JP2015162794A - ネットワーク管理装置および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】所望のスループットを維持しつつ省電力化と負荷分散を実現するネットワーク管理装置を得ること。
【解決手段】本願発明は、省電力状態へ移行可能な複数の基地局を含んで構成され、基地局は複数のグループを形成しており、各グループは省電力状態に移行しない第１の基地局および省電力状態へ移行する第２の基地局を含んでいる通信システムにおいて、基地局および端末を制御するネットワーク管理装置であって、基地局をグループ化するグループ構築部３４１Ａと、第２の基地局を省電力状態に移行させる制御および復帰させる制御を実施する省電力制御部３４１Ｂと、端末の接続先を決定する端末制御部３４２と、を備え、第２の基地局は、同じグループの第１の基地局からの受信電波強度が一定値以上となる範囲内に存在し、端末制御部３４２は、基地局への接続を要求している端末を検知した場合、端末との通信品質が最良の第１の基地局へ接続させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、省電力機能を有する基地局を備えた通信システムに関するものであり、特に、基地局およびこれに接続する端末を制御するネットワーク管理装置に関する。

会社内や公共施設などにおいて無線ＬＡＮ（Local Area Network）を構築し、端末がアクセスポイント（以下、ＡＰとする）に無線接続し、ＡＰを介して上位ネットワーク（外部のネットワーク）にアクセスする無線通信システムが存在する。

このような無線通信システムにおいては、１つのＡＰに多数の端末が同時接続して利用するとユーザが要求するスループットを満たせない。このような問題の対策として、端末の通信量や端末数に応じてＡＰを複数台設置することが一般的に行われている。しかし、この対策では設置するＡＰ数が増加するため、システム全体としての電力消費量が増加してしまう。そのため、端末の通信量や端末の接続数等に応じて一部のＡＰを省電力状態に適宜移行させて電力消費量を抑える方式が存在する。

このような省電力方式のうち、１個以上のＡＰをグループとしてまとめ、グループ単位で、ＡＰを省電力状態にし、省電力化を実現する方式がある（例えば特許文献１）。

特許文献１に記載されたシステムにおいては、常時起動ＡＰとそれに関係づけられたスタンバイ状態（送信機能をＯＦＦにし、受信のみは可能な状態）になることが可能である複数のＡＰから構成されるグループを構築する。このシステムでは、常時起動状態のＡＰのビーコンの到達範囲を広く設定し、カバレッジ範囲（端末が通信可能である範囲）を確保する。また、端末が接続する際、端末と（スタンバイ状態のＡＰを含む）ＡＰの間の電波強度を観測し、接続先ＡＰを選択する。この際、端末の接続先ＡＰとして、要求する伝送速度を保証できる電波強度以上であるＡＰを選択する。選択したＡＰがスタンバイ状態であれば、そのＡＰを起動させて、端末を接続させる。

非特許文献１では、カバレッジの確保とスループットの低下防止を実現しつつ、省電力を目指す無線ＬＡＮ方式が開示されている。非特許文献１に記載された方式では、お互いの観測する電波強度が要求する伝送速度を保証できる値以上になる近接したＡＰでグループを構築し、グループ内のＡＰのうち１台を常時起動ＡＰとして、他のＡＰを省電力状態にすることで、カバレッジを確保しつつ省電力を実現する。また、ＡＰのチャネル利用率を計測し、各ＡＰのチャネル利用率が同程度となるように端末の接続先ＡＰをグループ内で変更することで端末のスループット低下を防止する。端末の接続先ＡＰを変更する際、ＡＰのチャネル利用率が一定値以上となる場合にはグループ内のＡＰを起動し、逆にＡＰのチャネル利用率が減少し、別の一定値以下となった場合はＡＰに接続する全端末の接続先を変更し、そのＡＰを省電力状態にすることで、スループットを考慮した省電力化を実現する。非特許文献１に記載の方式では、ＡＰのグループ構築を自動で行う。

特開２０１３−１３１９６９号公報

Amit P. Jardosh, Konstantina Papagiannaki, Elizabeth M.Belding, Kevin C. Almeroth, Gianluca Iannaccone, Bapi Vinnakota著、「Green WLANs:On-demand WLAN Infrastructures」, Mobile Networks and Applications, vol.14, no.6、2009年12月1日発行、p.798-814

上述したように、非特許文献１に記載の発明では、ＡＰのグループ作成を自動で行う。このとき、無線ＬＡＮを構成しているＡＰにおいて、各ＡＰ間で観測される電波強度が一定値以上となるＡＰ毎で各グループを構築している。ただし、端末とグループ内の全ＡＰの電波強度が一定値以上となる範囲（通信保証領域）は限られており、この範囲外の端末が、このグループのＡＰに接続した場合は、接続変更の時に電波強度が一定値未満となり、伝送速度が低下する可能性がある。しかし、端末の接続では、通信保証領域を考慮しないため、通信保証領域の外に位置する端末がそのグループのＡＰに接続するケースがある。そのため、負荷分散を行うために端末の接続先のＡＰを変更した場合、電波強度が低下し、要求された伝送速度が確保されずにスループットが低下する可能性がある。

また、非特許文献１に記載の発明では、グループ内のＡＰ数が多くなるように、グループを構築していくため、グループの構築が進んでいくと、グループに組み込まれていない状態の余ったＡＰの中には、ＡＰ間の電波強度が一定値以上という条件を満たすＡＰが少なくなり、次第に、グループ内のＡＰ数が少ないグループが構築される可能性が高くなる。その結果、負荷分散を行うのに十分なＡＰ数を確保できないグループが発生する。たとえば、グループ内のＡＰ数が１の場合、負荷分散を行う条件が満たされたとしても、ユーザの接続先ＡＰを変更するためのＡＰが存在しないため、負荷を分散させることができずにスループット低下が発生する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所望のスループットを維持しつつ省電力化と負荷分散を実現するネットワーク管理装置および通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線通信動作を停止させる省電力状態へ移行可能な複数の基地局を含んで構成され、前記複数の基地局は複数のグループを形成しており、各グループは、前記省電力状態に移行しない第１の基地局および前記省電力状態へ移行する第２の基地局を含んでいる通信システムにおいて、前記基地局および前記基地局と通信する端末を制御するネットワーク管理装置であって、前記複数の基地局をグループ化して前記複数のグループを構築するグループ構築手段と、前記第２の基地局を前記省電力状態に移行させる制御および前記省電力状態から復帰させる制御を実施する省電力制御手段と、前記端末の接続先基地局を決定する接続先決定手段と、を備え、前記グループの各々において、前記第２の基地局の各々は、自身と同じグループの第１の基地局からの受信電波強度が一定値以上となる範囲内に存在し、前記接続先決定手段は、基地局への接続を要求している端末を検知した場合、接続を要求している端末との通信品質が最良の第１の基地局へ当該端末を接続させることを特徴とする。

本発明によれば、省電力化や負荷分散のために端末の接続先を変更した場合に、接続先変更後も所望のスループットを維持することができる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。 図２は、アクセスポイント（ＡＰ）と集中制御装置の接続関係の一例を示す図である。 図３は、集中制御装置の構成例を示す図である。 図４は、ネットワーク制御部の構成例を示す図である。 図５は、ＡＰの構成例を示す図である。 図６は、伝送速度と通信範囲の関係を示す図である。 図７は、グループ構築例を示す図である。 図８は、集中制御装置の動作例を示すフローチャートである。 図９は、集中制御装置のパケット受信動作例を示すフローチャートである。 図１０は、ＡＰの動作例を示すフローチャートである。 図１１は、ＡＰのパケット受信動作例を示すフローチャートである。 図１２は、ＡＰのグループを構築する動作の一例を示すフローチャートである。 図１３は、隣接ＡＰリストに登録された各ＡＰの関係を示す図である。 図１４は、ＡＰのグループ構築結果の一例を示す図である。 図１５は、通信保証領域外となるグループ内のＡＰに端末が接続した例を示す図である。 図１６は、端末の適切な接続例を示す図である。 図１７は、端末が接続先ＡＰを選択する手順の一例を示すフローチャートである。 図１８は、情報保持部で用いる保存フィールドの一例を示す図である。 図１９は、集中制御装置における登録ＡＰの管理の例を示す図である。 図２０は、通信システムで使用するパケットの構成例を示す図である。 図２１は、ＡＰのグループを構築する動作の一例を示すフローチャートである。 図２２は、実施の形態２の通信システムにおいて常時起動ＡＰを選択する手順を示すフローチャートである。 図２３は、隣接ＡＰリストに登録された各ＡＰの関係を示す図である。 図２４は、ＡＰのグループ構築結果の一例を示す図である。

以下に、本発明にかかるネットワーク管理装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態では、一例として、通信システムが無線ＬＡＮシステムの場合を想定する。なお、無線ＬＡＮシステム以外の通信システムとしてもよい。

図１に示したように、本実施の形態の通信システムは、基地局として動作する１台以上の無線ＬＡＮのアクセスポイント（以下、ＡＰと称する）１０（ＡＰ１０−１から１０−Ｎ）と、１台以上の端末２０（端末２０−１から２０−Ｍ）と、ネットワーク管理装置である集中制御装置３０と、を含む。各端末２０は、いずれか一つのＡＰ１０に無線接続し、例えば、図示を省略している上位ネットワークとの間でデータの送受信を行う。本実施の形態の通信システムでは、各端末２０がどこにいても通信が可能なように各ＡＰ１０が配置されていることを前提とする。なお、ＮとＭは１以上の整数であるが実質的にはＮは複数（すなわちＡＰは複数）となる。また、使用する無線ＬＡＮの通信規格も任意である。以下の説明においては、図１に示した通信システムにおける特徴的な動作を中心に説明し、無線ＬＡＮシステムとしての一般的な動作（公知の動作）、例えば、端末２０がＡＰ１０を介して上位ネットワークとの間でデータ等を送受信する動作、端末２０が他の端末２０との間でデータ等を送受信する動作、など、については説明を省略する。ＡＰ１０は、集中制御装置３０を介して上位ネットワークに接続されていてもよいし、上位ネットワークに直接接続されていてもよい。

端末２０は、無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ１０）に接続可能な機器であればどのようなものでもよく、コンピュータや携帯電話等の機器でもよい。端末２０として動作する機器は、一般的な構成のものでよく、一般的な無線ＬＡＮの端末として動作する機能を有するとともに、本実施の形態および後述する実施の形態を実現可能な機能を有していればよい。

