JP2004320249A

JP2004320249A - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム

Info

Publication number: JP2004320249A
Application number: JP2003109482A
Authority: JP
Inventors: Masataka Wakamatsu; 正孝若松
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】一対多又は多対多の通信において使用可能な各チャネルを評価して使用チャネルを動的に選択する。
【解決手段】無線ネットワーク内の各局で使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し、該計測値の時間的な総和を当該局のチャネル評価結果とし、各局において求められたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求め、最も良いチャネル評価結果を得たチャネルを当該無線ネットワークにおける使用チャネルとして選択する。干渉信号レベルを軟判定し、平均的な評価を扱うことになり、無線ネットワークの実態に即した結果が得られる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の無線通信装置で構成される無線ネットワークで動作する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、無線ネットワーク内で使用する周波数チャネルを動的に選択する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、無線ネットワークにおいて使用可能な各チャネルの干渉レベルなどを評価して使用チャネルを動的に選択する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、一対多又は多対多の通信において使用可能な各チャネルを評価して使用チャネルを動的に選択する無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
コンピュータの高機能化に伴い、複数のコンピュータを接続してＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）を構成し、ファイルやデータなどの情報の共有化や、あるいはプリンタなどの周辺機器の共有化を図ったり、電子メールやデータの転送などの情報の交換を行なったりすることが盛んに行なわれている。
【０００４】
従来のＬＡＮでは、光ファイバーや同軸ケーブル、あるいはツイストペア・ケーブルを用いて、有線で各コンピュータが接続されている。ところが、このような有線によるＬＡＮでは、接続のための工事が必要であり、手軽にＬＡＮを構築することが難しいとともに、ケーブルが煩雑になる。また、ＬＡＮ構築後も、機器の移動範囲がケーブル長によって制限されるため、不便であった。そこで、従来の有線方式によるＬＡＮの配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。この種の無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの端末を比較的容易に移動させることができる。
【０００５】
情報機器が普及し、オフィス内に多数の機器が混在し、各機器同士が無線ネットワークで接続されているような通信環境を想定した場合、同じ空間に複数の無線ネットワークが共存するという事態が発生し得る。このような場合、各無線ネットワーク間で無線信号を多重化する多元接続技術が必要となる。
【０００６】
従来、無線通信における多元接続技術としては、時間分割多重（ＴＤＭＡ：ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）や、周波数分割多重（ＦＤＭＡ：ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）が知られている。ＴＤＭＡでは同じ周波数チャネルを時分割により共有する。これに対し、ＦＤＭＡでは、使用可能な周波数帯域を分割してできたチャンネル数だけ同じ空間に無線ネットワークを収容することができる。
【０００７】
無線チャネルの選択に関しては、基地局又は端末が各チャネルの干渉信号レベルを評価して所定の閾値と比較して判定を行なう方法や（例えば、特許文献１、特許文献２を参照のこと）、干渉の相対レベルを比較する方法（例えば、特許文献３を参照のこと）、所望波対妨害波比を所定の閾値と比較する方法（例えば、特許文献４を参照のこと）などが提案されている。
【０００８】
しかしながら、いずれも１対１の通信を前提としているものであり、無線ＬＡＮのように１対多あるいは多対多の通信におけるチャネル選択は考慮されていない。
【０００９】
また、従来の多くの無線通信では、伝送モード（ＰＨＹモード）は１つであるため、干渉状況の評価に当たっては、通信可能か不可能かを閾値などで１／０判定している。このことからも、複数のＰＨＹモードから、その時点での最適なＰＨＹモードを選択して通信する無線ＬＡＮシステムには適合していない。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６２−１５９４１号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５８６６７号公報
