JP6474712B2 - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）の稠密環境において、各通信局のＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）制御に起因するスループットの低下を改善する無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

近年、ノートパソコンやスマートフォン等の持ち運び可能で高性能な無線端末の普及により企業や公共スペースだけではなく、一般家庭でもIEEE802.11標準規格の無線ＬＡＮが広く使われるようになっている。IEEE802.11標準規格の無線ＬＡＮには、 2.4ＧHz帯を用いるIEEE802.11b/g/n 規格の無線ＬＡＮと、５ＧHz帯を用いるIEEE802.11a/n/ac規格の無線ＬＡＮがある。

IEEE802.11ｂ規格やIEEE802.11ｇ規格の無線ＬＡＮでは、2400ＭHzから2483.5ＭHz間に５ＭHz間隔で13チャネルが用意されている。ただし、同一場所で複数のチャネルを使用する際は、干渉を避けるためスペクトルが重ならないようにチャネルを使用すると最大で３チャネル、場合によっては４チャネルまで同時に使用できる。

IEEE802.11ａ規格の無線ＬＡＮでは、日本の場合は、5170ＭHzから5330ＭHz間と、5490ＭHzから5710ＭHz間で、それぞれ互いに重ならない８チャネルおよび11チャネルの合計19チャネルが規定されている。なお、IEEE802.11ａ規格では、チャネル当たりの帯域幅が20ＭHzに固定されている（非特許文献１，２）。

無線ＬＡＮの最大伝送速度は、IEEE802.11ｂ規格の場合は11Ｍbps であり、IEEE802.11ａ規格やIEEE802.11ｇ規格の場合は54Ｍbps である。ただし、ここでの伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度である。実際にはＭＡＣ（Medium Access Control ）レイヤでの伝送効率が50〜70％程度であるため、実際のスループットの上限値はIEEE802.11ｂ規格では５Ｍbps 程度、IEEE802.11ａ規格やIEEE802.11ｇ規格では30Ｍbps 程度である。また、伝送速度は、情報を送信しようとする通信局が増えればさらに低下する。

一方で、有線ＬＡＮでは、Ethernet（登録商標）の100Base-T インタフェースをはじめ、各家庭にも光ファイバを用いたＦＴＴＨ（Fiber to the home)の普及から、 100Ｍbps 〜１Ｇbps 級の高速回線の提供が普及しており、無線ＬＡＮにおいても更なる伝送速度の高速化が求められている。

そのため、2009年に標準化が完了したIEEE802.11ｎ規格では、これまで20ＭHzと固定されていたチャネル帯域幅が最大で40ＭHzに拡大され、また、空間多重送信技術（ＭＩＭＯ：Multiple input multiple output）技術の導入が決定された。IEEE802.11ｎ規格で規定されているすべての機能を適用して送受信を行うと、物理レイヤでは最大で 600Ｍbps の通信速度を実現可能である。

さらに、2013年に標準化が完了したIEEE802.11ac規格では、チャネル帯域幅を80ＭHzや最大で 160ＭHzまで拡大することや、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）を適用したマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信方法の導入が決定している（非特許文献３）。IEEE802.11ac規格で規定されているすべての機能を適用して送受信を行うと、物理レイヤでは最大で約 6.9Ｇbps の通信速度を実現可能である。

IEEE802.11規格の無線ＬＡＮは、2.4 ＧHz帯または５ＧHz帯の免許不要な周波数帯で運
用するため、IEEE802.11規格の無線ＬＡＮ基地局（ＡＰ：Access Point）は、無線ＬＡＮセル（ＢＳＳ：Basic Service Set ）を形成する際に、自ＡＰで対応可能な周波数チャネルのうち、どの周波数チャネルで運用するのか、どのくらいの送信電力で無線信号を送信するかなどを決定する必要がある。

そして、ＡＰは、自ＢＳＳで使用するパラメータの設定値および対応可能なその他のパラメータを定期的に送信するビーコンフレームや、無線ＬＡＮ端末から受信する要求パケット（プローブリクエスト）に対する応答パケット（プローブレスポンス）等に記載し、運用が決定された周波数チャネル上でフレームを送信し、配下の無線ＬＡＮ端末および周辺の他通信局に通知することで、セルの運用を行っている。

自ＢＳＳで使用するパラメータの設定値には、例えば、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を用いてチャネル使用状況を判断するＣＣＡ（Clear Channel Assessment）閾値、ＲＳ（Receiving Sensitively ）閾値、ＣＷ（Contention Window ）の最小値・最大値などのアクセス権取得に関するパラメータ値、ＱｏＳ（Quality of Services ）等のパラメータ値が含まれる。また、自ＡＰにおいて対応可能なその他のパラメータには、フレーム送信に用いる帯域幅、制御フレーム送信に使用する基本データレートやデータ送受信可能なデータレートに関するデータレートセットなどが含まれる。さらには、アナログ／デジタルビームフォーミングやアンテナ切替などのアンテナ指向性パタンを動的に変えることにより、ＢＳＳサイズを可変にすることも考えられる。

ＡＰにおける利用周波数チャネルや送信電力値などの各種パラメータの選択および設定方法として、デフォルト値を使う方法やユーザにより手動で設定された値を使う方法がある。しかしながら、これらの方法では最適なパラメータ設定になっていない。例えば、近くに同一チャネルが設定されているＡＰが存在する場合、干渉が発生し、スループットが低下する可能性がある。

また、従来の無線ＬＡＮでは、自律的に周囲の無線環境を測定し、パラメータを決定して設定する方法も備えている。例えば、チャネル選択については、一般的なものとして、干渉電力の最も少ないチャネルを選択する方法がある。ＡＰは、一定期間すべてのチャネルの状態を検知し（スキャニングを実施し）、最も干渉電力が少ないチャネルを選択し、選択したチャネル上で配下の通信局とデータの送受信を行う。なお、干渉電力とは、近隣ＢＳＳや他システムから受信する信号のレベルであり、例えば受信信号強度ＲＳＳＩにより測定することができる。

しかしながら、周囲の無線環境の測定結果だけでは、最適なパラメータを導出するのは難しい。特に、ＡＰの稠密環境では、複雑な干渉状況となっていることが予想され、自律的に最適なパラメータを算出するのは困難である。したがって、複数のＡＰをまとめて制御を行う集中制御が検討されている。複数のＡＰ周辺の無線環境を測定した結果を集中制御局に収集し、集中制御局は、各ＡＰにおいて最適なパラメータを算出する。この時のパラメータの算出は、定期的、あるいは干渉の検出時に実施する。

また、集中制御局がパラメータの１つであるチャネルを制御する場合は、ＡＰがチャネルを変更する際に、該ＡＰに接続していた無線ＬＡＮ端末はネットワークから切断される。この時、無線ＬＡＮ端末は利用可能な全チャネルにおいて、ＡＰから送信されるビーコン信号の受信を試みる。あるいは、全チャネルにおいて、ＡＰに対して確認パケット（プローブリクエスト）を送り、応答パケット（プローブレスポンス）の受信を試みる。

守倉正博、久保田周治監修、「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」改訂三版、pp.6-9、インプレスＲ＆Ｄ、2008年３月 IEEE. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications. IEEE. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Enhancements for Very High Throughput for Operation in Bands below 6 GHz. IEEE Std. 802.11ac-2013. J. Zhu (Intel), et al., "Adaptive CSMA for scalable network capacity in high-density WLAN: a hardware prototyping approach," in Proc. IEEE INFOCOM, 2006. H. Ma, et al.,"On loss differentiation for CSMA-based dense wireless network," IEEE Commun. Lett., vol.11, no.11, pp.877-879, Nov.2007.

