JP4888312B2 - 無線ｌａｎ端末および無線制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ端末技術に関し、特にアクセスポイントを切り替えて無線通信を継続する無線制御技術に関する。

無線ＬＡＮシステムでは、無線ＬＡＮ端末がその移動に伴って、現在接続中のアクセスポイントから他のアクセスポイントへ接続切り替え（ハンドオーバー：Hand Over）を行うことにより無線通信を継続する、いわゆるローミング(Roaming)を行う機能がある。

このようなローミング機能では、当該無線ＬＡＮ端末において、アクセスポイントからの電波の受信信号強度(ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator)を検査することより、アクセスポイントの切替要否を判定している。
すなわち、受信信号強度の切替しきい値を予め設定しておき、現在のアクセスポイントの受信信号強度と切替しきい値とを比較し、受信信号強度が切替しきい値を下回った時点で、現在のアクセスポイントからより良い電波状況のアクセスポイントへ接続を切り替える。

特開２００７−１２４１１３号公報

しかしながら、このような従来技術では、受信信号強度の切替しきい値として固定的な１つの値を用いている。
このため、当該無線ＬＡＮ端末の付近にアクセスポイントが１つしかない場合、その受信信号強度が切替しきい値を下回った時点で、当該アクセスポイントとの接続を切断するものの、他にアクセスポイントが存在しないことから、再度、元のアクセスポイントと接続する、という不安定な動作を行うという問題点があった。

また、切替しきい値を低めに設定した場合、上記のような不安定動作の発生をある程度抑制できるものの、他のアクセスポイントへの接続切り替えが遅れがちになるため、受信信号強度の低い現在のアクセスポイントに比較してより良好な電波状況にあるアクセスポイントが他に存在するにもかかわらず、直ちにアクセスポイントを切り替えることができないという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、周囲のアクセスポイントの状況に応じて適切な無線制御を行うことができる無線ＬＡＮ端末および無線制御方法を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる無線ＬＡＮ端末は、アクセスポイントから送信された電波の受信信号強度を検出し、この受信信号強度が所定の切替しきい値を下回った時点で、無線ＬＡＮ通信に用いるアクセスポイントを他のアクセスポイントへ切り替える無線ＬＡＮ端末であって、受信信号強度を判定するための上側しきい値と、この上側しきい値より低い下側しきい値とを記憶する無線記憶部と、アクセスポイントからのビーコン信号に基づき当該無線ＬＡＮ端末と通信可能なアクセスポイントの数を検出するアクセスポイント検出部と、切替しきい値の選択処理開始時には切替しきい値として上側しきい値を選択し、このアクセスポイント検出部により検出されたアクセスポイントが１つの場合は切替しきい値として下側しきい値を選択し、検出されたアクセスポイントが複数の場合は切替しきい値として上側しきい値を選択する切替しきい値選択部とを備えている。

また、本発明にかかる無線制御方法は、無線記憶部と無線制御部を有する無線ＬＡＮ端末により、アクセスポイントから送信された電波の受信信号強度を検出し、この受信信号強度が所定の切替しきい値を下回った時点で、無線ＬＡＮ通信に用いるアクセスポイントを他のアクセスポイントへ切り替える無線制御方法であって、受信信号強度を判定するための上側しきい値と、この上側しきい値より低い下側しきい値とを無線記憶部により記憶するステップと、切替しきい値の選択処理開始時には無線制御部により切替しきい値として上側しきい値を選択するステップと、アクセスポイントからのビーコン信号に基づき当該無線ＬＡＮ端末と通信可能なアクセスポイントの数を無線制御部により検出するステップと、検出されたアクセスポイントが１つの場合は無線制御部により切替しきい値として下側しきい値を選択し、検出されたアクセスポイントが複数の場合は無線制御部により切替しきい値として上側しきい値を選択するステップとを備えている。

本発明によれば、通信可能なアクセスポイントが１つしか存在しない場合には、アクセスポイントの切り替えが行われ難くなり、アクセスポイントが１つしかないのに、他のアクセスポイントへの切り替えを行おうとする不安定な動作の発生を抑制できる。また、通信可能なアクセスポイントが複数存在する場合には、アクセスポイントの切り替え行われ易くなり、より良い通信環境が得られるアクセスポイントへ切り替えることが可能となる。

このため、周囲のアクセスポイントの状況に応じて適切なアクセスポイント制御を行うことが可能となり、無線ＬＡＮ通信のローミングを安定して行うことができる。また、本発明を無線ＬＡＮ電話機に適用すれば、通話しながら無線ＬＡＮ電話機を持ち歩く場合でも、通話の切断や途切れの発生を抑制でき、高い通話品質の無線通話を実現することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［無線ＬＡＮ端末］
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末について説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末の構成を示すブロック図である。

