(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮなどのデータ通信システムにおいて、同じ周波数帯域の無線チャネルを用いて、且つ隣接するアクセスポイントに対して通信時間の調停を行い、電波の混信による通信品質の劣化を防止できるアクセスポイント調停装置及びそれを用いたデータ通信システムを提供する。【解決手段】隣接した配置され、且つ同じ周波数の無線チャネルを使用するアクセスポイントにそれぞれの通信時間を割り当て、何れか一つのアクセスポイントに通信許可を与え、他のアクセスポイントを待機させ、上記割り当ての時間が経過したあと、次のアクセスポイントに通信許可を与える。これにより、同じ周波数の無線チャネルを用いて通信を行う隣り合うアクセスポイントが存在しても、同じ時間に同じ周波数の無線チャネルの使用が回避され、電波干渉による通信品質の劣化を防止できる。【選択図】　　図１
2004048356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の通信チャネルを介して複数の通信端末とデータの送受信を行う少なくとも二つのアクセスポイントを含む通信ネットワークにおいて、上記二つのアクセスポイントが同じ周波数帯域の上記通信チャネルを使用することにより互いに干渉を生じる場合、少なくとも上記二つのアクセスポイントのうち、何れか一方のアクセスポイントに通信の許可を与え、他方のアクセスポイントを待機させる制御手段
を有するアクセスポイント調停装置。
【請求項２】
上記アクセスポイントと上記通信端末との通信が所定のフレーム単位で行われ、上記制御手段は、上記フレームを少なくとも第１と第２の調停フレームに分割し、上記第１の調停フレームにおいて、上記一方のアクセスポイントに通信許可を与え、上記他方のアクセスポイントを待機させ、上記第２の調停フレームにおいて、上記一方のアクセスポイントを待機させ、上記他方のアクセスポイントに通信許可を与える
請求項１記載のアクセスポイント調停装置。
【請求項３】
所定の無線通信チャネルを介して複数の通信端末との間でデータ通信を行う少なくとも第１と第２のアクセスポイントと、
上記第１と第２のアクセスポイントが隣接して配置され、かつ同じ周波数帯域の通信チャネルを用いて上記通信端末との間でデータ通信を行うことにより互いに干渉を生じる場合、上記第１のアクセスポイントに通信許可を与え、上記第２のアクセスポイントを待機状態に保持させるアクセスポイント調停手段と、
を有するデータ通信システム。
【請求項４】
上記アクセスポイントと上記通信端末との通信が所定のフレーム単位で行われ、上記アクセスポイント調停手段は、上記フレームを少なくとも第１と第２の調停フレームに分割し、上記第１の調停フレームにおいて、上記一方のアクセスポイントに通信許可を与え、上記他方のアクセスポイントを待機させ、上記第２の調停フレームにおいて、上記一方のアクセスポイントを待機させ、上記他方のアクセスポイントに通信許可を与える
請求項３記載のデータ通信システム。
【請求項５】
上記アクセスポイントが、それぞれ固有の識別情報が付与され、上記アクセスポイント調停手段は、上記識別情報を用いて上記アクセスポイントを指定し、指定したアクセスポイントに通信許可を与える
請求項４記載のデータ通信システム。
【請求項６】
上記アクセスポイント調停手段は、上記各アクセスポイントの配置情報、及び隣接するアクセスポイントの配置情報を保有し、当該保有した情報に基づき、隣接するアクセスポイントに対して調停を行う
請求項４記載のデータ通信システム。
【請求項７】
上記アクセスポイント調停手段は、上記指定したアクセスポイントに通信許可を送信するとともに、当該アクセスポイントに割り当てられた通信時間を通知する
請求項４記載のデータ通信システム。
【請求項８】
上記通信許可を与えたアクセスポイントが、上記割り当てられた通信時間が経過したとき、通信を終了させる
請求項７記載のデータ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の無線チャネルを通じて通信端末との間で情報の送受信を行う複数のアクセスポイントを有するデータ通信システム、及び上記複数のアクセスポイントに対して調停を行うアクセスポイント調停装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線チャネルと用いて端末との間でデータの送受信を行うアクセスポイントを含む一般的な無線ローカルネットワーク（以下、無線ＬＡＮと称する）において、各アクセスポイントが送信する電波が到達する範囲内には、少なくとも一つの通信端末が存在する。この通信端末は、例えば、無線通信ユニットを装着してあるコンピュータなどである。通信端末は、所定の通信プロトコルに従って上記無線通信ユニットの通信範囲内にある所定のアクセスポイントとの間でデータの送受信を行うことにより、上記アクセスポイントを通じて、ローカルネットワーク、さらに広域通信ネットワーク、例えば、インターネット網に接続することが可能である。
【０００３】
