JP2018074394A - 無線基地局装置、無線通信システム、無線通信制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通信遅延を抑制しつつフレームロスを低減できる無線基地局装置、無線通信システム、無線通信制御方法およびプログラムを提供する。【解決手段】基地局１０は、２つの無線モジュールのいずれか一方を使用して、通信端末２０と無線通信する無線通信部１１１と、無線通信部１１１が無線モジュールを使用して、通信端末２０と無線通信している間に、通信端末２０との間で送受信するデータのデータ量に応じて、無線モジュールの通信方式を、無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定するパラメータ設定部１３３と、パラメータ設定部１３３による通信方式の設定が完了した後、無線通信部１１１が使用する無線モジュールを無線モジュールへ変更するモジュール制御部１１７と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、無線基地局装置、無線通信システム、無線通信制御方法およびプログラムに関する。

複数の符号化方式、変調方式を切り替えて通信を行う無線通信装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この無線通信装置は、同じデータの再送回数や通信の成否に応じて、変調符号化（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）レベルを変更することにより、再送の連鎖を抑制して通信レートの向上を図るというものである。

特開２０１０−８７７３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された無線通信装置では、変調符号化レベルを変更するために無線通信を一旦停止する必要がある場合、変調符号化レベルの変更時に通信リンクが切断されてしまう。この場合、無線通信装置は、変調符号化レベルの変更後において再度通信リンクを確立するための処理を実行する必要があり、その分、データ送信の遅延（通信遅延）および、フレームロスが生じる虞がある。一方、変調符号化レベルを固定すると、無線通信装置が送受信するデータのデータ量によってはデータ送信の遅延（送信遅延）の頻度が上昇してしまう虞がある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、通信遅延を抑制しつつフレームロスを低減できる無線基地局装置、無線通信システム、無線通信制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る無線基地局装置は、
２つの無線モジュールと、
前記２つの無線モジュールのいずれか一方の無線モジュールを使用して、通信端末と無線通信する無線通信部と、
前記無線通信部が前記一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信している間に、前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、前記２つの無線モジュールのうちの他方の無線モジュールの通信方式を、前記一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定する通信方式設定部と、
前記通信方式設定部による通信方式の設定が完了した後、前記無線通信部が使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更するモジュール制御部と、を備える。

他の観点から見た本発明に係る無線通信システムは、
無線通信する通信端末と、
２つの無線モジュールと、前記２つの無線モジュールのいずれか一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信する無線通信部と、を有する無線基地局装置と、を備える無線通信システムであって、
前記無線基地局装置は、
前記無線通信部が前記一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信している間に、前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、前記２つの無線モジュールのうちの他方の無線モジュールの通信方式を、前記一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定する通信方式設定部と、
前記通信方式設定部による通信方式の設定が完了した後、前記無線通信部が使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更するモジュール制御部と、を有する。

他の観点から見た本発明に係る無線通信制御方法は、
２つの無線モジュールを備える無線基地局装置の無線通信制御方法であって、
前記２つの無線モジュールのいずれか一方の無線モジュールを使用して、通信端末と無線通信するステップと、
前記一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信している間に、前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、前記２つの無線モジュールのうちの他方の無線モジュールの通信方式を、前記一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定するステップと、
前記通信方式の設定が完了した後、前記通信端末との無線通信に使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更するステップと、を含む。

他の観点から見た本発明に係るプログラムは、
コンピュータを、
２つの無線モジュールのいずれか一方の無線モジュールを使用して、通信端末と無線通信する無線通信部、
前記無線通信部が前記一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信している間に、前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、前記２つの無線モジュールのうちの他方の無線モジュールの通信方式を、前記一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定する通信方式設定部、
前記通信方式設定部による通信方式の設定が完了した後、前記無線通信部が使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更するモジュール制御部、として機能させる。

本発明に係る無線基地局装置によれば、無線通信部が一方の無線モジュールを使用して、通信端末と無線通信している間に、通信方式設定部が、通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、他方の無線モジュールの通信方式を、一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定する。そして、モジュール制御部が、通信方式設定部による通信方式の設定が完了した後、無線通信部が使用する無線モジュールを他方の無線モジュールに変更する。これにより、例えば無線通信部が１つの無線モジュールを使用して通信端末と無線通信する構成のように、無線モジュールの通信方式を異なる通信方式に変更するのに要する時間だけ通信端末との無線通信を遮断する必要がない。即ち、無線通信部と通信端末との無線通信を遮断することなく、通信端末との間で送受信されるデータのデータ量に最適な通信方式に適宜変更しながら無線通信を継続することができるので、通信遅延を抑制しつつフレームロスを低減できるという利点がある。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 実施の形態に係る基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る基地局の機能構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る無線通信システムの処理シーケンスの一例を示す図である。 実施の形態に係る基地局が実行する通信処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態に係る基地局が実行する自動切替モード処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態に係る基地局が実行する手動切替モード処理の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）は比較例に係る無線モジュールの動作を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は実施の形態に係る無線モジュールの動作を示すタイムチャートである。

以下、本発明の一実施の形態に係る通信システムについて図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態において、送信するデータ量および無線通信に用いる電波の周波数帯域（以下「チャネル」と称する。）の品質に基づいて無線通信するチャネルを動的に変化させることによりデータ送信の遅延を抑制できる無線基地局装置および無線通信システムについて説明する。なお、本実施の形態における無線通信システムでは、無線通信するチャネルを決定した後、決定したチャネルにおいて無線基地局装置と通信端末との間で無線通信が実行される。

