JP2006340353A - 無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信機器に無線通信チャンネル間の相互干渉現象が最小化された無線環境を提供しうる無線通信システム及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】同じ地域内に少なくとも一つ以上のＡＰが存在する場合、そのＡＰ群の無線通信接続状態に対する情報を周期的に提供され、上記無線通信接続状態に対する情報に基づいてＡＰの各々が端末機群と無線通信に使用する無線通信チャンネルを認知する。さらに、上記ＡＰ群が同じチャンネル又は隣接チャンネルを用いて現在無線通信を行う場合、その同じチャンネル又は隣接チャンネルを使用しているＡＰ群のうち、無線通信チャンネルを変更する少なくとも一つのＡＰを選択し、選択したＡＰのチャンネルを隣接チャンネルでないチャンネルに変更可能にする。
【選択図】図３

Description

本発明はノートパソコン(Notebook Computer)、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)及び無線制御ロボットなどのような端末機群に無線通信環境を提供する無線通信システムに係り、特に、端末機群が無線通信に用いるチャンネルが 相互干渉を起こすおそれのある場合、これを防止するためのシステム及び方法に関する。

近来、通信機能を有する機器(以下、端末機と称する)間に、ケーブルなどを用いて直接接続する有線通信環境の代わりに、無線ＬＡＮ(ＬＡＮ:Local Area Network)のような無線通信モジュールを用いる無線通信環境が一般に用いられている。かかる無線通信環境は、通信機能を有する機器、すなわち、上述したノートパソコン、ＰＤＡ及び無線制御が可能なロボット(すなわち、最近の掃除ロボット)のように無線通信モジュールを備えた端末機群(stations)と、上記少なくとも一つの端末機と所定の無線チャンネルを介してデータをやり取りし、そのデータをＩＳＰ(Internet Service Provider)のようにネットワークサービスを提供するサービス提供者に提供することによって、上記端末機群がインターネットサービスのようなネットワークサービスを提供可能にするＡＰ(Access Point)とを通じてなされる。このようなＡＰは、同じ加入者ＩＤ(Subscriber Identification)を有し、同じ一つの地域に少なくとも一つのＡＰが備えられることができる。ここで、上記加入者ＩＤは、所定の地域ごとに唯一に与えられる識別子をいう。

図１は、通常的な無線通信環境を提供する無線通信システムの例を示した図である。図１を参照すれば、同じ地域、すなわち、一つの加入者ＩＤを有するため、同じ地域として認められる地域的な範囲内で、二つのＡＰ１００，１０６が存在し、ＡＰ１００，１０６はそれぞれ二つの端末機と接続する。より詳しくは、ＡＰ１ １００は端末機１ １０２、端末機２ １０４と接続し、ＡＰ２ １０６は端末機３ １０８、端末機４ １１０とそれぞれ接続している。このような場合、ＡＰ１ １００とＡＰ２ １０６は、それぞれ、端末機１０２、１０４と、端末機１０８、１１０と無線通信に用いる無線チャンネルを設定する。さらに、ＡＰ１ １００とＡＰ２ １０６は、それぞれ無線通信に用いられるように、予め設定されたチャンネルのうち、いずれか一つを選択し、それぞれ接続した端末機１０２,１０４、端末機１０８,１１０と無線でデータを交換する。ここで、上記無線通信に用いられるように設定されたチャンネルは、例えば、ＡＰ１ １００、ＡＰ２ １０６がＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１１ｂ方式を用いる場合、２.４GHzに対して５MHzの間隔で設定された１３本のチャンネルのうち、いずれか一つとなり得る。

ここで、無線ＬＡＮ方式は各国ごとに少しの差はあるが、上記８０２．１１ｂ/ｇは２.４GHzの周波数帯で５MHzの間隔で離間する１３本のチャンネルを用いる。さらに、一般に許容される各チャンネルの幅は、８０２．１１ｂで２２MHz、８０２．１１ｇでは２０MHzなので、８０２．１１ｂとｇは三つの非重畳(non-overlapping)チャンネルを有することができる。したがって、チャンネル番号１，６，１１のチャンネルがその非重畳チャンネルとなる。次の表１は、上記８０２．１１ｂのチャンネル群に対する中心周波数の例を示す。

しかしながら、表１に示したように、実際の使用時に、各チャンネルが用いるシグナルエネルギーが２０MHz(あるいは２２MHz)からはずれなければ、非重畳チャンネルと定義できるが、実際はそうでない。図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃは、このような周波数のスペクトルマスク(spectrum Mask)を通じて周波数の干渉現象に対する例を示した図である。図２Ａは、８０２．１１ｂで用いられるチャンネルの周波数のスペクトルマスクの例で、８０２．１１ｂのシグナルの理論的なスペクトル(power vs frequency)を示す。より詳しくは、図２Ａは、チャンネルの中心における伝送出力(ｄＢr)が左右に１１MHzだけ離間した地点で３０ｄＢ(１/１,０００)だけ減少し、２２MHzだけ離間した地点では５０ｄＢ(１/２００,０００)だけ減少することを示す。

