JP2018093289A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の無線系統を有するアクセスポイントを複数中継局として用いた通信システムにおいて、各無線系統での同時通信を可能にしつつ、同時に複数のアクセスポイントでレーダーが検出された場合でも無線通信が途切れないようにする。【解決手段】複数のアクセスポイント（ＡＰ）を有する無線通信システムであって、各ＡＰは、複数の無線インターフェースを有し、それぞれの無線インターフェースの周波数チャネルを変更する手段を有する。そして、第一の無線インターフェースの周波数チャネルと、第二の無線インターフェースは、周波数チャネルが異なる周波数で通信するように設定されている。ＡＰは、周波数チャネルで、レーダーを検出したときに、該当するそれぞれの無線インターフェースの周波数チャネルを変更し、他のＡＰ、無線端末に対して周波数チャネルの変更を指示する。【選択図】 図２

Description

本発明は、無線通信システムに係り、特に、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ（Local Area Network）で複数のアクセスポイントと無線端末がマルチホップ構成で通信する場合に、通信の途絶を防止する通信システムに関する。

無線通信技術の発展により、無線ＬＡＮを介したインターネット通信が、家庭内のみならず、市街地、空港、駅などの公共の場においても普及している。また、工場内の機器間通信や、ドローンの制御、建設機械にも無線ＬＡＮが利用され、産業用途においても活用事例が増加している。このような利用者の増加に伴い、従来から無線ＬＡＮ向けの周波数帯域として利用されている２．４ＧＨｚ帯の帯域が逼迫してきており、５ＧＨｚ帯を利用するケースが増えてきている。５ＧＨｚ帯の利用にあたっては、日本では、５．２ＧＨｚ帯（Ｗ５２：５１５０−５２５０ＭＨｚ）、５．３ＧＨｚ帯（Ｗ５３：５２５０−５３５０）、５．６ＧＨｚ帯（Ｗ５６：５４７０−５７２５ＭＨｚ）が利用可能となっている。

５ＧＨｚ帯を利用するにあたっては、Ｗ５３とＷ５６の帯域では、既存無線システムとの共存が必要となる。既存無線システムとしては、例えば、無線標定業務（位置決定や位置情報の送受信に関する業務）、地球探査衛星および宇宙研究業務等のレーダー（以下、単に「レーダー」と呼ぶ）が挙げられ、これらレーダーの方に通信の優先権があることから、無線ＬＡＮがレーダー電波を検出した際は、その通信帯域を譲る必要がある。このため、Ｗ５３とＷ５６の帯域では、レーダーとの共存のためにアクセスポイント（以下、単に「ＡＰ」とも記述する）や無線端末（以下、単に「ＳＴＡ」とも記述する）などの無線ＬＡＮ通信装置に対して、レーダーを回避するための動的電波周波数選択機能（ＤＦＳ：Dynamic Frequency Selection）を備えることが義務付けられている。

ＤＦＳが必要な帯域におけるアクセスポイントの動作について説明する。先ず、無線ＬＡＮのアクセスポイントは、電波の送信に先立って、送信チャネルにおいてレーダーの有無を６０秒間確認（利用チャネル確認、ＣＡＣ：Channel Availability Check）し、レーダーが検出されなければ、当該チャネルを用いた運用ができる。また、無線ＬＡＮ通信装置は、運用中のチャネルにおいてもレーダー送信電波の有無を監視（運用中チャネル監視、ＩＳＭ：In-Service Monitoring）し続けなければならない。また、利用可能チャネル確認（ＣＡＣ）または運用中チャネル監視（ＩＳＭ）によりレーダーが送信する電波を検出した場合、無線ＬＡＮ通信装置は、当該チャネルにおける電波の送信を、当該電波を検出後３０分間（Non-Occupancy Period）は禁止しなければならない。

また、運用チャネル変更時間の条件もあり、無線ＬＡＮ通信装置は、運用中チャネル監視（ＩＳＭ）によりレーダーが送信する電波を検出した場合、電波の送信を１０秒以内に停止しなければならず、無線設備の送信時間の合計は、例えば、日本や米国では、２６０ｍｓ以下、欧州では１ｓ以下と規定されている。このため、親局に相当するアクセスポイントでは、運用中のチャネルでレーダーの電波を検出した場合、通信チャネルを変更する。このときにおいても、アクセスポイントは、通信チャネル変更後、通信を再開する前に６０秒間ＣＡＣをおこない、レーダーの有無を確認する必要がある。このため、レーダーの電波を検出した場合、アクセスポイントと無線端末の通信は、少なくとも６０秒間中断される。

このような問題を解決する技術として、特許文献１がある。特許文献１に記載の無線通信装置は、アクセスポイントに通信用の系統とは別にモニタ用系統を設けておき、アクセスポイントが各種レーダーの電波を検出したとき、通信のチャネルをそれまでモニタしていたチャネルに切替えるようにし、レーダーの電波を検出した場合であっても、予備の系統により、端末との無線通信が切断されるのを防止するものである。

特開２０１０−２７８８２５号公報

特許文献１に開示されている無線通信装置では、二つの無線系統を有するにも関わらず、一つはモニタ用であり、端末との無線通信としては、一つの無線系統しか通信に利用することができないという問題点がある。また、複数のアクセスポイントを中継局として利用する場合、各アクセスポイントがそれぞれ異なる通信チャネルを予備チャネルとして準備すると、通信チャネルの切替えが生じた際にアクセスポイント間の通信が途切れてしまうという問題も発生する。さらに、複数のアクセスポイントで同時にレーダーが検出された場合、通信を途切れさせないためには各アクセスポイント間でチャネルを切替えるタイミングの調整が必要になるという問題もある。

