JP2008125011A - 無線ｌａｎ端末，ハンドオーバおよびプログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】データのトラフィックが高いゾーンでもデータの伝送率が悪化を防ぎ、またハンドオーバ処理時間を短縮してデータ切れを回避する。
【解決手段】電源投入または待ち受け時に、周波数有効活用のためにグループ分けしたＡＰについて、グループの平均電界強度、およびグループ内ＡＰの電界強度をソートしてグループ毎に記憶しておく。さらにグループ間の電界強度の差によってハンドオーバ開始の閾値を変化させる。帰属しているＡＰの電界強度が低くなったときに、サーチするＡＰを電界強度の高い順にサーチする。また、グループ間の平均電界強度の差が大きかった場合、できるだけ接続を切らないように閾値を変化させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線ＬＡＮ端末、特に無線ＬＡＮ端末が通信を行なっている場合に、接続相手の無線ＬＡＮ基地局を切り替える無線ＬＡＮハンドオーバに関する。

この種の従来の無線ＬＡＮハンドオーバ方式は、無線ＬＡＮ基地局との帰属を保ちながら受信信号レベルを常に監視し、通信を行なうのに充分なレベルでない場合、周辺の無線ＬＡＮ基地局からのビーコン信号からビーコン情報をスキャンし、最も強いレベルの無線ＬＡＮ基地局へ帰属を切り替えるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１７５９３２号公報（第９頁−第１１頁、図４）

しかしながら、上述した従来の無線ＬＡＮハンドオーバ方式では、帰属している無線ＬＡＮアクセスポイント（以下、「ＡＰ」と記す）の電界強度が下がると、全無線ＬＡＮチャネルをキャリアセンスしてから電界強度の高いＡＰを見つけてハンドオーバを実行していたため、キャリアセンスに時間がかかって、ハンドオーバ処理に時間がかかり、データ切れになってしまうことがあるという第１の問題点がある。

また、時分割でキャリアセンスする時間を固定的に割り当てていたため、データのトラフィックが高いゾーンではデータの伝送率が悪化するという第２の問題点もある。

そこで、本発明の第１目的は、高速にハンドオーバ処理を行う無線ＬＡＮ端末，ハンドオーバおよびプログラム記録媒体を提供することにある。

本発明の第２の目的は、安定したハンドオーバを実現できる無線ＬＡＮ端末，ハンドオーバおよびプログラム記録媒体を提供することにある。

本発明の第３の目的は、データ通信レートを高く保った無線ＬＡＮ端末，ハンドオーバおよびプログラム記録媒体を提供することにある。

本発明の無線ＬＡＮ端末は、ＡＰとの間で無線ＬＡＮのデータを送受信する無線ＬＡＮ送受信部（図２の１１）と、ＡＰからの受信データから電界強度を測定する電界強度測定部（図２の１２）と、測定した電界強度をデータ化し、ＡＰの周波数が干渉しないようにグループ化したグループ毎の平均電力を計算してリスト化、またキャリアセンスを開始する電界強度の閾値を計算するＣＰＵ（図２の１３）と、その電界強度データを保存しておくＡＰ電界強度メモリ（図２の１４）と、無線ＬＡＮ送受信部１１とＡＰ100との間で授受されるデータの内部的な処理を行うデータ通信部（図２の１５）を有する。

無線ＬＡＮ送受信部１１は、ＡＰとの間で無線通信を行い、受信した電波を電界強度測定部１２に送る。電界強度測定部１２は、この受信電波を測定して、ＡＰからの電波の電界強度をＣＰＵ１３に知らせる。ＣＰＵ１３は、電界強度測定部１２からの電界強度データについて、グループ毎に平均電界強度を計算し、電界強度の高い順にソートし、かつグループ内のＡＰの電界強度も電界強度の高い順にソートして、ＡＰ電界強度メモリ１４に保存する。

