(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各無線通信端末毎に該無線通信端末宛の通信データがあるか否かを示す制御データを含むビーコン信号を送信する中継装置を介して、他の通信端末と通信する無線通信端末において、
中継装置との間で各種信号を送受信する送受信手段と、
前記送受信手段で受信した中継装置からの前記ビーコン信号に含まれている前記制御データを解析して、該中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数を求める解析手段と、
前記解析手段で求められた、現在接続中の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数と、非接続の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数とを用いて、該現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるか否かを判断する切替判断手段と、
前記切替判断手段により、該現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるべきであると判断されると、接続対象を該非接続の中継装置へ切り替える切替制御手段と、を備えている、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信端末において、
前記送受信手段で受信した中継装置からの信号の電波強度を検出する電波強度検出手段を備え、
前記切替判断手段は、前記電波強度検出手段で検出された、現在接続中の中継装置からの信号の電波強度と、非接続の中継装置からの信号の電波強度とをさらに用いて、該現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるか否かを判断する、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
前記解析手段で求められた、現在接続中の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数が予め定められた数より多い場合に、前記送受信手段により前記非接続中の中継装置からのビーコン信号を受信させる制御手段を備えている、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項４】
請求項２に記載の無線通信端末において、
前記解析手段で求められた、現在接続中の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数が予め定められた数より多いか、又は、前記電波強度検出手段で検出された、現在接続中の中継装置からの信号の電波強度が予め定められた強度より小さい場合に、前記送受信手段により前記非接続の中継装置からのビーコン信号を受信させる制御手段を備えている、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
前記切替判断手段は、少なくとも前記無線通信端末の総数を変数とし、接続対象切替の必要性の程度を表す関数を用いて、接続対象を切り替えるか否かの判断を行い、
前記関数が、該関数により求められる値が大きいほど接続対象の切替の必要性が高まる関数である場合には、該関数は時間経過に伴って値が増加する項を含み、前記関数が、該関数により求められる値が小さいほど接続対象の切替の必要性が高まる関数である場合には、該関数は時間経過に伴って値が減少する項を含む、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
前記解析手段は、前記制御データとして、IEEE802.11に規定された仮想ビットマップに格納されているデータを参照して、該中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数を求める、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項７】
１以上の無線通信端末との間で通信データ信号を送受信すると共に、各無線通信端末毎に該無線通信端末宛の通信データがあるか否かを示す制御データを含むビーコン信号を送信する中継装置の負荷分散方法において、
前記無線通信端末は、
現在接続中の前記中継装置からの前記ビーコン信号を受信する第一のビーコン信号受信工程と、
前記現在接続中の前記中継装置からの前記ビーコン信号に含まれている前記制御データを解析して、該中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数を求める第一の解析工程と、
非接続の中継装置からのビーコン信号を受信する第二のビーコン信号受信工程と、
前記非接続の前記中継装置からの前記ビーコン信号に含まれている前記制御データを解析して、該中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数を求める第二の解析工程と、
前記第一の解析工程で求められた、前記現在接続中の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数と、前記非接続の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数とを用いて、該現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるか否かを判断する切替判断工程と、
