JP7435761B2

JP7435761B2 - 無線通信装置及び無線通信方法

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Publication number: JP7435761B2
Application number: JP2022527414A
Authority: JP
Inventors: 光貴中村; 渉山田; 保彦井上; 笑子篠原; 裕介淺井; 泰司鷹取
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Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2024-02-21
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Description

実施形態は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

免許不要なアンライセンスバンドにおける低周波数帯から高周波数帯までの複数の周波数帯の利用を考えたとき、高周波数帯では大容量の通信が可能な一方で、見通し外領域への通信、遮蔽物があるときの通信、長距離の通信の際の伝搬損失が大きい。また、低周波数帯では長距離までの通信が可能な一方で、通信容量は高周波数帯に劣る場合が多い。

また、アンライセンスバンドは誰でも手軽に利用できる周波数帯であるが、リソースを管理できない。また、常に複数の周波数を同時に使用した場合は、消費電力が大きくなる。

日本国特開２０１７－１４３４６０号公報

長谷川公嗣他, 「IEEE802.11n無線LANによるRSSIと平均throughputの関係」, 情報処理学会論文誌, Vol.52, No.9, pp.2829-2840 (Sep. 2011)

実施形態は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、少ない消費電力で大容量通信を安定しながら行うことができる無線通信装置及び無線通信方法を提供する。

実施形態では、無線通信装置は、第１の無線通信部と、第２の無線通信部と、第１の無線情報取得部と、第２の無線情報取得部と、判断部と、切替部とを備える。第１の無線通信部は、第１のチャネルを用いて無線信号を送信する。第２の無線通信部は、第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて無線信号を送信する。第１の無線情報取得部は、第１の無線通信部における受信信号強度と第１のチャネルの使用状況とを含む第１の無線情報を取得する。第２の無線情報取得部は、第２の無線通信部における受信信号強度と第２のチャネルの使用状況とを含む第２の無線情報を取得する。判断部は、第１の無線情報と第２の無線情報とに基づき、第１の無線通信部と第２の無線通信部との切り替えをするかを判断する。切替部は、判断部による判断の結果に基づいて第１の無線通信部と第２の無線通信部との切り替えをする。判断部は、第１の無線通信部の受信信号強度と第２の無線通信部の受信信号強度がともに閾値よりも低いとき、第１の無線通信部と第２の無線通信部のうち、より低周波数帯のチャネルを使用する無線通信部への切り替えをするかを判断する。

実施形態によれば、少ない消費電力で大容量通信を安定しながら行うことができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。

図１は、実施形態に係る無線システムの構成の一例を示す図である。図２は、基地局の構成の一例を示す図である。図３は、端末の構成の一例を示す図である。図４は、基地局の機能構成の一例を示す図である。図５は、端末の機能構成の一例を示す図である。図６は、基地局の動作の一例を示すフローチャートである。図７は、チャネル切替リクエストのＭＡＣフレームフォーマットの一例を示す図である。図８は、端末の動作の一例を示すフローチャートである。図９は、ＯＫ応答又はＮＧ応答のＭＡＣフレームフォーマットの一例を示す図である。

以下に、実施形態について図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る無線システム１の構成の一例を示している。図１に示すように、無線システム１は、例えば基地局１０、端末２０、及びサーバ３０を備えている。

基地局１０は、ネットワークＮＷに接続され、無線ＬＡＮのアクセスポイントとして使用される無線通信装置である。例えば、基地局１０は、ネットワークＮＷから受信したデータを、無線で端末２０に送信することができる。また、基地局１０は、複数の異なるチャネルを用いて、端末２０に接続され得る。基地局１０と端末２０との間の通信は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいている。

端末２０は、スマートフォンやタブレットＰＣ等の無線通信装置である。端末２０は、無線で接続された基地局１０を介して、ネットワークＮＷ上のサーバ３０との間でデータを送受信することができる。端末２０は、デスクトップコンピュータやラップトップコンピュータ等、その他の電子機器であってもよい。端末２０は、少なくとも基地局１０と通信可能であればよい。

サーバ３０は、様々な情報を保持することが可能であり、例えば端末２０を対象としたコンテンツのデータを保持している。サーバ３０は、例えばネットワークＮＷに有線で接続され、ネットワークＮＷを介して基地局１０と通信可能に構成される。サーバ３０は、少なくとも基地局１０と通信可能であればよい。つまり、基地局１０とサーバ３０との間の通信は、有線であっても無線であってもよい。

