(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の無線アンテナの１つにトラフィックが偏ってしまう事態を解消する無線通信装置等を提供する。【解決手段】アクセスポイントとして機能する無線通信機器１００ａは、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているノードの数が、該無線アンテナ以外の無線アンテナ２０ａ−２に接続しているノードの数よりも２つ以上多い場合、該無線アンテナと接続しているノードの少なくとも１つを、該無線アンテナ以外の無線アンテナに接続するように指示する。【選択図】図１
2016152614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセスポイントとして機能する無線通信装置であって、
複数の無線アンテナと、
上記複数の無線アンテナの各々に接続しているノードの数を取得するノード数管理部と、
上記ノード数管理部により取得される上記ノードの数について、上記複数の無線アンテナの１つである第１アンテナに接続しているノードの数が、上記複数の無線アンテナの１つであって、該第１アンテナ以外の無線アンテナである第２アンテナに接続しているノードの数よりも２つ以上多い場合、該第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つを、該第２アンテナに接続するように指示する切替指示部と、を備える
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
上記第１アンテナに、ノードに対する利用可能ネットワーク検出情報である識別信号を定期的に出力させ、上記第２アンテナに、該識別信号を出力させない識別信号制御部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
上記切替指示部は、上記第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つに、上記第２アンテナに係る情報を含む独自の情報フレームを送信するとともに、チャンネル切替案内を送信して、上記第２アンテナに接続するように指示する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
上記第２アンテナと通信しているノードの数が０であって、かつ、上記第１アンテナに接続しているノードの数が１つ以下である場合、上記第２アンテナの機能を停止させ、上記第２アンテナと通信しているノードの数が０であって、かつ、上記第１アンテナに接続しているノードの数が２つ以上である場合、上記第２アンテナの機能を動作させる通信制御部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
請求項３に記載の無線通信装置から上記チャンネル切替案内を受信すると、上記識別信号を受信しない場合に接続中の無線アンテナとの接続を切断する処理を停止する接続維持部を備える
ことを特徴とするノード。
【請求項６】
アクセスポイントとして機能し、複数の無線アンテナを備える無線通信装置の制御方法であって、
上記複数の無線アンテナの各々に接続しているノードの数を取得するノード数管理ステップと、
上記ノード数管理ステップにて取得した上記ノードの数について、上記複数の無線アンテナの１つである第１アンテナに接続しているノードの数が、上記複数の無線アンテナの１つであって、該第１アンテナ以外の無線アンテナである第２アンテナに接続しているノードの数よりも２つ以上多い場合、該第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つを、該第２アンテナに接続するように指示する切替指示ステップと、を含む
ことを特徴とする無線通信装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを備える無線通信装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定の有線ネットワークに依存せずに柔軟なネットワークを構成できる無線メッシュネットワーク（Wireless Mesh Network、以下「ＷＭＮ」と略記する）技術が注目されてきている。メッシュネットワークとは、ノード間のデータのルーティングの一種であり、故障等によって使用できなくなった経路が発生した場合にも、継続的に接続・再構成を繰り返して、送信先に達するまでノードからノードへと転送を行うものである。そして、ＷｉＦｉ（登録商標。以下省略）を用いたＷＭＮでは、自ネットワークから自ネットワーク外に接続する際に必ず経由するゲートウェイに通信が集中することが問題となっている。この問題を回避する手段として、ゲートウェイの多重化（Multi Gateway Association、アクセスポイント（Access Point、以下「ＡＰ」と略記する）が複数ゲートウェイを選択し、トラフィックを分配する。ゲートウェイはパケットデータをさらにマスターゲートウェイへ転送し、マスターゲートウェイがまとめて外部ネットワークへ転送する。）、及びＷＡＰＬ（Wireless Access Point Link、ホスト間通信を行う場合に、要求に応じて必要なテーブル作成を行うことで、テーブル量の増加抑止、トラフィック減少を目的とした技術。）等が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】IEEE Std 802.11-2012 8.3.3.2 Beacon frame format
【非特許文献２】IEEE Std 802.11-2012 8.5.2.6 Channel Switch Announcement frame format
