(57)【要約】【課題】無線通信基地局装置のビーコンフレーム送信に必要な無線通信時間を減少させてスループットを向上させることができる無線通信システムを提供する。【解決手段】通信エリア内において接続中および接続可能性のある無線端末に対して制御情報を報知するビーコンを定期的にブロードキャストする無線通信システムであって、互いに通信可能な複数の無線ＬＡＮ基地局装置がグループを構成し、各サブチャネル上において異なるビーコンフレームを生成して同時に複数の無線ＬＡＮ基地局装置のビーコンフレームを送信する送信手段を備えた。【選択図】図１
2016019103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信エリア内において接続中および接続可能性のある無線端末に対して制御情報を報知するビーコンを定期的にブロードキャストする無線通信システムであって、
互いに通信可能な複数の無線ＬＡＮ基地局装置がグループを構成し、各サブチャネル上において異なるビーコンフレームを生成して同時に複数の前記無線ＬＡＮ基地局装置のビーコンフレームを送信する送信手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
複数の前記無線ＬＡＮ基地局装置間で干渉情報、チャネル利用情報、ビーコンフレーム情報を交換することにより、前記グループを構成し、該グループ内における送信手順を決定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記グループに参加している前記無線ＬＡＮ基地局装置の前記ビーコンフレームを１つの前記無線ＬＡＮ基地局装置がまとめて送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記グループに参加している前記無線ＬＡＮ基地局装置が送信タイミングを同期させてそれぞれ異なるサブチャネル上で同時に前記ビーコンフレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
通信エリア内において接続中および接続可能性のある無線端末に対して制御情報を報知するビーコンを定期的にブロードキャストする無線通信システムが行う無線通信方法であって、
互いに通信可能な複数の無線ＬＡＮ基地局装置がグループを構成し、各サブチャネル上において異なるビーコンフレームを生成して同時に複数の前記無線ＬＡＮ基地局装置のビーコンフレームを送信する送信ステップを有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
同一チャネルに多数の無線ＬＡＮ基地局が存在する無線ＬＡＮ通信環境において、ビーコンフレームの合計送信時間を短縮するため、サブチャネル毎に異なるビーコンフレームを重畳して送信する無線通信システムがある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格に準拠する無線ＬＡＮ基地局は、通信エリア内で接続中または接続可能性のあるすべての無線端末に対して制御情報を報知するために、各無線ＬＡＮ規格の最低伝送レート（１Ｍｂｐｓ）でビーコン（制御信号）を定期的にブロードキャストしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】IEEE802.11,"Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical (PHY) Layer Specifications", February 2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１では、無線通信アクセスポイント装置が自己に接続するために必要な情報を定期的に転送するフレームとしてビーコンフレームが規定されており、具体的なフレームの情報や送信手順について定められている。非特許文献１に規定されている無線ＬＡＮシステムではアクセス制御方法としてＣＳＭＡ／ＣＡ（carrier sense multiple access /collision avoidance：搬送波検知多重アクセス／衝突回避）を用いており、送信予定の周波数チャネルで一定レベルの受信電力を検知した場合には新たにフレームの送信を開始せずに待機する必要がある。
【０００６】
したがって、ビーコンフレームが送信されている間は、そのビーコンフレームを受信可能な無線通信アクセスポイント装置および無線通信端末は送信を開始できない。そのため、複数の無線通信アクセスポイント装置が各々の通信セル内に配置され互いに干渉する場合には、各無線通信アクセスポイントで定期的に発生するビーコンフレームの送信のために一定時間内にデータフレームなどビーコンフレーム以外のフレームの送信を開始できる機会が減少する。このように、一定時間内にデータフレームを送信できる機会が減少することで結果的にスループットが低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、無線通信基地局装置のビーコンフレーム送信に必要な無線通信時間を減少させてスループットを向上させることができる無線通信システム及び無線送信方法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】
【０００８】
本発明は、通信エリア内において接続中および接続可能性のある無線端末に対して制御情報を報知するビーコンを定期的にブロードキャストする無線通信システムであって、複数の互いに通信可能な無線ＬＡＮ基地局装置がグループを構成し、各サブチャネル上において異なるビーコンフレームを生成して同時に複数の前記無線ＬＡＮ基地局装置のビーコンフレームを送信する手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明は、複数の前記無線ＬＡＮ基地局装置間で干渉情報、チャネル利用情報、ビーコンフレーム情報を交換することにより、前記グループを構成し、該グループ内で送信手順を決定することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記グループに参加している前記無線ＬＡＮ基地局装置のビーコンフレームを１つの前記無線ＬＡＮ基地局装置がまとめて送信することを特徴とする。
【００１１】
