JP2021141526A - 無線アクセスポイント装置、無線設定変更方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線アクセスポイントが接続される子機に対するサービス内容を変更にすることを可能にする。【解決手段】無線通信手段１１は、第１の無線設定で無線子機と無線通信する第１の仮想アクセスポイントを用いて、無線子機と無線通信する。仮想アクセスポイント生成手段１２は、第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成する。仮想アクセスポイント切替手段は、無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、第１の仮想アクセスポイントから第２の仮想アクセスポイントに切り替える。【選択図】図１

Description

本開示は、無線アクセスポイント装置、その無線設定変更方法、及びプログラムに関する。

一般に、無線アクセスポイント（ＡＰ：Access Point）は、ビーコンを用いて自身の能力を報知しており、ビーコンの内容に基づいて子機と通信方式の取り決め（アソシエーション）を行う。このため、無線ＡＰは、初めに決めた取り決めを勝手に変えることがない。つまり、無線ＡＰは、約束した能力値を超える能力で子機にデータを送信することはできない。また、無線ＡＰは、能力値を下回る能力で子機からデータを受信することもできない。

関連技術として、特許文献１は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムを開示する。特許文献１に記載の無線ＬＡＮシステムにおいて、無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ子機と無線接続されているときに無線設定が変更された場合、変更後の無線設定を無線ＬＡＮ子機に通知する。無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ子機との接続を解除し、変更後の無線設定を有効にする。無線ＬＡＮ子機は、無線ＬＡＮアクセスポイントとの接続が解除された後、変更後の無線設定にて無線ＬＡＮアクセスポイントへ再接続する。

別の関連技術として、特許文献２は、マルチキャスト転送を行う基地局装置を開示する。特許文献２に記載の基地局装置は、マルチキャストグループ別に端末装置を収容する複数の仮想ＡＰ部を有する。特許文献２において、端末装置は、基地局装置内で運用中の仮想ＡＰに仮収容される。基地局装置は、端末装置が所属するマルチキャストグループに対応した仮想ＡＰ部を運用可能な状態にする。基地局装置は、端末装置が所属するマルチキャストグループに対応した仮想ＡＰ部の情報を端末装置に通知する。

基地局装置は、端末装置に対して、仮収容されている仮想ＡＰ部との接続の切断を指示する。切断後、基地局装置と端末装置との間で、端末装置を、所属するマルチキャストグループに対応した仮想ＡＰ部に収容させる処理が実施される。基地局装置は、各端末装置をマルチキャストグループ別に仮想ＡＰ部に収容し、各仮想ＡＰ部は、マルチキャストグループ別にビーコンを送信する。各端末装置は、自身が収容された仮想ＡＰから送信されたマルチキャストグループ宛のビーコンを受信した場合のみアクティブになる。

特開２０１９−２０８１０５号公報 特開２０１３−１０２２７６号公報

ここで、ＡＰを省電力化することを考えた場合、特に受信性能を縮退できるか否かが重要となる。これは、ユーザの通信が送受信共に間欠通信であること、及び送信の利用効率は１００％であるが、受信はデータが来たときだけ使用されるため、無駄な待機時間が長いことに起因する。

しかしながら、前述のように、無線ＡＰは、接続中の子機に対して、初めに決めた取り決めを勝手に変えることができない。関連技術において、無線ＡＰは、特許文献１にも記載されるように、無線設定を変更するために一度子機との接続を解除し、子機と再接続する必要がある。子機との接続をいったん解除したくない場合、無線ＡＰは、最初に設定したままの状態で子機との接続を維持する必要がある。

特許文献２は、端末装置を、所属するマルチキャストグループに対応した仮想ＡＰ部に収容する基地局装置を開示する。しかしながら、特許文献２は、サービスを開始した無線ＡＰが、接続される子機に対するサービス内容を変更することが難しいという課題を解決するための手段を提供しない。

本開示は、上記事情に鑑み、サービスを開始した無線ＡＰが、接続される子機に対するサービス内容を変更可能な無線アクセスポイント装置、無線設定変更方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示は、第１の無線設定で無線子機と無線通信する第１の仮想アクセスポイントを用いて、前記無線子機と無線通信する無線通信手段と、前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成する仮想アクセスポイント生成手段と、前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える仮想アクセスポイント切替手段とを備える無線アクセスポイント装置を提供する。

本開示は、無線アクセスポイント装置が、第１の無線設定の第１の仮想アクセスポイントを用いて無線子機と無線通信している場合に、前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成し、前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える無線設定変更方法を提供する。

本開示は、無線アクセスポイント装置が、第１の無線設定の第１の仮想アクセスポイントを用いて無線子機と無線通信している場合に、前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成し、前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える処理をプロセッサに実行させるためのプログラムを提供する。

本開示に係る無線アクセスポイント装置、無線設定変更方法、及びプログラムは、サービスを開始した無線ＡＰが、接続される子機に対するサービス内容を変更することができる。

本開示に係る無線アクセスポイント装置の概略的な構成例を示すブロック図。 本開示の第１実施形態に係る無線アクセスポイント装置を示すブロック図。 無線アクセスポイント装置の動作手順を示すフローチャート。 無線ＬＡＮ親機における無線設定変更を示す図。 無線設定の切替前後の通信帯域幅を示す図。 複数の無線ＬＡＮ親機が互いの通信可能範囲内に存在する例を示す図。 各無線ＬＡＮ親機が無線通信に使用する周波数を示す図。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれチャネルの使用状況を示す図。 無線設定切替後のチャネルの使用状況を示す図。 本開示の第２実施形態に係る無線アクセスポイント装置を示すブロック図。 外部ネットワークの監視と無線設定の決定の手順の一例を示すフローチャート。 外部ネットワークのスループットと無線設定との関係を示す図。 新たな無線子機が接続する場合における無線設定の変更例を示す図。 ＡＰ切替条件を判定する手順の一例を示すフローチャート。

