JP2007158485A - 通信制御方法、並びにそれを用いた無線通信システムおよびアクセスポイント - Google Patents

Abstract

【課題】アクセスポイントとユーザ端末からなる無線ＬＡＮシステムにおいて、周囲の環境に応じて、通信の遅延を生じることなく周波数チャネルの自動選択をおこなって、最適な通信をおこなえるようにする。
【解決手段】無線ＬＡＮ機器が通常運用時から周辺チャネルの干渉状況を長期間に渡って監視・記録し、それを元に常に最適な変更先チャネルを推定して候補として用意しておく。また、変更先チャネルでの通信品質が十分でないときのためにユーザ端末に予め優先度を設定しておき、低優先度端末の接続を解除する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムおよびその通信制御方法に係り、特に、干渉の多い劣悪な無線環境下の無線ＬＡＮシステムに用いて好適であって、周波数チャネルの切り換えのオーバヘッドを軽減しデータ遅延をおこすことのない無線通信システムの通信制御方法、無線通信システム、およびアクセスポイントに関する。

無線通信システムの制御に関して、以下の特許文献１には、アクセスポイントがフロアの環境情報を受け取り、通信の品質や場所などを設定する無線ＬＡＮシステムが開示されている。

また、以下の特許文献２には、アクセスポイントが、信号強度やエラーを測定し通信のためのチャネルを自動選択する技術が開示されている。

チャネルの最適化に関しては、以下の特許文献３にも記載がある。この特許文献３の無線ネットワークによれば、親局は、使用可能な無線チャネルの受信強度を測定し、受信強度が一定値以下である場合これを空きチャネルと判定し、空きチャネルのうちいずれかを使用チャネルに選択する。そして、選択された空きチャネルの情報をビーコンの中に情報として付加して子局に送信する。

特許文献４の無線ＬＡＮシステムでは、チャネル監視装置（ＩＳＣＭ）が、周辺のチャネル情報を収集して、チャネルを調整するＡＰ（ＩＳＣＣ−ＡＰ）に送信する。ＩＳＣＣ−ＡＰは、 受信したチャネル情報と現在設定されている設定チャネルとの比較結果に基づいて、設定チャネルを他の周波数帯域のチャネルに調整する。

さらに、特許文献５の無線ＬＡＮシステムでは、特に、フレーム誤り率が一定の閾値以上になったときには、リカバリをおこなうために他のチャネルへのリンクを試みる。

国際公開第２００５／０２７３９３号パンフレット 米国特許出願公開２００４／０１６５５５７号明細書 特開２００２−１５８６６７号公報 特開２００４−２７４７６５号公報 特開２００２−１９８９７５号公報

無線ＬＡＮシステムは、近距離無線通信のために使われるもので、インターネット接続の広がりと相まってオフィス等から家庭内に至るまで急速に普及が進んでいる。その用途も近年ではコンピュータ間のファイル転送に留まらず、ＡＶ機器を結んで映像や音声の配信に利用する試みもなされている。

一方でこうした無線機器の普及は、家庭内でも無線機器間での電波干渉という問題を発生させている。家庭内の他の無線機器や隣家の機器と同一周波数チャネルを用いてしまうと、無線ＬＡＮの通信特性が劣化し、さらには接続が困難になることさえある。また干渉源は無線ＬＡＮ機器に限らず、コードレス電話など他の無線通信機や電子レンジなどの電波発生源の存在もこの干渉問題を深刻化させている。

こうした干渉問題を解決する一つの方法としては、周囲の電波利用状況を測定して、複数の利用可能な周波数チャネルの中から干渉の小さいものを自動的に選択して用いることが考えられる。これには大きく分けて、集中管理方式と分散制御方式の二種類が実用化されている。

集中管理方式では、周辺環境情報と各無線ＬＡＮ機器の設定情報とを収集・管理する無線ＬＡＮスイッチを置く。各無線ＬＡＮ機器は、情報を全てこの無線ＬＡＮスイッチに送る。無線ＬＡＮスイッチはこうして収集した情報とユーザから設定する機器設置情報などとを合わせ、使用周波数など各無線ＬＡＮ機器の設定を決定し、各機器に伝える。こうして一つの無線ＬＡＮスイッチがネットワーク内の各機器の設定を決定することにより、各機器が近隣の機器と異なる周波数チャネルを避けて良好な無線環境下で動作することが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

これに対して、分散制御方式ではネットワーク内に複数存在するアクセスポイントが情報を交換しつつ、それぞれ独立に自身の設定を決定する。すなわち各アクセスポイントは自身周辺の無線環境を測定し、使用したいチャネルを周辺のアクセスポイントとメッセージ交換により交渉しながら決定する（例えば、特許文献２参照）。

