JP2021044640A - 無線アクセスポイント、無線通信システム、無線通信方法、及び無線通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線アクセスポイントが互いに離れて配置されている場合でも、通信フレームの衝突を防止する。【解決手段】無線アクセスポイント１は、ＡＰ無線通信部１１と、ＡＰ制御部１２と、を備える。ＡＰ無線通信部１１は、複数の無線通信端末２のそれぞれと無線通信可能であり、ビーコンフレームを反復して送信する。ＡＰ制御部１２は、無線通信端末２の送信が、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかにおいて可能となるように制御する。ＡＰ制御部１２は、無線通信端末２が有するアソシエーションＩＤと、割り当てられるタイムスロットと、の関係に基づいて、無線到達距離を上回って離れて配置された無線通信端末２同士に互いに異なるタイムスロットが割り当てられるように、複数の無線通信端末２のそれぞれにＡＩＤを付与する。【選択図】図２

Description

本発明は、無線アクセスポイントと無線通信端末との無線通信に関する。

従来から、無線アクセスポイントに対して、複数の無線通信端末が無線通信を行うことが可能な無線通信システムが知られている。特許文献１は、この種の構成に関して、データ送受信方法及びそれをサポートする装置を開示する。

特許文献１の構成は、アクセスポイント配下の複数のステーション（無線通信端末）を結合識別子（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ＩＤ；ＡＩＤ）に基づいて複数のグループに分け、その状態で複数の無線通信の管理を行うようになっている。ここで、アクセスポイントは、ステーションと関連した特性、能力値（ステーションの装置タイプ及び／又は所定のデューティサイクル）等に基づいて、ステーションが属するグループを決定する。そして、アクセスポイントは、該当グループの端末が有するＡＩＤ範囲内で、ＡＩＤを選択して割当てを行う。

特許第５８３７７０３号公報

上記特許文献１の構成においては、グループに分けられた複数のステーションのそれぞれにＡＩＤが割り当てられる。複数のステーションのグループ分けに関しては、ステーションの位置は考慮されていない。そのため、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）を用いるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準じた無線通信システムにおいては、グループ内のステーションは、キャリアセンスが不可能な距離まで互いに離れてしまう可能性がある。電波の到達範囲が長く、かつ、多数のステーションが１つのアクセスポイントに接続可能な構成の場合、ステーションは互いに距離が大きく離れて位置することが多くなる。同一のＡＩＤグループ内のステーションが互いに大きく離れていた場合、一方のステーションが他方のステーションの通信を検知することができなくなる。そのため、一方のステーションからアクセスポイントへの通信フレームの送信中に、他方のステーションがアクセスポイントへの通信フレームの送信を始め、アクセスポイントにおいて通信フレームの衝突が発生してしまう。このような衝突は通信スループットの低下等の原因となるため、効果的に防止することが望まれている。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的の１つは、無線アクセスポイントが互いに離れて配置されている場合でも、通信フレームの衝突を防止することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の無線アクセスポイントが提供される。即ち、この無線アクセスポイントは、無線アクセスポイント無線通信部と、無線アクセスポイント制御部と、を備える。前記無線アクセスポイント無線通信部は、複数の無線通信端末のそれぞれと無線通信可能であり、ビーコンフレームを反復して送信する。前記無線アクセスポイント制御部は、前記無線通信端末の送信が、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかにおいて可能となるように制御する。前記無線アクセスポイント制御部は、前記無線通信端末が有するアソシエーションＩＤと、割り当てられる前記タイムスロットと、の関係に基づいて、無線到達距離を上回って離れて配置された前記無線通信端末同士に互いに異なる前記タイムスロットが割り当てられるように、複数の前記無線通信端末のそれぞれにアソシエーションＩＤを付与する。

これにより、無線通信端末の中に、互いに離れて設置されたものが含まれている場合でも、当該無線通信端末から無線アクセスポイントに送信される通信フレームの衝突を防止することができる。

前記の無線アクセスポイントにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この無線アクセスポイントは、前記無線通信端末のＭＡＣアドレスと前記アソシエーションＩＤとを対応付けて記憶する記憶部を備える。前記無線アクセスポイント制御部は、前記無線通信端末のＭＡＣアドレスに対応付けて記憶されている前記アソシエーションＩＤを、当該無線通信端末に付与する。

これにより、簡単な制御で、通信フレームの衝突の発生を防止することができる。

前記の無線アクセスポイントにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この無線アクセスポイントは、前記無線通信端末の位置を取得する端末位置取得部を備える。前記無線アクセスポイント制御部は、前記端末位置取得部が取得した前記無線通信端末の位置に基づいて、当該無線通信端末に前記アソシエーションＩＤを付与する。