この無線ＬＡＮ端末１０は、無線電話端末やＰＤＡなどの携帯型情報通信端末からなり、無線ＬＡＮ通信によりアクセスポイントと接続してデータ通信を行う機能と、通信ネットワーク３０に接続されているアクセスポイント２１，２２から送信された電波から検出した当該電波の受信信号強度を検出し、この受信信号強度が所定の切替しきい値を下回った時点で、無線ＬＡＮ通信に用いるアクセスポイントを他のアクセスポイントへ切り替える機能とを有している。

本実施の形態は、このような無線ＬＡＮ端末において、受信信号強度を判定するための上側しきい値と、この上側しきい値より低い下側しきい値とを無線記憶部で記憶しておき、アクセスポイントからのビーコン信号に基づき当該無線ＬＡＮ端末と通信可能なアクセスポイントの数を無線制御部により検出し、検出されたアクセスポイントが１つの場合は無線制御部により切替しきい値として下側しきい値を選択し、検出されたアクセスポイントが複数の場合は無線制御部により切替しきい値として上側しきい値を選択する。

次に、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末１０の構成について詳細に説明する。ここでは、無線ＬＡＮ端末１０が無線電話端末の場合を例として説明する。
この無線ＬＡＮ端末１０には、主な機能部として、無線インターフェース部（以下、無線Ｉ／Ｆ部という）１１、無線記憶部１２、無線制御部１３、音声処理部１４、表示部１５、操作入力部１６、記憶部１７、および端末制御部１８が設けられている。

無線Ｉ／Ｆ部１１は、専用の通信回路からなり、アクセスポイントと無線ＬＡＮプロトコルに基づいて無線データ通信を行う機能と、任意のアクセスポイントと接続中に、各アクセスポイントからのビーコン信号を受信して当該アクセスポイントから送信された電波の受信信号強度を検出する機能（バックグランドスキャン機能）と、アクセスポイントからのビーコン信号に基づき当該無線ＬＡＮ端末１０と通信可能なアクセスポイントを検査する機能と、予め当該無線Ｉ／Ｆ部１１の内部記憶部（図示せず）に設定されている切替しきい値を当該アクセスポイントの受信信号強度が下回った場合は、無線ＬＡＮ通信可能なアクセスポイントに切り替えを行う機能とを有している。なお、無線Ｉ／Ｆ部１１におけるこれら機能は公知の技術を利用して実現すればよい。

無線記憶部１２は、メモリなどの記憶装置からなり、無線制御部１３で用いる処理情報として、上側しきい値１２Ａと下側しきい値１２Ｂとを記憶している。上側しきい値１２Ａおよび下側しきい値１２Ｂは、それぞれ無線Ｉ／Ｆ部１１におけるアクセスポイント切替判定に用いられる切替しきい値であり、いずれか一方が無線制御部１３により選択されて無線Ｉ／Ｆ部１１に設定される。

無線制御部１３は、専用の制御回路からなり、無線Ｉ／Ｆ部１１の制御を行う機能
有している。この無線制御部１３には、主な処理機能として、アクセスポイント検出部１３Ａと切替しきい値選択部１３Ｂとが設けられている。
アクセスポイント検出部１３Ａは、アクセスポイントからのビーコン信号に基づき当該無線ＬＡＮと無線ＬＡＮ通信可能なアクセスポイントの数を検出する機能を有している。
切替しきい値選択部１３Ｂは、アクセスポイント検出部１３Ａにより検出されたアクセスポイント数が１つの場合は切替しきい値として下側しきい値を選択し、当該アクセスポイント数が複数の場合は切替しきい値として上側しきい値を選択する機能と、選択した機能を無線Ｉ／Ｆ部１１の内部記憶部へ設定する機能とを有している。

音声処理部１４は、無線Ｉ／Ｆ部１１で受信した音声パケットを復号し、得られた音声信号をスピーカ（図示せず）から出力する機能と、マイク（図示せず）から入力された音声信号を符号化し、得られた音声パケットを無線Ｉ／Ｆ部１１へ出力する機能とを有している。
表示部１５は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、端末制御部１８からの指示に応じて、操作メニューや電子メールなどの各種情報を画面表示する機能を有している。
操作入力部１６は、ボタン、スイッチ、キーボードなどの操作入力装置からなり、利用者の操作を検出して端末制御部１８へ出力する機能を有している。

