(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台以上の無線クライアント端末を収容し、複数の帯域幅の中の一つを使用して各無線クライアント端末と通信する無線アクセスポイント装置であって、
収容している無線クライアント端末それぞれに対する各送信レートを個別に決定する送信レート決定手段と、
前記送信レートおよび収容している無線クライアント端末の台数に基づいて、システム通信容量の概算値を算出する算出手段と、
前記概算値を閾値判定することにより、使用する帯域幅を決定する帯域幅決定手段と、
を備えることを特徴とする無線アクセスポイント装置。
【請求項２】
無線クライアント端末が自装置に対する送信で使用している送信レートである受信レートを各無線クライアント端末から取得する受信レート取得手段、
をさらに備え、
前記算出手段は、前記送信レート、前記台数および前記受信レートに基づいて前記概算値を算出することを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項３】
前記閾値判定で使用する閾値を、ＤＦＳ機能の適用対象周波数帯を使用して通信する場合とＤＦＳ機能の適用対象外周波数帯を使用して通信する場合とで異なる値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項４】
前記閾値は、ＤＦＳ機能の適用対象周波数帯を使用する通信において狭い帯域幅を使用する頻度が高くなるような値とすることを特徴とする請求項３に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項５】
前記閾値判定で使用する閾値を、節電機能を動作させている状態と節電機能を動作させていない状態とで異なる値とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項６】
前記閾値は、節電機能を動作させている状態の通信において狭い帯域幅を使用する頻度が高くなるような値とすることを特徴とする請求項５に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項７】
前記閾値判定で使用する閾値を、使用しているチャネルの周辺チャネルにおける干渉電力量に応じて変更することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項８】
前記閾値は、周辺チャネルにおける干渉電力量が多くなるほど狭い帯域幅を使用する頻度が高くなるような値とすることを特徴とする請求項７に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項９】
１台以上の無線クライアント端末を収容し、複数の帯域幅の中の一つを使用して各無線クライアント端末と通信する無線アクセスポイント装置における帯域制御方法であって、
収容している無線クライアント端末それぞれに対する各送信レートを個別に決定する送信レート決定ステップと、
前記送信レートおよび収容している無線クライアント端末の台数に基づいて、システム通信容量の概算値を算出する算出ステップと、
前記概算値を閾値判定することにより、使用する帯域幅を決定する帯域幅決定ステップと、
を含むことを特徴とする帯域制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスポイント装置および帯域制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１００Ｍｂｐｓ超の伝送速度を実現する無線ＬＡＮ(Local  Area  Network）規格であるＩＥＥＥ(Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers)８０２．１１ｎでは、従来のＩＥＥＥ８０２．１１系規格で使用する帯域幅２０ＭＨｚに加えて、４０ＭＨｚの帯域幅を使用した伝送モードが規定されている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇを使用するレガシー端末のバックワードコンパチビリティを考慮し、「プライマリ・チャネル(primary  channel)」と呼ぶ２０ＭＨｚ帯域を、制御フレームの伝送、レガシー端末とのデータフレーム伝送に使用する。また、４０ＭＨｚ帯域幅使用時は、２０ＭＨｚ帯域幅の２つのチャネルを束ねて使用する。拡張された２０ＭＨｚ帯域を「セカンダリ・チャネル(secondary  channel)」と呼ぶ。【０００３】
一方、現在規格化が進められているＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、４０ＭＨｚに加えて８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚの帯域幅を使用した伝送モードが規定される予定である。これにより、無線ＬＡＮの更なる高速化が実現される一方で、有限である周波数の利用が広帯域になることで、周囲の他無線ＬＡＮ機器、同一周波数帯を使用する他無線システムからの被干渉により、伝送速度が安定しない問題が発生する。また反対に、他無線ＬＡＮ機器、他無線システムへ干渉を与えることになるため、同一周波数帯を使用するシステム全体の観点で、伝送効率を落とす可能性も秘めている。【０００４】
