JP2016015576A

JP2016015576A - 無線ｌａｎシステム、無線基地局装置および無線端末装置

Info

Publication number: JP2016015576A
Application number: JP2014135990A
Authority: JP
Inventors: 朗岸田; Akira Kishida; 匡史岩渕; Tadashi Iwabuchi; 俊之新宅; Toshiyuki Shintaku; 鬼沢　武; Takeshi Kizawa; 武鬼沢; 阪田　徹; Toru Sakata; 徹阪田; 笑子篠原; Emiko Shinohara; 井上　保彦; Yasuhiko Inoue; 保彦井上; 明則蛭川; Akinori Hirukawa
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-01-28

Abstract

【課題】無線端末装置が各無線基地局装置から送信されるビーコンを効率よく受信して無線基地局装置に接続するための時間を短縮し、かつビーコンによるデータ通信時間の圧迫を軽減する。
【解決手段】無線ＬＡＮシステムにおいて、複数のチャネルのうち、無線基地局装置がビーコンの送信に用いる少なくとも１つの情報報知チャネルを特定し、無線基地局装置は、ビーコンを送信する周期ごとに情報報知チャネルに切り替えてビーコンを送信し、データ送受信時に複数のチャネルのいずれかに切り替えるチャネル切替手段を備え、無線端末装置は、接続中および接続可能性のある無線基地局装置がビーコンの送信に用いる情報報知チャネルの情報を保持し、ビーコンを受信するときに、最初に情報報知チャネルを探索してビーコンを検知するチャネル探索手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線ＬＡＮ通信エリア内の複数の無線基地局装置が同一周波数帯の複数のチャネルを用いる通信環境において、各無線基地局が送信するビーコン（制御信号）を無線端末装置が効率よく受信するための無線ＬＡＮシステム、無線基地局装置および無線端末装置に関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格（非特許文献１）に準拠する無線基地局装置は、無線ＬＡＮ通信エリア内で接続中または接続可能性のあるすべての無線端末装置に対して制御情報を報知するために、各無線ＬＡＮ規格の最低伝送レート（１Ｍbps ）でビーコン（制御信号）を定期的にブロードキャストしている。

図４は、従来の無線ＬＡＮシステムの構成例を示す。
図４において、無線基地局装置は、受信部１１、送信部１２、フレーム生成部１３を備える。受信部１１は、キャリアセンスおよび受信処理を行う。送信部１２は、送信に用いるチャネルを選択し、当該チャネルがキャリアセンスによってアイドルであれば、フレーム生成部１３で生成されたビーコンまたはデータを送信する。無線端末装置は、チャネルを探索してビーコンを受信するチャネル探索部２１を備える。なお、無線端末装置のビーコン受信に関する以外の機能は省略している。

図５は、従来の無線ＬＡＮシステムのビーコン送受信手順を示す。
図５(1) は、無線基地局装置のビーコン送信手順である。無線基地局装置は、ビーコン周期が経過すると選択したチャネルでビーコンを送信し（Ｓ52）、ビーコン周期が経過するまでは選択したチャネルでデータの送受信を行う（Ｓ53）。

図５(2) は、無線端末装置のビーコン受信手順である。無線端末装置は、接続先の無線基地局装置（接続先ＡＰ）のビーコンを検知するまでチャネルを順次探索し（Ｓ61〜Ｓ63）、接続先ＡＰのビーコンを検知すると、その制御情報に基づいて接続処理を実行する（Ｓ64）。

図６は、無線ＬＡＮシステムのチャネル配置例を示す。
図６(1) は、例えばIEEE802.11b/g で使用される 2.4ＧHz帯のチャネル配置であり、５ＭHzごとに１ch（中心周波数2412ＭHz) から13ch（同2472ＭHz) までと、さらに12ＭHz離れて14ch（同2484ＭHz）の合計14個のチャネルが使用される。ただし、各チャネルの帯域幅は22ＭHzであり、隣接するチャネルは干渉するため、通常は周波数が重ならない「１，６，11，(14)」、「２，７，12」、「３，８，13」などのように５チャネルずつ離して使用される。