本発明は、前記グループに参加している前記無線ＬＡＮ基地局装置が送信タイミングを同期させてそれぞれ異なるサブチャネル上で同時にビーコンフレームを送信することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、通信エリア内において接続中および接続可能性のある無線端末に対して制御情報を報知するビーコンを定期的にブロードキャストする無線通信システムが行う無線通信方法であって、複数の互いに通信可能な無線ＬＡＮ基地局装置がグループを構成し、各サブチャネル上において異なるビーコンフレームを生成して同時に複数の前記無線ＬＡＮ基地局装置のビーコンフレームを送信するステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ビーコンフレーム送信を集約することにより、グループを構成する全ての無線通信基地局装置のビーコンフレーム送信に必要な無線通信時間を減少させることが可能となり、スループットを向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態で想定される無線ＬＡＮアクセスポイント装置の配置例を示す図である。
【図２】図１に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１の構成を示すブロック図である。
【図３】１つの無線ＬＡＮアクセスポイント装置が複数ビーコンフレームを周波数多重して伝送することによりビーコンフレーム送信回数削減手順示す図である。
【図４】複数の無線ＬＡＮアクセスポイント装置がビーコンフレームを異なる周波数チャネル上で同時に伝送することによりビーコンフレーム送信回数削減手順を示す図である。
【図５】送信予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置を予め１つ決定して複数ビーコンフレームを送信する手順を示す図である。
【図６】図３に示す動作のうち、ビーコンフレームを送信する予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置を連携グループ内で予め決めておいて実施する例を示す図である。
【図７】図３に示す動作のうち、ＴＢＴＴ後最初に送信権を獲得した無線ＬＡＮアクセスポイント装置がビーコンフレーム送信を実施する例を示す図である。
【図８】図４に示す動作のうち、ビーコンフレームの送信タイミング同期をタイミング通知フレームの利用により実施する例を示す図である。
【図９】図４に示す動作のうち、ビーコンフレームの送信タイミング同期をタイミング通知フレームおよび前記フレームに対応した応答フレームにより実施する例を示す図である。
【図１０】図３、図４に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置間のグループ構成の状態を示した状態遷移図である。
【図１１】図１０に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置のグループ連携開始手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１０に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置間の連携グループが取り扱うビーコンフレーム送信にかかる情報を一定期間ごとに更新するための更新手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１０に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置間の連携グループから参加メンバとなっている無線ＬＡＮアクセスポイント装置が脱退する際の手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１１に示すグループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスを示すシーケンス図である。
【図１５】図１１に示すグループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスの変形例を示すシーケンス図である。
【図１６】図１１に示すグループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスの変形例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による無線通信システムを説明する。図１は、本発明の実施形態で想定される無線ＬＡＮアクセスポイント装置の配置例を示す図である。この図において、符号１は、無線通信セルであり、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１が設置されている。符号２は、無線通信セルであり、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１が設置されている。符号３は、無線通信セルであり、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ３が設置されている。符号４は、無線通信セルであり、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ４が設置されている。
【００１６】
無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４は互いに自己以外の無線通信セル範囲に設置されている他の無線ＬＡＮアクセスポイント装置が送信した信号を受信することができる。また、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４が各々接続先に無線ＬＡＮ端末と通信する際に利用する周波数チャネルはいずれも完全に一致している。無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４はいずれもＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従った無線の送受信を行う無線通信装置であり、無線通信基地局装置として一定期間に一度、無線通信接続に必要な情報を報知するビーコンフレームを送信する。
【００１７】
次に、図２を参照して、図１に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１の構成を説明する。図２は、図１に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１の構成を示すブロック図である。無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４についても図２に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１８】
