JP4750607B2 - システム、情報処理装置、管理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信の状態に応じてチャネルの切り換えを行うシステム、情報処理装置、管理方法及びプログラムに関する。

従来より、無線ＬＡＮの周波数資源の効率的な利用のために種々の技術が提案されている。特許文献１には、無線アクセスポイントが新たなチャネルに移行するメカニズム、より詳細には、“最小のＲＳＳＩ”かつ／または“最小のＣＣＡ（Clear Channel Assessment）”を持つチャネルを選択することが開示されている。また、非特許文献１には、チャネルの品質測定と切り換え（スイッチ）をIEEE802.11の管理フレームでおこなう手順が示されている。さらに、特許文献２には、正規チャネル品質パラメータ（regCSIQ）によって最適なチャネルを選択し、複数のアクセスポイント間でチャネルを交換（スワップ）する技術が開示されている。

これらの従来技術によれば、一つの無線アクセスポイントに接続される通信端末の数が増え、競合が発生して通信品質が劣化した場合に、別のチャネルに切り替えて通信品質の向上を図ることが行われる。
特表２００４−５２０７６６号公報 特開２００３−３２２６８号公報 IEEE 802.11h-2003

しかしながら、従来の無線通信システムにおいては、新たなチャネルへの切替が必要か否かの判断は、通信を行った結果のチャネル品質のみを基準にしている。即ち、実際に通信品質が悪くなってから通信チャネルが移行されることになる。そのため、例えば、ストリームデータのマルチキャスト通信を、リアルタイムでバッファリングすることなく受信して録画するような場合には、ストリームデータが欠落するといったような問題が生じることになる。つまり、このような取り返しのきかない通信であっても、従来の方式では、通信（録画）を始めた後、品質が悪くなってから品質を改善する処理が行われる。

このような状況で、近年、無線製品の普及に伴い、一つのシステムや居住空間などで複数の周波数チャネルを使用するようになってきている。そのようなシステムでは、使用する電波が互いに干渉がないようにチャネルを割り当てている。しかし、IEEE 11b/gやIEEE 11aにおいて割当可能なチャネル数は３〜８であり、その数より多くの利用者が密集する集合住宅のような環境では、多数の無線アクセスポイントが通信圏内に配置されることになり、チャネル干渉が発生する配置にならざるをえない。

そのため、従来は、干渉元の端末やアクセスポイントの送信電力を低減させ、アクセスポイントの通信圏を狭める方策がとられている。しかし、“干渉したら、お互いに送信電力を下げる”というこのアルゴリズムは、自身の送信電力を下げるものであり、このような送信電力の低下も無線通信に問題を引き起こす可能性がある。例えば、ある利用者Ａの家のアクセスポイントと隣の家のアクセスポイントとの距離が、利用者Ａのシステムにおけるアクセスポイントと端末の距離より短いときは、送信電力を下げたために通信ができなくなる可能性がある。しかしながら、一般にアクセスポイントは有線ＬＡＮと配線接続されるためその設置場所は限られており、簡単に移動させることはできない。もちろん、隣の家のアクセスポイントを移動してもらうことも現実的ではない。結局、現在設置してある位置で、送信電力を下げることになり、端末との間で十分な電波環境を確立することができなくなってしまう。

一方、通信圏内に同じチャネルのアクセスポイントが存在する場合、送信電力を下げずに、チャネル内の、例えば５４Ｍｂｐｓの帯域を分配することにより通信を維持する方法がある。しかしながら、そのチャネルでアクセスポイントに接続された無線端末の利用帯域の合計が５４Ｍｂｐｓを超えると、通信品質の劣化が生じてしまう。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、通信劣化の発生を未然に防ぐことを可能にすることを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の一態様によるシステムは以下の構成を備える。即ち、
複数のアクセスポイントと前記複数のアクセスポイントを管理する管理装置とを有するシステムであって、
前記管理装置が、
前記複数のアクセスポイントの各々が利用するチャネルと、各チャネルの残存帯域とを示す情報を保持する保持手段と、
維持されるべき帯域を示す帯域要求を、第１のアクセスポイントを介して端末から受信する受信手段と、
前記第１のアクセスポイントが使用している第１のチャネルにおける残存帯域と前記帯域要求において示される帯域とに基づいて、前記帯域要求が要求する帯域を前記第１のアクセスポイントが使用している前記第１のチャネルへ割当が可能か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が、前記第１のアクセスポイントによって使用されている前記第１のチャネルに前記帯域要求において要求された帯域を割り当て不可と判定した場合に、現在割り当てられている帯域を前記第１のアクセスポイントの前記第１のチャネルに割り当てることが可能であり、前記第１のアクセスポイントにより前記第１のチャネルに割り当てられている帯域と前記帯域要求により示される帯域との合計の帯域を割り当てることが可能な第２のチャネルを用いている第２のアクセスポイントを選択する選択手段と、
前記第１のアクセスポイントによって使用されている前記第１のチャネルと、前記選択手段により選択された前記第２のアクセスポイントにより使用されている前記第２のチャネルとを交換し、前記第１のアクセスポイントが前記第２のアクセスポイントによって使用されていた前記第２のチャネルを使用し、前記第２のアクセスポイントが前記第１のアクセスポイントにより使用されていた前記第１のチャネルを使用するようにする交換手段と、を備える。

本発明によれば、通信劣化の発生を未然に防ぐことが可能になる。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

