JP4993219B2

JP4993219B2 - 通信端末、アクセスポイント切り替え方法およびアクセスポイント切り替え制御プログラム

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Publication number: JP4993219B2
Application number: JP2008502836A
Authority: JP
Inventors: 康規西村; 伸一森本; 陽子大森
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-03-01
Also published as: US20090010226A1; EP1998576A4; EP1998576B1; WO2007100031A1; JPWO2007100031A1; CN101395933A; EP1998576A1; CN101395933B

Description

本発明は、移動中にアクセスポイントを探索して切り替える通信端末、アクセスポイント切り替えの際に使用するアクセスポイント切り替え方法およびアクセスポイント切り替え制御プログラムに関する。

無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線を利用した通信は、通信先との間にケーブルを接続する必要がないので、移動の可能性のある通信端末で広く使用されている。また、複数のアクセスポイントを電柱や屋外に設置された電子機器に取り付けて、広域を無線でカバーすることも行われている。このような無線ＬＡＮの他に、携帯電話機やＰＨＳ（Personal Handy-phone System）も無線基地局としてのアクセスポイントを複数使用して、広い地域での無線通信を可能にしている。

アクセスポイントを各所に配置した広域の無線通信システムで、通信端末が移動する場合、常に最良の状態で無線通信を行うために、アクセスポイントの切り替え（ハンドオーバ）が必要となる。このために切り替えの対象となるアクセスポイントの探索が行われる。

従来のアクセスポイント切替システムでは、通信端末が現在通信しているアクセスポイントからの電波の受信レベルをチェックして、これが設定されたハンドオーバの閾値を下回ったときに、他のアクセスポイントに対してリンクチャネル確立要求を出すことが行われていた。ところがこのようなハンドオーバでは、通信端末の移動速度がある程度以上に速くなると、ハンドオーバが行われる前に現在のアクセスポイントとの間の距離が離れすぎて通信が切断する場合があるという問題点がある。そこで、通信端末の移動速度を検出して、これに応じてハンドオーバの閾値を変化させることが提案されている（たとえば特許文献１参照）。

図１０は、この提案によるアクセスポイント切替制御方法の要部を表わしたものである。この提案では、通信端末がアクセスポイントからの受信レベルを、一定の時間間隔で検出し（ステップＳ１０１）、検出した受信レベルを時系列的にその通信端末のレベル記憶領域に格納する（ステップＳ１０２）。そして、このレベル記憶領域に格納したそれぞれの受信レベルから受信レベルの変動量を演算する（ステップＳ１０３）。そして、この変動量が予め定めた所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

所定値以上の場合には（ＹＥＳ）、その通信端末の移動している速度が比較的速いことが推測される。そこで、この場合には、ハンドオーバしやすいように受信レベルで高い閾値を選択して（ステップＳ１０５）、次のアクセスポイントにハンドオーバするためのハンドオーバ処理を行う（ステップＳ１０６）。変動量が予め定めた所定値未満の場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、低い閾値を選択し（ステップＳ１０７）、ハンドオーバ処理を行うことになる（ステップＳ１０６）。

図１１は、この提案の基礎となる、特許文献１に記されたアクセスポイントからの距離と受信レベルの関係を表わしたものである。一般に電界強度は電波発射点としてのアクセスポイントから距離の４乗に反比例して減少する。したがって、たとえば何の設備も存在しない平らな土地の中央にアクセスポイントが存在するような環境では、アクセスポイントから遠ざかる程、図１１に示すように受信レベルが単純に減少する。このため、このような通信環境では、通信端末の移動速度に応じてハンドオーバの際の受信レベルを変化させることは有効である。
特開２０００−１９７０９３号公報（第００２４段落、第００２７段落、図３、図５（ａ））。

ところが、実際にはこのような単純な通信環境は少ない。たとえばアクセスポイントに近い位置に通信端末が使用する周波数と同一周波数のノイズの発生源が存在する場合を考える。他の通信端末がアクセスポイントの近くで通信している場合は、このような状況となる可能性がある。このような場合に、通信端末の受信レベルは、同じくアクセスポイントからの距離が遠くなるにつれて減少する。一方、通信端末からアクセスポイントに送出される電波について見てみると、前記他の通信端末のノイズに邪魔されてアクセスポイントの受信特性が低下する場合がある。これは、通信端末の送信特性が低下すると見ることもできる。

以上は一例であるが、通信端末の受信レベルを用いて閾値を調整するだけでは、ハンドオーバを正確に行うことができず、通信が途絶えてしまう場合もあった。

そこで本発明の目的は、各種の通信環境の下でもハンドオーバを適切に行うことのできる通信端末、アクセスポイント切替方法およびアクセスポイント切替制御プログラムを提供することにある。

本発明の通信端末は、アクセスポイントとの間の受信環境情報を測定する受信環境情報測定部と、
前記アクセスポイントとの間の送信環境情報を測定する送信環境情報測定部と、
前記受信環境情報測定部の測定した受信環境情報と第１のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定部の測定した送信環境情報と第２のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果とを組み合わせて、切り替え対象となるアクセスポイントを探索するタイミングを決定するアクセスポイント探索タイミング決定部と、
前記アクセスポイント探索タイミング決定部によって決定されたアクセスポイント探索タイミングで切り替え先のアクセスポイントを探索するアクセスポイント探索部と、
前記受信環境情報測定部の測定した受信環境情報と第１のハンドオーバ決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定部の測定した送信環境情報と第２のハンドオーバ決定閾値との比較結果とを組み合わせて、切り替え先のアクセスポイントに対するハンドオーバのタイミングを決定するハンドオーバタイミング決定部と、
前記アクセスポイント探索部によって探索したアクセスポイントに対して、前記ハンドオーバタイミング決定部によって決定されたハンドオーバのタイミングで、ハンドオーバを行うハンドオーバ部と、を具備することを特徴とする。

