通信速度制御部32は、アクセスポイント101の検索（スキャン）を、無線LANモジュール31に指示する（S12）。この際、無線LANモジュール31に対し、事前に定められた初期の通信規格および通信速度を指定する。たとえば通信規格としてIEEE802.11n、通信速度として当該規格の最低速度を指定する。なお初期の通信規格および通信速度が事前に無線LANモジュール31に設定されている場合は、当該指定は不要である。

スキャン指示を受けた無線LANモジュール31は、Probe Requestフレームを送信し（S13）、アクセスポイント101からProbe Responseフレームを受信することで（S14）、アクセスポイント101を発見する。

無線LANモジュール31は、受信したProbe Responseフレームから、アクセスポイント101のネットワーク環境情報を抽出して、通信速度制御部32に通知する（S15）。ネットワーク環境情報は、上述したように、アクセスポイント101の通信エリア内にどのような通信規格の無線機器が存在するのかを特定するための情報である。

より詳しくは、Probe ResponseフレームにはERP Information elementが含まれる。ERP Information elementのNon ERP Presentフィールドは、アクセスポイント101の通信エリア内に、IEEE802.11b無線機器が存在するか否かを表す値を格納する。Non ERP Presentフィールド値が0のときは、IEEE802.11b無線機器は存在せず、当該フィールド値が1のときは、IEEE802.11b無線機器が存在することを意味する。ERP Information elementのフォーマットを図5（A）に示す。

さらに、Probe ResponseフレームにはHT Operation elementが含まれる。HT Operation elementのNongreenfield HT STAs Presentフィールドは、アクセスポイント101の通信エリア内に、IEEE802.11a、IEEE802.11bおよびIEEE802.11gが存在するか否かを表す値を格納する。Nongreenfield HT STAs Presentフィールド値が0のときは、IEEE802.11a、IEEE802.11bおよびIEEE802.11gのいずれも存在せず、当該フィールド値が1のときは、IEEE802.11a、IEEE802.11bおよびIEEE802.11gのいずれかが存在することを意味する。HT Operation elementのフォーマットを図5（B）に示す。

無線LANモジュール31は、Probe ResponseフレームからERP Information elementのNon ERP Presentフィールド値と、HT Operation element のNon ERP Presentフィールド値とを抽出し、これらの値を含むネットワーク環境情報を通信速度制御部32に通知する（S15）。

上述のステップS12〜S15ではProbe RequestフレームおよびProbe Responseフレームの送受信によりアクセスポイント101を発見し、ネットワーク環境を取得したが、代替的に、アクセスポイント101により定期的に送信されるBeaconフレームを受信することにより、アクセスポイント101の発見およびネットワーク環境の取得を行ってもよい。この場合、Beaconフレームにも上述のERP Information elementおよびHT Operation elementが含まれるため、上記と同様に、ERP Information elementのNon ERP Presentフィールド値、およびHT Operation elementのNongreenfield HT STAs Presentフィールド値を、ネットワーク環境情報として通信速度制御部32に送る。

ネットワーク環境の通知を受けた通信速度制御部32は、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33に対し初期化完了を報告する。

［接続確立フェーズA1］
（無線接続シーケンスB1）
初期化報告を受けたネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、無線接続の確立を通信速度制御部32に要求する（S16）。この際、接続確立フェーズを通信速度制御部32に指定する。無線接続の確立要求に、接続確立フェーズの指定を暗に含めてもよい。

当該無線接続の確立要求を受けた通信速度制御部32は、図6のフローに従って、無線接続シーケンス、自動IPアドレス付与シーケンスおよびサービス検索シーケンスで用いる通信規格および通信速度を共通に決定する。

図6は、これらのシーケンスで使用する通信規格および通信速度を決定する処理の流れを示すフローチャートである。

まず、通信速度制御部32は、HT Operation elementのNongreenfield HT STAs Presentフィールド値を確認することで、アクセスポイント101の通信エリア内にIEEE802.11a、IEEE802.11bおよびIEEE802.11gの無線機器は存在するかどうか、すなわち周囲の無線機器はすべてIEEE802.11nであるかどうかを検査する（S101）。当該値が0であるときは、周囲の無線機器はすべてIEEE802.11n無線機器であるため（S101のYES）、この場合、通信規格としてIEEE802.11nを選択する（S102）。また通信速度として、確実な通信のため、IEEE802.11nで最も低い値、例えばMCS0(6．5Mbps)を選択する（S102）。なお周知なように、MCSはModulation and coding schemeの略である。