図２は、基地局１０の構成の一例を示している。図２に示すように、基地局１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、無線通信モジュール１４、及び有線通信モジュール１５を備えている。

ＣＰＵ１１は、様々なプログラムを実行することが可能な回路であり、基地局１０の全体の動作を制御する。ＣＰＵに代えてＡＳＩＣ等が用いられてもよい。また、ＣＰＵ１１は、１つでなく、２つ以上であってもよい。ＲＯＭ１２は、不揮発性の半導体メモリであり、基地局１０を制御するためのプログラムや制御データ等を保持している。ＲＡＭ１３は、例えば揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ１１の作業領域として使用される。無線通信モジュール１４は、無線信号によるデータの送受信に使用される回路であり、アンテナに接続される。また、無線通信モジュール１４は、例えば複数の周波数帯にそれぞれ対応する複数の通信モジュールを含んでいる。有線通信モジュール１５は、有線信号によるデータの送受信に使用される回路であり、ネットワークＮＷに接続される。

図３は、端末２０の構成の一例を示している。図３に示すように、端末２０は、例えばＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、無線通信モジュール２４、ディスプレイ２５、及びストレージ２６を備えている。

ＣＰＵ２１は、様々なプログラムを実行することが可能な回路であり、端末２０の全体の動作を制御する。ＣＰＵに代えてＡＳＩＣ等が用いられてもよい。また、ＣＰＵ２１は、１つでなく、２つ以上であってもよい。ＲＯＭ２２は、不揮発性の半導体メモリであり、端末２０を制御するためのプログラムや制御データ等を保持している。ＲＡＭ２３は、例えば揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ２１の作業領域として使用される。無線通信モジュール２４は、無線信号によるデータの送受信に使用される回路であり、アンテナに接続される。また、無線通信モジュール２４は、例えば複数の周波数帯にそれぞれ対応する複数の通信モジュールを含んでいる。ディスプレイ２５は、アプリケーションソフトに対応するＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示する。ディスプレイ２５は、端末２０の入力インターフェースとしての機能を有していてもよい。ストレージ２６は、不揮発性の記憶装置であり、端末２０のシステムソフトウェア等を保持する。

無線システム１は、例えばＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルに基づいてデータ通信を実行する。ＯＳＩ参照モデルでは、通信機能が７階層（第１層：物理層、第２層：データリンク層、第３層：ネットワーク層、第４層：トランスポート層、第５層：セッション層、第６層：プレゼンテーション層、第７層：アプリケーション層）に分割される。データリンク層は、例えばＬＬＣ（Logical Link Control）層と、ＭＡＣ（Media Access Control）層とを含んでいる。本明細書では、データリンク層を基準として、第３層～第７層のことを“上位層”と呼ぶ。

図４は、基地局１０の機能構成の一例を示している。図４に示すように、基地局１０は、例えば無線機１０１、１０２と、ＭＡＣ処理部１０３と、判断部１０４と、切替部１０５とを有する。無線機１０１、１０２と、ＭＡＣ処理部１０３と、判断部１０４と、切替部１０５とは、例えばＣＰＵ１１と、無線通信モジュール１４によって実現される。

無線機１０１、１０２のそれぞれは、無線信号の送受信に関する処理をする。無線機１０１と無線機１０２とは異なるチャネルの無線信号を取り扱う。無線機１０１は、例えば２．４ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱う。無線機１０２は、無線機１０１よりも高い周波数帯の、例えば５ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱う。実施形態では、無線機１０１と無線機１０２は、同時に使用され得る。また、無線機１０１と無線機１０２は、排他的にも使用され得る。さらに、図４では、無線機は、２つ設けられている。３つ以上の無線機が基地局１０に設けられていてもよい。

無線機１０１は、送受信部１０１１と、アンテナ１０１２と、無線情報取得部１０１３とを有している。また、無線機１０２は、送受信部１０２１と、アンテナ１０２２と、無線情報取得部１０２３とを有している。

