(57)【要約】【課題】無線通信システムの環境に依存せず，かつスループットもできるだけ落とすことなく，安定して無線通信を中継することのできる無線通信リピータ（無線通信中継装置）を提供する。【解決手段】本願発明にかかる無線通信リピータは，複数のストリーム通信が可能な１の無線通信処理部を備え，各ストリーム通信で使用する無線インタフェースのそれぞれに無線子機機能およびアクセスポイント機能を割り当て，排他的に稼働させているため，１つの無線通信処理部だけであっても，電波干渉の発生しない安定した無線フレームの中継が可能である。【選択図】図３
2014017643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線インタフェースと接続可能な１つの無線通信処理部と，
前記無線通信処理部と接続している第１の無線インタフェースと，
前記無線通信処理部と接続している第２の無線インタフェースと，
前記第１の無線インタフェースを通じて所定の無線親機との無線通信を行う，無線子機通信部と，
前記第２の無線インタフェースを通じて所定の無線子機との無線通信を行う，無線親機通信部と，
前記無線子機通信部が受信した無線通信を前記無線親機通信部に向けて転送する，および，前記無線親機通信部が受信した無線通信を前記無線子機通信部へ転送する，無線通信中継部と，
を備える無線通信中継装置。
【請求項２】
前記第１の無線インタフェースは，指向性アンテナを備え，
前記第２の無線インタフェースは，無指向性アンテナを備える，
請求項１に記載の無線通信中継装置。
【請求項３】
複数の無線インタフェースと接続可能な１つの無線通信処理部と，
前記無線通信処理部と接続している，少なくとも２つ以上の無線インタフェースと，
所定の情報に基づいて決定された１つ以上の前記無線インタフェースを通じて所定の無線親機との無線通信を行う，無線子機通信部と，
所定の情報に基づいて決定された１つ以上の前記無線インタフェースを通じて所定の無線子機との無線通信を行う，無線親機通信部と，  
前記無線子機通信部が受信した無線通信を前記無線親機通信部に向けて転送する，および，前記無線親機通信部が受信した無線通信を前記無線子機通信部へ転送する，無線通信中継部と，
を備える無線通信中継装置。
【請求項４】
前記所定の情報は，前記無線子機通信部，または，前記無線親機通信部が行う無線通信の状況のうちいずれか１つを含む，
請求項３に記載の無線通信中継装置。
【請求項５】
前記無線通信の状況は，通信相手の無線電波強度，通信相手との無線通信におけるスループットまたは通信相手との無線通信におけるエラー発生に基づく情報のうち，いずれか１つを含む，
請求項４に記載の無線通信中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は無線通信装置に関し，特に，無線通信エリアを拡大する無線通信中継装置（以下，無線通信リピータ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
インフラストラクチャ型の無線ＬＡＮネットワークでは，アクセスポイントの設置場所によっては電波の届きにくい場所（デッドスポット）が発生する場合がある。この場所に無線子機が存在する場合には，安定した通信を行うことができない。このようなデッドスポットを解消する手段として，無線通信リピータという装置が存在する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７４１１号公報
【０００４】
図１は無線通信リピータを利用した無線通信システムの一例である。無線子機１０３は，親機であるアクセスポイント１０１と接続しており，相互に無線通信が可能である。一方，無線子機１０４は，壁などの遮蔽物の存在により発生したデッドスポット１０５内に存在している。したがって，無線子機１０４はアクセスポイント１０１と直接通信することができない。しかし，無線通信リピータ１０２を経由することで，無線子機１０４はアクセスポイント１０２との通信が可能である。
【０００５】
無線通信リピータ１０２は，アクセスポイント１０１から発せられた通信を所定の場所に拡大する機能を有している。具体的には，図２に示すような機能構成により実現している。
【０００６】