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ＡＰ間を無線で連携する無線バックホール機能を備えたＷＭＮ機器等について、同一ＷＭＮ機器のゲートウェイノードに複数のノードが接続する場合、無線アンテナ毎のアクセスコントロールができないことが原因となって、そのゲートウェイノードがトラフィック・ネックとなることがある。当然、アンテナが１つであれば、複数のノードとの通信は時分割で行われるため、ボトルネックとなる。ところが、複数のアンテナを備える場合であっても、各アンテナからビーコン（無線接続端末に対する利用可能ネットワーク検出情報）を出力し、該ビーコンを受けたノードが特定の１つのアンテナにアクセスした結果、該アンテナにトラフィックが偏ってしまう可能性がある。さらに、同一ＷＭＮ機器であるにも関わらず、複数の無線アンテナの各々が接続端末に対してビーコンを出力しているため、トータルのデータ送付効率が低くなっている。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の無線アンテナの１つにトラフィックが偏ってしまう事態を解消することのできる無線通信装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線通信装置は、アクセスポイントとして機能する無線通信装置であって、複数の無線アンテナと、上記複数の無線アンテナの各々に接続しているノードの数を取得するノード数管理部と、上記ノード数管理部により取得される上記ノードの数について、上記複数の無線アンテナの１つである第１アンテナに接続しているノードの数が、上記複数の無線アンテナの１つであって、該第１アンテナ以外の無線アンテナである第２アンテナに接続しているノードの数よりも２つ以上多い場合、該第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つを、該第２アンテナに接続するように指示する切替指示部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数の無線アンテナの１つにトラフィックが偏ってしまう事態を解消することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１の無線通信装置のアンテナが２つの場合の通信システム概要図である。
【図３】図１の無線通信装置が送信する独自の情報フレームを説明する図である。
【図４】アンテナ切換え処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】接続管理処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】図１の無線通信装置のアンテナが３以上の場合の通信システム概要図である。
【図７】従来の通信システムの概要図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔実施形態１〕以下、本発明の実施形態１について、図１から図５、及び図７に基づいて詳細に説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。なお、以下では、本発明の実施形態１に係る通信システム１、及び実施形態２に係る通信システム２が、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信システムであり、特にＷｉＦｉ通信システムである例を説明する。無線ＬＡＮは、例えば、無指向性で、ローカルな、短距離の機器間通信ネットワークであり、ＷｉＦｉは、無線ＬＡＮの標準化された規格の１つである。また、以下では、複数の無線アンテナ２０を備え、ＡＰとして機能する無線通信装置１００が、ＷｉＦｉＡＰである例を説明する。特に、本発明の理解を容易にするため、以下では、無線通信装置１００ａが同一ＷＭＮ機器のゲートウェイノードであり、無線通信装置１００ｂ及び１００ｃが無線通信装置１００ａに接続する、同一ＷＭＮ機器のサブノードである例を説明する。通信システム１及び２において、無線通信装置１００ａは、複数の無線アンテナ２０ａを備え、複数の無線アンテナ２０ａの各々に接続するサブノード（例、図２における無線通信装置１００ｂ及び１００ｃ）の接続先アンテナを切り替える。ただし、図１を用いて後述するように、無線通信装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの構成は同様であり、無線通信装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの任意の１つがゲートウェイノードであり、他の２つがサブノードであってもよい。無線通信装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃを特に区別する必要が無い場合は、単に「無線通信装置１００」と称する。以下にまず、本発明の実施の一形態に係る通信システム１の理解を容易にするため、図７を用いて、従来の通信システム９９の概要について整理しておく。
【００１０】
（従来の通信システムの概要）図７は、従来の通信システム９９の概要を示す図である。従来の通信システム９９において、従来の無線通信機器９ａは、ＡＰ間を無線で連携する無線バックホール機能を備えたＷＭＮ機器であり、複数の無線アンテナを備え、該複数のアンテナの各々から、サブノードに対する利用可能ネットワーク検出情報である識別信号（例、ビーコン）を定期的に出力している。識別信号には、クライアントがＡＰに接続するための識別信号情報（例、ビーコン情報）が含まれる。例えば、ビーコンとは、無線ＬＡＮアクセスポイントが、一定時間毎（通常は100ms）に送信しているフレームであり、BSSID、SSID、ビーコン送信間隔、チャンネル情報、サポートする転送速度の一覧、セキュリティ情報などのビーコン情報が含まれている（詳細は、IEEE Std 802.11-2012 8.3.3.2 Beacon frame formatを参照）。クライアント端末は、識別信号によってＡＰに接続するための情報を取得でき、また、識別信号はＡＰが動作していることを示す役割を担っている。従来の通信システム９９においては、従来の無線通信機器９ａが複数のアンテナの各々から出力している識別信号を受信した複数のサブノード（例、無線通信機器９ｂ及び９ｃ）が、従来の無線通信機器９ａの１つのアンテナのみにアクセスし、該アンテナにトラフィックが偏ってしまう可能性がある。さらに、従来の無線通信機器９ａは、同一ＷＭＮ機器であるにも関わらず、複数の無線アンテナの各々が接続端末に対して識別信号を出力しているため、トータルのデータ送付効率が低い。本発明の実施の一形態に係る通信システム１は、従来の通信システム９９が抱える上記の課題を解決しようとするものである。通信システム１の概要を、図２を用いて説明する。
