(57)【要約】【課題】無線基地局と無線端末の接続の組み合わせを適切に行い、通信がより安定する無線ネットワークシステムを実現する。【解決手段】無線ネットワークシステムは、所定空間内に配置された複数の無線基地局、複数の無線端末、およびサーバを有する。複数の無線端末の各々は、各無線基地局と接続して自端末と各無線基地局との間の通信状況に関する第１情報を取得し、かつ他の無線端末と接続して無線端末間の通信状況に関する第２情報を取得し、第１情報および第２情報をサーバに送信する端末通信回路を有している。サーバは、各無線端末の端末通信回路から、第１情報および第２情報を取得するサーバ通信回路と、第１情報および第２情報に基づいて、所定空間内における複数の無線端末の位置を判定し、位置の情報を出力する処理回路とを有する。【選択図】図１０
2013150299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定空間内に配置された複数の無線基地局、複数の無線端末、およびサーバを有する無線ネットワークシステムであって、
前記複数の無線端末の各々は、各無線基地局と接続して自端末と各無線基地局との間の通信状況に関する第１情報を取得し、かつ他の無線端末と接続して無線端末間の通信状況に関する第２情報を取得し、前記第１情報および前記第２情報を前記サーバに送信する端末通信回路を有し、
前記サーバは、
各無線端末の前記端末通信回路から、前記第１情報および前記第２情報を取得するサーバ通信回路と、
前記第１情報および前記第２情報に基づいて、前記所定空間内における前記複数の無線端末の位置を判定し、前記位置の情報を出力する処理回路と
を有する、無線ネットワークシステム。
【請求項２】
前記サーバの処理回路は、前記第１情報に基づいて、前記複数の無線端末の各々を、前記通信状況が最もよい無線基地局に関連付ける、請求項１に記載の無線ネットワークシステム。
【請求項３】
前記サーバの処理回路は、前記各無線基地局について、関連付けられた無線端末の数が一定値に収まるよう調整する、請求項２に記載の無線ネットワークシステム。
【請求項４】
関連付けられた無線端末の数が前記一定値を下回っている第１無線基地局と、前記一定値を上回っている第２無線基地局が存在する場合において、
前記サーバの処理回路は、前記第２無線基地局に関連付けられた複数の無線端末のうち、前記通信状況が最も悪い第１無線端末、および前記通信状況が次に悪い第２無線端末を特定し、前記第１無線端末および前記第２無線端末のそれぞれの前記第２情報を用いて、前記第１無線端末および前記第２無線端末の一方を、前記第１無線基地局に関連付ける、請求項３に記載の無線ネットワークシステム。
【請求項５】
前記サーバの処理回路は、前記第１無線端末および前記第２無線端末の各々の前記第２情報を用いて、前記第１無線端末および前記第２無線端末の各々について、前記第１無線基地局に関連付けられた１以上の無線端末の通信状況の平均値と、前記第２無線基地局に関連付けられた複数の無線端末の通信状況の平均値とを比較し、前記第１無線端末および前記第２無線端末のそれぞれを、通信状況がよりよい方の無線基地局に関連付ける、請求項４に記載の無線ネットワークシステム。
【請求項６】
前記サーバの処理回路は、各無線基地局に関連付けられた１以上の無線端末の前記第１情報および前記第２情報に基づく通信状況にしたがって、無線基地局ごとに、前記所定空間内における前記複数の無線端末の位置を判定する、請求項２から５のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
【請求項７】
前記各無線端末の端末通信回路は、前記各無線基地局とアドホックモードで接続する、請求項１に記載の無線ネットワークシステム。
【請求項８】
前記サーバの処理回路は、前記各無線端末の判定された前記位置に基づいて、前記各無線端末が前記複数の無線基地局のいずれに接続するかを特定する、請求項１または７に記載の無線ネットワークシステム。
【請求項９】
前記各無線端末の端末通信回路は、自端末と各無線基地局との間の通信状況、および前記無線端末間の通信状況の指標として、電波強度を利用して、前記第１情報および前記第２情報を取得する、請求項１から８のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
【請求項１０】
前記各無線端末の端末通信回路は、自端末と各無線基地局との間の通信状況、および前記無線端末間の通信状況の指標として、データ送受信時に発生する通信エラーの頻度の情報を利用して、前記第１情報および前記第２情報を取得する、請求項１から８のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
【請求項１１】
前記各無線基地局は、第１電力で通信を行う基地局アンテナと、前記基地局アンテナを介してデータを受信および送信する通信処理回路とを備えており、
前記各端末通信回路は、第２電力で通信を行う端末アンテナをさらに備えており、
前記各無線基地局の基地局アンテナが前記第１電力を変化させたとき、および、前記各端末通信回路の端末アンテナが前記第２電力を変化させたときの少なくとも一方において、前記各無線端末の端末通信回路は、前記第１情報および前記第２情報を取得する、請求項１から１０のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
【請求項１２】
前記各無線基地局は、指向性を切り替え可能な基地局アンテナと、前記基地局アンテナを介してデータを受信および送信する通信処理回路とを備えており、
前記各端末通信回路は、指向性を切り替え可能な端末アンテナをさらに備えており、
前記各無線基地局の基地局アンテナが前記指向性を変化させたとき、および、前記各端末通信回路の端末アンテナが前記指向性を変化させたときの少なくとも一方において、前記各無線端末の端末通信回路は、前記第１情報および前記第２情報を取得する、請求項１から１１のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
【請求項１３】
前記複数の無線基地局の１つと前記サーバとが共通の筐体に設けられている、請求項１から１２のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
【請求項１４】
前記複数の無線端末の１つと前記サーバとが共通の筐体に設けられている、請求項１から１２のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
【請求項１５】
前記各無線基地局の位置が予め定められているときにおいて、前記サーバの処理回路は、前記各無線基地局の位置の情報を参照する、請求項１から１４のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
【請求項１６】
所定空間内に配置された複数の無線基地局、複数の無線端末、およびサーバを有する無線ネットワークシステムの前記サーバにおいて実行される方法であって、
前記複数の無線端末の各々は、各無線基地局と接続して自端末と各無線基地局との間の通信状況に関する第１情報を取得し、かつ他の無線端末と接続して無線端末間の通信状況に関する第２情報を取得し、前記第１情報および前記第２情報を前記サーバに送信する端末通信回路を有し、
各無線端末の前記端末通信回路から、前記第１情報および第２情報を取得するステップと、
前記第１情報および前記第２情報に基づいて、前記所定空間内における前記複数の無線端末の位置を判定するステップと、
