JP2013187748A - 無線中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線ＬＡＮの利便性を低下させることなく、無線中継装置の運用中に無線通信チャネルの使用状況の計測を行うことを可能にするとともに、複数の無線通信チャネルを有効に利用して無線ＬＡＮの利便性を向上させる。
【解決手段】複数の無線通信チャネルの各々を巡回的に選択する選択手段と、前記選択手段により選択された無線通信チャネルの少なくとも１つを介して無線端末装置と通信するとともに、前記選択手段により選択された無線通信チャネルの各々について、当該チャネルを介した通信と当該チャネルの電波状態の計測の少なくとも一方を実行する通信制御手段とを有することを特徴とする無線中継装置、を提供する。
【選択図】図２

Description

この発明は、無線端末装置とともに無線ＬＡＮ（Local Area Network）を構成する無線中継装置に関する。

無線ＬＡＮにおける通信規格としてはＩＥＥＥ８０２．１１が知られている。この通信規格は、２．４ＧＨｚ帯の通信電波を用いるもの（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂなど）と、５ＧＨｚ帯の通信電波を用いるもの（ＩＥＥＥ８０２．１１ａなど）とに大別される。２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯の各々は、さらに複数の無線通信チャネルに分割されている。例えば、日本においては、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの２．４ＧＨｚ帯は５ＭＨｚずつ１４個の無線通信チャネルに分割されている。無線端末装置とともに無線ＬＡＮを構成する無線アクセスポイント装置などの無線中継装置は、これら２つの周波数帯域の何れかに対応しており、その帯域内の無線通信チャネルの何れかを固定的に使用して無線端末装置との通信を行うこと一般的である。このため、新たに無線中継装置を設置する際には、その無線中継装置が対応している帯域内の各無線通信チャネルについて、その設置位置の周囲における使用状況の調査（サイトサーベイ）を行い、干渉の少ない無線通信チャネルを選択する必要があった。

しかし、通信電波の使用状況は時々刻々変化するため、無線中継装置の設置時にサイトサーベイを行うだけでは不十分な場合がある。例えば、無線中継装置の設置後に新たな無線ＬＡＮが隣接して構築されるなど電波の干渉源が事後的に出現する場合や、特定の時間帯にのみ稼動する干渉源が既に存在していてもサイトサーベイ時にたまたま稼動していない場合があるからである。そこで、このような問題点を解決するための技術が種々提案されており、その一例としては特許文献１に開示された技術が挙げられる。

特許文献１には、稼動中の無線中継装置に、その周囲における無線通信チャネルの使用状況および干渉の有無を記録させる技術が開示されている。特許文献１に開示された無線中継装置は、稼動中のあるタイミングにおいて測定開始の合図となる特別なビーコン（監視ビーコン）を送信する。この監視ビーコンには、一定期間に亘って通信を差し止めることを示すＣＦＰパラメータがセットされている。上記無線中継装置に収容されている各無線端末装置は、上記監視ビーコンの受信を契機としてＣＦＰパラメータの示す期間だけ新たな通信の開始（通信電波の送信）を差し止め、周囲ＢＳＳの電波のスキャンを行う。そして、各無線端末装置は、上記監視ビーコンを受信してから上記一定時間経過後（すなわち、差し止め解除後）に、そのスキャン結果を上記無線中継装置へ返信する。通信を差し止められている期間に各無線端末装置が受信する無線フレームは、周囲の隣接無線中継装置から送信されたものに他ならない。各無線端末装置から伝達された情報を上記無線中継装置に記録させることで、その周囲における無線通信チャネルの使用状況および干渉の有無の記録が実現される。

特許４６５４５０７号 特許３８２１２２０号

"MultiNet:Connecting to Multiple IEEE802.11Networks Using a Single Wireless Card"、Ranveer Chandar，Paramvir Bahl，PradeepBahl、Proceeding of IEEE infocom 2004、March 7-11、2004、＜http://research.microsoft.com/en-us/um/redmond/projects/virtualwifi/multinet_infocom.pdf＞

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、周囲ＢＳＳの電波のスキャンを行う都度、無線中継装置に収容される全ての無線端末装置の通信が差し止められるため、スループットが低下してしまう。また、特許文献１に開示された技術では、ＣＦＰを監視目的に流用するため、本来の用途であるＰＣＦアクセス（無線中継装置からのポーリングによるアクセス）のためにＣＦＰを使用できなくなる。このように、特許文献１に開示された技術には、スループットの低下やＣＦＰの利用に制約が加わるなど、無線ＬＡＮの利便性（アクセサビリティ）を低下させる、といった問題がある。
本発明は、以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、その第１の目的は、無線ＬＡＮの利便性を低下させることなく、無線中継装置の運用中に無線通信チャネルの使用状況の計測を行うことを可能にすることであり、第２の目的は、複数の無線通信チャネルを有効に利用して無線ＬＡＮの利便性を向上させることである。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の無線通信チャネルの各々を巡回的に選択する選択手段と、前記選択手段により選択された無線通信チャネルの少なくとも１つを介して無線端末装置と通信するとともに、前記選択手段により選択された無線通信チャネルの各々について、当該チャネルを介した通信と当該チャネルの電波状態の計測の少なくとも一方を実行する通信制御手段と、を有することを特徴とする無線中継装置、を提供する。このような無線中継装置によれば、例えば、複数の無線通信チャネルのうちの少なくとも１つにおいて無線端末装置との通信を行い、当該無線通信チャネルを含む（或いは除いた）無線通信チャネルにおいて電波状態の計測を行うようにすれば、無線中継装置の運用中に無線通信チャネルの使用状況の計測を行うことが可能になる。そして、複数の無線通信チャネルから巡回的に１つの無線通信チャネルを選択する際に、電波状態の計測のみを行う無線通信チャネルが連続して選択されないようにすることでスループットが大きく低下することを回避することができる。また、電波状態の計測のみを行うチャネル数を通信用のチャネル数よりも少なくする、或いは、電波状態の計測のみを行う無線通信チャネルの単位時間当りの選択頻度を低く抑えることによってもスループットが大きく低下することを回避することができる。また、複数の無線通信チャネルにおいて無線端末装置との通信を行うようにすれば、それら複数の無線通信チャネルを有効に利用して無線ＬＡＮの利便性を向上させることも可能になる。

ここで、上記複数の無線通信チャネルは１つの周波数帯域に属していても良く、また、複数の周波数帯域に属していても良い。そして、複数の無線通信チャネルの各々が互いに異なる複数の周波数帯域の何れかに属する場合には、それら複数の無線通信チャネルのうち予め定められた周波数帯域に属するものについては、当該無線通信チャネルの電波状態の計測のみを通信制御手段に行わせるようにしても良い。前述したように、現時点の無線ＬＡＮの通信規格としては、２．４ＧＨｚ帯の通信電波を使用するものと５ＧＨｚ帯の通信電波を使用するものの２種類がある。上記互いに異なる複数の周波数帯域の各々が上記２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯である場合には、例えば２．４ＧＨｚ帯の各無線通信チャネルを無線端末装置との通信に使用し、５ＧＨｚ帯の無線通信チャネルについては使用状況の計測のみを行うようにすれば良い（或いはその逆でも良い）。

特許文献２には、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方に対応した無線中継装置が開示されている。特許文献２に開示された無線中継装置は、各通信規格に対応した受信部および送信部を有し、受信部については各通信規格に対応したものを常に動作させ、送信部に関しては必要に応じて一方のみを動作させる。これにより、消費電力の低減が実現される。このように、特許文献２に開示された無線中継装置は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の各々に対応した送信部のうちの一方のみを必要に応じて動作させることで消費電力を低減させることを目的とするものであり、無線ＬＡＮの利便性を低下させることなく、無線中継装置の運用中に無線通信チャネルの使用状況の計測を行うことの実現や、複数の無線通信チャネルを有効に利用して無線ＬＡＮの利便性を向上させることを目的とする本願発明とは異なる発明である。