これにより、それぞれの無線通信端末の位置に基づいて、通信フレームの衝突が起こらないようにアソシエーションＩＤを付与することができる。

前記の無線アクセスポイントにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、無線アクセスポイントは、前記無線通信端末のＭＡＣアドレスと、当該前記無線通信端末の位置と、の関係を予め記憶する記憶部を備える。前記端末位置取得部は、前記無線通信端末の位置を前記記憶部の記憶内容に基づいて取得する。

これにより、無線アクセスポイント及び無線通信端末について、構成の簡素化を実現できる。

前記の無線アクセスポイントにおいては、前記端末位置取得部は、前記無線通信端末との通信により、当該無線通信端末の位置を取得することができる。

この場合、無線通信端末側で有している情報を利用して、通信フレームの衝突防止を確実にすることができる。

前記の無線アクセスポイントにおいては、前記無線通信端末の位置が、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて取得されることが好ましい。

これにより、無線通信端末の位置を正確に取得することができるので、通信フレームの衝突防止を確実にすることができる。

前記の無線アクセスポイントにおいては、前記無線通信端末の相対位置が、ＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて取得されることが好ましい。

この場合、測位のための特別な構成を要することなく、無線通信端末の位置を実際に取得することができる。

前記の無線アクセスポイントにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記無線アクセスポイント制御部は、前記無線アクセスポイントの周囲が分割された複数のエリアのうち何れに前記無線通信端末が位置するかを、当該無線通信端末の位置に基づいて判定する。前記無線アクセスポイント制御部は、互いに異なる前記エリアにある前記無線通信端末に、互いに異なる前記タイムスロットが割り当てられるように、当該無線通信端末に前記アソシエーションＩＤを付与する。

これにより、エリア単位でタイムスロットが異なるようにＡＩＤを付与することで、通信の衝突防止を簡素な処理で実現することができる。

本発明の第２の観点によれば、前記の無線アクセスポイントと、無線通信端末と、を備える無線通信システムが提供される。

これにより、通信の衝突が起こりにくい無線通信システムを実現することができる。

本発明の第３の観点によれば、複数の無線通信端末のそれぞれと無線通信可能であり、ビーコンフレームを反復して送信し、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかにおいて前記無線通信端末が送信可能となるように制御する無線アクセスポイントに関し、以下のような無線通信方法が提供される。即ち、この無線通信方法は、第１工程と、第２工程と、を含む。前記第１工程では、前記無線通信端末が有するアソシエーションＩＤと、割り当てられるタイムスロットと、の関係に基づいて、無線到達距離を上回って離れて配置された前記無線通信端末同士に互いに異なる前記タイムスロットが割り当てられるように、複数の前記無線通信端末のそれぞれにアソシエーションＩＤを付与する。前記第２工程では、前記アソシエーションＩＤに基づいて、前記無線通信端末の送信可能時間を、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかに割り当てる。

これにより、無線通信端末の中に、互いに離れて設置されたものが含まれている場合でも、当該無線通信端末から無線アクセスポイントに送信される通信フレームの衝突を防止することができる。

本発明の第４の観点によれば、複数の無線通信端末のそれぞれと無線通信可能であり、ビーコンフレームを反復して送信し、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかにおいて前記無線通信端末が送信可能となるように制御する無線アクセスポイントに関し、以下のような無線通信プログラムが提供される。即ち、この無線通信プログラムは、第１ステップと、第２ステップと、を含む。前記第１ステップでは、前記無線通信端末が有するアソシエーションＩＤと、割り当てられるタイムスロットと、の関係に基づいて、無線到達距離を上回って離れて配置された前記無線通信端末同士に互いに異なる前記タイムスロットが割り当てられるように、複数の前記無線通信端末のそれぞれにアソシエーションＩＤを付与する。前記第２ステップでは、前記アソシエーションＩＤに基づいて、前記無線通信端末の送信可能時間を、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかに割り当てる。

これにより、無線通信端末の中に、互いに離れて設置されたものが含まれている場合でも、当該無線通信端末から無線アクセスポイントに送信される通信フレームの衝突を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る無線アクセスポイントを備える無線通信システムの構成を示す模式図。 無線通信システムの全体的な構成を示す機能ブロック図。 無線アクセスポイントが備える記憶部の記憶内容を示す模式図。 無線アクセスポイントが接続を確立する際に無線通信端末にＡＩＤを割り当てる処理を示すフローチャート。 第２実施形態の無線アクセスポイントを備える無線通信システムの機能ブロック図。 無線アクセスポイントが備える記憶部の記憶内容を示す模式図。 無線アクセスポイントの周囲に定められるエリアを示す模式図。 無線アクセスポイントが接続を確立する際に無線通信端末にＡＩＤを割り当てる処理を示すフローチャート。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る無線アクセスポイント１を備える無線通信システム１００の構成を示す模式図である。図２は、無線通信システム１００の全体的な構成を示す機能ブロック図である。