本発明のアクセスポイントの切り替え方法は、通信端末におけるアクセスポイントの切り替え方法において、
アクセスポイントとの間の受信環境情報を測定する受信環境情報測定処理と、
前記アクセスポイントとの間の送信環境情報を測定する送信環境情報測定処理と、
前記受信環境情報測定処理で測定した受信環境情報と第１のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定処理で測定した送信環境情報と第２のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果とを組み合わせて、前記通信端末の切り替え対象となるアクセスポイントを探索するタイミングを決定するアクセスポイント探索タイミング決定処理と、
決定されたアクセスポイント探索タイミングで前記通信端末の切り替え先のアクセスポイントを探索するアクセスポイント探索処理と、
前記受信環境情報測定処理で測定した受信環境情報と第１のハンドオーバ決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定処理で測定した送信環境情報と第２のハンドオーバ決定閾値との比較結果とを組み合わせて、前記通信端末の切り替え先のアクセスポイントに対するハンドオーバのタイミングを決定するハンドオーバタイミング決定処理と、
前記アクセスポイント探索処理によって探索したアクセスポイントに対して、前記ハンドオーバタイミング決定処理によって決定されたハンドオーバのタイミングで、ハンドオーバを行うハンドオーバ処理と、を有することを特徴とする。

本発明のアクセスポイント切り替え制御プログラムは、アクセスポイントとの間で通信を行う通信端末としてのコンピュータに、
前記アクセスポイントとの間の受信環境情報を測定する受信環境情報測定処理と、
前記アクセスポイントとの間の送信環境情報を測定する送信環境情報測定処理と、
前記受信環境情報測定処理で測定した受信環境情報と第１のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定処理で測定した送信環境情報と第２のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果とを組み合わせて、前記通信端末の切り替え対象となるアクセスポイントを探索するタイミングを決定するアクセスポイント探索タイミング決定処理と、
決定されたアクセスポイント探索タイミングで前記通信端末の切り替え先のアクセスポイントを探索するアクセスポイント探索処理と、
前記受信環境情報測定処理で測定した受信環境情報と第１のハンドオーバ決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定処理で測定した送信環境情報と第２のハンドオーバ決定閾値との比較結果とを組み合わせて、前記通信端末の切り替え先のアクセスポイントに対するハンドオーバのタイミングを決定するハンドオーバタイミング決定処理と、
前記アクセスポイント探索処理によって探索したアクセスポイントに対して、前記ハンドオーバタイミング決定処理によって決定されたハンドオーバのタイミングで、ハンドオーバを行うハンドオーバ処理と、
を実行させるためのアクセスポイント切り替え制御プログラムである。

本発明では通信端末の受信環境と送信環境を見るようにしている。このため、自らの通信端末の受信環境だけでなく、通信の相手側の状況も勘案しながらハンドオーバを実現することができる。

無線ＬＡＮを用いた通信システムにおけるアクセスポイント切り替えの概要を表わした図である。本実施例の無線ＬＡＮ端末の回路構成の概要を表わしたブロック図である。本実施例で無線ＬＡＮ端末のアクセスポイントまでの距離と無線ＬＡＮ端末自体の移動速度との関係を表わした特性図である。受信レベルと送信パケット誤り率について、１段階の閾値を設けた場合を表わした説明図である。本実施例で２段階の閾値をそれぞれ設定した場合を示した説明図である。本実施例の閾値設定テーブルの内容を示した説明図である。本実施例で無線ＬＡＮ端末における受信レベルの変動率と送信パケット誤り率の算出の様子を表わした流れ図である。本実施例で無線ＬＡＮ端末のスキャントリガに基づくハンドオーバの実行の様子を表わした流れ図である。本発明の変形可能性として、各種の通信パラメータの使用可能性を示した説明図である。従来提案されたアクセスポイント切替制御方法を表わした流れ図である。アクセスポイントからの距離と受信レベルの関係を表わした特性図である。本実施例の無線ＬＡＮ端末の回路構成の概要を表わしたブロック図である。

符号の説明

２０１ＬＡＮケーブル
２０２アクセスポイント
２０３無線ＬＡＮ端末
２１１制御部
２１２ＣＰＵ
２１３ＲＯＭ
２１３Ｔ閾値設定テーブル
２１４ＲＡＭ
２１９送信パケット誤り率測定部
２２０送信再送率測定部
２２１受信再送率測定部
２２２受信レベル測定部
２２３スキャン部
２２４ハンドオーバ部
２４３スキャントリガ閾値
２４４ハンドオーバトリガ閾値

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例において、受信環境情報（受信環境を示す通信パラメータ）は受信レベル、受信再送率、又は受信パケット誤り率を用いた場合に説明し、送信環境情報（送信環境を示す通信パラメータ）は送信パケット誤り率、送信再送率、又は送信伝送レートを用いた場合に説明する。

図１は、無線ＬＡＮを用いた通信システムにおけるアクセスポイント切り替えの概要を表わした図である。図１に示す通信システムは、ＬＡＮケーブル２０１に接続された第１および第２のアクセスポイント２０２_１、２０２_２を備えている。通信端末としての無線ＬＡＮ端末２０３は、第１のアクセスポイント２０２_１の有効サービスエリア２０４_１に帰属しているが、矢印２０５方向の移動により次のアクセスポイントを探索する。その探索結果を用いて、無線ＬＡＮ端末２０３は、第２のアクセスポイント２０２_２の有効サービスエリア２０４_２にハンドオーバするものとする。