前述したＡＰの集中制御では、例えば新しいＡＰが近くに設置されたような無線環境が変動した場合は、パラメータが最適ではなくなる可能性がある。定期的に集中制御局がパラメータを再計算してＡＰに設定する手法では、無線環境の変動に追従できないため、最適なパラメータではない期間が長くなる可能性がある。もしくは、無線環境の変動がない場合でもパラメータが再計算されるため、無駄な計算が行われることになる。また、パラメータの算出には、干渉の他に、制御対象のＡＰ数や受信強度、接続端末数なども影響するため、干渉が検出された場合にパラメータの再計算を行う手法では、無線パラメータが最適かどうかを判断するには不十分である。

さらに、集中制御局がＡＰのチャネルを変更する場合、このＡＰに接続していた無線ＬＡＮ端末は接続が切断される。この時、無線ＬＡＮ端末は、利用できる全チャネルでスキャンを行い、ビーコン信号の受信を試みるが、この間はネットワークに接続していないため、通信ができなくなる。また、全チャネルにおいて確認信号を送る方法も、この間は同様に通信ができなくなる。

本発明は、無線基地局および無線端末からなる無線通信システム全体の通信品質改善のために、無線環境や通信状態などの変動に対応して無線基地局のパラメータを適宜調整し、また無線基地局のチャネル変更時における無線端末の接続中断を最小限に抑えることができる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、それぞれ接続する無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局の周辺の無線環境情報または各無線基地局と無線端末との通信状態情報に応じて各無線基地局の通信に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備えた無線通信システムであって、複数の無線基地局は、無線環境情報または通信状態情報を観測して集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、集中制御局は、複数の無線基地局から通知される無線環境情報または通信状態情報の変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えたときに、複数の無線基地局に適するパラメータを算出する処理を起動し、算出したパラメータを各無線基地局に設定するパラメータ制御手段を備え、所定の閾値は、パラメータ制御手段が起動することにより発生する計算処理負荷、接続端末数、トラヒック量、要求されるサービスレベルのいずれかを基に、無線環境情報または前記通信状態情報の変動に対して前記パラメータの算出処理の頻度を調整するように可変設定される。

変化量は、複数の無線基地局から無線環境情報として通知される無線基地局の数または所定のチャネルの利用不可によるチャネル変更数である。

変化量は、複数の無線基地局から通信状態情報として通知される誤り率、再送率、スループット、接続端末数、トラヒック量のいずれかである。

第１の発明の無線通信システムにおいて、集中制御局は、複数の無線基地局に適するパラメータを算出して設定する際に、該パラメータの変更を要する無線基地局に接続中の無線端末の接続先を該パラメータを変更しない無線基地局に切り替えてから該パラメータの変更処理を行う構成である。

第１の発明の無線通信システムにおいて、集中制御局は、複数の無線基地局に適するパラメータを算出して設定する際に、該パラメータの変更を要する複数の無線基地局への設定を時間差を設けて行い、該パラメータの変更を要する無線基地局に接続中の無線端末の接続先を該パラメータの変更前または変更後の無線基地局に切り替えてから該パラメータの変更処理を行う構成である。

第２の発明は、それぞれ接続する無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局の周辺の無線環境情報または各無線基地局と無線端末との通信状態情報に応じて各無線基地局の通信に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備え、無線環境情報または通信状態情報に応じてパラメータを制御する無線通信方法であって、複数の無線基地局は、無線環境情報または通信状態情報を観測して集中制御局に通知するステップを有し、集中制御局は、複数の無線基地局から通知される無線環境情報または通信状態情報の変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えたときに、複数の無線基地局に適するパラメータを算出する処理を起動し、算出したパラメータを各無線基地局に設定するパラメータ制御ステップを有し、所定の閾値は、パラメータ制御ステップが起動することにより発生する計算処理負荷、接続端末数、トラヒック量、要求されるサービスレベルのいずれかを基に、無線環境情報または前記通信状態情報の変動に対して前記パラメータの算出処理の頻度を調整するように可変設定される。

本発明によれば、無線基地局の周辺の無線環境や無線基地局と無線端末との通信状態の変動を検知し、変動量が閾値を超えたときに無線基地局の通信に用いるパラメータを再計算することにより、無線環境や通信状況の変動に追従したパラメータ設定が可能になり、常に適切なパラメータが各無線基地局に設定され、無線通信システム全体の通信品質を保つことができる。また、必要時にパラメータ算出・設定を行うことによって、不必要時の無駄な算出を回避することができ、集中制御局の負荷や稼働による電力消費量を抑えることができる。

さらに、無線基地局のチャネルを変更する場合でも、無線端末の帰属先を制御することにより、無線端末がネットワークから切断される時間を短縮することができる。

本発明の無線通信システムの実施例１の構成例を示す図である。 実施例１のＡＰ１０の構成例を示す図である。 実施例１の集中制御局２０の構成例を示す図である。 実施例１の無線通信システムの全体処理手順例を示すフローチャートである。 パラメータ算出タイミング判断Ｓ13の処理手順例を示すフローチャートである。 各ＡＰの最適パラメータ（チャネル）算出Ｓ14の処理手順例を示すフローチャートである。 実施例１の動作例(1) を示す図である。 実施例１の動作例(2-1) を示す図である。 実施例１の動作例(2-2) を示す図である。 実施例１の動作例(3-1) を示す図である。 実施例１の動作例(3-2) を示す図である。 本発明の無線通信システムの実施例２の構成例を示す図である。 実施例２のＡＰ１０の構成例を示す図である。 実施例２の無線通信システムの全体処理手順例を示すフローチャートである。 パラメータ算出タイミング判断Ｓ23の処理手順例を示すフローチャートである。 各ＡＰの最適パラメータ算出Ｓ24の処理手順例を示すフローチャートである。 同時送信が成立するＡＰのグループ生成Ｓ241 の処理手順例を示すフローチャートである。 実施例２の動作例(1) を示す図である。 実施例２の動作例(2) を示す図である。 実施例６の動作例(1) を示す図である。 実施例６の動作例(2) を示す図である。 実施例６の動作例(3) を示す図である。 実施例８の動作例(1) を示す図である。 実施例８の動作例(2) を示す図である。 実施例８の動作例(3) を示す図である。 実施例８の動作例(4) を示す図である。

（実施例１）
図１は、本発明の無線通信システムの実施例１の構成例を示す。
図１において、本無線通信システムは、無線ＬＡＮ基地局（ＡＰ）１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃおよび集中制御局２０により構成される無線ＬＡＮシステムである。ＡＰ１０Ａ，１０Ｂと集中制御局２０が有線のＩＰネットワークを介して接続されており、それぞれに固有のＩＰアドレスが付与され、相互に制御用パケットが送受信可能である。制御用パケットには、ＡＰ１０Ａ，１０Ｂから集中制御局２０へ送付される無線環境情報パケットと、集中制御局２０からＡＰ１０Ａ，１０Ｂへ送付されるパラメータ設定パケットの２つがある。一方、ＡＰ１０Ｃは本発明による制御対象外であり、集中制御局２０には接続されていないが、ＡＰ１０Ａ〜１０Ｃは互いに無線信号を検出できる位置関係にある。

各ＡＰ１０は、自身の存在を配下の無線ＬＡＮ端末（図１では省略）に知らせて接続させるために、使用中のチャネルにおいて、定期的にビーコン信号を発信する。ビーコン信号中には、ビーコンを発信したＡＰ内の無線信号送受信装置のＭＡＣアドレス情報が含まれている。図１に示す各ＡＰのＭＡＣアドレス（00:00:00:00:00:0A 等）および使用チャネル（１ch等）は、後述する動作例の説明に用いる。

