JP2016111639A - 無線通信機器、無線アクセスポイント、及び、無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信機器と複数の無線通信端末との無線通信において、両者の位置関係によって生じる無線フレームの再送を低減することにより、近傍の無線帯域を効率よく使用し、無線通信機器と複数の無線通信端末との間で安定した通信を行うことを目的とする。【解決手段】無線通信機器は、他の無線通信端末に向けて無線フレームを送信する送信部と、他の無線通信端末からの無線フレームを受信する受信部と、送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成するフレーム生成部を備え、さらに自己から他の無線通信端末に向けて送信する複数のフレームに対して、他の無線通信端末からの応答結果を格納するための応答情報管理テーブルと、応答結果に基づいて他の無線通信端末に送信するそれぞれの電波強度を決定する電波強度制御部とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、無線ＬＡＮ通信システムにおける無線アクセスポイントと無線通信端末との通信に関するものである。

近年、無線ＬＡＮの普及に伴い、無線通信端末が無線ＬＡＮを利用する場合に、無線アクセスポイントを介して無線通信を行うインフラストラクチャー・モードは良く知られている。このモードでは、無線アクセスポイントが通信できる範囲にいるすべての無線通信端末と通信を行うことができ、また無線アクセスポイントを用いて有線ネットワークと接続することによって、その先のネットワーク上にある無線通信端末とも通信（インターネット通信）を行うことができる。

ここで、無線アクセスポイント（以後、ＡＰとも呼ぶ）と複数の無線通信端末（以後、ＳＴＡとも呼ぶ）を接続しデータ通信を行うと、互いの設置位置によっては無線通信におけるデータフレーム（以後、無線フレームと呼ぶ）の再送が頻繁に発生する可能性がある。例えば、ＡＰと極めて隣接して設置されているＳＴＡに対して、ＡＰがＳＴＡへ送信した無線フレームが強すぎる送信電波強度で送出された場合に、パケットデータの送受信において電波干渉が発生し、結果として無線データフレームが欠損することになる。また逆にＡＰとＳＴＡとの距離が遠すぎたり、間に遮蔽物が存在すると、無線通信電波が十分届かずに、結果として無線フレームが欠損することになる。この欠損したことをＡＰが受信すると、欠損した無線フレームをＳＴＡへ再送する。

このように、再送を繰り返すことでＡＰとＳＴＡが設置されている近傍の無線帯域が占有されることになり、効率の良い通信が行えないばかりでなく、ＡＰとその他のＳＴＡとの通信にも影響を及ぼすことになる。

特開２００７−２９５３６２号公報 特開２００８−９２１１６号公報

ここで、特許文献１に開示の無線アクセスポイントは、無線ＬＡＮアクセスポイントにおいて、弱電界に移動した無線ＬＡＮ端末宛のRealtime Transport Protocol（以下ＲＴＰ）送信パケットを減少させることで、無線帯域の増大を抑制する無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法を開示している。

しかしながら圏外へ移動した無線通信端末宛のＲＴＰ送信パケットを減少させることで、無線帯域の負荷増大の抑制を図っているが、送信エラー率を算出するために一定時間のＲＴＰパケット再送（再送信）が続かざるを得ず、そのＲＴＰパケット再送のあいだ、無線帯域の負荷は軽減されていない。

また、特許文献２に開示の無線中継装置は、再送調節部がパケット監視部において取得したデータから計算される総使用帯域を無線通信で使用可能な最大帯域から除いた空き帯域の量に応じて、パケット再送回数の上限を決定する。その再送回数の上限以上に再送が行なわれないようにすることで、通信エリアにある無線端末の無線通信による帯域の全体的な使用状況に、適切に対応した再送を可能にしている。

しかしながら、最大帯域から総使用帯域を除いた空き帯域の量に応じて、再送回数の上限が決定されることから、空き帯域は有効にできたとしても常に帯域が占有される状態にあり、再送の上限回数が多ければその分だけ、他の無線端末との通信に使用する帯域が少なくなるため、無線帯域の負荷は軽減されていない。

本発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、ＡＰと複数のＳＴＡとの無線通信において、両者の位置関係によって生じる無線フレームの再送を低減することにより、近傍の無線帯域を効率よく使用し、ＡＰと複数のＳＴＡとの間で安定した通信を行うことを目的とする。

本発明の一態様に係る無線通信機器は、他の無線通信端末に向けて無線フレームを送信する送信部と、他の無線通信端末からの無線フレームを受信する受信部と、送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成するフレーム生成部と、自己から他の無線通信端末に向けて送信する複数のフレームに対して、他の無線通信端末からの応答結果を格納するための応答情報管理テーブルと、応答結果に基づいて、他の無線通信端末に送信するそれぞれの電波強度を決定する電波強度制御部とを備える無線通信機器である。

これにより、無線通信端末間の無線通信において、両者の位置関係によって生じる無線フレームの再送を低減することにより、近傍の無線帯域を効率よく使用し、無線通信機器と複数の無線通信端末との間で安定した通信を行うことが可能になる。

また、本発明の一態様に係る無線アクセスポイントは、無線通信端末に向けて無線フレームを送信する送信部と、無線通信端末からの無線フレームを受信する受信部と、送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成するフレーム生成部と、自己から無線通信端末に向けて送信する複数のフレームに対して、無線通信端末から受信した応答結果を格納するための応答情報管理テーブルと、応答結果に基づいて、無線通信端末に送信する電波強度を決定する電波強度制御部とを備える無線アクセスポイント。