【００１１】
（実施形態１の通信システムの概要）図２は、無線通信装置１００ａの無線アンテナ２０ａが２つの場合（具体的には、無線アンテナ２０ａ−１及び２０ａ−２）における通信システム１の概要を示す図である。無線通信装置１００は、複数の無線アンテナ２０と、有線通信を可能とする機能（有線網制御部１６に実現される機能）とを備え、ＷＭＮ上のゲートウェイとして機能できる。つまり、無線通信装置１００ａは、ＡＰ間を無線で連携する無線バックホール機能を備えたＷＭＮ機器である。無線通信装置１００ａは、サブノードに対する利用可能ネットワーク検出情報である識別信号（例、ビーコン）を無線アンテナ２０ａ−１のみから送信し、無線アンテナ２０ａ−１に接続した複数のサブノード（具体的には、無線通信装置１００ｂ及び１００ｃ）の少なくとも１つに、チャンネル切替案内（例、Channel Swithc Announcement）を送信して、無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０（具体的には、無線アンテナ２０ａ−２）で通信するように誘導する。「チャンネル切替案内」は、接続中のサブノードに対して、接続先アンテナを切り換えるよう指示するものである。したがって、無線通信装置１００ａは、ゲートウェイにトラフィックが集中することで発生する通信ボトルネックを回避できる。また、無線通信装置１００ａは、複数の周波数で識別信号を出力しないため、空間中の電波使用効率を向上できる。さらに、通信システム１において無線通信装置１００ａは、識別信号を出力しない無線アンテナ２０ａ−２にノード（例、無線通信装置１００ｃ）を接続させるために、識別信号情報を独自の情報フレーム（例えば、独自のＭＡＣフレーム）として送信することで、識別信号情報をノード間（無線通信装置１００ａと１００ｃとの間）で共有する。独自の情報フレームは、チャンネル切替案内の送信前に送信される。無線通信装置１００ａは、複数の無線アンテナ２０の各々の設定を共通化することで、独自の情報フレームに含める識別信号情報を抑制できる。
【００１２】
無線通信装置１００ａの行う処理は、以下の(1)〜(6)のように整理できる。すなわち、(1)複数の無線アンテナ２０のうち１つのアンテナ（例、無線アンテナ２０ａ−１）のみを識別信号出力有りで動作させ、サブノードの接続待ち状態に設定する。無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０（無線アンテナ２０ａ−２、２０ａ−３、・・・、２０ａ−Ｎ）の機能を停止させる（例、電源をOFFにする）ことにより、無線通信装置１００ａは消費電力を抑制できる。
(2)無線アンテナ２０ａ−１に接続しているサブノードが１つである（例、無線通信装置１００ｂのみが無線アンテナ２０ａ−１に接続している）場合、無線通信装置１００ａは、(1)の状態を維持する。
(3)無線アンテナ２０ａ−１に接続しているサブノードが２つ以上になった（例、無線通信装置１００ｂ及び１００ｃが無線アンテナ２０ａ−１に接続した）場合、無線通信装置１００ａは、無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０（例、無線アンテナ２０ａ−２）の機能を動作させ（例、電源をONにし）、識別信号出力無しで動作させる。
(4)無線通信装置１００ａは、遷移対象となるサブノード(例、サブノード１００ｃ、つまり無線通信装置１００ｃ)に、独自の情報フレームにより、遷移先となる無線アンテナ（例、無線アンテナ２０ａ−２）との接続のための情報（識別信号情報）を送信する。つまり、無線通信装置１００ａは、宛先及び送信元のアドレス等の情報を含む「独自の情報フレーム」を送信する。
(5)無線通信装置１００ａは、遷移対象となるサブノードに、チャンネル切替案内により接続アンテナ切換えを実行させる。その際、サブノードは、独自の情報フレームにより受信した情報を遷移先となる無線アンテナの識別信号情報として使用する。
(6)無線通信装置１００ａは、(5)以降に、任意の２つの無線アンテナ２０の各々に接続しているサブノード数の差が２つ以上である場合に、接続しているサブノード数が多い方の無線アンテナ２０に接続しているサブノードの１つに対し、チャンネル切替案内により接続アンテナ切換えを実行させる。例えば、無線通信装置１００ａは、識別信号を出力しない無線アンテナ２０ａ−ｐに接続しているサブノードの数と、識別信号を出力しない無線アンテナ２０ａ−ｑに接続しているサブノードの数とを比較する。そして、無線通信装置１００ａは、無線アンテナ２０ａ−ｐに接続しているサブノードの数が、無線アンテナ２０ａ−ｑに接続しているサブノードの数よりも２つ以上多いと判定すると、無線アンテナ２０ａ−ｐに接続しているサブノードの１つに、無線アンテナ２０ａ−ｑと接続するように指示する。具体的には、無線通信装置１００ａは、無線アンテナ２０ａ−ｐに接続しているサブノードの１つに、無線アンテナ２０ａ−ｑの識別信号情報を含む独自の情報フレーム、及びチャンネル切替案内を送信する。
【００１３】
無線アンテナ２０ａ−ｐに接続しているサブノードの１つは、上記独自の情報フレーム及び上記チャネル切替案内を受信すると、接続先のアンテナを、無線アンテナ２０ａ−ｐから無線アンテナ２０ａ−ｑへと切り替える。なお、無線通信装置１００ａは、上記独自の情報フレームを送信した後に、上記チャネル切替案内を送信する。無線通信装置１００ａは、識別信号を定期的（例、100ms毎）に送信する代わりに、独自の情報フレームを１回送信すればよい。