【特許文献３】
特開平１１−２８５０５８号公報
【特許文献４】
特開平７‐２４５７７６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、無線ネットワークにおいて使用可能な各チャネルの干渉レベルなどを評価して使用チャネルを動的に選択することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、１対多又は多対多の通信において使用可能な各チャネルを評価して使用チャネルを動的に選択することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、複数の局から構成され、且つ複数のＰＨＹモードから使用する伝送モードを選択できるように構成された無線ネットワークにとって最適なチャネルを動的に選択することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、複数の無線局で構成され、無線ネットワーク内で使用するチャネルを動的に選択する無線通信システムであって、
無線ネットワーク内の各局で、使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し、該計測値の時間的な総和を当該局のチャネル評価結果とし、
無線ネットワーク内の各局において求められたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求め、最も良いチャネル評価結果を得たチャネルを当該無線ネットワークにおける使用チャネルとして選択する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００１５】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００１６】
ここで、無線ネットワークの各局では、干渉信号レベルをチャネル評価値として、使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を軟判定し、無線ネットワーク内の各局において求められた軟判定結果のチャネル毎の総和に基づいて使用チャネルを選択する。
【００１７】
例えばランダム・アクセスを行なう無線ネットワークでは、平均的には干渉信号レベルは低く、比較的大きな干渉が単発的に発生するという状況がごく普通に見受けられる。この場合、単純に閾値による判定を行なうと、総合的には良好であっても干渉のあるチャネルと判定されてしまう。
【００１８】
これに対し、本発明では、ある局における決められた時間毎に測定された干渉信号レベルの総和をとることにより、干渉信号レベルを軟判定し、平均的な評価を扱うことになり、無線ネットワークの実態に即した結果が得られる。すなわち、本発明によれば、このような無線ネットワーク内の各局の協働的動作により、無線ネットワーク内の各局における使用可能な周波数チャネル毎の干渉状況をより正確に表現することができる。
【００１９】
また、無線ネットワーク内の各局において求められたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求める際に、各局が要求している伝送帯域を重み付けした加重平均を使用することにより、複数局で構成される無線ネットワーク全体のスループットを極大化する周波数チャネルを好適に選択することができる。
【００２０】
また、無線ネットワークは特定の基地局の制御下でネットワーク動作を行なうものであっても良い。このような場合、前記の各無線局は前記基地局が送信するビーコン又はその他の既知信号の所望波対妨害波比（ＣＩＲ）をチャネル評価値として計測することができる。
【００２１】
また、基地局がチャネル選択の制御を行なうようにしても良い。すなわち、前記の各無線局は求めたチャネル評価結果を前記基地局宛てに送信し、前記基地局はチャネル毎に各無線局におけるチャネル評価結果の総和を求め、最も良いチャネル評価結果を得たチャネルを当該無線ネットワークにおける使用チャネルに設定するようにする。
【００２２】
このような場合、前記の各無線局は、前記基地局からの要求に応じてチャネル評価値を測定し、又は自らの測定結果に基づいて、前記基地局宛てにチャネル評価結果を送信するようにすればよい。
【００２３】
また、チャネル選択時の干渉評価で期待できる伝送品質に対して実際の伝送品質が一定割合以下となったことに応答して再度チャネル選択を行なうようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明の第２の側面は、使用チャネルを動的に選択する無線ネットワークにおいて無線通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
使用可能な複数のチャネルの中から選択して受信する受信ステップと、
使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し、該計測値の時間的な総和を当該チャネルの評価結果として求めるチャネル評価ステップと、