図からわかるとおり，従来の無線通信リピータ１０２の特徴は，２つの無線通信処理部２１０から構成されていることである。  無線通信処理部２１０は，無線通信の処理に必須となるＲＦ処理部（Radio Frequency）とＢＢ処理部（Base Band）によって構成される。ＲＦ処理部とはベースバンドの信号を変復調するものであり，ＢＢ処理部とは送受信するデジタルデータの変復調を行うものである。一般的な無線通信機器は無線通信処理部２１０を１つしか有していないが，無線通信リピータ１０２は，これらを複数利用することにより，アクセスポイントと無線子機の両方と無線通信ができる。なお，無線通信処理部２１０とアンテナ２１２とは，物理的なインタフェースである無線インタフェース２１１を介して接続している。
【０００７】
さらに，無線通信リピータ１０２には，ＳＴＡ処理部２０３およびＡＰ処理部２０４が備えられている。ＳＴＡ処理部２０３とは，いわゆる無線子機としての機能を有するものであり，無線通信リピータ１０２を無線子機として機能させる。一方，ＡＰ処理部２０４は無線通信リピータ１０２を親機であるアクセスポイントとして機能させるための処理部である。つまり，無線通信リピータ１０２とは，無線子機とアクセスポイント両方の機能を有することを特徴とする無線通信装置である。
【０００８】
無線通信中継部２０５は，無線通信リピータ１０２特有の機能であり，２つの無線通信処理部２１０間の通信を互いに転送するものである。たとえば，無線子機として受信した，すなわちＳＴＡ処理部２０３が受信した無線フレームをＡＰ処理部２０４に転送し，アクセスポイントとしての自身に接続している所定の無線子機に対して送信する。
【０００９】
逆に，アクセスポイントとして受信した，すなわちＡＰ処理部２０４が受信した無線フレームを，ＳＴＡ処理部２０３を経由して，自身が接続している所定のアクセスポイントに送信する。
【００１０】
上述した無線通信リピータ１０２の機能を図１に示したシステムに当てはめると，無線通信リピータ１０２とアクセスポイント１０１が通信を行う際，無線通信リピータ１０２は無線子機として動作しており，一方，無線子機１０４と通信を行う際は，アクセスポイントとして動作していることを意味する。
【００１１】
このように，無線通信リピータ１０２は，通常は２つの無線通信処理部２１０を備え，それぞれを適宜稼働させることにより無線通信リピータとして動作しているわけであるが，両方の無線通信処理部２１０が同時に動作した場合，互いに電波干渉を起こすという問題があった。
【００１２】
無線通信リピータ１０２は，２つの無線通信処理部２１０を備えることから，通常は，それぞれ独立して稼働させることができる。つまり，同時に電波の送受信を行うことができる。これはスループットを重視する場合には好都合であるものの，両方の無線通信処理部２１０が使用する無線帯域が重複，あるいは近い場合には電波干渉の要因ともなる。
【００１３】
電波干渉を解決する手段の１つは，２つの無線通信処理部２１０を同時に稼働させず，排他的に稼働させることである。しかし，２つの無線通信処理部２１０を設けているにもかかわらず，わざわざ排他的に稼働させるのは，リソースの有効活用および製造コストなどの観点からみると好ましくない。
【００１４】
もう１つの解決手段は，２つの無線通信処理部２１０が使用する無線帯域を分けることである。たとえば，１つがIEEE802.11aの5.2G帯域で，もう１つがIEEE802.11b/gの2.4G帯域とすることである。こうすれば，同時に稼働させた場合であっても，電波干渉の心配はほとんどない。しかし，無線通信リピータ１０２が設置される無線通信システムによっては，そのような帯域の使用を採用することができないこともあるため，柔軟性に欠けるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本願発明はかかる課題を解決するためのものである。すなわち，無線通信システムの環境に依存せず，かつスループットもできるだけ落とすことなく，安定して無線通信を中継することのできる無線通信リピータ（無線通信中継装置）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願発明にかかる第１の形態は，複数の無線インタフェースと接続可能な１つの無線通信処理部と，  無線通信処理部と接続している第１の無線インタフェースと，無線通信処理部と接続している第２の無線インタフェースと，第１の無線インタフェースを通じて所定の無線親機との無線通信を行う，無線子機通信部と，第２の無線インタフェースを通じて所定の無線子機との無線通信を行う，無線親機通信部と，無線子機通信部が受信した無線通信を無線親機通信部に向けて転送する，および，無線親機通信部が受信した無線通信を無線子機通信部へ転送する，無線通信中継部と，  を備える無線通信中継装置である。
