(57)【要約】【課題】安定したローミングを可能とする。【解決手段】携帯端末ＭＴとアクセスポイントＡＰ１、２との間で無線通信を行うシステムにおいて、携帯端末の位置を検出する位置検出装置１０００と、位置検出装置で検出された携帯端末の位置に基づいて携帯端末が接続するアクセスポイントを変更するか否かを判断するローミング判断装置２０００と、を備え、ローミング判断装置の指示に基づいて、ローミングを行う無線通信システム。【選択図】  図１
2005184729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末とアクセスポイントとの間で無線通信を行うシステムにおいて、
上記携帯端末の位置を検出する位置検出装置と、
上記位置検出装置で検出された上記携帯端末の位置に基づいて上記携帯端末が接続するアクセスポイントを変更するか否かを判断するローミング判断装置と、
を備え、
上記ローミング判断装置の指示に基づいて、ローミングを行う無線通信システム。
【請求項２】
位置検出用基地局を備え、
上記位置検出用基地局が上記携帯端末からの電波の受信タイミングを測定し、
上記位置検出装置は、上記受信タイミングから上記携帯端末の位置を検出する請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
上記ローミング判断装置は、上記アクセスポイントの管轄する領域を定義する情報を格納する記憶装置を有する請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
上記ローミング判断装置は、上記アクセスポイントの管轄する領域に対応して、当該領域に属する携帯端末を特定する情報を格納する記憶装置を有する請求項３記載の無線通信システム。
【請求項５】
上記アクセスポイントの管轄する領域の境界付近に、上記携帯端末へ位置検出のための電波の送出を指示するデバイスを配置する請求項３記載の無線通信システム。
【請求項６】
上記アクセスポイントの管轄する領域には、上記位置検出用基地局が少なくとも１個配置される請求項３記載の無線通信システム。
【請求項７】
上記アクセスポイントの管轄する領域には、上記位置検出用基地局が少なくとも３個配置される請求項３記載の無線通信システム。
【請求項８】
携帯端末とアクセスポイントとの間で無線通信を行うシステムにおいて、
上記携帯端末からの信号を受信して受信タイミングを測定する位置検出用基地局と、
該受信タイミングを用いて上記携帯端末の位置を計算する位置検出装置と、
上記携帯端末の位置に基づいて上記携帯端末が接続するアクセスポイントを変更するか否かを判断するローミング判断装置とを有する無線通信システム。
【請求項９】
上記位置検出用基地局、位置検出装置、およびローミング判断装置は同一プロトコルのネットワークで接続されている請求項８記載の無線通信システム。
【請求項１０】
さらに、上記アクセスポイントが上記ネットワークで接続されており、上記ローミング判断装置からのローミング指令は、上記アクセスポイントを介して上記携帯端末に送付される請求項９記載の無線通信システム。
【請求項１１】
上記アクセスポイントは、１次元的、２次元的、あるいは３次元的に配置される請求項８記載の無線通信システム。
【請求項１２】
携帯端末が接続するアクセスポイントの変更を管理するローミング方法であって、
複数のアクセスポイントと、複数の位置検出用基地局とを準備し、
上記複数の位置検出用基地局が携帯端末からの信号を受信し、受信タイミング、受信強度、受信方向の少なくとも一つの測定データを得る第１のステップと、
上記受信データから上記携帯端末の位置を計算する第２のステップと、
上記携帯端末の位置に基づいて、上記携帯端末が接続するアクセスポイントを決定する第３のステップと、
上記携帯端末に上記決定されたアクセスポイントへの接続を指示する第４のステップと、を有するローミング方法。
【請求項１３】
上記第３のステップは、アクセスポイント、該アクセスポイントが管理するエリアのエリアＩＤ、該エリアの物理的範囲を特定するエリア情報、および、該エリア内に位置する携帯端末のＩＤが関連づけられたテーブルを用いて行われる請求項１２記載のローミング方法。