本開示の実施の形態の説明に先立って、本開示の概要を説明する。図１は、本開示に係る無線アクセスポイント装置の概略的な構成例を示す。無線アクセスポイント装置１０は、無線通信手段１１、仮想アクセスポイント生成手段１２、及び仮想アクセスポイント切替手段１３を有する。

無線通信手段１１は、第１の無線設定で無線子機と無線通信する第１の仮想アクセスポイントを用いて、無線子機と無線通信する。仮想アクセスポイント生成手段１２は、第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成する。仮想アクセスポイント切替手段１３は、無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、第１の仮想アクセスポイントから第２の仮想アクセスポイントに切り替える。切替後、無線通信手段１１は、第２の仮想アクセスポイントを用いて無線子機と無線通信する。

本開示では、仮想アクセスポイント生成手段１２は、第２の仮想アクセスポイントを生成する。仮想アクセスポイント切替手段１３は、無線通信手段１１において無線子機との無線通信に使用される仮想アクセスポイントを、第１の仮想アクセスポイントから第２の仮想アクセスポイントに切り替える。第１の仮想アクセスポイントの無線設定と、第２の仮想アクセスポイントの無線設定とは異なる。このため、無線アクセスポイント装置１０は、無線子機へのサービス開始後に、任意のタイミングで無線設定を変更することができる。

以下、図面を参照し、本開示の実施の形態を詳細に説明する。図２は、本開示の第１実施形態に係る無線アクセスポイント装置を示す。無線アクセスポイント装置１００は、無線通信部１０１、設定変更判定部１０２、無線設定決定部１０３、仮想ＡＰ生成部１０４、及び仮想ＡＰ切替部１０５を有する。無線アクセスポイント装置１００は、図示しないプロセッサとメモリとを含む。設定変更判定部１０２、無線設定決定部１０３、仮想ＡＰ生成部１０４、及び仮想ＡＰ切替部１０５の少なくとも一部の動作は、プロセッサがメモリから読み出したプログラムに従って動作することで実現され得る。

無線アクセスポイント装置１００は、図２には図示されていないが、ＬＴＥ（Long term evolution）網やインターネットなどの外部ネットワークと接続するインタフェースを有する。無線アクセスポイント装置１００は、外部ネットワークと無線子機２００との間の通信を中継する。無線アクセスポイント装置１００は、例えばモバイルルータなどの装置として構成される。無線アクセスポイント装置１００は、例えばバッテリから電力の供給を受けて動作する。

無線通信部１０１は、１以上の無線子機２００と無線通信する。無線子機２００は、例えばスマートホン、タブレット、又はノートＰＣ（Personal Computer）などの機器として構成される。無線通信部１０１は、１以上のアンテナ、無線送信機、及び無線受信機などを含む。本実施形態において、無線通信部１０１は、仮想ＡＰ（第１の仮想ＡＰ）を用いて、無線子機２００と無線通信を行う。ここで、仮想ＡＰは、単一のハードウェア内のソフトウェア上のＡＰを指す。

無線通信部１０１（仮想ＡＰ）は、ビーコンを用いて通信帯域幅などの情報を報知する。無線子機２００は、ビーコンを受信し、仮想ＡＰとのアソシエーションを開始する。仮想ＡＰは、アソシエーションにおいて無線子機２００と通信方式の取り決めを行い、その内容に従った無線設定（サービス内容）で無線子機２００との間で無線通信を行う。無線通信部１０１は、図１の無線通信手段１１に対応する。

仮想ＡＰ生成部１０４は、無線通信部１０１が無線子機２００との無線通信に使用する仮想ＡＰを生成する。仮想ＡＰ生成部１０４は、例えば、ソフトウェアドライバ上の別のインタフェースを元に仮想ＡＰを生成する。仮想ＡＰ生成部は、ビーコン及び接続制御の部分をエミュレートすることで、仮想ＡＰを生成してもよい。以下では、仮想ＡＰ生成部１０４が、ビーコン及び接続制御のみをエミュレートすることで仮想ＡＰを生成する例を説明する。仮想ＡＰ生成部１０４は、図１の仮想アクセスポイント生成手段１２に対応する。

設定変更判定部（設定変更判定手段）１０２は、無線設定を変更する条件（以下、ＡＰ切替条件とも呼ぶ）が成立したか否かを判断する。設定変更判定部１０２は、例えば無線アクセスポイント装置１００を省電力で動作させる場合に、ＡＰ切替条件が成立したと判断する。具体的には、設定変更判定部１０２は、無線アクセスポイント装置１００のバッテリ残量がしきい値以下になった場合、又は、帰属中の無線子機が１台も存在しない場合などの場合に、ＡＰ切替条件が成立したと判断してもよい。無線アクセスポイント装置１００は、所定期間におけるデータ転送量がしきい値以下の場合に、ＡＰ切替条件が成立したと判定してもよい。

無線設定決定部(無線設定決定手段)１０３は、仮想ＡＰ生成部１０４が生成する仮想ＡＰの無線設定を決定する。無線設定決定部１０３は、例えばＡＰ切替条件が成立したと判断された場合、切替後の無線設定を決定する。無線設定は、例えば通信帯域幅、及び無線通信に使用されるアンテナの数などを含む。無線設定決定部１０３は、例えば、無線設定の縮退レベルを決定する。無線設定決定部１０３は、例えば通信帯域幅８０ＭＨｚを上限とし、２０ＭＨｚを下限とする範囲内で、縮退後の通信帯域幅を決定する。仮想ＡＰ生成部１０４は、無線設定決定部１０３が決定した無線設定で無線子機２００と無線通信を行う新たなＡＰ（第２の仮想ＡＰ）を生成する。