このように、ＡＰをグループ化してハンドオーバを行い、ＡＰのキャリアセンスを全チャネル行わないことで、キャリアセンス時間を短縮し、高速でハンドオーバをする。

好ましくは、各グループ内ＡＰの平均電界強度を比較してデータ化しておくことで、電界強度の差によって、ハンドオーバ対象のＡＰが近傍にあるか遠方かを把握し、近傍の場合は、すぐハンドオーバができるように、キャリアセンスを開始する帰属しているＡＰの受信電界強度閾値を上げ、電界強度が低い遠方の場合は、キャリアセンスする閾値を下げて、キャリアセンスを遅らせることで、安定したハンドオーバを実現する。

本発明の第１の効果は、ハンドオーバの時にデータ伝送切れ時間が短いということである。その理由は、従来のように閾値を下回ってから全ｃｈをサーチするのでは時間がかかるが、前もってグループ毎の平均電界強度のデータを採取しておき、ＡＰを１つのグループに絞ってサーチを行うため、少ないサーチ回数で帰属すべきＡＰを発見できるからである。

第２の効果は、ハンドオーバの時に電界強度の低下によるデータ切れを起こし難いということある。その理由は、前もってグループ間の平均電界強度の差によって、ハンドオーバのためのＡＰのサーチを開始する閾値を変化させて、近くにＡＰが無いときにはできるだけ帰属している時間を長くして通信を続けられるようにしたためである。

第３の効果は、データ通信レートが高くなるということである。その理由は、ハンドオーバを行うときにキャリアセンスするＡＰを少なくすることで、高速にハンドオーバ処理を行うため、安定したハンドオーバを実現しているためである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［構成の説明］
図１は、本発明の無線ＬＡＮハンドオーバ方法が適用される無線ＬＡＮシステムの構成例を示す。この無線ＬＡＮシステムでは、無線ＬＡＮの周波数帯域を干渉し合わないようにカバーして、３台のＡＰでグループa,b,c,dを形成している。すなわち、グループaはＡＰ101,105,109、グループbはＡＰ102,106,110、グループcはＡＰ103,107,111、グループdはＡＰ104,108,112がそれぞれ配備されている。各グループのＡＰ100（100は101〜112の総称）は異なる周波数chを使用しており、グループaからグループdで無線ＬＡＮの1chから12chを使用するように割り振られている。

グループaに本発明の無線ＬＡＮ端末（以下、「ＰＳ」と記す）１０が存在する。このＰＳ１０は、図２に示すように、無線ＬＡＮ送受信部１１，電界強度測定部１２，ＣＰＵ１３，ＡＰ電界強度記憶メモリ１４およびデータ通信部１５で構成されている。

無線ＬＡＮ送受信部１１は、ＡＰ100との間で無線通信を行い、ＡＰサーチや帰属処理やデータ通信などを行う。また、ＡＰ100から受信した電波を電界強度測定部１２に送る。電界強度測定部１２は、受信した電波を測定して、ＡＰ100からの電波の電界強度をＣＰＵ１３に知らせる。データ通信部１５は、無線ＬＡＮ送受信部１１とＡＰ100との間で授受されるデータの内部的な処理を行う。

ＣＰＵ１３は、データ通信部１５におけるデータについて、無線ＬＡＮ送受信部１１経由でＡＰ100とデータ通信する。また、電界強度測定部１２からの電界強度データを、グループ毎にＡＰ100の平均電界強度を計算し、電界強度の高い順にソートしてＡＰ電界強度メモリ１４に保存する。また、グループ内のＡＰ100の電界強度も、電界強度の高い順にソートして、ＡＰ電界強度記憶メモリ１４に記憶する。このとき、グループ間の電界強度の差に応じて、ハンドオーバのためのサーチを開始する電界強度の閾値を変更し設定する。ＡＰ電界強度記憶メモリ１４は、測定したＡＰ100の電界強度情報をＣＰＵ１３がソートした順番に記憶する。