また、別の好ましい態様においては、前記複数の無線通信チャネルのうち無線端末装置との通信に使用されている無線通信チャネルのチャネル負荷率を計測するチャネル負荷率計測手段を有し、前記選択手段は、無線端末装置との通信に使用されている無線通信チャネルの各々については、当該無線通信チャネルが選択状態となる期間を前記チャネル負荷率計測手段により計測されたチャネル負荷率に応じて調整することを特徴とする。例えば、チャネル負荷率の軽い無線通信チャネルの選択期間を短くし、逆にチャネル負荷率の重い無線通信チャネルの選択期間を長くすることで、より効率的に各無線通信チャネルを使用することが可能になる。

また、別の好ましい態様としては、前記複数の無線通信チャネルのうち無線端末装置との通信に使用されている無線通信チャネルにおける干渉の有無を判定し、干渉有りと判定された場合には、前記無線端末装置との通信に使用する無線通信チャネル、通信速度および送信電力の何れかを変更するモニタ結果反映手段をさらに設ける態様が考えられる。このような態様によれば、無線端末装置との通信に使用する無線通信チャネルにおいて干渉が発見された場合に、通信対象チャネルの切り替えや通信パラメータ（通信速度や送信電力）の調整など、通信状況を改善するためのアクションが自動的に実行される。

また、別の好ましい態様において、記憶手段と、前記複数の無線通信チャネルのうちの何れかを介して無線端末装置から認証要求を受信したことを契機として認証を行い、認証に成功した場合に当該無線端末装置を示す端末識別子を当該無線通信チャネルに対応付けて前記記憶手段に書き込む認証制御手段と、を有し、前記通信制御手段は、無線通信チャネルを選択していない期間に当該無線通信チャネルを使用する無線端末装置宛のデータを受信した場合には当該データを当該無線通信チャネルに対応付けて前記記憶手段に書き込み、当該無線通信チャネルが前記選択手段によって再度選択されたことを契機として当該データを当該無線端末装置へ送信することを特徴とする。このような態様によれば、無線端末装置との通信に使用されていた無線通信チャネルが再度選択されたときに、前回の選択時に行われていたデータ通信を再開することが可能になる。

また、別の好ましい態様においては、前記通信制御手段は、無線通信チャネルの切り替えに先立って、切り替え前の無線通信チャネルの電波により通信を行っている無線端末装置に対して、次に当該無線通信チャネルが選択されるまでの間、新たな通信の開始の差し止めを指示することを特徴とする。このような態様によれば、無線端末装置との通信に使用されていた無線通信チャネルが選択されていない期間において、その無線端末装置が無駄なデータ送信を行うことが回避される。なお、非特許文献１には、ある無線ネットワークから他の無線ネットワークに接続先を切り替える際に、その切り替え前の通信相手（無線中継装置または無線端末装置）に対してパワーセーブモードに入ることを通知し、自装置への無駄なフレームの送信を抑止する技術が開示されている。しかし、パワーセーブモードに入ることを通信相手へ通知できるのは無線端末装置のみであり、非特許文献１に開示された技術は、無線中継装置に関する発明である本願発明とは全く異なる技術である。

本発明の第１実施形態の無線中継装置１Ａの構成例を示す図である。 第１実施形態の効果を説明するための図である。 本発明の第２実施形態の無線中継装置１Ｂの構成例を示す図である。 同第２実施形態のバリエーションの一例を示す図である。 同第２実施形態のバリエーションの一例を示す図である。 本発明の第３実施形態の無線中継装置１Ｃの構成例を示す図である。 第３実施形態の動作の一例を示すフローチャートである。 第３実施形態の効果を説明するための図である。 本発明の第４実施形態の無線中継装置１Ｄの構成例を示す図である。 第４実施形態の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
（Ａ：第１実施形態）
図１は、本発明に係る無線中継装置の第１実施形態である無線中継装置１Ａのハードウェア構成例を示す図である。この無線中継装置１Ａは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方に対応した所謂デュアルバンド対応の中継装置（スイッチングハブ）である。この無線中継装置１Ａは、２．４ＧＨｚ帯の１つの無線通信チャネル（以下、ＣＨ（Ａ））と５ＧＨｚ帯の１つの無線通信チャネル（以下、ＣＨ（Ｂ））を巡回的に選択し、選択中の無線通信チャネルを介して、各々の周波数帯域に対応した無線端末装置と通信するように構成されている。なお、以下では、本実施形態のＣＨ（Ａ）およびＣＨ（Ｂ）のように、無線端末装置との通信に実際に使用される無線通信チャネルのことを「通信対象チャネル」と呼ぶ。

アンテナ１０１とＲＦ部１０３は２．４ＧＨｚ帯対応の無線通信部を構成し、アンテナ１０２とＲＦ部１０４は５ＧＨｚ帯対応の無線通信部を構成する。アンテナ１０１は２．４ＧＨｚ帯の通信電波の送受信を行い、アンテナ１０２は５ＧＨｚ帯の通信電波の送受信を行う。ＲＦ部１０３はアンテナ１０１により送受信される通信電波と内部信号との変換を行い、ＲＦ部１０４はアンテナ１０２により送受信する通信電波と内部信号との変換を行う。

ＲＦ選択部１０５は、チャネル選択制御部１２３から与えられる選択指示に応じてＲＦ部１０３とＲＦ部１０４のいずれかを選択して送受信信号の帯域（チャネル）を切り替える。ＲＦ選択部１０５は、変調・符号化部１２６から与えられる内部信号を、ＲＦ部１０３とＲＦ部１０４のうち上記選択指示に応じて選択した方へ与える。また、ＲＦ選択部１０５は、ＲＦ部１０３およびＲＦ部１０４の各々から出力される内部信号（すなわち、各帯域の無線区間を介して受信したデータを表す信号）のうち、上記選択指示に応じて選択した方から出力される内部信号をキャリア信号検出部１３０に引き渡す。

キャリア信号検出部１３０は、ＲＦ選択部１０５から与えられる信号（すなわち、受信信号）の周波数成分を解析し、チャネル選択制御部１２３により指示された無線通信チャネルのキャリア信号を取り出す。キャリア信号検出部１３０は、取り出したキャリア信号の信号強度が一定値以上であった場合に、当該キャリア信号を復調・復号化部１０６に与える。復調・復号化部１０６は、キャリア信号検出部１３０から与えられたキャリア信号の復調および復号化を行い、当該キャリア信号に重畳されているフレーム（より正確には、ＭＡＣフレーム）を取り出す。そして、復調・復号化部１０６は、キャリア信号から取り出したＭＡＣフレームをフレーム振り分け部１０７に与える。

フレーム振り分け部１０７は、復調・復号化部１０６から与えられるＭＡＣフレーム（以下、受信ＭＡＣフレーム）の各々についてコントロールフレームとデータフレームの何れであるかを判別し、コントロールフレームについては無線制御部１０８に、データフレームについてはブリッジ機能部１１６に与える。ここで、コントロールフレームとは、相手装置との間の通信の制御に関わるフレームのことをいい、データフレームとは相手装置との間で送受信されるデータを伝送するためのフレームをいう。コントロールフレームであるのか、それともデータフレームであるのかの判別については、受信ＭＡＣフレームのヘッダ部に含まれているフレーム種別情報を参照して行えば良い。

無線制御部１０８は、無線ＭＡＣレイヤ（すなわち、データリンク層）の通信制御を行う無線通信コントローラである。図１に示すように、本実施形態の無線中継装置１Ａは、２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯の各々に対応する２種類の無線通信部を有しているものの、無線ＭＡＣレイヤの通信制御を行う無線通信コントローラについては無線制御部１０８を１つだけ有している。従来のデュアルバンド対応の無線中継装置（例えば、特許文献２に開示された無線中継装置）では、各通信規格に対応する無線通信部毎に専用の無線通信コントローラが設けられていることが一般的であった。本実施形態の無線中継装置１Ａによれば、無線コントローラの数を削減できる分だけ、従来のデュアルバンド対応無線中継装置に比較して製造コストを低く抑えることができる。