無線ＬＡＮ機器が周辺の干渉を避けるために周囲の無線環境を測定して干渉の小さい周波数チャネルを自動的に選択する従来の方法では、特許文献１の集中管理方式、特許文献２の分散制御方式ともに、使用中のチャネルの干渉が大きくなりチャネル変更が必要となってから周辺のチャネルでの干渉を測定し、その結果を元に使用チャネルを決定する。

こうした方式は、最新の無線環境測定結果を用いることができるという利点を持つ反面、チャネル変更が必要となってから実際にチャネル変更するまでにこの測定にかかる時間が必要という問題がある。例えば、ビーコン間隔１００ｍｓで運用している無線ネットワークの場合、全てのチャネルで周辺の全ての無線機器からの信号を受信・測定するためには数百ｍｓから１秒以上の時間を必要とする。この時間は測定の信頼性確保のために、さらに数倍要する場合もある。

特許文献３は、親局が立上がり時と定期的に電波状態を監視し、最適な無線チャネルを選択するものであり、同様の通信の遅延という問題点は避けられない。また、特許文献４、特許文献５においても通信環境の測定後に、通信する最適チャネルを選択するシステムであり、通信の遅延が生じるというという同様の問題点がある。すなわち、これら特許文献３ないし特許文献５に記載された技術は、電波の状態を測定して、それを時系列の統計データとして蓄積しそれを利用するという発想は開示されていない。

この遅延時間の影響は、特にＱｏＳ要求の厳しいアプリケーションで大きい。例えば、高スループットを要求する高画質の映像配信をチャネル変更の際に途切れさせないためには、大きなメモリを用意しなくてはならず、ＨＤ画質の映像ではこのメモリサイズは数Ｍｂｙｔｅにもなる。また、遅延要求の厳しい双方向の通信は実現が困難となる。これらＱｏＳ要求の厳しいアプリケーションを実行中に無線環境の劣化によるチャネル変更が必要になった際にも要求を満たし続けるためには、チャネル変更に要する時間の短縮が課題である。

上記特許文献１ないし特許文献５のいずれもアプリケーションの優先度に応じたチャネルの最適化については考慮されていない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、アクセスポイントとユーザ端末からなる無線通信システムにおいて、周囲の環境に応じて、通信の遅延を生じることなくチャネルの自動選択をおこなって、最適な通信をおこなう通信制御方法を提供することにある。また、チャネルの最適化にあたって音声データの再生などの品質要求の厳しい通信要求にも応えることのできる無線通信システムを提供することにある。

本発明は、アクセスポイントがチャネル変更を決定後短時間でチャネル変更を完了するために、通常運用時に各チャネルの干渉状況を測定して長期間に渡る測定データを蓄積し、蓄積したデータを元に現在の最適チャネルを推定して、常に予め変更先チャネルを決定しておく。

本発明はまた、アクセスポイントと接続中のユーザ端末（ＵＴ、User Terminal）に予め優先度を設定しておき、上記チャネル変更後のチャネルで全てのユーザ端末のＱｏＳ要求が満たせないときに優先度のより低い端末の接続を解除する。

本発明によれば、アクセスポイントとユーザ端末からなる無線通信システムにおいて、周囲の環境に応じて、通信の遅延を生じることなくチャネルの自動選択をおこなって、最適な通信をおこなう通信制御方法を提供することができる。また、チャネルの最適化にあたって音声データの再生などの品質要求の厳しい通信要求にも応えることのできる無線通信システムを提供することができる。

以下、本発明に係る各実施形態を、図１ないし図１８を用いて説明する。

以下、本発明に係る第一の実施形態を、図１ないし図１５を用いて説明する。

先ず、図１ないし図４を用いて本発明に係る第一の実施形態の無線ＬＡＮシステムの処理概略について説明する。
図１は、本発明に係る第一の実施形態の無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントの処理概略を示すフローチャートである。
図２は、本発明に係る第一の実施形態の無線ＬＡＮシステムの配置の例を示す図である。
図３は、本発明に係る第一の実施形態のアクセスポイントの構成を示すブロック図である。
図４は、無線チャネルの配置例を示す図である。

本実施形態の無線ＬＡＮシステムは、図２に示されるように、一つのアクセスポイント２０１に、ユーザ端末２０２，２０３，２０４が無線接続（２０５，２０６，２０７）されている。