ここで、８０２．１１ｂ/ｇで用いられるチャンネルは、５MHzの間隔で離間しているため、隣接した二本のチャンネルが用いられると、その隣接した二本のチャンネルは重畳するようになる。図２Ｂは、このような隣接した二本のチャンネルに対する例を示した図である。図２Ｂを参照すれば、チャンネル１とチャンネル２との重畳部分２０１は、チャンネル２のシグナルからの出力がチャンネル１の主葉(main lobe-出力が最も大きい部分)と重なることを示す。したがって、図２Ｂに示したように、相当部分がチャンネル２の主葉とチャンネル１の主葉とで重なるため、二本のチャンネル間の通信遂行が難しくなる。これにより、二本のチャンネル間の通信に干渉現象が発生する。

図２Ｃは、このような干渉現象を起こすチャンネルの他の例を示した図である。図２Ｃを参照すれば、五本のチャンネル間隔のあるチャンネル群が重畳されているスペクトルマスクを示している。しかしながら、図２Ｃでも、各々のシグナルの出力が２２MHzチャンネルの境界で正確に分化しないので、所定のチャンネル間隔を有するチャンネルの場合でも、互いに重なる部分は存在する。この場合、チャンネル６の主葉に重なるチャンネル１１の出力部分２０２は、少なくともチャンネル１１の最大値より最小限３０ｄＢ(１/２,０００)だけ小さい。さらに、上記重畳出力部分が相互のチャンネルの作動に問題を起こさない程度に十分に小さいため、チャンネル６とチャンネル１１とは互いに周波数干渉現象にもかかわらず、通信が可能である。以下、上記干渉現象による影響を受けないチャンネルを、非重畳チャンネルと称する。さらに、このような周波数干渉により通信に影響を及ぼす範囲内のチャンネルを、隣接チャンネルと称する。したがって、上記チャンネル群が干渉現象による影響を受けないためには、チャンネル群が使用する周波数が干渉現象を起こさない所定の距離を保持する非重畳チャンネルして設定される必要がある。

一般的な無線通信システムにおいて、図１に示したように、一つの地域内に一つ以上のＡＰが存在することができる。これは一つのＡＰが無線通信環境を提供できる端末機の数が限定されているためである。したがって、同じ地域内、すなわち、同じ地域ごとに唯一に与えられるＩＤを有する一つ以上のＡＰが存在することができる。この場合、各々のＡＰがそれぞれ接続した端末機群と通信するためのチャンネルが、同じであるか、隣接したチャンネルの場合なので、相互干渉現象が発生することのあるチャンネルを用いることができる。すなわち、ＡＰ１ １００が端末機１ １０２、端末機２ １０４と無線通信チャンネル１を用いている場合、ＡＰ２ １０６が端末機３ １０８、端末機４ １１０とのチャンネルを設定するときに無線通信チャンネル１又はそのチャンネル１と隣接しているチャンネル２，３，４のうち、いずれか一つを選択して設定することができる。

このような場合、上記ＡＰ群が端末機群と通信するチャンネルは、無線通信チャンネル間の相互干渉を起こすことがある。ここで、無線通信チャンネル間の相互干渉とは、各々の通信チャンネルにより用いられる周波数が十分な間隔だけ離れてない場合、すなわち、十分に離間していない場合に発生する周波数間の干渉現象をいい、データ受信エラーの発生、帯域幅の減少あるいはＲＳＳＩ (Received Signal Strength Indicator:受信電界強度)の減少などが発生する現象をいう。したがって、通常的な無線通信システムの場合、このような無線通信チャンネル間の相互干渉現象の発生により、データ受信エラー、帯域幅の減少あるいは受信電界強度の減少などが発生するという問題点がある。

したがって、本発明の目的は、無線通信機器に無線通信チャンネル間の相互干渉現象が最小化された無線環境を提供しうる無線通信システム及び無線通信方法を提供することである。

このような目的を達成するために、本発明の一側面による無線通信システムは、無線通信機能を備えた少なくとも一つの端末機と、上記少なくとも一つの端末機と接続し、その接続した端末機との無線通信環境に対する無線環境情報を周期的にチェックする少なくとも一つのＡＰ(Access Point)と、上記少なくとも一つのＡＰから上記無線環境情報を受信し、上記受信された無線環境情報に応じて無線通信環境の変更が必要なＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群が存在する場合、上記ＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群の無線通信環境の設定を変更するように制御するサーバーと、を備えることを特徴とする。

さらに、本発明の他の側面によれば、無線通信機能を備えた少なくとも一つの端末機と、上記少なくとも一つの端末機と無線で接続し、加入者ＩＤ(Subscriber Identification)を共有する少なくとも一つのＡＰ(Access Point)と、上記少なくとも一つのＡＰが接続するサーバーと、を備えた無線通信システムの無線通信方法であって、上記各々のＡＰが、上記少なくとも一つの端末機との無線通信設定に対する無線通信接続情報を周期的にチェックする情報チェックステップと、上記サーバーが、上記少なくとも一つのＡＰから上記無線通信接続情報を受信する情報受信ステップと、上記サーバーが、上記受信された無線通信接続情報を分析して上記無線通信設定を変更するＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機が存在するかをチェックし、上記無線通信設定を変更するＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群の無線通信設定変更内容を含む設定変更メッセージを生成するメッセージ生成ステップと、上記サーバーが、上記生成された設定変更メッセージを、上記無線通信設定を変更するＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群に伝送する変更メッセージ伝送ステップと、上記ＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群が、上記設定変更メッセージを受信して、上記設定変更メッセージに応じて無線通信設定を変更する設定変更ステップと、を備えることを特徴とする 。