前記位置の情報を出力するステップと
を包含する、無線端末の位置の判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の無線端末と無線基地局とを有する無線ネットワークシステム、および各無線端末がどの無線基地局と接続されるかを決定する無線端末接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内や航空機等の移動体内において、複数の端末をネットワークに接続した通信システムを構成する場合、一般的に、ネットワークケーブルを敷設し、そのネットワークケーブルに各端末を接続する方法が採用されてきた。
【０００３】
一例として、近年の航空機において普及が進んでいる、機内エンターテイメントシステム（Ｉｎ−Ｆｌｉｇｈｔ  Ｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下「ＩＦＥ」と記す。）が知られている。ＩＦＥは、機内の各座席に備え付けられたモニター及びコントローラを含む。乗客は座席のモニター及びコントローラで映画鑑賞やゲームを楽しむことができる。ＩＦＥのモニターは機内の有線ネットワーク（有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）とも言う。）に接続されている。映画やゲーム等のコンテンツのデータは、機内に設置されたサーバから、有線ネットワークを介して送られ、モニターに表示される。
【０００４】
有線ネットワークを用いたデータの送信方法は、信頼性が高いという長所を有する反面、ネットワークケーブルの敷設に時間、経費がかかることや、敷設後の保守作業における労力も多大であるという短所がある。
【０００５】
また移動体、特に航空機においては、設備の敷設に利用可能な内部の空間は制限されている。よって、ケーブルを敷設するために必要なスペースを如何に確保するかも課題である。加えて、近年では航空機の燃料費の高騰により、機体メーカーやエアラインから燃費を下げる強い要望が機内設備の各メーカーに寄せられている。航空機の規格に適応したケーブルはコストが高く、かつ、重量も大きい。よってケーブルを敷設することはコストの面、及び燃費の面でも課題となっている。
【０００６】
近年、端末への配線を無線化した無線ネットワーク（無線ＬＡＮともいう。）が提案され、徐々に採用されつつある。無線ネットワークは、従来の有線ネットワークと比較して、ケーブルの敷設や保守に費やす時間、経費を削減できるという利点を有している。
【０００７】
また、無線化により、ケーブルの敷設に要するスペースやケーブルの重量を大幅に低減することは、特に航空機等の移動体に設置する場合に非常に有利である。
【０００８】
なお、一般に航空機内においては、電波を発する機器の使用は禁じられている。これは機体の機器が受ける電波干渉の問題や、各国において使用可能な無線周波数が違う問題を考慮したものである。
【０００９】
しかし、離着陸時を除けば、機内の無線ＬＡＮが航空機の運航に与える影響は少ないことから、近年では、離着陸時を除いた安定飛行中に限り、乗客が携帯するＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等に対する無線ＬＡＮ接続サービスが始まっている。
【００１０】
機内のネットワークの無線化を説明するに先だって、まず、従来の有線で接続された航空機内ネットワークを説明する。
【００１１】
従来の有線で接続された航空機内ネットワークは、例えば、図１のように配線されている。図１は、航空機を側面から見たときの、航空機内ネットワークの概略的な構成を示す。図の左が機体前方に対応する。図１において、各座席（図示せず）に設置された乗客端末７０４ａ、７０４ｂは、映画やゲームといったサービスコンテンツを乗客に提供する。
【００１２】
この映画やゲームのデータは、機体前方部のサーバ７０２に格納されている。サーバ７０２は、有線ネットワーク７０３にて第一の中継器７０１と接続されている。第一の中継器７０１は、一般に機体の天井７０５の裏に複数設置されている。たとえば、機体の前方から順に設けられた第一の中継器７０１ａ、７０１ｂが、デイジーチェーンで接続されている。
【００１３】
各第一の中継器７０１ａ、７０１ｂは、それぞれ機体の床方向に分岐された有線ネットワーク７０３とも接続され、有線ネットワーク７０３を介してデータを中継する。この有線ネットワーク７０３は、機体の床７０６の下に設置された第二の中継器７０７ａと接続される。第二の中継器７０７ａには、第二の中継器７０７ｂが接続されている。第二の中継器７０１ａ、７０１ｂは、機体の前方から順にデイジーチェーンで接続される。
【００１４】
また、各第二の中継器７０７ａ、７０７ｂは、それぞれ前述の乗客端末７０４ａ、７０４ｂとも接続されている。なお、１台の第二の中継器に、複数の乗客端末が接続されることもある。
【００１５】
上記のように構成された航空機内ネットワークにおいて、乗客が乗客端末７０４ｂを介して選択した映画やゲームといったコンテンツの配信のリクエストは、この有線ネットワーク７０３に沿って、まず第二の中継器７０７ｂを通る。その後、第一の中継器７０１ａに達するまで、途中に存在する第二の中継器７０７ａを経由し、第一の中継器７０１ａまで渡される。その後、サーバ７０２に達するまで、途中に存在する第一の中継器７０１ａを経由して、最終的にサーバ７０２に到達する。
【００１６】
サーバ７０２は、この乗客端末７０４ｂからのリクエストに応じて、リクエストに対応するコンテンツを配信する。コンテンツは、先ほどのリクエストとは逆の経路で、第一の中継器７０１ａ、第二の中継器７０７を通って、乗客端末７０４に到達する。
【００１７】
この有線ネットワークの一部を無線化する場合、図２のようなシステムが考えられる。図２（ａ）および（ｂ）は、航空機を側面から見たときの、航空機内ネットワークの概略的な構成を示す。図の左が機体前方に対応する。なお、図２において航空機の外形の記載は省略した。なお、図２には天井８０５と床８０６とが示されている。
【００１８】
図２（ａ）において、乗客端末８０４ａ、８０４ｂは無線クライアント機能を有している。乗客端末８０４ａ、８０４ｂは、天井８０５に設けられた無線基地局８０７ａ、８０７ｂを介して、天井８０５の裏に設けられた第一の中継器８０１ａ、８０１ｂと通信することができる。第一の中継器８０１ａ、８０１ｂは、有線ネットワーク８０３を介してサーバ８０２と接続されている。
【００１９】
サーバ８０２に格納されているコンテンツのデータは、有線ネットワーク８０３を介し、第一の中継器８０１ａ、８０１ｂを通って、無線基地局８０７ａ、８０７ｂに渡される。
【００２０】
無線基地局８０７ａ、８０７ｂは、有線ネットワークから受け取ったデータを無線のフレームに変換して、無線ネットワークに送信する。乗客端末８０４ａ、８０４ｂは、この無線フレームを受信し、映画、ゲームといったコンテンツ情報を取得して、乗客に提供する。
【００２１】
なお、この無線ネットワークの説明では、図１における第二の中継器７０７ａ、７０７ｂを排除して説明した。しかしながら、図２（ｂ）のように、第二の中継器８０８ａ、８０８ｂが無線ネットワークに存在することもある。
【００２２】
その場合には、無線基地局８０７ａ、８０７ｂからの無線通信を受信するための無線クライアント機能を、乗客端末８０４ａ、８０４ｂではなく、第二の中継器８０８ａ、８０８ｂ内に持たせればよい。
【００２３】