本発明の目的は、二つの以上の無線系統を有する無線ＬＡＮアクセスポイントを複数中継局として用いた通信システムにおいて、各無線系統での同時通信を可能にしつつ、同時に複数のアクセスポイントでレーダーが検出された場合でも無線通信が途切れない無線通信システムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明の無線通信システムの構成は、複数の無線親局を有し、各々の無線親局が相互に無線通信をおこなう無線通信システムであって、無線親局は、少なくとも二つの無線インターフェースを有し、無線親局は、それぞれの無線インターフェースの周波数チャネルを変更する手段を有するものである。無線インターフェースの第一の無線インターフェースは、第一の周波数チャネルで通信し、無線インターフェースの第二の無線インターフェースは、第二の周波数チャネルで通信し、第一の周波数チャネルと第二の周波数チャネルは、異なる周波数で通信するように設定されとおり、無線通信システムの無線親局は、第一の周波数チャネルと第二の周波数チャネルのいずれかにより通信する。

また、好ましくは、無線親局が、無線通信システム内の他の無線親局、無線端末に対して周波数チャネルの変更を指示する手段を有するものである。

さらに、好ましくは、無線親局は、周波数チャネルで、レーダーを検出したとき、ユーザコマンドによる周波数変更指示をうけたとき、電波干渉が発生したとき、該当するそれぞれの無線インターフェースの周波数チャネルを変更するものである。

本発明によれば、二つの以上の無線系統を有する無線ＬＡＮアクセスポイントを複数中継局として用いた通信システムにおいて、各無線系統での同時通信を可能にしつつ、同時に複数のアクセスポイントでレーダーが検出された場合でも無線通信が途切れない無線通信システムを提供することができる。

無線通信システムの構成を示す図である。 アクセスポイントの機能構成図である。 レーダーチャネル管理テーブルの一例を示す図である。 チャネル状態の状態遷移図である。 アクセスポイント間の接続処理の様子を示すダイアグラムである（その一）。 アクセスポイント間の接続処理の様子を示すダイアグラムである（その二）。 アクセスポイントの接続処理の手順を示すフローチャートである。 アクセスポイントと無線端末間の接続処理を示すダイアグラムである。 第一の実施形態におけるアクセスポイントがレーダーを検出したときに、そのチャネルに接続されているアクセスポイントおよび無線端末の接続チャネルを切り替える処理を示すダイアグラムである。 図８に示した各状態におけるアクセスポイントおよび無線端末の接続状況を示した図である。 アクセスポイントからアクセスポイントに送られるチャネル切替指示パケットのデータ構造を示した図である。 アクセスポイントから無線端末に送られるチャネル切替指示パケットのデータ構造を示した図である。 アクセスポイントにおける周波数切替をおこなうときの処理を示すフローチャートである。 第二の実施形態におけるアクセスポイントがレーダーを検出したときに、そのチャネルに接続されているアクセスポイントおよび無線端末の接続チャネルを切り替える処理を示すダイアグラムである。 図１２に示した各状態におけるアクセスポイントおよび無線端末の接続状況を示した図である。 第三の実施形態におけるアクセスポイントがレーダーを検出したときに、そのチャネルに接続されているアクセスポイントおよび無線端末の接続チャネルを切り替える処理を示すダイアグラムである。

以下、本発明に係る各実施形態を、図１ないし図１４を用いて説明する。

〔実施形態１〕
以下、本発明の第一の実施形態を、図１ないし図１１を用いて説明する。

先ず、図１および図２を用いて無線通信システムの構成を説明する。
図１に示される無線通信システムでは、３台のアクセスポイント（無線親局）（ＡＰ）を中継局として、２台の無線端末（ＳＴＡ）が接続されている。ＳＴＡ１０２−１は、ＡＰ１０１−１、ＡＰ１０１−２、ＡＰ１０３−３を介してＳＴＡ１０２−２と通信可能な状態となっている。アクセスポイント間、無線端末とアクセスポイントは、例えば、広く普及している無線ＬＡＮ関連規格のＩＥＥＥ８０２．１１の規格にしたがって動作する。特に、本発明は、５ＧＨｚ帯をサポートするＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｎ／ａｃに有効である。

各アクセスポイントは二つ以上のＲＦ（Radio Frequency）部を有し、各ＲＦ部はそれぞれ別々の周波数チャネルで動作する。また、各アクセスポイントは、共通の周波数チャネルを利用して、他のアクセスポイントや無線端末と通信する。アクセスポイント間の接続や周波数チャネルの利用方法については後に詳述する。

本発明は、無線端末がアクセスポイントを中継局として別の無線端末、またはアクセスポイントと通信するようなマルチホップ構成であれば、ネットワーク構成は図１に示す構成に限らず適用可能である。例えば、中継局となるアクセスポイントの台数や、各ＡＰに接続される無線端末の台数を自由に変更した構成でも、実施することができる。また、アクセスポイントは、インターネットなどの無線ＬＡＮ以外の別種のネットワークに接続されているものであってもよい。

