JP4600079B2 - 無線通信装置及び無線通信ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信ネットワークシステムに関し、例えば、複数の無線通信装置をアクセスポイントとして有して構成する無線通信ネットワークシステムに適用し得る。

従来、複数のアクセスポイントを有して構成される無線通信ネットワークシステムは、各アクセスポイントが、それぞれの無線到達範囲内に存在する無線端末と無線接続することで実現している。

無線通信ネットワーク環境においては、無線端末の移動性を確保するために、あらかじめ各アクセスポイントの位置を認識しておくことが必要である。従来、各アクセスポイントの位置を認識する方法としては、例えば、アクセスポイントの設置時にあらかじめ人手で登録する方法や、また例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を利用して各アクセスポイントの位置情報を取得する方法等がある（特許文献１参照）。

また、無線通信ネットワーク環境において、無線端末が、接続中のアクセスポイントの無線到達範囲を超えて移動すると、接続するアクセスポイントを切り替える必要がある。従来、このハンドオーバ処理の方法は、無線端末が、アクセスポイントとの受信強度が閾値を下回ったことを判断したときに、他のアクセスポイントの存在を調べるためのＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを送信する。そして、ＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを受信したすべてのアクセスポイントがＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信し、無線端末が、そのＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドの受信強度が一番強いとするアクセスポイントと接続するようにしている（図２及び特許文献２参照）。

特開２００１−２５８０５８号公報 特開２００３−１７４６６５号公報

ところで、近年、無線通信ネットワークシステムはあらゆる分野での適用が望まれており、その形態も適用分野に応じて様々なものが考えられる。そのため、システム形態を柔軟することが望まれる。このような実情及びその拡張などを考慮すると、アクセスポイントの位置を認識することはシステムにとって最も重要な基本的処理の一つである。

しかしながら、従来のように、人手により位置情報を登録する方法では、登録に時間がかかる上に、システムの拡大等に応じてアクセスポイントの数が増えることが考えられるので登録ミスが生じるおそれがある。また、アクセスポイントの追加や設置位置の変更に対しても柔軟な対応ができないという問題がある。また、ＧＰＳを利用する方法は、各アクセスポイントにＧＰＳ対応の位置情報取得装置を搭載させる必要があり、コストが高くなるという問題がある。

また、従来の無線端末の移動による接続先切り替え処理は、無線端末は、ＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを受信したすべてのアクセスポイントからのＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを受信し、それらの中から接続先を選択するものである。そのため、周辺にアクセスポイントが多数ある場合、無線端末は、その数に応じた多数のＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドが返信されてきてしまい、それら多数の中から接続先を決定しなければならない。よって、無線端末が接続先を決定するまでに時間がかかってしまい、それまでの間、通信が途切れてしまうという問題がある。

さらに、従来の無線通信ネットワークシステムにおいて、無線端末は、受信電界強度が一番強いアクセスポイントと接続するものとしている。そのため、場合によっては、近隣に複数のアクセスポイントが存在しているにもかかわらず、１台のアクセスポイントが複数の無線端末と接続し、そのアクセスポイントの処理負荷のみが大きくなり、ネットワークの通信効率に影響を与えるおそれもある。

そこで、接続をしていない無線端末からも無線信号を取り込むと共に、他の無線通信装置との情報交換を行うことで、無線端末及び周辺のアクセスポイントの位置関係の認識をさせることができ、その上で、所定の拡張処理ができる無線通信装置及び無線通信ネットワークシステムが求められている。

かかる課題を解決するために、第１の本発明の無線通信装置は、自装置の無線到達範囲内に存在する１又は複数の無線端末と接続可能なものであって、各無線端末の無線通信を実現する無線通信ネットワークシステムを構成する無線通信装置において、（１）接続している各無線端末が送出した無線信号だけでなく、接続していない各無線端末が送出したすべての無線信号をも受信する無線通信手段と、（２）無線通信ネットワークシステムを構成する他の無線通信装置に自装置が有する情報を定期的に送受信するシステム側通信手段と、（３）無線通信手段の受信情報及びシステム側通信手段が受信した他の無線通信装置からの受信情報に基づいて、無線通信ネットワークシステムの各無線通信装置間で同期させた、各無線端末の無線信号の受信情報及び各無線端末の接続先情報を示す端末管理テーブルを作成する端末管理テーブル作成手段と、（４）端末管理テーブルを参照し、同一無線端末からの無線信号の受信情報に基づいて他の無線通信装置との位置関係を認識する位置関係認識手段とを備えることを特徴とする。

また、第２の本発明の無線通信装置は、自装置の無線到達範囲内に存在する１又は複数の無線端末と接続可能なものであって、各無線端末の無線通信を実現する無線通信ネットワークシステムを構成する無線通信装置において、（１）接続している各無線端末が送出した無線信号だけでなく、接続していない各無線端末が送出したすべての無線信号をも受信する無線通信手段と、（２）無線通信ネットワークシステムを構成する他の無線通信装置に自装置が有する情報を定期的に送受信するシステム側通信手段と、（３）無線通信手段の受信情報及びシステム側通信手段が受信した他の無線通信装置からの受信情報に基づいて、無線通信ネットワークシステムの各無線通信装置間で同期させた、各無線端末の無線信号の受信強度情報及び各無線端末の接続先情報を示す端末管理テーブルを作成する端末管理テーブル作成手段と、（４）端末管理テーブルに基づいて、自装置が同一無線端末からの無線信号の受信強度が一番強く接続先候補となる場合にのみ、無線端末が送信した存否確認メッセージに対する応答メッセージを返信して、接続先切り替えを実行する接続先切り替え手段とを備えることを特徴とする。