第二の中継器８０８ａ、８０８ｂと乗客端末８０４ａ、８０４ｂは、それぞれ有線ネットワークで接続されており、第二の中継器８０８ａ、８０８ｂで受信した無線通信は、図１と同様に有線ネットワーク８０３ａ、８０３ｂを介して乗客端末８０４ａ、８０４ｂにそれぞれ渡される。
【００２４】
以上のように構成された無線ネットワークにより、航空機内のネットワークを構築することができる。ただし、単に自動的に無線基地局と無線端末を接続するだけでは無線ネットワークの帯域を確保することは難しい。特に映像配信を行う場合には、安定した映像品質を保つことは難しい。このため無線端末は、より安定した電波を受信可能な無線基地局に接続するようにしなければならない。
【００２５】
一般的な技術の解としては、接続する無線基地局と無線端末の組み合わせを事前に特定し、予め無線端末に登録する方法が考えられる。しかし、航空機内の無線環境は非常に不安定であり、事前に一度だけ計測したデータでは、安定した無線ネットワークを築くのは難しい。また、航空機内の設備のインストレーションは、インストレーションの専門業者が行うため、無線ネットワークに精通していないと難しい設定を実行することは困難でもある。
【００２６】
従来、このような課題に対する技術には、図３に示す通信システムが提案されている。図３に示す通信システムは、無線基地局９０１ａ、９０１ｂと、サーバ９０２と、無線端末９０４ａ〜９０４ｄとを有している。無線基地局９０１ａ、９０１ｂとサーバ９０２とは、有線ネットワーク９０３で接続されている。
【００２７】
無線端末９０４ａ〜９０４ｄは起動後、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に基づいてビーコンフレームやプローブの要求／応答によって、無線基地局９０１ａ、９０１ｂの存在を認識する。
【００２８】
同時に、無線基地局９０１ａ、９０１ｂの電波強度を測定し、ある適正値以上の無線基地局のみを抽出して、個々の無線基地局９０１ａ、９０１ｂに関するＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、チャネル、電波強度を、無線基地局情報として記憶する。無線端末９０４ａ〜９０４ｄは、それぞれ記憶した無線基地局情報から最大の電波強度が検出された無線基地局を選出し、接続する無線基地局として設定する。
【００２９】
これにより、無線端末９０４ａ〜９０４ｄは、それぞれ設定した無線基地局９０１ａ、９０１ｂと同時に、インフラストラクチャ接続を確立することができる。
【００３０】
特許文献１は、無線端末からの電波などの情報を基に、各無線端末が接続する無線基地局を管理装置が決定する技術を開示する。
【００３１】
特許文献１では、無線端末が認識した全ての無線基地局の電波情報を一つの無線基地局を介して管理装置に通知し、管理装置は、その電波情報に基づいて、個々の無線基地局の負荷が分散されるように一つの無線基地局を決定して、無線端末に通知し、無線端末は、指定された無線基地局に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００７−６７７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
複数の無線基地局と複数の無線端末との間で無線ネットワークを構築した場合において、各無線端末が一定の通信帯域を確保可能にする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本開示における無線ネットワークシステムは、所定空間内に配置された複数の無線基地局、複数の無線端末、およびサーバを有する。複数の無線端末の各々は、各無線基地局と接続して自端末と各無線基地局との間の通信状況に関する第１情報を取得し、かつ他の無線端末と接続して無線端末間の通信状況に関する第２情報を取得し、第１情報および第２情報をサーバに送信する端末通信回路を有している。サーバは、各無線端末の端末通信回路から、第１情報および第２情報を取得するサーバ通信回路と、第１情報および第２情報に基づいて、所定空間内における複数の無線端末の位置を判定し、その位置の情報を出力する処理回路とを有する。
【発明の効果】
【００３５】
本開示のある実施形態によれば、複数の無線基地局と複数の無線端末間で無線ネットワークを構築する際に、各無線端末が一定の通信帯域を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】航空機を側面から見たときの、航空機内ネットワークの概略的な構成を示す図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、航空機を側面から見たときの、航空機内ネットワークの概略的な構成を示す図である。
【図３】通信システムの構成を示す図である。
【図４】図３の構成において、無線基地局９０１ａには無線端末９０４ａが、無線基地局９０１ｂには無線端末９０４ｂ〜９０４ｄが接続された状態を示す図である。
【図５】本実施形態による無線ネットワークシステム１００の構成を示す図である。
【図６】無線基地局１０１の構成を示す図である。
【図７】サーバ１０２の構成を示す図である。
【図８】無線端末１０４の構成を示す図である。
【図９】受信信号強度（ＲＳＳＩ）の情報を示す図である。
【図１０】システムの動作手順を示すフローチャートである。
【図１１】図５の無線ネットワークシステムに含まれる無線端末の数を増やした無線ネットワークシステム１００の構成を示す図である。
【図１２】無線基地局１０１ａ、１０１ｂと、各無線端末との位置関係を示す図である。
【図１３】無線端末１０４ｆに着目したときのグループ毎の平均値を明示した無線ネットワークシステムを示す図である。
【図１４】無線端末１０４ｃに着目したときのグループ毎の平均値を明示した無線ネットワークシステムを示す図である。
【図１５】実施形態２における無線ネットワークシステム２００の構成を示した図である
【図１６】実施形態２による無線基地局１０１ｂの内部構造を示す図である。
【図１７】（ａ）は、アンテナＡを用いたときの、無線端末１０４において所定レベル以上の受信感度が得られる範囲３００ａを示す図であり、（ｂ）は、アンテナＢを用いたときの、無線端末１０４において所定レベル以上の受信感度が得られる範囲３００ｂを示す図である。
【図１８】一部の無線基地局１０１ｂの送信電力を上下させることが可能な無線ネットワークシステム３００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
上述した特許文献１のような従来の技術によれば、無線端末によって認識された無線基地局の電波情報に基づいて、無線基地局の負荷が分散されるように無線端末と無線基地局との接続が確立される。
【００３８】
しかしながら本願発明者は、これでは各無線端末に対し適切な無線帯域を確保することは困難な場合があると考える。その理由は、航空機内の無線環境は状況により大きく変化するため、測定した電波強度の誤差が大きくなっている場合があると考えられるからである。そのような誤差の多い無線基地局の電波情報を利用して無線端末と無線基地局との接続を確立すると、必要な無線帯域を常に確保できないことがあり得る。上述の、「航空機内の無線環境は状況により大きく変化する」とは、たとえば、航空機内を客室乗務員や乗客が移動することに伴って生じる電波の乱れである。
【００３９】
そのような無線環境では、ある無線端末から見て物理的な距離が遠い無線基地局の電波強度が一時的に大きくなる場合がある。その状況に依存して当該無線端末と距離の離れた無線基地局との間で接続が確立されると、いずれ電波強度が不安定になる。結果として、無線基地局と無線端末との不適切な組み合わせであると言える。
