JP6075876B2 - 無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信制御方法に関する。

無線ＬＡＮの普及に伴い、アクセスポイント（ＡＰ）の無線エリアが重なる場合には、事前の置局設計における周波数の棲み分けや周波数再配置技術を適用して、各アクセスポイントが使用する周波数チャネルをずらすことにより、干渉の発生を抑えている。

図１０は、周波数チャネルの割り当てにより干渉の回避がなされている一例を示す図である。同図に示す例では、６つのアクセスポイント９１（９１−１〜９１−６）が設置されている。５つの端末装置（ＭＴ）のうち端末装置９２−１及び９２−２がアクセスポイント９１−１と通信し、端末装置９２−３がアクセスポイント９１−２と通信し、端末装置９２−４がアクセスポイント９１−５と通信し、端末装置９２−５がアクセスポイント９１−６と通信している。アクセスポイント９１−１、９２−２、９１−５及び９１−６が周波数チャネルｆ１を使用し、アクセスポイント９１−３が周波数チャネルｆ３を使用し、アクセスポイント９１−４が周波数チャネルｆ２を使用している。また、同図においては、点線で示されている円は、当該円の中心に位置するアクセスポイント９１の無線エリアを示している。同図に示すように、無線エリアが重なる場合には、異なる周波数チャネルを利用することにより、干渉の発生を抑えることができる。

しかし、セルラネットワークなどのように、アクセスポイントを設置する前に置局設計を行える場合と異なり、家庭内においてユーザがアクセスポイントを自由に設置する場合には、置局設計を行うことが難しく、効率的に周波数チャネルを割り当てることができないことが多い。また、集合住宅などにおいては、アクセスポイントを設置する位置の周辺に既に多数のアクセスポイントや端末装置が存在する場合があり、このような場合には同一周波数チャネルの無線エリアが重なってしまう。同一周波数チャネルの無線エリアが重なった領域に位置する端末装置では干渉によりスループットが低下してしまう。

図１１は、同一周波数チャネルのアクセスポイントが増加して干渉が発生してしまう一例を示す図である。同図に示す例では、４つのアクセスポイント９１（９１−１〜９１−４）が設置されているところにアクセスポイント９１−５を設置した場合に干渉が発生することを示している。アクセスポイント９１−５を設置する前では、アクセスポイント９１−１〜９１−４の無線エリアそれぞれは重なっておらず、各アクセスポイント９１−１〜９１−４は周波数チャネルｆ１を使用している。

この状況において、周波数チャネルｆ１を使用するアクセスポイント９１−５が新たに設置され、無線エリアに重なる領域が生じると、無線エリアが重なる領域に位置する端末装置９２−２は、アクセスポイント９１−５から干渉を受けることになる。また、アクセスポイント９１−５は、端末装置９２−２から干渉を受けることになる。無線エリアが重なる領域に位置する端末装置９２−２やアクセスポイント９１−５は電波干渉によりスループットが低下してしまう。

前述のように、多数のアクセスポイントがユーザにより自由に設置される状況では、置局設計を予め行うことは困難である。また、このような状況では、周波数再配置技術を適用したとしても、アクセスポイントやアクセスポイントと通信する端末装置（ＭＴ）の数が増加すると、近接するアクセスポイントや端末装置が同じ周波数帯を利用せざるを得ない状況が生じてアクセスポイントと端末装置との間で発生してしまう。

干渉の発生頻度が高くなると、通信エラー発生確率が上昇したり、ＲＴＳとＣＴＳのやりとりに要する時間が増加したりして無線ＬＡＮのスループットが低下してしまう。周波数の棲み分けで干渉を回避することが困難になっている状況においては、干渉を回避するためには小セル化が有効である。アクセスポイントの送信電力を削減してアクセスポイントの無線エリアを縮小する小セル化を行うことにより、干渉の発生頻度を低くすることが行われている。また、電波状態が良好な地点に端末装置を誘導する技術（例えば、非特許文献１）や、端末装置の位置を制御する際の効用やコストについての検討（例えば、非特許文献２）なども行われている。

Shigeru Kaneda, Yoshikazu Akinaga, Noriteru Shinagawa, Akira Miura, and Mineo Takai, "Integrated User and Network Simulation for Traffic Control by Influencing User Behavior," PE-WASUN '05 Proceedings of the 2nd ACM international workshop on Performance evaluation of wireless ad hoc, sensor, and ubiquitous networks, ACM, 2005 寒川知生、新熊亮一、高橋達郎、「［奨励講演］モバイルサービスにおける位置制御のためのユーザ効用とユーザコストの定量的モデルとその応用例」、信学技報、ＭｏＭｕＣ２００６−５３、２００６年１１月

しかしながら、前述の小セル化を行うと端末装置における受信電波状態（受信信号強度）が変化して通信品質が著しく低下してしまう可能性があるという問題がある。また、非特許文献１や非特許文献２などに記載の技術では、小セル化に伴う受信電波状態の変化が考慮されていない。