前記切替判断工程で、前記現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるべきであると判断されると、接続対象を該非接続の中継装置へ切り替える切替工程と、を実行する、
ことを特徴とする中継装置の負荷分散方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）等による無線通信を行う無線通信端末、及びその中継装置の負荷分散方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ通信ネットワークの一つとして、無線ＬＡＮが普及し、オフィス、家庭、市街地（例えば、駅、空港、ファーストフード店）等において、盛んに利用されている。周知のように、このような無線ＬＡＮでは、ＡＰ（Access  Point）と呼ばれる中継装置と無線通信端末間で無線通信を行う。この無線ＬＡＮに関しては、以下の非特許文献１に記載されているIEEE（Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers）802.11に規定されている。
【０００３】
一般に、無線通信端末は、移動可能であるため、移動に伴って、現在接続中のＡＰから、隣接するＡＰへ接続先を切替える必要がある。このために無線通信端末は、ＡＰからの受信電波の強度を測定し、移動に伴い接続中のＡＰからの受信電波が弱くなると、より強い電波を受信できる隣接のＡＰに接続先を切替えることにより、無線通信を継続可能にしている。
【０００４】
ところで、多数の無線通信端末が1つのＡＰ周辺にたまたま集まって、このＡＰへ接続する無線通信端末の数が多くなると、このＡＰが過負荷となって無線の送受信速度が低減し、さらには無線通信が不可能となる場合もある。それを防ぐために、負荷分散と言う手法が知られている。従来から知られる負荷分散の方法として、以下の特許文献１に記載されている技術がある。
【０００５】
この技術では、ＡＰから送信されるビーコン中に、このＡＰに接続している端末の数情報を含ませ、各端末に、この端末数情報とＡＰからの電波の受信強度とから、隣接するＡＰに切り替えるか否かを判断させることで、一つのＡＰに負荷が集中することを回避している。より具体的には、ＡＰに、接続中の端末の数を監視する端末監視部と、この端末監視部が取得した端末数情報をビーコン信号に含ませる端末数情報付加部とを設け、このＡＰから各端末に、端末数情報を付加したビーコン信号を送出している。また、端末は、各ＡＰから端末数情報を受け付け、接続中のＡＰよりも、接続端末数が所定以上少ない他のＡＰがあるか否かを判断し、このような他のＡＰがあり、且つこのＡＰからの電波の受信強度が所定以上である場合に、接続中のＡＰからこの他のＡＰに接続を切り替えるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開2002−359864号公報
【非特許文献１】「Wireless LAN Medium Control（MAC） and Physical Layer（PHY） Specifications」  ANSI/IEEE Std 802．11，1999  Edition
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術では、ＡＰ及び無線通信端末の双方に、IEEE802.11に規定されていない独自の構成、言い換えると独自のプロトコルが必要になり、汎用性や互換性が失われ、一般的なＡＰが混在している場合には対処できず、あるエリアの全てのＡＰに独自のプロトコルを設定する必要が生じて設備コストが増加するという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、ＡＰの汎用性等を確保して、設備コストの増加を抑えつつも、負荷分散を図ることができる無線通信端末、及び中継装置の負荷分散方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記問題点を解決するための無線通信端末に係る発明は、
各無線通信端末毎に該無線通信端末宛の通信データがあるか否かを示す制御データを含むビーコン信号を送信する中継装置を介して、他の通信端末と通信する無線通信端末において、
中継装置との間で各種信号を送受信する送受信手段と、
前記送受信手段で受信した中継装置からの前記ビーコン信号に含まれている制御データを解析して、該中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数を求める解析手段と、
前記解析手段で求められた、現在接続中の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数と、非接続の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数とを用いて、該現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるか否かを判断する切替判断手段と、
前記切替判断手段により、該現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるべきであると判断されると、接続対象を該非接続の中継装置へ切り替える切替制御手段と、を備えている、ことを特徴とする。
【００１０】
また、前記目的を達成するための中継装置の負荷分散方法は、
１以上の無線通信端末との間で通信データ信号を送受信すると共に、各無線通信端末毎に該無線通信端末宛の通信データがあるか否かを示す制御データを含むビーコン信号を送信する中継装置の負荷分散方法において、
前記無線通信端末は、
現在接続中の前記中継装置からの前記ビーコン信号を受信する第一のビーコン信号受信工程と、
