JP2004166104A - Wireless lan system - Google Patents

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JP2004166104A
JP2004166104A JP2002331666A JP2002331666A JP2004166104A JP 2004166104 A JP2004166104 A JP 2004166104A JP 2002331666 A JP2002331666 A JP 2002331666A JP 2002331666 A JP2002331666 A JP 2002331666A JP 2004166104 A JP2004166104 A JP 2004166104A
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JP
Japan
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access point
wireless lan
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lan system
function access
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Application number
JP2002331666A
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Japanese (ja)
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Tetsuo Kanda
哲夫 神田
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the efficiency of communication in a wireless LAN system that uses a multifunctional access point provided with a plurality of access point modules. <P>SOLUTION: This multifunctional access point is provided with a station module for wireless connecting to a trunk LAN. The station module monitors the ambient radio wave environment when the multifunctional access point is started. As a result of this, the access point modules in the multifunctional access point operate by using a frequency channel with little interference. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線伝送路を利用して通信を行う複数の移動端末と、当該移動端末の接続制御を行うための基地局となるアクセスポイントを含んだ無線ローカル・エリア・ネットワーク(無線LAN)システムに関するものであり、特に単一の筐体内に複数のアクセスポイントモジュールを具備する多機能アクセスポイントを利用した無線LANシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、無線LANシステムは通信ケーブルに拘束されない可搬性の優れたネットワークシステムとして利用されており、近年は特に、無線通信区間の伝送速度の向上や、ノート型パソコンの普及、モバイル通信に適したアプリケーションの出現などにより、飛躍的な普及を見せている。とりわけ2.4GHzや5GHz帯の電波を用いた無線LANシステムとして、IEEE802.11規格群によって規定された無線LANシステムが一般的に普及している。
【0003】
このような無線LANシステムの長所としては、ケーブル接続が不要で居室内の自由な機器レイアウトが可能となるといった特徴のみならず、さらに移動端末としての携帯性を考えると、接続ポイントの近傍であれば、例えば企業内の居室、会議室など異なる場所においても社内基幹LANに自由に接続が可能となり、あらゆる場所で自分の机での作業と同じことができる非常に便利なシステムである。さらに近年では、通称ホットスポットと呼ばれる接続サービス提供者による屋外での接続点から、自分の所有する端末を用いてインターネットに接続することもできるようになっている。
【0004】
図6は一般的な無線LANシステムのシステム構成図を表している。本無線LANシステムは、ステーション101と呼ばれる複数の移動端末、およびアクセスポイント102と呼ばれる基地局から構成されている。無線LANシステムでは、すべての局はそのセルに割り当てられた単一の無線チャネルを共有して利用するので、パケットの衝突を回避するためにMedia Access Control(MAC)プロトコルによって各局のパケット送信タイミングが制御される。MACプロトコルとして無線LANシステムではCSMA/CAと呼ばれる方式が用いられるが、本CSMA/CA方式では、各局はパケットの送信に先立って定められた期間、無線媒体に対してキャリアセンスを行い、無線媒体が占有されていないことを確認した後にパケットの送信を開始する。
【0005】
また、各端末の配置された位置によっては、各々の局が互いにすべての局が送信する信号を受信できない場合がある、いわゆる隠れ端末問題によるパケットの衝突を避けるために、無線LANに用いられているMACプロトコルでは、CSMA/CAを元に、RTS/CTSフレームを用いたディストリビューション・コーディネーション・ファンクション(DCF)や、アクセスポイントからのポーリングによる制御を行うポイント・コーディネーション・ファンクション(PCF)などを採用することにより多元接続機能を実現している。
【0006】
このようにアクセスポイントの制御の元で運用される無線LANの形態をインフラストラクチャモードと呼ばれ、本動作モードを管理することがアクセスポイントの第一の役割である。
【0007】
またアクセスポイントの別の役割としては、無線区間のデータパケットと、一般に基幹LANへ接続される有線LANとのデータパケットのブリッジングがある。同図においてアクセスポイント102は有線LANのインターフェースを具備しており、これにより有線LAN103へ接続される。
【0008】
この時、アクセスポイントは少なくとも無線LANプロトコルと有線LANプロトコルの違いを吸収しうる有線−無線間ブリッジとしての機能が不可欠であるが、さらに加えてパケットのルーティング、DHCPサーバなどの他のネットワーク機能を実装することも可能である。