一方、HT Operation elementのNongreenfield HT STAs Presentフィールド値が1であるときは、アクセスポイント101の通信エリア内にIEEE802.11a、IEEE802.11bおよびIEEE802.11gの少なくともいずれかの無線機器が存在すると決定する（S101のNO）。そこで、次に、ERP Information elementのNon ERP Presentフィールド値を確認することで、IEEE802.11bの無線機器が存在するかどうかを検査する（S103）。ERP Information elementのNon ERP Presentフィールド値が1のときは、IEEE802.11bの無線機器が存在するため（S103のYES）、通信規格としてIEEE802.11bを選択する（S104）。また通信速度として、IEEE802.11bで最も低い値、例えば1Mbpsを選択する（S104）。

一方、ERP Information elementのNon ERP Presentフィールド値が0のときは、IEEE802.11b無線機器は存在しないものの（S103のNO）、IEEE802.11gおよびIEEE802.11aの少なくとも一方が存在する。この場合、IEEE802.11gおよびIEEE802.11aのいずれか一方の通信規格を選択する（S105）。また、選択した通信規格における最も低い値、例えば6Mbps（IEEE802.11gおよびIEEE802.11aのいずれの場合も）を選択する（S105）。

ネットワーク環境と、使用する最低通信速度との対応の一例を示すと図7に示す表のようになる。

各通信規格でサポートされる通信速度は、事前に無線LANモジュール31に設定しておいてもよいし、アクセスポイント101から送信されるProbe ResponseフレームまたはBeaconフレームから取得してもよい。たとえばIEEE802.11nの場合は図8（A）に示すHT Capabilities element、IEEE802.11gの場合は図8（B）に示すExtended Supported Rates element、IEEE802.11aまたはIEEE802.11bの場合は、図8（C）に示すSupported rates elementから、それぞれサポートされる通信速度を取得できる。

また図6のフローを実行する代わりに、HT Operation elementのNongreenfield HT STAs Presentフィールド値と、ERP Information elementのNon ERP Presentフィールド値と、通信規格と、通信速度とを対応づけたテーブルを作成しておき、このテーブルに基づき、マッチングする通信規格および通信速度を選択してもよい。

通信速度制御部32は、使用する通信規格および通信速度を決定したら、図3に示すように、決定した通信規格および通信速度を無線LANモジュール31に指定する（S17）。さらに通信速度制御部32は、MAC層（レイヤ2）の無線接続を確立することを無線LANモジュール31に指示する（S18）。

当該無線接続の指示を受けた無線LANモジュール31は、アクセスポイント101との間で、指定された通信規格および通信速度にて、認証、接続および鍵交換の手続を行う。

すなわち、無線LANモジュール31は、まず、アクセスポイント101との間でAuthenticationフレームを送受信することで、802.11認証手続を行う（S19）。

次に、無線LANモジュール31は、アクセスポイント101とAssociation RequestフレームおよびAssociation Responseフレームを送受信することで、アクセスポイント101と無線接続を確立する（S20）。

無線接続を確立した無線LANモジュール31は、アクセスポイント101との間で、EAPOL(Extensible Authentication Protocol over LAN)-Keyフレームを送受信（4ウェイ・ハンドシェーク）することにより、暗号鍵の交換を行う（S21）。なお高度な認証（802.1x認証）を行う場合は、このEAPOL-Keyフレーム送信の前に、EAPフレームの送受信が行われる。ただし本ステップは、MAC層での通信を暗号化しない場合は不要である。また暗号化方式として事前に暗号鍵を登録しておくWEP等を用いる場合も、本ステップは不要である。

無線LANモジュール31は、認証（S19）,接続（S20）および鍵交換（S21）を行ったら、MAC層の無線接続の完了を通信速度制御部32に通知する（S22）。

当該通知を受けた通信速度制御部32は、ステップS16で受けた無線接続依頼の応答として、無線接続の確立が完了した旨をネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33に通知する（S23）。

以上により無線LANモジュール31とアクセスポイント101間にはMAC層(L2)における無線接続が確立され、無線接続を用いたデータ通信が可能となる。MAC層の通信は、ステップS21で交換した鍵により暗号化して行われる。当該暗号化は無線LANモジュール31で行われる。

（自動IPアドレス付与シーケンスB2）
ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、IPアドレスの付与を要求するフレームを生成し、生成したフレームを無線LANモジュール31を介して、アクセスポイント101に送信する（S24）。アクセスポイント101はたとえばDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバの機能をもつ。ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、割り当てられたIPアドレスを含む応答フレームをアクセスポイント101から無線LANモジュール31を介して受信する（S25）。これによりネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、ネットワーク層（IP層）での通信に使用するIPアドレスを取得し、IP層レベルでの通信が可能になる。本シーケンスB2において無線LANモジュール31は、無線接続シーケンスのステップS17で指定された通信規格および通信速度を用いて通信を行う。なお事前にIPアドレスが登録されている場合は、本シーケンスB2の実行は不要である。