さらに、第３の本発明の無線通信装置は、自装置の無線到達範囲内に存在する１又は複数の無線端末と接続可能なものであって、各無線端末の無線通信を実現する無線通信ネットワークシステムを構成する無線通信装置において、（１）接続している各無線端末が送出した無線信号だけでなく、接続していない各無線端末が送出したすべての無線信号をも受信する無線通信手段と、（２）無線通信ネットワークシステムを構成する他の無線通信装置に自装置が有する情報を定期的に送受信するシステム側通信手段と、（３）無線通信手段の受信情報及びシステム側通信手段が受信した他の無線通信装置からの受信情報に基づいて、無線通信ネットワークシステムの各無線通信装置間で同期させた、各無線端末の無線信号の受信強度情報及び各無線端末の接続先情報を示す端末管理テーブルを作成する端末管理テーブル作成手段と、（４）自装置が複数の無線端末と接続している場合に、端末管理テーブルに基づいて、複数の無線端末のうち受信強度が低い無線端末と受信可能な他の無線通信装置に接続先を切り替える負荷分散手段とを備えることを特徴とする。

さらにまた、第４の本発明の無線通信ネットワークシステムは、１又は複数の無線端末と、自装置の無線到達範囲内に存在する各無線端末と無線接続し、各無線端末の無線通信を実現する複数の無線通信装置とを備える無線通信ネットワークシステムにおいて、各無線通信装置が第１〜第３のいずれかに記載の無線通信装置であることを特徴とする。

本発明の無線通信装置及び無線通信ネットワークシステムによれば、接続をしていない無線端末からも無線信号を取り込むと共に、他の無線通信装置との情報交換を行うことで、無線端末及び周辺のアクセスポイントの位置関係の認識をさせることができ、その上で、所定の拡張処理ができる。

（Ａ）実施形態
以下、本発明の無線通信装置及び無線通信ネットワークシステムの実施形態について図面を参照して説明する。

（Ａ−１）実施形態
図１は、本実施形態の無線通信ネットワークシステムの概略的な構成を示す構成図である。

図１に示す本実施形態の無線ネットワークシステム１０は、４台のアクセスポイント１（１−１〜１−４）を有して構成され、各アクセスポイント１−１〜１−４が有線ネットワーク３に接続して構成される。また、本実施形態の無線ネットワークシステム１０は、移動可能な無線ネットワーク端末２を有し、各アクセスポイント１（１−１〜１−４）の無線到達範囲内に存在する無線ネットワーク端末２が、その無線到達範囲を形成するアクセスポイント１（１−１〜１−４）と無線通信を行う。

ここで、各アクセスポイント１−１〜１−４間が接続する有線ネットワーク３は、所定の通信プロトコルに従って通信を実現するネットワークである。有線ネットワーク３の通信プロトコルは特に限定されないが、例えばＴＣＰ／ＩＰに従った通信が可能である。

無線ネットワーク端末２は、アクセスポイント１（１−１〜１−４）と無線通信することができる無線通信端末である。無線ネットワーク端末２は、所定の無線通信方式に従って無線通信することができれば、例えば、無線通信機能を有するパーソナルコンピュータ（例えば、ノート型ＰＣ）、携帯電話機、ＰＤＡ端末、ＰＨＳ端末等が該当する。

アクセスポイント１（１−１〜１−４）は、所定の無線電波の到達範囲を有し、その無線到達範囲内に存在する無線ネットワーク端末２と無線通信することができるものである。また、アクセスポイント１（１−１〜１−４）は、例えば壁や天井等に固定的に設置されたものや、例えば簡単に取り外し、取り付けができるものや、又は例えば台車等に設けられて移動可能なものが適用可能である。

図１においては、各アクセスポイント１−１〜１−４の下に示した実線で示した円が、各アクセスポイント１−１〜１−４の無線到達範囲を示す。また、複数のアクセスポイント１−１〜１−４の無線到達範囲が重なりあっている範囲に無線ネットワーク端末２が存在する場合、無線ネットワーク端末２はいずれのアクセスポイント１−１〜１−４と通信可能である。なお、図１において、各アクセスポイント１−１〜１−４同士はお互いの無線到達範囲内に位置しないので、各アクセスポイント１−１〜１−４間の無線通信はできない。

図３は、アクセスポイント１（１−１〜１−４）の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、アクセスポイント１（１−１〜１−４）は、制御部１１、有線ネットワーク側通信部１２、無線通信部１３を少なくとも有する。

制御部１１は、アクセスポイント１（１−１〜１−４）が実現する機能を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるものである。そして、ＣＰＵがＲＯＭに格納されている処理プログラムを読み出し、その処理プログラムを実行することで所定機能を実現する。

有線ネットワーク側通信部１２は、有線ネットワーク３と接続し、各アクセスポイント１−１〜１−４間でデータを送受信する通信手段である。本実施形態の有線ネットワーク側通信部１２は、上述したようにＴＣＰ／ＩＰを通信プロトコルとするものを適用できる。

無線通信部１３は、自アクセスポイント１−１〜１−４の無線到達範囲に存在する無線ネットワーク端末２と無線通信する無線通信手段である。無線通信部１３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ等を通信プロトコルとして適用できるものである。

図４は、アクセスポイント１（１−１〜１−４）が実現し得る主な機能を示す機能ブロック図である。図４において、アクセスポイント１（１−１〜１−４）が実現する主な機能は、位置関係認識機能１１ａ、ハンドオーバ機能１１ｂ、負荷分散機能１１ｃを少なくとも有する。なお、これら機能１１ａ〜１１ｃは、制御部１１のＣＰＵがＲＯＭの処理プログラムを読み出して実行することで実現されるものである。

