JP4499765B2 - 無線端末用のハンドオーバ閾値決定装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末用のハンドオーバ閾値を決定する技術に関する。

セル単位でサービスを提供する無線ＬＡＮシステムにおいて、無線端末がセル間を移動する場合、無線端末は、無線リンクが確立されているアクセスポイント（ＡＰ）から、より通信状態の良いＡＰに接続先を切り換えるハンドオーバ （Hand Over）を行う。

従来、ハンドオーバ技術は、例えば、特許文献１、２、３、及び４のように、各種検討はされている。これら検討では、無線端末は、通信状態が劣化したときにハンドオーバ処理を実施するが、その通信状態の劣化は無線リンクが確立されているＡＰからの受信信号レベルをハンドオーバ閾値（ＨＯ閾値）と比較参照することにより検知することが、一般的には前提とされている。
特開平０８−１９１３０５号公報 特開２００２−２７１３４５号公報 特開２００４−２０７９２２号公報 特開２００６−９３９４５号公報

従来において、ＨＯ閾値を決定する具体的な方法は検討されておらず、ＨＯ閾値は、無線端末の使用環境（ＡＰの配置や出力性能など）に関係なく、予めアドホックな値に固定的に設定されている場合が多かった。そのため、無線端末の使用環境によっては、必ずしも適切にハンドオーバできない場合がある。

すなわち、ＨＯ閾値が必要以上に低い場合、なかなかＡＰ探索処理が行われない（現在の接続ＡＰが手放さない）ので、本来であればもっと良いＡＰがあるにもかかわらず、そちらに接続されないという問題が生じる。

逆に、ＨＯ閾値が必要以上に高い場合、ＡＰ探索処理が行われる頻度は上昇するが、探索時点での最良ＡＰが現在の接続ＡＰである可能性も高くなり、その場合、結局ハンドオーバは行われない。つまり、本来、ハンドオーバの必要がない場合でも、頻繁にＡＰ探索処理が行われてしまうという問題が生じる。

ここで、ＨＯ閾値と無線端末の使用環境を整合させて適切なハンドオーバが行われるようにすべく、使用環境側、すなわち、ＡＰの配置や出力性能自体を調整することも考えられる。しかし、そのような調整は試行錯誤とならざるをえず、通常の運用において常にＡＰの位置等を変更できるとは限らないため、現実的な対応策とは言えない。

また、従来の無線端末の中にはユーザがＨＯ閾値を設定できるものものもあるが、ＨＯ閾値の設定に関する具体的な指針までは示されていないため、そのような無線端末を利用する場合、ユーザは結局、試行錯誤によってＨＯ閾値を調整しなければならない。このような試行錯誤によるＨＯ閾値の設定は、ユーザに大きな負担を強いるものであることに加え、設定したＨＯ閾値が適切であることも何ら保証されない点でやはり現実的ではない。

そこで、本発明は、無線端末の使用環境に応じて適切なタイミングでＡＰ探索処理が行われるようにＨＯ閾値を設定することができる新しい枠組みを提供することを目的とする。

本発明の閾値決定装置は、無線リンクが確立されているアクセスポイント（以下、「ＡＰ」という）からの受信信号レベルがハンドオーバ閾値（以下、「ＨＯ閾値」という）以下となった場合に接続可能なＡＰを探索する処理を実行する無線端末用の、ＨＯ閾値を決定する装置であって、ＡＰ₁〜ＡＰ_Kの（Ｋ≧３）中から複数選択されたＡＰペアを構成する各ＡＰについて、ＡＰペアの相手方からの受信信号レベル（以下、「ＡＰペア信号レベル」という）を取得し、ＡＰペア識別情報に対応づけて受信信号レベル記憶手段に記憶するＡＰペア信号レベル取得手段と、前記受信信号レベル記憶手段を参照してＡＰペア（ＡＰ_X、ＡＰ_Y）に対応するＡＰペア信号レベルＳ_YX、Ｓ_XYを読み出し、２ＡＰ間の距離ｄを記憶するＡＰ間距離記憶手段を参照してＡＰ_XＡＰ_Y間距離ｄ_XYを読み出し、以下の式に基づいて、ＡＰ_XとＡＰ_Yとを結ぶ直線上で両ＡＰからの受信信号レベルが同等となる平衡地点Ｚを求める平衡地点決定手段と、
ｄ_X＝ｄ_XY×１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ）／（１＋１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ））；ただし、ｄ_Xは地点ＺのＡＰ_Xからの距離、Ｎは伝播損失係数
ＡＰペア（ＡＰ_X、ＡＰ_Y）について、前記求めた平衡地点ＺにおけるＡＰ_X又はＡＰ_Yからの受信信号レベルＳ_Zを算出する手段と、各ＡＰペアについてそれぞれ算出した受信信号レベルＳ_Zの最小値を求め、これをＨＯ閾値に決定する閾値決定手段と、を備えることを特徴とする。なお、上記式において「Ａ＾Ｂ」とは、ＡのＢ乗を示す表記である。

好適には、ＡＰペア信号レベル取得手段が、ＡＰペアを構成する各ＡＰに対して、ＡＰペア信号レベルを通知するように指示し、該指示の応答としてＡＰペア信号レベルを受け付けることを特徴とする。

