JP2018056932A - Radio base station device, radio communication system, and radio base station device control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線基地局装置、無線通信システム、及び、無線基地局装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a radio base station apparatus, a radio communication system, and a control method for the radio base station apparatus.
従来、無線通信端末(以降、通信端末ともいう)と、当該通信端末と無線通信リンク(以降、通信リンクともいう)を介して通信する無線基地局装置(以降、基地局ともいう)とを用いたWLAN(Wireless Local Area Network)が利用されている。通信端末は、WLANを介して、当該WLANに接続されているネットワーク上の他の通信装置(Webサーバ又はメールサーバなど)と通信することができる。 Conventionally, a wireless communication terminal (hereinafter also referred to as a communication terminal) and a wireless base station device (hereinafter also referred to as a base station) that communicates with the communication terminal via a wireless communication link (hereinafter also referred to as a communication link) are used. A conventional WLAN (Wireless Local Area Network) is used. The communication terminal can communicate with another communication device (such as a Web server or a mail server) on a network connected to the WLAN via the WLAN.
無線通信では、一般に、通信フレームの衝突回避を行うことで通信の成功率を向上させる。しかし、無線通信に用いられる電波の周波数帯域(以降、チャネルともいう)と同じ周波数帯域の外来波があると、無線通信の電波が乱され通信が失敗する。また、通信量が多いと、通信フレームの衝突の可能性が高まり、また、衝突回避のための待ち時間の上昇により、スループットが低下する。よって、無線通信のスループットを高く維持するには、なるべく外来波が少なく、また、他の通信端末による通信が少ないチャネルを選択することが望ましい。 In wireless communication, the communication success rate is generally improved by avoiding collision of communication frames. However, if there is an external wave having the same frequency band as the frequency band (hereinafter also referred to as a channel) of radio waves used for radio communication, radio radio waves are disturbed and communication fails. In addition, if the amount of communication is large, the possibility of collision of communication frames increases, and the throughput decreases due to an increase in waiting time for collision avoidance. Therefore, in order to maintain high throughput of wireless communication, it is desirable to select a channel with as few external waves as possible and with less communication by other communication terminals.
特許文献1は、2つの無線インタフェースを搭載する基地局と通信端末との通信方法を開示する。この技術によれば、2つの無線インタフェースのうちの一方により通信データを送受信し、他方により通信データの復号鍵を送信する。これにより、通信量の低下を抑制しながら暗号化通信を行うことができる。
しかしながら、外来波又は他の通信端末が少ない等、品質が高い無線通信ができるチャネルを選択するには、専用の機材及び無線通信の知識が必要である。また、無線通信の状況が数時間又は数日というような周期で動的に変化することもあり得る。このような状況の変化の態様を分析した上で、品質が高い無線通信ができるチャネルを決定することは現実的には困難である。 However, in order to select a channel capable of high-quality wireless communication, such as few external waves or other communication terminals, specialized equipment and knowledge of wireless communication are required. In addition, the state of wireless communication may change dynamically with a period of several hours or days. It is practically difficult to determine a channel through which wireless communication with high quality can be performed after analyzing such changes in the situation.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定する無線基地局装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a radio base station apparatus and the like that dynamically determine a channel capable of radio communication with higher quality.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線基地局装置は、記憶部と、2つの無線インタフェースと、2つの無線インタフェースのいずれか一方である第一インタフェースを用いて、通信端末と一のチャネルで無線通信を行うとともに、一のチャネルの通信状況を取得する無線通信部と、無線通信部による無線通信中に、2つの無線インタフェースの他方である第二インタフェースを用いて、無線基地局装置の周囲の電波状況を取得し、取得した電波状況を記憶部に格納する状況取得部と、無線通信部により取得された通信状況と、記憶部に格納された電波状況とに基づいて、一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される好適チャネルを決定する決定部と、無線通信部が第二インタフェースを用いて好適チャネルで通信端末と無線通信を行うように制御するとともに、無線通信部が第二インタフェースを用いた無線通信を行うように制御する場合に、さらに、状況取得部が、第一インタフェースを用いて電波状況を取得し、取得した電波状況を記憶部に格納するように制御する制御部とを備え、決定部は、好適チャネルを決定した場合に、さらに、第二インタフェースによる好適チャネルでの無線通信の開始時刻を決定し、制御部は、第二インタフェースによる好適チャネルでの無線通信を開始時刻に開始させる。 In order to solve the above-described problem, a radio base station apparatus according to an aspect of the present invention uses a storage unit, two radio interfaces, and a first interface that is one of two radio interfaces to provide a communication terminal. Wireless communication using one channel and a wireless communication unit that acquires the communication status of one channel, and wireless communication using the second interface that is the other of the two wireless interfaces during wireless communication by the wireless communication unit. Based on the status acquisition unit that acquires the radio wave conditions around the base station device and stores the acquired radio wave status in the storage unit, the communication status acquired by the wireless communication unit, and the radio wave status stored in the storage unit A determination unit that determines a suitable channel estimated to be capable of wireless communication with higher quality than wireless communication using one channel, and the wireless communication unit uses a second interface In addition to controlling to perform wireless communication with the communication terminal using a suitable channel, and when controlling the wireless communication unit to perform wireless communication using the second interface, the situation acquisition unit further uses the first interface. And a control unit that controls to acquire the radio wave status and store the acquired radio wave status in the storage unit, and when the determination unit determines a preferable channel, wireless communication on the preferable channel by the second interface Then, the control unit starts wireless communication on the preferred channel by the second interface at the start time.
これによれば、無線基地局装置は、1つの無線インタフェースで通信端末との無線通信を行いながら、この無線通信に使用していないもう1つの無線インタフェースを用いて周囲の電波状況を取得する。そして、取得した電波状況に基づいて好適チャネルが定められた場合には、当該通信端末との無線通信を好適チャネルで行うようにチャネル切り替えを行うことができる。また、通信端末がチャネル切り替えを行う時には、無線通信を行っているチャネルで動作する無線インタフェースと、好適チャネルで動作する無線インタフェースとの両方が存在している状態であるので、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間を極力短くすることができる。よって、無線基地局装置は、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができ、さらに無線通信の使用目的に応じて通信端末との無線通信が少ない時間帯などに、好適チャネルへのチャネル切り替えを行うことができる。これにより、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間が与える影響を抑えることができる。 According to this, a radio base station apparatus acquires surrounding radio wave conditions using another radio interface that is not used for this radio communication while performing radio communication with a communication terminal using one radio interface. And when a suitable channel is defined based on the acquired radio wave condition, it is possible to perform channel switching so that wireless communication with the communication terminal is performed using the suitable channel. In addition, when the communication terminal performs channel switching, both the wireless interface that operates in the channel that performs wireless communication and the wireless interface that operates in the preferred channel exist. Communication interruption time can be shortened as much as possible. Therefore, the radio base station apparatus can dynamically determine a channel capable of radio communication with higher quality, and is suitable for a time zone in which radio communication with a communication terminal is less according to the purpose of use of radio communication. Channel switching to channel can be performed. As a result, it is possible to suppress the influence of wireless communication interruption time associated with channel switching.
また、無線通信部が第二インタフェースを用いた無線通信を行うように制御する場合に、第一インタフェースが無線通信に用いる一のチャネルにかかる無線通信管理情報(使用チャネルを除く)が第二インタフェースに複製され、設定される。 In addition, when the wireless communication unit is controlled to perform wireless communication using the second interface, the wireless communication management information (excluding the used channel) related to one channel used by the first interface for wireless communication is the second interface. Is duplicated and set.
これによれば、無線基地局装置は、2つのインタフェースにおける通信は、通信チャネルを除いて全く同一のパラメータを使用するので、無線端末との無線通信断時間を極小に抑えることができる。 According to this, since the radio base station apparatus uses exactly the same parameters for communication in the two interfaces except for the communication channel, the radio communication disconnection time with the radio terminal can be minimized.
また、無線通信部は、第二インタフェースを用いて好適チャネルでの無線通信を行う際には、好適チャネルによる無線通信の開始に先立ち、無線通信のチャネルを好適チャネルに切り替えることを告知するための告知信号が、無線通信している通信端末に対してユニキャスト送信される。 In addition, when performing wireless communication on the preferred channel using the second interface, the wireless communication unit notifies that the wireless communication channel is switched to the preferred channel prior to the start of wireless communication using the preferred channel. The notification signal is unicast transmitted to the communication terminal that is performing wireless communication.
これによれば、無線基地局装置は、チャネル変更の告知を確実に無線端末側に行うことができる According to this, the radio base station apparatus can reliably notify the radio terminal side of the channel change.