仮想ＡＰ切替部１０５は、無線子機２００の接続先の仮想ＡＰを切り替える処理を行う。仮想ＡＰ切替部１０５は、帰属中の無線子機２００が存在する場合、稼働中の仮想ＡＰのビーコンの出力を低下させ、ＢＴＭ（BSS(Basic Service Set) Transition Management）メッセージを無線子機２００に送信する。仮想ＡＰ切替部１０５は、ビーコンの出力を弱めることで接続中の無線子機２００にバンドステアリングを促す。また、仮想ＡＰ切替部１０５は、ＢＴＭメッセージを送信することで、接続中の無線子機２００を新たな仮想ＡＰに誘導する。

また、仮想ＡＰ切替部１０５は、仮想ＡＰから、ＣＳＡ（Channel Switch Announcement）メッセージを無線子機２００に送信させる。仮想ＡＰ切替部１０５は、ＣＳＡメッセージにおいて、新たな仮想ＡＰを遷移先のＡＰとして指定する。仮想ＡＰ切替部１０５は、その後、仮想ＡＰにビーコンの出力を停止させ、仮想ＡＰと無線子機２００との通信を強制的に打ち切らせる。無線子機２００は、接続中の仮想ＡＰとの通信が途絶えると、遷移先として指定された新たな仮想ＡＰに接続する。仮想ＡＰ切替部１０５は、帰属中の無線子機２００が存在しない場合、使用される仮想ＡＰを、新たに生成された仮想ＡＰに切り替える。仮想ＡＰ切替部１０５は、図１の仮想アクセスポイント切替手段１３に対応する。

次いで、動作手順を説明する。図３は、無線アクセスポイント装置１００の動作手順（無線設定変更方法）を示す。設定変更判定部１０２は、ＡＰ切替条件が成立したか否かを判断する（ステップＡ１）。設定変更判定部１０２は、例えば無線アクセスポイント装置１００をより省電力で動作させる条件が成立した場合、ＡＰ切替条件が成立したと判断する。設定変更判定部１０２は、ＡＰ切替条件が成立していないと判断した場合、ステップＡ１に戻り、ＡＰ切替条件が成立するか否かの監視を継続する。

設定変更判定部１０２は、ＡＰ切替条件が成立したと判断した場合、無線設定決定部１０３にＡＰ切替条件が成立した旨を通知する。無線設定決定部１０３は、ＡＰ切替条件が成立した旨の通知を受けると、縮退レベルを決定する（ステップＡ２）。仮想ＡＰ生成部１０４は、ステップＡ２で決定された縮退レベルに従って、新たな仮想ＡＰを生成する（ステップＡ３）。仮想ＡＰ生成部１０４は、ステップＡ３では、例えば通信帯域幅を、現在の通信帯域幅より狭帯域化した仮想ＡＰを生成する。仮想ＡＰ生成部１０４は、無線子機２００との間の無線通信に使用されるアンテナの数を低減した仮想ＡＰを生成してもよい。ステップＡ３で生成された仮想ＡＰは、ビーコンの出力を開始する。

仮想ＡＰ切替部１０５は、稼働中の仮想ＡＰに帰属している無線子機が存在するか否かを判断する（ステップＡ４）。仮想ＡＰ切替部１０５は、帰属中の無線子機が存在すると判断した場合、無線子機が帰属している仮想ＡＰが出力するビーコンの送信出力を段階的に低下させる（ステップＡ５）。また、仮想ＡＰ切替部１０５は、送信出力の低下と並行して、無線子機が帰属している仮想ＡＰから、帰属中の無線子機にＢＴＭメッセージを送信させる（ステップＡ７）。仮想ＡＰ切替部１０５は、ビーコンの送信出力を低下させ、ＢＴＭメッセージを送信させることで、切替前の仮想ＡＰに帰属している無線子機を、ステップＡ３で生成された仮想ＡＰに誘導する。

仮想ＡＰ切替部１０５は、ＢＴＭメッセージの送信後も新たな仮想ＡＰに切り替えない無線子機に対して、ビーコンにおいてＣＳＡメッセージを通知する（ステップＡ７）。仮想ＡＰ切替部１０５は、ＣＳＡメッセージの通知後、切替前の仮想ＡＰのビーコンを停波する（ステップＡ８）。仮想ＡＰ切替部１０５は、仮想ＡＰがソフトウェアドライバ上の別のインタフェースを元に作成されている場合、役目を終えた切替前の仮想ＡＰを削除すればよい。仮想ＡＰ切替部１０５は、ステップＡ４で帰属中の無線子機が存在しないと判断した場合、ステップＡ８に進み、切替前の仮想ＡＰのビーコンを停波する。

図４は、無線ＬＡＮ親機３００における無線設定変更を示す。無線設定の変更前（切替前）において、無線ＬＡＮ親機３００には、無線子機３０１及び３０２が帰属していたとする。無線子機３０１及び３０２は、無線ＬＡＮ親機３００が出力するビーコンを受信する。ある時刻において、無線ＬＡＮ親機３００においてＡＰ切替条件が成立し、無線ＬＡＮ親機３００は新たな無線設定の仮想ＡＰを稼働させる。新たな仮想ＡＰは、ビーコンの出力を開始する。

無線ＬＡＮ親機３００は、無線子機３０１及び３０２が接続している仮想ＡＰ（切替前の仮想ＡＰ）から、ＢＴＭメッセージを無線子機３０１及び３０２に送信し、無線子機３０１及び３０２を新たな仮想ＡＰへ誘導する。また、無線ＬＡＮ親機３００は、切替前の仮想ＡＰから、ビーコンにおいてＣＳＡメッセージを無線子機３０１及び３０２に送信し、新たな仮想ＡＰを切替先の仮想ＡＰとして指定する。