図１に示すように、本実施の形態に係る無線通信システム１は、基地局１０と、通信端末２０と、を備える。無線通信システム１は、ＬＡＮ(Local Area Network）３０に接続されている。なお、本実施の形態に係る無線通信システム１において、図１では１台の通信端末２０として説明するが、通信端末は複数備えられていてもよい。

基地局１０は、通信端末２０と無線通信を行う無線基地局装置である。基地局１０は、２つの無線モジュールＷ１、Ｗ２を備え、無線通信可能エリアに存在する通信端末２０との間で通信リンクを確立する。また、基地局１０は、ＬＡＮ３０に接続され、ＬＡＮ３０を通じて、受信したフレーム（パケット）に含まれる宛先へ当該フレームを転送する。

通信端末２０は、１つの無線モジュール（図示せず）を備える無線通信端末である。通信端末２０は、基地局１０が備える無線モジュールＷ１、Ｗ２のいずれか一方と通信リンクを確立する。通信端末２０は、基地局１０を介して、ＬＡＮ３０に接続された他の通信装置（図示せず）と通信する。

ＬＡＮ３０は、基地局１０に接続されている。ＬＡＮ３０は、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に適合する有線ＬＡＮから構成されている。ＬＡＮ３０は、広域ネットワークに接続することもあり得る。

次に、本実施の形態に係る基地局１０のハードウェア構成について説明する。基地局１０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、メインメモリ１０３と、ストレージ１０４と、ユーザインタフェース１０５と、無線モジュールＷ１、Ｗ２と、を備える。ＲＯＭ１０２は、制御プログラム等を記憶する。メインメモリ１０３は、揮発性メモリから構成され、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用される。ストレージ１０４は、不揮発性のメモリから構成され、制御プログラムやコンテンツ等を記憶する。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２またはストレージ１０４が記憶する制御プログラムをメインメモリ１０３に読み込んで実行する。ユーザインタフェース１０５は、例えばユーザに操作画面を提供する表示部と、ユーザからの入力を受け付ける入力部と、を有する。

無線モジュールＷ１は、通信端末２０との間で通信リンクを確立し、無線通信を行う。無線モジュールＷ１は、無線信号を生成する信号生成回路とアンテナとを有する。無線モジュールＷ１は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｂ，ｇ，ｎ等の無線ＬＡＮ規格に適合する通信方式で通信する。無線モジュールＷ１は、後述のように、無線通信のための通信用モジュールまたは基地局１０の周囲の電波状況を取得するための監視用モジュールとして機能する。無線モジュールＷ１には、所定のＳＳＩＤ（Service Set Identifier）が付与されている。無線モジュールＷ２は、無線モジュールＷ１と同様のハードウェア構成を有する。無線モジュールＷ２は、無線モジュールＷ１とは独立に動作する。無線モジュールＷ２には、無線モジュールＷ１と同一のＳＳＩＤが付与されている。

次に、本実施の形態に係る基地局１０の機能構成について説明する。基地局１０では、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２またはストレージ１０４が記憶する制御プログラムをメインメモリに読み込んで実行することにより、図３に示す、各部として機能する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、無線通信部１１１と、状況取得部１１３と、品質判定部１１６と、モジュール制御部１１７と、データ量判断部１３２と、パラメータ設定部（通信方式設定部）１３３と、動作モード設定部１３４として機能する。また、ストレージ１０４は、基地局１０の周囲の電波状況を示す電波状況情報の履歴を時系列で記憶する状況履歴記憶部１１５を有する。通信用無線モジュール１１２は、２つの無線モジュールＷ１、Ｗ２のいずれか一方から構成され、監視用無線モジュール１１４は、２つの無線モジュールＷ１、Ｗ２の他方から構成される。

通信用無線モジュール１１２は、無線通信部１１１により通信端末２０との通信リンクを確立してそれを維持するために使用される。監視用無線モジュール１１４は、状況取得部１１３により前述の電波状況情報を取得するために使用される。

無線通信部１１１は、通信用無線モジュール１１２を使用して、通信端末２０と通信リンクを確立し、確立した通信リンクを通じて通信端末２０との間でフレームを送受信（無線通信）する。

状況取得部１１３は、監視用無線モジュール１１４を介して、基地局１０の周囲の電波状況を示す情報（以下「電波状況情報」と称する。）を取得して状況履歴記憶部１１５に記憶させる。この電波状況情報としては、例えばチャネル毎の帯域占有率を示す情報である。

状況取得部１１３は、監視用無線モジュール１１４を介して、チャネルを変更しながら、無線通信に使用可能な各チャネルにおける電波状況情報を順に取得していく。状況取得部１１３は、例えば無線通信に使用可能な１のチャネルについて電波状況情報を予め設定された期間（例えば５００ｍｓｅｃの間）だけ取得した後、他のチャネルについての電波状況情報を取得する。そして、状況取得部１１３は、無線通信に使用可能な全てのチャネルについて順に電波状況情報を取得する。また、状況取得部１１３は、モジュール制御部１１７から入力される指令に基づいて、動的に、無線モジュールＷ１、Ｗ２のいずれか一方を監視用無線モジュール１１４として使用する。

