JP2019125941A - 中継装置、無線通信システム、中継方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線基地局装置が屋内に設置される無線通信システムにおいて、屋外の端末装置の台数が増加することでスループットが低下してしまうことを抑制する。【解決手段】中継装置１ａは、指向性をもつ第１アンテナを介して、屋内の無線基地局装置と無線通信を行うための第１無線送受信部１１と、指向性をもつ第２アンテナを介して、屋外の端末装置と無線通信を行うための第２無線送受信部１２と、を有する。また、中継装置１ａは、無線基地局装置と屋外の端末装置との間の無線通信を中継する制御を行う制御部１０を有する。制御部１０は、無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する機能を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、中継装置、無線通信システム、中継方法、及びプログラムに関する。

ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１規格のインフラストラクチャモードでは、ステーション間の無線通信がアクセスポイントを介して行われる。インフラストラクチャモードにおいて、２つのステーション（以下、ＳＴ）がアクセスポイント（以下、ＡＰ）を介して無線通信を行う場合、図２６に示すような仕組みでタイミング調整が行われる。図２６は、２台のＳＴ（ＳＴ１及びＳＴ２）が１台のＡＰ（ＡＰ１）を介して無線通信を行う場合のタイミング調整の仕組みを説明するための図である。

ＳＴ１及びＳＴ２は、無線送信する前に使用する無線周波数チャネルの電界強度を測定し、電界強度が規定値以下であればチャネルが空いていると判断して送信を開始する（以後、この確認動作をキャリアセンスとする）。ＳＴ１及びＳＴ２は、チャネルが空いていなければ、使用中のＳＴの送信が終わるのを待ち、改めてキャリアセンスから実施する。キャリアセンスの実施時間は、各ＳＴが送信開始毎に規定の時間範囲内でランダムに設定することになっており、各ＳＴとＡＰ間で送信が衝突しないようにしている。このランダムな時間をバックオフと呼ぶ。

また、屋内に設置したＡＰと屋外にある端末装置（ＳＴ）との間の無線通信のために、中継装置（中継器）が用いられることがある。例えば、特許文献１には、屋内端末装置、ＡＰ、屋外端末装置、及び中継器を備えたシステムが開示されている。特許文献１に記載のシステムにおける中継器は、屋外端末装置とＡＰとの間の無線通信を中継するとともに、複数の屋外端末装置の間での無線通信を中継する。このシステムにおけるＡＰは、中継器と通信するための指向性アンテナと、屋内端末装置と通信するための無指向性アンテナと、を有する。そして、このシステムでは、指向性アンテナを介して通信する際の通信方式と無指向性アンテナを介して通信する際の通信方式とを同じにする場合に限り、ＡＰに配置変更可能に設けた遮蔽板により双方のアンテナの間で電波を遮蔽している。

また、特許文献２には、屋内に設けられた無線基地局装置の送信電力とアンテナ指向性とを適正に制御することを目的とした無線基地局装置が開示されている。この無線基地局装置は、移動局の識別情報に基づき、屋内利用或いは屋外利用かの利用種別を判定する利用種別判定回路を有する。また、この無線基地局装置は、利用種別判定データ、移動局間のスループット測定データ、送信電力値検出データ及びアンテナ指向性を特定する位相値検出データの組み合わせを記憶するデータ記録部を有する。さらに、この無線基地局装置は、利用種別毎の品質基準に基づいて送信電力をフィードバック制御し、該品質基準を満たす最小の送信電力値及び位相値を記憶されている組み合わせの中から求めて送信電力及びアンテナ指向性を最適化する制御手段を有する。

特許第５７８１８４３号公報 特開２００６−３３３２３６号公報

ところで、１台のＡＰを屋内に設置し、複数台のＳＴがこのＡＰを介して相互に無線通信を行う無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムにおいて、ＡＰからの送信が屋外にも届く場合には、屋外にあるＳＴもＡＰを介した通信が可能となる。そして、このように屋外にあるＳＴもＡＰを介した通信が可能になると、ＡＰに接続するＳＴの増加が想定される。

ＡＰは各ＳＴとの通信を排他的に行うため、ＳＴの台数が増加すると、ＡＰとの通信待ちが増加するとともに、送信の衝突による再送信の発生が増加するため、スループットが低下する。具体的には、キャリアセンスの実施時間は、ランダムに設定されるため、稀に同じ時間となってしまう場合がある。その場合、図２７に示すように送信が衝突してしまう。衝突の発生は、送信先からの肯定応答（ＡＣＫ）が受信できないことで判断でき、改めてキャリアセンスから実施し再送信を行う。よって、ＳＴの台数が増加すると、送信待ちや衝突による再送の機会が増え、スループットが低下することになる。

しかしながら、特許文献１に記載のシステムでは、屋外にある端末装置（ＳＴ）も屋内にあるＡＰを介した通信が可能になるため、上述したような場面でのスループットの低下が生じ得る。また、特許文献２に記載の無線基地局装置では、移動局の識別情報に基づき屋内利用或いは屋外利用かの利用種別を判定するために、屋内で利用する移動局の識別情報を予め登録する必要がある。そして、特許文献２に記載の無線基地局装置は、登録されていない移動局（屋外利用の移動局）とも、屋内利用の移動局に比べて低い通信速度であるものの通信可能であるため、上述したような場面でのスループットの低下は避けられない。

本開示の目的は、上述した課題を解決する中継装置、無線通信システム、中継方法、及びプログラムを提供することにある。上記課題は、無線基地局装置が屋内に設置される無線通信システムにおいて、屋外の端末装置の台数が増加することでスループットが低下してしまうというものである。

本開示の第１の態様に係る中継装置は、
指向性をもつ第１アンテナを介して、屋内の無線基地局装置と無線通信を行うための第１無線送受信部と、
指向性をもつ第２アンテナを介して、屋外の端末装置と無線通信を行うための第２無線送受信部と、
前記無線基地局装置と前記屋外の端末装置との間の無線通信を中継する制御を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する機能を有する。

本開示の第２の態様に係る中継方法は、
指向性をもつ第１アンテナ及び指向性をもつ第２アンテナを有する中継装置における中継方法であって、
前記第１アンテナを介して、屋内の無線基地局装置と無線通信を行うステップと、
前記第２アンテナを介して屋外の端末装置と無線通信を行うステップと、
前記無線基地局装置と前記屋外の端末装置との間の無線通信を中継するステップと、
前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する要求ステップと、
を有する。

本開示の第３の態様に係るプログラムは、
指向性をもつ第１アンテナ及び指向性をもつ第２アンテナを有する中継装置に、
前記第１アンテナを介して、屋内の無線基地局装置と無線通信を行うステップと、
前記第２アンテナを介して屋外の端末装置と無線通信を行うステップと、
前記無線基地局装置と前記屋外の端末装置との間の無線通信を中継するステップと、
前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する要求ステップと、
を実行させるためのプログラムである。

本開示により、上記課題を解決する中継装置、無線通信システム、中継方法、及びプログラムを提供することができる。すなわち、本開示によれば、無線基地局装置が屋内に設置される無線通信システムにおいて、屋外の端末装置の台数が増加することでスループットが低下してしまうことを抑制することができる。