また、状況取得部は、電波状況を取得する際には、チャネルを変更しながら、無線基地局装置が無線通信に使用可能な各チャネルにおいて時間の経過とともに電波状況を複数回取得し、決定部は、記憶部に格納された複数回取得された電波状況から得られる無線通信の帯域占有率が、通信状況から得られる無線通信の帯域占有率より小さいことが所定時間以上継続しているチャネルを、好適チャネルとして決定する。 In addition, when acquiring the radio wave status, the status acquisition unit acquires the radio wave status multiple times over time in each channel that the radio base station device can use for radio communication while changing the channel. Is a channel in which the wireless communication bandwidth occupancy obtained from the radio wave situation acquired multiple times stored in the storage unit is lower than the wireless communication bandwidth occupancy obtained from the communication situation for a predetermined time or more. To determine the preferred channel.
これによれば、無線基地局装置は、無線通信に使用していない方の無線インタフェースにより、使用可能な各チャネルの電波状況を継続的に取得することができる。そして、無線基地局装置は、例えば数時間又は数日というように比較的長い時間をかけて取得された電波状況と、無線通信の通信状況とに基づいて、適切に好適チャネルを決定することができる。 According to this, the radio base station apparatus can continuously acquire the radio wave status of each usable channel by the radio interface that is not used for radio communication. Then, the radio base station apparatus can appropriately determine a suitable channel based on the radio wave status acquired over a relatively long time, such as several hours or days, and the communication status of radio communication. it can.
また、状況取得部は、電波状況を取得する際には、チャネルを変更しながら、無線基地局装置が無線通信に使用可能な各チャネルにおける周囲のフレームをキャプチャし、決定部は、記憶部に格納された複数回取得されたフレームキャプチャのログから得られる無線通信の状況に基づいて、混雑度の低いチャネルを、好適チャネルとして決定する。 Further, when acquiring the radio wave status, the status acquisition unit captures surrounding frames in each channel that the radio base station apparatus can use for radio communication while changing the channel, and the determination unit stores the channel in the storage unit. A channel with a low congestion degree is determined as a preferred channel based on the state of wireless communication obtained from the stored frame capture logs acquired a plurality of times.
これによれば、無線基地局装置は、無線通信に使用していない方の無線インタフェースにより、使用可能な各チャネルの電波状況を継続的に取得することができる。そして、無線基地局装置は、例えば数時間又は数日というように比較的長い時間をかけて取得された電波状況と、無線通信の通信状況とに基づいて、適切に好適チャネルを決定することができる。 According to this, the radio base station apparatus can continuously acquire the radio wave status of each usable channel by the radio interface that is not used for radio communication. Then, the radio base station apparatus can appropriately determine a suitable channel based on the radio wave status acquired over a relatively long time, such as several hours or days, and the communication status of radio communication. it can.
また、前記決定部は、さらに、(a)前記無線通信部により取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される候補チャネルを決定し、(b)前記候補チャネルが、レーダ波が存在し得る周波数帯域に含まれる場合には、前記候補チャネルにおいてレーダ波の存否を、前記状況取得部に監視させ、(c)前記候補チャネルにおいてレーダ波が検知されない場合に前記候補チャネルを好適チャネルとして決定する。 In addition, the determination unit further includes (a) wireless communication using the one channel based on the communication status acquired by the wireless communication unit and the radio wave status stored in the storage unit. Determining a candidate channel that is estimated to be capable of high-quality wireless communication; and (b) if the candidate channel is included in a frequency band in which a radar wave can exist, the presence or absence of a radar wave in the candidate channel is determined. The situation acquisition unit is monitored, and (c) when a radar wave is not detected in the candidate channel, the candidate channel is determined as a preferred channel.
これによれば、無線基地局装置は、気象レーダ波が存在し得る周波数帯域に含まれるチャネルを好適チャネルとして使用する際にも、2つの無線インタフェースを用いて適切に好適チャネルを決定し、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間を極力短くすることができる。 According to this, when using a channel included in a frequency band in which weather radar waves can exist as a preferred channel, the radio base station apparatus appropriately determines a preferred channel using the two radio interfaces, The wireless communication interruption time associated with switching can be shortened as much as possible.
また、本発明の一態様に係る無線通信システムは、上記の無線基地局装置と、前記無線基地局装置の前記第一インタフェースを用いる前記無線通信部と前記一のチャネルでの無線通信を行い、前記無線通信部が前記第二インタフェースを用いるように制御された後には、前記第二インタフェースを用いる前記無線通信部と前記好適チャネルでの無線通信を行う前記通信端末とを備える。 Further, a radio communication system according to an aspect of the present invention performs radio communication on the one channel with the radio base station apparatus and the radio communication unit using the first interface of the radio base station apparatus, After the wireless communication unit is controlled to use the second interface, the wireless communication unit includes the wireless communication unit that uses the second interface and the communication terminal that performs wireless communication on the preferred channel.
これによれば、無線通信システムは、上記の無線基地局装置と同様の効果を奏する。 According to this, a radio | wireless communications system has an effect similar to said radio base station apparatus.
また、本発明の一態様に係る無線基地局装置の制御方法は、無線基地局装置の制御方法であって、前記無線基地局装置は、記憶部と、2つの無線インタフェースとを備え、前記制御方法は、前記2つの無線インタフェースのいずれか一方である第一インタフェースを用いて、通信端末と一のチャネルで無線通信を行うとともに、前記一のチャネルの通信状況を取得する無線通信ステップと、前記無線通信ステップでの無線通信中に、前記2つの無線インタフェースの他方である第二インタフェースを用いて、前記無線基地局装置の周囲の電波状況を取得し、取得した前記電波状況を前記記憶部に格納する状況取得ステップと、前記無線通信ステップで取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される好適チャネルを決定する決定ステップと、第二インタフェースを用いて好適チャネルでの無線通信を行う際には、(1)好適チャネルによる無線通信の開始に先立ち、無線通信のチャネルを好適チャネルに切り替えることを告知するための告知信号を、無線通信している通信端末に対してユニキャスト送信し、(2)第一インタフェースが無線通信に用いる一のチャネルにかかる無線通信管理情報(使用チャネル情報を除く)を、第二インタフェースを用いた無線通信を行うために設定するステップと、前記無線通信ステップで前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルで前記通信端末と無線通信を行うように制御する制御ステップとを含む。 A radio base station apparatus control method according to an aspect of the present invention is a radio base station apparatus control method, wherein the radio base station apparatus includes a storage unit and two radio interfaces, and the control The method performs wireless communication with a communication terminal using a first interface which is one of the two wireless interfaces, and acquires a communication status of the one channel; and During wireless communication in the wireless communication step, using the second interface, which is the other of the two wireless interfaces, acquires a radio wave condition around the radio base station device, and stores the acquired radio wave condition in the storage unit Based on the status acquisition step of storing, the communication status acquired in the wireless communication step, and the radio wave status stored in the storage unit, In the determination step of determining a suitable channel estimated to be capable of performing wireless communication with higher quality than wireless communication using a channel, and when performing wireless communication on a suitable channel using the second interface, (1) preferred channel Prior to the start of wireless communication by, a notification signal for notifying that the channel of wireless communication is switched to the preferred channel is unicast transmitted to the communication terminal performing wireless communication, and (2) the first interface is wireless Setting wireless communication management information (excluding used channel information) for one channel used for communication to perform wireless communication using the second interface, and using the second interface in the wireless communication step And a control step of controlling to perform wireless communication with the communication terminal on the suitable channel.
これによれば、無線基地局装置は、上記の無線基地局装置と同様の効果を奏する。 According to this, the radio base station apparatus has the same effect as the radio base station apparatus described above.
なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。 Note that the present invention can be realized not only as an apparatus but also as a method using steps as processing units constituting the apparatus, as a program for causing a computer to execute the steps, or as a computer read recording the program. It can also be realized as a possible recording medium such as a CD-ROM, or as information, data or a signal indicating the program. These programs, information, data, and signals may be distributed via a communication network such as the Internet.
本発明に係る無線基地局装置は、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができる。 The radio base station apparatus according to the present invention can dynamically determine a channel capable of radio communication with higher quality.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.
以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。 Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements that constitute a more preferable embodiment.
なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and description may be abbreviate | omitted.