位置関係認識機能１１ａは、到来した無線ネットワーク端末２からの無線信号を取り込み、その無線信号の受信電界強度を測定し、各無線ネットワーク端末２についての受信電界強度に基づいて端末管理テーブル１１１を作成するものである。このとき、位置関係認識機能１１ａは、無線ネットワーク端末２から到来した無線信号の送信先が自アクセスポイント１でない場合も受信し、受信強度を測定する。

一般（従来）の無線通信ネットワークの場合、複数のアクセスポイント１の無線到達範囲の重複範囲内に無線ネットワーク端末２が存在するとき、無線ネットワーク端末２は、複数のアクセスポイント１のうち受信強度が最も強いアクセスポイント１と交信する。よって、そのときの無線信号の送信先は受信強度が最も大きいアクセスポイントのアドレスとなるため、他のアクセスポイント１は、たとえ無線ネットワーク端末２からの無線到達範囲に存在していたとしても、無線信号の送信先が自装置１でないので、その無線信号を廃棄していた。

しかし、本実施形態の場合、無線信号の送信先が自装置１でないときも、無線ネットワーク端末２から到来した無線信号を各アクセスポイント１は廃棄せず、すべて受信するものとする。これにより、接続していない無線ネットワーク端末２を含めた無線ネットワーク端末からの無線信号の受信強度をアクセスポイント１が管理することができる。

また、位置関係認識機能１１ａは、有線ネットワーク３を通じて端末管理テーブル１１１をブロードキャストで送信するものである。また、これに対応し、位置関係認識機能１１ａは、有線ネットワークを通じて他のアクセスポイント１からブロードキャストで端末管理テーブル１１１を受信し、自アクセスポイントが管理する端末管理テーブル１１１の内容と他アクセスポイントから受信した端末管理テーブル１１１の内容を合成するものである。

これにより、本来受信しない無線信号をもアクセスポイントは受信し、その無線信号の受信電界強度及び無線端末の接続先情報を示す端末管理テーブル１１１を作成することで、ネットワークにおける各アクセスポイントの接続状況を把握することができる。

さらに、位置関係認識機能１１ａは、端末管理テーブル１１１に基づいて、自アクセスポイント１と隣接アクセスポイント１との位置関係を認識するものである。

ここで、図５は、位置関係認識機能１１ａが管理する端末管理テーブル１１１の構成例を示す説明図である。図５において、端末管理テーブル１１１の項目は、例えば、記録アクセスポイント、通信アクセスポイント、無線ＮＷ端末、前回時間、前回電界強度、今回時間、今回電界強度などを有する。

「記録アクセスポイント」は、当該端末管理テーブル１１１を作成したアクセスポイントを示し、「通信アクセスポイント」は、無線ネットワーク端末２と通信をしているアクセスポイントを示す。「無線ＮＷ端末」は、通信アクセスポイントが無線通信している無線ネットワーク端末２を示す。なお、図５では、説明便宜上、アクセスポイント及び無線ネットワーク端末の名称を示すが、実際にはアクセスポイント及び無線ネットワーク端末を識別できるもの、例えばＭＡＣアドレスを示す。

「前回時間」は、通信アクセスポイントにおける無線ネットワーク端末２から電波を受信した前回の時間を示し、「前回電界強度」は、そのとき（前回）の通信アクセスポイントにおける受信電界強度である。また、「今回時間」は、通信アクセスポイントにおける無線ネットワーク端末２から電波を受信した今回の時間を示し、「今回電界強度」は、今回の通信アクセスポイントにおける受信電界強度である。

位置関係認識機能１１ａにおける、端末管理テーブル１１１に基づいて隣接アクセスポイント１との位置関係（トポロジー）を認識する方法の詳細は、後述する。

ハンドオーバ機能１１ｂは、後述するように、位置関係認識機能１１ａにより作成された端末管理テーブル１１１に基づいて、無線ネットワーク端末２からの無線信号の受信強度が一番強いアクセスポイントを、その無線ネットワーク端末２の親アクセスポイント候補として選出し、アクセスポイント１間で親アクセスポイント候補を認識しておく。そして、自アクセスポイント１が親アクセスポイント候補である場合にのみ、無線ネットワーク端末２からＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを受信すると、ＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドに対するＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信するものである。

つまり、ＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信するのは、ＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを受信したすべてのアクセスポイント１ではなく、親アクセスポイント候補となったアクセスポイントのみとすることができる。

そのため、アクセスポイント１側で、無線ネットワーク端末２のハンドオーバによる接続先の切り替え先を予め決定することができると共に、無線ネットワーク端末２に送信されるＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドの数は従来に比べて少なくなる。その結果、移動した無線ネットワーク端末２による接続先の決定が従来より容易になり、接続先決定までの時間が短くなる。

負荷分散機能１１ｃは、後述するように、位置関係認識機能１１ａにより作成された端末管理テーブル１１１に基づいて、自アクセスポイント１が無線通信を行っている無線ネットワーク端末２が、自アクセスポイント１以外と無線通信可能であるか否かを検索するものである。そして、自アクセスポイント１以外のアクセスポイント１がある場合には、そのアクセスポイント１に当該無線ネットワーク端末２の親アクセスポイントとなって無線通信するよう指示する。また、負荷分散機能１１ｃは、無線ネットワーク端末２の親アクセスポイントになるよう指示すると、当該無線ネットワーク端末２との無線通信を終了する。