【００１７】
さらに好ましくは，第１の無線インタフェースは，指向性アンテナを備え，第２の無線インタフェースは，無指向性アンテナを備える。
【００１８】
本願発明にかかる第２の形態は，複数の無線インタフェースと接続可能な１つの無線通信処理部と，無線通信処理部と接続している，少なくとも２つ以上の無線インタフェースと，所定の情報に基づいて決定された１つ以上の無線インタフェースを通じて所定の無線親機との無線通信を行う，無線子機通信部と，所定の情報に基づいて決定された１つ以上の無線インタフェースを通じて所定の無線子機との無線通信を行う，無線親機通信部と，  無線子機通信部が受信した無線通信を無線親機通信部に向けて転送する，および，無線親機通信部が受信した無線通信を無線子機通信部へ転送する，無線通信中継部と，を備える無線通信中継装置である。
【００１９】
さらに好ましくは，所定の情報は，無線子機通信部，または，無線親機通信部が行う無線通信の状況のうちいずれか１つを含む。
【００２０】
さらに好ましくは，無線通信の状況は，通信相手の無線電波強度，通信相手との無線通信におけるスループットまたは通信相手との無線通信におけるエラー発生に基づく情報のうち，いずれか１つを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明にかかる無線通信リピータは，複数のストリーム通信が可能な１つの無線通信処理部を備え，各ストリーム通信で使用する無線インタフェースのそれぞれに無線子機機能およびアクセスポイント機能を割り当て，排他的に稼働させているため，１つの無線通信処理部だけであっても，電波干渉の発生しない安定した無線フレームの中継が可能である。さらに，ストリーム数を増加させることにより，複数の無線子機機能やアクセスポイント機能を実現することができ，より安定して無線フレームの中継が可能になる。もちろん，従来の無線通信リピータと異なり１の無線通信処理部しか備えないため，消費電力や製造コストの面でも従来のものより優れているという効果も得られる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では図面を参照し本願発明に係る実施例を説明する。
［実施例１］
［システム全体図］
【００２３】
本願発明にかかる無線通信リピータを利用する無線通信システムの全体図は，図１で示したものと同様であるため，システム全体に関する説明は省略する。なお，以下では，本願発明にかかる無線通信リピータを図１で示した無線通信リピータ１０２として説明する。
［機能ブロック図］
【００２４】
図３は本願発明にかかる無線通信リピータ１０２の機能ブロックである。無線通信処理部２１０は，従来の無線通信リピータのものと同じであるため同じ番号を付している。
【００２５】
第１の無線インタフェース３０１および第２の無線インタフェース３０２は，物理的インタフェースであるが，本願発明にかかる無線通信リピータ１０２ではそれぞれが１つの無線通信処理部２１０に接続されている点が特徴である。このような構成はＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）と呼ばれる無線通信技術を利用する際に採用されることが多い。ＭＩＭＯ技術を利用する場合には，図の場合アンテナが２つなので，図示していないが通信相手側も通常は２つのアンテナを備えており，２つのストリームを使って通信することができる。このようなストリーム通信をここでは２Ｘ２通信と呼ぶことにする。このストリーム数はさらに増やすこともでき，４ｘ４といった通信も存在する。なお，後の実施例でも示す通り，本願発明は，ＭＩＭＯ技術と同様の構成を有していることから，ＭＩＭＯ技術の特徴である複数のストリームを使った通信を利用することができる。しかしながら，本願発明にはＭＩＭＯ技術が必須というわけではない。
【００２６】
本実施例の無線通信リピータ１０２では，第１の無線インタフェース３０１には指向性アンテナ３０５が接続されており，第２の無線インタフェース３０２には無指向性アンテナ３０６が接続されている。
【００２７】
ＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部３０４は，従来のものと概ね同じ機能であるが，本願発明に特有の部分もあるため番号を変えている。
【００２８】
ＳＴＡ処理部３０３は，無線通信リピータ１０２を無線子機として機能させる機能部である。この部分は従来の無線通信リピータと同じである。しかし，本実施例の無線通信リピータ１０２は複数の無線インタフェースを備えており，ＳＴＡ処理部３０３は常に第１の無線インタフェース３０１を利用する点，従来と異なる。