図８に一般的な無線ＬＡＮを含むデータ通信システムの一例を示している。図示のように、このデータ通信システムは、アクセスポイント１２、通信端末１３、及び有線ケーブル１４によって構成されている。図８において、通信端末を符号ＳＴＡ（Ｓｔａｔｉｏｎ　）で表記されている。
このデータ通信システムにおいて、アクセスポイント１２は、有線ケーブル１４を介して、インターネット網１５に接続されている。図８において、１１は、アクセスポイント１２の無線電波の到達範囲、即ち、アクセスポイント１２のサービス領域である。有線ケーブル１４は、例えば、一般的に使用されているイーサネット（登録商標）などの通信ケーブルである。しかし、本発明では、アクセスポイント１２とインターネット網１５とを接続する通信ネットワークを特に限定するものではなく、この部分を他の通信チャネルを用いた無線通信ネットワークなどによって置き換えることも可能である。ここで、アクセスポイントとインターネット網を接続する物理的な構成例として、有線ケーブル１４を用いて例示するのみである。
【０００４】
図８に示す通信システムにおいて、通信端末１３は、無線チャネル１０を介して、アクセスポイント１２との間でデータ通信を行い、インターネット網１５に接続される。即ち、通信端末１３は、アクセスポイント１２との間に形成された無線通信チャネル１０、アクセスポイントとインターネット網１５との間にある有線ケーブル１４を介して、インターネット網１５にアクセスすることが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した無線ＬＡＮを有する一般的な通信ネットワークにおいて、電波の到達領域内に複数のアクセスポイントが存在する場合、現在一般的に利用されている無線ＬＡＮの通信プロトコルは、これらの複数のアクセスポイントに対して、それぞれが使用する周波数帯域に対して、特に関与していないため、電波の到達範囲が互いに重なりあう複数のアクセスポイントの間に、同じ周波数帯域を用いた無線チャネル間に混信を生じてしまうことがあり、通信の品質が低下してしまうおそれがある。
【０００６】
図９は、複数のアクセスポイントを含むデータ通信システムの一構成例を示している。ここで、一構成例として、アクセスポイント１１３（ＡＰ＿ａ）とアクセスポイント１１４（ＡＰ＿ｂ）の二つのアクセスポイントを例に示している。
図９に示すように、例えば、アクセスポイント１１３の電波の到達範囲１１１内に、通信端末１１５（ＳＴＡ＿ａ１）が存在し、アクセスポイント１１４の電波の到達範囲１１２内に、通信端末１１６（ＳＴＡ＿ｂ１）が存在する。
【０００７】
アクセスポイント１１３と１１４は、例えば、隣接して配置されている。このため、図９に示すように、アクセスポイント１１３と１１４それぞれの電波の到達範囲１１１と１１２の一部分が重なり合っている。アクセスポイント１１３と１１４がそれぞれ同じ周波数帯域の無線チャネルを用いて通信を行う場合、互いに混信を生じることがある。
【０００８】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格に定められている無線周波数帯域の中で、通信可能な無線チャネル数は、例えば、２．４ＧＨｚ帯域では、１１チャネルと非常に少ない。マンションやアパートなど限られている空間に住宅が密集した地域では、同時に無線ＬＡＮにアクセスする利用者の数が多くなる時間帯が存在する。この場合、アクセスポイントの使用可能な無線チャネルの枯渇が生じてくる。このため、各アクセスポイントの電波到達範囲内に同じ周波数帯域の無線チャネルを使わざるをえない。空間的に一部分が互いに重なり合っている電波到達範囲内に同じ周波数帯域の電波を用いて送受信を行うことにより、信号間に干渉が発生してしまう。
【０００９】
上述した電波の混信により、データ通信の品質が低下するので、例えば、アクセスポイントと通信端末間に通信速度が遅くなるとか、混信状態がひどい場合には、データ通信が途切れることもある。例えば、ＩＰ電話といった音声データをインターネット網を介して送受信する場合、その通信品質を確保しなければ通話が途切れたり、音声内容が正確に相手に伝わらなくなる。このため、図９に示す無線ＬＡＮのようなデータ通信システムにおいて、あるアクセスポイントにより管轄されている通信端末のユーザが無線ネットワークを経由してインターネット網に対して情報を送受信することを考える場合、電波の混信による通信品質の劣化は避けなければならない。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線ＬＡＮなどのデータ通信システムにおいて、近接するアクセスポイントごとに通信時間の調停を行い、電波の混信による通信品質の劣化を防止できるアクセスポイント調停装置及びそれを用いたデータ通信システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のアクセスポイント調停装置は、所定の通信チャネルを介して複数の通信端末とデータの送受信を行う少なくとも二つのアクセスポイントを含む通信ネットワークにおいて、上記二つのアクセスポイントが同じ周波数帯域の上記通信チャネルを使用することにより互いに干渉を生じる場合、少なくとも上記二つのアクセスポイントのうち、何れか一方のアクセスポイントに通信の許可を与え、他方のアクセスポイントを待機させる制御手段を有する。