第１の無線通信部としての送受信部１０１１は、無線信号の送信時には、ＭＡＣ処理部１０３から入力されたＭＡＣフレームに対して第１層（物理層）の処理を行って無線信号を生成し、この無線信号を、アンテナ１０１２を介して端末２０に送信する。また、送受信部１０１１は、無線信号の受信時には、アンテナ１０１２を介して端末２０から受信された無線信号に対して第１層の処理を行ってＭＡＣフレームを復元し、このＭＡＣフレームをＭＡＣ処理部１０３に出力する。同様に、第２の無線通信部としての送受信部１０２１は、無線信号の送信時には、ＭＡＣ処理部１０３から入力されたＭＡＣフレームに対して第１層の処理を行って無線信号を生成し、この無線信号を、アンテナ１０２２を介して端末２０に送信する。また、送受信部１０２１は、無線信号の受信時には、アンテナ１０２２を介して端末２０から受信された無線信号に対して第１層の処理を行ってＭＡＣフレームを復元し、このＭＡＣフレームをＭＡＣ処理部１０３に出力する。

アンテナ１０１２、１０２２は、無線信号の送受信のためのアンテナ素子を備えたアンテナである。アンテナ１０１２、１０２２は、それぞれ、単一のアンテナ素子から構成されていてもよいし、複数のアンテナ素子から構成されていてもよい。また、図４では、アンテナ１０１２、１０２２は、無線機毎に別個に設けられている。これに対し、アンテナ１０１２とアンテナ１０２２のとのうちの１つだけが設けられ、この１つのアンテナが２つの無線機で共用されてもよい。

無線情報取得部１０１３は、第１の無線情報を取得する。第１の無線情報は、送受信部１０１１における受信信号強度（ＲＳＳＩ）と送受信部１０１１のチャネルの使用状況を含む。また、無線情報取得部１０２３は、第２の無線情報を取得する。第２の無線情報は、送受信部１０２１における受信信号強度（ＲＳＳＩ）と送受信部１０２１のチャネルの使用状況を含む。ここで、ＲＳＳＩは、送受信部で受信される無線信号の受信強度を表す。ＲＳＳＩは、例えば基地局１０から同報送信されるビーコン信号に対する端末２０からの応答信号の受信強度から測定される。また、ＲＳＳＩは、例えば基地局１０から特定の端末２０に定期的に送信される要求信号に対する端末２０からの応答信号の受信強度から測定されてもよい。また、チャネルの使用状況は、基地局１０と端末２０との間で規定される通信可能な最大の時間に対する、それぞれの送受信部で実施された通信の通信時間から測定され得る。

ＭＡＣ処理部１０３は、第２層（データリンク層）の処理を実施し得る。ＭＡＣ処理部１０３は、無線信号の送信時には、サーバ３０等から転送されたデータに対して第２層の処理を行ってＭＡＣフレームを生成し、このＭＡＣフレームを無線機１０１又は無線機１０２に出力する。また、ＭＡＣ処理部１０３は、無線信号の受信時には、無線機１０１又は無線機１０２から転送されたＭＡＣフレームに対して第２層の処理を行ってデータを復元する。

判断部１０４は、無線信号の通信に際してチャネルの切り替え、すなわち無線機の切り替えを実施するか否かを判断する。そして、判断部１０４は、判断の結果を切替部１０５に出力する。判断部１０４は、無線機１０１、１０２でそれぞれ取得されるＲＳＳＩを閾値と比較し、この比較結果に応じてチャネルの切り替えを実施するか否かを判断する。また、判断部１０４は、現在の使用中のチャネルでのスループットを閾値と比較し、この比較結果に応じてチャネルの切り替えを実施するか否かを判断する。判断部１０４の詳細については後で説明する。

切替部１０５は、判断部１０４による判断の結果に応じてチャネルの切り替えを実施する。チャネルの切り替えは、ハードウェアスイッチの切り替えによって実施されてもよいし、ソフトウェアによる切り替えによって実施されてもよい。

図５は、端末２０の機能構成の一例を示している。図５に示すように、端末２０は、例えば無線機２０１、２０２と、ＭＡＣ処理部２０３と、チャネル情報記憶部２０４と、切替部２０５とを有する。無線機２０１、２０２と、ＭＡＣ処理部２０３と、切替部２０５は、例えばＣＰＵ２１と、無線通信モジュール２４によって実現される。チャネル情報記憶部２０４は、例えばＲＯＭ２２又はＲＡＭ２３によって実現される。