図３に示されるように、アクセスポイント２０１のアンテナ３０１から入力された信号は、無線部３０２でチャネル選択されて受信され変復調部３０３で復調され。そして、ＭＡＣ部３０４でパケット識別されて、内部バス３０５を経由してメモリ３１０に格納される。送信は、これと逆の手順でおこなわれる。すなわち、受信ＲＦパワー測定部３０７は、入力されたパワーを、誤り率測定部３０８は選択されたチャネルでの誤り率を測定して制御部３０９に伝える。制御部３０９はアクセスポイント全体の制御を行ない、また、外部インタフェース３０６を介して送受信データの外部との入出力をおこなう。

アクセスポイント２０１とユーザ端末２０２，２０３，２０４の間の無線接続には、図４に示される周波数の異なる複数の周波数チャネル４０１，４０２，４０３，４０４の中から一つを選択して使用することができ、また、異なるチャネルに切り替えることが可能である。アクセスポイント２０１のチャネル選択・切替は無線部３０２でおこなう。

ここで、図１を参照しながら本実施形態の通信制御の全体の流れを説明する。

なお、図１では、アクセスポイントの通常の接続動作および通信動作については除いて本発明に関わる動作のみ記述している。

アクセスポイントは、通常動作時に、定期的に現行チャネル測定への分岐１０１と周辺チャネル測定への分岐１０２をそれぞれおこなう。現行チャネル測定１０３と周辺チャネル測定１０５は、自動チャネル選択１１３の処理の一部である。

現行チャネル測定１０３は、アクセスポイントが通信に使用中のチャネルにおける干渉の状況を測定し、チャネル変更が必要か否かを判定する材料とするものである。具体的にはアクセスポイントの受信ＲＦパワー、誤り率、再送率などの値が干渉の指標となる。

次に、これら測定値を基にチャネル変更への分岐判定１０４を実行する。判定基準としては、例えば、以下の三種類の方法がある。
（１）フレーム誤り率が予め設定した閾値より高いときチャネル変更
（２）再送率が予め設定した閾値より高いときチャネル変更
（３）フレーム誤り率が予め設定した閾値より高く、かつ、受信ＲＦパワーが予め設定した閾値より高いときチャネル変更
周辺チャネル測定１０５では、アクセスポイントが通常運用時に定期的に、通信に使用中のチャネル以外のチャネルにおける干渉の状況を測定する。これは、いざチャネル変更が必要となったときに移動すべき変更先チャネル決定の判断材料としての全チャネルの干渉状況データを収集するものである。測定するデータとしては、本実施形態では、受信ＲＦパワーを採用する。

次に、測定したデータをアクセスポイント内の記憶装置上の記録データテーブル１０６に記録する。測定間隔は、システムにより異なるが、例えば、本実施形態では、１０分間隔で測定・蓄積をおこなううものとする。

本実施形態では、人間の行動パターン、生活パターンとしては、１週間単位で周期的に変化することが多いことに鑑み、通信環境を測定する周期として長いものとして１週間を蓄積の１単位とし、その整数倍の記憶領域を用意する。記憶領域を使い切ったときは古い記憶に上書きしていく。蓄積方法の詳細については後述する。

変更先チャネル候補更新１０７では蓄積された各チャネルの干渉データを参照して、そのつど、チャネル変更先として最適と推定されるチャネルを選定し、チャネル変更先候補として記憶する。推定方法の詳細については後述する。

次に、ＵＴ優先再接続１１４を構成する各動作について説明する。

端末（アプリケーション）優先度通知１０８では、ユーザ端末は、アクセスポイントとの接続を開始するにあたり、端末の優先度をアクセスポイントに通知する。これは、例えば、そのユーザ端末で実行するアプリケーションに対して、所定の標準（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準）で規定されているＵｓｅｒ Ｐｒｉｏｒｉｔｙのうち最も優先度の高いものを用いることで実現される。あるいはユーザ自身が端末に対して実現したい優先度であってもよい。

順位付け１０９ではアクセスポイントは接続する全ユーザ端末から申告された優先度を参照して、全端末を優先度順に順位付けする。端末優先度、その通知方法、および、順位付けの詳細については後述する。

チャネル変更判定１０４によって使用中のチャネルの干渉が閾値を超えたと判断された後は、変更先チャネル／タイミング通知１１０においてアクセスポイントは接続中の全ユーザ端末に対してこれから変更する変更先チャネル（＝予め選定してあった変更先チャネル候補）と、実際に変更するタイミングとを通知する。これにより、通知を受けた全ユーザ端末はアクセスポイントと同じタイミングで同じチャネルにチャネル変更することが可能になる。

次に、チャネル変更１１１においてアクセスポイントはチャネル変更をおこなう。通知を受けていたユーザ端末も同時にチャネル変更をおこなう。

続いて、接続ＵＴ見直し１１２においてアクセスポイントは接続を継続するユーザ端末を見直す。順位付け１０９において上位に順位付けされた端末で実行中のアプリケーションがＱｏＳ要求を満たせなくなったときは、下位に順位付けされた端末の接続を解除することによって上位の端末の通信品質を確保する。接続ＵＴ見直しの詳細は後述する。