アクセスポイント（ＡＰ）１０１の機能構成を示すと、図２のようになる。ＡＰ１０１は、情報処理装置２０１と、情報処理装置２０１と接続される二つのＲＦ部２０２−１、２０２−２とから構成され、ＲＦ部２０２−１、２０２−２にはそれぞれアンテナ２０３−１、２０３−２が接続されている。ＲＦ部２０２−１とＲＦ部２０２−２は、それぞれ異なる周波数チャネルで動作し、アンテナ２０３−１およびアンテナ２０３−２を介して他のＡＰやＳＴＡと通信をおこなう。

情報処理装置２０１は、機能部として、デバイスＩ／Ｆ（Interface）部２０６と、制御部２０５と、データ保持部２０４とを有する。デバイスＩ／Ｆ部２０６は、ＲＦ部２０２を制御するための機能部である。制御部２０５は、各ＲＦ部２０２の通信を制御する機能部である。データ保持部２０４は、通信状態を管理するためのテーブルを保持する。

デバイスＩ／Ｆ部２０６には、ＲＦ部２０２−１を制御するための無線ＬＡＮドライバ２０６１−１とＲＦ部２０２−２を制御するための無線ＬＡＮドライバ２０６１−２があり、通常、ドライバ２０６１−１と２０６１−２は、それぞれ異なるメモリ領域（論理アドレスが別空間）で動作する。このため、例えば、ＲＦ部２０２−１に無線端末（ＳＴＡ）が接続された場合、無線ＬＡＮドライバ２０６１−１に無線端末のアソシエーション情報（無線装置間の接続開始手続きに関連する情報）が登録されるが、無線ＬＡＮドライバ２０６１−２には情報が登録されない。このため、運用中チャネル監視（ＩＳＭ）により、ＲＦ部２０２−１にレーダー信号が検出された場合、ＲＦ部を切替えて通信しようとすると再アソシエーションの発生に伴う通信途切れが生じてしまう。そこで、例えば、ＲＦ部２０２−２をレーダー電波の監視専用として利用し、ＲＦ部２０２−２で利用可能チャネル確認（ＣＡＣ）を実施しておき、ＲＦ部２０２−１がＩＳＭによってレーダー電波を検出した際、ＲＦ部２０２−２でＣＡＣ済みのチャネルに移行して通信を継続する方法が考えられる。しかしながら、この方法では二つのＲＦ部を同時に利用することができない。

そこで、本実施形態では、ＡＰ１０１内にアソシエーション管理テーブル２０４１を設け、通信制御部２０５１が無線ＬＡＮドライバ２０６１の認証情報とアソシエーション情報を定期的に監視し、変更があった場合にアソシエーション管理テーブル２０４１に読み出すようにする。また、通信制御部２０５１は、各無線ＬＡＮドライバ２０６１が共通のアソシエーション情報を持つように、それぞれの無線ＬＡＮドライバ２０６１にアソシエーション管理テーブル２０４１に記載された認証情報とアソシエーション情報を書き戻す処理をおこなう。これにより、各ＲＦ部２０２が同じアソシエーション情報を参照できることから、ＲＦ部の切り替えによる再アソシエーションが発生しない。このため、通常運用時は、全てのＲＦ部２０２を同時に利用し、レーダー信号検出時にはＲＦ部を変更（異なる通信チャネルに移行）して通信を継続することで、途切れの無い通信が可能となる。本構成では、レーダー検出時に一時的に通信帯域が減少するものの、通常運用時においては、ＲＦ部の数だけシステム全体のスループットを向上させることができる。

レーダー監視部２０５２は、全ての無線ＬＡＮドライバ２０６１から各ＲＦ部が利用するチャネル状態を取得し、変化があった場合にレーダーチャネル管理テーブル２０４２にその情報を記録する。なお、チャネル状態の詳細とその推移について、次に、詳細に説明する。

アクセスポイント（ＡＰ）１０１における情報処理装置の各機能は、各機能をＯＳ上で動作するプログラムとして実装し、メモリに記憶されて汎用のＣＰＵで実行されるようなソフトウェア的な実装でもよいし、各機能をＦＰＧＡ（field-programmable gate array）のようなハードウェアロジックで実現してもよい。

次に、図３および図４を用いてレーダーチャネル管理テーブルとチャネル状態について説明する。
図３に示されるように、レーダーチャネル管理テーブル２０４２は、チャネルごとに、そのチャネルの状態を管理するテーブルであり、チャネル番号２０４２ａ、チャネル状態２０４２ｂからなる。レーダーチャネル管理テーブル２０４２では、チャネル番号２０４２ａに格納されたチャネル番号のチャネルが、チャネル状態２０４２ｂで示されるチャネル状態であることを示している。

チャネル状態と発生するイベントの関係は、図４に示されるようになる。図４の中で、チャネル状態は、楕円の中に（状態を表す数値：状態の説明）として示し、矢印は、状態の遷移に関るイベントを示している。

先ず、レーダーチャネル管理テーブル２０４２にはチャネル状態の初期値として、チャネルの利用確認が取れていないことを示す「０」が設定される。レーダー信号が検出されたチャネルでは、レーダー監視部２０５２が、レーダーチャネル管理テーブル２０４２の情報を、レーダー電波を検出したことを示す値「１」へと更新し、その後、レーダー電波が検出された直近の日時から第一の時間（３０分間（ＮＯＰ：Non-Occupancy Period））が経過した場合、初期値「０」へと値を変更する。また、チャネル状態が「０」のチャネルでは利用可能チャネル確認（ＣＡＣ）が開始され、第二の時間（６０秒間（ＣＡＣ期間））が経過した場合に利用確認が取れたことを示す値「２」へと更新する。