図６(2) は、例えばIEEE802.11ａで使用される５ＧHz帯のチャネル配置であり、Ｗ52で20ＭHzごとに36ch（中心周波数5180ＭHz）から48ch（同5240ＭHz）までの４個のチャネル、Ｗ53で20ＭHzごとに52ch（同5260ＭHz）から64ch（同5320ＭHz）までの４個のチャネル、Ｗ56で20ＭHzごとに100ch(同5500ＭHz）から140ch(同5700ＭHz）までの11個チャネルの合成19個のチャネルが使用される。なお、各チャネルの帯域幅は20ＭHzであり、隣接するチャネルの周波数が重ならない仕様となっている。
なお、例えばIEEE802.11ｎでは、 2.4ＧHz帯と５ＧHz帯の両方が使用される。

IEEE802.11,"Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical (PHY) Layer Specifications", February 2012

無線ＬＡＮシステムが 2.4ＧHz帯と５ＧHz帯の合計33チャネルをサポートしている場合、無線基地局装置が送信するビーコンを無線端末装置が受信して接続処理を行うには、この33チャネルを走査し、接続先の無線基地局装置がビーコンを送信しているチャネルを探索する必要がある。そのため、チャネル探索に時間を要し、無線端末装置が無線基地局装置に接続するまでの時間が長くなる問題があった。

また、無線ＬＡＮ通信エリア内の複数の無線基地局装置が同一周波数帯の複数のチャネルを用いる通信環境において、ビーコンを送信するチャネルとデータを送受信するチャネルを区別していない従来の方式では、各無線基地局装置が送信する多数のビーコンによりデータ通信に利用する帯域が長時間占有状態となる。そのため、データ通信のスループット特性が低下する問題があった。

本発明は、無線ＬＡＮ通信エリア内の複数の無線基地局装置が同一周波数帯の複数のチャネルを用いる通信環境において、無線端末装置が各無線基地局装置から送信されるビーコンを効率よく受信して無線基地局装置に接続するための時間を短縮し、かつビーコンによるデータ通信時間の圧迫を軽減することができる無線ＬＡＮシステム、無線基地局装置および無線端末装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、無線ＬＡＮ通信エリア内の複数の無線基地局装置が同一周波数帯の複数のチャネルを用いる通信環境にあって、該無線ＬＡＮ通信エリア内で接続中および接続可能性のある無線端末装置に対して無線基地局装置が報知情報を含むビーコンを周期的に送信する無線ＬＡＮシステムにおいて、複数のチャネルのうち、無線基地局装置がビーコンの送信に用いる少なくとも１つの情報報知チャネルを特定し、無線基地局装置は、ビーコンを送信する周期ごとに情報報知チャネルに切り替えてビーコンを送信し、データ送受信時に複数のチャネルのいずれかに切り替えるチャネル切替手段を備え、無線端末装置は、接続中および接続可能性のある無線基地局装置がビーコンの送信に用いる情報報知チャネルの情報を保持し、ビーコンを受信するときに、最初に情報報知チャネルを探索してビーコンを検知するチャネル探索手段を備える。

第１の発明の無線ＬＡＮシステムにおいて、無線端末装置のチャネル探索手段は、情報報知チャネルでビーコンを検知したときに、該ビーコンで通知されたチャネルに切り替えて無線基地局装置との接続処理を行う構成である。

第２の発明は、無線ＬＡＮ通信エリア内の複数の無線基地局装置が同一周波数帯の複数のチャネルを用いる通信環境にあって、該無線ＬＡＮ通信エリア内で接続中および接続可能性のある無線端末装置に対する報知情報を含むビーコンを周期的に送信する無線ＬＡＮシステムの無線基地局装置において、複数のチャネルのうち、ビーコンの送信に用いる少なくとも１つの情報報知チャネルを特定し、ビーコンを送信する周期ごとに該情報報知チャネルに切り替えてビーコンを送信し、データ送受信時に複数のチャネルのいずれかに切り替えるチャネル切替手段を備える。