以上説明したように、通常運用時から蓄積した干渉データを基にした自動チャネル選択とＵＴ優先再接続とを組み合わせることにより、映像や双方向通信などＱｏＳ要求の厳しい通信を実行中に干渉が増大したときに、適した周波数チャネルへの変更と優先度の高い端末の接続の確保とをおこなうことができる。

次に、図５を用いてデータ蓄積のアルゴリズムの詳細について詳説する。
図５は、１週間分のデータ蓄積する記録データテーブルを示す図である。

本実施形態では、長期間に渡るデータ蓄積に基づいてチャネル変更先候補とするユーザ端末を選定するために、複数回の測定データを蓄積する記憶領域を必要とする。

本実施形態では、１０分に１度周辺チャネル測定をおこなうものとし、蓄積するデータ１セットは、周期のうち長いものとして１週間分の測定データとする。図５では、１チャネル１回の測定で得られたデータをａ_{ｃ，ｄ，ｔ}（ｃ：チャネル、ｄ：曜日、ｔ：時刻）で表している。ａ_{ｃ，ｄ，ｔ}の値としては、測定した受信ＲＦパワーそのもの、受信ＲＦパワーの指標（例：ＲＳＳＩ値）、受信ＲＦパワーが予め設定した閾値を超えた回数などを採用する。

本実施形態では、記録データテーブル１０６で蓄積したデータを元にチャネル変更先を決定するため、より正確なチャネル変更先候補選定のためには判断材料となる蓄積データは１週間のみでなく複数週の干渉状況を反映したものであることが望ましい。そのためのデータ蓄積方法としては二種類の方法が考えうる。

一つの方法は、図５に示される記録データテーブルを、ｎ（ｎは１以上の整数）セット用意してｎ週間分のデータを蓄積するものである。蓄積されたデータは記録されたｎ週間後に最新のデータで上書きする。これにより常に現時点からｎ週間前までの最新ｎ週間分のデータを保持しておくことが可能である。

今一つの方法は、測定した最新データと１週間前に記録したデータとを重み付けして加算し、新たな記録データとする方法である（以下の式１参照）。

これにより、１週間経過するごとに測定データの重みは（式１）に示したｗ倍となり、最近のデータほど大きな重みをもって記録データに反映されることになる。

次に、図６ないし図９を用いて変更先チャネル候補として最適なものを推定する方法の詳細について説明する。
図６ないし図９は、それぞれ異なる推定方法で、変更先チャネル候補として最適なものを推定する方法を説明する模式図である。

横軸は時間、縦軸は受信ＲＦパワー、○△□はそれぞれ異なるチャネルＣｈ１、Ｃｈ２、Ｃｈ３に関して周辺ｃｈ測定１０５で測定され記録データテーブル１０６で蓄積されたデータを示している。

前述したデータ蓄積方法でｎ週間分のデータを蓄積する方法を採用した場合は、各データはｎ週間分の平均値を示すものとする。

先ず、図６を参照しながら第一番目の推定方法について説明する。

第一番目の方法は、推定時点と最も近い曜日・時刻の測定データを参照して、干渉が最小であるチャネルを推定時点の最適チャネルとするものである。

ｔ０は離散的な周辺ｃｈ測定時点の中で推定時点の曜日と時刻に最も近いものである。第１番目の方法では、このｔ０時点での蓄積データまたはそのｎ週間分の平均値のみに注目し、その中で受信ＲＦパワーが最小のチャネルを最適チャネルと推定する。曜日と時刻が推定時点に最も近いデータを利用することにより推定時点での最適性が高いという利点がある。

次に、図７を参照しながら第二番目の推定方法について説明する。

第二番目の方法は、推定時点と最も近い曜日・時刻を起点として、蓄積されたデータが予め設定した閾値を超えなかった時間が最も長いチャネルを最適チャネルと推定するものである。

ｔ０は離散的な周辺ｃｈ測定時点の中で推定時点の曜日と時刻に最も近いものである。○で表されたＣｈ１の蓄積データはｔ０時点で既に閾値を超えている。□で表されたＣｈ３の蓄積データはｔ０以後ｔａで初めて閾値を超えている。△で表されたＣｈ２の蓄積データはｔ０以後ｔｂで初めて閾値を超えている。以上からＣｈ２が最も長時間閾値を超えずにいたことになり、第二の推定方法ではＣｈ２を最適チャネルと推定する。