【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、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の無線通信システム等のローミングに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
以降、『ローミング』を「携帯端末が接続するアクセスポイントを変更すること」と定義する。
【背景技術】
【０００３】
従来の技術において、無線ＬＡＮを代表とする複数のアクセスポイント、複数の携帯端末で構成される無線通信システムでは、携帯端末は複数のアクセスポイントの中から最高の受信強度であるアクセスポイント１機を接続先として選択する。携帯端末における受信強度は時々刻々と変化するため、仮に同程度な受信強度であるアクセスポイントが複数存在する場合、携帯端末は最高の受信強度であるアクセスポイントへ次々とローミングする。この状況下では携帯端末、アクセスポイント共に、莫大な演算リソースを接続先の変更処理に割り当てるため、無線通信システムのスループットが低下する。また、システム内の大部分の携帯端末が一斉に最高の受信強度であるアクセスポイントへ接続すると通信負荷が一極集中し、携帯端末の通信待ち状態が極端に長くなる場合がある。さらに、受信強度の状態により、時々刻々とローミング先が切り替わるため、ローミングが頻繁に発生する可能性がある。ローミング中は通信ができないので、これもスループット低下の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、携帯端末が接続するアクセスポイントを変更する際に、携帯端末が受信する電波の受信状態の変化に依存せずに、安定したローミングを可能とする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、各アクセスポイントが管理するエリアを特定する。そして、端末の位置を測定し、いずれのエリアに属するかを判断してローミングを行う。
【０００６】
さらに、位置の測定に際しては、無線ＬＡＮのシステムを用いることとすれば、屋内でも確実に位置を測定することができる。
【０００７】
本発明の一つの側面は、携帯端末とアクセスポイントとの間で無線通信を行うシステムであり。このシステムは、携帯端末の位置を検出する位置検出装置と、この位置検出装置で検出された携帯端末の位置に基づいて携帯端末が接続するアクセスポイントを変更するか否かを判断するローミング判断装置とを備える。そして、ローミング判断装置の指示に基づいて、ローミングを行う。
【０００８】
好ましい態様では、さらに位置検出用基地局を備え、位置検出用基地局が携帯端末からの電波の受信タイミング、受信強度、あるいは受信方向を測定し、位置検出装置は、測定結果から携帯端末の位置を検出する。このようにすると、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を利用して位置を測定するのに比べ、屋内でも安定して携帯端末の位置を知ることができる。従って、屋内用の無線ＬＡＮ等に応用するのに好適である。
【０００９】
ローミング判断装置は、アクセスポイントの管轄する領域を定義する情報を格納する記憶装置を有することとしてもよい。さらに、ローミング判断装置は、アクセスポイントの管轄する領域に対応して、当該領域に属する携帯端末を特定する情報を格納する記憶装置を有することにしてもよい。
【００１０】
位置の測定を行うタイミングとしては、定期的に位置検出のための信号を出すように構成しても良いが、通信のスループットが落ちるので、他の案としては、アクセスポイントの管轄する領域の境界付近に、携帯端末へ位置検出のための電波の送出を指示するデバイスを配置することが考えられる。すなわち、ローミングが起こる可能性が高い領域で、位置検出を行うように構成する。
【００１１】
アクセスポイントの管轄する領域には、位置検出用基地局が少なくとも１個配置される事が望ましい。さらに位置測定の精度を考慮すると、アクセスポイントの管轄する領域には、位置検出用基地局が少なくとも３個配置されることが望ましい。