これにより、無線アクセスポイントと複数の無線通信端末との無線通信において、両者の位置関係によって生じる無線フレームの再送を低減することにより、近傍の無線帯域を効率よく使用し、無線アクセスポイントと複数の無線通信端末との間で安定した通信を行うことが可能になる。

また、好ましくは、本発明の一態様に係る無線アクセスポイントのフレームがＮＵＬＬフレームである。

ここで、ＮＵＬＬフレームとはデータを持たない無線フレームを指す。

さらに、より好ましくは、各無線通信端末に向けて送信する本発明の一態様に係る無線アクセスポイントの複数のフレームが、無線アクセスポイントに任意の無線通信端末が新たに接続された場合、無線アクセスポイントに接続中の任意の無線通信端末との接続が切断された場合、または所定の時間が経過した場合のいずれかの場合に送信されることである。

また、本発明の一態様に係る無線通信システムは、無線アクセスポイントが、無線通信端末に向けて無線フレームを送信する送信部と、無線通信端末からの無線フレームを受信する受信部と、送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成する第１のフレーム生成部と、自己から無線通信端末に向けて送信する複数のフレームに対して、無線通信端末から受信した応答結果を格納するための応答情報管理テーブルと、応答結果に基づいて、無線通信端末に送信する電波強度を決定する電波強度制御部とを備え、さらに無線通信端末が、無線アクセスポイントに向けて無線フレームを送信する端末側送信部と、無線アクセスポイントからの無線フレームを受信する端末側受信部と、送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成する端末側フレーム生成部と、自己から無線アクセスポイントに向けて送信する複数のフレームに対して、無線アクセスポイントから受信した応答結果を格納するための端末側応答情報管理テーブルと、応答結果に基づいて、無線アクセスポイントに送信する電波強度を決定する端末側電波強度制御部とを備える無線通信システムである。

これにより、自発的に無線アクセスポイントと無線通信端末共に最適な送信電波強度を設定して無線通信が行われるので、無線フレームの再送を繰り返すことを回避でき、無線アクセスポイントのみに本発明を適用した場合に比べて、より多くの無線フレームの再送を減らすことが可能となる。

無線通信端末間の無線通信において、例えばＡＰに接続している複数のＳＴＡに対し、ＡＰはＳＴＡ毎に自動で適切な無線送信電波強度を選択し、各ＳＴＡと通信を行うことが可能となり、無線フレームの再送が低減できる。また、ＡＰと各ＳＴＡとの通信において、送信レートがそれぞれ接続経路によって異なっていても、適切な無線送信電波強度を選択できる。さらに、ＡＰ同様に、ＳＴＡに対しても本願発明を適用することで、ＡＰおよびＳＴＡ双方の無線送信電波強度が適切な値で行われるため、無線フレームの再送をより多く低減できる。無線フレームの再送が低減することにより、無線帯域の占有も低減できる。このように、ＡＰおよび接続している複数のＳＴＡが設置されている無線帯域占有が低減できるため、無線帯域を効率よく使用でき、ＡＰとより多くのＳＴＡとの間で安定した通信を行うことが可能となる。

実施の形態に係る無線通信システム全体図である。 実施の形態に係る無線アクセスポイント及び無線通信端末のハードウェア構成図である。 実施の形態に係る無線アクセスポイントの機能ブロック図である。 実施の形態に係る無線通信システムの一態様の全体図である。 実施の形態に係る無線アクセスポイントの処理を示すフローチャートである。 実施の形態に係る無線通信端末の処理を示すフローチャートである。 実施の形態に係る無線アクセスポイントの情報管理テーブルを示す図である。 実施の形態に係る無線アクセスポイントの重み割付テーブルを示す図である。 実施の形態に係る無線アクセスポイントの応答情報管理テーブルの第一の態様を示す図である。 実施の形態に係る無線アクセスポイントの応答情報管理テーブルの第二の態様を示す図である。 実施の形態に係る電波強度制御部で算出される情報を基に無線アクセスポイントの情報管理テーブルが更新された後の一態様を示す図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置などは、一例であり、発明の範囲内において種々の変形や変更が可能である。

（実施の形態）
図１は本実施の形態に係る無線通信システムの全体図である。

無線アクセスポイント１０は、有線通信インタフェースおよび無線通信インタフェースを有するものであっても良いし、無線通信インタフェースだけを有するものであっても良い。無線通信端末１、無線通信端末２および無線通信端末３は、無線通信インタフェースを有するものであり、例えばノートＰＣ、タブレット、スマートフォン等である。なお、無線通信は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格などに適合する無線ＬＡＮにより実現される。

図２は、本発明の実施の形態に係る無線アクセスポイント１０、無線通信端末１、無線通信端末２および無線通信端末３のハードウェア構成図である。これらの装置は備えている通信インタフェースの構成が異なること以外は、その他のハードウェア構成は同じである。例えば、無線アクセスポイント１０は有線、無線通信インタフェースの両方を備えている。

図２に示すとおり、これらの装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２、記憶装置２３、ＷＮＩＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）２４、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）２５および各構成部品間を接続している内部バス２６などを備えている。

