JP5714072B2 - 無線通信装置、接続制御方法及び接続制御プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線通信により、通信端末へ情報を配信する無線通信装置と、この装置で用いられる接続制御方法及び接続制御プログラムに関する。

駅及び空港等の公共エリア、並びに、飲食店等の商業施設では、一般に開放された公共無線ＬＡＮ（Local Area Network）の普及が進んでいる。公共無線ＬＡＮの一般開放の普及に伴い、電車、飛行機等の運行情報及び／又は広告等の各種情報を、無線ＬＡＮシステムを利用して配信することで、利用者の利便性の向上を狙うサービスが広まりつつある。この種のサービスでは、情報利用者がその情報を活用するのに最も適した場所へ情報を配信するのが有効である。そのためには、店舗前等の限られた狭いエリアへ情報を配信する必要がある。また、情報の利用者を惹きつけるためには、テキスト及び情報量を間引いた静止画像等の情報ではなく、高品質な映像及び画像等の大容量の情報を提供する必要がある。

このような環境下、一般的に使用されている無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）が情報を配信するエリア内に通信端末が複数存在する場合、通信端末へ情報を配信する情報配信時間が長くなってしまう。このため、情報利用者がこのエリアを通過する間に、情報の配信が完了しないおそれがある。

特開２００８−２７１０６３号公報 特開２００６−３１１０７７号公報

以上のように、従来の無線通信装置では、情報を配信するエリア内に複数の通信端末が存在する場合、情報配信時間が長くなるという問題がある。

そこで、目的は、予め設定したエリア内に複数の通信端末が存在する場合であっても、情報配信時間が長期化するのを抑制することが可能な無線通信装置と、この装置で用いられる接続制御方法及び接続制御プログラムとを提供することにある。

実施形態によれば、無線通信装置は、アンテナ部、無線通信部、演算部及びアンテナ制御部を具備する。アンテナ部は、通信エリアに存在する複数の無線通信端末から無線信号を受信し、指向方向を変更可能である。無線通信部は、前記無線信号に含まれる位置情報を取得する。演算部は、前記位置情報に基づいて前記無線通信端末の移動方向及び移動速度を算出し、前記位置情報、前記移動方向及び前記移動速度に基づいて前記通信エリアを通過するのにかかる残時間を算出する。アンテナ制御部は、前記アンテナ部の指向方向を、設定されている第１の指向方向から、前記残時間が他よりも短い無線通信端末が存在する第２の指向方向へ変更する。

第１の実施形態に係るＡＰが含まれる無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。 図１に示すＡＰの機能構成を示すブロック図である。 図１に示す無線通信端末の機能構成を示すブロック図である。 図２に示すＡＰが指向性を無線通信端末へ合わせる際のフローチャートを示す図である。 図４に示すフローチャートに従って形成される第２の通信エリアを示す図である。 第２の実施形態に係るＡＰが指向性を無線通信端末へ合わせる際のフローチャートを示す図である。 第３の実施形態に係るＡＰが指向性を無線通信端末へ合わせる際のフローチャートを示す図である。 第３の実施形態に係るＡＰが含まれる無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。 第４の実施形態に係るＡＰが指向性を無線通信端末へ合わせる際のフローチャートを示す図である。 第４の実施形態に係るＡＰが含まれる無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。 第５の実施形態に係るＡＰが指向性を無線通信端末へ合わせる際のフローチャートを示す図である。 第５の実施形態に係るＡＰが含まれる無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。 第６の実施形態に係るＡＰが含まれる無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。 図１３に示すＡＰの機能構成を示すブロック図である。 図１４に示すＡＰが指向性を無線通信端末へ合わせる際のフローチャートを示す図である。 第７の実施形態に係るＡＰが含まれる無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。 第８の実施形態に係るＡＰの機能構成を示すブロック図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信装置としてのアクセスポイント（ＡＰ）１０が含まれる無線ＬＡＮシステムの構成を示す模式図である。図１に示す無線ＬＡＮシステムは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠したＡＰ１０と、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線通信端末２０−１，２０−２とを具備する。ＡＰ１０と無線通信端末２０−１，２０−２とは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線通信を行う。

図２は、図１に示すＡＰ１０の機能構成を示すブロック図である。図２に示すＡＰ１０は、アンテナ部１１、無線通信部１２、演算部１３及びアンテナ制御部１４を備える。なお、図１では、無線通信端末２０−１，２０−２が記載されているが、図２についての説明では、無線通信端末２０として説明する。

アンテナ部１１は、指向性を調整可能な機能を有しており、アンテナ制御部１４から出力される指向方向制御信号に従って指向方向が変化する。

アンテナ部１１は、第１の指向方向を指定する指向方向制御信号を受信した場合、全方位に対して均等に無線信号を送信する。これにより、図１に示すように、例えば同心円状に第１の通信エリアが形成される。また、アンテナ部１１は、第１の指向方向から到来する無線信号、すなわち、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０から送信される無線信号を受信する。無線信号には、予め設定された周期で無線通信端末２０の位置情報が含まれる。