図１に示す第１実施形態の無線通信システム１００は、無線アクセスポイント１及び複数の無線通信端末２から構成されている。無線アクセスポイント１は、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定するインフラストラクチャモードでの無線アクセスポイントとして機能する。この無線通信システム１００においては、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）通信方式を用いるネットワークが構築されている。ＬＰＷＡの通信方式では、例えば、９２０ＭＨｚ帯が使用される。なお、本発明の第１実施形態の無線通信システム１００は、ＬＰＷＡ通信方式を用いるネットワークを例に説明するが、これに限定されない。本発明にかかる無線通信システムは、電波の到達範囲が長く、かつ、多数のステーションが１つのアクセスポイントに接続可能な構成のネットワークであればよく、通信方式などを限定するものではない。

無線アクセスポイント１は、自身を中心とした無線ネットワークを形成する。無線アクセスポイント１は、無線通信可能なエリアに存在する複数の無線通信端末２のそれぞれとの間で、無線信号（電波）による通信を行う。

無線アクセスポイント１は、図２に示すように、ＡＰ無線通信部（無線アクセスポイント無線通信部）１１と、ＡＰ制御部（無線アクセスポイント制御部）１２と、記憶部１５と、を備える。ここで、ＡＰは、アクセスポイントの略称である。

具体的に説明すると、無線アクセスポイント１には、公知のコンピュータが備えられている。このコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。ＲＯＭ及びＲＡＭは、無線通信に関する各種の情報を記憶する記憶部１５を構成している。記憶部１５には、本発明の無線通信方法を実現するための無線通信プログラム、無線通信に関する設定情報等が記憶されている。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、当該コンピュータを、ＡＰ無線通信部１１及びＡＰ制御部１２として動作させることができる。

記憶部１５には、無線アクセスポイント１自身のＡＰ識別番号（例えばＭＡＣアドレス）、複数の無線通信端末２のそれぞれのＳＴＡ識別番号（例えばＭＡＣアドレス）等、上記のプログラムを動作させるために用いられる情報が記憶される。ＭＡＣとは、Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌの略称である。ＳＴＡとは、無線通信端末２、いわゆる無線通信ステーションにおけるステーションの略称である。

ＡＰ無線通信部１１は、所定の無線通信規格に準拠して、無線通信端末２と無線通信を行う。無線通信規格としては、本実施形態ではＩＥＥＥ８０２．１１ａｈが用いられているが、これに限定されない。また、ＡＰ無線通信部１１は、ビーコンフレームを送信する。

ＡＰ制御部１２は、ＡＰ無線通信部１１における無線通信を制御する。ＡＰ制御部１２は、ビーコン間隔を複数のタイムスロットに分割し、この複数のタイムスロットの何れかに、それぞれの無線通信端末２の送信可能時間を設定する。それぞれの無線通信端末２は、割り当てられた送信可能時間でのみ通信を行うことができる。この時の分割の方式は周知であるため、詳細な説明は省略する。

ＳＴＡ識別番号は、本実施形態ではＭＡＣアドレスであり、複数の無線通信端末２のそれぞれを一意に識別するために適宜割り当てられている。

無線通信端末２は、前述のとおり、いわゆる無線通信ステーションであり、例えば、無線通信モジュールを備えたセンサ装置で構成される。ただし、無線通信端末２は、無線通信可能な任意の装置、例えば監視カメラ装置、スマートフォン、タブレット端末、又はパーソナルコンピュータ等とすることもできる。

本実施形態では、複数の無線通信端末２として、８つの無線通信端末２を例に挙げて説明する。以下の説明では、図１に示す複数の無線通信端末２を区別するために、符号２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ又は２Ｈを付けて呼ぶことがある。

複数の無線通信端末２のそれぞれは、図２に示すように、端末無線通信部２１と、端末制御部２２と、を備える。

具体的に説明すると、無線通信端末２には、公知のコンピュータが備えられている。このコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。ＲＯＭ及びＲＡＭは、無線通信に関する各種の情報を記憶する記憶部２５を構成している。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、当該コンピュータを、端末無線通信部２１及び端末制御部２２として動作させることができる。

記憶部２５には、無線通信端末２自身の端末識別番号（例えばＭＡＣアドレス）等が記憶される。

端末無線通信部２１は、上述の無線通信規格に準拠した方式で、ＡＰ無線通信部１１との間で無線通信を行う。

端末制御部２２は、端末無線通信部２１における無線通信を制御する。

続いて、本実施形態における無線アクセスポイント１と複数の無線通信端末２の間で行う無線通信について説明する。説明を簡単にするために、以下では、１つの無線通信端末２だけが無線アクセスポイント１に接続する例で説明する。

無線アクセスポイント１と無線通信端末２とは、通常の手順で接続処理を実行した後、互いに電波を送受信して無線通信を行う。

接続処理は、周知の無線ＬＡＮ関連規格である８０２．１１に従って行われる。接続処理時の手順について簡単に説明すると、無線アクセスポイント１は、一定の時間間隔（例えば、１００ミリ秒）で、ビーコンフレームを無線ネットワーク内のすべての無線通信端末２に反復して送信する。