【００１２】
本発明の他の側面である無線通信システムにおいては、携帯端末とアクセスポイントとの間で無線通信を行うシステムにおいて、携帯端末からの信号を受信して受信タイミングを測定する位置検出用基地局と、受信タイミングを用いて携帯端末の位置を計算する位置検出装置と、携帯端末の位置に基づいて携帯端末が接続するアクセスポイントを変更するか否かを判断するローミング判断装置とを有する。
【００１３】
位置検出用基地局、位置検出装置、およびローミング判断装置は同一プロトコルのネットワークで接続すると、システム全体を一括して管理・制御することができる。さらに、アクセスポイントもネットワークで接続されており、ローミング判断装置からのローミング指令は、アクセスポイントを介して携帯端末に送付されることにしてもよい。なお、アクセスポイントは、１次元的、２次元的、あるいは３次元的に配置することができる。
【００１４】
１次元とは、ベルトコンベヤーのような所定経路に沿って携帯端末が移動する場合好適である。２次元とは、ビルのある階に複数のエリアを設けた場合などが該当する。３次元とは、吹き抜けのあるビルなどで、高さ方向にアクセスポイントが配置される場合である。
【００１５】
本発明のローミング方法では、携帯端末が接続するアクセスポイントの変更を管理するローミング方法であって、複数のアクセスポイントと、複数の位置検出用基地局とを準備し、複数の位置検出用基地局が携帯端末からの信号を受信し、受信タイミング、受信強度、受信方向の少なくとも一つの測定データを得る第１のステップと、
受信データから上記携帯端末の位置を計算する第２のステップと、
携帯端末の位置に基づいて、携帯端末が接続するアクセスポイントを決定する第３のステップと、
携帯端末に決定されたアクセスポイントへの接続を指示する第４のステップと、を有する。
【００１６】
さらに、第３のステップは、アクセスポイント、アクセスポイントが管理するエリアのエリアＩＤ、エリアの物理的範囲を特定するエリア情報、および、エリア内に位置する携帯端末のＩＤが関連づけられたテーブルを用いて行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、端末の位置情報を元にローミングを行うので、安定したローミングが可能となる。また、無線ＬＡＮシステムの位置検知技術を用いるため、屋内において正確な位置検出が可能となり、さらに、位置検出とローミングが一元管理できるなどの効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明を適用した、無線ＬＡＮシステムの全体図である。
【００１９】
ＭＴは携帯端末であり、ユーザーが携帯することを想定している。ＡＰ１、ＡＰ２は無線ＬＡＮのアクセスポイント（基地局）を示す。アクセスポイントＡＰ１はエリア１内の携帯端末のマスタＡＰ（携帯端末の通信先となるＡＰ）、アクセスポイントＡＰ２はエリア１内の携帯端末のマスタＡＰとなる。各アクセスポイントは携帯端末ＭＴとの間で、通常の無線ＬＡＮと同じく、情報の送受信を電波によりおこなう。ＬＳ１〜ＬＳ４は位置検出用基地局である。また、アクセスポイント、位置検出用基地局は位置検知装置1000、ローミング判断装置2000とネットワーク3000で接続されている。図１において、エリア１、２は壁6000で区切られた領域をエリアとしているが、システム上は、後述するように壁6000で仕切られた部屋の四隅の座標で管理することができる。なお、5000はドア、4000は後述するRFIDが敷設される領域である。
【００２０】
このシステムにおいては、携帯端末ＭＴの位置を検出することが可能である。すなわち、位置検出用基地局ＬＳ１〜ＬＳ８が携帯端末ＭＴからの信号を受信する。または、携帯端末ＭＴが位置検出用の基地局ＬＳ１〜ＬＳ８からの信号を受信する。これらの信号の受信タイミングをネットワーク3000を介して位置検知装置1000に送って処理し、伝搬時間差を求めて携帯端末ＭＴの位置を計算することができる。なお、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ６、ＬＳ７については、ネットワーク3000への接続線を図上省略してある。受信タイミング生成の詳細と位置計算手法については、例えば特許公開公報2002-014152号に開示がある。