図２は、実施例１のＡＰ１０の構成例を示す。
図２において、ＡＰ１０は、アンテナ１１、無線信号送受信装置１２、有線信号送受信
装置１３、パケット送受信装置１４、無線環境観測装置１５より構成される。アンテナ１１は、無線信号を送信および受信する。無線信号送受信装置１２は、パケットをアンテナ１１から送信する無線信号に変換する。また、受信した無線信号を復調してパケットに変換する。有線信号送受信装置１３は、パケットをＷＡＮ側ポートから送信する有線信号に変換する。また、ＷＡＮ側ポートで受信した有線信号を復調してパケットに変換する。パケット送受信装置１４は、アプリケーションデータをＩＰパケットに格納する。また、ＩＰパケットからアプリケーションデータを抽出する。無線環境観測装置１５は、ＡＰ周辺の無線環境を観測する。

図３は、実施例１の集中制御局２０の構成例を示す。
図３において、集中制御局２０は、有線信号送受信装置２１、パケット送受信装置２２、記憶装置２３、演算装置２４から構成される。有線信号送受信装置２１は、パケットをＷＡＮ側ポートから送信する有線信号に変換する。また、ＷＡＮ側ポートで受信した有線信号を復調してパケットに変換する。パケット送受信装置２２は、各ＡＰとの間で送受信されるＩＰパケット（上記の無線環境情報パケット、パラメータ設定パケット）の送受信処理を行う。記憶装置２３は、各ＡＰから収集した無線環境情報を格納する。演算装置２４は、記憶装置２３に格納された無線環境情報を基に、パラメータ算出タイミングを判定し、各ＡＰにおける最適なパラメータを算出する。

図４は、実施例１の無線通信システムの全体処理手順例を示す。
図４において、ＡＰ１０は、定期的にＡＰ周辺の無線環境を観測し（Ｓ11）、無線環境情報パケットを集中制御局２０に送付する（Ｓ12）。無線環境情報は、周辺のＡＰが発信したビーコンの受信情報から構成される。ビーコン受信情報には、ビーコンを受信したチャネルおよびビーコン信号中のＭＡＣアドレスがある。例えば図１に示すＡＰ１０Ａは、ＡＰ１０Ｂ，１０Ｃのビーコン受信情報である無線環境情報を集中制御局２０に送付する。

集中制御局２０は、各ＡＰから収集した無線環境情報を基に、パラメータ算出タイミングか否かを判断する（Ｓ13）。パラメータ算出タイミングを判断する処理手順については別途図５を参照して説明する。パラメータ算出タイミングと判断した場合は、各ＡＰから収集した無線環境情報を基に、各ＡＰの最適パラメータを算出し（Ｓ14）、各ＡＰに対して最適パラメータを通知し（Ｓ15）、各ＡＰは通知された最適パラメータを設定する（Ｓ16）。最適パラメータとしてチャネルを設定する処理手順については別途図６を参照して説明する。

図５は、パラメータ算出タイミング判断Ｓ13の処理手順例を示す。
図５において、集中制御局２０は、無線環境情報として観測ビーコン数の変化量を算出し（Ｓ131 ）、変化量が閾値を超えたか否かを判定し（Ｓ132 ）、変化量が閾値を超えた場合にパラメータ算出タイミングと判断する（Ｓ133 ）。

図６は、各ＡＰの最適パラメータ（チャネル）算出Ｓ14の処理手順例を示す。
図６において、集中制御局２０は、制御対象のＡＰから１つのＡＰを選択し（Ｓ141 ）、そのＡＰの無線環境情報を基に現時点での最高スループット推測値ＴＨp を算出する（Ｓ142 ）。無線チャネルｙを利用しているＡＰｘのＴＨp(x,y)の計算式を (1)式に示す。
ＴＨp(x,y) [Mbit/s] ＝ＭＴ×Ｐa(y) …(1)
ここで、ＭＴ[Mbit/s]は、そのＡＰにおける無線区間での最高伝送速度である。また、Ｐa(y)は無線チャネルｙを使用できる確率であり (2)式に示す。
Ｐa(y)＝１/(Ｎ＋1) …(2)
ここで、Ｎは無線チャネルｙを使っている周辺の他ＡＰ（自身を除く）の数である。

同様に (1)式を用いて、他の使用可能チャネルｙを使用した場合の最高スループット推測値を算出する（Ｓ143 ）。最高スループット推測値の中で、最も高くなるチャネルを選択して該ＡＰに対して仮割当を行う（Ｓ144 ）。

以上のＡＰ選択・チャネル算出処理を規定回数まで繰り返し（Ｓ145 ）、各ＡＰに仮割当されているチャネルを本割当チャネル（最適チャネル）とする（Ｓ146 ）。

集中制御局２０は、各ＡＰの最適チャネルを算出後、最適チャネル情報をパラメータ設定パケットに格納し、各ＡＰに対して送付する。各ＡＰは、通知されたパラメータ設定パケットに基づき最適チャネルを設定する。

以下、本発明の実施例１の動作例について、図７〜図９を参照して説明する。
本動作例は、図１の無線通信システムに適用したものであり、 2.4ＧHzで運用され、各ＡＰはIEEE 802.11g対応とし、利用可能なチャネルは３つ（１ch, ６ch, 11ch）とする。この時の無線区間での最高速度は54Ｍbit/s となる。ＡＰ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおける無線信号送受信装置１２のＭＡＣアドレスをそれぞれ、00:00:00:00:00:0A 、00:00:00:00:00:0B 、00:00:00:00:00:0C とする。各ＡＰは密集して設置されており、互いのビーコン信号を受信することが可能である。ビーコン信号受信時に得られる情報として、ビーコン信号を観測したチャネル、ビーコン信号中のＭＡＣアドレスがある。

図７には、ＡＰ１０Ａがチャネルch１、ＡＰ１０Ｂがチャネルch６、ＡＰ１０Ｃがチャネルch１を使用している場合において、ＡＰ１０Ａ，１０Ｂが観測した無線環境情報（ＭＡＣアドレスに対応するチャネル）を示す。

集中制御局２０においてパラメータを算出するタイミングは、ＡＰ１０Ａ，１０Ｂから無線環境情報が送付された際に、パラメータ算出・設定後に最新であった無線環境情報中の観測したビーコン信号数と、新たに送付された無線環境情報中の観測したビーコン数との差が閾値を超えた場合に実行される。集中制御局２０における算出タイミング用の閾値は、ここでは「１」に設定されるものとする。すなわち、新たなＡＰが２つ以上加わったときにパラメータの算出（更新）処理が行われる。

ＡＰ１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ図７(1) に示すビーコン信号の観測チャネルを無線環境情報パケットに格納し、集中制御局２０に送付する。集中制御局２０は、各ＡＰから送付された無線環境情報を記憶装置２３に格納する。

本無線通信システムが運用を開始する前に、初期処理として、集中制御局２０は、記憶装置２３に格納されている無線環境情報を基に、各ＡＰにとって最適なパラメータ（本実施例では最適なチャネル）を算出する。チャネル算出における規定回数は２回とする。チャネル算出対象のＡＰはＡＰ１０Ａから順番に選択される。

まず、ＡＰ１０Ａが利用中のチャネル（１ch）を使った場合のスループット推測値を算出する。各ＡＰから送付されたビーコン受信情報から、チャネルとＭＡＣアドレス情報の重複を除き、さらにＡＰ１０Ａを除くと、１chを使用するＡＰ数は１（ＡＰ１０Ｃ）となり、６chを使用するＡＰ数は１（ＡＰ１０Ｂ）となり、11chを使用するＡＰ数は０となる。したがって、各チャネルを使用できる確率Ｐa(１ch),Ｐa(６ch),Ｐa(11ch) は、以下で算出される。
Ｐa(１ch) ＝1/(1＋1)＝1/2
Ｐa(６ch) ＝1/(1＋1)＝1/2
Ｐa(11ch) ＝1/1 ＝1