図２は、本実施例の無線ＬＡＮ端末の回路構成の概要を表わしたものである。無線ＬＡＮ端末２０３は、全体的な制御を行う制御部２１１を備えている。制御部２１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１２と、このＣＰＵ２１２が実行する制御プログラムや固定的なデータを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）２１３と、制御プログラムの実行に使用する各種のデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）２１４を備えている。ＲＡＭ２１４は、その一部が図示しない電池でバックアップされる等によって不揮発性メモリとして構成されてもよい。ＲＯＭ２１３に格納されている固定的なデータとしては、たとえば閾値設定テーブル２１３Ｔがある。閾値設定テーブルは必要に応じて設けられ、閾値設定テーブル２１３Ｔを用いる場合については、後に説明する。制御部２１１は、信号伝達手段となるバス２１５によって、次に説明するように、無線ＬＡＮ端末２０３内の各部と接続されている。

このうちパケット送受信部２１６は、図１に示した第１のアクセスポイント２０２_１等のアクセスポイントとの間でパケットの送受信を行うようになっている。通信制御部２１７は、パケットの送受信の際の通信制御を行うようになっている。端末共通回路部２１８は、この無線ＬＡＮ端末２０３における次に説明する本実施例独自の機能を有する回路部分を除外したときの、端末として共通的に備える回路部分を一括して示したものである。ここには、たとえば操作パネルを備えたデータ入力部や、画像出力用のディスプレイを備えた出力部が含まれている。

送信パケット誤り率測定部２１９は、無線ＬＡＮ端末２０３から送信した送信パケットの総数に対する誤りが生じて再送が要求されたパケットの割合を測定するようになっている。送信再送率測定部２２０は、送信したパケットに対して再送したパケットの割合を測定するようになっている。受信再送率測定部２２１は、受信したパケットに対して再送を要求した割合を測定するようになっている。受信レベル測定部２２２は、電波の受信レベルを測定するようになっている。スキャン部２２３は、ハンドオーバを行うか否かを判断するために、受信レベル測定部２２２に対して受信レベルのチェックの開始および終了を行わせたり、送信パケット誤り率測定部２１９、送信再送率測定部２２０および受信再送率測定部２２１のうちの必要とする測定部の測定の開始および終了を行わせるようになっている。したがって、スキャン部２２３の起動している時間幅が長いほど、無線ＬＡＮ端末２０３の処理は増大し、また電力を多く消耗することになる。ハンドオーバ部２２４は、スキャン部２２３の探索結果から切り替え先のアクセスポイントを選択し、切り替え処理としてのハンドオーバを行うようになっている。スキャン部２２３は無線ＬＡＮ端末２０３の切り替え先のアクセスポイントを探索するアクセスポイント探索部となる。そして、制御部２１１は、図１２に示す、無線ＬＡＮ端末２０３の切り替え対象となるアクセスポイントを探索するタイミングを決定するアクセスポイント探索タイミング決定部２２６としての機能を有する。例えば、図４に示すように、制御部２１１は、受信レベルがスキャントリガ閾値より小さい、又は送信パケット誤り率がスキャントリガ閾値よりも大きい場合には、スキャン部２２３の開始を制御し、アクセスポイントを探索するタイミングを決定する。

また制御部２１１は、図１２に示す、無線ＬＡＮ端末２０３の切り替え先のアクセスポイントに対するハンドオーバのタイミングを決定するハンドオーバタイミング決定部２２５としての機能を有する。例えば、図４に示すように、制御部２１１は、受信レベルがハンドオーバトリガ閾値より小さい、又は送信パケット誤り率がハンドオーバトリガ閾値よりも大きい場合には、ハンドオーバ部２２４の開始を制御し、ハンドオーバのタイミングを決定する。

なお、制御部２１１を除いた各部２１６〜２２４は、ハードウェアによって構成されてもよいが、少なくともその一部はソフトウェアで実現されてもよい。後者の場合、制御部２１１内のＣＰＵ２１２はＲＯＭ２１２に格納された制御プログラムを実行することでこれらの回路をソフトウェアによって実現することになる。送信パケット誤り率測定部２１９、送信再送率測定部２２０は送信環境情報測定部となり、受信再送率測定部２２１及び受信レベル測定部２２２は受信環境情報測定部となる。そして、送信パケット誤り率測定部２１９、送信再送率測定部２２０、受信再送率測定部２２１及び受信レベル測定部２２２は必要に応じて設けられる。例えば、受信レベル及び送信パケット誤り率のスキャントリガ閾値によりスキャンの開始制御を行い、受信レベル及び送信パケット誤り率のハンドオーバトリガ閾値によりハンドオーバの開始制御を行う場合には、送信再送率測定部２２０、受信再送率測定部２２１は設けなくともよい。また、必要に応じて、その他の受信環境情報又は送信環境情報を測定する測定部を加えてもよい。

図４は受信レベルと送信パケット誤り率について、１段階の閾値を設けた場合を表わした図である。縦軸は無線ＬＡＮ端末２０３の受信レベルを、また横軸は送信パケット誤り率を表わしている。アクセスポイントの近くの通信良好領域２４１とアクセスポイントから遠い通信悪化領域２４２との間にそれぞれ１種類のスキャントリガ閾値２４３と、ハンドオーバトリガ閾値２４４が設定されている。

本実施例では、受信レベルと送信パケット誤り率とについて、スキャントリガ閾値２４３と、ハンドオーバトリガ閾値２４４が設定されているので、受信レベルが変化しなくても送信パケット誤り率がスキャントリガ閾値２４３より大きくなると、スキャン部２２３が起動され、送信パケット誤り率がハンドオーバトリガ閾値より大きくなると、ハンドオーバが行われる。また、送信パケット誤り率が変化しなくても受信レベルがスキャントリガ閾値２４３より小さくなると、スキャン部２２３が起動され、受信レベルがハンドオーバトリガ閾値より小さくなると、ハンドオーバが行われる。

例えば、アクセスポイントの付近に自通信端末と同一の周波数で送信を行う通信端末が存在するような場合、自端末がアクセスポイントから受信する信号の受信レベル自体は変化しない。しかし、自端末の送信についてはその通信端末の送信に邪魔されて、送信パケットの誤り率が大きくなる。本実施例では、このような状況でも、通信の相手側の状況も勘案しながら、より最適なハンドオーバを実現することができる。