次に、図８を参照しながら第三番目の推定方法について説明する。

第三番目の方法は、推定に用いる蓄積データの時間枠の長さを予め定めておき、推定時点と最も近い曜日・時刻を起点としてその定められた時間枠内での蓄積データの平均が最も小さかったチャネルを最適チャネルと推定するものである。ｔ０は離散的な周辺ｃｈ測定時点の中で推定時点の曜日と時刻に最も近いものである。ｔ０を起点として予め定めた時間枠長だけ経過した時点がｔｅである。ｔ０からｔｅまでの間の各チャネルの蓄積データの平均値をグラフ上の左矢印として示している。○で表されたＣｈ１の蓄積データの平均値が最も小さいため、第三の推定方法ではＣｈ１を最適チャネルと推定する。

次に、図９を参照しながら第四番目の推定方法について説明する。

第四番目の方法は、当該アクセスポイントが当該帯域で使用する最大のチャネル帯域幅よりも広い間隔の幅に存在する複数チャネルにおいて、それらの複数チャネルで同時に受信した受信ＲＦパワーの予め定められた閾値を超えた記録が予め定められた回数より多い場合、それらの複数チャネルの使用を避けるものである。

図９のグラフの横軸は周波数を、縦軸はパワーを、複数の矢印は使用されるチャネルの中心周波数を表している。当該アクセスポイントは通常９０１のような帯域幅を持つデータを送受信しているものとする。このデータはｆ２からｆ６の周波数にて観測される。このとき当該アクセスポイントが扱わない帯域幅の入力９０２を受信すると、ｆ７からｆ１２までの周波数で観測されることとなる。このように想定される以上の周波数幅で一定以上のパワーを受信してデータが蓄積されていた場合には、その周波数を用いることを避けるようにするのが第四の方法である。これは異なる種別の電波が使用される周波数を避けることを目的とするものである。

これにより、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇに規定される無線ＬＡＮ運用時に、決まった時刻に近隣で電子レンジが使われているデータを蓄積していた場合は、電子レンジに影響される周波数チャネルを避けて運用することが可能となる。この第四の方法は、前述の第一から第三の方法と併用して利用できるものである。

次に、図１０と図１１を用いて端末（アプリケーション）優先度の概念、その通知方法および順位付けの詳細について説明する。
図１０は、所定の標準の一例であるＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準で規定されているＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙを用いて端末の順位付けをおこなう方法を示すフローチャートである。
図１１は、ユーザ設定による優先度を用いて端末の順位付けをおこなう方法を示すフローチャートである。
図１２は、端末優先度マップを示す図である。
図１３は、所定の標準の一例であるＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準に規定されたＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙのテーブルを示す図である。

図１４は、ユーザ設定による優先度の優先順位を表すテーブルを示す図である。

先ず、ＩＥＥＥ８０２．１１．ｅ標準で規定されているＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙを用いて端末の順位付けをおこなう方法について説明する。

アクセスポイント２０１に対して各ユーザ端末から接続要求があると（１００１）、接続処理（１００２）がおこなわれる。その後、ユーザ端末は実行しようとするアプリケーションに持つＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙをアクセスポイントに通知する（１００３）。ＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙはＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準で規定された優先度で、８段階から成るものである。図１３には、ＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙの８段階が示されている。アプリケーションの性格により、バックグラウンドで実行されるもの（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ）、ベストエフォートで実行されるもの（Ｂｅｓｔ Ｅｆｆｏｒｔ）、映像（Ｖｉｄｅｏ）、音声（Ｖｏｉｃｅ）の順に優先度が高くなり、それぞれ、カテゴリの中で二つの優先度を使用することができる。

端末からＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙを受信したアクセスポイントは、その端末が実行しようとしているアプリケーションの中で最も優先度の高いものをその端末の優先度とみなす。

アクセスポイント２０１は、内部メモリに図１２に示す端末優先度マップを持ち、端末を優先度順に並べてマップ上に記憶する（１００４）。こうしてアクセスポイントは、接続中の全端末を優先度順に順位付けして記憶する。

次に、図１１によりユーザ設定による優先度を用いて端末の順位付けをおこなう方法について説明する。

図１４に示されるユーザが設定する優先度は、アプリケーションではなく端末に対して付与するものである。ユーザ設定による優先度の受信（１１０３）では、ユーザが設定する優先度の値を端末からアクセスポイントに送信する。端末優先度マップソート（１１０４）でアクセスポイントは、この優先度に従って端末優先度マップの各エントリを優先度順に並べ替える。

