(57)【要約】【課題】無線端末の移動を通信の切断なく行うとともに、省エネルギー化を実現する。【解決手段】無線端末と通信を行うための複数のアンテナ３０〜３３と、アンテナ３０〜３３と接続される複数の送受信器１１−１〜１１−４と、送受信器１１−１〜１１−４をそれぞれ制御する複数のサブＣＰＵ１２−１〜１２−４と、サブＣＰＵ１２−１〜１２−４の制御を行うＣＰＵ１３とを備え、各送受信器が受信レベル、又は／及び各サブＣＰＵが通信エラー発生率を測定し、ＣＰＵは受信レベルが最大となる、又は／及び通信エラー発生率が最低となる送受信器を選択するようにサブＣＰＵを制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と通信を行うための複数のアンテナと、該複数のアンテナと接続される複数の送受信器と、該複数の送受信器をそれぞれ制御する複数の制御処理部と、該複数の制御処理部の制御を行う中央処理部とを備えた無線ＬＡＮ基地局装置であって、
各送受信器が受信レベル、又は／及び各制御処理部が通信エラー発生率を測定し、前記中央処理部は前記受信レベルが最大となる、又は／及び前記通信エラー発生率が最低となる前記送受信器を選択するように前記複数の制御処理部を制御してなる無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線ＬＡＮ基地局装置において、前記中央処理部は前記複数の制御処理部により、前記受信レベルが最大となる、又は／及び前記通信エラー発生率が最低となるように前記送受信器を切り替え、
その切り替え期間に、通信を行っていた送受信器と切り替え先の送受信器とで前記無線端末との送受信を行うことを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線ＬＡＮ基地局装置において、前記複数の制御処理部はそれぞれ切り替え用のタイマーを有し、前記切り替え期間後に前記通信を行っていた送受信器の送受信を停止する無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項４】
無線端末と通信を行うための複数のアンテナと、該複数のアンテナと接続される複数の送受信器と、該複数の送受信器をそれぞれ制御する複数の制御処理部と、該複数の制御処理部の制御を行う中央処理部とを備えた無線ＬＡＮ基地局装置であって、
前記中央処理部は、通信負荷の少ない時間帯に所定の送受信器を休止させるように前記複数の制御処理部を制御してなる無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項５】
請求項４記載の無線ＬＡＮ基地局装置において、前記中央処理部は予め規定された期間、所定の送受信器を休止させるタイマーを有する無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の無線ＬＡＮ基地局装置において、休止させる送受信器は、前記通信負荷の少ない時間帯以外の時間帯において通信負荷の小さい送受信器である無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ基地局装置において、該無線ＬＡＮ基地局装置は主装置と副装置に分離され、該主装置に前記中央処理部、又は前記中央処理部と前記複数の制御処理部を配置し、該主装置に配置した、前記中央処理部又は前記中央処理部と前記複数の制御処理部以外の、前記複数のアンテナ、前記複数の送受信器及び制御処理部、又は前記複数のアンテナと前記複数の送受信器を前記副装置に配置してなる無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ基地局装置において、該無線ＬＡＮ基地局装置は前記中央処理部と前記複数の制御処理部と複数の送受信器とを含む装置に、前記複数のアンテナを接続することで構成されてなる無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項９】
無線端末と通信を行うための複数のアンテナと、該複数のアンテナと接続される複数の送受信器と、該複数の送受信器をそれぞれ制御する制御処理部とを備えた無線ＬＡＮ基地局装置の通信方法であって、