【００１４】
なお、通常の無線ＬＡＮ通信システムにおいてサブノードは、識別信号（例、ビーコン）が受信できなくなると、接続していたノードとの接続を切断する（識別信号受信有無による接続判断処理）。図２に例示する通信システム１において、サブノード（例、無線通信装置１００ｃ）は、上記チャネル切替案内を受信して接続先アンテナの切替を行う場合、上記識別信号受信有無による接続判断処理を停止し、識別信号出力が検出できないことによる切断を行わない。つまり、上記チャネル切替案内を受信して接続先アンテナを無線アンテナ２０ａ−１から無線アンテナ２０ａ−２へと切り替えた無線通信装置１００ｃは、識別信号出力しない無線アンテナ２０ａ−２との接続を維持する。詳細は後述する。
【００１５】
無線通信装置１００ａは複数の無線アンテナ２０を備えており、例えば、無線バックホール機能を備えたＷＭＮ機器である。無線通信装置１００ａは、無線アンテナ２０ａ−１のみから識別信号を出力し、無線アンテナ２０ａ−２〜２０ａ−Ｎからは識別信号を出力しないため、出力するトータルデータ量を削減できる。また無線通信装置１００ａは、無線アンテナ２０ａ−１にサブノードが２つ以上接続されるまで、他の無線アンテナ２０（例、無線アンテナ２０ａ−２〜２０ａ−Ｎ）の機能を停止させておく（例、電源をOFFにしておく）ため、消費電力を削減できる。以上に概要を説明した通信システム１について、次に図１を用いて、通信システム１の無線通信装置１００の要部構成を説明する。
【００１６】
（本発明に係る無線通信装置の要部構成）図１は、本発明の実施形態１に係る通信システム１の無線通信装置１００の要部構成を示すブロック図である。図示の通り、無線通信装置１００は、複数の無線アンテナ２０−１、２０−２、・・・２０−Ｎと、制御部１０とを備える。制御部１０は、機能ブロックとして、識別信号制御部１１、ノード数管理部１２、通信制御部１３、切替指示部１４、接続管理部１５（接続維持部）、及び有線網制御部１６を含んでいる。制御部１０の各機能ブロックは、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）などが、ＲＯＭ（read only memory）、ＮＶＲＡＭ（non-Volatile random access memory）等で実現された記憶装置に記憶されているプログラムを不図示のＲＡＭ（random access memory）等に読み出して実行することで実現できる。
【００１７】
識別信号制御部１１は、複数の無線アンテナ２０の各々について、ノードに対する利用可能ネットワーク検出情報である識別信号の出力を制御する。例えば、識別信号制御部１１は、無線アンテナ２０ａ−１のみに識別信号を出力させ、無線アンテナ２０ａ−２〜２０ａ−Ｎには識別信号を出力させない。
【００１８】
ノード数管理部１２は、複数の無線アンテナ２０の各々に接続しているノード（サブノード）の数を取得し、取得したノード数を通信制御部１３及び切替指示部１４に通知する。
【００１９】
通信制御部１３は、ノード数管理部１２から通知された、複数の無線アンテナ２０の各々に接続しているノードの数に基づいて、複数の無線アンテナ２０の各々について、アンテナとしての機能を制御する。例えば、通信制御部１３は、無線アンテナ２０ａ−２と通信しているノードの数が０であって、かつ、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているノードの数が１つ以下である場合、無線アンテナ２０ａ−２の機能を停止させ（例、電源をOFFにし）、無線アンテナ２０ａ−２と通信しているノードの数が０であって、かつ、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているノードの数が２つ以上である場合、無線アンテナ２０ａ−２の機能を動作させる（例、電源をONにする）。
【００２０】
切替指示部１４は、ノード数管理部１２から通知された、複数の無線アンテナ２０の各々に接続しているノードの数に基づいて、複数の無線アンテナ２０の各々に接続しているノードに対し、接続先アンテナを切り替えるよう指示する。切替指示部１４は、複数の無線アンテナ２０のうちの任意の２つの無線アンテナ２０の各々に接続しているサブノード数の差が２つ以上である場合に、接続しているサブノード数が多い方の無線アンテナ２０に接続しているサブノードの１つに対し、接続アンテナ切換えを実行させる。例えば、切替指示部１４は、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているノードの数が、無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０の１つ（例、無線アンテナ２０ａ−２）に接続しているノードの数よりも２つ以上多い場合、無線アンテナ２０ａ−１と接続しているノードの少なくとも１つに、無線アンテナ２０ａ−２に接続するように指示する。切替指示部１４は、独自の情報フレーム制御部１４１及びチャネル切替案内制御部１４２を含む。
【００２１】
独自の情報フレーム制御部１４１は、接続しているサブノード数が多い方の無線アンテナ２０に接続しているサブノードの１つに、切替後の接続先アンテナ（遷移先となる無線アンテナ２０）の識別信号情報（切替後の接続先アンテナのビーコン情報に相当）を、独自の情報フレームにより送信する。図２の例では、独自の情報フレーム制御部１４１は、無線通信装置１００ｃに、無線アンテナ２０ａ−２の識別信号情報を、独自の情報フレームにより送信する。
【００２２】