次に、図１５を用いて接続ＵＴ見直しの処理の詳細について説明する。
図１５は、接続ＵＴ見直しの処理を示すフローチャートである。

チャネル変更１１１の後でアクセスポイントは、現行ｃｈ測定１０３と同様にして優先度の高い端末から順に現行ｃｈ誤り率測定１５０１をおこなう。測定された誤り率が予め定めた閾値より小さかった場合には（１５０２：Ｎ）、接続ＵＴ見直し完了とする。測定された誤り率が予め定めた閾値より大きかった場合には（１５０２：Ｙ）、端末優先度マップにおいて最低の優先度を持つ端末に対して接続解除要求を送信する（１５０３）。接続解除要求は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準で規定されているようにｓｕｂｔｙｐｅ＝Ｄｉｓａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎであるようなマネージメントフレームを送信することによって実現される。これを繰り返して接続されているすべての端末で誤り率が閾値より小さくなったときに接続ＵＴ見直し完了とする。

本実施形態の無線ＬＡＮシステムおよびその通信制御方法は、アクセスポイントが通常運用時に、干渉増大時にチャネルを変更する変更先となるべきチャネルを予め決定しておくことにより、チャネル変更にかかる時間を短縮し、チャネル変更時にもＱｏＳ要求の厳しいアプリケーションの品質を維持できるという利点がある。

また、本実施形態の無線ＬＡＮシステムおよびその通信制御方法は、予め変更先チャネルを決定する際に長期間に渡る干渉測定データに基づき最適チャネルを推定することにより、チャネル変更した際に変更先チャネルの品質が統計的に良好であるという利点がある。

また、本実施形態の無線ＬＡＮシステムおよびその使用方法は、上記チャネル変更後のチャネルでの干渉が大きく全てのユーザ端末に対して変更前の品質を維持できないときに、予め設定したユーザ端末の優先度の低い端末の接続を解除することで優先度の高いユーザ端末の通信品質を維持することができるという利点がある。

以下、本発明に係る第二の実施形態について、図１６ないし図１８を用いて説明する。
図１６は、本発明に係る第二の実施形態の無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントの処理概略を示すフローチャートである。
図１７は、比較のため、本発明の第一の実施形態におけるアクセスポイントからユーザ端末へのチャネル変更情報通知を表すシーケンス図である。
図１８は、本発明の第二の実施形態におけるアクセスポイントからユーザ端末へのチャネル変更情報通知を表すシーケンス図である。

なお、図１６は、第一の実施形態の図１と同様に、アクセスポイントの通常の接続動作および通信動作を除いて本発明に関わる動作のみを記述してある。

本実施形態では、第一の実施形態と同様に、アクセスポイントが現行チャネルと周辺チャネルの干渉状況を測定し、事前に最適チャネルを推定しておくことによって、現行チャネルの環境が悪化したときにチャネル変更に要する時間の短縮を実現するものである。第一の実施形態の図１との相違は、図１では、チャネル変更決定後にアクセスポイントがユーザ端末に対して通知していた最適チャネル候補を、最適チャネル候補推定・更新のたびに通知している点である。これによりチャネル変更決定前の通常動作時の負荷が重くなる反面、現行チャネルの干渉状況の悪化が急激であってアクセスポイントが最適チャネル候補をユーザ端末に通知することに失敗したときでもユーザ端末がアクセスポイントと同じチャネルにチャネル変更することが可能であるという利点がある。

本実施形態を第一の実施形態と比較するため、第一の実施形態と第二の実施形態のそれぞれにおけるチャネル変更情報通知のシーケンスを図１７と図１８を参照しながら説明する。

第一の実施形態では、図１７に示されるように、アクセスポイントが通信中のチャネルにおける干渉状況が悪化してチャネル変更を決定した後に、変更先チャネルと変更タイミングをユーザ端末に通知する。チャネル変更先候補更新のたびに通知の必要が無いという利点があるが、アクセスポイント近傍で、突然電子レンジが動作し始めるなど急激な環境悪化が生じた場合、変更先チャネルと変更タイミングの通知をユーザ端末が受信できない可能性がある。この場合には、ユーザ端末はアクセスポイントがどのチャネルに変更したかの情報を得ることができず、全チャネルスキャンなどの時間が必要となり通信中断時間が長くなってしまうおそれがある。

本実施形態では、これに対して、図１８に示されるようにアクセスポイントが通信中のチャネルにおける干渉状況悪化以前に、チャネル変更先候補更新のたびにチャネル変更先候補をユーザ端末に通知している。その分だけ通信の負荷は第一の実施形態の場合より重いが、急激な環境悪化でユーザ端末がチャネル変更タイミング通知の受信に失敗したときでもチャネル変更先候補は既に知っているため、タイミングは不正確ながらもアクセスポイントと同一のチャネルに即座に変更することが可能であり、チャネル変更による通信中断時間を第一の実施形態より短く抑えることができる。