本発明によれば、同じ地域内に少なくとも一つ以上のＡＰが存在する場合、そのＡＰの無線通信接続状態に対する情報を周期的に提供され、無線通信接続状態に対する情報に基づいて上記ＡＰの各々が端末機群と無線通信に使用する無線通信チャンネルを認知する。前記ＡＰ群が同じチャンネル又は隣接チャンネルを用いて無線通信を行う場合、同じチャンネル又は隣接チャンネルを使用するＡＰ群のうち、無線通信チャンネルを変更する少なくとも一つのＡＰを選択し、選択したＡＰのチャンネルを隣接チャンネルでないチャンネルに変更可能にする。これにより、同じチャンネル又は隣接チャンネルによる無線通信チャンネル間の相互干渉現象を予め防止することができ、かつ、サーバーが直接にチャンネル変更及び無線通信状態の再調整のための変更メッセージを伝送することにより、端末機のチャンネル変更にかかる時間を低減することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。なお、下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。

まず、本発明の完全な理解のために、本発明の基本原理を説明する。本発明においては、同じ地域内に少なくとも一つ以上のＡＰが存在する場合、そのＡＰ群の無線通信接続状態に対する情報を周期的に提供され、上記無線通信接続状態に対する情報に基づいて各々のＡＰが端末機群と無線通信に用いる無線通信チャンネルを認知する。さらに、上記ＡＰ群が同じチャンネル又は隣接チャンネルを用いて無線通信を行う場合、同じチャンネル又は隣接チャンネルを用いるＡＰ群のうち、無線通信チャンネルを変更する少なくとも一つのＡＰを選択し、選択したＡＰのチャンネルを隣接チャンネルでないチャンネルに変更可能にする。ここで、隣接チャンネルとは、無線通信チャンネル間の相互干渉現象の発生可能性がある帯域幅範囲内のチャンネルをいう。例えば、ＡＰ群がＩＥＥＥ８０２．１１ｂを使用し、相互干渉現象の発生可能性がある帯域幅の範囲が２０MHzの場合、変更されるチャンネルは、他のＡＰで現在使用しているチャンネルより、五本以上のチャンネルが離間したチャンネルとなるべきである。

図３は、本発明による無線通信システムの構成例を示した図である。図３を参照すれば、本発明の実施形態による無線通信システムは、無線通信機能を備えた端末機３０４,３０６,３１０,３１２と、上記端末機群に無線通信環境を提供するためのＡＰ３０２,３０８と、サーバー３００とを備える。ここで、サーバー３００は、ＡＰ３０２,３０８及び端末機３０４,３０６,３１０,３１２から無線通信接続状態に対する情報(以下、無線通信接続情報と称する)を受信する。さらに、サーバー３００は上記受信した無線通信接続情報を通じて現在同じ地域に存在するＡＰ３０２,３０８が同じチャンネル、あるいは、隣接チャンネルを使用しているか否かをチェックする。

本発明による無線通信システムにおいて、ＡＰ３０２,３０８は、電源が入力されると、サーバー３００に接続した後に、サーバー３００に無線通信接続情報を提供する報告周期が満了したか否かをチェックする。ここで、報告周期が満了した場合、ＡＰ３０２は端末機３０４,３０６に上記端末機３０４,３０６に現在接続されている無線通信状態を確認しうる無線接続情報の伝送を要請し、ＡＰ３０８は端末機３１０,３１２に上記端末機３１０,３１２に現在接続されている無線通信状態を確認しうる無線接続情報の伝送を要請する。上記ＡＰ３０２,３０８は、端末機３０４,３０６,３１０,３１２から無線接続情報を受信した後に、現在自分の無線通信接続状態をサーバー３００に知らせる無線通信接続情報を生成してサーバー３００に伝送する。次の表２は、ＡＰ３０２,３０８及び端末機３０４,３０６,３１０,３１２がサーバー３００に提供する無線通信接続情報の例を示している。

表２を参照すれば、Subscriber ＩＤは上記ＡＰ群が位置した地域に対する固有ＩＤ情報を含み、ＩＰ addressはサーバー３００に無線通信接続情報を伝送するＡＰまたは端末機のＩＰアドレス情報を含む。かつ、サービスＩＤは、サーバー３００が無線通信サービスのための管理機能の他に、例えば、端末機３０４,３０６,３１０，３１２にＶＯＤ(Video On Demand)のような画像サービスなどの機能を提供できる場合、現在提供するサービスの種類を区別するためのＩＤをいう。さらに、ＥＳＳＩＤはＡＰ３０２,３０８の固有ＩＤを示し、装置タイプは、無線通信接続情報を生成した装置がＡＰあるいは端末機であるかを区別するためのものである。さらに、無線ＬＡＮタイプは、現在使用している無線通信方式が、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｇの方式のうち、いずれかに基づくことを知らせるための情報である。