実施形態１に係る中継装置の一構成例を示すブロック図である。 実施形態２に係る無線通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図２の無線通信システムにおいて実行される中継処理の一例を説明するためのフロー図である。 図３の中継処理の続きを説明するためのフロー図である。 図２に示す無線通信システムにおいて端末装置を増やした状態を示すブロック図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格において規定された無線通信の周波数帯域を示す図である。 無指向性アンテナの一例を示す外観図である。 指向性アンテナの一例を示す外観図である。 図５の無線通信システムにおけるステーションの配置の一例を示す図である。 図９におけるステーションの配置に対する中継装置の配置の一例及びその配置での電波の届く範囲を示す図である。 図１０の配置例において、送信電力を低減させた場合の電波の届く範囲を示す図である。 図５の無線通信システムにおいて実行される中継処理の詳細な一例を説明するためのフロー図である。 図１２の中継処理の続きを説明するためのフロー図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定義されている信号を説明するための図である。 実施形態３に係る無線通信システムにおける中継装置の一構成例を示す外観図である。 実施形態３に係る無線通信システムにおける配置例、並びに図１５に示す中継装置の４つの指向性アンテナの１つからの電波が届く範囲を示す図である。 図１６とは異なる指向性アンテナから電波が届く範囲を示す図である。 図１６及び図１７とは異なる指向性アンテナから電波が届く範囲を示す図である。 図１６〜図１８とは異なる指向性アンテナから電波が届く範囲を示す図である。 実施形態３に係る無線通信システムにおける配置例、並びに運用開始時において図１５に示す中継装置の４つの指向性アンテナからの電波が届く範囲を示す図である。 図２０で示す範囲を、図１２及び図１３に示す中継処理の実行により変動させた後の範囲を示す図である。 実施形態３に係る無線通信システムの他の構成例を示す図である。 実施形態３に係る無線通信システムにおける中継装置の設置例を説明するための図である。 図２３における中継装置と給電ユニットの内部構造の一例を透過的に示す図である。 中継装置に含まれるハードウェア構成の一例を示す図である。 ２台のＳＴが１台のＡＰを介して無線通信を行う場合のタイミング調整の仕組みを説明するための図である。 図２６に示す仕組みにおいて衝突が発生する様子を説明するための図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る中継装置の一構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、中継装置１ａは、制御部１０、第１無線送受信部１１、及び第２無線送受信部１２を有する。中継装置１ａは、屋内の無線基地局装置と屋外の端末装置との間の無線通信を中継する装置であり、そのため、屋内と屋外との境界付近に設置される。

この無線基地局装置は、アクセスポイント（ＡＰ）として利用できる。よって、屋内の端末装置間での無線通信は、この無線基地局装置を介して行うことができる。つまり、この無線基地局装置は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮのＡＰとすることができ、また、上記無線ＬＡＮで言うところのインフラストラクチャモードで動作することが可能になっている。

また、屋外の端末装置は、この無線基地局装置と無線通信を行うことが可能な装置であればよく、例えば無線ＬＡＮアダプタ等の無線通信ユニットを有する。屋外の端末装置としては、携帯電話機（スマートフォンと称されるものも含む）、モバイル型（ノート型）のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット端末などが挙げられる。屋外の端末装置は、無線基地局装置を親機とする子機として動作することができる。

制御部１０は、屋内の無線基地局装置と屋外の端末装置との間の無線通信を中継する制御を行う。制御部１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、作業用メモリ、及びプログラムを記憶した不揮発性の記憶装置などによって実現される。制御部１０は、集積回路（Integrated Circuit）によって実現されることもできる。

第１無線送受信部１１は、指向性をもつ第１アンテナを介して、屋内の無線基地局装置（以下、ＡＰ）と無線通信を行うための無線送受信部である。よって、第１無線送受信部１１には図示しない第１アンテナが接続されており、第１アンテナはＡＰが設置されている方向に指向性をもつように向けられている。

また、ＡＰは、基本的に屋内の端末装置と無線通信を行うために設置される。屋内の端末装置は、屋外の端末装置と同様に、ＡＰと無線通信を行うことが可能な装置であればよく、例えば無線ＬＡＮアダプタ等の無線通信ユニットを有する。屋内の端末装置としては、屋外の端末装置と同様に、携帯電話機（スマートフォンと称されるものも含む）、モバイル型のＰＣ、タブレット端末などが挙げられるほか、設置型のＰＣなども挙げられる。屋内の端末装置も、屋外の端末装置と同様に、ＡＰを親機とする子機として動作することができる。屋内の端末装置及び屋外の端末装置は、ステーション（ＳＴ）と称することもできる。

第２無線送受信部１２は、指向性をもつ第２アンテナを介して、屋外の端末装置と無線通信を行うための無線送受信部である。よって、第２無線送受信部１２には図示しない第２アンテナが接続されており、屋外の方向に指向性をもつように向けられている。制御部１０は、第１無線送受信部１１及び第２無線送受信部１２を制御することで、上述した中継の制御を行うことができる。

このように、本実施形態に係る無線通信システムは、例えば、複数ＳＴが室内に設置した１台のＡＰを介して相互に無線通信を行う無線ＬＡＮシステムとして構築することができる。そして、この無線通信システムには、ＡＰと通信可能な位置で且つ屋内と屋外の境界付近に中継装置１ａが設置（配置）され、中継装置１ａがＡＰ及びＳＴと無線通信を行い、ＡＰとＳＴ間の無線通信の橋渡し（中継）を行う。このような中継のために、中継装置１ａは、屋外用と屋内用の２つの無線送受信部（第１無線送受信部１１及び第２無線送受信部１２）を具備し、それぞれの無線送受信部がそれぞれの指向性アンテナに接続されている。そして、屋外用無線送受信部に接続されているアンテナは屋外方向の指向性を持ち、屋内用無線送受信部に接続されているアンテナは屋内方向の指向性を持つ。また、第１無線送受信部１１と第２無線送受信部１２とで、異なる周波数帯域（チャネル）で通信を行わせることが好ましく、これにより屋内と屋外との無線通信の相互干渉を抑制することができる。

そして、本実施形態の主たる特徴の一つとして、制御部１０は、ＡＰに対して送信電力の低減を要求する機能を有する。制御部１０は、この要求を、ＡＰと通信するための第１無線送受信部１１及び第１アンテナを介して行うことができる。この要求がなされた場合、ＡＰは、送信電力の低減を行う。このように、制御部１０は、ＡＰの制御を行うことができる。

制御部１０は、例えば、ＡＰから受信した信号の強度が一定範囲内に収まるように、ＡＰに対して送信電力の低減を要求することができる。なお、制御部１０は、このような低減要求を行う機能と併せて、ＡＰから受信した信号の強度が予め定められた基準値（下限の基準値）より小さい場合、ＡＰに対して送信電力の増加を要求できる機能を備えることもできる。また、実施形態２，３として後述するように、制御部１０は、ＡＰから受信した信号の強度が予め定められた基準値（上限の基準値）より大きい場合、ＡＰに対して送信電力の低減を要求することもできる。