前記現在接続中の前記中継装置からの前記ビーコン信号に含まれている制御データを解析して、該中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数を求める第一の解析工程と、
非接続の中継装置からのビーコン信号を受信する第二のビーコン信号受信工程と、
前記非接続の前記中継装置からの前記ビーコン信号に含まれている制御データを解析して、該中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数を求める第二の解析工程と、
前記第一の解析工程で求められた、前記現在接続中の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数と、前記非接続の中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数とを用いて、該現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるか否かを判断する切替判断工程と、
前記切替判断工程で、前記現在接続中の中継装置から該非接続の中継装置へ接続対象を切り替えるべきであると判断されると、接続対象を該非接続の中継装置へ切り替える切替工程と、を実行することを特徴とする。
【００１１】
なお、以上の解析手段又は解析工程では、前記制御データとして、IEEE802.11に規定された仮想ビットマップに格納されているデータを参照して、該中継装置から送出すべき通信データがある無線通信端末の総数を求める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る無線通信システムの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
本実施形態の無線通信システムは、図１に示すように、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）にルータ２Ａ，２Ｂを介して接続されている複数のＡＰ３０及び複数のコンピュータ３と、ＡＰ１０を介して他の端末と通信する無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃとを備えている。ＬＡＮ（Ａ）とＬＡＮ（Ｂ）とはＩＰ（Internet  Protocol）網１によって接続されている。各無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、IEEE802.11に準拠して動作する無線ＬＡＮ通信機能を有する情報通信端末で、例えば、無線ＩＰ電話機等の電話端末、又はパソコンやＰＤＡ（Personal  Digital  Assistant）等の情報端末に接続される無線ＬＡＮカードや情報端末に搭載される無線ＬＡＮボード等である。
【００１４】
各ＡＰ３０は、IEEE802.11に準拠して動作する無線ＬＡＮ通信機能と、IEEE802.3に準拠して動作するイーサネット（登録商標）等の有線LAN通信機能とを有し、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間で無線ＬＡＮ通信を行い、ＬＡＮ（Ａ）又は（Ｂ）に接続されている他の装置（コンピュータ３及びルータ２Ａ又は２Ｂ等）と有線ＬＡＮ通信を行う。
【００１５】
ルータ２Ａ，２Ｂは、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）とＩＰ網１との間に介在し、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）上に流れるＩＰパケット及びＩＰ網１から得たＩＰパケットを監視し、このＩＰパケットのＩＰヘッダ情報（宛先ＩＰアドレス情報やポート番号情報など）に基づきＩＰパケットをルーティングする通信装置であり、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）上に流れるＩＰパケットがＩＰ網１側にルーティングすべきものであると判断した場合は、これをＩＰ網１側に送出し、また、ＩＰ網１から得たＩＰパケットがＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）側にルーティングすべきものであると判断した場合には、これをＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）側に送出する。
【００１６】
各コンピュータ３は、通常の有線用ＬＡＮボードを有するものであり、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）に接続されてＩＰパケットの送受信を行い、ＩＰ通信（ＬＡＮ通信）を行う。
【００１７】
以上の構成により、ＬＡＮ（Ａ）側の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０を介して、ＬＡＮ（Ａ）側の他の無線通信端末やコンピュータ３とＩＰ通信を行い、また、ルータ２Ａ、ＩＰ網１、及びルータ２Ｂを経由して、ＬＡＮ（Ｂ）側の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃやコンピュータ３とＩＰ通信を行うことが可能である。また、同様に、ＬＡＮ（Ｂ）側の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０を介して、ＬＡＮ（Ｂ）側の他の無線通信端末やコンピュータ３とＩＰ通信を行い、また、ルータ２Ｂ、ＩＰ網１、及びルータ２Ａを経由して、ＬＡＮ（Ａ）側の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃやコンピュータ３とＩＰ通信を行うことが可能である。