上記事情に鑑み、本発明は、端末装置における通信品質の低下を抑えつつ、無線エリアの縮小を行うことができる無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信制御方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、無線通信装置と端末装置とを備える無線通信システムにおいて、前記無線通信装置は、自装置の無線エリアを縮小する際における送信電力削減量と、自装置と通信をしている前記端末装置の受信環境を示す端末情報とに基づいて、無線エリアを縮小した場合に一定以上の影響を受ける端末装置を検出する移動対象検出部と、前記移動対象検出部が検出した端末装置に対して無線エリアの縮小に際して通信品質の低下を抑えるために移動が必要であることを示す検出結果情報を送信する第１の制御部と、を備え、前記端末装置は、前記無線通信装置から検出結果情報を受信した際に、前記無線通信装置による無線エリアの縮小を許諾するか否かの応答を行う第２の制御部を備え、前記第１の制御部は、前記端末装置からの応答に応じて無線エリアの縮小を実施するか否かを決定することを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記第２の制御部は、前記無線通信装置による無線エリアの縮小を行った場合においても予め定めた通信品質が得られる場合には無線エリアの縮小を許諾する応答を行い、又は前記無線通信装置による無線エリアの縮小を行った場合においても自装置の移動により予め定めた通信品質が得られる場合には無線エリアの縮小を許諾する応答を行うことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記無線通信装置は、自装置の無線エリアを縮小する場合に前記移動対象検出部が検出した端末装置に対して予め定められた通信品質が得られる位置への移動を指示する位置調整情報を送信した後に、当該端末装置から得た端末情報に基づいて前記通信品質が得られるか否かを判定する位置調整部を更に備えることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記位置調整部は、前記端末装置の受信信号強度、前記端末装置から受信する信号の周波数変化、又は、前記端末装置の時系列の端末情報に基づいて、前記位置調整情報を生成することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、無線通信装置と端末装置とを備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、自装置の無線エリアを縮小する際における送信電力削減量と、自装置と通信をしている前記端末装置の受信環境を示す端末情報とに基づいて、無線エリアを縮小した場合に一定以上の影響を受ける端末装置を検出する移動対象検出部と、前記移動対象検出部が検出した端末装置に対して無線エリアの縮小に際して通信品質の低下を抑えるために移動が必要であることを示す検出結果情報を生成して送信し、前記端末装置から前記検出結果情報に応じて送信される応答であって無線エリアの縮小を許諾するか否かの応答に基づいて無線エリアの縮小を実施するか否かを決定する制御部とを備えることを特徴とする無線通信装置である。

また、本発明の一態様は、無線通信装置と端末装置とを備える無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、前記無線通信装置が自装置の無線エリアを縮小する際における送信電力削減量と、自装置と通信をしている前記端末装置の受信環境を示す端末情報とに基づいて、無線エリアを縮小した場合に一定以上の影響を受ける端末装置を検出する移動対象検出ステップと、前記無線通信装置が前記移動対象検出ステップにおいて検出した端末装置に対して無線エリアの縮小に際して通信品質の低下を抑えるために移動が必要であることを示す検出結果情報を送信する検出結果通知ステップと、前記端末装置が前記無線通信装置から検出結果情報を受信した際に、前記無線通信装置による無線エリアの縮小を許諾するか否かの応答を行う応答ステップと、前記無線通信装置が前記端末装置からの応答に応じて無線エリアの縮小を実施するか否かを決定する決定ステップとを有することを特徴とする無線通信制御方法である。

本発明によれば、無線エリアの縮小に際して影響を受ける端末装置を事前に検出し、当該端末装置に影響があること及び通信品質を保つためには移動が必要であることを通知した上で、当該端末装置から無線エリアの縮小を許諾するか否かの応答に基づいて無線エリアの縮小の実施を決定することにより、無線エリアの縮小に伴う端末装置における通信品質の低下を抑えつつ無線エリアの縮小を行うことができる。

本発明に係る第１の実施形態における無線通信システムの構成例を示す図である。 本実施形態におけるアクセスポイント１と端末装置２との構成例を示すブロック図である。 本実施形態におけるアクセスポイント１が行う送信電力削減処理を示すフローチャートである。 本実施形態における端末装置２が行う応答処理を示すフローチャートである。 本発明に係る第２の実施形態における無線通信システムの構成例を示す図である。 本実施形態におけるアクセスポイント３と端末装置２との構成例を示すブロック図である。 本実施形態におけるアクセスポイント３が行う送信電力削減処理を示す第１のフローチャートである。 本実施形態におけるアクセスポイント３が行う送信電力削減処理を示す第２のフローチャートである。 本実施形態における端末装置２が行う応答処理を示すフローチャートである。 周波数チャネルの割り当てにより干渉の回避がなされている一例を示す図である。 同一周波数チャネルのアクセスポイントが増加して干渉が発生してしまう一例を示す図である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態における無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信制御方法を説明する。図１は、本発明に係る第１の実施形態における無線通信システムの構成例を示す図である。同図に示すように、本実施形態における無線通信システムは、複数のアクセスポイント１（１−１〜１−５）と複数の端末装置２（２−１〜２−５）とを備えている。アクセスポイント１−１は端末装置２−１及び端末装置２−２と通信をしている。アクセスポイント１−２は端末装置２−３と通信をしている。アクセスポイント１−４は端末装置２−４と通信をしている。アクセスポイント１−５は端末装置２−５と通信をしている。また、各アクセスポイント１及び各端末装置２は周波数チャネルｆ１を用いている。

同図に示す例では、アクセスポイント１−３の無線エリアには他のアクセスポイント１の無線エリアと重なっている領域がある。アクセスポイント１−３の無線エリアとアクセスポイント１−１の無線エリアとが重なっている領域に端末装置２−２が位置している。このような場合、アクセスポイント１−１は自身の送信電力を削減して無線エリアを縮小する。更に、端末装置２−２がユーザ対してアクセスポイント１−１の縮小した無線エリア内に移動することを促すメッセージを出力することにより、端末装置２−２の通信品質の低下を抑える。

図２は、本実施形態におけるアクセスポイント１と端末装置２との構成例を示すブロック図である。無線通信装置としてのアクセスポイント１は、同図に示すように、無線部１１、端末情報取得部１２、端末情報記憶部１３、制御部１４、移動対象検出部１５、及び、入出力部１６を備えている。

無線部１１は、無線通信システムにおいて用いられる規格に基づいて、入力される信号を無線信号に変換して送信し、受信した信号のうち自装置宛の信号に対して復調・復号を行い当該信号に含まれる情報を取得する。