ただし、図２に示したスキャン部２２３によるスキャン処理およびハンドオーバ部２２４によるハンドオーバ処理にはそれぞれ所定の時間を要する。したがって、前記通信良好領域２４１に存在する図１に示す無線ＬＡＮ端末２０３が通信悪化領域２４２の方向に移動していくとき、その移動速度や通信環境の変化によっては、ハンドオーバが行われる前に通信悪化領域２４２に移動して、通信不能状態に陥る可能性がある。

以下、受信レベルの変化を例にとって説明する。図３は、無線ＬＡＮ端末での受信レベルと時間との関係を表わしたものである。この図で縦軸は図１に示した無線ＬＡＮ端末２０３の受信レベルを表わしており、横軸は時間の経過を表わしている。無線ＬＡＮ端末のアクセスポイントまでの距離は受信レベルに影響し、単位時間に対する受信レベルの変化は無線ＬＡＮ端末自体の移動速度に対応する。ハンドオーバが開始する閾値をハンドオーバトリガ閾値２３１とする。これよりも所定値だけ嵩上げされた値が、アクセスポイントの探索を開始するためのスキャントリガ閾値２３２となる。スキャントリガ閾値２３２は、それぞれのアクセスポイントからの受信レベルあるいは送信パケット誤り率等の各種通信パラメータのうちの任意のものを用いて設定することができる。

今、図１で第１のアクセスポイント２０２_１の近くに無線ＬＡＮ端末２０３が存在するものとして、遠ざかる方向に移動するものとする。最初の時点で、図２に示す受信レベル測定部２２２は図３に示すスキャントリガ閾値２３２よりも高い受信レベルを観測している。無線ＬＡＮ端末２０３が第１のアクセスポイント２０２_１から遠ざかっていくと、ある時点で受信レベル測定部２２２はスキャントリガ閾値２３２あるいはこれより低い受信レベルを観測する。そして、更に第１のアクセスポイント２０２_１から遠ざかっていくと、他のアクセスポイントが見つからない等の理由によってハンドオーバが行われなかった場合には、現在のアクセスポイントとの間で通信不能の図３に示す受信レベル２３３まで受信レベルが低下する。

ここで、無線ＬＡＮ端末２０３が一定速度で第１のアクセスポイント２０２_１から遠ざかるときの移動量の単位時間当たりの変化を考えてみる。図３に示す第１の直線２３４は単位時間当たりの移動量の変化が小さい場合、即ち通信端末の移動速度が小さい場合を示しており、これに対して第２の直線２３５は単位時間当たりの移動量の変化が大きい場合、即ち通信端末の移動速度が大きい場合を示している。第１の直線２３４の場合には、スキャントリガ閾値２３２に達してからハンドオーバトリガ閾値２３１に達するまでの時間ｔ11も、ハンドオーバトリガ閾値２３１に達してから通信不能の受信レベル２３３まで受信レベルが低下するまでの時間ｔ12も共に十分な時間がある。これに対して、第２の直線２３５の場合には、スキャントリガ閾値２３２に達してからハンドオーバトリガ閾値２３１に達するまでの時間ｔ21も、ハンドオーバトリガ閾値２３１に達してから通信不能の受信レベル２３３まで受信レベルが低下するまでの時間ｔ22も、第１の直線２３４の場合と比べると短くなる。

この結果、２種類の閾値２３１、２３２を固定していた場合、無線ＬＡＮ端末２０３の移動速度が速くなり、これに加えて通信環境が変化するような場合には、他のアクセスポイントへのハンドオーバが実際に行われる前に通信不能の受信レベル２３３まで受信レベルが低下する可能性がある。

この図３では受信レベルを使用した場合を示しているが、送信パケット誤り率、送信再送率、受信再送率等の他の無線通信パラメータを用いても同様である。ただし、送信パケット誤り率、送信再送率および受信再送率については、受信レベルが高いほどこれらの「率」が低くなり、受信レベルが低い場合にはこれらの「率」が高くなる。

これらの無線通信パラメータを使用した場合にも、無線ＬＡＮ端末２０３が第１のアクセスポイント２０２1から遠ざかるときの移動量の単位時間当たりの変化の度合いが異なると、通信不能の受信レベル２３３にまで受信レベルが低下するのに必要な時間が異なる。したがって、２種類の閾値２３１、２３２を固定した状態では、無線ＬＡＮ端末２０３が移動中の場合や無線環境が変化した場合に、次のアクセスポイントを探索するためにすばやく反応させることが困難となる。また、受信レベルをアクセスポイントのトリガとしているため、無線ＬＡＮ端末２０３やアクセスポイントの受信特性や送信特性の相違に対応することができない場合がある。

そこで、本実施例において、さらに好ましくは、下り（受信）側の通信パラメータとして受信レベルを、上り（送信）側の通信パラメータとして送信パケット誤り率の組み合わせを用い、かつ図３に示すハンドオーバトリガ閾値２３１とスキャントリガ閾値２３２をそれぞれ２段階持つようにするとよい。ただし、２段階の閾値の設定は、本実施例の説明を簡単にするためのものであり、実際には多段階の閾値を持つものであってもよい。無線ＬＡＮ端末２０３は、無線通信パラメータの変化の度合いをモニタして、これに応じて２段階の閾値を使い分けるようになっている。ここでは、無線通信パラメータの変化の度合いは受信レベルの変化の割合（変動率）を用いているが、送信パケット誤り率、送信再送率、受信再送率等の他の送信環境又は受信環境を示す無線通信パラメータの変化の割合（変動率）を用いてもよい。