品質判定部１１６は、状況履歴記憶部１１５が記憶する電波状況情報の履歴（以下「状況履歴」と称する。）と、に基づいて、通信用無線モジュール１１２が使用するチャネル（以下、「通信チャネル」と称する。）の品質を判定する。前述のように、状況履歴がチャネル毎の帯域占有率の履歴を示すものであるとすると、品質判定部１１６は、現在通信に使用しているチャネル（通信チャネル）について、例えば、予め設定された判定期間内における複数時刻における帯域占有率が予め設定された劣化判定閾値を継続的に超えている場合、通信チャネルの品質が劣化したと判定する。また、品質判定部１１６は、通信チャネル以外の他のチャネルについて、例えば、前述の判定期間内で複数時刻における帯域占有率が継続的に予め設定された良好判定閾値以下であるチャネルが存在する場合、そのチャネルの品質が良好であると判定する。

データ量判断部１３２は、無線通信部１１１が通信用無線モジュール１１２を介して送受信する各フレームのフレーム長並びにフレーム数に基づいて、基地局１０と通信端末２０との間で単位時間当たりに送受信されるデータのデータ量を検出する。データ量判断部１３２は、例えばＯＳＩ基本参照モデルにおけるデータリング層よりも上位の層においてデータ量を検出する処理を実行する。また、データ量判断部１３２は、動作モード設定部１３４から通知される動作モード情報に基づいて、設定された動作モードが自動切替モードであるか否かを判定する。

更に、データ量判断部１３２は、検出されるデータ量が予め設定されたデータ量閾値以下であるか否かを判定する。このデータ量閾値は、例えば数千バイト／ｓｅｃ〜数十バイト／ｓｅｃの間に設定される。

パラメータ設定部１３３は、無線通信部１１１が通信用無線モジュール１１２を使用して通信端末２０と無線通信している間に、上記データ量に応じて切替先の無線モジュールの通信方式を通信用無線モジュール１１２の通信方式とは異なる通信方式に設定する。ここで、例えば無線モジュールＷ１（Ｗ２）が通信用無線モジュール１１２として動作している場合、切替先の無線モジュールは、監視用無線モジュール１１４として動作している無線モジュールＷ２（Ｗ１）になる。パラメータ設定部１３３は、切替先の無線モジュールの無線パラメータを設定することにより、切替先の無線モジュールの通信方式を設定する。通信方式として、速度優先通信方式（第１通信方式）と、到達優先通信方式（第２通信方式）と、が存在する。速度優先通信方式は、通信用無線モジュール１１２と通信端末２０との間で単位時間当たりに送受信されるデータ量を優先させる通信方式である。到達優先通信方式は、通信用無線モジュール１１２と通信端末２０との間で単位時間当たりに送受信されるデータ量よりも、通信端末２０との間で送受信されるフレームのロス頻度が低いことを優先させる通信方式である。パラメータ設定部１３３は、上記データ量がデータ量閾値以下の状態からデータ量閾値よりも大きい状態に変化した場合、切替先の無線モジュールの通信方式を、速度優先通信方式に設定する。一方、パラメータ設定部１３３は、上記データ量がデータ量閾値よりも大きい状態からデータ量閾値以下の状態に変化した場合、切替先の無線モジュールの通信方式を、到達優先通信方式に設定する。

無線パラメータは、例えばＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）レベルからなる。無線パラメータがＭＣＳレベルである場合、パラメータ設定部１３３は、例えば切替先の無線モジュールのＭＣＳレベルを通信用無線モジュール１１２のＭＣＳレベルよりも大きい値に設定することにより、切替先の無線モジュールの通信方式を速度優先通信方式に設定する。一方、パラメータ設定部１３３は、例えば切替先の無線モジュールのＭＣＳレベルを通信用無線モジュール１１２のＭＣＳのレベルよりも小さい値に設定することにより、切替先の無線モジュールの通信方式を到達優先通信方式に設定する。パラメータ設定部１３３は、切替先の無線モジュールの無線パラメータの設定が完了すると、設定完了通知をモジュール制御部１１７へ通知する。

モジュール制御部１１７は、パラメータ設定部１３３による切替先の無線モジュールの無線パラメータの設定が完了した後、無線通信部１１１が使用する無線モジュールＷ１（Ｗ２）を、監視用無線モジュール１１４として動作する無線モジュールＷ２（Ｗ１）に変更する。また、モジュール制御部１１７は、品質判定部１１６により通信チャネルの品質が劣化したと判定された場合も、監視用無線モジュール１１４として動作していた無線モジュールＷ２（Ｗ１）を、新たに通信用無線モジュール１１２として動作させる。このとき、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２として動作していた無線モジュールＷ１（Ｗ２）を、新たに監視用無線モジュール１１４として動作させる。

例えば無線通信部１１１が無線モジュールＷ１を通信用無線モジュール１１２として使用し、状況取得部１１３が無線モジュールＷ２を監視用無線モジュール１１４として使用していたとする。このとき、パラメータ設定部１３３による切替先の無線モジュールＷ２の無線パラメータの設定が完了すると、モジュール制御部１１７は、無線通信部１１１に対して、無線モジュールＷ２を通信用無線モジュール１１２として使用するよう通知し、状況取得部１１３に対して、無線モジュールＷ１を監視用無線モジュール１１４として使用するよう通知する。これにより、無線通信部１１１は、通信端末２０との間で送受信するデータのデータ量がデータ量閾値よりも大きい場合、速度優先通信方式に設定された通信用無線モジュール１１２を使用し、データ量がデータ量閾値以下である場合、到達優先通信方式に設定された通信用無線モジュール１１２を使用することになる。また、モジュール制御部１１７は、品質判定部１１６により通信チャネルの品質が劣化したと判定された場合も同様の処理を実行する。なお、上記した無線モジュールの通信用と監視用の役割切替に伴い、通信使用中のチャネルの品質劣化の場合はもちろんのこと、データ量の変動による通信方式変更の際も通信チャネルが変更されることが好ましい。同一チャネルのモジュールが併存する瞬間が発生し、通信端末が旧来のモジュールに接続してしまうことを避けるためである。