【００２９】
一方，ＡＰ処理部３０４は，無線通信リピータ１０２をアクセスポイントとして機能させる機能部であり，その無線通信は，常に第２の無線インタフェース３０２を利用する。
【００３０】
つまり，本実施例の無線通信リピータ１０２では，ＳＴＡ処理部３０３は指向性アンテナ３０５を使用し，ＡＰ処理部３０４は無指向性アンテナ３０６を使用して無線フレームを送受信することとなる。ＳＴＡ処理部３０３は，所定のアクセスポイントと接続することを目的とする処理部であるが，通常，アクセスポイントは無線子機のように移動することは少なく，所定の位置に固定的に存在することが多いため，指向性アンテナ３０５を用いている。一方，ＡＰ処理部３０４は，アクセスポイントとして動作するものであり，広範囲に渡り存在する無線子機を接続する必要があるので，無指向性アンテナ３０６を用いている。
【００３１】
無線通信中継部２０５は，従来技術と同じで，ＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部３０４が受信した無線フレームを他方の処理部に転送するものである。
【００３２】
上述したように，本願発明にかかる無線通信リピータ１０２は，ＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部３０４のそれぞれが行う通信を，２Ｘ２の通信などで利用される複数の無線インタフェースに割り当てた点が特徴であり，無線インタフェースの数に応じた複数の無線通信処理部２１０が不要となる利点がある。ただし，あくまで無線通信処理部２１０が１つしか存在しないため，２Ｘ２や４ｘ４などの通信は，ミリ秒やマイクロ秒オーダの時間で見れば排他的に無線インタフェースを利用している。
【００３３】
本実施例にかかる無線通信リピータ１０２は，１つの無線通信処理部２１０が２つの無線インタフェースを利用しており，さらに，ＳＴＡ処理部３０３が利用するアンテナを指向性アンテナ３０５とし，ＡＰ処理部３０４が利用するアンテナを無指向性アンテナ３０６とした。
【００３４】
こうすることで，従来のように複数の無線通信処理部２１０を備えることなく，また電波の干渉を起こすこともなく無線フレームの中継が可能な無線通信リピータ１０２が得られる。加えて，ＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部３０４の使用するアンテナの特性を処理部の機能に応じて最適化することにより，より運用性の高い無線通信リピータ１０２を得ることができる。
［実施例２］
【００３５】
上述した実施例では，ＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部３０４が使用する無線インタフェースが固定的に決められていたが，本実施例では，所定の情報に基づいて使用する無線インタフェースを動的に切り替える。
【００３６】
たとえば図４に示す無線通信システムを考える。無線子機１０４はアクセスポイント１０１とは直接通信できないが無線通信リピータ１０２と通信可能な状態で，これを経由してアクセスポイント１０１と通信している。先の実施例では本願発明にかかる無線通信リピータ１０２は，複数の無線インタエースのそれぞれにＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部が固定的に割り当てられていた。
【００３７】
すなわち，実施例１に示した態様では，図４において無線通信リピータ１０２の左側のアンテナがＳＴＡ処理部３０３に割り当てられ，アクセスポイント１０１と通信を行っている。しかし，無線子機１０４との通信を考えた場合，ＳＴＡ処理部３０３に割り当てられたアンテナ（左側）のほうが良好な通信を行える場合もある。たとえば図４に示すように，当該アンテナと無線子機１０４との距離が近く良好な通信が行えるなどといった場合である。本実施例では，そのような場合に，ＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部３０４が利用する無線インタフェースを動的に切り替えることにより，通信効率を向上させる。
【００３８】
具体的には，通信相手に応じて利用する無線インフェースを対応付けた所定の情報をもとに切り替えることとなる。図５は本実施例にかかる無線通信リピータ１０２の機能ブロック図である。
【００３９】