【００１２】
また、本発明では、好適には、上記アクセスポイントと上記通信端末との通信が所定のフレーム単位で行われ、上記制御手段は、上記フレームを少なくとも第１と第２の調停フレームに分割し、上記第１の調停フレームにおいて、上記一方のアクセスポイントに通信許可を与え、上記他方のアクセスポイントを待機させ、上記第２の調停フレームにおいて、上記一方のアクセスポイントを待機させ、上記他方のアクセスポイントに通信許可を与える。
【００１３】
また、本発明のデータ通信システムは、所定の無線通信チャネルを介して複数の通信端末との間でデータ通信を行う少なくとも第１と第２のアクセスポイントと、上記第１と第２のアクセスポイントが隣接して配置され、かつ同じ周波数帯域の通信チャネルを用いて上記通信端末との間でデータ通信を行うことにより互いに干渉を生じる場合、上記第１のアクセスポイントに通信許可を与え、上記第２のアクセスポイントを待機状態に保持させるアクセスポイント調停手段と、を有する。
【００１４】
また、本発明では、好適には、上記アクセスポイントと上記通信端末との通信が所定のフレーム単位で行われ、上記アクセスポイント調停手段は、上記フレームを少なくとも第１と第２の調停フレームに分割し、上記第１の調停フレームにおいて、上記一方のアクセスポイントに通信許可を与え、上記他方のアクセスポイントを待機させ、上記第２の調停フレームにおいて、上記一方のアクセスポイントを待機させ、上記他方のアクセスポイントに通信許可を与える。
【００１５】
また、本発明では、好適には、上記アクセスポイントが、それぞれ固有の識別情報が付与され、上記アクセスポイント調停手段は、上記識別情報を用いて上記アクセスポイントを指定し、指定したアクセスポイントに通信許可を与える。
【００１６】
また、本発明では、好適には、上記アクセスポイント調停手段は、上記各アクセスポイントの配置情報、及び隣接するアクセスポイントの配置情報を保有し、当該保有した情報に基づき、隣接するアクセスポイントに対して調停を行う。
【００１７】
また、本発明では、好適には、上記アクセスポイント調停手段は、上記指定したアクセスポイントに通信許可を送信するとともに、当該アクセスポイントに割り当てられた通信時間を通知する。
【００１８】
さらに、本発明では、好適には、上記通信許可を与えたアクセスポイントが、上記割り当てられた通信時間が経過したとき、通信を終了させる。
【００１９】
本発明によれば、無線ＬＡＮなどの無線通信ネットワークにおいて、隣接して配置された複数のアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを用いてデータ通信を行うことにより、電波干渉が発生する場合、アクセスポイント調停装置により、各々のアクセスポイントに所定の通信時間を割り当てる。アクセスポイントが割り当てられた通信時間において自分が管轄している通信端末との間でデータ通信を行う。複数のアクセスポイントが順次に割り当てられた通信時間帯で通信を行うので、同じ周波数帯域の通信チャネルを同時に使用されることが回避され、電波干渉による通信品質の劣化が防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
図１は本発明に係るアクセスポイント調停装置を含むデータ通信システムの第１の実施形態を示す構成図である。
図１に示すように、本実施形態のデータ通信システムは、アクセスポイント２１３（ＡＰａ）、アクセスポイント２１４（ＡＰｂ）、通信端末２１５（ＳＴＡａ１）、通信端末２１６（ＳＴＡｂ１）、インターネット網２１７、有線ケーブル２１８及びアクセスポイント調停サーバ（ＡＰ調停サーバ）２２０によって構成されている。なお、アクセスポイント調停サーバ２２０は、本発明のいわゆるアクセスポイント調停装置に相当する。
【００２１】
図１において、アクセスポイント２１３の電波到達範囲２１１に、例えば、通信端末２１５が存在し、アクセスポイント２１３と通信端末２１５は、所定の無線チャネルを介してデータの送受信を行う。また、アクセスポイント２１４の電波到達範囲２１２に、例えば、通信端末２１６が存在し、アクセスポイント２１４と通信端末２１６は、所定の無線チャネルを介してデータの送受信を行う。
【００２２】
アクセスポイント２１３と２１４は、有線ケーブル２１８を介して、インターネット網２１７に接続されている。さらに、ＡＰ調停サーバ２２０は、有線ケーブル２１８に接続されている。なお、本実施形態において、有線ケーブル２１８は、他の通信路によって置き換えることも可能である。例えば、有線ケーブル２１８は、一般的に使用されているイーサネットなどの通信ケーブルであるが、本実施形態はこれに限定されることなく、有線ケーブルの代わりに、所定の周波数帯域上に確保された無線通信チャネルからなる無線ネットワークを用いてもよい。
【００２３】