また好適には、更に、各ＡＰと無線リンクが確立されている無線端末に前記決定したＨＯ閾値が設定されるように、該ＡＰを制御する閾値制御手段を備える。

また好適には、更に、ＡＰ₁〜ＡＰ_Kの位置を母点としてボロノイ分割を行った場合の、隣接するボロノイ領域に対応する２つのＡＰをＡＰペアとして選択するＡＰペア選択手段を備える。又は、更に、ＡＰ間の距離ｄが一定値以下となる組み合わせをＡＰペアとして選択するＡＰペア選択手段を備える。

本発明の無線ＬＡＮコントローラは、本発明の閾値決定装置を備えることを特徴とする。

本発明のアクセスポイントは、本発明の閾値決定装置を備えることを特徴とする。

本発明の閾値決定方法は、無線リンクが確立されているアクセスポイント（ＡＰ）からの受信信号レベルがハンドオーバ閾値（ＨＯ閾値）以下となった場合に接続可能なＡＰを探索する処理を実行する無線端末のために、ＨＯ閾値を決定する方法であって、ＡＰ₁〜ＡＰ_Kの中から複数選択されたＡＰペアを構成する各ＡＰについて、ＡＰペアの相手方からの受信信号レベル（ＡＰペア信号レベル）を取得する工程と、２ＡＰ間の距離ｄを記憶するＡＰ間距離記憶手段を参照して、ＡＰペアを構成するＡＰ間の距離ｄを読み出す工程と、ＡＰペア（ＡＰ_X、ＡＰ_Y）について取得したＡＰペア信号レベルＳ_YX、Ｓ_XY及び読み出した距離ｄ_XYに基づいて、以下の式に従って、ＡＰ_XとＡＰ_Yとを結ぶ直線上で両ＡＰからの受信信号レベルが同等となる平衡地点Ｚを求める工程と、
ｄ_X＝ｄ_XY×１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ）／（１＋１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ））；ただし、ｄ_Xは地点ＺのＡＰ_Xからの距離、Ｎは伝播損失係数
ＡＰペア（ＡＰ_X、ＡＰ_Y）について、平衡地点ＺにおけるＡＰ_X又はＡＰ_Yからの受信信号レベルＳ_Zを算出する工程と、各ＡＰペアについてそれぞれ算出した受信信号レベルＳ_Zの最小値を求め、これをＨＯ閾値に決定する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明のプログラムは、本発明の閾値決定方法の各工程を情報処理装置（無線ＬＡＮコントローラやアクセスポイントを含む）上で実行させることを特徴とする。本発明のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種の記録媒体を通じて、又は通信ネットワークを介してダウンロードすることにより、情報処理装置にインストールまたはロードすることができる。

なお、本明細書において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されても良い。

本発明によれば、無線端末の使用環境に応じてＡＰ探索処理が行われるようにＨＯ閾値を設定することができる新しい枠組みを提供することができる。

（第１実施形態）
以下に本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態である無線ＬＡＮシステム１の概略構成を表す図である。このシステムには、無線端末１０、無線端末１０と通信可能に構成される複数のＡＰ２０、ＡＰ２０と通信可能に構成される無線ＬＡＮコントローラ３０が構成要素として含まれる。図１には無線端末１０及び無線ＬＡＮコントローラ３０を１台ずつ、ＡＰ２０を３台記載しているが、設計に応じて図１に示すのと異なる台数を備えるように無線ＬＡＮシステム１を構成してもよい。

無線ＬＡＮシステム１では、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６シリーズ（ＷｉＭＡＸ）、第３世代携帯電話システムなどの、既存の無線ＬＡＮや無線ＭＡＮの方式を採用することができる。ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ（Ｗｉ−Ｆｉ）などの無線ＬＡＮやＩＥＥＥ８０２．１６シリーズ（ＷｉＭＡＸ）や第３世代携帯電話システムなどの無線ＭＡＮの方式は周知であり、また本発明の枠組みは無線ＬＡＮや無線ＭＡＮの方式自体には依存しないため、ここでは、無線ＬＡＮシステム１で採用する無線ＬＡＮの方式の説明、例えばフレーム構成や通信プロトコルなどの説明については省略する。

無線端末１０は、従来の無線端末と同様に、アンテナ送受信回路、ＲＦ回路、信号変換器、比較器、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアを備えており、これらによって、ＡＰ２０と無線通信を行う無線通信手段１１、ＡＰ２０からの受信信号強度を測定する信号強度測定手段１２、ＨＯ閾値を記憶するハンドオーバ閾値記憶手段１３、ＡＰ２０からの受信信号強度がＨＯ閾値以下となった場合に、接続可能なＡＰ２０の探索（スキャン）を開始するＡＰ探索手段１４、接続可能なＡＰ２０が見つかった場合に、認証、ＩＰ取得、登録、呼制御等からなる一連のハンドオーバ処理を行うハンドオーバ処理手段１５などの機能手段を実現している（図２（ａ）参照）。

更に、本実施形態の無線端末１０は、図２（ａ）に示すように、ＡＰ２０から閾値設定指示を受け付けた場合、該指示で指定されたＨＯ閾値をハンドオーバ閾値記憶手段１３に記憶する閾値設定手段１６を備えている。

ＡＰ２０は、従来のアクセスポイントと同様に、アンテナ送受信回路、ＲＦ回路、信号変換器、比較器、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＬＡＮインタフェース等のハードウェアを備えており、これらによって、無線端末１０や他のＡＰ２０等の通信機器と無線通信を行う無線通信手段２１、例えばイーサーネット（登録商標）等に基づく有線ＬＡＮを介して無線ＬＡＮコントローラ３０等の他の通信機器と有線通信を行う有線通信手段２２などを実現している（図２（ｂ）参照）。