端末情報取得部１２は、無線部１１が受信した信号と当該信号から取得した情報とから、自装置から当該信号を送信した端末装置２までの電波的な距離を算出するために必要な端末情報を端末装置２ごとに取得する。電波的な距離を算出するために必要な端末情報は、例えば、ＲＳＳＩ（受信信号強度）や自装置からの距離、ＧＰＳ等を利用して得られる端末装置２の位置、ＳＮ比（又はＤＵ比）、自装置と端末装置２との間の伝搬路情報などを含む情報であって端末装置２の受信環境を示す情報である。端末情報取得部１２は、予め定められた周期又は任意のタイミングで自装置と通信をしている端末装置２それぞれの端末情報を取得する。

端末情報記憶部１３には、端末情報取得部１２が取得する端末情報を、端末装置２の識別子と対応付けて記憶する。

制御部１４は、自装置に備えられている他の機能部（無線部１１、端末情報取得部１２、端末情報記憶部１３、移動対象検出部１５、及び、入出力部１６）の動作を制御する。

移動対象検出部１５は、端末情報記憶部１３に記憶されている端末情報又は端末情報取得部１２が取得した端末情報と無線部１１における送信電力の削減量又は削減後の送信電力に基づいて、送信電力削減後における各端末装置２の受信品質を算出する。移動対象検出部１５が算出する各端末装置２の受信品質としては、例えば、自装置が送信した信号のＳＮ比、ＲＳＳＩなどが用いられる。

入出力部１６は、アクセスポイント１の管理や運用などをする管理者からの操作を受付、また、管理者に対して自装置の状態などを通知するためのテキストや映像、音声などを出力する。

端末装置２は、無線部２１、制御部２２、端末情報取得部２３、及び、入出力部２４を備えている。無線部２１は、アクセスポイント１が備えている無線部１１と同様に、無線通信システムにおいて用いられている規格に基づいて、入力される信号を無線信号に変換して送信し、受信した信号のうち自装置宛の信号に基づいて復調・復号を行い当該信号に含まれる情報を取得する。

制御部２２は、自装置に備えられている他の機能部（無線部２１、端末情報取得部２３、及び、入出力部２４）の動作を制御する。

端末情報取得部２３は、自装置が通信しているアクセスポイント１との電波的な距離を算出するために必要な端末情報を取得する。端末情報は、前述のように、自装置が通信しているアクセスポイント１から受信する信号のＲＳＳＩや、ＧＰＳ等を利用して得られる自装置の位置などである。端末情報取得部２３は、予め定められた周期又は任意のタイミングで端末情報を取得し、無線部２１を介してアクセスポイント１に取得した端末情報を送信する。

入出力部２４は、端末装置２を利用しているユーザからの操作を受付、また、ユーザに対して自装置の状態などを通知するためのテキストや映像、音声などを出力する。

図３は、本実施形態におけるアクセスポイント１が行う送信電力削減処理を示すフローチャートである。アクセスポイント１において、送信電力削減処理を開始する状態が検出されると、制御部１４が送信電力削減量を決定する（ステップＳ１０１）。送信電力削減処理を開始する状態とは、例えば、自装置と通信をしている端末装置２において干渉を受けている状態（ＳＮ比の低下、同一周波数の他アクセスポイントの検出など）や、管理者の操作を入出力部１６が受け付けた状態である。送信電力削減量の決定は、例えば、予め定められた電力量を削減量に選択したり、管理者が入出力部１６に入力する電力量を削減量に選択したり、自装置が通信している端末装置２との通信を維持できる送信電力になる削減量を選択したりする。

制御部１４は、自装置が送信電力を削減して無線エリアの縮小を予定していることを示す予告情報を、無線部１１を介して自装置と通信をしている端末装置２に送信することにより、無線エリアの縮小を通知する（ステップＳ１０２）。

端末情報取得部１２は、予告情報に応じて端末装置２から送信された端末情報を、無線部１１を介して取得し、取得した端末情報を端末情報記憶部１３に記憶させる（ステップＳ１０３）。

移動対象検出部１５は、ステップＳ１０１において決定された送信電力削減量と、端末情報記憶部１３に記憶されている各端末装置２の端末情報とに基づいて、自装置と通信をしている端末装置２それぞれの受信品質を算出する。移動対象検出部１５は、算出した受信品質に基づいて各端末装置２を移動させる必要の有無を判定して、移動が必要な端末装置２を検出する（ステップＳ１０４）。

移動対象検出部１５による各端末装置２の移動の要否の判定において、端末装置２が受信する不要波（被干渉波）の電力は端末装置２の位置によらず一定であることを前提にする。この前提において、例えば、現在の端末装置２のＳＮ比を維持する場合はすべての端末装置２に移動が必要となる。この場合は、自装置に帰属する（自装置と通信をする）端末装置２すべてを、移動が必要な端末装置２として移動対象検出部１５が検出することになる。

また、各端末装置２において所定の通信品質を維持できるか否かに基づいて、端末装置２を移動させる必要の有無を判定する場合は、例えば以下のようにして端末装置２を検出する。ここで示す例ではＳＮ比に基づいて判定を行う。端末装置２の現在の受信電力をＲＭｉとし、アクセスポイント１における送信電力削減量をＰ＿ｒｄｃとし、被干渉電力をＩＰＭｉとする。現在の通信ビットレートから、当該ビットレートを維持するために必要なＳＮ比の値ＳＮＲＭｉを算出する。なお、通信ビットレートとＳＮ比との対応関係を示すテーブルを移動対象検出部１５に備えていてもよい。

送信電力削減後のＳＮ比がＳＮＲＭｉ以上である必要があることから、次式（１）が満たされる場合に端末装置２は移動が必要となる。
（ＲＭｉ−Ｐ＿ｒｄｃ）／ＩＰＭｉ＜ＳＮＲＭｉ …（１）