【0009】
このように無線LANシステムを運用するためにはアクセスポイントの働きが不可欠であるが、一方、アクセスポイント1台あたりに収容できる移動端末の数には制限があり、特に移動端末数の多い環境では移動端末の収容総数を増加させるために複数のアクセスポイントを同一地点に併設する場合があった。
【0010】
さらに近年、無線LANとして2.4GHz帯のシステムのみならず、5GHz帯の電波を用いたものなど、利用周波数帯域が異なっていたり、あるいは同じ周波数帯域を使用しているにもかかわらず、無線LANシステムとBluetoothシステムなど変復調方式やアクセスプロトコルの異なるシステム間のブリッジングなどの要求により、単一の筐体内に複数のアクセスポイントモジュールを持った多機能アクセスポイントが考案されるようになってきた。
【0011】
図7は従来の多機能アクセスポイントによる無線LANシステムの構成を示した図である。図中、多機能アクセスポイント104は2.4GHz帯無線LAN、5GHz帯無線LAN、Bluetoothの3システムに対応しているものとする。いま、2.4GHz帯の無線LAN移動端末105群は2.4GHz帯の周波数帯域およびIEEE802.11のアクセスプロトコルによって第一のセル201を形成している。
【0012】
さらに、5GHz帯の無線LAN移動端末106群は5GHz帯の周波数帯域およびIEEE802.11のアクセスプロトコルによって第二のセル202を形成し、Bluetooth移動端末107群は同様に第三のセル203を構成している。これら移動端末はそれぞれのセル内において互いに無線通信を行うが、同時に多機能アクセスポイント104によってセル間のデータ転送も行われている。さらに、多機能アクセスポイントは有線LAN103に接続されているため、無線区間のセル201,202,203で通信されているデータパケットを有線基幹LANとやり取りすることも可能である。
【0013】
図8は本従来例に示した多機能アクセスポイントの内部構成の例を示した図である。多機能アクセスポイント501は単一の筐体内に複数のアクセスポイントモジュール、すなわち2.4GHz帯無線LANアクセスポイントモジュール11、5GHz帯無線LANアクセスポイントモジュール12、Bluetoothアクセスポイントモジュール13を内蔵しており、これらはシステムバス10に接続されている。さらに、多機能アクセスポイント104には制御をつかさどるマイクロプロセッサ14、ワーク用メモリとなるRAM15、プログラム格納用メモリとなるROM16などとともに、有線LANトランシーバ17が具備されており、有線LANネットワーク18に接続されている。本従来例では、多機能アクセスポイント104は有線LANトランシーバ17によって基幹LANへ接続されているが、この部分を無線通信に置換する構成も考えられる。
【0014】
このように基幹LANへ無線接続する形態の多機能アクセスポイントを用いた無線LANシステムの構成図を図9に、また多機能アクセスポイントの内部構成例を図10に示す。図10において、多機能アクセスポイントは2.4GHz帯無線LANステーションモジュールを具備21しており、アクセスポイントモジュールとしては2.4GHz帯無線LANアクセスポイント11を2個と、Bluetoothアクセスポイント13を具備している。
【0015】
本多機能アクセスポイントは、図9に示すように基幹LANへ接続されたアクセスポイント102と無線によって通信を行う。この時、多機能アクセスポイント501に実装されているステーションモジュール21は、アクセスポイント102に対してステーションとして動作する。
【0016】
このような運用状態を鑑みると、図9において本無線LANシステムには基幹LANに接続されたアクセスポイント102が生成するセル201−bと、多機能アクセスポイント内のアクセスポイントモジュール#1および#2が生成するセル201−aを合わせて、3つの無線LANセルが存在することになる。
【0017】
このように同一の地理的領域において複数の無線LANセルが存在する場合、互いの電波の干渉問題が生じる。さらに、本システムには同じ2.4GHz帯の電波を利用するBluetooth端末も存在するため、時間軸上での適切なアクセス制御、あるいは適切な周波数チャネルの割り当てを行わないと、互いの通信が衝突を起こし、結果として著しい通信効率の低下につながる恐れがある。
【0018】
このような同一の地域内で複数のアクセスポイントが動作することによる障害を回避するための従来技術として、特開2000−358059が挙げられる。
【0019】
本従来例では、設置された複数のアクセスポイントは互いにそれぞれ独立した一様分布の確率により設定された遅延時間後に、他のアクセスポイントからの同期フレームが到来していないことを条件に同期フレームを送出する手段をとっており、これによりアクセスポイント間の同期フレームの衝突を防ぎ、複数のアクセスポイントが共存する方法を提供している。
【0020】
しかしながら本従来例では、複数のアクセスポイントの共存を可能としてはいるが、これら複数のアクセスポイントは同一の周波数チャネルを時分割で使用しており、さらにチャネルへのアクセス制御を確率によって規定しているため、単一のアクセスポイントのみを運用している状況と比較すると著しく利用効率は低下する。
【0021】
したがって複数のアクセスポイントを同一地域内に設置した場合や、あるいは複数のアクセスポイントが同一の筐体内に具備された多機能アクセスポイントのようなシステムにおいては、それぞれのアクセスポイントは異なる周波数チャネルを使用して運用されるべきであり、この周波数チャネルの適切な選択方法により効率的な通信が可能となる。
【0022】
次に複数の周波数チャネルを用いた無線LANシステムの従来例として特開2001−11575がある。本従来例は無線リピータとしての技術であり、アクセスポイントやステーションから送信されているデータパケットをアナログ回路によって周波数変換を行い他の周波数チャネルで再送信する構成となっている。
【0023】
この目的は、1つのアクセスポイントが制御できる地理的領域を拡大することであるが、同じ時間に複数の周波数チャネルに同じデータパケットが伝送されることになり、結果として周波数の利用効率の低下につながり、さらにアナログ信号を周波数変換しているために元の信号の信号対雑音比が改善されることもないため有効な手段とは言えない。
【0024】
【発明が解決しようとしている課題】
以上説明したように、複数のアクセスポイントモジュールを具備した多機能アクセスポイントにおいては、利用できる複数の周波数チャネルの中から、各アクセスポイントモジュールが使用する周波数チャネルを適切に割り当てられない場合に、著しく通信効率が低下するという問題があった。
【0025】