本実施形態に係る中継装置１ａによれば、屋内に設置されるＡＰの送信電力を低減させることができるため、屋外のＳＴの台数が増加した場合の、送信待ちの発生や通信の衝突による再送信の発生を相対的に減少させることができる。よって、本実施形態に係る中継装置１ａによれば、ＡＰが屋内に設置される無線通信システムにおいて、屋外のＳＴの台数が増加することでスループットが低下してしまうことを抑制することができる。

＜実施形態２＞
実施形態２について、図２〜図１４を併せて参照しながら、実施形態１との相違点を中心に説明するが、本実施形態でも、実施形態１で説明した様々な例が適用できる。

＜＜本実施形態の概略＞＞
まず、本実施形態について、図２〜図４を参照しながら概略的に説明する。図２は、実施形態２に係る無線通信システムの一構成例を示すブロック図である。図３及び図４は、図２の無線通信システムにおいて実行される中継処理の一例を説明するためのフロー図である。

図２に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、中継装置であるＥＸ１（１）及びアクセスポイントであるＡＰ１（２）を、屋内に備える。なお、ＥＸ１（１）は、外壁又は窓の外側に設置しておくこともできる。また、図２に示すように、この無線通信システムは、端末装置であるＳＴ１（３）を屋内に備えるとともに、端末装置であるＳＴ２（４）を屋外に備える。なお、屋内及び屋外のＳＴの数は問わない。

ＥＸ１（１）は、ＡＰ１（２）と屋外のＳＴ２（４）との間の無線通信を中継する。ＥＸ１（１）は、図１の中継装置１ａと同様、制御部１０、第１無線送受信部１１、及び第２無線送受信部１２を有するとともに、第１アンテナ１３、第２アンテナ１４、及び記憶部１５を有することができる。

第１無線送受信部１１は、無線通信における送信と受信を行う。第１アンテナ１３は、上述したように指向性をもつアンテナであり、ＡＰが設置されている方向に指向性をもつように向けられている。また、第１アンテナ１３は、上述したように第１無線送受信部１１に接続されており、電波の送信と受信を行う。

第２無線送受信部１２は、無線通信における送信と受信を行う。第２アンテナ１４は、上述したように指向性をもつアンテナであり、屋外の方向に指向性をもつように向けられている。また、第２アンテナ１４は、上述したように第２無線送受信部１２に接続されており、電波の送信と受信を行う。

制御部１０は、第１無線送受信部１１及び第２無線送受信部１２の双方を制御し、これらの間でのデータの媒介を行う。また、記憶部１５は、制御部１０で実行されるプログラムやデータの保存を行う。

そして、本実施形態における制御部１０は、ＡＰ１（２）から受信した信号の強度が所定値より大きい場合、ＡＰ１（２）に対して送信電力の低減を要求する。上記所定値は、予め定められた上限の基準値とすることができる。また、制御部１０は、ＡＰ１（２）から受信した信号の強度が上記上限の基準値以下になるまで、ＡＰ１（２）に対する送信電力の低減の要求を繰り返し行うことが好ましい。

ＡＰ１（２）は、制御部２０、無線送受信部２１、アンテナ２２、有線送受信部２３、及び記憶部２４を有することができる。無線送受信部２１は、無線通信における送信と受信を行う。アンテナ２２は、無線送受信部２１に接続されており、電波の送信と受信を行う。有線送受信部２３は、インターネットＮと有線通信における送信と受信を行う。なお、図２では便宜上、インターネットＮを屋内のみに図示しているが、実際には屋外に繋がっている。

制御部２０は、無線送受信部２１及び有線送受信部２３の双方を制御し、これらの間でのデータの媒介を行う。また、制御部２０は、ＥＸ１（１）から送信電力低減要求があった場合に、それに応じる機能、例えば、その要求に応じて送信電力設定を段階的に（例えば１段階）下げる機能を有する。記憶部２４は、制御部２０で実行されるプログラムやデータの保存を行う。

ＳＴ１（３）は、制御部３０、無線送受信部３１、アンテナ３２、記憶部３３、表示部３４、及び入力部３５を有することができる。また、ＳＴ２（４）は、制御部４０、無線送受信部４１、アンテナ４２、記憶部４３、表示部４４、及び入力部４５を有する。ＳＴ１（３）、ＳＴ２（４）は、実施形態１で説明したように、例えば、ノート型のＰＣ、タブレット端末、スマートフォン等の携帯電話機などとすることができる。

ＳＴ１（３）、ＳＴ２（４）はいずれも同じ構成要素を有することができるため、ＳＴ１（３）について代表して説明する。なお、ＳＴ２（４）の制御部４０による制御は、ＳＴ１（３）が有する制御部３０による制御と無線通信以外の制御において異ならしめることができる。

制御部３０は、無線送受信部３１、記憶部３３、表示部３４、及び入力部３５の全てを制御し、それらの間でのデータの媒介を行う。記憶部３３は、制御部３０で実行されるプログラムやデータの保存を行う。

無線送受信部３１は、アンテナ３２を介して無線通信における送信と受信を行う。表示部３４は、ユーザに情報や状態の通知を行う。表示部３４としては、例えば液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等の表示パネルをはじめ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの表示デバイスが挙げられる。入力部３５は、ユーザがＳＴ１（３）の操作を行うための部位で、操作部と称することもできる。入力部３５としては、例えばキーボード、ポインティングデバイス、タッチセンサ、スイッチなどの入力デバイスが挙げられる。入力部３５は、複数種類の入力デバイスを有することもできる。入力部３５がタッチセンサを含み、表示部３４が表示パネルである場合、タッチパネルとして一体に構成することができる。

上述したような構成の無線通信システムにおいて実行される中継処理は、例えば、図３及び図４で例示するような処理とすることができる。この処理例について以下に説明する。

まず、ＡＰ１（２）が、報知情報信号を送信し（ステップＳ１）、有効信号の受信を待つ（ステップＳ２）。ここで、報知情報信号とは、ＡＰ１（２）が自らの存在を知らせるために発する無線信号を指す。これらの信号の送受信は、無線送受信部２１がアンテナ２２を介して行う。

ＥＸ１（１）は、ＡＰ１（２）と無線通信を開始する際、報知情報信号の検索を行い（ステップＳ３）、ステップＳ１で報知情報信号が送信された場合、その報知情報信号を受信する（ステップＳ４）。これらの信号の検索及び受信は、第１無線送受信部１１が第１アンテナ１３を介して行う。

次いで、ＥＸ１（１）の第１無線送受信部１１又は制御部１０は、受信した報知情報信号の受信電界強度（以後、ＲＳＳＩ［Received Signal Strength indication］とする）を測定する（ステップＳ５）。制御部１０は、このＲＳＳＩの値が基準位置より大きいか否かを判定し（ステップＳ６）、大きい場合（ＹＥＳの場合）には、ＡＰ１（２）への送信電力低減要求を含む、ＡＰ１（２）への接続要求信号を作成する（ステップＳ７）。一方、ステップＳ６でＮＯの場合、制御部１０は、このような送信電力低減要求を含まない、ＡＰ１（２）への接続要求信号を作成する（ステップＳ８）。