図１は、本実施形態による通信システムの構成例を示す図である。本実施形態の通信システムは、システム管理端末２００、アクセスポイント３００ａ〜３００ｃ、ＨＤＤ／ＤＶＤレコーダやビデオカメラなどの無線端末４００ａ〜４００ｃを有する。なお、本明細書では、アクセスポイントをＡＰ、アクセスポイント機能を持たない無線端末をＳＴＡと略記することがある。

図１において、システム管理端末２００は本通信システムの全体を管理する。有線ＬＡＮ１０３は、IEEE 802.3uなどに準拠するローカルエリアネットワークである。アクセスポイント３００ａ，ｂ，ｃは無線ＬＡＮ用のアクセスポイントである。尚、アクセスポイント３００ｂはディスプレイ部と一体になっている。無線端末４００ａ，ｂ，ｃは無線ＬＡＮ機能を備えている。特に、無線端末４００ｃはＨＤＤ／ＤＶＤレコーダであり、チューナ５００からのデータ（ストリームデータ）をアクセスポイント３００ｂを介して受信（録画）する。無線端末４００ｂは無線ＬＡＮ機能を備えたデジタルビデオカメラである。アクセスポイント３００ｘはシステム管理端末２００の管理外にある無線ＬＡＮアクセスポイントである。チューナ５００はアナログ放送やデジタル放送を受信するためのチューナである。チューナ５００は、アンテナ（図示せず）からの信号を同軸ケーブルから受けて、放送内容を有線ＬＡＮ上にＴＣＰ／ＩＰなどのパケットで送出する。

１０１及び１０２は、本通信システムが動作する集合住宅などの空間の仕切り（壁等）を示すものである。仕切り１０１，１０２により可視光は遮断され、可聴音も大幅に減衰される。

図２は、本実施形態のシステム管理端末２００の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１は、システム管理端末２００の全体を制御する。ＲＯＭ（Read OnlyMemory）２０２は変更を必要としないプログラムやパラメータを格納するための半導体メモリである。ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３は、外部装置等から供給されるプログラムやデータを一時記憶するためのメモリである。記憶装置２０４は、システム管理端末２００で実行されるべきアプリケーションプログラム等を格納する。

記憶装置２０４は、例えば、システム管理端末２００に固定して設置されたハードディスクやメモリカードにより構成される。或は、記憶装置２０４は、システム管理端末２００から着脱可能なフレキシブルディスク（ＦＤ）やCompact Disk（ＣＤ）等の光ディスク、磁気カード、光カード、ＩＣカード、メモリカードなどを含んでもよい。表示装置２０５は、例えば液晶ディスプレイで構成され、システム管理端末２００の保持するデータや供給されたデータ等を表示する。２０６は操作入力装置であり、ポインティングデバイスやキーボード等によって構成され、利用者の操作に応じたデータ（信号）を装置に入力する。２０７はIEEE802.3に準拠したネットワークコントローラである。システムバス２０８は上述した２０１〜２０７の各ユニットを通信可能に接続する。

図３は、本実施形態のアクセスポイント３００ａ，ｂ，ｃの構成を示すブロック図である。以下、アクセスポイントを総称する場合は、アクセスポイント３００ということにする。アクセスポイント３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、記憶装置３０４、表示装置３０５、IEEE 802.3 コントローラ３０７を有する。これらは、図２により上述したＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、表示装置２０５、IEEE802.3 コントローラ２０７と同様である。ボタン３０６は、アクセスポイント３００において無線パラメータを設定したり、無線端末と同期を取ったりするために利用者によって用いられる。IEEE802.11 コントローラ３０８は、IEEE 802.11に準拠した無線ＬＡＮ通信を行う。IEEE 802.11 コントローラ３０８は、IEEE802.11a/b/gやIEEE802.11nドラフトなどの物理層やＭＡＣ（MediumAccess Control）層の送受信機能を備え、受信信号強度ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）などを測定する。

次に、無線端末４００ａ，ｂ，ｃの構成を説明するが、ここでは、代表例として、無線端末４００ｃについて説明する。図４は、無線端末４００ｃ（ＨＤＤ／ＤＶＤレコーダ）の構成例を示すブロック図である。無線端末４００ｃは、アクセスポイント３００と同様に、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、IEEE 802.11 コントローラ４０７を備える。ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４０４及びＤＶＤドライブ４０８はＣＰＵ４０１が実行するアプリケーションソフトを格納する。また、ＨＤＤ４０４、ＤＶＤ４０８には、チューナ５００から送信される放送内容を記録（録画）できる。表示装置４０５は、装置の可動状況等をユーザに知らせる。ボタン４０６は、当該無線端末４００ｃの各種操作（例えば、利用者が無線パラメータを設定する際の操作等）に用いられる。

図５は本実施形態によるチューナ５００の構成例を示すブロック図である。チューナ５００は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、記憶装置５０４、表示装置５０５、IEEE 802.3 コントローラ５０８を有する。これらは、図２により上述したＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、表示装置２０５、IEEE802.3 コントローラ２０７と同様の機能を有する。操作ボタン５０６は、ユーザによる選局操作等を可能にする。チューナ部５０７は、放送やデータ通信などを受信する。