各チャネルについてのチャネル評価結果を外部に報告する評価結果報告ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００２５】
本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、無線ネットワーク内でこれら複数のコンピュータ・システムがそれぞれ無線局として動作することにより、本発明の第１の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００２８】
本発明は、複数の局から構成され、且つ複数のＰＨＹモードから使用する伝送モードを選択できるように構成された無線ＬＡＮにとって最適なチャネルを動的に選択するものである。ここで言うチャネル選択は、ネットワークが最初に構築される際、又は通信を開始した後に、そのチャネルにおいて干渉などが発生し、ネットワークを他の周波数チャネルに移行させるかどうかを決める際に行なわれるものを指している。
【００２９】
図１には、本発明に係る無線ネットワーク内で動作することができる無線通信装置１００の機能構成を模式的に示している。
【００３０】
図示の通り、この無線通信装置１００は、インターフェース１０１と、メモリ・バッファ１０２と、無線送信部１０３と、アンテナ１０４と、情報記憶部１０５と、中央制御部１０６と、無線受信部１０７と、チャネル評価部１０８とで構成されている。なお、ここに示した構成と同じ働きをする別の構成で代用することも可能なため、この構成に限定されるものではない。
【００３１】
無線通信装置１００は、中央制御部１０６の統括的なコントロールの下で、他の無線通信装置との間で情報通信を実現することができる。中央制御部１０６は、例えば、マイクロプロセッサで構成され、情報記憶部１０５に格納されている動作手順命令（プログラム・コード）を実行するという形態で無線通信に関する装置動作を制御する。
【００３２】
インターフェース１０１では、接続される機器（図示せず）から供給される情報があれば、無線伝送を行なうために、その伝送用情報をメモリ・バッファ１０２に格納するとともに、無線伝送先の情報を中央制御部１０６に通知する。これに対し、中央制御部１０６では、所定の送信タイミングで無線送信部１０３に送信指示を発行する。これに応答して、無線送信部１０３では、メモリ・バッファ１０２に格納されている伝送情報をアンテナ１０４から無線送信する。
【００３３】
また、無線送信部１０３は、複数の周波数チャネルを使用可能であり、中央制御部１０６からの指令に従った周波数チャネルを選択して無線送信する。
【００３４】
無線受信部１０７は、所定の受信タイミングで受信処理を行ない、自己の無線通信装置１００宛ての伝送情報を受信した場合には、その情報をメモリ・バッファ１０２に一旦格納する。そして、中央制御部１０６の動作によりメモリ・バッファ１０２上で伝送情報を再構築して、インターフェース１０１を介して接続される機器（図示せず）に供給する。
【００３５】
また、無線受信部１０７は、複数の周波数チャネルを使用可能であり、中央制御部１０６からの指令に従った周波数チャネルを選択して無線受信することができる。
【００３６】
チャネル評価部１０８は、中央制御部１０６からの指令に応答して、無線受信部１０７において受信された所定周波数チャネルの無線信号から干渉信号レベル、あるいはビーコンや既知信号についてのＣＩＲ（所望波対妨害波比）などを所定の精度で測定し、チャネル評価結果として中央制御部１０６へ通知する。また、中央制御部１０６は、各チャネルにおけるチャネル評価結果を情報記憶部１０５に格納しておく。
【００３７】
なお、インターフェース１０１を介して接続される機器は、例えば、パーソナル・コンピュータやＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）などの情報処理機器である。この種の情報処理機器は、本来は無線通信機能を装備していないが、図１に示すような通信装置と接続することにより、機器本体で処理したデータを無線伝送したり、他の装置からの伝送情報を受信したりすることができるようになる。
【００３８】
本発明に係る無線ネットワークは、複数の局から構成され、且つ複数のＰＨＹモードから使用する伝送モードを選択できるように構成された無線ＬＡＮにとって最適なチャネルを動的に選択するものであるが、その前提として、無線ネットワーク内の各無線通信装置は以下の機能を備えているものとする。
【００３９】
（Ａ）所定の周波数チャネルを選択して受信できること
（Ｂ）干渉信号レベル又はＣＩＲを所定の精度で測定できること
（Ｃ）（Ｂ）の測定結果を対象チャネル毎に記憶できること
（Ｄ）一連のチャネル評価プロセスを制御できること
【００４０】
このような前提の下で、無線ネットワーク内では以下に示す処理手順に従ってチャネル選択を行なうことができる。
【００４１】
（０）ネットワーク内のある局から「チャネル評価要求」が他局に対して送信される。
（１）ネットワーク内の各局は第１の周波数チャネルでの干渉信号レベルの絶対値を測定し、測定結果を決められた刻みで量子化する。
（２）（１）の測定を所定回数だけ行ない、各量子化された干渉レベルの総和をもってその局の第１のチャネルにおける干渉レベルとする。