ＡＰ１０Ａで各チャネルを使用した場合の最高スループット推測値ＴＨp(1,1ch), ＴＨp(1,6ch), ＴＨp(1,11ch) は、以下となる。
ＴＨp(1,１ch) ＝54×1/2 ＝27 [Ｍbit/s]
ＴＨp(1,６ch) ＝54×1/2 ＝27 [Ｍbit/s]
ＴＨp(1,11ch) ＝54×1 ＝54 [Ｍbit/s]
ＴＨp(1,11ch) が最も高いため、ＡＰ１０Ａに対して11chを仮割当する。この状態を図７(2) に示す。

次に、ＡＰ１０Ｂを選択し、ＴＨp(2,１ch),ＴＨp(2,６ch),ＴＨp(2,11ch) を算出する。ＡＰ１０Ｂを除くと、１chを使用するＡＰ数は１（ＡＰ１０Ｃ）、６chを使用するＡＰ数は０、11chを使用するＡＰは１（ＡＰ１０Ａに仮割当されているため）となる。したがって、Ｐa(１ch),Ｐa(６ch),Ｐa(11ch) は、以下で算出される。
Ｐa(１ch) ＝1/(1＋1)＝1/2
Ｐa(６ch) ＝1/1 ＝１
Ｐa(11ch) ＝1/(1＋1)＝1/2

ＡＰ１０Ｂの最高スループット推測値ＴＨp(2,1ch), ＴＨp(2,6ch), ＴＨp(2,11ch) は、以下となる。
ＴＨp(2,１ch) ＝54×1/2 ＝27 [Ｍbit/s]
ＴＨp(2,６ch) ＝54×1 ＝54 [Ｍbit/s]
ＴＨp(2,11ch) ＝54×1/2 ＝27 [Ｍbit/s]
ＴＨp(2,6ch)が最も高いため、１０Ｂに対して６chを仮割当する。

以上で規定回数２に達したため、この時の仮割当チャネルを本割当チャネルとする。すなわち、ＡＰ１０Ａに対して11chを、ＡＰ１０Ｂに対して６chを割り当てる。この状態を図７(3) に示す。１chから11chにチャネルを変更するＡＰ１０Ａに対して、集中制御局２０からパラメータ設定パケットを送付し、チャネルを設定（更新）する。

次に、集中制御局２０は、各ＡＰから送付されたチャネル設定後の最新の無線環境情報中のビーコン数の合計値を記憶装置２３に格納する。各無線環境情報の中で重複しているビーコンを除くと、この場合のビーコンの合計値は３となる。すなわち、周辺に存在するＡＰ数は３となる。

その後、無線ＬＡＮシステムが運用を開始すると無線環境が変動し、図８に示すように周辺に新たにＡＰ１０Ｄが設置されたとする。ＡＰ１０Ｄにおける無線信号送受信装置１２のＭＡＣアドレスは00:00:00:00:00:0D で、11chが使用されている。この時のＡＰ１０Ａ，１０Ｂが観測した無線環境情報を図９に示す。

ＡＰ１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ図９に示すビーコン受信情報を無線環境情報パケットに格納し、集中制御局２０に送付する。集中制御局２０では、各ＡＰから送付された無線環境情報を内部の記憶装置２３に格納する。次に、観測されたビーコン数の合計値と、パラメータ算出時のビーコン数の合計値との差分と閾値を比較する。このタイミングにおける観測されたビーコン数の合計値は４となる。ビーコン数の差分は１となるが、閾値「１」を超えていないため、パラメータ算出処理は行われない。

さらに、無線環境が変動し、図１０に示すように周辺に新たにＡＰ１０Ｅが設置されたとする。ＡＰ１０Ｅにおける無線信号送受信装置１２のＭＡＣアドレスは00:00:00:00:00:0E で、11chが使用されている。この時のＡＰ１０Ａ，１０Ｂが観測した無線環境情報を図１１(1) に示す。

ＡＰ１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ図１１(1) に示すビーコン受信情報を無線環境情報パケットに格納し、集中制御局２０に送付する。集中制御局２０では、各ＡＰから送付された無線環境情報を内部の記憶装置２３に格納する。ここで観測されたビーコン数の合計値は５となり、パラメータ算出時のビーコン数の合計値との差分は２となって閾値「１」を超えるため、パラメータ算出処理を行う。

ＡＰ１０Ａを選択し、同様にＴＨp(1,1ch), ＴＨp(1,6ch), ＴＨp(1,11ch) を算出する。
Ｐa(１ch) ＝1/(1＋1)＝1/2
Ｐa(６ch) ＝1/(1＋1)＝1/2
Ｐa(11ch) ＝1/(2＋1)＝1/3
ＴＨp(1,１ch) ＝54×1/2 ＝27 [Ｍbit/s]
ＴＨp(1,６ch) ＝54×1/2 ＝27 [Ｍbit/s]
ＴＨp(1,11ch) ＝54×1/3 ＝18 [Ｍbit/s]
ＴＨp(1,１ch) 、ＴＨp(1,６ch) が最も高く、どちらを割り当ててもよいが、本実施例ではＡＰ１０Ａに対して１chを仮割当する。この状態を図１１(2) に示す。

次に、ＡＰ１０Ｂを選択し、上記仮割当された場合のＴＨp(2,1ch), ＴＨp(2,6ch), ＴＨp(2,11ch) を算出する。
Ｐa(１ch) ＝1/(2＋1)＝1/3
Ｐa(６ch) ＝1/1 ＝1
Ｐa(11ch) ＝1/(2＋1)＝1/3
ＴＨp(2,１ch) ＝54×1/3 ＝18 [Ｍbit/s]
ＴＨp(2,６ch) ＝54×1 ＝54 [Ｍbit/s]
ＴＨp(2,11ch) ＝54×1/3 ＝18 [Ｍbit/s]
ＴＨp(2,６ch) が最も高いため、ＡＰ１０Ｂに対して6ch を仮割当する。

以上で規定回数２に達したため、この時の仮割当チャネルを本割当チャネルとする。すなわち、ＡＰ１０Ａに対して１chを、ＡＰ１０Ｂに対して６chを割り当てる。この状態を図１１(3) に示す。チャネルを変更するＡＰ１０Ａに対して、集中制御局２０からパラメータ設定パケットを送付し、チャネルを設定（更新）する。また、無線環境情報中のビーコン数の合計値（５）を記憶装置２３に格納する。

以上のように、ビーコン数（周辺のＡＰ数）に応じて、パラメータ（チャネル）を再算出・再設定することにより、無線環境の変動に追従することができる。

（実施例２）
実施例２は、IEEE 802.11TGax で議論されているＤＳＣ（Dynamic sensitivity control ）によるＣＣＡ閾値（キャリアセンス閾値）の制御により、複数の無線局が同時送信を可能とする無線ＬＡＮシステムに適用される。集中制御局２０は、同じチャネルで同時送信が可能となるＡＰを検出し、該ＡＰに対してＣＣＡ閾値を最適に設定する。すなわち、集中制御局２０では、実施例１で示した各ＡＰにおける最適なチャネルに加え、無線ＬＡＮ信号のＣＣＡ閾値を算出して各ＡＰに設定する。

図１２は、本発明の無線通信システムの実施例２の構成例を示す。
図１２において、本無線通信システムは、無線ＬＡＮ基地局（ＡＰ）１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄおよび集中制御局２０により構成される無線ＬＡＮシステムである。ＡＰ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと集中制御局２０が有線のＩＰネットワークを介して接続されており、それぞれに固有のＩＰアドレスが付与され、相互に制御用パケットが送受信可能である。制御用パケットには、ＡＰ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから集中制御局２０へ送付され
る無線環境情報パケットおよび通信状態情報パケットと、集中制御局２０からＡＰ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃへ送付されるパラメータ設定パケットの３つがある。一方、ＡＰ１０Ｄは本発明による制御対象外であり、集中制御局２０には接続されていないが、ＡＰ１０Ａ〜１０Ｄは互いに無線信号を検出できる位置関係にある。