無線通信端末２は、ビーコンフレームを受信すると、プローブ要求と呼ばれるＭＡＣフレームを周囲に無線送信する。これを受信した無線アクセスポイント１は、返信として、プローブ応答と呼ばれるＭＡＣフレームを無線送信する。その後、無線通信端末２と無線アクセスポイント１との間で、認証及びアソシエーションのためのＭＡＣフレームのやり取りが無線によって行われ、接続が確立される。

このような接続処理が行われる場合、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠して無線通信端末２と無線通信を行う無線アクセスポイント１は、アソシエーションを完了したときにＡＩＤ（アソシエーションＩＤ）を定めて、無線通信端末２に通知するとともに、識別情報として管理する。ＡＩＤとは、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒの略称であり、１以上の整数である。

また、このとき、無線ネットワークにおいては、周知のＣＳＭＡ／ＣＡを用いて、キャリアセンスによりチャネルが空いているときにのみデータの送信を行うアクセス制御が用いられる。

次に、図３及び図４を参照して、ＡＩＤの割当て処理について説明する。図３は、無線アクセスポイント１が備える記憶部１５の記憶内容を示す模式図である。図４は、無線アクセスポイント１が接続を確立する際に無線通信端末２にＡＩＤを割り当てる処理を示すフローチャートである。

１つの無線アクセスポイント１に対して、無線通信端末との最大接続台数は例えば８０２．１１ａｈの規格では８１９１台であるが、本実施形態においてネットワークを構成する無線通信端末２の数は任意である。即ち、１つの無線アクセスポイント１に接続する無線通信端末２の数は、図１に示すように８つに固定されるものではなく、電波状況等に応じて様々に変動して良い。

無線アクセスポイント１において、ＡＰ制御部１２は、周期的に送信されるビーコンフレームの間隔を分割して複数のタイムスロットを定めたときに、複数の無線通信端末２のそれぞれが送信可能な時間を、何れかのタイムスロットに割り当てる処理を行う。本実施形態では、１番、２番、３番及び４番の計４つのタイムスロットが定められている。ビーコン間隔の分割数、即ちタイムスロットの数及び時間間隔は任意に設定可能であるし、各タイムスロットの時間幅も任意に設定可能である。

無線アクセスポイント１において、記憶部１５には、当該無線アクセスポイント１に接続可能な無線通信端末２のＭＡＣアドレスと、当該無線通信端末２に付与されるＡＩＤと、の関係が図３のようにテーブル形式で記憶されている。

ところで、本実施形態では、無線通信端末２に割り当てられるタイムスロットは、以下の規則に従って定められる。即ち、無線通信端末２に割り当てられるタイムスロットの番号（１〜４）は、無線通信端末２が有するＡＩＤをタイムスロットの数で除算した余りに１対１で対応する。余りが１であれば、当該無線通信端末２には１番のタイムスロットが割り当てられ、２であれば２番のタイムスロットが割り当てられ、３であれば３番のタイムスロットが割り当てられる。余りが０である場合は、当該無線通信端末２には４番のタイムスロットが割り当てられる。この割当ては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈに実質的に適合するものである。

本実施形態の無線通信システム１００では、無線アクセスポイント１及び各無線通信端末２は、物理的な移動を基本的に伴わずに運用することを想定している。このような無線通信システム１００の用途は様々であるが、例えば、図１に示す無線通信端末２が何れもセンサ装置であり、無線アクセスポイント１を中心とする所定距離の範囲で、温度及び湿度等の環境値を複数の地点で定点観測するような場合が考えられる。ここで所定距離とは、例えば、９２０ＭＨｚ帯の電波が到達可能な範囲とされる１ｋｍである。

そして、例えば、２つの無線通信端末２Ａ，２Ｃが、互いのキャリアセンスが実質的に期待できないような遠い位置に設置される（言い換えれば、無線通信端末２Ａ，２Ｃの間の距離が１ｋｍを上回る）ことが予め分かっていたとする。この場合、無線アクセスポイント１の管理者は、上記の規則を考慮して、２つの無線通信端末２Ａ，２Ｃに互いに異なるタイムスロットが割り当てられるように、図３のテーブルのＡＩＤの値を設定しておく。図３の表の例では、無線通信端末２Ａに付与するＡＩＤは１であるから、１番のタイムスロットが割り当てられる。また、無線通信端末２Ｃに付与するＡＩＤは２であるから、２番のタイムスロットが割り当てられる。上記のようにＡＩＤを付与すれば、２つの無線通信端末２Ａ，２Ｃに対して互いに異なるタイムスロットが割り当てられるので、キャリアセンスが実質的に機能しなくても、通信フレームの衝突によるスループットの低下は生じない。