更に、本実施形態のＡＰ２０は、図２（ｂ）に示すように、無線ＬＡＮコントローラ３０によって指定されたＡＰからの受信信号強度を測定し、その測定結果を無線ＬＡＮコントローラ３０に対して送信する信号強度測定手段２３、自装置と無線リンクが確立されている無線端末１０に対してＨＯ閾値設定指示を送信する閾値設定指示手段２４などを備えている。

無線ＬＡＮコントローラ３０は、従来の無線ＬＡＮコントローラ（無線ＬＡＮスイッチ）と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＬＡＮインタフェース等のハードウェアを備えており、これらによって、各ＡＰ２０等と有線通信を行う有線通信手段３１、各ＡＰ２０の制御・管理を行うＡＰ管理手段３２などを実現している（図２（ｃ）参照）。

ただし、本実施形態の無線ＬＡＮコントローラ３０は、図２（ｃ）に示すように、ＨＯ閾値の自動決定を行うための機能手段として、ＡＰ間距離記憶手段４１、ＡＰペア記憶手段４２、信号強度記憶手段４３、信号強度取得手段４４、平衡地点決定手段４５、平衡信号強度算出手段４６、閾値決定手段４７、閾値制御手段４８を備える点で、従来の無線ＬＡＮコントローラとは異なっている。

ＡＰ間距離記憶手段４１は、無線ＬＡＮコントローラ３０が管理するＡＰ２０₁〜ＡＰ２０_K（Ｋ≧３）に関して、２ＡＰ間の距離ｄ_ij（１≦ｉ、ｊ≦Ｋ）を記憶している。図３に、Ｋ＝３の場合のＡＰ間距離記憶手段４１のデータ構造の例を模式的に示す。ＡＰ間の距離ｄは、ＡＰ２０₁〜ＡＰ２０_Kを設置した後に無線ＬＡＮシステム１の管理者等によって測定され、ＡＰ間距離記憶手段４１に予め登録されているものとする。

ＡＰペア記憶手段４２は、ＡＰペア識別情報に対応づけて、ＡＰペアを構成する各ＡＰ２０の識別情報（装置名、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスなど）を記憶している。図４に、Ｋ＝３の場合のＡＰペア記憶手段４２のデータ構造の例を模式的に示す。

ＡＰペアとは、ＨＯ閾値の自動決定に際して受信信号強度が参照されるＡＰのペアであり、ＡＰ２０₁〜ＡＰ２０_Kの中の任意の２つのＡＰの組み合わせから複数のＡＰペアが選択される。

ＡＰペアの理想的な選択方法は、ＡＰ２０₁〜ＡＰ２０_Kの各位置を母点としてボロノイ分割を行い、隣接するボロノイ領域に対応する２つのＡＰをＡＰペアとして選択することである。このようにＡＰペアを選択した場合、後述するように、ＡＰ間を結ぶ直線上を移動する場合において適切なＡＰ探索処理を行うことができる。

ＡＰペアの選択は自動的に行われてもマニュアルで行われてもよい。すなわち、無線ＬＡＮコントローラ３０が、上記のような選択方法に従って自動的にＡＰペアを選択し、ＡＰペア記憶手段４２に登録するＡＰペア選択手段を備えるように構成してもよいし、無線ＬＡＮシステム１の管理者等が、上記のような選択方法にしたがって予めＡＰペアを選択し、ＡＰペア記憶手段４２に登録する構成としてもよい。なお、ボロノイ分割は周知技術であるため、当業者であれば、上記のような選択方法によりＡＰペアを選択するＡＰペア選択手段を実現することが可能である。

信号強度記憶手段４３は、ＡＰペア識別情報に対応づけて、ＡＰペア信号強度を記憶している。図５に、Ｋ＝３の場合の信号強度記憶手段４３のデータ構造の例を模式的に示す。

ＡＰペア信号強度とは、ＡＰペアの一方のＡＰで測定した他方のＡＰからの受信信号強度である。例えばＡＰペア（ＡＰ_X、ＡＰ_Y）の場合、ＡＰ_Yにおいて検出したＡＰ_Xからの受信信号強度Ｓ_XYと、ＡＰ_Xにおいて検出したＡＰ_Yからの受信信号強度Ｓ_YXとの２つの受信信号強度が、ＡＰペア（ＡＰ_X、ＡＰ_Y）のＡＰペア信号強度となる。

他の機能手段（信号強度取得手段４４〜閾値制御手段４８）については、ＨＯ閾値自動設定処理の説明において詳述する。

なお、無線端末１０、ＡＰ２０、無線ＬＡＮコントローラ３０は、図２に示した機能手段以外にも、通常の無線端末、アクセスポイント、無線ＬＡＮコントローラが備える機能手段と同等の構成を備えている。

以下、図６に示すフローチャートに基づいて、無線ＬＡＮシステム１において実行されるＨＯ閾値自動設定処理について説明する。なお、各工程（符号が付与されていない部分的な工程を含む）は処理内容に矛盾を生じない範囲で、任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。

（ＨＯ閾値自動設定処理）
無線ＬＡＮコントローラ３０の信号強度取得手段４４は、所定のタイミングで（例えば定期的に）、ＡＰペア記憶手段４２を参照してＡＰペアを構成する各ＡＰの識別情報を読み出し、該識別情報で特定されるＡＰ２０に対して、ＡＰペア識別情報、ＡＰペアの相手方ＡＰの識別情報を指定して、ＡＰペア信号強度の通知指示を送信する（Ｓ１０１）。