本発明ではこれらの事情を鑑み、基幹LANへの接続手段としてのステーションモジュールを具備した多機能アクセスポイントにおいて、内蔵されたアクセスポイントモジュールに最適な周波数チャネルを選択させることにより、従来よりも通信効率の高い無線LANシステムを提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明に使用される多機能アクセスポイントの特徴は、起動直後に当該アクセスポイントに具備されたステーションモジュールによって無線空間の周波数チャネルのすべてを順次受信するステップと、この結果検知された各周波数チャネルの利用状態を記憶する手段と、次に当該多機能アクセスポイントに具備されたアクセスポイントモジュールに対して、未使用で干渉の少ない周波数チャネルを伝えるステップを持つことにある。
【0027】
そしてこれらの手段およびステップは、多機能アクセスポイントに具備されたアクセスポイントモジュールに対して効果的な周波数割り当てを行う作用を持つ。
【0028】
【発明の実施の形態】
(実施例)
本発明に係る実施例における無線LANシステムの多機能アクセスポイントの動作について、図を参照しながら説明する。
【0029】
図1は本発明における多機能アクセスポイントの内部構成を示した図である。本実施例では2個の5GHz帯無線LANのアクセスポイントモジュールにより移動端末を収容し、かつ基幹LANへは同じく5GHz帯無線LANステーションモジュールによって接続される構成とした。図中、多機能アクセスポイント501は、第一のアクセスポイントモジュール12−aおよび第二のアクセスポイントモジュール12−b、さらにステーションモジュール21を具備しており、これらはシステムバス10によってマイクロプロセッサ13に接続されている。
【0030】
本実施例においてプロセッサ13は5GHz帯無線LANシステムで使用される数だけのフラグをテーブルとして保持している。本例ではこのフラグをプロセッサ内のレジスタに持たせているが、たとえばRAM14などのメモリに実装することも可能である。無線LANで使用できる周波数チャネルは各国、地域ごとの規格および法律によって規定されており、たとえば日本国内であれば、図2に示したような5.17GHz、5.19GHz、5.21GHz、5.23GHzの4チャネルが利用できる。ここで、本例では周波数チャネル数を4としたが、 他の国や地域ではさらに多くの周波数チャネルが使用できる場合もあり、この時も本発明は同様に適用できる。いま、図2に示すようにこれら4つの周波数チャネルをそれぞれ順にch1、ch2、ch3、ch4とする。
【0031】
図3は本発明による多機能アクセスポイントの初期動作を示したフロー図である。まず、多機能アクセスポイントは起動されると各種初期化の後、保持しているフラグの内容をすべてクリアする。そして、多機能アクセスポイントは具備されているステーションモジュールを用いて、周辺に存在すると考えられる他のアクセスポイントからのビーコンフレームの受信を試みる。
【0032】
この時、ch1からch4までのすべての周波数チャネルに対して順次スキャンしていくが、いま、当該多機能アクセスポイント付近に有線基幹LANに接続された別のアクセスポイントが2台存在し、このアクセスポイントがch3、およびch4を使用してセルを構成しているものとし、このうちch3を使用しているアクセスポイントが、当該多機能アクセスポイント内のステーションモジュールと同一のSS−IDを持っているものと仮定する。
【0033】
この時、当該多機能アクセスポイントはch1から順次スキャンを行っていくが、ch3およびch4のみ基幹LANに接続された別のアクセスポイントからの信号を受信するため、この場合のみ前記フラグをセットする。
【0034】
すべての周波数チャネルのスキャンが終了すると、当該多機能アクセスポイントは付近にch3を使用してセルを構成しているアクセスポイントが自分の持つSS−IDと同じIDを持っていることをビーコンフレームから認識できるため、当該多機能アクセスポイントは具備されているステーションモジュールを用いて、このアクセスポイントに対して接続要求を行う。ここからはIEEE802.11に規定されたステーションとアクセスポイント間の通常の接続/認証手順にしたがって多機能アクセスポイントは、前記他のアクセスポイントを介して基幹LANへのデータパスを確立する。
【0035】
次に多機能アクセスポイントは具備されている複数のアクセスポイントモジュールの起動に移る。この時、フラグテーブルを参照することによりch3およびch4はすでに別のアクセスポイントが使用していることを認識できるため、フラグの立っていない、すなわち現在使用されていない周波数チャネルを順次アクセスポイントモジュールに通知し、それぞれのアクセスポイントモジュールを起動する。
【0036】
本実施例では、多機能アクセスポイントは第一のアクセスポイントモジュール12−aに対してch1を、第二のアクセスポイントモジュール12−bに対してはch2を割り当てている。
【0037】
以上のような手順により、本発明による多機能アクセスポイントは、起動時にすでに占有されている周波数チャネル以外のチャネルを用いて、具備されているアクセスポイントモジュールを動作させることができるため、同じ周波数チャネルを複数のアクセスポイントあるいは多機能アクセスポイントが使用する状態をさけることができ、効率的な通信が実現できる。
【0038】
また本実施例において、多機能アクセスポイントのステーションモジュールはSS−IDが同一の他のアクセスポイントを見つけることができたために基幹LANへの接続処理を行ったが、仮に接続するべきアクセスポイントが存在しない場合においては、当該多機能アクセスポイントは基幹LANへの接続パスを得ることができないだけであり、本発明の意図する周波数チャネルの最適な割り当て方法は同様に機能する。
【0039】
(他の実施例)
前記第一の実施例では、5ギガヘルツ帯無線LANという同一の周波数大域、変復調方式、アクセス方式を持った無線LANシステムにおける本発明の効果を説明した。
【0040】
しかしながら、例えば2.4GHz帯無線LANの様に、すべての周波数チャネルが完全には分離されておらずオーバーラップが許容されているようなシステムや、あるいは無線LANから見て全く異なるアクセス方式で動作するBluetoothシステムなどが同じ周波数帯域に共存するような場合については、本発明にかかわる第二の請求項による多機能アクセスポイントが有効である。そこで、図を参照しながら本発明に係る他の実施例における無線LANシステムについて説明する。
【0041】
図4は本発明における多機能アクセスポイントの他の内部構成例を示した図である。本実施例では2個の2.4GHz帯無線LANのアクセスポイントモジュールにより移動端末を収容し、かつ基幹LANへは同じく2.4GHz帯無線LANステーションモジュールによって接続される構成とした。図中、多機能アクセスポイント501は、第一のアクセスポイントモジュール11−aおよび第二のアクセスポイントモジュール11−b、さらに2.4GHz帯無線LANステーションモジュール21を具備しており、これらはシステムバス10によってマイクロプロセッサ13に接続されている。