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に格納された制御プログラムを実行するプロセッサである。

ＲＯＭ２１は、制御プログラム等を保持する読み出し専用記憶領域である。

ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０が制御プログラムを実行するときに使用するワークエリアとして用いられる記憶領域である。

記憶装置２３は、制御プログラム、制御情報、装置情報、または認証情報などを保持する記憶領域である。

ＷＮＩＣ２４は、無線通信を行う無線通信インタフェースを備えている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ規格等に適合する無線ＬＡＮの通信インタフェースである。

ＮＩＣ２５は、有線通信を行う有線通信インタフェースを備えている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格等に適合する有線ＬＡＮの通信インタフェースである。

内部バス２６は、ＣＰＵ２０，ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３、ＷＮＩＣ２４、ＮＩＣ２５を電気的に接続し、信号のやりとりを行うバスである。

図３は、無線アクセスポイント１０の機能ブロック図である。

図３に示す無線アクセスポイント１０は、受信部３０、電波強度制御部３１、送信部３２、情報管理部３３、情報管理テーブル３３１、設定保持部３４、重み割付テーブル３４１、フレーム生成部３５、応答情報管理テーブル３６１などを備えている。
以下に各機能について説明する。

受信部３０は、ＡＰ１０がＳＴＡ１、ＳＴＡ２、およびＳＴＡ３（以後、「各ＳＴＡ」とも呼ぶ）に各接続経路１０１、１０２、および１０３を通じて送信した、データを持たないＮＵＬＬフレームに対する応答を受信する。ＮＵＬＬフレームの応答結果は、電波強度制御部３１を経由し応答情報管理テーブル３６１で保持される。また、受信部３０は、ＡＰ１０と各ＳＴＡとの間で行われる通信において、ＡＰ１０への新たなＳＴＡの接続（例えば接続経路１０２の確立）、直前まで通信していたＳＴＡの切断（例えば接続経路１０３の解消）など装置間の通信状態に変化が生じた場合に、情報管理部３３、電波強度制御部３１に通知する。また、受信部３０は、ＡＰ１０と各ＳＴＡとの間で行われる通信において、種々の制御情報、無線フレーム、その他通信に必要な情報なども受信している。受信部３０は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３、ＷＮＩＣ２４、及びＮＩＣ２５などにより実現される。

電波強度制御部３１は、ＡＰ１０と各ＳＴＡとの間で行われる通信において、ＡＰ１０へ新たなＳＴＡの接続、直前まで通信していたＳＴＡの切断など装置間の通信状態に変化が生じた旨の通知を受信部３０から受けた場合、情報管理部３３の情報管理テーブル３３１からＡＰ１０と各ＳＴＡとの間で行われている通信における現在の最適な送送信電波強度範囲値を受信する。

また、電波強度制御部３１は、各ＳＴＡに送信したＮＵＬＬフレームに対する各ＳＴＡからの応答有無と所定のパラメータをもとに、現状のＡＰと各ＳＴＡとの間で行われる通信におけるＡＰ１０から各ＳＴＡへ無線フレームを送信するための適切な送信電波強度範囲値を算出する。具体的には電波強度制御部３１は、応答情報管理テーブル３６１の内容を基に、所定の送信電波出力パターン別に後で詳細に説明するスコアを算出し、これに基づいて適切な送信電波強度範囲値を情報管理部３３へ送信する。電波強度制御部３１は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３などにより実現される。

送信部３２は、フレーム生成部３５が生成したＮＵＬＬフレームを送信条件に従って、各ＳＴＡに送信する。送信されたＮＵＬＬフレームは、ＡＰ１０と接続中の各ＳＴＡの間で確立された各接続経路１０１、１０２、および１０３を通じて各ＳＴＡに受信される。また、送信部３２は、ＡＰ１０と各ＳＴＡとの間で行われる通信のやりとりにおいて、種々の制御情報、無線フレーム、その他通信に必要な情報なども送信している。送信部３２は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３、及びＷＮＩＣ２４などにより実現される。

情報管理部３３は、ＡＰ１０と各ＳＴＡとの間で行われる通信において、ＡＰ１０への新たなＳＴＡの接続、直前まで通信していたＳＴＡの切断など装置間の通信状態に変化が生じた旨の通知を受信部３０から受けた場合、情報管理テーブル３３１の情報を更新する。また、情報管理部３３は、電波強度制御部３１が算出した、ＡＰ１０から各ＳＴＡへ無線フレームを送信するための適切な送信電波強度範囲値を受信し、その情報を基に情報管理部３３が備える情報管理テーブル３３１を更新する。ここで、情報管理テーブル３３１は、接続中の各ＳＴＡの識別子とこれに対応した無線フレームを送信する現状の適切な送信電波強度範囲値を備える（図７を参照）。また、情報管理部３３は、電波強度制御部３１の要求に対し、現在保持している情報管理テーブル３３１の情報を内部バス２６を通じて送信する。情報管理部３３は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３などにより実現される。

設定保持部３４は、本発明におけるパラメータ情報を保持する。ここで、パラメータ情報とは後で詳細に説明する送信電波出力の許容値、各送信レートに付与する重み値、サンプリング回数、更新タイミング値、サンプリングを行う送信レートの設定などである。パラメータ情報は、ユーザがＡＰとＳＴＡを無線接続するにあたり、適宜ＰＣにインストールされている図示しない接続設定用ツールを使用して入力しても良いし、工場出荷時などに予め設定しておいても良い。また、設定保持部３４は、電波強度制御部３１からの要求に応じ、当該パラメータ情報を、内部バス２６を通じて送信する。さらに、設定保持部３４は重み割付テーブル３４１を備えている。重み割付テーブル３４１は、後述する。設定保持部３４は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３などにより実現される。