また、アンテナ部１１は、第２の指向方向を指定する指向方向制御信号がある場合、第２の指向方向へ無線信号を送信する。第２の指向方向に無線信号が送信されることにより、第２の通信エリアが形成される。また、アンテナ部１１は、第２の指向方向から到来する無線信号を受信する。

無線通信部１２は、第１の通信エリア又は第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０と無線通信を行う。無線通信部１２は、アンテナ部１１で受信される無線信号に対して、電力調整及び周波数変換等を施すことで受信信号を生成する。無線通信部１２は、受信信号に含まれる位置情報を演算部１３へ出力する。

演算部１３は、位置情報記憶部１３１、移動方向算出部１３２、移動速度算出部１３３及び残時間算出部１３４を備える。

位置情報記憶部１３１は、自装置についての位置情報を予め記憶している。

移動方向算出部１３２は、無線通信部１２から、無線通信端末２０の位置情報を受け取る。移動方向算出部１３２は、受け取った位置情報の時間変化に基づき、無線通信端末２０の移動方向を算出する。移動方向算出部１３２は、算出した移動方向を、残時間算出部１３４へ出力する。

移動速度算出部１３３は、無線通信部１２から、無線通信端末２０の位置情報を受け取る。移動速度算出部１３３は、受け取った位置情報の時間変化に基づき、無線通信端末２０の移動速度を算出する。移動速度算出部１３３は、算出した移動速度を、残時間算出部１３４へ出力する。

残時間算出部１３４は、第１の通信エリアの範囲を把握する。残時間算出部１３４は、位置情報記憶部１３１に記憶される自装置についての位置情報、無線通信端末２０についての位置情報、第１の通信エリアの範囲、移動方向及び移動速度に基づき、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０が第１の通信エリアを通過するのにかかる時間を残時間として算出する。残時間算出部１３４は、算出した残時間を、アンテナ制御部１４へ出力する。

アンテナ制御部１４は、残時間算出部１３４から供給される残時間を、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０間で比較する。アンテナ制御部１４は、残時間が最も短い無線通信端末２０が存在する方向へビームを絞るように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する。これにより、アンテナ制御部１４は、残時間が最も短い無線通信端末２０が存在する方向を、第２の指向方向とする。

図３は、図１に示す無線通信端末２０の機能構成を示すブロック図である。図３に示す無線通信端末２０は、アンテナ部２１、無線通信部２２及び位置情報取得部２３を備える。なお、図１では、無線通信端末２０−１，２０−２が記載されているが、図３についての説明では、無線通信端末２０として説明する。

アンテナ部２１は、ＡＰ１０から送信される無線信号を受信する。また、アンテナ部２１は、無線通信部２２から供給される送信信号を無線信号としてＡＰ１０へ送信する。

無線通信部２２は、ＡＰ１０と無線通信を行う。無線通信部２２は、位置情報取得部２３により予め設定された周期で取得される自端末の位置情報に対し、周波数変換及び電力調整等の処理を施す。無線通信部２２は、処理後の信号をアンテナ部２１へ出力する。

位置情報取得部２３は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等により、自端末の位置を予め設定された周期で取得する。位置情報取得部２３は、取得した位置情報を無線通信部２２へ出力する。

次に、以上のように構成されたＡＰ１０による接続制御動作を、ＡＰ１０の処理手順に従い説明する。図４は、図２に示すＡＰ１０が指向性を無線通信端末２０−１，２０−２へ合わせる際のフローチャートを示す。

初期状態として、ＡＰ１０は、アンテナ部１１の指向性を設定せず、図１に示す第１の通信エリアを形成している。

ＡＰ１０の無線通信部１２は、第１の通信エリアに無線通信端末２０−１，２０−２が進入してくると、無線通信端末２０−１，２０−２と無線通信を行う（ステップＳ４１）。無線通信部１２は、無線通信端末２０−１から送信される無線信号から、時刻ｔ０における無線通信端末２０−１の位置情報Ａ１を取得する。また、無線通信部１２は、無線通信端末２０−２から送信される無線信号から、時刻ｔ０における無線通信端末２０−２の位置情報Ｂ１を取得する（ステップＳ４２）。

無線通信部１２は、所定時間経過後に無線通信端末２０−１，２０−２から送信される無線信号を再度受信し、時刻ｔ１における無線通信端末２０−１の位置情報Ａ２を取得すると共に、時刻ｔ１における無線通信端末２０−２の位置情報Ｂ２を取得する（ステップＳ４３）。

ＡＰ１０の移動方向算出部１３２は、無線通信端末２０−１が位置情報Ａ１から位置情報Ａ２の延長線上に進むと仮定することで、無線通信端末２０−１の移動方向を算出する。同様に、移動方向算出部１３２は、無線通信端末２０−２が位置情報Ｂ１から位置情報Ｂ２の延長線上に進むと仮定することで、無線通信端末２０−２の移動方向を算出する（ステップＳ４４）。