【００１８】
各ＡＰ３０は、いずれも、図２に示すように、アンテナ３１と、ＲＦ（Radio  Frequency）部３２と、ベースバンド部３３と、ＭＡＣ（Media  Access  Controller）層処理部３４と、ルータ部３５と、通信処理部４０と、プログラムメモリ４４と、ワークメモリ４５とを備えている。ＲＦ部３２とベースバンド部３３とＭＡＣ層処理部３４は、バス３８を介して通信処理部４０に接続される。
【００１９】
通信処理部４０は、プログラムメモリ４４内の制御プログラムや設定データに従い、ワークメモリ４５を使用しつつ、ＲＦ部３２とベースバンド部３３とＭＡＣ層処理部３４とを制御する。この通信処理部４０は、ビーコン信号に含ませるビーコンデータを生成するビーコンデータ生成部４１と、アンテナ３１又はルータ部３５から入力した信号を解析する解析部４２と、この解析部４２での解析結果等に応じてＲＦ部３２とベースバンド部３３とＭＡＣ層処理部３４とを制御する制御部４３とを有している。
【００２０】
ルータ部３５は、ネットワーク（ＬＡＮ（Ａ）又は（Ｂ））から受信したＩＰパケットのＩＰアドレスや、ＴＣＰ（Transmission  Control  Protocol）ポート番号又はＵＤＰ（User  Datagram  Protocol）ポート番号を含むＩＰヘッダを参照して、予め設定された規則に基づいて当該ＩＰパケットをルーティングする。
【００２１】
ＭＡＣ層処理部３４は、イーサネット（登録商標）規格であるIEEE802.3のデータリンク層と無線ＬＡＮ規格であるIEEE802.11のデータリンク層との間で、ＩＰパケットのＭＡＣ層の変換処理を行う。ベースバンド部３３は、IEEE802.11用にＭＡＣ処理されたＩＰパケットをベースバンド信号に変調し、又は、ベースバンド信号を復調して元のＩＰパケットに復元する。ＲＦ部３２は、ベースバンド部３３から受け取ったベースバンド信号をIEEE802.11に従って、例えば、ＤＳ−ＳＳ（Direct  Sequence  Spread  Spectrum）方式やＦＨ−ＳＳ方式（Frequency  Hopping  Spread  Spectrum）により規定される搬送無線周波数に載せてアンテナ３１から無線信号として送出する。逆に、アンテナ３１から受信した無線信号から搬送無線周波数を除去して元のベースバンド信号に復元し、ベースバンド部３３に送出する。
【００２２】
次に、以下、ＩＰパケットをネットワーク（ＬＡＮ（Ａ）又はＬＡＮ（Ｂ））からアンテナ３１経由で送出する場合のＡＰ３０の基本的な動作を説明する。
【００２３】
ＭＡＣ層処理部３４は、ネットワーク（ＬＡＮ（Ａ）又はＬＡＮ（Ｂ））からルータ部３５を介して受信したＩＰパケットのＭＡＣ層を、イーサネット（登録商標）用のIEEE802.3から無線ＬＡＮ用のIEEE802.11に変換処理し、ベースバンド部３３に送出する。ベースバンド部３３は、受信したＩＰパケットを無線ＬＡＮ用のIEEE802.11に従って変調してベースバンド信号を生成し、ＲＦ部３２に送出する。ＲＦ部３２は、ベースバンド部３３からのベースバンド信号を搬送無線周波数に載せ、アンテナ３１から無線信号として無線端末１０ａ,１０ｂ,１０ｃへ送出する。
【００２４】
次に、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃから無線信号を受信した場合のＡＰ３０の基本的な動作を説明する。
【００２５】
アンテナ３１は、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃからの無線信号を受信すると、ＲＦ部３２に送出する。ＲＦ部３２は、アンテナ３１が受信した無線信号から搬送無線周波数を除去して元のベースバンド信号に復元し、ベースバンド部３３に送出する。ベースバンド部３３は、ベースバンド信号を復調して元のＩＰパケットに復元し、ＭＡＣ層処理部３４に送出する。ＭＡＣ層処理部３４は、ＩＰパケットのＭＡＣ層を、無線用のＩＥＥＥ８０２．１１からイーサネット（登録商標）用のＩＥＥＥ８０２．３に変換処理し、ルータ部３４へ送る。ルータ部３４は、受け取ったＩＰパケットのＩＰアドレスなどを用いて、ＬＡＮなどに転送する。
【００２６】
無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、いずれも、図３に示すように、アンテナ１１と、ＲＦ部１２と、ベースバンド部１３と、ＭＡＣ層処理部１４と、上位層処理部１５と、入出力インタフェース部１６と、入出力部１７と、通信処理部２０と、プログラムメモリ２４と、ワークメモリ２５と、電源２６と、電力供給制御部２７とを備えている。
【００２７】
ＲＦ部１２と、ベースバンド１３と、ＭＡＣ層処理部１４と、上位層処理部１５と、入出力インタフェース部１６は、いずれも、バス１８を介して通信処理部２０に接続されている。なお、請求項に記載した“送受信手段”は、当該実施形態においては、アンテナ１１とＲＦ部１２とベースバンド部１３とＭＡＣ層処理部１４とを有して構成される。
【００２８】
通信処理部２０は、プログラムメモリ２４内の制御プログラムや設定データに従い、ワークメモリ２５を使用しつつ、ＲＦ部１２と、ベースバンド処理部１３と、ＭＡＣ層処理部１４と、上位層処理部１５と、入出力インタフェース部１６とを制御する。通信制御部２０は、入出力部１７又はアンテナ１１が受信した信号の内容を解析する解析部２１と、現在接続中のＡＰから他のＡＰに接続を切り替えるか否かを判断する切替判断部２２と、解析部２１での解析結果や切替判断部２２の判断結果等に応じてＲＦ部１２とベースバンド処理部１３とＭＡＣ層処理部１４と上位層処理部１５と電力供給制御部２７を制御する制御部２３とを有している。この制御部２３は、後述する節電モードを制御する節電モード制御部２３ａと、現在接続中のＡＰから他のＡＰに接続を切り替えるための制御を行う切替制御部２３ｂとを有している。
