(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、無線ＬＡＮによる通常の通信に影響を与えることなく実質的なトラフィック量に応じてチャネル変更を行い、電波干渉を解消して良好なスループットが得られる無線通信制御装置を提供することにある。【解決手段】  本発明は、無線ネットワークシステムにて複数の周波数チャネルを選択的に設定して電子機器端末と無線通信接続する場合に、無線アンテナで受信した信号に基づいて、複数の周波数チャネル毎の電波のレベルを所定の周期で測定し、この測定されたデータを所定の閾値と比較して周波数チャネル毎に使用或いは未使用を判定して周波数チャネル毎に使用頻度の統計データとして記憶し、電子機器端末と無線通信を実行中に、必要に応じてその統計データに基づいて周波数チャネルを変更するようにする。【選択図】      図２
2005333510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークシステムにて複数の周波数チャネルを選択的に設定して電子機器端末と無線通信接続を確立し無線通信制御を司る無線通信制御装置において、
無線アンテナより受信した信号から所定の周波数の信号を抽出する周波数制御部と、
この周波数制御部より抽出した信号のフレームから所望のデータを取り出すデータ処理部と、
前記無線アンテナで受信した信号に基づいて、前記複数の周波数チャネル毎の電波のレベルを所定の周期で測定する電波レベル測定部と、
この電波レベル測定部によって測定されたデータを所定の閾値と比較して前記周波数チャネル毎に使用或いは未使用を判定するチャネル使用状況判定部と、
この使用状況判定部による判定結果を前記周波数チャネル毎に使用頻度の統計データとして記憶する統計データ記憶部と、
前記電子機器端末と無線通信を実行中に、前記統計データに基づいて前記周波数チャネルを変更する変更処理部と、
を備えたことを特徴とする無線通信制御装置。
【請求項２】
前記所定の周期は、前記フレーム長よりも短い時間であることを特徴とする請求項１記載の無線通信制御装置。
【請求項３】
前記変更処理部は、前記電子機器端末より所定の要求があった場合のみ前記統計データに基づく前記周波数チャネルの変更処理を実行することを特徴とする請求項１記載の無線通信制御装置。
【請求項４】
無線ネットワークシステムにて複数の周波数チャネルを選択的に設定して電子機器端末と無線通信接続を確立し無線通信制御を司る無線通信制御装置において、
第１の無線アンテナより受信した信号から所定の周波数の信号を抽出する周波数制御部と、
この周波数制御部より抽出した信号のフレームから所望のデータを取り出すデータ処理部と、
第２の無線アンテナで受信した信号に基づいて、前記複数の周波数チャネル毎の電波のレベルを所定の周期で測定する電波レベル測定部と、
この電波レベル測定部によって測定されたデータを所定の閾値と比較して前記周波数チャネル毎に使用或いは未使用を判定するチャネル使用状況判定部と、
この使用状況判定部による判定結果を前記周波数チャネル毎に使用頻度の統計データとして記憶する統計データ記憶部と、
前記電子機器端末と無線通信を実行中に、前記統計データに基づいて前記周波数チャネルを変更する変更処理部と、
を備えたことを特徴とする無線通信制御装置。
【請求項５】
無線ネットワークシステムにて複数の周波数チャネルを選択的に設定して電子機器端末と無線通信接続を確立し無線通信制御を司る無線通信制御装置において、
無線アンテナより受信した信号から所定の周波数の信号を抽出する周波数制御部と、
この周波数制御部より抽出した信号のフレームから所望のデータを取り出すデータ処理部と、
前記無線アンテナで受信した信号に基づいて、前記複数の周波数チャネル毎の電波のレベルを所定の周期で測定する電波レベル測定部と、
この電波レベル測定部によって測定されたデータを所定の閾値と比較して前記周波数チャネル毎に使用或いは未使用を判定するチャネル使用状況判定部と、
この使用状況判定部による判定結果および前記無線アンテナを介して前記電子機器端末より受信した前記電子機器端末の無線通信範囲内における前記周波数チャネル毎の使用頻度を示すデータに基づいて、前記周波数チャネル毎の使用頻度を示す統計データを記憶する統計データ記憶部と、