また、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２として機能する無線モジュールＷ１（Ｗ２）を変更する場合、通信用無線モジュール１１２を介して、通信端末２０へ通信用無線モジュール１１２を変更する旨を通知する変更通知情報を送信する。変更通知情報には、新たに通信用無線モジュール１１２として機能する無線モジュールＷ２（Ｗ１）が新たに使用する通信チャネルを示す情報が含まれる。

動作モード設定部１３４は、基地局１０の動作モードを、２つの無線モジュールＷ１、Ｗ２の切替を自動で行う自動切替モード（第１動作モード）と、２つの無線モジュールＷ１、Ｗ２の切替を手動で行う手動切替モード（第２動作モード）と、のいずれかに設定する。動作モード設定部１３４は、例えばユーザインタフェース１０５を介してユーザに動作モード設定用のＷｅｂブラウザ画面を提示する。そして、動作モード設定部１３４は、ユーザが提示されたＷｅｂブラウザ画面を見ながら、ユーザインタフェース１０５に対して操作を行うことで、その操作に応じた動作モード情報に基づいて基地局１０の動作モード（例えば、自動切替モード、手動切替モード）を設定する。また、動作モード設定部１３４は、設定した動作モードを示す動作モード情報を、データ量判断部１３２およびパラメータ設定部１３３へ通知する。

自動切替モードでは、無線通信部１１１が使用する通信用無線モジュール１１２の通信方式がデータ量に応じて速度優先通信方式と到達優先通信方式とのいずれかに動的に変化する。

一方、手動切替モードでは、無線通信部１１１が使用する通信用無線モジュール１１２の通信方式について、手動で速度優先通信方式または到達優先通信方式のいずれかを選択する。すなわち、動作モード設定部１３４は、ユーザにより手動切替モードに設定されると、次に通信方式の選択のためのＷｅｂブラウザ画面をユーザに提示する。そして、ユーザが提示されたＷｅｂブラウザ画面を見ながら、ユーザインタフェース１０５を介して通信方式（速度優先通信方式、到達優先通信方式）を選定すると、予めそれぞれの方式においてデフォルト値として設定されている無線パラメータをストレージ１０４に記憶させる。ここで、ユーザがデフォルト値以外に各パラメータを個別に入力できるようにしてもよい。

次に、本実施の形態に係る無線通信システム１の動作について図４を参照しながら説明する。ここでは、最初に、無線モジュールＷ１が通信用無線モジュール１１２として動作し、無線モジュールＷ２が監視用無線モジュール１１４として動作している場合について説明する。なお、図４中のハッチングで示した部分は、無線モジュールＷ１（Ｗ２）が通信用無線モジュール１１２として動作していることを示している。無線通信が、無線モジュールＷ１と通信端末２０との間で実行されているときに（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ１０１のデータ量判断部１３２が、検出するデータ量が変化したと判定したとする（ステップＳ１０２）。ここで、データ量とは、基地局１０と通信端末２０との間で送受信しようとしているデータの量である。この場合、ＣＰＵ１０１のパラメータ設定部１３３は、監視用無線モジュール１１４として動作している無線モジュールＷ２について、変化後のデータ量に応じた無線パラメータを設定する（ステップＳ１０３）。

次に、ＣＰＵ１０１のモジュール制御部１１７が通信用無線モジュール１１２を、無線モジュールＷ１から無線モジュールＷ２に変更する旨を通知する変更通知を生成する（ステップＳ１０４）。続いて、変更通知が、無線モジュールＷ１から通信端末２０へ送信される（ステップＳ１０５）。そして、通信端末２０が変更通知を受信すると、変更通知に対する応答通知が、通信端末２０から無線モジュールＷ１へ送信される（ステップＳ１０６）。無線モジュールＷ１が、応答通知を受信すると、応答通知がモジュール制御部１１７へ通知され、モジュール制御部１１７は、通信チャネルの変更を伴いつつ、通信用無線モジュール１１２を、無線モジュールＷ１から無線モジュールＷ２へ変更する（ステップＳ１０７）。その後、無線通信が、無線モジュールＷ２と通信端末２０との間で実行される（ステップＳ１０８）。

また、ＣＰＵ１０１の品質判定部１１６が、通信チャネルの品質が劣化したと判定したとする（ステップＳ１０９）。この場合、モジュール制御部１１７が通信用無線モジュール１１２を、無線モジュールＷ２から無線モジュールＷ１へ変更する旨を通知する変更通知を生成する（ステップＳ１１０）。続いて、変更通知が、無線モジュールＷ２から通信端末２０へ送信される（ステップＳ１１１）。そして、通信端末２０が変更通知を受信すると、変更通知に対する応答通知が、通信端末２０から無線モジュールＷ２へ送信される（ステップＳ１１２）。無線モジュールＷ２が、応答通知を受信すると、応答通知がモジュール制御部１１７へ通知され、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２を、通信チャネルの変更を伴いつつ、無線モジュールＷ２から無線モジュールＷ１へ変更する（ステップＳ１１３）。その後、無線通信が、再び無線モジュールＷ１と通信端末２０との間で実行される（ステップＳ１１４）。