このような課題に対し、特許文献１には、無線通信装置が、帯域幅モード「４０ＭＨｚ」と帯域幅モード「Ｄｕｐｌｉｃａｔｅ」で送信した場合のフレーム誤り率を計測し、それぞれ閾値判定し、帯域幅モード「４０ＭＨｚ」送信が適切でないと判断した場合は、データ受信端末からデータ送信端末へ送信帯域幅を指定することにより、データ受信端末が４０ＭＨｚフレームを受信できない状況であるにもかかわらずデータ送信端末が４０ＭＨｚフレームを送信し続けることを回避し、ＢＳＳ(Basic  Service  Set)全体の帯域の浪費、および端末の送信電力の浪費を防ぐことができる発明（無線通信装置、無線通信方法）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９９１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の無線通信装置では、開示されている無線通信方式と独立して適応変調アルゴリズムを動作させた場合、送信レート（ＭＣＳ(Modulation  Coding  Scheme)  Ｉｎｄｅｘ、ＧＩ(Guard  Interval)長の組、および使用する帯域幅により一意に決まる場合を含む）が通信状況に合わせて変化し、フレーム誤り率が急激に改善することがあるため、フレーム誤り率を正確に計測することが出来ない。すなわち、最適な帯域幅モードを選択することが出来ず、伝送効率が低下する。一方、フレーム誤り率を正確に計測するために、フレーム誤り率計測中は送信レートが変化しないように制御する、帯域幅モード「４０ＭＨｚ」と帯域幅モード「Ｄｕｐｌｉｃａｔｅ」で使用する送信レートを合わせる、等の制御をした場合、制御方法の複雑さが増す上に、フレーム誤り率計測中は適切な適応変調制御が実施出来ない、という問題点があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、独立して適応変調アルゴリズムを動作させた場合でも制御が複雑化するのを回避しつつ伝送効率を向上させることが可能な無線アクセスポイント装置および帯域制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、１台以上の無線クライアント端末を収容し、複数の帯域幅の中の一つを使用して各無線クライアント端末と通信する無線アクセスポイント装置であって、収容している無線クライアント端末それぞれに対する各送信レートを個別に決定する送信レート決定手段と、前記送信レートおよび収容している無線クライアント端末の台数に基づいて、システム通信容量の概算値を算出する算出手段と、前記概算値を閾値判定することにより、使用する帯域幅を決定する帯域幅決定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安定したスループットを提供し、伝送効率を向上させることができるという効果を奏する。また、他システムを含めた同一周波数帯を使用するシステム全体での伝送効率を改善することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明にかかる無線アクセスポイント装置を備えた無線通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の無線アクセスポイント装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１のシステム帯域幅の決定動作で使用する閾値の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１のシステム帯域幅の決定動作で使用する閾値の他の例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２の無線アクセスポイント装置の構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態３のシステム帯域幅の決定動作で使用する閾値の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態４のシステム帯域幅の決定動作で使用する閾値の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態５の無線アクセスポイント装置の動作説明図である。
【図９】図９は、実施の形態５の無線アクセスポイント装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる無線アクセスポイント装置および帯域制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線アクセスポイント装置を備えた無線通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。
【００１３】
本実施の形態の無線通信システムは、無線アクセスポイント装置１０と、１台以上の無線クライアント端末２０と、回線終端装置３０とを含んで構成されている。本発明にかかる無線アクセスポイント装置１０は、例えば家庭内に設置され、無線クライアント端末２０と無線通信を行い、これにより無線ＬＡＮを構築している。なお、無線クライアント端末２０の台数は図示の例に限定されるものではない。以下の説明では、無線クライアント端末２０を端末２０と称する場合もある。
