(57)【要約】【課題】複数の通信チャネルを用いて各移動端末と基地局との間の無線通信を効率よく実行する。【解決手段】無線ＬＡＮアクセスポイント１００は、互いに周波数の異なる複数の通信チャネルの内の幾つかの通信チャネルを同時に使用できるようにするために、複数の無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０を備えている。無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０には、互いに異なる通信チャネル１０，２０，３０が設定されている。無線ＬＡＮアクセスポイント１００は、通信チャネル１０，２０，３０それぞれに対応する移動端末の接続台数を検出し、各通信チャネルの移動端末の接続台数を示す通信チャネル情報を移動端末に送信する。これにより、より接続台数が少ない通信チャネルを端末側で選択できるようになり、各移動端末と基地局との間の無線通信を効率よく実行することが可能となる。【選択図】    図１
2005020566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信エリア内に存在する複数の移動端末との無線通信を実行可能な基地局装置において、
互いに周波数が異なる複数の通信チャネルの内の第１の通信チャネルを用いて、当該第１の通信チャネルを選択した各移動端末との無線通信を実行する第１の無線通信装置と、
前記複数の通信チャネルの内の第２の通信チャネルを用いて、当該第２の通信チャネルを選択した各移動端末との無線通信を実行する第２の無線通信装置と、
前記第１および第２の通信チャネルそれぞれに対応する移動端末の接続台数を検出する手段と、
前記第１および第２の通信チャネルそれぞれに対応する移動端末の接続台数を示す通信チャネル情報を、無線信号によって前記無線通信エリア内に存在する移動端末に通知する通知手段とを具備することを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記通知手段は、移動端末から送信される通信チャネル情報取得要求を受信する手段と、前記通信チャネル情報取得要求の受信に応答して、前記通信チャネル情報を、前記通信チャネル情報取得要求を送信した移動端末に送信する手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
互いに周波数が異なる複数の通信チャネルの内で基地局が同時に使用可能な第１および第２の通信チャネルの内の一つを用いて、前記基地局との無線通信を実行する移動端末であって、
前記基地局から無線信号によって送信される、前記第１および第２の通信チャネルそれぞれに対応する移動端末の接続台数を示す通信チャネル情報を受信する手段と、
前記受信された通信チャネル情報に基づいて、前記基地局との無線通信に使用する通信チャネルを前記第１および第２の通信チャネルから選択する通信チャネル選択手段とを具備することを特徴とする移動端末。
【請求項４】
前記通信チャネル情報の取得要求を前記基地局に送信する手段をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の移動端末。
【請求項５】
基地局と各移動端末との無線通信を、互いに周波数が異なる複数の通信チャネルの内で前記基地局が同時に使用可能な第１および第２の通信チャネルの内の一つを用いて実行する通信方法であって、
前記基地局から移動端末に、前記第１および第２の通信チャネルそれぞれに対応する移動端末の接続台数を示す通信チャネル情報を送信するステップと、
前記通信チャネル情報に基づいて、前記移動端末が、前記基地局との無線通信に使用する通信チャネルを前記第１および第２の通信チャネルから選択するステップとを具備することを特徴とする通信方法。
【請求項６】
前記通信チャネル情報の取得要求を、前記移動端末から前記基地局に送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項５記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば無線ＬＡＮのような無線通信方式で無線通信を実行する基地局装置、移動端末、および通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されている無線で通信を行う装置）が広く普及し始めている。無線ＬＡＮでは、複数の移動端末と、アクセスポイントと称される基地局とによって構成されるネットワーク構成（ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅネットワーク）が用いられている。このネットワーク構成においては、各端末はアクセスポイントに接続し、かつアクセスポイントを介することで通信を行う。
【０００３】