本発明に係る第一の実施形態の無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントの処理概略を示すフローチャートである。 本発明に係る第一の実施形態の無線ＬＡＮシステムの配置の例を示す図である。 本発明に係る第一の実施形態のアクセスポイントの構成を示すブロック図である。 無線チャネルの配置例を示す図である。 １週間分のデータ蓄積する記録データテーブルを示す図である。 変更先チャネル候補として最適なものを推定する方法を説明する模式図である（その一）。 変更先チャネル候補として最適なものを推定する方法を説明する模式図である（その二）。 変更先チャネル候補として最適なものを推定する方法を説明する模式図である（その三）。 変更先チャネル候補として最適なものを推定する方法を説明する模式図である（その四）。 所定の標準の一例であるＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準で規定されているＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙを用いて端末の順位付けをおこなう方法を示すフローチャートである。 ユーザ設定による優先度を用いて端末の順位付けをおこなう方法を示すフローチャートである。 端末優先度マップを示す図である。 所定の標準の一例であるＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準に規定されたＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙのテーブルを示す図である。 ユーザ設定による優先度の優先順位を表すテーブルを示す図である。 接続ＵＴ見直しの処理を示すフローチャートである。 本発明に係る第二の実施形態の無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントの処理概略を示すフローチャートである。 比較のため、本発明の第一の実施形態におけるアクセスポイントからユーザ端末へのチャネル変更情報通知を表すシーケンス図である。 本発明の第二の実施形態におけるアクセスポイントからユーザ端末へのチャネル変更情報通知を表すシーケンス図である。

符号の説明

１０１…現行チャネル測定への分岐
１０２…周辺チャネル測定への分岐
１０３…現行チャネル測定
１０４…チャネル変更への分岐判定
１０５…周辺チャネル測定
１０６…データ蓄積
１０７…変更先チャネル候補更新
１０８…端末（アプリケーション）優先度通知
１０９…順位付け
１１０…変更先チャネル／タイミング通知
１１１…チャネル変更
１１２…接続ＵＴ見直し
１１３…自動チャネル選択
１１４…ＵＴ優先再接続
２０１…アクセスポイント
２０２，２０３，２０４…ユーザ端末
２０５，２０６，２０７…無線接続
３０１…アンテナ
３０２…無線部
３０３…変復調部
３０４…ＭＡＣ部
３０５…内部バス
３０６…外部インタフェース
３０７…受信ＲＦパワー測定部
３０８…誤り率測定部
３０９…制御部
３１０…メモリ
９０１…アクセスポイントが送受する信号のスペクトル
９０２…アクセスポイントが送受する信号以外のスペクトル
１００１…端末接続要求の有無の判定
１００２…端末接続処理
１００３…ＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙ受信
１００４…端末優先度マップソート
１１０１…端末接続要求の有無の判定
１１０２…端末接続処理
１１０３…ユーザ設定による優先度の受信
１１０４…端末優先度マップソート
１５０１…現行チャネル誤り率測定
１５０２…誤り率判定
１５０３…優先度最低ＵＴへの接続解除要求
１６０１…変更先チャネル候補通知
１６０２…変更タイミング通知

Claims (20)