ＡＰ１０の移動速度算出部１３３は、位置情報Ａ１と位置情報Ａ２とから無線通信端末２０−１の移動距離を求め、求めた移動距離を時刻ｔ１と時刻ｔ０との差で割ることで、無線通信端末２０−１の移動速度を算出する。同様に、移動速度算出部１３３は、位置情報Ｂ１と位置情報Ｂ２とから無線通信端末２０−２の移動距離を求め、求めた移動距離を時刻ｔ１と時刻ｔ０との差で割ることで、無線通信端末２０−２の移動速度を算出する（ステップＳ４５）。

ＡＰ１０の残時間算出部１３４は、自装置の位置情報、無線通信端末２０−１，２０−２の位置情報Ａ２，Ｂ２、第１の通信エリアの範囲、無線通信端末２０−１，２０−２の移動方向及び無線通信端末２０−１，２０−２の移動速度に基づき、無線通信端末２０−１，２０−２が第１の通信エリアを通過するのにかかる時間をそれぞれ残時間Ｌ１，Ｌ２として算出する（ステップＳ４６）。

ＡＰ１０のアンテナ制御部１４は、残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とを比較し、どちらの残時間が短いか判断する（ステップＳ４７）。図１において、アンテナ制御部１４は、残時間Ｌ１が残時間Ｌ２より短いと判断すると、無線通信端末２０−１が存在する方向を第２の指向方向とする。アンテナ制御部１４は、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ４８）。このように、第２の指向方向を設定することにより、図５に示す第２の通信エリアが形成されることになる。

無線通信部１２は、第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０−１と無線通信を行うことで、無線通信端末２０−１へ情報を配信する（ステップＳ４９）。

無線通信端末２０−１への情報配信が終了すると、無線通信部１２は、アンテナ制御部１４へ、情報配信が終了したことを通知する。アンテナ制御部１４は、無線通信部１２からの通知を受けると、アンテナ部１１が第１の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ４１０）。そして、無線通信部１２は、無線通信端末２０−２との無線通信を再開する（ステップＳ４１１）。

無線通信部１２は、第１の通信エリア内に、情報を配信していない無線通信端末２０があるか否かを判断する（ステップＳ４１２）。本説明中では、無線通信端末２０−２に対しては情報を配信していないため（ステップＳ４１２のＹｅｓ）、ＡＰ１０は、処理をステップＳ４２へ移行する。ＡＰ１０は、無線通信端末２０−２に対してステップＳ４２〜ステップＳ４８の処理を再度行い、無線通信端末２０−２が存在する方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する。無線通信部１２は、新たに形成した第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０−２と無線通信を行うことで、無線通信端末２０−２へ情報を配信する（ステップＳ４９）。

無線通信端末２０−２への情報配信が終了すると、無線通信部１２は、アンテナ制御部１４へ情報配信が終了したことを通知し、アンテナ部１１が第１の指向方向へ無線信号を送信するように指向性を制御させる（ステップＳ４１０）。そして、無線通信部１２は、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０との無線通信を再開する（ステップＳ４１１）。

無線通信部１２は、ステップＳ４１２における判断において、情報を配信していない無線通信端末２０がないと判断する場合（ステップＳ４１２のＮｏ）、処理を終了する。

以上のように、第１の実施形態では、演算部１３は、無線通信端末２０からの位置情報を参照し、無線通信端末２０が第１の通信エリアを通過するのにかかる残時間を算出する。アンテナ制御部１４は、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０間で残時間を比較し、残時間が短い無線通信端末２０へ指向性を合わせるようにアンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する。これにより、ＡＰ１０は、残時間が短い無線通信端末２０へ集中して情報を配信することが可能になる。

したがって、第１の実施形態によれば、第１の通信エリア内に複数の無線通信端末２０が存在する場合であっても、データ転送時間が長期化するのを抑制することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、アンテナ制御部１４は、残時間が短い無線通信端末２０へアンテナ部１１の指向性を合わせる場合を説明した。アンテナ制御部１４は、この機能に加え、残時間が同じ無線通信端末２０が存在する場合、これらの移動速度を比較し、移動速度が速い無線通信端末２０へアンテナ部１１の指向性を合わせるようにしても構わない。

図６は、第２の実施形態に係るＡＰ１０が指向性を無線通信端末２０−１，２０−２へ合わせる際のフローチャートを示す。

初期状態として、ＡＰ１０は、アンテナ部１１の指向性を設定せず、図１に示す第１の通信エリアを形成している。

ＡＰ１０のアンテナ制御部１４は、図６に示すステップＳ４１〜ステップＳ４６を経て、残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とを比較し、残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とが同一であるか否かを判断する（ステップＳ６１）。残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とが同一であると判断する場合（ステップＳ６１のＹｅｓ）、アンテナ制御部１４は、無線通信端末２０−１，２０−２の移動速度を比較する（ステップＳ６２）。アンテナ制御部１４は、移動速度が速い無線通信端末２０が存在する方向を第２の指向方向とし、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ６３）。無線通信部１２は、第２の指向方向を設定することにより形成される第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する（ステップＳ６４）。