記憶部１７は、メモリやハードディスクなどの記憶装置からなり、端末制御部１８で使用する各種処理情報やプログラム１５Ｐを記憶する機能を有している。
端末制御部１８は、ＣＰＵなどの演算処理装置からなり、記憶部１７からプログラムを読み込んで実行することにより、無線ＬＡＮ通信を用いた音声通話や電話機に付加されている電話帳などのアプリケーション機能を実現する。

［無線ＬＡＮ端末の動作］
次に、図２を参照して、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末の切替しきい値選択動作について説明する。図２は、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末の切替しきい値選択処理を示すフローチャートである。
無線制御部１３は、当該無線ＬＡＮ端末１０の電源投入時、図２の切替しきい値選択処理を開始する。

図２の切替しきい値選択処理において、無線制御部１３は、まず、切替しきい値選択部１３Ｂにより、無線記憶部１２の上側しきい値を選択して無線Ｉ／Ｆ部１１の内部記憶部へ設定し（ステップ１００）、例えば一定周期や無線データ通信の開始時などの間欠的な検出タイミングが到来するまで待機する（ステップ１０１：ＮＯ）。

検出タイミングが到来した場合（１０１：ＹＥＳ）、無線制御部１３は、アクセスポイント検出部１３Ａにより、当該無線ＬＡＮ端末１０と通信可能なアクセスポイントの数を検出する（ステップ１０２）。この際、アクセスポイント検出部１３Ａは、無線Ｉ／Ｆ部１１に対してアクセスポイントの検査を指示し、無線Ｉ／Ｆ部１１で得られた検査結果からアクセスポイント数を検出する。例えば、無線Ｉ／Ｆ部１１から見つかったアクセスポイントごとに、当該アクセスポイントの識別情報が検査結果として通知される場合、異なる識別情報の数を計数すれば、アクセスポイント数を検出できる。

次に、無線制御部１３は、アクセスポイント検出部１３Ａで検出されたアクセスポイント数が１つかどうか判定し（ステップ１０３）、アクセスポイント数が１つの場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）、切替しきい値選択部１３Ｂにより、無線記憶部１２の下側しきい値１２Ｂを選択して無線Ｉ／Ｆ部１１の内部記憶部へ設定し（ステップ１０４）、ステップ１０１へ戻って、次の検出タイミングが到来するまで待機する。

一方、ステップ１０３において、アクセスポイント数が複数の場合（ステップ１０３：ＮＯ）、切替しきい値選択部１３Ｂにより、無線記憶部１２の上側しきい値１２Ａを選択して無線Ｉ／Ｆ部１１の内部記憶部へ設定し（ステップ１０５）、ステップ１０１へ戻って、次の検出タイミングが到来するまで待機する。
これにより、無線Ｉ／Ｆ部１１の内部記憶部に、無線ＬＡＮ端末１０と通信可能なアクセスポイントが１つしか存在しない場合は、切替しきい値として下側しきい値１２Ｂが設定され、無線ＬＡＮ端末１０と通信可能なアクセスポイントが複数存在する場合は、切替しきい値として上側しきい値１２Ａが設定される。

［無線ＬＡＮ端末の動作例］
次に、図３〜図６を参照して、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例について説明する。図３は、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例（アクセスポイントが１つの場合）を示す説明図である。図４は、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例（アクセスポイントが１つの場合）を示すタイミングチャートである。図５は、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例（アクセスポイントが複数ある場合）を示す説明図である。図６は、本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例（アクセスポイントが複数ある場合）を示すタイミングチャートである。

［アクセスポイントが１つしか存在しない場合］
まず、図３および図４を参照して、無線ＬＡＮ端末と通信可能なアクセスポイントが１つした存在しない場合について説明する。
無線ＬＡＮ端末１０では、時刻Ｔ０において、切替しきい値選択部１３Ｂにより、切替しきい値として上側しきい値（ＲｔｈＨ）１２Ａが選択されているものとし、通信用アクセスポイントとしてアクセスポイント２１が選択されているものとする。したがって、時刻Ｔ０以降、無線Ｉ／Ｆ部１１は、アクセスポイント２１の受信信号強度（ＲＳＳＩ）と上側しきい値１２Ａとを比較することにより、アクセスポイントの切替判定を行う。

この後、時刻Ｔ１において、無線ＬＡＮ端末１０がアクセスポイント２１から離れる方向に移動を開始した場合、無線Ｉ／Ｆ部１１で検出されるアクセスポイント２１の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が低下し始める。