以上のような構成を備えた本実施形態の通信システムによる動作を図９Ａ〜Ｃ及び図１０Ａ，Ｂのフローチャートに基づいて説明する。

まず、本システムの利用者は、システム管理端末２００を設置する（ステップ９０１）。続いて、アクセスポイント（本例ではアクセスポイント３００ａ、３００ｂ、３００ｃ）を設置する（ステップ９０２）。設置された各アクセスポイントは、それぞれのチャネルとＥＳＳＩＤ（ネットワーク識別子）にて運用を開始し（ステップ９０３）、システム管理端末に自身の状態を通知する（ステップ９０４）。システム管理端末２００は、各アクセスポイントから通知された各アクセスポイントの状態を図６に示すようなアクセスポイント管理テーブル６００に保持する。尚、アクセス管理テーブルは記憶装置２０４（又はＲＡＭ２０３）に保持されるものとする。尚、図6に示されるアクセスポイントテーブル６００中のAP-a、AP-b、AP-cはそれぞれアクセスポイント３００ａ，３００ｂ，３００ｃを示すものとする。

アクセスポイント管理テーブル６００に保持される情報は、
・各アクセスポイントが使用するチャネルを示す「使用周波数チャネル」、
・各アクセスポイントの「ＥＳＳＩＤ」、
・各アクセスポイントにおいて、無線端末に割り当てられ、使用中となっている帯域を示す「使用帯域」、
・各アクセスポイントにおいて利用可能な帯域（アクセスポイントが利用可能な全帯域から使用中の帯域を差し引いた残りの帯域）を示す「残存帯域」、
・各アクセスポイントにアソシエートしている端末の識別子、
等である。
尚、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅのアクセスポイントは、ビーコン（Beacon）やプローブ応答（ProbeResponse）に、アソシエートしている端末数／無線チャネルの利用効率／無線媒体の残存量（残存帯域）の情報を設定して、端末に通知する仕組みを規定している。そのため、アクセスポイントはこれらの値を保持して更新している。

これらの情報のやり取りは、ＩＥＥＥなどの規格や業界標準、または、独自の手順による。業界標準としては、例えば、UPnP QoS アーキテクチャにおける、QoS ManagerとPolicy Holder間の手順が挙げられる。UPnP QoS アーキテクチャを採用した場合は、アクセスポイント３００がQoSManagerに、システム管理端末２００がPolicy Holderに相当する。但し、本実施形態では、上述したような情報（少なくとも使用チャネルと使用帯域、残存帯域）がシステム管理端末２００に伝わればよい。

次に、本システムで使用する無線端末をシステム管理端末２００の端末管理テーブル７００（図７）に登録する（ステップ９０６）。この登録は、利用者がマニュアルで行ってもよいし、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）によって自動的になされてもよいし、これらの組み合わせでもよい。登録内容は、端末を識別するインデックス、ＭＡＣアドレス、ポリシーレベルである。端末を識別するインデックスにおいて、STA-a、STA-b、STA-cはそれぞれ無線端末４００ａ〜４００ｃを示している。ポリシーレベルは、“端末が無線帯域を要求したときに、端末が使用している周波数帯には余裕がないが、他の周波数には余裕があるときのシステムとしての振る舞い”を示す。本実施形態のシステム管理端末２００は、後述するように、複数種類の手順によるアクセスポイント間のチャネルの交換が可能である。本実施形態では、ポリシーレベルに従って、これら複数の手順のうちのいずれを用いるかを決定する。即ち、本実施形態のポリシーレベルとは、各無線端末毎に、チャネル切り換えが必要になった場合にどの手順を用いて実行するかを示す情報である。

図８は、本実施形態によるポリシーレベルの例を示す図である。本実施形態では、レベルを「最優先」、「優先」、「通常」、「帯域獲得資格なし」の４段階とする。そして、要求帯域が提供可能帯域よりも大きい場合であって、他のチャネルで要求帯域までを提供可能な場合における各レベルのチャネル交換手順を以下のように設定する。即ち、
・「最優先」レベルの端末に対しては、他の端末への通信の影響の有無に関わらず、チャネルの切り換えを即座に行う。
・「優先」レベルの端末に対しては、他端末にチャネルの切り換えを通知し、例えば、互いのビーコンタイミングが一致するときにチャネルを切り換えるようにして、通信に影響が出ないようにチャネルの切り換えを実行する。
・「通常」レベルの端末に対しては、他の端末の許可後にチャネル切り換えるという手順を実行する。
・「帯域獲得資格なし」レベルの端末に対しては、チャネル切り換えや交換をおこなうことはせず、帯域が不足している旨を通知する。

尚、本例におけるポリシーレベルの設定形態では、例えば無線端末４００ｃ（STA-c）は、ＨＤＤ／ＤＶＤレコーダという機器種別によってポリシーレベルが「最優先」に設定されている。即ち、ポリシーレベルは端末の機器種別毎に固定されている。しかしながら、このような設定形態に限られるものではなく、例えば、予約録画とマニュアルによる再生を区別して、予約録画の時間帯だけをポリシーレベルを最優先にするように動的に変化するようにしてもよい。この場合、無線端末４００ｃからの「再生／録画」の動作状態の通知に応じて、システム管理端末２００は当該無線端末４００ｃについてポリシーレベルを切り換えることになる。例えば、編集作業などをファイル転送によって、しかも起動や停止を人手でおこなう場合は、“ＨＤＤ／ＤＶＤレコーダが有無を言わさず大容量の帯域を使う”という状況にはない。よって、ポリシーレベルは低くてもよい。その後、予約録画の間近になるとポリシーレベル値を「最優先」に格上げ（変更）する。これは、機械的に通信が行われるので、人手による調整ができないという意味でポリシーレベルを最優先にすることである。