【００４０】
また、計測した電波強度の誤差が小さく、個々の無線端末にとって最適な無線基地局に接続した場合でも、システム全体で見ると一部の無線基地局に偏ることがある。例えば、図４は、図３の構成において、無線基地局９０１ａには無線端末９０４ａが、無線基地局９０１ｂには無線端末９０４ｂ〜９０４ｄが接続された状態を示している。この場合、接続が集中した無線基地局９０１ｂにおいては、適切な通信帯域を確保することができない。
【００４１】
このように、従来の技術では、無線基地局と無線端末の接続の組み合わせを、システム全体で最適に、かつ、個々の接続においても通信帯域が確保された状態で実現することは困難である。これでは、必要な無線帯域を常に確保することが必要とされる、無線を利用した映像の配信や、ゲームの配信を安定して行うことができない。
【００４２】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００４３】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００４４】
（実施形態１）
［１−１．構成］
図５は、本実施形態による無線ネットワークシステム１００の構成を示す。本実施形態では、無線ネットワークシステム１００は、航空機内に設置される、いわゆる機内エンターテイメントシステムＩＦＥを例として想定している。
【００４５】
無線ネットワークシステム１００は、無線基地局１０１ａおよび１０１ｂと、サーバ１０２と、有線ネットワーク１０３と、無線端末１０４ａ〜１０４ｄを有している。
【００４６】
以下、無線基地局１０１ａおよび１０１ｂと、サーバ１０２と、無線端末１０４ａ〜１０４ｄの構成を説明する。なお、本明細書においては、無線基地局１０１ａおよび１０１ｂを総括して「無線基地局１０１」として説明する。無線端末１０４ａ〜１０４ｄも同じく、「無線端末１０４」として説明する。
【００４７】
図６は、無線基地局１０１の構成を示す。無線基地局１０１は、有線通信回路１０１１と、無線通信回路１０１２と、アンテナ１０１３とを有している。
【００４８】
有線通信回路１０１１は、たとえばイーサネット（登録商標）規格のネットワークコントローラである。有線通信回路１０１１は、有線ネットワーク１０３と接続され、有線ネットワーク１０３を介してデータを授受する。有線通信回路１０１１は、取得したデータを無線通信回路１０１２に送信する。また有線通信回路１０１１は、無線通信回路１０１２が取得したデータを受信する。無線通信回路１０１２は、たとえばｗｉｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う通信回路である。無線通信回路１０１２は、アンテナ１０１３に所定の受信電力および送信電力を供給し、無線通信によりデータを授受する。
【００４９】
有線通信および無線通信に関する規格の例は、以下も同様に適用されるとし、説明は省略する。
【００５０】
なお、有線通信回路１０１１および無線通信回路１０１２を合わせて、「通信処理回路」と呼ぶこともある。通信処理回路１０１４は、たとえば１チップ化された集積回路である。
【００５１】
無線基地局１０１ａおよび１０１ｂは、航空機の客室天井に設置される場合が多い。ただし、無線基地局を天井に設置することは本発明の要件ではなく、航空機内の別の場所（例えば、側壁等）に設置しても何ら問題はない。
【００５２】
図７は、サーバ１０２の構成を示す。サーバ１０２は、ＣＰＵ１０２１と、メモリ１０２２と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０２３と、有線通信回路１０２４と、バス１０２５とを有する。
【００５３】
ＣＰＵ１０２１は、サーバ１０２全体の動作を制御する信号処理回路である。ＣＰＵ１０２１は、後述するように、無線ネットワークシステム１００中の無線端末がどの無線基地局と接続されるかを決定する処理を実行する。この処理は、たとえばＣＰＵ１０２１が、メモリ１０２２に格納されたコンピュータプログラム１０２６を実行することによって実現される。
【００５４】
ＨＤＤ１０２３は、たとえば映画やゲームなどのコンテンツのデータを格納する記憶装置である。
【００５５】
有線通信回路１０２４は、有線ネットワーク１０３を介してデータを授受する。有線通信回路１０２４は、有線ネットワーク１０３を介して、無線基地局１０１と接続される。
【００５６】
サーバ１０２の構成要素は、バス１０２５によって相互に通信可能に接続されている。
【００５７】
サーバには映像・音楽の配信を行う機能を有するサーバ、機内の機器の管理・制御を行う機能を有するサーバ等種々存在する。本実施形態ではそのいずれであっても良く、ネットワークを介してデータを収集可能な機能を有していればよい。サーバ１０２は、通常航空機の機首付近に設置される。しかしながら、本実施形態においてはネットワークで接続可能な場所であれば、設置場所は何ら制限されることはない。航空機外との通信が可能なネットワークシステムが提供されている場合には、本サーバ１０２は航空機外に設置しても良い。また、本実施形態ではサーバ１０２は無線基地局１０１と通信可能としたが、無線端末１０４と直接的に通信可能であってもよい。
【００５８】
無線端末１０４ａ〜１０４ｄは、航空機内の各座席（図示せず）の背面に設置される通信端末である。座席の状態によっては背面に設置されず、肘掛け内部に収納されるタイプの端末であってもよい。あるいは、無線端末１０４ａ〜１０４ｄは、乗客が機内に持ち込んだＰＣやＰＤＡ等の携帯端末であってもよい。
【００５９】
この無線端末１０４ａ〜１０４ｄは、サーバ１０２から送られた映像・音楽・その他のプログラムを再生し、乗客に提供する。このため、映像・音楽・その他のプログラムの再生に必要なプロセッサ、及びモニター、音楽再生機能、ユーザーインターフェースを持つ。ユーザーインターフェースは、物理的なボタンである場合や、画面上のタッチパネルである場合や、別途コントローラが取り付けられる場合もある。
【００６０】
図８は、無線端末１０４の構成を示す。無線端末１０４は、ＣＰＵ１０４１と、メモリ１０４２と、フラッシュメモリ１０４３と、無線通信回路１０４４と、バス１０４５と、モニタ１０４６と、アンテナ１０４７と、映像／音声信号処理回路１０４８とを有している。無線端末１０４の構成要素は、バス１０４５によって相互に通信可能に接続されている。
【００６１】
ＣＰＵ１０４１は、無線端末１０４全体の動作を制御する信号処理回路である。ＣＰＵ１０４１は、各無線基地局と接続して自端末と各無線基地局との間の通信状況（たとえば受信信号強度）に関する情報を生成する。またＣＰＵ１０４１は、他の無線端末１０４と接続して無線端末間の通信状況（たとえば受信信号強度）に関する情報を生成する。ＣＰＵ１０４１は、サーバ１０２からの要求にしたがって動作する。たとえばＣＰＵ１０４１は、サーバ１０２から情報の送信要求を受けると、その情報をサーバ１０２に送信するよう、構成要素を制御する。
【００６２】
上述の処理は、たとえばＣＰＵ１０４１が、メモリ１０４２に格納されたコンピュータプログラム１０４９を実行することによって実現される。
【００６３】
フラッシュメモリ１０４３は取得した映像データや音声データを保持しておく記憶装置である。フラッシュメモリ１０４３に代えてＨＤＤが設けられてもよい。
【００６４】