式（１）を整理すると次式（２）となり、端末装置２の受信電力ＲＭｉが次式（２）を満たす場合に移動対象となる。
ＲＭｉ＜ＳＮＲＭｉ・ＩＰＭｉ＋Ｐ＿ｒｄｃ …（２）

移動対象検出部１５が移動対象の端末装置２を検出する際の条件、例えば、「無線エリアの縮小によりアクセスポイント１の無線エリア外になる」、「無線エリアの縮小によりリンク速度が低下する」などは、無線通信システムに対して予め定められた条件が用いられる。移動対象検出部１５は、送信電力を削減して無線エリアを縮小した場合において予め定められた条件に該当する端末装置２を移動が必要な端末装置２として検出する。

制御部１４は、移動対象検出部１５の検出結果に基づいて、移動が必要な端末装置２に対しては移動が必要であることを通知する検出結果情報を、移動が必要ない端末装置２に対しては移動が必要でないことを通知する検出結果情報を、無線部１１を介して各端末装置２に送信して検出結果を通知する（ステップＳ１０５）。

制御部１４は、自装置と通信をしている端末装置２すべてから、無線エリアの縮小を許諾するか否かを示す可否情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。すべての端末装置２から可否情報を受信していた場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、制御部１４は処理をステップＳ１０８に進める。一方、すべての端末装置２から可否情報をしていない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、制御部１４は処理をステップＳ１０７に進める。

制御部１４は、検出結果を各端末装置２に通知してから所定期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。所定期間が経過している場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、制御部１４は処理をステップＳ１０８に進める。一方、所定期間が経過していない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、制御部１４は処理をステップＳ１０６に戻し、所定期間が経過するか又はすべての端末装置２から可否情報を受信するまで待機する。なお、所定期間は、端末装置２それぞれに検出結果を通知した後に、端末装置２のユーザが無線エリアの縮小を許諾するか否かの応答を行うまでに要する時間や、端末装置２の移動に要する時間などに基づいて定められる期間である。

制御部１４は、受信した可否情報において無線エリアの縮小を拒否する可否情報が含まれているか否か、すなわち無線エリアの縮小を拒否する端末装置２（ユーザ）が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。無線エリアの縮小を拒否する端末装置２が存在する場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、制御部１４は、無線エリアの縮小を行わない旨の処理結果を含む通知情報を、無線部１１を介して各端末装置２に送信して結果を通知するとともに、通知情報を入出力部１６に出力して管理者に対して通知し（ステップＳ１１１）、送信電力削減処理を終了させる。

一方、無線エリアの縮小を拒否する端末装置２が存在しない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、制御部１４は、ステップＳ１０１において決定した送信電力削減量にて送信電力を削減させる制御を無線部１１に対して行う（ステップＳ１０９）。
端末情報取得部１２は、自装置と通信をしている各端末装置２の端末情報を取得して、端末情報記憶部１３に記憶されている端末情報を更新する（ステップＳ１１０）。
制御部１４は、無線エリアの縮小を行った旨の処理結果を含む通知情報を、無線部１１を介して各端末装置２に送信して結果を通知するとともに、通知情報を入出力部１６に出力して管理者に対して通知し（ステップＳ１１１）、送信電力削減処理を終了させる。

図４は、本実施形態における端末装置２が行う応答処理を示すフローチャートである。端末装置２が行う応答処理は、アクセスポイント１が行う送信電力削減処理に対する応答として行う処理である。端末装置２において、自装置が通信しているアクセスポイント１から予告情報を無線部２１が受信すると、制御部２２は応答処理を開始させる。応答処理を開始すると、端末情報取得部２３は、自装置の端末情報を取得し、無線部２１を介してアクセスポイント１に取得した端末情報を送信する（ステップＳ２０１）。

アクセスポイント１から無線部２１が検出結果情報を受信すると、制御部２２は受信した検出結果情報を入出力部２４に出力してユーザに自装置が移動する必要があるか否かを通知し（ステップＳ２０２）、入出力部２４が無線エリアの縮小を許諾するか否か選択を受け付ける（ステップＳ２０３）。

制御部２２は、入出力部２４が受け付けた、無線エリアの縮小を許諾するか否かの選択を示す可否情報を生成し、無線部２１を介してアクセスポイント１に生成した可否情報を送信する（ステップＳ２０４）。

制御部２２は、無線部２１が受信した通知情報を、入出力部２４に出力してユーザに対して無線エリアの縮小が行われたか否かを示す情報を通知し（ステップＳ２０５）、応答処理を終了させる。

以上説明したように、本実施形態における無線通信システムによれば、アクセスポイント１の無線エリアの縮小を行う際に、無線エリアの縮小によって一定以上の影響を受ける端末装置２を無線エリアの縮小を行う前に検出し、各端末装置２に一定以上の影響が生じるか否かを通知する。また、一定以上の影響が生じる端末装置２に対しては、通信品質を保つための移動を促して通信品質の低下を抑えることができる。また、無線エリアの縮小に際して、各端末装置２に対して無線エリアの縮小を許諾するか否かを問い合わせ、問い合わせ結果に応じて無線エリアの縮小を行うか否かを決定することにより、端末装置２における通信品質の低下を抑えることができる。また、無線エリアの縮小に伴い端末装置２が移動する場合には、当該端末装置２が他のアクセスポイント１の無線エリアに対して与える干渉が低減される。

なお、本実施形態において、アクセスポイント１が各端末装置２に送信する検出結果情報に、移動対象検出部１５において算出される無線エリア縮小後の通信品質を含めるようにしてもよい。これにより、端末装置２のユーザは、無線エリア縮小により受ける影響に基づいて無線エリアの縮小を許諾するか否かの選択を行うことができ、ユーザの利用状況に応じた選択を行うことができる。

また、本実施形態において、無線エリアの縮小を拒否する端末装置２が存在する場合には無線エリアの縮小を行わないとする送信電力削減処理を説明したが、アクセスポイント１と通信をしている端末装置２のうち所定の割合以上の端末装置２が無線エリアの縮小を許諾した場合には無線エリアの縮小を行うようにしてもよい。

また、本実施形態において、移動対象検出部１５は端末情報記憶部１３に記憶されている端末情報を用いて移動対象となる端末装置２を検出する動作を説明したが、端末情報取得部１２が取得した端末情報を用いるようにしてもよい。