図９Ａの参照による無線端末４００ｃ（ＨＤＤ／ＤＶＤレコーダ）の操作手順の説明に戻る。ステップ９０７では利用者が無線端末４００ｃにおいて録画予約をおこなう。その後、時間が経過して、端末４００ｃは、予約時間が近づいたことを検知する（ステップ９０８）。尚、計時装置はＣＰＵ４０１に含まれているものとする。無線端末４００ｃは、予約時間の接近を検知すると、アクセスポイント３００ｂとの間に無線通信を確立する。まず、無線端末４００ｃは、アクセスポイント３００ｂに認証要求をおこなう（ステップ９０９）。アクセスポイントの選択は、利用者が手動で行ってもよいし、自動的に行われるようにしておいてもよい。この認証要求に応じてアクセスポイント３００ｂが肯定応答を返すと（ステップ９１０）、端末４００ｂはアクセスポイント３００ｂにアソシエート要求（ステップ９１１）を行う。このアソシエート要求に応じて、アクセスポイント３００ｂは、無線端末４００ｃをアソシエートし、アソシエート応答（ステップ９１２）を無線端末４００ｃに返す。

IEEE 802.11eにおいては、端末が必要とする帯域をアクセスポイントに対して要求できるようになっている。つまり、アクセスポイントは、通信が始まる前に必要な帯域を把握できる。本実施形態では、この帯域要求の仕組みを利用して、チャネルの制御を行う。

端末４００ｃは、録画予約情報から必要な帯域を導出し、IEEE802.11e準拠の帯域要求（確保すべき平均レート値の要求）を行う（ステップ９１３）。本例では、無線端末４００ｃは、平均レート２０Ｍｂｐｓの帯域を要求するものとする。アクセスポイント３００ｂは、IEEE802.11e手順を終端し、システム管理端末２００にＵＰｎＰの帯域要求として送信する。本実施形態では、無線端末４００ｃとアクセスポイント３００ｂの間はIEEE802.11eの手順でやりとりを行い、アクセスポイント３００ｂとシステム管理端末２００の間はＵＰｎＰの手順でやりとりをおこなう。つまり、IEEE 802.11e手順により要求された帯域をＵＰｎＰの手順を用いてシステム管理端末２００に要求する。その際、ＵＰｎＰ手順での要求には、実際に要求している端末４００ｃのＭＡＣアドレスを付記して転送する（ステップ９１４）。システム管理端末２００は、この帯域要求について、受け入れの可否、チャネル切り換えの実行可否、実行手順（ポリシーレベルに応じた手順）を判断する（ステップ９１５）。そして、チャネル切り換えをするアクセスポイントの各々に、ステップ９１５の決定に従ってチャネル切り換え指示を送る（ステップ１６）。

図１１に、IEEE802.11eで規定される、端末からアクセスポイントへ送出する帯域要求フレームの形式（ADDTS要求のフォーマット）を示す。上述のステップ９１３では、無線端末４００ｃからアクセスポイント３００ｂに対して、このフォーマットの要求が発行される。要求する帯域の特性は「TSPEC」に記述される。図１２は、要求する帯域の特性を示す「TSPEC」の詳細なデータ構成を示す図である。要求する帯域は、「TSPEC」中の「MeanData Rate」（図１２）に記述される。本例の場合、この中のMean Data Rate（bit/secで４バイトの数）を２０Ｍｂｐｓに設定することになる。

ステップ９１５によって帯域要求の受け入れの可否、チャネル切り換えの手順が決定されると、その結果がアクセスポイントに通知され、帯域要求に対する応答が無線端末４００ｃに通知される。

以下、上記ステップ９１５及び９１６における処理（帯域要求の受け入れの可否、チャネル切り換えの手順の決定、アクセスポイントの制御）について、図１０Ａ、図１０Ｂのフローチャートを参照して詳細に説明する。

システム管理端末２００は、ステップＳ１００１で、アクセスポイント３００において現行のチャネルで要求された帯域を割り当て可能であるかを、アクセスポイント管理テーブル６００（図６）を参照して判断する。可能であればステップＳ１００２において、当該帯域要求を受け入れる。この結果、無線端末４００ｃは要求した帯域でアクセスポイント３００を介した無線通信が可能となる。

本例では、図６に示したアクセスポイント管理テーブル６００より、現在のアクセスポイント３００ｂ（AP-b）の状態では、割当可能な帯域は１８Ｍｂｐｓである。従って、上記ステップＳ１００１において、割り当て不可と判定される。本例では、図１に示されるように、アクセスポイント３００ｂのチャネル６は、アクセスポイント３００ｘのチャネル６と干渉しているため、有効な帯域が１８Ｍｐｐｓとなっている。

ステップＳ１００１で割当が不可と判定された場合、処理はステップＳ１００３ａへ進み、システム管理端末２００は、帯域要求を満たす他のチャネルが存在するかどうかを判断する。本例では、２０Ｍｂｐｓの帯域を割り当てることのできるチャネルがあるかを確認する。もし、帯域要求に応じた帯域を割り当て可能なチャネルが存在しなければ、２０Ｍｂｐｓの帯域を確保すること自体が不可能である。従って、ステップＳ１０１１へ進み、「帯域要求を拒絶」するよう決定し、その旨を通知するような応答を端末４００ｃに返す。