ＡＰ調停サーバ２２０は、アクセスポイント２１３，２１４に対して、それぞれの通信時間を制御することにより、アクセスポイント間の電波の混信を回避する。ＡＰ調停サーバ２２０は、有線ケーブル２１８に接続されている専用のサーバ、または汎用のコンピュータによって構成することができる。即ち、ＡＰ調停サーバ２２０は、有線ケーブル２１８を介して、アクセスポイント２１３，２１４からデータを受信して、それぞれのアクセスポイントの動作状態を取得し、取得した情報に基づき、それぞれのアクセスポイントに動作指令を送信し、各々のアクセスポイントの送受信の動作タイミングを制御する。
【００２４】
以下、本実施形態におけるＡＰ調停サーバ２２０の動作について説明する。
ここで、まず、一般的な無線ネットワークの通信プロトコルについて説明した上、本実施形態のデータ通信システムにおけるＡＰ調停サーバ２２０の動作を説明する。
【００２５】
図２は、一般的な無線ネットワークの通信プロトコルを示す図である。図示のように、通信時間がビーコン周期（Ｂｅａｃｏｎ　Ｐｅｒｉｏｄ　）ごとに分割されている。
図２において、「Ｂ」はビーコンフレーム、「Ｄ」はデータフレーム、「Ａ」は応答フレーム（ＡＣＫフレーム）をそれぞれ示している。アクセスポイントは、ビーコンフレームを一定の周期で送信する。そして、ビーコンフレームが送信されるとき、ビーコン周期が始まる。これにより、アクセスポイントが管轄している無線ネットワークの範囲内において、各通信端末の同期を図る。即ち、アクセスポイントは、ビーコンフレームを送信することにより、管轄する無線ネットワークの範囲内のすべての通信端末に時間情報を与えることができる。
【００２６】
図２に示すように、二つのビーコンフレームの間の時間間隔が一ビーコン周期となる。通常の無線ネットワークにおいて、一つのアクセスポイントが管轄している範囲内に、複数の通信端末の存在が許される。なお、図２では、無線ネットワークの通信プロトコルを示す例として、一つのアクセスポイントに対して、一つの通信端末のみを示している。
【００２７】
無線ネットワークにおいて、アクセスポイントがＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　）を宣言することにより、一つの無線ネットワークにおいて、アクセスポイントと一つの通信端末間の時間帯域における通信の品質は確保することができる。ここで、ＰＣＦとは、アクセスポイントと通信端末との間のデータ通信を制御するプロトコルの一部分である。ＰＣＦを宣言したアクセスポイントにおいて、ポイントコーディネータによってフレームの送受信が制御される。なお、ポイントコーディネータ（Ｐｏｉｎｔ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｒ　）の機能は、オプションとしてアクセスポイントにより行われる。
【００２８】
図２に示すように、まず、アクセスポイントにより、ビーコンフレーム（Ｂ）が送信される。これによってＰＣＦフレームが始まり、アクセスポイントにより、ＣＦＥ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｆｒｅｅ　ｅｎｄ　ｆｒａｍｅ　）が送信されることにより、ＰＣＦフレームが終了する。そして、一つのＰＣＦフレームが終了して、次のフレームが始まるまでに、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ　ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ　ｓｐａｃｅ）が存在する。このＳＩＦＳは、通常、マイクロ秒単位である。即ち、一ビーコン周期内のほとんどの時間は、ＰＣＦで管轄されるプロトコルに従ってデータ通信が行われる。
【００２９】
図示のように、アクセスポイントにより、ビーコンフレームに続き、データフレーム（Ｄ）が送信される。これを受信した通信端末から、応答フレーム（Ａ）が送信される。そして、アクセスポイントからさらに次のデータフレームが送信され、これを受信した通信端末から、応答フレームが送信される。
【００３０】
上述したアクセスポイントと通信端末間のフレームの転送がＰＣＦフレーム内に繰り返して行われるので、アクセスポイントと通信端末間のデータの送受信が実現できる。各ＰＣＦフレームにおいて、ポイントコーディネータによって指定された通信端末のみがアクセスポイントとのデータ通信が認められ、且つ複数の通信端末が存在しても、各通信端末とアクセスポイントとの間、それぞれ異なる周波数帯域の無線チャネルが割り振られるので、アクセスポイントの電波到達範囲内に複数の通信端末が存在する場合でも、通信端末間の衝突が回避される。
【００３１】
しかし、実際の無線ネットワークの通信プロトコルによって定められた無線チャネルの数が少ない場合、チャネルの枯渇が発生する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に定められている２．４ＧＨｚ帯域では、１１チャネルのみが与えられている。このため、隣接する空間に多数のアクセスポイントが存在し、且つ各アクセスポイントが管轄する無線ネットワーク上にそれぞれ多数の通信端末が存在する場合、それぞれの無線ネットワークにおいて、使用可能な無線チャネルがすべて使用されることがある。この状態では、図１に示すように、隣り合う二つのアクセスポイント２１３と２１４の電波到達範囲２１１と２１２が互いに重なっていると、電波の混信が発生し、通信品質の低下を招く。