【００２９】
電力供給制御部２７は、電源２６からの電力を適正電圧に変換して、各部へ電力を供給する。また、電力供給制御部２７は、通信処理部２０の制御部２３からの指示に従って、ＲＦ部１２への電力供給をオン／オフする。すなわち、電力供給制御部２７は、無線送受信機能を動作させるアクティブ状態と無線送受信機能を停止してスリープ状態とに、同機能を状態変化させる節電モードの実行部位である。
【００３０】
入出力部１７は、例えば、当該無線通信端末が無線ＩＰ電話機である場合には、音声やデータの入出力部、具体的には、スピーカー、マイク、入力キー等である。また、当該無線通信端末が無線ＬＡＮカードである場合には、この入出力部１７は、コンピュータからのデータ信号や音声信号等の入出力部である。
【００３１】
入出力インタフェース部１６は、入出力部１７から上位層処理部１５へ、又は上位層処理部１５から入出力部１７へデータ信号や音声符号化信号を転送するためのインタフェースに係る処理を行う。上位層処理部１５は、ネットワーク層／トランスポート層に係るＩＰパケット処理を行う。具体的には、ＩＰアドレスやＴＣＰポート番号又はＵＤＰポート番号を含むＩＰヘッダの付与・削除の処理を行う。ＭＡＣ層処理部１４は、データリンク層に係るＩＰパケット処理を行う。具体的には、IEEE802.11に従って、データや音声バケットデータが格納されたＩＰパケットを組立て又は分解し、データリンク層間を伝送させるためにＭＡＣアドレスの付与・削除の処理を行う。ベースバンド部１３は、ＩＰパケットを変調してベースバンド信号を生成し、又は、ベースバンド信号を復調して元のＩＰパケットに復元する。
【００３２】
ＲＦ部１２は、ベースバンド部１３から受信したベースバンド信号をIEEE802.11に従って搬送無線周波数に載せ、アンテナ１１から無線信号として送出させる。逆に、アンテナ１１から受信した無線信号から搬送無線周波数を除去してベースバンド信号に復元し、ベースバンド部１３に送出する。このＲＦ部１２は、アンテナ１１が受信した信号の電波強度を検出して、出力電波の強度等を制御するＡＧＣ（Auto  Gain  Control）部１２ａを備えている。このＡＧＣ部１２ａで検出された信号の電波強度は、通信処理部２０の切替判断部２２に送られる。
【００３３】
次に、入出力部１７が受け付けた又は生成したデータ信号や音声符号化信号をアンテナ１１から無線信号として送出する場合の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの基本的な動作を説明する。
【００３４】
入出力インタフェース部１６は、入出力部１７からのデータ信号や音声符号化信号を上位層処理部１５に送る。上位層処理部１５は、ＩＰアドレス付与・ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の付与等のＩＰヘッダ処理を施して、ＩＰパケットを生成した後、このＩＰパケットをＭＡＣ層処理部１４に送出する。ＭＡＣ層処理部１４は、上位層処理部１５からのＩＰパケットにIEEE802.11に準拠したＭＡＣアドレス付与等のＭＡＣ処理を施し、このＩＰパケットをベースバンド部１３に送出する。ベースバンド部１３は、このＩＰパケットをIEEE802.11に従って変調してベースバンド信号を生成し、ＲＦ部１２に送出する。ＲＦ部１２は、ベースバンド部１３からのベースバンド信号をIEEE802.11に従って搬送無線周波数に載せ、アンテナ１１から無線信号としてＡＰ３０へ送出する。
【００３５】
次に、ＡＰ３０から伝送された無線信号を受信し、入出力部１７へ信号を出力する場合の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの基本的な動作を説明する。
【００３６】
アンテナ１１は、ＡＰ３０からの無線信号を受信し、これをＲＦ部１２に送出する。ＲＦ部１２は、この無線信号から搬送無線周波数を除去して元のベースバンド信号に復元し、ベースバンド部１３に送出する。ベースバンド部１３は、このベースバンド信号を復調して元のＩＰパケットに復元し、ＭＡＣ層処理部１４に送出する。ＭＡＣ層処理部１４は、このＩＰパケットからIEEE802.11に従ってＭＡＣアドレスを削除し、上位層処理部１５に送出する。上位層処理部１５は、ＭＡＣ層処理部１４からのＩＰパケットから設定データに基づきＴＣＰ・ＵＤＰヘッダやＩＰヘッダの削除し、得られたデータや音声符号化信号を入出力インタフェース部１６を介して入出力部１７に送る。
【００３７】
次に、ＡＰ３０から送出されるビーコン信号のデータ構成について、図５を用いて説明する。
【００３８】
ＡＰ３０は、節電モードの無線通信端末へ送出するデータがあるか否か等を、各無線通信端末へ通知するために、一定周期でビーコン信号を送出する。この周期は例えば100ms程度である場合が多い。
【００３９】
このビーコン信号は、IEEE802.11で規定されており、ビーコン信号であることを示すための信号種別のデータが入るフレーム制御部６１と、無線の通信時間のデータが入るデュレーション／ＩＤ部６２と、送信先のアドレスが入るＤＡ部６３と、送信元のアドレスが入るＳＡ部６４と、ＡＰ３０のアドレスが入るBSSID部６５と、一連のシーケンス中のシーケンス番号が入るシーケンス制御部６６と、実際に通知すべきデータが入るデータ本体部６７と、伝送誤り検出用のデータが入るＦＣＳ部６８とを有している。
【００４０】