無線機２０１、２０２のそれぞれは、無線信号の送受信に関する処理をする。無線機２０１は、無線機１０１と同じチャネルの無線信号を取り扱う。無線機２０１は、例えば２．４ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱う。無線機２０２は、無線機１０２と同じチャネルの無線信号を取り扱う。無線機２０２は、例えば５ＧＨｚ帯の無線信号を取り扱う。実施形態では、無線機２０１と無線機２０２は、同時に使用され得る。また、無線機２０１と無線機２０２は、排他的にも使用され得る。さらに、図５では、無線機は、２つ設けられている。３つ以上の無線機が端末２０に設けられていてもよい。

無線機２０１は、送受信部２０１１と、アンテナ２０１２とを有している。また、無線機２０２は、送受信部２０２１と、アンテナ２０２２とを有している。

送受信部２０１１は、無線信号の送信時には、ＭＡＣ処理部２０３から入力されたＭＡＣフレームに対して第１層（物理層）の処理を行って無線信号を生成し、この無線信号を、アンテナ２０１２を介して基地局１０に送信する。また、送受信部２０１１は、無線信号の受信時には、アンテナ２０１２を介して基地局１０から受信された無線信号に対して第１層の処理を行ってＭＡＣフレームを復元し、このＭＡＣフレームをＭＡＣ処理部２０３に出力する。同様に、送受信部２０２１は、無線信号の送信時には、ＭＡＣ処理部２０３から入力されたＭＡＣフレームに対して第１層の処理を行って無線信号を生成し、この無線信号を、アンテナ２０２２を介して基地局１０に送信する。また、送受信部２０２１は、無線信号の受信時には、アンテナ２０２２を介して基地局１０から受信された無線信号に対して第１層の処理を行ってＭＡＣフレームを復元し、このＭＡＣフレームをＭＡＣ処理部２０３に出力する。

アンテナ２０１２、２０２２は、無線信号の送受信のためのアンテナ素子を備えたアンテナである。アンテナ２０１２、２０２２は、それぞれ、単一のアンテナ素子から構成されていてもよいし、複数のアンテナ素子から構成されていてもよい。また、図５では、アンテナ２０１２、２０２２は、無線機毎に別個に設けられている。これに対し、アンテナ２０１２とアンテナ２０２２のとのうちの１つだけが設けられ、この１つのアンテナが２つの無線機で共用されてもよい。

ＭＡＣ処理部２０３は、第２層（データリンク層）の処理を実施し得る。ＭＡＣ処理部１０３は、無線信号の送信時には、アプリケーション層等の上位層から転送されたデータに対して第２層の処理を行ってＭＡＣフレームを生成し、このＭＡＣフレームを無線機２０１又は無線機２０２に出力する。また、ＭＡＣ処理部２０３は、無線信号の受信時には、無線機２０１又は無線機２０２から転送されたＭＡＣフレームに対して第２層の処理を行ってデータを復元する。

チャネル情報記憶部２０４は、使用すべきチャネルの情報を記憶している。切替部２０５は、チャネル情報記憶部２０４に記憶されているチャネルの情報に応じてチャネルの切り替えを実施する。チャネルの切り替えは、ハードウェアスイッチの切り替えによって実施されてもよいし、ソフトウェアによる切り替えによって実施されてもよい。

以上で説明した無線システム１の機能構成では、基地局１０の無線機１０１及び１０２が、それぞれ端末２０の無線機２０１及び２０２と接続可能に構成される。具体的には、無線機１０１及び２０１間は、例えば２．４ＧＨｚ帯のチャネルを用いて無線接続され得る。無線機１０２及び２０２間は、例えば５ＧＨｚ帯のチャネルを用いて無線接続され得る。

次に、無線システム１における動作について説明する。まず、基地局１０の動作を説明する。図６は、基地局１０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１において、基地局１０は、第１の無線情報を取得するともに、第２の無線情報を取得する。前述したように、無線情報としてのＲＳＳＩは、例えばビーコン信号に対する端末２０からの応答信号の受信強度から測定される。応答信号には、端末２０を識別するための端末識別子が含まれている。端末識別子により、端末２０が区別されるので、無線機１０１のチャネルを使用している端末２０の数と、無線機１０２のチャネルを使用している端末２０の数とが特定され得る。また、ＲＳＳＩは、例えば基地局１０から特定の端末２０に定期的に送信される要求信号に対する端末２０からの応答信号の受信強度から測定されてもよい。また、チャネルの使用状況は、基地局１０と端末２０との間で規定される通信可能な最大の時間に対する、それぞれの送受信部で実施された通信の通信時間から測定され得る。