無線制御部１０８は、フレーム振り分け部１０７から与えられるコントロールフレームを解析し、無線ＭＡＣレイヤの通信制御に用いるコンテキスト情報を抽出する。このようにして抽出されたコンテキスト情報は、ＲＡＭなどの制御情報保持手段に通信対象チャネル毎に保持される。より詳細に説明すると、ＣＨ（Ａ）のコンテキスト情報はＣＨ（Ａ）制御情報保持手段１０９に保持され、ＣＨ（Ｂ）のコンテキスト情報はＣＨ（Ｂ）制御情報保持手段１１０に保持される。また、ＭＡＣレイヤの通信制御においては、無線中継装置１ＡのＢＳＳを報知するためのビーコンの周期的な送信やＣＳＭＡ／ＣＡ上のタイミング制御を行うために、各種制御タイミングを生成する手段が必要になる。ＣＳＭＡ／ＣＡとは、無線ＬＡＮにおける通信電波の衝突を回避するための仕組みであり、その詳細はＩＥＥＥ８０２．１１において定められている。このＣＳＭＡ／ＣＡの詳細についてはＩＥＥＥ８０２．１１を参照されたい。本実施形態では、各種制御タイミングを生成する手段も通信対象チャネル毎に設けられている。ＣＨ（Ａ）タイミング生成手段１１１はＣＨ（Ａ）に関する制御タイミングを生成し、ＣＨ（Ｂ）タイミング生成手段１１２はＣＨ（Ｂ）に関する制御タイミングを生成する。

無線制御部１０８は、ビーコンフレームやＭＡＣレイヤの通信制御に関わるコントロールフレームを生成し、コントロールフレームキュー１２０に与える。コントロールフレームの生成は、その時点において選択されている通信対象チャネルに対してのみ行われる。このため、コントロールフレームキュー１２０は通信対象チャネル毎には設けられていない。フレーム振り分け部１０７から与えられたコントロールフレームが無線端末装置から送信された認証要求フレームである場合には、無線制御部１０８は、当該無線端末装置を受け入れ可能か否かを認証制御部１１３に問い合わせる。この問い合わせの際には、無線制御部１０８は、認証要求フレームを受信した通信対象チャネルを示すチャネル情報を選択チャネル保持手段１２５から取得し、当該チャネル情報を認証制御部１１３に与える。なお、認証要求フレームとは、無線中継装置１Ａの利用（すなわち、無線中継装置１Ａを介してデータ通信を行うこと）の許可を求める通信メッセージが書き込まれたフレームのことである。

認証制御部１１３は、認証要求フレームを受信した無線通信チャネルに同認証要求フレームの送信元の無線端末装置を収容することが可能であるか否かの認証を行う。例えば、認証要求フレームを受信した無線通信チャネルが通信対象チャネルではない場合には上記認証は成功せず、また、当該無線通信チャネルが通信対象チャネルである場合であっても、認証要求フレームの送信元の無線端末装置が予め登録されたものではない場合には上記認証は成功しない。そして、認証制御部１１３は、上記認証に成功すると、認証に成功した旨の回答を無線制御部１０８に与えるとともに、その無線端末装置を示す情報（本実施形態では、ＭＡＣアドレス）を認証リストに追加する。図１に示すように、認証リストは通信対象チャネル毎に設けられており、認証制御部１１３は問い合わせを受けた際に与えられたチャネル情報に応じて、ＣＨ（Ａ）認証リスト１１４またはＣＨ（Ｂ）認証リスト１１５の何れかに認証に成功した無線端末装置を示す端末識別子（例えば、当該無線端末装置のＭＡＣアドレスなど）を追加する。これにより、ＣＨ（Ａ）認証リスト１１４には、ＣＨ（Ａ）を使用して無線中継装置１Ａを介したデータ通信を行うことを許可された無線端末装置の端末識別子が格納され、ＣＨ（Ｂ）認証リスト１１５には、ＣＨ（Ｂ）を使用して無線中継装置１Ａを介したデータ通信を行うことを許可された無線端末装置の端末識別子が格納される。ＣＨ（Ａ）認証リスト１１４およびＣＨ（Ｂ）認証リスト１１５は、後述するＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８、ＣＨ（Ｂ）データフレームキュー１１９およびコントロールフレームキュー１２０とともに、ＲＡＭなどにより構成された記憶手段（図１では図示略）に格納されている。そして、無線制御部１０８は、上記問い合わせに対する回答（すなわち、認証の可否）を認証制御部１１３から受け取ると、その回答結果に対応するコントロールフレーム（認証応答フレーム）を生成し、コントロールフレームキュー１２０に与える。

ブリッジ機能部１１６は、フレーム振り分け部１０７から与えられるデータフレームのブリッジ（転送制御）を行う。例えばＣＨ（Ａ）を介して受信したデータフレームをＣＨ（Ｂ）を介して送信する（或いはその逆）制御を行う、といった具合である。また、無線中継装置１Ａが有線ＬＡＮＩ／Ｆを備え、有線ＬＡＮにも接続されている場合には、ブリッジ機能部１１６は有線ＬＡＮと無線ＬＡＮの間のブリッジも行う。

ブリッジ機能部１１６から出力されるフレーム（すなわち、無線区間に送出するデータフレーム：以下、送信データフレーム）は、データフレームキュー選択部１１７に与えられる。本実施形態では、送信データフレームを蓄積するためのキューは、通信対象チャネル毎に、ＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８とＣＨ（Ｂ）データフレームキュー１１９の２種類が設けられている。データフレームキュー選択部１１７は、送信データフレームのヘッダ部の送信先ＭＡＣアドレスをキーとして各通信対象チャネルの認証リストを検索して何れの認証リストに登録されているのかを特定し、該当する認証リストに対応する通信対象チャネルのデータフレームキューに当該送信データフレームを与える。なお、送信データフレームがブロードキャストフレームである場合には、両方の送信データキューに与えるようにすれば良い。また、送信データフレームの送信先ＭＡＣアドレスが何れの認証リストのＭＡＣアドレスとも一致しない場合には、データフレームキュー選択部１１７は、当該送信データフレームを破棄し、いずれのキューにも渡さない。

送信フレーム選択部１２１は、ＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８、ＣＨ（Ｂ）データフレームキュー１１９、およびコントロールフレームキュー１２０の各々からフレームを取り出し、変調・符号化部１２６に与える。ここで、各キューからのフレームの取り出しタイミングは無線制御部１０８によって指示される。また、何れのキューからフレームを取り出すのかについては以下の要領で定められる。まず、コントロールフレームキュー１２０に保持されているフレームは、ＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８およびＣＨ（Ｂ）データフレームキュー１１９に保持されているフレームよりも優先して取り出される。つまり、ＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８およびＣＨ（Ｂ）データフレームキュー１１９の各々に格納されているフレームは、無線制御部１０８によって指示される取り出しタイミングにおいてコントロールフレームキュー１２０が空である場合にのみ、取り出される。このように、コントロールフレームの取り出しを優先するのは、ＭＡＣレイヤの通信制御に支障が生じないようにするためである。

送信フレーム選択部１２１は、ＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８またはＣＨ（Ｂ）データフレームキュー１１９の何れかからフレームを取り出す際には、選択チャネル保持手段１２５に保持されている情報に応じて、その時点において選択されている通信対象チャネルに対応するデータフレームキューからフレームを取り出す。変調・符号化部１２６は、送信フレーム選択部１２１から与えられるフレームを、暗号化含め無線フレームとして符号化し、チャネル選択制御部１２３により指定された通信対象チャネルのキャリアに重畳する。そして、変調・符号化部１２６は、その重畳結果に対応する内部信号をＲＦ選択部１０５に与える。

図１のチャネル切り替えタイミング生成手段１２２は、例えば１０ｍｓ（ミリ秒）周期のインターバルタイマー等であり、５０ｍｓ或いは１００ｍｓ、１５０ｍｓ間隔などの周期的なタイミングを生成し当該タイミングを示すタイミング信号を出力する。チャネル選択制御部１２３は、チャネル切り替えタイミング生成手段１２２から出力されるタイミング信号の表すタイミングを基本タイミングとして通信対象チャネルを切り替えるタイミングを決定し、ＲＦ選択部１０５に選択指示を与える。例えばビーコン周期が１５０ｍｓである場合には、チャネル切り替えの周期（以下、チャネル切り替え周期）を５０ｍｓなどにすれば良い。チャネル選択制御部１２３は、このタイミング信号を受け取る毎に、ＣＨ（Ａ）→ＣＨ（Ｂ）→ＣＨ（Ａ）・・・といった具合に巡回的に通信対象チャネルを切り替える。つまり、本実施形態の無線中継装置１Ａにおいて、ＲＦ選択部１０５と、チャネル切り替えタイミング生成手段１２２と、チャネル選択制御部１２３は、ＣＨ（Ａ）とＣＨ（Ｂ）の各々を巡回的に通信対象チャネルとして選択する選択手段の役割を果たす。