無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１は、無線通信部１０と、送信権獲得部２０と、情報管理部３０と、制御部４０とを備える。無線通信部１０は、アンテナを介して無線フレームの送受信を行うために、直交周波数分割多重変調方式で生成される信号の送受信を行う。送信権獲得部２０は、送信権を獲得する。情報管理部３０は、情報管理を行う。制御部４０は、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１の全体の処理動作を統括して制御する。
【００１９】
また、無線通信部１０は、図３〜図８に示すように使用可能な周波数チャネル上で使用可能な周波数帯域幅よりも狭い帯域幅で構成されるサブチャネル上で送受信される複数の異なる信号に対して個別に送受信処理を行うことが可能である。なお、ＢＳＳ（basic service set）内の無線ＬＡＮ端末がフレームを送信する際に、必ず含めるサブチャネルのことをプライマリチャネル（primary channel）と呼ぶ。一方、周波数チャネルに含まれるその他のサブチャネルのことをセカンダリチャネル（secondary channel）と呼ぶ。
【００２０】
例えば、図３〜図８に示すように無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１が８０ＭＨｚ帯域幅まで利用可能なとき、２０ＭＨｚ帯域幅のサブチャネルが４つ存在し、うち１つはプライマリチャネル、残り３つはセカンダリチャネルとなる。ここでは、チャネル１（ｃｈ．１）がプライマリチャネルであり、チャネル２、３、４（ｃｈ．２、３、４）がセカンダリチャネルであるものとする。無線通信部１０はこの４つのサブチャネルに対してフレームの送受信が可能である。または、当該無線ＬＡＮシステムで利用される周波数リソースブロック単位でのフレーム送受信が可能である。同様に送信権獲得部２０、情報管理部３０、制御部４０は周波数チャネルに含まれる複数の各サブチャネルに対して制御を行い、情報を管理する。
【００２１】
本実施形態はフレーム交換が可能な複数の無線ＬＡＮアクセスポイント装置においてグループを構成し、ＴＢＴＴ（Target beacon transmission time）を同期させ、ＩＥＥＥ８０２．１１既定のキャリアセンス期間の後にフレーム送信のタイミング同期を行い、各々が異なるサブチャネルもしくは周波数ブロック単位上でビーコンフレームを同時に送信することで複数の無線ＬＡＮアクセスポイント装置がビーコンフレームを送信する時間を短縮するものである。
【００２２】
例えば、図３に示す例では、図１に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１〜ＡＰ４でグループを構成し、互いのビーコンフレームに含まれるＴｉｍｅｓｔａｍｐからＴＢＴＴの同期を行う。図３は、１つの無線ＬＡＮアクセスポイント装置が複数ビーコンフレームを周波数多重して伝送することによりビーコンフレーム送信回数削減手順示す図である。ここで、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐを利用して無線ＬＡＮ端末間が管理しているタイマーの時刻を同期するＴＳＦ（timing synchronization function）は本来１つのＢＳＳ内の無線ＬＡＮ端末に対して時刻同期を取る機能であるが、本実施形態においては複数の無線ＬＡＮアクセスポイント装置の時刻同期にも利用する。
【００２３】
また、グループを構成している自己以外の無線ＬＡＮアクセスポイント装置のビーコンフレーム情報要素を取得しておく。無線ＬＡＮアクセスポイント装置はＴＢＴＴのタイミングでビーコンフレームを次回送信権が取得された際の送信フレームとして設定し、送信準備を開始する。送信権が獲得されると、時刻ｔ１において、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は自己の情報要素を含むビーコンフレーム（無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１の場合はビーコン１）をプライマリチャネル上で、連携グループの無線ＬＡＮアクセスポイント装置の情報要素を含むビーコンフレーム（無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１の場合はビーコン２〜４）をセカンダリチャネル上でそれぞれ重複しないように並べ各サブチャネル上のフレーム時間長が同じになるように事前に調整した上で同時に送信する。
【００２４】
そして、時刻ｔ２において、同様に、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は自己の情報要素を含むビーコンフレーム（無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ２の場合はビーコン２）をプライマリチャネル上で、連携グループの無線ＬＡＮアクセスポイント装置の情報要素を含むビーコンフレーム（無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ２の場合はビーコン３、４、１）をセカンダリチャネル上でそれぞれ重複しないように並べ各サブチャネル上のフレーム時間長が同じになるように事前に調整した上で同時に送信する。
【００２５】
また、図４に示す例では、図１に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１〜ＡＰ４でグループを構成し、互いのビーコンフレームに含まれるＴｉｍｅｓｔａｍｐからＴＢＴＴの同期を行う。図４は、複数の無線ＬＡＮアクセスポイント装置がビーコンフレームを異なる周波数チャネル上で同時に伝送することによりビーコンフレーム送信回数削減手順を示す図である。グループ内でＴＢＴＴの同期がとられた後、グループメンバである各無線ＬＡＮアクセスポイント装置はＴＢＴＴのタイミングでビーコンフレームを次回送信権が取得された際の送信フレームとして設定し、送信準備を開始する。
【００２６】