以下、設定保持部３４が保持しているパラメータ情報について説明する。

送信電波出力の許容値とは、ＡＰ１０から各ＳＴＡへＮＵＬＬフレームの送信が行われる際に、ＡＰと各ＳＴＡとの間で行われている通信において、ＡＰ１０が各ＳＴＡへ送信している現状の送信電波強度範囲値（送信電波強度値上限値と下限値）に対する上限値と下限値を超える範囲の値であり、この送信電波出力の許容値を基にＮＵＬＬフレームの送信電波出力パターンが決定される。その送信電波出力パターンの値は、例えば許容値を±２０％とした場合、送信電波強度範囲の上限値＋２０％、上限値、下限値、下限値−２０％で求められる。例えば、現状の送信電波強度範囲が１００％（上限値）から８０（下限値）％で、送信電波出力の許容値が±２０％とすると、送信電波出力の許容値の上限値が１００％、下限値が８０％、６０（下限値‐２０）％となり、ＮＵＬＬフレームを送信するパターンは送信電波出力１００％、８０％、６０％の３パターンに決定される（以後、パターン別送信電波出力とも呼ぶ）。ここで、送信電波強度範囲の上限値に許容値を加算した値が１００％を超える場合、パターン別送信電波出力から省略する。送信電波出力の許容値は、設定保持部３４でユーザにより決定でき、または工場出荷時に予め設定されている値をパラメータ情報として設定するなど、使用状況に応じ柔軟な対応もできる。なお、本発明で用いる送信電波出力とは、ＡＰの最大送信電波出力を１００％とする相対的な値で設定している。これは、ＳＴＡが備える無線通信を担う回路（無線モジュール）により各々個体差があり、最大送信電波出力（ｄＢｍ）が異なるためである。

またサンプリング回数とは、送信電波出力の許容値を基に設定される所定のパターン別送信電波出力別にサンプリングしたい送信レート毎にＮＵＬＬフレームの送信を行う回数である。例えば、サンプリング回数が４の場合、送信電波出力１００％のパターンで所定の送信レートでＮＵＬＬフレームがＡＰ１０から各ＳＴＡへ４回送信が行われ、他の所定の送信レートでも同様にサンプリング回数分の送信が行われ、さらに他の送信電波出力パターンにおいても同一の回数でＮＵＬＬフレームが、それぞれ送信される。

更新タイミング値とは、ＡＰ１０自身が定期的に情報管理テーブル３３１の送信電波強度範囲値を更新するタイミング（例えば５分）である。

サンプリングを行う送信レートの設定とは、ＡＰ１０がＳＴＡと通信を行うことができる送信レートの範囲内でサンプリングを行う際に、ＡＰ１０から送信したＮＵＬＬフレームに対しＳＴＡからの応答を確認したい送信レートである。この送信レートの設定は予め設定保持部３４で工場出荷時に設定しておいても良いし、ユーザが適宜接続設定用ツールを使用して決定しても良い。

重み割付テーブル３４１は、所定の送信レート毎に異なる値の重み値を情報として保持している。各送信レートに付与する重み値とは、ＡＰが対応可能な送信レートにおいて、ＮＵＬＬフレームを送信する送信レート毎に予め設定しておく値である。重み値は、無線フレームの送信レートが各ＳＴＡによって異なる場合、送信レートによってＡＰ１０から各ＳＴＡへ送信した無線フレームの到達率が異なることにより各送信レートによって不均衡が生じないように考慮するものである。本発明の実施の形態の各送信レートに付与する重み値は、重み割付テーブル３４１に予め設定（ＲＯＭ２１内）され保持されている。例えば、ＡＰが対応できる各ＩＥＥＥ８０２．１１規格に対応する送信レート毎に、それぞれ重み値を設定する（図８を参照）。なお、本発明の実施の形態の説明において分かりやすいように、図８にはＩＥＥＥ８０２．１１規格毎に４区分の送信レートしか表記していないが、各ＩＥＥＥ８０２．１１規格に対応する各送信レートすべてを区分して重み値の設定を行っていることが望ましい。

図３に戻って、フレーム生成部３５では、適切な送信電波強度範囲値を決定するために、ＡＰ１０と各ＳＴＡとの間で行われる通信において、ＡＰ１０へ新たなＳＴＡの接続、直前まで通信していたＳＴＡの切断など装置間の通信状態に変化が生じた通知を電波強度制御部３１から受けた場合、設定保持部３４で保持されているパラメータ情報と現在の送信電波強度範囲値を基に、所定の送信電波出力パターン別にＮＵＬＬフレームを作成し、パラメータ情報で設定されたサンプリング回数だけ随時、送信部３２へ送信する。また、フレーム生成部３５は、ＡＰ１０と各ＳＴＡとの間の通信状態に変化が生じた旨の通知を電波強度制御部３１から受けた場合に限らず、設定保持部３４で設定した更新タイミングに基づく情報管理テーブル３３１の定期的な更新においても、同様に所定の送信電波出力パターン別にＮＵＬＬフレームを作成し、送信部３２へ送信する。