【００３２】
図３は、隣接している二つのアクセスポイントの間で電波混信が発生する状況を示している。
無線データ通信プロトコルであるＩＥＥＥ８０２．１１規格では、各々のアクセスポイントによって管轄された無線ネットワークにおけるデータ通信の手順を規定しているが、複数のアクセスポイントが存在する場合、アクセスポイント同士の間で、調停処理を行う手段がなく、このため、例えば、二つのアクセスポイントが隣接して配置されているような場合、図３に示すように、それぞれのアクセスポイントが送信するフレームが時間軸上重なり合って、混信が生じることがある。
【００３３】
図３において、例えば、図１に示すように、アクセスポイントＡＰａとＡＰｂが隣接して配置されているとする。アクセスポイントＡＰａと通信端末ＳＴＡａ１との間でデータ通信が行われる。また、同じ時間帯にアクセスポイントＡＰｂと通信端末ＳＴＡｂ１との間でデータ通信が行われる。通常の無線通信システムにおいて、アクセスポイントＡＰａとＡＰｂに対して、調停を行う手段がないため、図３に示すように、アクセスポイントＡＰａとＡＰｂが同じ周波数帯域の無線チャネルを通じて、同じ時間帯にデータの送受信を行うと、混信が生じることがある。図３では、送受信されるフレームが衝突する期間を示している。この衝突する期間中に、アクセスポイントＡＰａとＡＰｂの電波が互いに干渉しあい、正常なデータ通信ができなくなる。
【００３４】
本実施形態の無線通信システムにおいて、図１に示すように、ＡＰ調停サーバ２２０を設けて、このＡＰ調停サーバ２２０により、複数のアクセスポイントに対して、調停を行うことによって隣接するアクセスポイントのフレーム間の衝突を回避する。
【００３５】
図４は、本実施形態において、ＡＰ調停サーバ２２０の制御に基づいてアクセスポイントＡＰａ１とＡＰｂ１の送受信のタイミングを示す図である。
以下、図４を参照しつつ、ＡＰ調停サーバ２２０の調停機能について説明し、本実施形態のデータ通信システムにおけるフレーム衝突の回避について説明する。
【００３６】
図４に示すように、本実施形態のデータ通信システムにおいて、従来の各ビーコン周期を複数のＡＰ調停フレームに分割する。図４に示す例では、例えば、データ通信システムにおいて、隣接して配置されている二つのアクセスポイントＡＰａ１とＡＰｂ１が同じ周波数帯域の無線チャネルを用いてデータの送受信を行うことにより、電波の混信を生じるおそれがある場合、図示のように、ＡＰ調停サーバ２２０により、１ビーコン周期を二つのＡＰ調停フレームに分割する。そして、分割された一方のＡＰ調停フレームをアクセスポイントＡＰａ１に割り当て、他方のＡＰ調停フレームをアクセスポイントＡＰｂ１に割り当てる。
【００３７】
ビーコンフレームの分割は、ＡＰ調停サーバ２２０から送信されるタイミングフレーム（図４において、Ｔで表す）によって行われる。
図示のように、まず、時間ｔ０において、ＡＰ調停サーバ２２０からタイミングフレームが送信される。このタイミングフレームは、アクセスポイント同士の送受信の調停を行うためのフレームである。このタイミングフレームにおいて、ＡＰ調停サーバ２２０は、当該ＡＰ調停サーバにより管理されているそれぞれのアクセスポイントに対して、個別に通信するものであり、それぞれのアクセスポイントの固有の宛て先が含まれている。なお、アクセスポイント固有の宛て先は、例えば、アクセスポイントに割り当てられている識別番号（ＩＤ番号）、または、アクセスポイントに割り当てられているアドレスである。ＡＰ調停サーバ２２０は、それぞれのアクセスポイントの固有の宛て先を用いて、アクセスポイントを指定し、それに対してデータ通信の許可または通信終了の指示を送信する。
【００３８】
ＡＰ調停サーバ２２０から送信されたタイミングフレームが、固有の宛て先によって指定されたアクセスポイントにより受信される。指定されたアクセスポイントが所定のＡＰ調停フレームにおいて、管轄された通信端末との間でデータ通信が行われる。
例えば、図４に示すように、時間ｔ０においてＡＰ調停サーバ２２０によって送信された最初のタイミングフレームにより、アクセスポイントＡＰａ１が指定される。このタイミングフレームを受信したアクセスポイントＡＰａ１は、ビーコンフレームを送信し、通信する相手の通信端末ＳＴＡａ１を指定する。ビーコンフレームにより、ＰＣＦフレームが開始する。図４に示すように、時間ｔ０から始まるＡＰ調停フレームは、アクセスポイントＡＰａ１に割り当てられたものである。
【００３９】
そして、アクセスポイントＡＰａ１は、データフレームを送信し、これを受信した通信端末ＳＴＡａ１は、応答フレームを送信する。このように、アクセスポイントＡＰａ１と通信端末ＳＴＡａ１との間で、データフレーム、応答フレームの送受信が繰り返される。そして、最後にアクセスポイントＡＰａ１から、ＣＦＥフレームが送信され、これによってＰＣＦフレームが終了する。