本実施例では，実施例１（図３）と比較してインタフェース選択情報５０１が追加されている。これは，通信相手に応じた利用インタフェースの情報であり，図６に示すようなものである。無線通信処理部２１０は，この対応情報に基づいて，利用するインタフェースを決定する。この情報は，固定的なものではなく，電波状況などの変化により，随時更新される。たとえば図６ではＳＴＡ１との通信に利用する無線インタフェースが２であるが，無線子機の移動等により通信状況が変化すると，利用する無線インタフェースも更新されるわけである（図の場合インタフェース１になる）。また，同様にアクセスポイントとの通信状況の変化にも対応して，利用する無線インタフェースが更新される。インタフェース選択情報５０１において考慮されるべき通信状況の例としては，通信相手からの無線電波強度，通信相手との無線通信のスループットおよびエラー発生状況（エラー発生数や発生頻度）などが利用可能である。こうすることで，通信環境が頻繁に変化しても，常に安定した無線通信が行える。
【００４０】
さらに，これまでの実施例では無線インタフェースが２つの場合を例示したが，より多くの無線インタフェースを使用することも可能である。たとえば４ｘ４通信の場合は，４つの無線インタフェースが利用可能なので，それぞれに任意の数のＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部３０４を自在に割り当てることが可能である。もちろん，場合によっては，１つの処理部がすべての無線インタフェースを利用することもできる。たとえば，無線通信リピータ１０２が２つの無線インタフェースを備える場合，ＳＴＡ処理部３０３およびＡＰ処理部３０４は，自身の機能部が動作する際，２つのインタフェースを同時に利用することができる。これは４ｘ４通信においても同様に可能である。
【００４１】
このように多くの無線インタフェースを利用することで，目的に応じて無線通信リピータ１０２の動作を変化させることが可能である。
【００４２】
たとえば，無線通信リピータ１０２の通信冗長性を高めたい場合には，複数のＳＴＡ処理部３０３を設けることにより，複数のアクセスポイント１０１と接続することができ，いずれかのアクセスポイントとの通信が不安定になっても，他のストリームで補うといった利用が可能である。
【００４３】
逆に冗長性よりもパフォーマンスを重視する場合には，複数のストリームを用いて異なる無線フレームを送受信すればよい。上記の２つはいずれもＭＩＭＯですでに用いられている技術である。
【００４４】
また，複数のＡＰ処理部３０４を設けることも可能であり，この場合は，より多くの無線子機を接続させることができる。
【００４５】
本願発明にかかる無線通信リピータは，このような柔軟な運用が可能でありつつも，無線通信処理部２１０自体は１つしか設けないため，製造コストや消費電力などの点で，複数の無線通信処理部２１０を設ける従来の無線通信リピータよりも有利という効果がある。
［まとめ］
【００４６】
本願発明にかかる無線通信リピータは，複数のストリーム通信が可能な１の無線通信処理部を備え，各ストリーム通信で使用する無線インタフェースのそれぞれに無線子機機能およびアクセスポイント機能を割り当て，排他的に稼働させているため，１つの無線通信処理部だけであっても，電波干渉の発生しない安定した無線フレームの中継が可能である。さらに，ストリーム数を増加させることにより，複数の無線子機機能やアクセスポイント機能を実現することができ，より安定して無線フレームの中継が可能になる。もちろん，従来の無線通信リピータと異なり１の無線通信処理部しか備えないため，消費電力や製造コストの面でも従来のものより優れているという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】無線通信リピータを利用した無線通信システム
【図２】（従来技術）無線通信リピータの機能ブロック
【図３】無線通信リピータの機能ブロック（１）
【図４】無線通信リピータを利用した無線通信システム
【図５】無線通信リピータの機能ブロック（２）
【図６】インタフェース選択情報
【符号の説明】
【００４８】
２１０  無線通信処理部
３０１  第１の無線インタフェース
３０２  第２の無線インタフェース
３０３  ＳＴＡ処理部
３０４  ＡＰ処理部
２０５  無線通信中継部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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