ＡＰ１０は、一般的な無線ＬＡＮアクセスポイントの機能を有するとともに、本実施の形態および後述する実施の形態を実現可能な機能を有する。

集中制御装置３０は、ＡＰ１０と接続されており、通信システム全体、すなわち、各ＡＰ１０および各端末２０の管理と制御を行う。集中制御装置３０は、ＡＰ１０をグループ化して管理するとともに、グループごとに、一部のＡＰ１０を消費電力を抑えた状態（省電力状態）に移行させる制御や省電力状態のＡＰ１０を通常動作に復帰させる制御を含んだ省電力制御を行う。

図２は、図１に示した通信システムにおける各ＡＰ１０と集中制御装置３０の接続関係の一例を示す図である。図２では、図１に示した端末２０−１から２０−Ｍの記載は省略している。また、説明を簡単化するため、ＡＰ１０が４台の場合を示している。

集中制御装置３０は、自身に登録されている各ＡＰ１０より各種情報を収集し、収集した情報を用いて、ＡＰ１０のグループ構築、各ＡＰ１０に対する省電力制御、端末２０の接続先のＡＰを決定する制御、端末の接続先ＡＰを変更させる制御など、通信システム全体を制御する機能を有している。集中制御装置３０は一例であり、これに準拠する動作を行えるサーバ等でもよい。また、独立した集中制御装置３０を備えるのではなく、集中制御装置３０の機能をＡＰ１０−１からＡＰ１０−４の中のいずれかが備えるようにして、そのＡＰが集中制御装置３０と同様の動作を行うことで、本実施の形態を実現することも可能である。

ＡＰ１０は、無線通信機能をＯＦＦにする、あるいは電源を落とす等の手段により消費電力を削減する機能（省電力機能）、集中制御装置３０に登録することで端末２０の接続、再接続等を制御する機能、自身に接続する端末２０の情報や端末２０から受信した信号の電波強度の情報を収集して集中制御装置３０に情報を送信する機能等を有する。

なお、図２では、スイッチ４０を用いてＡＰ１０と集中制御装置３０を接続する例を示したが、スイッチではなく、ルータを用いる、あるいは全てのＡＰ１０を集中制御装置３０に直接接続する等のさまざまな形態が考えられる。集中制御装置３０と各ＡＰ１０が通信できるのであればどのような接続形態でも構わない。

また、図２では、ＡＰ１０、集中制御装置３０およびスイッチ４０を構成要素としているが、これ以外の構成要素を含んでもよい。たとえば、公衆網等の外部に接続可能なネットワーク等を含んでもよい。さらに、図２では、各機器（ＡＰ１０、集中制御装置３０、スイッチ４０）の接続を有線で行う場合の例を示したが、集中制御装置３０と各ＡＰ１０の間で情報交換や制御が可能であれば、無線等で接続しても構わない。ただし、ＡＰ１０と端末２０の通信を妨害することなく、なおかつ確実に通信を行える方式が望ましい。図２では、フロア５０にＡＰ１０を配置し、集中制御装置３０をフロア５０以外の場所に設置する例を示したが、フロア５０に集中制御装置３０が存在してもよい。

図３は、集中制御装置３０の構成例を示す図である。集中制御装置３０は、有線送受信部３１、受信情報判定部３２、情報保持部３３、ネットワーク制御部３４およびＡＰＣ機能部３５を備えている。

有線送受信部３１は、図２に示したスイッチ４０等を介して、または、直接、各ＡＰ１０と接続されており、ＡＰ１０から送信された情報（パケット）を受信する。また、ＡＰ１０および端末２０への制御命令、ＡＰ１０から要求された情報などを送信する。

受信情報判定部３２は、有線送受信部３１で受信したパケットの種類を判別し、種類に応じた出力先へ振り分ける。具体的には、通常の無線ＬＡＮコントローラ等で処理するパケット、すなわち、本実施の形態にかかる特徴的な動作の実現に関係ないパケットか否かを判別し、関係ない場合はＡＰＣ機能部３５に引き渡す。一方、関係ある場合には、電波強度等の情報であれば情報保持部３３に引き渡し、ＡＰ１０の状態が変更されたことを通知する制御情報等であればネットワーク制御部３４に引き渡す。

情報保持部３３は、受信情報判定部３２やネットワーク制御部３４から受け取った情報を保持する。保持する情報は、例えば、管理対象のＡＰ１０の情報、ＡＰ１０から収集した電波強度の情報、ＡＰ１０のグループの情報、端末２０の接続先ＡＰの情報、などである。また、ＡＰＣ機能部３５が使用する情報や集中制御装置３０の固有情報なども保持する。

ネットワーク制御部３４は、図４に示した内部構成となっており、図示したように、グループ構築部３４１Ａおよび省電力制御部３４１ＢからなるＡＰ制御部３４１と、端末制御部３４２とを備えている。このネットワーク制御部３４において、グループ構築部３４１Ａは、受信情報判定部３２から受信した情報または情報保持部３３が保持している情報に基づいて、定期的または不定期に、ＡＰ１０のグループ管理の状況を判定し、ＡＰ１０またはＡＰ１０のグループ、あるいは端末２０の制御が必要であれば、制御命令を構築し、有線送受信部３１へ引き渡す。判定結果を保存する必要があれば、判定結果を情報保持部３３に引き渡す。また、省電力制御部３４１Ｂは、自身（集中制御装置３０）に接続しているＡＰ１０に対して、省電力状態への移行指示および省電力状態の解除指示を行う。接続先決定手段としての端末制御部３４２は、端末２０の接続先の決定や接続先の切り替え指示を含む各種端末制御を行う。

ＡＰＣ機能部３５は、一般的な無線ＬＡＮコントローラの機能を担当する。無線ＬＡＮコントローラとしてＡＰ１０にパケットを送信する場合は、有線送受信部３１にパケットを引き渡して送信させる。無線ＬＡＮコントローラとして保存する必要がある情報は情報保持部３３に引き渡す。

図５は、アクセスポイント（ＡＰ）１０の構成例を示す図である。ＡＰ１０は、有線送受信部１１、無線送受信部１２、情報保持部１３、受信情報判定部１４、制御状態判定部１５、省電力状態切り替え部１６およびＡＰ機能部１７を備えている。

有線送受信部１１は、図２に示したスイッチ４０等を介して、または、直接、集中制御装置３０や他のＡＰ１０と接続され、集中制御装置３０や他のＡＰ１０からの情報（パケット）を受信する。受信したパケットは、受信情報判定部１４へ引き渡す。また、集中制御装置３０から受け取った制御命令に対する応答や自装置（自ＡＰ）が収集した情報、端末２０から受信したパケットを集中制御装置３０へ送信する。

無線送受信部１２は、端末２０や他のＡＰ１０と無線通信を行い、パケットを送受信する。また、受信したパケットの電波強度を測定し、測定結果を受信したパケットに付加して受信情報判定部１４へ引き渡す。また、有線送受信部１１が集中制御装置３０から受信したパケットの宛先が端末２０の場合、それを制御状態判定部１５またはＡＰ機能部１７経由で受け取り、宛先の端末２０に向けて送信する。

情報保持部１３は、受信情報判定部１４や制御状態判定部１５などから受け取った情報を保持する。保持する情報は、例えば、端末２０や他のＡＰ１０から受信した信号の電波強度の情報、自身（自ＡＰ）に接続している端末の情報、などである。また、ＡＰ機能部１７が使用する情報や自身（自ＡＰ）の固有情報なども保持する。

受信情報判定部１４は、有線送受信部１１および無線送受信部１２で受信したパケットの種類を判別し、種類に応じた出力先へ振り分ける。具体的には、有線送受信部１１および無線送受信部１２で受信したパケットが、通常の無線ＬＡＮアクセスポイントで処理するパケット、すなわち、本実施の形態にかかる特徴的な動作の実現に関係ないパケットか否かを判定する。関係ない場合、無線ＬＡＮアクセスポイントとしての機能を担うＡＰ機能部１７に引き渡す。一方、関係ある場合には、さらに、省電力の切り替えに関するパケットか否かを確認し、省電力の切り替えに関するパケットの場合は、省電力状態切り替え部１６へ引き渡す。省電力の切り替えに関するパケットではない場合、電波強度、自身に接続させる端末、現在の端末の接続状況等の情報を含んだパケットであれば情報保持部１３に引き渡す。制御情報等であれば制御状態判定部１５に引き渡す。なお、受信したパケットに電波強度、電波強度を測定したＡＰのＭＡＣアドレス、電波強度を測定した対象の端末あるいはＡＰの情報が付加されている場合には、これらの付加されている情報を情報保持部１３に引き渡す。

制御状態判定部１５は、受信情報判定部１４から受信した情報または情報保持部１３が保持している情報に基づいて、定期的または不定期に、自身（自ＡＰ）の現在の状況を判定し、必要に応じて、ＡＰ１０（自身や他のＡＰ１０）またはＡＰ１０のグループ、あるいは端末２０の情報を集中制御装置３０へ送信するための制御命令を構築し、有線送受信部１１に引き渡す。判定結果を保存する必要があれば、判定結果を情報保持部１３に引き渡す。また、集中制御装置３０が端末２０宛に送信した制御命令を受け取った場合は無線送受信部１２に引き渡す。

省電力切り替え部１６は、省電力状態への切り替え命令を集中制御装置３０から受信した場合、自身の現在の状態を情報保持部１３に通知して保存させた後、無線送受信部１２、ＡＰ機能部１７を省電力状態へと切り替える。さらに、省電力状態に切り替えたことを有線送受信部１１経由で集中制御装置３０へ通知する。また、起動状態への切り替え命令を集中制御装置３０から受信した場合、省電力状態へ移行する前の状態の情報を情報保持部１３から読み出して元の状態を復元するとともに、無線送受信部１２および無線ＬＡＮアクセスポイント１０７を起動状態へと移行させる。さらに、自身（自ＡＰ）が起動したこと（省電力状態から起動状態に切り替えたこと）を有線送受信部１１経由で集中制御装置３０へ通知する。

ＡＰ機能部１７は、一般的な無線ＬＡＮアクセスポイントの機能を担当する。無線ＬＡＮアクセスポイントの機能として、例えば、端末２０宛てのパケットを有線送受信部１１から受け取った場合には無線送受信部１２へパケットを引き渡す。無線ＬＡＮアクセスポイントとして保存する必要がある情報は、情報保持部１３に引き渡して保持させる。

次に、集中制御装置３０がＡＰ１０をグループ化して管理する際のグループ構築方法について説明する。

ここで、グループを構築する際に必要な知識である伝送速度と通信範囲について説明する。

図６は、伝送速度と通信範囲の関係を示す図であり、伝送速度によって通信範囲が異なることを示している。図６に示したように、ＡＰ１０から距離が離れるにつれ、ＡＰ１０から送信された電波の強度が低くなり、無線通信で提供可能である伝送速度が低くなる。すなわち、要求される伝送速度が高い場合、要求を満たした通信が可能な範囲は狭くなる。ただし、図６は、遮蔽物等の電波強度を低下させる要素が存在しない場合の通信範囲の例を示している。図６は、ＡＰ１０がＩＥＥＥ８０２．１１ｂの無線ＬＡＮアクセスポイントの場合の例である。ＡＰ１０と端末２０の位置関係（両者の距離）が図６に示したものの場合、端末２０は２Ｍｂｐｓの通信範囲内にいるので、最大２Ｍｂｐｓで通信できることになる。