前記電子機器端末と無線通信を実行中に、前記統計データに基づいて前記周波数チャネルを変更する変更処理部と、
を備えたことを特徴とする無線通信制御装置。
【請求項６】
無線ネットワークシステムにて複数の周波数チャネルを選択的に設定して電子機器端末と無線通信接続を確立し無線通信制御を司る無線通信制御方法において、
無線アンテナより受信した信号から所定の周波数の信号を抽出し、
この周波数制御部より抽出された信号のフレームから所望のデータを取り出し、
前記無線アンテナで受信した信号に基づいて、前記複数の周波数チャネル毎の電波のレベルを所定の周期で測定し、
この測定されたデータを所定の閾値と比較して前記周波数チャネル毎に使用或いは未使用を判定し、
この判定結果を前記周波数チャネル毎に使用頻度の統計データとして記憶し、
前記電子機器端末と無線通信を実行中に、必要に応じて前記統計データに基づいて前記周波数チャネルを変更することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項７】
無線ネットワークシステムにて複数の周波数チャネルを選択的に設定して電子機器端末と無線通信接続を確立し無線通信制御を司る無線通信制御方法において、
無線アンテナより受信した信号から所定の周波数の信号を抽出し、
この周波数制御部より抽出された信号のフレームから所望のデータを取り出し、
前記無線アンテナで受信した信号に基づいて、前記複数の周波数チャネル毎の電波のレベルを所定の周期で測定し、
この測定されたデータを所定の閾値と比較して前記周波数チャネル毎に使用或いは未使用を判定し、
この判定結果および前記無線アンテナを介して前記電子機器端末より受信した前記電子機器端末の無線通信範囲内における前記周波数チャネル毎の使用頻度を示すデータに基づいて、前記周波数チャネル毎の使用頻度を示す統計データを記憶し、
前記電子機器端末と無線通信を実行中に、必要に応じて前記統計データに基づいて前記周波数チャネルを変更することを特徴とする無線通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関し、特にアクセスポイント（ＡＰ）やステーション（端末）に備えられる無線通信制御装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、敷設の容易性、導入コストの経済性等を考慮して、オフィスや家庭等に無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が導入されている。無線ＬＡＮは、無線ＬＡＮ導入以前より使用されていた有線ＬＡＮと比較して、通信可能な範囲内において、無線ＬＡＮを形成する各端末を移動させることが可能、つまり機動性が高いが、当該通信可能な範囲を示す境界が曖昧である。通信可能な範囲を示す境界が曖昧であるために、複数の無線ＬＡＮが隣接して存在している場合、複数の無線ＬＡＮ夫々の通信可能な範囲が重複する範囲に、端末が存在してしまうことがある。当該端末（以下、重複範囲に存在する端末、と称す。）は互いに隣接する無線ＬＡＮ内の夫々の電波を受信することで、電波干渉問題が発生し、スループットが低下する場合がある。
【０００３】
上記課題を解決する方法として、無線ＬＡＮの送受信を一旦停止した上でスキャンを行いチャネルの再配置を行うものがある。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−１５８６６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来の技術は、無線通信装置群が無線通信を行う際に発生する電波干渉を解消するために、無線ＬＡＮの送受信を一旦停止した上でスキャンを行いチャネルの再配置を行うため、通常の無線通信による送受信に影響を与えることとなる。また、このスキャンではアクセスポイントの存在の有無のみを確認するため、ネットワークによるチャネル（周波数）の使用状況などの把握ができない。
【０００５】