一方、これに対して、親アクセスポイントになるよう指示を受けたアクセスポイント１において、負荷分散機能１１ｃは、無線ネットワーク端末２からのＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを受け取ると、ＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを送信し、無線ネットワーク端末２との無線通信を行う。

このように、無線ネットワーク端末２が他のアクセスポイント１と無線通信可能な場合に、他のアクセスポイント１との無線通信を行うようにすることで、１台のアクセスポイント１が行う無線通信の負担を分散することができるので、ネットワークの効率化を図ることができる。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、本実施形態の無線通信ネットワークシステム１０を構成するアクセスポイント１における動作について図面を参照して説明する。

（Ａ−２−１）アクセスポイントにおける位置関係認識処理
まず、本実施形態の無線通信ネットワークシステム１０を構成するアクセスポイント１における位置関係認識処理について図面を参照して説明する。

ここでは、図６に示すように、２台の無線ネットワーク端末２−１及び２−２が、アクセスポイント１（１−１〜１−４）と無線通信可能なネットワークを例に挙げて説明する。

なお、無線ネットワーク端末２−１は、受信強度が一番強いアクセスポイント１−１と無線通信しており、無線ネットワーク端末２−２は、受信強度が一番強いアクセスポイント１−４と無線通信しているものとする。

また、図７は、アクセスポイント１における位置関係認識処理を示す動作フローチャートである。

図７において、まず、アクセスポイント１の電源がＯＮにされ（Ｓ１）、立ち上がると、端末管理テーブル１１１は、記録内容がすべて消去されている状態に初期化される（Ｓ２）。

続いて、無線ネットワーク端末２側の電源もＯＮにされ、無線通信を開始しようとすると、無線ネットワーク端末２は、一番近いアクセスポイント１（無線ネットワーク端末２において受信強度が一番強いアクセスポイント１）と無線通信を開始する。

ここでの無線通信制御方法について簡単に説明する。例えば、まず、無線ネットワーク端末２がＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを無線送出する。これに対して、無線ネットワーク端末２の無線到達範囲に位置するアクセスポイント１がＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを受信すると、ＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信する。そして、無線ネットワーク端末２において、ＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドの受信強度が最も強いアクセスポイント１と無線通信を開始するようにする。

一方、アクセスポイント１において、無線ネットワーク端末２から無線信号が到来すると、その到来した無線信号の受信電界強度が測定される（Ｓ３）。

アクセスポイント１において、無線信号の受信電界強度が測定されると、その無線信号に含まれている送信元アドレスが取得される。そして、アクセスポイント１において、測定された受信電界強度及びその受信時刻が無線ネットワーク端末２ごとに端末管理テーブル１１１に記録される（Ｓ４）。

このとき、端末管理テーブル１１１への記録は、無線ネットワーク端末２と無線通信をしているアクセスポイント１だけでなく、無線ネットワーク端末２の無線到達範囲内に存在する全てのアクセスポイント１が行う。

例えば、図６の例において、無線ネットワーク端末２−１は一番受信電界強度の強いアクセスポイント１−１と無線通信を行っているが、アクセスポイント１−２及び１−３は、無線ネットワーク端末２−１の無線到達範囲内に属し、無線ネットワーク端末２−１から無線信号を受信可能である。そこで、アクセスポイント１−２及び１−３も、無線ネットワーク端末２−１からの無線信号を廃棄せず、無線信号の受信電界強度を測定し、端末管理テーブル１１１に記録する。

同様に、図６において、無線ネットワーク端末２−２はアクセスポイント１−４と無線通信を行っているが、アクセスポイント１−３及び１−４は、無線ネットワーク端末２−２の無線到達範囲内に属し、無線ネットワーク端末２−２から無線信号を受信可能である。そこで、アクセスポイント１−３も、無線信号の受信電界強度を測定し、端末管理テーブル１１１に記録する。

図８は、図６の各アクセスポイント１−１〜１−４における端末管理テーブル１１１の記録内容例を示す。

図８（Ａ）は、アクセスポイント１−１の端末管理テーブル１１１である。アクセスポイント１−１は、無線ネットワーク端末２−１の無線到達範囲内に位置するものであるから、無線信号の受信電界強度を測定できる。また、アクセスポイント１−１は、無線ネットワーク端末２−１と無線通信を行うものである。よって、図８（Ａ）に示すように、無線ネットワーク端末２−１について、「記録アクセスポイント」及び「通信アクセスポイント」の項目にアクセスポイント１−１が記録され、「前回時間」及び「前回電界強度」、「今回時間」及び「今回電界強度」がそれぞれ記録される。

また、図８（Ｂ）及び（Ｃ）は、アクセスポイント１−２及び１−３の端末管理テーブル１１１である。アクセスポイント１−２及び１−３は、無線ネットワーク端末２−１の無線到達範囲内に位置するが、無線通信を行うものでないので、図８（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、無線ネットワーク端末２−１について、「記録アクセスポイント」の項目にはアクセスポイント１−２及び１−３がそれぞれ記録され、「通信アクセスポイント」の項目にはアクセスポイント１−１が記録される。

また、アクセスポイント１−３は、無線ネットワーク端末２−２の無線到達範囲内に位置するが、無線通信を行うものでないので（図６参照）、図８（Ｃ）に示すように、無線ネットワーク端末２−２について、「記録アクセスポイント」の項目にはアクセスポイント１−３が記録され、「通信アクセスポイント」の項目にはアクセスポイント１−４が記憶される。