残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とが同一でないと判断する場合（ステップＳ６１のＮｏ）、アンテナ制御部１４は、残時間が短い無線通信端末２０が存在する方向を第２の指向方向とし、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ４８）。無線通信部１２は、第２の指向方向を設定することにより形成される第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する（ステップＳ４９）。

続いて、ＡＰ１０は、ステップＳ４１０〜ステップＳ４１２を実施し、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する。

以上のように、第２の実施形態では、アンテナ制御部１４は、無線通信端末２０間の残時間が同一である場合、無線通信端末２０の移動速度に基づいてアンテナ部１１の指向方向を決定するようにしている。これにより、残時間が同じ無線通信端末２０が存在する場合であっても、ＡＰ１０は、１台の無線通信端末２０へ集中して情報を配信することが可能になる。

したがって、第２の実施形態によれば、第１の通信エリア内に複数の無線通信端末２０が存在する場合であっても、データ転送時間が長期化するのを抑制することができる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態では、アンテナ制御部１４は、残時間が短い無線通信端末２０へアンテナ部１１の指向性を合わせる場合を説明した。アンテナ制御部１４は、この機能に加え、残時間が情報配信時間未満となる無線通信端末２０が存在する場合、この無線通信端末２０をアンテナ部１１の指向性を合わせる対象から除外するようにしても構わない。ここで、情報配信時間とは、ＡＰ１０が情報を配信するのにかかる時間のことを言う。

図７は、第３の実施形態に係るＡＰ１０が指向性を無線通信端末２０−２へ合わせる際のフローチャートを示す。図８は、図７を説明する際の模式図である。

初期状態として、ＡＰ１０は、アンテナ部１１の指向性を設定せず、図８に示す第１の通信エリアを形成している。

ＡＰ１０のアンテナ制御部１４は、図７に示すステップＳ４１〜ステップＳ４６を経て、残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とを比較し、どちらの残時間が短いか判断する（ステップＳ４７）。図８において、アンテナ制御部１４は、残時間Ｌ１が残時間Ｌ２より短いと判断すると、残時間Ｌ１が情報配信時間以上となるか否かを判断する（ステップＳ７１）。

残時間Ｌ１が情報配信時間以上である場合（ステップＳ７１のＹｅｓ）、アンテナ制御部１４は、無線通信端末２０−１が存在する方向を第２の指向方向とし、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ４８）。無線通信部１２は、第２の指向方向を設定することで形成される第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する（ステップＳ４９）。続いて、ＡＰ１０は、ステップＳ４１０〜ステップＳ４１２を実施し、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する。

残時間Ｌ１が情報配信時間未満である場合（ステップＳ７１のＮｏ）、アンテナ制御部１４は、無線通信端末２０−１をアンテナ部１１の指向性を合わせる対象から除外し（ステップＳ７２）、処理をステップＳ４２に移行させる。

以上のように、第３の実施形態では、アンテナ制御部１４は、第１の通信エリア内における最短の残時間が情報配信時間未満である場合、この残時間を示す無線通信端末２０をアンテナ部１１の指向性を合わせる対象から除外するようにしている。すなわち、情報配信が完了する前に第１の通信エリアを通過するおそれのある無線通信端末２０へは情報配信を行わず、次に残時間が短い無線通信端末２０へ指向性を合わせるようにしている。これにより、ＡＰ１０は、より効率的に無線通信端末２０へ情報を配信することが可能となる。

したがって、第３の実施形態によれば、第１の通信エリア内に複数の無線通信端末２０が存在する場合であっても、データ転送時間が長期化するのを抑制することができる。

（第４の実施形態）
第１の実施形態では、アンテナ制御部１４は、残時間が短い単一の無線通信端末２０へアンテナ部１１の指向性を合わせる場合を説明した。アンテナ制御部１４は、複数の無線通信端末２０へ指向性を合わせるようにしても良い。

すなわち、アンテナ制御部１４は、予め設定した数以上の無線通信端末２０の移動方向が同一であり、これらの無線通信端末２０の残時間が予め設定した範囲内であり、かつ、これらの無線通信端末２０が密集している場合、これらの無線通信端末２０へアンテナ部１１の指向性を合わせる。なお、複数の無線通信端末２０が密集しているとは、予め設定した範囲内に、予め設定した数以上の無線通信端末２０が存在していることをいう。