続く時刻Ｔ２において、検出タイミングが到来した場合、アクセスポイント検索部１３Ａにより通信可能なアクセスポイントの数が検出される。ここで、時刻ＴＡにおいてアクセスポイントの検出が終了し、検出したアクセスポイントが１つの場合、切替しきい値選択部１３Ｂは、切替しきい値として下側しきい値１２Ｂ（ＲｔｈＬ）を選択し、無線Ｉ／Ｆ部１１へ設定する。したがって、時刻Ｔ２以降、無線Ｉ／Ｆ部１１は、アクセスポイント２１の受信信号強度と下側しきい値１２Ｂとを比較することにより、アクセスポイントの切替判定を行う。

その後、無線ＬＡＮ端末１０がアクセスポイント２１からさらに遠くへ移動し、時刻ＴＢにおいて、アクセスポイント２１の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が上側しきい値１２Ａを下回ったものとする。
この際、切替しきい値として上側しきい値１２Ａが設定されていれば、無線Ｉ／Ｆ部１１により、アクセスポイント２１から異なるアクセスポイントへの切替動作が行われ、異なるポイントが存在しないため元のアクセスポイント２１を選択するという不安定な動作が繰り替えされる。

これに対して、本実施の形態では、時刻Ｔ２において切替しきい値として下側しきい値１２Ｂが設定されており、時刻ＴＢにおけるアクセスポイント２１の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が下側しきい値１２Ｂ以上の値であるため、無線Ｉ／Ｆ部１１でのアクセスポイント切替動作は行われない。このため、前述のような不安定な動作は発生しない。

［アクセスポイントが複数存在する場合］
次に、図５および図６を参照して、無線ＬＡＮ端末と通信可能なアクセスポイントが複数存在する場合について説明する。
無線ＬＡＮ端末１０では、時刻Ｔ０において、切替しきい値選択部１３Ｂにより、切替しきい値として上側しきい値１２Ａが選択されているものとし、アクセスポイント２１，２２のうちアクセスポイント２１が通信用アクセスポイントとして選択されているものとする。したがって、時刻Ｔ０以降、無線Ｉ／Ｆ部１１では、アクセスポイント２１の受信信号強度（ＲＳＳＩａ）と上側しきい値１２Ａ（ＲｔｈＨ）とを比較することにより、アクセスポイントの切替判定を行う。

この後、時刻Ｔ１において、無線ＬＡＮ端末１０がアクセスポイント２１から離れてアクセスポイント２２へ近づく方向に移動を開始した場合、無線Ｉ／Ｆ部１１で検出されるアクセスポイント２１の受信信号強度（ＲＳＳＩａ）が低下し始め、アクセスポイント２２の受信信号強度（ＲＳＳＩｂ）が上昇し始める。

続く時刻Ｔ２において、検出タイミングが到来した場合、アクセスポイント検索部１３Ａにより通信可能なアクセスポイントの数が検出される。ここで、時刻ＴＡにおいてアクセスポイントの検出が終了し、複数のアクセスポイント２１，２２が検出された場合、切替しきい値選択部１３Ｂは、切替しきい値として上側しきい値１２Ａを選択し、無線Ｉ／Ｆ部１１へ設定する。したがって、時刻Ｔ２以降、無線Ｉ／Ｆ部１１では、アクセスポイント２１の受信信号強度と上側しきい値１２Ａとを比較することにより、アクセスポイントの切替判定を行う。

その後、無線ＬＡＮ端末１０がアクセスポイント２１からさらに遠くへ移動し、時刻ＴＢにおいて、アクセスポイント２１の受信信号強度が上側しきい値１２Ａを下回ったものとする。
これにより、無線Ｉ／Ｆ部１１により、アクセスポイント２１から異なるアクセスポイント２２への切替動作が行われ、アクセスポイント２２を用いて無線ＬＡＮ通信が継続される。

［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、無線ＬＡＮ端末において、受信信号強度を判定するための上側しきい値と、この上側しきい値より低い下側しきい値とを無線記憶部で記憶しておき、アクセスポイントからのビーコン信号に基づき当該無線ＬＡＮ端末と通信可能なアクセスポイントの数を無線制御部により検出し、検出されたアクセスポイントが１つの場合は無線制御部により切替しきい値として下側しきい値を選択し、検出されたアクセスポイントが複数の場合は無線制御部により切替しきい値として上側しきい値を選択する。

したがって、通信可能なアクセスポイントが１つしか存在しない場合には、アクセスポイントの切り替えが行われ難くなり、アクセスポイントが１つしかないのに、他のアクセスポイントへの切り替えを行おうとする不安定な動作の発生を抑制できる。また、通信可能なアクセスポイントが複数存在する場合には、アクセスポイントの切り替え行われ易くなり、より良い通信環境が得られるアクセスポイントへ切り替えることが可能となる。