無線子機３０２は、ＢＴＭメッセージを受信し、無線設定が異なる新たな仮想ＡＰに接続する。一方、無線子機３０１は、ＢＴＭメッセージを受信しても、新たなＡＰに接続せず、切替前の仮想ＡＰに接続し続けたとする。無線ＬＡＮ親機３００は、切替前の仮想ＡＰから出力されるビーコンの強度を低下させる。無線子機３０１は、切替前の仮想ＡＰとの接続が維持できなくなると、新たな仮想ＡＰに接続する。無線ＬＡＮ親機３００は、接続中の無線子機が新たな仮想ＡＰに接続されると、切替前の仮想ＡＰを停止する。

図５は、無線設定の切替前後の通信帯域幅を示す。無線ＬＡＮ親機３００は、例えば無線設定の変更前は、８０ＭＨｚの帯域幅で無線子機３０１及び３０２と無線通信を行っていたとする。また、無線ＬＡＮ親機３００は、アンテナを２本使用して、無線子機３０１及び３０２と無線通信していたとする。無線ＬＡＮ親機３００は、ＡＰ切替条件が成立した場合、例えば通信帯域幅が２０ＭＨｚで、アンテナ数が１本の無線設定で、新たな仮想ＡＰを生成する。無線ＬＡＮ親機３００は、通信帯域幅２０ＭＨｚ、及びアンテナ数１本の無線設定で、無線子機３０１及び３０２と無線通信を行う。

無線設定の切替後、無線ＬＡＮ親機３００は、切替前の無線設定と比べて、狭い通信帯域幅で、かつ少ないアンテナ本数で無線子機３０１及び３０２と無線通信を行う。無線ＬＡＮ親機３００は、使用アンテナ数を「２」から「１」に切り替えることで、場合によっては消費電流を数１０%程度抑えることができる。また、通信帯域幅を８０ＭＨｚから２０ＭＨｚに縮退させることで、例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform）でデコードする回路処理を低減させることができ、消費電力を削減することができる。

本実施形態では、仮想ＡＰ生成部１０４は、稼働中の仮想ＡＰとは異なる無線設定の仮想ＡＰを生成する。仮想ＡＰ切替部１０５は、無線子機が接続する仮想ＡＰを新たな仮想ＡＰに切り替える。このように、無線アクセスポイント装置１００は、無線子機が接続する仮想ＡＰを切り替えることで、無線設定を変更することができる。従って、無線アクセスポイント装置１００は、無線子機２００へのサービスの開始後、接続される無線子機に対するサービス内容を容易に変更することができる。

ここで、複数の無線アクセスポイント装置１００の通信可能範囲の一部が重複する場合におけるチャネル利用効率を説明する。図６は、３つの無線アクセスポイント装置（無線ＬＡＮ親機）が、互いの通信可能範囲内に存在する例を示す。図６に示される無線ＬＡＮ親機３００は、図２に示される無線アクセスポイント装置１００に対応する。無線ＬＡＮ親機３１０及び３２０は、図２に示される無線アクセスポイント装置１００、又は既存の無線アクセスポイント装置であるとする。

図６において、無線ＬＡＮ親機３００が出力する電波が到達可能な範囲は通信可能範囲４００で表される。また、無線ＬＡＮ親機３１０が出力する電波が到達可能な範囲は通信可能範囲４１０で表され、無線ＬＡＮ親機３２０が出力する電波が到達可能な範囲は通信可能範囲４２０で表される。無線ＬＡＮ親機３００は、無線子機３０１及び３０２と接続中であるとする。また、無線ＬＡＮ親機３１０は、無線子機３１１と接続中であり、無線ＬＡＮ親機３２０は無線子機３２１と接続中であるとする。なお、図６に示される無線子機３３１−３３３は、何れかの無線ＬＡＮ親機にProbe Requestなどを送信して、ＡＰの情報を取得しようとしている端末装置であるとする。

図７は、各無線ＬＡＮ親機が無線通信に使用する周波数を示す。図７において、縦軸は無線ＬＡＮ親機の出力強度を表し、横軸は周波数を表す。図７に示されるように、周波数軸で見ると、各無線ＬＡＮ親機の使用帯域は重複している。例えば、図７において実線で示される使用帯域Ｂ１で無線通信を行う無線ＬＡＮ親機を考える。その無線ＬＡＮ親機は、他の無線ＬＡＮ親機が自身の通信可能範囲に存在しない場合、広い通信帯域幅で接続中の無線子機との間で通信を行うことができる。一方、自身の通信可能範囲に他の無線ＬＡＮ親機が存在する場合、他の無線ＬＡＮ親機の通信が自身の通信に干渉し、接続中の無線子機との間でデータ送受信を行うことができない。

例えば、図６では、３つの無線ＬＡＮ親機３００、３１０、及び３２０が互いの無線通信可能範囲に存在している。この場合に、例えば無線ＬＡＮ親機３００が広帯域の通信帯域幅で無線通信を行うと、他の無線ＬＡＮ親機３１０又は３２０の無線通信と干渉が生じやすい。このように、混雑した状況下において、通信帯域幅（使用帯域幅）が広いと、確率的に干渉が生じやすい傾向がある。