前記制御処理部は、通信負荷の少ない時間帯に所定の送受信器を休止させることを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）基地局装置およびその通信方法に係わり、特に無線端末と通信を行うための複数のアンテナと、該複数のアンテナと接続される複数の送受信器とを備えた無線ＬＡＮ基地局装置およびその通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線基地局装置の構成としては、特許文献１には、ＰＨＳシステムにおいて、無線基地局との事実上の距離が近いにもかかわらず、無線通信が困難な場合に、無線基地局の無線通信可能エリア近傍あるいは無線通信可能エリア外に、無線基地局の無線通信可能エリアを広げるためのアンテナユニットをＲＦ信号同軸ケーブルで接続配置することが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、携帯電話の方式において、セルを複数のセクタに分割し、各セクタを少なくとも３本のアンテナでカバーし、その内の２本のアンテナのカバレッジ領域の一部は重なりあい、移動体からの指示に基づいて、移動体からの受信信号が最大レベルを示すアンテナを主アンテナとして選択することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３９０９１号公報
【特許文献２】
特開平１１−３４１５４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の無線基地局装置では、無線端末の移動を通信の切断なく行う、省エネルギー化を実現する等の点で不十分な点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線ＬＡＮ基地局装置は、無線端末と通信を行うための複数のアンテナと、該複数のアンテナと接続される複数の送受信器と、該複数の送受信器をそれぞれ制御する複数の制御処理部と、該複数の制御処理部の制御を行う中央処理部とを備えた無線ＬＡＮ基地局装置であって、各送受信器が受信レベル、又は／及び各制御処理部が通信エラー発生率を測定し、前記中央処理部は前記受信レベルが最大となる、又は／及び前記通信エラー発生率が最低となる前記送受信器を選択するように前記複数の制御処理部を制御してなる無線ＬＡＮ基地局装置である。
【０００７】
また本発明の無線ＬＡＮ基地局装置は、無線端末と通信を行うための複数のアンテナと、該複数のアンテナと接続される複数の送受信器と、該複数の送受信器をそれぞれ制御する複数の制御処理部と、該複数の制御処理部の制御を行う中央処理部とを備えた無線ＬＡＮ基地局装置であって、前記中央処理部は、通信負荷の少ない時間帯に所定の送受信器を休止させるように前記複数の制御処理部を制御してなる無線ＬＡＮ基地局装置である。
【０００８】
本発明の無線ＬＡＮ基地局装置の通信方法は、無線端末と通信を行うための複数のアンテナと、該複数のアンテナと接続される複数の送受信器と、該複数の送受信器をそれぞれ制御する制御処理部とを備えた無線ＬＡＮ基地局装置の通信方法であって、前記制御処理部は、通信負荷の少ない時間帯に所定の送受信器を休止させることを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置の通信方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明による無線ＬＡＮ基地局装置を用いた通信システムの概略的構成を示す図である。本実施形態の無線ＬＡＮ基地局装置はアンテナ３０〜３３とアクセスポイント装置１０を備えている。このように複数のアンテナを設けることで、送受信可能な範囲を広げる、又は適切な箇所のみの送受信パターンを実現できる。ここでは、アンテナ３０の電波到達範囲とアンテナ３３の電波到達範囲とが重複し、アンテナ３２の電波到達範囲とアンテナ３３の電波到達範囲とが重複している。アンテナ３０の電波到達範囲に無線端末２１が位置し、アンテナ３２の電波到達範囲に無線端末２３が位置し、アンテナ３１の電波到達範囲に無線端末２２が位置し、アンテナ３０の電波到達範囲とアンテナ３３の電波到達範囲との重複範囲に無線端末２０が位置している。
【００１１】
図１に示すように、無線端末２０がアンテナ３０とアンテナ３３の電波到達範囲の重複範囲に位置する場合、無線端末２０とアクセスポイント装置１０の送受情報が最高受信レベル、又は／及び通信最低エラー発生率で通信できるように、通信レベル又は／及びエラー発生率の変動によりアンテナを切り替える動作を実行する。さらに、切り替えたアンテナ以外の未使用アンテナと接続される送受信器の送受信を予め定めた期間、休止する動作を実行し、省エネルギー化を図る。
【００１２】