図９は、第４の実施形態に係るＡＰ１０が指向性を無線通信端末２０−２へ合わせる際のフローチャートを示す。図１０は、図９を説明する際の模式図である。

初期状態として、ＡＰ１０は、アンテナ部１１の指向性を設定せず、図１０に示す第１の通信エリアを形成している。

ＡＰ１０のアンテナ制御部１４は、図９に示すステップＳ４１〜ステップＳ４６を経て、予め設定した数以上の無線通信端末２０の移動方向が同一、これらの無線通信端末２０の残時間が予め設定した範囲内、かつ、これらの無線通信端末２０が密集しているか否かを判断する（ステップＳ９１）。図１０において、アンテナ制御部１４は、無線通信端末２０−１〜２０−４からなる一群が上記の条件を満たすと判断すると（ステップＳ９１のＹｅｓ）、アンテナ制御部１４は、一群が存在する方向を第２の指向方向とし、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ９２）。無線通信部１２は、第２の指向方向を設定することで形成される第２の通信エリア内に存在する一群へ情報を配信する（ステップＳ９３）。

第１の通信エリア内に、上記条件を満たす一群が存在しない場合（ステップＳ９１のＮｏ）、アンテナ制御部１４は、無線通信端末２０間で残時間を比較し、最も残時間が短い無線通信端末２０を選択する（ステップＳ４７）。アンテナ制御部１４は、残時間が最短の無線通信端末２０が存在する方向を第２の指向方向とし、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ４８）。無線通信部１２は、第２の指向方向を設定することで形成される第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する（ステップＳ４９）。

続いて、ＡＰ１０は、ステップＳ４１０〜ステップＳ４１２を実施し、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する。

以上のように、第４の実施形態では、アンテナ制御部１４は、予め設定した数以上の無線通信端末２０の移動方向が同一であり、これらの無線通信端末２０の残時間が予め設定した範囲内であり、かつ、これらの無線通信端末２０が密集している場合、これらの無線通信端末２０の一群へアンテナ部１１の指向性を合わせるようにしている。これにより、アンテナ部１１の指向性制御の頻度が減り、アンテナ部の制御に費やす時間を削除することが可能となる。このため、ＡＰ１０は、より効率的に無線通信端末２０へ情報を配信することが可能となる。

したがって、第４の実施形態によれば、第１の通信エリア内に複数の無線通信端末２０が存在する場合であっても、データ転送時間が長期化するのを抑制することができる。

（第５の実施形態）
第１の実施形態では、アンテナ制御部１４は、残時間が短い無線通信端末２０へアンテナ部１１の指向性を合わせる場合を説明した。アンテナ制御部１４は、この機能に加え、無線通信端末２０の接続優先情報を考慮してアンテナ部１１の指向性を合わせるようにしても構わない。ここで、接続優先情報とは、無線通信端末２０毎に設定され、例えば、端末のサービス契約条件及びＡＰ１０の通信エリアを優化した回数等により決定される。

図１１は、第５の実施形態に係るＡＰ１０が指向性を無線通信端末２０−１へ合わせる際のフローチャートを示す。図１２は、図１１を説明する際の模式図である。

初期状態として、ＡＰ１０は、アンテナ部１１の指向性を設定せず、図１２に示す第１の通信エリアを形成している。

ＡＰ１０のアンテナ制御部１４は、図１１に示すステップＳ４１〜ステップＳ４６を経て、残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とを比較し、残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とが同一であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とが同一であると判断する場合（ステップＳ１１１のＹｅｓ）、アンテナ制御部１４は、無線通信端末２０−１，２０−２の接続優先情報を確認し、どちらの優先度が高いか判断する（ステップＳ１１２）。図１２において、アンテナ制御部１４は、無線通信端末２０−１の優先度が、無線通信端末２０−２の優先度より高いと判断すると、無線通信端末２０−１が存在する方向を第２の指向方向とし、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ１１３）。無線通信部１２は、第２の指向方向を設定することにより形成される第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０−１へ情報を配信する（ステップＳ１１４）。

残時間Ｌ１と残時間Ｌ２とが同一でないと判断する場合（ステップＳ１１１のＮｏ）、アンテナ制御部１４は、残時間が短い無線通信端末２０が存在する方向を第２の指向方向とし、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ４８）。無線通信部１２は、第２の指向方向を設定することにより形成される第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する（ステップＳ４９）。

続いて、ＡＰ１０は、ステップＳ４１０〜ステップＳ４１２を実施し、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０へ情報を配信する。

以上のように、第５の実施形態では、アンテナ制御部１４は、同一の残時間を有する無線通信端末２０のうち、優先度が高い無線通信端末２０へアンテナ部１１の指向性を合わせるようにしている。これにより、ＡＰ１０は、より効率的に無線通信端末２０へ情報を配信することが可能となる。

したがって、第５の実施形態によれば、第１の通信エリア内に複数の無線通信端末２０が存在する場合であっても、データ転送時間が長期化するのを抑制することができる。

なお、第５の実施形態では、残時間を比較した後に優先度を比較する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。例えば、ＡＰ１０は、先に優先度を比較し、その後、同一の優先度の無線通信端末２０間で残時間を比較するようにしても構わない。