図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ周波数（チャネル）の使用状況を示す。図８（ａ）及び（ｂ）において、縦軸は周波数を表し、横軸は時間を表す。ここでは、５つの無線ＬＡＮ親機Ａ−Ｅが互いの無線通信可能範囲内に存在しているものとする。無線ＬＡＮ親機Ａ及びＢは、チャネル１−４の全てを使用して通信を行うものとする。無線ＬＡＮ親機Ｃはチャネル４を使用して無線通信を行い、無線ＬＡＮ親機Ｄはチャネル３及び４の２つのチャネルを使用して無線通信を行い、無線ＬＡＮ親機Ｅはチャネル１を使用して無線通信を行うものとする。

図８（ａ）は、無線ＬＡＮ親機Ａの無線通信可能範囲に、他の無線ＬＡＮ親機Ｂ−Ｅが存在しない状況を示す。この状況では、無線ＬＡＮ親機Ａの通信に他の無線ＬＡＮ親機の通信が干渉せず、無線ＬＡＮ親機Ａは、時刻ｔ１１−ｔ１６において、接続中の無線子機との間でデータを送受信できる。

一方、図８（ｂ）は、各無線ＬＡＮ親機が通信を行う状況を示す。この状況では、無線ＬＡＮ親機Ａは、他の無線ＬＡＮ親機が通信を行っている場合、接続中の無線子機との間でデータを送受信することができない。例えば、無線ＬＡＮ親機Ａは、時刻ｔ２１で通信を行った後、時刻ｔ２２−ｔ２６では通信を行うことができない。特に、時刻ｔ２３−ｔ２６では、チャネル２が空きチャネルになっているものの、無線ＬＡＮ親機Ａは、使用帯域幅が広いことに起因して通信ができない。このように、使用帯域幅が広い場合、混雑した状況では、チャネルの利用効率が低下する傾向にある。

図９は、無線設定切替後の周波数（チャネル）の使用状況を示す。図９において、無線ＬＡＮ親機Ａは、図６の無線ＬＡＮ親機３００に対応しているとする。前述のように、混雑している状況下では、混雑している状況では、通信帯域幅を広く取っても、広い通信帯域幅を有効に活用できないケースがある。本実施形態では、無線設定の切替後、無線ＬＡＮ親機Ａは狭い通信帯域幅で無線通信を行う。図９に示されるように、通信帯域幅が狭められた場合、無線ＬＡＮ親機Ａは、時刻ｔ３１、及び時刻ｔ３３−ｔ３６において通信を行うことができる。このように、通信帯域幅を狭めることで、混雑した状況下において干渉の発生を抑制することができ、無線ＬＡＮ親機Ａの通信機会を増やすことができる。従って、チャネル利用効率を上げることができる。

次いで、本開示の第２実施形態を説明する。図１０は、本開示の第２実施形態に係る無線アクセスポイント装置を示す。本実施形態に係る無線アクセスポイント装置１００ａは、図２に示される第１実施形態に係る無線アクセスポイント装置１００の構成に加えて、外部ネットワーク監視部１０６を有する。

外部ネットワーク監視部１０６は、ＬＴＥ網やインターネットなどの外部ネットワーク（ＷＡＮ：Wide Area Network）を監視する。より詳細には、外部ネットワーク監視部１０６は、外部ネットワークと無線アクセスポイント装置１００ａとの間のリンク速度（通信速度）を監視する。外部ネットワーク監視部１０６は、外部ネットワークのスループットを監視してもよい。外部ネットワーク監視部１０６は、外部ネットワークとのリンク速度、又は外部ネットワークのスループットが変化したか否かを判断する。外部ネットワーク監視部１０６は、リンク速度又はスループットが変化したと判断した場合、その旨を設定変更判定部１０２に通知する。

本実施形態において、設定変更判定部１０２は、外部ネットワーク監視部１０６から、リンク速度及びスループットの少なくとも一方が変化した旨を示す通知を受け取る。設定変更判定部１０２は、第１実施形態で説明したＡＰ切替条件に加えて、又はこれに代えて、例えばリンク速度又はスループットが劣化したことを示す通知を受け取った場合に、ＡＰ切替条件が成立したと判定する。設定変更判定部１０２は、例えばリンク速度又はスループットが増加したことを示す通知を受け取った場合、ＡＰ切替条件が成立したと判断してもよい。

無線設定決定部１０３は、外部ネットワークの監視結果を用いて、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ：Wireless LAN）側の無線設定を決定する。例えば無線設定決定部１０３は、外部ネットワークとのリンク速度又は外部ネットワークのスループットに応じた通信速度で無線通信部１０１と無線子機２００とが無線通信できる無線設定を、切替後の無線設定として決定する。仮想ＡＰ生成部１０４は、無線設定決定部１０３が決定した無線設定で無線通信を行う仮想ＡＰを生成する。仮想ＡＰ切替部１０５は、無線子機が接続する仮想ＡＰを、仮想ＡＰ生成部１０４が新たに生成した仮想ＡＰに切り替える。

図１１は、外部ネットワークの監視と無線設定の決定の手順の一例を示す。外部ネットワーク監視部１０６は、外部ネットワークのリンク速度を監視する（ステップＢ１）。外部ネットワーク監視部１０６は、無線アクセスポイント装置１００と外部ネットワークとの通信が劣化したか否かを判断する（ステップＢ２）。外部ネットワーク監視部１０６は、ステップＢ２では、例えばリンク速度が所定のしきい値以下の場合、通信が劣化したと判断する。外部ネットワーク監視部１０６は、ステップＢ２で通信が劣化していないと判断した場合、ステップＢ１に戻り、外部ネットワークの監視を継続する。

外部ネットワーク監視部１０６は、ステップＢ２で通信が劣化したと判断した場合、その旨を設定変更判定部１０２に通知する。設定変更判定部１０２は、無線設定決定部１０３に、切替後の無線設定の決定を依頼する。無線設定決定部１０３は、外部ネットワークのリンク速度に基づいて、無線通信部１０１と無線子機２００との間のリンク速度を算出する（ステップＢ３）。無線設定決定部１０３は、算出したリンク速度に応じて、切替後の無線設定を決定する。