図５は、本実施例で２段階の閾値をそれぞれ設定した場合を示したものである。縦軸は無線ＬＡＮ端末２０３の受信レベルを、また横軸は送信パケット誤り率を表わしている。通信良好領域２４１の一番近くに第２のスキャントリガ閾値２４３_２が設定され、通信悪化領域２４２に近づくにつれて、第１のスキャントリガ閾値２４３_１、第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２、第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１の順番にこれらの閾値が設定されている。

この結果、たとえば無線ＬＡＮ端末２０３が第１のアクセスポイント２０２_１から遠ざかっていくとき、図２に示した制御部２１１はその時々の受信レベルを受信レベル測定部２２２で測定し、また、送信パケット誤り率を送信パケット誤り率測定部２１９で測定する。そして、受信レベルの時間的な変化が大きい場合で送信パケット誤り率自体も大きい場合には、処理のための時間を稼ぐため、第２のスキャントリガ閾値２４３_２と第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２を閾値として選択する。これと異なり、受信レベルの時間的な変化が小さい場合で送信パケット誤り率自体も小さい場合には、第１のスキャントリガ閾値２４３_１と第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１を閾値として選択することになる。

ただし、受信レベルの時間的な変化が大きいにもかかわらず送信パケット誤り率自体は小さい場合、あるいは逆に受信レベルの時間的な変化が小さいにもかかわらず送信パケット誤り率自体は大きい場合もあり得る。この場合は、どの閾値を採用するかが問題となる。かかる場合、受信レベルの変動率と送信パケット誤り率の通信パラメータを用いて、閾値の設定を行えるようにしている。図２に示した閾値設定テーブル２１３Ｔがこのために用いられる。

図６は、閾値設定テーブルの内容を示したものである。図５と共に説明する。閾値設定テーブル２１３Ｔは、無線ＬＡＮ端末２０３の受信レベルの変動率と送信パケット誤り率を入力して、両者の交点がスキャントリガ閾値決定曲線２５１よりも上の場合には第２のスキャントリガ閾値２４３_２に設定する。すなわち、受信レベルの変動率が非常に大きく、送信パケット誤り率が非常に小さい領域に属するような場合には、第２のスキャントリガ閾値２４３_２および第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２が設定される。この場合には、図２で示したスキャン部２２３が比較的受信レベルの高い段階から受信レベルのスキャンを開始し、同様に比較的受信レベルの高い段階からハンドオーバを行う。したがって、無線ＬＡＮ端末２０３の移動速度が速くてもハンドオーバの処理が早期に行われ、通信不能に陥る危険性が少なくなる。

これとは逆に、無線ＬＡＮ端末２０３の受信レベルの変動率と送信パケット誤り率を入力して、両者の交点がスキャントリガ閾値決定曲線２５２よりも下の場合には第１のスキャントリガ閾値２４３_１および第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１に設定する。すなわち、受信レベルの変動率が非常に小さく、送信パケット誤り率が非常に大きい領域に属するような場合には、第１のスキャントリガ閾値２４３_１および第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１が設定される。この場合には、図２で示したスキャン部２２３が比較的受信レベルが低くなってから受信レベルのスキャンを開始し、同様に比較的受信レベルが低くなってからハンドオーバを行う。これは、無線ＬＡＮ端末２０３の移動速度が低い場合、ハンドオーバの処理を遅く行っても、通信不能に陥る危険性が少なくなるためであり、かつ無線ＬＡＮ端末２０３の消費電力の削減にも役立つ。

一方、受信レベルの変動率と送信パケット誤り率の交点がスキャントリガ閾値決定曲線２５１よりも下側でハンドオーバトリガ閾値決定曲線２５２よりも上側の領域に存在する場合には、第１のスキャントリガ閾値２４３_１と第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２が設定される。これは、スキャン部２２３のスキャンの開始自体は特別に早めないが、ハンドオーバトリガ閾値自体は高めに設定して、省電力とハンドオーバの確実性の両立を図るためである。

もっとも、アクセスポイント切替システム２００（図２）の構成によっては、閾値設定テーブル２１３Ｔに１つの閾値決定曲線を設定してもよい。この場合には、受信レベルの変動率と送信パケット誤り率がその閾値決定曲線の上側に位置するか下側に位置するかによって、第２のスキャントリガ閾値２４３_２および第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２の設定と、第１のスキャントリガ閾値２４３１および第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１の設定とを択一的に選択させるようなものであってもよい。

図７は、無線ＬＡＮ端末における受信レベルの変動率と送信パケット誤り率の算出の様子を表わしたものである。これは、スキャントリガ閾値およびハンドオーバトリガ閾値の算出の基礎となる処理である。図２と共に説明を行う。無線ＬＡＮ端末２０３は、パケット送受信部２１６がパケットを受信すると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、そのときの受信レベルを受信レベル測定部２２２で測定する（ステップＳ３０２）。そして、過去の受信レベルと比較することで、受信レベルの変動率を算出する（ステップＳ３０３）。

また、パケット送受信部２１６がパケットを送信したときには（ステップＳ３０１：ＮＯ、ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、送信したパケットに対して再送したパケットの割合すなわち送信パケット誤り率を算出する（ステップＳ３０５）。これらの算出結果は、ＲＡＭ２１４の所定の領域に順次上書きされる。すなわち、ＲＡＭ２１４のこの領域には、その時々の受信レベルの変動率と送信パケット誤り率が記録されていることになる。

図８は、無線ＬＡＮ端末のスキャントリガに基づくハンドオーバの実行の様子を表わしたものである。この処理は、図２に示した制御部２１１が所定の周期で実行する。図２と共に説明を行う。まず、制御部２１１は、図７で説明した処理によってＲＡＭ２１４の所定の領域に書き込まれている最新の受信レベルの変動率と送信パケット誤り率を読み出す（ステップＳ３２１）。そして、閾値設定テーブル２１３Ｔを用いてスキャントリガ閾値２４３およびハンドオーバトリガ閾値２４４を求める（ステップＳ３２２）。すなわち、この段階で第１のスキャントリガ閾値２４３_１あるいは第２のスキャントリガ閾値２４３_２と、第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１あるいは第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２に決定される。