このように、モジュール制御部１１７は、基地局１０と通信端末２０との間で送受信しようとしているデータの量が変化した場合、または、通信チャネルの品質が劣化した場合、通信用無線モジュール１１２として動作する無線モジュールＷ１（Ｗ２）を変更する処理を実行する。

次に、本実施の形態に係る基地局１０が実行する通信処理について図５を参照しながら詳細に説明する。この通信処理は、例えば基地局１０へ電源が投入されたことを契機として開始される。まず、２つの無線モジュールＷ１、Ｗ２が起動する（ステップＳ１）。

次に、動作モード設定部１３４は、２つの無線モジュールＷ１、Ｗ２の切替を自動で行うか手動で行うかを定める動作モードを取得する（ステップＳ２）。ここで、動作モード設定部１３４は、ユーザがユーザインタフェース１０５に対して行う操作に応じた動作モード情報に基づいて、基地局１０の動作モードを自動切替モードまたは手動切替モードに設定する。つまり、動作モード設定部１３４は、ユーザから切替モードの情報を取得する。

続いて、データ量判断部１３２は、動作モード設定部１３４から通知される動作モード情報に基づいて、設定された動作モードが自動切替モードであるか否かを判定する（ステップＳ３）。

一方、データ量判断部１３２は、設定された動作モードが自動切替モードであると判定すると（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、基地局１０は、基地局１０と通信端末２０との間で送受信されるデータのデータ量に応じて、通信用無線モジュール１１２として動作する無線モジュールＷ１（Ｗ２）を自動的に切り替える自動切替モード処理を実行する（ステップＳ４）。この自動切替モード処理の詳細は後述する。そして、この自動切替モード処理において、基地局１０の動作モードを手動切替モードに切り替える旨の動作モード切替指令が、ユーザインタフェース１０５を介して基地局１０に入力されると、再びステップＳ２の処理が実行される。

また、データ量判断部１３２により、設定された動作モードが手動切替モードであると判定されると（ステップＳ３：Ｎｏ）、動作モード設定部１３４は、ユーザが無線パラメータを入力するためのＷｅｂブラウザ画面をユーザに提示し、ユーザがユーザインタフェース１０５を介して入力する無線パラメータを取得する（ステップＳ５）。

次に、パラメータ設定部１３３は、切替先の無線モジュールに、動作モード設定部１３４が取得した無線パラメータを設定する（ステップＳ６）。

続いて、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２を介して、通信端末２０へ変更通知を送信する（ステップＳ７）。

その後、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２が通信端末２０から応答通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ８）。モジュール制御部１１７は、変更通知を送信した後、予め設定された期間内に応答通知を受信しない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、再び変更通知を送信する（ステップＳ７）。

一方、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２が通信端末２０から応答通知を受信したと判定すると（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、通信用無線モジュール１１２として動作する無線モジュールＷ１（Ｗ２）を切り替える（ステップＳ９）。

次に、基地局１０は、動作モード設定部１３４により設定された無線パラメータで通信用無線モジュール１１２を動作させる手動切替モード処理を実行する（ステップＳ１０）。この手動切替モード処理の詳細は後述する。そして、この手動切替モード処理において、基地局１０の動作モードを手動切替モードに切り替える旨の動作モード切替指令が、ユーザインタフェース１０５を介して基地局１０に入力されると、再びステップＳ２の処理が実行される。

次に、前述の自動切替モード処理について図６を参照しながら詳細に説明する。まず、品質判定部１１６は、状況履歴記憶部１１５から状況履歴を取得する（ステップＳ４０１）。次に、品質判定部１１６は、取得した状況履歴に基づいて、通信チャネルの品質が劣化したか否かを判定する（ステップＳ４０２）。モジュール制御部１１７は、品質判定部１１６により通信チャネルの品質が劣化したと判定されると（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、通信用無線モジュール１１２として動作する無線モジュールＷ１（Ｗ２）を切り替える（ステップＳ４０３）。この際、通常はチャネル変更を伴う。続いて、ステップＳ４０１の処理が実行される。

一方、品質判定部１１６により通信チャネルの品質が劣化していないと判定されると（ステップＳ１４０２：Ｎｏ）、データ量判断部１３２は、基地局１０と通信端末２０との間で送受信されようとしているデータのデータ量を検出する（ステップＳ４０４）。その後、データ量判断部１３２は、データ量に変化があったか否かを判定する（ステップＳ４０５）。ここで、データ量判断部１３２は、基地局１０と通信端末２０との間で送受信されようとしているデータのデータ量が予め設定されたデータ量閾値よりも大きい状態からデータ量閾値以下の状態に変化した場合、或いは、データ量がデータ量閾値以下の状態からデータ量閾値よりも大きい状態に変化した場合にデータ量に変化があったと判定する。データ量判断部１３２によりデータ量に変化がないと判定されると（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、再びステップＳ４０１の処理が実行される。

一方、パラメータ設定部１３３は、データ量判断部１３２は、データ量に変化があったと判定すると（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、データ量がデータ量閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０６）。データ量判断部１３２によりデータ量がデータ量閾値よりも大きいと判定されると（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、パラメータ設定部１３３は、切替先の無線モジュールの通信方式を速度優先通信方式に設定する（ステップＳ４０７）。

一方、データ量判断部１３２によりデータ量がデータ量閾値以下と判定されると（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、パラメータ設定部１３３は、切替先の無線モジュールの通信方式を、到達優先通信方式に設定する（ステップＳ４０８）。