また、図８（Ｄ）は、アクセスポイント１−４の端末管理テーブル１１１である。アクセスポイント１−４は、無線ネットワーク端末２−２の無線到達範囲であり、かつ、無線通信を行うものである。よって、図８（Ｄ）に示すように、無線ネットワーク端末２−２について、「記録アクセスポイント」及び「通信アクセスポイント」の項目にアクセスポイント１−４が記録される。

各アクセスポイント１−１〜１−４において、各端末からの受信強度が端末管理テーブル１１１に記録されると、各アクセスポイント１−１〜１−４の端末管理テーブル１１１は、所定間隔ごとに有線ネットワーク３を通じてブロードキャストで送信される（Ｓ５）。

各アクセスポイント１−１〜１−４から端末管理テーブル１１１が送信されると、各アクセスポイント１−１〜１−４は他のアクセスポイント１−１〜１−４から端末管理テーブル１１１を受信する（Ｓ６）。

他のアクセスポイント１−１〜１−４から端末管理テーブル１１１を受け取ると、アクセスポイント１において、受信した端末管理テーブル１１１を自アクセスポイント１の端末管理テーブル１１１にマージする（Ｓ７）。

図９は、図６の各アクセスポイント１−１〜１−４がマージした端末管理テーブル１１１の記録内容例を示す。

図９（Ａ）は、アクセスポイント１−１の端末管理テーブル１１１である。アクセスポイント１−１は、有線ネットワーク３を通じて、アクセスポイント１−２〜１−４がそれぞれ有する端末管理テーブル１１１を受信し、マージすることで、図９（Ａ）に示すように、無線ネットワーク端末２−１及び２−２についての端末管理テーブル１１１を完成させることができる。

なお、各アクセスポイント１−１〜１−４は、端末管理テーブル１１１をブロードキャストで送信するので、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、各アクセスポイント１−１〜１−４のそれぞれについて同じ内容の端末管理テーブル１１１を保持することができる。

端末管理テーブル１１１を合成すると、各アクセスポイント１において、隣接アクセスポイントとの位置関係が認識される（Ｓ８）。

ここで、隣接アクセスポイントとの位置関係認識方法について、図１０のフローチャートと図１１の具体例を参照して説明する。

図１０において、端末管理テーブル１１１が合成されると、端末管理テーブル１１１の「記録アクセスポイント」項目に自アクセスポイント１とするものがあるか否かを判断する（Ｓ１１）。

そして、「記録アクセスポイント」項目に自アクセスポイント１とするものがある場合、その自アクセスポイント１を記録アクセスポイントとするときのテーブル内容から、無線ネットワーク端末２を抜き出す（Ｓ１２）。なお、「記録アクセスポイント」項目に自アクセスポイント１とするものがない場合は終了する。

例えば、図１１はアクセスポイント１−１における端末管理テーブルである。図１１において、アクセスポイント１−１は端末管理テーブル１１１を参照し、「記録アクセスポイント」項目がアクセスポイント１−１であるものを検索し、検索したアクセスポイント１−１の「無線ＮＷ端末」項目に記録されている無線ネットワーク端末２−１を抜き出す。

続いて、無線ネットワーク端末２を抜き出すと、その抜き出した無線ネットワーク端末２を「無線ＮＷ端末」項目として有するデータがあるか否かを判断する（Ｓ１３）。

そして、無線ネットワーク端末２を「無線ＮＷ端末」項目として有するデータがある場合、そのデータの「記録アクセスポイント」に記録されているアクセスポイント１を抜き出し（Ｓ１４）、その抜き出したアクセスポイント１を隣接アクセスポイントと認識できる（Ｓ１５）。

例えば、図１１の場合、アクセスポイント１−１において抜き出した無線ネットワーク端末２−１を「無線ＮＷ端末」項目に有する「アクセスポイント１−１」、「アクセスポイント１−２」及び「アクセスポイント１−３」が抜き出される。

このとき、アクセスポイント１−１は自アクセスポイントであるから、隣接アクセスポイントは「アクセスポイント１−２」及び「アクセスポイント１−３」であると認識できる。

以上のようにして、自アクセスポイントの隣接アクセスポイントを認識することができる。

また、アクセスポイント１−２〜１−４においても、同様にして、隣接アクセスポイントの認識が行われ、アクセスポイント１−２の隣接アクセスポイントは、「アクセスポイント１−１」及び「アクセスポイント１−３」であり、アクセスポイント１−３の隣接アクセスポイントは、「アクセスポイント１−１」、「アクセスポイント１−２」及び「アクセスポイント１−４」であり、アクセスポイント１−４の隣接アクセスポイントは、「アクセスポイント１−３」であると認識できる。

以上より、各アクセスポイント１は、隣接アクセスポイントとの位置関係を認識することができ（図７のＳ９）、図１１の例の場合、図１２に示すような位置関係を各アクセスポイント１は認識できる。

（Ａ−２−２）無線通信ネットワークシステムにおけるハンドオーバ処理
次に、図６に示す無線通信ネットワークシステム１０において、無線ネットワーク端末２−１がアクセスポイント１−１に近い側からアクセスポイント１−３に近い側へ移動したときに、無線ネットワーク端末２−１と通信するアクセスポイント１を切り替えるハンドオーバ処理について図１３を参照して説明する。