無線ＬＡＮでは同じ空間に複数のネットワークを構築するために、周波数帯を分けることでいくつかの通信チャンネルを使用可能にしている。移動端末が無線ＬＡＮアクセスポイントとの間で通信を行うためには、この通信チャンネルを無線ＬＡＮアクセスポイントと端末との間で合わせる必要がある。従来の方法では、まずアクセスポイントが通信用のチャンネルを定め、各移動端末はネットワークに入るためにこのチャンネルを選択する。この時、アクセスポイントが使用しているチャンネルを端末側で把握するには、各チャンネルの周波数帯をサーチする方法や、端末の利用者がアクセスポイントの設定をあらかじめ調べておく方法などがある。
【０００４】
また、ＢＳＡと称される複数の無線通信エリアそれぞれに基地局を設置し、各端末からの接続要求信号の信号レベルに応じて、その端末を割り付けるべきアクセスポイントを専用の管理装置によって管理するシステムも知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４１９６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、公衆無線ＬＡＮサービスエリア等においては、一つの基地局に多くの移動端末が同時に無線接続されることにより、各移動端末の通信速度が低下するという問題が生じることがある。一つの基地局は、通常、同時には一つの通信チャネルしか使用できないので、一つの通信チャネルに多数の移動端末が集中して接続されてしまうからである。
【０００７】
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、複数の通信チャネルを用いて各移動端末と基地局との間の無線通信を効率よく実行することが可能な基地局装置、移動端末、および通信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無線通信エリア内に存在する複数の移動端末との無線通信を実行可能な基地局装置において、互いに周波数が異なる複数の通信チャネルの内の第１の通信チャネルを用いて、当該第１の通信チャネルを選択した各移動端末との無線通信を実行する第１の無線通信装置と、前記複数の通信チャネルの内の第２の通信チャネルを用いて、当該第２の通信チャネルを選択した各移動端末との無線通信を実行する第２の無線通信装置と、前記第１および第２の通信チャネルそれぞれに対応する移動端末の接続台数を検出する手段と、前記第１および第２の通信チャネルそれぞれに対応する移動端末の接続台数を示す通信チャネル情報を、無線信号によって前記無線通信エリア内に存在する移動端末に通知する通知手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成により、第１および第２の通信チャネルのなかでより接続台数が少ない通信チャネルを端末側で選択することができるようになり、各移動端末と基地局との間の無線通信を効率よく実行することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成が示されている。この無線通信システムは無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されている無線通信方式）を用いて無線通信を実行するシステムであり、例えば公衆無線ＬＡＮサービスエリア等で用いられる。無線通信システムには、無線ＬＡＮアクセスポイント１００が設けられている。この無線ＬＡＮアクセスポイント１００は、その無線通信エリア内に存在する各移動端末をインターネットなどの外部ネットワークに接続するための基地局装置である。無線ＬＡＮアクセスポイント１００は、互いに周波数の異なる複数の通信チャネルの内の幾つかの通信チャネルを同時に使用できるようにするために、複数の無線ＬＡＮモジュールを備えている。図１の例では、３つの無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０がアクセスポイント１００に設けられている。
【００１１】
無線ＬＡＮでは、ある周波数帯域に例えば５ＭＨｚ程度の間隔で複数の通信チャネル（周波数チャネルとも云う）が割り当てられており、各無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０は、それら複数の通信チャネルのうちの任意の一つの通信チャネルを選択的に使用することができる。例えば直接拡散（ＤＳ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）方式のスペクトラム拡散通信を利用することにより、一つの通信チャネルで複数の移動端末との通信を行うことが出来る。
【００１２】