［動作の説明］
次に、図１のＰＳ１０のハンドオーバの動作について図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートはＣＰＵ１３における処理を示している。

いま、図２に示した構成を持つＰＳ１０がグループaのエリア内において電源を投入したとき（図３のステップＳ１）、ＣＰＵ１３は無線ＬＡＮ送受信部１１および電界強度測定部１２を介して全chのＡＰ100をサーチする（ステップＳ２）。ＣＰＵ１３は、サーチしたＡＰ100の電界強度データにより、グループ毎に平均電界強度を算出し、各グループの順位付けを行いＡＰ電界強度記憶メモリ１４に記憶する。さらに、グループ内のＡＰ100の電界強度も順位付けしてＡＰ電界強度記憶メモリ１４に記憶する（ステップＳ３）。 算出の結果により、グループ間で平均電界強度の差が大きかった場合は、近くにハンドオーバすべきＡＰグループがないと考えられるため、帰属したＡＰ100の電界強度が低くなっても帰属を続けるように、ハンドオーバの為のサーチを開始する電界強度の閾値を低くする（ステップＳ５）。逆に各グループの平均電界強度の差が小さかった場合は、近くにハンドオーバすべきＡＰグループがあると考えられるので、早めにハンドオーバするようにサーチを開始する電界強度の閾値を高くする（ステップＳ６）。ここに、ハンドオーバの為のサーチは、電界強度が閾値を下回ったときに開始される。

次に、ＣＰＵ１３は、ＡＰ電界強度記憶メモリ１４から、平均電界強度の一番高いグループを選び（図３の例ではグループaとする）、さらにそのグループaのＡＰ101,105,109の内の一番電界強度の高いＡＰ100（図１では1chのＡＰ101とする）に帰属する処理をデータ通信部１５と無線ＬＡＮ送受信部１１で行なう（ステップＳ８）。ステップＳ８は、平均電界強度の一番高いグループ内の一番電界強度の高いＡＰ101に既に帰属していれば（ステップＳ７）スキップされる。

その後、帰属中のＡＰ101の電界強度を、通信中の無線ＬＡＮのデータから検出して、サーチを繰り返す（ステップＳ９）。サーチしたデータがステップＳ５またはステップＳ６で設定した閾値を下回ったとき、ＣＰＵ１３は、ハンドオーバが必要と判断して（ステップＳ１０）、帰属中のＡＰ101との通信以外の時間に、帰属中のグループaのＡＰ101,105,109を電界強度が高かった順にサーチする（ステップＳ１１）。電界強度のデータはＡＰ電界強度記憶メモリ１４に蓄積されていたデータをＣＰＵ１３が読み出す。

閾値を上回るＡＰ100を発見した場合（ステップＳ１２）、そのＡＰ100にハンドオーバ処理を行う（ステップＳ１７）。その後、ハンドオーバを行ったＡＰ100の電界強度を通信データからサーチする動作を繰り返す（ステップＳ９〜Ｓ１７）。一方、閾値を上回るＡＰ100が発見できなかった場合（ステップＳ１２）、ＡＰ電界強度記憶メモリ１４から次に平均電界強度の高かったグループのＡＰ100をサーチする（ステップＳ１３）。閾値を上回るＡＰ100が検出できるまで、ＡＰ電界強度記憶メモリ１４から次に平均電界強度の高かったグループのＡＰ100をサーチする（ステップＳ１３〜Ｓ１５）
その結果、発見できた場合は、そのＡＰに帰属する（ステップＳ１７）。しかし、発見できなかった場合は、他のＡＰ100は圏外であると判断して、現在帰属しているＡＰ100との通信が途絶えたときに切断処理を行う（ステップＳ１６）。切断処理を行った後は、待ち受け動作に移行し、ＣＰＵ１３は全chサーチ（ステップＳ２）からの一連の動作を繰り返す。

なお、ステップＳ４およびステップＳ５は、行った方がより安定したハンドオーバになるが、これらのステップを省略してもスキャン時間の短い高速なハンドオーバを行うことができる。