次いで、制御部１０は、第１無線送受信部１１にステップＳ７又はＳ８で作成した接続要求信号の送信を依頼し、第１無線送受信部１１がこの送信を実行し、第１アンテナ１３からこの信号の電波が発信される（ステップＳ９）。その後、第１無線送受信部１１は、ＡＰ１（２）からの接続応答信号の受信を待つ（ステップＳ１０）。

ＡＰ１（２）の無線送受信部２１は、アンテナ２２を介して、ステップＳ９で送信された接続要求信号を受信し（ステップＳ１１）、制御部２０に渡す。制御部２０は、この接続要求信号に送信電力低減要求が含まれるか否かを判定し（ステップＳ１２）、含まれる場合（ＹＥＳの場合）には、無線送受信部２１を制御して、送信電力を１段階低減させる（ステップＳ１３）。その後、制御部２０は、接続ができない旨を示す接続応答信号を作成し（ステップＳ１４）、無線送受信部２１にその送信を依頼し、無線送受信部２１がアンテナ２２を介してその接続応答信号をＥＸ１（１）に送信する（ステップＳ１６）。一方で、ステップＳ１２でＮＯの場合、制御部２０は、接続が可能である旨を示す接続応答信号を作成する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で作成された接続応答信号も、ステップＳ１６にて送信される。

ステップＳ１４又はＳ１５で作成される接続応答信号には、送信電力値（送信電力の設定値）を示す信号を含めておくことができる。ステップＳ１６の処理後、ＡＰ１（２）は、報知情報信号の送信タイミングの到来により、報知情報信号の送信を行う（ステップＳ１７）。

ＥＸ１（１）の第１無線送受信部１１は、ステップＳ１６で送信された接続応答信号を、第１アンテナ１３を介して受信し（ステップＳ１８）、制御部１０に渡す。制御部１０は、その接続応答信号が接続可能であることを示しているか否かを判定し（ステップＳ１９）、ＹＥＳの場合にはそのまま接続して通信を行う。一方、ＥＸ１（１）は、ステップＳ１９でＮＯの場合、ステップＳ３へ戻り、繰り返し同様の処理を行う。このように、ＥＸ１（１）は、ＡＰ１（２）から受信する接続応答信号が接続可能を示すようになるまで（つまりステップＳ６においてＲＳＳＩの値が基準値以下になるまで）、図３及び図４のフローを繰り返す。

このように、ＥＸ１（１）は、ＡＰ１（２）と無線通信を開始する際、ＡＰ１（２）から受信した信号のＲＳＳＩを測定し、予め設定した基準値よりも測定結果のＲＳＳＩの値が大きい場合に、ＡＰ１（２）に対して送信電力の低減を要求する信号を送信する。

そして、ＡＰ１（２）は、ＥＸ１（１）から送信電力低減要求があった場合に、送信電力設定を１段階下げる。ＥＸ１（１）を屋内と屋外の境界に設置しておけば、ＡＰ１（２）からの信号が屋外に届く距離を短くするように調整されることになる。上述したように、ＥＸ１（１）は、ＡＰ１（２）からの信号のＲＳＳＩの値が基準値よりも低くなるまで送信電力低減要求を繰り返すことが好ましい。

本実施形態に係る無線通信システムは、上述のような動作を行うことで、ＡＰ１（２）の送信電力を低減させることができ、それにより屋外のＳＴの台数が増加した場合の、送信待ちの発生や通信の衝突による再送信の発生を相対的に減少させることができる。特に、上述のような繰り返しの制御により、ＡＰ１（２）の送信電力をＥＸ１（１）との通信に必要な電力まで低減させることができ、上述のような問題の発生をより減少させることができる。

＜＜本実施形態の詳細例＞＞
次に、図５〜図１４を参照しながら、本実施形態に係る無線通信システムの一構成例について詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る無線通信システムの一構成例を示すブロック図で、図２に示す無線通信システムにおいてＳＴの数が増えた状態を示す図である。図６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格において規定された無線通信の周波数帯域を示す図である。図７は、無指向性アンテナの一例を示す外観図で、図８は、指向性アンテナの一例を示す外観図である。

図５に示す無線通信システムは、図２に示す無線通信システムにおいて、屋外に設置されたＳＴ３（５）、及び屋内に設置されたＳＴ４（６）をさらに含む。ＳＴ３（５）、ＳＴ４（６）は、実施形態１で説明したように、例えば、ノート型のＰＣ、タブレット端末、携帯電話機（スマートフォン）などとすることができる。ＳＴ３（５）、ＳＴ４（６）はいずれもＳＴ１（３）と同じ構成要素を有することができるため、それらの構成要素の図示及び説明を省略する。なお、ＳＴ３（５）の制御部による制御やＳＴ４（６）の制御部による制御は、ＳＴ１（３）が有する制御部３０による制御と無線通信以外の制御において異ならしめることができる。

さらに、本実施形態では、ＡＰ１（２）及びＥＸ１（１）の屋内用無線送受信部である無線送受信部２１及び第１無線送受信部１１に屋外で使用が禁止されている無線周波数帯域のチャネルを優先的に割り当てる。そして、本実施形態では、ＥＸ１（１）の屋外用に設けられた第２無線送受信部１２に屋外で使用可能な無線周波数帯域のチャネルを優先的に割り当てるものとする。これらの割り当ては、ＡＰ１（２）の制御部２０及びＥＸ１（１）の制御部１０の制御により行うことができる。

無線送受信部２１，３１，４１、第１無線送受信部１１、及び第２無線送受信部１２は、国際標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格で規定される無線周波数及びプロトコルに準拠し、電波が届く距離において相互に無線通信を行うことができる。なお、屋外のＳＴ３（５）、屋内のＳＴ４（６）に備えられる無線送受信部についても、それぞれ屋外のＳＴ２（４）の無線送受信部４１、屋内のＳＴ１（３）の無線送受信部３１と同様である。

例えば日本国内において使用可能な無線周波数帯域は、図６に示す通りである。この日本国内の例の場合、無線通信システムは、図６に示す全１９チャネルから任意の１チャネルを選択して使用することになる。そして、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格において日本で使用可能な周波数帯域５．１５〜５．３５ＧＨｚは屋外での使用が禁止されており、この周波数帯域の電波が屋外に届くことは好ましくない。従って、ＡＰ１（２）の無線送受信部２１は、「５．１５〜５．３５ＧＨｚ（屋内のみで利用可能）」ｆ１の周波数帯域から任意の１チャネルを選択し、ＥＸ１（１）の第１無線送受信部１１は、ＡＰ１（２）が選択したチャネルを選択することができる。一方で、ＥＸ１（１）の第２無線送受信部１２は、「５．４７〜５．７２５ＧＨｚ（屋内と屋外で利用可能）」ｆ２の周波数帯域から任意の１チャネルを選択することができる。

このように、第１無線送受信部１１は、屋外で使用が禁止されている無線周波数帯域のチャネルを優先的に用いて無線通信を行い、第２無線送受信部１２は、屋外で使用可能な無線周波数帯域のチャネルを優先的に用いて無線通信を行うことが好ましい。