（第６の実施形態）
第１の実施形態では、ＡＰ１０は、自装置が形成する第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０の位置情報に基づいてアンテナ部１１の指向性を制御する場合を説明した。ＡＰは、他のＡＰとネットワークを介して接続し、他のＡＰが形成する通信エリア内に存在する無線通信端末の位置情報も参照するようにしても良い。

具体例を以下に説明する。図１３は、第６の実施形態に係るＡＰ３０が含まれる無線ＬＡＮシステムの構成を示す模式図である。図１３において、ＡＰ３０と、ＡＰ４０とは、ネットワークを介して接続する。

ＡＰ４０は、自装置が形成する通信エリア内に位置する無線通信端末２０−３，２０−４についての位置情報を取得する。ＡＰ４０は、取得した位置情報をバックグラウンドのネットワークを介してＡＰ３０へ出力する。

図１４は、第６の実施形態に係るＡＰ３０の機能構成を示すブロック図である。図１４に示すＡＰ３０は、アンテナ部１１、無線通信部１２、インタフェース部３１、演算部３２及びアンテナ制御部３３を備える。

インタフェース部３１は、ＡＰ４０から送信される、無線通信端末２０−３，２０−４の位置情報を受信する
演算部３２は、位置情報記憶部１３１、移動方向算出部３２１、移動速度算出部３２２、進入位置算出部３２３及び残時間算出部３２４を備える。

移動方向算出部３２１は、インタフェース部３１を介して無線通信端末２０−３，２０−４についての位置情報をＡＰ４０から受け取る。移動方向算出部３２１は、受け取った位置情報の時間変化に基づき、無線通信端末２０−３，２０−４の移動方向を算出する。移動方向算出部３２１は、算出した移動方向を、進入位置算出部３２３及び残時間算出部３２４へ出力する。

移動速度算出部３２２は、インタフェース部３１を介して無線通信端末２０−３，２０−４についての位置情報をＡＰ４０から受け取る。移動速度算出部３２２は、受け取った位置情報の時間変化に基づき、無線通信端末２０−３，２０−４の移動速度を算出する。移動速度算出部３２２は、算出した移動速度を、進入位置算出部３２３及び残時間算出部３２４へ出力する。

進入位置算出部３２３は、位置情報記憶部１３１に記憶されている自装置についての位置情報、無線通信端末２０−３，２０−４についての位置情報、第１の通信エリアの範囲、移動方向及び移動速度に基づき、無線通信端末２０−３，２０−４が第１の通信エリアへ進入してくる進入位置を算出する。進入位置算出部３２３は、算出した進入位置を残時間算出部３２４へ出力する。

残時間算出部３２４は、位置情報記憶部１３１に記憶される自装置についての位置情報、第１の通信エリアの範囲、進入位置、移動方向及び移動速度に基づき、第１の通信エリアに進入してきた無線通信端末２０−３，２０−４が第１の通信エリアを通過するのにかかる時間を残時間として算出する。残時間算出部３２４は、算出した残時間を、アンテナ制御部３３へ出力する。

アンテナ制御部３３は、残時間算出部３２４から供給される残時間を、第１の通信エリアへ進入してくる無線通信端末２０間で比較する。アンテナ制御部３３は、残時間が最も短い無線通信端末２０が存在する方向へビームを絞るように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する。これにより、アンテナ制御部３３は、残時間が最も短い無線通信端末２０が存在する方向を、第２の指向方向とする。

次に、以上のように構成されたＡＰ３０による接続制御動作を、ＡＰ３０の処理手順に従い説明する。図１５は、図１４に示すＡＰ３０が指向性を無線通信端末２０−３へ合わせる際のフローチャートを示す。

初期状態として、ＡＰ３０は、アンテナ部１１の指向性を設定せず、図１３に示す第１の通信エリアを形成している。

ＡＰ３０のインタフェース部３１は、ＡＰ４０から送信される、時刻ｔ０における無線通信端末２０−３の位置情報Ｃ１と、無線通信端末２０−４の位置情報Ｄ１とを受信する（ステップＳ１５１）。また、インタフェース部３１は、ＡＰ４０から送信される、時刻ｔ１における無線通信端末２０−３の位置情報Ｃ２と、無線通信端末２０−４の位置情報Ｄ２とを受信する（ステップＳ１５２）。

ＡＰ３０の移動方向算出部３２１は、無線通信端末２０−３が位置情報Ｃ１から位置情報Ｃ２の延長線上に進むと仮定することで、無線通信端末２０−３の移動方向を算出する。同様に、移動方向算出部３２１は、無線通信端末２０−４が位置情報Ｄ１から位置情報Ｄ２の延長線上に進むと仮定することで、無線通信端末２０−４の移動方向を算出する（ステップＳ１５３）。