【0042】
本実施例においてプロセッサ13は2.4GHz帯無線LANシステムで使用される数だけの干渉レベルフィールドをテーブルとして保持している。本例ではこのフィールドをプロセッサ内のレジスタに持たせているが、たとえばRAM14などのメモリに実装することも可能である。
【0043】
図5は本発明による多機能アクセスポイントの初期動作を示したフロー図である。まず、多機能アクセスポイント501は起動されると各種初期化の後、保持している干渉レベルフィールドの内容をすべてクリアする。そして、多機能アクセスポイント501は具備されている無線LANステーションモジュール21の受信部を用いて、各周波数チャネルの干渉レベルを測定する。例えば、無線LAN周波数チャネルとして14チャネルが利用できるとすると、ch1からch14までのすべての周波数チャネルに対して順次スキャンしていく。そして各々測定した干渉レベル値を干渉レベルフィールドに記録していく。
【0044】
すべての周波数チャネルのスキャンが終了すると、当該多機能アクセスポイントは具備されている複数のアクセスポイントモジュールの起動に移る。この時、干渉レベルフィールドの全ての値から最低値となる周波数チャネルを選択し、アクセスポイントモジュールに通知する。この動作を具備されているアクセスポイントモジュールの数だけ繰り返す。すでに割り当てたチャネルを再度割り当てることを避けるために、多機能アクセスポイント501は割り当てた周波数チャネルに対応する干渉レベルフィールドに対して、その都度最大値に書き換える。
本実施例では、干渉レベルの低い周波数チャネルの中で、ch4を第一のアクセスポイントモジュールに、ch11を第二のアクセスポイントモジュールに割り当てている。
【0045】
以上のような手順により、本発明による多機能アクセスポイントは、起動時に各周波数チャネルの外来干渉レベルを測定し、比較的干渉の小さい周波数チャネルを用いて具備されているアクセスポイントモジュールを動作させることができるため、データパケットの衝突/再送の回数を減少させ効率的な通信が実現できる。
【0046】
【発明の効果】
以上図を用いて説明してきたように、本出願に係る発明によれば、多機能アクセスポイントは起動時にステーションモジュールによって無線空間の周波数チャネルをモニタリングすることにより、内蔵されたアクセスポイントモジュールに最適な周波数チャネルを選択させることが可能となり、複数のアクセスポイントモジュールが動作する無線LANシステムにおける通信の効率化という効果が得られた。また、本発明に係わる第一の請求項ではチャネル選択の手段として無線LANシステムのフレームを受信することであり、第二の請求項では干渉レベルを測定することであるが、これらの手段を併せた方法であっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例における多機能アクセスポイントの内部構成図
【図2】日本国内での5GHz帯無線LANの周波数チャネルを示した図
【図3】本発明の第一の実施例における多機能アクセスポイントの動作フロー図
【図4】本発明の他の実施例における多機能アクセスポイントの内部構成図
【図5】本発明の他の実施例における多機能アクセスポイントの動作フロー図
【図6】無線LANシステムのシステム構成図
【図7】多機能アクセスポイントを用いた無線LANシステムのシステム構成図
【図8】従来の多機能アクセスポイントの内部構成図
【図9】多機能アクセスポイントを用いた無線LANシステムのシステム構成図
【図10】従来の多機能アクセスポイントの内部構成図
【符号の説明】
101…移動端末
102…アクセスポイント
103…有線基幹LAN
104…多機能アクセスポイント
105…2.4GHz帯無線LAN移動端末
106…5GHz帯無線LAN移動端末
107…Bluetooth端末
201…5GHz帯無線LANのセル
202…2.4GHz帯無線LANのセル
203…Bluetoothのセル
501…多機能アクセスポイント
10…システムバス
11…2.4GHz帯無線LANアクセスポイントモジュール
12…5GHz帯無線LANアクセスポイントモジュール
13…Bluetoothアクセスポイントモジュール
14…マイクロプロセッサ
15…RAM
16…ROM
17…有線LANトランシーバ
18…有線LAN
21…ステーションモジュール
14…マイクロプロセッサ
15…RAM
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless local area network (wireless LAN) system including a plurality of mobile terminals that communicate using a wireless transmission path, and an access point serving as a base station for controlling connection of the mobile terminals. More particularly, the present invention relates to a wireless LAN system using a multifunctional access point having a plurality of access point modules in a single housing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a wireless LAN system has been used as a highly portable network system that is not restricted by a communication cable. In recent years, in particular, an improvement in transmission speed in a wireless communication section, spread of a notebook computer, and applications suitable for mobile communication have been made. With the emergence of, etc., it is showing a dramatic spread. Particularly, as a wireless LAN system using radio waves in the 2.4 GHz and 5 GHz bands, a wireless LAN system defined by the IEEE 802.11 standard group has been widely used.