【００１４】
本実施の形態の無線通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格のインフラストラクチャモードに対応するように構成されている。図１の例では、無線アクセスポイント装置１０が回線終端装置３０を介して、通信回線４０に接続されている。かかる例によれば、無線クライアント端末２０は、無線アクセスポイント装置１０、回線終端装置３０および通信回線４０を介して、インターネット等に接続可能である。なお、無線アクセスポイント装置１０は、例えば、回線終端装置３０と一体化されても構わない。また、ホームゲートウェイ装置相当の機能を持っていても構わない。
【００１５】
図２は、無線アクセスポイント装置１０の構成例を示す図である。図示したように、無線アクセスポイント装置１０は、主要な構成要素として、ＭＡＣ層処理部１００、物理層処理部１１０およびＧＵＩ(Graphical  User  Interface)提供部１２０を備えている。物理層処理部１１０にはアンテナ１３０が接続されている。なお、図２には回線終端装置３０も図示している。図２において、実線はフレーム等の信号の受け渡しを示し、破線はその他の各種情報の受け渡しを示している。
【００１６】
また、ＭＡＣ層処理部１００は、使用帯域幅決定部１０１、送信管理部１０２、ＲＳＳＩ取得部１０３、送信エラー率計算部１０４、管理フレーム生成部１０５、データフレーム送信キュー１０６、管理フレーム送信キュー１０７および管理フレーム受信処理部１０８を備えている。なお、使用帯域幅決定部１０１は、算出手段および帯域幅決定手段として動作する。物理層処理部１１０は、送信処理部１１１、受信処理部１１２、２０ＭＨｚ処理部１１３、４０ＭＨｚ処理部１１４、８０ＭＨｚ処理部１１５および使用帯域幅変更部１１６を備えている。なお、これらのＭＡＣ層処理部１００および物理層処理部１１０による各種処理および各種機能（上記の各構成要素）は、プロセッサが所定のプログラムを実行することによってソフトウェア的に実現されてもよいし、それ用に構成された回路や装置によってハードウェア的に実現されてもよい。あるいは、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。
【００１７】
ＭＡＣ層処理部１００において、使用帯域幅決定部１０１は、各無線クライアント端末２０との通信で使用する帯域幅を決定する。送信管理部１０２は、無線クライアント端末２０へフレームを送信する際の送信レートを決定する。なお、送信レートは無線クライアント端末２０ごとに個別に決定する。ＲＳＳＩ取得部１０３は、物理層処理部１１０の受信処理部１１２で測定されたＲＳＳＩ(Received  Signal  Strength  Indication)を取得する。送信エラー率計算部１０４は、無線クライアント端末２０へ送信したフレーム数の情報および送信を成功したフレーム数（または送信を失敗したフレーム数）の情報を物理層処理部１１０の送信処理部１１１から取得し、送信エラー率を算出する。管理フレーム生成部１０５は、無線クライアント端末２０へ送信する所定の管理フレームを生成する。データフレーム送信キュー１０６は、無線クライアント端末２０へ送信するデータフレームを一時的に保持する。管理フレーム送信キュー１０７は、無線クライアント端末２０へ送信する管理フレームを一時的に保持する。管理フレーム受信処理部１０８は、無線クライアント端末２０から受信した管理フレームに含まれている各種情報を抽出する。
【００１８】
物理層処理部１１０において、送信処理部１１１は、ＭＡＣ層処理部１００のデータフレーム送信キュー１０６に格納されているデータフレームおよび管理フレーム送信キュー１０７に格納されている管理フレームを取り出し、宛先となる無線クライアント端末２０へ送信する。受信処理部１１２は、無線クライアント端末２０から各種フレームを受信する。２０ＭＨｚ処理部１１３は、使用帯域幅が２０ＭＨｚの場合に、送信処理部１１１から出力された信号をアンテナ１３０から送信する無線信号に変換するとともに、アンテナ１３０が受信した無線信号を受信処理部１１２が取り扱う信号に変換する。４０ＭＨｚ処理部１１４は、使用帯域幅が４０ＭＨｚの場合に、送信処理部１１１から出力された信号をアンテナ１３０から送信する無線信号に変換するとともに、アンテナ１３０が受信した無線信号を受信処理部１１２が取り扱う信号に変換する。８０ＭＨｚ処理部１１５は、使用帯域幅が８０ＭＨｚの場合に、送信処理部１１１から出力された信号をアンテナ１３０から送信する無線信号に変換するとともに、アンテナ１３０が受信した無線信号を受信処理部１１２が取り扱う信号に変換する。使用帯域幅変更部１１６は、ＭＡＣ層処理部１００の使用帯域幅決定部１０１における決定結果に従い、２０ＭＨｚ処理部１１３、４０ＭＨｚ処理部１１４および８０ＭＨｚ処理部１１５の中から使用する処理部を選択する（使用する処理部を切り替える）。
【００１９】