グループ構築方法について説明する。本実施の形態では、１つのグループに複数台のＡＰ１０が含まれるようにグループを構築する。また、グループ内のＡＰ１０の数に上限はないものとする。グループは１つ以上とし、グループ数に上限はないものとする。

図７は、本実施の形態のグループ構築例を示す図であり、説明の便宜上、グループ化されたＡＰ１０同士を実線で繋いで明確化している。図７に示した例では、ＡＰ１０−１から１０−１１を３つのグループに分けている。各グループにおいて常時起動させるＡＰ（図７ではＡＰ１０−１から１０−３が該当）を１台設定するものとする。なお、常時起動させるＡＰ（以下、「常時起動ＡＰ」と表現する場合もある）とは、無線通信動作を停止するなどして消費電力を抑えた省電力状態へ移行することのないＡＰである。なお、常時起動ＡＰとこれ以外の通常のＡＰに構成上の違いはなく、常時起動ＡＰの構成も図５に示したものとなる。常時起動ＡＰは、一つのグループ内に複数台あってもよいが、消費電力を抑制するためには１台が好ましい。図７において、各グループの常時起動ＡＰであるＡＰ１０−１、ＡＰ１０−２、ＡＰ１０−３の通信範囲は、それぞれ、通信範囲６０−１、通信範囲６０−２、通信範囲６０−３である。常時起動ＡＰを各グループに１台以上配置することで、図７のようにＡＰ１０−１（常時起動）およびこれを同じグループ部の各ＡＰの通信範囲（通信範囲６０−１から６０−３）の内側に存在する端末２０の常時通信が可能になる。この常時通信可能な範囲をカバレッジ範囲と呼ぶ。常時起動ＡＰを設定するのは、このカバレッジ範囲を確保するためである。常時起動ＡＰ（ＡＰ１０−１から１０−３）以外のＡＰ１０−４から１０−１１は、省電力状態または起動状態のどちらかの状態である。本実施の形態にかかる通信システムでは、グループ内の各ＡＰ１０の負荷に応じて省電力状態のＡＰ１０の数を増減させるとともに、起動しているＡＰ１０に端末２０を分散させて接続させる。これにより、省電力化を実現するとともに、１つのＡＰ１０に負荷が偏ってしまいスループットが低下するのを防止する。

グループを構築するにあたり、各ＡＰ１０は、図７では記載を省略している集中制御装置３０（図１など参照）に接続し、登録を行う。ＡＰ１０の登録は、無線ＬＡＮコントローラとしての機能（集中制御装置３０のＡＰＣ機能部３５が担当する機能）で代用できる。ＡＰ１０の登録では、ＡＰ１０が自身の識別情報（例えばＭＡＣアドレス）を集中制御装置３０へ送信し、記憶させる。各ＡＰ１０は、予め決められている情報を予め決められているタイミングで集中制御装置３０へ送信する。また、集中制御装置３０からの要求に応じて、要求された情報を集中制御装置３０へ送信する。送信する情報は、例えば、ＡＰ１０に接続する端末２０の情報や各端末２０から受信する信号の電波強度、他のＡＰ１０から受信する信号の電波強度、などである。集中制御装置３０は、登録されたＡＰ１０とそのＡＰ１０から送信された情報に基づいて各ＡＰ１０のグループ分けを決定する。グループ構築の詳細手順については後述する。集中制御装置３０は、各ＡＰ１０が送信した情報を受信すると、受信した情報を同一グループのＡＰ１０ごとに保存、管理し、管理している情報に基づいて、グループごとに、端末の接続先の制御、省電力制御、などを行う。なお、これらの各制御動作の詳細については後述する。

次に、集中制御装置３０の動作を説明する。
図８は、集中制御装置３０の動作例を示すフローチャートである。なお、集中制御装置３０には１台以上のＡＰ１０が制御対象のＡＰとして登録済みであるものとする。図８に示した各処理はネットワーク制御部３４により実行される。

集中制御装置３０において、ネットワーク制御部３４は、登録済みのＡＰ（以下、制御対象ＡＰと称する）が存在している状態においては、一定時間経過するか、通信状況が変化すると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＡＰのグループが構築済みか否かを確認する（ステップＳ２）。通信状況が変化した場合とは、例えば、制御対象ＡＰの数が変化した場合、制御対象ＡＰに接続している端末の数が変化した場合、などが考えられる。ステップＳ２においては、ＡＰのグループが構築済みか否か、すなわち、制御対象ＡＰの全てについて、グループへの振り分けが完了しているか否かを確認する。

グループが構築済みではない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、グループ構築を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ４でグループの構築が完了した後はステップＳ１へ戻る。一方、グループが構築済みの場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、グループの再構築が必要か否かを確認する（ステップＳ３）。

ステップＳ３では、例えば、故障等によって使用できない制御対象ＡＰが存在することを検知した場合、ネットワーク管理者からのグループ再構築命令がある場合、グループ構築から一定時間が経過した場合、ＡＰが新たに登録され、制御対象ＡＰの数が増加した場合、などの条件を満たしていればグループの再構築が必要と判断する。グループの再構築が必要な場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４を実行してグループを構築する。グループの再構築が必要ではない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御対象ＡＰおよびこれに接続している端末から収集しておいた情報（情報保持部３３が保持している情報）を確認し、各制御対象ＡＰ、各グループ、各端末（制御対象ＡＰに接続している端末）の状況を判定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５に続いて実行するステップＳ６では、ステップＳ５での判定結果に基づいて、負荷分散が必要か否かを判断する。負荷分散が必要か否かの判断は、例えば、同一グループ内の各制御対象ＡＰの処理負荷を確認し、処理負荷が予め決めておいたしきい値を超えるＡＰが存在する場合に、負荷の分散が必要と判断する。ＡＰ１０の処理負荷は、ＡＰ１０に接続している端末２０の数、ＡＰ１０に接続している各端末２０が要求している通信速度、などの情報から求めることができる。処理負荷を求めるために必要な情報は各ＡＰ１０や端末２０から予め取得して情報保持部３３で保持しておけばよい。負荷分散が必要か否かの判断方法は一例であり、他の方法で判断するようにしても構わない。同一グループ内のＡＰ１０の中に端末２０の接続数が他のＡＰ１０よりも一定数以上多いＡＰが存在する場合に負荷分散が必要と判断するようにしても構わない。

負荷分散が必要な場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、負荷分散の実現のために十分な数のＡＰ１０が起動中か否かを確認する（ステップＳ７）。例えば、負荷分散が必要と判断したグループにおいて、起動状態のＡＰ１０を対象として、端末２０の接続先を変更する負荷分散を行った場合に、起動状態の各ＡＰ１０の処理負荷を予め決めておいたしきい値以下に抑えることが可能かどうかを確認する。具体例を示すと、起動状態のＡＰ１０が３台、処理負荷のしきい値（上限）が８０、起動状態のＡＰ１０のうち１台の処理負荷が９０の場合に、負荷分散を行うことにより３台のＡＰ１０全ての処理負荷を８０以下まで下げることが可能か否かを確認する。下げることができる場合は負荷分散の実現のために十分な数のＡＰ１０が起動中といえる。

負荷分散の実現のために十分な数の起動状態のＡＰ１０が存在する場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、端末の接続先を変更させる負荷分散を実行する（ステップＳ１０）。例えば、処理負荷がしきい値を超えているＡＰ１０に接続している端末の中の一部の端末（１台以上の端末）に対し、接続先を変更するよう指示する。この変更指示では、新たな接続先とするＡＰ１０を指定してもよい。新たな接続先を指定する場合、効率的な負荷分散を実現できる。

負荷分散の実現のために十分な数の起動状態のＡＰ１０が存在しない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、省電力状態のＡＰ１０が存在するか否かを確認する（ステップＳ８）。省電力状態のＡＰ１０が存在しない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、負荷分散が不可能と判断し、ステップＳ１に戻る。省電力状態のＡＰ１０が存在している場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、省電力状態のＡＰ１０に対して起動するよう指示を出し（ステップＳ９）、起動が完了したことを検知した後、ステップＳ１０を実行して負荷を分散させる。

一方、上記のステップＳ６において負荷分散が不要と判断した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、省電力状態への遷移が必要か否かを確認する（ステップＳ１１）。すなわち、起動状態のＡＰ１０の一部を省電力状態に移行させて消費電力を削減することが可能か否かを確認する。例えば、同一グループの起動状態の各ＡＰ１０の処理負荷の合計値（または平均値）が規定値よりも低い場合に、省電力状態への移行が必要と判断する。既に説明したように、処理負荷は、ＡＰ１０に接続している端末２０の数、ＡＰ１０に接続している各端末２０が要求している通信速度、などの情報から求めることができる。単純に、ＡＰ１０に接続している端末２０の数を処理負荷として扱い、起動状態の１台のＡＰ１０あたりの端末接続数がＮ台以下（０＜Ｎ）の場合に省電力状態への移行が必要と判断してもよい。端末接続数が０台のＡＰが存在する場合に省電力状態への移行が必要と判断してもよい。

省電力状態への移行が必要ではない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。一方、省電力状態への移行が必要な場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、端末２０の接続先変更が必要か否かを確認する（ステップＳ１２）。例えば、端末接続数が０台のＡＰが存在する場合は端末の接続先変更が不要と判断する。端末２０の接続先変更が必要と判断した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、省電力状態に移行させるＡＰ１０を決定後、決定したＡＰ１０に接続している全ての端末２０に対して接続先を変更するよう指示し（ステップＳ１３）、接続先の変更が完了した後、端末接続数が０台となったＡＰ１０に対して省電力状態となるよう指示する（ステップＳ１４）。ステップＳ１２において端末２０の接続先変更が不要と判断した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、端末接続数が０台のＡＰ１０に対して省電力状態となるよう指示する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４を実行した後はステップＳ１に戻る。

図９は、集中制御装置３０のパケット受信動作例を示すフローチャートである。なお、集中制御装置３０には１台以上のＡＰ１０が制御対象のＡＰとして登録済みであるものとする。