(実施の形態1)
本実施の形態において、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができる無線基地局装置及び無線通信システムについて説明する。なお、本実施の形態における無線通信システムにおいて、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定した後には、任意のタイミングから、決定したチャネルが無線基地局装置と通信端末との無線通信に使用される。また、通信端末が対応している場合には、より高い品質で無線通信可能なチャネルへのチャネル切り替えに伴う通信断時間をより短く、あるいはまったく通信断を生じさせないようにすることも可能である。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a radio base station apparatus and a radio communication system capable of dynamically determining a channel capable of radio communication with higher quality will be described. In the wireless communication system according to the present embodiment, after dynamically determining a channel capable of wireless communication with higher quality, the determined channel is wireless communication between the wireless base station device and the communication terminal from any timing. Used for. Further, when the communication terminal is compatible, it is possible to shorten the communication interruption time associated with channel switching to a channel capable of wireless communication with higher quality, or to prevent communication interruption at all. .
図1は、本実施の形態に係る基地局10を含む無線通信システム1の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a
図1に示されるように、無線通信システム1は、基地局10と、通信端末20とを備える。無線通信システム1は、LAN30(Local Area Network)及びネットワーク40に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
基地局10は、通信端末20と無線通信を行う無線基地局装置である。基地局10は、無線インタフェースを備えており、無線通信可能エリアに存在する通信端末20との間で通信リンクを確立し、無線通信を行う。また、基地局10は、LAN30と接続されており、無線通信に用いられる通信フレーム(通信パケット)の宛先に応じて、当該通信フレームを当該宛先に向けて転送する。なお、無線通信は、例えば、IEEE802.11a、b、g、n規格などに適合する無線LANにより実現される。
The
基地局10は、2つの無線インタフェースW1及びW2を備えており、これらを適切に用いて、より高い品質で無線通信可能なチャネルを発見し、発見したチャネルで通信端末20との無線通信を行う。2つの無線インタフェースW1及びW2の使用方法などは、後で詳細に説明する。
The
通信端末20は、無線インタフェースを有する無線通信端末である。通信端末20は、基地局10が有する無線インタフェースW1又はW2のいずれかと通信リンクを確立し、無線通信を行う。通信端末20は、基地局10を介して、LAN30又はネットワーク40に接続された他の通信装置(不図示)と通信することができる。
The
LAN30は、基地局10及びネットワーク40に接続された通信ネットワーク(ローカルエリアネットワーク)である。LAN30は、例えば、IEEE802.3規格などに適合する有線LANにより実現される。
The
ネットワーク40は、LAN30に接続された外部の通信ネットワークである。ネットワークは、例えば、通信事業者内のアクセスネットワーク、又は、インターネットなどに相当する。
The
このように構成された無線通信システム1における基地局10のハードウェア構成及び機能構成について説明する。
The hardware configuration and functional configuration of the
図2は、本実施の形態に係る基地局10のハードウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of
図2に示されるように、基地局10は、CPU101(Central Processing Unit)と、ROM102(Read Only Memory)と、メインメモリ103と、ストレージ104と、無線インタフェースW1及びW2とを備える。
As shown in FIG. 2, the
CPU101は、ROM102又はストレージ104等に記憶された制御プログラムを実行するプロセッサである。
The
ROM102は、制御プログラム等を保持する読み出し専用記憶領域である。
The
メインメモリ103は、CPU101が制御プログラムを実行するときに使用するワークエリアとして用いられる揮発性の記憶領域である。
The
ストレージ104は、制御プログラム、及び、コンテンツなどを保持する不揮発性の記憶領域である。
The
無線インタフェースW1は、通信端末20との間で通信リンクを確立し、無線通信を行う無線通信インタフェースである。無線インタフェースW1は、例えば、IEEE802.11a、b、g、n規格等に適合する無線LANの通信インタフェースであり、無線通信信号の生成回路及びアンテナ等を有する。無線インタフェースW1は、後述するように、無線通信のための通信用インタフェース、又は、基地局10の周囲の電波状況を取得するための監視用インタフェースとして用いられる。無線インタフェースW1には、所定のSSID(Service Set Identifier)、BSSID(Basic Service Set Identifier)が設定される。
The wireless interface W1 is a wireless communication interface that establishes a communication link with the
無線インタフェースW2は、無線インタフェースW1と同じハードウェア構成を有する無線通信インタフェースであり、無線インタフェースW1と同様の用途で用いられる。無線インタフェースW2は、無線インタフェースW1とは独立に動作する。無線インタフェースW2には、無線インタフェースW1と同一のSSID、BSSIDが設定される。 The wireless interface W2 is a wireless communication interface having the same hardware configuration as the wireless interface W1, and is used in the same application as the wireless interface W1. The wireless interface W2 operates independently of the wireless interface W1. The same SSID and BSSID as the wireless interface W1 are set in the wireless interface W2.
なお、無線インタフェースW1のアンテナと無線インタフェースW2のアンテナとは、1つの基地局10の筺体に備えられ、例えば10cm程度の間隔をあけて配置される。
Note that the antenna of the radio interface W1 and the antenna of the radio interface W2 are provided in a housing of one
図3は、本実施の形態に係る基地局10の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of
図3に示されるように、基地局10は、無線通信部111と、通信用インタフェース112と、状況取得部113と、監視用インタフェース114と、記憶部115と、決定部116と、制御部117とを備える。
As illustrated in FIG. 3, the
無線通信部111は、通信端末20との無線通信を行う処理部である。具体的には、無線通信部111は、通信用インタフェース112により通信端末20と通信リンクを確立し、確立した通信リンクを通じて通信端末20との間で通信フレームの送受信を行う。通信用インタフェース112には、動的に、無線インタフェースW1及びW2のいずれか一方、又は、両方が用いられる。無線通信部111が無線インタフェースW1及びW2のどちらをどのタイミングで通信用インタフェース112として用いるかは、決定部117により決定される。無線通信部111は、CPU101、ROM102及びメインメモリ103等(以降、CPU101等ともいう)により実現される。
The
また、無線通信部111は、通信用インタフェース112が無線通信に使用しているチャネル(以降、「通信チャネル」ともいう)の通信状況を決定部116に提供する。上記通信状況とは、通信チャネルにおける無線通信の帯域占有率、及び、通信用インタフェース112により送受信(送信及び受信の少なくとも一方)されたフレーム数等を含む情報である。
Further, the
また、通信端末20との無線通信に用いるチャネルの変更は、無線インタフェースW1及びW2のうち、無線通信部111が通信用インタフェース112として使用している一方の無線インタフェースから他方の無線インタフェース(チャネルは互いに異なる)に、通信端末20が接続切り替えを行うことで実現される。後述するように、両方の無線インタフェースにかかる無線通信管理情報がチャネルを除いて同じとすれば、通信端末からは、チャネルのみを変更すると認識される。このとき、接続切り替えの前に上記他方の無線インタフェースを、より高い品質で無線通信可能なチャネルに設定しておくようにすれば、当該接続切り替えにより、そのチャネルで無線通信することができるようになる。
Also, the channel used for wireless communication with the
また、上記チャネルの変更は、無線通信部111が通信用インタフェース112として使用している一方の無線インタフェースの動作(例えば電波の送信)を停止させることで、通信端末20が自発的に他の無線インタフェースを探索することによって実現されてもよい。また、上記チャネルの変更は、無線通信部111がチャネル切り替えのための告知信号を通信端末20に対して送信し、通信端末20が上記告知信号を受信したことを契機として行ってもよい。上記告知信号は、例えば、IEEE802.11h規格により定められたCSA(Channel Switch Announcement)やIEEE802.11規格により定められたスペクトラムマネージメントアクションを含むフレームフォーマットであるAction FrameにCSAを含める(以後、Action Frame CSAとも呼び)ことができる。特に、基地局10は、Action Frame CSAにより、通信端末20との間をユニキャスト通信で、変更先チャネルを告知することが好ましい。このようにすれば、ビーコンに含まれて送信されるCSA(IEEE802.11h規格により定められたCSA)と比べ、変更先チャネルが通信端末2に確実に通知され得る。