1. アクセスポイントと前記アクセスポイントに接続するユーザ端末とを具備して成り、前記アクセスポイントと前記ユーザ端末とが複数の周波数チャネルから１つの周波数チャネルを選択して通信する無線通信システムを制御する通信制御方法であって、
   前記アクセスポイントが前記複数の周波数チャネルのうち定期的に使用中以外の周波数チャネルの使用状況を監視し測定し、
   前記アクセスポイントが測定データを時系列データとして記録し蓄積して、ある時点に前記アクセスポイントと前記ユーザ端末とが通信するために用いる周波数チャネルを変更する場合に変更先とするべき最適な周波数チャネルを前記複数の周波数チャネルの中から予め推定する
   ことを特徴とする通信制御方法。
2. 請求項１において、
   前記ユーザ端末に対して優先度の順位を設定しておき、前記チャネルを変更するときに、前記アクセスポイントは、前記優先度に応じて接続を解除することを特徴とする通信制御方法。
3. 請求項２において、
   前記ユーザ端末に対する優先度は、所定の標準に規定されているアプリケーションの優先度に従って定められることを特徴とする通信制御方法。
4. 請求項２において、
   前記ユーザ端末に対する優先度をユーザにて設定可能に構成されていることを特徴とする通信制御方法。
5. 請求項１において、
   前記周波数チャネルを変更する場合のトリガとして、前記アクセスポイントが通信に使用中のチャネルにおける誤り率が予め設定した閾値を超えることを条件とすることを特徴とする通信制御方法。
6. 請求項１において、
   前記周波数チャネルを変更する場合のトリガとして、前記アクセスポイントが通信に使用中のチャネルにおける誤り率が予め設定した閾値を超えることと、前記アクセスポイントが通信に使用中のチャネルにおける受信ＲＦパワーが予め設定した閾値を超えていることとを条件とすることを特徴とする通信制御方法。
7. 請求項１において、
   前記記録し蓄積される時系列データは、１週間分の測定データの整数倍のデータ数が記録されることを特徴とする通信制御方法。
8. 請求項１において、
   １週間分毎に測定データを蓄積して記録データとし、前記１週間を超えて測定されたデータは測定時点の１週間前の記録データと重み付け加算して新たな記録データとし、その新たな記録データにより、１週間前の記録データを上書きして、上書きされた記録データを前記時系列データとすることを特徴とする通信制御方法。
9. 請求項１において、
   推定時点と最も近い曜日・時刻の測定データを参照して、干渉が最小である周波数チャネルを推定時点の最適な周波数チャネルとして推定することを特徴とする通信制御方法。
10. 請求項１において、
    推定時点と最も近い曜日・時刻を起点として、蓄積されたデータの干渉に関する指標が予め設定した閾値を超えなかった時間が最も長い周波数チャネルを最適な周波数チャネルとして推定することを特徴とする通信制御方法。
11. 請求項１において、
    推定に用いる蓄積データの時間枠の長さを予め定めておき、推定時点と最も近い曜日・時刻を起点としてその定められた時間枠内での蓄積データの干渉に関する指標の平均が最も小さかった周波数チャネルを最適な周波数チャネルとして推定することを特徴とする通信制御方法。
12. 請求項１において、
    前記アクセスポイントが当該帯域で使用する最大のチャネル帯域幅よりも広い間隔の幅に存在する複数の周波数チャネルで同時に受信ＲＦパワーの予め定められた閾値を超えた記録が予め定められた回数より多い場合に、前記アクセスポイントは、それらの複数の周波数チャネルの使用を避けることを特徴とする通信制御方法。
13. 請求項１において、
    前記アクセスポイントは推定した最適な周波数チャネルをチャネル変更決定後にユーザ端末に通知することを特徴とする通信制御方法。
14. 請求項１において、
    前記アクセスポイントは推定した最適な周波数チャネルが前回の推定と異なるたびに、その推定された最適な周波数チャネルをユーザ端末に通知することを特徴とする通信制御方法。
15. アクセスポイントと前記アクセスポイントに接続するユーザ端末とを具備して成り、前記アクセスポイントと前記ユーザ端末とが複数の周波数チャネルから１つの周波数チャネルを選択して通信する無線通信システムであって、
    前記アクセスポイントは、前記複数の周波数チャネルのうち定期的に使用中以外の周波数チャネルの使用状況を監視し測定し、測定データを時系列データとして記録し蓄積して、ある時点に前記アクセスポイントと前記ユーザ端末とが通信するために用いる周波数チャネルを変更する場合に変更先とするべき最適な周波数チャネルを予め推定しておく
    ことを特徴とする無線通信システム。
16. 請求項１５において、
    前記時系列データは、１週間分毎に、曜日別・時間帯別に記録されたテーブルデータであることを特徴とする無線通信システム。
17. 請求項１５において、
    前記アクセスポイントは、前記ユーザ端末に対する優先度と所定の標準に規定されているアプリケーションの優先度との対応関係が記録された対応テーブルを有し、前記ユーザ端末に対する優先度が低い順から接続を解除することを特徴とする無線通信システム。
18. 請求項１５において、
    前記アクセスポイントは、ユーザにより設定されたユーザ端末に対する優先度を保持するテーブルを保持し、前記ユーザ端末に対する優先度が低い順から接続を解除することを特徴とする無線通信システム。
19. ユーザ端末と複数の周波数チャネルから１つの周波数チャネルを選択して通信するアクセスポイントであって、
    前記複数の周波数チャネルのうち定期的に使用中以外の周波数チャネルの使用状況を監視し測定し、測定データを時系列データとして記録し蓄積して、ある時点に前記ユーザ端末と通信するために用いる周波数チャネルを変更する場合に変更先とするべき最適チャネルを予め推定しておく
    ことを特徴とするアクセスポイント。
20. 請求項１９において、
    推定時点と最も近い曜日・時刻の測定データを参照して、干渉が最小である周波数チャネルを推定時点の最適な周波数チャネルとして推定し、
    前記推定された最適な周波数チャネルを前記ユーザ端末に通知する
    ことを特徴とするアクセスポイント。
    

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