より詳細に説明すると、上記タイミング信号を受け取ったチャネル選択制御部１２３は、まず、ＣＴＳ（Clear To Send）フレーム送信制御部１２４に対してＣＴＳフレームの送信指示を与える。ここで、ＣＴＳフレームとは、無線ＬＡＮにおける隠れ端末問題を回避するためにＩＥＥＥ８０２．１１において定められたＣＴＳメッセージを伝送するためのフレームである。ＣＴＳメッセージは、ＢＳＳ内の無線通信装置のうちの１つにデータの送信許可を与え、他の無線通信装置に対しては通信の開始の差し止めを指示する通信メッセージである。このＣＴＳメッセージには、アドレスフィールドとデュレーションフィールドが設けられており、アドレスフィールドにはデータの送信許可を与える無線通信装置の通信アドレスがセットされ、デュレーションフィールドには他の無線通信装置による通信の開始を差し止める期間の長さを示すデータがセットされる。ＣＴＳメッセージの詳細およびＣＴＳメッセージを利用して隠れ端末問題を回避する仕組みであるＲＴＳ（Request to Send）／ＣＴＳの詳細についてはＩＥＥＥ８０２．１１を参照されたい。

ＣＴＳフレーム送信制御部１２４は、アドレスフィールドには当該無線中継装置１ＡのＭＡＣアドレスを、デュレーションフィールドにはチャネル切り替え周期に応じた時間を各々設定したＣＴＳフレームを生成し、コントロールフレームキュー１２０へ渡す。コントロールフレームキュー１２０は、送信フレーム選択部１２１によって当該ＣＴＳフレームが取り出されると、その時点キューイングされている他のコントロールフレームを全て破棄する。通信対象チャネルの切り替えが発生すると、その切り替え前の通信対象チャネルを介した通信の制御に関するコントロールフレームは最早無効だからである。チャネル選択制御部１２３は、ＣＴＳフレーム送信制御部１２４からＣＴＳフレームの送信完了を通知されると、一定のガード時間を設けた後に、ＲＦ選択部１０５、復調・復号化部１０６および変調・符号化部１２６に対して新たな通信対象チャネルを指示する。ここで、ガード時間は、例えば１０ｍｓなど、通信対象チャネルの切り替えに要する時間に応じて適切な値を選択するようにすれば良い。このようにして通信対象チャネルの切り替えが完了すると、選択チャネル保持手段１２５は、現在選択されている通信対象チャネルのチャネル番号を保持する。
以上が無線中継装置１Ａの構成である。

次いで、図２を参照しつつ本実施形態の効果を説明する。
図２（Ａ）は無線中継装置１ＡにおいてＣＨ（Ａ）が選択されている場合の無線ＬＡＮの様子を示し、図２（Ｂ）は無線中継装置１ＡにおいてＣＨ（Ｂ）が選択されている場合の無線ＬＡＮの様子を示す図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）の各々において、無線端末装置ａおよび無線端末装置ｃは２．４ＧＨｚ帯に対応した装置であり、ＣＨ（Ａ）を介して無線中継装置１Ａとフレームの送受信を行う。一方、無線端末装置ｂおよび無線端末装置ｄは５ＧＨｚ帯に対応した装置であり、ＣＨ（Ｂ）を介して無線中継装置１Ａとフレームの送受信を行う。また、以下では、ＣＨ（Ａ）およびＣＨ（Ｂ）の両無線通信チャネルともにビーコン周期は１００ｍｓであり、チャネル切り替え周期は５０ｍｓであるとする。

図２（Ａ）に示すようにＣＨ（Ａ）が選択されている状況下で、無線端末装置ａおよび無線端末装置ｃの各々が認証を要求し、その認証に成功すると、無線中継装置１ＡのＣＨ（Ａ）認証リスト１１４には、無線端末装置ａおよび無線端末装置ｃの各々のＭＡＣアドレスが登録される。このように、無線中継装置１Ａによる認証に成功すると、無線端末装置ａおよび無線端末装置ｃの各々は、ＣＨ（Ａ）を介して無線中継装置１Ａにフレームを送信することができる。例えば、無線端末装置ａから無線端末装置ｃへ宛てて送信されたデータフレームは、無線中継装置１Ａによりブリッジされ、ＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８を経由してその宛先の無線端末装置（すなわち、無線端末装置ｃ）へと転送される。

通信対象チャネルとしてＣＨ（Ａ）が選択されてからチャネル切り替え周期（本動作例では、５０ｍｓ）が経過すると、無線中継装置１ＡはＣＴＳフレームを送信してＣＨ（Ａ）における無線端末装置の通信を差し止める。この差し止め期間は、図２（Ｃ）に示すように、次にＣＨ（Ａ）が選択されるまでの時間（５０ｍｓ）にガード時間（１０ｍｓ）を加えた期間（すなわち、６０ｍｓ）となる。この差し止め期間においては、無線端末装置ａおよび無線端末装置ｃの各々は、無線区間へ送信するフレームがあっても当該フレームをキューイングし、差し止め期間が終了するまでその送信を留保する。

ＣＴＳフレームの送信後、無線中継装置１ＡはＣＨ（Ｂ）に通信対象チャネルを切り替える。図２（Ｂ）に示すようにＣＨ（Ｂ）が選択されている状況下で、無線端末装置ｂおよび無線端末装置ｄの各々が認証を要求し、その認証に成功すると、無線中継装置１ＡのＣＨ（Ｂ）認証リスト１１５には、無線端末装置ｂおよび無線端末装置ｄの各々のＭＡＣアドレスが登録される。このように、無線中継装置１Ａによる認証に成功すると、無線端末装置ｂおよび無線端末装置ｄの各々はＣＨ（Ｂ）を使用して無線中継装置１Ａにフレームを送信することができる。例えば、無線端末装置ｂから無線端末装置ｄへ宛てて送信されたデータフレームは、無線中継装置１Ａによりブリッジされ、ＣＨ（Ｂ）データフレームキュー１１９を経由してその宛先の無線端末装置（すなわち、無線端末装置ｄ）へと転送される。また、ＣＨ（Ｂ）が選択されている期間に、例えば有線ＬＡＮから無線端末装置ａまたは無線端末装置ｃ（すなわち、選択されていない通信対象チャネルを使用する端末）宛てのフレームが送信されてきた場合には、それらのフレームはＣＨ（Ａ）認証リスト１１４に基づきＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８にキューイングされ、送信が保留される。

ＣＨ（Ｂ）を選択してからチャネル切り替え周期が経過すると、無線中継装置１ＡはＣＴＳフレームを送信してＣＨ（Ｂ）における無線端末装置の通信を差し止め、ＣＴＳフレームの送信後、ＣＨ（Ａ)へ通信対象チャネルを切り替える。ＣＨ（Ａ）の差し止め期間が終了すると、無線中継装置１Ａは、ＣＨ（Ｂ）選択中にＣＨ（Ａ）データフレームキュー１１８にキューイングしたフレームがある場合には、まず、当該フレームの送信を行う。同様に、無線端末装置ａおよび無線端末装置ｃの各々も、通信の差し止め期間中に送信を留保していたフレームがあった場合には、それらを順次送信する。なお、差し止め期間終了直後は、送信を留保されていたフレームの送信が殺到する可能性があるが、ＣＳＭＡ／ＣＡの仕組みに従ってそれらフレームの送信制御を行えば良い。

このように本実施形態の無線中継装置１Ａによれば、１つの無線中継装置で２．４ＧＨｚ帯に対応した無線端末装置と５ＧＨｚ帯に対応した無線端末装置の各々と並行して通信することができ、複数の無線通信チャネルを有効に利用することが可能になり、無線ＬＡＮの利便性が向上する。