集中制御装置３０において、受信情報判定部３２は有線送受信部３１を介してパケットを受信したか否かを監視しており（ステップＳ２１）、パケットを受信した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、パケットの振り分け先を決定する。すなわち、受け取ったパケットがＡＰＣ機能部３５で処理されるパケットか否かを確認する（ステップＳ２２）。ＡＰＣ機能部３５で処理されるパケットであれば（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、パケットをＡＰＣ機能部３５へ引き渡す（ステップＳ２３）。従来の一般的な無線ＬＡＮコントローラで使用されているものと同じパケットの場合はＡＰＣ機能部３５で処理されるパケットと判断し、ＡＰＣ機能部３５へ引き渡す。一方、ＡＰＣ機能部３５で処理されるパケットではない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、受け取ったパケットの種類を判定する（ステップＳ２４）。

受信情報判定部３２は、受け取ったパケットがＡＰ１０または端末２０から提供される情報（ＡＰ１０や端末２０の識別情報、端末２０の接続数、ＡＰ１０での電波受信強度、端末２０の接続先のＡＰ１０の情報、など）を含んだパケットの場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、パケットに含まれている情報を情報保持部３３へ引き渡して保持させる（ステップＳ２６）。さらに、情報保持部３３で保持している情報が更新されたことをネットワーク制御部３４へ通知する（ステップＳ２７）。なお、この通知を受けたネットワーク制御部３４は、図８に示したステップＳ１において変化が発生したと判断しステップＳ２およびこれに続く各ステップの処理を実行する。ステップＳ２７を実行した後はステップＳ２１へ戻る。

一方、受け取ったパケットがＡＰ１０または端末２０から提供される情報を含んだパケットではない場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、端末２０からの接続要求パケットか否かを確認する（ステップＳ２８）。接続要求パケットではない場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、ステップＳ２１に戻る。接続要求パケットの場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、端末２０からの接続要求パケットの電波強度、宛先等の情報を情報保持部３３へ引き渡して保持させる（ステップＳ２９）。次に、ネットワーク制御部３４が、情報保持部３３で保持されている情報（ＡＰ１０や端末２０から提供された情報）に基づいて、接続要求パケットを送信してきた端末２０の接続先のＡＰ１０を選択し（ステップＳ３０）、選択したＡＰ１０への接続を指示する制御命令を有線送受信部３１経由で送信する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１を実行した後はステップＳ２１へ戻る。

次に、ＡＰ１０の動作を説明する。
図１０は、ＡＰ１０の動作例を示すフローチャートである。図１０に示した各処理は制御状態判定部１５により実行される。

ＡＰ１０において、制御状態判定部１５は、動作を開始すると、自身が起動状態か否かを確認し（ステップＳ４１）、起動状態の場合には（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、あるタイミングから一定時間が経過したか否かを確認する（ステップＳ４２）。起動状態ではない場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、および一定時間が経過していない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）には、ステップＳ４１に戻り処理を継続する。ステップＳ４２では、例えば、一定時間を計測するためのタイマを使用し、タイマが満了した場合には一定時間が経過したと判断する。

一定時間が経過した場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、一定時間が経過する間に取得し、情報保持部１３で保持していた情報を読み出し、集中制御装置３０へ送信する（ステップＳ４３）。一定時間が経過する間に取得して保持しておく情報は、例えば、端末２０から受信した信号の電波強度、他のＡＰ１０が送信した信号の電波強度、信号送信元の端末やＡＰ１０の識別情報、などである。

図１１は、ＡＰ１０のパケット受信動作例を示すフローチャートである。

ＡＰ１０において、受信情報判定部１４は、有線送受信部１１または無線送受信部１２を介してパケットを受信したか否かを監視しており（ステップＳ５１）、パケットを受信した場合（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、その宛先に関わらず、送信元の機器（ＡＰ１０または端末２０）の情報を取得し、また、受信したパケットに電波強度の測定結果が付加されている場合、すなわち、無線送受信部１２から受け取ったパケットの場合には測定結果（電波強度）を取得し、取得した情報を情報保持部１３に引き渡して保持させる（ステップＳ５２）。受信情報判定部１４は、次に、パケットの振り分け先を決定する。すなわち、受け取ったパケットがＡＰ機能部１７で処理されるパケットか否かを確認する（ステップＳ５３）。ＡＰ機能部１７で処理されるパケットであれば（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）、パケットをＡＰ機能部１７へ引き渡す（ステップＳ５４）。例えば、端末２０とその通信相手の機器との間で送受信されるデータパケットなど、従来の一般的な無線ＬＡＮのアクセスポイントでも取り扱われるパケットの場合はＡＰ機能部１７で処理されるパケットと判断し、ＡＰ機能部１７へ引き渡す。一方、ＡＰ機能部１７で処理されるパケットではない場合（ステップＳ５３：Ｎｏ）、受け取ったパケットの種類を判定する（ステップＳ５５）。

受信情報判定部１４は、受け取ったパケットが集中制御装置３０からの制御命令の場合（ステップＳ５６：Ｙｅｓ）、さらに、省電力状態への移行を指示する制御命令か否かを確認する（ステップＳ５７）。受け取ったパケットが省電力状態への移行を指示する制御命令の場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、制御命令の内容を省電力状態切り替え部１６へ通知し、省電力状態切り替え部１６は、自ＡＰを省電力状態に移行させる（ステップＳ５８）。例えば、送信動作および受信動作の少なくとも一方を行わないようにして消費電力を削減するよう、無線送受信部１２に指示する。ステップ５８を実行した後はステップＳ５１に戻る。

受け取ったパケットが省電力状態への移行を指示する制御命令ではない場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、受け取ったパケットが起動状態への移行を指示する制御命令か否かを確認する（ステップＳ５９）。受け取ったパケットが起動状態への移行を指示する制御命令の場合（ステップＳ５９：Ｙｅｓ）、制御命令の内容を省電力状態切り替え部１６へ通知し、省電力状態切り替え部１６は、自ＡＰを起動状態に移行させる（ステップＳ６０）。すなわち、省電力状態を終了して送信動作および受信動作を通常通り行うよう、無線送受信部１２に指示する。ステップＳ６０を実行した後はステップＳ５１に戻る。

受け取ったパケットが起動状態への移行を指示する制御命令ではない場合（ステップＳ５９：Ｎｏ）、端末２０に対する制御命令（接続先変更の指示、など）か否かを確認する（ステップＳ６１）。受け取ったパケットが端末２０に対する制御命令ではない場合（ステップＳ６１：Ｎｏ）、ステップＳ５１へ戻る。受け取ったパケットが端末２０に対する制御命令の場合（ステップＳ６１：Ｙｅｓ）、パケット（制御命令）を宛先の端末２０へ送信（転送）する（ステップＳ６２）。

また、受信情報判定部１４は、受け取ったパケットが集中制御装置３０からの制御命令ではない場合（ステップＳ５６：Ｎｏ）、端末２０からの接続要求か否かを確認し（ステップＳ６３）、接続要求ではない場合（ステップＳ６３：Ｎｏ）、パケットを破棄してステップＳ５１へ戻る。受け取ったパケットが端末２０からの接続要求の場合（ステップＳ６３：Ｙｅｓ）、パケット（接続要求）を集中制御装置３０へ送信（転送）し（ステップＳ６４）、ステップＳ５１へ戻る。

次に、本実施の形態の通信システムにおいてＡＰ１０のグループを構築する動作の手順を、図６、図１２、図１３および図１４を用いて説明する。図１２は、ＡＰ１０のグループを構築する動作の一例を示すフローチャートである。

図１２に示したように、ＡＰ１０のグループを構築する動作では、まず、集中制御装置３０のネットワーク制御部３４が、各ＡＰ１０間の電波強度を計測するために、全てのＡＰ１０に対して指示を行い、ＭＡＣアドレス等をＡＰ識別情報として付加したビーコンを一定時間送出させる（ステップＳ１００）。なお、グループを構築する動作の開始時点で省電力状態のＡＰ１０が存在する場合には、そのＡＰ１０を起動させる制御も併せて行う。

次に、各ＡＰ１０が、他のＡＰ１０から受信したビーコンの受信レベル（電波強度）を他のＡＰ１０ごとに測定し、測定した電波強度の情報と、測定に用いたビーコンの送信元ＡＰ１０の情報（識別情報）と、自身（自ＡＰ）の識別情報とを集中制御装置３０へ送信する（ステップＳ１０１）。ＡＰ１０は、例えば、５台の他のＡＰ１０から送信されたビーコンを受信した場合、５台分の情報（電波強度の情報、ビーコンの送信元ＡＰの識別情報および自身の識別情報を一纏めにしたもの）を集中制御装置３０へ送信する。

次に、集中制御装置３０が、保持している各ＡＰ１０の隣接ＡＰリスト（隣接ＡＰのリスト）を更新する。ここで、隣接ＡＰとは、あるＡＰ１０から見た場合に自身（あるＡＰ１０）からの距離が一定値以下の関係にあるＡＰ１０のことをいう。「距離が一定値以下」を「受信信号の電波強度が一定値以上」と言い換えることができる。隣接ＡＰリストは情報保持部３３が保持しており、ネットワーク制御部３４は、上記のステップＳ１０１で各ＡＰ１０から送信された情報を受け取ると、隣接ＡＰリストを更新する。隣接ＡＰリストの更新処理では、上記ステップＳ１０１で送信された電波強度が所定の閾値以上となるＡＰ１０の識別情報を隣接ＡＰリストに追加する（ステップＳ１０２）。例えば、上記ステップＳ１０１でＡＰ＃１から送信された情報に含まれている電波強度の中の３つが閾値以上であり、それら３つに対応するビーコンの送信元ＡＰがＡＰ＃２、ＡＰ＃５およびＡＰ＃６の場合、ネットワーク制御部３４は、ＡＰ＃１の隣接ＡＰリストにＡＰ＃２、ＡＰ＃５およびＡＰ＃６の情報を登録（上書き）する。このとき、ＡＰ＃１の隣接ＡＰリストにＡＰ＃２、ＡＰ＃５およびＡＰ＃６以外のＡＰ（例えばＡＰ＃３）の情報が登録されているならば、そのＡＰ＃３の情報について隣接ＡＰリストから削除する。

これらのステップＳ１００からＳ１０２の処理は隣接ＡＰリストを更新するための処理である。これらの処理が終了して隣接ＡＰリストが最新のものになると、以下のステップＳ１０３の処理およびこれに続く処理を集中制御装置３０のネットワーク制御部３４が実行することによりＡＰ１０のグループが構築される。

ＡＰ１０のグループ構築動作において、ネットワーク制御部３４は、まず、隣接ＡＰリストを参照し、グループに所属していないＡＰ１０のうち、隣接ＡＰの数が最小のＡＰ１０（第１のＡＰとする）を検索する（ステップＳ１０３）。隣接ＡＰの数が最小のＡＰ１０が複数存在する場合、その中の１台を選択して第１のＡＰとする。選択方法は特に規定しない。例えばランダムに選択する。