次に、制御部２１１は現在の受信レベルの変動率と送信パケット誤り率の組み合わせがスキャントリガ閾値未満であるかどうかを判別する（ステップＳ３２３）。ここでのスキャントリガ閾値は、ステップＳ３２２で決定された第１のスキャントリガ閾値２４３₁あるいは第２のスキャントリガ閾値２４３₂である。スキャントリガ閾値以上であれば（ステップＳ３２３：ＮＯ）、スキャンフラグを“０”に設定する（ステップＳ３２４）。ここでスキャンフラグとは、スキャンが既に実行されているか否かを判別するフラグであり、これが“１”のときにはスキャンが実行中であることを表わしている。スキャンフラグが“０”に設定されたことは、スキャンをする必要がないことを意味する。そこでこの場合には、一連の処理を終了させる（リターン）。

これに対してスキャントリガ閾値未満の場合には（ステップＳ３２３：ＹＥＳ）、現在のスキャンフラグが“１”となっているかどうかをチェックする（ステップＳ３２５）。スキャンフラグが“１”となっていない場合には（ＮＯ）、スキャン部２２３がまだスキャンを行っていないことを意味する。そこでこの場合には、スキャンを開始し（ステップＳ３２６）、スキャンフラグを“１”に変更する（ステップＳ３２７）。そして、次のステップＳ３２８に進むことになる。ステップＳ３２５で現在のスキャンフラグが“１”となっている場合には（ＹＥＳ）、そのままステップＳ３２８に進む。

ステップＳ３２８では、ハンドオーバトリガ閾値未満であるかどうかを判別する。ここでのハンドオーバトリガ閾値は、ステップＳ３２２で決定された第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１あるいは第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２である。ハンドオーバトリガ閾値未満でなければ（ＮＯ）、ハンドオーバ処理を行うことなく処理が終了する（リターン）。

ハンドオーバトリガ閾値未満であった場合には（ステップＳ３２８：ＹＥＳ）、ハンドオーバフラグが“１”となっているかどうかのチェックが行われる（ステップＳ３２９）。ここでハンドオーバフラグとは、ハンドオーバ処理が既に実行されているか否かを判別するフラグであり、これが“１”のときにはハンドオーバが実行中であることを表わしている。

ハンドオーバフラグが“０”の場合には（ＮＯ）、まだハンドオーバ処理が開始していない。そこで、この場合にはハンドオーバを開始し（ステップＳ３３０）、ハンドオーバフラグを“１”にセットする（ステップＳ３３１）。ハンドオーバフラグが“１”になっている場合には（ステップＳ３２９：ＹＥＳ）、ハンドオーバ処理を続行する（ステップＳ３３２）ことになる。

具体例を挙げて説明する。図１に示すように無線ＬＡＮ端末２０３が第１のアクセスポイント２０２_１の近傍から第２のアクセスポイント２０２_２へ向かって急速に移動しているものとする。送信パケット誤り率が通常程度であるとすると、受信レベルの変動率が大きいので、図８のステップＳ３２２で第２のスキャントリガ閾値２４３_２および第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２が選択されている。このため、第１のスキャントリガ閾値２４３_１が設定されている場合よりも早めに第２のスキャントリガ閾値２４３_２によってスキャン部２２３が電波の受信レベルのスキャンを開始する。そして、第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１が設定されている場合よりも早めに第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２によって第２のアクセスポイント２０２_２へのハンドオーバ処理を開始する。この結果、ハンドオーバ処理の開始の遅延により通信不能になってしまう事態を回避することができる。

これに対して、無線ＬＡＮ端末２０３が第１のアクセスポイント２０２_１の近傍から第２のアクセスポイント２０２_２へ向かって比較的低速で移動している場合には、ステップＳ３２２で第１のスキャントリガ閾値２４３_１および第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１が選択されている。このため、第２のスキャントリガ閾値２４３_２が設定されている場合よりも遅めに第１のスキャントリガ閾値２４３_１によってスキャン部２２３が電波の受信レベルのスキャンを開始する。そして、第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２が設定されている場合よりも遅めに第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１によって第１のアクセスポイント２０２_１へのハンドオーバ処理を開始する。この結果、無線ＬＡＮ端末２０３の処理は軽減し、また電力の消耗を軽減することができる。

また、無線ＬＡＮ端末２０３が第１のアクセスポイント２０２_１の近傍から第２のアクセスポイント２０２_２へ通常の速度で移動しているものとし、通信環境が悪くて送信パケット誤り率が高くなっていたとする。このような場合には、図８のステップＳ３２２で第２のスキャントリガ閾値２４３_２および第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２が選択される。このため、第１のスキャントリガ閾値２４３_１が設定されている場合よりも早めに第２のスキャントリガ閾値２４３_２によってスキャン部２２３が各アクセスポイントからの電波の受信レベルのスキャンを開始する。そして、第１のハンドオーバトリガ閾値２４４_１が設定されている場合よりも早めに第２のハンドオーバトリガ閾値２４４_２によって第２のアクセスポイント２０２_２へのハンドオーバ処理を開始する。このように、通信環境が悪くても、切り替え先のアクセスポイントの選択とハンドオーバ処理を余裕を持って開始することができるので、ハンドオーバが行われずに通信不能になってしまう事態をより確実に回避することができる。

以上の説明では無線ＬＡＮ端末２０３の移動速度が速い場合や通信環境が悪く送信したパケットの誤り率が高い特別な場合を具体的に説明したが、受信環境情報又は送信環境情報の移動速度と、通信環境（受信環境情報又は送信環境情報）との各種の組み合わせに対しても、ハンドオーバを従来に比して良好に行うことができることは特に説明を要しない。