（Ｂ：第２実施形態）
次いで本発明の第２実施形態の無線中継装置１Ｂについて説明する。この無線中継装置１Ｂは、２．４ＧＨｚ帯に属する複数の無線通信チャネル（本実施形態では、ＣＨ（Ａ）、ＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ））を巡回的に１つずつ選択し、選択した無線通信チャネルを用いて無線端末装置との通信またはその無線通信チャネルの電界強度の検出（すなわち、サイトサーベイ）の少なくとも一方を実行する。より詳細に説明すると、本実施形態では、ＣＨ（Ａ）に関しては当該チャネルを介した通信と電界強度のモニタとを行い、ＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）の各々については電界強度のモニタのみを行う。ここで、通信対象チャネルであるＣＨ（Ａ）についての電界強度の測定を行うのは、当該チャネルにおける干渉の有無を検出するためである。なお、ＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）の各々については、５ＧＨｚ帯の無線通信チャネルであっても良い。ＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）の各々が５ＧＨｚ帯の無線通信チャネルであれば、５ＧＨｚ帯については電界強度のモニタのみが行われる。

本実施形態における無線通信チャネルの選択順としては、ＣＨ（Ａ）、ＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）の各々をこの順に選択することが考えられる。しかし、電界強度のモニタのみを行う無線通信チャネル（以下、モニタ対象チャネル）が選択されている間は、通信対象チャネルを介した通信は差し止められるので、その差し止め期間が極力短くなるように、モニタ対象チャネルを連続して選択しない方が望ましい。例えば、本実施形態では、ＣＨ（Ａ）→ＣＨ（Ｃ）→ＣＨ（Ａ）→ＣＨ（Ｄ）→ＣＨ（Ａ）→ＣＨ（Ｃ）・・・といった具合にチャネル選択を行うようにすれば良い。ＣＨ（Ａ）を選択している状態では、まず、この無線通信チャネルを介した通信が行われ、その後、当該チャネルについてのモニタが行われる。

図３は、本発明の第２実施形態の無線中継装置１Ｂの構成例を示す図である。図３では図１と同一の構成要素には同一の符号が付されている。図３と図１とを対比すれば明らかなように、無線中継装置１Ｂの構成は、電界強度測定手段１２７、電界強度測定制御部１２８および測定結果保持手段１２９を有する点が無線中継装置１Ａの構成と異なる。なお、本実施形態においてＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）は何れも２．４ＧＨｚに属する無線通信チャネルであるから、これらＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）についての各種制御タイミングの生成にはＣＨ（Ａ）タイミング生成手段１１１を用いるようにすれば良い。

図３のチャネル選択制御部１２３は、ＣＴＳフレームの送信指示をＣＴＳフレーム送信制御部１２４に与える際に、切り替え先のチャネルがモニタ対象チャネル（或いは、モニタ対象かつ通信対象のチャネル）である場合には、電界強度測定制御部１２８に当該チャネルのチャネル番号を通知し、モニタリングの開始を指示する。モニタリングの開始を指示された電界強度測定制御部１２８は、電界強度測定手段１２７を使って電界強度を測定し、その測定結果は、測定結果保持手段１２９に保持される。無線中継装置１Ｂの運用管理者は、測定結果保持手段１２９に蓄積された測定結果を参照することで、より電波状況のよい無線通信チャネルの有無を把握したり、より電波状況のよい無線通信チャネルがある場合には通信対象チャネルを当該無線通信チャネルに変更するか否かなどの検討を行うことが可能になる。
以上が無線中継装置１Ｂの構成である。

以上説明したように、本実施形態の無線中継装置１Ｂでは、通信対象チャネルとモニタ対象チャネルとを巡回的に選択するとともに、通信対象チャネルが選択されている間はその通信対象チャネルによる無線端末装置との通信が実行され、モニタ対象チャネルが選択されている間はそのモニタ対象チャネルについての電界強度の測定が行われる。モニタ対象チャネルの選択中は、無線中継装置１Ｂに収容される無線端末装置の通信が一斉に差し止められるが、モニタ対象チャネルを連続して選択しないようにしたり、単位時間当たりにおける通信対象チャネルの選択頻度に比べてモニタ対象チャネルの選択頻度を低く抑えるようにすれば、無線ＬＡＮの利便性を大きく低下させることなく、無線中継装置１Ｂの運用中にモニタ対象チャネルの使用状況の計測を行うことが可能になる。

なお、本実施形態では、２．４ＧＨｚ帯に属するＣＨ（Ａ）を通信対象チャネルとし、同じく２．４ＧＨｚ帯に属するＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）をモニタ対象チャネルとした。しかし、第１実施形態と同様に２．４ＧＨｚ帯に属するＣＨ（Ａ）と５ＧＨｚ帯に属するＣＨ（Ｂ）を通信対象チャネルとし、一方のチャネルについては無線端末装置とのデータ通信と電界強度のモニタの両方を行い、他方のチャネルについては無線端末装置とのデータ通信のみを行うようにしても良い。例えば、ＣＨ（Ａ）については無線端末装置とのデータ通信と電界強度のモニタの両方を行い、ＣＨ（Ｂ）については無線端末装置とのデータ通信のみを行う場合には、図４に示すように、ＣＨ（Ａ）を介したデータ通信→ＣＨ（Ｂ）を介したデータ通信→ＣＨ（Ａ）の電界強度のモニタ→ＣＨ（Ａ）を介したデータ通信、といった具合にチャネル切り替えを行えば良い。また、ＣＨ（Ａ）とＣＨ（Ｂ）の両者について無線端末装置とのデータ通信と電界強度のモニタの両方を行うようにしても良く、この場合は、ＣＨ（Ａ）を介したデータ通信→ＣＨ（Ａ）の電界強度のモニタ→ＣＨ（Ｂ）を介したデータ通信→ＣＨ（Ｂ）の電界強度のモニタ→ＣＨ（Ａ）を介したデータ通信、といった具合にチャネル切り替えを行えば良い。さらに、２．４ＧＨｚ帯に属するＣＨ（Ａ）および５ＧＨｚ帯に属するＣＨ（Ｂ）の各々を通信対象チャネルとしてデータ通信にのみ使用し、２．４ＧＨｚ帯に属するＣＨ（Ｃ）をモニタ対象チャネルとして電界強度のモニタのみを行うとしても良い。この場合は、図５に示すように、ＣＨ（Ａ）を介したデータ通信→ＣＨ（Ｂ）を介したデータ通信→ＣＨ（Ｃ）の電界強度のモニタ→ＣＨ（Ａ）を介したデータ通信、といった具合にチャネル切り替えを行えば良い。要は、複数の無線通信チャネルの各々を巡回的に選択し、選択された無線通信チャネルの少なくとも１つを介して無線端末装置と通信するとともに、選択された無線通信チャネルの各々について当該チャネルを介した通信と当該チャネルの電波状態の計測の少なくとも一方を実行する態様であれば良い。

また、帯域毎にデータ通信に使用するのか、それとも電界強度の測定を行うのかを予め定めておいても良い。例えば、２．４ＧＨｚ帯に属するチャネル（例えば、ＣＨ（Ａ））については通信対象チャネルとしてデータ通信に使用し、５ＧＨｚ帯に属するチャネル（例えば、ＣＨ（Ｂ））については電界強度の測定のみを行う、といった具合である。このような態様によれば、例えば現時点の無線ＬＡＮでは２．４ＧＨｚ帯を使用しているものの、将来的には５ＧＨｚ帯への移行を検討している場合に、当該無線ＬＡＮを稼動させつつ、５ＧＨｚ帯における電波状況を把握することが可能になり、移行の可否の決定や移行先の５ＧＨｚ帯にて使用するチャネルの選定を行う際の参考にすることができる。

（Ｃ：第３実施形態）
次いで、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、本実施形態の無線中継装置１Ｃの構成例を示す図である。図６では、図１と同一の構成要素には同一の符号が付されている。図６と図１を比較すれば明らかなように、無線中継装置１Ｃの構成は、チャネル負荷率測定部１３１を設けた点が無線中継装置１Ａの構成と異なる。図６の無線中継装置１Ｃは、複数の無線通信チャネル（本実施形態では、ＣＨ（Ａ）およびＣＨ（Ｂ））のうちの１つを巡回的に選択して無線端末装置とのデータ通信を行う点は第１実施形態の無線中継装置１Ａと同一である。しかし、無線中継装置１Ｃは、各チャネルが選択されている期間（以下、選択期間）において、その無線通信チャネルの負荷率をチャネル負荷率測定部１３１により測定し、チャネル切り替えのタイミング毎に各無線通信チャネルのチャネル負荷率に基づいて、当該チャネルについての選択期間（換言すれば、チャネル切り替え周期）の長さを動的に変更する点が無線中継装置１Ａと異なる。