無線アクセスポイント装置１００は、無線設定の決定後、無線設定を切り替える（ステップＢ４）。無線アクセスポイント装置１００は、図３のステップＡ３からステップＡ８を実行することで、無線子機２００が接続する仮想ＡＰを、新たに生成された仮想ＡＰに切り替える。

図１２は、外部ネットワークのスループットと無線設定との関係を示す。はじめ、外部ネットワークのスループットは良好であり、無線通信部１０１の無線設定は２×２のＶＨＴ（Very High Throughput）８０であったとする。ここで、２×２は送信及び受信に用いられるアンテナ数が「２」であることを示し、ＶＨＴ８０は通信帯域幅が８０ＭＨｚであることを示す。

その後、外部ネットワーク側のスループットが劣化し、無線通信部１０１と無線子機２００との間のリンク速度が、外部ネットワーク側のスループットに対して過大になったとする。外部ネットワーク監視部１０６は、外部ネットワークの通信劣化を検知する。無線設定決定部１０３は、切替後の無線設定を２×２のＶＨＴ２０と決定する。仮想ＡＰ生成部１０４は、決定された無線設定で無線通信を行う仮想ＡＰを生成する。仮想ＡＰ切替部１０５は、無線子機が接続する仮想ＡＰを、新たに生成された仮想ＡＰに切り替えさせる。

さらに、外部ネットワーク側において、間欠通信の間隔が広まり、受信アイドル時間が長くなったとする。外部ネットワーク監視部１０６は、受信アイドル時間が長くなったことを検知する。無線設定決定部１０３は、切替後の無線設定を１×１のＶＨＴ２０と決定する。仮想ＡＰ生成部１０４は、使用アンテナ数が削減された無線設定で無線通信を行う仮想ＡＰを生成する。仮想ＡＰ切替部１０５は、無線子機が接続する仮想ＡＰを、新たに生成された仮想ＡＰに切り替えさせる。

本実施形態では、外部ネットワーク監視部１０６は、外部ネットワークの通信を監視する。仮想ＡＰ生成部１０４は、外部ネットワークの通信速度などに応じた無線設定の仮想ＡＰを生成する。無線通信部１０１は、そのような仮想ＡＰを用いて無線子機２００と無線通信を行う。本実施形態では、無線アクセスポイント装置１００は、外部ネットワークの通信状況に応じた性能で、無線子機２００と無線通信を行うことができる。

例えば、ルータとして機能する無線アクセスポイント装置１００を通信の土管に例える場合、外部ネットワーク（ＷＡＮ）側のスループットとＬＡＮ側のスループットのバランスは、土管の入り口と出口の広さになぞらえることができる。ＷＡＮ側の経路が狭い場合に、ＬＡＮ側においてハイスピードの無線設定で無線通信を行っても、アイドリング時間が長くなり、無線子機２００のデータ通信の速度は上がらない。この場合、ＬＡＮ側の能力がＷＡＮ側の能力と釣り合っておらず、ＬＡＮ側の能力が過剰になっている。本実施形態では、無線アクセスポイント装置１００は、外部ネットワーク側の通信が劣化した場合、ＬＡＮ側の通信帯域幅を削減し、或いは使用アンテナ数を削減することができる。このようにすることで、ＬＡＮ側の能力が過剰になることを抑制でき、無線アクセスポイント装置１００を省電力で動作させることができる。

なお、上記各実施形態において、いくつかのＡＰ切替条件が説明されたが、ＡＰ切替条件は特定の条件には限定されない。設定変更判定部１０２は、例えば、新たな無線子機が帰属し、かつその無線子機の無線能力が帰属中の他の無線子機の無線能力より低い場合、ＡＰ切替条件が成立したと判定してもよい。その場合、無線設定決定部１０３は、新たに帰属する無線子機２００の無線能力に応じて、切替後の無線設定を決定してもよい。

図１３は、新たな無線子機が接続する場合における無線設定の変更例を示す。はじめ、無線アクセスポイント装置１００には無線子機２０１が接続されていたとする。無線子機２０１は、２×２ ＶＨＴ８０の無線設定で、無線アクセスポイント装置１００に接続されているものとする。つまり、無線子機２０１は、使用アンテナ数が「２」で、通信帯域幅が８０ＭＨｚの無線設定で、無線アクセスポイント装置１００に接続されているものとする。

その後、新たな無線子機２０２が無線アクセスポイント装置１００に帰属しようとする。無線子機２０２は、無線子機２０１に比べて、無線能力が使用アンテナ数及び通信帯域幅において劣る。具体的に、無線子機２０２の無線能力は１×１ ＨＴ４０であるとする。この場合、無線アクセスポイント装置１００と無線子機２０２との通信は、無線アクセスポイント装置１００にとって効率的ではない。

無線アクセスポイント装置１００の設定変更判定部１０２は、無線能力が低い無線子機２０２が無線アクセスポイント装置１００に接続された場合、ＡＰ切替条件が成立したと判定する。無線設定決定部１０３は、無線子機２０２の無線能力に応じて、縮退レベルを決定する。無線設定決定部１０３は、例えば切替後の無線設定を１×１ ＨＴ４０に決定する。仮想ＡＰ生成部１０４は、決定された無線設定で仮想ＡＰを生成する。

仮想ＡＰ切替部１０５は、無線子機２０１及び２０２を新たな仮想ＡＰに誘導する。無線子機２０１及び２０２は、新たに生成された仮想ＡＰに、１×１ ＨＴ４０の無線設定で接続される。この場合、無線子機２０１の通信性能は犠牲になるものの、無線子機２０２との通信の効率を高めることができる。このように、無線設定を、低い無線能力の無線子機に応じた無線設定に切り替えることで、省電力化を優先することができる。