（３）（２）の試験を使用可能なすべての周波数チャネル又はその一部に対して実施する。
（４）各局は各周波数チャネルの干渉レベル評価結果を「チャネル評価要求」の送信元の局に返信する。
（５）「チャネル評価要求」送信元の局は、各周波数チャネル毎にネットワーク内の各局が測定した干渉レベルの総和を求め、最も干渉レベルが低いチャネルをこのネットワークが使用するチャネルとして設定する。
【００４２】
このような無線ネットワーク内の各局の協働的動作により、無線ネットワーク内の各局における使用可能な周波数チャネル毎の干渉状況をより正確に表現することができる。また、複数局で構成される無線ＬＡＮシステム全体のスループットを極大化する周波数チャネルを好適に選択することができる。
【００４３】
ここで、本実施形態に係る無線ネットワーク内の各局において行なわれる干渉信号レベルに基づくチャネルの評価方法について詳解する。
【００４４】
図２には、無線ネットワーク内のある局において測定された干渉信号レベルの時間的変化を示している。
【００４５】
同図に示す例は、無線ネットワーク内のある局において、ある所定の周波数チャネルにおける干渉信号レベルの絶対値を測定し、測定結果を決められた時間間隔毎に刻み量子化している。図示の結果からは、平均的には干渉信号レベルは低く、比較的大きな干渉が単発的に短時間発生していることが分かる。このようなチャネル干渉の状況は、とりわけランダム・アクセスを行なう無線ＬＡＮシステムではごく普通に見られる。
【００４６】
この場合、単純に閾値による判定を行なう（あるいはその他の硬判定を行なう）と、総合的には良好であっても干渉のあるチャネルと判定されてしまう。確かに、短時間の干渉は存在するが、他の時間では良好な通信が期待できるので、この判定は実態を十分反映しているとは言えない。
【００４７】
これに対し、本実施形態によるチャネル選択方法では、各局における決められた時間毎に測定された干渉信号レベルの総和をとることにより、干渉信号レベルを軟判定し、平均的な評価を扱うことになるので、無線ネットワークの実態に即した結果が得られる。このように干渉信号レベルの総和を使う評価方法では、総和が等しければ同じ干渉レベルとみなす。実際、一定時間あたりのデータ伝送量を考えるとほぼ同程度になると思われるので、このチャネル選択方法は理に適っている。
【００４８】
また、図３には、多数の局から構成される無線ネットワークにおいて、各局毎に干渉信号レベルを評価した結果に基づいて無線ネットワークにおいて使用するチャネルを選択する方法の比較を示している。
【００４９】
ここでは、無線ネットワークには、ノード１〜４の４台の無線通信装置が存在し、無線ネットワークはチャネルＡ又はチャネルＢの２つを選択可能であるとする。
【００５０】
評価結果を示す図３の左欄は、各ノード１〜４において、チャネルＡ及びチャネルＢのそれぞれにおける干渉信号レベルを閾値との比較により０／１判定した結果である。図示の例では、ノード１ではチャネルＡの方が良好、その他のノード２〜４ではチャネルＢの方が良好という結果が得られている。これらの総和すなわち多数決の原理に従うと、無線ネットワークとしてはチャネルＢの方が選択されることになる。
【００５１】
また、評価結果を示す図３の右欄では、各ノード１〜４において、決められた時間毎に測定された干渉信号レベルの総和をとることによりチャネルを評価した結果を示している。すなわち、各ノード１〜４では、チャネルＡ及びチャネルＢのそれぞれにおける干渉信号レベルの絶対値を測定し、測定結果を決められた時間間隔毎に刻み量子化し、量子化された干渉レベルの総和を以ってノードにおける該当チャネルの干渉レベルとしている。但し、干渉レベルの数値が大きいほど干渉が大きいことを示すものとする。
【００５２】
図示の例では、チャネルＡに関しては、各ノード１〜４における干渉レベルの評価結果はそれぞれ１０、１０、１０、１１を示し、無線ネットワーク全体ではこれらの総和である４１が干渉レベルの評価結果となる。また、チャネルＢに関しては、各ノード１〜４における干渉レベルの評価結果はそれぞれ５０、８、８、１０を示し、無線ネットワーク全体ではこれらの総和である７６が干渉レベルの評価結果となる。したがって、この無線ネットワークは、より干渉レベルの低いチャネルＡが選択されることになる。
【００５３】
閾値判定と、干渉レベルの総和に基づく判定とを比較した場合、ノード２〜４においては両者の判定結果は一致するものの、ノード１では判定結果が逆転している。とりわけランダム・アクセスを行なう無線ＬＡＮシステムでは、比較的大きな干渉が単発的に短時間発生することから（前述及び図２を参照のこと）、単純な閾値判定と干渉レベルの総和に基づく判定では判定結果が相違することがある。このような場合、後者の判定方法によれば、決められた時間毎に測定された干渉信号レベルの総和をとることにより、平均的な評価を扱うことになり、無線ネットワークの実態に即した結果が得られる。
【００５４】
図３に示す例では、ノード２〜４においてはチャネルＡとチャネルＢとで干渉レベルに大きな差はないが、ノード１ではチャネルＢで大きな干渉が存在する。これは、図４に示すように、無線ネットワークの通信可能な範囲で、ノード２〜４が比較的近距離に存在するが、ノード１のみが隣接する他の無線ネットワークの近隣に存在しているように配置において起こり得る。