ＡＰ２０の信号強度測定手段２３は、有線通信手段２２を介してＡＰペア信号強度通知指示を受け付けた場合、該指示においてＡＰペアの相手方として指定されたＡＰからの受信信号強度（すなわち、ＡＰペア信号強度）を測定する。そして、その測定結果を、ＡＰペア識別情報とともに、無線ＬＡＮコントローラ３０に対して送信する（Ｓ１０２）。

信号強度取得手段４４は、ＡＰペア信号強度通知指示の応答として、有線通信手段３１を介してＡＰペア信号強度を取得した場合、該ＡＰペア信号強度を、該ＡＰペア信号強度とともに取得したＡＰペア識別情報に対応づけて、信号強度記憶手段４３に記憶する（Ｓ１０３）。

無線ＬＡＮコントローラ３０の平衡地点決定手段４５は、ＡＰペア記憶手段４２に記憶される複数のＡＰペアについてＡＰペア信号強度を取得できた場合、各ＡＰペアについて以下の平衡地点決定処理を実行する（Ｓ１０４〜Ｓ１０６）。

すなわち、ＡＰペア（ＡＰ_X、ＡＰ_Y）を例に説明すると、平衡地点決定手段４５は、信号強度記憶手段４３を参照してＡＰペア（ＡＰ_X、ＡＰ_Y）に対応するＡＰペア信号強度Ｓ_YX、Ｓ_XYを読み出し、またＡＰ間距離記憶手段４１を参照して、ＡＰ_XＡＰ_Y間距離ｄ_XYを読み出す（Ｓ１０４）。

次に、平衡地点決定手段４５は、以下の式（１）に基づいて、ＡＰ_XとＡＰ_Yとを結ぶ直線上で両ＡＰからの受信信号強度が同等となる平衡地点Ｚを求める（Ｓ１０５）。

ｄ_X＝ｄ_XY・１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ）／（１＋１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ）） （１）
ただし、式（１）において、ｄ_Xは平衡地点ＺのＡＰ_Xからの距離、Ｎは伝播損失係数である。

伝播損失係数Ｎは、典型的にはＮ＝２０であるが、無線ＬＡＮシステム１の使用環境において受信信号強度を測定し、その測定結果に基づいて推定した値を用いてもよい。

ここで、今ＡＰ_X、ＡＰ_Yの受信アンテナ利得がともにＧａ［ｄＢｉ］であり、無線端末１０の受信アンテナ利得がＧｃ［ｄＢｉ］であると仮定して、式（１）の導出方法を説明する。

自由空間伝播損失Ｌ［ｄＢ］は、一般に、以下のように表すことができる。

Ｌ＝２０ｌｏｇ（４πｄ・ｆ／ｃ）
＝２０ｌｏｇ（ｄ）＋２０ｌｏｇ（ｆ／ｃ）＋Ｃ （２）
式（２）において、ｌｏｇは常用対数であり、ｄは伝播距離、ｆは無線通信に用いる周波数、ｃは光速、Ｃは２０・ｌｏｇ（４π）である。

ＡＰ_Xと平衡地点Ｚとの距離をｄ_X、ＡＰ_Yと平衡地点Ｚとの距離をｄ_Yとすると、平衡地点ＺにおけるＡＰ_Xからの受信信号強度Ｓ_XZ［ｄＢｍ］、及び、平衡地点ＺにおけるＡＰ_Yからの受信信号強度Ｓ_YZ［ｄＢｍ］は、式（２）を用いて以下のように表すことができる。

Ｓ_XZ＝Ｓ_XY＋２０ｌｏｇ（ｄ_Y）＋２０ｌｏｇ（ｆ／ｃ）＋Ｃ−Ｇａ＋Ｇｃ（３）
Ｓ_YZ＝Ｓ_YX＋２０ｌｏｇ（ｄ_X）＋２０ｌｏｇ（ｆ／ｃ）＋Ｃ−Ｇａ＋Ｇｃ（４）
そして、平衡地点ＺではＳ_XZ＝Ｓ_YZであるから、式（３）及び（４）より、以下の式（５）を導くことができる。

Ｓ_XY−Ｓ_YX＝２０ｌｏｇ（ｄ_X）−２０ｌｏｇ（ｄ_Y）＝２０（ｌｏｇ（ｄ_X）−ｌｏｇ（ｄ_Y））＝２０ｌｏｇ（ｄ_X／ｄ_Y） （５）
更に、式（５）を変形して、以下の式（６）を得ることができる。

ｄ_Y／ｄ_X＝１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／２０） （６）
そして、ｄ_XY＝ｄ_X＋ｄ_Yであるから、式（６）を次のように変形することができ、その結果、Ｎ＝２０の場合における上述の式（１）を導出することができる。

ｄ_X／（ｄ_XY−ｄ_X）＝１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／２０）
ｄ_X＝（ｄ_XY−ｄ_X）・１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／２０）
ｄ_X・（１＋１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／２０））＝ｄ_XY・１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／２０）
ｄ_X＝ｄ_XY・１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／２０）／（１＋１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／２０））
次に、無線ＬＡＮコントローラ３０の平衡信号強度算出手段４６は、前記求めた平衡地点ＺにおけるＡＰ_X又はＡＰ_Yからの受信信号強度Ｓ_Z（＝Ｓ_XY＝Ｓ_YX）を算出する（Ｓ１０６）。