［第２の実施形態］
図５は、本発明に係る第２の実施形態における無線通信システムの構成例を示す図である。同図に示すように、本実施形態における無線通信システムは、複数のアクセスポイント３（３−１〜３−５）と複数の端末装置２（２−１〜２−２）とを備えている。アクセスポイント３−１は端末装置２−１及び端末装置２−２と通信をしている。アクセスポイント３−２は端末装置２−３と通信をしている。アクセスポイント３−４は端末装置２−４と通信をしている。アクセスポイント３−５は端末装置２−５と通信をしている。また、各アクセスポイント３及び各端末装置２は周波数チャネルｆ１を用いている。

同図に示す例では、アクセスポイント３−３の無線エリアには他のアクセスポイント３の無線エリアと重なっている領域がある。このような場合、例えば、アクセスポイント３−１は、自装置の無線エリアを縮小してアクセスポイント３−３の無線エリアに位置する端末装置２に対して与える干渉を低減させる。このとき、アクセスポイント３−１は、自装置と通信をしている端末装置２（自装置に帰属している端末装置２）に対して、縮小した無線エリア内において通信品質の低下を軽減できる位置への移動を促す情報を提供する。移動を促す情報を提供することにより、無線エリアの縮小を行った際における端末装置２の通信品質の低下を抑える。移動を促す情報は、端末装置２の受信信号強度の履歴や現在の受信信号強度、端末装置２の移動に伴って生じるドップラー効果による信号の周波数変化などに基づいて生成する。

図６は、本実施形態におけるアクセスポイント３と端末装置２との構成例を示すブロック図である。無線通信装置としてのアクセスポイント３は、同図に示すように、無線部１１、端末情報取得部１２、端末情報記憶部３３、制御部１４、移動対象検出部１５、入出力部１６、及び、位置調整部３７を備えている。なお、本実施形態におけるアクセスポイント３において、第１の実施形態におけるアクセスポイント１と同じ機能部に対しては同じ符号を付して説明を省略する。また、端末装置２は第１の実施形態における端末装置２と同じ構成である。

端末情報記憶部３３は、端末装置２の識別子と、端末情報取得部１２が取得する端末情報と、当該端末情報を取得した時刻とを対応付けて記憶する。換言すると、端末情報記憶部３３は、各端末装置２の端末情報を時系列で記憶する。

位置調整部３７は、自装置の無線エリアを縮小する際に、自装置と通信をしている端末装置２に対して通信品質を維持できる位置、又は通信品質の低下を軽減できる位置を算出する。位置調整部３７により算出された位置を示す位置情報は、無線部１１を介して端末装置２に送信される。

図７と図８とは、本実施形態におけるアクセスポイント３が行う送信電力削減処理を示すフローチャートである。アクセスポイント３において、送信電力削減処理を開始する状態が検出されると、制御部１４が送信電力削減量を決定する（ステップＳ３０１）。なお、送信電力削減量の決定手法は、第１の実施形態と同様である。
制御部１４は、自装置が送信電力を削減して無線エリアの縮小を予定していることを示す予告情報を、無線部１１を介して自装置と通信をしている端末装置２に送信することにより、無線エリアの縮小を通知する（ステップＳ３０２）。

端末情報取得部１２は、予告情報に応じて端末装置２から送信された端末情報を、無線部１１を介して取得し、取得した端末情報を端末情報記憶部３３に記憶させる（ステップＳ３０３）。

移動対象検出部１５は、ステップＳ３０１において決定された送信電力削減量と、端末情報記憶部３３に記憶されている各端末装置２の端末情報とに基づいて、自装置と通信をしている端末装置２それぞれの受信品質を算出する。移動対象検出部１５は、算出した受信品質に基づいて各端末装置２を移動させる必要の有無を判定して、移動が必要な端末装置２を検出する（ステップＳ３０４）。なお、移動対象検出部１５による各端末装置２の移動の要否の判定は、第１の実施形態と同様である。

位置調整部３７は、端末情報記憶部３３に記憶されている各端末装置２の最新の端末情報に基づいて、移動対象検出部１５が検出した移動の必要な端末装置２ごとに移動先を選定する際の条件を算出する（ステップＳ３０５）。位置調整部３７による条件の算出は、例えば、以下のように行われる。前提として、第１の実施形態と同様に、端末装置２が受信する不要波（被干渉波）の電力は端末装置２の位置によらず一定であるとする。

各端末装置２において現在のＳＮ比を維持する場合の条件は、現在の端末装置２の受信電力値ＲＰＭｉと送信電力削減後の端末装置２が移動した先での受信電力値ＲＭｖＭｉが一定であればよいので、ステップＳ３０１において決定された送信電力削減量Ｐ＿ｒｄｃを用いて次式（３）で表される。
ＲＭｖＭｉ ≧ ＲＰＭｉ−Ｐ＿ｒｄｃ＋Ｌ（ｐｏｓ＿ｍｖ）
−Ｌ（ｐｏｓ＿ｏｒｇ） …（３）

式（３）におけるｐｏｓ＿ｍｖは端末装置２の移動先の位置であり、ｐｏｓ＿ｏｒｇは端末装置２の移動前の位置（処理開始時の位置）であり、Ｌ（ｐｏｓ）は位置ｐｏｓにおける伝搬損失（距離減衰）である。式（３）は以下のようにして得られる。受信電力は次式（４）で得られる。
（受信電力：ＲＳＳＩ）＝（送信電力）＋（定数）＋（伝搬損失）…（４）

処理開始時におけるＲＳＳＩ（Ｒ＿ｏｒｇ）と移動後におけるＲＳＳＩ（Ｒ＿ｍｖ）とは次式（５）と次式（６）とで得られる。
Ｒ＿ｏｒｇ＝Ｐ＿ｏｒｇ＋Ａ＋Ｌ（ｐｏｓ＿ｏｒｇ） …（５）
Ｒ＿ｍｖ ＝（Ｐ＿ｏｒｇ−Ｐ＿ｒｄｃ）＋Ａ＋Ｌ（ｐｏｓ＿ｍｖ） …（６）