また、ＡＰ１（２）及び各ＳＴに設けられるアンテナ２２，３２，４２，５２，６２は、図７で例示するアンテナ７２のように水平方向において指向性のない無指向性アンテナとする。アンテナ７２は、ＡＰ１（２）及び各ＳＴの各機器の本体７１から露出させておくことが好ましい。

ＥＸ１（１）に設けられる第１アンテナ１３及び第２アンテナ１４は、図８で例示するアンテナ８２，８３のように指向性を持った指向性アンテナとする。アンテナ８２，８３は、ＥＸ１（１）の本体８１から露出させておくことが好ましい。ＡＰ１（２）と無線通信を行う第１アンテナ１３（アンテナ８２）は屋内のＡＰ１（２）が設置された方向に、第２アンテナ１４（アンテナ８３）は第１アンテナ１３と１８０度反対向きで屋外の方向に、それぞれ指向性を有するように配置される。

次に、このような無線通信システムにおける動作について、図９〜図１４を併せて参照しながら説明する。図９は、図５の無線通信システムにおけるＳＴの配置の一例を示す図で、図１０は、図９におけるＳＴの配置に対するＥＸ１（１）の配置の一例及びその配置での電波の届く範囲を示す図である。図１１は、図１０の配置例において、送信電力を低減させた場合の電波の届く範囲を示す図である。図１２及び図１３は、図５の無線通信システムにおいて実行される中継処理の詳細な一例を説明するためのフロー図である。図１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定義されている信号を説明するための図である。

本実施形態に係る無線通信システムでは、ＡＰ１（２）、ＳＴ１（３）、ＳＴ４（６）、及びＥＸ１（１）は屋内に、ＳＴ２（４）及びＳＴ３（５）は屋外に位置している例を挙げている。ＡＰ１（２）は屋内の中央付近に、ＥＸ１（１）は屋内と屋外の境界付近に固定的に設置され、ＳＴ１（３）とＳＴ２（４）とＳＴ３（５）とＳＴ４（６）は屋内と屋外を問わず任意の場所に移動できる。

但し、説明の簡略化のため、以降では、各ＳＴは、図９に示す位置にあるものとして説明する。また、以降では、図９〜図１１及び実施形態３の図１６〜図２２について、ＡＰ１（２）、ＥＸ１（１）、ＳＴ１（３）、ＳＴ２（４）、ＳＴ３（５）、ＳＴ４（６）をそれぞれ単にＡＰ１、ＥＸ１、ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４として説明する。

図９に示す配置例では、ＡＰ１が家屋やビルなどの建物９１の屋内の中央付近に固定的に設置され、ＡＰ１を中心とする範囲９２にＡＰ１からの電波が届くものとする。ＳＴ１、ＳＴ２、及びＳＴ４はこの範囲９２内に位置し、ＳＴ１、ＳＴ２、及びＳＴ４からの電波がＡＰ１に届き、ＡＰ１と無線通信が可能である。ＳＴ３は範囲９２の外に位置するため、ＡＰ１と無線通信が不可能である。よって、図９の配置例における通信状態に対して、図１０に示す配置例のように、ＥＸ１を建物９１の屋内と屋外の境界付近に設置する。

ＥＸ１は、上述した通り第１アンテナ１３及び第２アンテナ１４といった２つの指向性アンテナを有し、第１アンテナ１３が屋内のＡＰ１の方向を向き、第２アンテナ１４が第１アンテナ１３とは１８０度反対方向の屋外を向くように固定的に設置する。図１０において、範囲１０３はＥＸ１の第１アンテナ１３からの電波が届く範囲とし、範囲１０４はＥＸ１の第２アンテナ１４からの電波が届く範囲を示している。

ＥＸ１は、第１アンテナ１３を介してＡＰ１と無線通信を行う。ＥＸ１は、その無線通信の開始時にＡＰ１から受信した信号のＲＳＳＩを測定し、このＲＳＳＩの測定値が予め設定した基準値よりも大きい場合に、送信電力設定を１段階低減する要求を含む信号をＡＰ１に送信する。この基準値は、ＥＸ１がＡＰ１からの電波を正常に受信できる最低限の値とすることができる。

ＡＰ１とＥＸ１との間での無線通信開始時の具体的な接続手順について、図１２及び図１３に沿って説明する。
ＡＰ１は、Ｂｅａｃｏｎという報知情報信号（報知信号）を周期的に送信している（ステップＳ３１）。Ｂｅａｃｏｎは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定義されている信号の１つであり、図１４にその概要を示す。図１４に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定義されている信号は、フレーム種別、宛先アドレス、送信元アドレス、及びＳＳＩＤ（Service Set IDentifier）を含むヘッダと、フレームの情報と、を含む。

フレーム種別がＢｅａｃｏｎの場合、フレームの情報としては、ＡＰ１と無線通信を行うために必要な、サービスの識別子であるＳＳＩＤ、サポートしている伝送速度、使用しているチャネル（無線周波数）などを含むことができる。また、Ｂｅａｃｏｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されている信号には、メーカ独自情報を追加することができるように定義されている。

ＡＰ１は、Ｂｅａｃｏｎを送信（ステップＳ３１）後、自分宛の有効な信号の受信待ちを行う（ステップＳ３２）。ステップＳ３１，Ｓ３２での送受信を含み、ＡＰ１におけるＥＸ１との情報の送受信は、無線送受信部２１がアンテナ２２を介して行うことができる。

ＥＸ１は、起動後にＢｅａｃｏｎを検索する（ステップＳ３３）。図１０の配置例において、ＥＸ１は、ステップＳ３１で送信されたＡＰ１からのＢｅａｃｏｎを受信する（ステップＳ３４）。これらの信号の検索及び受信を含み、ＥＸ１におけるＡＰ１との情報の送受信は、第１無線送受信部１１が第１アンテナ１３を介して行うことができる。

次いで、ＥＸ１の第１無線送受信部１１又は制御部１０は、受信したＢｅａｃｏｎのＲＳＳＩを測定する（ステップＳ３５）。制御部１０は、このＲＳＳＩの値が基準位置より大きいか否かを判定し（ステップＳ３６）、大きい場合（ＹＥＳの場合）には、ＡＰ１（２）への送信電力低減要求を含む、ＥＸ１からＡＰ１への接続要求信号を作成する（ステップＳ３７）。ここで作成される接続要求信号は、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔに、メーカ独自情報として送信電力低減要求を追加したＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ（送信電力低減要求有り）とすることができる。図１４に示すように、フレーム種別がＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔの場合、フレームの情報としては、ＳＳＩＤ、サポートしている伝送速度、サポートしているチャネル（周波数）、及びメーカ独自情報などを含むことができる。

一方、ＲＳＳＩの値が基準値以下の場合（ステップＳ３６でＮＯの場合）、制御部１０は、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ（送信電力低減要求無し）を作成する（ステップＳ３８）。

制御部１０は、第１無線送受信部１１にステップＳ３７又はＳ３８で作成したＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔの送信を依頼し、第１無線送受信部１１がこの送信を実行し、第１アンテナ１３からＡＰ１へこの信号の電波が発信される（ステップＳ３９）。その後、第１無線送受信部１１は、ＡＰ１からのＡＣＫを待つ（ステップＳ４０）。