【００２１】
位置を測定するタイミングについては、例えばエリア１とエリア２の境界付近の領域4000にRFID等を配置しておき、この領域に入ったことを携帯端末ＭＴに持たせたリーダで検知し、これをトリガーとしたタイミングで位置検出用の信号を送出して、位置を検出するようにすることができる。あるいは、携帯端末ＭＴに持たせたタイマーを用いて、周期的に位置検出用の信号を送出することとしても良い。
【００２２】
図２は、本発明の位置検出用基地局ＬＳ１の構成を示す（ＬＳ１〜ＬＳ８は同一構成でよい）。アンテナ201で受信された信号（例えばスペクトル拡散信号）は信号受信部202で高/中間周波数での受信処理と、ベースバンド信号の復調処理が行われる。信号受信部202で処理を施された信号は、遅延プロファイル生成部203へ入力される。遅延プロファイル生成部203は、受信された信号とＰＮ符号との相関値を受信タイミング毎に計算し、各受信タイミングにおける相関値に応じた値を示す遅延プロファイルを作成する。この遅延プロファイルから、閾値レベルとの比較などの手法を用いて、受信タイミング生成部204が受信タイミングを形成する。形成された受信タイミングは、それを送信した携帯端末ＭＴを特定する情報（端末ＩＤ、ＭＡＣアドレスなど）とともに、インターフェイス205とネットワーク3000を介して位置検知装置1000へ送られる。
【００２３】
図３は、本発明のアクセスポイントＡＰ１、ＡＰ２の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ301、主記憶装置302、送信バッファ303、受信バッファ304、無線ＬＡＮコントローラ305、変復調部306、アンテナ307及び内部バス308から構成される。また無線ＬＡＮコントローラ305は、セルＩＤ、マスタフラグ、自ＭＡＣアドレスと、登録テーブル309をデータとして保持している。登録テーブル309は、ＭＡＣアドレスと親ＭＡＣアドレスの組を保持する。ここで保持するＭＡＣアドレスは、当該ＡＰの交信領域内に存在する無線端末からの登録を受け付けたときの、その無線端末のＭＡＣアドレスであり、親ＭＡＣアドレスは当該ＡＰのＭＡＣアドレスのことである。この登録データは一定時間経過すると消去されることにしてもよい。
【００２４】
無線ＬＡＮコントローラ305は、後述するローミング判断装置の指示を受けて、ローミングするべき携帯端末ＭＴにローミングを指示するとともに、登録テーブルを書き換える。すなわち、ローミング元のアクセスポイントの登録テーブルからは、ローミングされる携帯端末のＭＡＣアドレスが消去され、ローミング先のアクセスポイントの登録テーブルには、ローミングされる携帯端末のＭＡＣアドレスが追加される。ローミングするべき携帯端末には、アンテナ307からローミング命令、および新たなマスタＡＰを特定する情報（例えば、セルＩＤやマスタＡＰのＭＡＣアドレスなど）が送信される。
【００２５】
アクセスポイントＡＰの送信するデータは、ＣＰＵ301により主記憶装置302から内部バス308、無線ＬＡＮコントローラ305を経由して送信バッファ303に送られる。送信バッファ303に送られたデータは、無線ＬＡＮコントローラ305によりエリアＩＤ、マスタフラグを付加され、登録テーブル309の内容によって自分の交信領域内にある無線端末または隣接するマスタＡＰに、変復調部306を経由してアンテナ307から送信される。また、アンテナ307によって受信されたデータは、変復調部306を経由して無線ＬＡＮコントローラ305により受信バッファ304に送られる。受信したデータの宛先が自分宛の場合、そのデータは無線ＬＡＮコントローラ305、内部バス308を経由して主記憶装置302に送られ、ＣＰＵ301により処理される。受信したデータの宛先が自分宛でない場合、登録テーブル309の内容によって自分の交信領域内にある無線端末または隣接するマスタＡＰに、送信バッファ303、無線ＬＡＮコントローラ305、変復調部306、アンテナ307を経由して再度送信される。
【００２６】