In addition, the channel change is performed by the
通信用インタフェース112は、無線通信部111により用いられ、通信端末20との通信リンクを確立及び維持する無線インタフェースである。無線インタフェースW1及びW2のいずれか一方、又は、両方が、制御部117による制御に基づいて、動的に通信用インタフェース112として用いられる。
The
また、通信用インタフェース112は、基地局10に接続している複数の通信端末の無線接続に必要な管理情報(以後、無線通信管理情報とも呼び)を記憶する。ここで、無線接続に必要な管理情報とは、認証や暗号に関する各通信端末の管理情報や基地局10と各通信端末のドライバ間で必要になる管理情報などである。無線通信管理情報をもとに、基地局10と通信端末20は互いの間で無線通信を行う。通信用インタフェース112は、無線インタフェースW1及びW2のいずれかとストレージ104の一部などにより実現される。
The
状況取得部113は、無線通信部111による無線通信中に、基地局10の周囲の電波状況を取得し、取得した電波状況を記憶部115に格納する処理部である。具体的には、状況取得部113は、監視用インタフェース114により、チャネルを変更しながら、無線通信に使用可能な各チャネルにおいて時間の経過とともに電波状況を複数回取得する。例えば、状況取得部113は、無線通信に使用可能なチャネルの1つにおいて電波状況を500msec間取得した後、無線通信に使用可能な別のチャネルにおいて同じように電波状況を取得する。これを無線通信に使用可能なすべてのチャネルにおいて行うことで、無線通信に使用可能な各チャネルの電波状況を取得する。また、状況取得部113は、上記の電波状況の取得を繰り返し行うことで、長時間(例えば、数時間、数日、又は、それ以上)にわたる、無線通信に使用可能なすべてのチャネルにおける電波状況を記憶部115に格納する。
The
状況取得部113が取得する電波状況は、例えば、チャネルごとの帯域占有率、フレームキャプチャログ、外来ノイズのノイズフロア値、又は、自身の通信を阻害し得る通信の検出などである。ここで、自身の通信を阻害し得る通信とは、例えば、遅延を招くノイズやIEEE802.11acなどの複数チャネルを束ねるような通信である。このような通信は、遅延を極力抑えることが求められるアプリケーション下で、無線通信システム1を運用させたい場合に弊害となる。監視用インタフェース114には、動的に、無線インタフェースW1及びW2のいずれか一方が用いられる。なお、状況取得部113が無線インタフェースW1及びW2のどちらをどのタイミングで監視用インタフェース114として用いるかについては、決定部116により決定され、その具体的タイミングは全く任意である。例えば、より良好な通信チャネルを見出したとき即時に切り替えてもよいし、現行の通信チャネルにおける通信状況がある閾値を下回ったときに切り替えてもよい。あるいは、夜間など各端末との通信が途絶える時間帯に切替時刻を予約しておくことも考えられる。これにより、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間が与える影響を抑えることができるからである。状況取得部113は、CPU101等により実現される。
The radio wave status acquired by the
監視用インタフェース114は、状況取得部113により用いられ、基地局10の周囲の電波状況を取得する無線インタフェースである。無線インタフェースW1及びW2のいずれか一方が、制御部117による制御に基づいて、動的に監視用インタフェース114として用いられる。
The
記憶部115は、基地局10の周囲の電波状況が状況履歴121として格納される記憶装置である。状況履歴121は、状況取得部113が取得した電波状況が時系列データとして格納される履歴データであり、決定部116により読み出され利用される。
記憶部115は、ストレージ104により実現される。
The
The
決定部116は、無線通信部111により取得された通信状況と、記憶部115に格納された電波状況(状況履歴121)とに基づいて、通信チャネルでの無線通信より高い品質の無線通信ができると推定されるチャネルである好適チャネルを決定する。具体的には、決定部116は、無線通信部111から通信チャネルの通信状況を取得する。また、決定部116は、記憶部115に格納された電波状況(状況履歴121)である、無線インタフェースW1及びW2が使用可能なチャネルそれぞれについての帯域占有率又は無線フレームのキャプチャログ(以降、「キャプチャログ」ともいう)を、記憶部115から読み出すことで取得する。そして、上記通信状況及び上記電波状況に基づいて、より高い品質の無線通信ができると推定されるチャネルである好適チャネルを決定する。具体的な決定方法については、後で詳しく説明する。
Based on the communication status acquired by the
制御部117は、無線通信部111及び状況取得部113のそれぞれが使用する無線インタフェースを制御する処理部である。具体的には、制御部117は、決定部116が好適チャネルを決定した場合に、監視用インタフェース114を、上記好適チャネルでの無線通信を行う新たな通信用インタフェース112として動作させるように制御する。また、制御部117は、上記場合に、通信用インタフェース112として使用されていた無線インタフェースを、新たに監視用インタフェース114として動作させるように制御する。さらに、制御部117は、決定部116が好適チャネルを決定し、チャネル切り替えの時刻が到来した場合に、通信用インタフェース112に記憶された無線通信管理情報(通信用インタフェース112を通じて取得された)を監視用インタフェース114に複製し記憶させ、監視用インタフェースとしての機能を停止して通信用インタフェースとしての動作を開始する準備を始める。
The
また、制御部117は、決定部116が好適チャネルとともに開始時刻を決定した場合には、この開始時刻に、新たな通信用インタフェース112の動作を開始させるように制御する。
In addition, when the
次に、状況取得部113が取得する電波状況について、2つの具体例を示しながら説明する。第一の具体例は、チャネルごとの帯域占有率であり、第二の具体例は、キャプチャログである。
Next, the radio wave status acquired by the
図4は、本実施の形態に係る状況取得部113が取得する電波状況の一例である帯域占有率の説明図である。図4の(a)、(b)及び(c)は、それぞれ異なる時刻における帯域占有率を、チャネルごとに示したグラフである。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a band occupancy rate that is an example of the radio wave status acquired by the
例えば、図4の(a)に示されるグラフは、チャネル1の帯域占有率が約83%、チャネル2の帯域占有率が約61%、というように、チャネルの帯域占有率を示している。このグラフから、チャネル1及び8周辺のチャネルの帯域占有率が比較的高く、チャネル4及び11周辺のチャネルが比較的帯域占有率が低いと判断される。
For example, the graph shown in FIG. 4A shows the channel bandwidth occupancy rate, such that the
図4の(b)及び(c)のそれぞれのグラフからも、上記と同様の考え方で、帯域占有率が比較的低いチャネル又は高いチャネルが判断される。 From the graphs of FIGS. 4B and 4C, a channel having a relatively low band occupancy rate or a channel having a relatively high bandwidth occupancy rate is determined based on the same idea as described above.
決定部116は、図4に示される帯域占有率を用いて、以下のように好適チャネルを決定する。例えば、所定時間内に時間間隔を隔てて3回取得された各チャネルの帯域占有率が、図4の(a)、(b)及び(c)であり、通信用インタフェース112の通信チャネルの帯域占有率が約30%であるとする。このとき、図4の(a)、(b)及び(c)から、決定部116は、帯域占有率が所定時間内において継続的に30%以下であるチャネルを判定する。判定の結果、決定部116は、帯域占有率が継続的に30%以下であるチャネルとしてチャネル11を選択し、好適チャネルをチャネル11と決定する。
The
図5は、本実施の形態に係る状況取得部113が取得する電波状況の一例であるキャプチャログの説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a capture log that is an example of the radio wave status acquired by the
図5に示されるキャプチャログは、監視用インタフェース114が取得する複数の通信フレームに関する情報を示したものであり、複数の通信フレームのそれぞれについて、時刻501、送信元アドレス502、宛先アドレス503、通信チャネル504、及び、フレーム長505の各情報を含む。
The capture log shown in FIG. 5 shows information related to a plurality of communication frames acquired by the
時刻501は、監視用インタフェース114が当該通信フレームを取得した時刻を示す情報である。時刻501は、上記時刻を絶対的に示すものでもよいし、上記時刻を相対的に示すものであってもよい。時刻501は、例えば、キャプチャログ上の最も古い通信フレームの時刻を基準とし、基準とした最も古い通信フレームの時刻から当該通信フレームの受信時刻までの時間、つまり、基準とした時刻からの相対的な時刻とする。なお、時刻501が計測される際の時刻の最小単位は、1マイクロ秒〜1ミリ秒程度である。
The
送信元アドレス502は、当該通信フレームの送信元MACアドレスを示す情報である。図4において、「MAC(A1)」等は、基地局A1(不図示)のMACアドレスを意味し、また、「MAC(S1)」等は、通信端末S1(不図示)のMACアドレスを意味する。なお、MACアドレスは、一般に、12桁の16進数で、「11:22:33:aa:bb:cc」というように表現されるものである。
The
宛先アドレス503は、当該通信フレームの宛先MACアドレスを示す情報である。記載されている内容については、送信元アドレス502についてのものと同様である。
The
通信チャネル504は、当該通信フレームが取得されたチャネルを示す情報である。
The
フレーム長505は、当該通信フレームのフレーム長を示す情報である。
The
決定部116は、図5に示されるキャプチャログを解析することで、以下のように好適チャネルを決定する。
The
図6は、本実施の形態に係るキャプチャログの解析結果の一例の説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of the analysis result of the capture log according to the present embodiment.