図２に示したように、無線通信接続情報には、ＡＰ群及び端末機群が現在位置した地域に対する情報と、現在設定された無線通信チャンネルに対する情報と、各ＡＰの識別情報と、ＡＰ及び端末機の場合、相異なる装置タイプなどに対する情報とが含まれている。これにより、本発明によるサーバー３００は、ＡＰ３０２,３０８の無線通信接続情報を受信する場合、同じ地域に幾つのＡＰが存在するか、ＡＰ群で使用しているチャンネルはなにか、かつ、ＡＰ群が同じチャンネル又は相互干渉現象を起こす恐れのある隣接チャンネルを使用しているかをチェックすることができる。次の表３は、サーバー３００が複数のＡＰ及び端末機群から無線通信接続情報を受信して生成した無線環境ＤＢ(Database)の例を示している。

表３を参照すれば、一つの地域内にＡＰ１、ＡＰ２を固有ＩＤとして有する二つのＡＰが存在し、ＥＳＳＩＤがＡＰ１であるＡＰには一つの端末機(ＩＰアドレス 310.222.199.181)、ＥＳＳＩＤがＡＰ２であるＡＰには二つの端末機(ＩＰアドレス:310.222.199.191,310.222.199.192)が接続していることがわかる。さらに、サーバー３００は、上記受信された無線通信接続情報を通じて一つの地域内に位置するＡＰ１とＡＰ２とがチャンネル１を使用していることがわかる。したがって、このように同じチャンネル又は干渉現象が発生するおそれのある隣接チャンネルの使用を認知すれば、本発明による無線通信システムのサーバー３００は、ＡＰ１とＡＰ２のうち、いずれか一つを選択する。その後、選択されたＡＰ及びその選択されたＡＰと接続している端末機群が現在使用しているチャンネルと、干渉現象が発生するおそれのあるチャンネルの範囲外のチャンネルのうち、いずれか一つを選択する。次に、サーバー３００は、上記選択されたチャンネルに無線通信チャンネルを変更するというチャンネル変更メッセージを生成して選択されたＡＰ及び選択されたＡＰと接続した端末機群に伝送する。ここで、次の表４は、このようなチャンネル変更メッセージの例を示す。しかしながら、表３による無線通信状態チェックの結果、チャンネルには異常が無くても、送信出力の変更が必要であるか、無線通信時のデータ伝送速度変更が必要な場合に、このようなチャンネル変更メッセージの内容を挿入して上記ＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群の無線通信状態を制御することができる。

したがって、このようなチャンネル変更メッセージが受信されると、上記ＡＰ及び端末機群は、表４に示したように、チャンネル変更メッセージ内に含まれた変更されるチャンネルの番号にチャンネルを変更する。仮に、チャンネル変更メッセージに出力強度の変更値や伝送速度の変更値が含まれている場合、ＡＰと端末機群はその変更値に応じて無線通信接続状態を再び調整する。したがって、本発明では、同じチャンネルあるいは隣接チャンネルによる無線通信チャンネル間の相互干渉現象を予め防止することができる。さらに、本発明による無線通信システムにおいては、ＡＰのみならず、端末機群までサーバーが直接チャンネル変更及び無線通信状態の再調整のための変更メッセージを伝送することにより、上記端末機群のチャンネル変更にかかる時間を最小化し、その端末機群を直接制御することができる。

図４は、本発明による無線通信システムにおいて、サーバーが少なくとも一つのＡＰから無線通信接続情報を受信し、チャンネルの変更が必要なＡＰ及び端末機群が使用する無線通信チャンネルを変更する動作過程を示した流れ図である。図４においては、説明の便宜上、図３に示した端末機３０４,３０６,３１０,３１２と、ＡＰ３０２,３０８と、サーバー３００とを含む無線通信システムを例として説明する。

図４を参照すれば、ＡＰ１ ３０２とＡＰ２ ３０８は、電源が入力されると、ステップ４００でサーバー３００に、端末機３０４,３０６,３１０,３１２に提供するサービスの要請及び認証要請を行う。サーバー３００は、ＡＰ１ ３０２及びＡＰ２ ３０８から認証要請が入力されると、ステップ４０２に進んでＡＰ１ ３０２及びＡＰ２ ３０８の認証を行う。このステップ４０２で、サーバー３００の認証過程が終了すると、ＡＰ１ ３０２及びＡＰ２ ３０８はサーバー３００に接続するようになる。

その後、サーバー３００は、ステップ４０４に進んでステップ４００でのサービス提供要請に対する応答として、ＡＰ１ ３０２及びＡＰ２ ３０８に、上記要請したサービスを受けるサービスＩＤを与える。ＡＰ１ ３０２は、ステップ４２８で、上記端末機３０４,３０６から通信チャンネル接続設定が要請されたかどうかをチェックし、要請が存在する場合、端末機３０４,３０６と無線通信に使用する使用チャンネルを設定する。その端末機３０４,３０６と無線通信に使用する使用チャンネルが設定されれば、ＡＰ１ ３０２はステップ４３０に進んで表２に示したような無線通信接続情報をサーバー３００に提供する。

ＡＰ２ ３０８も同様に、ステップ４０６に進んで端末機３１０,３１２から通信チャンネル接続設定が要請されたかをチェックし、要請が存在する場合、端末機３１０,３１２と無線通信に使用する使用チャンネルを設定する。さらに、端末機３１０,３１２と無線通信に使用する使用チャンネルが設定されると、ＡＰ２ ３０８はステップ４０８に進んで表２に示したような無線通信接続情報をサーバー３００に提供する。