ＧＵＩ提供部１２０は、自装置（無線アクセスポイント装置１０）の無線通信に関わる各種設定をユーザが実施可能にする機能部であり、装置デフォルトの設定値を記憶し、かつ、ユーザの設定情報（ユーザによる設定変更情報）も記憶する。例えば、自装置に電源が投入され、立ち上がった際に、無線通信に関わる各種設定を行うようユーザに対して要求し、ユーザにより設定された内容をユーザ設定情報として記憶する。なお、設定方法としてＧＵＩを例としたが、ＧＵＩに限るものではない。他の方法でユーザ設定情報を取得し、記憶するようにしてもよい。
【００２０】
本実施の形態の無線アクセスポイント装置１０の動作を以下に説明する。なお、特徴的な動作を中心に説明を行い、その他の一般的な動作については説明を省略する。
【００２１】
はじめに、ＭＡＣ層処理部１００の動作、具体的にはＭＡＣ層処理部１００内で実施される使用帯域幅決定処理について説明する。
【００２２】
ＭＡＣ層処理部１００において、使用帯域幅を決定する場合、最初に、送信管理部１０２が、無線クライアント端末２０へデータフレームを送信する際に使用する送信レートを決定する。具体的には、送信管理部１０２は、ＲＳＳＩ取得部１０３が物理層処理部１１０の受信処理部１１２から取得した各端末２０のＲＳＳＩ値と、送信エラー率計算部１０４が物理層処理部１１０の送信処理部１１１から取得した情報（フレーム送信成功・失敗情報またはこれに相当する情報）に基づき計算した各端末２０に対する送信エラー率とを取得する。そして、取得した情報（ＲＳＳＩ値および送信エラー率）と、使用帯域幅決定部１０１が決定した、システムで使用する帯域幅の上限（最新の値）と、自装置と端末２０の接続処理時に管理フレーム受信処理部１０８にて端末２０から取得した端末能力情報とに基づき、選択する通信方式（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、など）および選択した通信方式の帯域幅に対する送信レートを決定する。ここで、送信レート（前述の通り、ＭＣＳ  Ｉｎｄｅｘ、ＧＩ長の組、または、送信レートを示すインデックス情報でも良い）を決定するアルゴリズムについては、本発明の対象外とする。すなわち、図２では端末２０のＲＳＳＩ値および送信エラー率により送信レートを決定する例を示したが、これに限定せず、他の情報、例えば、送信レートを決定するためのフィードバック情報を各端末２０から取得し、取得した情報に基づいて決定しても良い。他の方法により送信レートを決定しても良い。
【００２３】
送信管理部１０２での決定結果（決定した各端末２０の通信方式、および帯域幅の情報を含む送信レートの情報）は、データフレーム送信キュー１０６に蓄積された各端末２０向けのデータフレームに対して情報として付与され、データフレームとともに物理層処理部１１０に渡される。また、送信管理部１０２での決定結果は使用帯域幅決定部１０１にも渡される。
【００２４】
上記の通信方式および送信レートの情報を受け取った使用帯域幅決定部１０１は、まず、ＧＵＩ提供部１２０にて記憶されているユーザ設定情報を参照し、デフォルトで使用する帯域幅を決定する。なお、本実施の形態および以降の実施の形態で記載するシステムで使用する帯域幅の上限は、これを超えないよう制御する形態としても良い。使用帯域幅決定部１０１は、使用する帯域幅を決定すると、決定した帯域幅を送信管理部１０２に通知する。また、必要に応じて物理層処理部１１０に通知する。すなわち、使用する帯域幅がそれまでの帯域幅と異なるものとなった場合には物理層処理部１１０の使用帯域幅変更部１１６にも通知する。また、例えば、自装置が動作している状態でユーザがＧＵＩ操作により帯域幅を変更した場合は、上記と同様な手順で使用する帯域幅を決定し、即時に反映させても良い。
【００２５】
使用帯域幅決定部１０１は、デフォルトで使用する帯域幅を決定した後は、送信管理部１０２に周期的に問い合わせを行い、その時点で自装置に接続している端末２０を対象として、各端末２０に対する送信レート情報（各端末２０へフレームを送信する際の送信レートの情報）を取得する。なお、送信レートは、例えば使用している通信方式に依存し、通信方式が変更されると送信レートも変化する。送信レート情報は、ｂｐｓを単位とした値である必要は無く、周波数利用効率でも良いし、送信レート比が変わらなければどのような単位でも良い。計算を簡易にする都合上、値を丸めても良い。さらに、送信管理部１０２から各端末２０のＭＣＳ  Ｉｎｄｅｘ、ＧＩ長、送信帯域幅の各々のインデックス情報、または、送信レートを示すインデックス情報を取得し、実際の送信レートに変換する形態でもよい。
【００２６】
各端末２０の個々の送信レートはリアルタイムに変化する可能性があるため、例えば、次式（１）に記載するように、周期的に取得した値に対して係数を掛け合わせて加算することにより、各端末２０それぞれの平均送信レートを算出しても良い。
【００２７】
【数１】
0005797343.tif 000002
【００２８】
使用帯域幅決定部１０１は、各端末２０に対する送信レート情報を取得すると、次に、各端末２０に対する送信レートを端末２０間で重み付け平均することにより、自装置から各端末２０に対する送信のみを考慮した際のシステム通信容量の概算値を求める。システム通信容量の概算値は、例えば次式（２）に従って算出する。
【００２９】
【数２】
0005797343.tif 000003