[0003]
Advantages of such a wireless LAN system include not only a feature that a cable connection is unnecessary and a free layout of equipment in a living room is possible, but also considering a portability as a mobile terminal, the wireless LAN system may be close to a connection point. For example, it is a very convenient system that can be freely connected to the in-house main LAN even in different places such as a living room and a meeting room in a company, and can perform the same work as one's desk at any place. Further, in recent years, it has become possible to connect to the Internet from a connection point outdoors by a connection service provider, commonly called a hot spot, using a terminal owned by the user.
[0004]
FIG. 6 shows a system configuration diagram of a general wireless LAN system. The wireless LAN system includes a plurality of mobile terminals called stations 101 and a base station called an access point 102. In the wireless LAN system, all stations share and use a single wireless channel allocated to the cell. Therefore, in order to avoid packet collision, the packet transmission timing of each station is set according to the Media Access Control (MAC) protocol. Controlled. In a wireless LAN system, a method called CSMA / CA is used as a MAC protocol. In this CSMA / CA method, each station performs carrier sense on a wireless medium for a predetermined period before transmitting a packet, and After confirming that is not occupied, the packet transmission is started.
[0005]
Also, depending on the location where each terminal is located, each station may not be able to receive signals transmitted by all stations with each other. In order to avoid packet collision due to a so-called hidden terminal problem, each station is used in a wireless LAN. Some MAC protocols use a distribution coordination function (DCF) using RTS / CTS frames based on CSMA / CA, and a point coordination function (PCF) that performs control by polling from an access point. By doing so, a multiple access function is realized.
[0006]
Such a form of the wireless LAN operated under the control of the access point is called an infrastructure mode, and managing the operation mode is the first role of the access point.
[0007]
Another role of the access point is to bridge data packets between a wireless section and a wired LAN that is generally connected to a main LAN. In the figure, the access point 102 has a wired LAN interface, and is thereby connected to the wired LAN 103.
[0008]
At this time, the access point must have at least a function as a wired-to-wireless bridge capable of absorbing the difference between the wireless LAN protocol and the wired LAN protocol, and additionally have other network functions such as packet routing and a DHCP server. It is also possible to implement.
[0009]
The operation of an access point is indispensable for operating a wireless LAN system in this way, but the number of mobile terminals that can be accommodated per access point is limited, especially in an environment with a large number of mobile terminals. In some cases, a plurality of access points are installed at the same point in order to increase the total number of mobile terminals accommodated.
[0010]
In recent years, not only 2.4 GHz band systems but also 5 GHz band radio waves have been used as wireless LANs. In response to demands such as bridging between modulation and demodulation systems such as a Bluetooth system and a system having different access protocols such as a Bluetooth system, a multifunctional access point having a plurality of access point modules in a single housing has been devised.
[0011]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional wireless LAN system using multifunctional access points. In the figure, it is assumed that a multi-function access point 104 supports three systems of a 2.4 GHz band wireless LAN, a 5 GHz band wireless LAN, and Bluetooth. Now, a group of wireless LAN mobile terminals 105 in the 2.4 GHz band form the first cell 201 according to the frequency band in the 2.4 GHz band and the access protocol of IEEE 802.11.
[0012]
Further, the 5 GHz band wireless LAN mobile terminals 106 form a second cell 202 according to the 5 GHz band frequency band and the IEEE 802.11 access protocol, and the Bluetooth mobile terminals 107 form a third cell 203 similarly. ing. These mobile terminals perform wireless communication with each other in each cell, and at the same time, data transfer between cells is performed by the multi-function access point 104. Furthermore, since the multi-function access point is connected to the wired LAN 103, it is possible to exchange data packets communicated in the cells 201, 202, and 203 in the wireless section with the wired backbone LAN.
[0013]
FIG. 8 is a diagram showing an example of the internal configuration of the multifunction access point shown in the conventional example. The multi-function access point 501 incorporates a plurality of access point modules in a single housing, that is, a 2.4 GHz band wireless LAN access point module 11, a 5 GHz band wireless LAN access point module 12, and a Bluetooth access point module 13. These are connected to the system bus 10. Further, the multi-function access point 104 is provided with a wired LAN transceiver 17 together with a microprocessor 14 for controlling, a RAM 15 as a work memory, a ROM 16 as a program storage memory, and the like, and is connected to a wired LAN network 18. ing. In this conventional example, the multi-function access point 104 is connected to the main LAN by the wired LAN transceiver 17, but a configuration in which this portion is replaced with wireless communication is also conceivable.