本実施形態では、同時に複数の通信チャネルを用いた無線通信を実行するために、３つの無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０それぞれに対して互いに異なる通信チャネルが予め設定されている。すなわち、無線ＬＡＮモジュール１０には通信チャネル１０が設定され、無線ＬＡＮモジュール２０には通信チャネル２０が設定され、また無線ＬＡＮモジュール３０には通信チャネル３０が設定されている。無線ＬＡＮモジュール１０は、複数の通信チャネルの内の通信チャネル１０を用いて、当該通信チャネル１０を選択した各移動端末との無線通信を実行する。同様に、無線ＬＡＮモジュール２０は複数の通信チャネルの内の通信チャネル２０を用いて当該通信チャネル２０を選択した各移動端末との無線通信を実行し、無線ＬＡＮモジュール３０は複数の通信チャネルの内の通信チャネル３０を用いて当該通信チャネル３０を選択した各移動端末との無線通信を実行する。これら無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０は同一の無線ＬＡＮアクセスポイント１００に設けられているので、それら無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０の無線通信エリアは共通である。つまり、一つの無線通信エリア内で、３つの通信チャネルを用いた無線通信を同時に行うことが出来る。
【００１３】
無線通信エリア内には、複数の移動端末１〜７が存在する。各移動端末１〜７は、無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０と同様に、複数の通信チャネルのうちの任意の一つの通信チャネルを選択的に使用することができる。無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０に設定された通信チャネル１０，２０，３０それぞれに対応する移動端末の接続台数が平準化されるように、無線ＬＡＮアクセスポイント１００には、通信チャネル１０，２０，３０それぞれに対応する移動端末の接続台数等の情報を示す通信チャネル情報を通信エリア内の各移動端末に通知する機能が設けられている。この通信チャネル情報の通知により、通信チャネル１０，２０，３０のなかでより接続台数が少ない通信チャネルを移動端末側で選択することができるようになり、各移動端末１〜７と無線ＬＡＮアクセスポイント１００との間の無線通信を効率よく実行することが可能となる。
【００１４】
（無線ＬＡＮアクセスポイントの内部構造）
次に、図２を参照して、無線ＬＡＮアクセスポイント１００の構成を説明する。
無線ＬＡＮアクセスポイント１００は、上述の無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０に加え、ネットワークコントローラ（ＣＰＵ）４０、メモリ５０、および有線ＬＡＮモジュール６０を備えている。ネットワークコントローラ４０は無線ＬＡＮモジュール（無線ＬＡＮモジュール１０〜３０）間、および各無線ＬＡＮモジュール１０〜３０と有線ＬＡＮモジュール６０間のデータ受け渡し（ルーティング等）およびその制御を行う。すなわち、ネットワークコントローラ４０は無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０それぞれに対応するデータ送受信ルーチンを実行することにより、無線ＬＡＮモジュール１０〜３０間、および各無線ＬＡＮモジュール１０〜３０と有線ＬＡＮモジュール６０間のデータ受け渡しを行う。この場合、ルーティングの制御は、無線ＬＡＮモジュール１０〜３０の各々に対応するノード管理テーブル２０２を用いて行われる。ノード管理テーブル２０２はそれに対応する無線ＬＡＮモジュールがどの移動端末に接続されているかを示す。また、ネットワークコントローラ４０は、無線ＬＡＮモジュール１０〜３０によって使用される通信チャネル１０，２０，３０それぞれに対応する移動端末の接続台数等の情報を示す通信チャネル情報を無線ＬＡＮ管理テーブル２０１を用いて管理する。
【００１５】
ネットワークコントローラ４０には読み書き可能なメモリ５０が接続され、リアルタイムにデータの読み取り／保存ができる。無線ＬＡＮ管理テーブル２０１およびノード管理テーブル２０２はメモリ５０に格納される。またネットワークコントローラ４０はタイマ７０を内蔵している。タイマ７０はハードウエアまたはソフトウェアで構成され、時間をカウントし、予め指定された指定時間が経過したことをネットワークコントローラ４０へ通知する機能を持つ。
【００１６】
（無線ＬＡＮ管理テーブル）
図３に無線ＬＡＮ管理テーブル２０１のフォーマットを示す。無線ＬＡＮ管理テーブル２０１には、各無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０の番号（ＩＤ）、各無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０に接続している端末数、各無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０が使用している通信チャネル番号、各無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０の送受信データ数（単位はｂｉｔ／秒）が記載される。
ネットワークコントローラ４０は各無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０の状態を定期的にチェックして、無線ＬＡＮ管理テーブル２０１の内容を更新する処理を実行する。
【００１７】
