(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数チャネルを有する無線通信システムにおける周波数チャネル選択装置において、
前記無線通信システムの利用周波数帯の電波の受信信号強度の測定データから、自システムの基地局に係る測定データを削除し、他の無線通信システムの基地局に係る測定データを抽出する測定データ抽出手段と、
該抽出された測定データに含まれる受信信号強度に基づいて、各周波数チャネルの干渉信号の受信信号強度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、
所定のチャネル間干渉テーブルに基づいて各周波数チャネルの前記指標値を重み付け加算し、各周波数チャネルの干渉度を算出する干渉度算出手段と、
該各周波数チャネルの干渉度に基づいて、周波数の重なりがない周波数チャネルから構成される所定のチャネル組合せの中から、干渉の影響が最小であるチャネル組合せを選択するチャネル組合せ選択手段と、
を備えたことを特徴とする周波数チャネル選択装置。
【請求項２】
前記チャネル間干渉テーブルは、各周波数チャネル間の干渉の度合いを表す重み係数から構成されることを特徴とする請求項１に記載の周波数チャネル選択装置。
【請求項３】
前記指標値は、周波数チャネル毎の、受信信号強度の和であることを特徴とする請求項１に記載の周波数チャネル選択装置。
【請求項４】
前記指標値は、周波数チャネル毎の、受信信号強度の最大値であることを特徴とする請求項１に記載の周波数チャネル選択装置。
【請求項５】
前記チャネル組合せ選択手段は、前記所定のチャネル組合せ毎に各周波数チャネルの干渉度の和を計算し、干渉度の和が最小であるチャネル組合せを選択することを特徴とする請求項１に記載の周波数チャネル選択装置。
【請求項６】
前記チャネル組合せ選択手段は、前記所定のチャネル組合せ毎に周波数チャネルの干渉度の最大値を求め、干渉度の最大値が最小であるチャネル組合せを選択することを特徴とする請求項１に記載の周波数チャネル選択装置。
【請求項７】
複数の周波数チャネルを有する無線通信システムにおける周波数チャネル選択方法であって、
測定データ抽出手段が、前記無線通信システムの利用周波数帯の電波の受信信号強度の測定データから、自システムの基地局に係る測定データを削除し、他の無線通信システムの基地局に係る測定データを抽出するステップと、
指標値算出手段が、該抽出された測定データに含まれる受信信号強度に基づいて、各周波数チャネルの干渉信号の受信信号強度を表す指標値を算出するステップと、
干渉度算出手段が、所定のチャネル間干渉テーブルに基づいて各周波数チャネルの前記指標値を重み付け加算し、各周波数チャネルの干渉度を算出するステップと、
チャネル組合せ選択手段が、該各周波数チャネルの干渉度に基づいて、周波数の重なりがない周波数チャネルから構成される所定のチャネル組合せの中から、干渉の影響が最小であるチャネル組合せを選択するステップと、
を含むことを特徴とする周波数チャネル選択方法。
【請求項８】
複数の周波数チャネルを有する無線通信システムにおける周波数チャネル選択処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
前記無線通信システムの利用周波数帯の電波の受信信号強度の測定データから、自システムの基地局に係る測定データを削除し、他の無線通信システムの基地局に係る測定データを抽出する測定データ抽出機能と、
該抽出された測定データに含まれる受信信号強度に基づいて、各周波数チャネルの干渉信号の受信信号強度を表す指標値を算出する指標値算出機能と、
所定のチャネル間干渉テーブルに基づいて各周波数チャネルの前記指標値を重み付け加算し、各周波数チャネルの干渉度を算出する干渉度算出機能と、
該各周波数チャネルの干渉度に基づいて、周波数の重なりがない周波数チャネルから構成される所定のチャネル組合せの中から、干渉の影響が最小であるチャネル組合せを選択するチャネル組合せ選択機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数チャネルを有する無線通信システムにおける周波数チャネル選択装置、周波数チャネル選択方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ローカルエリアネットワーク（無線LAN）システムの普及が進み、多数の基地局（アクセスポイント，Access Point：AP）が設置されたことにより、各APが形成するセルの間で周波数の干渉が生じ、通信性能が劣化することが懸念されている。セル間の干渉を回避もしくは軽減するためには、各APにおいて適切な周波数チャネルを使用することが肝要である。適切な周波数チャネルを事前設計するためには、セル状態を精度よく推定することが必要である。