受信信号強度Ｓ_Zは、例えば式（１）により得られたｄ_Xを式（４）に代入することで算出することができる。この際、式（４）における２０ｌｏｇ（ｆ／ｃ）、Ｃ、Ｇａ、Ｇｃの各項は、いずれもＡＰ２０の設置状況に依存しない値であるため、ＨＯ閾値自動設定処理に先だって求めておくことができる。なお、ｄ_Xに代えてｄ_Yを求め、式（３）に代入して受信信号強度Ｓ_Zを求めてもよい。

次に、無線ＬＡＮコントローラ３０の閾値決定手段４７は、ＡＰペア記憶手段４２に記憶される複数のＡＰペアについてそれぞれ算出した受信信号強度Ｓ_Zの中から最小値を求め、これをＨＯ閾値Ｓ_hに決定する（Ｓ１０７）。

次に、無線ＬＡＮコントローラ３０の閾値制御手段４８は、ＡＰ２０と無線リンクが確立されている無線端末１０に前記決定したＨＯ閾値Ｓ_hが設定されるように、ＡＰ２０を制御する（Ｓ１０８）。具体的には、各ＡＰ２０に対して、ＨＯ閾値Ｓ_hを指定したＨＯ閾値制御指示を送信する。

ＡＰ２０のＨＯ閾値設定指示手段２４は、有線通信手段２２を介してＨＯ閾値制御指示を受け付けた場合、自装置と無線リンクが確立されている無線端末１０に対して、ＨＯ閾値制御指示で指定されたＨＯ閾値Ｓ_hを設定するように指示する（Ｓ１０９）。具体的には、各無線端末１０に対して、ＨＯ閾値Ｓ_hを指定したＨＯ閾値設定指示を送信する。

無線端末１０のＨＯ閾値設定手段１６は、無線通信手段１１を介してＨＯ閾値設定指示を受け付けた場合、該指示で指定されたＨＯ閾値Ｓ_hをハンドオーバ閾値記憶手段１３に記憶する（Ｓ１１０）。これにより、以降において、無線端末１０のＡＰ探索手段１４は、現在、無線リンクが確立されているＡＰ２０からの受信信号強度がＨＯ閾値Ｓ_h以下となった場合に、接続可能なＡＰ２０の探索処理を開始することになる。

なお、探索により見つかったＡＰ２０に接続を切り替えるか否かの基準は設計に応じて定めることができるが、例えば、探索により見つかったＡＰ２０からの受信信号強度がＨＯ閾値より大きい場合に接続を切り替えるように構成することが考えられる。

以下、上記のように決定したＨＯ閾値Ｓ_hを用いることで、無線端末の使用環境に応じて適切なタイミングでＡＰ探索処理を行うことができる原理を説明する。

“ＨＯ閾値が必要以上に低く、ＡＰ探索処理が行われないために、本来であればもっと良いＡＰがあるにもかかわらず、そちらに接続されないという問題”に鑑みれば、ＨＯ閾値はなるべく大きい方が良いことになる。

しかし、課題において説明したように、ＨＯ閾値を高く設定しすぎると、本来、ハンドオーバの必要がない場合でも、頻繁にＡＰ探索処理が行われてしまうという問題が生じる。

ここで、ＡＰ２０からの受信信号強度がＨＯ閾値となる円領域Ｘを考える。本実施形態のようにＨＯ閾値Ｓ_hを決定した場合、上述した理想的な選択方法でＡＰペアを選択したならば、各ＡＰの円領域Ｘは必ず他のＡＰの円領域Ｘと重複又は接することになる。図７（ａ）に、ＡＰペア（ＡＰ₁、ＡＰ₃）について求めた受信信号強度Ｓ_Zが最小値であり、かかるＳ_ZがＨＯ閾値Ｓ_hに決定された場合の、各ＡＰ２０の円領域Ｘを概念的に示す。

このことは、無線端末１０がＡＰ間を結ぶ直線上を移動することを前提として、ＨＯ閾値Ｓ_h以下となった時点でＡＰ探索処理を行った場合に、受信信号強度がＨＯ閾値Ｓ_hと等しい（接する場合）か、より強い（重複）他のＡＰが存在することを保証する。換言すれば、ＨＯ閾値Ｓ_h以下となるタイミングでＡＰ探索処理を行えば、ＨＯ閾値Ｓ_h以上の受信信号強度となる他のＡＰを見つけることができる。またＡＰ間を結ぶ直線上以外を移動する場合においても、ＡＰの配置が適切であれば、ＨＯ閾値Ｓ_h以上の受信信号強度となる他のＡＰを見つけられる可能性が高い。

逆に、ＨＯ閾値Ｓ_hより大きい閾値を設定した場合、円領域Ｘが重複しないＡＰペアが必ず存在する。図７（ｂ）に、ＡＰペア（ＡＰ₁、ＡＰ₃）について求めた受信信号強度Ｓ_Zが最小値であり、かかるＳ_Zより大きいＨＯ閾値Ｓ_hが設定された場合の、各ＡＰ２０の円領域Ｘを概念的に示す。この場合、円領域Ｘが重複しないＡＰペア間を結ぶ直線上を移動する無線端末１０は、受信信号強度がＨＯ閾値Ｓ_h以下となるタイミングでＡＰ探索処理を行っても、原則としてＨＯ閾値Ｓ_h以上の受信信号強度となる他のＡＰを見つけることはできない。