上記ＡＰ１ ３０２、ＡＰ２ ３０８から、それぞれ、無線通信接続情報を受信したサーバー３００は、ステップ４１０で、上記受信された無線通信接続情報に、表３に示したように無線環境ＤＢを生成する。サーバー３００は、ステップ４１２において、無線環境ＤＢに貯蔵された無線通信接続情報をチェックして同じ地域に存在するＡＰ群と、そのＡＰ群の各々に接続した端末機群との無線通信状態をチェックする。ステップ４１２において、サーバー３００は、該ＡＰ群が使用している通信チャンネルの間に相互干渉現象が発生したか否かをチェックする。ここで、サーバー３００が相互干渉現象が発生したかをチェックすることは、ＡＰ群の各々と端末機群とが使用する無線通信チャンネル群が交互に重なるか、あるいは、相互干渉が発生するおそれのある隣接チャンネルの範囲内にあるチャンネルを使用するかなどをチェックすることを含む。

ステップ４１２において、同じ地域に存在するＡＰ群と、そのＡＰ群の各々と接続した端末機群との無線通信に使用する無線通信チャンネルが同じであるか、相互干渉を起こさない程度に十分に離間して相互干渉を発生させない場合なら、ステップ４１０に進む。すなわち、サーバー３００は、ＡＰ１ ３０２、ＡＰ２ ３０８から入力される無線通信接続情報を受信し、受信された無線通信接続情報に、表３に示したように、無線環境ＤＢを生成する。

しかしながら、ステップ４１２でサーバー３００がＡＰ群及びそのＡＰ群の各々と接続した端末機群の無線通信に用いられる無線通信チャンネル群のうち、相互干渉をうけるチャンネルが存在すれば、サーバー３００は、ステップ４１４に進んでチャンネルを変更するＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群を選択し、上記選択されたＡＰ及び端末機群が使用するチャンネルを選択する。ここで、サーバー３００は、前記選択されたＡＰが存在する地域内で使用されないチャンネル群のうち、上記隣接チャンネルの範囲内に存在しないチャンネルの一つを選択することができる。さらに、上記隣接チャンネルの範囲内に存在しないチャンネルが現在使用中であれば、上記チャンネルを変更するために選択したＡＰ及び端末機群の送信出力を増加させることができる。このようなステップ４１４については、図５を参照して説明する。

ステップ４１４において、チャンネルを変更するＡＰ及び端末機群と、上記ＡＰ及び端末機群が変更されるチャンネルとが選択されると、サーバー３００は、ステップ４１６に進んで、チャンネルの変更が選択されたＡＰ及び端末機群に、チャンネル変更メッセージを伝送する。図４に示したステップ４１６は、サーバー３００が、上記チャンネルの変更が選択されたＡＰ及び端末機群としてＡＰ２ ３０８及びそのＡＰ２ ３０８に接続した端末機３１０,３１２を選択した場合の例を示している。この場合、サーバー３００で生成されたチャンネル変更メッセージはＡＰ２ ３０８に伝送され、ＡＰ２ ３０８は、ステップ４１８に進んで受信されたチャンネル変更メッセージを、端末機３１０,３１２に伝送する。その後、ＡＰ２ ３０８はステップ４２０でチャンネル変更メッセージに含まれているチャンネルにチャンネルを変更し、かつ、端末機３１０,３１２はステップ４２２に進んで上記チャンネル変更メッセージに含まれているチャンネルにチャンネルを変更する。さらに、ＡＰ２ ３０８はステップ４２４に進んで予め設定された無線通信接続情報を報告する報告周期が満了したか否かをチェックする。仮に、報告周期が満了した場合、ステップ４３２に進んで端末機３１０,３１２に無線通信接続情報を要請する。上記無線通信接続情報要請を受信した端末機３１０,３１２は、それに対する応答として、ステップ４３４に進んで、ＡＰ２ ３０８に、現在チャンネルの変更された無線通信接続情報を提供する。そして、ＡＰ２ ３０８は再びステップ４０８を行う。すなわち、端末機３１０,３１２から受信した無線通信接続情報及び自分の無線通信接続情報をサーバー３００に提供する。

一方、本発明による無線通信システムにおいて、チャンネル変更メッセージを受信しないＡＰは、無線通信接続情報の報告周期満了のみをチェックする。以下、ＡＰ１ ３０２及びＡＰ１ ３０２と接続した端末機３０４,３０６が、ステップ４１４でチャンネルが変更されるＡＰ及び端末機として選択されない場合を説明する。ＡＰ１ ３０２は、サーバー３００からチャンネル変更メッセージを受信する前までは、ステップ４２６に進んで予め設定された無線通信接続情報の報告周期のみをチェックする。仮に、ステップ４２６において、報告周期が満了した場合、ステップ４３６に進んでＡＰ１ ３０２と接続した端末機３０４,３０６に、無線通信接続情報を要請する。さらに、その無線通信接続情報要請を受信した端末機３０４,３０６は、これに対する応答として、ステップ４３８に進んで、ＡＰ１ ３０２に、現在の無線通信接続情報を提供する。その後、ＡＰ１ ３０２は再びステップ４３０を行う。すなわち、端末機３０４,３０６から受信した無線通信接続情報及び自分の無線通信接続情報をサーバー３００に提供する。したがって、本発明による無線通信システムでは、同じチャンネルまたは隣接チャンネルによる無線通信チャンネル間の相互干渉現象を予め防止することができ、かつ、サーバーが直接にチャンネル変更及び無線通信状態の再調整のための変更メッセージを伝送することにより、端末機群のチャンネル変更にかかる時間を最小化することができる。