その後、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２を介して、通信端末２０へ変更通知を送信する（ステップＳ４０９）。

続いて、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２が通信端末２０から応答通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ４１０）。モジュール制御部１１７は、変更通知を送信した後、予め設定された期間内に応答通知を受信しない場合（ステップＳ４１０：Ｎｏ）、再び変更通知を送信する（ステップＳ４０９）。

一方、モジュール制御部１１７は、通信用無線モジュール１１２が通信端末２０から応答通知を受信したと判定すると（ステップＳ４１０：Ｙｅｓ）、通信用無線モジュール１１２として動作する無線モジュールＷ１（Ｗ２）を切り替える（ステップＳ４１１）。なお、この無線モジュール間の切替は、通信チャネルの変更を伴うものであることが望ましい。

その後、動作モード設定部１３４は、ユーザによりユーザインタフェース１０５を介して基地局１０の動作モードを自動切替モードから手動切替モードへ変更する旨の動作モード変更指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ４１２）。動作モード設定部１３４により動作モード変更指令が入力されていないと判定されると（ステップＳ４１２：Ｎｏ）、再びステップＳ４０１の処理が実行される。一方、動作モード設定部１３４により動作モード変更指令が入力されたと判定されると（ステップＳ４１２：Ｙｅｓ）、自動切替モード処理が終了し、前述の図５のステップＳ２の処理が実行される。

次に、前述の手動切替モード処理について図７を参照しながら詳細に説明する。まず、品質判定部１１６は、状況履歴記憶部１１５から状況履歴を取得する（ステップＳ１００１）。次に、品質判定部１１６は、取得した状況履歴に基づいて、通信チャネルの品質が劣化したか否かを判定する（ステップＳ１００２）。モジュール制御部１１７は、品質判定部１１６により通信チャネルの品質が劣化したと判定されると（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）、通信用無線モジュール１１２として動作する無線モジュールＷ１（Ｗ２）を切り替える（ステップＳ１００３）。

一方、品質判定部１１６により通信チャネルの品質が劣化していないと判定されたとする（ステップＳ１００２：Ｎｏ）。この場合、動作モード設定部１３４は、ユーザによりユーザインタフェース１０５を介して基地局１０の動作モードを手動切替モードから自動切替モードへ変更する旨の動作モード変更指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１００４）。動作モード設定部１３４により動作モード変更指令が入力されていないと判定されると（ステップＳ１００４：Ｎｏ）、再びステップＳ１００１の処理が実行される。一方、動作モード設定部１３４により動作モード変更指令が入力されたと判定されると（ステップＳ１００４：Ｙｅｓ）、手動切替モード処理が終了し、前述の図５のステップＳ２の処理が実行される。

次に、本実施の形態に係る基地局１０の動作の特徴について、比較例に係る基地局の動作と比較しながら説明する。比較例に係る基地局は、無線モジュールＷ１０を１つだけ備える。比較例に係る基地局の場合、無線モジュールＷ１０に新たな無線パラメータを設定する場合、例えば図８（Ａ）に示すように、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの間の時間△Ｔだけ、無線パラメータの設定処理のために無線通信が遮断される。これに対して、本実施の形態に係る基地局１０では、例えば図８（Ｂ）に示すように、通信用無線モジュール１１２として動作する無線モジュールＷ１が無線通信を実行している間に、切替先の無線モジュールＷ２について無線パラメータの設定処理を実行する。そして、無線モジュールＷ２について無線パラメータの設定が完了した後の時刻Ｔ１において、無線モジュールＷ２を、通信用無線モジュール１１２として動作させる。（この際、無線通信チャネルの変更を伴うものであることが望ましい。同一チャネルのモジュールが併存する瞬間が発生し、通信端末が、旧来のモジュールに接続してしまうことを避けるためである。）このように２つの無線モジュールＷ１、Ｗ２が互いに連携して動作することにより基地局１０と通信端末２０との間での無線通信の遮断を回避している。

以上の説明において、無線モジュールの切替のトリガとして、チャネルの品質劣化の場合と、データ量変動（または手動モードによる通信方式変更）の場合の２つを記載しているが、図５ないし図７におけるこれら２つのトリガの相対的順序はいかなる意味も持たない。

以上説明したように、本実施の形態に係る基地局１０では、無線通信部１１１が例えば無線モジュールＷ１を使用して通信端末２０と無線通信している間に、パラメータ設定部１３３が、通信端末２０との間で送受信するデータのデータ量に応じて、無線モジュールＷ２の通信方式を、無線モジュールＷ１の通信方式とは異なる通信方式に設定する。そして、モジュール制御部１１７が、パラメータ設定部１３３による通信方式の設定が完了した後、無線通信部１１１が使用する無線モジュールを無線モジュールＷ２に変更する。これにより、例えば無線通信部が１つの無線モジュールを使用して通信端末と無線通信する構成のように、無線モジュールの通信方式を異なる通信方式に変更するのに要する時間だけ通信端末との無線通信を遮断する必要がない。即ち、無線通信部１１１と通信端末２０との無線通信を遮断することなく、通信端末２０との間で送受信されるデータのデータ量に最適な通信方式に適宜変更しながら無線通信を継続することができる。従って、通信遅延を抑制しつつフレームロスを低減できるという利点がある。