[0014]
FIG. 9 is a configuration diagram of a wireless LAN system using a multi-function access point in a form of wirelessly connecting to the main LAN, and FIG. 10 shows an internal configuration example of the multi-function access point. In FIG. 10, the multi-function access point includes a 2.4 GHz band wireless LAN station module 21, and the access point module includes two 2.4 GHz band wireless LAN access points 11 and a Bluetooth access point 13. ing.
[0015]
The multifunctional access point wirelessly communicates with the access point 102 connected to the main LAN as shown in FIG. At this time, the station module 21 mounted on the multi-function access point 501 operates as a station for the access point 102.
[0016]
In view of such an operation state, in this wireless LAN system in FIG. 9, the cell 201-b generated by the access point 102 connected to the main LAN and the access point modules # 1 and # 2 in the multifunction access point are provided. There are three wireless LAN cells in total, including the cell 201-a generated by.
[0017]
When a plurality of wireless LAN cells exist in the same geographical area, a problem of mutual radio wave interference occurs. Furthermore, since there are Bluetooth terminals using the same 2.4 GHz band radio wave in this system, mutual communication may collide unless proper access control on the time axis or appropriate frequency channel assignment is performed. This may result in a significant decrease in communication efficiency.
[0018]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-358059 is known as a conventional technique for avoiding a failure caused by a plurality of access points operating in the same area.
[0019]
In this conventional example, a plurality of installed access points form a synchronization frame on the condition that no synchronization frame has arrived from another access point after a delay time set by the probability of uniform distribution independent of each other. A transmitting means is employed to prevent collision of synchronization frames between access points, and to provide a method in which a plurality of access points coexist.
[0020]
However, in this conventional example, although a plurality of access points can coexist, the plurality of access points use the same frequency channel in a time-division manner, and further control access to the channel based on probability. Therefore, the usage efficiency is significantly reduced as compared to a situation where only a single access point is operated.
[0021]
Therefore, when multiple access points are installed in the same area, or in a system such as a multi-function access point in which multiple access points are provided in the same housing, each access point uses a different frequency channel. In this case, efficient communication can be performed by an appropriate method of selecting the frequency channel.
[0022]
Next, as a conventional example of a wireless LAN system using a plurality of frequency channels, there is JP-A-2001-11575. This conventional example is a technology as a wireless repeater, and has a configuration in which a data packet transmitted from an access point or a station is frequency-converted by an analog circuit and retransmitted on another frequency channel.
[0023]
The purpose is to expand the geographical area that one access point can control, but the same data packet will be transmitted on multiple frequency channels at the same time, resulting in reduced efficiency of frequency utilization. Since the analog signal is frequency-converted, the signal-to-noise ratio of the original signal is not improved.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a multi-function access point including a plurality of access point modules, when a frequency channel used by each access point module cannot be appropriately assigned from among a plurality of available frequency channels, the There is a problem that communication efficiency is reduced.
[0025]
In view of these circumstances, the present invention allows a built-in access point module to select an optimal frequency channel in a multi-function access point having a station module as a means for connecting to a main LAN, thereby improving communication efficiency compared to the related art. To provide a wireless LAN system with high security.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a feature of the multi-function access point used in the invention according to the present application is that, immediately after activation, a station module provided in the access point sequentially receives all of the frequency channels in the radio space. Means for storing the use state of each frequency channel detected as a result of this, and a step of transmitting an unused and low-interference frequency channel to an access point module provided in the multifunctional access point. It is in.
[0027]
These means and steps have an effect of effectively assigning a frequency to an access point module provided in the multi-function access point.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example)
The operation of the multi-function access point of the wireless LAN system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a multi-function access point according to the present invention. In the present embodiment, the mobile terminal is accommodated by two access point modules of the 5 GHz band wireless LAN, and the main LAN is connected by the same 5 GHz band wireless LAN station module. In the figure, a multi-function access point 501 includes a first access point module 12-a, a second access point module 12-b, and a station module 21, which are connected to the microprocessor 13 by the system bus 10. It is connected.
[0030]
In this embodiment, the processor 13 holds as many flags as tables used in the 5 GHz band wireless LAN system. In this example, this flag is provided in a register in the processor. However, the flag may be implemented in a memory such as the RAM 14. The frequency channels that can be used in the wireless LAN are defined by standards and laws for each country and region. For example, in Japan, 5.17 GHz, 5.19 GHz, 5.21 GHz, and 5.10 GHz as shown in FIG. Four channels of 23 GHz are available. Here, in this example, the number of frequency channels is set to four. However, there may be cases where more frequency channels can be used in other countries and regions. In this case, the present invention can be applied similarly. Now, as shown in FIG. 2, these four frequency channels are referred to as ch1, ch2, ch3, and ch4, respectively.
[0031]
FIG. 3 is a flowchart illustrating an initial operation of the multi-function access point according to the present invention. First, when the multi-function access point is started, it clears all the contents of the held flags after various initializations. Then, the multi-function access point attempts to receive a beacon frame from another access point considered to be present in the vicinity by using the provided station module.