ステップＳ３２において有効信号の受信待ちであったＡＰ１は、このＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを受信すると（ステップＳ４１）、即時にＥＸ１に信号を正常に受信できたことを知らせるＡＣＫを送信する（ステップＳ４２）。なお、ＡＰ１でのＡＣＫの送信は、無線送受信部２１が単独で、又は制御部２０の制御により実行することができる。

ＥＸ１の第１無線送受信部１１は、ＡＰ１からＡＣＫを受信すると（ステップＳ４３）、ＡＰ１からの接続可否の通知であるＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅの受信待ちを行う（ステップＳ４４）。

ＡＰ１は、ステップＳ４２においてＥＸ１にＡＣＫを送信後、ステップＳ４１で受信したＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔのメーカ独自情報に「送信電力低減要求有り」が含まれているか否かの判定を行う（ステップＳ４５）。この判定は、制御部２０が行うことができる。

制御部２０は、メーカ独自情報に「送信電力低減要求有り」が含まれている場合（ステップＳ４５でＹＥＳの場合）、送信電力の設定値（送信電力値）を１段階低減させる（ステップＳ４６）。上述したように、ＡＰ１は、電波が届く距離、つまり無線通信可能範囲を決める送信電力設定を段階的に低減する機能を有するため、このような制御が可能となる。なお、この設定値は、無線送受信部２１に記憶（設定）されている値とすることができるが、制御部２０に記憶されている値とすることもできる。

さらに制御部２０は、接続否のＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅにメーカ独自情報として１段階低減した送信電力値の情報を追加したＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（接続否、送信電力値）を作成する（ステップＳ４７）。なお、図１４に示すように、フレーム種別がＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅの場合、フレームの情報としては、接続の可否（及び否の場合にはその理由）、接続識別子、及びメーカ独自情報などを含むことができる。

一方、ステップＳ４１で受信したＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔのメーカ独自情報に「送信電力低減要求無し」が含まれている場合、つまりステップＳ４５でＮＯの場合、次の通りとなる。すなわち、制御部２０は、ステップＳ４５でＮＯの場合、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（接続可、送信電力値）を作成する（ステップＳ４８）。

ステップＳ４７又はＳ４８の後、ＡＰ１の制御部２０は、無線送受信部２１に作成されたＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅの送信を依頼し、無線送受信部２１がアンテナ２２を介してその信号をＥＸ１に送信する（ステップＳ４９）。その後、ＡＰ１は、ＥＸ１からのＡＣＫ待ちを行う（ステップＳ５０）。

ＥＸ１は、ＡＰ１からＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを受信すると（ステップＳ５１）、即時にＡＰ１に信号が正常に受信できたことを知らせるＡＣＫを送信する（ステップＳ５２）。なお、ＥＸ１でのＡＰ１へのＡＣＫの送信は、第１無線送受信部１１が単独で、又は制御部１０の制御により実行することができる。

ＡＰ１は、ＥＸ１から、ステップＳ５２で送信されたＡＣＫを受信すると（ステップＳ５４）、有効信号受信待ちとなり（ステップＳ５５）、周期的なＢｅａｃｏｎの送信を継続する（ステップＳ５６）。

ＥＸ１の制御部１０は、ステップＳ５１で受信したＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅが接続可を示しているか否かを判定し（ステップＳ５３）、示している場合（ＹＥＳの場合）、ＡＰ１への接続が完了となる。接続完了後は、そのまま通信を行うことができる。

一方、ＥＸ１の制御部１０は、受信したＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅが接続否を示している場合（ステップＳ５３でＮＯの場合）、ステップＳ３３の処理であるＢｅａｃｏｎの検索処理に戻る。なお、説明の便宜上、Ｂｅａｃｏｎ検索（ステップＳ３３）に戻るフローとしているが、時間軸としては、ＡＰ１によってステップＳ５６で送信されたＢｅａｃｏｎが、ＥＸ１によってステップＳ３４で受信されることになる。

このように、ＥＸ１は、ＡＰ１から受信するＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅが接続可能を示すようになるまで、図１２及び図１３のフローを繰り返す。ここで接続可能を示すようになるまでとは、ステップＳ３６においてＡＰ１から受信するＢｅａｃｏｎのＲＳＳＩの値が基準値以下になるまでを意味することになる。

図１２及び図１３で示した処理により、ＥＸ１とＡＰ１との無線通信開始時の接続処理が完了すると、ＡＰ１からの電波が届く範囲は、図１１に示す範囲１１２のように、ＡＰ１を中心にＥＸ１までの距離程度に縮小される。

次に、本実施形態における、図９〜図１１で説明したような送信電力の低減による効果について説明する。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格のインフラストラクチャモードの無線ＬＡＮにおける無線通信では、各ＳＴが必ずＡＰを介して無線通信を行う。そのため、図９においてＡＰ１の電波が届く範囲９２にあるＳＴ１、ＳＴ２、及びＳＴ４がＡＰ１を介して相互に通信を行うことができる。図９で例示したように、屋内に設置されたＡＰ１から発せられた電波は屋外にも達する場合があり、屋内にあるＳＴ１、ＳＴ４だけでなく、屋外にあるＳＴ２もＡＰ１を介して無線通信を行うことができる。

一方で、本実施形態では、図９の配置例に対して、ＡＰ１と各ＳＴ間の無線通信を中継するＥＸ１を図１０の配置例のように屋内と屋外の境界付近に設置する。そして、本実施形態では、図１２及び図１３で例示した手順により、ＡＰ１からの電波の強さを調整するための送信電力設定を変更して、送信電力を低減させる。このような送信電力の低減制御により、ＡＰ１からの電波が届く距離を図１１における範囲１１２のようにほぼ屋内に制限することができるようになる。

そして、この状態において、屋外に位置するＳＴ２、ＳＴ４に対してはＥＸ１がＡＰ１との通信を中継する。図１１では屋内にあるＳＴ１はＡＰ１に接続し、屋外にあるＳＴ２とＳＴ３はＥＸ１に接続する。図５で説明したようにＥＸ１は屋内向けと屋外向けの２組の無線送受信部と指向性アンテナを有し、屋内向けと屋外向けで異なる周波数帯域（チャネル）を選択するため、屋内と屋外との無線通信の相互干渉を抑制することができる。よって、このような周波数帯域の選択により、ＳＴの台数が増加した場合の、送信待ちの発生や通信の衝突による再送信の発生を、さらに減少させることができる。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、日本国内で使用できる無線周波数チャネルには、図６で説明したように屋内のみで利用可能な無線周波数のチャネルがある。本実施形態では、ＡＰ１とＥＸ１の屋内向けの無線送受信部で使用するチャネルを屋内のみで利用可能なチャネルとし、ＥＸ１の屋外向けの無線送受信部で使用するチャネルを屋内と屋外で利用可能なチャネルとしている。これにより、本実施形態では、屋内でのみ利用可能な電波が屋外に漏れ出る機会を減少させることができる。

＜実施形態３＞
実施形態３について、実施形態２との相違点を中心に説明するが、実施形態１，２で説明した様々な例が適用できる。本実施形態に係る無線通信システムは、実施形態２に係る無線通信システムと後述する点を除き同様であるため、主に図５の構成例を参照しつつ、図１５〜図２４を併せて参照しながら、本実施形態について説明する。