「２」の利用可能状態に遷移すると、運用中チャネル監視（ＩＳＭ）が開始され、レーダー電波を検出すると、「１」のレーダー信号検出に推移する。レーダー電波を検出せずに、チャネル変更の指示がされた場合、あるいは、電波干渉がおこったときには、その変更される元のチャネルのチャネル状態の値、あるいは、電波干渉か起こったチャネル状態を「２」から「０」に変更する。

またレーダーチャネル管理テーブル２０４２の情報はＲＦ部が新しいチャネルを選択する際にも参照される。例えば、ＲＦ部２０２−１でチャネル変更をおこなう場合、管理テーブル２０４２でチャネル状態が「０」となっているチャネルを選択する。それ以外の、例えばチャネル状態が「１」となっているチャネルは最大３０分の間は利用不可能であり、またチャネル状態が「２」となっているチャネルは他のＲＦ部が利用中であるため、新しいチャネルはチャネル状態が「０」のチャネルの中から選択される。

次に、図５Ａないし図６を用いてアクセスポイント間の接続処理について説明する。
図５Ａに示すダイアグラムは、アクセスポイント間の接続処理の第一のタイプの接続の処理の仕方を示したものである。ＤＦＳが必要な帯域において、アクセスポイントはチャネル利用前にレーダーの有無を確認するため、ＣＡＣが必要となる。各ＡＰは二つのＲＦ部（以下、図２におけるＲＦ部１とＲＦ部２を、「ＲＦ１」、「ＲＦ２」と略記する）を有しており、例えば、ＡＰ１の電源が投入されたとき、ＡＰ１は、周囲のＡＰから送信されるビーコン（ＡＰが自らの存在を知らしめるために発するパケット、ビーコンパケット）があるか否かを探査し、周囲に接続可能なＡＰが検出されない場合、ＡＰ１が自身でＲＦ１、ＲＦ２のチャネルを設定し、ＣＡＣを開始する。図Ｅの例では、ＲＦ１にチャネル１０８、ＲＦ２にチャネル１２４が設定されている。それぞれのチャネルで６０秒のＣＡＣがおこなわれ、レーダーが検出されなければ、各ＲＦ部は電波を送信可能な状態となり、ＡＰ１は、ＲＦ１、ＲＦ２からビーコンの送信を開始する。また、チャネルの利用が可能と判断された後のレーダー監視は運用中チャネル監視（ＩＳＭ）によりおこなわれる。

次に、ＡＰ２の電源が投入されると、ＡＰ２も同様に周囲のＡＰからビーコンが送信されていないか探査をおこなう。チャネル１０８とチャネル１２４でＡＰ１のビーコンが検出されると、ＡＰ２は、自身のＲＦ部のチャネルがＡＰ１のチャネルと同じになるよう、ＲＦ部のチャネルを１０８と１２４に設定する。図５Ａでは、ＡＰ２のＲＦ１がチャネル１０８、ＲＦ２がチャネル１２４に設定されているが、チャネルの設定は、逆になってもよい。ＡＰ２の各ＲＦ部でチャネルが設定されると、それぞれのＲＦ部でＣＡＣが実施され、レーダーが検出されなければ電波を送信可能な状態となり、ビーコンの送信を開始する。また、ＡＰ２は、電波が送信可能になった段階で、ＡＰ１に対して、無線ＬＡＮの規格（代表的なものは、８０２．１１規格）に沿った認証要求、およびアソシエーション要求を送信することにより、ＡＰ１とＡＰ２の接続が確立される。

続いて、ＡＰ３の電源が投入されると、ＡＰ３はＡＰ２のビーコンを検出して通信チャネルが同じになるよう、ＲＦ１、ＲＦ２の通信チャネルをそれぞれ１０８、１２４に設定する。ＡＰ３の各ＲＦ部でも同様にＣＡＣが実施され、６０秒後、レーダーが検出されなければ電波を送信可能な状態となる。ＡＰ３もＡＰ２と同様にＡＰ２に対して認証要求、およびアソシエーション要求を送信し、ＡＰ２との接続を確立する。これを繰り返すことにより全てのアクセスポイントを共通がチャネルで接続される。

いずれかのアクセスポイントにおいて、あるＲＦ部のＣＡＣ中にレーダーが検出された場合、当該ＲＦ部はチャネルを変更する必要がある。この場合、３０分の間は片方のＲＦ部だけを用いて接続を保ち、３０分後に再度ＣＡＣをおこなって各アクセスポイントのチャネルの共通化を図ってもよい。

また、アクセスポイント間の接続処理の仕方の今一つの例を示すと、図５Ｂに示されるようになる。図５Ｂに示した例では、各アクセスポイントに予めチャネルを設定した上でアクセスポイントを起動する。各アクセスポイントでＣＡＣが終了すると、周囲のアクセスポイントと認証、アソシエーション処理をおこない、リンクを確立する。予め動作するチャネルを設定しておくことにより、各アクセスポイントの起動順によらず共通のチャネルでリンクを確立できる。

アクセスポイントが起動して通信可能になるまでの手順を示すと、図６のようになる。先ず、ＡＰ起動後、チャネルが事前に設定されていない場合は（Ｓ５０１：Ｎ）、周囲にＡＰが確認できるか否かを判定し、周囲にＡＰが確認される場合には（Ｓ５０２：Ｙ）、周囲のＡＰに合わせてチャネルを設定し（Ｓ５０４）、周囲にＡＰが確認されない場合には（Ｓ５０２：Ｎ）、レーダーチャネル管理テーブルを参照して利用可能な任意のチャネルを設定する（Ｓ５０３）。