図２は本発明による無線ＬＡＮ基地局装置の一実施形態の構成を示す図である。図２に示すように、本実施形態の無線ＬＡＮ基地局装置は、アンテナ３０〜３３、アンテナ３０〜３３にそれぞれ接続され、アンテナ３０〜３３を介して無線端末２０〜２３との送受信情報交換を行う送受信器１１−１〜１１−４、送受信器の正常動作と信号制御処理を実現する為の制御処理ユニット（Ｓｕｂ−ＣＰＵ）１２−１〜１２−４、制御処理ユニット１２−１〜１２−４の制御処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）１３、送受信器１１−１〜１１−４とサブＣＰＵ１２−１〜１２−４に信号同期用のクロック信号を送るマスタークロック発生器１４を備えている。
【００１３】
各無線端末により通信開始要求メッセージを発信することが可能であり、さらに、前述した受信レベルは送受信器の受信器において測定され、前述したエラー発生率は制御処理ユニット（Ｓｕｂ−ＣＰＵ）で積算される。
【００１４】
装置の制御処理は中央処理ユニット（ＣＰＵ）にて、実行する。ＣＰＵに設けた機能は、通信開始許可機能、通信監視機能と送受信切り替え機能である。これら機能はＳｕｂ−ＣＰＵに動作メッセージとして送信される。
【００１５】
ここで、エラー発生率の積算方法について図１１を用いて説明する。図１１は無線ＬＡＮ基地局と無線ＬＡＮ端末との通信状態を示す図である。
【００１６】
図１１において、無線ＬＡＮ基地局から通信情報パケット１が無線ＬＡＮ端末に送信され、無線ＬＡＮ端末はＡＣＫ（ＯＫ）メッセージを送る。無線ＬＡＮ基地局の送受信器（又はサブＣＰＵ）はタイマーを有し、そのタイマーの設定時間で無線ＬＡＮ端末からのＡＣＫ（ＯＫ）メッセージを待つ。通信情報パケット１に関するＡＣＫ（ＯＫ）メッセージを受けると次の通信情報パッケージ２を送り、同様にＡＣＫ（ＯＫ）メッセージを待つ。通信情報パケット２に関するＡＣＫ（ＯＫ）メッセージを受けると次の通信情報パッケージ３を送り、同様にＡＣＫ（ＯＫ）メッセージを待つ。タイマーの設定時間内に通信情報パケット３に関するＡＣＫ（ＯＫ）メッセージを受けない場合には、無線ＬＡＮ基地局は通信情報パッケージ３を再送信する。
【００１７】
このような場合のエラー発生率の積算は、無線ＬＡＮ基地局からはパケット１、２、３と再送信されたパケット３、すなわち４つのパケットが送られ、送信できなかったパケットは１つであるから、エラー発生率は１／４＝０．２５となる。
【００１８】
（動作の説明）
以下、上記の無線ＬＡＮ基地局装置の動作につき説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、装置の各部分間の信号メッセージを示すものである。まず、図３（ａ）に示す、無線端末からの通信開始要求の場合は、送受信器で測定された、その無線端末から受信レベルの測定メッセージに通信開始要求を加えて、「通信開始要求＋受信レベル」メッセージをサブＣＰＵ（Ｓｕｂ−ＣＰＵ）に転送する。なお、通信中状態の場合は、図３（ｂ）に示すように、受信レベル測定のメッセージのみを転送する。
【００１９】
前述したようにサブＣＰＵは通信エラー発生率を積算する機能を有し、図３（ａ）に示す、無線端末からの通信開始要求の場合は、サブＣＰＵは、送受信器から転送された「通信開始要求＋受信レベル」のメッセージに、通信エラー発生率のメッセージを加えて、「通信開始要求＋受信レベル＋エラー発生率」メッセージにまとめて、ＣＰＵに転送する。情報通信開始する前はエラーがないのでエラーが初期値は”０”（エラーなし）と設定する。一方、図３（ｂ）に示すように、通信中な状態においては、「受信レベル＋エラー発生率」メッセージのみを転送する。
【００２０】
上記無線ＬＡＮ基地局装置の動作について更に図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
まず、無線端末から通信開始要求が発信された場合（ステップＳ１１）、送受信器で受信レベルを測定し、送受信器から「通信開始要求＋受信レベル測定」のメッセージをサブＣＰＵ（Ｓｕｂ−ＣＰＵ）に送信する（ステップＳ１２）。なお、アンテナの電波到達範囲であって他のアンテナの電波到達範囲と重複しないときには、無線端末からの通信開始要求を１つのみの送受信器で受け取り、一方、例えばアンテナの電波到達範囲の重複領域に無線端末が位置している場合には複数の送受信器で同じ通信要求を受け取る。
【００２２】