より詳細に説明すると、本実施形態の無線中継装置１Ｃにおける変調・符号化部１２６は、送信フレームを表す内部信号をＲＦ選択部１０５に与える毎に、その旨をチャネル負荷率測定部１３１へ通知する。同様に、キャリア信号検出部１３０は、受信信号を解析して取り出したキャリア信号を復調・復号化部１０６に与える際に、そのキャリア信号が検出されている旨をチャネル負荷率測定部１３１へ通知する。チャネル負荷率測定部１３１は、変調・符号化部１２６から通知を受けたことを契機として、通信フレームを送信していた時間を計測する。また、チャネル負荷率測定部１３１は、キャリア信号検出部１３０から通知を受けたことを契機として、受信キャリア信号の検出されていた時間を計測する。そして、チャネル負荷率測定部１３１は、通信フレームを送信していた時間と受信キャリア信号の検出されていた時間の合計が当該チャネルの選択期間に占める割合を、その時点において選択されている無線通信チャネルのチャネル負荷率としてチャネル選択制御部１２３へ通知する。チャネル選択制御部１２３は、チャネル負荷率測定部１３１から通知されたチャネル負荷率を、チャネル毎に設けられたリングバッファ（たとえば、直近の５つの選択期間についてのチャネル負荷率を記憶するリングバッファ：図６では図示略）に書き込む。

無線中継装置１Ａのチャネル選択制御部１２３は、５０ｍｓ間隔でＣＨ（Ａ）とＣＨ（Ｂ）を交互に切り替えた（すなわち、ＣＨ（Ａ）およびＣＨ（Ｂ）の各々の選択期間の長さは固定であり、その長さは５０ｍｓ）。これに対して、無線中継装置１Ｃのチャネル選択制御部１２３は、基本的には５０ｍｓ間隔でＣＨ（Ａ）とＣＨ（Ｂ）を交互に切り替るものの、チャネル切り替えのタイミング毎にチャネル負荷率測定部１３１から通知されるチャネル負荷率およびチャネル毎にリングバッファに格納されているチャネル負荷率に基づいて、各チャネルの選択期間を変更する必要があるか否かを判定し、必要ありと判定した場合には当該期間を動的に変更する。より詳細に説明すると、無線中継装置１Ｃのチャネル選択制御部１２３は、図７に示すフローチャートにしたがって各チャネルの選択期間を決定する。

図７に示すように、無線中継装置１Ｃのチャネル選択制御部１２３は、まず、チャネル負荷率測定部１３１から通知されたチャネル負荷率を取得し（ステップＳＡ１００）、ＣＨ（Ａ）のチャネル負荷率と、直前の選択期間（すなわち、ＣＨ（Ｂ）についての直近の選択期間）におけるＣＨ（Ｂ）のチャネル負荷率とを比較し、前者が後者の２倍以上であるか否かを判定する（ステップＳＡ１１０）。ステップＳＡ１１０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、チャネル選択制御部１２３は、さらに、ＣＨ（Ａ）についての直近の５つの選択期間に亘って、チャネル負荷率がＣＨ（Ｂ）のチャネル負荷率の２倍以上となっている状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳＡ１２０）。ステップＳＡ１２０の判定結果が“Ｙｅｓ”の場合には、チャネル選択制御部１２３は、ＣＨ（Ａ）についての選択期間を１．２倍にし、ＣＨ（Ｂ）についての選択期間を０．８倍にする（ステップＳＡ１３０）。逆に、ステップＳＡ１２０の判定結果が“Ｎｏ”の場合には、チャネル選択制御部１２３は、各チャネルの選択期間を初期値（例えば、５０ｍｓ）に戻して当該処理を終了する。

これに対してステップＳＡ１１０の判定結果が“Ｎｏ”の場合には、無線中継装置１Ｃのチャネル選択制御部１２３は、ＣＨ（Ｂ）のチャネル負荷率がＣＨ（Ａ）のチャネル負荷率の２倍以上であるか否かを判定する（ステップＳＡ１４０）。ステップＳＡ１４０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、チャネル選択制御部１２３は、さらに、ＣＨ（Ｂ）について、そのチャネル負荷率がＣＨ（Ａ）のチャネル負荷率の２倍以上になっている状態が直近の５つの選択期間に亘って継続しているか否かを判定し（ステップＳＡ１５０）、その判定結果が“Ｙｅｓ”の場合には、ＣＨ（Ｂ）の選択期間を１．２倍にし、ＣＨ（Ａ）の選択期間を０．８倍にする（ステップＳＡ１６０）。逆に、ステップＳＡ１５０の判定結果が“Ｎｏ”の場合には、チャネル選択制御部１２３は、各チャネルの選択期間を初期値（５０ｍｓ）に戻して当該処理を終了する。

つまり、本実施形態では、チャネル間の負荷率の差が２倍以上になり、負荷の重い方のチャネルについてその状態が直近の５つの選択期間に亘って継続していた場合に、負荷の軽い方のチャネルの選択期間を８０％に減らし、代わりに負荷の重い方のチャネルの選択期間を１２０％に増やす処理が負荷率の差が２倍未満になるまで繰り返し実行される。例えば、チャネル切り替え周期が５０ｍｓである場合、ＣＨ（Ａ）の負荷率が２０％以上、ＣＨ（Ｂ)の負荷率が１０％未満の状態がＣＨ（Ａ）についての直近の５つの選択期間に亘って継続すると、両チャネルの負荷率の差が２倍未満になるまで各チャネルの選択期間を変更する処理が実行される。すなわち、ＣＨ（Ａ）の選択期間は５０ｍｓ×１．２＝６０ｍｓとされ、ＣＨ（Ｂ)の選択期間は５０ｍｓ×０．８＝４０ｍｓとされる。その結果、図８に示すように、ＣＴＳによる通信差し止め期間は、ＣＨ（Ａ）についてはＣＨ（Ｂ)の選択期間である４０ｍｓにガード時間１０ｍｓを加えた５０ｍｓとなり、同様にＣＨ（Ｂ）については７０ｍｓとなる。

以上説明したように本実施形態の無線中継装置１Ｃによれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、チャネル負荷率の軽い無線通信チャネル（すなわち、使用率の低い無線通信チャネル）の選択期間を短くし、逆にチャネル負荷率の重い無線通信チャネル（すなわち、利用率の高い無線通信チャネル）の選択期間を長くすることで、より効率的に各無線通信チャネルを使用することが可能になる。

（Ｄ：第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態の無線中継装置１Ｄの構成例を示す図である。図９では図３と同一の構成要素には同一の符号が付されている。図９と図３とを比較すれば明らかなように、無線中継装置１Ｄの構成は、ＣＨ（Ａ）フレーム誤り率保持手段１３２、ＣＨ（Ｂ）フレーム誤り率保持手段１３３、モニタ結果反映部１３４、モニタ結果反映タイミング生成手段１３５、および通信速度切り替えパターン保持手段１３６を有する点が無線中継装置１Ｂの構成と異なる。

無線中継装置１Ｄにおいては、復調・復号化部１０６は、受信信号からＭＡＣフレームを取り出す際にＭＡＣフレームの正当性をチェックする。より詳細に説明すると、復調・復号化部１０６は、受信フレームのペイロード部を参照してＣＲＣ値を算出し、当該受信フレームのヘッダ部のＣＲＣフィールドに格納されているＣＲＣ値と一致するか否かを判定する。そして、両ＣＲＣ値が不一致となった場合には、復調・復号化部１０６は当該フレームをデータ誤りを含むものとみなして破棄する。復調・復号化部１０６は、ＣＲＣエラー（すなわち、上記ＣＲＣ値の不一致）の検出されたフレーム数と受信フレーム数の比を無線通信チャネル毎に算出し、各無線通信チャネルのフレーム誤り率として出力する。ＣＨ（Ａ）のフレーム誤り率はＣＨ（Ａ）フレーム誤り率保持手段１３２に保持され、ＣＨ（Ｂ）のフレーム誤り率はＣＨ（Ｂ)フレーム誤り率保持手段１３３に保持される。