次に、上記第１のＡＰにおける隣接ＡＰリスト内のＡＰ１０から、隣接ＡＰの数が最大のＡＰ１０を検索する（ステップＳ１０４）。すなわち、第１のＡＰに隣接している第２のＡＰ（第１のＡＰの隣接ＡＰ）の中から、隣接ＡＰの数が最大のＡＰ（第３のＡＰとする）を検索する。第３のＡＰは複数の場合もありうる。

次に、上記ステップＳ１０４で検索した第３のＡＰの各々において、隣接ＡＰリスト内の全ＡＰ１０の隣接ＡＰ数の合計を算出し、合計数が最小となる隣接ＡＰリストをもつ第３のＡＰを常時起動ＡＰに選択する。すなわち、上記第３のＡＰが複数の場合、第３のＡＰのそれぞれについて、隣接ＡＰ（第３のＡＰに隣接している第４のＡＰ）のそれぞれに隣接しているＡＰ１０（第４のＡＰに隣接しているＡＰ１０）の数の合計値を算出し、合計値が最小の第３のＡＰを常時起動ＡＰ（省電力状態に移行することの無いＡＰ）として選択する（ステップＳ１０５）。第３のＡＰが１台の場合、このステップＳ１０５は実行しない。

次に、上記ステップＳ１０５で選択したＡＰ１０（常時起動ＡＰとして選択したＡＰ１０）およびこれに隣接しているＡＰ１０を同じグループのＡＰとする（ステップＳ１０６）。なお、常時起動ＡＰに隣接しているＡＰ１０は、省電力状態となるように集中制御装置３０から指示される可能性がある。

次に、全てのＡＰ１０がグループに所属したか否か、すなわち、いずれのグループにも所属していないＡＰ１０が存在するか否かを確認し（ステップＳ１０７）、全てのＡＰ１０がグループに所属した場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ＡＰ１０のグループ構築を終了する。一方、グループに所属していないＡＰが存在する場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、グループに所属していない各ＡＰ１０を対象として、上記のステップＳ１０３からＳ１０６の処理を実行し、グループ化を行う。ステップＳ１０３からＳ１０６の処理は、グループに所属していないＡＰ１０が存在しなくなるまで繰り返し実行する。

本実施の形態の通信システムでは、ネットワーク管理者あるいはユーザが設定した伝送速度で端末２０とＡＰ１０が通信可能となるように、常時起動ＡＰから一定電波強度以上のＡＰ１０でグループを構築する。これにより、端末２０は、グループ内のどのＡＰ１０と接続した場合においても要求された伝送速度での通信が可能となる。この条件を満たす領域を通信保証領域と定義する。すなわち、あるグループの通信保証領域内に存在し、そのグループ内のＡＰに接続する端末２０は、そのグループ内の全ＡＰ１０との間で、所望の伝送速度で通信可能である。したがって、上記ステップＳ１０２の処理で使用する電波強度の閾値は、図６に示した伝送速度の違いによる通信範囲により決定される。図１３は、上記ステップＳ１０２によって作成された隣接ＡＰリストに含まれるＡＰ１０同士を結んだ図である。図１３のあるＡＰ１０から辺をたどり、２つ目のＡＰ１０までの直線距離が、図６の要求された伝送速度の通信範囲内に必ず入るように、閾値は設定される。そうした場合、例えば、ＡＰ１０−２を基準として考えると、ＡＰ１０−２に隣接するＡＰ１０−６、ＡＰ１０−７、ＡＰ１０−８およびＡＰ１０−９は、それぞれ必ず図６の電波範囲内（ＡＰ１０−２を中心とした所望の同一通信範囲内）に存在する。

図１４は、ＡＰのグループ構築結果の一例を示す図である。図示した例では、ＡＰ１０−１、ＡＰ１０−２およびＡＰ１０−３が常時起動ＡＰとして選択され、ＡＰ１０−１（常時起動ＡＰ）およびＡＰ１０−４から１０−６で同じグループを構築し、ＡＰ１０−２（常時起動ＡＰ）およびＡＰ１０−７から１０−９で別のグループを構築し、ＡＰ１０−３（常時起動ＡＰ）、ＡＰ１０−１０およびＡＰ１０−１１でさらに別のグループを構築している。通信範囲６０−１から６０−３は、それぞれのグループの常時起動ＡＰであるＡＰ１０−１から１０−３の通信範囲であり、これらの通信範囲６０−１から６０−３によってカバレッジが確保されている。

本実施の形態の通信システムにおいては、上記の手順に従い、グループが構築される。そのため、ＡＰ１０の故障や、悪意あるＡＰ１０や端末２０の存在を感知した場合は、それらの機器を切断して、そのまま稼働させる、あるいは、それらの機器を切断し、グループを再構築することで、再び通常通りにネットワークを稼働することが可能である。なお、常時起動ＡＰが故障した場合には、カバレッジを確保するために、グループを再構築する。集中制御装置３０がＡＰの故障を検知できる構成の場合、集中制御装置３０は常時起動ＡＰの故障検知に伴いグループの再構築を自動的に実施するようにしてもよい。

つづいて、図１５および図１６を用いて、通信保証領域と端末２０の接続先ＡＰの選択動作を説明する。

図１５は、通信保証領域外となるグループ内のＡＰ１０−４に端末２０−１が接続した例を示す図である。図１５に示したケースは本発明の例ではないが、本実施の形態との違いを説明するために用いる。図１６は、本実施の形態の通信システムにおける端末２０の適切な接続例を示す図である。

図１５において、ＡＰ１０−１からＡＰ１０−６は起動しているものとする。また、ＡＰ１０−１およびＡＰ１０−２が常時起動ＡＰである。ＡＰ１０−１、ＡＰ１０−３およびＡＰ１０−４が一つのＡＰグループ（第１のグループとする）を形成し、ＡＰ１０−２、ＡＰ１０−５およびＡＰ１０−６が他のＡＰグループ（第２のＡＰグループとする）を形成している。第１のグループの通信保証領域は通信保証領域７０−１であり、第２のグループの通信保証領域は通信保証領域７０−２である。

通信保証領域７０−１は、ＡＰ１０−１の通信範囲６０−１、ＡＰ１０−３の通信範囲６０−３、およびＡＰ１０−４の通信範囲６０−４の共通部分である。したがって、通信保証領域７０−１の範囲内に存在する端末は、ＡＰ１０−３、ＡＰ１０−４およびＡＰ１０−１のいずれと接続しても一定電波強度以上で通信が可能である。通信保証領域７０−２も同様に、ＡＰ１０−２の通信範囲６０−２、ＡＰ１０−５の通信範囲６０−５、およびＡＰ１０−６の通信範囲６０−６の共通部分であり、通信保証領域７０−２の範囲内に存在する端末は、ＡＰ１０−５、ＡＰ１０−６およびＡＰ１０−２のいずれと接続しても一定電波強度以上で通信可能である。

端末は、通常、電波強度が最も大きいＡＰへ接続する。図１５は、図中のＡＰが全て起動していると仮定した場合に、電波強度が最も大きいＡＰへと接続した例である。しかし、図１５の通信保証領域７０−１に端末２０−１は、入っていないため、ＡＰ１０−４に接続した場合は、ＡＰ１０−４に接続している間は、一定電波強度以上で通信が可能である。しかし、同一グループ内のＡＰの負荷を分散させるために、接続先ＡＰを例えば、ＡＰ１０−３に変更した場合、一定電波強度以上での通信ができなくなり、伝送速度が低下し、スループットが低下し、所要のスループットを維持することができない。

これに対して、本実施の形態の通信システムでは、図１６に示すように、端末は、常時起動ＡＰであるＡＰ１０−１およびＡＰ１０−２の電波強度によって、接続先のグループを選択する。図１６の場合、各常時起動ＡＰ（ＡＰ１０−１，ＡＰ１０−２）の通信範囲６０−１および６０−２のうち、最も強い電波強度の常時起動ＡＰへ接続する。このとき、常時起動ＡＰは、通信保証領域の中心付近に配置されているため、常時起動ＡＰに近いほど、通信保証領域内である確率が高くなる。すなわち、グループの通信保証領域７０−１か７０−２により近いグループへ接続させることで、要求された伝送速度以上で通信可能となるグループに接続する可能性を高くする。ここでは、通信範囲６０−１と６０−２を比較し、より大きい電波強度である通信範囲６０−２に対応するＡＰ１０−２に端末２０−１が接続することで、通信保証領域７０−２のグループに接続できる。

つづいて、端末２０のＡＰ１０への具体的な接続手順を説明する。
前提条件として、ビーコンを用いる場合、ビーコンを送信するのは常時起動ＡＰのみとし、端末は常時起動ＡＰにのみ接続要求を送信させるようにする。ビーコンを用いない場合、端末は、接続ネットワークをＳＳＩＤ（Service Set ID）によって指定して、接続要求を送信するが、接続要求に応答するのは、常時起動ＡＰのみに制限する。このようにすることで、端末が常時起動ＡＰに接続要求を送信するようにする。

端末の接続先ＡＰの選択手順を以下に示す。
本実施の形態の通信システムにおける接続先ＡＰ選択手順の特徴は、ネットワークに接続する端末２０は、常時起動ＡＰと端末２０の電波強度が最も大きい常時起動ＡＰに接続し、他のＡＰ１０への接続は、負荷分散や省電力のためにＡＰ１０を省電力状態へ移行する際のみとすることである。

図１７は、端末が接続先ＡＰを選択する手順の一例を示すフローチャートである。ＡＰ１０への接続を要求する端末２０が接続要求を送信すると、起動状態の各ＡＰ１０が端末２０からの接続要求を受信する（ステップＳ２００）。

接続要求を受信したＡＰ１０のうち、常時起動ＡＰの各々は、接続先の選択の基準に用いるため、受信した接続要求の電波強度を測定して保存し、さらに、測定結果（電波強度）を集中制御装置３０へ送信する。このとき、常時起動ＡＰは、端末２０からの接続要求受信に伴い電波強度を送信したことが集中制御装置側で分かるような情報とともに電波強度の情報を送信する（ステップＳ２０１、ステップＳ２０２）。

集中制御装置３０は、端末２０からの接続要求に伴い常時起動ＡＰから送信された電波強度の情報を受信すると、常時起動ＡＰの各々から受信した電波強度の情報を比較し、電波強度が最大の常時起動ＡＰを接続先として選択し、選択した常時起動ＡＰに対し、端末２０を接続させるように指示する（ステップＳ２０３）。