ＡＰ切替条件は、種々の組み合わせが考えられる。図１４は、ＡＰ切替条件を判定する手順の一例を示す。設定変更判定部１０２は、周辺の無線環境をスキャンし（ステップＣ１）、空きチャネルが存在するか否かを判断する（ステップＣ２）。設定変更判定部１０２は、ステップＣ２では、現在の無線設定で使用されるチャネル比べて、空いている確率が高い（通信機会が多い）チャネルが存在するか否かを判断する。設定変更判定部１０２は、そのようなチャネル（空きチャネル）が存在すると判断した場合、ＡＰ切替条件が成立したと判断する。

設定変更判定部１０２は、空きチャネルを識別する情報を無線設定決定部１０３に通知し、空きチャネルへの切替を要求する（ステップＣ３）。無線設定決定部１０３は、空きチャネルとして通知されたチャネルを使用して無線通信を行う無線設定を、切替後の無線設定として決定する。

設定変更判定部１０２は、空きチャネルが存在しないと判断した場合、バッテリ残量が低下したか否かを判断する（ステップＣ４）。設定変更判定部１０２は、ステップＣ４では、バッテリ残量と所定のしきい値とを比較し、バッテリ残量がしきい値以下の場合、バッテリ残量が低下したと判断する。設定変更判定部１０２は、バッテリ残量が低下したと判断した場合、ＡＰ切替条件が成立したと判定する。設定変更判定部１０２は、無線設定決定部１０３に、無線設定を省電力の無線設定に切り替えるように要求する（ステップＣ７）。無線設定決定部１０３は、縮退レベルを決定し、通信帯域幅及び使用アンテナ数の少なくとも一方を削減した無線設定を、切替後の無線設定として決定する。

設定変更判定部１０２は、帰属中の無線子機が存在するか否かを判断する。設定変更判定部１０２は、帰属中の無線子機が存在しない場合、ＡＰ切替条件が成立したと判定する。設定変更判定部１０２は、ステップＣ７に進み、無線設定決定部１０３に、無線設定を省電力の無線設定に切り替えるように要求する。無線設定決定部１０３は、縮退レベルを決定し、通信帯域幅及び使用アンテナ数の少なくとも一方を削減した無線設定を、切替後の無線設定として決定する。

設定変更判定部１０２は、無線子機へのデータ転送量が低下したか否かを判断する（ステップＣ６）。設定変更判定部１０２は、ステップＣ６では、データ転送量と所定のしきい値とを比較し、データ転送量がしきい値以下の場合、データ転送量が低下したと判断する。設定変更判定部１０２は、データ転送量が低下したと判断した、ＡＰ切替条件が成立したと判定する。設定変更判定部１０２は、ステップＣ７に進み、無線設定決定部１０３に、無線設定を省電力の無線設定に切り替えるように要求する。無線設定決定部１０３は、縮退レベルを決定し、通信帯域幅及び使用アンテナ数の少なくとも一方を削減した無線設定を、切替後の無線設定として決定する。

設定変更判定部１０２は、電池残量が低下しておらず、帰属中の無線子機が存在し、データ転送量が低下していない場合、ステップＣ１に戻り、周辺無線環境をスキャンする。このようなＡＰ切替条件に従って無線設定を切り替える場合、無線アクセスポイント装置１００は、より空いているチャネルがある場合に、そのチャネルを使用して無線子機と無線通信できる。また、無線アクセスポイント装置１００は、バッテリ残量が低下した場合などに、省電力で動作することができる。

以上、本開示の実施形態を詳細に説明したが、本開示は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に対して変更や修正を加えたものも、本開示に含まれる。

例えば、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

［付記１］
第１の無線設定で無線子機と無線通信する第１の仮想アクセスポイントを用いて、前記無線子機と無線通信する無線通信手段と、
前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成する仮想アクセスポイント生成手段と、
前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える仮想アクセスポイント切替手段とを備える無線アクセスポイント装置。

［付記２］
前記仮想アクセスポイント切替手段は、前記第１の仮想アクセスポイントから前記無線子機にＢＴＭ（Basic Service Set Transition Management）メッセージを送信させ、前記無線子機を前記第２の仮想アクセスポイントに誘導する付記１に記載の無線アクセスポイント装置。

［付記３］
前記仮想アクセスポイント切替手段は、前記第１の仮想アクセスポイントが出力するビーコンを段階的に低下させつつ、前記ＢＴＭメッセージを送信させる付記２に記載の無線アクセスポイント装置。

［付記４］
前記仮想アクセスポイント切替手段は、前記第１の仮想アクセスポイントから前記無線子機にＣＳＡ（Channel Switch Announcement）メッセージを送信させ、前記第１の仮想アクセスポイントから出力されるビーコンを停止させることで、前記ＢＴＭメッセージの送信後に前記第１の仮想アクセスポイントに接続し続ける無線子機の接続先を前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える付記２又は３に記載の無線アクセスポイント装置。

［付記５］
前記第２の無線設定を決定する無線設定決定手段を更に備える付記１から４何れか１つに記載の無線アクセスポイント装置。

［付記６］
前記無線設定決定手段は、通信帯域幅及び使用アンテナ数の少なくとも一方が、前記第１の無線設定における通信帯域幅及び使用アンテナ数の少なくとも一方より削減された無線設定を、前記第２の無線設定として決定する付記５に記載の無線アクセスポイント装置。