図6に示されるように、キャプチャログの解析結果には、各チャネルにおいて通信を行っている端末数601及び基地局数602、各チャネルで通信されている通信フレーム数603及び通信データ量604(単位は例えば[kbps])が含まれる。
As shown in FIG. 6, the analysis result of the capture log includes the number of
端末数601及び基地局数602の算出方法を以下に説明する。以下の説明において、アドレスとは、MACアドレスを意味する。
A method for calculating the number of
キャプチャログに含まれる送信元アドレス502及び宛先アドレス503からは、当該アドレスが端末のアドレスであるか、又は、基地局のアドレスであるかはわからない。そこで、決定部116は、当該アドレスが端末又は基地局のアドレスであることを知るために、キャプチャログにおける複数の通信フレームにおいて、各通信フレームの送信元アドレス502と宛先アドレス503とをペアとして対応付けて保持し、この対応付けに基づいてアドレスが端末のものであるか基地局のものであるかを判断する。具体的には、決定部116は、ペアの一方に含まれる頻度が比較的高いアドレスを基地局のアドレスであると判定する。この方法は、基地局10がLAN30に接続されている他の通信装置と通信端末20との間でやりとりされる通信フレームを相互に転送するので、基地局のアドレスが上記ペアの一方に含まれる頻度が自ずと高くなることを利用した方法である。
From the
なお、上記において、頻度が高いか否かを判定する際には、当該頻度と所定値とを比較した結果に基づいて判定してもよい。また、頻度の分布に基づいて基地局とその他の通信装置を区別できる適切な値を上記所定値として定めてもよい。 In the above description, when determining whether the frequency is high, the determination may be made based on a result of comparing the frequency with a predetermined value. Also, an appropriate value that can distinguish the base station from other communication devices based on the frequency distribution may be determined as the predetermined value.
なお、基地局又は端末のアドレスとして予め定められたアドレスがある場合には、そのアドレスを用いて、アドレスが基地局のものであるか端末のものであるかを判断してもよい。 When there is a predetermined address as the base station or terminal address, it may be determined whether the address is for the base station or the terminal using the address.
通信フレーム数603及び通信データ量604の算出方法を以下に説明する。
A method for calculating the number of communication frames 603 and the amount of
通信フレーム数603は、キャプチャログにおいて特定のチャネルから取得した通信フレームの数として得られる。また、通信データ量604は、キャプチャログから特定のチャネルから取得したフレームだけを抽出した上で、各フレームの送受信時刻(時刻501)と、フレーム長505とに基づいて、単位時間当たりの通信データ量を算出することで得られる。
The
決定部116は、端末数601、基地局数602、通信フレーム数603、又は、通信データ量604が所定値以下であるチャネルを混雑度が低いチャネルと判定する。そして、決定部116は、判定の結果として得られるチャネルを好適チャネルとして決定する。なお、好適チャネルを決定する際に、端末数601、基地局数602、通信フレーム数603及び通信データ量604から混雑度を総合的に評価して用いてもよいし、これらのうちの予め定められたいずれか1つ以上の解析結果を用いてもよい。また、上記で帯域占有率を用いて決定される好適チャネルが複数ある場合には、端末数601などを考慮して好適チャネルを絞り込むことも有効である。
The
以上のように構成された基地局10の動作について以下で説明する。
The operation of the
図7は、本実施の形態に係る基地局10の処理を示すフロー図である。
FIG. 7 is a flowchart showing processing of
通信端末20が通信用インタフェース112としての無線インタフェースW1との間で通信リンクを確立している状態で、基地局10が以降の処理を行うことで、通信端末20が無線インタフェースW2との通信リンクを確立した状態になる。
With the
ステップS101において、決定部116は、無線通信部111から通信チャネルの通信状況を取得する。
In step S <b> 101, the
ステップS102において、決定部116は、記憶部115から、基地局10の周囲の電波状況として状況履歴121を取得する。
In step S <b> 102, the
ステップS103において、決定部116は、ステップS101で取得した通信状況と、ステップS102で取得した電波状況とを用いて、好適チャネルを決定し、その好適チャネルへの切り替えの当否、および切り替えのタイミングを決定する。
In step S103, the
ステップS104において、チャネル切り替えのタイミングが到来すると、切り替えに先立ち、制御部117は、通信用インタフェース112で使用中(記憶している)の無線通信管理情報を監視用インタフェース114に複製し記憶させる。前述のとおり、チャネル切り替えのタイミングは任意である。
In step S104, when the channel switching timing comes, the
ステップS105において、制御部117は、監視用インタフェース114として使用されている無線インタフェースW2を、無線通信部111が新たな通信用インタフェース112として使用できるように制御する。具体的には、無線インタフェースW2を通信用インタフェースとしてリセットして、ステップS103で決定された好適チャネルを設定し、さらにステップS104で監視用インタフェース114に記憶された通信用インタフェース112の無線通信管理情報を設定する。
In step S105, the
ステップS106において、無線通信部111は、通信チャネルから好適チャネルへのチャネル切り替えのための告知信号として好適チャネルを含むAction Frame CSAを通信端末20にユニキャスト送信する。
In step S106, the
ステップS107において、通信端末20が、無線インタフェースW1から無線インタフェースW2へ、通信リンクの接続切り替えを行う。接続切り替えは、ステップS106のAction Frame CSAによる好適チャネルの情報と無線インタフェースW2に記憶された無線通信管理情報によって、通信端末20が無線インタフェースW1との通信リンクを切断することなく、無線インタフェースW2との通信リンクを確立することで行われる。つまり、無線接続のために必要な通信端末20の無線通信管理情報を参照でき、実質チャネル変更を行うだけで、接続切り替え前の通信リンクを引き継げるのである。通常、接続切り替えは、一度、通信リンクが切断され、新たな通信リンクを確立する必要がある。また、通常のハンドオーバ技術(高速ハンドオーバ技術ではない従来のハンドオーバ技術)によれば、接続先の基地局の探索のためにチャネルをスキャンする時間(数秒程度、より具体的には、1〜3秒程度)に加え、通信端末20が無線インタフェースW2との通信リンクの接続に必要な認証等のための200msec程度の時間を要する。
In step S107, the
ステップS108において、接続しているすべての通信端末が新たな通信チャネルに切り替えられたことを確認した後、無線インタフェースW2が無線インタフェースW1に対して切り替え完了を通知する。 In step S108, after confirming that all connected communication terminals have been switched to a new communication channel, the wireless interface W2 notifies the wireless interface W1 of the completion of switching.