図１３は、無線通信ネットワークシステム１０におけるハンドオーバ処理を説明する説明図である。

まず、図１３において、無線ネットワーク端末２−１はアクセスポイント１−１と無線通信を行っている（Ｓ２１）。

このとき、図７で説明した場合と同様に、無線ネットワーク端末２−１の無線到達範囲内に存在する各アクセスポイント１は、無線ネットワーク端末２−１が送出した無線信号をすべて受信し、受信電界強度を測定する（図７のＳ３、Ｓ４）。そして、各アクセスポイント１−１〜１−４は、定期的にブロードキャストで端末管理テーブル１１１を送信し、端末管理テーブル１１１のマージを行なっている（図７のＳ５〜Ｓ７）。

各アクセスポイント１−１〜１−４において端末管理テーブル１１１がマージされると、各アクセスポイント１−１〜１−４において、端末管理テーブル１１１を参照して、無線ネットワーク端末２−１からの受信電界強度が一番強いアクセスポイント１は、どのアクセスポイントであるかの判断が行われる。そして、無線ネットワーク端末２−１からの受信電界強度が一番強いアクセスポイント１を親アクセスポイント候補と決定し、各アクセスポイント１−１〜１−４間で、その旨を定期的に通信しあい、予め認識しておく（Ｓ２２）。

例えば、図１３の例において、端末管理テーブル１１１が参照され、無線ネットワーク端末２−１からの受信電界強度が一番強いアクセスポイントがアクセスポイント１−３であると判断されると、各アクセスポイント１−１〜１−４の間で、アクセスポイント１−３が、親アクセスポイント候補と決定され、認識される。これにより、各アクセスポイント１−１〜１−４が、親アクセスポイント候補を共通に認識することができる。

なお、この親アクセスポイント候補の決定及び認識のための各アクセスポイント間の通知は定期的に行うものである。そのため、図１３では、無線ネットワーク端末２−１によるＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドの送信までに、各アクセスポイント間の通知を１回として示すが、当然複数回なされるものである。

その後、無線ネットワーク端末２−１がアクセスポイント１−３側に移動し、無線ネットワーク端末２−１において、現在無線通信をしているアクセスポイント１−１からの受信電界強度が低下すると（例えば、受信電界強度が閾値以下になると）、無線ネットワーク端末２−１はＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを送信する（Ｓ２３）。

無線ネットワーク端末２−１からＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドが送信されると、親アクセスポイント候補として決定されたアクセスポイント１−３のみが、ＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドに対するＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信する（Ｓ２４）。

このとき、例えば、アクセスポイント１−１及び１−２は、無線ネットワーク端末２−１の無線到達範囲内に存在するものであり、無線ネットワーク端末２−１からＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを受信可能である。

しかし、Ｓ２２において、アクセスポイント１−１及び１−２は、予め無線ネットワーク端末２−１に対する親アクセスポイント候補がアクセスポイント１−３であり、自アクセスポイント１−１及び１−２は親アクセスポイント候補でないと認識しているので、無線ネットワーク端末２−１に対するＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドの返信機能を一時的に停止させ、ＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信させない。

これに対して、アクセスポイント１−３は、親アクセスポイント候補であると認識しているので、無線ネットワーク端末２−１に対するＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドの返信機能がそのまま起動し、ＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信する。

このようにすることで、ＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドの返信数が複数となることによる無線ネットワーク端末２−１における接続先決定までの時間を短くすることができる。

Ｓ２４において、アクセスポイント１−３が送信したＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドが無線ネットワーク端末２−１に与えられると、無線ネットワーク端末２−１とアクセスポイント１−３との間で、所定の接続処理（Authentication及びReassociation等）が行われ、無線ネットワーク端末２−１と無線通信するアクセスポイントが、アクセスポイント１−１からアクセスポイント１−３に切り替えられて、無線ネットワーク端末２−１は、アクセスポイント１−３と無線通信する（Ｓ２５）。

このようにして、無線通信ネットワークシステム１０におけるハンドオーバ処理が行なわれる。

（Ａ−２−３）無線通信ネットワークシステムにおける負荷分散処理
以下では、図１４に示すような無線通信ネットワークシステム１０の構成を有し、３台の無線ネットワーク端末２−１〜２−３が、１台のアクセスポイント１−１と接続しているため、アクセスポイント１−１の処理負荷を分散させる動作を図１６の説明図を参照して説明する。

なお、このときのアクセスポイント１−１が有する端末管理テーブル１１１の内容は図１５に示すような内容とする。

図１６において、アクセスポイント１−１は、３台の無線ネットワーク端末２−１〜２−３と接続している（Ｓ３１）。

アクセスポイント１−１は、端末管理テーブル１１１を参照し、接続中の無線ネットワーク端末２−１〜２−３を検索し、その検索した複数の無線ネットワーク端末２−１〜２−３の中から受信電界強度が一番低い無線ネットワーク端末２を選択する（Ｓ３２）。

例えば、図１５の端末管理テーブル１１１を参照すると、アクセスポイント１−１は、アクセスポイント１−１と接続中の無線ネットワーク端末２−１〜２−３のうち、無線ネットワーク端末２−２の受信電界強度が一番低いことが分かる。

そして、アクセスポイント１−１において、受信電界強度が一番低い無線ネットワーク端末２−２が選択されると、端末管理テーブル１１１を参照して、その無線ネットワーク端末２−２の無線到達範囲内に存在するアクセスポイント１であって、自アクセスポイント１−１以外のアクセスポイントがあるか否かを検索する（Ｓ３３）。

例えば、図１５の端末管理テーブル１１１を参照すると、「無線ＮＷ端末」項目に「無線ネットワーク端末２−２」が記録されているテーブル内容は「Ｎｏ.５」であり、このテーブル内容の「記録アクセスポイント」項目から「アクセスポイント１−２」を検索する。