本体データ部６７は、予め定められた長さの管理・制御用のデータが入る固定長フィールド６９と、可変長の管理・制御用のデータが入る可変長フィールド７０がある。
【００４１】
可変長フィールド７０は、エレメントのＩＤが入るエレメントＩＤ部７１と、このエレメントの長さのデータが入るエレメント長部７２と、節電モード中の端末宛にブロードキャストやマルチキャストで通知するデータの有無を示すDTIM（Ｄトラフィック通知マップ）を含むビーコンが送出されるまでに、一般のビーコン（TIMを含むビーコン）が送出される個数が入るDTIMカウント部７２と、上記のDTIMと次のDTIM間に送出される一般ビーコンの個数が入るDTIM間隔部７３と、後述のビットマップ制御部７５及び部分仮想ビットマップ部７６（これらの部分７５，７６に入るデータが請求項に記載した制御データとなる）とを有する。
【００４２】
エレメントＩＤ部７１には、このエレメントがTIM（トラフィック通知マップ）であることを示す“５”が入る。ビットマップ制御部７５及び部分仮想ビットマップ部７６には、ＡＰから節電モード中の端末宛にユニキャストアドレスで通知するデータの有無を示すためのデータが入る。
【００４３】
このデータの有無を示すデータは、各端末ＩＤ毎に、データがある場合に“１”が設定され、データが無い場合に“０”が設定される。このデータが入る部分仮想ビットマップ部７６は、１〜２５１バイトの可変長で、例えば、同図に示すように、端末ｃ及び端末ｈに関して“１”が設定され、つまり、端末ｃ及び端末ｈ宛てに送信データがあり、他の端末には送信データがない場合、全仮想ビットマップデータ中、有意なデータが入っているビット、つまり３ビット目の端末ｃから、予め定めたビット数、例えば、端末ｊまでの８ビット分の部分仮想ビットマップのデータのみが入る。ビットマップ制御部７５には、全仮想ビットマップ中で部分仮想ビットマップの開始ビット（ビットマップオフセット）と、この部分仮想ビットマップのビット数（ビットマップ長）とが入る。
【００４４】
以上のビーコン信号内に含まれる各データは、各端末から受信したデータや予め設定されているデータに基づいて、ＡＰ３０のビーコンデータ生成部４１が生成する。
【００４５】
次に、図４に示すフローチャートに従って、ＡＰ３０の負荷分散のための無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（以下、無線通信端末の符号を単に“１０”とする）の動作について説明する。
【００４６】
無線通信端末１０の電源がＯＮになり、節電モードになると、無線通信端末１０は、ＡＰ３０に対して節電モードになった旨を通知し（Ｓ１０）、アクティブ状態からスリープ状態に移行する。ＡＰ３０は、この通知を受けると、この通知を発した端末にＡＩＤと呼ばれる端末識別用ＩＤを割り当て、この端末を節電モードの端末として管理する。
【００４７】
無線通信端末１０の制御部２３は、先に設定しておいたタイマを参照して、ＡＰ３０からのビーコン信号の受信予定時刻直前になったか否かを判断し（Ｓ１１）、受信予定時刻直前になっていれば、スリープ状態からアクティブ状態に移行して、ＡＰ３０からのビーコン信号を受信する。このとき、無線通信端末１０のＡＧＣ部１２ａによりビーコン信号の電波強度Ｒ１が検出される（Ｓ１２）。
【００４８】
続いて、無線通信端末１０の解析部２１は、受信したビーコン信号を解析する（Ｓ１３）。ここで、図５を用いて、ビーコン信号の解析について説明する。仮に、同図中のビットマップ制御部７５に、開始ビットとして「第３番目のビット」が示されており、部分仮想ビットマップのビット数として「８」が示されており、部分仮想ビットマップ部７６に“１００００１００”のデータが入っており、自身の端末ＩＤに対応したビットが第３番目のビットであるとする。この場合、解析部２１は、まず、ＡＰ３０から自端末宛の通信データがあることを把握する。さらに、ＡＰ３０から送信すべきデータがある端末の数Ｎ１が２台であることも把握する。なお、部分仮想ビットマップ部７６に示されるデータは、節電モードの無線通信端末で且つＡＰ３０から送信すべきデータがある無線通信端末のみのデータである。したがって、節電モードになっていない無線通信端末や、単にＡＰ３０と接続している無線通信端末のデータは含まれない。
【００４９】
ここで、重要なことは、従来技術において、部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータは、自端末宛の通信データが有るか否かの判断データのみにしか利用されていないことである。これに対して、本実施形態では、部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータの“１（データ有り）”の数量から、前述したように、ＡＰ３０から送信すべきデータがある端末の数Ｎ１が２台であることを求め、この端末数（従来技術のように接続端末数ではない）をＡＰの負荷としている。
【００５０】
次に、切替判断部２２は、解析部２１が把握した端末数Ｎ１が予め定められた数ＴＨ１より大きいか否か、さらに、ＡＧＣ部１２ａで検出されたビーコン信号の電波強度Ｒ１が予め定められた電波強度ＴＨ２より小さいか否かを判断し、端末数Ｎ１が予め定められた数ＴＨ１より大きいか、又はビーコン信号の電波強度Ｒ１が予め定められた電波強度ＴＨ２より小さい場合には、現在接続中のＡＰ３０から他のＡＰへ接続対象を切り替える方が好ましいと判断して、ステップ１６に進む。また、端末数Ｎ１が予め定められた数ＴＨ１より小さく、且つビーコン信号の電波強度Ｒ１が予め定められた電波強度ＴＨ２より大きい場合には、現在接続中のＡＰ３０との接続を継続すべきである判断して、ＡＰ３０との間でデータの送受信を行う（Ｓ１５）。この無線通信端末１０がＡＰ３０との間での送受信が終了したと判断すると、スリーブ状態に移行して、ステップ１１に戻る。