ステップS109において、制御部117は、通信用インタフェース112として使用されている無線インタフェースW1を、状況取得部113が新たな監視用インタフェース114として使用するように制御する。すなわち、ステップS104からS109までの間、2つのモジュールは異なるチャネルで併存して通信用インタフェースとして動作していることとなる。
In step S <b> 109, the
以上の一連の処理により、基地局10が高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定し、決定されたチャネルにおいて基地局10と通信端末20とが通信リンクを切断する事なく、無線通信を行うことができる。
Through the series of processes described above, the
図8は、本実施の形態に係る無線通信システム1における接続切り替えの方法を示すシーケンス図である。図7で説明した処理については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
FIG. 8 is a sequence diagram showing a connection switching method in
最初、通信端末20がどの無線インタフェースとも通信リンクを確立していない状態であり、基地局10は、通信用インタフェース112として無線インタフェースW1を使用しているとする。
First, it is assumed that the
通信端末20が基地局10(無線インタフェースW1)との通信リンクを確立する際には、まず、通信端末20によるチャネルのスキャンが行われる。チャネルのスキャンには、一般に、数秒程度、より具体的には、1〜3秒程度の時間を要する。また、チャネルのスキャン後に、通信端末20と無線インタフェースW1との間での認証(Authentication)、接続(Association)及び鍵情報の交換(4−way handshake)が行われる。これらのやりとりには、一般に、200msec程度の時間を要する。このやりとりの後に、通信端末20と基地局10との無線通信が可能となる。
When the
この後、無線インタフェースは監視用インタフェースをとして各チャネルの状況を監視した結果、好適チャネルが決定され(ステップ103)、好適チャネルに切り替える処理(ステップS104)を行うタイミングが到来すると、制御部117から通信端末20へ好適チャネルを含むAction FrameCSAが送信される(ステップS106)。通信端末20は、これを受信すると、チャネルを変更する(ステップS107)。
Thereafter, as a result of monitoring the status of each channel using the monitoring interface as a monitoring interface, when a suitable channel is determined (step 103) and the timing for performing the process of switching to the preferred channel (step S104) comes, the
無線インタフェースW2が通信用インタフェース112として使用開始されると、通信端末20は、使用チャネルをActionFrameCSAに含まれた好適チャネルに切り替える。
When the use of the wireless interface W2 is started as the
通信端末が無線インタフェースW2との通信リンクを確立した後、無線インタフェースW2から無線インタフェースW1に、切り替え完了が通知される。この通知に基づいて、状況取得部113は、新たに無線インタフェースW1を監視用インタフェース114として使用して基地局10の周囲の電波状況の取得を行う。
After the communication terminal establishes a communication link with the wireless interface W2, the wireless interface W2 notifies the wireless interface W1 of the completion of switching. Based on this notification, the
なお、新たに無線インタフェースW1を監視用インタフェース114として使用した場合、状況取得部113は、取得した電波状況の履歴を引続き状況履歴121に格納する。このようにすることで、状況履歴121上の履歴データの欠落期間を短くすることができる。
When the wireless interface W1 is newly used as the
なお、基地局10が2つの無線インタフェースW1及びW2を1つの基地局10が搭載していることで、以下のような利点を有する。
In addition, since the
第一に、チャネル切り替えの際に、無線インタフェースのアンテナの物理的な位置の変化が小さく、チャネル切り替えに伴う通信特性の変化が小さく抑えられるという利点がある。通常の使用状態において、基地局10と通信端末20とは、数メートル程度の距離を離して配置されることが多いと考えられる。無線インタフェースW1及びW2のアンテナの間隔が10cmである場合、通信端末20から見れば、チャネル切り替えによってアンテナが10cm程度移動するように見える。しかし、アンテナの移動距離10cmは、基地局10と通信端末20との距離と比較すれば、実質的な移動がないと見ることもできる。
First, at the time of channel switching, there is an advantage that a change in the physical position of the antenna of the radio interface is small, and a change in communication characteristics accompanying the channel switching can be suppressed to a small level. In a normal use state, it is considered that the
第二に、2つの無線インタフェースを併用することで短時間で周囲の電波状況を取得することができる利点がある。基地局10を配置する際には、配置しようとする位置における電波状況を予め取得したい場合がある。その場合に、2つの無線インタフェースの両方を用いて、互いに異なるチャネルにおいて電波状況の取得をさせることにより、1つの無線インタフェースを用いる場合と比較して半分の時間で電波状況の取得を完了することができる。
Second, there is an advantage that the surrounding radio wave condition can be acquired in a short time by using two wireless interfaces together. When the
以上のように、本実施の形態における無線基地局装置は、1つの無線インタフェースで通信端末との無線通信を行いながら、この無線通信に使用していないもう1つの無線インタフェースを用いて周囲の電波状況を取得する。そして、取得した電波状況に基づいて好適チャネルが定められた場合には、当該通信端末との無線通信を好適チャネルで行うようにチャネル切り替えを行うことができる。また、通信端末がチャネル切り替えを行う時には、無線通信を行っているチャネルで動作する無線インタフェースと、好適チャネルで動作する無線インタフェースとの両方が存在している状態であるので、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間を極力短くあるいはゼロにすることができる。よって、無線基地局装置は、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができる。 As described above, the radio base station apparatus according to the present embodiment performs radio communication with a communication terminal using one radio interface, and uses other radio interfaces that are not used for this radio communication. Get the status. And when a suitable channel is defined based on the acquired radio wave condition, it is possible to perform channel switching so that wireless communication with the communication terminal is performed using the suitable channel. In addition, when the communication terminal performs channel switching, both the wireless interface that operates in the channel that performs wireless communication and the wireless interface that operates in the preferred channel exist. Communication interruption time can be made as short as possible or zero. Therefore, the radio base station apparatus can dynamically determine a channel capable of radio communication with higher quality.
また、無線基地局装置は、好適チャネルでの無線通信が開始された場合に、チャネル切り替え前に無線通信に使用していた無線インタフェースを、周囲の電波状況を取得するための無線インタフェースとして用いる。このように、無線基地局装置は、2つの無線インタフェースの役割をチャネル切り替え前と反転させることで、継続的に、周囲の電波状況の取得、好適チャネルの決定、及び、好適チャネルへのチャネル切り替えを行うことができる。無線基地局装置は、好適チャネルでの無線通信が開始された場合に、チャネル切り替え前に無線通信に使用していた無線インタフェースを、周囲の電波状況を取得するための無線インタフェースとして用いる。このように、無線基地局装置は、2つの無線インタフェースの役割をチャネル切り替え前と反転させることで、継続的に、周囲の電波状況の取得、好適チャネルの決定、及び、好適チャネルへのチャネル切り替えを行うことができる。 In addition, when wireless communication on a suitable channel is started, the wireless base station device uses the wireless interface used for wireless communication before channel switching as a wireless interface for acquiring surrounding radio wave conditions. In this way, the radio base station apparatus reverses the roles of the two radio interfaces with those before channel switching, thereby continuously acquiring surrounding radio wave conditions, determining a suitable channel, and switching the channel to the preferred channel. It can be performed. The wireless base station device uses the wireless interface used for wireless communication before channel switching as a wireless interface for acquiring surrounding radio wave conditions when wireless communication on a preferred channel is started. In this way, the radio base station apparatus reverses the roles of the two radio interfaces with those before channel switching, thereby continuously acquiring surrounding radio wave conditions, determining a suitable channel, and switching the channel to the preferred channel. It can be performed.
また、無線基地局装置は、無線通信の使用目的に応じて通信端末との無線通信が少ない時間帯など都合のよいタイミングを自由に決め、好適チャネルへのチャネル切り替えを行うことができる。これにより、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間が与える影響を抑えることができる。 In addition, the radio base station apparatus can freely determine a convenient timing such as a time zone in which radio communication with the communication terminal is small according to the purpose of use of radio communication, and can perform channel switching to a suitable channel. As a result, it is possible to suppress the influence of wireless communication interruption time associated with channel switching.
また、無線基地局装置は、通信端末に対してチャネル切り替えの契機をユニキャスト無線通信(ActionFrameCSA)により与えることができ、通信端末は、確実に告知信号を受信でき、これを契機としてチャネル切り替えを行うことができる。 Further, the radio base station apparatus can give the communication terminal an opportunity to switch the channel by unicast wireless communication (ActionFrameCSA), and the communication terminal can surely receive the notification signal. It can be carried out.
また、無線基地局装置は、無線通信に使用していない方の無線インタフェースにより、使用可能な各チャネルの電波状況を継続的に取得することができる。そして、無線基地局装置は、例えば数時間又は数日というように比較的長い時間をかけて取得された電波状況と、無線通信の通信状況とに基づいて、適切に好適チャネルを決定することができる。 Also, the radio base station apparatus can continuously acquire the radio wave status of each usable channel using the radio interface that is not used for radio communication. Then, the radio base station apparatus can appropriately determine a suitable channel based on the radio wave status acquired over a relatively long time, such as several hours or days, and the communication status of radio communication. it can.
(実施の形態2)
本実施の形態において、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができる無線基地局装置及び無線通信システムについて説明する。本実施の形態では、特に、より高い品質で無線通信可能なチャネルが、他用途の電波が存在する可能性がある周波数帯域に含まれるチャネルである場合に適切にチャネルを決定する無線基地局装置及び無線通信システムについて説明する。なお、実施の形態1におけるものと同一の構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略することがある。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a radio base station apparatus and a radio communication system capable of dynamically determining a channel capable of radio communication with higher quality will be described. In the present embodiment, in particular, a radio base station apparatus that appropriately determines a channel when a channel capable of radio communication with higher quality is a channel included in a frequency band in which radio waves for other purposes may exist The wireless communication system will be described. Note that the same components as those in
本実施の形態に係る無線通信システムは、実施の形態1における無線通信システム1と同様のシステム構成(図1)を備える。ただし、無線通信システム1とは、無線インタフェースと、無線インタフェースの制御方法が異なる。
The radio communication system according to the present embodiment has the same system configuration (FIG. 1) as
図9は、本実施の形態に係る基地局10Aのハードウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a hardware configuration of
図9に示されるように、基地局10Aは、無線インタフェースW1A及びW2Aを備える。その他の構成要素は、実施の形態1における同名の構成要素と同じであるので、詳細な説明を省略する。
As illustrated in FIG. 9, the
無線インタフェースW1Aは、無線インタフェースW1と同様、通信端末20との間で通信リンクを確立し、無線通信を行う無線通信インタフェースである。無線インタフェースW1Aが無線通信をする周波数帯域には、他用途の電波が存在する可能性がある周波数帯域を含む。他用途の電波が存在する可能性がある周波数帯域とは、例えば、気象レーダなどが使用する電波(以降、「レーダ波」ともいう)が存在する可能性がある周波数帯域であるIEEE802.11a(W53)があり、この場合を例として以降で説明する。
Similarly to the wireless interface W1, the wireless interface W1A is a wireless communication interface that establishes a communication link with the
無線インタフェースW1Aは、レーダ波が存在する可能性がある周波数帯域に含まれるチャネルを使用する場合には、当該チャネルの使用を開始する際に、当該チャネルにおいて電波を1分間受信し、レーダ波が検出されないことを確認することが定められている。そして、この1分間に当該チャネルでレーダ波が検出されない場合のみ、無線インタフェースW1Aは、当該チャネルにおいて無線通信を行うことができる。これは、レーダ波との干渉を回避するために定められたものである。 When the radio interface W1A uses a channel included in a frequency band in which a radar wave may exist, when the radio interface W1A starts using the channel, the radio interface W1A receives radio waves for 1 minute on the channel, and the radar wave It is stipulated that confirmation is made that no detection is made. The wireless interface W1A can perform wireless communication on the channel only when a radar wave is not detected on the channel for one minute. This is determined in order to avoid interference with the radar wave.