以上から、ＨＯ閾値Ｓ_hは、“閾値が必要以上に低く、ＡＰ探索処理が行われないために、本来であればもっと良いＡＰがあるにもかかわらず、そちらに接続されないという問題”を最大限に抑制しつつ、上記保証が得られる閾値となっており、かかる点で、無線端末の使用環境に応じてＡＰ探索処理を行うことができる閾値となっている。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。

例えば、上記実施形態では、受信信号レベルを表す指標としての受信信号強度を受信電力としているが、受信電界強度などの種々の指標を受信信号レベルとして用いてもよい。

また例えば、上記実施形態では、周知の無線ＬＡＮ方式としてＩＥＥＥ８０２．１１シリーズなどを例示しているが、本発明の枠組みは、無線リンクが確立されているアクセスポイントからの受信信号レベルがＨＯ閾値以下となった場合に接続可能アクセスポイントを探索する処理を実行する無線端末を使用する無線ＬＡＮシステムであれば、他の無線ＬＡＮ方式、無線ＭＡＮを採用する無線システムに対しても適用可能である。

また例えば、上記実施形態では、無線ＬＡＮコントローラ３０がＨＯ閾値の自動決定を行うための機能手段を備える構成としているが、該機能手段を無線ＬＡＮコントローラ３０とは別体に設けたＨＯ閾値自動決定装置が備えるように構成してもよい。また、該機能手段をＡＰ２０が備える構成としてもよい。

また例えば、上記実施形態では、ＡＰペアの理想的な選択方法としてボロノイ分割を用いる方法を説明したが、本発明はこのような構成に限られるものではない。例えば、上述の理想的な選択方法を近似するものとして、ＡＰ間の距離ｄが一定値以下となる組み合わせをＡＰペアとして選択する方法が考えられる。このような選択方法によっても、ほぼ上記保証が得られるように、ＨＯ閾値Ｓｈを決定することができる。なお、このような選択方法を採用する場合、例えば、無線ＬＡＮコントローラ３０が、ＡＰ間距離記憶手段４１を参照してＡＰ間の距離ｄが一定値以下となる組み合わせを自動的にＡＰペアとして選択する構成としてもよいし、無線ＬＡＮシステム１の管理者等が予めＡＰの設置状況に応じてＡＰ間の距離ｄが一定値以下となる２つのＡＰをＡＰペアとして選択する構成としてもよい。

また例えば、上記実施形態では、ＡＰペア記憶手段４２に記憶される複数のＡＰペアについてＡＰペア信号強度を取得できた場合に、平衡地点決定手段４５がＳ１０４以降の処理を実行する構成としているが、例えばＡＰペア信号強度の通知指示を送信してから一定時間経過した場合に、平衡地点決定手段４５がＳ１０４以降の工程を実行する構成としてもよい。この場合、一定時間内に一方又は両方のＡＰペア信号強度を取得できなかったＡＰペアについては、Ｓ１０４以降の工程の処理対象から外すことが考えられる。

また例えば、上記実施形態では、ＨＯ閾値自動設定処理においてＡＰペアを選択する構成としているが、ＨＯ閾値自動設定処理に先だってＡＰペアを選択し、各ＡＰ２０に対してＡＰペアの相手方となる他のＡＰの識別情報を通知しておく構成としてもよい。この場合、ＡＰ２０の信号強度測定手段２３は、例えば定期的にＡＰペアの相手方ＡＰからの受信信号強度を測定してＲＡＭ等に記憶しておき、無線ＬＡＮコントローラ３０からＡＰペア信号強度通知指示を受け付けた場合に、ＲＡＭ等に記憶したＡＰペア信号強度を読み出して無線ＬＡＮコントローラ３０に対して送信すればよい。

また例えば、上記実施形態では、式（２）で表される伝播損失モデルを用いて式（１）を導出しているが、他の伝播損失モデルを用いても同様に式（１）を導出することができる。例えば、ＩＴＵ−Ｒ勧告Ｐ．１２３８−４のＡｎｎｅｘ１項目３．１では、Ｌ＝Ｎ・ｌｏｇ（ｄ）＋２０・ｌｏｇ（ｆ）＋Ｌ_f（ｎ）−２８という伝播損失モデルが示されている（Ｌ_fはfloor penetration loss factor、ｎは送信装置と受信装置との間のフロア数）。この伝播損失モデルにおいて（２０・ｌｏｇ（ｆ）＋Ｌ_f（ｎ）−２８）を定数項として取り扱えるため、上記実施形態と同様にして式（１）を導出することができる。この場合、同Ａｎｎｅｘ１項目３．１のＴＡＢＬＥ２を参照して、伝播損失係数Ｎについて、２．４ＧＨｚ帯の無線通信の場合、Ｎ＝３０、５ＧＨｚ帯の無線通信の場合、Ｎ＝３１を採用してもよい。

また例えば、上記実施形態では、ＡＰ探索手段１４、ハンドオーバ処理手段１５によって、ＡＰ２０からの受信信号強度がＨＯ閾値以下となった場合に、接続可能なＡＰ２０の探索（スキャン）を開始し、接続可能なＡＰ２０が見つかった場合に、認証、ＩＰ取得、登録、呼制御等からなる一連のハンドオーバ処理を行うように構成しているが、ＡＰ２０からの受信信号強度がＨＯ閾値以下となる前に、接続可能なＡＰ２０の探索を開始し、接続可能なＡＰ２０が見つかった場合に、予め接続候補としてその情報を無線端末１０内に記憶し、ＡＰ２０からの受信信号強度がＨＯ閾値以下となった場合に、接続候補の中から接続先を選択するように構成してもよい。