従来技術として、セルの規則的配置を前提とした基地局制御技術が例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２７１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、無線LANシステムにおいては、一般的にセルの通信エリア半径が数十メートル程度と狭く、さらに通信エリア内の構造物（屋外であればビル等の形状や配置、屋内であれば部屋の構造や什器など）によって、セルサイズおよびセル形状が変化し、セル配置が不規則になる。さらに、自無線LANシステムに属さない他の無線LANシステムのAPについては、情報を入手することが困難であり、セル配置を推定することはできない場合が多い。このため、特許文献１に開示されるようなセルの規則的配置を前提とした基地局制御技術では適用することが難しい。
【０００４】
さらに、2.4GHz帯無線LANシステムとしてIEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）で規定されている「IEEE802.11b/g/n」では、周波数チャネル（以下、単にチャネルと称する）が複数設けられているが、図６に示されるように、チャネル間で周波数が重なっている。図６の例では、１４個のチャネルCh1〜14が設けられている。そして、チャネル間隔が５つ以上離れていなければ、チャネル間干渉が発生する。従って、チャネル間干渉を防ぐためには、例えば、（Ch1，Ch6，Ch11）、（Ch2，Ch7，Ch12）のような組合せで、チャネルを利用する必要がある。このため、各APにおいて単純に異なるチャネルを利用すればよいというわけにはいかず、適切にチャネルを組み合わせて利用することが課題となっている。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、例えば2.4GHz帯無線LANシステムのように、チャネル間で周波数が重なっている無線通信システムにおいて、基地局が利用するチャネルの組み合わせを適切に選択することのできる周波数チャネル選択装置、周波数チャネル選択方法及びコンピュータプログラム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、本発明に係る周波数チャネル選択装置は、複数の周波数チャネルを有する無線通信システムにおける周波数チャネル選択装置において、前記無線通信システムの利用周波数帯の電波の受信信号強度の測定データから、自システムの基地局に係る測定データを削除し、他の無線通信システムの基地局に係る測定データを抽出する測定データ抽出手段と、該抽出された測定データに含まれる受信信号強度に基づいて、各周波数チャネルの干渉信号の受信信号強度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、所定のチャネル間干渉テーブルに基づいて各周波数チャネルの前記指標値を重み付け加算し、各周波数チャネルの干渉度を算出する干渉度算出手段と、該各周波数チャネルの干渉度に基づいて、周波数の重なりがない周波数チャネルから構成される所定のチャネル組合せの中から、干渉の影響が最小であるチャネル組合せを選択するチャネル組合せ選択手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る周波数チャネル選択装置においては、前記チャネル間干渉テーブルは、各周波数チャネル間の干渉の度合いを表す重み係数から構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る周波数チャネル選択装置においては、前記指標値は、周波数チャネル毎の、受信信号強度の和であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る周波数チャネル選択装置においては、前記指標値は、周波数チャネル毎の、受信信号強度の最大値であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る周波数チャネル選択装置においては、前記チャネル組合せ選択手段は、前記所定のチャネル組合せ毎に各周波数チャネルの干渉度の和を計算し、干渉度の和が最小であるチャネル組合せを選択することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る周波数チャネル選択装置においては、前記チャネル組合せ選択手段は、前記所定のチャネル組合せ毎に周波数チャネルの干渉度の最大値を求め、干渉度の最大値が最小であるチャネル組合せを選択することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る周波数チャネル選択方法は、複数の周波数チャネルを有する無線通信システムにおける周波