［付記７］
前記無線子機との間の無線通信の無線設定を変更する条件が成立したか否かを判定する設定変更判定手段を更に備え、
前記無線設定決定手段は、前記条件が成立したと判定された場合、前記第２の無線設定を決定する付記５又は６に記載の無線アクセスポイント装置。

［付記８］
前記設定変更判定手段は、前記無線アクセスポイント装置を省電力で動作させる場合、前記条件が成立したと判定する付記７に記載の無線アクセスポイント装置。

［付記９］
前記無線アクセスポイント装置はバッテリにより駆動され、
前記条件は、前記バッテリの残量がしきい値以下である、帰属している無線子機が存在しない、及び無線子機へのデータ転送量がしきい値以下であるの少なくとも１つを含む付記７又は８に記載の無線アクセスポイント装置。

［付記１０］
前記無線アクセスポイント装置は、前記無線子機と、外部ネットワークと間の通信を中継し、
前記無線設定決定手段は、前記外部ネットワークとの間の通信速度、及び前記外部ネットワークのスループットの少なくとも一方に基づいて前記第２の無線設定を決定する付記５から９何れか１つに記載の無線アクセスポイント装置。

［付記１１］
前記無線設定決定手段は、帰属する無線子機の無線能力に応じて前記第２の無線設定を決定する付記５から９何れか１つに記載の無線アクセスポイント装置。

［付記１２］
前記無線設定決定手段は、前記第１の無線設定で使用されるチャネルに比べて空いている確率が高いチャネルがある場合、該空いている確率が高いチャネルを使用して無線通信を行う無線設定を、前記第２の無線設定として決定する付記５から１１何れか１つに記載の無線アクセスポイント装置。

［付記１３］
無線アクセスポイント装置が、第１の無線設定の第１の仮想アクセスポイントを用いて無線子機と無線通信している場合に、前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成し、
前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える無線設定変更方法。

［付記１４］
無線アクセスポイント装置が、第１の無線設定の第１の仮想アクセスポイントを用いて無線子機と無線通信している場合に、前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成し、
前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える処理をプロセッサに実行させるためのプログラム。

１０：無線アクセスポイント装置
１１：無線通信手段
１２：仮想アクセスポイント生成手段
１３：仮想アクセスポイント切替手段
１００：無線アクセスポイント装置
１０１：無線通信部
１０２：設定変更判定部
１０３：無線設定決定部
１０４：仮想ＡＰ生成部
１０５：仮想ＡＰ切替部
１０６：外部ネットワーク監視部
２００−２０２：無線子機
３００、３１０、３２０：無線ＬＡＮ親機
３０１、３０２、３１１、３２１：無線子機

Claims (10)

1. 第１の無線設定で無線子機と無線通信する第１の仮想アクセスポイントを用いて、前記無線子機と無線通信する無線通信手段と、
   前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成する仮想アクセスポイント生成手段と、
   前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える仮想アクセスポイント切替手段とを備える無線アクセスポイント装置。
2. 前記仮想アクセスポイント切替手段は、前記第１の仮想アクセスポイントから前記無線子機にＢＴＭ（Basic Service Set Transition Management）メッセージを送信させ、前記無線子機を前記第２の仮想アクセスポイントに誘導する請求項１に記載の無線アクセスポイント装置。
3. 前記仮想アクセスポイント切替手段は、前記第１の仮想アクセスポイントが出力するビーコンを段階的に低下させつつ、前記ＢＴＭメッセージを送信させる請求項２に記載の無線アクセスポイント装置。
4. 前記仮想アクセスポイント切替手段は、前記第１の仮想アクセスポイントから前記無線子機にＣＳＡ（Channel Switch Announcement）メッセージを送信させ、前記第１の仮想アクセスポイントから出力されるビーコンを停止させることで、前記ＢＴＭメッセージの送信後に前記第１の仮想アクセスポイントに接続し続ける無線子機の接続先を前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える請求項２又は３に記載の無線アクセスポイント装置。
5. 前記第２の無線設定を決定する無線設定決定手段を更に備え、
   前記無線設定決定手段は、通信帯域幅及び使用アンテナ数の少なくとも一方が、前記第１の無線設定における通信帯域幅及び使用アンテナ数の少なくとも一方より削減された無線設定を、前記第２の無線設定として決定する請求項１から４何れか１項に記載の無線アクセスポイント装置。
6. 前記無線アクセスポイント装置は、前記無線子機と、外部ネットワークと間の通信を中継し、
   前記無線設定決定手段は、前記外部ネットワークとの間の通信速度、及び前記外部ネットワークのスループットの少なくとも一方に基づいて前記第２の無線設定を決定する請求項５に記載の無線アクセスポイント装置。
7. 前記無線設定決定手段は、帰属する無線子機の無線能力に応じて前記第２の無線設定を決定する請求項５又は６に記載の無線アクセスポイント装置。
8. 前記無線設定決定手段は、前記第１の無線設定で使用されるチャネルに比べて空いている確率が高いチャネルがある場合、該空いている確率が高いチャネルを使用して無線通信を行う無線設定を、前記第２の無線設定として決定する請求項５から７何れか１項に記載の無線アクセスポイント装置。
9. 無線アクセスポイント装置が、第１の無線設定の第１の仮想アクセスポイントを用いて無線子機と無線通信している場合に、前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成し、
   前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える無線設定変更方法。
10. 無線アクセスポイント装置が、第１の無線設定の第１の仮想アクセスポイントを用いて無線子機と無線通信している場合に、前記第１の無線設定とは異なる第２の無線設定で無線子機と無線通信する第２の仮想アクセスポイントを生成し、
    前記無線子機が無線通信する仮想アクセスポイントを、前記第１の仮想アクセスポイントから前記第２の仮想アクセスポイントに切り替える処理をプロセッサに実行させるためのプログラム。

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