そして、キャリアセンスの後、時刻ｔ１において、送信権が獲得されるとグループメンバの無線ＬＡＮアクセスポイント装置間でビーコンフレーム送信のタイミング同期を行うフレームを送受信し、指定されたタイミングでグループメンバの無線ＬＡＮアクセスポイント装置で同時に各々異なるサブチャネル上でビーコンフレーム送信を開始する。このとき、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１は、ビーコン１を送信する。また、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ２は、ビーコン２を送信する。また、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ３は、ビーコン３を送信する。さらに、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ４は、ビーコン４を送信する。
【００２７】
同様の操作を次回ＴＢＴＴのタイミングで再度行い、時刻ｔ２において、ビーコンフレーム送信を行う。このとき、各無線ＬＡＮアクセスポイント装置が一定時間ごとにプライマリチャネル上でビーコンフレームを送信できるように各無線ＬＡＮアクセスポイント装置が送信するサブチャネルは毎回同じでなくてもよい。また、無線ＬＡＮアクセスポイント装置間が有線もしくは無線ＬＡＮシステムおよびその他の無線システムの無線ネットワークを介してクロック周波数および送信電力レベルおよび送信開始時間の同期を行うことにより、複数の無線ＬＡＮアクセスポイント装置からの同時送信時に発生する端末間干渉を抑圧する手段を加えてもよい。
【００２８】
また、図５に示すように、無線ＬＡＮアクセスポイント装置間が有線または無線ＬＡＮシステムおよびその他の無線システムの無線ネットワークを介して干渉情報や接続端末台数やチャネル利用情報などを収集し、連携グループを構成する各無線ＬＡＮアクセスポイント装置間でのキャリアセンス結果が同等になるように連携グループに参加する無線ＬＡＮアクセスポイント装置を決定してもよい。図５は、送信予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置を予め１つ決定して複数ビーコンフレームを送信する手順を示す図である。
【００２９】
ここで、干渉情報とは互いにフレーム受信可能な無線ＬＡＮアクセスポイント装置および無線ＬＡＮ端末の台数である。また、チャネル利用情報とは単一時間内に自身のキャリアセンスの結果ビジーと判定された時間の割合である。また、ネットワークを介した情報収集はネットワークに接続される無線ＬＡＮアクセスポイント装置もしくは計算機サーバＳで実施する。
【００３０】
無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ１は、計算機サーバＳに対して、干渉情報・チャネル利用情報の収集を行い（図５Ａ１）。これに対して、計算機サーバＳは、推奨される連携グループ構成の送信（宛先無線ＬＡＮアクセスポイント装置をコーディネータとして指定する）を行う（図５Ｂ）。
【００３１】
また、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ２は、計算機サーバＳに対して、干渉情報・チャネル利用情報の収集を行い（図５Ａ２）。これに対して、計算機サーバＳは、推奨される連携グループ構成の送信（宛先無線ＬＡＮアクセスポイント装置をコーディネータとして指定しない）を行う（図５Ｃ１）。
【００３２】
また、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ３は、計算機サーバＳに対して、干渉情報・チャネル利用情報の収集を行い（図５Ａ３）。これに対して、計算機サーバＳは、推奨される連携グループ構成の送信（宛先無線ＬＡＮアクセスポイント装置をコーディネータとして指定しない）を行う（図５Ｃ２）。
【００３３】
また、無線ＬＡＮアクセスポイント装置ＡＰ４は、計算機サーバＳに対して、干渉情報・チャネル利用情報の収集を行い（図５Ａ４）。これに対して、計算機サーバＳは、推奨される連携グループ構成の送信（宛先無線ＬＡＮアクセスポイント装置をコーディネータとして指定しない）を行う（図５Ｃ３）。
【００３４】
図６は、図３に示す動作のうち、ビーコンフレームを送信する予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置を連携グループ内で予め決めておいて実施する例を示す図である。図６に示す例では、連携グループ内で各無線ＬＡＮアクセスポイント装置のビーコンフレーム情報要素を予め交換し、同時に各ビーコンインターバルで送信予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置を１つ決定しておく。送信予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置を予め１つ決定しておくことにより、各無線ＬＡＮアクセスポイント装置が送信したビーコンフレームの衝突を回避することができる。
【００３５】
なお、連携グループ内の無線ＬＡＮアクセスポイント装置間の送信頻度が公平になるように（例えばローテーション順に）送信予定を決定しておく。各ビーコンインターバルでは、連携グループに参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置のうち、送信予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置以外の無線ＬＡＮアクセスポイント装置はこのビーコンインターバルが開始されるＴＢＴＴにおいてビーコンフレームを送信予定のフレームとして設定しない。
【００３６】
一方、送信予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置はＴＢＴＴにおいてビーコンフレームを送信予定のフレームとして設定する。図６に示す例では、ビーコンインターバル１において、無線ＬＡＮアクセスポイント装置（ＡＰ１）が送信予定であり、ビーコンインターバル２では無線ＬＡＮアクセスポイント装置（ＡＰ２）が送信予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置である。
【００３７】
送信予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置はバックオフ処理により決定されたランダム時間の間のキャリアセンスの後、送信権を獲得するとビーコンフレームの送信を開始する。１つのビーコンフレームは２０ＭＨｚの各サブチャネル帯域幅の無線フレームで生成される。ビーコンフレームは無線ＬＡＮアクセスポイント装置が使用可能な全チャネルを利用し、各サブチャネルで異なる無線ＬＡＮアクセスポイント装置の情報要素を含んだビーコンフレームを同時に送信する。このとき、プライマリチャネル上では自己の情報要素を含むビーコンフレームを送信することにより、自己と接続している、もしくは接続希望で、既存の規格のみサポートしている無線通信装置に対しても自己の情報を送信することができる。