また、本実施の形態に係る無線通信部１１１は、通信端末２０との間で送受信するデータのデータ量が予め設定されたデータ量閾値よりも大きい場合、速度優先通信方式に設定された無線モジュールＷ１（Ｗ２）を使用する。一方、無線通信部１１１は、上記データ量がデータ量閾値以下である場合、到達優先通信方式に設定された無線モジュールＷ１（Ｗ２）を使用する。これにより、無線通信部１１１が、通信端末２０との間で送受信するデータのデータ量に最適な通信方式で通信端末２０と無線通信することができるので、通信遅延が抑制される。

更に、本実施の形態に係るパラメータ設定部１３３は、データ量がデータ量閾値以下の状態からデータ量がデータ量閾値よりも大きい状態に変化した場合、切替先の無線モジュールの通信方式を、速度優先通信方式に設定する。一方、パラメータ設定部１３３は、データ量がデータ量閾値よりも大きい状態からデータ量がデータ量閾値以下の状態に変化した場合、切替先の無線モジュールの通信方式を、到達優先通信方式に設定する。これにより、無線通信部１１１は、通信端末２０との間で送受信されるデータのデータ量に応じた適切な通信方式により無線通信することが可能となる。

また、本実施の形態に係る動作モード設定部１３４は、基地局１０の動作モードを自動切替モードと手動切替モードとのいずれかに設定する。これにより、動作モード設定部１３４が基地局１０の動作モードを手動切替モードに設定すると、ユーザは、無線通信部１１１が使用する通信用無線モジュール１１２の通信方式をデータ量に関わらず速度優先通信方式または到達優先通信方式に固定することができる。これにより、例えば工場における機械制御用のデータの送受信等フレームロスがほとんど許容されない状況で無線通信システム１が使用される場合において、ユーザの意図によりデータ量に関わらず到達優先通信方式で基地局１０と通信端末２０とが無線通信するようにすることができる。従って、無線通信システム１が使用される状況に応じた最適な通信方式での無線通信を実現することができる。

（変形例）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限
定されるものではない。例えば、無線パラメータとしては、ＷＭＭ（Wi-Fi Multimedia）規格に基づくフレーム送信の優先度制御を実行するか否かを定めるパラメータ、フレームアグリゲーションを実行するか否かを定めるパラメータであってもよい。無線パラメータがフレーム送信の優先度制御を実行するか否かを定めるパラメータである場合、パラメータ設定部１３３は、例えば切替先の無線モジュールについてフレーム送信の優先度制御を実行するように設定することにより、切替先の無線モジュールの通信方式を速度優先通信方式に設定する。一方、パラメータ設定部１３３は、例えば切替先の無線モジュールについてフレーム送信の優先度制御を実行しないように設定することにより、切替先の無線モジュールの通信方式を到達優先通信方式に設定する。

また、無線パラメータがフレームアグリゲーションを実行するか否かを定めるパラメータである場合、パラメータ設定部１３３は、例えば切替先の無線モジュールについてフレームアグリゲーションを実行するように設定することにより、切替先の無線モジュールの通信方式を速度優先通信方式に設定する。一方、パラメータ設定部１３３は、例えば切替先の無線モジュールについてフレームアグリゲーションを実行しないように設定することにより、切替先の無線モジュールの通信方式を到達優先通信方式に設定する。また、パラメータ設定部１３３は、前述のＭＣＳレベル、フレーム送信の優先度制御を実行するか否かを定めるパラメータおよびフレームアグリゲーションを実行するか否かを定めるパラメータの全部またはいずれか２つを変更することにより、通信方式を設定する構成であってもよい。

実施の形態では、状況履歴がチャネル毎の帯域占有率の履歴を示す場合について説明したが、これに限らず、例えば、状況履歴がフレームキャプチャログであってもよい。ここで、フレームキャプチャログとは、例えば監視用無線モジュール１１４で受信される複数の通信フレームのそれぞれについての、受信時刻、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス、使用チャネルおよびフレーム長を含む情報が時系列に蓄積されたものである。

この場合、品質判定部１１６は、フレームキャプチャログをチャネル毎に集計して、各チャネルにおいて通信を行っている端末数および基地局数、各チャネルで通信されているフレーム数およびデータ量を算出する。そして、品質判定部１１６は、予め設定された判定期間内における複数時刻において、通信チャネルと同じチャネルを使用する端末数、基地数、通信チャネルにおけるフレーム数およびデータ量が予め設定された劣化判定閾値を継続的に超えている場合、通信チャネルの品質が劣化したと判定する。また、品質判定部１１６は、通信チャネル以外の他のチャネルについて、前述の判定期間内における複数時刻における端末数、基地数、フレーム数およびデータ量が継続的に予め設定された良好判定閾値以下であるチャネルが存在する場合、そのチャネルの品質が良好であると判定する。

本発明に係る基地局１０の各種機能は、専用のシステムによらず、無線通信モジュールを２以上備えるコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、ネットワークに接続されているコンピュータに、上記動作を実行するためのプログラムを、コンピュータシステムが読み取り可能な非一時的な記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該プログラムをコンピュータシステムにインストールすることにより、上述の処理を実行する基地局１０を構成してもよい。

また、コンピュータにプログラムを提供する方法は任意である。例えば、プログラムは、通信回線のサーバにアップロードされ、通信回線を介してコンピュータに配信されてもよい。そして、コンピュータは、このプログラムを起動して、ＯＳの制御の下、他のアプリケーションと同様に実行する。これにより、コンピュータは、上述の処理を実行する基地局１０として機能する。

また、本発明は、無線基地局装置が複数台の通信端末と通信を行うシステムにも適用可能であり、特に複数の通信端末に同程度のデータ量の通信が行われる際に効果を発揮する。

以上、本発明の実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。以下、同様。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態および変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