【００３０】
式（２）の係数βiは、各端末２０へ送出するデータフレームの帯域占有時間が一定と仮定して、単純に次式（３）の計算により求めても良いし、データフレーム送信キュー１０６から単位時間あたりに送出された各端末２０のデータ量を送信管理部１０２経由で取得し、各端末２０の送信レートを用いて次式（４）の計算により求めても良い。
【００３１】
【数３】
0005797343.tif 000004
【００３２】
【数４】
0005797343.tif 000005
【００３３】
式（４）の計算による場合、自装置（無線アクセスポイント装置１０）と通信を行っていない端末２０については、重みが０となる。なお、全端末が通信していない場合は、式（４）の計算は実施せず、これ以降に説明する処理も実施しない。
【００３４】
使用帯域幅決定部１０１は、次に、上記計算により求めたシステム通信容量概算値を予め決定しておいた閾値と比較することにより、自装置からの送信および各端末２０からの受信で使用する帯域幅、つまり、システムで使用する帯域幅の上限（以降、システム帯域幅と称する）を決定する。
【００３５】
システム帯域幅の決定動作の具体例について図３を用いて説明する。本実施の形態においては、簡単のため、使用可能な帯域幅を２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚおよび８０ＭＨｚの３種として説明する。ただし、使用可能な帯域幅をこれに限定する必要はなく、様々な帯域幅の組に対応可能である。
【００３６】
図３に示した例では、２０ＭＨｚ帯域幅と４０ＭＨｚ帯域幅の切り替え閾値として１００Ｍｂｐｓ、４０ＭＨｚ帯域幅と８０ＭＨｚ帯域幅の切り替え閾値として３００Ｍｂｐｓを設定している。
【００３７】
使用帯域幅決定部１０１は、例えば、現在のシステム帯域幅が４０ＭＨｚの場合、上記の動作を実行して算出したシステム通信容量概算値が３００Ｍｂｐｓを超えた場合には、システム帯域幅を８０ＭＨｚに変更する。一方、システム通信容量概算値が１００Ｍｂｐｓを下回った場合は、システム帯域幅を２０ＭＨｚに変更する。同様に、現在のシステム帯域幅が２０ＭＨｚの場合、算出したシステム通信容量概算値が１００Ｍｂｐｓを上回った場合は、システム帯域幅を４０ＭＨｚに変更する。現在のシステム帯域幅が８０ＭＨｚの場合、算出したシステム通信容量概算値が３００Ｍｂｐｓを下回った場合は、システム帯域幅を４０ＭＨｚに変更する。
【００３８】
なお、使用帯域幅決定部１０１は、帯域幅の上限（システム帯域幅）を変更する際に、その時点で通信中の各端末２０との接続を一旦切断する必要がある場合、各端末２０とのデータ通信量がある一定の閾値以下になるまで、または、全端末２０の接続外れを認識するまで待ってから変更を実施しても良い。
【００３９】
また、図４に示すように、システム帯域幅の切り替え閾値として、帯域幅を広げる際の閾値を、帯域幅を狭める際の閾値と分けて設定しても良い。図４の例では、システム帯域幅を２０ＭＨｚから４０ＭＨｚに広げる際の閾値を１２５Ｍｂｐｓ、４０ＭＨｚから２０ＭＨｚに狭める際の閾値を１００Ｍｂｐｓ、システム帯域幅を４０ＭＨｚから８０ＭＨｚに広げる際の閾値を３５０Ｍｂｐｓ、８０ＭＨｚから４０ＭＨｚに狭める際の閾値を３００Ｍｂｐｓとしている。帯域幅を広げる際の閾値と帯域幅を狭める際の閾値を分けた場合、システム通信容量概算値が閾値近辺の場合に帯域幅の変更が頻発するのを防止できる。
【００４０】
以上の手順で決定したシステム帯域幅は、送信管理部１０２を経由してデータフレーム送信キュー１０６に蓄積された各端末２０向けのデータフレームに対して情報として付与され、物理層処理部１１０の送信処理部１１１に渡される。また、システム帯域幅は、送信管理部１０２を経由して管理フレーム生成部１０５に通知され、管理フレーム生成部１０５は、送信管理部１０２の指示により、システム帯域幅、受信した管理フレームの情報、その他の設定情報（本実施の形態では記載を省略する）を元に管理フレームを生成し、管理フレーム送信キュー１０７を経由して、物理層処理部１１０の送信処理部１１１に渡される。さらに、使用帯域幅決定部１０１は、システム帯域幅を物理層処理部１１０の使用帯域幅変更部１１６に設定する。なお、システム帯域幅が設定された使用帯域幅変更部１１６は、２０ＭＨｚ処理部１１３、４０ＭＨｚ処理部１１４および８０ＭＨｚ処理部１１５のうち、設定されたシステム帯域幅に対応するものを使用して無線クライアント端末２０と通信するように、物理層処理部１１０内の設定を変更する。
【００４１】
つづいて、物理層処理部１１０の動作について説明する。
【００４２】
ＭＡＣ層処理部１００よりシステム帯域幅の情報を受け取ると、使用帯域幅変更部１１６は、使用するＦＦＴ(Fast  Fourier  Transform)／ＩＦＦＴ(Inverse  FFT)サイズ、送信出力、送信フィルタ等を選択する。なお、本実施の形態においては、使用帯域幅変更部１１６が無く、上記の設定がシステム帯域幅に依らず固定、または、フレームバイフレームで決定する構成も排除されない。
【００４３】
（無線クライアント端末２０へのフレーム送信動作）