実施形態２では、図９の配置例に対して図１０の配置例に示すようにＥＸ１を設置して、図１１に示すようなＡＰ１の通信可能範囲１１２とＥＸ１の通信可能範囲１０３,１０４とした。この場合、図９の配置例でＡＰ１の通信可能範囲９２の外にあったＳＴ３は、図１１においてＥＸ１の通信可能範囲１０４内となりＥＸ１を中継してＡＰ１及び他のＳＴと通信可能となる。一方、図９の配置例でＡＰ１と通信可能であったＳＴ４は、図１１においてＡＰ１の通信可能範囲が縮小してしまったため、ＡＰ１と通信できなくなってしまう。

本実施形態では、このような状態を改善できるような構成を採用する。この構成について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、本実施形態に係る無線通信システムにおけるＡＰ１の一構成例を示す外観図である。

図１５で例示するように、本実施形態におけるＡＰ１は、その本体１５１に、１つの無指向性アンテナの代わりに、複数の指向性アンテナ（この例では４つの指向性アンテナ１５２〜１５５）を有し、これらにより全方位をカバーするように構成する。無論、本実施形態におけるＡＰ１に設けられる指向性アンテナの数は４つに限らず、２以上あればよい。

図１５で例示する４つの指向性アンテナ１５２〜１５５は、水平面で約９０度ずつの範囲をカバーするように本体１５１に配置される。また、４つの指向性アンテナ１５２〜１５５の送信電力は、アンテナ毎に設定が可能であり、送信電力低減要求を受信したアンテナについてのみ送信電力を低減させることができるように構成することができる。このような指向性アンテナ毎の低減を可能にするために、本実施形態におけるＥＸ１の制御部１０は、ＡＰ１における上記複数の指向性アンテナのそれぞれについて（個別に）、送信電力の低減を要求する機能を有する。

以下、本実施形態の動作について、図１６〜図２２を併せて参照しながら説明する。ここでは、図１０及び図１１に示すＡＰ１を、４つの指向性アンテナ１５２〜１５５を本体１５１に設けたＡＰ１に置き換えて、図１２及び図１３のフローに従ってＡＰ１の電波の届く範囲を縮小する動作を説明する。図１６〜図１９は、図１５に示すＡＰ１の４つの指向性アンテナのそれぞれからの電波が届く範囲を個別に示す図である。図２０は、運用開始時において図１５に示すＡＰ１の４つの指向性アンテナからの電波が届く範囲を示す図である。図２１は、図２０で示す範囲を、図１２及び図１３に示す中継処理の実行により変動させた後の範囲を示す図である。

図１６、図１７、図１８、図１９に示す配置例では、ＡＰ１の４つの指向性アンテナ１５２，１５３，１５４，１５５のそれぞれからの電波が届く範囲１６２，１７２，１８２，１９２を個別に示している。運用時は、図２０に示すように４つの指向性アンテナ１５２〜１５５を同時に使用し、同一の周波数チャネルで無線送受信を行う。なお、図２０における範囲２０３は、図１１における範囲１０３より便宜上、小さく描いているが、範囲１０３に対応する範囲、つまりＥＸ１の第１アンテナ１３からの通信可能範囲である。

ＥＸ１を図２０の配置例で示す位置に設置して起動した場合、ＥＸ１は、ＡＰ１と協同して図１２及び図１３のフローに示す中継処理（接続処理手順）で無線通信を開始する。ＡＰ１は、ＥＸ１が設置されている方向に向いた指向性アンテナでこの通信を行うため、ＥＸ１の設置方向への送信電力が低減されることになる。これにより、ＥＸ１の設置方向の通信可能範囲が、図２０に示す範囲１６２から図２１に示す範囲２１２のように縮小される。このとき、残りのアンテナの通信可能範囲は、図２１に示す範囲１７２，１８２，１９２のようにＥＸ１の設置前と変わらない。このようなＡＰ１の構成及び接続手順により、ＥＸ１の設置後も、ＳＴ４はＡＰ１の通信可能範囲内にしておくことができる。

一方、図２１に示す状態では、ＡＰ１の通信可能範囲１８２が屋外にまで達してしまっている。通信可能範囲１８２にＳＴが持ち込まれる可能性がないような立地条件であればよいが、そうでない場合には、通信可能範囲１８２も屋内に収めておくことが好ましい。

そのため、ＥＸ１と同じ機能を有するＥＸ２を図２２に示すような位置に設置することが好ましい。図２２は、実施形態３に係る無線通信システムの他の構成例を示す図である。

図２２で示す配置例の場合、ＥＸ２の第１アンテナは、ＥＸ１の第１アンテナと反対の方向に指向性を有するように配置しておけばよい。このような追加のＥＸの配置及び上述した接続手順により、ＡＰ１からの通信可能範囲を、範囲２２２のように屋内に収める方向に縮小することができる。なお、図２２において、範囲２２３は、ＥＸ２の第１アンテナからの通信可能範囲を指し、範囲２２４は、ＥＸ２の第２アンテナからの通信可能範囲を指す。

実施形態１，２では１台のＡＰに対して１台の中継装置を設置しておくことを前提として説明したが、本実施形態で説明したように、１台のＡＰに対して２台以上の中継装置を設置しておくこともできる。図２２の配置例に限らず、例えば、建物９１のように平面図が長方形になるような建物において、四方の壁又は窓側に４つの中継装置を設置しておくことができる。その場合、それぞれの中継装置の屋外用のアンテナは、異なる方向（例えばそれぞれの壁又は窓において屋外に向かう要綱）に指向性を有するように設置しておけばよい。

次に、図２３及び図２４を参照しながら、ＥＸ１の設置例を説明する。図２３は、本実施形態に係る無線通信システムにおけるＥＸ１の設置例を説明するための図で、図２４は、図２３におけるＥＸ１と給電ユニットの内部構造の一例を透過的に示す図である。なお、図２３及び図２４で示す設置例は、実施形態１，２においても適用可能である。

図２３に示すように、ＥＸ１（１）は屋外と屋内の境界にある窓際に設置することができる。図２３では、１つの窓ガラス２３１を屋外から見たところを左側に、屋内から見たところを右側に描画している。図２３に示すように、ＥＸ１（１）は窓ガラス２３１の屋外側に設置し、窓ガラス２３１の屋内側の同じ位置にＥＸ１（１）に給電するための給電ユニット（ＳＵ）２３２を設置する。ＥＸ１（１）と給電ユニット２３２はいずれも、窓ガラス２３１への設置面に磁石を内蔵しておくことで、窓ガラス２３１越しに磁力の引力によって固定することができる。

具体的には、ＥＸ１（１）と給電ユニット２３２の内部構造は、図２４で透過的に示すように構成することができる。ここで、ＥＸ１（１）は、本体部１６だけでなく、屋内向きの第１アンテナ１３と屋外向きの第２アンテナ１４を内蔵し、非接触受電部１７と磁石１８，１９を窓ガラス２３１に接する面に内蔵している。なお、本体部１６は、図５における各部１０，１１，１２，１５を有する。また、給電ユニット２３２は、非接触給電部２４１及び磁石２４２，２４３を窓ガラス２３１に接する面に内蔵している。なお、非接触給電部２４１は、電力供給源２４４に接続されている。