【００４０】
次に、時間ｔ１において、ＡＰ調停サーバ２２０により、２番目のタイミングフレームが送信される。このタイミングフレームにより、アクセスポイントＡＰｂ１が指定される。このタイミングフレームを受信したアクセスポイントＡＰｂ１は、ビーコンフレームを送信し、通信相手の通信端末ＳＴＡｂ１を指定する。アクセスポイントＡＰｂ１が送信されるビーコンフレームにより、ＰＣＦフレームが開始する。図４に示すように、時間ｔ１から始まるＡＰ調停フレームは、アクセスポイントＡＰｂ１に割り当てられたものである。
アクセスポイントＡＰｂ１は、ビーコンフレームに続き、データフレームを送信し、これを受信した通信端末ＳＴＡｂ１が応答フレームを送信する。そして、最後にアクセスポイントＡＰｂ１により、ＣＦＥフレームが送信され、これによってＰＣＦフレームが終了する。
【００４１】
上述したように、本実施形態のデータ通信システムにおいて、ＡＰ調停サーバ２２０によって送信されるタイミングフレームにより、隣接して配置されているアクセスポイントＡＰａ１とＡＰｂ１がそれぞれ時間軸上分割されたＡＰ調停フレームにおいて、それぞれが管轄している通信端末との間でデータの送受信を行うので、隣り合うアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを用いても、互いに混信を発生することがなくなるので、通信品質の劣化が回避される。
【００４２】
なお、図４に示すＡＰ調停サーバのプロトコルの例では、隣接して配置されて、電波の混信が発生するおそれのあるアクセスポイントが２つあると仮定しているが、本実施形態のデータ通信システムは、この構成に限定されるものではなく、さらに多数のアクセスポイントが隣接して配置されている場合でも、ＡＰ調停サーバによって、同様に対処することが可能である。この場合、従来の１ビーコン周期が混信のおそれがあるアクセスポイントの数分だけに分割され、ＡＰ調停サーバによってそれぞれのアクセスポイントが順次指定され、指定されたアクセスポイントのみがビーコンフレームを送信し、自分専用のＡＰ調停フレームが開き、その間所定の通信端末との間でデータ通信を行う。このとき、隣り合う他のアクセスポイントが待機状態に保持されている。
そして、一つのＡＰ調停フレームが終了したあと、ＡＰ調停サーバにより送信されるタイミングフレームにより、次のアクセスポイントが指定され、指定されたアクセスポイントにより送信されたビーコンフレームにより、そのアクセスポイント専用のＡＰ調停フレームが開かれる。そして、そのアクセスポイントが所定の通信端末との間でデータ通信を行う。
【００４３】
上記のように、複数の隣り合うアクセスポイントが存在する場合でも、ＡＰ調停サーバ２２０により、各アクセスポイントが順次指定するタイミングフレームを送信することにより、それぞれのアクセスポイントが順次自分の管轄する通信端末との通信を行うので、複数のアクセスポイントが隣接し、それぞれのアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを用いてデータ通信を行っても、通信時間が時分割されるので、互いに電波干渉を引き起こすことなく、通信の品質を確保することができる。
なお、同じ地域に隣り合うアクセスポイントの数が多くなると、それぞれのアクセスポイントに割り当てられるＡＰ調停フレームの時間が短くなるので、通信の帯域が狭められるので、１ビーコン周期に割り当てられる最大のＡＰ調停フレームの数が予めシステムによって指定されることが好ましい。
【００４４】
本実施形態のデータ通信システムにおいて、ＡＰ調停サーバ２２０は、自分が管轄するすべてのアクセスポイントの状況を予め把握する必要がある。このため、各アクセスポイントが電源が投入したあと、ＡＰ調停サーバ２２０に対して通信を行い、自分の状況をＡＰ調停サーバ２２０に通知する。
【００４５】
また、アクセスポイントが無線ネットワークに新規に加入するとき、ＡＰ調停サーバ２２０に加入申し込みを行い、初期化処理を行う。
図５は、アクセスポイントが新規に加入した際、この新しいアクセスポイントとＡＰ調停サーバ２２０との間で行われる初期化処理のシーケンスを示す図である。
以下、図５を参照しつつ、本実施形態のデータ通信システムにおいてＡＰ調停サーバにおけるアクセスポイントの初期化処理について説明する。
【００４６】
図５に示すように、無線ネットワークに新しいアクセスポイントＡＰが加入した場合、この新規のアクセスポイントＡＰからＡＰ調停サーバ２２０に加入通知が送信される（フレーム１）。
これを受け取ったＡＰ調停サーバ２２０は、アクセスポイントＡＰに確認応答メッセージを送信する（フレーム２）。
さらに、アクセスポイントＡＰに加入要求権受け取り通知を送信する（フレーム３）。アクセスポイントＡＰは、受信したフレーム３に対して、ＡＰ調停サーバ２２０に確認応答メッセージを送信する（フレーム４）。