物理層処理部１１０において、送信処理部１１１は、ＭＡＣ層処理部１００よりデータフレームまたは管理フレームを受け取ると、受け取ったフレームに対してＦＥＣ符号化、変調等の処理を実施した上で、２０ＭＨｚ処理部１１３、４０ＭＨｚ処理部１１４または８０ＭＨｚ処理部１１５に引き渡す。送信処理部１１１から送信フレームを受け取った２０ＭＨｚ処理部１１３、４０ＭＨｚ処理部１１４または８０ＭＨｚ処理部１１５は、ＩＦＦＴ処理、送信フィルタ処理等を実施し、アンテナ１３０を介して端末２０に向けて信号を送信する。また、送信処理部１１１は、受信処理部１１２と連携し、端末２０へ送信した各データフレームに対するＡＣＫを受信した数、ＡＣＫを受信しなかった数を端末２０毎にカウントし、フレーム送信成功・失敗情報として保持する。なお、受信処理部１１２がフレーム送信成功・失敗情報を保持するようにしてもよい。
【００４４】
（無線クライアント端末２０からのフレーム受信動作）
物理層処理部１１０において、２０ＭＨｚ処理部１１３、４０ＭＨｚ処理部１１４および８０ＭＨｚ処理部１１５は、アンテナ１３０で受信した無線フレームが入力されると、入力された無線フレームに対して受信フィルタ処理、ＦＦＴ処理等を実施し、受信処理部１１２は、復調、ＦＥＣ復号化等の処理を実施する。また、受信処理部１１２は、端末２０毎のＲＳＳＩ値を保存すると共に、管理フレームを含む受信フレームをＭＡＣ層処理部１００に引き渡す。
【００４５】
このように、本実施の形態の無線アクセスポイント装置１０は、配下の各無線クライアント端末２０に対する送信レートに基づいてシステム通信容量の概算値を算出し、算出した概算値を閾値判定することにより使用する帯域幅を決定する。これにより、通信品質の劣化に伴いシステム通信容量が低下した場合には、システムで使用している帯域幅を狭めるので、外部からの電波干渉の影響を受けにくくなり、安定したスループットを提供することができる。また、帯域幅を狭めることにより、自らが干渉源となる確率を下げることとなるので、他システムを含めた同一周波数帯を使用するシステム全体での伝送効率を改善することが出来る。
【００４６】
また、変調方式の変更等に伴い値が急変する情報（フレーム誤り率など）を用いて帯域幅の変更の必要性を判断するのではなく、通信品質に関する情報などに基づいて決定した送信レートに基づいて変更の必要性を判断するので、適応変調が適用されたシステムにおいても、帯域幅の変更が必要か否かを正しく判断することができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、無線アクセスポイント装置１０が各端末２０に対する送信レートを用いてシステム通信容量の概算値を算出し、その値を用いてシステムで使用する帯域幅の上限を決めるので、従来の無線アクセスポイント装置に対して本実施の形態を適用する場合、適応変調制御処理を変更すること無く、帯域幅変更を決定するための処理を行う機能部を追加するのみで良く、導入は非常に容易である。
【００４８】
なお、本実施の形態において、上記の式（２）を用いて求めるシステム通信容量概算値は、無線アクセスポイント装置１０におけるフレーム受信を考慮していない値であるが、特殊な環境を除いて無線アクセスポイント装置１０と端末２０間の送受の伝搬環境に大きな差が無いことを考慮すると、概算値としては十分である。
【００４９】
実施の形態２．
実施の形態１では、送信レートのみを用いてシステムで使用する帯域幅を決定するようにしたが、本実施の形態では、送信レートに加えて受信レートも使用してシステムで使用する帯域幅を決定する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態１と同様である（図１参照）。
【００５０】
図５は、実施の形態２の無線アクセスポイント装置の構成例を示す図である。図示したように、本実施の形態の無線アクセスポイント装置１０ａは、実施の形態１の無線アクセスポイント装置１０（図２参照）が備えていたＭＡＣ層処理部１００に対してデータフレーム受信処理部１０９を追加したものである。なお、実施の形態１の無線アクセスポイント装置１０と共通の構成要素には同一の符号を付している。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分について説明を行う。
【００５１】
ＭＡＣ層処理部１００ａ内のデータフレーム受信処理部１０９は、物理層処理部１１０の受信処理部１１２から受信レート情報を取得する。受信レート情報は、無線クライアント端末２０から受信したフレームがどのような送信レートで送信されてきたかを示す情報であり、実施の形態１に記載した送信レート情報と同様に、受信したデータフレームのＭＣＳ  Ｉｎｄｅｘ、ＧＩ長、受信帯域幅の各々のインデックス情報、または、受信レートを示すインデックス情報、等である。受信レートは無線クライアント端末２０側で決定され、決定結果は受信レート情報としてデータフレームに付与される。データフレーム受信処理部１０９は、自装置に接続している各無線クライアント端末２０の受信レート情報を受信処理部１１２から適宜取得して更新する。
【００５２】
使用帯域幅決定部１０１は、使用帯域を決定する際のシステム通信容量の概算値算出において、送信レート情報を送信管理部１０２から取得するとともに、データフレーム受信処理部１０９が保持している受信レート情報を取得する。なお、受信レート情報が各端末２０の受信フレームから取得したＭＣＳ  Ｉｎｄｅｘ、ＧＩ長、受信帯域幅の各々のインデックス情報、または、受信レートを示すインデックス情報の場合、使用帯域幅決定部１０１は実際の受信レートに変換する。