また、Ｓ５０１の判定で、チャネルが事前に設定されている場合には（Ｓ５０１：Ｙ）、そのチャネルをＲＦ部に設定する。

Ｓ５０１、Ｓ５０３、Ｓ５０４のいずれの場合であっても、各ＲＦ部は、設定されたチャネルでＣＡＣを実施する（Ｓ５０５）。そして、ＣＡＣ中にレーダー電波が検出された場合は（Ｓ５０６：Ｙ）、Ｓ５０３に戻り、新たに別の周波数チャネルを設定し、レーダー電波が検出されなければ（Ｓ５０６：Ｎ）、ビーコンの送信を開始するとともに周囲のＡＰ、ＳＴＡとの接続処理をおこなう（Ｓ５０７）。

次に、図７を用いてアクセスポイントと無線端末間の接続処理について説明する。
図７に示すダイアグラムは、アクセスポイントと無線端末の接続処理の様子を示したものである。ＳＴＡ１の電源を投入すると、ＳＴＡ１は周囲のＡＰを探索する。ＳＴＡ１はＡＰ１を見つけると、ＡＰ１に対して認証要求、アソシエーション要求を送信し、ＡＰ１とのリンクを確立する。このとき、ＳＴＡ１がＡＰ１のどのＲＦ部に接続されるかは、ＳＴＡ１がどのチャネルでＡＰ１を見つけたかに依存する。図７に示した例では、ＳＴＡ１は、ＡＰ１のＲＦ１（Ｃｈ．１０８）との接続を確立しているが、ＲＦ２（Ｃｈ．１２４）であってもよい。ＳＴＡ２が起動した場合も同様である。ＳＴＡ２は周囲のＡＰを探索し、ＡＰ３を見つけると認証要求、アソシエーション要求を送信してリンクを確立する。ＳＴＡ１−ＡＰ１間の接続とＳＴＡ２−ＡＰ３間の接続処理は独立の事象であり、同時に発生してもよい。また、図７に示した例では、アクセスポイント間、すなわち、ＡＰ１〜３のリンクが確立された後の図を示しているが、ＡＰ１〜ＡＰ３がリンクしていない状態であっても、ＳＴＡと各ＡＰのリンク確立は実施可能である。

次に、図８ないし図１１を用いてアクセスポイントがレーダーを検出したときの動作について説明する。
図８に示した例は、図１に示す状態で各ＡＰ、ＳＴＡが接続されているときに、ＡＰ２でレーダーが検出された際の動作を示している。便宜上、状態をＳＴＡＴＥ７０１〜ＳＴＡＴＥ７０５に区切って説明するが、これは説明のために設けた区切りであって、パケットの送信時間やＮＡＶ（Network Allocation Vector：送信禁止期間）の長さ等を制約するものではない。また、図９は、ＳＴＡＴＥ７０１〜ＳＴＡＴＥ７０５の状態の終了時における各ＡＰ、ＳＴＡの接続状態を示したものであり、矢印はデータ通信が可能であることを示している。

図８において、初期状態（ＳＴＡＴＥ７０１）では、ＳＴＡ１とＡＰ１のＲＦ１が第一のチャネル（Ｃｈ．１０８）でアソシエーションされた状態になっている。また、ＡＰ１のＲＦ１とＡＰ２のＲＦ１が第一のチャネル（Ｃｈ．１０８）、ＡＰ１のＲＦ２とＡＰ２のＲＦ２が第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）で接続され、ＡＰ２のＲＦ１とＡＰ３のＲＦ１が第一のチャネル（Ｃｈ．１０８）、ＡＰ２のＲＦ２とＡＰ３のＲＦ２が第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）でそれぞれ接続されている。

ここで、ＡＰ２のＲＦ１（Ｃｈ．１０８）でレーダーが検出されたとする。このとき、レーダーを検出したＡＰ２のＲＦ１はレーダー検出後、規格に従って少なくとも１０秒以内に電波の送信を停止しなければならない。このため、ＳＴＡＴＥ７０２以降、ＡＰ２のＲＦ１は、自身にアソシエーションされている無線端末やアクセスポイントに対して順次チャネル変更を指示するように動作する。

ＳＴＡＴＥ７０２において、ＡＰ２はチャネル変更指示を送信する。図８の例では、ＡＰ２のＲＦ１がＡＰ３のＲＦ１に対してＲＴＳ（Request to Send：送信許可の要求）パケットを送信し、ＡＰ３がＡＰ２に対してＣＴＳ（Clear to Send：送信許可）を送信している。このとき、ＡＰ２のＲＦ１が送信したＲＴＳをＡＰ１のＲＦ１が受信し、ＡＰ３が送信したＣＴＳをＳＴＡ２が受信することになるが、自分宛てでないＲＴＳ、ＣＴＳを受信した無線局は一定期間、データの送信を停止する（ＮＡＶ）。これは、他のＡＰが自分宛てのＲＴＳ、ＣＴＳが送信して、無線通信の状況が変化されることが予期されることから、むだな通信をおこなわないようにし、通信の輻輳を避けるためである。