本例のアクセスポイント管理テーブル６００によれば、チャネル１およびチャネル１１の帯域には余裕があるので、処理はステップＳ１００３ａからステップＳ１００３ｂへ進み、交換するチャネルを決定する。そしてステップＳ１００４へ進む。尚、図６の管理テーブル６００に示されるように使用帯域が存在しない場合は、これを考慮しないで済む。しかしながら、例えば図１３のアクセスポイント管理テーブル６００のように使用帯域が存在する場合は、これを考慮する必要がある。

例えば、図１３の状態で、AP-bに２０Ｍｂｐｓの帯域要求が発生すると、まず、残存帯域が１１Ｍｂｓ＜２０Ｍｂｐｓなので、交換可能なチャネルを探す。この場合、使用帯域と要求された帯域との合計（２５Ｍｂｐｓ＋２０Ｍｂｐｓ＝４５Ｍｂｐｓ）を割り当てることが可能なチャネルを探すことになる。図１３の場合、チャネル１もチャネル１１も利用可能な帯域は５４Ｍｂｐｓであるので、いずれのチャネルにも４５Ｍｂｐｓの帯域を割り当てることは可能である。しかしながら、チャネル１１では使用帯域５４Ｍｂｐｓとなっており、チャネル６とチャネル１１を交換した場合には、チャネル６を割り当てられたアクセスポイントAP-cにおいて５４Ｍｂｐｓの帯域を割当切れなくなる可能性がある。一方、チャネル１は使用帯域が８Ｍｂｐｓであり、チャネル６とチャネル１を交換しても、使用帯域に問題は生じない。従って、上記の場合では、チャネル１、即ちアクセスポイントAP-aが、ステップＳ１００３ｂにおいてチャネル交換の対象に選択されることになる。

ステップＳ１００４では、帯域要求を送出した端末のポリシーレベルを端末管理テーブル７００（図７）によって確認し、ポリシーレベルの値に従って処理を分岐する。

帯域要求を発行した無線端末４００ｃ（STA-c）のポリシーレベルは「最優先」となっている。従って、処理はステップＳ１００４からステップＳ１００５へ進む。ステップＳ１００５では、「即座にチャネル切り換えを行う」に決定し、対象となるアクセスポイントにチャネル切り換えの指示を送る。例えば、アクセスポイント３００ｂのチャネルを「１」に変更するように決定された場合は、アクセスポイント３００ｂに対してチャネル１への即座の切り換えを指示し、アクセスポイントの３００ａに対してチャネル６への即座の切り換えを指示する。この指示を受けたアクセスポイントは、次のビーコン信号から切り換え後のチャネルを用いた通信を開始する。尚、交換可能なチャネルが複数あるときの選択方法に関しては、特に規則を定めていない。

図１６は本実施形態のアクセスポイントによるチャネル切り換え処理を説明するフローチャートである。アクセスポイントは、システム管理端末２００からチャネル切り換え指示を受信し、それが「即座の切り換え」の指示であった場合（ステップＳ１００５にて送信された指示の場合）、処理をステップＳ１６０１→Ｓ１６０２→Ｓ１６０９と進める。ステップＳ１６０９では、次のビーコン信号から、チャネル切り換え指示に含まれている切り換え先のチャネル番号への切り換えが実行される。図１６の他の処理は、ポリシーレベルが「優先」「通常」の場合の処理を示しており、詳細は後述する。

また、システム管理端末２００は、アクセスポイント管理テーブル６００（図６）や端末管理テーブル７００（図７）を端末アソシエートや帯域割り当てのタイミングで随時更新している（ステップ９０５）。

また、ステップ１００４において、ポリシーレベルが「待機獲得資格なし」であった場合は、ステップＳ１０１０へ進み、割り当て可能な帯域値（上記例では１８Ｍｂｐｓ）を、帯域要求の応答（ADDTS RESPONSE）として返すように制御する。

次に、ステップＳ１００４において、ポリシーレベルが「優先」であった場合を説明する。この場合、処理はステップＳ１００６へ進む。ステップＳ１００６では、変更前のチャネルと変更後のチャネルで他の端末が動作しているかどうかを判断する。両チャネルにおいて動作している端末が存在しなければ、処理はステップＳ１００５へ進み、即座にチャネル切り換えを実行する。一方、動作中の端末が存在した場合は、ステップＳ１００７へ進み、他の端末へのチャネル変更による影響が少なくなるように、各アクセスポイントのビーコンタイミングに合わせてチャネルを変更する。

以上の動作について、図１３、図１４を参照して詳細に説明する。

まず、各無線端末の帯域使用状況が図１３のアクセスポイント管理テーブル６００に示されるようになっているとする。アクセスポイント３００ａ（AP-a）はチャネル１を使用していて、無線端末４００ａ（STA-a）に８Ｍｂｐｓの帯域を割り当てている。アクセスポイント３００ｂ（AP-b）は、チャネル６を使用していて、無線端末４００ｃ（STA-c）により２５Ｍｂｐｓの帯域が割り当て済みとなっている。更に、アクセスポイント３００ｃ（AP-c）はチャネル１１を使用していて、図示しない端末群（STA-d、STA-e）に５４Ｍｂｐｓを割り当てている。尚、図１３の管理テーブル６００の例では、アクセスポイント４００ｂがチャネル６で動作し、割り当て可能な帯域が３６Ｍｂｐｓとなっている。