【００５３】
各端末２０の個々の受信レートはリアルタイムに変化する可能性があるため、上述した送信レートと同様、例えば、次式（５）に記載するように、周期的に取得した値に対して係数を掛け合わせて加算することにより、各端末２０それぞれの平均受信レートを算出しても良い。
【００５４】
【数５】
0005797343.tif 000006
【００５５】
使用帯域幅決定部１０１は、各端末２０に対する送信レート情報および受信レート情報を取得すると、次に、各端末２０に対する送信レートおよび受信レートを端末２０間で重み付け平均することにより、システム通信容量の概算値を求める。システム通信容量の概算値は、例えば次式（６）に従って算出する。
【００５６】
【数６】
0005797343.tif 000007
【００５７】
式（６）の係数βiおよびγiは、実施の形態１と同様に、各端末２０へ送信するデータフレーム、各端末２０から受信するデータフレームの帯域占有時間が一定と仮定して、単純に次式（７）の計算により求めても良いし、単位時間あたりに送受信した各端末２０のデータ量を、送信管理部１０２およびデータフレーム受信処理部１０９にて計測し、その情報を取得して次式（８）の計算により求めても良い。
【００５８】
【数７】
0005797343.tif 000008
【００５９】
【数８】
0005797343.tif 000009
【００６０】
その他の処理については実施の形態１と同じである。このように、本実施の形態では、各無線クライアント端末２０からの受信レートを考慮してシステム通信容量を算出するため、実施の形態１と比較してシステム通信容量概算値の概算精度が高くなり、より適切に帯域幅を変更することができる。また、実施の形態１に対して、受信レートを求める機能部を追加するのみで良く、導入が容易である。
【００６１】
実施の形態３．
本実施の形態の無線アクセスポイント装置は、実施の形態１および２の無線アクセスポイント装置において、システム帯域幅を決定する際に、ＤＦＳ(Dynamic  Frequency  Selection)機能の使用を考慮するようにしたものである。なお、無線通信システムおよび無線アクセスポイント装置の構成は実施の形態１または２と同様である（図１，図２，図５参照）。本実施の形態では、実施の形態１，２と異なる部分についてのみ説明する。
【００６２】
ＤＦＳ機能の使用を考慮してシステム帯域幅を決定する動作について、図６を参照しながら説明する。
【００６３】
ＤＦＳ機能は、無線ＬＡＮの通信が気象レーダー等に影響を与えないよう、無線アクセスポイント装置１０側がレーダー等の干渉波を常にモニタし、使用周波数帯を変更する機能である。例えば日本において、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮが使用する５．３ＧＨｚ帯（Ｗ５３）、５．６ＧＨｚ帯（Ｗ５６）が、既存の各種レーダーが使用する周波数帯域と重複しており、ＤＦＳ機能を適用する必要がある。一方、５．２ＧＨｚ帯（Ｗ５２）はＤＦＳ機能を適用しなくても良い規格となっている。
【００６４】
上記の通り、ＤＦＳ機能の適用対象となる周波数帯では、レーダー等の干渉波を検知した際には使用周波数帯を変更するため、ＤＦＳ機能を適用しなくて良い周波数帯と比較して、特に８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚといった広い帯域を使用する際においては、通信が瞬断する確率が高まる。その結果、ネットワークとのＩＰ(Internet  Protocol)通信を前提に動作するアプリケーションにおいてはエラーが発生する確率が高まる。そこで、本実施の形態の無線アクセスポイント装置において、使用帯域幅決定部１０１は、ＧＵＩ提供部１２０から通知される無線チャネル情報から使用する周波数帯を把握し、Ｗ５３／Ｗ５６を使用する際は、例えば図６に記載するように、システム帯域幅の２０ＭＨｚと４０ＭＨｚを切り替える閾値を２００Ｍｂｐｓに、システム帯域幅の４０ＭＨｚと８０ＭＨｚを切り替える閾値を５００Ｍｂｐｓに変更する。
【００６５】
このように、本実施の形態の無線アクセスポイント装置は、ＤＦＳ機能の適用対象周波数帯を使用している場合、システム帯域幅を切り替える閾値を、通常時（ＤＦＳ機能の非適用対象周波数帯を使用している場合）とは異なる閾値に変更することとした。具体的には、ＤＦＳ機能の適用対象周波数帯を使用中は通常時よりも高い閾値に変更し、狭い帯域幅を選択する確率を高めることとした。これにより、ＤＦＳ機能の自動周波数帯変更処理が動作する確率を減らし、安定した無線通信環境を提供することが出来る。
【００６６】
実施の形態４．
本実施の形態の無線アクセスポイント装置は、実施の形態１〜３の無線アクセスポイント装置に対して節電機能を追加し、節電機能の設定状態を考慮してシステム帯域幅を決定するようにしたものである。なお、無線通信システムおよび無線アクセスポイント装置の構成は実施の形態１または２と同様である（図１，図２，図５参照）。本実施の形態では、実施の形態１〜３と異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