上述した処理により、新規加入のアクセスポイントに対して、このアクセスポイントの固有の宛て先を示す情報、例えば、アクセスポイントの識別番号、またはネットワーク上のアドレスが付与される。以後の処理において、ＡＰ調停サーバ２２０は、この宛て先情報を用いて、それぞれのアクセスポイントを指定することができる。
【００４７】
ＡＰ調停サーバ２２０において、新規加入を要求したアクセスポイントＡＰの登録を行い、登録通知を当該アクセスポイントＡＰに送信する（フレーム５）。これを受信したアクセスポイントＡＰは、ＡＰ調停サーバ２２０に対して、確認応答メッセージを送信する（フレーム６）。
そして、フレーム７において、ＡＰ調停サーバ２２０は、新規加入が許可されたアクセスポイントＡＰに対して、ビーコンフレームの送信許可を通知する。これを受け取ったアクセスポイントＡＰは、フレーム８においてＡＰ調停サーバ２２０に確認応答メッセージを送信し、新規加入の手続が完了する。加入手続完了したアクセスポイントＡＰは、自分が管轄している通信端末との間で通信を行うとき、ＡＰ調停サーバ２２０から自分宛てのタイミングフレームを待ち、そのタイミングフレームを受信したとき、ビーコンフレームを送信し、管轄下の通信端末との間でデータ通信を行う。
【００４８】
図６は、ＡＰ調停サーバ２２０における調停処理を示すフローチャートである。
以下、図６を参照しつつ、複数のアクセスポイントを管轄するＡＰ調停サーバ２２０における調停処理について説明する。なお、ここで、ＡＰ調停サーバ２２０は、上述したとおり、新規登録手続により管轄下のアクセスポイントの情報をすべて保有している。例えば、ＡＰ調停サーバ２２０は、管轄下のすべてのアクセスポイントの空間的な配置情報、及びそれに隣接して配置されている他のアクセスポイントの情報を取得し、これらの情報を所定の記憶手段によって記憶する。アクセスポイントの調停を行うとき、上記記憶手段に保有されているそれぞれのアクセスポイントの位置情報及びそれに隣り合う他のアクセスポイントの情報に基づき、アクセスポイント間の電波干渉の有無を判断する。例えば、隣接して配置され、かつ同じ周波数帯域の無線チャネルを用いて通信端末との間でデータ通信を行うとき、混信を生じるおそれのあると判断し、これらのアクセスポイントの情報に基づき、調停を行う。
【００４９】
図６に示すように、ＡＰ調停サーバ２２０は、常に混信するおそれのある隣り合うアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを使用しているか否かをモニタする（ステップＳ１）。その結果、同じ周波数帯域の無線チャネルを使用している場合、混信するおそれがあるため、これらのアクセスポイントに対して、時間軸上通信時間帯の割り当てを行い、混信の発生を回避する。
【００５０】
図６に示すように、ステップＳ２において、ＡＰ調停サーバ２２０は、同じ周波数帯域の無線チャネルを用いてデータ通信を行う隣り合うアクセスポイントがあるか否かを判断する。当該判断の結果、このようなアクセスポイントが存在すると判断したとき、これらのアクセスポイントに対して調停を行う。
まず、ステップＳ３において、ＡＰ調停サーバ２２０は、一つのアクセスポイントに対して、タイミングフレームを送信し、当該アクセスポイントに通信許可を与える。
ＡＰ調停サーバ２２０からの指定されたアクセスポイントが、ビーコンフレームを送信し、自分専用のＡＰ調停フレームを開く。そして、所定の通信端末との間でデータ通信を行う。
【００５１】
次に、ＡＰ調停サーバ２２０が所定の時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ４）、所定の時間が経過したとき、次のアクセスポイントに対してタイミングフレームを送信し、当該アクセスポイントに通信許可を与える（ステップＳ５）。これを受けて、指定された次のアクセスポイントがビーコンフレームを送信することにより、自分専用のＡＰ調停フレームを開き、所定の通信端末との間でデータ通信を行う。なお、次のアクセスポイントを指定するタイミングフレームを送信することにより、最初に指定されたアクセスポイントのＡＰ調停フレームが終了し、待機状態になる。
隣り合うアクセスポイントが二つ以上の場合、上述した処理が繰り返され、各々のアクセスポイントに順次タイミングフレームが送信され、通信許可が与えられる。
【００５２】
上述したように、本実施形態のＡＰ調停サーバにより、隣り合う複数のアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを使用してデータ通信を行い、互い電波の混信が生じるおそれがある場合、これらのアクセスポイントに対して、タイミングフレームを送信する。これにより、それぞれのアクセスポイントに一定の通信時間が割り当てられる。複数のアクセスポイントが隣接して配置され、かつこれらのアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを用いてデータ通信を行っても、それぞれのアクセスポイントが割り当てられたＡＰ調停フレームの間のみ、データ通信を行うので、同時に二つ以上のアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを使用して送受信を行うことが回避されるので、隣接するアクセスポイントの電波干渉による通信の品質の劣化を回避できる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、それぞれ無線通信ネットワークを管轄する複数のアクセスポイントを有する無線通信システムにおいて、ＡＰ調停サーバを用いて、各々のアクセスポイントの送受信のタイミングを制御することにより、隣接するアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを使用することにより生じる電波の混信を回避できる。これによって、アクセスポイントと通信端末間のデータ通信の品質の改善を実現できる。