以上説明した実施例では、受信レベルの変動率と、送信パケット誤り率の２つの通信パラメータを用いてハンドオーバのための閾値の調整を行ったが、これに限るものではない。図２に示した送信再送率測定部２２０や受信再送率測定部２２１を代わりに使用したり、これらを受信レベルや送信パケット誤り率と組み合わせることによって、同様に信頼性の高いハンドオーバ制御を行うことができる。

図９は、図５に対応するもので、下り（受信）側について受信レベルやパケット誤り率のいずれかを採用し、上り（送信）側について再送回数、再送率や伝送レートのいずれかを採用できることを示している。ユーザはこれらの通信パラメータを１つずつ任意に組み合わせて、スキャントリガとハンドオーバトリガの閾値を最も効果的に設定することができる。もちろん、これ以外の通信パラメータを閾値設定のための通信パラメータとして使用してもよい。実施例で示した図２の無線ＬＡＮ端末２０３は、このように通信パラメータを任意に組み合わせることを前提として、送信パケット誤り率測定部２１９や受信レベル測定部２２２の他に、送信再送率測定部２２０や受信再送率測定部２２１を設けている。また、図９では受信レベル自体を閾値の調整に使用しているが、実施例で説明したように受信レベルの変動率を代わりに使用してもよいことはもちろんである。すなわち、スキャントリガ閾値やハンドオーバ閾値を選択する場合に、受信環境や送信環境を示すパラメータの変動率を用いる代わりに、受信環境や送信環境を示すパラメータ（受信レベルや送信パケット誤り率）を用いてもよい。また、スキャントリガ閾値やハンドオーバ閾値を選択する場合に、受信環境や送信環境を示すパラメータの変動率の２つ、例えば受信レベルの変動率と送信パケット誤り率の変動率、を用いてもよい。

図９で示したように上り（送信）と下り（受信）の通信パラメータを組み合わせて、スキャントリガ閾値やハンドオーバトリガ閾値を設定することで、受信特性や送信特性の違う各種通信環境の下で、アクセスポイントの探索をより信頼性よく行うことができる。

もちろん、上り（送信）と下り（受信）の通信パラメータはそれぞれ１種類ずつである必要はない。上り（送信）と下り（受信）のそれぞれについて複数の通信パラメータを重み付けしながら加算して、複合通信パラメータに対して閾値を設定するようにしてもよい。これにより、無線ＬＡＮ端末２０３の状態を正確に把握することができ、ハンドオーバを確実に行えるようになる。また、スキャントリガを適切に設定して、特に携帯型の通信端末の省電力に寄与することができる。

なお、以上説明した実施例１、２では無線ＬＡＮを用いた無線ＬＡＮ端末によるアクセスポイントの切り替えについて説明したが、複数のアクセスポイントの間でアクセスポイントを決定して無線による通信を行う通信端末全般について本発明を適用することができることは当然である。

また本発明に係わるアクセスポイントの切り替えを無線ＬＡＮ端末としてのコンピュータを用いてプログラムにより実現する場合、本発明はコンピュータの記憶部（Storage portion）となるＲＯＭに記憶され、図７、図８を用いて説明したアクセスポイントの切り替え方法をコンピュータに実行させるコードを備えたプログラムプロダクトとして実現される。コンピュータの構成は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、操作パネルを備えたデータ入力部、画像出力用のディスプレイを備えた出力部、これらを接続するデータバスで構成することができる。また、図７、図８を用いて説明したアクセスポイントの切り替え方法を実行するためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な媒体（computer readable medium）としてのＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等も本発明の権利範囲に含まれる。また、本発明はプログラム自体にも及び、アクセスポイントを通してプログラムを通信端末にダウンロードする場合には、プログラムを送信したり、受信したりする行為にも本発明の権利が及ぶものである。

以上説明した実施例１、２では、アクセスポイントの切り替えの対象となる無線ＬＡＮ端末の受信環境情報と送信環境情報とを測定して、これらの測定結果を組み合わせて、無線ＬＡＮ端末の切り替え対象となるアクセスポイントを探索すると共に、ハンドオーバを行うようにしている。従来では無線ＬＡＮ端末の受信レベルのみをチェックしていたので、受信環境情報の一部しかチェックしていない。本実施例の場合には受信環境情報と送信環境情報とをチェックするので、各種の通信環境の変動に対してより正確な把握を行い、アクセスポイントの探索のタイミングやハンドオーバのタイミングを設定することができるので、アクセスポイントの切り替えの信頼性が向上する。また、通信環境についてはその変動率で見ることによって、アクセスポイントやハンドオーバの探索を早急に行う必要があるか否かを判別することができ、ハンドオーバに失敗して通信不能になる事態を効果的に回避することができるようになる。

本発明はその精神または主張な特徴から逸脱することなく、他の種々の形で実施することができる。そのため、前述した各実施形態は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書や要約書の記載には拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更はすべて本発明の範囲内のものである。