ＡＰ３０の移動速度算出部３２２は、位置情報Ｃ１と位置情報Ｃ２とから無線通信端末２０−３の移動距離を求め、求めた移動距離を時刻ｔ１と時刻ｔ０との差で割ることで、無線通信端末２０−３の移動速度を算出する。同様に、移動速度算出部３２２は、位置情報Ｄ１と位置情報Ｄ２とから無線通信端末２０−４の移動距離を求め、求めた移動距離を時刻ｔ１と時刻ｔ０との差で割ることで、無線通信端末２０−４の移動速度を算出する（ステップＳ１５４）。

ＡＰ３０の進入位置算出部３２３は、自装置についての位置情報、無線通信端末２０−３，２０−４についての位置情報、第１の通信エリアの範囲、移動方向及び移動速度に基づき、無線通信端末２０−３，２０−４が第１の通信エリアへ進入してくる進入位置を算出する（ステップＳ１５５）。

ＡＰ１０の残時間算出部３２４は、自装置の位置情報、第１の通信エリアの範囲、無線通信端末２０−３，２０−４の進入位置、無線通信端末２０−３，２０−４の移動方向及び無線通信端末２０−３，２０−４の移動速度に基づき、無線通信端末２０−３，２０−４が第１の通信エリアを通過するのにかかる時間をそれぞれ残時間Ｌ３，Ｌ４として算出する（ステップＳ１５６）。

ＡＰ３０のアンテナ制御部３３は、残時間Ｌ３と残時間Ｌ４とを比較し、どちらの残時間が短いか判断する（ステップＳ１５７）。図１３において、アンテナ制御部３３は、残時間Ｌ３が残時間Ｌ４より短いと判断する。アンテナ制御部３３は、無線通信端末２０−３が第１の通信エリアに進入してくると、その進入位置の方向を第２の指向方向とする。アンテナ制御部３３は、第２の指向方向へ無線信号を送信するように、アンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する（ステップＳ１５８）。

無線通信部１２は、第２の通信エリア内に存在する無線通信端末２０−３と無線通信を行うことで、無線通信端末２０−３へ情報を配信する（ステップＳ１５９）。

以上のように、第６の実施形態では、ＡＰ３０の演算部３２は、ＡＰ４０から無線通信端末２０−３，２０−４についての位置情報を受信し、無線通信端末２０−３，２０−４が第１の通信エリアに進入する進入位置を算出する。また、演算部３２は、無線通信端末２０−３，２０−４が第１の通信エリアを通過する残時間を算出する。そして、アンテナ制御部３３は、第１の通信エリアに進入後の残時間を無線通信端末２０間で比較し、残時間が短い無線通信端末２０の進入位置へ指向性を合わせるようにアンテナ部１１へ指向方向制御信号を出力する。これにより、ＡＰ３０は、残時間が短い無線通信端末２０が第１の通信エリアに進入すると同時に、この無線通信端末へ情報の配信を開始することが可能となる。

したがって、第６の実施形態によれば、第１の通信エリア内に複数の無線通信端末２０が存在する場合であっても、データ転送時間が長期化するのを抑制することができる。

（第７の実施形態）
第１の実施形態では、ＡＰ１０が指向性のない無線信号を送信することで、同心円状の第１の通信エリアが形成される場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。ＡＰ１０は、第１の通信エリアを形成する際にも、アンテナ部１１の指向性を制御するようにしても構わない。

ＡＰ１０が通路等に設置される場合、無線通信端末２０が進入してくる方向を予測しやすい。例えば、アミューズメント施設等はゲートの進行方向が施設の入り方向に限定されていることがある。このような場合、アンテナ制御部１４は、図１６に示すように、無線通信端末２０が向かってくる方向であるゲート方向に、無線通信端末２０を受け入れるように、予めアンテナ部１１の指向性を向けておく。こうすることで、ＡＰ１０は、より早い段階で無線通信端末２０へ情報の配信を開始することが可能となる。

また、イベント会場及び講演会場等、時間帯によって無線通信端末２０が進入してくる可能性が高い方向が変化する場合、アンテナ制御部１４は、時間帯毎に第１の指向方向を切り替えるように指向方向制御信号をアンテナ部１１へ出力するようにしても構わない。これにより、ＡＰ１０は、より早い段階で無線通信端末２０へ情報の配信を開始することが可能となる。

（第８の実施形態）
第１の実施形態では、残時間算出部１３４は、自装置についての位置情報、無線通信端末２０についての位置情報、第１の通信エリアの範囲、移動方向及び移動速度に基づき、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０が第１の通信エリアを通過するのにかかる時間を残時間として算出する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。残時間算出部１３４は、ＡＰ１０が設置される場所の経路も考慮して残時間を算出するようにしても構わない。

図１７は、第８の実施形態に係るＡＰ１０の機能構成を示すブロック図である。図１７に示す演算部１３は、ＡＰ１０が設置される場所の周辺の地図情報を記録している地図情報記憶部１３５をさらに備える。残時間算出部１３４は、自装置についての位置情報、無線通信端末２０についての位置情報、第１の通信エリアの範囲、移動方向、移動速度及び地図情報に基づき、第１の通信エリア内に存在する無線通信端末２０が第１の通信エリアを通過するのにかかる時間を残時間として算出する。