【００５４】
第２実施形態
図７は本発明に係るデータ通信システムの第２の実施形態を示す構成図である。図示のように、本実施形態のデータ通信システムは、アクセスポイント２１３（ＡＰａ）、アクセスポイント２１４（ＡＰｂ）、通信端末２１５（ＳＴＡａ１）、通信端末２１６（ＳＴＡｂ１）、インターネット網２１７、有線ケーブル２１８及びアクセスポイント調停サーバ（ＡＰ調停サーバ）２２０ａによって構成されている。
【００５５】
図１に示す本発明の第１の実施形態に較べて、本実施形態のデータ通信システムでは、ＡＰ調停サーバ２２０ａがインターネット網２１７に直接接続されているのが、第１の実施形態と異なる。
即ち、本実施形態のデータ通信システムにおいて、ＡＰ調停サーバ２２０ａがインターネット網２１７及び有線ケーブル２１８を介して、アクセスポイント２１３と２１４に対して、データを送受信し、それぞれのアクセスポイントの動作を制御する。
【００５６】
例えば、ＡＰ調停サーバ２２０ａは、インターネット網２１７及び有線ケーブル２１８を介して、新規のアクセスポイントからの加入通知を受けて、新規アクセスポイントの加入手続を行う。この場合、新規加入を申し込むアクセスポイントＡＰとＡＰ調停サーバ２２０ａとの間で、図５に示すように、フレームの送受信が行われる。この新規加入処理により、新規加入したアクセスポイントＡＰに対して、固有の宛て先情報、例えば、そのアクセスポイントに固有の識別番号、ネットワーク上のアドレスなどが割り当てられる。また、ＡＰ調停サーバ２２０ａは、新規加入したアクセスポイントＡＰに関する情報、例えば、空間的配置情報、隣接する他のアクセスポイントの情報などを入手することもできる。
【００５７】
本実施形態のデータ通信システムにおけるＡＰ調停サーバ２２０ａは、管轄下にあるすべてのアクセスポイントの情報を記憶し、これらの情報に基づき隣り合うアクセスポイントに対して、通信の時間帯を調停することにより、隣接して配置され、かつ同じ周波数帯域の無線チャネルを使用するアクセスポイントが存在する場合、それぞれのアクセスポイントに対して、タイミングフレームを送信し、各アクセスポイントの通信時間帯を割り当てることで、電波の混信を回避し、それぞれのアクセスポイントとその管轄下の通信端末との間の通信品質の劣化を防止する。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアクセスポイント調停装置及びそれを用いたデータ通信システムによれば、無線ＬＡＮなどのデータ通信システムにおいて、隣接して配置されているアクセスポイントが同じ周波数帯域の無線チャネルを用いてデータ通信を行う場合、アクセスポイント調停装置により、時間軸上各アクセスポイントの通信時間帯を割り振ることにより、同じ周波数帯域の無線チャネルを同時に使用されることが回避され、電波の干渉による通信品質の劣化を防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデータ通信システムの第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】一般的な無線ネットワークの通信プロトコルを示す図である。
【図３】隣接している二つのアクセスポイント間電波混信の発生状況を示す図である。
【図４】ＡＰ調停サーバの制御に基づく二つのアクセスポイントの送受信のタイミングを示す図である。
【図５】新規のアクセスポイントが加入するときの処理シーケンスを示す図である。
【図６】ＡＰ調停サーバにおける調停処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係るデータ通信システムの第２の実施形態を示す構成図である。
【図８】一般的な無線ＬＡＮを含むデータ通信システムの一例を示す図である。
【図９】複数のアクセスポイントを含むデータ通信システムの一構成例を示す図である。
【符号の説明】
２１１，２１２…アクセスポイントの電波到達領域、２１３，２１４…アクセスポイント、２１５，２１６…通信端末、２１７…インターネット網、２１８…有線ケーブル、２２０，２２０ａ…アクセスポイント調停サーバ（ＡＰ調停サーバ）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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