なお、無線インタフェースを1つだけ有する従来の基地局は、少なくとも上記1分間(もしこの1分間にレーダ波が検出された場合には、別チャネルにおける受信のためにさらに1分間)は、無線通信ができない状態となり、運用上大きな問題となる。本実施の形態の基地局10Aは、この問題を回避できる利点も有している。
Note that a conventional base station having only one radio interface has a radio communication for at least one minute (if a radar wave is detected during this one minute, another one minute for reception on another channel). This is a problem in operation. The
無線インタフェースW2Aは、無線インタフェースW1Aと同じハードウェア構成を有する無線通信インタフェースであり、無線インタフェースW1Aと同様の用途で用いられる。無線インタフェースW2Aは、無線インタフェースW1Aとは独立に動作する。 The wireless interface W2A is a wireless communication interface having the same hardware configuration as the wireless interface W1A, and is used for the same application as the wireless interface W1A. The wireless interface W2A operates independently of the wireless interface W1A.
図10は、本実施の形態に係る基地局10Aの機能構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of
図10に示されるように、基地局10Aは、状況取得部113Aと、決定部116Aとを備える。その他の構成要素は、実施の形態1における基地局10におけるものと同じである。
As illustrated in FIG. 10, the
状況取得部113Aは、実施の形態1における状況取得部113と同様、基地局10Aの周囲の電波状況を取得し、取得した電波状況を記憶部115に格納する処理部である。
The
また、状況取得部113Aは、決定部116Aが後述する候補チャネルを決定した場合に、候補チャネルにおいてレーダ波を監視し、レーダ波が検知されたか否かを決定部116Aに通知する。
In addition, when the
決定部116Aは、実施の形態1において好適チャネルを決定した方法と同一の方法により候補チャネルを決定する。そして、状況取得部113A及び監視用インタフェース114を用いて、候補チャネルにおいてレーダ波を監視させる。候補チャネルにおいてレーダ波が検知されない場合に、当該候補チャネルを好適チャネルとして決定する。なお、候補チャネルにおいてレーダ波が検知された場合には、決定部116Aは、別の候補チャネルの決定と、当該候補チャネルにおけるレーダ波の監視とを、レーダ波が検知されない候補チャネルを発見するまで繰り返す。
The
図11は、本実施の形態に係る基地局の処理を示すフロー図である。実施の形態1における処理ステップと同じものは、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 FIG. 11 is a flowchart showing processing of the base station according to the present embodiment. The same processing steps as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ステップS201において、決定部116Aは、ステップS101で取得した通信状況と、ステップS102で取得した電波状況とを用いて、候補チャネルを決定する。候補チャネルの決定方法は、実施の形態1のステップS103で好適チャネルが決定される方法と同一である。なお、後述するステップS203でレーダ波が検出された後に再びステップS201を実行する場合には、レーダ波が検出されたチャネルを除外して候補チャネルを決定する。
In step S201, the
ステップS202において、決定部116Aは、状況取得部113A及び監視用インタフェース114を用いて、候補チャネルにおいてレーダ波を監視させる。
In step S202, the
ステップS203において、状況取得部113Aは、監視用インタフェース114でレーダ波を検知したか否かを判定する。レーダ波を検知した場合(ステップS203でYes)には、ステップS201を再び行う。レーダ波を検知しない場合(ステップS203でNo)には、ステップS204に進む。
In step S <b> 203, the
ステップS204において、決定部116Aは、ステップS203でレーダ波が検知されなかった候補チャネルをただちに好適チャネルとして決定する。
In step S204, the
その後、ステップS104〜ステップS109の処理により、より高い品質で無線通信可能なチャネルにおいて、通信端末20との通信をすることができる。
Thereafter, by the processing in steps S104 to S109, communication with the
このようにすることで、通信用インタフェース112が無線通信をしているときに、監視用インタフェース114でレーダ波の監視を行い、レーダ波が検知されないことを確認した後でチャネル切り替えを行うことができる。よって、基地局10Aは、より高い品質で無線通信可能なチャネルが、他用途の電波が存在する可能性がある周波数帯域に含まれるチャネルである場合にも、より高い品質で無線通信可能なチャネルを適切に決定することができる。
In this way, when the
図12は、本実施の形態に係る無線通信システム1Aにおける接続切り替えの方法を示すシーケンス図である。図8及び図11で説明した処理については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 FIG. 12 is a sequence diagram showing a connection switching method in radio communication system 1A according to the present embodiment. The processes described in FIGS. 8 and 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図12に示されるように、監視用インタフェース114としての無線インタフェースW2は、通信用インタフェース112としての無線インタフェースW1が無線通信をしているときに、レーダ波の監視を行う。よって、レーダ波の監視のために基地局10Aと通信端末20が無線通信できない期間が発生することなく、基地局10Aと通信端末20との無線通信のために、より高い品質で無線通信可能なチャネルを適切に決定することができる。
As shown in FIG. 12, the radio interface W2 as the
以上のように、本実施の形態における無線基地局装置は、レーダ波が存在し得る周波数帯域に含まれるチャネルを好適チャネルとして使用する際にも、2つの無線インタフェースを用いて適切に好適チャネルを決定し、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間を極力短くすることができる。 As described above, the radio base station apparatus according to the present embodiment appropriately uses the two radio interfaces to select a suitable channel when using a channel included in a frequency band in which radar waves can exist as a suitable channel. It is possible to shorten the wireless communication interruption time associated with the channel switching as much as possible.
以上、本発明の無線基地局装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 As described above, the radio base station apparatus of the present invention has been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which carried out the various deformation | transformation which those skilled in the art can think to this embodiment, and the structure constructed | assembled combining the component in different embodiment is also contained in the scope of the present invention. .
本発明の無線基地局装置は、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができる。具体的には、オフィス、工場、又は、住宅などにおける無線基地局装置に利用することができる。 The radio base station apparatus of the present invention can dynamically determine a channel capable of radio communication with higher quality. Specifically, it can be used for a radio base station apparatus in an office, a factory, a house, or the like.