ＡＰ２は、ＡＰ３からのＣＴＳを受信した後、ＡＰ２からＡＰ３に対してチャネル切替指示パケットを送信する。チャネル切替指示パケットによる切替え指示を受取ったＡＰ３は、送信設定を変更し、ＡＰ３からＡＰ２にパケットを送信する際の送信インターフェースをＲＦ２（Ｃｈ．１２４）のみとする。また、切替指示には、（規格に従って、ＲＦ１をレーダー検出から少なくとも１０秒以内に）第三のチャネル（Ｃｈ．１００）に変更するという情報が含まれる。切替指示を受けるということは、レーダーを検知したＲＦ経由の通信路を第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）で動作するＲＦ２に一時的に切替えるということも意味する。アクセスポイントからアクセスポイントに送られるチャネル切替指示パケットは、図１０Ａに示されるようになる。チャネル切替指示パケット５００は、パケットヘッダ５００ａ、コマンド種別５００ｂ、切替原因５００ｃ、切替元チャネル番号５００ｄ、切替先チャネル番号５００ｅの各格納領域を有する。パケットヘッダ５００ａには、無線規格に従ったヘッダ情報が格納される。コマンド種別５００ｂには、パケットのコマンド種別（切替指示）が格納される。切替原因５００ｃには、チャネル切替指示の原因（レーダー検出、ユーザコマンド、電波干渉）を示すコードが格納される。この例では、チャネル切替指示の原因は、レーダー検出である。切替元チャネル番号５００ｄには、チャネルを切替えようとする元のチャネル番号が格納される。この例では、Ｃｈ．１０８である。切替先チャネル番号５００ｅには、チャネルの切替えようとする切替先のチャネル番号が格納される。この例では、Ｃｈ．１００である。

また、各ＡＰでレーダーの情報を共有するため、チャネル切替指示パケット５００には、自身のレーダーチャネル管理テーブル２０４２の情報が含まれてもよい。

チャネル変更指示を受け取ったＡＰ３は、ＡＰ２に対して第一のチャネル（Ｃｈ．１０８）でＡＣＫ（ACKnowledgement）を返し、ＡＰ２に対する通信インターフェースとしてＲＦ２のみを利用するよう通信設定を変更する。また、ＡＣＫを受信したＡＰ２は、ＡＰ３に対して通信するためのインターフェースとして、第二のチャネル（ＣＨ．１２４）で動作するＲＦ２を利用するよう設定を変更する。両者が通信設定を変更することにより、図９のＳＴＡＴＥ７０２の状態図に示したように、ＡＰ２とＡＰ３の間は第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）で動作するそれぞれのＲＦ２によって接続され、通信経路が切替わり、パケットのロスも通信の途絶もない。一方で、ＡＰ２のＲＦ１はＡＰ１のＲＦ１と接続されており、すぐに第三のチャネル（Ｃｈ．１００）に変更することはできない。また、ＡＰ３のＲＦ１もＳＴＡ２とも接続されているため、ＡＰ３は、すぐにＲＦ１のチャネル（Ｃｈ．１０８）を指示された第三のチャネル（Ｃｈ．１００）に変更することができない。

そこで、ＳＴＡＴＥ７０３では、ＡＰ２のＲＦ１（Ｃｈ．１０８）からＡＰ１のＲＦ１（Ｃｈ．１０８）に対してチャネル変更指示が送られる。これにより、ＡＰ２とＡＰ３の関係と同様に、ＡＰ１とＡＰ２もそれぞれＲＦ２による通信に切替わる（図９：ＳＴＡＴＥ７０３）。これにより、ＡＰ２のＲＦ１に接続されている全ての無線機がＲＦ２側に切替わったことから、第一のチャネル（Ｃｈ．１０８）で動作していたＲＦ１を第三のチャネル（Ｃｈ．１００）に変更することが可能な状態となる。

ＳＴＡＴＥ７０４では、ＡＰ２がＲＦ１のチャネルを第三のチャネル（ＣＨ．１００）に切替えている。ＡＰ２のＲＦ１はチャネル切替え後、チャネル利用前に６０秒間の利用可能チャネル確認（ＣＡＣ）を開始する。ＣＡＣ実施中は、ＲＦ１（Ｃｈ．１００）を通信に利用することはできず、ＲＦ２のみで通信を継続する。

また、ＡＰ１のＲＦ１にはＳＴＡ１が接続されており、ＳＴＡ１に対してチャネル切替指示パケットを送信している。ＳＴＡ１は、切替指示パケットを受信することにより、通信チャネルが第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）に切替わることを知ることができる。アクセスポイントから無線端末に送られるチャネル切替指示パケットは、図１０Ｂに示されるようになる。チャネル切替指示パケット５１０は、パケットヘッダ５１０ａ、コマンド種別５１０ｂ、切替先チャネル番号５１０ｃの各格納領域を有する。パケットヘッダ５１０ａには、無線規格に従ったヘッダ情報が格納される。コマンド種別５１０ｂには、パケットのコマンド種別（切替指示）が格納される。切替先チャネル番号５１０ｃには、チャネルの切替えようとする切替先のチャネル番号が格納される。この例では、Ｃｈ．１２４である。

ＳＴＡ１は、切替指示受信後、ＡＰ１のＲＦ１に対してＣｈ．１０８でＡＣＫを返信する。

ＡＰ３も同様にＲＦ１にＳＴＡ２が接続されており、ＳＴＡ２に対してチャネル切替指示パケットを送信する。ＳＴＡ２は、チャネル切替指示パケットを受信することにより、通信チャネルが第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）に切替わることを知ることができる。ＳＴＡ２は、切替指示パケット受信後、ＡＰ３のＲＦ１に対してＣｈ．１０８でＡＣＫを返信する。