ＡＰ１０Ａ〜１０Ｃは、自身の存在を配下の無線ＬＡＮ端末（ＳＴＡ）３０−１〜３０−３に知らせて接続させるために、使用中のチャネルにおいて、定期的にビーコン信号を発信する。ビーコン信号中には、ビーコンを発信したＡＰ内の無線信号送受信装置のＭＡＣアドレス情報が含まれている。図１２に示す各ＡＰのＭＡＣアドレス（00:00:00:00:00:0A 等）および使用チャネル（１ch等）は、後述する動作例の説明に用いる。

図１３は、実施例２のＡＰ１０の構成例を示す。
図１３において、ＡＰ１０は、実施例１と同様のアンテナ１１、無線信号送受信装置１２、有線信号送受信装置１３、パケット送受信装置１４、無線環境観測装置１５に加えて、通信状態観測装置１６を備えた構成である。通信状態観測装置１６は、ＡＰ１０に帰属している無線ＬＡＮ端末から送信される信号を受信した時のＲＳＳＩ（受信強度）値、およびＡＰ１０から無線ＬＡＮ端末に信号を送信する際のフレーム再送率を観測する。
集中制御局２０の構成は、図３に示す実施例１と同様であるが、無線環境情報および通信状態情報を扱うことになる。

図１４は、実施例２の無線通信システムの全体処理手順例を示す。
図１４において、ＡＰ１０は、定期的にＡＰ周辺の無線環境および自ＡＰの通信状態を観測し（Ｓ21）、無線環境情報パケットおよび通信状態情報パケットを集中制御局２０に送付する（Ｓ22）。無線環境情報は、周辺のＡＰが発信したビーコンの受信情報から構成される。ビーコンの受信情報には、ビーコンを受信したチャネルおよびビーコン信号中のＭＡＣアドレス、ビーコンを受信した時のＲＳＳＩ値がある。また、通信状態情報は、自ＡＰに帰属している無線ＬＡＮ端末のＭＡＣアドレス、自ＡＰに帰属している無線ＬＡＮ端末が送信した信号を受信した時のＲＳＳＩ値、自ＡＰに帰属している無線ＬＡＮ端末への通信におけるフレーム再送率の情報から構成される。フレーム再送率は、以下で定義される。
フレーム再送率＝ある時間内に再送されたフレーム数／ある時間内に送信されたフレーム数

集中制御局２０は、各ＡＰから収集した無線環境情報および通信状態情報を基に、パラメータ算出タイミングか否かを判断する（Ｓ23）。パラメータ算出タイミングを判断する処理手順については別途図１５を参照して説明する。算出タイミングと判断した場合は、各ＡＰにおける最適パラメータとしてチャネルおよびＣＣＡ閾値を算出し（Ｓ24）、各ＡＰに対して最適パラメータを通知し（Ｓ25）、各ＡＰは通知された最適パラメータに基づきチャネルおよびＣＣＡ閾値を設定する（Ｓ26）。最適パラメータとしてチャネルおよびＣＣＡ閾値を算出する処理手順については別途図１６，図１７を参照して説明する。

図１５は、パラメータ算出タイミング判断Ｓ23の処理手順例を示す。
図１５において、集中制御局２０は、通信状態情報としてフレーム再送率を算出し（Ｓ231 ）、再送率が閾値を超えたか否かを判定し（Ｓ232 ）、再送量が閾値を超えた場合にパラメータ算出タイミングと判断する（Ｓ233 ）。実施例２では、フレーム再送率が10％を超えている場合にパラメータを算出（更新）する。

なお、フレーム再送率に代えて、フレーム誤り率、スループット、接続端末数、トラヒック量を用いてもよい。

図１６は、各ＡＰの最適パラメータ算出（Ｓ24）の処理手順例を示す。
図１６において、集中制御局２０は、無線環境情報および通信状態情報を基に、同時送信が成立する複数のＡＰを検出し、グループを生成する（Ｓ241 ）。次に、同時送信が成立するグループに対して、それぞれチャネルおよびＣＣＡ閾値を割り当てる（Ｓ242 ）。この時、制御対象外のＡＰが利用中のチャネルを割り当てないようにする。また、同グループに属するＡＰには、同じチャネルが割り当てられる。また、同時送信が成立するＡＰには、デフォルト値（−82dBｍ）より高いＣＣＡ閾値（例えば−62dBｍ）を割り当てる。同時送信が成立しないＡＰには、それぞれ個別にチャネルを割り当て（Ｓ243 ）、ＣＣＡ閾値はデフォルト値（−82dBｍ）のままとする。

図１７は、同時送信が成立するＡＰのグループ生成Ｓ241 の処理手順例を示す。
図１７において、集中制御局２０で同時送信が成立するＡＰグループを生成するには、自ＡＰに帰属する無線ＬＡＮ端末から受信する信号のＲＳＳＩ値に基づく判定（Ｓ301 〜Ｓ305 ）と、他ＡＰからビーコン信号のＲＳＳＩ値に基づく判定（Ｓ311 〜Ｓ319 ）が行われる。

集中制御局２０は、各ＡＰから送付される通信状態情報に基づき、制御対象のＡＰを１つ選択し（Ｓ301 ）、その選択したＡＰに帰属する全無線ＬＡＮ端末が送信した信号を受信した時のＲＳＳＩ値が閾値（例えば−40dBｍ）を超えているかを判定する（Ｓ302 ）。超えている場合は該ＡＰをグループＡに分類し（Ｓ303 ）、超えていない場合は該ＡＰをグループＢに分類する（Ｓ304 ）。以上の処理を制御対象の全ＡＰについて行う（Ｓ305 ）。

次に、グループＡに属しているＡＰが２以上か否かを判定し（Ｓ311 ）、グループＡに属しているＡＰが１または０の場合は、同時送信にならないので処理を終了する。グループＡに属しているＡＰが２以上の場合は、グループＡからＡＰを１つ取り出してグループＣに入れ（Ｓ312 ）、さらにグループＡから他のＡＰを１つ選択する（Ｓ313 ）。選択したＡＰとグループＣのＡＰにおいて、双方のビーコン信号のＲＳＳＩ値が閾値（例えば−70dBｍ）以下か、もしくは受信していないかを判定し（Ｓ314 ）、上記条件を満たす場合は、選択したＡＰを同時送信が成立するグループＣに入れる（Ｓ315 ）。

グループＡの全ＡＰについて上記判定を行い（Ｓ313 〜Ｓ316 ）、グループＣに属するＡＰが２以上になる場合に、グループＣのＡＰを同時送信が成立するグループｉ（ｉは１以上の整数）に入れる（Ｓ317,Ｓ318 ）。一方、グループＣに属するＡＰが１つで同時送信が成立しない場合は、グループＢに入れる（Ｓ319 ）。

以上の処理を全ＡＰについて判定した後、グループｉのＡＰは同時送信グループとなり、グループＢのＡＰは同時送信が成立しないＡＰとなる。同時送信グループは複数成立する場合もある（ｉ＝１，２，…）。

以下、本発明の実施例２の動作例を図１８〜図１９を参照して説明する。
本動作例は、図１２の無線通信システムに適用したものであり、５ＧHzで運用され、利用可能なチャネルは４つ（36ch, 40ch, 44ch, 48ch）とする。集中制御局２０に接続されるＡＰ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの周辺にＡＰ１０Ｄが存在し、各ＡＰにおける無線信号送受信装置１２のＭＡＣアドレスをそれぞれ、00:00:00:00:00:0A 、00:00:00:00:00:0B 、00:00:00:00:00:0C 、00:00:00:00:00:0D とする。ＡＰ１０Ａは36ch、ＡＰ１０Ｂは40ch、ＡＰ１０Ｃは36ch、ＡＰ１０Ｄは36chが設定されている。各ＡＰのＣＣＡ閾値は、デフォルト値の−82dBｍに設定されている。