図５は、図４のステップ４１４を詳しく示したフローチャートである。すなわち、図５は、本発明による無線通信システムのサーバーが、チャンネル干渉のおそれがあるチャンネルを変更するため、同じチャンネルあるいは隣接チャンネルを使用するＡＰのいずれか一つと、そのＡＰと接続した端末機群とを選択し、上記選択されたＡＰと端末機群とが使用するチャンネルを変更させる動作を示した図である。図５を参照すれば、図４のステップ４１２において、サーバー３００が、無線環境ＤＢで同じチャンネルあるいは隣接チャンネルの使用により干渉現象の影響を受けているチャンネルが存在することを認知すれば、サーバー３００はステップ５０２に進んで上記同じチャンネル又は隣接チャンネルを使用するいずれか一つのＡＰと、それと接続した端末機群との無線通信接続情報を選択する。さらに、サーバー３００は、ステップ５０４で、ステップ５０２で選択されたＡＰと端末機群とをチャンネル変更対象として選択する。

ステップ５０６において、サーバー３００は、現在使用しないチャンネルのうち、現在使用中のチャンネルと相互干渉現象を起こす干渉現象範囲外に存在する非重畳チャンネルが使用可能であるかをチェックする。例えば、ＡＰ１ ３０２とそれによる端末機３０４,３０６とがチャンネル８を用い、ＡＰ２ ３０８とそれによる端末機３１０,３１２とがチャンネル７を用いると仮定する。その場合、相互干渉を起こす隣接チャンネルの範囲を２０MHzと仮定し、チャンネル間の間隔を５MHzと仮定する。この場合、サーバー３００がステップ５０２でＡＰ２ ３０８と端末機３１０,３１２とを選択すれば、ステップ５０６でサーバー３００はＡＰ１ ３０２が使用するチャンネル８から１００MHz以上離間したチャンネル、すなわち、五本以上のチャンネルが離間したチャンネルのうち、使用可能なチャンネルが存在するか否かをチェックする。すなわち、サーバー３００は、チャンネル８から五本以上のチャンネルが離間したチャンネル１３、あるいは、チャンネル１乃至３のうち、いずれか一つが現在使用可能であるかをチェックする。

ここで、サーバー３００は、チャンネル間に予め設定された優先順位、すなわち、チャンネルの番号が大きい手順またはチャンネルの番号が小さい手順による予め設定された優先順位に応じて、このようなチャンネルが存在するかをチェックすることができる。仮に、ステップ５０６で離間したチャンネルのうち、その優先順位に応じて使用可能なチャンネルが存在しない場合、サーバー３００は現在使用可能な余りのチャンネルが存在しないことを認知した後に、ステップ５１２に進んでチャンネルの変更が選択されたＡＰ及び端末機群が現在使用する通信チャンネルの送信出力を増加させる。ステップ５１２については、図６を参照して詳しく説明する。

しかしながら、ステップ５０６において、上記余りのチャンネルが存在する場合、サーバー３００はステップ５０８に進んで上記余りのチャンネルのうち、非重畳チャンネルが存在するかをチェックして存在すれば、非重畳チャンネルのうち、いずれか一つを選択する。ここで、サーバー３００は、チャンネル使用度の効率を高めるために予め設定された手順、すなわち、非重畳チャンネルのうち、チャンネルの番号が小さいもの、あるいは、最も大きい番号のチャンネルを優先して選択する方法を使用することができる。ステップ５１０において、サーバー３００は、上記選択された非重畳チャンネルに、ステップ５０２で選択されたＡＰ及び端末機群がチャンネルを変更しうるチャンネル変更メッセージを生成する。その後、ステップ４１６を行う。すなわち、サーバー３００は上記生成されたチャンネル変更メッセージを該当ＡＰ及び端末機群に伝送する。

図６は、ステップ５１２で干渉現象が発生する干渉現象範囲外に現在使用しないチャンネルが存在しない場合、ステップ５０２でチャンネル変更対象として選択されたＡＰ及び端末機群の無線通信チャンネルの送信出力を増加させることにより、干渉現象の影響を低減するための動作のフローチャートである。図６を参照すれば、サーバー３００は、ステップ５０４のチャンネルチェックの結果、現在使用しないすべてのチャンネルが干渉現象を起こす範囲内にあるチャンネルの場合、ステップ６００に進んで現在チャンネル変更対象として選択されたＡＰ及び端末機群が使用する無線通信チャンネルの送信出力を測定する。その後、サーバー３００は、ステップ６０２で、上記チャンネル変更対象として選択されたＡＰ及び端末機群が使用する無線通信チャンネルと現在干渉現象を起こすチャンネルとの送信出力をチェックする。