そこで、本発明では無線ＬＡＮによる通常の通信に影響を与えることなく実質的なトラフィック量に応じてチャネル変更を行い、電波干渉を解消して良好なスループットが得られるようにした無線通信制御装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明では、無線ネットワークシステムにて複数の周波数チャネルを選択的に設定して電子機器端末と無線通信接続を確立し無線通信制御を司る無線通信制御装置において、無線アンテナより受信した信号から所定の周波数の信号を抽出する周波数制御部と、この周波数制御部より抽出した信号のフレームから所望のデータを取り出すデータ処理部と、無線アンテナで受信した信号に基づいて、複数の周波数チャネル毎の電波のレベルを所定の周期で測定する電波レベル測定部と、この電波レベル測定部によって測定されたデータを所定の閾値と比較して周波数チャネル毎に使用或いは未使用を判定するチャネル使用状況判定部と、この使用状況判定部による判定結果を周波数チャネル毎に使用頻度の統計データとして記憶する統計データ記憶部と、電子機器端末と無線通信を実行中に、統計データに基づいて周波数チャネルを変更する変更処理部とを備えた無線通信制御装置を提供する。
【０００７】
また請求項５に係る発明では、無線ネットワークシステムにて複数の周波数チャネルを選択的に設定して電子機器端末と無線通信接続を確立し無線通信制御を司る無線通信制御装置において、無線アンテナより受信した信号から所定の周波数の信号を抽出する周波数制御部と、この周波数制御部より抽出した信号のフレームから所望のデータを取り出すデータ処理部と、無線アンテナで受信した信号に基づいて、複数の周波数チャネル毎の電波のレベルを所定の周期で測定する電波レベル測定部と、この電波レベル測定部によって測定されたデータを所定の閾値と比較して周波数チャネル毎に使用或いは未使用を判定するチャネル使用状況判定部と、この使用状況判定部による判定結果および無線アンテナを介して電子機器端末より受信した電子機器端末の無線通信範囲内における周波数チャネル毎の使用頻度を示すデータに基づいて、周波数チャネル毎の使用頻度を示す統計データを記憶する統計データ記憶部と、電子機器端末と無線通信を実行中に、統計データに基づいて周波数チャネルを変更する変更処理部とを備えた無線通信制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無線ＬＡＮによる通常の通信に影響を与えることなく実質的なトラフィック量に応じてチャネル変更を行い、電波干渉を解消して良好なスループットが得られるようにした無線通信制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は、この発明に係わる無線ネットワークシステムの一実施形態を示す概略構成図である。
このシステムは、周波数チャネル制御等を行う無線通信制御局の役目を果たすＡＰ（アクセスポイント）１〜ＡＰ４と、これらＡＰ１〜ＡＰ４にそれぞれ無線通信接続される端末１ａ、２ａ、３ａ、４ａおよび４ｂで構成されている。
【００１０】
ＡＰ１は端末１ａと、ＡＰ２は端末２ａと、ＡＰ３は端末３ａと、ＡＰ４は端末４ａおよび端末４ｂとそれぞれ無線通信接続が可能に構成されている。
ＢＳＡ（基本サービスエリア）５は、ＡＰ１を中心とする無線通信可能な範囲を示している。ＡＰ１との無線通信が可能な端末１ａは、ＢＳＡ５内においてＡＰ１との無線通信を行うことができ、ＡＰ２〜ＡＰ４もそれぞれＢＳＡ（基本サービスエリア）を有している。
【００１１】
ここで各ＡＰ１〜ＡＰ４は、それぞれチャネルＡ〜Ｃの３つの周波数チャネルを選択的に設定して各端末との無線通信が可能であり、図１の例ではＡＰ１は端末１ａとチャネルＡで通信を行い、ＡＰ２も端末２ａとチャネルＡで通信を行い、ＡＰ３は端末３ａとチャネルＣで通信を行い、ＡＰ４は端末４ａ、４ｂとチャネルＡで通信を行っている様子を示している。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態である無線通信制御装置の構成を示すブロック図である。
図２に示す無線通信制御装置６は、ＡＰ１〜４および端末１ａ〜４ａおよび４ｂに設けられるが、本実施形態ではＡＰ１〜４に設けられた場合について説明する。