また例えば、上記実施形態では、信号強度測定手段２３について、無線ＬＡＮコントローラ３０によって指定されたＡＰからの受信信号強度を測定し、その測定結果を無線ＬＡＮコントローラ３０に対して送信する構成としているが、無線ＬＡＮコントローラ３０から指定されたＡＰに限られずに、受信可能な全てのＡＰからの受信信号強度を測定し、その測定結果を無線ＬＡＮコントローラ３０に対して送信する構成としてもよい。

また例えば、ＡＰペアの各ＡＰのアンテナ利得が異なるときは、即ち、ＡＰ_Xのアンテナ利得がＧａ_X、ＡＰ_Yアンテナ利得がＧａ_Y、のときは、式（１）は、次のように導出することができる。

ｄ_X＝ｄ_XY・１０＾（（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）＋（Ｇａ_X−Ｇａ_Y））／Ｎ）／（１＋１０＾（（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）＋（Ｇａ_X−Ｇａ_Y））／Ｎ））
また例えば、上記実施形態では、ＡＰ２０が有線通信手段２２を介して無線ＬＡＮコントローラ３０から各指示を受け付ける構成としているが、ＡＰ２０が無線通信手段２１を介して無線ＬＡＮコントローラ３０や他のＡＰ２０などから各指示を受け付ける構成とすることもできる。この場合、ＡＰ２０は必ずしも有線通信手段２２を備えていなくてもよい。

無線ＬＡＮシステム１の概略構成を表わす図である。 無線端末１０、ＡＰ２０、無線ＬＡＮコントローラ３０の機能構成を示すブロック図である。 ＡＰ間距離記憶手段４１のデータ構造の例を示す図である。 ＡＰペア記憶手段４２のデータ構造の例を示す図である。 信号強度記憶手段４３のデータ構造の例を示す図である。 無線ＬＡＮシステム１におけるＨＯ閾値自動設定処理を説明するためのフローチャートである。 ＨＯ閾値Ｓ_hを用いた場合に、無線端末の使用環境に応じて適切なタイミングでＡＰ探索処理を行うことができる原理を説明する図である。

符号の説明

１ 無線ＬＡＮシステム
１０ 無線端末
１１ 無線通信手段
１２ 信号強度測定手段
１３ ハンドオーバ閾値記憶手段
１４ ＡＰ探索手段
１５ ハンドオーバ処理手段
１６ 閾値設定手段
２０ アクセスポイント
２１ 無線通信手段
２２ 有線通信手段
２３ 信号強度測定手段
２４ 閾値設定指示手段
３０ 無線ＬＡＮコントローラ
３１ 有線通信手段
３２ ＡＰ管理手段
４１ ＡＰ間距離記憶手段
４２ ＡＰペア記憶手段
４３ 信号強度記憶手段
４４ 信号強度取得手段
４５ 平衡地点決定手段
４６ 平衡信号強度算出手段
４７ 閾値決定手段
４８ 閾値制御手段

Claims (9)