接続先として選択された旨の通知を集中制御装置３０より受けた常時起動ＡＰは、端末２０に接続応答を返信する（ステップ２０４）。

図１７に示した手順では、端末２０の最初の接続先が必ず常時起動ＡＰとなるようにしているが、まず常時起動ＡＰに接続させるのではなく、常時起動ＡＰと同じグループの他のＡＰ１０に接続させるようにしてもよい。例えば、上記のステップＳ２０１およびＳ２０２において、常時起動ＡＰ以外のＡＰ１０も電波強度を測定して測定結果を集中制御装置３０へ送信し、集中制御装置３０は、上記のステップＳ２０３において電波強度が最大の常時起動ＡＰを選択した後、さらに、選択した常時起動ＡＰと同じグループのＡＰ１０の中から接続先とするＡＰ１０を決定し、決定したＡＰ１０に対して端末２０を接続させるように指示する。当然ながら、接続先が常時起動ＡＰとなる場合もありうる。このようにした場合、必ず常時起動ＡＰに接続させてから必要に応じて接続先を変更させるというような煩雑な制御となるのを防止できる。また、常時起動ＡＰに負荷が集中するのを防止できる。

つづいて、省電力制御動作について説明する。
本実施の形態の通信システムにおいては、ＡＰ１０のグループを構築した後は、常時起動ＡＰ以外のＡＰ１０を省電力状態にさせる。なお、省電力状態は、ＡＰの無線送信機能および無線受信機能の双方がＯＦＦになっている状態、または、ＡＰのアクセスポイントとしての動作を担う部分への電源供給が停止している状態（ただし、集中制御装置からの指示は受けることができる状態とする）であり、省電力状態においては一切の無線通信に関わることができない。省電力状態となったＡＰ１０は、省電力状態を解除して起動した場合、省電力状態となる前に保存しておいた設定情報を読み出す、または、起動後に集中制御装置３０に接続して集中制御装置３０から必要な設定情報を取得する、などの方法によって、省電力状態となる前にネットワークに参加していた状態に戻し、ネットワークに復帰する。ＡＰ１０は、後述する負荷分散の際に省電力状態を解除されるケースがある。

また、起動状態のＡＰ１０は、一定の条件を満たした場合、省電力状態へと移行する。このとき、集中制御装置３０は、省電力状態へ移行させるＡＰ１０における情報を収集し、保持する。一定条件とは、例えば、チャネル利用率が一定の値（しきい値）よりも低い場合、ＡＰ１０に接続する端末数が一定の値よりも低い場合、等である。他の条件を使用しても構わない。一定条件を満たした場合には、省電力状態へと移行するように、集中制御装置３０から省電力状態へ移行させるＡＰ１０に対して指示を出す。指示を受けたＡＰ１０は、後述する接続先変更の手順に従い、自身に接続する全ての端末２０を他のＡＰ１０に接続させる。自身に接続した端末２０がいなくなった後に、そのＡＰ１０は省電力状態へと移行する。

なお、チャネル利用率は、バックオフ時間やフレーム間隔等を含めた待機時間と、ＲＴＳ（Request To Send）やＣＴＳ（Clear To Send）などの制御パケット、データパケット等のさまざまなパケットが一定時間内に占める割合から求められる。チャネル利用率が高い場合に他の端末が通信を試みても待機する時間が長くかかり、スループットは低下する。

つづいて、負荷分散方法について説明する。
集中制御装置３０は、端末２０が、前述した手順で常時起動ＡＰに接続していき、チャネル利用率や接続端末数などが一定の条件を満たした場合、常時起動ＡＰの負荷が高くなり、負荷分散が必要と判断する。負荷分散が必要と判断すると、省電力状態のＡＰ１０（負荷が高い状態のＡＰ１０と同じグループに所属している省電力状態のＡＰ１０）に対して指示を出して起動させる。そして、新たに起動させたＡＰ１０と既に起動状態のＡＰ１０（負荷が高い状態のＡＰ１０）の負荷が概ね等しくなるように、各端末２０の接続先を分散させる。このとき、集中制御装置３０が、負荷の計算を行い、条件を満たした場合に省電力状態のＡＰ１０を起動させる。

また、ＡＰ１０のチャネル利用率や接続端末数などが上記一定の条件とは異なる条件を満たした場合、例えば、起動状態の各ＡＰ１０の負荷が一定の値よりも低くなった場合には、条件を満たした現在起動状態のＡＰ１０に接続している端末２０の接続先をグループ内の他のＡＰ１０に変更させ、接続する端末２０が存在しなくなったら、接続する端末２０が存在しなくなったＡＰ１０を省電力状態へ移行させる。

省電力状態へ移行する制御は、集中制御装置３０がＡＰ１０の情報を収集し、各ＡＰ１０や接続先変更を制御することで実現する。制御方法（上記の接続先変更の手順に相当）は、新しい接続先を指定する接続変更命令を端末２０へ送信して接続先ＡＰを変更させる。または、接続を一旦切断し、他のＡＰ１０へ再接続させる等の手順によって実現する。なお、接続先変更に伴い通信が途切れる時間（通信が不能となってから接続先が他のＡＰに切り替わるまでの時間）に制約が無い場合、省電力状態へ移行させるＡＰ１０に接続中の端末２０の接続先を他のＡＰ１０に変更させる制御を行うことなく、該当のＡＰ１０を省電力状態へ移行させても構わない。この場合、制御が簡単になるので、集中制御装置３０やＡＰ１０の処理負荷が増大するのを防止できる。このとき、省電力状態へ移行したＡＰ１０に接続していた端末２０は、一定時間が経過すると通信断と判断し、自律的に他のＡＰ１０に接続することになる。

図１８は、集中制御装置３０の情報保持部３３およびＡＰ１０の情報保持部１３で用いる保存フィールドの一例を示す図である。例示した保存フィールドは、グループ管理リストＬ１０１、グループ情報Ｌ１０２、登録ＡＰリストＬ１０３、ＡＰ情報Ｌ１０４、端末情報Ｌ１０５、および電波強度リストＬ１０６により構成されている。

図１８において、グループ管理リストＬ１０１は、グループを管理するためのリストである。このグループ管理リストＬ１０１は、リスト構造を持っており、管理されるグループの情報はグループ情報Ｌ１０２である。前リンクが、リスト構造の前のグループを指しており、次リンクがリスト構造の次のグループを指している。前リンクと次リンクをたどることで、集中制御装置が管理しているグループを確認できる。グループ数は、グループ管理リストＬ１０１の先頭から次リストをたどることで数えることが可能である。あるいは、新たにグループ数のフィールドを追加することでも実現可能である。

グループ情報Ｌ１０２は、グループの情報である。グループ番号は、グループを識別するために割り振られる番号で一意の番号が割り振られる。代表ＡＰリストは、グループの代表となるＡＰのリストであり、グループ管理リストＬ１０１と同様の構造をもっている。ただし、グループ管理リストＬ１０１のグループのフィールドがＡＰ情報Ｌ１０４のＡＰの情報が格納されるフィールドとなっている。所属ＡＰリストは、グループに所属するＡＰのリストであり、代表ＡＰリストと同様にグループ管理リストＬ１０１と同様の構造を持ち、グループに所属するＡＰを格納するフィールドを含んでいる。グループの代表となるＡＰは常時起動ＡＰである。

登録ＡＰリストＬ１０３は、集中制御装置３０に登録されているＡＰのリストである。グループ管理リストＬ１０１と同様に、前リンクと次リンクをたどることで登録されたＡＰの情報を確認できる。登録されるＡＰの情報は、ＡＰ情報Ｌ１０４の構造を持つ。

ＡＰ情報Ｌ１０４は、ＡＰの情報である。ＭＡＣアドレスは、ＡＰを識別するための情報である。ＡＰを一意に示すものであればＭＡＣアドレス以外の情報としてもよい。ＡＰ状態は、ＡＰが起動状態か、省電力状態かの情報、あるいはＡＰ自身にかかる通信量等の情報を含む。所属グループは、ＡＰが所属するグループを番号で示したものであり、グループ情報Ｌ１０２のグループ番号と対応する情報である。隣接ＡＰリストは、グループ構築の際に用いられる特定の条件を満たしたＡＰのリストであり、ＡＰ情報Ｌ１０４の情報がグループ管理リストＬ１０１や登録ＡＰリストＬ１０３のようなリスト構造で次々と保存される。接続端末リストは、ＡＰに接続する端末のリストであり、端末情報Ｌ１０５の情報がグループ管理リストＬ１０１や登録ＡＰリストＬ１０３のようなリスト構造で次々と保存される。電波強度リストは、ＡＰ自身にかかわる端末、あるいは他のＡＰの電波強度等の情報である電波強度リストＬ１０６を保存する。

端末情報Ｌ１０５は、端末の情報である。ＭＡＣアドレスは、端末を識別するための情報である。端末を一意に示すものであればＭＡＣアドレス以外の情報としてもよい。接続先ＡＰは、端末が接続するＡＰの情報であり、ＡＰ情報Ｌ１０４の構造で保存される。通信状態は、ＡＰとの通信状態を保存しており、電波強度、スループット、エラーレート等のさまざまな情報を保存する。

電波強度リストＬ１０６は、電波強度を保存するリストである。前リンクと次リンクは、別の電波強度リストＬ１０６の電波強度を指しており、前リンクあるいは次リンクをたどることで、電波強度情報を確認することができる。観測者は、電波強度を計測したＡＰ情報Ｌ１０４あるいは端末情報Ｌ１０５の情報が格納される。被観測者は、電波強度を計測された対象であるＡＰ情報Ｌ１０４あるいは端末情報Ｌ１０５の情報が格納される。なお、ここでは、電波強度の情報のみとしたが、エラーレート、スループット、再送回数等の指標を保存し、本実施の形態で使用してもよい。

集中制御装置は、グループ管理リストＬ１０１、登録ＡＰリストＬ１０３のリストを持つことで、グループ、ＡＰ、端末の情報を管理する。ＡＰは、ＡＰ情報Ｌ１０４の情報を持つことで、自身の状態、端末の状態、自身が観測した情報を管理する。