その検索の結果、自アクセスポイント１−１以外のアクセスポイントがない場合は再度Ｓ３２に戻り、その次に受信電界強度が低い無線ネットワーク端末２について、同様の処理を施す。

一方、検索の結果、自アクセスポイント１−１以外のアクセスポイントが検索できると、無線ネットワーク端末２−２からの受信電界強度が一番強いアクセスポイント１を選択し、そのアクセスポイントを親アクセスポイント候補とし、その旨を有線ネットワーク３を通じて送信する。このとき、アクセスポイント１−１は、他のアクセスポイント１−３及び１−４には、それぞれ親アクセスポイント候補にならないよう依頼する（Ｓ３４）。

例えば、図１５においては、アクセスポイント１−１以外で無線ネットワーク端末２−２からの無線信号を受信できるのはアクセスポイント１−２のみであるから、アクセスポイント１−２が選択されて、親アクセスポイント候補となる。

その後、アクセスポイント１−１は無線ネットワーク端末２−２との無線通信を終了する（Ｓ３５）。

そうすると、無線ネットワーク端末２−２は、無線通信をすることができるアクセスポイント１が存在するか否かを判断するため、ＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを送信する（Ｓ３６）。

親アクセスポイント候補であるアクセスポイント１−２が、無線ネットワーク端末２−２からのＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドを受信すると、アクセスポイント１−２のみが、ＰｒｏｂｅＲｅｑコマンドに対するＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信し（Ｓ３７）、無線ネットワーク端末２−２とアクセスポイント１−２との間で接続処理がなされる（Ｓ３８）。

これにより、アクセスポイント１−１と接続していた無線ネットワーク端末２−２について、接続先をアクセスポイント１−１からアクセスポイント１−２に切り替えることができるので、アクセスポイント１−１の収容端末を減らすことができるので、アクセスポイント１−１の処理負荷を軽減させることができる。

なお、アクセスポイント１−１において処理負荷の確認をするようにしてもよい。そして、アクセスポイント１−１における処理負荷が小さくなっていない場合にはＳ３２に戻り、更に負荷分散処理を行ない、アクセスポイント処理負荷の負担が小さくなっている場合には負荷分散処理を終了する（Ｓ３９）。

（Ａ−３）実施形態の効果
以上、本実施形態によれば、接続していない無線端末が送出した無線信号をも取り込み、その無線信号の受信電界強度を測定し、かつ、他のアクセスポイント１からの情報も得て、端末管理テーブル１１１を作成することで、近隣の他のアクセスポイント１との位置関係を知ることができる。

また、本実施形態によれば、端末管理テーブル１１１に基づいて、ある無線ネットワーク端末２についての親アクセスポイント候補を決定し、無線ネットワーク端末２が移動する際、その親アクセスポイント候補となったアクセスポイント１のみが、ＰｒｏｂｅＲｓｐコマンドを返信するようにしたので、無線ネットワーク端末２は１つのアクセスポイントを接続先として容易に切り替えることができるから、接続先切り替えに時間がかからず、通信の途切れが減少する。

さらに、本実施形態によれば、複数の無線ネットワーク端末２と接続している際に、最も受信電界強度が低い無線ネットワーク端末についての他の接続先を、端末管理テーブル１１１を参照して検索することができ、接続先を切り替えることができるので、アクセスポイント１の処理負荷が減少すると共に、ネットワークとしての通信効率もよくなる。

（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）上述した実施形態において、無線通信ネットワークシステムは、例えば、無線ＬＡＮ環境下での手順を例に示したが、これに限定されず、デジタルで無線通信を行うシステム（例えば、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、携帯電話システム、ＰＨＳなどのシステム）にも適用可能である。

（Ｂ−２）端末管理テーブル１１１を作成することができれば、位置関係認識機能１１ａ、ハンドオーバ機能１１ｂ、負荷分散機能１１ｃをそれぞれ単独の機能又は組み合わせた機能としてアクセスポイントが有する構成をとることができる。

（Ｂ−３）上述した実施形態において、各アクセスポイント１間が有線ネットワーク３で接続されているものとして説明したが、各アクセスポイント間１で自装置が有する情報を送受信することができれば、有線網に限定されず、無線網若しくは有線網と無線網とを結合させた網に適用できる。

（Ｂ−４）上述した実施形態の位置関係認識機能１１ａの説明において、他のアクセスポイント１との相対的な位置関係のみが分かるものとして説明したが、あるアクセスポイントについて絶対的な位置情報を登録し、より詳細なアクセスポイントの位置を認識させるようにしてもよい。

（Ｂ−５）上述した実施形態のハンドオーバ機能１１ｂの説明では、「今回電界強度」項目を参照して、親アクセスポイント候補を決定した。しかし、「前回電界強度」及び「今回電界強度」の履歴変化を利用して決定してもよい。例えば、電界強度の履歴変化が弱くなっているもの（例えば、「−６０ｄｂｍ」から「−６５ｄｂｍ」に変化するもの）は、親アクセスポイント候補から除外するようにしてもよい。これにより、親アクセスポイント候補の決定の際、履歴変化が強くなっているものを対象とでき、対象数を減少できるので、より簡単に決定することができる。