次に、サーバー３００は、ステップ６０４において、干渉現象を起こすチャンネルの送信出力より、チャンネル変更対象のＡＰ及び端末機が使用するチャンネルの送信出力を大幅に増加させる。ここで、サーバー３００は、チャンネル変更対象の送信出力を予め設定された値だけ増加させることができる。さらに、サーバー３００は、ステップ６０６において、チャンネル変更対象として選択されたＡＰ及び端末機群が使用するチャンネルが、干渉現象を起こすチャンネルによる干渉現象の影響をチェックする。ここで、サーバー３００が干渉現象の影響をチェックする方法には、一定時間の間、テスト信号を送信し、それを受信した結果をチェックするか、あるいは、チャンネル間に重なる部分をチェックするなどの各種の方法があり得る。

サーバー３００は、ステップ６０８において、干渉現象による影響がチャンネルの作動に問題を起こす程度に大きいかをチェックする。ここで、干渉現象による影響がチャンネルの作動に問題を起こすかのチェックにおいて、サーバー３００は、ステップ６０６の結果による値が、予め設定された値以下又は予め設定された値以上となる場合、または、信号に基づく実際の動作及び信号受信程度に従って、これを上記影響がチャンネルの作動に問題を起こす程度に大きいと判定することができる。仮に、干渉現象による影響がチャンネルの作動に問題を起こす程度に大きければ、サーバー３００は再びステップ６０４に進んでチャンネル変更対象のＡＰ及び端末機群が使用する無線通信チャンネルの強度を増加させる。さらに、サーバー３００は、ステップ６０６、６０８及び６１０を通じて干渉現象による影響がチャンネル変更対象として選択されたＡＰ及び端末機群のチャンネルの作動に問題を起こす程度に大きいかをチェックする。

しかしながら、ステップ６０８で干渉現象による影響がチャンネルの作動に問題を起こす程度に大きくなければ、サーバー３００は、ＡＰ１ ３０２及びＡＰ２ ３０８から入力される無線通信接続情報を受信してステップ４１０の無線環境ＤＢを設定する。したがって、本発明では、予め設定された優先順位に応じて、干渉現象が発生しない使用可能な無線通信チャンネルが存在するか否かをチェックする。上記優先順位に応じてチェックした結果、使用可能な無線通信チャンネルが存在しない場合、干渉現象を起こす無線通信チャンネルのうち、いずれか一つの送信出力を増加させることにより、干渉現象の影響を低減することができる。

一方、上述した本発明の説明では、具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。特に、本発明の実施形態では、ＡＰ２がチャンネル変更メッセージを受信し、ＡＰ２とそのＡＰ２に接続した端末機群との通信チャンネルが変更される例を示したが、チャンネル変更メッセージがＡＰ１に伝送されることもできる。この場合、ＡＰ１とそのＡＰ１に接続した端末機群との通信チャンネルが変更可能なのは明らかである。したがって、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより定められるべきである。

端末機群に無線通信環境を提供する通常的な無線通信システムを示した例示図である。 ８０２．１１ｂシステムで用いられる一般的なチャンネルの周波数のスペクトルマスクの例を示した例示図である。 ８０２．１１ｂシステムで用いられる一般的なチャンネルの周波数のスペクトルマスクの例を示した例示図である。 ８０２．１１ｂシステムで用いられる一般的なチャンネルの周波数のスペクトルマスクの例を示した例示図である。 本発明による端末機群に無線通信環境を提供する無線通信システムを示した例示図である。 本発明による無線通信システムで、チャンネル干渉のおそれがある場合、特定のＡＰ及び端末機群のチャンネルが変更される動作過程を示したフローチャートである。 本発明による無線通信システムのサーバーが、チャンネル干渉のおそれがあるチャンネルを変更する動作過程を示したフローチャートである。 干渉現象を起こす干渉現象の範囲外に現在使用しないチャンネルが存在しない場合、チャンネル変更対象として選択されたＡＰ及び端末機群の無線通信チャンネルの送信出力を増加させる動作過程を示したフローチャートである。

符号の説明

１００ ＡＰ１
１０２ 端末機１
１０４ 端末機２
１０６ ＡＰ２
１０８ 端末機３
１１０ 端末機４
３００ サーバー
３０２,３０８ ＡＰ
３０４,３０６,３１０,３１２ 端末機

Claims (12)