加えて、無線端末１０４ａ〜１０４ｄは無線ＬＡＮの通信機能を有する。無線通信回路１０４４は、アンテナ１０４７を利用して無線ＬＡＮの通信処理を行う。無線通信回路１０４４は、アンテナ１０４７に所定の受信電力および送信電力を供給し、無線通信によりデータを授受する。
【００６５】
無線端末１０４ａ〜１０４ｄは、自身が持つ無線ＬＡＮの通信機能を用いて、無線基地局１０１ａ、１０１ｂや、他の無線端末１０４が送信するビーコンを検出することが可能である。
【００６６】
また、無線端末１０４ａ〜１０４ｄは、自らがプローブリクエストを出すことで、無線基地局１０１ａ、１０１ｂや、他の無線端末１０４からのプローブレスポンスを受信することも可能である。この際、無線端末１０４ａ〜１０４ｄは、無線基地局１０１ａ、１０１ｂ及び他の無線端末１０４の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を取得することができる。
【００６７】
映像／音声信号処理回路１０４８は、モニタ１０４６に表示すべき映像や、スピーカ（図示せず）から出力されるべき音声の信号を処理する回路である。なお映像／音声信号処理回路１０４８は、映像専用回路と音声専用回路とに分けられていてもよい。
【００６８】
以下の説明で、無線基地局１０１ａ、１０１ｂと無線端末１０４ａ〜１０４ｄを合わせて呼ぶ場合には、無線機器と呼称する。
【００６９】
［１−２．動作］
以下、図９および図１０を参照しながら、本実施形態にかかる無線ネットワークシステム１００の動作を説明する。図９は受信信号強度（ＲＳＳＩ）の情報を示す。図１０はシステムの動作手順を示すフローチャートである。なお、図５は設置環境の説明のため、簡略化して表記されている。
【００７０】
以下では、図１１に示すように、無線ネットワークシステム１００には６つの無線端末１０４ａ〜１０４ｆが設けられているとする。すなわち図１１は、図５の無線ネットワークシステムに含まれる無線端末の数を増やした無線ネットワークシステム１００の構成を示す。図５に対し、無線端末１０４ｅおよび１０４ｆが追加されていることが理解される。
【００７１】
無線ネットワークシステムの各機器の電源が投入され、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等のプログラムが起動した後、全ての無線機器は、アドホックモードで内蔵の無線モジュールを設定する。この際、無線ネットワークのＳＳＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）は、全ての無線機器で事前に定められた特定のものを設定する。
【００７２】
これにより、全ての無線機器は同一のアドホックネットワークで接続される。各無線機器のＣＰＵ１０４１は、それぞれビーコンフレームを送信、及びプローブリクエスト／レスポンスの送受信を介して、自身から電波が充分届く範囲にある他の無線機器のＲＳＳＩを取得する（Ｓ００１）。
【００７３】
各無線機器のＣＰＵ１０４１がＲＳＳＩを取得した後、サーバ１０２のＣＰＵ１０２１は、全ての無線機器に対し、取得したＲＳＳＩ情報を収集する命令を発する。この命令は、あて先がブロードキャストで、有線ネットワーク１０３を介して送信される（Ｓ００２）。
【００７４】
送信された命令は、まず無線基地局１０１ａ、１０１ｂに届けられ、無線基地局１０１ａ、１０１ｂで無線ＬＡＮ区間にも送信され、全ての無線端末１０４ａ〜１０４ｄに命令が届けられる。
【００７５】
ＲＳＳＩ収集の命令を受信した際、各無線機器の無線通信回路１０４４は、自装置のＣＰＵ１０４１が計測した全ての無線機器とのＲＳＳＩをＣＰＵ１０４１から取得し、サーバ１０２宛てに送信する。無線端末１０４ａ〜１０４ｄから送信されたＲＳＳＩ計測情報は、一旦無線基地局１０１ａ、１０１ｂを介して、サーバ１０２へ届けられる（Ｓ００３）。
【００７６】
このようにして、アドホックモードで計測された、各無線機器間のＲＳＳＩがサーバ１０２に集められ、サーバ１０２において、この情報を基に、無線端末１０４ａ〜１０４ｄの位置の判定を行う。以下ではその一例を説明する。
【００７７】
図９は、図１１の無線ネットワークシステムで計測されたＲＳＳＩの一例を示す。図９（ａ）は、各無線端末と各無線基地局との間で計測されたＲＳＳＩ値を示す。図９（ｂ）は、無線端末１０４ｆと他の無線端末との間で計測されたＲＳＳＩ値である。図９（ｃ）は、無線端末１０４ｃと他の無線端末との間で計測されたＲＳＳＩ値である。数値の単位はｄＢｍである。
【００７８】
ここで、無線端末１０４ａ〜１０４ｆの位置の判定は、下記のように行われる。
【００７９】
図９および図１２を参照する。図１２は、無線基地局１０１ａ、１０１ｂと、各無線端末との位置関係を示す。
【００８０】
まず、サーバ１０２のＣＰＵ１０２１は、無線基地局１０１ａ、１０１ｂと、各無線端末との間のＲＳＳＩの値から、各無線端末がどの無線基地局に近い位置にあるのかを判定する。
【００８１】
図９（ａ）より、無線端末１０４ａと１０４ｂからは、無線基地局１０１ａが最も電波の強い無線基地局として見えており、一方、無線端末１０４ｃ〜１０４ｆからは、無線基地局１０１ｂが最も電波が強い無線基地局として見えている。サーバ１０２のＣＰＵ１０２１は、無線端末１０４ａおよび１０４ｂを無線基地局１０１ａに関連付けし、無線端末１０４ｃ〜１０４ｆを無線基地局１０１ｂに関連付けする。まずはこのような関連付けにより、無線基地局と無線端末の接続の組み合わせを設定する。電波が強いほど通信状況はよい、ということができる。そのため、各無線基地局と接続される候補として、無線端末が関連付けされる。
【００８２】
次に、各無線端末間のＲＳＳＩも考慮して、各無線基地局に接続される無線端末数が一定値に収まるよう調整を行う。「一定値に収まるよう調整を行う」とは、たとえば全ての無線端末数を全ての無線基地局数で除算した値をｘとしたとき、ｘ以下の最大の整数、またはｘ以上の最小の整数に収まるよう調整を行うことをいう。
【００８３】
図９および図１１に示す例では、無線基地局が２台、無線端末が６台ある。そこでサーバ１０２のＣＰＵ１０２１は、各無線基地局に均等に無線端末を接続するように、すなわち無線基地局と無線端末の接続の組み合わせを３台ずつに変更するよう、収集したＲＳＳＩを用いて調整を行う。
【００８４】
接続台数を目標の３台にするために、無線基地局１０１ｂに割り当てられた４台の無線端末１０４ｃ〜１０４ｆの内、１台を別の基地局に移す調整を行う必要がある。以下は、この調整のための計算の一例である。
【００８５】
まず、図９（ａ）において、サーバ１０２のＣＰＵ１０２１は、現在無線基地局１０１ｂと接続する組み合わせになっている４台の無線端末（１０４ｃ〜１０４ｆ）から、他の無線基地局へ移動させる候補の無線端末を探す。そのために、各無線端末と無線基地局１０１ｂとの間のＲＳＳＩを比較し、最もＲＳＳＩの小さな無線端末、換言すれば最も通信状況が悪い無線端末を探す。
【００８６】
図９（ａ）より、無線端末１０４ｆと無線端末１０４ｃが、それぞれ−７１ｄＢｍと−７０ｄBｍと小さいので候補とし、まず最も通信状況が悪い無線端末１０４ｆを選出する。
【００８７】
サーバ１０２のＣＰＵ１０２１は、無線端末１０４ｆが、実際には無線端末１０４ａおよび１０４ｂに近いのかどうかを、図９（ｂ）に示すＲＳＳＩを参照して特定する。すなわち、ＣＰＵ１０２１は、無線端末１０４ｆと、他の無線機器との間のＲＳＳＩに着目する。これを表したのが図９（ｂ）である。次に図９（ｂ）のＲＳＳＩの値を、現在無線基地局１０１ａと接続するグループと、無線基地局１０１ｂと接続するグループとに分け、それぞれの平均値を算出する。図９（ｂ）には、２つのグループの各々について、平均値が示されている。図１３は、無線端末１０４ｆに着目したときのグループ毎の平均値を明示した無線ネットワークシステムを示す。