無線通信制御装置６は、無線で通信される信号を受信する無線アンテナ７と、この無線アンテナ７で受信した信号から所定の周波数の信号を抽出するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路等からなるＲＦ（無線周波数制御）部８と、このＲＦ部で抽出された信号のフレームから所望のデータを取り出すベースバンド処理部９と、このベースバンド処理部９により取り出されたデータを入力すると共に、無線通信制御装置６を統括制御するＣＰＵ１０と、無線アンテナ７で受信した信号から所定の周波数の信号を抽出すると共に、各周波数チャネルにおける電波のレベル（電力量）を測定する電力測定部１１と、この電力測定部１１による測定チャネルの変更及びそのタイミング等の制御を行い、測定結果を入力して各周波数チャネルの使用／未使用の判断を行うと共に、その測定結果を統計データとして保持する制御演算部１２とを備えている。
【００１３】
図３は、電力測定部１１による各周波数チャネル別の測定手順を示す図である。
各チャネルＡ〜Ｃでは、比較的短い周期（６００μｓ）で、短い時間で電力の測定を行う。その周期内で各周波数チャネルＡ〜Ｃに対して時間をずらしてキャリアセンスが実行され、各周波数チャネルにおける測定した電力が予め設定した閾値（−６０ｄＢ）より大きい場合にはチャネル使用中、小さい場合にはチャネル未使用と判断される。
【００１４】
図４は、制御演算部１２に保持されるＡＰ１の統計データテーブル１３の一例を示したものである。
統計データテーブル１３では、選択可能な周波数チャネルＡ〜Ｃについて、それぞれ使用を検知した検知回数と、全測定回数に対する検知回数の割合を示す使用率のデータを保持している。図４の例ではチャネルＡの検知回数が約１０万回（使用率８０％）、チャネルＢが１万回（使用率１０％）、チャネルＣが３万回（使用率４０％）である。従って、ＢＳＡ１において、チャネルＡの使用率が高く、チャネルＢの使用率が低いことを示している。
【００１５】
次に上記第一の実施形態における無線通信制御装置の動作について図５を用いて説明する。ここでは、端末１ａがＡＰ１に対して通信要求を実行し、この要求に対してＡＰ１がチャネルＡを割り当て、端末１ａとＡＰ１との間で既に無線通信が確立している状態から説明する。
【００１６】
ＡＰ１と端末１ａとの間で無線通信が確立しているときに、端末１ａが例えば２０Ｍｂｐｓの帯域を要するようなストリーミング動画データの配信要求をＡＰ１に対して実行すると、ＡＰ１のＣＰＵ１０はＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）要求が大きいと判断し（ステップ１）、制御演算部１２の統計データテーブル１３を参照し、各チャネルＡ〜Ｃのチャネル使用率を確認する（ステップ２）。ステップ２にて確認した結果、例えば図４に示すように現在のチャネルＡと比較して使用率の低いチャネル、例えばチャネルＢがあれば（ステップ３）、現在のチャネルＡからチャネルＢに変更する（ステップ４）。ステップ４にてチャネルＢに変更した後、チャネルＡで通信していた時にスループットと、変更後のチャネルＢにおける通信のスループットを比較し（ステップ５）、スループットが良くなっていればそのまま変更後のチャネルＢでの通信を継続する。
【００１７】
ステップ３にて、現在のチャネルＡが最適と判断された場合にはそのまま現在のチャネルＡを変更しない。また、ステップ５で変更後のチャネルＢでのスループットがチャネルＡでのスループットと比較して改善していない場合には、チャネルＡに再度戻して通信を行う（ステップ６）。
【００１８】
以上本発明の第一の実施形態によれば、ＡＰ１が無線通信制御装置６の電力測定部１１が定期的に各周波数チャネルＡ〜Ｃの使用状況を確認し、その判定結果を統計データテーブル１３として保持し、端末１ａよりのＱｏＳ要求が大きい場合に、その統計データテーブル１３を参照することで使用頻度の低いチャネルに切替えることができるので、ＡＰ１と端末１ａの通信を継続しながら必要に応じて使用頻度の低いチャネルに自動的に変更を行うことができる。また、チャネル変更後のスループットが改善されない場合には変更前のチャネルに戻すようにしたので、チャネルの混雑状況も反映したチャネル切り替え制御を行うことができる。