以上のように、本実施形態によれば、実施形態１，２の効果に加え、元々ＡＰ１と通信可能であったＳＴ４が、送信電力低減制御によりＡＰ１と通信できなくなることを防止することができる。

＜他の実施形態＞
実施形態１に係る中継装置１ａ、或いは、実施形態２，３に係るＥＸ１（１）及びＥＸ２は、いずれも次のようなハードウェア構成を有することができる。図２５は、中継装置１ａ又はＥＸ１（１）又はＥＸ２に含まれるハードウェア構成の一例を示す図である。

図２５に示す中継装置１ｂは、プロセッサ１０ａ及びメモリ１５ａを有する。その他、中継装置１ｂは、図示しない第１アンテナ及び第２アンテナを有し、例えば第１無線送受信部及び第２無線送受信部も有することができる。実施形態１〜３で説明した制御部１０は、プロセッサ１０ａがメモリ１５ａに記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより実現される。つまり、このプログラムは、プロセッサ１０ａを、図１、図２、及び図５の制御部１０として機能させるためのプログラムであると言える。なお、このプログラムは、プロセッサ１０ａを、制御部１０、及び第１無線送受信部１１の一部（及び第２無線送受信部１２の一部）として機能させるためのプログラムとすることもできる。

このプログラムは、指向性をもつ第１アンテナ及び指向性をもつ第２アンテナを有する中継装置に（例えば中継装置の制御部に）、次の第１通信ステップ、第２通信ステップ、中継ステップ、及び要求ステップを実行させるためのプログラムである。上記第１通信ステップは、第１アンテナを介して、屋内のＡＰと無線通信を行うステップである。上記第２通信ステップは、第２アンテナを介して屋外のＳＴと無線通信を行うステップである。上記中継ステップは、ＡＰと屋外のＳＴとの間の無線通信を中継するステップである。上記要求ステップは、ＡＰに対して送信電力の低減を要求するステップである。なお、その他の例については、上述した様々な実施形態で説明した通りである。

上述の例においてメモリ１５ａに記憶されるプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。さらに、この例は、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗを含む。さらに、この例は、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

さらに、上述した様々な実施形態において、中継装置における中継処理の手順を説明したように、本開示は、中継方法としての形態も採り得る。この中継方法は、指向性をもつ第１アンテナ及び指向性をもつ第２アンテナを有する中継装置における中継方法であって、上述した第１通信ステップ、第２通信ステップ、中継ステップ、及び要求ステップを有する。なお、その他の例については、上述した様々な実施形態で説明した通りである。

なお、本開示は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。

１ ＥＸ１
１ａ、１ｂ 中継装置
２ ＡＰ１
１０ 制御部
１０ａ プロセッサ
１１ 第１無線送受信部
１２ 第２無線送受信部
１３ 第１アンテナ
１４ 第２アンテナ
１５ 記憶部
１５ａ メモリ
１６ ＥＸ１の本体部
１７ 非接触受電部
１８，１９ ＥＸ１の磁石
２０ ＡＰ１の制御部
２１ ＡＰ１の無線送受信部
２２ ＡＰ１のアンテナ
２３ 有線送受信部
２４ ＡＰ１の記憶部
３０ ＳＴ１の制御部
３１ ＳＴ１の無線送受信部
３２ ＳＴ１のアンテナ
３３ ＳＴ１の記憶部
３４ ＳＴ１の表示部
３５ ＳＴ１の入力部
４０ ＳＴ２の制御部
４１ ＳＴ２の無線送受信部
４２ ＳＴ２のアンテナ
４３ ＳＴ２の記憶部
４４ ＳＴ２の表示部
４５ ＳＴ２の入力部
７１ ＡＰ１又はＳＴの本体
７２ 無指向性のアンテナ
８１ ＥＸ１の本体、
８２，８３ 指向性のアンテナ
９１ 建物
９２，１０３，１０４，１１２，１６２，１７２，１８２，１９２，２０３，２１２，２２２，２２３，２２４ 範囲（通信可能範囲）
１５１ ＡＰ１の本体
１５２，１５３，１５４，１５５ 指向性アンテナ
２３１ 窓ガラス
２３２ 給電ユニット
２４１ 非接触給電部
２４２，２４３ 給電ユニットの磁石
２４４ 電力供給源

Claims (10)

1. 指向性をもつ第１アンテナを介して、屋内の無線基地局装置と無線通信を行うための第１無線送受信部と、
   指向性をもつ第２アンテナを介して、屋外の端末装置と無線通信を行うための第２無線送受信部と、
   前記無線基地局装置と前記屋外の端末装置との間の無線通信を中継する制御を行う制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する機能を有する、
   中継装置。
2. 前記制御部は、前記無線基地局装置から受信した信号の強度が所定値より大きい場合、前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する、
   請求項１に記載の中継装置。
3. 前記制御部は、前記無線基地局装置から受信した信号の強度が前記所定値以下になるまで、前記無線基地局装置に対する送信電力の低減の要求を繰り返し行う、
   請求項２に記載の中継装置。
4. 前記第１無線送受信部は、屋外で使用が禁止されている無線周波数帯域のチャネルを優先的に用いて無線通信を行い、
   前記第２無線送受信部は、屋外で使用可能な無線周波数帯域のチャネルを優先的に用いて無線通信を行う、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の中継装置。
5. 前記無線基地局装置は、指向性をもつ複数のアンテナを有し、
   前記制御部は、前記無線基地局装置における前記複数のアンテナのそれぞれについて、送信電力の低減を要求する機能を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の中継装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の中継装置と、
   前記無線基地局装置と、
   を備え、
   前記無線基地局装置と前記屋外の端末装置との間の無線通信を、前記中継装置で中継する、
   無線通信システム。
7. 指向性をもつ第１アンテナ及び指向性をもつ第２アンテナを有する中継装置における中継方法であって、
   前記第１アンテナを介して、屋内の無線基地局装置と無線通信を行うステップと、
   前記第２アンテナを介して屋外の端末装置と無線通信を行うステップと、
   前記無線基地局装置と前記屋外の端末装置との間の無線通信を中継するステップと、
   前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する要求ステップと、
   を有する中継方法。
8. 前記要求ステップは、前記無線基地局装置から受信した信号が所定値より大きい場合、前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する、
   請求項７に記載の中継方法。
9. 指向性をもつ第１アンテナ及び指向性をもつ第２アンテナを有する中継装置に、
   前記第１アンテナを介して、屋内の無線基地局装置と無線通信を行うステップと、
   前記第２アンテナを介して屋外の端末装置と無線通信を行うステップと、
   前記無線基地局装置と前記屋外の端末装置との間の無線通信を中継するステップと、
   前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する要求ステップと、
   を実行させるためのプログラム。
10. 前記要求ステップは、前記無線基地局装置から受信した信号が所定値より大きい場合、前記無線基地局装置に対して送信電力の低減を要求する、
    請求項９に記載のプログラム。

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