ＳＴＡＴＥ７０５において、ＳＴＡ側ではＣＡＣが不要なことから、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２のＲＦ部は即座に第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）に切替わり、ＡＰ１のＲＦ１、ＡＰ３のＲＦ１は第三のチャネル（Ｃｈ．１００）に変更され、ＡＰ２のＲＦ１はＣＡＣを継続している状態となる。これによってシステム全体の通信チャネルが第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）に変更され、さらにレーダーが検出された第一のチャネル（Ｃｈ．１０８）は第三のチャネル（Ｃｈ．１００）に変更される。各ＡＰのＲＦ１でＣＡＣが終了すると、各ＡＰのＲＦ１同士が認証、アソシエーションされ、第二のチャネル（Ｃｈ．１２４）と第三のチャネル（Ｃｈ．１００）で接続されたシステムが形成される。これにより、周波数チャネルは変更されるものの、二つのＲＦ部２０２が同時に動作しているというＳＴＡＴＥ７０１の状態が復元される。

次に、図１１を用いてアクセスポイントにおける周波数チャネルの切替えの処理について説明する。
図１１では、各要因ごとの処理をまとめて示している。先ず、他のアクセスポイントからチャネル切替指示パケットを受信したときには、そのチャネル切替指示に対して、ＡＣＫを応答する（Ｓ６０１）。

次に、そのアクセスポイントは、ＡＣＫ送信済みの装置（アクセスポイント、無線端末）に対して、通信インターフェースを切替える（Ｓ６０２）。

そして、自機に接続されている他の装置に対して、チャネル切替指示パケットを送信する（Ｓ６０３）。

次に、そのアクセスポイントは、チャネル切替指示パケットを送った装置からＡＣＫを受信し（Ｓ６０４）、ＡＣＫ受信済みの装置に対して、通信インターフェースを切替える（Ｓ６０５）。これをチャネル切替指示パケットを送信した全装置からＡＣＫ応答があるまで繰り返し、全装置からＡＣＫ応答があったときには（Ｓ６０６：Ｙ）、Ｓ６００のステップの他のアクセスポイントからチャネル切替指示パケットの指示にしたがい、通信のチャネルを変更する（Ｓ６０７）。

そのアクセスポイントがレーダー検出をしたとき、チャネル変更のユーザコマンドを受信したとき、あるいは、閾値以上の電波干渉を検出したときには、図１１に示されるように、Ｓ６０３〜Ｓ６０６の処理が実行される。

以上説明してきたように、本実施形態では、二つの以上の無線系統を有する無線ＬＡＮアクセスポイントを複数中継局として用いた通信システムにおいて、各無線系統での同時通信を可能にしつつ、同時に複数のアクセスポイントでレーダーが検出された場合でも途切れることがない。

〔実施形態２〕
以下、本発明に係る第一の実施形態を、図１２および図１３を用いて説明する。
第一の実施形態では、相互に接続されているアクセスポイントによる通信システムで、あるアクセスポイントがレーダーを検出したときに、接続されている他のアクセスポイントに対して、チャネル切替の指示をし、チャネル切替の指示を受けたアクセスポイントも、接続されている他のアクセスポイントに対して、チャネル切替の指示を送る例について説明した。本実施形態では、同様の通信システムで、アクセスポイントのチャネルの切替えの優勢順位を定めた例について説明する。本実施形態の説明では、第一の実施形態の通信システムと異なった所を中心に説明する。

複数のアクセスポイントで、ほぼ同時にレーダーが検出された場合、第三のチャネルに指定されるチャネルがＡＰごとにばらつく可能性がある。このため、チャネル切替指示の優先順位を定める必要がある。チャネル切替指示の優先順位は、ＡＰに予め定められた優先順位であってもよく、優先順位の高いＡＰの切替指示を伝達していく方法がある。例えば、ＡＰ１とＡＰ２でレーダーがほぼ同時に検出された場合の様子は、図１２に示されるようになる。図１３は、図１２の状態ＳＴＡＴＥ９０１〜ＳＴＡＴＥ９０５の終了時における各ＡＰ、ＳＴＡの接続状態を示したものであり、矢印はデータ通信が可能であることを示している。

ＡＰ１とＡＰ２でレーダーが検出された場合、ＡＰ２には二つの異なるチャネル切替指示パケットが届く可能性がある。例えば、ＡＰ２に、ＡＰ１からチャネル切替指示パケット（チャネル切替指示１）が来て、その後に、ＡＰ３からチャネル切替指示パケット（チャネル切替指示２）が来たものとする。このときＡＰの優先順位を予めＡＰ１＞ＡＰ２＞ＡＰ３と設定していた場合、ＡＰ２はＡＰ１からのチャネル切替指示１を優先し、ＡＰ３のチャネル切替指示２に対するＡＣＫに、図１２に示されるように、ＡＰ１から指定されたチャネル切替指示１の内容を付与して伝送することができる（ＳＴＡＴＥ９０３）。先にＡＰ３からＡＰ２に対して切替指示２が届いた場合、ＡＰ２は、ＡＰ１が発行したチャネル切替指示１をＲＦ２を介してＡＰ３に伝達することができる。ＡＰ１、およびＡＰ３のいずれの切替指示が先に届くかはＡＰ１とＡＰ３のどちらが先にＲＴＳを送信するかに依存する。また、図１２では、各アクセスポイントがＣＡＣ中に、他のアクセスポイントからチャネル切替指示パケットを受信する場合については示されていないが、その場合でも、同様に動作する。