（無線ＬＡＮ管理テーブル更新処理）
図４に無線ＬＡＮ管理テーブル更新ルーチンを示す。ネットワークコントローラ４０はタイマ７０から規定時間経過を示す通知を受信すると、無線ＬＡＮ管理テーブル更新ルーチンを開始する（ステップＳ１０２）。
ネットワークコントローラ４０は、まず、無線ＬＡＮモジュール１０に現在無線接続されている端末数を、無線ＬＡＮモジュール１０に対応するノード管理テーブル２０２から取得する（ステップＳ１０３）。ノード管理テーブル２０２は上述したように無線ＬＡＮアクセスポイント１００が各無線ＬＡＮ間および有線ＬＡＮ間でルーティングする際に参照するテーブルである。よって、無線ＬＡＮモジュール１０に対応するノード管理テーブル２０２を参照することにより、無線ＬＡＮモジュール１０に現在無線接続されている端末数を検出することができる。同様にして、ネットワークコントローラ４０は、無線ＬＡＮモジュール２０，３０にそれぞれ現在無線接続されている端末数を、無線ＬＡＮモジュール２０，３０にそれぞれ対応するノード管理テーブル２０２から取得する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。
【００１８】
この後、ネットワークコントローラ４０は、無線ＬＡＮモジュール１０が使用している通信チャンネル番号およびその通信チャンネル番号を介した現在の通信速度（単位時間当たりの送信データ数、単位時間当たりの受信データ数）を、無線ＬＡＮモジュール１０に対応するデータ送受信ルーチンから取得する（ステップＳ１０６）。通信速度はあらかじめ無線ＬＡＮモジュール１０に対応するデータ送受信ルーチンに、送受信したデータ数をカウントする機能を埋め込んでおき、そのデータを取り出すことで取得することができる。同様にして、ネットワークコントローラ４０は、無線ＬＡＮモジュール２０，３０がそれぞれ使用している通信チャンネル番号およびその通信チャンネル番号を介した現在の通信速度（単位時間当たりの送信データ数、単位時間当たりの受信データ数）を、無線ＬＡＮモジュール２０，３０にそれぞれ対応するデータ送受信ルーチンから取得する（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。
【００１９】
次いで、ネットワークコントローラ４０は、無線ＬＡＮモジュール１０，２０，３０それぞれに対応する取得情報（通信チャネル番号、端末接続数、単位時間当たりの送信データ数、単位時間当たりの受信データ数）を、無線ＬＡＮ管理テーブル２０１に書き込む（ステップＳ１０９）。これにより、無線ＬＡＮ管理テーブル２０１の内容が更新される。この後、ネットワークコントローラ４０は、タイマ７０をリセット（クリア）して、タイマ７０にカウント動作を再開させる（ステップＳ１１０）。
【００２０】
（アクセスポイントおよび各端末の動作）
次に、図５を参照して、無線ＬＡＮアクセスポイント１００および各移動端末それぞれの動作を説明する。各移動端末は、例えば、無線ＬＡＮアクセスポイント１００によって使用されている通信チャネルをサーチし、そして任意の通信チャネルを用いて無線ＬＡＮアクセスポイント１００に接続要求を送信する。この場合、サーチされた通信チャネルの一覧（例えば、無線通信モジュール１０，２０，３０それぞれのデバイスＩＤと、使用中の通信チャネル番号、等）を移動端末の表示装置に表示し、ユーザに通信チャネルを選択させるようにしてもよい。例えば、移動端末が通信チャネル１０を用いて無線ＬＡＮアクセスポイント１００に接続要求を送信したならば、通信チャネル１０を使用している無線通信モジュール１０から移動端末に対して応答（ＡＣＫ）が返され、これによって無線通信モジュール１０と移動端末との間の無線接続が確立される。移動端末は、無線ＬＡＮアクセスポイント１００の無線通信モジュール１０を通じて、外部ネットワークや他の移動端末との通信を開始する。
【００２１】
この後、移動端末は、任意のタイミングで、無線ＬＡＮ管理テーブル２０１の通信チャネル情報の取得を要求するメッセージを無線ＬＡＮアクセスポイント１００の無線通信モジュール１０に送信する。この通信チャネル情報取得要求メッセージは、無線通信モジュール１０からネットワークコントローラ４０に送られる。ネットワークコントローラ４０は、通信チャネル情報取得要求メッセージを受信すると、無線通信モジュール１０を通じて、無線ＬＡＮ管理テーブル２０１の現在の内容を要求元の移動端末に通信チャネル情報として送信する。移動端末は、通信チャネル情報に基づいて、無線ＬＡＮアクセスポイント１００との無線通信に使用する最適な通信チャネルを選択する（チャネル選択処理）。
【００２２】