応答情報管理テーブル３６１では、フレーム生成部３５から送信部３２を通じて各ＳＴＡに送信したＮＵＬＬフレームの応答（例えば、ＡＣＫフレームなど）が受信部３０を通じて受信できたか否かのＮＵＬＬフレームの応答結果、各送信レートに付与する重み値を、所定の送信電波出力パターンおよび送信レート毎にサンプリング回数分保持する。
応答情報管理テーブル３６１については、後述する図９、図１０において詳細に説明する。

以下、ＡＰ１０と各ＳＴＡとの通信において、ＡＰ１０から各ＳＴＡへ送信する無線フレームの最適な送信電波強度範囲値を導くためのＡＰ１０と各ＳＴＡの動作について、図４、図５、図６、図７を用いて詳細に説明する。

図５は、本発明の実施の形態におけるＡＰの動作フローについて記載されている。

ステップＳ６０１では、設定保持部３４に保持している更新タイミング値に基づいて、ＡＰ１０自身が定期的（例えば５分おきなど）に情報管理テーブル３３１の送信電波強度範囲値を更新しないか否かを判断する。更新しない場合は、ステップＳ６０２に遷移する（ステップＳ６０１のＹｅｓの場合）。更新する場合は、ステップＳ６０４に遷移する（ステップＳ６０１のＮｏの場合）。

ステップＳ６０２では、ＡＰ１０が新たなＳＴＡとの接続を開始する、または既存の接続しているＳＴＡが切断したなどのＡＰ１０と周辺の各ＳＴＡとの間で接続状態に変化があるか否かをＡＰ１０は監視している。例えば、定期的に送信するビーコンフレームなどを利用することで各ＳＴＡとの接続状態を知ることができる。ＡＰ１０と周辺の各ＳＴＡとの間で接続状態に変化がある場合はステップ６０３へ遷移する（ステップＳ６０２のＹｅｓの場合）。変化がない場合はステップ６０１を繰り返し、ＡＰ１０と周辺の各ＳＴＡとの間で接続状態について監視を続ける（ステップＳ６０２のＮｏの場合）。

ステップ６０３では、ＡＰ１０と周辺の各ＳＴＡとの間で接続状態が変化したことを基に情報管理テーブル３３１を更新する。

ここで、情報管理テーブル３３１の更新（ステップ６０３）について、図４および図７を用いて詳細に説明する。

図４は、本発明の実施の形態において、システム５０１中のＡＰと各ＳＴＡとの通信状況の変化の一例が示されている。すなわち、ＡＰ１０は最初ＳＴＡ１とＳＴＡ３に無線通信で接続しており、その後、新たなＳＴＡ２がＡＰ１０に接続を開始し、さらにＡＰ１０に接続中のＡＰ３が切断される状態変化を示している。

情報管理テーブル３３１の内容は、図７（ａ）に示すとおり、ＳＴＡ識別子と送信電波強度範囲値（送信電波強度上限値、下限値）で構成される。ＳＴＡ識別子は、ＡＰ１０が認識できるＳＴＡをそれぞれ固有の情報を基に識別して表示する。固有の情報とは、具体的にはＭＡＣアドレス、ベンダーＩＤなどのユニークな番号などである。図７の送信電波強度範囲値とは、本発明におけるＡＰ１０と周辺の各ＳＴＡとの間で行われる通信を最適な送信電波強度で通信するために、電波強度制御部３１で算出された送信電波強度範囲値である。図４に示されたシステム５０１における状況変化によって、情報管理テーブル３３１は、新たにＡＰ１０に接続されたＳＴＡ２が図７（ａ）に示すようにＳＴＡ識別子のリストに追加され、その送信電波強度範囲値は未定（‐）として格納される。また、ＡＰ１０との接続が切断されたＳＴＡ３は図７（ａ）から削除された結果、図７（ｂ）のように情報管理テーブル３３１の内容が更新する。

本発明における実施の形態では、図４に示すシステム５０１のように新たなＳＴＡとの接続と接続中のＳＴＡが切断する状況や、設定保持部３４に保持している、ＡＰ１０自身が定期的に更新を行うための設定情報（更新タイミング値）に基づいて、情報管理テーブル３３１の更新が行われるように記載しているが、これに限定されず接続状態に変化があるか否かを基に情報管理テーブル３３１の更新を行っても良い。例えば、ＡＰ１０が各ＳＴＡとの送信電波強度が一定の基準値に達した場合に、電波強度制御部３１が最適な送信電波強度範囲値を算出するようにしても良い。

図５に戻って、ステップＳ６０４では、ステップＳ６０３の情報管理テーブル３３１の更新により、電波強度制御部３１が最適な送信電波強度範囲値の算出を開始する。フレーム生成部３５において、設定保持部３４に保持している送信電波出力の許容値、各送信レートに付与する重み値、サンプリング回数などから、最適な送信電波強度範囲値を算出するためにＡＰ１０から各ＳＴＡへ送信するサンプリング用のＮＵＬＬフレームを作成する。ここで、各ＳＴＡへ送信するサンプリング用のＮＵＬＬフレームのパターン別送信電波出力は、設定保持部３４に保持しているＳＴＡ毎の送信電波出力の許容値と情報管理テーブル３３１から取得する現状の送信電波強度範囲値を基に決定する。