【００８８】
図９（ｂ）より、無線端末１０４ｆは、無線基地局１０１ａのグループの無線端末１０４ａ、１０４ｂとの間の平均ＲＳＳＩは−８１ｄＢｍであり、無線基地局１０１ｂのグループの無線端末１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅとの間の平均ＲＳＳＩは−６４ｄＢｍである。無線端末１０４ｆは、無線基地局１０１ｂのグループとのＲＳＳＩの方が大きい。このため、無線端末１０４ｆは無線基地局１０１ｂとのグループに近い位置、換言すれば、無線端末１０４ｆは端末１０４ｃ〜１０４ｅの方に近い位置に存在すると考えられる。したがって、端末１０４ｆを、無線基地局１０１ｂと接続するグループに関連付けることは適切ではない。
【００８９】
そこで、もう１つの候補である無線端末１０４ｃに視点を変える。
【００９０】
サーバ１０２のＣＰＵ１０２１は、無線端末１０４ｃに対しても無線端末１０４ｆと同じの処理を行う。図９（ｃ）にも、２つのグループの各々について、平均値が示されている。図１４は、無線端末１０４ｃに着目したときのグループ毎の平均値を明示した無線ネットワークシステムを示す図である。
【００９１】
図９（ｃ）によれば、無線端末１０４ｃは、無線基地局１０１ａのグループの無線端末１０４ａ、１０４ｂとの間のＲＳＳＩの方が大きい結果が得られる。つまり、無線端末１０４ｃは、無線端末１０４ａおよび１０４ｂにより近いと言える。したがって、無線端末１０４ｃは、無線基地局１０１ａと接続するグループに関連付けることが適切であると言える。これにより、無線端末１０４ｃに、無線基地局１０１ａが接続されるよう関連付けられる。
【００９２】
以上のように、単に無線基地局と無線端末の間のＲＳＳＩの値だけを用いるのではなく、無線端末間のＲＳＳＩも用いることにより、より正確な位置関係を判定することが可能となる。この位置関係とは、複数の無線端末に関する物理的な位置関係である。複数の無線端末に関する物理的な位置関係が特定されると、たとえば航空機の機体前方から順にＩＰアドレスを割り当てることが可能になる。また、無線端末にキャビンアテンダントの呼び出し機能を設けておくことにより、呼び出しを受けたキャビンアテンダントが、迅速にその無線端末の位置、つまりは乗客のシートを特定し、サービスを提供することが可能になる。
【００９３】
なお、上述のように無線端末間のＲＳＳＩも用いることで、物理的な位置だけではなく、各無線端末の相対的な位置の判定も可能である。
【００９４】
以上のようにして、サーバ１０２のＣＰＵ１０２１によって各無線端末１０４ａ〜１０４ｆが接続すべき無線基地局が決められ、その情報が各無線端末に送信される（図１０のＳ００４）。
【００９５】
各無線端末はこの情報を受け取った後、現在の接続を一旦切断し、新たにインフラストラクチャ方式で、指定された無線基地局１０１ａまたは無線基地局１０１ｂとの接続を行う（図１０のＳ００５）。
【００９６】
なお、本実施形態では、映像・音声配信のためのサーバ１０２に、無線基地局と無線端末の位置を判定する解析装置としての役割を受け持たせた。しかしながら、上述した計算と同様の計算および通信が可能であれば、サーバ１０２を独立して設ける必要はない。たとえば、いずれかの無線基地局、またはいずれかの無線端末等の他の装置に、サーバ１０２の構成を包含させてもよい。すなわち、サーバと無線基地局、またはサーバと無線端末とが、共通の筐体に収められていてもよい。
【００９７】
なお、本実施形態において、無線基地局と無線端末の間のＲＳＳＩで位置を絞り込み、無線端末間のＲＳＳＩを考慮することにより位置の判定を行ったが、これは計算の一例であり、この手順に限定される訳ではない。
【００９８】
［１−３．効果等］
以上のように、本実施形態において、無線ネットワークシステム１００は、所定空間内に配置された複数の無線基地局１０１ａおよび１０１ｂ、複数の無線端末１０４ａ〜１０４ｄ、およびサーバ１０２を有する。複数の無線端末１０４ａ〜１０４ｄの各々は、各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂと接続して自端末と各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂとの間の通信状況に関する第１情報（受信信号強度（ＲＳＳＩ）の情報）を取得し、かつ他の無線端末と接続して無線端末間の通信状況に関する第２情報（ＲＳＳＩの情報）を取得し、第１情報および第２情報をサーバ１０２に送信する端末通信回路１０４４を有する。サーバ１０２は、各無線端末１０４ａ〜１０４ｄの端末通信回路１０４４から、第１情報および第２情報を取得するサーバ通信回路１０２４と、第１情報および第２情報に基づいて、所定空間内における複数の無線端末１０４ａ〜１０４ｄの位置を判定し、その位置の情報を出力する処理回路１０２１とを有する。
【００９９】
これにより、複数の無線基地局１０１ａおよび１０１ｂと複数の無線端末１０４ａ〜１０４ｄ間で無線ネットワークを構築する際に、各無線端末が一定の通信帯域を確保することが可能となる。
【０１００】
サーバ１０２の処理回路１０２１は、第１情報に基づいて、複数の無線端末１０４ａ〜１０４ｄの各々を、通信状況が最もよい無線基地局１０１ａおよび１０１ｂに関連付ける。
【０１０１】
サーバ１０２の処理回路１０２１は、各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂについて、関連付けられた無線端末の数が一定値に収まるよう調整する。
【０１０２】
関連付けられた無線端末の数が一定値を下回っている第１無線基地局１０１ａと、一定値を上回っている第２無線基地局１０１ｂが存在する場合において、サーバ１０２の処理回路１０２１は、第２無線基地局１０１ｂに関連付けられた複数の無線端末１０４ｃ〜１０４ｆのうち、通信状況が最も悪い第１無線端末１０４ｆ、および通信状況が次に悪い第２無線端末１０４ｃを特定し、第１無線端末１０４ｆおよび第２無線端末１０４ｃのそれぞれの第２情報を用いて、第１無線端末１０４ｆおよび第２無線端末１０４ｃの一方を、第１無線基地局１０１ａに関連付ける。
【０１０３】
サーバ１０２の処理回路１０２１は、第１無線端末１０４ｆおよび第２無線端末１０４ｃの各々の第２情報を用いて、第１無線端末１０４ｆおよび第２無線端末１０４ｃの各々について、第１無線基地局１０１ａに関連付けられた１以上の無線端末の通信状況の平均値と、第２無線基地局１０１ｂに関連付けられた複数の無線端末の通信状況の平均値とを比較し、第１無線端末１０４ｆおよび第２無線端末１０４ｃのそれぞれを、通信状況がよりよい方の無線基地局に関連付ける。
【０１０４】
サーバ１０２の処理回路１０２１は、各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂに関連付けられた１以上の無線端末１０４ａ〜１０４ｆの第１情報および第２情報に基づく通信状況にしたがって、無線基地局１０１ａおよび１０１ｂごとに、所定空間内における複数の無線端末１０４ａ〜１０４ｆの位置を判定する。
【０１０５】
各無線端末１０４ａ〜１０４ｆの端末通信回路１０４４は、各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂとアドホックモードで接続する。
【０１０６】