本発明の無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図 本発明の無線ＬＡＮ端末の構成を示すブロック図 ＰＳのＣＰＵによるサーチ動作を示すフローチャート

符号の説明

１０ 無線ＬＡＮ端末（ＰＳ）
101〜112 無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）
１１ 無線ＬＡＮ送受信部
１２ 電界強度測定部
１３ ＣＰＵ
１４ ＡＰ電界強度記憶メモリ
１５ データ通信部

Claims (5)

1. 無線ＬＡＮアクセスポイント（以下ＡＰ）との間で無線ＬＡＮのデータを送受信する無線ＬＡＮ送受信部と、
   前記受信データから電界強度を測定する電界強度測定部と、
   測定した電界強度をデータ化し、ＡＰの周波数が干渉しないようにＡＰをグループ化したグループ毎の平均電界強度を計算してリスト化、またＡＰ間のハンドオーバを行なうためのキャリアセンスを開始する電界強度の閾値を計算するＣＰＵと、
   前記電界強度データを保存しておくＡＰ電界強度メモリを備え、
   前記ＣＰＵは、電界強度の高い順に前記グループをソートし、かつグループ内のＡＰの電界強度も高い順にソートして、前記ＡＰ電界強度メモリに保存しておき、帰属しているＡＰの電界強度が前記閾値を下回ると、一番電界強度の高いＡＰにハンドオーバするための帰属処理を行うことを特徴とする無線ＬＡＮ端末。
2. 接続相手の無線ＬＡＮアクセスポイント（以下ＡＰ）を切り替える無線ＬＡＮハンドオーバ方法において、
   前記ＡＰからの受信データから電界強度を測定する段階と、
   前記測定した電界強度をデータ化する段階と、
   前記ＡＰの周波数が干渉しないようにＡＰをグループ化したグループ毎の平均電界強度を計算する段階と、
   前記計算した電界強度の高い順に前記グループをソートし、かつグループ内のＡＰの電界強度も高い順にソートして保存する段階と、
   前記ＡＰ間のハンドオーバを行なうためのキャリアセンスを開始する電界強度の閾値を計算する段階と、
   帰属しているＡＰの電界強度が前記閾値を下回ると、一番電界強度の高いＡＰにハンドオーバするための帰属処理を行う段階を有することを特徴とする無線ＬＡＮハンドオーバ方法。
3. 帰属したＡＰの電界強度が下がった場合、帰属しているグループ内のＡＰをサーチしてハンドオーバを行い、帰属しているグループ内で前記電界強度が閾値を上回るＡＰが発見できなかった場合は、次に平均電界強度が高かったグループのＡＰをサーチして帰属処理を行うことを特徴とする請求項２記載の無線ＬＡＮハンドオーバ方法。
4. 前記サーチしたＡＰグループと帰属中のＡＰの平均電界強度に大差がある場合は前記ハンドオーバを行うための電界強度の閾値を下げ、大差がない場合は前記閾値を上げることを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線ＬＡＮのハンドオーバ方法。
5. 無線ＬＡＮアクセスポイント（以下ＡＰ）との間で無線データ通信を行なう無線ＬＡＮ端末におけるプログラムであって、
   前記ＡＰからの受信データから電界強度を測定した電界強度をデータ化するステップと、
   前記ＡＰの周波数が干渉しないようにＡＰをグループ化したグループ毎の平均電界強度を計算するステップと、
   前記計算した電界強度の高い順に前記グループをソートし、かつグループ内のＡＰの電界強度も高い順にソートして保存するステップと、
   前記ＡＰ間のハンドオーバを行なうためのキャリアセンスを開始する電界強度の閾値を計算するステップと、
   帰属しているＡＰの電界強度が前記閾値を下回ると、一番電界強度の高いＡＰにハンドオーバするための帰属処理を行うステップを有するプログラムを記録したことを特徴とするプログラム記録媒体。

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