【００５５】
このような状況で、従来の干渉信号レベルの相対比較による１／０判定を行なうと、図３の左欄に示したような結果となる。すなわち、ノード１以外はすべてチャネルＢを選択している。ノード１〜４の選択結果を総合すると、チャネルＢが最適なチャネルとして選択される。しかし、実際には、チャネルＢを選択すると、ノード１と他のノードの通信は干渉が大きいため、再送が増加したり、比較的低Ｓ／Ｎで通信可能なＰＨＹモードを使用したりするため、データ伝送の効率は劣悪である。この場合、干渉の原因となる近隣ネットワーク内のノードにおいても伝送効率も当然に悪化する。
【００５６】
これに対し、本実施形態によるチャネル選択方法では、チャネル毎に干渉信号レベルの総和をとって比較するので、チャネルＡが選択される。このため、ノード２〜４では、チャネルＢに比べて若干の伝送レートの悪化が生じるものの、ノード１との通信時における干渉が大幅に緩和されるので、トータルとして見るとデータ伝送の効率はよい。
【００５７】
本発明に係るチャネル選択方法に関する幾つかの変形例を以下に挙げておく。
【００５８】
（１）干渉信号レベルの代わりに希望波対妨害波比を使用する。
（２）ネットワークに全体を制御する基地局が存在する場合、この基地局がチャネル選択を制御する。
（３）干渉信号レベルの量子化に当たって、各ノードの干渉レベルの総和を求める際に、そのノードの要求している伝送帯域を考慮した加重平均を使用する。要求伝送帯域が大きく変化した場合、再度チャネル選択を実施する。
（４）チャネル選択時の干渉評価で期待できる伝送品質に対して、実際の伝送品質が一定割合以下である場合、再度チャネル選択を行なう。
【００５９】
無線ネットワーク内の各局において干渉レベルを評価する際に、要求伝送帯域を重み付けして総和をとることで、全体の伝送レートの最適化をさらに図ることができる。図５には、図３に示したチャネルの干渉レベルを評価する際に、要求伝送帯域を重み付けした結果を示している。
【００６０】
同図において、左欄は、図３の右欄に示した、各ノード１〜４において決められた時間毎に測定された干渉信号レベルの総和をとることによりチャネルを評価した結果を示している。すなわち、チャネルＡに関しては、各ノード１〜４における干渉レベルの評価結果はそれぞれ１０、１０、１０、１１を示し、無線ネットワーク全体ではこれらの総和である４１が干渉レベルの評価結果となる。また、チャネルＢに関しては、各ノード１〜４における干渉レベルの評価結果はそれぞれ５０、８、８、１０を示し、無線ネットワーク全体ではこれらの総和である７６が干渉レベルの評価結果となる。
【００６１】
また、図５の右欄は、同図の左欄に示した各干渉レベルの測定結果に対して要求伝送帯域を重み付けしている。この場合、ノード１〜４に対してそれぞれ０．１、１．０、１．０、２．０という重み付けを付与していることから、各ノード１〜４における干渉レベルの重み付き評価結果はそれぞれ１、１０、１０、２２を示し、無線ネットワーク全体ではこれらの総和である４３が干渉レベルの重み付き評価結果となる。また、チャネルＢに関しては、各ノード１〜４における干渉レベルの重み付き評価結果はそれぞれ５、８、８、２０を示し、無線ネットワークではこれらの総和である４１が干渉レベルの評価結果となる。したがって、この無線ネットワークは、より干渉レベルの低いチャネルＡが選択されることになる。
【００６２】
図３に示した例では、ノード１以外はすべてチャネルＢを選択しているが、チャネルＢを選択すると、ノード１と他のノードの通信は干渉が大きく、再送が増加したり、比較的低Ｓ／Ｎで通信可能なＰＨＹモードを使用したりするため、ノード１との通信時における干渉の大幅な緩和を考慮して、チャネルＡが選択される。
【００６３】
これに対し、図５に示す例では、ノード１と他のノードの通信は干渉が大きく、再送が増加したり、比較的低Ｓ／Ｎで通信可能なＰＨＹモードを使用したりすることになるが、ノード１における要求伝送帯域が小さいことから、無線ネットワーク全体でスループットが極大化するように、チャネルＢが選択されることになる。
【００６４】
また、無線ネットワークが所定の基地局の制御下で各無線局がネットワーク動作するような場合、基地局からはビーコンやその他の既知信号が所定のタイミングで送出される。このような場合には、各無線局は、干渉信号レベルに代えて、これら既知信号についての所望波対妨害波比（ＣＩＲ）をチャネル評価値として計測するようにしてもよい。
【００６５】
また、無線ネットワークが所定の基地局の制御下で各無線局がネットワーク動作するような場合、基地局がチャネル選択を制御するようにしてもよい。すなわち、各無線局において求められたチャネル評価結果を基地局宛てに送信し、基地局がチャネル毎に各無線局におけるチャネル評価結果の総和を求め、最も良いチャネル評価結果を得たチャネルを当該無線ネットワークにおける使用チャネルとして設定するようにする。
【００６６】
このような場合、各無線局は、基地局からの要求に応じて干渉レベルを測定してこれを基地局に返すようにしてもよい。あるいは、各無線局は自ら干渉レベルを測定し、基地局宛てにチャネル評価結果を送信するようにしてもよい。
【００６７】