数チャネル選択方法であって、測定データ抽出手段が、前記無線通信システムの利用周波数帯の電波の受信信号強度の測定データから、自システムの基地局に係る測定データを削除し、他の無線通信システムの基地局に係る測定データを抽出するステップと、指標値算出手段が、該抽出された測定データに含まれる受信信号強度に基づいて、各周波数チャネルの干渉信号の受信信号強度を表す指標値を算出するステップと、干渉度算出手段が、所定のチャネル間干渉テーブルに基づいて各周波数チャネルの前記指標値を重み付け加算し、各周波数チャネルの干渉度を算出するステップと、チャネル組合せ選択手段が、該各周波数チャネルの干渉度に基づいて、周波数の重なりがない周波数チャネルから構成される所定のチャネル組合せの中から、干渉の影響が最小であるチャネル組合せを選択するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るコンピュータプログラムは、複数の周波数チャネルを有する無線通信システムにおける周波数チャネル選択処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記無線通信システムの利用周波数帯の電波の受信信号強度の測定データから、自システムの基地局に係る測定データを削除し、他の無線通信システムの基地局に係る測定データを抽出する測定データ抽出機能と、該抽出された測定データに含まれる受信信号強度に基づいて、各周波数チャネルの干渉信号の受信信号強度を表す指標値を算出する指標値算出機能と、所定のチャネル間干渉テーブルに基づいて各周波数チャネルの前記指標値を重み付け加算し、各周波数チャネルの干渉度を算出する干渉度算出機能と、該各周波数チャネルの干渉度に基づいて、周波数の重なりがない周波数チャネルから構成される所定のチャネル組合せの中から、干渉の影響が最小であるチャネル組合せを選択するチャネル組合せ選択機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする。
これにより、前述の周波数チャネル選択装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、例えば2.4GHz帯無線LANシステムのように、チャネル間で周波数が重なっている無線通信システムにおいて、基地局が利用するチャネルの組み合わせを適切に選択することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の一実施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周波数チャネル選択装置１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
本実施形態に係る周波数チャネル選択装置１は、2.4GHz帯無線LANシステムを対象にして、APが利用するチャネルの組み合わせを選択するものである。無線LANシステムの運用者は、自無線LANシステムのAPが利用するチャネルの組み合わせを決定する際に、周波数チャネル選択装置１を使用することができる。
【００１７】
本実施形態では、2.4GHz帯無線LANシステムが利用可能なチャネルは、図６に示されるように、チャネル間で周波数が重なっている１４個のチャネルCh1〜14であるとする。そして、チャネル間隔が５つ以上離れていなければ、チャネル間干渉が発生するものである。
【００１８】
図１において、周波数チャネル選択装置１は、他システムAP抽出部１１、自システムAPリスト記憶部１２、RSSI和算出部１３、干渉度算出部１４、チャネル間干渉テーブル記憶部１５、チャネル組合せ選択部１６及びチャネル組合せ記憶部１７を備える。以下、適宜、図５を参照しながら説明する。図５は本実施形態に係る周波数チャネル選択方法の手順を示す処理フロー図である。
【００１９】
周波数チャネル選択装置１には、測定結果リストが入力される。測定結果リストは、自無線LANシステムの通信サービスエリア内で2.4GHz帯の電波を測定し、その測定結果をリスト形式で記録したものである。図２に測定結果リストの構成例を示す。図２に示されるように測定結果リストには、電波を測定した位置（測定位置に対応するポイント番号等）と、受信電波の発信源であるAPを特定するAP識別情報（MACアドレス等）と、受信電波の受信信号強度（Received Signal Strength Indicator：RSSI）と、受信したチャネルのチャネル番号とが組にして記録される。
【００２０】