【００３８】
図７は、図３に示す動作のうち、ＴＢＴＴ後最初に送信権を獲得した無線ＬＡＮアクセスポイント装置がビーコンフレーム送信を実施する例を示す図である。図７に示す例では、連携グループ内で各無線ＬＡＮアクセスポイント装置のビーコンフレーム情報要素を予め交換しておく。同時にＴＢＴＴおよびビーコンインターバルを同期させておく。
【００３９】
ＴＢＴＴのタイミングで連携グループに参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置はビーコンフレームを次回送信予定の無線フレームとして設定する。無線ＬＡＮアクセスポイント装置は送信権獲得手順を開始し、バックオフ処理により決定されたランダム時間の間のキャリアセンスの結果、送信権を獲得した無線ＬＡＮアクセスポイント装置がビーコンフレーム送信を開始する。
【００４０】
ビーコンフレームは無線ＬＡＮアクセスポイント装置が使用可能な全チャネルを利用し、各サブチャネルで異なる無線ＬＡＮアクセスポイント装置の情報要素を含んだビーコンフレームを同時に送信する。このとき、プライマリチャネル上では自己の情報要素を含むビーコンフレームを送信することにより、自己と接続している、もしくは接続希望で、既存の規格のみサポートしている無線通信装置に対しても自己の情報を送信することができる。また、自己が参加している連携グループのいずれかの無線ＬＡＮアクセスポイント装置が自己より先に送信したビーコンフレームを受信した場合は、現在送信予定と設定されているビーコンフレームの送信をキャンセルする。
【００４１】
図８は、図４に示す動作のうち、ビーコンフレームの送信タイミング同期をタイミング通知フレームの利用により実施する例を示す図である。図８に示す例では、ＴＢＴＴのタイミングでキャリアセンスを開始した後、ビーコンフレームの送信時にプライマリチャネルを利用する予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置もしくはグループ内の全無線ＬＡＮアクセスポイント装置が送信権獲得手順を開始し、バックオフ処理により決定されたランダム時間の間のキャリアセンスの結果、送信権を獲得した無線ＬＡＮアクセスポイント装置がタイミング通知フレームを送信する。タイミング通知フレームはサブチャネルの帯域幅である２０ＭＨｚ帯域幅の無線フレームで生成され、フレームと同じ無線フレームを各サブチャネル上で同時に伝送する。
【００４２】
なお、タイミング通知フレームには少なくとも送信を行った無線ＬＡＮアクセスポイント装置のアドレス、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ、ビーコンフレーム送信完了までの期間（duration）、各サブチャネル上で送信されるビーコンフレームが帰属する無線ＬＡＮアクセスポイントの情報が含まれている。タイミング通知フレームを送信した無線ＬＡＮアクセスポイント装置は送信完了後ＳＩＦＳ（short inter frame space）時間後に、自己が所属するグループのいずれかのメンバが送信したタイミング通知フレームを正常に受信した無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、受信完了後ＳＩＦＳ時間後に、各々が利用する予定のサブチャネル上でビーコンフレームを送信する。
【００４３】
なお、ＴＢＴＴのタイミングで準備されたビーコンフレームが送信された後は、自己が所属するグループのいずれかのメンバが送信したタイミング通知フレームを受信しても次のＴＢＴＴまでは新たにビーコンフレームの送信を行わない。また、グループに所属する他の無線ＬＡＮアクセスポイント装置が送信したタイミング通知フレームを正常に受信した場合、自己が次のＴＢＴＴまでに送信予定のタイミング通知フレームの送信をキャンセルする。
【００４４】
図９は、図４に示す動作のうち、ビーコンフレームの送信タイミング同期をタイミング通知フレームおよび前記フレームに対応した応答フレームにより実施する例を示す図である。図９に示すでは、ＴＢＴＴのタイミングでキャリアセンスを開始した後バックオフ処理により決定されたランダム時間の間のキャリアセンスを行いチャネルが未使用な場合に、ビーコンフレームの送信時にプライマリチャネルを利用する予定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置もしくはグループ内の全無線ＬＡＮアクセスポイント装置がタイミング通知フレームを送信する。タイミング通知フレームはサブチャネルの帯域幅である２０ＭＨｚ帯域幅の無線フレームで生成され、このフレームと同じ無線フレームを各サブチャネル上で同時に伝送する。
【００４５】
なお、タイミング通知フレームには少なくとも送信を行った無線ＬＡＮアクセスポイント装置のアドレス、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ、ビーコンフレーム送信完了までの期間（duration）、各サブチャネル上で送信されるビーコンフレームが帰属する無線ＬＡＮアクセスポイントの情報が含まれている。グループを構成している無線ＬＡＮアクセスポイント装置はタイミング通知フレームを送信した無線ＬＡＮアクセスポイント装置とグループに参加しているその他の無線ＬＡＮアクセスポイント装置とが各々以下の（１）、（２）のタイミングで各々が利用する予定のサブチャネル上で応答フレーム送信を開始する。
【００４６】
（１）タイミング通知フレームを送信した無線ＬＡＮアクセスポイント装置は送信完了後にタイマーを開始しＳＩＦＳ時間後のタイミング。
（２）自己が所属するグループのいずれかのメンバが送信したタイミング通知フレームを正常に受信した無線ＬＡＮアクセスポイント装置は受信完了後タイマーを開始しＳＩＦＳ時間後のタイミング。
【００４７】
応答フレームはＩＥＥＥ８０２．１１で規定のＣＴＳ（clear to send）フレームを利用することで、無線フレームを受信可能な範囲に位置する全ての無線ＬＡＮ端末が受信することが可能となる。または、タイミング同期などに必要な情報を含む新規のフレームを応答フレームとして送信することもできる。応答フレームを受信した無線ＬＡＮ端末は前期受信したフレームのｄｕｒａｔｉｏｎ情報が示す期間だけメディアは使用されているものとし（仮想キャリアセンス）、この期間を送信停止（ＮＡＶ：network allocation vector）期間として設定する。