この状態で、端末４００ｂが２０Ｍｂｐｓの帯域を要求したとする。上述したように、ステップＳ１００３ｂにおいて、チャネル６（アクセスポイント３００ｂ）とチャネル１（アクセスポイント３００ａ）がチャネル交換の対象に決定される。端末管理テーブル７００（図７）によれば、無線端末４００ｂ（STA-b）のポリシーレベルは「優先」に設定されているので、処理はステップＳ１００４からステップＳ１００６へ進むことになる。ステップＳ１００６では、切り換え対象となるチャネル（１と６）において他の無線端末（STA-aとSTA-c）が動作しているので、処理はステップＳ１００７へ進む。

図１４はステップＳ１００７で実行されるチャネル切り換え制御（ポリシーレベルが「優先」の場合の手順）を説明する図である。図１４では、横軸に時間をとり、縦軸に各機器（無線端末、アクセスポイント）を並べて示している。

端末４００ｂが帯域要求を発行する（ステップ９１３）と、アクセスポイント３００ｂはこの帯域要求をシステム管理端末２００に送信する（ステップ９１４）。上述のステップＳ１００７において、システム管理端末２００は、アクセスポイント３００ａと３００ｂに対してチャネル切り換え指示を送出する。このチャネル切り換え指示には、「チャネルの同期切り換え」であること、切り換え時刻（チャネル切り換えタイミング）、及び切り換え先のチャネルが含まれる。

この切り換え指示を受け取ったそれぞれのアクセスポイントでは、図１６のフローチャートに示されるように、ステップＳ１６０１，Ｓ１６０２，Ｓ１６０３，Ｓ１６０４と処理を進める。ステップＳ１６０４において、次に発信されるビーコン信号に、「次のビーコン送出時刻（チャネル切り換えタイミング）」、「チャネル切り換え指示」および「移行先のチャネル番号」の情報を含ませる（図１４のステップ１３０１）。尚、「次のビーコン送出時刻」は、システム管理端末２００から送信されたチャネル切り換え指示に含まれている「切り換え時刻」が設定される。そして、チャネル切り換えタイミングになると、ステップＳ１６０５からステップＳ１６０６へ進み、切り換え後のチャネルでビーコン信号を送信する（ステップ１３０２）。

ステップ１３０１で発信されたビーコンは、次のビーコンからチャネルを移行することを示している。よって、「次のビーコン送出時刻」で指定された時刻において各無線端末は移行後のチャネルでビーコンを受け、新しいチャネルで運用を継続することができる（ステップ１３０２）。

以上のように、２つのアクセスポイントのビーコンタイミングを一致させてチャネルを切り換えることにより、ビーコンに同期した通信をおこなっている端末の動作に与える影響を小さくし、円滑な通信を実現することができるという効果が得られる。

次に、ポリシーレベルが「通常」の場合を説明する。

ステップＳ１００４において、帯域要求をした無線端末のポリシーレベルが「通常」であった場合は、ステップＳ１００８へ進み、変更前のチャネルと変更後のチャネルで他の端末が動作しているかどうかを判断する。両チャネルにおいて動作している端末が存在しなければ、処理はステップＳ１００５へ進み、即座にチャネル切り換えを実行する。一方、動作中の端末が存在した場合は、ステップＳ１００９へ進み、他端末の許可によりチャネル切り換えを実行するように制御する。

例えば、アクセスポイント管理テーブル６００の内容が図１５のようであったとする。即ち、アクセスポイント３００ａ（AP-a）はチャネル１を使用していて、不図示の無線端末により既に３２Ｍｂｐｓの帯域が割り当て済みとなっている。従ってチャネル１には、あと４Ｍｂｐｓの帯域が残っている。アクセスポイント３００ｂ（AP-b）は、チャネル６を使用していて、無線端末４００ｂ（STA-b）、４００ｃ（STA-c）により計３６Ｍｂｐｓの帯域が割り当て済みとなっている。更に、アクセスポイント３００ｃ（STA-c）はチャネル１１を使用していて、不図示の端末群に５４Ｍｂｐｓを割り当て済みとなっている。

この状態で、端末４００ａが８Ｍｂｐｓの帯域を要求したとする。図７の端末管理テーブル７００に示すように、端末４００ａのポリシーレベルは「通常」となっているので、処理はステップＳ１００４からステップＳ１００８へ進む。そして、切り換え対象のチャネル（この例ではチャネル１，６）において動作中の無線端末が存在しているので、ステップＳ１００９へ処理が進む。ステップＳ１００９では、例えば、動作中の無線端末４００ｂ、４００ｃの表示器にチャネル切り換えの要求があることを表示して、利用者が許可を意味する操作をおこなった後、チャネル切り換えをおこなうように制御する。

即ち、ステップＳ１００９においてシステム管理端末２００から送信されたチャネル切り換え指示は、チャネルの通常の切り換えを指示するものであり、アクセスポイントの処理は、ステップＳ１６０１、Ｓ１６０２、Ｓ１６０３を経て、ステップＳ１６０７へ進む。ステップＳ１６０７では、動作中の無線端末の表示器にチャネル切り換えの要求があることを表示させる。利用者が許可を意味する操作をおこなうと、ステップＳ１６０８からステップＳ１６０９へ進み、次にビーコン信号から切り換え後のチャネルを用いた通信が開始される。尚、複数の端末が動作している場合は、全ての端末から許可が得られた場合にチャネル切り換えが実行される。