本発明の無線基地局装置は、オフィス、工場または住宅等における無線基地局装置として好適である。

１：無線通信システム、１０：基地局、２０：通信端末、３０：ＬＡＮ、１０１：ＣＰＵ、１０２：ＲＯＭ、１０３：メインメモリ、１０４：ストレージ、１０５：ユーザインタフェース、１１１：無線通信部、１１２：通信用無線モジュール、１１３：状況取得部、１１４：監視用無線モジュール、１１５：状況履歴記憶部、１１６：品質判定部、１１７：モジュール制御部、１３２：データ量判断部、１３３：パラメータ設定部、１３４：動作モード設定部、Ｗ１，Ｗ２：無線モジュール

Claims (9)

1. ２つの無線モジュールと、
   前記２つの無線モジュールのいずれか一方の無線モジュールを使用して、通信端末と無線通信する無線通信部と、
   前記無線通信部が前記一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信している間に、前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、前記２つの無線モジュールのうちの他方の無線モジュールの通信方式を、前記一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定する通信方式設定部と、
   前記通信方式設定部による通信方式の設定が完了した後、前記無線通信部が使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更するモジュール制御部と、を備える、
   無線基地局装置。
2. 前記無線通信部は、
   前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量が予め設定されたデータ量閾値よりも大きい場合、前記通信端末との間で単位時間当たりに送受信されるデータ量を優先させる第１通信方式に設定された無線モジュールを使用し、
   前記データ量が前記データ量閾値以下である場合、前記通信端末との間で単位時間当たりに送受信されるデータ量より、前記通信端末との間で送受信されるフレームのロス頻度の低さを優先させる第２通信方式に設定された無線モジュールを使用する、
   請求項１に記載の無線基地局装置。
3. 前記データ量を検出し、検出した前記データ量が前記データ量閾値以下であるか否かを判定するデータ量判断部、を更に備え、
   前記通信方式設定部は、
   前記データ量が前記データ量閾値以下の状態から前記データ量が前記データ量閾値よりも大きい状態に変化した場合、前記他方の無線モジュールの通信方式を、前記第１通信方式に設定し、
   前記データ量が前記データ量閾値よりも大きい状態から前記データ量が前記データ量閾値以下の状態に変化した場合、前記他方の無線モジュールの通信方式を、前記第２通信方式に設定する、
   請求項２に記載の無線基地局装置。
4. 前記無線通信部が前記一方の無線モジュールを使用して、一の通信チャネルで無線通信を実行している間に、前記他方の無線モジュールを使用して、周囲の電波状況を示す電波状況情報を取得する状況取得部と、
   前記状況取得部が取得した電波状況情報に基づいて、前記無線通信部が使用する前記通信チャネルの品質を判定する品質判定部と、を更に備え、
   前記モジュール制御部は、前記品質判定部により前記通信チャネルの品質が劣化したと判定された場合、前記無線通信部が使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更し、前記無線通信部に、前記一の通信チャネルとは異なる他の通信チャネルで前記通信端末と無線通信するよう制御する、
   請求項２または３に記載の無線基地局装置。
5. 前記無線通信部が使用する無線モジュールを、前記一方の無線モジュールから前記他方の無線モジュールに変更する際、無線通信チャネルも同時に変更する、
   請求項２または３に記載の無線基地局装置。
6. 前記無線通信部が使用する無線モジュールの通信方式が前記データ量に応じて前記第１通信方式と前記第２通信方式とのいずれかに動的に変化する第１動作モードと、前記無線通信部が使用する無線モジュールの通信方式が前記データ量に関わらず前記第１通信方式または前記第２通信方式に固定されている第２動作モードと、のいずれかに設定する動作モード設定部を更に備える、
   請求項２から５のいずれか１項に記載の無線基地局装置。
7. 無線通信する通信端末と、
   ２つの無線モジュールと、前記２つの無線モジュールのいずれか一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信する無線通信部と、を有する無線基地局装置と、を備える無線通信システムであって、
   前記無線基地局装置は、
   前記無線通信部が前記一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信している間に、前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、前記２つの無線モジュールのうちの他方の無線モジュールの通信方式を、前記一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定する通信方式設定部と、
   前記通信方式設定部による通信方式の設定が完了した後、前記無線通信部が使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更するモジュール制御部と、を有する、
   無線通信システム。
8. ２つの無線モジュールを備える無線基地局装置の無線通信制御方法であって、
   前記２つの無線モジュールのいずれか一方の無線モジュールを使用して、通信端末と無線通信するステップと、
   前記一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信している間に、前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、前記２つの無線モジュールのうちの他方の無線モジュールの通信方式を、前記一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定するステップと、
   前記通信方式の設定が完了した後、前記通信端末との無線通信に使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更するステップと、を含む、
   無線通信制御方法。
9. コンピュータを、
   ２つの無線モジュールのいずれか一方の無線モジュールを使用して、通信端末と無線通信する無線通信部、
   前記無線通信部が前記一方の無線モジュールを使用して、前記通信端末と無線通信している間に、前記通信端末との間で送受信するデータのデータ量に応じて、前記２つの無線モジュールのうちの他方の無線モジュールの通信方式を、前記一方の無線モジュールの通信方式とは異なる通信方式に設定する通信方式設定部、
   前記通信方式設定部による通信方式の設定が完了した後、前記無線通信部が使用する無線モジュールを前記他方の無線モジュールに変更するモジュール制御部、として機能させる、
   プログラム。

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