図６には、基地局の制御下で動作する無線ネットワークにおいて、基地局がチャネル選択を制御するための処理手順の一例をフローチャートの形式で示している。
【００６８】
まず、基地局は、移動局をカウントするための変数ｋ及びチャネルを指定するための変数ｊをそれぞれ初期値０に設定する（ステップＳ１）。
【００６９】
そして、基地局は、移動局ｋにチャネルｊの干渉信号レベルの測定を指示する（ステップＳ２）。移動局ｋでは、基地局からの指示に応答して、干渉信号レベルを所定回数だけ評価し、その総和を量子化し（ステップＳ３）、その評価結果を基地局に返信する（ステップＳ４）。
【００７０】
ここで、基地局は、ｋが無線ネットワーク内の移動局の総数Ｎに到達したかどうかを判断し（ステップＳ５）、未だ移動局の総数Ｎに到達していない場合にはｋを１だけ増分し（ステップＳ９）、ステップＳ２に戻って、次の移動局についての干渉信号レベルの評価及びその取得を繰り返し実行する。
【００７１】
また、ｋが無線ネットワーク内の移動局の総数Ｎに到達した場合には、基地局は、チャネルｊについての各移動局における評価結果の総和Ｓ_ｊを計算する（ステップＳ６）。このとき、各移動局が要求している伝送帯域を重み付けした加重平均を使用するようにしてもよい。
【００７２】
次いで、基地局は、ｊが当該無線ネットワークにおいて使用可能なチャネルの総数Ｍに到達したかどうかを判別する（ステップＳ７）。未だチャネルの総数Ｍに到達していない場合にはｊを１だけ増分し（ステップＳ１０）、ステップＳ２に戻って、次の使用可能チャネルについて各移動局毎の干渉信号レベルの評価及びその取得を繰り返し実行する。
【００７３】
また、ｊが当該無線ネットワークにおいて使用可能なチャネルの総数Ｍに到達した場合には、基地局は、評価結果の総和Ｓ_ｊが最小値となるチャネルを特定し、これを選択の候補とする（ステップＳ８）。
【００７４】
なお、同じ周波数帯を使用するＨｙｐｅｒＬＡＮ／２又はその他のシステムとの相互の干渉を回避しつつ、使用可能な周波数チャネルを公平に利用可能にすることを目的として、ＤＦＳ（ＤｙｎａｍｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｅｌｅｃｔｉｏｎ）なる規格が策定されている（但し、ＤＦＳのアルゴリズムはＨｙｐｅｒＬＡＮ／２の規格外である）。
【００７５】
ＤＦＳを行なうために、無線ネットワーク内のアクセス・ポイント（ＡＰ）は、各周波数チャネルの干渉評価結果を収集し、適切なチャネルを選択しなければならない。この動作は各ＡＰで独立して行なわれる。
【００７６】
ＤＦＳのプロトコルでは、ＡＰは自ネットワーク内の移動局（ＭＴ）に対して干渉測定とそのレポートを要求することができる。これに対し、ＭＴは要求に従って測定を行ない、その結果をＡＰに報告する。あるいは、ＭＴは自ら干渉測定を行なってＡＰに結果のレポートを行なうようＡＰに要求することができる。ＡＰは、この要求に従って測定結果をＭＴから取り込んでも良いし、要求を無視しても良い。
【００７７】
このＤＦＳの仕組みに、本発明に係るチャネル選択時におけるチャネルの評価方法を適用することも可能である。
【００７８】
［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、無線ネットワークにおいて使用可能な各チャネルの干渉レベルなどを評価して使用チャネルを動的に選択することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００８０】
また、本発明によれば、一対多又は多対多の通信において使用可能な各チャネルを評価して使用チャネルを動的に選択することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００８１】
また、本発明によれば、複数の局から構成され、且つ複数のＰＨＹモードから使用する伝送モードを選択できるように構成された無線ＬＡＮにとって最適なチャネルを動的に選択することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００８２】
本発明に係る無線通信システムによれば、無線ネットワーク内の各局の干渉状況をより正確に表現することができる。また、複数局で構成される無線ＬＡＮシステム全体のスループットを極大化する周波数チャネルを好適に選択することができる。特に、要求伝送帯域を重み付けして考慮することでより最適化を図ることができる。この結果、限られた周波数チャネルの中で隣接ネットワークを含めた最適なチャネル選択を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線ネットワーク内で動作することができる無線通信装置１００の機能構成を模式的に示した図である。
【図２】無線ネットワーク内のある局において測定された干渉信号レベルの時間的変化を示した図である。
【図３】多数の局から構成される無線ネットワークにおいて、各局毎に干渉信号レベルを評価した結果に基づいて無線ネットワークにおいて使用するチャネルを選択する方法の比較を示した図である。
【図４】各ノードの配置例を示した図である。
【図５】要求伝送帯域を重み付けしてチャネル毎の干渉を評価した結果を示した図である。