チャネル切替案内制御部１４２は、接続しているサブノード数が多い方の無線アンテナ２０に接続しているサブノードの１つに、チャネル切替を指示する（例、Channel Swithc Announcement）。図２の例では、チャネル切替案内制御部１４２は、無線通信装置１００ｃに、チャネル切替案内を送信する。Channel Swithc Announcementは、ＡＰからクライアントに対して、チャンネル変更を行わせるための仕組みの１つであり（詳細は、IEEE Std 802.11-2012 8.5.2.6 Channel Switch Announcement frame formatを参照）、従来より、例えば、ＡＰが気象レーダ等を検知した場合等に使用されている。Channel Swithc Announcementにおいては、ＡＰからクライアントに対して、現チャンネルの使用期限及び遷移先チャンネルが通知され、チャネル切替案内を受信したクライアントは、使用期限に同期して、チャンネルを遷移先チャンネルに変更する。
【００２３】
接続管理部１５は、識別信号受信有無による接続判断処理を有効にするか否かを制御している。識別信号受信有無による接続判断処理とは、識別信号の受信有無に応じて接続を維持するか切断するかを決定する処理であり、例えば、接続先の無線アンテナからの識別信号を所定時間以上受信しない場合、該無線アンテナとの接続を切断する処理である。接続管理部１５ｃは、無線通信装置１００ｃが無線通信装置１００ａからチャネル切替案内を受信して接続先アンテナを切り替えたと判定すると、識別信号受信有無による接続判断処理を停止し、つまり、識別信号受信有無による接続判断処理を無効化する。つまり、接続管理部１５ｃは、無線通信装置１００ｃが無線通信装置１００ａからチャネル切替案内を受信して接続先アンテナを、無線アンテナ２０ａ−１から無線アンテナ２０ａ−２へと切り替えたと判定すると、識別信号を出力しない無線アンテナ２０ａ−２との接続を維持する。なお、チャネル切替案内を受信しない場合、接続管理部１５ｃは、識別信号受信有無による接続判断処理を有効化し、つまり、接続先の無線アンテナからの識別信号を所定時間以上受信しない場合、該無線アンテナとの接続を切断する。
【００２４】
有線網制御部１６は、有線ケーブル等の有線網を介した通信（例、有線ＬＡＮとの通信）を制御し、例えば、図示しない有線ケーブルの接続を確認し、該有線ケーブルを介して他の通信装置との間で信号を送受信する。
【００２５】
（独自の情報フレームについて）図３は、無線通信装置１００ａがサブノード（例、無線通信装置１００ｃ）に送信する独自の情報フレームを説明する図である。図３の（ａ）は、通常のＭＡＣフレームフォーマットを示す図であり、図３の（ｂ）は、独自の情報フレームを示す図であり、図３の（ｃ）は、通信システム１における各機器ＭＡＣアドレス、及びバンド状態の一例を示しており、図３の（ｄ）は、図３の（ｃ）に基づく独自の情報フレームの内容を示す図である。図３の（ｃ）において、「ＡＰ ＧＷアンテナＡ」は無線アンテナ２０ａ−１を、「ＡＰ ＧＷアンテナＢ」は無線アンテナ２０ａ−２を、「サブノード１」は無線通信装置１００ｂを、「サブノード２」は無線通信装置１００ｃを示している。また図３の（ｃ）における「接続アンテナ」という項目は、チャネル切替案内による接続先アンテナの切替を実行する前の各サブノードの接続先を示しており、「Ａ」は「ＡＰ ＧＷアンテナＡ」、つまり無線アンテナ２０ａ−１を示す。
【００２６】
独自の情報フレーム制御部１４１が生成する独自の情報フレームは、通常のＭＡＣフレームフォーマットを用い、ＭＡＣフレームタイプ（フレーム制御B2,B3）及び、サブタイプ（フレーム制御B4-B7）の予約割当てを使用する（例えば、タイプ=11、サブタイプ=0001を使用してもよい）。独自の情報フレームにおいて、サブノードの遷移先となる、識別信号出力無しの無線アンテナ２０（例、無線アンテナ２０ａ−２）の識別信号情報は、フレーム本体に格納される。サブノードは、チャネル切替案内による接続アンテナ切替えの際、独自の情報フレームにより受信したデータを遷移先接続アンテナの識別信号情報として使用する。
【００２７】
「フレーム制御」について、独自の情報フレーム制御部１４１は、フレームタイプ、サブタイプに予約割当てを使用する。例えば、タイプ=00、サブタイプ=0001を使用する（ビット割当て：プロトコルバージョン-タイプ-サブタイプ-ToDS-FromDS-MoreFrag-Retry-パワー管理-MoreData-保護フレーム-Order）。「デュレーション（ＩＤ）」は、RTS/CTSフレームに使用する機器同士のコリジョンが起きないようにする調整値（usec）であり、通信システム１では使用しないため、独自の情報フレーム制御部１４１は0usecを設定する。「アドレス１」は、宛先ＭＡＣアドレスであり、独自の情報フレーム制御部１４１はサブノード１００ｃ（無線通信装置１００ｃ）のＭＡＣアドレスを格納する。「アドレス２」は、BSSIDであり、独自の情報フレーム制御部１４１は、識別信号出力無しの無線アンテナＢ（つまり、無線アンテナ２０ａ−２）のＭＡＣアドレスを、BSSIDとして格納する。「アドレス３」は、送信元ＭＡＣアドレスであり、独自の情報フレーム制御部１４１は識別信号出力無しの無線アンテナＢ（つまり、無線アンテナ２０ａ−２）のＭＡＣアドレスを格納する。「シーケンス制御」は、複数に分割して送信する場合の連版であり、通信システム１では分割しないため、連版は必要ない。「アドレス４」についても、使用しない。「QoS制御」はQoSに関連するＭＡＣフレームに存在するが、無線通信装置１００ａが送信する独自の情報フレームは、QoSに関連しないため、使用しない。「フレーム本体」について、独自の情報フレーム制御部１４１は、識別信号出力無しの無線アンテナ（図２の通信システム１における無線アンテナ２０ａ−２）の識別信号情報を格納する。
【００２８】
（ゲートウェイノード側が実行する処理について）図４は、無線通信装置１００ａが実行するアンテナ切換え処理の一例を示すフローチャートである。識別信号制御部１１ａは、片方の無線アンテナ（例、無線アンテナ２０ａ−１）を識別信号出力有りで動作させる（Ｓ１１０）。また、識別信号制御部１１ａは、他方の無線アンテナ（つまり、無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０。例えば、無線アンテナ２０ａ−２）の機能を停止する（例、電源をOFFに設定する）（Ｓ１２０）。ノード数管理部１２は、無線アンテナ２０ａ−１に、サブノードが２つ接続しているかを判定する（Ｓ１３０）。無線アンテナ２０ａ−１に、サブノードが２つ接続していない場合（Ｓ１３０でＮｏ）、つまり、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているサブノードの数が「１」または「０」である場合、ノード数管理部１２は、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているサブノードの数が「２」以上になるまで、Ｓ１３０の判定を繰り返す。