他システムAP抽出部１１は、入力された測定結果リストから、自無線LANシステムに属さない他システムのAPのデータを抽出する。自システムAPリスト記憶部１２には、準備段階として事前に、自無線LANシステムに属するAPのAP識別情報を記録しておく。他システムAP抽出部１１は、自システムAPリスト記憶部１２に記録されているAP識別情報の組のデータを、測定結果リストから削除する。これにより、測定結果リストには、自無線LANシステムに属さない他システムのAPのデータのみが残る。これにより、図５に示されるように、測定結果リストから自システムのAPのデータが削除され、他システムのAPだけの測定結果リストが作成される。
【００２１】
RSSI和算出部１３は、他システムのAPのデータのみから成る測定結果リストを対象にして、チャネル毎にRSSIの和を計算する。このとき、RSSIの単位がデシベル（dB）で記録されているときは、デシベル値を真値に変換してからRSSIを合計する。図３に、RSSIの和の計算結果の構成例が示されている。図３に示されるように、RSSI和算出部１３は、チャネル毎にRSSIの和をリスト形式で記録する。これにより、図５に示されるように、他システムのAPだけの測定結果リストから各チャネルのRSSI和が算出される。
【００２２】
干渉度算出部１４は、各チャネルのRSSI和から、各チャネルの干渉度を算出する。各チャネルの干渉度の算出には、チャネル間干渉テーブル記憶部１５に記録されているチャネル間干渉テーブルを用いる。
【００２３】
図４にチャネル間干渉テーブルの構成例を示す。図４に示されるように、チャネル間干渉テーブルは、チャネル数に対応した行列である。本実施形態では、１４個のチャネルCh1〜14に対応した１４行１４列の行列となっている。チャネル間干渉テーブルは、各チャネル間の干渉の度合いを表す重み係数から構成される。その重み係数としては、例えば、チャネル間の周波数の重なり具合、無線LAN端末における通信速度（スループット）がチャネル間でどのくらい劣化するかを示す劣化率などを、チャネルの組合せ毎に、０から１の範囲で数値化する。０は干渉なしを表し、１は確実に干渉ありを表す。この数値を行列形式で記録してチャネル間干渉テーブルを得る。チャネル間干渉テーブル記憶部１５には、準備段階として事前に、チャネル間干渉テーブルを記録しておく。
【００２４】
干渉度算出部１４は、他システムのAPだけの測定結果リストから得られた各チャネルのRSSI和を各チャネルの干渉信号のRSSIを表す指標値として扱う。そして、干渉度算出部１４は、図５に示されるように行列演算により、チャネル間干渉テーブルと各チャネルのRSSI和との行列積を計算する。図５に示されるように、チャネル間干渉テーブル（１４行１４列の行列）と各チャネルのRSSI和（１４行１列の行列）との行列積を計算する。この行列演算は、チャネル間干渉テーブル中のチャネル組合せ毎の値（重み係数）によって、各チャネルの干渉信号のRSSIの指標値を重み付け加算している。その行列演算結果の行列積は、各チャネルの干渉度から成る行列（１４行１列）である。これにより、各チャネルの干渉度が得られる。
【００２５】
チャネル組合せ選択部１６は、各チャネルの干渉度に基づいて、所定のチャネル組合せの中から、干渉の影響が最小であるチャネル組合せを選択する。それぞれのチャネル組合せは、周波数の重なりがないチャネルから構成される。
【００２６】
チャネル組合せ記憶部１７には、利用可能なチャネル組合せが記録されている。本実施形態では、１４個のチャネルCh1〜14が利用可能であるが、チャネル間隔が５つ以上離れていなければチャネル間干渉が発生する。このため、チャネル間隔が５つ以上離れたチャネルの組合せを、利用可能なチャネル組合せとする。例えば、（Ch1，Ch6，Ch11）、（Ch2，Ch7，Ch12）、（Ch3，Ch8，Ch13）、（Ch4，Ch9，Ch14）をそれぞれ利用可能なチャネル組合せとしてチャネル組合せ記憶部１７に記録する。
【００２７】
チャネル組合せ選択部１６は、チャネル組合せ記憶部１７に記録されているチャネル組合せ毎に、チャネル組合せに含まれる各チャネルの干渉度の和を算出する。これにより、チャネル組合せ毎に、干渉度の和が得られる。チャネル組合せ選択部１６は、チャネル組合せ記憶部１７に記録されているチャネル組合せの中から、干渉度の和が最小であるチャネル組合せを選択する。チャネル組合せ選択部１６は、その選択したチャネル組合せの情報を出力する。この選択されたチャネル組合せは、周波数の重なりがないチャネルの組合せであり、且つ、他システムからの干渉の影響が最も少ない組合せである。
【００２８】
これにより、運用者は、自無線LANシステムのAPが利用するチャネルの組み合わせを決定する際に、周波数チャネル選択装置１から出力されたチャネル組合せ情報を利用することにより、適切なチャネルの組み合わせを選択することができるようになる。
【００２９】
なお、上述した実施形態では、RSSI和算出部１３が他システムのAPのデータのみから成る測定結果リストを対象にしてチャネル毎にRSSIの和を計算し、これを各チャネルの干渉信号の受信信号強度を表す指標値としたが、RSSIの和の代わりにRSSIの最大値を求め、これを各チャネルの干渉信号の受信信号強度を表す指標値としてもよい。この場合、干渉度算出部１４は、チャネル間干渉テーブルと各チャネルのRSSI最大値との行列積を計算する。