【００４８】
各無線ＬＡＮアクセスポイント装置は応答フレーム送信完了後ＳＩＦＳ時間後に、各々が利用する予定のサブチャネル上でビーコンフレームを送信する。なお、ＴＢＴＴのタイミングで準備されたビーコンフレームが送信されたのちは、自己が所属するグループのいずれかのメンバが送信したタイミング通知フレームを受信しても次のＴＢＴＴまでは新たにビーコンフレームの送信を行わない。また、グループに所属する他の無線ＬＡＮアクセスポイント装置が送信したタイミング通知フレームを正常に受信した場合、自己が次のＴＢＴＴまでに送信予定のタイミング通知フレームの送信はキャンセルする。
【００４９】
図１０は、図３、図４に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置間のグループ構成の状態を示した状態遷移図である。初期状態は無線ＬＡＮアクセスポイント装置間のグループは構成されておらず、各無線ＬＡＮアクセスポイント装置は単独でビーコン送信を行う。その後、連携可能な無線ＬＡＮアクセスポイント装置の検出および前記検出した無線ＬＡＮアクセスポイント装置からのグループ連携参加要求フレームの送信を機に、グループ連携参加開始手順を実行する。前記手順により連携可能なグループが構成されたのち、特定のもしくは各無線ＬＡＮアクセスポイント装置はタイマーをスタートさせる。
【００５０】
タイマーはグループ構成の更新手順を一定期間ごとに実行するために具備されるもので、タイマーが事前に決められた一定時間を指した場合には、更新手順を開始する。さらに、グループに参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置が無線ＬＡＮ通信機能の停止や使用する周波数チャネルの変更などによりグループ脱退を希望する、もしくは前記無線ＬＡＮアクセスポイント装置からグループ脱退要求フレームが送信された場合、グループ脱退手順を開始する。グループ脱退手順が完了したのち、グループを構成する無線ＬＡＮアクセスポイント装置が複数存在しない場合には単独でのビーコンフレーム送信動作に戻る。
【００５１】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント装置のグループ連携開始手順を説明する。図１１は、図１０に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置のグループ連携開始手順を示すフローチャートである。なお、無線ＬＡＮアクセスポイント装置間でグループを構成する場合、各無線ＬＡＮアクセスポイント装置が利用するサブチャネルの決定や、グループを構成する無線ＬＡＮアクセスポイント装置の記録・参加手順のフレーム交換・脱退手順のフレーム交換を実行する特定の無線ＬＡＮアクセスポイント装置をＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒとして設定することができる。Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒを設定することで、連携グループで取り扱うビーコンフレーム送信にかかる情報を一元的に管理することができる。Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒはグループ連携を２台の無線ＬＡＮアクセスポイント装置で開始する場合は、先にグループ連携参加フレームを送信した無線ＬＡＮアクセスポイント装置が担当する。
【００５２】
まず、無線ＬＡＮアクセスポイント装置（ＡＰ）は、自己を起動した際に、エリアが移動すると、チャネル切り替えを行う（ステップＳ１）。そして、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、ビーコンのスキャンを行うとともに、ビーコンの送信を行う（ステップＳ２）。ビーコンには、無線ＬＡＮアクセスポイント装置連携機能の有無の情報が含まれる。
【００５３】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、連携可能な無線ＬＡＮアクセスポイント装置もしくはグループが周囲に存在するか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定結果、周囲に無線ＬＡＮアクセスポイント装置もしくはグループが存在しない場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、単体でビーコンを送信する（ステップＳ４）。
【００５４】
一方、周囲に無線ＬＡＮアクセスポイント装置もしくはグループが存在する場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、連携参加要求フレームを送信する（ステップＳ５）。連携参加要求フレームは、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒがある場合、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒとなっている無線ＬＡＮアクセスポイント装置宛てに送信し、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒがない場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置連携グループに参加しているいずれかの無線ＬＡＮアクセスポイント装置宛てに送信する。
【００５５】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、連携ができるか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定の結果、連携ができる場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、スケジュールを確定するとともに、情報交換を行う（ステップＳ７）。そして、連携送信を開始する（ステップＳ８）。一方、連携ができない場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、単体でビーコン送信を行う（ステップＳ９）。