次にステップＳ６０５では、ＮＵＬＬフレームをＳＴＡに向けて送信し、ＳＴＡからの応答を受信する。

ステップＳ６０６では、ステップＳ６０５において各ＳＴＡへ送信したＮＵＬＬフレームに対する各ＳＴＡからの応答有無について、受信部３０を通じて電波強度制御部３１が受信し、応答情報管理テーブル３６１へ格納する。

ステップＳ６０７では、所定（設定保持部３４に保持された）のサンプリング回数分のＮＵＬＬフレームを送信したか否かを判断する。送信した場合はステップＳ６０８に遷移する（ステップＳ６０７のＹｅｓの場合）。送信していない場合はステップＳ６０５を繰り返す（ステップＳ６０７のＮｏの場合）。

ステップＳ６０８では、フレーム生成部３５で作成したパターン別の送信電波出力のＮＵＬＬフレームを全てのパターンについて送信したか否かを判断する。送信した場合はステップＳ６０９に遷移する（ステップＳ６０８のＹｅｓの場合）。送信していない場合はステップＳ６０４を繰り返す（ステップＳ６０８のＮｏの場合）。

ステップＳ６０９では、ステップＳ６０４からステップＳ６０８の一連の処理により応答情報管理テーブル３６１の内容を基に電波強度制御部３１において算出される最適な送信電波強度範囲値を情報管理部３３に内部バス２６を通じて送信し、情報管理テーブル３３１の送信電波強度範囲値を更新する。

このように、ステップＳ６０１からステップＳ６０９の一連の処理をＡＰ１０に接続しているＳＴＡの台数分だけ行い、情報管理テーブル３３１の送信電波強度範囲値を更新し、最新の最適な送信電波強度範囲値が情報管理テーブル３３１に保持される。

次に、図６は本発明の実施の形態におけるＳＴＡの動作フローについて記載されている。

ステップＳ７１では、各ＳＴＡは、ＡＰ１０のステップＳ６０５によりパターン別に送信されてくる送信電波出力のＮＵＬＬフレームを受信したか否かを判断する。受信した場合はステップＳ７２に遷移する（ステップＳ７１のＹｅｓの場合）。受信しない場合、各ＳＴＡはＡＰ１０との通信のために待機状態でステップＳ７１を繰り返す（ステップＳ７１のＮｏの場合）。ここで、各ＳＴＡへのＡＰ１０からのＮＵＬＬフレームへの応答は特別な応答を要しない。つまり、通常のネットワーク通信で行われる送受信の手順で行われる送信側の送信要求に対する受信側の応答（例えばＡＣＫ応答など）であり、その応答がなければＡＰ１０からのＮＵＬＬフレーム送信を各ＳＴＡが何らかの事情で応答できない状態である。このように、ＡＰ１０は各ＳＴＡからＮＵＬＬフレームに対する応答有無を受信部３０を通じて、電波強度制御部３１が受信し、ステップＳ６０６で応答情報管理テーブル３６１へ格納するのである。

ここで、電波強度制御部３１で算出する最適な送信電波強度範囲値について、図９、図１０を用いて応答情報管理テーブル３６１の内容を参照しながら詳細に説明する。

図９は応答情報管理テーブル３６１が保持する情報の一例を示している。図９では、規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの各送信レートでサンプリングした場合を説明する。

保持する情報は、ＡＰ１０と接続中の各ＳＴＡ１台とのパターン別送信電波出力、送信レート、サンプリング回数、ＳＴＡからの応答有無、送信レート別の重み値、スコアなどの情報であり、この情報はＡＰ１０と各ＳＴＡとの間で行われるＮＵＬＬフレーム送信に対する応答結果（有無の結果）を設定されたサンプリング回数分、随時保持していく。このようにパターン別の送信電波出力毎に各送信レートのサンプリング結果を応答情報管理テーブル３６１に情報を保持していく。また応答情報管理テーブル３６１は、ＡＰ１０と接続中の複数のＳＴＡ毎に複数設定しても良いし、１つの応答情報管理テーブル３６１を用いてＡＰ１０と接続中の複数のＳＴＡのうち１台に対する最適な送信電波強度範囲値の算出を行い情報の保持し、その内容を情報管理部３３へ送信した後、リフレッシュ（応答情報管理テーブル３６１に保持した情報を消去）を行い、次の他のＳＴＡ１台に対して同様に情報の保持を行うようにしても良い。つまり、１つの応答情報管理テーブル３６１をＡＰ１０と接続している複数のＳＴＡ同士で、共用することも可能である。このようにすることで、不用意にメモリー領域を使用することなく、本発明を実施することができる。

ここで、応答情報管理テーブル３６１が保持する情報であるパターン別送信電波出力、送信レート、サンプリング回数、ＳＴＡからの応答有無、送信レート別の重み値、スコアについて以下に詳細に説明する。

パターン別送信電波出力とは、情報管理部３３で保持しているＡＰと各ＳＴＡとの間で行われている通信において、ＡＰ１０が各ＳＴＡへ無線フレームを送信している現状の送信電波強度範囲値を情報管理テーブル３３１から受信し、設定保持部３４に保持している送信電波出力の許容値と合わせ、上限値、下限値、上限値＋送信電波出力の許容値、下限値−送信電波出力の許容値として決定された４つの送信電波出力値のことである。具体的には図３で説明したように、所定の条件を満たせば、４つの出力パターン別にＮＵＬＬフレームを各ＳＴＡへ送信することになる。
ここでは、で４つのパターンのうち出力強度が１００％を超える場合は省略し、残る３つのパターンでＮＵＬＬフレームを送信するが、設定保持部３４で数値を設定することで、さらに細分化（複数のパターン）して設定するようにしても良い。