【００３０】
また、上述した実施形態では、チャネル組合せ選択部１６がチャネル組合せ記憶部１７に記録されているチャネル組合せ毎にチャネル組合せに含まれるチャネルの干渉度の和を計算したが、チャネルの干渉度の和の代わりにチャネルの干渉度の最大値を求めるようにしてもよい。この場合、チャネル組合せ選択部１６は、チャネル組合せ記憶部１７に記録されているチャネル組合せの中から、干渉度の最大値が最小であるチャネル組合せを選択する。
【００３１】
なお、本実施形態に係る周波数チャネル選択装置１は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、あるいはパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムにより構成され、図１に示される周波数チャネル選択装置１の各部の機能を実現するためのプログラムを実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００３２】
また、その周波数チャネル選択装置１には、周辺機器として入力装置、出力装置等（いずれも図示せず）が接続されるものとする。ここで、入力装置とはキーボード、マウス等の入力デバイスや、記録媒体からデータを読み出す読み出し装置等のことをいう。出力装置としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示装置等の表示装置、記録媒体への記録装置、印字装置などが挙げられる。
また、上記周辺機器については、周波数チャネル選択装置１に直接接続するものであってもよく、あるいは通信回線を介して接続するようにしてもよい。
【００３３】
また、図１に示す周波数チャネル選択装置１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、実行することにより、周波数チャネル選択処理を行ってもよい。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であってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
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、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）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。
【００３４】
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が送信された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（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
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い。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、2.4GHz帯無線LANシステムを例に挙げたが、利用可能なチャネル間で周波数の重なりがある、各種の無線通信システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る周波数チャネル選択装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る測定結果リストの構成例である。
【図３】同実施形態に係るRSSIの和の計算結果の構成例である。
【図４】同実施形態に係るチャネル間干渉テーブルの構成例である。
【図５】同実施形態に係る周波数チャネル選択方法の手順を示す処理フロー図である。
【図６】2.4GHz帯無線LANシステムの利用可能なチャネルを説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…周波数チャネル選択装置、１１…他システムAP抽出部（測定データ抽出手段）、１２…自システムAPリスト記憶部、１３…RSSI和算出部（指標値算出手段）、１４…干渉度算出部、１５…チャネル間干渉テーブル記憶部、１６…チャネル組合せ選択部、１７…チャネル組合せ記憶部
【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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