また、ＡＰ１０Ａ〜１０Ｃには、それぞれ無線ＬＡＮ端末（ＳＴＡ）２０−１〜２０−
３が１台帰属し、通信をしているものとする。ＡＰ１０Ａ〜１０Ｃに帰属するＳＡＴ２０−１〜２０−３の無線信号送受信装置のＭＡＣアドレスをそれぞれ、00:00:00:00:00:01 、00:00:00:00:00:02 、00:00:00:00:00:03 とする。

図１８(1) および図１９(1) は制御対象のＡＰ１０Ａ〜１０Ｃの無線環境情報を示し、上段はビーコン信号の観測チャネルであり、下段はビーコン信号のＲＳＳＩ値である。図１８(2) および図１９(2) は制御対象のＡＰ１０Ａ〜１０Ｃの通信状態情報を示し、上段は帰属するＳＴＡからのＲＳＳＩ値であり、下段はフレーム再送率である。図１８(3) および図１９(3) は制御対象のＡＰ１０Ａ〜１０Ｃに設定するパラメータであり、上段は割当チャネル、下段はＣＣＡ閾値である。

集中制御局２０がパラメータを算出するタイミングは、ＡＰから通信状態情報が送付された際に、フレーム再送率が10％を超えていた場合とする。また、同時送信を行うＡＰの帯域幅は、20ＭHzに設定されるものとする。

本無線通信システムが運用を開始する前に、初期処理として、集中制御局２０は、記憶装置２３に格納されている無線環境情報および通信状態情報を基に、各ＡＰにとって最適なパラメータを算出する。本実施例では、各ＡＰにおいて最適なチャネルとＣＣＡ閾値を算出する。

まず、同時送信が成立するＡＰを検出する。自ＡＰに帰属する無線ＬＡＮ端末とのＲＳＳＩ値に関する判定における閾値は−40dBｍ、他ＡＰとのＲＳＳＩ値に関する判定における閾値は−70dBｍと設定されるものとする。通信状態情報に基づき、各ＡＰにおいて、そのＡＰに帰属している全ての無線ＬＡＮ端末が送信した信号を受信した時のＲＳＳＩ値が閾値（−40dBｍ）を超えているかを判定する。図１８(2) に示すようにＡＰ１０Ａ〜１０Ｃいずれも閾値を超えているため、グループＡに入れられる。すなわち、同時送信が成立するＡＰの候補となる。

次に、ＡＰ間で互いに受信するビーコン信号のＲＳＳＩ値が閾値（−70dBｍ）以下か、もしくは受信していないかを判定する。ＡＰ１０ＡとＡＰ１０Ｃから送信されたビーコンは、図１８(1) に示すように、互いに閾値以下で受信されるため、同時送信グループ１として形成される。他のＡＰ１０Ｂは条件を満たさないため、同時送信グループは形成されない。

次に、集中制御局２０は、同時送信グループ１のＡＰ１０ＡとＡＰ１０Ｃに対してチャネルを割り当てる。制御外のＡＰ１０Ｄは36chを利用しているため、36ch以外のチャネルを割り当てる。本実施例では、40chを割り当てる。すなわち、ＡＰ１０Ａ，１０Ｃは、現在の36chから40chに変更する。同時送信が成立しないＡＰ１０Ｂに対しては、同時送信グループに割り当てた40ch以外のチャネルであり、かつ、制御外のＡＰ１０Ｄが使用中のチャネル36chではない44chを割り当てる。すなわち、ＡＰ１０Ｂは、現在の40chから44chに変更する。

次に、集中制御局２０は、同時送信グループのＡＰ１０Ａ，１０Ｃに対して、デフォルト値（−82dBｍ）より高いＣＣＡ閾値（例えば−62dBｍ）を割り当てる。同時送信が成立しないＡＰ１０Ｂに対しては、デフォルト値の−82dBｍとする。

集中制御局２０からＡＰ１０Ａ〜１０Ｃに対してパラメータ設定パケットを送付し、図１８(3) に示すようにチャネルおよびＣＣＡ閾値を設定する。

その後、ＡＰ１０Ａに帰属していたＳＴＡ２０−１が移動し、ＲＳＳＩ値が大幅に低下
したために、フレーム再送が多発してフレーム再送率が20％になったとする。この時の各ＡＰから送付された無線環境情報および通信状態情報を図１９に示す。

集中制御局２０では、ＡＰ１０Ａから通信状態情報を受信し、フレーム再送率が閾値である10％を超えているため、パラメータの再算出を行う。

自ＡＰに帰属するＳＴＡからのＲＳＳＩ値に関する判定により、ＡＰ１０Ｂ，１０Ｃを同時送信が成立する候補のグループＡに、ＡＰ１０Ａは同時送信が不可のグループＢに入る。次に、ＡＰ間で、互いに受信するビーコン信号のＲＳＳＩ値が閾値（−70dBｍ）以下か、もしくは受信していないかを判定するが、ＡＰ１０Ｂ，１０Ｃでは閾値以下では無いため、いずれもグループＢになる。

よって、ＡＰ１０Ａ〜１０Ｃは、共に同時送信が成立しないと判断され、ＡＰ１０Ｄが使用している36ch以外のチャネルが割り当てられ、ＡＰ１０Ａには40ch、ＡＰ１０Ｂには44ch、ＡＰ１０Ｃには48chが割り当てられる。また、ＡＰ１０Ａ〜１０Ｃは同時伝送は成立しないので、ＣＣＡ閾値はデフォルト値の−82dBｍとする。この状態を図１９(3) に示す。

集中制御局２０からＡＰ１０Ａ〜１０Ｃに対してパラメータ設定パケットを送付し、チャネルおよびＣＣＡ閾値を設定する。以上のように、通信状態が変化した場合でもパラメータを再算出・再設定することにより、通信状態の変動に細かく追従することができる。

（実施例３）
実施例１では、無線環境情報における観測ビーコン数の変化量が閾値を超えたときに、ＡＰのパラメータの算出タイミングとした。無線ＬＡＮシステムが利用可能である５ＧHz帯では、レーダ信号が検出されるチャネルは利用不可となる。５ＧHz帯のＷ53，Ｗ56帯に対応した無線ＬＡＮ機器は、レーダ信号が検出されるチャネル利用を避けるために、ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection ）機能を有し、レーダを検出すると自動的にチャネルを変更する。

したがって、各ＡＰにおけるレーダ信号検出情報やチャネル変更情報を無線環境情報に格納することで、集中制御局２０は、レーダ検出チャネル数やレーダ検出によるチャネル変更回数を変化量として、算出タイミングを判定してもよい。

（実施例４）
実施例１では、無線環境情報における観測ビーコン数の変化量の閾値を１（周辺にＡＰが２以上増えたとき）としたが、安定したスループットが必要となる高いサービスレベルが求められる場合は、無線環境による変動によるスループット低下を防ぐため、無線環境の変動に細かく追従する必要がある。このような場合は、閾値を低く設定することで、実施例１よりも無線環境の変動に精細に追従することができる。

実施例１において、閾値を０と設定した場合は、図８，９に示すようにＡＰ１０Ｄが設置された時に、観測されたビーコン数の合計値は４となり、パラメータ算出時のビーコン数の合計値との差分は１となり、閾値を超えるため、このタイミングで各ＡＰのパラメータ（チャネル）が算出される。

以上のように、観測ビーコン数の変化量の閾値を小さくし、ビーコン数が微増した場合でもパラメータを再算出・再設定することにより、無線環境の変動に細かく追従することができる。