サーバ１０２の処理回路１０２１は、各無線端末１０４ａ〜１０４ｆの判定された位置に基づいて、各無線端末１０４ａ〜１０４ｆが複数の無線基地局１０１ａおよび１０１ｂのいずれに接続するかを特定する。
【０１０７】
複数の無線基地局１０１ａおよび１０１ｂの１つとサーバ１０２とは共通の筐体に設けられていてもよい。
【０１０８】
複数の無線端末１０４ａ〜１０４ｆの１つとサーバ１０２とが共通の筐体に設けられていてもよい。
【０１０９】
各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂの位置が予め定められているときにおいて、サーバ１０２の処理回路１０２１は、各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂの位置の情報を参照してもよい。
【０１１０】
（実施形態２）
［２−１．構成］
図１５は、本開示の実施形態２における無線ネットワークシステム２００の構成を示した図である。図１５において実施形態１と同じものは同一の番号を付し説明を省略する。
【０１１１】
本実施形態では、無線基地局１０１ａ、１０１ｂにおける送信アンテナは、その指向性を変更可能に構成されている。図１５の例では、無線基地局１０１ｂの指向性が狭くなるよう変更した状態を模式的に表している。
【０１１２】
ここで、無線基地局１０１ｂにおける指向性の変化を説明する。無線の基地局において電波の指向性を変化させる方法は種々考えられる。本願明細書では、指向性の異なる複数のアンテナを無線基地局内に搭載することにより、電波の指向性を可能にする技術を説明する。
【０１１３】
図１６は、本実施形態による無線基地局１０１ｂの内部構造を示す。無線基地局１０１ｂは、通信処理回路１００１と、演算処理回路１００２と、アンテナ切替回路１００３とアンテナ１００４Ａおよび１００４Ｂを有している。以下、アンテナ１００４Ａを「アンテナＡ」などと表記する。
【０１１４】
［２−２．動作］
通信処理回路１００１は無線基地局１０１ｂにおける通信データの入出力を行う。通信処理回路１００１は、図６に示す通信処理回路１０１４に対応している。
【０１１５】
サーバ１０２から無線端末１０４ａ〜１０４ｄにデータが送信される場合は、以下の要領で処理が行われる。通信処理回路１００１は、サーバ１０２からの通信データを受信し、必要に応じてアドレス等の情報を付け替える。さらに通信処理回路１００１は、データの変調等を行って無線区間で使用される無線データに変換した上で、そのデータをアンテナ切替処理回路１００３に送信する。アンテナ処理回路１００３は通常はアンテナＡのみへデータを送るように設定されている。無線データはアンテナＡから無線区間に送信され、無線端末１０４ａ〜１０４ｄで受信される。
【０１１６】
図１７（ａ）は、アンテナＡを用いたときの、無線端末１０４において所定レベル以上の受信感度が得られる範囲３００ａを示している。アンテナＡは機体の前後方向、左右方向に均一に電波を放射するように設計されている。アンテナＡには特定の方向に対して指向性は設けられていない。
【０１１７】
図１７（ｂ）は、アンテナＢを用いたときの、無線端末１０４において所定レベル以上の受信感度が得られる範囲３００ｂを示している。アンテナＢは、機体の左右方向に対して強く指向性が設けられている。アンテナＢはアンテナＡに比べて、機体の前後方向（図１７）には電波は放射されないように設計されている。この結果、図１７（ｂ）のように、アンテナＢを用いた場合は、範囲３００ｂは、特に機体の前後方向において、アンテナＡを用いた場合の範囲３００ａよりも小さくなっている。
【０１１８】
実施形態１の方法で無線端末の位置の特定を行った際、各無線端末で計測されたＲＳＳＩに十分な差がなく位置の特定ができなかった場合は、サーバ１０２のＣＰＵ１０２１は無線基地局のアンテナの指向性を変更して位置の特定をやり直す。このときの処理は以下のような流れで行われる。
【０１１９】
サーバ１０２のＣＰＵ１０２１はアンテナ切替指示データを有線ネットワーク１０３を通じて無線基地局１０１ａ、１０１ｂに送信する。無線基地局１０１ａ、１０１ｂの各通信処理回路１００１はアンテナ切替指示データを受信し、演算処理回路１００２に渡す。
【０１２０】
演算処理回路１００２では、アンテナ切替指示データが渡された後、アンテナ切替処理回路１００３に対し、アンテナ切替命令を発行する。このとき、アンテナ切替処理回路１００３では、アンテナＡと通信処理回路１００１との接続を切断し、アンテナＢと通信処理回路１００１との接続に切り替える。アンテナＢへの切替が完了した後、アンテナ切替処理回路１００３は、切替の完了通知を演算処理回路１００２に送り、演算処理回路１００２は完了通知を通信処理回路１００１に送る。通信処理回路１００１では完了通知にアドレス等の情報を付加して、有線ネットワーク１０３を介してサーバ１０２へ送る。サーバ１０２のＣＰＵ１０２１は、全ての無線基地局から完了通知を受信した後、再び実施形態１で記載した無線端末の位置を特定する処理を開始する。
【０１２１】
図１５において、無線基地局１０１ｂの指向性が変化することにより、無線基地局１０１ｂの近傍に存在する無線端末１０４ｃ、１０４ｄが受ける影響は少ない。しかしながら、無線基地局１０１ｂから遠方に存在する無線端末１０４ａ、１０４ｂにおいては、無線基地局１０１ｂの電波強度が著しく減少する。
【０１２２】
前述の実施形態１において、各ＲＳＳＩの値が近く、判断ができない場合には、本実施形態のように、一部の無線基地局の送信アンテナの指向性を意図的に変化させることによって、基地局から遠方に存在する無線端末の物理的な位置を把握することが可能となる。
【０１２３】
また、図１８に示す無線ネットワークシステム３００のように、一部の無線基地局の送信電力を上下させても良い。図１８は、無線基地局１０１ｂの送信電力を減少させた状態を表している。減少させる程度は、たとえば最大送信電力と最小送信電力とによって定めてもよい。たとえば、理論上は１ｄＢｍから２０ｄＢｍの間で変動可能であるが、最大で１５ｄＢｍに設計したときには、その半分の７．５ｄＢｍ程度に減少させてもよい。または３ｄＢｍ程度にまで減少させてもよい。
【０１２４】
図１８において、無線基地局１０１ｂの送信電力の減少により、無線基地局１０１ｂの近傍に存在する無線端末１０４ｃ、１０４ｄが受ける影響は少ないが、無線基地局１０１ｂから遠方に存在する無線端末１０４ａ、１０４ｂにおいては、無線基地局１０１ｂの電波強度が著しく減少する。
【０１２５】
なお、本実施形態では、無線基地局のアンテナの指向性や送信電力など、送信側の性能を変化させて、その際のＲＳＳＩの変化を計測したが、それ以外にも、空間に障害物を配置して電波強度の変化を測定しても良い。
【０１２６】
なお、本実施形態では、実施形態１において、各ＲＳＳＩの値が近く、判断ができない場合を前提としたが、必ずしも実施形態１と組み合わせる必要はなく、無線基地局１０１ａ、１０１ｂにおける送信アンテナの指向性や送信電力を変化させるだけで、無線端末の位置を推測することも可能である。
【０１２７】
例えば、無線基地局１０１ｂの送信電力を減少させ、無線端末１０４ｂと１０４ｃの電波強度がほぼ同じであるとき、無線基地局１０１ａの送信電力を減少させることによって、無線端末１０４ｂが１０４ｃに比べて電波強度が強ければ、無線端末１０４ｂは無線基地局１０１ａに接続すべき位置にあると判断できる。
【０１２８】
また、本実施形態では、無線基地局における送信アンテナの指向性や送信電力を変化させるようにしたが、無線端末側の送信アンテナの指向性や送信電力を変化させるようにしても良い。
【０１２９】
［２−３．効果等］