図４は、本発明の携帯端末（無線端末）ＭＴの構成を示すブロック図で、ＣＰＵ401、主記憶装置402、送信バッファ403、受信バッファ404、無線ＬＡＮコントローラ405、変復調部406、アンテナ407及び内部バス408により構成されている。無線ＬＡＮコントローラ405には、自ＭＡＣアドレスと自セルＩＤが保持される。ここで自エリアＩＤは、ローミング時にアクセスポイントからの指示により、いままでいたエリアＩＤから新しいエリアＩＤに変更される。
【００２７】
無線端末の送信するデータは、ＣＰＵ401により主記憶装置402から内部バス408、無線ＬＡＮコントローラ405を経由して送信バッファ403に送られる。送信バッファ403に送られたデータは、無線ＬＡＮコントローラ405により送信される。
【００２８】
図５は、本発明の位置検知装置1000の構成を示すブロック図である。ネットワークＩ／Ｆ部501は、ネットワーク3000と位置検知装置1000とのインタフェースである。ユーザＩ／Ｆ部504は、位置検知装置1000とそのオペレータ間のインタフェースであり、表示装置、キーボード等へのインタフェースとなる。制御部502は、ネットワーク3000を介して送受信される信号の生成及び解析、送受信制御及び携帯端末ＭＴの位置計算を行う。位置計算の詳細については、例えば特許公開公報2002-243827号などに開示がある。検知された位置は、ネットワーク3000を介してローミング判断装置2000に送られ、ローミング要否が判断される。記憶装置503は、システムの基地局情報や移動局情報を記憶する。
【００２９】
図６は、本発明のローミング判断装置2000の構成を示すブロック図である。ネットワークＩ／Ｆ部601は、ネットワーク3000と位置検知装置1000とのインタフェースである。制御部602は、ネットワーク3000を介して位置検知装置1000から送られる、各携帯端末のＭＡＣアドレス（または、携帯端末が特定できるのであれば、端末ＩＤ等でもよい）と、位置情報の組から、ローミングテーブル603のエリア情報を検索することにより、特定の携帯端末の位置するエリアが検出できる。前回位置測定時のエリアと今回のエリアが異なっていればローミングが必要となる。そして、そのエリアを管理するマスタＡＰのＭＡＣアドレスを特定し、特定されたマスタＡＰに、その接続相手である携帯端末のＭＡＣアドレスを通知する。
【００３０】
図７はローミングテーブルの例である。ここでは、各アクセスポイントのＩＤ番号であるＡＰ＃、各アクセスポイントが管轄するエリアＩＤ、エリアを規定する座標系、および、各エリアに属する携帯端末ＩＤを示すテーブルとなっている。この例ではエリアを２次元で規定し、四角形のエリアを想定し、各エリアは四角形の４つの頂点の座標をデータとして持つ。しかし、他の例としては、三角形または他の多角形のエリア形状としても良いし、中心座標および半径で規定される円形のエリアでも良い。円形のエリアの場合には、エリア相互に重なりができることになる。また、３次元のエリアを規定することもできる。３次元の場合には、８つの頂点のデータで規定される、直方体のエリア形状とすることができる。この場合には、アクセスポイントも高さ方向に複数配置することが好ましい。
【００３１】
この例ではテーブルは一つの構成にしたが、エリアを定義する第１のテーブル、端末を管理する第２のテーブルのように分割してもよい。
【００３２】
図７ではエリアの範囲を示す座標をテーブルとして保つことにより、携帯端末の位置を特定する例を示した。他の例として、エリアの境界線を示す数式データを持ち、境界線のどちら側に携帯端末が存在するかを判定する構成としても良い。
【００３３】
図８は、本発明のローミング手順概略を示す流れ図である。
【００３４】
801において、複数の位置検出用基地局ＬＳが携帯端末ＭＴからの信号を受信し、受信タイミングを測定する。このとき、どの携帯端末ＭＴからの信号も特定する。
【００３５】
802において、各位置検出用基地局ＬＳは、位置検出装置1000に信号の受信タイミングと、信号の発信元である携帯端末ＩＤを送信する。
【００３６】