次に、サブＣＰＵでエラー発生率を積算し、ＣＰＵに「通信開始要求＋受信レベル＋エラー発生率」のメッセージを送信する（ステップＳ１３）。
【００２３】
次に、ＣＰＵにおいて複数の送受信器で通信が可能か否かを判断する（ステップＳ１４）。無線端末からの通信開始要求を１つのみの送受信器で受け取っている場合は、図４の「いいえ」、すなわち複数の送受信器で通信不可能と判断され、サブＣＰＵへ通信開始許可のメッセージを送信する（ステップＳ２０）。一方、無線端末からの通信開始要求を複数の送受信器で受け取っている場合は、図４の「はい」、すなわち複数の送受信器で通信可能と判断され、ＣＰＵは最高受信レベルを検索すべく、無線端末からの受信レベルとエラー発生率の情報に基づいてを図５に示す通信テーブルを作成する（ステップＳ１５）。
【００２４】
このように、各無線端末の位置において、複数パターンで通信可能な時に、その無線端末についての通信テーブルを持つ。単独アンテナで通信可能な場合は通信テーブルを作らず、ＣＰＵのメモリ容量を最適化できる。
【００２５】
前述した通信テーブルに従って、最高レベルを持つ送受信器にて通信を行うべく、通信開始許可（端末ＩＤ＋受信レベル＋エラー発生率＋送受信器ＩＤ）を全てのＳｕｂ−ＣＰＵに通知し、最高レベルで通信開始する（ステップＳ１６）。
【００２６】
サブＣＰＵにおいて、通信中受信レベルとエラー発生率を通信テーブルにアップデートな機能を設ける。接続中での、受信レベルかエラー発生率は、無線端末の移動、電波強度などの変更によって変動し、その場合にはアンテナと送受信器の切り替え手順を実行する。
【００２７】
すなわち、無線端末からの通信開始要求を１つのみの送受信器で受け取っている場合で、その送受信器で通信が開始されたときには、その送受信器を制御するサブＣＰＵにて受信レベルを測定し（ステップＳ２１）、無線端末の移動等により受信レベルが減っているかを検知し（ステップＳ２２）、減っている場合は（ステップＳ２２の「はい」）、ＣＰＵにおいて通信テーブルを用いて他のアンテナで通信可能かどうかを検索し（ステップＳ２３）、アンテナの切り替えが可能かどうかの判断を行う（ステップＳ２４）。アンテナの切り替えが可能であれば、アンテナの切り替え動作を行う（ステップＳ１９）。ステップＳ２２で受信レベルが減っていなければステップ２１に戻る。またステップＳ２４でアンテナ切り替えができないと判断された場合はステップＳ２３へ戻る。
【００２８】
一方、無線端末からの通信開始要求を複数の送受信器で受け取っている場合で、最高受信レベルの送受信器で通信が開始されたときには、ＣＰＵは通信テーブルを監視し（ステップＳ１７）、通信テーブルの受信レベルに変更があり、通信が行われている送受信器の受信レベルが減っている場合は（ステップＳ１８の「はい」）、アンテナの切り替え動作を行う（ステップＳ１９）。
【００２９】
通信テーブルをアップデートし（ステップＳ２５）、接続ＩＤ＋現在送受信器ＩＤ＋切り替え送受信器ＩＤを全てのＳｕｂ−ＣＰＵへ発信する（ステップＳ２６）。現在の送受信器のＳｕｂ−ＣＰＵと切り替え後の送受信器のＳｕｂ−ＣＰＵにおいて、切り替えタイマーを有し、このタイマー間隔で図６に示すように、両送受信機の通信を行う。すなわち、切り替え中は通信を行っていた送受信器と切り替え先の送受信器との両方で通信を行い、切り替え期間後に通信を行っていた送受信器の送受信を停止し、切り替え先の送受信器で通信を行う。こうした手順で、いつでも無線端末と装置の同期をしているので、通信切断なしと同期外れのない効果がある。
【００３０】
さらには、通信負荷の少ない夜間に、図７のフローチャートに示したように、ＣＰＵにおいて、夜間タイマーを有し、予め定めた期間で１つ以外のアンテナと送受信器を休止する。毎日でそのアンテナと送受信器は設定で休止を実施するか、その日の最高負荷のアンテナで夜間の設定もできる動作を実施する。
【００３１】
休止動作は、（１）送受信器への電力供給をオフする、あるいは（２）送受信器の内の送信器部への電力供給をオフし、受信器部をスタンバイ状態とする等の動作である。
【００３２】
図７において、ＣＰＵでタイマー設定を行い（ステップＳ３０）、タイマー期間を設定するか否かの判断を行い（ステップＳ３１）、タイマー期間を設定する場合は（ステップＳ３１の「はい」）、通信履歴で最高負荷の送受信器を検索し（ステップＳ３２）、送受信器を設定し（ステップＳ３３）、アンテナと送受信器を休止する（ステップＳ３４）。ステップＳ３１で期間を設定しない場合にもアンテナと送受信器を休止する（ステップＳ３４）。
【００３３】