サンプリング回数とは、設定保持部３４でユーザにより決定された、または工場出荷時に予め決定している値であり、各ＳＴＡへＮＵＬＬフレームを送信する回数である。

ＳＴＡからの応答有無とは、ＡＰ１０から各ＳＴＡへＮＵＬＬフレームを送信し、各ＳＴＡからの応答を受信部３０を通じて電波強度制御部３１が受信する結果である。つまり、各ＳＴＡからの応答があれば数値で１、応答がなければ数値で０とし、サンプリングを行った応答の結果がサンプリング回数４回に対し、応答が３回有れば値は「３」が保持される。（図９（ａ）の送信レート１Ｍｂｐｓを参照）

送信レート別の重み値とは、重み割付テーブル３４１に保持している送信レート毎に予め設定した値である。具体的には、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）のように、すべての送信電波出力パターンにおいて４つの送信レート（図８の規格：ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）でＮＵＬＬフレームを送信した場合、各送信レート「１Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、１１Ｍｂｐｓ」の重み値は、送信レートの重み割付テーブル３４１の重み値を参照し、それぞれ「５、６、７、８」となる。

また、スコアとは、ＡＰ１０から各ＳＴＡへ送信したＮＵＬＬフレームの応答結果（例えばＳＴＡからの応答有無の値）とＮＵＬＬフレームを送信した送信レート別に付与する重み値を乗算し、そのサンプリングした各送信レート分を加算したものである。

以下、図９を用いて、電波強度制御部３１で算出するスコアについて詳細に説明をする。

具体的には図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）の３つのパターン別送信電波出力別にスコアを算出すると、図９のとおりスコア（ａ）は３３、スコア（ｂ）は６７、スコア（ｃ）は５０となる。スコア（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を比較し、値が最も大きいスコアとその次に大きいスコアの送信電波出力から最適な送信電波強度範囲を８０％から６０％と決定する。そして情報管理部３３へ送信し情報管理テーブル３３１の上限値および下限値が書き換えられる。このようにＡＰ１０と各ＳＴＡとの通信で各々算出された最適な送信電波強度範囲値を基に、情報管理テーブル３３１の更新を行う。

つぎに図１０は、ＡＰ１０に新たなＳＴＡが接続した初回のときの応答情報管理テーブル３６１の例である。

図１０の例では図８の規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの各送信レートでサンプリングした場合を説明する。図９と異なる点は、図９では情報管理テーブル３３１に保持している現状の送信電波強度範囲値と設定保持部３４に保持している送信電波出力の許容値などからパターン別送信電波出力を決定するのに対し、図１０に示した初回接続時には、パターン別送信電波出力が設定保持部３４で予め設定されている点である。具体的には、図１０ではパターン別送信電波出力が図１０（ｄ）で１００％、図１０（ｅ）で５０％、図１０（ｆ）で２０％と決定されている。

ここで、ＡＰ１０に新たなＳＴＡが接続した初回のときに行われるサンプリングのパターン別送信電波出力の設定は、設定保持部３４でユーザにより決定でき、または工場出荷時に予め決定することもできる。

以下、図１０を用いて、ＡＰ１０に新たなＳＴＡが接続した初回のときの電波強度制御部３１で算出するスコアについて詳細に説明をする。

電波強度制御部３１でパターン別送信電波出力別にスコアを算出し、最適な送信電波強度範囲値が決定される。そして情報管理部３３へ送信し情報管理テーブル３３１の内容が更新される。具体的には図１０（ｄ）、図１０（ｅ）、図１０（ｆ）の３つのパターン別送信電波出力別にスコアを算出すると、図１０のとおりスコア（ｄ）は４８、スコア（ｅ）は４４、スコア（ｆ）は３２となる。よって、最適な送信電波出力範囲は１００％から５０％と決定する。このように図１０ではＡＰ１０に新たなＳＴＡが接続した初回のＮＵＬＬフレーム送信／応答のときに応答情報管理テーブル３６１が保持する情報であり、以降情報管理テーブル３３１の内容が更新される場合は、情報管理テーブル３３１から受信した送信電波強度範囲値を中心として、設定保持部３４に保持している送信電波出力の許容値を基にパターン別送信電波出力が決定され、これに基づいて最適な送信電波強度範囲値を得る。

図１１は、図９および図１０で説明したＮＵＬＬフレームに対する応答結果から得られた最適な送信電波強度範囲値に基づいて、情報管理テーブル３３１を更新した後の状況を示している。ＡＰがＳＴＡに出力する際は、この情報管理テーブル３３１に基づいて、そのＳＴＡに対して定められた送信電波強度範囲内の任意の強度で出力する。

（その他の実施の形態）
これまでの説明では、最適な送信電波強度範囲値を決定するために、ＡＰからＮＵＬＬフレームを送信し、その応答の有無に基づいた判断を行うとして説明したが、ＮＵＬＬフレームではなく、現実のフレーム送信において出力レートを変えてその応答結果から判断しても良い。