図１の例では、無線通信端末２Ａと２Ｃだけでなく、２Ａと２Ｄ、２Ｂと２Ｃ、２Ｂと２Ｄ、２Ｅと２Ｇ、２Ｅと２Ｈ、２Ｆと２Ｇ、２Ｆと２Ｈとの間が、それぞれ互いに遠い位置に設置されている。これを考慮して、管理者が設定する図３のテーブルでは、これらの遠い位置の無線通信端末２のペアに対して互いに異なるタイムスロットが割り当てられるように、無線通信端末２のＭＡＣアドレスにＡＩＤが対応付けられ、キャリアセンスが不可能であってもキャリアの衝突が発生することを回避している。

図４を参照して、無線通信端末２にＡＩＤを付与するための具体的な処理を説明する。接続の確立のために無線通信端末２が送信するＭＡＣフレームを無線アクセスポイント１が受信すると、ＡＰ制御部１２は、ＭＡＣフレームに含まれる各無線通信端末２のＭＡＣアドレスを取得する（ステップＳ１０１）。その後、ＡＰ制御部１２は、取得したＭＡＣアドレスに対応するＡＩＤを図３のテーブルに従って取得し、当該ＡＩＤを無線通信端末２に付与する（第１工程、第１ステップ、ステップＳ１０２）。その後、無線アクセスポイント１は、各無線通信端末２に対して割り当てるタイムスロットを、付与したＡＩＤに基づいて、上記の規則に従って定める（第２工程、第２ステップ、ステップＳ１０３）。このタイムスロットの割当結果は、周囲の無線通信端末２から無線アクセスポイント１に送信されるアソシエーションリクエストに対する応答であるアソシエーションレスポンスに含められて、無線アクセスポイント１から周囲の無線通信端末２にユニキャストで送信される。その後、無線通信端末２は、自身に割り当てられたタイムスロットに従って通信を行う。

本実施形態では、無線通信端末２に付与されるＡＩＤは、無線アクセスポイント１へ接続する順番に従って１ずつ増加する数値ではなく、図３のテーブルに従った数値となっている。このＡＩＤに従って上記の規則でタイムスロットを割り当てることで、キャリアセンスが実質的に機能しない程度の遠距離にある無線通信端末２が、互いに異なるタイムスロットで通信を行うことになる。この結果、無線アクセスポイント１に対する通信フレームの衝突によるスループットの低下を防止できる。

以上に説明したように、本実施形態の無線アクセスポイント１は、ＡＰ無線通信部１１と、ＡＰ制御部１２と、を備える。ＡＰ無線通信部１１は、複数の無線通信端末２のそれぞれと無線通信可能であり、ビーコンフレームを反復して送信する。ＡＰ制御部１２は、無線通信端末２の送信が、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかにおいて可能となるように制御する。ＡＰ制御部１２は、無線通信端末２が有するアソシエーションＩＤと、割り当てられるタイムスロットと、の関係に基づいて、無線到達距離を上回って離れて配置された無線通信端末２同士に互いに異なるタイムスロットが割り当てられるように、複数の無線通信端末２のそれぞれにＡＩＤを付与する。

これにより、無線アクセスポイント１と通信を行う複数の無線通信端末２が、キャリアセンスが不可能な程度に互いに離れて設置された場合でも、当該無線通信端末２から無線アクセスポイント１に送信される通信フレームの衝突を防止することができる。

また、本実施形態の無線アクセスポイント１は、無線通信端末２のＭＡＣアドレスとＡＩＤとを対応付けて記憶する記憶部１５を備える。ＡＰ制御部１２は、無線通信端末２のＭＡＣアドレスに対応付けて記憶されているＡＩＤを、無線通信端末２に付与する。

これにより、簡単な制御で、通信フレームの衝突を防止することができる。

次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

図５に示す第２実施形態において、無線アクセスポイント１０は、ＡＰ無線通信部１１、ＡＰ制御部１２及び記憶部１５に加えて、端末位置取得部１６と、自機位置取得部１７と、を備える。

本実施形態では、記憶部１５は図６に示すように、複数の無線通信端末２のＭＡＣアドレスに対応して、当該無線通信端末２の位置をテーブル形式で記憶している。端末位置取得部１６は、無線通信端末２の位置を、図６のテーブルの記憶内容に基づいて取得する。

図６に示すように、記憶部１５は更に、無線アクセスポイント１０自身の位置を記憶している。自機位置取得部１７は、無線アクセスポイント１０の位置を、記憶部１５の記憶内容に基づいて取得する。

図６に示す記憶部１５の記憶内容は、無線アクセスポイント１０の管理者により事前に設定される。図６において、無線アクセスポイント１０及び無線通信端末２の位置は、緯度及び経度を用いて表現されているが、他の任意の形式（例えば、極座標）で位置を表すこともできる。これらの位置情報を知るすべは、特に限定しない。位置情報は、例えば、無線通信端末２の設置場所の緯度及び経度を管理者が地図等で調べることにより得ることができる。