1. 無線通信システムであって、
   無線通信機能を備えた少なくとも一つの端末機と、
   前記少なくとも一つの端末機と接続し、その接続した端末機との無線通信環境に対する無線環境情報を周期的にチェックする少なくとも一つのＡＰ(Access Point)と、
   前記少なくとも一つのＡＰから前記無線環境情報を受信し、前記受信された無線環境情報に応じて無線通信環境の変更が必要なＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群が存在する場合、前記ＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群の無線通信環境の設定を変更するように制御するサーバーと、
   を備えることを特徴とする無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信システム。
2. 前記サーバーは、前記無線環境情報に応じて、前記少なくとも一つのＡＰと、各ＡＰに接続した端末機群との無線通信に用いる無線通信チャンネルで、相互干渉の発生可能性を感知した場合、前記少なくとも一つのＡＰのうち、いずれか一つと、それに接続した端末機群とを制御して前記ＡＰと端末機群との間の無線通信チャンネルを変更することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信システム。
3. 前記サーバーは、無線通信チャンネル間の所定の優先順位に応じて、前記相互干渉の発生可能性がある前記少なくとも一つのＡＰのうち、いずれか一つと、それに接続した端末機群との間の無線通信チャンネルを変更することを特徴とする、請求項２に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信システム。
4. 前記サーバーは、前記無線通信チャンネルを変更するときに、現在変更可能なすべての無線通信チャンネルが前記相互干渉の発生可能性を有する場合、前記無線通信チャンネルの変更が選択されたＡＰと、それに接続した端末機群との間の無線通信チャンネルの送信出力を増加させることを特徴とする、請求項３に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信システム。
5. 前記サーバーは、ＵＲＣ(Ubiquitous Robot Companion)環境で用いられるサーバーであることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信システム。
6. 前記端末機は、前記ＵＲＣ環境で用いられる端末機であることを特徴とする、請求項５に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信システム。
7. 無線通信機能を備えた少なくとも一つの端末機と、前記少なくとも一つの端末機と無線で接続し、加入者ＩＤ(Subscriber Identification)を共有する少なくとも一つのＡＰ(Access Point)と、前記少なくとも一つのＡＰが接続するサーバーと、を備えた無線通信システムの無線通信方法であって、
   前記各々のＡＰが、前記少なくとも一つの端末機との無線通信設定に対する無線通信接続情報を周期的にチェックする情報チェックステップと、
   前記サーバーが、前記少なくとも一つのＡＰから前記無線通信接続情報を受信する情報受信ステップと、
   前記サーバーが、前記受信された無線通信接続情報を分析して前記無線通信設定を変更するＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機が存在するかをチェックし、前記無線通信設定を変更するＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群の無線通信設定変更内容を含む設定変更メッセージを生成するメッセージ生成ステップと、
   前記サーバーが、前記生成された設定変更メッセージを、前記無線通信設定を変更するＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群に伝送する変更メッセージ伝送ステップと、
   前記ＡＰ及びそのＡＰと接続した端末機群が、前記設定変更メッセージを受信して、前記設定変更メッセージに応じて無線通信設定を変更する設定変更ステップと、
   を備えることを特徴とする無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信方法。
8. 前記メッセージ生成ステップは、
   前記サーバーが、前記無線通信接続情報の分析結果、無線通信チャンネルを重畳して用いるＡＰ群が存在する場合、前記重畳している無線通信チャンネルを用いるＡＰ群のうち、いずれか一つと、そのＡＰと接続した端末機群とをチャンネル変更対象として選択するチャンネル変更対象選択ステップと、
   前記サーバーが、現在使用しないチャンネルのうち、いずれか一つを選択するチャンネル選択ステップと、
   前記サーバーが、前記選択されたＡＰと、それに接続した端末機群との間の無線通信チャンネルを、前記選択されたチャンネルに変更する設定変更メッセージを生成する変更メッセージ生成ステップと、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信方法。
9. 前記メッセージ生成ステップは、
   前記サーバーが、前記無線通信接続情報の分析結果、相互干渉を起こす可能性がある隣接チャンネル範囲内の無線通信チャンネルを用いるＡＰ群が存在する場合、前記ＡＰ群のうち、いずれか一つと、そのＡＰと接続した端末機群とをチャンネル変更対象として選択するチャンネル変更対象選択ステップと、
   前記サーバーが、現在使用しないチャンネルのうち、いずれか一つを選択するチャンネル選択ステップと、
   前記サーバーが、前記選択されたＡＰと、それに接続した端末機群との間の無線通信チャンネルを、前記選択されたチャンネルに変更する設定変更メッセージを生成する変更メッセージ生成ステップと、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信方法。
10. 前記チャンネル選択ステップは、
    前記サーバーが、現在使用しない無線通信チャンネルのうち、いずれか一つを選択する非使用チャンネル選択ステップと、
    前記サーバーが、現在使用するチャンネルと相互干渉を起こす可能性がある隣接チャンネル範囲外の非重畳チャンネルのうち、使用しないいずれか一つを選択する隣接チャンネル防止ステップと、を備えることを特徴とする、請求項８あるいは請求項９に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信方法。
11. 前記非使用チャンネル選択ステップは、
    前記サーバーが、前記使用しない非重畳チャンネルのうち、いずれか一つを、所定の優先順位に基づいて選択することを特徴とする、請求項１０に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信方法。
12. 前記メッセージ生成ステップは、
    前記サーバーが、前記無線通信接続情報の分析結果、相互干渉を起こす可能性がある無線通信チャンネルを用いるＡＰ群が存在する場合、前記ＡＰ群のうち、いずれか一つと、そのＡＰと接続した端末機群とを選択する選択ステップと、
    前記サーバーが、前記選択されたＡＰと、前記選択されたＡＰと接続した端末機群との間の無線通信チャンネルに相互干渉を起こさない非重畳チャンネルのうち、使用可能なチャンネルが存在するかを検索するチャンネル検索ステップと、
    前記サーバーが、前記検索の結果、前記使用可能な非重畳チャンネルが存在しない場合、前記選択されたＡＰ及び端末機群の送信信号出力を増加させる設定変更メッセージを生成する変更メッセージ生成ステップと、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の無線通信チャンネル間の相互干渉を防止するための無線通信方法。

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