このため、周囲のアクセスポイントの状況に応じて適切なアクセスポイント制御を行うことが可能となり、無線ＬＡＮ通信のローミングを安定して行うことができる。また、本実施の形態を無線ＬＡＮ電話機に適用すれば、通話しながら無線ＬＡＮ電話機を持ち歩く場合でも、通話の切断や途切れの発生を抑制でき、高い通話品質の無線通話を実現することが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上では、無線制御部１３と無線記憶部１２とが、無線Ｉ／Ｆ部１１や端末制御部１８と別個に設けられている場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、無線制御部１３と無線記憶部１２とを無線Ｉ／Ｆ部１１の内部に組み込んでもよく、無線制御部１３を端末制御部１８で実現してもよく、無線記憶部１２を記憶部１７で実現してもよい。

また、切替しきい値選択処理において、アクセスポイント数に応じて選択した切替しきい値を、選択の都度、無線Ｉ／Ｆ１１の内部記憶部へ設定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、アクセスポイント数が１または複数の一方から他方に変化した場合にのみ、あるいは切替しきい値が上側しきい値１２Ａと下側しきい値１２Ｂの一方から他方に変化した場合にのみ、無線Ｉ／Ｆ１１の内部記憶部へ設定するようにしてもよい。これにより、無線Ｉ／Ｆ部１１の内部記憶部に対するアクセス数を大幅に削減でき、切替しきい値選択処理に要する処理時間を短縮できる。また、無線Ｉ／Ｆ部１１の内部記憶部への書込回数を抑制でき、特に書込回数制限のある不揮発性メモリを内部記憶部として用いている場合には、メモリ寿命の延長などの多大な効果が得られる。

本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末の切替しきい値選択処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例（アクセスポイントが１つの場合）を示す説明図である。 本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例（アクセスポイントが１つの場合）を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例（アクセスポイントが複数ある場合）を示す説明図である。 本発明の一実施の形態にかかる無線ＬＡＮ端末のアクセスポイント切替しきい値選択動作例（アクセスポイントが複数ある場合）を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０…無線ＬＡＮ端末（無線ＬＡＮ電話機）、１１…無線Ｉ／Ｆ部、１２…無線記憶部、１２Ａ…上側しきい値、１２Ｂ…下側しきい値、１３…無線制御部、１３Ａ…アクセスポイント検出部、１３Ｂ…切替しきい値選択部、１４…音声処理部、１５…表示部、１６…操作入力部、１７…記憶部、１８…端末制御部、２１，２２…アクセスポイント、３０…通信ネットワーク。

Claims (2)

1. アクセスポイントから送信された電波の受信信号強度を検出し、この受信信号強度が所定の切替しきい値を下回った時点で、無線ＬＡＮ通信に用いるアクセスポイントを他のアクセスポイントへ切り替える無線ＬＡＮ端末であって、
   前記受信信号強度を判定するための上側しきい値と、この上側しきい値より低い下側しきい値とを記憶する無線記憶部と、
   アクセスポイントからのビーコン信号に基づき当該無線ＬＡＮ端末と通信可能なアクセスポイントの数を検出するアクセスポイント検出部と、
   前記切替しきい値の選択処理開始時には前記切替しきい値として前記上側しきい値を選択し、このアクセスポイント検出部により検出されたアクセスポイントが１つの場合は前記切替しきい値として前記下側しきい値を選択し、検出されたアクセスポイントが複数の場合は前記切替しきい値として前記上側しきい値を選択する切替しきい値選択部と
   を備えることを特徴とする無線ＬＡＮ端末。
2. 無線記憶部記憶部と無線制御部を有する無線ＬＡＮ端末により、アクセスポイントから送信された電波の受信信号強度を検出し、この受信信号強度が所定の切替しきい値を下回った時点で、無線ＬＡＮ通信に用いるアクセスポイントを他のアクセスポイントへ切り替える無線制御方法であって、
   前記受信信号強度を判定するための上側しきい値と、この上側しきい値より低い下側しきい値とを前記無線記憶部により記憶するステップと、
   前記切替しきい値の選択処理開始時には前記無線制御部により前記切替しきい値として前記上側しきい値を選択するステップと、
   アクセスポイントからのビーコン信号に基づき当該無線ＬＡＮ端末と通信可能なアクセスポイントの数を前記無線制御部により検出するステップと、
   検出されたアクセスポイントが１つの場合は前記無線制御部により前記切替しきい値として前記下側しきい値を選択し、検出されたアクセスポイントが複数の場合は前記無線制御部により前記切替しきい値として前記上側しきい値を選択するステップと
   を備えることを特徴とする無線制御方法。

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