第３の発明は、第２の発明の無線基地局装置が送信するビーコンを受信し、該ビーコンで通知されるチャネルで該無線基地局装置とデータ送受信を行う無線ＬＡＮシステムの無線端末装置において、接続中および接続可能性のある無線基地局装置がビーコンの送信に用いる情報報知チャネルの情報を保持し、ビーコンを受信するときに、最初に情報報知チャネルを探索してビーコンを検知するチャネル探索手段を備える。

第３の発明の無線端末装置において、チャネル探索手段は、情報報知チャネルでビーコンを検知したときに、該ビーコンで通知されたチャネルに切り替えて無線基地局装置との接続処理を行う構成である。

本発明は、無線ＬＡＮシステムが使用する複数のチャネルから特定された情報報知チャネルでビーコンを送信し、データを送受信するチャネルと棲み分けることにより、多数のビーコンによるデータチャネルの占有を抑えることができる。

また、無線端末装置は、優先的に情報報知チャネルを探索することにより、不必要なチャネルを探索することなく短時間でビーコンを検知することができ、無線基地局装置との接続時間を短縮することができる。

本発明の無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。本発明の無線基地局装置におけるビーコン送信手順例を示すフローチャートである。本発明の無線端末装置におけるビーコン受信手順例を示すフローチャートである。従来の無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。従来の無線ＬＡＮシステムにおけるビーコン送受信手順例を示すフローチャートである。無線ＬＡＮシステムのチャネル配置例を示す図である。

図１は、本発明の無線ＬＡＮシステムの構成例を示す。
図１において、無線基地局装置は、従来構成と同様の受信部１１、送信部１２およびフレーム生成部１３に加えてチャネル切替部１４を備える。本発明の無線ＬＡＮシステムでは、複数のチャネルの中からビーコンの送信に用いる少なくとも１つの情報報知チャネルを特定し、データ送受信に用いるチャネルと棲み分けることを特徴とする。

ここで、情報報知チャネルは、図６(1) に示す 2.4ＧHz帯のチャネルであれば、例えば14チャネル中１チャネル程度を割り当てる。図６(2) に示す５ＧHz帯のチャネルであれば、例えば19チャネル中１〜４チャネル程度を割り当てる。 2.4ＧHz帯と５ＧHz帯の両方が使用される無線ＬＡＮシステムでは、５ＧHz帯のチャネルから情報報知チャネルを割り当てるのが好ましい。なお、情報報知チャネルはビーコン送信専用ではなく、データ送受信に用いてもよい。チャネル切替部１４は、ビーコンの送信時にこの特定の情報報知チャネルに切り替え、データ送受信時に複数のチャネルのいずれかに切り替える処理を行う。

無線端末装置は、報知情報チャネル保持部２２に接続先の無線基地局装置の情報報知チャネルの情報を接続先プロファイルとして保持しており、ビーコン受信時にこの情報報知チャネルをチャネル探索部２１に設定する。チャネル探索部２１は、ビーコンを検知する場合にまず情報報知チャネルを優先的に探索する。なお、無線端末装置のビーコン受信に関する以外の機能は省略している。

図２は、本発明の無線基地局装置におけるビーコン送信手順例を示す。
図２において、無線基地局装置は、ビーコン周期が経過すると情報報知チャネルに切り替えてビーコンを送信し（Ｓ11，Ｓ12）、ビーコン周期が経過するまではデータ通信を行うチャネルでデータ送受信を行う（Ｓ13）。以上の処理をビーコン周期ごとに繰り返す。