なお、チャネル切替指示の優先順位は、チャネル切替指示のタイムスタンプから生成されてもよく、タイムスタンプが最も早い時刻の切替指示を優先してもよい。また、レーダー検出時刻のタイムスタンプが最も早い時刻のＡＰから発行されたチャネル切替指示を優先するように設定してもよい。

以上説明してきたように、切替えるチャネルに優勢順位を付けて、チャネル切替指示パケットに対するＡＣＫに、他のアクセスポイントからきた情報を付加して、送り返すことにより、通信システムとして、使用が望ましいチャネルを優先して使用するように制御することができる。

〔実施形態３〕
以下、本発明に係る第三の実施形態を、図１４を用いて説明する。
第一の実施形態では、アクセスポイントから無線端末に対して、チャネル切替指示をおこなう場合に、図１０Ｂに示されるチャネル切替指示パケット５１０によりおこなっていた。本実施形態では、チャネル切替指示をビーコンパケットによりおこなう例について説明する。

本実施形態においても、第一の実施形態と異なった所を中心に説明する。図１に示した通信システムの構成は、本実施形態でも同様とする。また、図８のダイアグラムのＳＴＡＴＥ７０１〜ＳＴＡＴＥ７０３の部分も同様である。

本実施形態では、ＡＰ１からＳＴＡ１に対して、チャネル切替指示をおこなう場合に、ビーコンパケットの予備エリアに、次の切替先チャネル番号（Ｃｈ１００）の情報を含めて送信する。ビーコンパケットは、既に説明したように、アクセスポイントが自らの存在を知らしめるために定期的に発せられるパケットであった。ＡＰ１では、例えば、そのビーコンパケットを３回送信したときに、チャネル切替指示は完了したと解釈して、チャネルを切り替えのためのチャネル番号（Ｃｈ１００）でのＣＡＣを開始する。第一の実施形態で、ＡＰ１がＳＴＡ１からチャネル切替指示パケットのＡＣＫを受取ってから、チャネルを切り替えのためのＣＡＣを開始したが、本実施形態では、そのようなＡＣＫを待つフェーズはないことが特徴である。

ＡＰ３とＳＴＡ２の場合のチャネル切替指示（切替先チャネル番号は、Ｃｈ１２４）も同様である。

１０１…アクセスポイント（ＡＰ）
１０２…無線端末（ＳＴＡ）
２０１…情報処理装置
２０２…ＲＦ部
２０３…アンテナ
２０４…データ保持部
２０５…制御部
２０６…デバイスＩ／Ｆ部

Claims (11)

1. 複数の無線親局を有し、各々の無線親局が相互に無線通信をおこなう無線通信システムであって、
   前記無線親局は、少なくとも二つの無線インターフェースを有し、
   前記無線親局は、それぞれの無線インターフェースの周波数チャネルを変更する手段を有し、
   前記無線インターフェースの第一の無線インターフェースは、第一の周波数チャネルで通信し、
   前記無線インターフェースの第二の無線インターフェースは、第二の周波数チャネルで通信し、
   前記第一の周波数チャネルと前記第二の周波数チャネルは、異なる周波数で通信するように設定され、
   前記無線通信システムの無線親局は、前記第一の周波数チャネルと前記第二の周波数チャネルのいずれかにより通信することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記無線親局が、無線通信システム内の他の無線親局、無線端末に対して周波数チャネルの変更を指示する手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記無線親局は、周波数チャネルで、レーダーを検出したとき、ユーザコマンドによる周波数変更指示をうけたとき、電波干渉が発生したとき、該当するそれぞれの無線インターフェースの周波数チャネルを変更することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記第一の無線インターフェースで周波数チャネルを変更する要因が生じたときに、前記第一の無線インターフェースによる通信を、前記第二の無線インターフェースによる通信に切替えることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
5. 前記第一の無線インターフェースで周波数チャネルを変更する要因が生じたときに、周波数チャネルを、前記第一の周波数チャネルの周波数、第二の周波数チャネルの周波数とは異なる周波数である第三の周波数チャネルに変更する手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
6. 前記無線親局は、周波数チャネルの変更を指示した他の無線親局、無線端末の全てから、その周波数チャネルの変更の指示のＡＣＫを受取ってから、周波数変更の処理を開始することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
7. 無線親局に優先順位が定められ、前記無線親局は、複数の無線親局から周波数チャネルの変更の指示を受けたときに、優先順位の高い無線親局からの周波数チャネルの変更の指示に従って、周波数チャネルの変更をおこなうことを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
8. 前記無線親局の優先順位は、周波数チャネルの変更の指示の早いものを高くすること、あるいは周波数チャネルを変更する要因の生じた時刻の早いものを高くすることを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
9. 前記無線親局は、第一の無線親局から周波数チャネルの変更の指示を受け、その後に、第二の無線親局から周波数チャネルの変更の指示を受けたときに、前記第二の周波数チャネルの変更のＡＣＫに、前記第一の無線親局から周波数チャネルの変更指示の情報を含めて、送信することを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
10. 前記無線親局は、ビーコンパケットに、周波数チャネルの変更情報を含めて、発信することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
11. 前記無線親局は、前記ビーコンパケットを複数発信した後に、周波数変更の処理を開始することを特徴とする請求項１０記載の無線通信システム。

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