式（５）及び式（６）における、Ｐ＿ｏｒｇは処理開始時（送信電力削減前）における送信電力であり、Ａはアンテナ利得やケーブル損失等の定数である。送信電力削減の前後において現在のＳＮ比を維持する場合には、次式（７）を満たす必要がある。
Ｒ＿ｍｖ≧Ｒ＿ｏｒｇ …（７）

式（５）〜式（７）より次式（８）が得られる。
（Ｐ＿ｏｒｇ−Ｐ＿ｒｄｃ）＋Ａ＋Ｌ（ｐｏｓ＿ｍｖ）≧
Ｐ＿ｏｒｇ＋Ａ＋Ｌ（ｐｏｓ＿ｏｒｇ） …（８）
式（８）を変形すると次式（９）が得られる。
Ｌ（ｐｏｓ＿ｍｖ）≧Ｌ（ｐｏｓ＿ｏｒｇ）＋Ｐ＿ｒｄｃ …（９）

位置調整部３７は、各端末装置２の移動先の条件として式（９）を満たす位置をｐｏｓ＿ｍｖの候補として算出することができる。なお、現在のビットレートを維持するための指標としてＳＮ比が与えられる場合、式（３）におけるＲＰＭｉに代えてＳＮＲＭｉ・ＩＰＭｉを用いるようにしてもよい。また、位置調整部３７は、端末情報記憶部３３に記憶されている各端末装置２に対する時系列の端末情報に基づいて、式（９）を満たす端末装置２の位置を移動先候補情報として生成する。

制御部１４は、移動対象検出部１５の検出結果と、位置調整部３７が生成した移動先候補情報とを含む検出結果情報を、無線部１１を介して各端末装置２に送信して検出結果を通知する（ステップＳ３０６）。

制御部１４は、検出結果を各端末装置２に通知してから所定期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３０７）。所定期間が経過している場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、制御部１４は無線エリアの縮小を中止し（ステップＳ３０８）、処理をステップＳ３１２に進める。一方、所定期間が経過していない場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、制御部１４は、自装置と通信をしている端末装置２すべてから許諾情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ３０９）。なお、本実施形態における所定期間は、端末装置２それぞれに検出結果を通知した後に、移動が必要な端末装置２が移動に要する時間などに基づいて定められる期間である。

すべての端末装置２から許諾情報を受信していない場合（ステップＳ３０９：ＮＯ）、制御部１４は処理をステップＳ３２１（図８）に進める。一方、すべての端末装置２から許諾情報を受信している場合（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、制御部１４は、ステップＳ３０１において決定した送信電力削減量にて送信電力を削減させる制御を無線部１１に対して行う（ステップＳ３１０）。

制御部１４は、無線エリアを縮小したか否かの処理結果を含む通知情報を、無線部１１を介して各端末装置２に送信して結果を通知するとともに、通知情報を入出力部１６に出力して管理者に対して通知する（ステップＳ３１１）。
端末情報取得部１２は、自装置と通信をしている各端末装置２の端末情報を取得して、端末情報記憶部３３に記憶させて端末情報を更新し（ステップＳ３１２）、送信電力削減処理を終了させる。

ステップＳ３０９において、すべての端末装置２から許諾情報を受信していない場合（ステップＳ３０９：ＮＯ）、制御部１４は、以下に説明するステップＳ３２１からステップＳ３２５までの各処理を、移動が必要な端末装置２ごとに行わせる。また、制御部１４は、移動が必要な端末装置２すべてに条件適合の通知が行われると、処理をステップＳ３０７に戻す。

端末情報取得部１２は、移動が必要な端末装置２の端末情報を取得する（ステップＳ３２１）。
位置調整部３７は、ステップＳ３２１において取得した端末情報に基づいて、端末装置２がステップＳ３０５において算出された条件を満たす位置に存在するか否かを判定する（ステップＳ３２２）。条件を満たす位置に端末装置２が存在する場合（ステップＳ３２２：ＹＥＳ）、位置調整部３７は、端末装置２に対して現在の位置が条件に適合していることを示す条件適合情報を、無線部１１を介して当該端末装置２に送信することにより、条件適合を通知する（ステップＳ３２５）。

条件を満たす位置に端末装置２が存在しない場合（ステップＳ３２２：ＮＯ）、位置調整部３７は、ステップＳ３２１において取得した端末情報や、端末装置２から受信する信号のドップラー効果による周波数変化などから、端末装置２が移動先とすべき位置や移動すべき方向を算出する（ステップＳ３２３）。位置調整部３７は、算出した端末装置２が移動先とすべき位置又は移動すべき方向を示す位置調整情報と、端末装置２の現在の位置が条件に適合していないことを示す条件不適合情報を、無線部１１を介して当該端末装置２に送信することにより、条件不適合を通知し（ステップＳ３２４）、処理をステップＳ３２１に戻す。位置調整情報は端末装置２に対する移動を促す情報である。

位置調整部３７による端末装置２が移動先とすべき位置の算出は、例えば、以下のようにしてもよい。位置調整部３７は、端末情報などに基づいて、自装置に対する端末装置２の位置を取得する。端末装置２の位置や自装置の位置はＧＰＳ等を利用して取得する。位置調整部３７は、伝搬損失に基づいて端末装置２の移動先における受信電力の推定値を算出する。例えば、自由空間伝搬であれば伝搬損失Ｌ（ｐｏｓ）＝−（４πｄ／λ）^２であるため、式（３）の不等式は次のように変形できる。
Ｌ（ｐｏｓ＿ｍｖ）≧Ｌ（ｐｏｓ＿ｏｒｇ）＋Ｐ＿ｒｄｃ …（１０）
ｄ（ｐｏｓ＿ｍｖ）≦√（（４πｄ（ｐｏｓ＿ｏｒｇ）／λ）^２−Ｐ＿ｒｄｃ）
…（１１）