1. ３台以上のアクセスポイント（以下、「ＡＰ」という）と、無線リンクが確立されているＡＰからの受信信号レベルがハンドオーバ閾値（以下、「ＨＯ閾値」という）以下となった場合に接続可能なＡＰを探索する処理を実行する無線端末とを含む無線ＬＡＮシステムを対象として、ＨＯ閾値を決定する装置であって、
   前記３台以上のＡＰ₁〜ＡＰ_K （Ｋ≧３；ＫはＡＰの台数）の中から複数選択されたＡＰペアを構成する各ＡＰについて、ＡＰペアの相手方からの受信信号レベル（以下、「ＡＰペア信号レベル」という）を取得し、ＡＰペア識別情報に対応づけて受信信号レベル記憶手段に記憶するＡＰペア信号レベル取得手段と、
   前記受信信号レベル記憶手段を参照して、ＡＰペアを構成する２台のＡＰ _X 、ＡＰ _Y （１≦Ｘ、Ｙ≦Ｋ）に対応するＡＰペア信号レベルＳ_YX、Ｓ_XY （ここで、Ｓ _YX は、ＡＰ _X において検出したＡＰ _Y からの受信信号強度であり、Ｓ _XY は、ＡＰ _Y において検出したＡＰ _X からの受信信号強度である）を読み出し、２台のＡＰ間の距離ｄを記憶するＡＰ間距離記憶手段を参照して、ＡＰ_XＡＰ_Y間距離ｄ_XYを読み出し、以下の式に基づいてｄ _X を求め、ＡＰ _X とＡＰ _Y とを結ぶ直線上においてＡＰ _X からの距離がｄ _X となる地点Ｚを求めることで、ＡＰ_XとＡＰ_Yとを結ぶ直線上で両ＡＰからの受信信号レベルが同等となる平衡地点Ｚを求める平衡地点決定手段と、
   ｄ_X＝ｄ_XY×１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ）／（１＋１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ））；ただし、ｄ_Xは地点ＺのＡＰ_Xからの距離、Ｎは伝播損失係数
   ＡＰペアを構成する２台のＡＰ _X 、ＡＰ _Y について、前記求めた平衡地点ＺにおけるＡＰ_X又はＡＰ_Yからの受信信号レベルＳ_Zを、以下の式、又は以下の式と同等な式に基づいて算出する手段と、
   Ｓ _Z ＝Ｓ _YX ＋２０ｌｏｇ（ｄ _X ）＋２０ｌｏｇ（ｆ／ｃ）＋Ｃ−Ｇａ＋Ｇｃ
   ここで、ｌｏｇは常用対数、ｆは無線通信に用いる周波数、ｃは光速、Ｃは２０・ｌｏｇ（４π）、ＧａはＡＰ _X 、ＡＰ _Y の受信アンテナ利得、Ｇｃは前記無線端末の受信アンテナ利得、
   各ＡＰペアについてそれぞれ算出した受信信号レベルＳ_Zの中から最小値を求め、これを前記無線ＬＡＮシステムにおいて用いるＨＯ閾値に決定する閾値決定手段と、
   前記決定したＨＯ閾値を記憶するよう前記無線端末にＡＰを介して指示する手段と、
   を備えることを特徴とする閾値決定装置。
2. ＡＰペア信号レベル取得手段が、ＡＰペアを構成する各ＡＰに対して、ＡＰペア信号レベルを通知するように指示し、該指示の応答としてＡＰペア信号レベルを受け付けることを特徴とする請求項１記載の閾値決定装置。
3. 更に、ＡＰと無線リンクが確立されている前記無線端末に前記決定したＨＯ閾値が設定されるように、ＡＰを制御する閾値制御手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の閾値決定装置。
4. 更に、前記３台以上のＡＰ₁〜ＡＰ_Kの位置を母点としてボロノイ分割を行った場合の、隣接するボロノイ領域に対応する２つのＡＰをＡＰペアとして選択するＡＰペア選択手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の閾値決定装置。
5. 更に、ＡＰ間の距離ｄが一定値以下となる組み合わせをＡＰペアとして選択するＡＰペア選択手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の閾値決定装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の閾値決定装置を備える無線ＬＡＮコントローラ。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の閾値決定装置を備えるアクセスポイント。
8. ３台以上のアクセスポイント（以下、「ＡＰ」という）と、無線リンクが確立されているＡＰからの受信信号レベルがハンドオーバ閾値（以下、「ＨＯ閾値」という）以下となった場合に接続可能なＡＰを探索する処理を実行する無線端末とを含む無線ＬＡＮシステムを対象として、ＨＯ閾値を決定する方法であって、
   前記３台以上のＡＰ₁〜ＡＰ_K （Ｋ≧３；ＫはＡＰの台数）の中から複数選択されたＡＰペアを構成する各ＡＰについて、ＡＰペアの相手方からの受信信号レベル（以下、「ＡＰペア信号レベル」という）を取得する工程と、
   ２台のＡＰ間の距離ｄを記憶するＡＰ間距離記憶手段を参照して、各ＡＰペアについて、ＡＰペアを構成するＡＰ間の距離ｄを読み出す工程と、
   ＡＰペアを構成する２台のＡＰ _X 、ＡＰ _Y （１≦Ｘ、Ｙ≦Ｋ）について取得したＡＰペア信号レベルＳ_YX、Ｓ_XY （ここで、Ｓ _YX は、ＡＰ _X において検出したＡＰ _Y からの受信信号強度であり、Ｓ _XY は、ＡＰ _Y において検出したＡＰ _X からの受信信号強度である）、及び、ＡＰペアを構成する２台のＡＰ _X 、ＡＰ _Y について読み出したＡＰ _X 、ＡＰ _Y 間の距離ｄ _XY に基づいて、以下の式に従ってｄ _X を求め、ＡＰ _X とＡＰ _Y とを結ぶ直線上においてＡＰ _X からの距離がｄ _X となる地点Ｚを求めることで、ＡＰ_XとＡＰ_Yとを結ぶ直線上で両ＡＰからの受信信号レベルが同等となる平衡地点Ｚを求める工程と、
   ｄ_X＝ｄ_XY×１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ）／（１＋１０＾（（Ｓ_XY−Ｓ_YX）／Ｎ））；ただし、ｄ_Xは地点ＺのＡＰ_Xからの距離、Ｎは伝播損失係数
   ＡＰペアを構成する２台のＡＰ _X 、ＡＰ _Y について、前記求めた平衡地点ＺにおけるＡＰ_X又はＡＰ_Yからの受信信号レベルＳ_Zを、以下の式、又は以下の式と同等な式に基づいて算出する工程と、
   Ｓ _Z ＝Ｓ _YX ＋２０ｌｏｇ（ｄ _X ）＋２０ｌｏｇ（ｆ／ｃ）＋Ｃ−Ｇａ＋Ｇｃ
   ここで、ｌｏｇは常用対数、ｆは無線通信に用いる周波数、ｃは光速、Ｃは２０・ｌｏｇ（４π）、ＧａはＡＰ _X 、ＡＰ _Y の受信アンテナ利得、Ｇｃは前記無線端末の受信アンテナ利得、
   各ＡＰペアについてそれぞれ算出した受信信号レベルＳ_Zの中から最小値を求め、これを前記無線ＬＡＮシステムにおいて用いるＨＯ閾値に決定する工程と、
   前記決定したＨＯ閾値を記憶するよう前記無線端末にＡＰを介して指示する工程と、
   を備えることを特徴とする閾値決定方法。
9. 請求項８記載の閾値決定方法をコンピュータで実行させるための情報処理プログラム。

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