端末位置取得部１６が取得した無線通信端末２の位置を用いて計算することにより、互いにキャリアセンスが実質的に機能しないような遠い位置に設置される無線通信端末２のペアを探索して求めることができる。端末位置取得部１６は、このように遠隔で配置される無線通信端末２同士に、互いに異なるタイムスロットが割り当てられるように、無線通信端末２のそれぞれにＡＩＤを付与する。

それぞれの無線通信端末２の間の距離を計算する場合、自機の位置の情報は必ずしも必要でないので、自機位置取得部１７を省略することもできる。しかし、本実施形態では、無線アクセスポイント１０の位置の情報を利用して、より簡単な処理で、通信フレームの衝突防止を実現している。以下、具体的に説明する。

本実施形態では、図７に示すように、無線アクセスポイント１０の周囲の空間を４つのエリアに分割している。４つのエリア４１〜４４は、図７における上側を北側とした場合、北西に位置する第１のエリア４１、南東に位置する第２のエリア４２、北東に位置する第３のエリア４３、南西に位置する第４のエリア４４からなる。なお、本実施形態では、無線アクセスポイント１０の周囲の空間を４つのエリアに分割して説明するが、無線アクセスポイント１０の周囲の空間をどのように幾つ分けるかについては任意である。

ＡＰ制御部１２は、無線通信端末２が４つのエリア４１〜４４のうち何れに位置しているかを、端末位置取得部１６及び自機位置取得部１７が取得した情報に基づいて判定する。この判定は、無線通信端末２の位置と自機の位置の経度及び緯度をそれぞれ比較することで、簡単に行うことができる。

ＡＰ制御部１２は、第１のエリア４１に位置する無線通信端末２については、ＡＩＤとして、４で除算した余りが１になる値を付与する。第２のエリア４２に位置する無線通信端末２については、ＡＩＤとして、４で除算した余りが２になる値を付与する。第３のエリア４３、第４のエリアについても同様に、無線通信端末２に対してＡＩＤを設定する。前述の第１実施形態とは異なり、ＡＩＤはＭＡＣアドレスに対して固有でなくても良い。例えば、第１のエリア４１に存在する２つの無線通信端末２Ａ，２Ｂが無線アクセスポイント１０に順次接続してきた場合、接続が早い方の無線通信端末２にＡＩＤとして１を付与し、遅い方の無線通信端末２にＡＩＤとして５を付与することが考えられる。

無線アクセスポイント１０の周囲を適度な大きさに分割することで、同一のエリアに位置する無線通信端末２同士は、互いにキャリアセンスが有効になるような比較的近い位置に配置されることになる。無線通信端末２は、通信を行うに際して、当該無線通信端末２が位置するエリア４１〜４４に応じて異なるタイムスロットを用いる。これにより、通信フレームの衝突を第１実施形態と同様に防止することができる。

具体的な処理について、図８を参照して説明する。接続の確立のために無線通信端末２が送信するＭＡＣフレームを無線アクセスポイント１０が受信すると、ＡＰ制御部１２は、ＭＡＣフレームに含まれる各無線通信端末２のＭＡＣアドレスを取得する（ステップＳ２０１）。その後、ＡＰ制御部１２は、取得したＭＡＣアドレスに対応する緯度及び経度を図６のテーブルに従って取得する（ステップＳ２０２）。

続いて、ＡＰ制御部１２は、無線通信端末２の位置を自機の位置と比較することにより、４つのエリア４１〜４４の何れに無線通信端末２が位置するかを判定する（ステップＳ２０３）。次に、ＡＰ制御部１２は、４で除算した余りが、無線通信端末２が存在するエリアに応じた値となるような数値を適宜生成して、この値をＡＩＤとして無線通信端末２に付与する（ステップＳ２０４）。動的にＡＩＤを定める具体例としては、当該エリアにおいて既に接続が確立している他の無線通信端末２の数をカウントし、このカウント結果に４を乗算し、更に、エリアに応じて０から３までの整数の何れかを加えて、ＡＩＤとすることが考えられる。ステップＳ２０５の処理は図４のステップＳ１０３の処理と同様であるため、説明を省略する。

図６のテーブルに示される無線通信端末２の位置は絶対位置となっているが、記憶部１５は、無線通信端末２の位置を、無線アクセスポイント１０を基準とした相対位置（例えば、経度及び緯度の差分）の形で記憶することもできる。このような相対位置も、無線通信端末２の位置の一種であると考えることができる。相対位置を用いても、無線通信端末２がエリア４１〜４４の何れにあるかの判定は問題なく行うことができる。この場合は、自機の位置を記憶する必要がないので、自機位置取得部１７を省略することもできる。