チャネル選択処理では、例えば、最も端末接続数が少ない通信チャネルを選択する処理が行われる。図１の状態では、無線ＬＡＮモジュール１０（通信チャネル１０）に接続している端末数が他の無線ＬＡＮモジュール（通信チャネル２０，３０）と比べ多くなっており、通信チャネル３０に接続している端末数が最も少ない。このため、移動端末は、無線ＬＡＮアクセスポイント１００との無線通信に使用する通信チャネルとして通信チャネル３０を選択する。そして、移動端末は、通信チャネル３０を介して無線ＬＡＮアクセスポイント１００に接続要求を送信する。通信チャネル３０を使用している無線通信モジュール３０から移動端末に対して応答（ＡＣＫ）が返され、これによって無線通信モジュール３０と移動端末との間の無線接続が確立される。このように、無線ＬＡＮアクセスポイント１００から送信される通信チャネル情報に基づいて、移動端末側は自動的にチャネル選択を行い、そして無線ＬＡＮアクセスポイント１００との再接続を行う。
【００２３】
無線ＬＡＮにおいては、１つの通信チャネルを共有する端末数が多くなるに従い、１パケットの送受信に関わるオーバーヘッドが大きくなるため、通信速度が落ちるという特徴がある。本実施形態では、移動端末が多く接続されている無線ＬＡＮモジュール（通信チャネル）を端末側で識別することにより、各チャネルに接続している端末数を均一にすることが可能となる。その結果、通信効率を向上することができる。また、１パケットの送受信にかかるオーバーヘッドが小さくなるため、リアルタイム性を要求されるような通信に有利となる。
【００２４】
（アクセスポイント）
次に、図６のフローチャートを参照して、無線ＬＡＮアクセスポイント１００の動作を説明する。
【００２５】
無線ＬＡＮアクセスポイント１００のネットワークコントローラ４０は、図４で説明した無線ＬＡＮ管理テーブル更新処理を定期的に実行する（ステップＳ２０１）。ネットワークコントローラ４０は、移動端末からの送信データが無線ＬＡＮ管理テーブルの要求を示す通信チャネル情報取得要求メッセージであるか否かを判別する（ステップＳ２０２）。通信チャネル情報取得要求メッセージであれば、ネットワークコントローラ４０は、無線ＬＡＮ管理テーブル２０１の現在の内容を取得して、要求元の移動端末に通信チャネル情報として送信する（ステップＳ２０３）。
【００２６】
（チャネル選択処理）
次に、図７のフローチャートを参照して、各移動端末によって実行されるチャネル選択処理の動作を説明する。
【００２７】
移動端末は、通信チャネル情報を受信すると、通信チャネル１０，２０，３０それぞれに対応する端末接続台数をチェックし、通信チャネル１０，２０，３０の中で最も接続台数の少ない通信チャネルを選択する（ステップＳ３０１，Ｓ３０２）。そして、選択した通信チャネルを介して接続要求を無線ＬＡＮアクセスポイント１００に送信することにより、無線ＬＡＮアクセスポイント１００に再接続する（ステップＳ２０３）。もちろん、既に接続中の通信チャネルが最も接続台数の少ない通信チャネルであれば、ステップＳ２０３の処理はスキップされる。
【００２８】
なお、以上の説明では、無線ＬＡＮアクセスポイント１００との通信に使用する通信チャネルを移動端末側の制御で動的に切り替える場合を説明したが、無線ＬＡＮアクセスポイント１００が通信エリア内に存在する各移動端末に対して通信チャネル情報をブロードキャスト送信し、無線ＬＡＮに接続するときに各移動端末が通信チャネル情報に基づいて通信チャネルを自動選択するようにしてもよい。また、通信チャネル情報を移動端末に画面表示することにより、無線ＬＡＮアクセスポイント１００との通信に使用する通信チャネルをユーザに選択させることもできる。
【００２９】
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の通信チャネルを用いて各移動端末と基地局との間の無線通信を効率よく実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態で用いられる無線ＬＡＮアクセスポイントの構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態で用いられる無線ＬＡＮ管理テーブルの内容を示す図。
【図４】同実施形態で用いられる無線ＬＡＮ管理テーブル更新処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態で用いられる無線ＬＡＮアクセスポイントと移動端末の動作を示す図。
【図６】同実施形態で用いられる無線ＬＡＮアクセスポイントによって実行される処理手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態で用いられる各移動端末によって実行されるチャネル選択処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１〜７…移動端末、１０，２０，３０…無線ＬＡＮモジュール、４０…ネットワークコントローラ、７０…タイマ、１００…無線ＬＡＮアクセスポイント、２０１…無線ＬＡＮ管理テーブル。
【図１】
2005020566.tif 000003
【図２】
2005020566.tif 000004
【図３】
2005020566.tif 000005
【図４】
2005020566.tif 000006
【図５】
2005020566.tif 000007
【図６】
2005020566.tif 000008
【図７】
2005020566.tif 000009