【００５６】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント装置間の連携グループが取り扱うビーコンフレーム送信にかかる情報を一定期間ごとに更新するための更新手順を説明する。図１２は、図１０に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置間の連携グループが取り扱うビーコンフレーム送信にかかる情報を一定期間ごとに更新するための更新手順を示すフローチャートである。
【００５７】
まず、無線ＬＡＮアクセスポイント装置（ＡＰ）は、更新タイミングになると（ステップＳ１１）、一定期間フレームが確認できない他の無線ＬＡＮアクセスポイント装置をリスト化する（ステップＳ１２）。
【００５８】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、自己以外は一定期間フレームが確認できないか否かを判定する（ステップＳ１３）。この判定の結果、自己以外は一定期間フレームが確認できない場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、単体でビーコンを送信する（ステップＳ１４）。
【００５９】
一方、自己以外のフレームが確認できた場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、フレーム確認可能な無線ＬＡＮアクセスポイント装置のみでスケジュール確定と情報交換を行う（ステップＳ１５）。情報交換は、無線ＬＡＮアクセスポイント装置連携参加要求の送信時に要求側の全情報を先に送付するようにしてもよい。
【００６０】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント装置間の連携グループから参加メンバとなっている無線ＬＡＮアクセスポイント装置が脱退する際の手順を説明する。図１３は、図１０に示す無線ＬＡＮアクセスポイント装置間の連携グループから参加メンバとなっている無線ＬＡＮアクセスポイント装置が脱退する際の手順を示すフローチャートである。なお、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒをグループの中に設けていてＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒが脱退を希望する場合には、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒはグループに参加しているいずれかの無線ＬＡＮアクセスポイント装置に脱退要求フレームを送信し、前記フレームを受信した無線ＬＡＮアクセスポイント装置は新たにＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒを担当する。
【００６１】
まず、脱退手順が開始されると（ステップＳ２１）、脱退する無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、脱退要求を送信する（ステップＳ２２）。脱退要求の送信は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒがある場合、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒとなっている無線ＬＡＮアクセスポイント装置宛てに送信する。また、自身がＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒである場合は、参加無線ＬＡＮアクセスポイント装置のいずれかに送信し、この宛先の無線ＬＡＮアクセスポイント装置が新たなＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒとなる。また、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒがない場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置連携グループに参加しているいずれかの無線ＬＡＮアクセスポイント装置宛てに送信する。
【００６２】
これを受けて、要求フレームの宛先となっていた脱退する無線ＬＡＮアクセスポイント装置と連携していた無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、再度スケジュールを確定する（ステップＳ２３）。
【００６３】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、未だ参加無線ＬＡＮアクセスポイント装置が複数残っているか否かを判定する（ステップＳ２４）。この判定の結果、残っている場合、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、脱退無線ＬＡＮアクセスポイント装置以外の参加無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して再スケジュール内容を送信する（ステップＳ２５）。そして、無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、連携送信を開始する（ステップＳ２６）。
【００６４】
一方、参加無線ＬＡＮアクセスポイント装置が複数残っていない場合、参加無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、単体でビーコン送信を行う（ステップＳ２７）。このとき、無線ＬＡＮアクセスポイント装置連携機能の有無をビーコン送信時に報知する。
【００６５】
表１は、図１１に示すグループ連携開始手順に際に連携グループへの参加を希望する無線ＬＡＮアクセスポイント装置と参加を受け付ける無線ＬＡＮアクセスポイント装置との間で交換されるフレームに含まれる情報の一例を示している。なお、表１中のスケジュール調整担当無線ＬＡＮアクセスポイント装置はＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒを設けている連携グループの場合、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒを担当している無線ＬＡＮアクセスポイント装置が担当する。
【表１】
2016019103.tif 000003
【００６６】