図６のテーブルで示される位置は、無線アクセスポイント１０の管理者が手動で設定することに代えて、自動的に検出して設定することもできる。例えば、無線アクセスポイント１０及び無線通信端末２のそれぞれに図略のＧＮＳＳアンテナ及びＧＮＳＳ受信機を備えて、ＧＮＳＳ測位可能に構成することが考えられる。無線アクセスポイント１０は、それぞれの無線通信端末２のＧＮＳＳ測位結果を、当該無線通信端末２からＡＰ無線通信部１１を通じて取得して、記憶部１５に記憶する。同様に、無線アクセスポイント１０は、自機のＧＮＳＳ測位結果を取得して、記憶部１５に記憶する。この構成によれば、無線アクセスポイント１０及び無線通信端末２を最初に設置する際の初期設定の手間を大幅に低減することができる。また、無線アクセスポイント１０又は無線通信端末２の設置位置の変更が生じた場合でも、記憶部１５の記憶内容（図６に示す情報）を更新する手間を軽減することができる。

無線アクセスポイント１０及び無線通信端末２においてＧＮＳＳ測位を行う代わりに、無線通信端末２の無線アクセスポイント１０に対する相対位置を、ＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）によって取得することもできる。ＣＳＩは周知であるため詳細な説明は省略するが、無線局間での電波の伝送路に関する情報によって、相対的な位置関係を推定するものである。この構成では、ＧＮＳＳ受信機等の特別な装置を用いることなく、無線通信端末２がどのエリアに位置するかを取得することができる。

以上に説明したように、本実施形態の無線アクセスポイント１０は、無線通信端末２の位置を取得する端末位置取得部１６を備える。ＡＰ制御部１２は、端末位置取得部１６が取得した無線通信端末２の位置に基づいて、無線通信端末２にＡＩＤを付与する。

これにより、それぞれの無線通信端末２の位置に基づいて、通信フレームの衝突が起こらないようにＡＩＤを付与することができる。

また、本実施形態の無線アクセスポイント１０は、無線通信端末２のＭＡＣアドレスと、当該無線通信端末２の位置と、の関係を予め記憶する記憶部１５を備える。端末位置取得部１６は、無線通信端末２の位置を記憶部１５の記憶内容に基づいて取得する。

これにより、無線アクセスポイント１０及び無線通信端末２について、構成の簡素化を実現できる。

なお、本実施形態の無線アクセスポイント１０において、端末位置取得部１６は、無線通信端末２との通信により、無線通信端末２の位置を取得しても良い。

この場合、無線通信端末２側で有している情報を利用して、通信フレームの衝突防止を確実にすることができる。

本実施形態の無線アクセスポイント１０において、無線通信端末２の位置が、ＧＮＳＳを用いて取得されても良い。

この場合、無線通信端末２の位置を正確に取得することができるので、通信フレームの衝突防止を確実にすることができる。

本実施形態の無線アクセスポイント１０において、無線通信端末２の相対位置が、ＣＳＩを用いて取得されても良い。

この場合、測位のための特別な構成を要することなく、無線通信端末２の位置を実際に取得することができる。

また、本実施形態の無線アクセスポイント１０において、ＡＰ制御部１２は、無線アクセスポイント１０の周囲が分割された複数のエリア４１のうち何れに無線通信端末２が位置するかを、無線通信端末２の位置に基づいて判定する。ＡＰ制御部１２は、互いに異なるエリア４１にある無線通信端末２に、互いに異なるタイムスロットが割り当てられるように、無線通信端末２にＡＩＤを付与する。

これにより、エリア単位でタイムスロットが異なるようにＡＩＤを付与することで、通信の衝突防止を簡素な処理で実現することができる。

以上に本発明の好適な実施形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

第２実施形態において、無線アクセスポイント１０の周囲のエリアは、無線アクセスポイント１０に対する方位に応じて複数に分割されているが、無線アクセスポイント１０に対する距離に応じて複数に分割されても良いし、無線アクセスポイント１０に対する方位及び距離に応じて複数に分割されても良い。無線アクセスポイント１０の周囲が、例えば３×３の格子状に分割されても良い。

無線アクセスポイント１０の周囲のエリアが分割される数は任意に設定することができる。ただし、無線アクセスポイント１０の周囲に分割により画定される各エリアは、原則として、当該エリア内にある無線通信端末２から実質的に無線通信が可能な範囲に制限される。

タイムスロットの分割数と、エリアの分割数が等しくなくても良い。例えば、タイムスロットを８分割とし、エリアを４分割とすることもできる。

第２実施形態において、無線アクセスポイント１０及び無線通信端末２の両方がＧＮＳＳ測位可能に構成されても良いし、何れか一方のみがＧＮＳＳ測位可能に構成されても良い。

第１実施形態の無線アクセスポイント１において、記憶部１５は、図３のテーブルのようにＡＩＤの値を直接（静的に）記憶する代わりに、ＡＩＤを４で除算して余りとなるべき値、又は、タイムスロットの番号を記憶しても良い。この場合、ＡＩＤとしては、その場でＡＰ制御部１２が計算した値が無線通信端末２に動的に付与されることになる。

無線通信端末２に付与されるＡＩＤと、当該無線通信端末２に割り当てられるタイムスロットの番号の関係は、タイムスロットの数でＡＩＤを除算した余りに基づく規則に代えて、他の規則を用いることもできる。