これにより、残時間算出部１３４は、無線通信端末２０の移動経路を考慮して残時間を算出するため、残時間をより正確に算出することが可能となる。

したがって、第８の実施形態によれば、第１の通信エリア内に複数の無線通信端末２０が存在する場合であっても、データ転送時間が長期化するのを抑制することができる。

なお、上記各実施形態に記載される各構成要素は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより実現されても構わない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０，３０…アクセスポイント、１１…アンテナ部、１２…無線通信部、１３…演算部、１３１…位置情報記憶部、１３２…移動方向算出部、１３３…移動速度算出部、１３４…残時間算出部、１３５…地図情報記憶部、１４…アンテナ制御部、２０，２０−１〜２０−４…無線通信端末、２１…アンテナ部、２２…無線通信部、２３…位置情報取得部、３１…インタフェース部、３２…演算部、３２１…移動方向算出部、３２２…移動速度算出部、３２３…進入位置算出部、３２４…残時間算出部、３３…アンテナ制御部

Claims (11)

1. 通信エリアに存在する複数の無線通信端末から無線信号を受信し、指向方向を変更可能なアンテナ部と、
   前記無線信号に含まれる位置情報を取得する無線通信部と、
   前記位置情報に基づいて前記無線通信端末の移動方向及び移動速度を算出し、前記位置情報、前記移動方向及び前記移動速度に基づいて前記通信エリアを通過するのにかかる残時間を算出する演算部と、
   前記アンテナ部の指向方向を、設定されている第１の指向方向から、前記残時間が他よりも短い無線通信端末が存在する第２の指向方向へ変更するアンテナ制御部と
   を具備する無線通信装置。
2. 前記アンテナ制御部は、前記残時間が同一の無線通信端末がある場合、前記移動速度が速い無線通信端末が存在する方向を前記第２の指向方向とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記無線通信部は、前記第２の指向方向に存在する無線通信端末へ情報を配信し、
   前記アンテナ制御部は、前記残時間が、前記情報の配信が終了する時間である情報配信時間未満である場合、この残時間が算出される無線通信端末を、前記第２の指向方向を向ける対象から外す請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記アンテナ制御部は、所定の範囲内に、前記残時間が他の一群より短く、かつ、前記移動方向が互いに類似する、予め設定した数以上の一群の無線通信端末が存在する場合、前記一群の無線通信端末が位置する方向を前記第２の指向方向とする請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記無線通信端末には優先順位が設定されており、
   前記アンテナ制御部は、前記優先順位も参照して前記第２の指向方向を決定する請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記演算部は、他の無線通信装置が形成する通信エリア内に存在する無線通信端末の位置情報を取得し、前記取得した位置情報に基づき、前記無線通信端末が自装置の通信エリアへ進入してくる進入位置と、前記自装置の通信エリアを通過する残時間とを算出し、
   前記アンテナ制御部は、前記残時間が短い無線通信端末が前記自装置の通信エリアへ進入してきた際に、前記進入位置へ第２の指向方向を向ける請求項１記載の無線通信装置。
7. 前記無線通信端末の移動方向が予め決定されている場合、前記アンテナ制御部は、前記第１の指向方向を、前記無線通信端末を受け入れる方向に合わせる請求項１記載の無線通信装置。
8. 前記予め決定されている移動方向が時間帯毎に変化する場合、前記アンテナ制御部は、前記第１の指向方向を、前記時間帯毎に前記移動方向に合わせて変化させる請求項７記載の無線通信装置。
9. 前記演算部は、前記位置情報、前記移動方向、前記移動速度及び自装置が設置される場所についての地図情報に基づいて前記残時間を算出する請求項１記載の無線通信装置。
10. 予め設定する第１の指向方向に存在する複数の無線通信端末から送信される無線信号を受信し、
    前記無線信号に含まれる位置情報を取得し、
    前記位置情報に基づいて前記無線通信端末の移動方向及び移動速度を算出し、
    前記位置情報、前記移動方向及び前記移動速度に基づいて前記第１の指向方向に形成される通信エリアを通過するのにかかる残時間を算出し、
    前記残時間が他よりも短い無線通信端末が存在する方向を第２の指向方向とするように、アンテナ部の指向性を制御する接続制御方法。
11. 予め設定する第１の指向方向に存在する複数の無線通信端末について取得した位置情報に基づき、前記無線通信端末の移動方向及び移動速度を算出する処理と、
    前記位置情報、前記移動方向及び前記移動速度に基づいて前記第１の指向方向に形成される通信エリアを通過するのにかかる残時間を算出する処理と、
    前記残時間が他よりも短い無線通信端末が存在する方向を第２の指向方向とするように、アンテナ部の指向性を制御する処理と
    を無線通信装置のコンピュータに実行させる接続制御プログラム。