【００５１】
一方、ステップ１４の判断でステップ１６に移行した場合、切替判断部２２は、接続対象切替の必要性の程度を表す関数Ｆ1（＝Ｎ１−αＲ１（α：0より大きい定数））を用いて、現在接続中のＡＰ３０に関する接続対象切替の必要性の程度を求める。この関数の値は、ＡＰ３０の接続端末数Ｎ１が多くなればなる程大きくなり、逆に、ＡＰ３０からの信号の電波強度が強ければ強いほど小さくなるため、この関数の値が大きくなるほど、接続対象の切替の必要性が高まることになる。なお、この関数Ｆ１に代えて、関数Ｆ１’（＝αＲ１−Ｎ１）を採用した場合は、つまり、関数Ｆ１の各項の正負の符号を逆にした場合、この関数の値が小さくなるほど、接続対象の切替の必要性が高まることになる。
【００５２】
関数Ｆ１が求められると、切替制御部２３ｂがＲＦ部１２に対して指示を与えて、搬送波の周波数を変えさせる。そして、解析部２１は、ＲＦ部１２で変わった搬送波によるビーコン信号を受信できたか否かを判断する、つまり、隣接する他のＡＰからのビーコン信号を受信できたか否かを判断する（Ｓ１７）。このとき、信号を受信したならば、ＡＧＣ１２ａが受信した信号の電波強度Ｒ２を検知する（Ｓ１８）。一方、搬送波の周波数を変えても、隣接する他のＡＰからのビーコン信号を受信できない場合には、ステップ２３に進む。
【００５３】
隣接する他のＡＰからのビーコン信号を受信できた場合、解析部２１は、このビーコン信号を解析して、部分仮想ビットマップ部７６内のデータから、このＡＰから送信すべきデータがある端末の数Ｎ２を求める（Ｓ１９）。そして、切替判断部２２は、この接続対象切替の必要性の程度を表す関数Ｆ２（＝Ｎ２−αＲ２（α：0より大きい定数））に、この隣接する他のＡＰからのビーコン信号の電波強度Ｒ２と、このＡＰから送信すべきデータがある端末の数Ｎ２とを代入して、関数Ｆ２の値を求める（Ｓ２０）。切替判断部２２は、さらに、Ｆ２＜Ｆ１で且つＲ２＞ＴＨ３であるか否か、つまり、隣接する他のＡＰの切替必要性の程度が今まで接続していたＡＰ３０の切替必要性程度より小さく、且つ他のＡＰからの信号の電波強度Ｒ２が予め定められた電波強度ＴＨ３よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２１）。
【００５４】
Ｆ２＜Ｆ１でない又はＲ２＞ＴＨ３ではない場合、ステップ１７に戻り、隣接する他のＡＰからのビーコン信号を受信できたか否かを判断し、Ｆ２＜Ｆ１で且つＲ２＞ＴＨ３である場合、切替判断部２２は、Ｆ２の値が最小となるＡＰを探すために、Ｆ２＜Ｆ１になったときのＦ２の値をＦ１の値として、この隣接する他のＡＰをハンドオーバ候補とし、ステップ１７に戻る。
【００５５】
今まで接続していたＡＰ３０に隣接する他のＡＰが複数ある場合、以上のステップ１７〜ステップ２２の処理が繰り返され、最もＦ２の値が小さいＡＰが最終的なハンドオーバ候補となり、ステップ１７で、ＡＰ３０に隣接する他の全てのＡＰに関してスキャンし終わったと判断し、ステップ２３に進み、そこで、ハンドオーバ候補の隣接する他のＡＰがあるか否かを判断する（Ｓ２３）。ハンドオーバ候補がなければ、今まで接続していたＡＰ３０との間でデータ送受信が行われる（Ｓ１５）。また、ハンドオーバ候補の隣接する他のＡＰがある場合には、切替制御部２３ｂにより隣接する他のＡＰへのハンドオーバ処理が行われる。この際、切替制御部２３ｂは、隣接する他のＡＰに対する認証要求のデータを作成し、この認証要求データをＲＦ部１２により隣接する他のＡＰの搬送波に載せて送信させ、この隣接する他のＡＰから認証を認める旨を受信すると、接続中のＡＰ３０に対する切断要求のデータを作成し、この切断要求のデータをＲＦ部１２により接続中のＡＰの搬送波に載せて送信させる。そして、この隣接する他のＡＰから接続を認める旨を受信すると、ハンドオーバ処理、つまり接続対象の切替処理が終了し、この隣接する他のＡＰとの間でデータ送受信が行われる（Ｓ１５）。
【００５６】
以上のように、本実施形態では、ＡＰ３０の負荷が大きくなってきた場合、無線通信端末１０の自立的な処理により、他の隣接するＡＰへハンドオーバするので、ＡＰ３０が過負荷になるのを防ぐことができる。しかも、本実施形態では、ＡＰ３０の負荷をＡＰ３０の接続端末数にせずに、ＡＰ３０から送信すべきデータがある端末数にしたことで、無線通信端末１０は、IEEE802.11に準拠したビーコン信号から、接続対象の切替必要性を判断するＡＰ３０の負荷を把握することができ、ＡＰ３０に、負荷分散のための独自のプロトコルを設定する必要がなく、ＡＰ３０の汎用性等を確保することができると共に、設備コストの増加を抑えることができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、接続対象の切替必要性の程度を示す関数として、Ｆ＝Ｎ−αＲを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、以下の（１）〜（４）に示すように、他の関数を用いてもよい。
（１）受信電波強度Ｒが閾値ｒ１以上であればＦ＝Ｎ、閾値ｒ１未満ならＦ＝∞とする。この場合は、受信電波強度Ｒが閾値ｒ１以上ならば、接続している無線端末台数のみで判定してＡＰを切替える。
（２）ＡＰから送信すべきデータがある無線端末の台数Ｎが閾値ｎ未満ならＦ=−Ｒ、閾値ｎ以上ならばＦ＝∞とする。この場合は、台数Ｎが閾値ｎ以上ならそのＡＰへの接続を禁止して他のＡＰへ切替えさせ、閾値ｎ未満なら受信電波強度が一番大きいＡＰに切替える。