式（１１）におけるｄ（ｐｏｓ）はアクセスポイント３から端末装置２までの距離を示す。式（１１）により得られる位置の条件に基づいて、アクセスポイント３を基準としたときの端末装置２の位置を極座標（ｒｉ，θｉ）としたときに、（ｄ（ｐｏｓ＿ｍｖ），θｉ）を端末装置２の誘導先座標（移動先とすべき位置）として設定する。なお、誘導先座標の位置が移動不可能な位置である場合には、式（１１）を満たす別の値、例えば（ｄ（ｐｏｓ＿ｍｖ）＊０．９，θｉ）を誘導先座標として設定するようにしてもよい。また、端末装置２に対する位置調整情報として、ＸＹ座標やＧＰＳ座標などが必要になる場合には適宜変換して設定するようにしてもよい。

また、位置調整部３７は、端末情報記憶部３３に記憶されている端末情報に基づいて、端末装置２が過去に誘導先座標に位置していたことがあることを検出した場合、誘導先座標に位置していた時期又は時刻を位置調整情報に含めるようにしてもよい。また、端末情報におけるＲＳＳＩなどの時間変化に基づいて、端末装置２の移動が受信品質を高める方向であるか否かを判定し、判定結果に基づいて当該移動が条件を満たす位置に近づいているか否かを示す簡易的な情報を位置調整情報としてもよい。

図９は、本実施形態における端末装置２が行う応答処理を示すフローチャートである。端末装置２が行う応答処理は、アクセスポイント３が行う送信電力削減処理に対する応答として行う処理である。端末装置２において、自装置が通信しているアクセスポイント３から予告情報を無線部２１が受信すると、制御部２２は応答処理を開始させる。応答処理を開始すると、端末情報取得部２３は、自装置の端末情報を取得し、無線部２１を介してアクセスポイント３に取得した端末情報を送信する（ステップＳ４０１）。

アクセスポイント３から無線部２１が検出結果情報を受信すると、制御部２２は受信した検出結果情報を入出力部２４に出力してユーザに自装置が移動する必要があるか否かを通知する（ステップＳ４０２）。
制御部２２は、受信した検出結果情報に基づいて、自装置が移動する必要があるか否かを判定し（ステップＳ４０３）、移動の必要がない場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、処理をステップＳ４１０に進める。

移動の必要がある場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、制御部２２は自装置のユーザに対して通信保証を受けるか否かの選択を促すメッセージを入出力部２４に出力し、入出力部２４がユーザの選択を受け付ける。通信保証とは、現在の通信品質の維持、又は予め定められた通信品質以上を得られるように端末装置２を移動させる誘導を受けることである。

通信保証を受けないことが選択された場合（ステップＳ４０４：ＮＯ）、制御部２２は処理をステップＳ４１０に進める。
通信保証を受けることが選択された場合（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、制御部２２は入出力部２４に自装置の移動を促すメッセージと移動先候補情報とを出力させ（ステップＳ４０５）、移動が完了すると端末情報取得部２３は、自装置の端末情報を取得し、無線部２１を介してアクセスポイント３に取得した端末情報を送信する（ステップＳ４０６）。

ステップＳ４０６において送信した端末情報の返信としてアクセスポイント３から受信した信号が条件適合情報である場合（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、制御部２２は無線エリアの縮小に伴う自装置の位置の改善が完了したことを示すメッセージを入出力部２４に出力して、ユーザに通知する（ステップＳ４０９）。

制御部２２は、自装置が条件を満たす位置に移動した後に、無線部２１を介して許諾情報をアクセスポイント３に送信する（ステップＳ４１０）。
制御部２２は、無線部２１がアクセスポイント３から通知情報を受信すると、通知情報を入出力部２４に出力してユーザに対して、無線エリアの縮小が行われたか否かの処理結果を通知し（ステップＳ４１１）、応答処理を終了させる。

一方、ステップＳ４０６において送信した端末情報の返信としてアクセスポイント３から受信した信号が条件不適合情報である場合（ステップＳ４０７：ＮＯ）、制御部２２は、受信した条件不適合情報に含まれる位置調整情報を入出力部２４に出力し、自装置の移動先又は移動方向を示す情報をユーザに提示する（ステップＳ４０８）。制御部２２は、位置調整情報をユーザに提示することにより、自装置の通信品質の低下を抑制する位置への自装置の移動を促し、処理をステップＳ４０６に戻す。

以上説明したように、本実施形態における無線通信システムによれば、アクセスポイント３の無線エリアの縮小を行う際に、無線エリアの縮小によって一定以上の影響を受ける端末装置２を無線エリアの縮小を行う前に検出し、当該端末装置２に情報を提供することにより移動を促す。アクセスポイント３は、無線エリアの縮小を行った場合においても現在と同程度の通信品質を得られる位置や所定の通信品質を維持できる位置への移動を促す位置調整情報を端末装置２に対して提供する。これにより、端末装置２のユーザは、アクセスポイント３から提供される位置調整情報に基づいて、端末装置２を移動させることにより通信品質の低下を抑えることができる位置への移動を容易に行うことができる。

なお、本実施形態において、位置調整部３７は、自装置の無線エリアにおける各位置と受信電力との対応関係を予め測定した結果を示す受信電力マップを備え、受信電力マップに基づいて、通信品質を維持できる位置へ誘導する位置調整情報を生成するようにしてもよい。

なお、各実施形態におけるアクセスポイントにおいて、干渉波の受信電力がＣＳＭＡ／ＣＡの検出閾値以下になる端末装置２の位置を推定し、当該位置が無線エリアに含まれる範囲において送信電力削減量を決定するようにしてもよい。