【００２９】
無線アンテナ２０ａ−１に、サブノードが２つ（例、無線通信装置１００ｂ及び１００ｃ）接続している場合（Ｓ１３０でＹｅｓ）、つまり、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているサブノードの数が「２」以上である場合、通信制御部１３は、他方の無線アンテナ（つまり、無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０。例えば、無線アンテナ２０ａ−２）の機能を動作させ（例、電源をONに設定し）、識別信号制御部１１は、無線アンテナ２０ａ−２を識別信号出力無しで動作させる（Ｓ１４０）。そして、切替指示部１４は、遷移対象となるサブノード（例、無線通信装置１００ｃ）に対し、独自の情報フレームより遷移先アンテナ（例、無線アンテナ２０ａ−２）の識別信号情報（遷移先アンテナ情報）を送信する（Ｓ１５０）。次に、切替指示部１４は、１つのサブノード（例、無線通信装置１００ｃ）に対し、チャネル切替案内により接続アンテナ切換えを行わせる（Ｓ１６０）。具体的には、チャネル切替案内制御部１４２が、無線通信装置１００ｃに、チャネル切替案内を送信する。
【００３０】
切替指示部１４は、さらに、複数の無線アンテナ２０のうちの任意の２つの無線アンテナ２０の間のサブノード接続数の差が２つ以上であるかを判定する（Ｓ１７０）。つまり、切替指示部１４は、例えば、識別信号出力無しの無線アンテナ２０ａ−ｐに接続しているサブノードの数と、識別信号出力無しの無線アンテナ２０ａ−ｑに接続しているサブノードの数とを比較する。そして、無線アンテナ２０ａ−ｐに接続しているサブノードの数が、無線アンテナ２０ａ−ｑに接続しているサブノードの数よりも２つ以上多いかを判定する。２つの無線アンテナ間のサブノード接続数の差が２つ以上ではないと判定した場合（Ｓ１７０でＮｏ）、サブノード接続数の差が２つ以上である、識別信号出力無しの２つの無線アンテナ２０の組合せを見つけるまで、Ｓ１７０の判定を繰り返す。
【００３１】
２つの無線アンテナ間のサブノード接続数の差が２つ以上であると判定した場合（Ｓ１７０でＹｅｓ）、例えば、無線アンテナ２０ａ−ｐに接続しているサブノードの数が、無線アンテナ２０ａ−ｑに接続しているサブノードの数よりも２つ以上多いと判定した場合、切替指示部１４は、多い方の無線アンテナ２０（例、無線アンテナ２０ａ−ｐ）のサブノードの１つに対し、チャネル切替案内により接続アンテナ切換えを行わせる（例、接続先アンテナを無線アンテナ２０ａ−ｑに切り替えるよう指示する）（Ｓ１８０）。そして、無線通信装置１００ａは、動作終了したかを判定し（Ｓ１９０）、動作終了したと判定する場合（Ｓ１９０でＹｅｓ）、アンテナ切換え処理を終了し、動作終了していないと判定する場合（Ｓ１９０でＮｏ）、Ｓ１７０の前まで戻って、Ｓ１７０の判定を繰り返す。
【００３２】
（接続先アンテナを切り替えるサブノード側が実行する処理について）図５は、無線通信装置１００ａに接続しているノード（例、無線通信装置１００ｃ）が実行する接続管理処理の一例を示すフローチャートである。接続管理部１５ｃは、チャネル切替案内によるアンテナ切換えを行ったかを、つまり、無線通信装置１００ｃが、無線通信装置１００ａから送信された独自の情報フレーム及びチャネル切替案内を受信しチャネル切替案内によるアンテナ切換えを行ったかを、判定する（Ｓ２１０）。接続管理部１５ｃは、チャネル切替案内によるアンテナ切換えを行っていないと判定した場合（Ｓ２１０でＮｏ）、接続中のアンテナから受信する識別信号により接続中のアンテナとの接続を維持し、つまり、識別信号受信有無による接続判断処理を維持し、チャネル切替案内によるアンテナ切換えを行うまでＳ２１０の判定を繰り返す。
【００３３】
チャネル切替案内によるアンテナ切換えを行ったと判定した場合（Ｓ２１０でＹｅｓ）、接続管理部１５ｃは、識別信号による接続判断を無効化（Ｓ２２０）し、つまり、識別信号受信有無による接続判断処理を停止する。その後、接続管理部１５ｃは、アンテナとの接続が終了したかを判定する（Ｓ２３０）。アンテナとの接続が終了していない場合（Ｓ２３０でＮｏ）、識別信号による切断無効（識別信号受信有無による接続判断処理の停止）を維持し、アンテナとの接続が終了するまで、Ｓ２３０の判定を繰り返す。アンテナとの接続が終了した場合、識別信号による接続判断を有効化し（Ｓ２４０）、つまり、識別信号受信有無による接続判断処理を有効化する。
【００３４】
〔実施形態２〕本発明の他の実施形態について、図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図６は、無線通信装置１００ａの無線アンテナ２０が３つ以上の場合における通信システム２の概要を示す図である。
【００３５】
無線通信装置１００ａは、無線アンテナ２０ａ−１のみを識別信号出力有りで動作させ、サブノードの接続待ち状態に設定し、無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０（無線アンテナ２０ａ−２及び２０ａ−３）の機能を停止させている（例、電源をOFFに設定している）。無線アンテナ２０ａ−１に接続しているサブノードが２つ以上になった場合、例えば、無線通信装置１００ｂ及び１００ｃが無線アンテナ２０ａ−１に接続している場合、無線通信装置１００ａは、無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０（例、無線アンテナ２０ａ−２）の機能を動作させ（例、電源をONにし）、識別信号出力無しで動作させる。そして、無線通信装置１００ａは、遷移対象となるサブノード(例、サブノード１００ｃ、つまり無線通信装置１００ｃ)に、独自の情報フレームにより、遷移先となる無線アンテナ（例、無線アンテナ２０ａ−２）との接続のための情報(識別信号情報)を送信する。無線通信装置１００ａは、さらに、遷移対象となるサブノードに、チャネル切替案内により接続アンテナ切換えを実行させる。その際、サブノード（無線通信装置１００ｃ）は、独自の情報フレームにより受信した情報を遷移先となる無線アンテナの識別信号情報として使用する。