（実施例５）
実施例１では、無線環境情報における観測ビーコン数の変化量の閾値を１（周辺にＡＰが２以上増えたとき）としたが、パラメータ算出処理の計算処理負荷が高い場合は、算出頻度を抑える方がよい。このような場合は、閾値を高く設定することで、算出頻度を抑えることができる。例えば、集中制御局２０がパラメータ算出処理よりも高いプライオリティの処理を実行して高負荷がかかっており、これ以上の負荷をかけないようにするには、閾値を高く設定して計算処理を行わないようにする。

実施例１において、集中制御局２０がルータを兼ねている場合、高トラヒックが発生して集中制御局２０に負荷がかかっている場合は、パラメータ算出処理による負荷をかけないようにし、ルーティング処理を優先させる。この時に閾値を例えば３と高く設定することにより、図１０のようにＡＰ１０Ｅが新たに設置された場合でも、算出処理は行われなくなる。

（実施例６）
実施例１では、算出するＡＰのパラメータとして、各ＡＰにおいて最適なチャネルを算出した。ただし、ＡＰがチャネルを変更する際には、無線ＬＡＮ端末（ＳＴＡ）がネットワークから瞬断し、サービスに影響を与える可能性がある。したがって、全ＡＰに帰属している端末合計数が多い場合は、パラメータの算出頻度を抑える方がよい。そのためには、パラメータ算出タイミングの判断に用いる閾値を高く設定することが有効である。

パラメータ算出タイミングの判断は、図５に示す実施例１の処理手順では、無線環境情報における観測ビーコン数の変化量を算出し、変化量が閾値を超えたときにパラメータ算出タイミングと判断する（Ｓ132 ）。ここで、パラメータ算出タイミングを判断する閾値として、制御対象である全ＡＰに帰属している端末合計数に基づいて設定するものとする。

この帰属端末合計数は、次のようにして求めることができる。集中制御局２０は、例えば各ＡＰ１０から通信状態情報が送付されたときに、ＳＴＡのＭＡＣアドレスをカウントし、制御対象である全ＡＰの帰属端末合計数を算出する。例えば、図１２に示す実施例２の構成例では制御対象であるＡＰ１０Ａ〜１０Ｃの帰属端末合計数は３となる。

以下、本発明の実施例６の動作例を図２０〜図２２を参照して説明する。
本動作例は、図１の無線通信システムに適用したものであり、 2.4ＧHzで運用され、各ＡＰはIEEE 802.11g対応とし、利用可能なチャネルは３つ（１ch, ６ch, 11ch）とする。ＡＰ１０Ａ，１０Ｂには、無線ＬＡＮ端末（ＳＴＡ）３０−１，３０−２が１台ずつ帰属し、通信をしているものとする。ＡＰ１０Ａ，１０Ｂの周辺にチャネル１chを使用するＡＰ１０Ｃが存在する。

集中制御局２０におけるパラメータ算出タイミング判定用の閾値は、ここでは３に設定されているものとする。ただし、この閾値は、各ＡＰから通信状態情報が送付された際に、制御対象であるＡＰ１０Ａ，１０Ｂの帰属端末合計数が０になった場合に、０に再設定される。

本無線通信システムが運用を開始する前に、初期処理として、集中制御局２０は各ＡＰから通知された無線環境情報を基に、各ＡＰにとって最適なパラメータ（チャネル）を算出する。集中制御局２０は実施例１と同様の処理を行い、ＡＰ１０Ａに対して11ch、ＡＰ１０Ｂに対してch６を割り当てる算出結果が得られる。集中制御局２０からＡＰ１０Ａ，１０Ｂに対してパラメータ設定パケットを送付し、チャネルを設定する。この状態を図２０に示す。

その後、無線通信システムが運用を開始すると、図２１に示すように無線環境が変動し、周辺に新たにＡＰ１０Ｄ，１０Ｅが設置されたとする。集中制御局２０は、各ＡＰから無線環境情報および通信状態情報が送付されると、帰属端末合計数は２のままであるため、パラメータ算出タイミング判定用の閾値の３を変更しない。また、観測されたビーコン数の合計値は５となり、前回のパラメータ算出時のビーコン数の合計値との差分は２となるが、パラメータ算出タイミング判定用の閾値の３を超えないため、パラメータ算出処理を行わない。したがって、実施例１の場合は図１１に示すように、ＡＰ１０Ａのチャネルを11chから１chに変更したが、本実施例ではチャネルの変更はない。

その後、図２２に示すように、ＳＴＡ３０−１，３０−２はＡＰ１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ接続しなくなったとする。集中制御局２０は、各ＡＰから通信状態情報が送付されると、帰属端末合計数が０になったため、パラメータ算出タイミング判定用の閾値を０に再設定する。

その後、各ＡＰから送付された無線環境情報より、観測されたビーコン数の合計値と前回のパラメータ算出時のビーコン数の合計値との差分は２となり、パラメータ算出タイミング判定用の閾値の０を超えるため、パラメータ算出処理を行う。実施例１と同様な処理が行われ、ＡＰ１０Ａに対して１chを、ＡＰ１０Ｂに対して６chを割り当てる結果が得られる。集中制御局２０からＡＰ１０Ａ，１０Ｂに対してパラメータ設定パケットを送付し、チャネルを設定する。

以上のように、帰属端末合計数に応じてパラメータを再算出・再設定することにより、ＳＴＡの通信に影響を最小限にしながら、無線環境の変動に追従することができる。

（実施例７）
実施例６では、集中制御局２０は、制御対象のＡＰから通信状態情報が送付された際に、帰属端末合計数に応じてパラメータ算出タイミング判定用の閾値を再設定した。

一般に、無線ＬＡＮのユーザは主に昼間に利用することが多いため、昼間の帰属端末数は多く、深夜間の帰属端末数は少ない場合が多い。したがって、集中制御局２０内で過去に観測した情報を用いることにより、ＡＰからの通信状態情報の送付が無い場合でも、パラメータ算出タイミング判定用の閾値を変えることができる。

例えば、ＡＰの帰属端末合計数が多い昼間は閾値を３と高くし、帰属端末合計数が少ない深夜間は閾値を０と低く設定することで、帰属端末合計数が少ない深夜にＡＰのパラメータを変更しやすくし、ＳＴＡの通信への影響を最小限にしながら、無線環境の変動に追従しやすくすることができる。

（実施例８）
実施例１では、算出するＡＰのパラメータとして、各ＡＰにおいて最適なチャネルを算出した。ただし、ＡＰがチャネルを変更する際には、無線ＬＡＮ端末（ＳＴＡ）がネットワークから瞬断し、サービスに影響を与える可能性がある。実施例６では、全ＡＰに帰属している端末合計数が多い場合は、パラメータ算出タイミングの判断に用いる閾値を高く設定し、パラメータの算出頻度を抑える方法を示した。

実施例８では、チャネルが変更になる第１のＡＰに帰属しているＳＴＡが、チャネルを変更しない第２のＡＰに帰属することが可能であれば、帰属先を第２のＡＰに一時的に変更し、その間に第１のＡＰでチャネル変更を行い、その後に第２のＡＰから第１のＡＰに帰属先を変更する（戻す）処理を行う。

ここで、ＳＴＡは、定期的に周囲の無線環境を観測して各ＡＰが送信するビーコン信号を受信し、ビーコン信号中のＭＡＣアドレスを検出することにより、帰属可能なＡＰか否かを判定することができる。ＳＴＡが帰属可能としたＡＰのＭＡＣアドレスは、帰属しているＡＰを介して帰属可能ＡＰ情報パケットとして集中制御局２０に送付される。集中制御局２０は、ＳＴＡが帰属しているＡＰのチャネルの変更が必要になった場合に、ＳＴＡが帰属可能でかつチャネルの変更がないＡＰの中から選択したＡＰに帰属先変更指示パケットを送付する。