[0032]
At this time, scanning is sequentially performed on all the frequency channels from ch1 to ch4. However, now, there are two other access points connected to the wired backbone LAN near the multi-function access point. It is assumed that the points constitute a cell using ch3 and ch4, and the access point using ch3 has the same SS-ID as the station module in the multifunctional access point. Suppose
[0033]
At this time, the multi-function access point sequentially scans from ch1, but since only the ch3 and ch4 receive signals from other access points connected to the main LAN, the flag is set only in this case.
[0034]
When the scanning of all the frequency channels is completed, the multi-function access point informs the beacon frame from the beacon frame that the access point constituting the cell using ch3 in the vicinity has the same ID as its own SS-ID. Since it can be recognized, the multifunctional access point makes a connection request to this access point using the station module provided. From here on, the multi-function access point establishes a data path to the backbone LAN via the other access point according to the normal connection / authentication procedure between the station and the access point specified in IEEE 802.11.
[0035]
Next, the multi-function access point shifts to activation of the plurality of access point modules provided. At this time, by referring to the flag table, ch3 and ch4 can recognize that another access point is already in use. Therefore, the frequency channels for which no flag is set, that is, the currently unused frequency channels are sequentially transmitted to the access point module. Notify and start each access point module.
[0036]
In this embodiment, the multi-function access point allocates ch1 to the first access point module 12-a and ch2 to the second access point module 12-b.
[0037]
According to the above procedure, the multi-function access point according to the present invention can operate the provided access point module using a channel other than the frequency channel already occupied at the time of start-up, so that the same frequency channel Can be avoided from being used by a plurality of access points or multi-function access points, and efficient communication can be realized.
[0038]
Also, in this embodiment, the station module of the multi-function access point performed a connection process to the main LAN because another access point having the same SS-ID was found, but there is an access point to be temporarily connected. Otherwise, the multi-function access point simply cannot obtain a connection path to the backbone LAN, and the optimal allocation method of the frequency channel of the present invention functions similarly.
[0039]
(Other embodiments)
In the first embodiment, the effects of the present invention in the wireless LAN system having the same frequency band, modulation / demodulation method, and access method of 5 GHz band wireless LAN have been described.
[0040]
However, for example, a system in which all frequency channels are not completely separated and overlap is allowed, such as a 2.4 GHz band wireless LAN, or an access method completely different from the wireless LAN. In the case where Bluetooth systems or the like coexist in the same frequency band, the multi-function access point according to the second aspect of the present invention is effective. Therefore, a wireless LAN system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0041]
FIG. 4 is a diagram showing another example of the internal configuration of the multi-function access point according to the present invention. In the present embodiment, the mobile terminal is accommodated by two 2.4 GHz band wireless LAN access point modules, and connected to the main LAN by the same 2.4 GHz band wireless LAN station module. In the figure, a multi-function access point 501 includes a first access point module 11-a, a second access point module 11-b, and a 2.4 GHz band wireless LAN station module 21. 10 is connected to the microprocessor 13.
[0042]
In this embodiment, the processor 13 holds as many tables of interference level fields as used in the 2.4 GHz band wireless LAN system. In this example, this field is provided in a register in the processor. However, the field may be implemented in a memory such as the RAM 14, for example.
[0043]
FIG. 5 is a flowchart illustrating an initial operation of the multi-function access point according to the present invention. First, when the multi-function access point 501 is started up, it clears all the contents of the held interference level field after various initializations. Then, the multi-function access point 501 measures the interference level of each frequency channel using the receiving unit of the wireless LAN station module 21 provided. For example, assuming that 14 channels can be used as wireless LAN frequency channels, scanning is sequentially performed on all frequency channels from ch1 to ch14. Then, the measured interference level values are recorded in the interference level field.
[0044]
When the scanning of all the frequency channels is completed, the multi-function access point starts to activate a plurality of access point modules provided. At this time, the lowest frequency channel is selected from all the values in the interference level field, and the selected channel is notified to the access point module. This operation is repeated by the number of access point modules provided. In order to avoid re-assigning the already assigned channel, the multi-function access point 501 rewrites the interference level field corresponding to the assigned frequency channel to the maximum value each time.
In this embodiment, ch4 is assigned to the first access point module and ch11 is assigned to the second access point module among the frequency channels with low interference levels.
[0045]
According to the above procedure, the multi-function access point according to the present invention measures the external interference level of each frequency channel at the time of startup, and operates the access point module provided using the frequency channel with relatively small interference. Therefore, the number of data packet collisions / retransmissions can be reduced and efficient communication can be realized.