また、応答情報管理テーブル３６１に格納された送信電波出力パターン毎のスコアから送信電波強度範囲値を得て出力値を決めたが、送信電波出力パターン毎のスコアを基に最小自乗法による多項式近似曲線から最大値を得る電波強度を求めて出力値として使用しても良い。

また、これまでの説明では、ＡＰのみ、接続中のＳＴＡに対する無線送信電波強度を必要に応じて変更すると説明したが、これをＳＴＡ側にも適用させても良い。この場合ＳＴＡは、図３の無線アクセスポイントの機能ブロック図において説明したのとほぼ同様であるが、最低限、無線アクセスポイントに向けて無線フレームを送信する送信部と、無線アクセスポイントからの無線フレームを受信する受信部と、送信電波出力または送信レートを変更した複数のフレームを生成するフレーム生成部と、自己から無線アクセスポイントに向けて送信するこれら複数のフレームに対して、当該無線アクセスポイントから受信した応答結果を格納するための応答情報管理テーブルと、前記応答結果に基づいて当該無線通信端末に送信する電波強度を決定する電波強度制御部とを有することとなる。こうして、ＳＴＡもＳＴＡ側から送信するフレームの出力強度や送信レートを変更させ、ＡＰからの応答結果に基づいてＡＰに対する最適な送信電波強度範囲値を決定する（この場合、対象となるＡＰは接続中の１つに限られる）ことで、ＡＰとＳＴＡの双方で適宜、最適な送信電波強度の最適化が図れる。例えば、ＡＰとＳＴＡに備わる無線ＩＣチップの性能や相性などで一定の条件下において無線フレームの応答がお互いの設定した送信電波強度で受け取れない事態になっても、自発的にＡＰとＳＴＡ共に最適な送信電波強度を設定して無線通信が行われるので、無線フレームの再送を繰り返すことを回避でき、ＡＰのみに本発明を適用する場合よりも多くの無線フレームの再送を減らすことが可能となる。このことにより無線空間の帯域を効率よく使用し、より多くの端末の通信を実現することが可能となる。

本発明は無線アクセスポイントと複数の無線通信端末との間で行われる通信において、何らかの事情により双方でデータの再送が繰り返されるような状況になる場合に、装置が自律的に再送を回避するように動作する際に有用である。

１０ 無線アクセスポイント
２、３、４ 無線通信端末
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ 記憶装置
２４ ＷＮＩＣ
２５ ＮＩＣ
２６ 内部バス
３０ 受信部
３１ 電波強度制御部
３２ 送信部
３３ 情報管理部
３３１ 情報管理テーブル
３４ 設定保持部
３５ フレーム生成部
３６１ 応答情報管理テーブル

Claims (5)

1. 他の無線通信端末との間で無線通信を行う無線通信機器であって、
   当該他の無線通信端末に向けて無線フレームを送信する送信部と、
   当該他の無線通信端末からの無線フレームを受信する受信部と、
   送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成するフレーム生成部と、
   自己から当該他の無線通信端末に向けて送信する前記複数のフレームに対して、当該他の無線通信端末からの応答結果を格納するための応答情報管理テーブルと、
   前記応答結果に基づいて、当該他の無線通信端末に送信するそれぞれの電波強度を決定する電波強度制御部と
   を備える無線通信機器。
2. 無線通信端末との間で無線通信を行う無線アクセスポイントであって、
   無線通信端末に向けて無線フレームを送信する送信部と、
   無線通信端末からの無線フレームを受信する受信部と、
   送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成するフレーム生成部と、
   自己から無線通信端末に向けて送信する前記複数のフレームに対して、当該無線通信端末から受信した応答結果を格納するための応答情報管理テーブルと、
   前記応答結果に基づいて、当該無線通信端末に送信する電波強度を決定する電波強度制御部と
   を備える無線アクセスポイント。
3. 前記フレームはＮＵＬＬフレームである請求項２記載の無線アクセスポイント。
4. 前記各無線通信端末に向けて送信する複数のフレームは、
   前記アクセスポイントに任意の無線通信端末が新たに接続された場合、
   前記アクセスポイントに接続中の任意の無線通信端末との接続が切断された場合、または
   所定の時間が経過した場合
   のいずれかの場合に送信する請求項２〜３記載の無線アクセスポイント。
5. 無線通信端末と無縁アクセスポイントを含む無線通信システムであって、
   無線アクセスポイントは、
   無線通信端末に向けて無線フレームを送信する送信部と、
   無線通信端末からの無線フレームを受信する受信部と、
   送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成する第１のフレーム生成部と、
   自己から無線通信端末に向けて送信する前記複数のフレームに対して、当該無線通信端末から受信した応答結果を格納するための応答情報管理テーブルと、
   前記応答結果に基づいて、当該無線通信端末に送信する電波強度を決定する電波強度制御部と
   を備え
   無線通信端末は
   無線アクセスポイントに向けて無線フレームを送信する端末側送信部と、
   無線アクセスポイントからの無線フレームを受信する端末側受信部と、
   送信強度または送信レートを変更した複数のフレームを生成する端末側フレーム生成部と、
   自己から無線アクセスポイントに向けて送信する前記複数のフレームに対して、当該無線アクセスポイントから受信した応答結果を格納するための端末側応答情報管理テーブルと、
   前記応答結果に基づいて、当該無線アクセスポイントに送信する電波強度を決定する端末側電波強度制御部と
   を備える無線通信システム。