【００３６】
その後さらに、サブノード１００ｄ、つまり無線通信装置１００ｄが無線アンテナ２０ａ−１に接続すると、切替指示部１４は、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているサブノードの数と、無線アンテナ２０ａ−１以外の無線アンテナ２０（例、無線アンテナ２０ａ−３）に接続しているサブノードの数とを比較する。切替指示部１４は、無線アンテナ２０ａ−１に接続しているサブノードの数が、無線アンテナ２０ａ−３に接続しているサブノードの数よりも２つ以上多いと判定すると、無線アンテナ２０ａ−３の機能を動作させ（例、電源をONにし）、識別信号出力無しで動作させる。そして、無線通信装置１００ａは、遷移対象となるサブノード(例、サブノード１００ｄ、つまり無線通信装置１００ｄ)に、独自の情報フレームにより、遷移先となる無線アンテナ（例、無線アンテナ２０ａ−３）との接続のための情報(識別信号情報)を送信する。無線通信装置１００ａは、さらに、遷移対象となるサブノードに、チャネル切替案内により接続アンテナ切換えを実行させる。その際、サブノード（無線通信装置１００ｄ）は、独自の情報フレームにより受信した情報を遷移先となる無線アンテナの識別信号情報として使用する。
【００３７】
〔実施形態３〕無線通信装置１００の制御ブロック（特に識別信号制御部１１、ノード数管理部１２、通信制御部１３、切替指示部１４、接続管理部１５、及び有線網制御部１６）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）により実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアにより実現してもよい。
【００３８】
後者の場合、無線通信装置１００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラム及び各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭまたは記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ等を備える。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することで本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えばテープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。本発明は上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００３９】
〔実施形態４〕これまで、無線通信装置１００ａが、無線アンテナ２０ａ−１のみから識別信号を出力し、無線アンテナ２０ａ−２〜２０ａ−Ｎからは識別信号を出力しない例を説明してきた。しかしながら、無線通信装置１００ａについて、識別信号を出力させる無線アンテナ２０ａが１つであることは必須ではなく、例えば、無線通信装置１００ａは、無線アンテナ２０ａ−１に加えて、任意の無線アンテナ２０ａ−Ｍからも識別信号を出力させることができる。無線通信装置１００ａは、複数の無線アンテナ２０ａの少なくとも１つから識別信号を出力できればよい。すなわち、複数の無線アンテナ２０ａのいずれかに接続しようとするサブノードは、先ず、識別信号を出力している無線アンテナ２０ａ−１に接続できればよく、その後、切替指示部１４によって、識別信号を出力しない任意の無線アンテナ２０ａ−ｐへと、接続先アンテナを切り替えるように指示されればよい。無線通信装置１００ａは、複数の無線アンテナ２０ａのうち、識別信号を出力させる無線アンテナ２０ａの数を抑制することにより、空間中の電波使用効率を向上できる。
【００４０】
また、これまで、無線通信装置１００が無線バックホール機能を備えたＷＭＮ機器である例を説明してきた。しかし、無線通信装置１００は、複数の無線アンテナ２０を備え、ＡＰとして機能する無線通信装置であればよく、無線バックホール機能を備えること、ＷＭＮ機器であることは必須ではない。ただし、無線通信装置１００は、ＷｉＦｉ通信システムにおけるＡＰ（ＷｉＦｉＡＰ）として機能する無線通信装置であることが好ましい。
【００４１】
〔まとめ〕本発明の態様１に係る無線通信装置（１００ａ）は、アクセスポイントとして機能する無線通信装置であって、複数の無線アンテナ（２０ａ）と、上記複数の無線アンテナの各々に接続しているノード（無線通信装置１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ）の数を取得するノード数管理部（１２ａ）と、上記ノード数管理部により取得される上記ノードの数について、上記複数の無線アンテナの１つである第１アンテナ（無線アンテナ２０ａ−１）に接続しているノードの数が、上記複数の無線アンテナの１つであって、該第１アンテナ以外の無線アンテナである第２アンテナ（無線アンテナ２０ａ−２、２０ａ−３、・・・、２０ａーＮ）に接続しているノードの数よりも２つ以上多い場合、該第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つを、該第２アンテナに接続するように指示する切替指示部（１４ａ）と、を備えている。上記の構成によれば、上記切替指示部は、上記第１アンテナに接続しているノードの数が、上記第２アンテナに接続しているノードの数よりも２つ以上多い場合、上記第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つを、上記第２アンテナに接続するように指示する。したがって、上記無線通信装置は、上記複数の無線アンテナの１つにトラフィックが偏ってしまう事態を解消することができる。