803において、位置検出用基地局ＬＳからの受信タイミングを得た位置検出装置1000が、携帯端末ＭＴの位置情報を検出する。位置情報の特定は、例えば、携帯端末が定期的にビーコンを発射して自位置を知らせる手法としても良い。また、システムが配置されているエリアの特定箇所にＲＦＩＤ等を設置し、携帯端末が当該特定箇所付近を通過した際に、それをトリガーとして自位置特定用の信号を発射するように構成することもできる。既に述べたように、位置検出用基地局ＬＳ１〜ＬＳ４は、携帯端末ＭＴからの当該信号を受信し、その受信タイミングから、携帯端末ＭＴの位置を計算することができる。これら位置計算手法については、例えば特許公開公報2002-014152号に開示がある。上記実施例では、携帯端末ＭＴで検出した受信タイミングに従って、位置検出装置1000が携帯端末位置を計算することとしたが、端末ＭＴ内部で位置計算を行うこともできる。ただし、この場合、携帯端末側の処理が重くなる。
【００３７】
804において、位置検出装置1000は携帯端末IDとその位置情報をローミング判断装置2000へネットワーク3000を介して送信する。ローミング判断装置2000が位置検知装置から入手する情報は、携帯端末を特定する情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＤ番号など）および、位置情報である。位置情報としては、システム設定領域に定義付けされた絶対座標、あるいは、相対座標が考えられる。ここでは、位置検出装置1000とローミング判断装置2000を別々の装置（サーバ）構成として、ネットワーク3000で接続したが、同一サーバーとして構成することも可能である。
【００３８】
805において、ローミング判断装置2000は、記憶装置603内にある管理テーブルを参照し、携帯端末がどのエリアに存在するかを検出する。そして、検出されたエリアＩＤと携帯端末ＩＤの組が、テーブル上に記録されているエリアＩＤと携帯端末ＩＤの組と異なっていれば、テーブルを書き換え、ローミング指示を行う。
【００３９】
806において、ローミング判断装置2000は、アクセスポイントを経由して、携帯端末ＭＴにローミングを指示する。このとき、新たにマスタＡＰとなるアクセスポイントのみに指示してもよいし、全てのアクセスポイントに指示しても良い。マスターＡＰにのみ指示するほうが効率はよい。
【００４０】
807で指示を受けた携帯端末ＭＴは、自分の無線コントローラ内の自己セルＩＤを書き換え、新たなマスタＡＰへローミングする。
【００４１】
808で携帯端末からの応答を受けた、新たなマスタＡＰは、自己の無線ＬＡＮコントローラ内の登録テーブルを書き換える。
【００４２】
携帯端末ＭＴにローミングを指示し、605でローミングが完了する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は無線ＬＡＮなどの通信システムのローミングに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例におけるシステム構成図。
【図２】本発明の携帯端末のブロック図。
【図３】本発明のアクセスポイントのブロック図。
【図４】本発明の位置検知用基地局のブロック図。
【図５】本発明の位置検地装置のブロック図。
【図６】本発明のローミング判断装置のブロック図。
【図７】本発明のローミングテーブルのテーブル図。
【図８】本発明のローミング手順を示す流れ図。
【符号の説明】
【００４５】
ＭＴ：携帯端末
ＡＰ１、ＡＰ２：アクセスポイント（基地局）
ＬＳ１〜ＬＳ４：位置検出用基地局
1000：位置検知装置
2000：ローミング判断装置
3000：ネットワーク
4000：RFIDが敷設される領域である。
5000：ドア
【図１】
2005184729.tif 000003
【図２】
2005184729.tif 000004
【図３】
2005184729.tif 000005
【図４】
2005184729.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005184729.tif 000008
【図７】
2005184729.tif 000009
【図８】
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