モニタ結果反映タイミング生成手段１３５は、定期的な電界強度のモニタ結果を通信パラメータ（無線通信チャネル、通信速度の切り替えパターン、送信電力）に反映するための基本タイミング（例えば１時間に１回のタイミング）を生成する。この基本タイミングにおいてモニタ結果反映部１３４が起動され、上記通信パラメータへの上記モニタ結果の反映が実現される。モニタ結果反映部１３４は、定期的な電界強度のモニタ結果から、通信状況をより改善するための調整を行う。以下、前述した第２実施形態と同様に、２．４ＧＨｚ帯に属するＣＨ（Ａ）を通信対象チャネルとし、ＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）をモニタ対象チャネルとする場合を例にとって、２．４ＧＨｚ帯の通信状況の改善を試みる場合について説明する。

図１０は、モニタ結果反映部１３４が実行するモニタ結果反映処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、モニタ結果反映部１３４は、まず、通信対象チャネル（本実施形態では、ＣＨ（Ａ））において自ＢＳＳ以外の電波が検出されたか否かを判定する（ステップＳＢ１００）。ステップＳＢ１００の判定結果が“Ｎｏ”であれば、モニタ結果反映部１３４はモニタ結果反映処理を即座に終了する。自ＢＳＳ以外の電波が検出されていない（すなわち、干渉がない）のであれば、通信状況の改善を行う必要はないからである。逆に、ステップＳＢ１００の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、モニタ結果反映部１３４は、ＣＨ（Ｃ）が空きチャネルであるか否かを判定する（ステップＳＢ１１０）。より詳細に説明すると、モニタ結果反映部１３４は、ＣＨ（Ｃ）についてのモニタ結果において、過去２４時間に渡って他の電波が検出されていなければ、空きチャネルであると判定する。

ステップＳＢ１１０の判定結果が“Ｙｅｓ”であれば、モニタ結果反映部１３４は通信対象チャネルをＣＨ（Ｃ）に変更し（ステップＳＢ１２０）、モニタ結果反映処理を終了する。通信対象チャネルの変更を行う際には、モニタ結果反映部１３４は、同じ２．４ＧＨｚ帯のＣＨ（Ａ）の認証リストをクリアするとともに、チャネル選択制御部１２３にチャネル変更を指示する。ステップＳＢ１１０の判定結果が“Ｎｏ”である場合には、モニタ結果反映部１３４は、ＣＨ（Ｄ）が空きチャネルであるか否かを判定する（ステップＳＢ１３０）。そして、ステップＳＢ１３０の判定結果が“Ｙｅｓ”であれば、モニタ結果反映部１３４は通信対象チャネルをＣＨ（Ｄ）に変更し（ステップＳＢ１４０）、モニタ結果反映処理を終了する。ステップＳＢ１３０の判定結果が“Ｎｏ”である場合には、モニタ結果反映部１３４は、ステップＳＢ１５０以降の処理を実行する。

ステップＳＢ１３０の判定結果が“Ｎｏ”である場合（すなわち、ＣＨ（Ｃ）およびＣＨ（Ｄ）の何れも空きチャネルではない場合）に実行されるステップＳＢ１５０では、モニタ結果反映部１３４はＣＨ（Ａ）フレーム誤り率保持手段１３２からフレーム誤り率を取得し、当該フレーム誤り率が所定のしきい値以上であるか否かを判定する。ここで、フレーム誤り率が所定のしきい値以上であるか否かを判定する理由は以下の通りである。干渉源が同じＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮであり、相手側の電波が充分な強度で到達している場合には、互いにＣＳＭＡ/ＣＡに従って動作するので、通信速度は低下するもののフレーム誤り率は低くなる。一方、干渉源がＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮではない場合やＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮであっても相手側の電波が充分な強度で到達していない場合には、通信媒体上で電波の衝突が起こりフレームが破壊され、フレーム誤り率は高くなる。つまり、干渉源がＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮであって相手側の電波が充分な強度で到達しているのか、それとも、干渉源がＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮではない（或いは、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮであるものの当該無線ＬＡＮの電波が充分な強度で到達していない）のかを判別するために、フレーム誤り率と所定のしきい値との大小比較を行うのである。

ステップＳＢ１５０の判定結果が“Ｎｏ”の場合には、モニタ結果反映部１３４は、干渉源がＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮであって相手の電波が充分な強度で到達している旨を通知するメールを生成し、メール送信手段１３７によってシステム管理者へ送信する（ステップＳＢ１６０）。この場合、自力では改善が望めないからである。このメールを受けたシステム管理者は、周囲のシステムも含めたチャネルの再配置など改善措置をとれば良い。

逆に、ステップＳＢ１５０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、モニタ結果反映部１３４は、現在選択している通信速度が最も低い通信速度であるか否かを判定し（ステップＳＢ１７０）、その判定結果が“Ｎｏ”である場合には、通信速度のさらに低く切り替えることを変調・符号化部１２６に指示する（ステップＳＢ１８０）。通信媒体上の通信速度（リンク速度）は通信状況に合わせて随時変更されることが一般的であり、電波状況の良い状態ではより高速な通信速度が選択されるといった具合である。本実施形態では、予め複数の通信速度のパターンが用意されており、これら各パターンは通信速度切り替えパターン保持手段１３６に保持されている。変調・符号化部１２６は、通信速度切り替えパターン保持手段１３６に保持されている通信速度パターンに従って変調時の通信速度を決定する。ステップＳＢ１５０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合に、通信速度をさらに低くするのは、一般的に、電波妨害を受けてもフレームを再生できる可能性が高まるからである。

ステップＳＢ１７０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合（すなわち、通信速度が下限いっぱいまで引き下げられていても、電波状況が改善されていない場合）は、モニタ結果反映部１３４は、現在の送信電力がその上限値に達しているか否かを判定し（ステップＳＢ１９０）、その判定結果が“Ｎｏ”である場合には、送信電力を上げる（ステップＳＢ２００）。干渉源がＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮであれば、送信電力を上げることで干渉源側におけるＣＳＭＡ/ＣＡ競合制御に従うようになると期待されるからである。なお、ステップＳＢ１９０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、モニタ結果反映部１３４は自力では改善が望めないため、システムの管理者へ改善要請のためのメールをメール送信手段１３７によって送信する（ステップＳＢ２１０）。

このように、本実施形態の無線中継装置１Ｄによれば、通信対象チャネルの電界強度のモニタ結果から干渉が発見された場合に、通信対象チャネルの切り替えや通信パラメータの調整など、通信状況をより改善するためのアクションが自動的に実行される。なお、本実施形態では、フレーム誤り率が所定のしきい値を超えている場合（ステップＳＢ１５０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合）には、まず、通信速度の切り替えが可能であるか否かの判定（ステップＳＢ１７０）を行い、通信速度の切り替えができない場合（ステップＳＢ１７０の判定結果が“Ｎｏ”である場合）に送信電力の引き上げが可能であるか否かの判定（ステップＳＢ１９０）を行った。しかし、フレーム誤り率が所定のしきい値を超えている場合には、まず、送信電力の引き上げが可能であるか否かの判定を行い、送信電力の引き上げを行えない場合に通信速度の切り替えが可能であるか否かの判定を行うようにしても良い（すなわち、図１０においてステップＳＢ１７０とステップＳＢ１９０とを入れ換えても良い）。

また、本実施形態では、干渉が発見された場合（ステップＳＢ１００の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合）には、まず、空チャネルへの変更を試みる処理（ステップＳＢ１１０からステップＳＢ１４０の処理）を行ったが、ステップＳＢ１１０からステップＳＢ１４０の処理を省略し、干渉が発見された場合には即座にステップＳＢ１５０の処理を実行するようにしても良い。また、ステップＳＢ１１０からステップＳＢ１４０の処理を省略するのではなく、通信速度の引き下げを試みる処理（ステップＳＢ１７０およびＳＢ１８０の処理）と送信電力の引き上げを試みる処理（ステップＳＢ１９０およびＳＢ２００の処理）の何れか一方、或いは両方を省略しても良い。なお、通信速度の引き下げを試みる処理と送信電力の引き上げを試みる処理の両方を省略する場合には、ステップＳＢ１５０およびＳＢ１６０の処理も省略可能である。この場合は、空きチャネルがない場合には管理者へのメール送信（ステップＳＢ２１０）が即座に実行されることになる。