図３は、本発明の無線端末装置におけるビーコン受信手順例を示す。
図３において、無線端末装置は、接続先の無線基地局装置（接続先ＡＰ）の情報報知チャネルを探索し（Ｓ21）、接続先ＡＰのビーコンの検知を試みる（Ｓ22）。ここで、接続先ＡＰのビーコンを検知した場合には、そのビーコンに記載の接続先ＡＰがデータ通信を行うチャネルに切り替え（Ｓ23）、当該ＡＰとの接続処理を実行する（Ｓ24）。一方、情報報知チャネルで接続先ＡＰのビーコンを検知できない場合には、接続先ＡＰのビーコンを検知するまでチャネルを順次スキャンし（Ｓ61〜Ｓ63）、接続先ＡＰのビーコンを検知すると、当該チャネルで接続処理を実行する（Ｓ24）。

なお、図１に示す無線基地局装置のチャネル切替部１４において、送信するフレーム種別やアプリケーション、トラヒックの種類に応じて使用するチャネルを切り替えて当該フレームを送信してもよい。この場合、使用するチャネルの情報については、ビーコンにより配下の無線端末装置に通知される。

１１受信部
１２送信部
１３フレーム生成部
１４チャネル切替部
２１チャネル探索部
２２情報報知チャネル保持部

Claims

無線ＬＡＮ通信エリア内の複数の無線基地局装置が同一周波数帯の複数のチャネルを用いる通信環境にあって、該無線ＬＡＮ通信エリア内で接続中および接続可能性のある無線端末装置に対して無線基地局装置が報知情報を含むビーコンを周期的に送信する無線ＬＡＮシステムにおいて、
前記複数のチャネルのうち、前記無線基地局装置が前記ビーコンの送信に用いる少なくとも１つの情報報知チャネルを特定し、
前記無線基地局装置は、前記ビーコンを送信する周期ごとに前記情報報知チャネルに切り替えて前記ビーコンを送信し、データ送受信時に前記複数のチャネルのいずれかに切り替えるチャネル切替手段を備え、
前記無線端末装置は、前記接続中および接続可能性のある無線基地局装置が前記ビーコンの送信に用いる前記情報報知チャネルの情報を保持し、前記ビーコンを受信するときに、最初に前記情報報知チャネルを探索して前記ビーコンを検知するチャネル探索手段を備えた
ことを特徴とする無線ＬＡＮシステム。
請求項１に記載の無線ＬＡＮシステムにおいて、
前記無線端末装置のチャネル探索手段は、前記情報報知チャネルで前記ビーコンを検知したときに、該ビーコンで通知されたチャネルに切り替えて前記無線基地局装置との接続処理を行う構成である
ことを特徴とする無線ＬＡＮシステム。
無線ＬＡＮ通信エリア内の複数の無線基地局装置が同一周波数帯の複数のチャネルを用いる通信環境にあって、該無線ＬＡＮ通信エリア内で接続中および接続可能性のある無線端末装置に対する報知情報を含むビーコンを周期的に送信する無線ＬＡＮシステムの無線基地局装置において、
前記複数のチャネルのうち、前記ビーコンの送信に用いる少なくとも１つの情報報知チャネルを特定し、前記ビーコンを送信する周期ごとに該情報報知チャネルに切り替えて前記ビーコンを送信し、データ送受信時に前記複数のチャネルのいずれかに切り替えるチャネル切替手段を備えた
ことを特徴とする無線基地局装置。
請求項３に記載の無線基地局装置が送信するビーコンを受信し、該ビーコンで通知されるチャネルで該無線基地局装置とデータ送受信を行う無線ＬＡＮシステムの無線端末装置において、
前記接続中および接続可能性のある無線基地局装置が前記ビーコンの送信に用いる前記情報報知チャネルの情報を保持し、前記ビーコンを受信するときに、最初に前記情報報知チャネルを探索して前記ビーコンを検知するチャネル探索手段を備えた
ことを特徴とする無線端末装置。
請求項４に記載の無線端末装置において、
前記チャネル探索手段は、前記情報報知チャネルで前記ビーコンを検知したときに、該ビーコンで通知されたチャネルに切り替えて前記無線基地局装置との接続処理を行う構成である
ことを特徴とする無線端末装置。