（サービス検索シーケンスB3）
印刷プロトコル部34は、アクセスポイント101または無線機器からのサービス検索要求を、無線LANモジュール31を介して受信すると（S26）、プリンター11が提供するサービス内容（例えば印刷機能）を記述したサービス通知を、無線LANモジュール31を介して、サービス検索要求の送信元に返信する（S27）。本シーケンスB3において無線LANモジュール31は、無線接続シーケンスのステップS17で指定された通信規格および通信速度を用いて通信を行う。

サービス検索要求の送信元がアクセスポイント101の場合、アクセスポイント101は、受信したサービス通知の情報を、自身の通信エリア内の無線機器にブロードキャストしてもよい。

なお、自動IPアドレス付与シーケンスB2の完了後、一定時間内にサービス検索要求が受信されない場合は、本シーケンスB3を省略することも可能である。

上記の例ではサービス通知をサービス検索要求への応答として送信しているが、自動IPアドレス付与シーケンスB2の完了後に、当該サービス検索要求を、ブロードキャストにより自律的に送信してもよい。

ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33は、自動IPアドレス付与シーケンスB2の完了後一定時間が経過したら、もしくはサービス通知を送信したら、サービス接続確立通知を、通信速度制御部32に送信する（S28）。サービス接続確立通知は、当該プリンター11がネットワークを介してサービスを提供できる状態（通信サービス可能状態）になったことを示す。

サービス接続確立通知を受けた通信速度制御部32は、フェーズ状態の設定を、接続確立フェーズからデータ通信フェーズに変更する。また通信速度制御部32は、通信規格をIEEE802.11nに、通信速度をIEEE802.11nの最大速度に変更することを決定する。通信速度制御部32は、変更後の通信規格および通信速度を無線LANモジュール31に指定する（S29）。

［データ通信フェーズA2］
図4に示すように、印刷プロトコル部34は、アクセスポイント101に属する無線機器201からの印刷要求を受け、印刷部71を用いて、当該無線機器から指定された画像データをシートに印刷する（印刷シーケンス）。すなわち、印刷シーケンスでは、印刷プロトコル部34が、無線機器201との間で、印刷プロトコルに従ったデータ通信を行うことで、シートへの画像データの印刷が行われる。

具体的に、印刷シーケンスC1では、無線機器201から、印刷開始の指示コマンドを含むフレームが受信される（S30）。無線LANモジュール31およびネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33を介して、当該フレームに含まれる印刷開始指示コマンドが取り出されて、印刷プロトコル部34に渡される。これにより印刷プロトコル部34は印刷指示を認識し、印刷すべきデータの受信を待機する。

無線LANモジュール31は、無線機器201から印刷すべきデータを含めたフレームを受信し（S31）、当該フレームに含まれるデータが、ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33を介して、印刷プロトコルに渡される。印刷プロトコル部34は、印刷部71を用いて当該データに基づく画像をシートに印刷するよう制御する。

無線LANモジュール31は、無線機器201から印刷の終了指示コマンドを含めたフレームを受信すると（S32）、当該終了指示コマンドがネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部33を介して印刷プロトコル部34に渡される。印刷プロトコル部34は当該コマンドに従って、印刷を終了し、シートを出力する。

以降の印刷シーケンスC2(S33〜S35)、C3（S36〜S38）も、同様にして行われる。

以上、本発明の実施形態によれば、アクセスポイント101の通信エリア内にIEEE802.11bの無線機器が存在するときは、無線接続のためのフレームの送受信（図3のS19,S20等）をIEEE802.11bに従って行う。すなわちIEEE802.11bの枠組みで通信を行う。これにより、当該送受信されるフレームの内容がIEEE802.11b無線機器にも理解されるため、IEEE802.11b無線機器による電波干渉は低減され、確実な無線接続が可能となる。またこの際、通信速度としてIEEE802.11bの最低速度を用いることで、より確実な無線接続が可能となる。無線接続の場合は、送受信のトラフィックが少なく、高速性よりも、確実な通信が優先される
同様に、通信エリア内にIEEE802.11bの無線機器が存在せず、IEEE802.11gあるいはIEEE802.11a無線機器が存在するときは、IEEE802.11gまたはIEEE802.11aに従って無線接続を行うことで、確実な無線接続が可能となる。この際、通信速度としてIEEE802.11gまたはIEEE802.11aの最低速度を用いることでより、確実な無線接続が可能となる。なお、本ケースにおいてIEEE802.11bで無線接続を行うことも可能だが、IEEE802.11gまたはIEEE802.11aを用いることで、より高速な無線接続が可能となる。