図９Ｃは、以上のようにして帯域を取得した後の無線端末４００ｃの動作を示している。予約時刻になるとチューナ５００から放送内容のストリームが送出される（ステップ９１９）。アクセスポイント３００ｂは有線ＬＡＮ１０３を介してこのストリームを受信し（IEEE 802.3 コントローラ３０７）、無線信号として無線端末４００ｃへ出力する（IEEE 802.11 コントローラ３０８）（ステップ９２０）。無線端末４００ｃは、無線で出力されたストリームを受信して、これを表示、録画する（ステップ９２１）。

予約時間を完了すると、受信終了処理を行う（ステップ９２２）。即ち、受信終了をアクセスポイント３００ｂを介してチューナ５００へ通知する（ステップ９２３，９２４）。その後、無線端末４００ｃが帯域削除通知をアクセスポイント３００ｂを介してシステム管理端末２００に対して送信すると、アクセスポイント管理テーブルを更新する（ステップ９２５〜９２７）。即ち、アクセスポイント管理テーブルの使用帯域の値を無線端末４００ｃに割り当てていた使用帯域を差し引いた値に更新する。また、残存帯域を無線端末４００ｃに割り当てていた使用帯域の値を加算した値に更新する。

従来では、実際の利用状態になるまで帯域をどの程度消費するかがわからないため、静的に構築したままで運用を継続することができないため、実際の通信が始まってから品質を測定し、チャネルを移行していた。このため、新たな通信もいったん開始してからチャネル移行することになり、新たな通信もチャネル移行の影響を受けてしまう。これに対し、上記実施形態では、新たな通信の開始に先立って帯域の消費をチェックし、適切にチャネル切り換えを行うので、新たな通信がチャネル移行の影響を受ける可能性が低減される。

即ち、上記実施形態によれば、新たな帯域を要求した無線端末は、通信の始めから十分な帯域で通信をおこなうことができ、通信の品質（Quality Of Service）が向上する。また、周波数チャネルを移行したり交換したりするための無線伝送路状態の測定を常におこなうのではなく、帯域要求時にだけ行い、所望の帯域割り当てを実現するので、システム管理端末２００の負荷軽減になる。

尚、上記実施形態のステップＳ１００６、Ｓ１００８では、他の端末が動作しているかのみを考慮した制御としたがこれに限られるものではない。例えば、動作している無線端末のポリシーレベルを考慮して制御をおこなうようにしてもよい。この場合、以下のような制御が可能である。
・自分よりポリシーレベルの高い無線端末が通信中の場合は、自身のポリシーレベルを「帯域獲得資格なし」とする。尚、ポリシーレベルの高い順としては、例えば、「最優先」→「優先」→「通常」→「帯域獲得資格なし」の順とする。
・自分と同じポリシーレベルの端末が通信中の場合は、自身のポリシーレベルを「帯域獲得資格なし」とする。このような制御によれば、早いもの勝ちとなる。

＜他の実施形態＞
尚、本発明は、ソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したプログラムである。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体としては以下が挙げられる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などである。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであってもよい。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布するという形態をとることもできる。この場合、所定の条件をクリアしたユーザに、インターネットを介してホームページから暗号を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用して暗号化されたプログラムを実行し、プログラムをコンピュータにインストールさせるようにもできる。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどとの協働で実施形態の機能が実現されてもよい。この場合、ＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれて前述の実施形態の機能の一部或いは全てが実現されてもよい。この場合、機能拡張ボードや機能拡張ユニットにプログラムが書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行なう。

第１実施形態による通信システムの構成例を示す図である。 システム管理端末の構成例を示すブロック図である。 アクセスポイントの構成例を示すブロック図である。 無線端末の構成例を示すブロック図である。 チューナの項制定を示すブロック図である。 アクセスポイント管理テーブルのデータ構成例を示す図である。 端末管理テーブルのデータ構成例を示す図である。 実施形態のポリシーレベルを説明する図である。 実施形態による無線端末の接続処理（帯域獲得処理）を説明する図である。 実施形態による無線端末の接続処理（帯域獲得処理）を説明する図である。 実施形態による無線端末の接続処理（帯域獲得処理）を説明する図である。 実施形態によるシステム管理端末の帯域要求に対する処理を説明するフローチャートである。 実施形態によるシステム管理端末の帯域要求に対する処理を説明するフローチャートである。 ADDTS要求のフォーマットを示す図である。 TSPECの詳細を示す図である。 アクセスポイント管理テーブルの別の例を示す図である。 ビーコンに同期した周波数切り換え手順を示す図である。 アクセスポイント管理テーブルの別の例を示す図である。 アクセスポイントによるチャネル切り換え処理を説明するフローチャートである。

Claims (9)