本実施形態の無線通信ネットワークシステムの概略的な構成図である。 従来の無線通信ネットワークシステムのハンドオーバ処理を説明する説明図である。 本実施形態のアクセスポイントの内部構成図である。 本実施形態のアクセスポイントが実行する機能ブロック図である。 本実施形態の端末管理テーブルの構成例を示す説明図である。 本実施形態の無線通信ネットワークシステムの構成例を示す構成図である。 本実施形態のアクセスポイントにおける動作フローチャートである。 本実施形態の各アクセスポイントが有する端末管理テーブルの内容例を示す説明図である。 本実施形態の各アクセスポイントが有する端末管理テーブルの内容例を示す説明図である。 本実施形態のアクセスポイントにおける位置関係認識処理の動作フローチャートである。 本実施形態のアクセスポイントにおける位置関係認識処理の具体例を示す説明図である。 本実施形態の無線通信ネットワークシステムの位置関係認識結果例である。 本実施形態のハンドオーバ処理を説明する説明図である。 本実施形態の無線通信ネットワークシステムの構成例を示す構成図である。 本実施形態のアクセスポイントが有する端末管理テーブルの内容例を示す説明図である。 本実施形態の負荷分散処理を説明する説明図である。

符号の説明

１（１−１〜１−４）…アクセスポイント、２（２−１〜２−３）…無線ネットワークシステム、３…有線ネットワーク、１１…制御部、１２…有線ネットワーク側通信部、１３…無線通信部、１１ａ…位置関係認識機能、１１ｂ…ハンドオーバ機能、１１ｃ…負荷分散機能、１０…無線通信ネットワークシステム。

Claims (6)

1. 自装置の無線到達範囲内に存在する１又は複数の無線端末と接続可能なものであって、上記各無線端末の無線通信を実現する無線通信ネットワークシステムを構成する無線通信装置において、
   接続している上記各無線端末が送出した無線信号だけでなく、接続していない上記各無線端末が送出したすべての無線信号をも受信する無線通信手段と、
   上記無線通信ネットワークシステムを構成する他の無線通信装置に自装置が有する情報を定期的に送受信するシステム側通信手段と、
   上記無線通信手段の受信情報及び上記システム側通信手段が受信した他の無線通信装置からの受信情報に基づいて、上記無線通信ネットワークシステムの各無線通信装置間で同期させた、上記各無線端末の無線信号の受信情報及び上記各無線端末の接続先情報を示す端末管理テーブルを作成する端末管理テーブル作成手段と、
   上記端末管理テーブルを参照し、同一無線端末からの無線信号の受信情報に基づいて他の無線通信装置との位置関係を認識する位置関係認識手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 上記端末管理テーブル作成手段は、上記無線通信ネットワークシステムを構成する各無線通信装置における上記各無線端末の無線信号の受信強度を管理し、
   上記端末管理テーブルに基づいて、自装置が同一無線端末からの無線信号の受信強度が一番強く接続先候補となる場合にのみ、無線端末が送信した存否確認メッセージに対する応答メッセージを返信して、接続先切り替えを実行する接続先切り替え手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 上記端末管理テーブル作成手段は、上記無線通信ネットワークシステムを構成する各無線通信装置における上記各無線端末の無線信号の受信強度を管理し、
   自装置が複数の上記無線端末と接続している場合に、上記端末管理テーブルに基づいて、上記複数の無線端末のうち受信強度が低い無線端末と受信可能な他の無線通信装置に接続先を切り替える負荷分散手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 自装置の無線到達範囲内に存在する１又は複数の無線端末と接続可能なものであって、上記各無線端末の無線通信を実現する無線通信ネットワークシステムを構成する無線通信装置において、
   接続している上記各無線端末が送出した無線信号だけでなく、接続していない上記各無線端末が送出したすべての無線信号をも受信する無線通信手段と、
   上記無線通信ネットワークシステムを構成する他の無線通信装置に自装置が有する情報を定期的に送受信するシステム側通信手段と、
   上記無線通信手段の受信情報及び上記システム側通信手段が受信した他の無線通信装置からの受信情報に基づいて、上記無線通信ネットワークシステムの各無線通信装置間で同期させた、上記各無線端末の無線信号の受信強度情報及び上記各無線端末の接続先情報を示す端末管理テーブルを作成する端末管理テーブル作成手段と、
   上記端末管理テーブルに基づいて、自装置が同一無線端末からの無線信号の受信強度が一番強く接続先候補となる場合にのみ、無線端末が送信した存否確認メッセージに対する応答メッセージを返信して、接続先切り替えを実行する接続先切り替え手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
5. 自装置の無線到達範囲内に存在する１又は複数の無線端末と接続可能なものであって、上記各無線端末の無線通信を実現する無線通信ネットワークシステムを構成する無線通信装置において、
   接続している上記各無線端末が送出した無線信号だけでなく、接続していない上記各無線端末が送出したすべての無線信号をも受信する無線通信手段と、
   上記無線通信ネットワークシステムを構成する他の無線通信装置に自装置が有する情報を定期的に送受信するシステム側通信手段と、
   上記無線通信手段の受信情報及び上記システム側通信手段が受信した他の無線通信装置からの受信情報に基づいて、上記無線通信ネットワークシステムの各無線通信装置間で同期させた、上記各無線端末の無線信号の受信強度情報及び上記各無線端末の接続先情報を示す端末管理テーブルを作成する端末管理テーブル作成手段と、
   自装置が複数の上記無線端末と接続している場合に、上記端末管理テーブルに基づいて、上記複数の無線端末のうち受信強度が低い無線端末と受信可能な他の無線通信装置に接続先を切り替える負荷分散手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
6. １又は複数の無線端末と、
   自装置の無線到達範囲内に存在する上記各無線端末と無線接続し、上記各無線端末の無線通信を実現する複数の無線通信装置と
   を備える無線通信ネットワークシステムにおいて、
   上記各無線通信装置が請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装置であることを特徴とする無線通信ネットワークシステム。

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