【図６】基地局の制御下で動作する無線ネットワークにおいて、基地局がチャネル選択を制御するための処理手順の一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１００…無線通信装置
１０１…インターフェース
１０２…メモリ・バッファ
１０３…無線送信部
１０４…アンテナ
１０５…情報記憶部
１０６…中央制御部
１０７…無線受信部
１０８…チャネル評価部

Claims

複数の無線局で構成され、無線ネットワーク内で使用するチャネルを動的に選択する無線通信システムであって、
無線ネットワーク内の各局で、使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し、該計測値の時間的な総和を当該局のチャネル評価結果とし、
無線ネットワーク内の各局において求められたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求め、最も良いチャネル評価結果を得たチャネルを当該無線ネットワークにおける使用チャネルとして選択する、
ことを特徴とする無線通信システム。
無線ネットワークの各局では、干渉信号レベルをチャネル評価値として計測する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
無線ネットワークの各局では使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を軟判定し、無線ネットワーク内の各局において求められた軟判定結果のチャネル毎の総和に基づいて使用チャネルを選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
無線ネットワーク内の各局において求められたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求める際に、各局が要求している伝送帯域を重み付けした加重平均を使用する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記無線ネットワークは特定の基地局の制御下で各無線局がネットワーク動作を行ない、
前記の各無線局は前記基地局が送信するビーコン又はその他の既知信号の所望波対妨害波比（ＣＩＲ）をチャネル評価値として計測する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記無線ネットワークは特定の基地局の制御下で各無線局がネットワーク動作を行ない、
前記の各無線局は求めたチャネル評価結果を前記基地局宛てに送信し、前記基地局はチャネル毎に各無線局におけるチャネル評価結果の総和を求め、最も良いチャネル評価結果を得たチャネルを当該無線ネットワークにおける使用チャネルに設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記の各無線局は、前記基地局からの要求に応じてチャネル評価値を測定し、又は自らの測定結果に基づいて、前記基地局宛てにチャネル評価結果を送信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
チャネル選択時の干渉評価で期待できる伝送品質に対して実際の伝送品質が一定割合以下となったことに応答して再度チャネル選択を行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
使用チャネルを動的に選択する無線ネットワークにおいて動作する無線通信装置であって、
使用可能な複数のチャネルの中から選択して受信する受信手段と、
使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し、該計測値の時間的な総和を当該チャネルの評価結果として求めるチャネル評価手段と、
各チャネルについてのチャネル評価結果を外部に報告する評価結果報告手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
前記チャネル評価手段は、使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を軟判定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
前記無線通信装置は特定の基地局の制御下でネットワーク動作を行ない、
前記チャネル評価手段は前記基地局が送信するビーコン又はその他の既知信号の所望波対妨害波比（ＣＩＲ）をチャネル評価値として計測する、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
前記無線通信装置は特定の基地局の制御下でネットワーク動作を行ない、
前記チャネル評価手段は前記基地局からの要求に応じてチャネル評価値を測定し又は自ら測定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
使用チャネルを動的に選択する無線ネットワークにおいて無線通信を行なうための無線通信方法であって、
使用可能な複数のチャネルの中から選択して受信する受信ステップと、
使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し、該計測値の時間的な総和を当該チャネルの評価結果として求めるチャネル評価ステップと、