[0046]
【The invention's effect】
As described above with reference to the drawings, according to the invention of the present application, the multi-function access point monitors the frequency channel in the wireless space by the station module at the time of startup, thereby making the multifunction access point optimal for the built-in access point module. A frequency channel can be selected, and an effect of increasing communication efficiency in a wireless LAN system in which a plurality of access point modules operate is obtained. Further, the first claim according to the present invention is to receive a frame of a wireless LAN system as a means for channel selection, and the second claim is to measure an interference level. This method is also included in the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the internal configuration of a multi-function access point according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a diagram showing a frequency channel of a 5 GHz band wireless LAN in Japan; FIG. FIG. 4 is an operation flow diagram of a multi-function access point in an embodiment. FIG. 4 is an internal configuration diagram of a multi-function access point in another embodiment of the present invention. FIG. 5 is an operation flow of a multi-function access point in another embodiment of the present invention. FIG. 6: System configuration of wireless LAN system FIG. 7: System configuration of wireless LAN system using multi-function access point FIG. 8: Internal configuration of conventional multi-function access point FIG. 9: Multi-function System configuration diagram of wireless LAN system using access point [FIG. 10] Internal configuration diagram of conventional multi-function access point [Description of symbols]
101 mobile terminal 102 access point 103 wired backbone LAN
104 multi-functional access point 105 2.4 GHz band wireless LAN mobile terminal 106 5 GHz band wireless LAN mobile terminal 107 Bluetooth terminal 201 5 GHz band wireless LAN cell 202 ... 2.4 GHz band wireless LAN cell 203 ... Bluetooth Cell 501 Multifunctional access point 10 System bus 11 2.4 GHz band wireless LAN access point module 12 5 GHz band wireless LAN access point module 13 Bluetooth access point module 14 Microprocessor 15 RAM
16 ... ROM
17 Wired LAN transceiver 18 Wired LAN
21 station module 14 microprocessor 15 RAM

Claims (2)

衝突回避型キャリアセンス多元接続によって複数の無線周波数チャネルを用いて無線通信を行う無線LANシステムにおいて、
前記無線LANシステムは互いにパケットの伝送を行う複数の端末局と多機能アクセスポイントから構成され、
前記多機能アクセスポイントは前記複数の端末局のアクセス制御を行う複数のアクセスポイントモジュールと基幹LANへ無線によって接続するためのステーションモジュールを具備し、
前記多機能アクセスポイントは前記複数のアクセスポイントモジュールおよびステーションモジュール間でデータパケットの交換を行い、
前記多機能アクセスポイントは前記無線LANシステムが利用できる周波数チャネル数分のフラグを持ち、
前記多機能アクセスポイントは起動時に前記ステーションモジュールによって前記複数の周波数チャネルごとに受信を行い、
前記多機能アクセスポイントは前記複数の周波数チャネルを受信した結果、他の無線LANシステムからのフレームを受信した場合に当該周波数チャネルのフラグを立て、
前記多機能アクセスポイントは前記複数のアクセスポイントモジュールに対して前記周波数チャネルフラグの内、フラグの立っていない周波数チャネルを割り当てることを特徴とする無線LANシステム。
In a wireless LAN system for performing wireless communication using a plurality of radio frequency channels by a collision avoidance type carrier sense multiple access,
The wireless LAN system includes a plurality of terminal stations and a multi-function access point that transmit packets to each other,
The multi-function access point includes a plurality of access point modules for performing access control of the plurality of terminal stations and a station module for wirelessly connecting to a main LAN.
The multi-function access point exchanges data packets between the plurality of access point modules and station modules;
The multi-function access point has flags for the number of frequency channels available to the wireless LAN system,
The multi-function access point performs reception for each of the plurality of frequency channels by the station module at startup,
As a result of receiving the plurality of frequency channels, the multi-function access point sets a flag for the frequency channel when receiving a frame from another wireless LAN system,
The wireless LAN system, wherein the multi-function access point allocates a frequency channel with no flag among the frequency channel flags to the plurality of access point modules.
衝突回避型キャリアセンス多元接続によって複数の無線周波数チャネルを用いて無線通信を行う無線LANシステムにおいて、
前記無線LANシステムは互いにパケットの伝送を行う複数の端末局と多機能アクセスポイントから構成され、
前記多機能アクセスポイントは前記複数の端末局のアクセス制御を行う複数のアクセスポイントモジュールと基幹LANへ無線によって接続するためのステーションモジュールを具備し、
前記多機能アクセスポイントは前記複数のアクセスポイントモジュールおよびステーションモジュール間でデータパケットの交換を行い、
前記多機能アクセスポイントは前記無線LANシステムが利用できる周波数チャネル数分の干渉レベルデータフィールドをメモリとして保持し、
前記多機能アクセスポイントは起動時に前記ステーションモジュールによって
前記複数の周波数チャネルごとに干渉レベルを測定し、
前記多機能アクセスポイントは前記複数の周波数チャネルの干渉レベルを測定した結果を、前記干渉レベルデータフィールドに記憶し、
前記多機能アクセスポイントは前記複数のアクセスポイントモジュールに対して前記干渉レベルデータフィールドの値の小さい周波数チャネルを優先して割り当てることを特徴とする無線LANシステム。
In a wireless LAN system for performing wireless communication using a plurality of radio frequency channels by a collision avoidance type carrier sense multiple access,
The wireless LAN system includes a plurality of terminal stations and a multi-function access point that transmit packets to each other,
The multi-function access point includes a plurality of access point modules for performing access control of the plurality of terminal stations and a station module for wirelessly connecting to a main LAN.
The multi-function access point exchanges data packets between the plurality of access point modules and station modules;
The multi-function access point holds, as a memory, interference level data fields for the number of frequency channels available to the wireless LAN system,
The multi-function access point measures an interference level for each of the plurality of frequency channels by the station module at startup,
The multi-function access point stores a result of measuring the interference level of the plurality of frequency channels in the interference level data field,
The wireless LAN system, wherein the multi-function access point preferentially allocates a frequency channel having a small value of the interference level data field to the plurality of access point modules.
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