また無線接続が確立された後のデータ通信ではIEEE802.11nの最高速度でデータ通信を行うことにより、大容量の画像データを、高速に（短時間で）、通信可能となる。送受信の失敗が起こった場合も、上位プロトコルによる再送制御等により、データ通信を確実に完了することができる。

なお本実施形態では無線接続の確立の際、使用する通信規格の最低速度で通信しているが、最低速度でなくても、通信の成功が可能性で見込まれる場合は、より高い通信速度を用いてもよい。また本実施形態ではデータ通信の速度として、IEEE802.11nの最大速度を用いたが、所望の通信が可能であるならば、これより小さい値の通信速度を用いてもよい。

また本実施形態では無線通信規格として802.11n,802.11b, 802.11a, 802.11bを例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象となる無線通信規格は、これらのものに限定されるものではない。

なお本発明は上記実施形態それ自体に限定されることなく、その発明の要旨を逸脱しない限り、その目的に応じて種々の改変、変更、追加が可能であることは言うまでもない。たとえば上記実施形態に示された全要素の一部を削除してもよいし、新たな要素を追加してもよい。

11：プリンター（無線通信装置）
31：無線LANモジュール（無線モジュール）
32：通信速度制御部
32：ネットワーク環境取得手段
33：ネットワークプロトコル・接続フェーズ監視部
34：印刷プロトコル部（データ通信部）
41：ネットワーク部
51：制御部
71：印刷部
81：表示部
91：ユーザ操作部
101：アクセスポイント（対象無線装置）
201：IEEE802.11n無線機器（対象無線装置）
202a、202b：IEEE802.11g無線機器（第1の無線装置）
203a、203b：IEEE802.11b無線機器（第1の無線装置）

Claims (5)

1. 第1の無線通信規格、および前記第1の無線通信規格よりも高い最大通信速度を有する第2の無線通信規格に従って、対象無線装置と無線による通信を行う無線モジュールと、
   前記対象無線装置の通信エリア内に前記第1の無線通信規格に準拠した第1の無線装置が存在するか否かを特定するためのネットワーク環境情報を前記対象無線装置から取得するネットワーク環境取得手段と、
   前記無線モジュールを介して前記対象無線装置とフレームを送受信することにより前記対象無線装置と無線接続を確立する無線接続手段と、
   前記無線接続が確立された前記対象無線装置と、前記無線モジュールを介してデータ通信を行うデータ通信部と、
   （A）前記無線接続手段が前記無線接続を確立するとき、前記通信エリア内に前記第1の無線装置が存在する場合は前記第1の無線通信規格、存在しない場合は前記第2の無線通信規格に従って通信を実行するように前記無線モジュールを制御し、
   （B）前記データ通信部が前記データ通信を実行するとき、前記第2の無線通信規格に従って通信を実行するように前記無線モジュールを制御する、
   通信速度制御部と、
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記通信速度制御部は、前記無線接続手段が前記無線接続を確立するとき、前記第1または第2の無線通信規格の最低通信速度で通信を行うように前記無線モジュールを制御する
   ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
3. 前記通信速度制御部は、前記データ通信部が前記データ通信を実行するとき、前記第2の無線通信規格の最大通信速度で通信を行うように前記無線モジュールを制御する
   ことを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信装置。
4. 前記第1の無線通信規格は、IEEE802.11b、IEEE802.11aおよびIEEE802.11gの少なくとも1つを含み、
   前記第2の無線通信規格はIEEE802.11nである
   ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の無線通信装置。
5. 対象無線装置と無線により通信を行う無線通信方法であって、
   前記対象無線装置の通信エリア内に第1の無線通信規格に準拠した第1の無線装置が存在するか否か特定するためのネットワーク環境情報を前記対象無線装置から取得するネットワーク環境取得ステップと、
   前記ネットワーク環境情報に基づき、前記通信エリア内に前記第1の無線装置が存在するときは前記第1の無線通信規格、前記第1の無線装置が存在しないときは、前記第1の無線通信規格よりも高い最大通信速度を有する前記第2の無線通信規格を選択する選択ステップと、
   選択された無線通信規格に従って、前記対象無線装置とフレームを送受信することにより前記対象無線装置と無線接続を確立する無線接続ステップと、
   前記無線接続が確立された前記対象無線装置と、前記第2の無線通信規格に従ってデータ通信を実行するデータ通信ステップと、
   を備えたことを特徴とする無線通信方法。

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