節電機能の設定状態を考慮してシステム帯域幅を決定する動作について、図７を参照しながら説明する。
【００６８】
本実施の形態の無線アクセスポイント装置において、使用帯域幅決定部１０１は、ＧＵＩ提供部１２０から通知される節電設定情報から、節電設定するタイミングを把握し、節電設定時は、例えば図７に記載するように、システム帯域幅の２０ＭＨｚと４０ＭＨｚを切り替える閾値を２００Ｍｂｐｓに、システム帯域幅の４０ＭＨｚと８０ＭＨｚを切り替える閾値を５００Ｍｂｐｓに変更する。なお、節電設定のトリガとなる情報として、ＧＵＩ提供部１２０から通知される情報のみとする必要はなく、例えば、無線アクセスポイント装置１０と端末２０間の接続状態を考慮した上で設定しても良い。
【００６９】
このように、本実施の形態の無線アクセスポイント装置は、節電設定がされている状態では、システム帯域幅を切り替える閾値を、通常時（節電設定がされていない状態）よりも高い閾値に変更することとした。これにより、節電設定がされている状態では、積極的にシステム帯域幅を狭めることになり、電力使用量削減に貢献することが出来る。
【００７０】
実施の形態５．
本実施の形態の無線アクセスポイント装置は、実施の形態１〜４の無線アクセスポイント装置において、セカンダリ・チャネルの干渉電力量に応じてシステム帯域幅を決定するようにしたものである。なお、無線通信システムおよび無線アクセスポイント装置の構成は実施の形態１または２と同様である（図１，図２，図５参照）。本実施の形態では、実施の形態１〜４と異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
本実施の形態の無線アクセスポイント装置におけるシステム帯域幅の決定動作を図８および図９を参照しながら説明する。本実施の形態の無線アクセスポイント装置において、使用帯域幅決定部１０１は、自装置が起動時、または起動中に測定したセカンダリ・チャネルの干渉電力量を取得する。干渉電力量の取得方法は特に規定しない。如何なる方法で取得しても構わない。
【００７２】
図８では、プライマリ・チャネルとして中心周波数５２２０ＭＨｚを使用しており、セカンダリ・チャネルの干渉電力量が−９０ｄＢｍ、セカンダリ４０ＭＨｚ・チャネルの干渉電力量が平均で−７２．６ｄＢｍである例を示している。この場合、システム帯域幅の２０ＭＨｚと４０ＭＨｚを切り替える閾値はセカンダリ・チャネルの干渉電力量に応じて変更し、システム帯域幅の４０ＭＨｚと８０ＭＨｚを切り替える閾値はセカンダリ４０ＭＨｚ・チャネルの干渉電力量に応じて変更する。例えば、図９に従って各閾値を変更する。図９の例では、干渉電力量が−９０ｄＢｍと−７０ｄＢｍの間の場合、干渉電力量に応じた閾値とする。
【００７３】
２０ＭＨｚ／４０ＭＨｚ切り替え閾値の関係式は次式（９）となり、４０ＭＨｚ／８０ＭＨｚ切り替え閾値の関係式は次式（１０）となる。
【００７４】
【数９】
0005797343.tif 000010
【００７５】
【数１０】
0005797343.tif 000011
【００７６】
図８の例の場合、２０ＭＨｚ／４０ＭＨｚ切り替え閾値を１００Ｍｂｐｓに、４０ＭＨｚ／８０ＭＨｚ切り替え閾値を４７４Ｍｂｐｓに設定する。
【００７７】
このように、本実施の形態の無線アクセスポイント装置は、システム帯域幅の切り替え閾値をセカンダリ・チャネルの干渉電力量に応じた値に設定することとした。これにより、スキャンした他チャネルの情報を使用し、より適切にシステムで使用している帯域幅の変更を実施することが出来る。また、無線アクセスポイント装置と無線クライアント端末の通信が他のシステムや他の通信の干渉源となる確率を低く抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明にかかる無線アクセスポイント装置は、使用するシステム帯域幅が可変の無線通信システムに有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１０，１０ａ  無線アクセスポイント装置、２０  無線クライアント端末、３０  回線終端装置、４０  通信回線、１００，１００ａ  ＭＡＣ層処理部、１０１  使用帯域幅決定部、１０２  送信管理部、１０３  ＲＳＳＩ取得部、１０４  送信エラー率計算部、１０５  管理フレーム生成部、１０６  データフレーム送信キュー、１０７  管理フレーム送信キュー、１０８  管理フレーム受信処理部、１０９  データフレーム受信処理部、１１０  物理層処理部、１１１  送信処理部、１１２  受信処理部、１１３  ２０ＭＨｚ処理部、１１４  ４０ＭＨｚ処理部、１１５  ８０ＭＨｚ処理部、１１６  使用帯域幅変更部、１３０  アンテナ。
【図１】
0005797343.tif 000012
【図２】
0005797343.tif 000013
【図３】
0005797343.tif 000014
【図４】
0005797343.tif 000015
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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