各無線端末１０４ａ〜１０４ｆの端末通信回路１０４４は、自端末と各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂとの間の通信状況、および無線端末１０４ａ〜１０４ｆ間の通信状況の指標として、電波強度を利用して、第１情報および第２情報を取得する。
【０１３０】
各無線端末１０４ａ〜１０４ｆの端末通信回路１０４４は、自端末と各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂとの間の通信状況、および無線端末１０４ａ〜１０４ｆ間の通信状況の指標として、データ送受信時に発生する通信エラーの頻度の情報を利用して、第１情報および第２情報を取得する。
【０１３１】
各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂは、第１電力で通信を行う基地局アンテナ１０１３と、基地局アンテナ１０１３を介してデータを受信および送信する通信処理回路１０１２とを備えている。各端末通信回路１０４４は、第２電力で通信を行う端末アンテナ１０４７をさらに備えている。各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂの基地局アンテナ１０１３が第１電力を変化させたとき、および、各端末通信回路１０４４の端末アンテナ１０４７が第２電力を変化させたときの少なくとも一方において、各無線端末１０４ａ〜１０４ｆの端末通信回路１０４４は、第１情報および第２情報を取得する。
【０１３２】
各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂは、指向性を切り替え可能な基地局アンテナ１００４Ａおよび１００４Ｂと、基地局アンテナ１００４Ａおよび１００４Ｂを介してデータを受信および送信する通信処理回路１００１とを備えている。各端末通信回路１０４４は、指向性を切り替え可能な端末アンテナをさらに備えている。各無線基地局１０１ａおよび１０１ｂが基地局アンテナの指向性を変化させたとき、および、各端末通信回路１０４４の端末アンテナ１０４７が指向性を変化させたときの少なくとも一方において、各無線端末の端末通信回路は、第１情報および第２情報を取得する。
【０１３３】
なお、実施形態１および２では、アドホックモードで計測された電波強度のみを計算に用いた。アドホックモードで接続すると、無線基地局と無線端末との間の信号品質を、無線端末間の信号品質の測定と同時に測定可能である。１回の接続で測定できるため、無線端末の位置の判定の作業の高速化が可能となる。さらに、無線端末間の信号品質の測定と、無線基地局と無線端末間の信号品質の測定とを、同じ無線伝播環境下で実行可能となるため、比較する上で精度の高い信号品質を得ることも可能となる。
【０１３４】
アドホックモードで計測された電波強度に加えて、例えばインフラストラクチャモードで計測された電波強度等、他の計測結果を組み合わせても良い。アドホックモードとインフラストラクチャモードとを組み合わせるのではなく、インフラストラクチャモードのみでサーバ１０２が各無線端末１０４からＲＳＳＩを収集してもよい。
【０１３５】
また、実施形態１および２では、電波強度を信号品質の指標としたが、本発明はこれに限らず、無線基地局または無線端末との間のデータ送受信時に発生する通信エラーの頻度や、無線基地局または無線端末との間のデータ送受信におけるデータの到着遅延時間を使うようにしても良い。通信エラーは、たとえばＣＲＣエラーである。通信エラーを利用する場合には、実施形態１における無線端末１０４ｆおよび１０４ｃに相当する無線端末として、エラーが生じる頻度が最も高い無線端末と、その次に頻度が高い無線端末を抽出すればよい。
【０１３６】
なお、上述の実施形態においては、全ての無線基地局１０１ａ、１０１ｂのアンテナ切替を一斉に行うとして説明した。しかしながらこれは一例である。特定の無線基地局についてのみ、アンテナの指向性を変更してもよい。
【０１３７】
アンテナの指向性の変更方法は種々考えられる。電波遮蔽型のアパーチャを設け、そのアパーチャから電波を放射する構成にしてもよい。アパーチャの開閉により、アンテナの指向性を切り替えることができる。
【０１３８】
上述の実施形態の説明においては、無線基地局の位置に関しては特に考慮していなかった。しかしながら、航空機の場合には、無線基地局は客室内の天井付近に設けられるなど、その設置位置が既知の場合がある。その場合には、設置位置に関する位置情報を予めサーバのＲＯＭ等に格納しておけばよい。サーバのＣＰＵは、無線基地局の位置情報を参照して、無線端末の相対位置を判定してもよい。無線端末の相対位置を判定するに当たり、判定のための演算において無線基地局の位置情報を変数として取り扱う必要がなくなるため、計算速度を高速化できる。
【０１３９】
さらに、無線基地局の位置情報を利用することにより、無線基地局の並びを前後逆に認識するという誤りを防ぐことが可能になる。例えば３台の基地局Ａ、Ｂ、Ｃが存在する場合に、計算結果から、３台がＡ、Ｂ、Ｃの順に並んでいることが分かったとする。しかしながらこの順序だけでは、たとえば機体前方に存在する無線基地局が無線基地局ＡであるのかＣであるのかを特定することができない。これはつまり、その無線基地局に接続される無線端末が、機体前方に位置しているか否かを特定できないことを意味する。航空機では、ファーストクラス、ビジネスクラス、エコノミークラスの各座席群は、それぞれ機体内の定められた位置にまとまって設置されている場合が多い。サービスの提供という観点からは、無線端末の位置を特定する必要性は高い。そのため、上述のように基地局の場所が既知であれば、前後逆に判断するような状況を回避することができる。
【０１４０】
また、上述したような、機体前方から順にＩＰアドレスを割り当てる場合にも、無線基地局の位置情報の利用は有用である。
【０１４１】
本発明の例示的な実施形態によれば、無線基地局及び無線端末の位置を、従来より高い精度で判定可能とすることにより、無線端末を適切な位置の無線基地局に接続可能となる。これにより、安定した通信帯域を確保することを可能とする。
【０１４２】
なお、無線端末の位置、数が不定である無線ネットワークシステムでは、事前に無線基地局と無線端末の組み合わせを決めることは難しい。しかしながら上述の実施形態によれば、無線端末の位置、数が不特定の場合にも、適切な無線基地局に無線端末を割り当てることが可能となる。
【０１４３】
なお、一般的な無線ＬＡＮ端末であれば、アドホックモードは標準搭載しているものが多く、本発明を実施するにあたり特別なハードウェアを導入せず、コストをかけずに実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、複数の無線端末に対し、映像ストリーミングのような一定の通信帯域確保が必要なサービスを行う場合に、各無線端末を適切な無線基地局に接続させ、無線ネットワークシステムを構築する場合に有効な方法である。今回の説明の例に挙げた航空機に限らず、同様のサービスを行う無線ネットワークシステムにおいて、広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１０１ａ、１０１ｂ  無線基地局
１０２  サーバ
１０３  有線ネットワーク
１０４ａ〜１０４ｆ  無線端末
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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