1. 複数のアクセスポイントと前記複数のアクセスポイントを管理する管理装置とを有するシステムであって、
   前記管理装置が、
   前記複数のアクセスポイントの各々が利用するチャネルと、各チャネルの残存帯域とを示す情報を保持する保持手段と、
   維持されるべき帯域を示す帯域要求を、第１のアクセスポイントを介して端末から受信する受信手段と、
   前記第１のアクセスポイントが使用している第１のチャネルにおける残存帯域と前記帯域要求において示される帯域とに基づいて、前記帯域要求が要求する帯域を前記第１のアクセスポイントが使用している前記第１のチャネルへ割当が可能か否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段が、前記第１のアクセスポイントによって使用されている前記第１のチャネルに前記帯域要求において要求された帯域を割り当て不可と判定した場合に、現在割り当てられている帯域を前記第１のアクセスポイントの前記第１のチャネルに割り当てることが可能であり、前記第１のアクセスポイントにより前記第１のチャネルに割り当てられている帯域と前記帯域要求により示される帯域との合計の帯域を割り当てることが可能な第２のチャネルを用いている第２のアクセスポイントを選択する選択手段と、
   前記第１のアクセスポイントによって使用されている前記第１のチャネルと、前記選択手段により選択された前記第２のアクセスポイントにより使用されている前記第２のチャネルとを交換し、前記第１のアクセスポイントが前記第２のアクセスポイントによって使用されていた前記第２のチャネルを使用し、前記第２のアクセスポイントが前記第１のアクセスポイントにより使用されていた前記第１のチャネルを使用するようにする交換手段と、を備えることを特徴とするシステム。
2. 前記交換手段が実行可能な複数種類の手順のうちの使用すべき手順を示す手順特定情報を端末毎に登録する登録手段を更に備え、
   前記交換手段は、前記帯域要求を発信した端末に対応する手順特定情報によって特定された手順に従って、前記チャネルの交換を実行することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数種類の手順の一つにおいて、前記交換手段は、前記判定手段で割り当て不可と判定された場合に、前記アクセスポイントと前記他のアクセスポイントに、使用チャネルを直ちに切り換えさせることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 前記複数種類の手順の一つにおいて、前記交換手段は、前記判定手段で割り当て不可と判定された場合に、前記アクセスポイントと前記他のアクセスポイントとのチャネルの切り換えタイミングが合うようにチャネルの切り換え処理を実行することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
5. 前記複数種類の手順の一つにおいて、前記交換手段は、前記判定手段で割り当て不可と判定された場合に、前記アクセスポイントを介して通信中の端末のユーザによる操作に応じて、前記チャネルの交換を実行することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
6. 複数のアクセスポイントを管理するための情報処理装置であって、
   前記複数のアクセスポイントの各々が利用するチャネルと、各チャネルの残存帯域とを管理する管理手段と、
   維持されるべき帯域を示す帯域要求を、第１のアクセスポイントを介して端末から受信する受信手段と、
   前記第１のアクセスポイントが使用している第１のチャネルにおける残存帯域と前記帯域要求において示される帯域とに基づいて、前記帯域要求が要求する帯域を前記第１のアクセスポイントが使用している前記第１のチャネルへ割当が可能か否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段が、前記第１のアクセスポイントによって使用されている前記第１のチャネルに前記帯域要求において要求された帯域を割り当て不可と判定した場合に、現在割り当てられている帯域を前記第１のアクセスポイントの前記第１のチャネルに割り当てることが可能であり、前記第１のアクセスポイントにより前記第１のチャネルに割り当てられている帯域と前記帯域要求により示される帯域との合計の帯域を割り当てることが可能な第２のチャネルを用いている第２のアクセスポイントを選択する選択手段と、
   前記第１のアクセスポイントによって使用されている前記第１のチャネルと、前記選択手段により選択された前記第２のアクセスポイントにより使用されている前記第２のチャネルとを交換し、前記第１のアクセスポイントが前記第２のアクセスポイントによって使用されていた前記第２のチャネルを使用し、前記第２のアクセスポイントが前記第１のアクセスポイントにより使用されていた前記第１のチャネルを使用するようにする交換手段と、を備えることを特徴とする情報処理装置。
7. 情報処理装置が複数のアクセスポイントを管理する管理方法であって、
   管理手段が、前記複数のアクセスポイントの各々が利用するチャネルと、各チャネルの残存帯域とを管理する管理工程と、
   受信手段が、維持されるべき帯域を示す帯域要求を、第１のアクセスポイントを介して端末から受信する受信工程と、
   判定手段が、前記第１のアクセスポイントが使用している第１のチャネルにおける残存帯域と前記帯域要求において示される帯域とに基づいて、前記帯域要求が要求する帯域を前記第１のアクセスポイントが使用している前記第１のチャネルへ割当が可能か否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程で、前記第１のアクセスポイントによって使用されている前記第１のチャネルに前記帯域要求において要求された帯域を割り当て不可と判定した場合に、選択手段が、現在割り当てられている帯域を前記第１のアクセスポイントの前記第１のチャネルに割り当てることが可能であり、前記第１のアクセスポイントにより前記第１のチャネルに割り当てられている帯域と前記帯域要求により示される帯域との合計の帯域を割り当てることが可能な第２のチャネルを用いている第２のアクセスポイントを選択する選択工程と、
   前記第１のアクセスポイントによって使用されている前記第１のチャネルと、前記選択工程で選択された前記第２のアクセスポイントにより使用されている前記第２のチャネルとを交換し、前記第１のアクセスポイントが前記第２のアクセスポイントによって使用されていた前記第２のチャネルを使用し、前記第２のアクセスポイントが前記第１のアクセスポイントにより使用されていた前記第１のチャネルを使用するようにする交換工程と、を備えることを特徴とする管理方法。
8. 前記交換工程では、前記帯域要求を発信した端末に応じた手順により、前記チャネルの交換を実行することを特徴とする請求項７に記載の管理方法。
9. コンピュータに、請求項７に記載された管理方法の各工程を実行させるためのプログラム。

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