（３）Ｆ２＝Ｎ２−αＲ２のままとし、Ｆ１＝Ｎ１−αＲ１＋βＴ（但し、ＴはＮ１が連続的に閾値ｎ以上となっている時間、ベータは定数）とする。この場合は、Ｎ１が閾値ｎ以上となるとＦ１の値が時間の経過により漸増するので、何れは該ＡＰに接続している無線端末の中で隣接ＡＰからの受信電力が最大である1台の無線端末が隣接ＡＰに切替えられる。すると、Ｎ１の値が減少し、閾値ｎ未満となればβＴも０になるので、それ以上の接続切替えは防止される。このため、複数の無線端末が同時に切替り、隣接ＡＰが新たに過負荷になるような、過剰なハンドオーバは抑制される。以上の関数を用いる場合、Ｎ１が連続的に閾値ｎ以上となっている時間を把握する必要があるため、図４中のステップ１３で求めた台数Ｎ１をそのときの時刻等と対応付けて記憶しておき、ステップ１６で、Ｆ１＝Ｎ１−αＲ１＋βＴを求める際、ステップ１４で記憶しておいたデータに基づいて、Ｎ１が連続的に閾値ｎ以上となっている時間を求めることになる。
【００５８】
なお、関数Ｆ２の各項の正負の符号を逆にし、この関数の値が小さくなるほど、接続対象の切替必要性が高まるようにした場合、関数Ｆ１の各項の正負の符号を逆にし、時間の経過に伴ってＦ１の値も小さくなるようにする。
【００５９】
また、不必要なオーバハンドをさらに抑制するために、以下のように、関数Ｆ１に（−オフセット値）を加えてもよい。
【００６０】
Ｆ１＝Ｎ１−αＲ１＋βＴ−オフセット値
（４）隣接ＡＰのＮ２が閾値ｎ以上になっているときや、Ｎ２が閾値ｎ―１と等しく且つＮ１が閾値ｎと等しいときに、隣接ＡＰへの接続切替えを防止するために、以下のようにしてもよい。
【００６１】
すなわち、各関数Ｆ１，Ｆ２を以下のように定める。
【００６２】
Ｎ２が閾値ｎ−１未満のとき、Ｆ２＝Ｎ２−αＲ２
Ｎ２が閾値ｎ−１と等しいとき、Ｆ２＝Ｎ２−αＲ２＋βＴ
（ＴはＮ２が閾値ｎ−１と等しい時間）
Ｎ２が閾値ｎ以上のとき、Ｆ２＝∞
Ｎ１が閾値ｎ以上のとき、Ｆ１＝Ｎ１−αＲ１＋βＴ＊（Ｎ１−閾値ｎ＋１）
−オフセット値（ＴはＮ1が閾値ｎ以上の時間）
Ｎ１が閾値ｎ未満のとき、Ｆ１＝Ｎ１−αＲ１−オフセット値
そして、接続切替えの可否を以下の通りに行う。
ａ）Ｎ２が閾値ｎ以上の場合は接続を切替えない。
ｂ）Ｎ２が閾値ｎ―１に等しく、Ｎ１が閾値より大きい場合は、接続を切替る可能性があるが、Ｎ１が閾値ｎと等しい場合は接続を切替えない。
【００６３】
また、以上の実施形態において、接続中のＡＰの端末数Ｎ１と隣接するＡＰの端末数Ｎ２が何れも閾値ｎ以上の場合には、接続中のＡＰが過負荷となり、通信品質が低下しているにも拘わらず、他のＡＰへの接続切替えができない。そこで、他のＡＰに接続切替ができないばあいには、当該端末自身が警告音などを発して、ユーザに移動を促すようにしてもよい。具体的には、図４中のステップ１４でＮ１＞ＴＨ１と判断し、且つステップ２３でハンドオーバ候補無しと判断した場合に、警告音を発するようにする。
【００６４】
以上のように、警告音を発しても、ユーザが移動しないなどにより、接続中のＡＰの過負荷状態が継続する場合も有り得る。このような場合には、無線端末が自律的に通信を停止してもよい。但し、複数の無線端末が同時に通信を停止する必要も無いので、ここでは受信電力の一番小さい無線端末が自律的に通信を停止する場合について、二つの方法について説明する。
【００６５】
第一の方法は、過負荷状態になったら又は警告を発してからタイマａを起動して、タイマａ満了時にビーコン信号の受信電力が閾値ｒ３より小さい無線端末は、その通信を停止し、同時にユーザへ通信停止を切断音などで通知する。閾値ｒ３より小さい受信電力の無線端末が無く、過負荷状態が継続する場合は、タイマａ満了時にタイマｂを起動し、タイマｂ満了時には閾値ｒ３より高い閾値ｒ４と受信電力を比較し、受信電力が閾値ｒ４より小さい端末は、その通信を停止する。このようにして、ビーコン信号の受信電力の小さい無線端末が自律的に通信を停止するようにしてもよい。
【００６６】
また、第二の方法は、過負荷状態になったら又は警告を発してからタイマａを起動して、タイマａ満了時に、先の（３）で説明したＦ１＝Ｎ１−αＲ１＋βＴ−オフセット値の値が閾値ｆ以上になったときに、当該無線端末が通信を停止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る第一の実施形態における無線通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る第一の実施形態におけるＡＰの機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る第一の実施形態における無線通信端末の機能ブロック図である。
【図４】本発明に係る第一の実施形態における無線通信端末の動作を示すフローチャートである。
【図５】ビーコン信号内のデータ構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：無線通信端末、１１：アンテナ、１２：ＲＦ部、１３：ベースバンド部、１４：ＭＡＣ層処理部、１５：上位層処理部、１６：入出力インタフェース部、１７：入出力部、２０：通信処理部、２１：解析部、２２：切替判断部、２３：制御部、２３ａ：節電モード制御部、２３ｂ：切替制御部、２６：電源、２７：電力供給制御部、３０：ＡＰ（中継装置）、３１：アンテナ、３２：ＲＦ部、３３：ベースバンド部、３４：ＭＡＣ層処理部、３５：ルータ部、４０：通信処理部、４１：ビーコンデータ生成部、４２：解析部、４３：制御部
【図１】
0004674155.tif 000002
【図２】
0004674155.tif 000003
【図３】
0004674155.tif 000004
【図４】
0004674155.tif 000005
【図５】
0004674155.tif 000006