ＡＩＤの割当て処理は、前述と異なる順序に又は一部が同時に進行するものであっても良いし、前述と異なるステップを含むものであっても良い。

上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

１，１０ 無線アクセスポイント
１１ ＡＰ無線通信部（無線アクセスポイント無線通信部）
１２ ＡＰ制御部（無線アクセスポイント制御部）
１５ 記憶部
１６ 端末位置取得部
１７ 自機位置取得部
２ 無線通信端末
４１ 第１のエリア
４２ 第２のエリア
４３ 第３のエリア
４４ 第４のエリア

Claims (11)

1. 複数の無線通信端末のそれぞれと無線通信可能であり、ビーコンフレームを反復して送信する無線アクセスポイント無線通信部と、
   前記無線通信端末の送信が、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかにおいて可能となるように制御する無線アクセスポイント制御部と、
   を備え、
   前記無線アクセスポイント制御部は、前記無線通信端末が有するアソシエーションＩＤと、割り当てられる前記タイムスロットと、の関係に基づいて、無線到達距離を上回って離れて配置された前記無線通信端末同士に互いに異なる前記タイムスロットが割り当てられるように、複数の前記無線通信端末のそれぞれにアソシエーションＩＤを付与することを特徴とする無線アクセスポイント。
2. 請求項１に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記アソシエーションＩＤを前記無線通信端末のＭＡＣアドレスと対応付けて記憶する記憶部を備え、
   前記無線アクセスポイント制御部は、前記無線通信端末のＭＡＣアドレスに対応付けて記憶されている前記アソシエーションＩＤを、当該無線通信端末に付与することを特徴とする無線アクセスポイント。
3. 請求項１に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記無線通信端末の位置を取得する端末位置取得部を備え、
   前記無線アクセスポイント制御部は、前記端末位置取得部が取得した前記無線通信端末の位置に基づいて、当該無線通信端末に前記アソシエーションＩＤを付与することを特徴とする無線アクセスポイント。
4. 請求項３に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記無線通信端末のＭＡＣアドレスと、当該前記無線通信端末の位置と、の関係を予め記憶する記憶部を備え、
   前記端末位置取得部は、前記無線通信端末の位置を前記記憶部の記憶内容に基づいて取得することを特徴とする無線アクセスポイント。
5. 請求項３に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記端末位置取得部は、前記無線通信端末との通信により、当該無線通信端末の位置を取得することを特徴とする無線アクセスポイント。
6. 請求項５に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記無線通信端末の位置が、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて取得されることを特徴とする無線アクセスポイント。
7. 請求項６に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記無線通信端末の相対位置が、ＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて取得されることを特徴とする無線アクセスポイント。
8. 請求項３に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記無線アクセスポイント制御部は、前記無線アクセスポイントの周囲が分割された複数のエリアのうち何れに前記無線通信端末が位置するかを、当該無線通信端末の位置に基づいて判定し、
   前記無線アクセスポイント制御部は、互いに異なる前記エリアにある前記無線通信端末に、互いに異なる前記タイムスロットが割り当てられるように、当該無線通信端末に前記アソシエーションＩＤを付与することを特徴とする無線アクセスポイント。
9. 請求項１から８までの何れか一項に記載の無線アクセスポイントと、
   前記無線通信端末と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
10. 複数の無線通信端末のそれぞれと無線通信可能であり、ビーコンフレームを反復して送信し、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかにおいて前記無線通信端末が送信可能となるように制御する無線アクセスポイントの無線通信方法であって、
    前記無線通信端末が有するアソシエーションＩＤと、割り当てられるタイムスロットと、の関係に基づいて、無線到達距離を上回って離れて配置された前記無線通信端末同士に互いに異なる前記タイムスロットが割り当てられるように、複数の前記無線通信端末のそれぞれにアソシエーションＩＤを付与する第１工程と、
    前記アソシエーションＩＤに基づいて、前記無線通信端末の送信可能時間を、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかに割り当てる第２工程と、
    を含むことを特徴とする無線通信方法。
11. 複数の無線通信端末のそれぞれと無線通信可能であり、ビーコンフレームを反復して送信し、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかにおいて前記無線通信端末が送信可能となるように制御する無線アクセスポイントの無線通信プログラムであって、
    前記無線通信端末が有するアソシエーションＩＤと、割り当てられるタイムスロットと、の関係に基づいて、無線到達距離を上回って離れて配置された前記無線通信端末同士に互いに異なる前記タイムスロットが割り当てられるように、複数の前記無線通信端末のそれぞれにアソシエーションＩＤを付与する第１ステップと、
    前記アソシエーションＩＤに基づいて、前記無線通信端末の送信可能時間を、ビーコン間隔を複数に分割したタイムスロットの何れかに割り当てる第２ステップと、
    を含むことを特徴とする無線通信プログラム。

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