Claims

アクセスポイントとの間の受信環境情報を測定する受信環境情報測定部と、
前記アクセスポイントとの間の送信環境情報を測定する送信環境情報測定部と、
前記受信環境情報測定部の測定した受信環境情報と第１のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定部の測定した送信環境情報と第２のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果とを組み合わせて、切り替え対象となるアクセスポイントを探索するタイミングを決定するアクセスポイント探索タイミング決定部と、
前記アクセスポイント探索タイミング決定部によって決定されたアクセスポイント探索タイミングで切り替え先のアクセスポイントを探索するアクセスポイント探索部と、
前記受信環境情報測定部の測定した受信環境情報と第１のハンドオーバ決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定部の測定した送信環境情報と第２のハンドオーバ決定閾値との比較結果とを組み合わせて、切り替え先のアクセスポイントに対するハンドオーバのタイミングを決定するハンドオーバタイミング決定部と、
前記アクセスポイント探索部によって探索したアクセスポイントに対して、前記ハンドオーバタイミング決定部によって決定されたハンドオーバのタイミングで、ハンドオーバを行うハンドオーバ部と、を具備することを特徴とする通信端末。
前記受信環境情報は、受信レベル、受信再送率、受信パケット誤り率のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の通信端末。
前記送信環境情報は、送信パケット誤り率、送信再送率、伝送レートのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の通信端末。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値とのそれぞれが、複数段階に設定されていることを特徴とする請求項１記載の通信端末。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値との前記複数段階の選択は、前記受信環境情報の変動率又は前記送信環境情報の変動率に基づいてなされることを特徴とする請求項４に記載の通信端末。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値との前記複数段階の選択は、前記受信環境情報の変動率と前記送信環境情報、又は前記受信環境情報と前記送信環境情報の変動率に基づいてなされることを特徴とする請求項４に記載の通信端末。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値との前記複数段階の選択は、前記受信環境情報若しくは前記送信環境情報、又は前記受信環境情報と前記送信環境情報との組み合わせに基づいてなされることを特徴とする請求項４に記載の通信端末。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値との前記複数段階の選択は、前記受信環境情報の変動率又は前記送信環境情報の変動率が大きいほど、前記アクセスポイント探索タイミング決定手段によるアクセスポイント探索およびハンドオーバタイミング決定手段によるハンドオーバに時間的な余裕度が採れるように決められることを特徴とする請求項５記載の通信端末。
前記受信環境情報又は前記送信環境情報は、それぞれの環境を表わす任意の数の通信パラメータによって構成されており、それぞれの環境ごとにこれらの通信パラメータが所定の重みを持って組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
通信端末におけるアクセスポイントの切り替え方法において、
アクセスポイントとの間の受信環境情報を測定する受信環境情報測定処理と、
前記アクセスポイントとの間の送信環境情報を測定する送信環境情報測定処理と、
前記受信環境情報測定処理で測定した受信環境情報と第１のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定処理で測定した送信環境情報と第２のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果とを組み合わせて、前記通信端末の切り替え対象となるアクセスポイントを探索するタイミングを決定するアクセスポイント探索タイミング決定処理と、
決定されたアクセスポイント探索タイミングで前記通信端末の切り替え先のアクセスポイントを探索するアクセスポイント探索処理と、
前記受信環境情報測定処理で測定した受信環境情報と第１のハンドオーバ決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定処理で測定した送信環境情報と第２のハンドオーバ決定閾値との比較結果とを組み合わせて、前記通信端末の切り替え先のアクセスポイントに対するハンドオーバのタイミングを決定するハンドオーバタイミング決定処理と、
前記アクセスポイント探索処理によって探索したアクセスポイントに対して、前記ハンドオーバタイミング決定処理によって決定されたハンドオーバのタイミングで、ハンドオーバを行うハンドオーバ処理と、を有することを特徴とするアクセスポイント切り替え方法。
前記受信環境情報は、受信レベル、受信再送率、受信パケット誤り率のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１０記載のアクセスポイントの切り替え方法。
前記送信環境情報は、送信パケット誤り率、送信再送率、伝送レートのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１０記載のアクセスポイントの切り替え方法。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値とのそれぞれが、複数段階に設定されていることを特徴とする請求項１０記載のアクセスポイントの切り替え方法。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値との前記複数段階の選択は、前記受信環境情報の変動率又は前記送信環境情報の変動率に基づいてなされることを特徴とする請求項１３に記載のアクセスポイントの切り替え方法。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値との前記複数段階の選択は、前記受信環境情報の変動率と前記送信環境情報、又は前記受信環境情報と前記送信環境情報の変動率に基づいてなされることを特徴とする請求項１３に記載のアクセスポイントの切り替え方法。
前記第１及び第２のアクセスポイント探索タイミング閾値と前記第１及び第２のハンドオーバタイミング閾値との前記複数段階の選択は、前記受信環境情報の変動率又は前記送信環境情報の変動率が大きいほど、前記アクセスポイント探索タイミング決定手段によるアクセスポイント探索およびハンドオーバタイミング決定手段によるハンドオーバに時間的な余裕度が採れるように決められることを特徴とする請求項１４記載のアクセスポイントの切り替え方法。
前記受信環境情報又は前記送信環境情報は、それぞれの環境を表わす任意の数の通信パラメータによって構成されており、それぞれの環境ごとにこれらの通信パラメータが所定の重みを持って組み合わされていることを特徴とする請求項１０に記載のアクセスポイントの切り替え方法。
アクセスポイントとの間で通信を行う通信端末としてのコンピュータに、
前記アクセスポイントとの間の受信環境情報を測定する受信環境情報測定処理と、
前記アクセスポイントとの間の送信環境情報を測定する送信環境情報測定処理と、
前記受信環境情報測定処理で測定した受信環境情報と第１のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定処理で測定した送信環境情報と第２のアクセスポイント探索決定閾値との比較結果とを組み合わせて、前記通信端末の切り替え対象となるアクセスポイントを探索するタイミングを決定するアクセスポイント探索タイミング決定処理と、
決定されたアクセスポイント探索タイミングで前記通信端末の切り替え先のアクセスポイントを探索するアクセスポイント探索処理と、
前記受信環境情報測定処理で測定した受信環境情報と第１のハンドオーバ決定閾値との比較結果と、前記送信環境情報測定処理で測定した送信環境情報と第２のハンドオーバ決定閾値との比較結果とを組み合わせて、前記通信端末の切り替え先のアクセスポイントに対するハンドオーバのタイミングを決定するハンドオーバタイミング決定処理と、
前記アクセスポイント探索処理によって探索したアクセスポイントに対して、前記ハンドオーバタイミング決定処理によって決定されたハンドオーバのタイミングで、ハンドオーバを行うハンドオーバ処理と、
を実行させるためのアクセスポイント切り替え制御プログラム。