【００４２】
本発明の態様２に係る無線通信装置は、上記態様１において、上記第１アンテナに、ノードに対する利用可能ネットワーク検出情報である識別信号を定期的に出力させ、上記第２アンテナに、該識別信号を出力させない識別信号制御部（１１ａ）をさらに備えていてもよい。上記の構成によれば、上記識別信号制御部は、上記第１アンテナに、上記識別信号を出力させ、上記第２アンテナに、上記識別信号を出力させない。したがって、上記無線通信装置は、上記複数の無線アンテナの各々に複数の周波数で上記識別信号を出力させることがないため、空間中の電波使用効率を向上できる。
【００４３】
本発明の態様３に係る無線通信装置は、上記態様２において、上記切替指示部は、上記第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つに、上記第２アンテナに係る情報（識別信号情報）を含む独自の情報フレームを送信するとともに、チャンネル切替案内を送信して、上記第２アンテナに接続するように指示してもよい。上記の構成によれば、上記切替指示部は、上記第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つに、上記独自の情報フレームより上記第２アンテナに係る情報を送信するとともに、上記チャンネル切替案内を送信して、上記第２アンテナに接続するように指示する。したがって、上記無線通信装置は、上記第２アンテナに接続するノードとの安定接続を実現することができる。
【００４４】
本発明の態様４に係る無線通信装置は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記第２アンテナと通信しているノードの数が０であって、かつ、上記第１アンテナに接続しているノードの数が１つ以下である場合、上記第２アンテナの機能を停止させ、上記第２アンテナと通信しているノードの数が０であって、かつ、上記第１アンテナに接続しているノードの数が２つ以上である場合、上記第２アンテナの機能を動作させる通信制御部（１３ａ）をさらに備えていてもよい。上記の構成によれば、上記通信制御部は、上記第２アンテナと通信しているノードの数が０であって、かつ、上記第１アンテナに接続しているノードの数が１つ以下である場合、上記第２アンテナの機能を停止させ、上記第２アンテナと通信しているノードの数が０であって、かつ、上記第１アンテナに接続しているノードの数が２つ以上である場合、上記第２アンテナの機能を動作させる。したがって、上記無線通信装置は、上記無線通信装置に接続するノードが２つ以上になるまで上記第２アンテナの機能を停止させるため、消費電力を抑制できる。
【００４５】
本発明の態様５に係るノードは、上記態様３に係る無線通信装置から上記チャンネル切替案内を受信すると、上記識別信号を受信しない場合に接続中の無線アンテナとの接続を切断する処理を停止する接続維持部（接続管理部１５）を備えている。上記の構成によれば、上記接続維持部は、上記無線通信装置から上記チャンネル切替案内を受信すると、上記独自の情報フレームより特定される上記第２アンテナからの識別信号を受信しない場合であっても、上記第２アンテナとの接続を維持する。したがって、上記ノードは、上記第２アンテナからの識別信号を受信せずに、上記第２アンテナとの安定接続を実現できる。
【００４６】
本発明の態様６に係る無線通信装置の制御方法は、アクセスポイントとして機能し、複数の無線アンテナを備える無線通信装置の制御方法であって、上記複数の無線アンテナの各々に接続しているノードの数を取得するノード数管理ステップ（Ｓ１３０またはＳ１７０）と、上記ノード数管理ステップにて取得した上記ノードの数について、上記複数の無線アンテナの１つである第１アンテナに接続しているノードの数が、上記複数の無線アンテナの１つであって、該第１アンテナ以外の無線アンテナである第２アンテナに接続しているノードの数よりも２つ以上多い場合、該第１アンテナと接続しているノードの少なくとも１つを、該第２アンテナに接続するように指示する切替指示ステップ（Ｓ１５０及びＳ１６０、またはＳ１８０）と、を含んでいる。上記の方法によれば、請求項１の構成と同様の効果を奏する。
【００４７】
本発明の各態様に係る無線通信装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合、コンピュータを上記無線通信装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記無線通信装置をコンピュータにて実現させる無線通信装置の制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
【００４８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、複数のアンテナを備える無線通信装置に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１１  識別信号制御部、１２  ノード数管理部、１３  通信制御部、１４  切替指示部、１５  接続管理部（接続維持部）、２０  無線アンテナ、２０ａ−１  無線アンテナ（第１アンテナ）、２０ａ−２  無線アンテナ（第２アンテナ）、１００ａ  無線通信装置、１００ｂ  無線通信装置（ノード）、１００ｃ  無線通信装置（ノード）、１００ｄ  無線通信装置（ノード）
【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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