以下、本発明の実施例８の動作例を図２３〜図２６を参照して説明する。
本動作例は、図１の無線通信システムに適用したものであり、 2.4ＧHzで運用され、各ＡＰはIEEE 802.11g対応とし、利用可能なチャネルは３つ（１ch, ６ch, 11ch）とする。ＡＰ１０Ａ，１０Ｂには、無線ＬＡＮ端末（ＳＴＡ）３０−１，３０−２が１台ずつ帰属し、通信をしているものとする。ＡＰ１０Ａ，１０Ｂの周辺にチャネル１chを使用するＡＰ１０Ｃが存在する。集中制御局２０におけるパラメータ算出タイミング判定用の閾値は、ここでは１に設定されているものとする。

本無線通信システムが運用を開始する前に、初期処理として、集中制御局２０は各ＡＰから通知された無線環境情報を基に、各ＡＰにとって最適なパラメータ（チャネル）を算出する。集中制御局２０は実施例１と同様の処理を行い、ＡＰ１０Ａに対して11ch、ＡＰ１０Ｂに対して６chを割り当てる算出結果が得られる。集中制御局２０からＡＰ１０Ａ，１０Ｂに対してパラメータ設定パケットを送付し、チャネルを設定する。この状態を図２３に示す。

その後、無線通信システムが運用を開始すると、図２４に示すように無線環境が変動し、周辺に新たに11chを使用するＡＰ１０Ｄ，１０Ｅが設置されたとする。集中制御局２０は、各ＡＰから無線環境情報および通信状態情報が送付されると、観測されたビーコン数の合計値は５となり、前回のパラメータ算出時のビーコン数の合計値との差分は２となるので、実施例１と同様にパラメータ算出処理を行い、ＡＰ１０Ａは対して１ch、ＡＰ１０Ｂに対して６chが最適チャネルと算出する。すなわち、ＡＰ１０Ａのチャネルを11chから１chに変更し、ＡＰ１０Ｂのチャネルは６chのまま変更しない。

ここで、集中制御局２０は、チャネル変更が生じるＡＰ１０Ａに帰属するＳＴＡ３０−１に対して、帰属可能でチャネル変更のないＡＰ１０Ｂに帰属先を一時的に変更する帰属先変更指示を行う。さらに、集中制御局２０は、ＳＴＡ３０−１がＡＰ１０Ｂに帰属先を変更している間に、ＡＰ１０Ａに対してチャネルを11chから１chに変更する指示を行う。この状態を図２５に示す。

次に、集中制御局２０は、ＡＰ１０Ｂに帰属しているＳＴＡ３０−１に対して、元の帰属先のＡＰ１０Ａに帰属先を変更する指示を行う。ＳＴＡ３０−１は、この指示に従ってＡＰ１０Ａに帰属先を変更する。この状態を図２６に示す。

以上のように、ＡＰのチャネルを変更する前に、該ＡＰに帰属しているＳＴＡの帰属先を変更することにより、ネットワークから接続断となる時間を短縮することができる。

（実施例９）
実施例８では、ＡＰ１０Ｂはチャネル変更がなかったが、ＡＰ１０Ａ，１０Ｂ共にチャネルを変更する場合は、ＡＰ１０Ａ，１０Ｂのチャネル設定において時間差を設けることにより、ある時間内でチャネル変更しないＡＰを作る。例えば、ＡＰ１０Ａが11chから１chへ、ＡＰ１０Ｂが６chから１chへ変更する時は、集中制御局２０は、まずＡＰ１０Ａに
帰属しているＳＴＡ３０−１の帰属をＡＰ１０Ｂに変更した後、ＡＰ１０Ａのチャネルを１chに変更し、その後ＳＴＡ３０−１の帰属をＡＰ１０Ａに変更する。次に、ＡＰ１０Ｂに帰属しているＳＴＡ３０−２の帰属をＡＰ１０Ａに変更した後、ＡＰ１０Ｂのチャネルを１chに変更し、その後ＳＴＡ３０−２の帰属をＡＰ１０Ｂに変更する。

（実施例１０）
実施例８，９では、ＳＴＡの帰属先を、一旦、チャネル変更しないＡＰに変更したが、ＡＰのチャネル変更時間が極短であれば、ＳＴＡの帰属先を直接、チャネル変更後のＡＰに指定する。例えば、ＡＰ１０Ａが11chから１chに変更する際は、集中制御局２０は、ＳＴＡ３０−１に対して、帰属先を１chのＡＰ１０Ａに変更する。

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 無線ＬＡＮ基地局（ＡＰ）
１１ アンテナ
１２ 無線信号送受信装置
１３ 有線信号送受信装置
１４ パケット送受信装置
１５ 無線環境観測装置
２０ 集中制御局
２１ 有線信号送受信装置
２２ パケット送受信装置
２３ 記憶装置
２４ 演算装置
３０−１，３０−２ 無線ＬＡＮ端末（ＳＴＡ）

Claims (6)

1. それぞれ接続する無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、
   前記複数の無線基地局の周辺の無線環境情報または各無線基地局と無線端末との通信状態情報に応じて各無線基地局の通信に用いるパラメータを制御する集中制御局と
   を備えた無線通信システムであって、
   前記複数の無線基地局は、前記無線環境情報または前記通信状態情報を観測して前記集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、
   前記集中制御局は、前記複数の無線基地局から通知される前記無線環境情報または前記通信状態情報の変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えたときに、前記複数の無線基地局に適するパラメータを算出する処理を起動し、算出したパラメータを各無線基地局に設定するパラメータ制御手段を備え、
   前記所定の閾値は、前記パラメータ制御手段が起動することにより発生する計算処理負荷、接続端末数、トラヒック量、要求されるサービスレベルのいずれかを基に、前記無線環境情報または前記通信状態情報の変動に対して前記パラメータの算出処理の頻度を調整するように可変設定される
   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、
   前記変化量は、前記複数の無線基地局から前記無線環境情報として通知される前記無線基地局の数または所定のチャネルの利用不可によるチャネル変更数である
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記変化量は、前記複数の無線基地局から前記通信状態情報として通知される誤り率、再送率、スループット、接続端末数、トラヒック量のいずれかである
   ことを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記集中制御局は、前記複数の無線基地局に適するパラメータを算出して設定する際に、該パラメータの変更を要する無線基地局に接続中の無線端末の接続先を該パラメータを変更しない無線基地局に切り替えてから該パラメータの変更処理を行う構成である
   ことを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記集中制御局は、前記複数の無線基地局に適するパラメータを算出して設定する際に、該パラメータの変更を要する複数の無線基地局への設定を時間差を設けて行い、該パラメータの変更を要する無線基地局に接続中の無線端末の接続先を該パラメータの変更前または変更後の無線基地局に切り替えてから該パラメータの変更処理を行う構成である
   ことを特徴とする無線通信システム。
6. それぞれ接続する無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局の周辺の無線環境情報または各無線基地局と無線端末との通信状態情報に応じて各無線基地局の通信に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備え、無線環境情報または通信状態情報に応じてパラメータを制御する無線通信方法であって、
   前記複数の無線基地局は、前記無線環境情報または前記通信状態情報を観測して前記集中制御局に通知するステップを有し、
   前記集中制御局は、前記複数の無線基地局から通知される前記無線環境情報または前記通信状態情報の変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えたときに、前記複数の無線基地局に適するパラメータを算出する処理を起動し、算出したパラメータを各無線基地局に設定するパラメータ制御ステップを有し、
   前記所定の閾値は、前記パラメータ制御ステップが起動することにより発生する計算処理負荷、接続端末数、トラヒック量、要求されるサービスレベルのいずれかを基に、前記無線環境情報または前記通信状態情報の変動に対して前記パラメータの算出処理の頻度を調整するように可変設定される
   ことを特徴とする無線通信方法。

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