各チャネルについてのチャネル評価結果を外部に報告する評価結果報告ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
前記チャネル評価ステップでは、使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を軟判定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信方法。
特定の基地局の制御下で無線ネットワークにおいて無線通信を行なっており、
前記チャネル評価ステップでは前記基地局が送信するビーコン又はその他の既知信号の所望波対妨害波比（ＣＩＲ）をチャネル評価値として計測する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信方法。
特定の基地局の制御下で無線ネットワークにおいて無線通信を行なっており、
前記チャネル評価手段は前記基地局からの要求に応じてチャネル評価値を測定し又は自ら測定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信方法。
使用チャネルを動的に選択する無線ネットワークにおいて基地局として動作する無線通信装置であって、
無線ネットワーク内で動作する各局において使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し該計測値の時間的な総和により求められたチャネル評価結果を収集する評価結果収集手段と、
各局から収集されたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求め、最も良いチャネル評価結果を得たチャネルを当該無線ネットワークにおける使用チャネルとして選択するチャネル選択制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
前記チャネル選択制御手段は、無線ネットワーク内の各局において求められたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求める際に、各局が要求している伝送帯域を重み付けした加重平均を使用する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
前記評価結果収集手段は、無線ネットワーク内の各局に対しチャネル評価結果を要求し、各局からの要求に対する報告を受信する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
前記チャネル選択制御手段は、チャネル選択時の干渉評価で期待できる伝送品質に対して実際の伝送品質が一定割合以下となったことに応答して再度チャネル選択を行なう、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
使用チャネルを動的に選択する無線ネットワークにおいて基地局として動作するための無線通信方法であって、
無線ネットワーク内で動作する各局において使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し該計測値の時間的な総和により求められたチャネル評価結果を収集する評価結果収集ステップと、
各局から収集されたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求め、最も良いチャネル評価結果を得たチャネルを当該無線ネットワークにおける使用チャネルとして選択するチャネル選択制御ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
前記チャネル選択制御ステップでは、無線ネットワーク内の各局において求められたチャネル評価結果のチャネル毎の総和を求める際に、各局が要求している伝送帯域を重み付けした加重平均を使用する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の無線通信方法。
前記評価結果収集ステップでは、無線ネットワーク内の各局に対しチャネル評価結果を要求し、各局からの要求に対する報告を受信する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の無線通信方法。
前記チャネル選択制御ステップでは、チャネル選択時の干渉評価で期待できる伝送品質に対して実際の伝送品質が一定割合以下となったことに応答して再度チャネル選択を行なう、
ことを特徴とする請求項２１に記載の無線通信方法。
使用チャネルを動的に選択する無線ネットワークにおいて無線通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
使用可能な複数のチャネルの中から選択して受信する受信ステップと、
使用可能な１以上のチャネルにおけるチャネル評価値を計測し、該計測値の時間的な総和を当該チャネルの評価結果として求めるチャネル評価ステップと、
各チャネルについてのチャネル評価結果を外部に報告する評価結果報告ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。