1、1A 無線通信システム
10、10A 基地局
20 通信端末
30 LAN
40 ネットワーク
101 CPU
102 ROM
103 メインメモリ
104 ストレージ
111 無線通信部
112 通信用インタフェース
113、113A 状況取得部
114 監視用インタフェース
115 記憶部
116、116A 決定部
117 制御部
121 状況履歴
W1、W1A、W2、W2A 無線インタフェース
1, 1A
40
102 ROM
103
また、上記チャネルの変更は、無線通信部111が通信用インタフェース112として使用している一方の無線インタフェースの動作(例えば電波の送信)を停止させることで、通信端末20が自発的に他の無線インタフェースを探索することによって実現されてもよい。また、上記チャネルの変更は、無線通信部111がチャネル切り替えのための告知信号を通信端末20に対して送信し、通信端末20が上記告知信号を受信したことを契機として行ってもよい。上記告知信号は、例えば、IEEE802.11h規格により定められたCSA(Channel Switch Announcement)やIEEE802.11規格により定められたスペクトラムマネージメントアクションを含むフレームフォーマットであるAction FrameにCSAを含める(以後、Action Frame CSAとも呼ぶ)ことができる。特に、基地局10は、Action Frame CSAにより、通信端末20との間をユニキャスト通信で、変更先チャネルを告知することが好ましい。このようにすれば、ビーコンに含まれて送信されるCSA(IEEE802.11h規格により定められたCSA)と比べ、変更先チャネルが通信端末2に確実に通知され得る。の中継装置に1台であるが、1つの中継装置に複数の表示装置が接続され、複数のクライアント装置はそれぞれ別々の表示装置を切り替えて利用してもよい。
In addition, the channel change is performed by the
Claims (8)
記憶部と、
2つの無線インタフェースと、
前記2つの無線インタフェースのいずれか一方である第一インタフェースを用いて、通信端末と一のチャネルで無線通信を行うとともに、前記一のチャネルの通信状況を取得する無線通信部と、
前記無線通信部による無線通信中に、前記2つの無線インタフェースの他方である第二インタフェースを用いて、前記無線基地局装置の周囲の電波状況を取得し、取得した前記電波状況を前記記憶部に格納する状況取得部と、
前記無線通信部により取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される好適チャネルを決定する決定部と、
前記無線通信部が前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルで前記通信端末と無線通信を行うように制御するとともに、前記無線通信部が前記第二インタフェースを用いた無線通信を行うように制御する場合に、さらに、前記状況取得部が、前記第一インタフェースを用いて電波状況を取得し、取得した前記電波状況を前記記憶部に格納するように制御する制御部
とを備え、
前記決定部は、前記好適チャネルを決定した場合に、さらに、前記第二インタフェースによる前記好適チャネルでの無線通信の開始時刻を決定し、
前記制御部は、前記第二インタフェースによる前記好適チャネルでの無線通信を前記開始時刻に開始させる無線基地局装置。
A wireless base station device,
A storage unit;
Two wireless interfaces;
A wireless communication unit that performs wireless communication with a communication terminal in one channel using a first interface that is one of the two wireless interfaces, and acquires a communication status of the one channel;
During radio communication by the radio communication unit, a radio wave condition around the radio base station device is acquired using a second interface which is the other of the two radio interfaces, and the acquired radio wave condition is stored in the storage unit. A status acquisition unit to store;
Based on the communication status acquired by the wireless communication unit and the radio wave status stored in the storage unit, it is presumed that wireless communication with higher quality than wireless communication using the one channel can be estimated. A determination unit for determining a channel;
The wireless communication unit is controlled to perform wireless communication with the communication terminal on the preferred channel using the second interface, and the wireless communication unit is controlled to perform wireless communication using the second interface. In this case, the status acquisition unit further includes a control unit that acquires the radio wave status using the first interface and controls the acquired radio wave status to be stored in the storage unit.
When the determining unit determines the suitable channel, the determining unit further determines a start time of wireless communication on the suitable channel by the second interface,
The said control part is a radio base station apparatus which starts the radio | wireless communication in the said suitable channel by said 2nd interface at the said start time.
請求項1記載の無線基地局装置。
When the wireless communication unit is controlled to perform wireless communication using the second interface, wireless communication management information (excluding used channels) related to the one channel is copied and set to the second interface. The radio base station apparatus according to claim 1.
前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルでの無線通信を行う際には、前記好適チャネルによる無線通信の開始に先立ち、無線通信のチャネルを前記好適チャネルに切り替えることを告知するための告知信号が、無線通信している通信端末に対してユニキャスト送信される
請求項1または2に記載の無線基地局装置。
The wireless communication unit
When performing wireless communication on the preferred channel using the second interface, a notification signal for notifying that the wireless communication channel is to be switched to the preferred channel prior to the start of wireless communication using the preferred channel is provided. The radio base station apparatus according to claim 1, wherein the radio base station apparatus is unicast transmitted to a communication terminal performing radio communication.
前記決定部は、前記記憶部に格納された複数回取得された前記電波状況から得られる無線通信の帯域占有率が、前記通信状況から得られる無線通信の帯域占有率より小さいことが所定時間以上継続しているチャネルを、前記好適チャネルとして決定する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の無線基地局装置。
When acquiring the radio wave status, the status acquisition unit acquires the radio wave status multiple times as time elapses in each channel that the radio base station device can use for radio communication while changing the channel.
The determination unit is configured such that a wireless communication bandwidth occupancy obtained from the radio wave situation acquired a plurality of times stored in the storage unit is smaller than a wireless communication bandwidth occupancy obtained from the communication situation for a predetermined time or more. The radio base station apparatus according to claim 1, wherein a continuing channel is determined as the preferred channel.
前記決定部は、前記記憶部に格納された複数回取得された前記無線フレームキャプチャのログから得られる無線通信の状況に基づいて、混雑度の低いチャネルを、前記好適チャネルとして決定する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の無線基地局装置。
The situation acquisition unit captures surrounding wireless communication frames in each channel that the wireless base station apparatus can use for wireless communication while changing the channel when acquiring the radio wave condition,
2. The determination unit determines a channel with a low congestion degree as the preferred channel based on a wireless communication situation obtained from the wireless frame capture log acquired a plurality of times stored in the storage unit. The radio base station apparatus according to any one of?
(a)前記無線通信部により取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される候補チャネルを決定し、(b)前記候補チャネルが、レーダ波が存在し得る周波数帯域に含まれる場合には、前記候補チャネルにおいてレーダ波の存否を、前記状況取得部に監視させ、(c)前記候補チャネルにおいてレーダ波が検知されない場合に前記候補チャネルを好適チャネルとして決定する
請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線基地局装置。
The determination unit further includes:
(A) Based on the communication state acquired by the wireless communication unit and the radio wave state stored in the storage unit, it is estimated that wireless communication with higher quality than wireless communication using the one channel can be performed. (B) when the candidate channel is included in a frequency band in which a radar wave can exist, the situation acquisition unit monitors the presence / absence of a radar wave in the candidate channel, The radio base station apparatus according to claim 1, wherein the candidate channel is determined as a suitable channel when a radar wave is not detected in the candidate channel.
前記無線基地局装置の前記第一インタフェースを用いる前記無線通信部と前記一のチャネルでの無線通信を行い、前記無線通信部が前記第二インタフェースを用いるように制御された後には、前記第二インタフェースを用いる前記無線通信部と前記好適チャネルでの無線通信を行う前記通信端末とを備える
無線通信システム。
The radio base station apparatus according to any one of claims 1 to 6,
After the radio communication unit that uses the first interface of the radio base station apparatus performs radio communication in the one channel, and the radio communication unit is controlled to use the second interface, A wireless communication system comprising: the wireless communication unit that uses an interface; and the communication terminal that performs wireless communication on the preferred channel.
前記無線基地局装置は、
記憶部と、
2つの無線インタフェースとを備え、
前記制御方法は、
前記2つの無線インタフェースのいずれか一方である第一インタフェースを用いて、通信端末と一のチャネルで無線通信を行うとともに、前記一のチャネルの通信状況を取得する無線通信ステップと、
前記無線通信ステップでの無線通信中に、前記2つの無線インタフェースの他方である第二インタフェースを用いて、前記無線基地局装置の周囲の電波状況を取得し、取得した前記電波状況を前記記憶部に格納する状況取得ステップと、
前記無線通信ステップで取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される好適チャネルを決定する決定ステップと、
前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルでの無線通信を行う際には、(1)前記好適チャネルによる無線通信の開始に先立ち、無線通信のチャネルを前記好適チャネルに切り替えることを告知するための告知信号を、無線通信している通信端末に対してユニキャスト送信し、(2)前記第一インタフェースが無線通信に用いる前記一のチャネルにかかる無線通信管理情報(使用チャネル情報を除く)を、前記第二インタフェースを用いた無線通信を行うために設定するステップと、
前記無線通信ステップで前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルで前記通信端末と無線通信を行うように制御する制御ステップとを含む
制御方法。
A control method for a radio base station apparatus,
The wireless base station device
A storage unit;
With two wireless interfaces,
The control method is:
Using the first interface that is one of the two wireless interfaces, performing wireless communication with a communication terminal in one channel, and obtaining a communication status of the one channel; and
During wireless communication in the wireless communication step, using the second interface, which is the other of the two wireless interfaces, acquires a radio wave condition around the radio base station device, and the acquired radio wave condition is stored in the storage unit A status acquisition step to store in
Based on the communication status acquired in the wireless communication step and the radio wave status stored in the storage unit, it is estimated that radio communication with higher quality than radio communication using the one channel can be performed. A decision step for determining a channel;
When performing wireless communication on the preferred channel using the second interface, (1) for informing that the wireless communication channel is switched to the preferred channel prior to the start of wireless communication using the preferred channel. A notification signal is unicast transmitted to a communication terminal that is performing wireless communication, and (2) wireless communication management information (excluding used channel information) related to the one channel used by the first interface for wireless communication, Setting to perform wireless communication using the second interface;
A control step of performing control so as to perform wireless communication with the communication terminal on the preferred channel using the second interface in the wireless communication step.
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