なお、ここでは、一例として、リスト構造をとる形式で各種情報を管理する方法を示したが、テーブル構造等の別の形式で管理してもよい。

図１９は、集中制御装置３０における登録ＡＰの管理の例を示す図である。登録ＡＰリストＬ１０３−１が登録ＡＰリストの先頭であり、前リンクはＮＵＬＬとなっている。次リンクは次の登録ＡＰである登録ＡＰリストＬ１０３−２を指しており、登録ＡＰリストＬ１０３−２の前リンクは登録ＡＰリストＬ１０３−１を指しているため、相互に参照が可能である。登録ＡＰリストＬ１０３−２の次リンクは、次の登録ＡＰを指しており、登録されたＡＰ全てが保存される。登録ＡＰリストの最後では、次リンクはＮＵＬＬとなる。登録ＡＰリストＬ１０３−１内の登録ＡＰの内容は、ＡＰ情報Ｌ１０４−１である。ＡＰ情報Ｌ１０４−１内の隣接ＡＰリスト、接続端末リストは、それぞれ、ＡＰ情報Ｌ１０４−１が示すＡＰに隣接しているＡＰ（受信電波強度が一定値以上となるＡＰ）のリスト、ＡＰ情報Ｌ１０４−１が示すＡＰに接続している端末のリストである。ＡＰ情報Ｌ１０４−１内の電波強度リストは、電波強度リストの先頭である電波強度リストＬ１０６−１を指しており、電波強度リストＬ１０６−１の前リンクはＮＵＬＬを、次リンクは電波強度リストＬ１０６−２を指している。観測者、被観測者はＡＰまたは端末の情報が格納されるが、図１９では記載を省略している。電波強度リストＬ１０６−２では、前リンクが電波強度リストＬ１０６−１を指しており、相互に参照できるようなっており、次リンクは次の電波強度の情報が保存されている。電波強度リストの最後では、次リンクがＮＵＬＬに設定される。

図２０は、本実施の形態の通信システムで使用するパケットの構成例を示す図である。

電波強度通知パケットＰ１００は、ＡＰ１０が一定時間の間に測定した電波強度を集中制御装置３０に通知するためのパケットである。被観測者の項目には、電波強度を測定した対象機器（ＡＰまたは端末）のＭＡＣアドレスが格納され、電波強度には、その電波強度（測定結果）が格納される。被観測者と電波強度はセットで扱われる。図示した例では、Ｘ個格納されていることになり、Ｘは電波強度通知パケットのサイズの最大値に収まる数となる。

電波強度付加パケットＰ１０１は、ＡＰ１０において受信したパケット（これを観測パケットと呼ぶ）に電波強度（電波強度情報）を付加したパケットである。ＡＰ１０の無線送受信部１２で生成される。この観測パケットは、受信情報判定部１４で解析され、解析結果をもとに処理される。すなわち、受信情報判定部１４は、観測パケットを受け取ると、その送信元ＭＡＣアドレスおよびパケットに付加されている電波強度情報を抽出して情報保持部１３へ引き渡し、これを情報保持部１３が保持する。情報保持部１３が保持している送信元ＭＡＣアドレス（観測パケットの送信元ＭＡＣアドレス）は電波強度通知パケットＰ１００の被観測者フィールドに設定され、電界強度情報は電界強度フィールドに設定されて集中制御装置３０へ送信される。このとき、電波強度通知パケットＰ１００の送信元ＡＰフィールドには、自身（自ＡＰ）のＭＡＣアドレスが設定される。

制御パケットＰ１０２−１は、集中制御装置３０、ＡＰ１０が必要に応じて使用する。制御パケットＰ１０２−１の「予備フィールド」は、制御フラグＰ１０２−２内で格納できない大きなデータを格納する際に用いられる。たとえば、グループ構築の際に送信するビーコンの送信間隔や送信個数が考えられる。制御フラグＰ１０２−２は、制御パケットＰ１０２−１の制御フラグの詳細である。制御フラグＰ１０２−２のグループ構築開始フラグは、グループ構築の際のビーコンを送出させるための命令である。ＡＰ１０は、グループ構築開始フラグが設定された状態の制御パケットＰ１０２−１を受信した場合、ビーコンを送信する。制御フラグＰ１０２−２の予備フィールドは、他の制御を行う際のフラグとして用いてもよい。たとえば、端末２０の接続先変更の制御やＡＰ１０の省電力状態と起動状態の切り替え制御で使用する等が考えられる。制御パケットＰ１０２−１は、本実施の形態の制御のために新たに定義したが、無線ＬＡＮコントローラで用いられる制御パケットを用いて同様の制御を行ってもよい。

以上のように、本実施の形態の通信システムにおいて、集中制御装置３０は、制御対象のＡＰ１０をグループ化する際、隣接ＡＰの数が少ないＡＰ１０を常時起動ＡＰとして選択し、さらに、選択した常時起動ＡＰから送信される信号の電波強度が一定値以上を維持できる範囲内に存在するＡＰ１０を選択し、選択した複数のＡＰ１０（常時起動ＡＰを含む）を一つのグループとする処理、を繰り返し実行して全ての制御対象ＡＰをグループに所属させる。グループ化が終了した後は、常時起動ＡＰ以外のＡＰ１０が省電力状態となるように制御する。その後、グループごとに負荷の状態を監視し、負荷の増減に応じて、省電力状態のＡＰ１０を起動させるか起動状態のＡＰ１０（常時起動ＡＰを除く）を省電力状態へ移行させる。例えば、グループ内の起動状態のＡＰ１０の負荷（合計値）が上限を超えた場合は省電力状態のＡＰ１０を起動させ、グループ内の起動状態のＡＰ１０の負荷（合計値）が下限を超えた場合は起動状態のＡＰ１０の一部を省電力状態へ移行させる。また、端末２０によるＡＰ１０への接続要求を受信した場合、端末１０との間で送受信する信号の電波強度が最大となる常時起動ＡＰを接続先として選択する。また、各ＡＰ１０は、集中制御装置３０から指示を受けると、ビーコンの送受信を行い、周囲の他のＡＰ１０から受信したビーコンの電波強度を測定して測定結果を集中制御装置３０へ送信する。

本実施の形態の通信システムによれば、省電力化や負荷分散を目的として端末２０の接続先ＡＰを変更した場合に、接続先ＡＰを変更後の伝送速度が所望の伝送速度未満となるのを防止できる。これは、本実施の形態のグループ構築手順により、常時起動ＡＰがグループの通信保証領域の中心付近に位置するようになること、端末接続手順により、通信品質が最良（電波強度が最も高い）の常時起動ＡＰに端末を接続させること、によって実現される。グループの通信保証領域の中心（常時起動ＡＰ）に近い端末２０ほど、接続先のＡＰ１０を変更する際に、変更前と同じグループのＡＰ１０に接続する可能性が高くなる。そのため、端末の初期の接続先が最も近い常時起動ＡＰとなるように制御することにより、その後の接続先変更においては初期の接続先（常時起動ＡＰ）と同じグループのＡＰ（通信保証領域内のＡＰ）に接続する確率が高くなる。

また、一つのグループに所属するＡＰの数が少数となるのを回避できる。すなわち、負荷分散が必要な状況において、端末２０が接続先を変更できなくなる（負荷を分散させることができない）ケースが発生する確率を低く抑えることができる。本実施の形態のグループ構築手順（図１２参照）では、ステップＳ１０３およびＳ１０５により、隣接しているＡＰの数が少ないＡＰを早めに選択してグループに所属させ、それを常時起動ＡＰに設定するので、グループ内のＡＰ数が少なくなるのを防止できる。この結果、負荷分散を行うために端末２０の接続先を変更する場合に、変更先のＡＰ１０が同一グループ内に存在しない状況となるのを減らすことができ、負荷分散が可能となる。

実施の形態２．
実施の形態２の通信システムを説明する。通信システムの構成は実施の形態１と同様である（図１など参照）。また、集中制御装置および無線ＡＬＮアクセスポイント（ＡＰ）の構成も実施の形態１と同様である（図３から図５参照）。本実施の形態では、実施の形態１と共通の部分については説明を省略する。

本実施の形態の通信システムは、ＡＰ１０のグループを構築する動作が実施の形態１と異なる。以下、ＡＰ１０のグループを構築する動作について説明する。

図２１は、実施の形態２の通信システムにおいてＡＰ１０のグループを構築する動作手順のフローチャートである。なお、図２１に示したステップＳ３００からＳ３０２，Ｓ３０４は、実施の形態１の通信システムにおけるグループ構築動作を示した図１２のステップＳ１００からＳ１０２，Ｓ１０４と同じ処理である。

ＡＰ１０のグループを構築する動作では、まず、集中制御装置３０のネットワーク制御部３４が、各ＡＰ間の電波強度を計測するために、全てのＡＰに対して指示を行い、ＭＡＣアドレス等をＡＰ識別情報として付加したビーコンを一定時間送出させる（ステップＳ３００）。省電力状態のＡＰ１０が存在する場合には、そのＡＰ１０を起動させる制御も併せて行う。

次に、各ＡＰ１０が、他のＡＰ１０から受信したビーコンの受信レベル（電波強度）を他のＡＰ１０ごとに測定し、測定した電波強度の情報と、測定に用いたビーコンの送信元ＡＰ１０の情報（識別情報）と、自身（自ＡＰ）の識別情報とを集中制御装置３０へ送信する（ステップＳ３０１）。

次に、集中制御装置３０のネットワーク制御部３４が、情報保持部３３で保持されている各ＡＰ１０の隣接ＡＰリストを更新する。すなわち、上記ステップＳ３０１で送信された電波強度が所定の閾値以上となるＡＰ１０の識別情報を隣接ＡＰリストに追加する（ステップＳ３０２）。

次に、集中制御装置３０のネットワーク制御部３４は、隣接ＡＰリストを参照し、グループに所属していないＡＰ１０のうち、隣接ＡＰの数が最小のＡＰ１０（第１のＡＰとする）を検索し、検索したＡＰ１０をＡＰグループリストに追加する（ステップＳ３０３）。隣接ＡＰの数が最小のＡＰ１０が複数存在する場合、その中の１台を選択して第１のＡＰとする。

次に、上記第１のＡＰにおける隣接ＡＰリスト内のＡＰ１０から、隣接ＡＰの数が最大のＡＰ１０を検索する（ステップＳ３０４）。すなわち、第１のＡＰに隣接している第２のＡＰ（第１のＡＰの隣接ＡＰ）の中から、隣接ＡＰの数が最大のＡＰ１０（第３のＡＰとする）を検索する。第３のＡＰは複数の場合もありうる。

次に、上記ステップＳ３０４で検索した第３のＡＰの各々において、隣接ＡＰリスト内の全ＡＰ１０の隣接ＡＰ数の合計を算出し、合計数が最小となる隣接ＡＰリストをもつＡＰ１０を選択し、ＡＰグループリストに追加する。すなわち、上記第３のＡＰが複数の場合、第３のＡＰのそれぞれについて、隣接ＡＰ（第３のＡＰに隣接している第４のＡＰ）のそれぞれに隣接しているＡＰ１０（第４のＡＰに隣接しているＡＰ１０）の数の合計値を算出し、合計値が最小の第３のＡＰをＡＰグループリストに追加する（ステップＳ３０５）。なお、上記第３のＡＰが１台の場合、これをＡＰグループリストに追加する。