また、各実施形態におけるアクセスポイントは一つの装置として構成する場合について説明したが、複数の装置として構成して各装置がネットワークを介して互いに通信することにより、前述の送信電力削減処理を実行するようにしてもよい。例えば、無線ＬＡＮにおけるアクセスポイントとしての機能を無線通信装置に備え、端末情報取得部、端末情報記憶部、移動対象検出部、位置調整部を備えたサーバ装置を設けるようにしてもよい。この場合、無線通信装置とサーバ装置とがネットワークを介して通信することにより、送信電力削減処理を実行して無線エリアの縮小を行う。

また、各実施形態では、アクセスポイントが送信電力削減処理を開始する状態の検出を行う構成について説明したが、端末装置２が送信電力削減処理の開始をアクセスポイントに対して要求するようにしてもよい。この場合、端末装置２の要求に応じて、アクセスポイントは送信電力削減処理を開始することになる。また、送信電力削減処理の開始を端末装置２が要求した場合、アクセスポイントは当該端末装置２が無線エリアの境界に位置するように送信電力削減量を決定するようにしてもよい。

また、各実施形態において、各端末装置２が受ける干渉波の干渉源が不明である場合、送信電力削減量を、送信電力削減後のＳＮ比が許容できる値となるように決定してもよい。例えば、アクセスポイントは、予告情報を各端末装置２に送信して移動を促し、各端末装置２が移動した位置において受ける干渉波の受信電力と許容できるＳＮ比及びアクセスポイント−端末装置間の伝搬損失とに基づいて送信電力削減量を決定するようにしてもよい。このとき、許容できるＳＮ比は、各端末装置２に対して共通の値を用いてもよいし、端末装置２ごとに異なる値を用いてもよい。また、端末装置２が予告情報を受信したときのＳＮ比を許容できるＳＮ比として用いることにより、端末装置２の移動前後においてＳＮ比が変化しないようにしてもよい。

上述した実施形態におけるアクセスポイント１やアクセスポイント３をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１、１−１、１−２、１−３、１−４、１−５、３、３−１、３−２、３−３、３−４、３−５…アクセスポイント
２、２−１、２−２、２−３、２−４、２−５…端末装置
１１、２１…無線部
１２、２３…端末情報取得部
１３、３３…端末情報記憶部
１４、２２…制御部
１５…移動対象検出部
１６、２４…入出力部
３７…位置調整部
９１、９１−１、９１−２、９１−３、９１−４、９１−５、９１−６…アクセスポイント
９２−１、９２−２、９２−３、９２−４、９２−５…端末装置

Claims (6)

1. 無線通信装置と端末装置とを備える無線通信システムにおいて、
   前記無線通信装置は、
   自装置の無線エリアを縮小する際における送信電力削減量と、自装置と通信をしている前記端末装置の受信環境を示す端末情報とに基づいて、無線エリアを縮小した場合に一定以上の影響を受ける端末装置を検出する移動対象検出部と、
   前記移動対象検出部が検出した端末装置に対して無線エリアの縮小に際して通信品質の低下を抑えるために移動が必要であることを示す検出結果情報を送信する第１の制御部と、を備え、
   前記端末装置は、
   前記無線通信装置から検出結果情報を受信した際に、前記無線通信装置による無線エリアの縮小を許諾するか否かの応答を行う第２の制御部を備え、
   前記第１の制御部は、
   前記端末装置からの応答に応じて無線エリアの縮小を実施するか否かを決定する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記第２の制御部は、
   前記無線通信装置による無線エリアの縮小を行った場合においても予め定めた通信品質が得られる場合には無線エリアの縮小を許諾する応答を行い、又は前記無線通信装置による無線エリアの縮小を行った場合においても自装置の移動により予め定めた通信品質が得られる場合には無線エリアの縮小を許諾する応答を行う
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
   前記無線通信装置は、
   自装置の無線エリアを縮小する場合に前記移動対象検出部が検出した端末装置に対して予め定められた通信品質が得られる位置への移動を指示する位置調整情報を送信した後に、当該端末装置から得た端末情報に基づいて前記通信品質が得られるか否かを判定する位置調整部を更に備える
   ことを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
   前記位置調整部は、
   前記端末装置の受信信号強度、前記端末装置から受信する信号の周波数変化、又は、前記端末装置の時系列の端末情報に基づいて、前記位置調整情報を生成する
   ことを特徴とする無線通信システム。
5. 無線通信装置と端末装置とを備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
   自装置の無線エリアを縮小する際における送信電力削減量と、自装置と通信をしている前記端末装置の受信環境を示す端末情報とに基づいて、無線エリアを縮小した場合に一定以上の影響を受ける端末装置を検出する移動対象検出部と、
   前記移動対象検出部が検出した端末装置に対して無線エリアの縮小に際して通信品質の低下を抑えるために移動が必要であることを示す検出結果情報を生成して送信し、前記端末装置から前記検出結果情報に応じて送信される応答であって無線エリアの縮小を許諾するか否かの応答に基づいて無線エリアの縮小を実施するか否かを決定する制御部と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
6. 無線通信装置と端末装置とを備える無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、
   前記無線通信装置が自装置の無線エリアを縮小する際における送信電力削減量と、自装置と通信をしている前記端末装置の受信環境を示す端末情報とに基づいて、無線エリアを縮小した場合に一定以上の影響を受ける端末装置を検出する移動対象検出ステップと、
   前記無線通信装置が前記移動対象検出ステップにおいて検出した端末装置に対して無線エリアの縮小に際して通信品質の低下を抑えるために移動が必要であることを示す検出結果情報を送信する検出結果通知ステップと、
   前記端末装置が前記無線通信装置から検出結果情報を受信した際に、前記無線通信装置による無線エリアの縮小を許諾するか否かの応答を行う応答ステップと、
   前記無線通信装置が前記端末装置からの応答に応じて無線エリアの縮小を実施するか否かを決定する決定ステップと
   を有することを特徴とする無線通信制御方法。

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