図８〜図１０に本発明による無線ＬＡＮ基地局装置の構成例について説明する。
【００３４】
図８における無線ＬＡＮ基地局装置は、主装置４０と、主装置４０とＬＡＮケーブルで接続される副装置５０−１，５０−２，５０−３とから構成される。主装置４０にはＣＰＵ４１が設けられ、副装置５０−１，５０−２，５０−３にはそれぞれサブＣＰＵ５１−１，５１−２，５１−３、送受信器５２−１，５２−２，５２−３、アンテナ５３−１，５３−２，５３−３が設けられる。同期はＣＰＵから同報（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）メッセージでマスタークロックを送信することで行われる。本構成例では室内の配線ＬＡＮコネクタで接続が可能で副装置の増設が容易にできる利点がある。
【００３５】
図９における無線ＬＡＮ基地局装置は、ＣＰＵ４１とサブＣＰＵ間を専用ＬＡＮケーブルで接続してスター型配線としたものである。同期はＣＰＵから同報（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）メッセージでマスタークロックを送信することで行われる。本構成例ではＬＡＮケーブルを用いるので接続性に優れる利点がある。ここでは副装置が４つの場合、すなわち副装置５０−１，５０−２，５０−３，５０−４を有する場合を示している。
【００３６】
図１０における無線ＬＡＮ基地局装置は、装置６０と、装置６０と接続されるアンテナ７０−１〜７０−３とから構成される。装置６０にはＣＰＵ６１、マスタークロック発生器６２、サブＣＰＵ６３−１〜６３−３、送受信器６４−１〜６４−３が設けられ、送受信器６４−１〜６４−３の外部インターフェースにアンテナ７０−１〜７０−３を接続する。ＣＰＵ６１とサブＣＰＵ６３−１〜６３−３との間は内部バスで通信が行われる。内部バスにもＬＡＮコネクタにより有線ＬＡＮに接続が可能である。
【００３７】
なお、図８〜図１０の構成の他にも、主装置にマスタークロック発生器、ＣＰＵ及びサブＣＰＵを設け、副装置に送受信器とアンテナを設けることも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、単独の無線ＬＡＮ基地局装置で複数アンテナを設置しているので、必要な箇所と、その最高受信レベル又は／及び最低エラー発生率の通信を行うことができる。また、複数のアンテナと複数の送受信器を備えているので、アンテナを切り替えることで、無線端末の移動が切断なしで行うことができる。さらに、送受信器が休止機能を有していることで、省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線ＬＡＮ基地局装置を用いた通信システムの概略的構成を示す図である。
【図２】本発明による無線ＬＡＮ基地局装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図３】装置の各部分間の信号メッセージを示す図である。
【図４】無線ＬＡＮ基地局装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】無線端末からの受信レベルとエラー発生率の情報を示す通信テーブルの図である。
【図６】アンテナの切り替えを示す図である。
【図７】無線ＬＡＮ基地局装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明による無線ＬＡＮ基地局装置の構成例を示す図である。
【図９】本発明による無線ＬＡＮ基地局装置の他の構成例を示す図である。
【図１０】本発明による無線ＬＡＮ基地局装置の他の構成例を示す図である。
【図１１】エラー発生率の積算方法を示す図である。
【符号の説明】
１０  アクセスポイント装置
２０〜２３  無線端末
３０〜３３  アンテナ
１１−１〜１１−４  送受信器
１２−１〜１２−４  制御処理ユニット（Ｓｕｂ−ＣＰＵ）
１３  中央処理ユニット（ＣＰＵ）
１４  マスタークロック発生器
【図１】
2004153766.tif 000003
【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】
2004153766.tif 000009
【図８】
2004153766.tif 000010
【図９】
2004153766.tif 000011
【図１０】
2004153766.tif 000012
【図１１】
2004153766.tif 000013