次に、ＡＰグループリストに追加された全ＡＰ１０の隣接ＡＰリストに共通するＡＰ１０をＡＰグループリストに追加する。すなわち、上記のステップＳ３０５の処理が終了した時点でＡＰグループストに追加済のＡＰ１０（ステップＳ３０３で追加したＡＰ１０，ステップＳ３０５で追加したＡＰ１０）の全てに隣接しているＡＰ１０（複数の場合もありうる）を検索してＡＰグループリストに追加する（ステップＳ３０６）。条件を満たすＡＰ１０が複数存在する場合、それらを全て追加する。

次に、グループに選ばれていない全てのＡＰ１０（ＡＰグループリストに登録されていない全てのＡＰ１０）の隣接ＡＰリストから、グループに選ばれたＡＰ１０を削除する（ステップＳ３０７）。

次に、全てのＡＰ１０がグループに所属したか否か、すなわち、いずれのグループにも所属していないＡＰ１０が存在するか否かを確認し（ステップＳ３０８）、全てのＡＰ１０がグループに所属した場合（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）、ＡＰ１０のグループ構築を終了する。一方、グループに所属していないＡＰが存在する場合（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、グループに所属していない各ＡＰ１０を対象として、上記のステップＳ３０３からＳ３０７の処理を実行し、グループ化を行う。ステップＳ３０３からＳ３０７の処理は、グループに所属していないＡＰ１０が存在しなくなるまで繰り返し実行する。ステップＳ３０３からＳ３０７は１つのグループを構築するための処理である。すなわち、ステップＳ３０３からＳ３０７の処理を繰り返すごとに異なるグループが構築される。

図２２は、実施の形態２の通信システムにおいてＡＰのグループ構築が終了した後に常時起動ＡＰを選択する手順を示すフローチャートである。

集中制御装置３０のネットワーク制御部３４は、ＡＰのグループ構築が終了すると、次に、常時起動ＡＰをもたない（選択されていない）グループを１つ選択する（ステップＳ４００）。そして、選択したグループ内の各ＡＰ１０において、グループ内の全ＡＰ１０との電波強度を調査してＡＰ毎に最大の電波強度を検索する（ステップＳ４０１）。すなわち、グループ内の各ＡＰ１０から予め取得しておいた、他のＡＰ１０から受信したビーコンの電波強度を確認し、グループ内のＡＰ１０の各々について、同一グループの他のＡＰ１０から受信したビーコンの電波強度の最大値を検索する。この検索の結果グループ内のＡＰ１０と同数の電波強度が見つかる。次に、ステップＳ４０１で検索したＡＰ毎の最大の電波強度を比較し、最小の電波強度をもつＡＰを常時起動ＡＰに選択する（ステップＳ４０２）。すなわち、ステップＳ４０１の検索で見つかった電波強度のうち、最小の電波強度に対応するＡＰ１０（この最小の電波強度を送信してきたＡＰ１０）を常時起動ＡＰとする。常時起動ＡＰを持たないグループが存在する場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、ステップＳ４００へ戻り処理を繰り返す。常時起動ＡＰを持たないグループが存在しなくなると（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、選択を終了する。

上記ステップＳ３０２の処理で使用する電波強度の閾値は、図６に示した伝送速度の違いによる通信範囲により決定される。図２３は、上記ステップＳ３０２によって作成された隣接ＡＰリストに含まれるＡＰ１０同士を結んだ図である。図２３のＡＰ１０において辺で結ばれたＡＰ１０は、図６の要求された伝送速度の通信範囲内に必ず入るように、閾値は設定される。そうした場合、例えば、ＡＰ１０−２に隣接するＡＰ１０−６、ＡＰ１０−７、ＡＰ１０−８およびＡＰ１０−９は、それぞれ必ず図６の電波範囲以内（ＡＰ１０−２を中心とした所望の同一通信範囲内）に存在する。

図２４は、ＡＰのグループ構築結果の一例を示す図である。図示した例では、ＡＰ１０−１、ＡＰ１０−２およびＡＰ１０−３が常時起動ＡＰとして選択され、ＡＰ１０−１（常時起動ＡＰ）およびＡＰ１０−４から１０−６で同じグループを構築し、ＡＰ１０−２（常時起動ＡＰ）およびＡＰ１０−７から１０−９で別のグループを構築し、ＡＰ１０−３（常時起動ＡＰ）、ＡＰ１０−１０およびＡＰ１０−１１でさらに別のグループを構築している。通信範囲６０−１から６０−３は、それぞれのグループの常時起動ＡＰであるＡＰ１０−１から１０−３の通信範囲であり、これらの通信範囲６０−１から６０−３によってカバレッジが確保されている。

このように、本実施の形態の通信システムにおいても、実施の形態１と同様の効果が得られるようにＡＰをグループ化することができる。

なお、実施の形態１および２で説明した集中制御装置３０の機能をシステム内のいずれか一つのアクセスポイントが備えるようにして、この機能を有するアクセスポイントが、アクセスポイントのグループ構築や省電力制御、端末の接続先決定や接続先切り替え制御を行うようにしても良い。

以上のように、本発明は、省電力機能を有する複数の基地局を含んで構成された通信システムにおいて基地局および端末を制御するネットワーク管理装置として有用である。

１０，１０−１から１０−１１，１０−Ｎ アクセスポイント（ＡＰ）、１１，３１ 有線送受信部、１２ 無線送受信部、１３，３３ 情報保持部、１４，３２ 受信情報判定部、１５ 制御状態判定部、１６ 省電力状態切り替え部、１７ ＡＰ機能部、２０，２０−１から２０−４，２０−Ｍ 端末、３０ 集中制御装置、３４ ネットワーク制御部、３５ ＡＰＣ機能部、４０ スイッチ、３４１ ＡＰ制御部、３４１Ａ グループ構築部、３４１Ｂ 省電力制御部、３４２ 端末制御部。

Claims (14)

1. 無線通信動作を停止させる省電力状態へ移行可能な複数の基地局を含んで構成され、前記複数の基地局は複数のグループを形成しており、各グループは、前記省電力状態に移行しない第１の基地局および前記省電力状態へ移行する第２の基地局を含んでいる通信システムにおいて、前記基地局および前記基地局と通信する端末を制御するネットワーク管理装置であって、
   前記複数の基地局をグループ化して前記複数のグループを構築するグループ構築手段と、
   前記第２の基地局を前記省電力状態に移行させる制御および前記省電力状態から復帰させる制御を実施する省電力制御手段と、
   前記端末の接続先基地局を決定する接続先決定手段と、
   を備え、
   前記グループの各々において、前記第２の基地局の各々は、自身と同じグループの第１の基地局からの受信電波強度が一定値以上となる範囲内に存在し、
   前記接続先決定手段は、基地局への接続を要求している端末を検知した場合、接続を要求している端末との通信品質が最良の第１の基地局へ当該端末を接続させることを特徴とするネットワーク管理装置。
2. 前記接続先決定手段は、前記接続を要求している端末の接続先を当該端末からの受信電波強度が最大の第１の基地局に決定することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理装置。
3. 前記省電力制御手段は、前記グループ構築手段がグループ構築処理を実行した場合、前記第２の基地局の全てを省電力状態へ移行させることを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク管理装置。
4. 前記省電力制御手段は、前記第１の基地局および第２の基地局の処理負荷をグループごとに監視し、グループ全体の処理負荷が下限値以下となったグループを検知した場合、検知したグループの起動状態の第２の基地局の一部またはすべてを省電力状態へ移行させることを特徴とする請求項１、２または３に記載のネットワーク管理装置。
5. 前記グループ全体の処理負荷が下限値以下となったグループの検知を前記第１の基地局への端末接続数および前記第２の基地局への端末接続数に基づいて行うことを特徴とする請求項４に記載のネットワーク管理装置。
6. 前記グループ全体の処理負荷が下限値以下となったグループの検知を前記第１の基地局のチャネル利用率および前記第２の基地局のチャネル利用率に基づいて行うことを特徴とする請求項４に記載のネットワーク管理装置。
7. 前記接続先決定手段は、前記第１の基地局の処理負荷が予め決定しておいたしきい値を超えた場合、当該第１の基地局に接続している一部の端末の接続先を、当該第１の基地局と同じグループ内の第２の基地局へ変更させ、前記第２の基地局の処理負荷が予め決定しておいたしきい値を超えた場合、当該第２の基地局に接続している一部の端末の接続先を、当該第２の基地局と同じグループ内の第１の基地局または第２の基地局へ変更させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
8. 前記省電力制御手段は、前記接続先決定手段が端末の接続先を変更させる処理を実行する際に、第１の基地局および起動状態の第２の基地局の全てが新しい接続先となるための条件を満たしていない場合、同一グループ内に省電力状態の第２の基地局が存在していれば、省電力状態の第２の基地局を起動させることを特徴とする請求項７に記載のネットワーク管理装置。
9. 前記グループ構築手段は、隣接基地局の数が最小の基地局を選択し、さらに、選択した基地局に隣接している基地局のうち、隣接基地局の数が最大の基地局を前記第１の基地局に設定する処理と、設定した第１の基地局からの受信電波強度が一定値以上の基地局を当該第１の基地局と同一グループの第２の基地局に設定する処理と、を繰り返し実行して前記グループを構築することを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
10. 前記グループ構築手段は、前記第１の基地局に設定する候補の基地局が複数存在する場合、候補の基地局のうち、隣接基地局の数が最大のものを選択して前記第１の基地局に設定することを特徴とする請求項９に記載のネットワーク管理装置。
11. 前記グループ構築手段は、隣接基地局の数が最小の基地局を選択してグループリストに登録する第１の処理と、前記第１の処理でグループリストに登録した基地局に隣接している基地局のうち、隣接基地局の数が最大の基地局を選択して前記グループリストに登録する第２の処理と、前記グループリストに登録済みのすべての基地局に隣接している基地局を前記グループリストに登録する第３の処理と、を繰り返し実行して前記グループを構築することを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
12. 前記グループ構築手段は、前記グループを構築後、構築したグループの一つを選択し、選択したグループにおいて、同一グループの他の基地局からの受信電波強度の最大値を基地局ごとに求め、求めた最大値が最も小さい基地局を前記第１の基地局として設定する処理、を前記構築後のすべてのグループに対して順次実行することを特徴とする請求項１１に記載のネットワーク管理装置。
13. 無線ＬＡＮのアクセスポイントとしての基地局および端末を制御することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
14. 請求項１から１３のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置と、
    前記ネットワーク管理装置の指示に従い、無線通信動作を停止した状態と無線通信動作を行う状態を切り替える複数の基地局と、
    を備えることを特徴とする通信システム。

Images