【００１９】
尚、本実施形態では各周波数チャネルＡ〜Ｃのキャリアセンスの周期を６００μｓとしたが、これは無線通信される信号の最低フレーム長に相当するもので、この周期に設定することでチャネルの使用状況を正確かつ無線通信制御装置に過大な負荷を与えることなく実行することができるようにしたもので、特にその周期をさらに短くしてより正確な使用状況を把握したり、或いは逆に周期を長くして演算負荷の軽減を図るようにしても良い。
【００２０】
また、無線アンテナ７は電力測定部１１による電力測定用として共用する構成となっているが、電力測定部１１用に別のアンテナを用意してもよい。
さらに、本実施形態では端末１ａよりのＱｏＳ要求が大きい場合にチャネルの変更処理を実行するようにしているが、所定時間毎或いは所定の要求毎にチャネル変更処理を実行するようにしても良い。
【００２１】
図６は、本発明の第一の実施形態において、端末１ａ〜４ａ、４ｂにも無線通信制御装置６が設けれた場合の変形例を説明するための無線ネットワークシステムを示す概略構成図である。
【００２２】
図６では、説明を簡略化するためＡＰ１、ＡＰ２の２つのアクセスポイントと、これに無線通信接続する端末１ｂおよび端末２ｂを示している。
端末１ｂにはＡＰ１と同様の無線通信制御装置６が備えられ、ＡＰ１と周波数チャネルＡ〜Ｃのいずれかを用いて無線通信が可能に構成されている。
無線通信範囲１４は、端末１ｂの無線通信範囲を示したものである。
端末１ｂは、ＡＰ１と同様に各周波数チャネルＡ〜Ｃの使用状況を確認し、図４に示すような統計データテーブルを保持し、そのテーブルのデータをＡＰ１に送信する。ＡＰ１では、端末１ｂからの統計データを入手することができるので、ＡＰ１は自身のＢＳＡ５内の各周波数チャネルＡ〜Ｃの使用状況に加えて端末１ｂの無線通信範囲１４内の各周波数チャネルＡ〜Ｃの使用状況も考慮した統計データテーブルを保持することできる。
【００２３】
この構成によれば、図６に示すようにＡＰ２が端末２ｂとチャネルＡで通信している場合、ＡＰ１ではＡＰ２と端末２ｂ間のチャネル使用状況を検出することはできないため、実際には端末１ｂの無線通信範囲１４にてチャネルＡの使用頻度が多いにもかかわらず、チャネルＡの使用頻度が低いと判断して端末１ｂがＡＰ１とチャネルＡで無線通信を継続してしまうという不都合を解消することができるようになる。
【００２４】
従って、端末１ｂにも無線通信制御装置６を設けることにより、ＡＰ１と端末１ｂ間の無線通信をより使用頻度の低い安定した周波数チャネルで接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係わる無線ネットワークシステムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態である無線通信制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】電力測定部による各周波数チャネル別の測定手順を示す図である。
【図４】無線通信制御装置に保持される統計データテーブルの一例を示したものである。
【図５】本発明の第一の実施形態における無線通信制御装置の動作を説明するフローチャート図である。
【図６】端末に無線通信制御装置を設けた場合の変形例を説明するためのシステム概略構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・ＡＰ（アクセスポイント）、１ａ・・・端末、５・・・ＢＳＡ（基本サービスエリア）、６・・・無線通信制御装置、７・・・無線アンテナ、８・・・ＲＦ部、９・・・ベースバンド処理部、１０・・・ＣＰＵ、１１・・・電力測定部、１２・・・制御演算部、１３・・・統計データテーブル。
【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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