次に、グループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスについて説明する。図１４は、図１１に示すグループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスを示すシーケンス図である。まず、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、連携要求を送信する（ステップＳ３１）。これを受けて、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、連携応答を返す（ステップＳ３２）。そして、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、参加情報を送信する（ステップＳ３３）。
【００６７】
次に、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置と、既に参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置（複数の場合もある）に対して、スケジューリング情報を送信する（ステップＳ３４、Ｓ３５）。
【００６８】
次に、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対してＡＣＫを返す（ステップＳ３６）。続いて、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、既に参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、Ｐｏｌｌｉｎｇを送信し（ステップＳ３７）、ＡＣＫを返してもらう（ステップＳ３８）動作を繰り返す（ステップＳ３９、Ｓ４０）。
【００６９】
次に、グループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスの変形例を説明する。図１５は、図１１に示すグループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスの変形例を示すシーケンス図である。まず、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、連携要求と参加情報を送信する（ステップＳ５１）。これを受けて、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、連携応答を返す（ステップＳ５２）。
【００７０】
次に、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置と、既に参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置（複数の場合もある）に対して、スケジューリング情報を送信する（ステップＳ５３、Ｓ５４）。
【００７１】
次に、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対してＡＣＫを返す（ステップＳ５５）。続いて、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、既に参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、Ｐｏｌｌｉｎｇを送信し（ステップＳ５６）、ＡＣＫを返してもらう（ステップＳ５７）動作を繰り返す（ステップＳ５８、Ｓ５９）。
【００７２】
次に、グループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスの変形例を説明する。図１６は、図１１に示すグループ連携開始手順のフレーム交換シーケンスの変形例を示すシーケンス図である。まず、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、連携要求と参加情報を送信する（ステップＳ５１）。これを受けて、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置と、既に参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置（複数の場合もある）に対して、連携応答とスケジューリング情報を送信する（ステップＳ６２、Ｓ６３）。
【００７３】
次に、参加希望の無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対してＡＣＫを返す（ステップＳ６４）。続いて、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒの無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、既に参加している無線ＬＡＮアクセスポイント装置に対して、Ｐｏｌｌｉｎｇを送信し（ステップＳ６５）、ＡＣＫを返してもらう（ステップＳ６６）動作を繰り返す（ステップＳ６７、Ｓ６８）。
【００７４】
以上説明したように、同一チャネルに多数の無線ＬＡＮ基地局が存在する無線ＬＡＮ通信環境において、従来技術では、多数の無線ＬＡＮ基地局が各々送信するビーコンフレームによりデータフレームの送信機会は失われるため、スループットが低下するという課題があった。本実施形態による無線通信システムは、互いに干渉し合う無線ＬＡＮ基地局をグループ化し、同じタイミングで異なる周波数チャネルを用いてビーコンフレームを送信するようにした。この構成により、データフレームなどの送信機会の減少を抑え、スループットの低下を抑えることが可能となる。
【００７５】
前述した実施形態における無線ＬＡＮアクセスポイント装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【００７６】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
全無線通信アクセスポイント装置がこれまでと同様に定期的なビーコンフレームの送信を実施しながら、ビーコンフレームを送信する際に消費する無線通信時間を軽減させるために、互いに干渉し合う複数の無線通信アクセスポイント装置で連携してビーコンフレーム送信を行うことが不可欠な用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１、２、３、４・・・無線通信セル、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４・・・・無線ＬＡＮアクセスポイント装置（無線ＬＡＮ基地局装置）、１０・・・無線通信部、２０・・・送信権獲得部、３０・・・情報管理部、４０・・・制御部
【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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