（Ｅ：変形）
以上本発明の各実施形態について説明したが、これら実施形態に以下に述べる変形を加えて勿論良い。
（１）上記各実施形態では、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方に対応したデュアルバンド対応の無線中継装置への本発明の適用例を説明したが、何れか１つの周波数帯域内の複数の無線通信チャネルの各々を巡回的に選択し、選択した無線通信チャネルの各々において電波状態の計測と当該無線通信チャネルの電波を使用した無線端末装置との通信の少なくとも一方を実行する無線中継装置に本発明を適用しても勿論良い。また、３つ以上の周波数帯域に対応した無線中継装置に本発明を適用しても良い。現時点では、無線ＬＡＮにおける通信電波の周波数帯域は２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の２種類であるが、将来、さらに別の周波数帯域が利用される可能性もあるからである。また、上記各実施形態では、無線端末装置を収容しスイッチングハブとして機能する無線中継装置への本発明の適用例を説明した。しかし、無線端末装置を収容しルータとして機能する無線中継装置に本発明を適用しても良く、この場合は、無線端末装置を識別する端末識別子としてＭＡＣアドレスに換えてＩＰアドレスを用いるようにすれば良い。

（２）上記各実施形態では、チャネル切り替えを行う際にＣＴＳメッセージを送信し、切り替え前の無線通信チャネルを使用して通信を行っていた無線端末装置に一定期間（すなわち、次に当該無線通信チャネルが選択されるまでの期間）通信を差し止めることを指示したが、ＣＴＳメッセージと同一の役割を果たす新たなメッセージ（例えば、アプリケーション層のメッセージ）を定義し、ＣＴＳメッセージの送信に換えて当該新たなメッセージのブロードキャストを無線中継装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃおよび１Ｄの各々に実行させても良い。また、上記のような通信の差し止めを行うことで、無線端末装置との通信に使用されていた無線通信チャネルが選択されていない期間において、その無線端末装置が無駄なデータ送信を行うことが回避される、といった効果が奏されるのであるが、無駄なデータ送信の発生が問題とならない場合には、上記のような通信の差し止め（すなわち、ＣＴＳメッセージの送信）を行わなくても良い。

（３）上記各実施形態では、他の無線通信チャネルが選択されている期間に当該無線通信チャネルを使用する無線端末装置宛のフレームが送信されてきた場合には当該フレームをキューに蓄積し、当該無線通信チャネルが再度選択された時点でその無線端末装置へ送信する場合について説明した。しかし、各無線端末装置が実行する通信がＷｅｂページの閲覧のように状態の保存を要しない通信であれば、上記のようなキューイングを行う必要はない。

（４）上記各実施形態では、複数の無線通信チャネルの各々を巡回的に選択する選択手段（各実施形態におけるＲＦ選択部１０５、チャネル切り替えタイミング生成手段１２２、およびチャネル選択制御部１２３）と、選択手段により選択された無線通信チャネルの少なくとも１つを介して無線端末装置と通信するとともに、選択手段により選択された無線通信チャネルの各々について、当該チャネルを介した通信と当該チャネルの電波状態の計測の少なくとも一方を実行する通信制御手段（第１および第３実施形態にあっては送信フレーム選択部１２１およびＣＴＳフレーム送信制御部１２４（なお、ＣＴＳフレームの送信を行わない態様であれば、ＣＴＳフレーム送信制御部１２４は不要）、第２および第４実施形態にあってはさらに電界強度測定手段１２７、電界強度測定制御部１２８および測定結果保持手段１２９）の各々をハードウェアで構成し、これらハードウェアを組み合わせて上記各実施形態の無線中継装置を実現した。しかし、複数の無線通信チャネルの各々を巡回的に選択するステップと、選択した無線通信チャネルの少なくとも１つを介して無線端末装置と通信するとともに、選択した無線通信チャネルの各々について当該チャネルを介した通信と当該チャネルの電波状態の計測の少なくとも一方を実行するステップとからなる通信制御方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供し、このプログラムにしたがって無線中継装置の制御部を作動させるようにしても良い。なお、このようなプログラムの提供態様としては、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に書き込んで配布する態様や、インターネットなどの電気通信回線経由のダウンロードにより配布する態様が考えられる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…無線中継装置、１０１，１０２…アンテナ、１０３…２．４Ｇ帯ＲＦ部、１０４…５ＧＨｚ帯ＲＦ部、１０５…ＲＦ選択部、１０６…復調・復号化部、１０７…フレーム振り分け部、１０８…無線制御部、１０９…ＣＨ（Ａ）制御情報保持手段、１１０…ＣＨ（Ｂ）制御情報保持手段、１１１…ＣＨ（Ａ）タイミング生成手段、１１２…ＣＨ（Ｂ）タイミング生成手段、１１３…認証部、１１４…ＣＨ（Ａ）認証リスト、１１５…ＣＨ（Ｂ）認証リスト、１１６…ブリッジ機能部、１１７…データフレームキュー選択部、１１８…ＣＨ（Ａ）データフレームキュー、１１９…ＣＨ（Ｂ）データフレームキュー、１２０…コントロールフレームキュー、１２１…送信フレーム選択部、１２２…チャネル切り替えタイミング生成手段、１２３…チャネル選択制御部、１２４…ＣＴＳフレーム送信制御部、１２５…選択チャネル保持手段、１２６…変調・符号化部、１２７…電界強度測定手段、１２８…電界強度測定制御部、１２９…測定結果保持手段、１３０…キャリア信号検出部、１３１…チャネル負荷率測定部、１３２…ＣＨ（Ａ）フレーム誤り率保持手段、１３３…ＣＨ（Ｂ）フレーム誤り率保持手段、１３４…モニタ結果反映部、１３５…モニタ結果反映タイミング生成手段、１３６…通信速度切り替えパターン保持手段、１３７…メール送信手段。

Claims (6)

1. 複数の無線通信チャネルの各々を巡回的に選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された無線通信チャネルの少なくとも１つを介して無線端末装置と通信するとともに、前記選択手段により選択された無線通信チャネルの各々について、当該チャネルを介した通信と当該チャネルの電波状態の計測の少なくとも一方を実行する通信制御手段と、
   を有することを特徴とする無線中継装置。
2. 前記複数の無線通信チャネルの各々は、互いに異なる複数の周波数帯域の何れかに属し、前記通信制御手段は、前記複数の無線通信チャネルのうち予め定められた周波数帯域に属するものについては、当該無線通信チャネルの電波状態の計測のみを行うことを特徴する請求項１に記載の無線中継装置。
3. 前記複数の無線通信チャネルのうち無線端末装置との通信に使用されている無線通信チャネルのチャネル負荷率を計測するチャネル負荷率計測手段を有し、
   前記選択手段は、無線端末装置との通信に使用されている無線通信チャネルの各々については、当該無線通信チャネルが選択状態となる期間を前記チャネル負荷率計測手段により計測されたチャネル負荷率に応じて調整することを特徴とする請求項１または２に記載の無線中継装置。
4. 前記複数の無線通信チャネルのうち無線端末装置との通信に使用されている無線通信チャネルにおける干渉の有無を判定し、干渉有りと判定した場合には、前記無線端末装置との通信に使用する無線通信チャネル、通信速度および送信電力の何れかを変更するモニタ結果反映手段を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の無線中継装置。
5. 記憶手段と、
   前記複数の無線通信チャネルのうちの何れかを介して無線端末装置から認証要求を受信したことを契機として認証を行い、認証に成功した場合に当該無線端末装置を示す端末識別子を当該無線通信チャネルに対応付けて前記記憶手段に書き込む認証制御手段と、を有し、
   前記通信制御手段は、無線通信チャネルを選択していない期間に当該無線通信チャネルを使用する無線端末装置宛のデータを受信した場合には当該データを当該無線通信チャネルに対応付けて前記記憶手段に書き込み、当該無線通信チャネルが前記選択手段によって再度選択されたことを契機として当該データを当該無線端末装置へ送信する
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の無線中継装置。
6. 前記通信制御手段は、無線通信チャネルの切り替えに先立って、切り替え前の無線通信チャネルの電波により通信を行っている無線端末装置に対して、次に当該無線通信チャネルが選択されるまでの間、新たな通信の開始の差し止めを指示する、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線中継装置。
   

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