ステップＳ１２において、基地局１０は、チャネルの切り替えを実施するか否かを判断する。ステップＳ１２において、チャネルの切り替えを実施すると判断されたときには、処理はステップＳ１３に移行する。ステップＳ１２において、チャネルの切り替えを実施しないと判断されたときには、処理はステップＳ１６に移行する。

ここで、ステップＳ１２における判断について説明する。基地局１０は、以下の１）、２）、３）の条件の何れかを満たしたときにチャネルの切り替えができるか否かの判断を実施する。１）、２）、３）の条件の優先順位は例えばこの順であるとする。また、１）と２）のＲＳＳＩの閾値は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、閾値と比較されるＲＳＳＩは、一定期間内の最小値であってもよいし、平均値であってもよいし、中央値であってもよい。また、閾値と比較されるＲＳＳＩは、閾値からの変動量であってもよい。
１）すべてのチャネルについてのＲＳＳＩが閾値よりも低い
２）一部のチャネルについてのＲＳＳＩが閾値よりも低い
３）現在使用しているチャネルでのスループットが閾値よりも低い
１）について、すべてのチャネルについてのＲＳＳＩが閾値よりも低いときには、ＲＳＳＩの低下の要因が、見通し外領域への通信、遮蔽物があるときの通信、長距離の通信といった伝搬環境が安定していないことによるものであると考えられる。この場合、基地局１０は、通信の成功確率を高めるために、より安定した通信が可能である低周波数帯のチャネルを取り扱う無線機への切り替えができるか否かを判断する。例えば、無線機が無線機１０１と無線機１０２だけのときには、基地局１０は、より低周波数帯のチャネルを取り扱う無線機１０１への切り替えができるか否かを判断する。

２）について、一部のチャネルのＲＳＳＩだけが閾値よりも低いときには、ＲＳＳＩの低下の要因が、その一部のチャネルに特有のものであると考えられる。この場合、基地局１０は、その一部のチャネルを除く、残りのチャネルを取り扱う無線機への切り替えできるか否かを判断する。例えば、２．４ＧＨｚ帯のチャネルのＲＳＳＩだけが閾値よりも低いときには、基地局１０は、無線機１０２への切り替えができるか否かを判断する。逆に、５ＧＨｚ帯のチャネルのＲＳＳＩだけが閾値よりも低いときには、基地局１０は、無線機１０１への切り替えができるか否かを判断する。

３）について、スループットは、例えばＲＳＳＩから推定され得る。ＲＳＳＩからスループットを推定する手法としては、例えば長谷川公嗣他, 「IEEE802.11n無線LANによるRSSIと平均throughputの関係」, 情報処理学会論文誌, Vol.52, No.9, pp.2829-2840 (Sep. 2011)において開示されている手法が用いられ得る。スループットが閾値よりも低いときには、基地局１０は、より大容量の通信が可能である高周波数帯のチャネルを取り扱う無線機への切り替えができるか否かを判断する。例えば、無線機が無線機１０１と無線機１０２だけのときには、基地局１０は、より高周波数帯のチャネルを取り扱う無線機１０２への切り替えができるか否かを判断する。

チャネルの切り替えができるか否かの判断は、チャネルの使用状況に基づいて行われる。基地局１０は、ＲＳＳＩに基づき、切り替え先のチャネルのうちでノイズフロアを上回るＲＳＳＩを有するチャネルを探索する。そして、基地局１０は、探索したチャネルの使用状況から、空きのあるチャネルを切り替え先のチャネルの候補として選択する。例えば、基地局１０と端末２０との間では、通信可能な全体の時間の１０％以内の通信時間でそれぞれの通信が実施されることが要求されているとする。この場合、基地局１０は、使用状況が通信可能な全体の時間の９０％以内であるチャネルには空きがあると判断する。空きがあるチャネルの判断後、基地局１０は、空きがあるチャネルの間で最も高いスループットを有するチャネルを切り替え先のチャネルの候補として選択する。切り替え先のチャネルの候補の選択後、基地局１０は、切り替え元のチャネルでのスループットと切り替え先の候補のチャネルでのスループットとを比較する。そして、切り替え元のチャネルでのスループットよりも切り替え先の候補のチャネルでのスループットのほうが高ければ、基地局１０は、切り替え先の候補のチャネルへの切り替えができると判断する。

ここで、図６の説明に戻る。ステップＳ１２においてチャネルの切り替えを実施すると判断されたときのステップＳ１３において、基地局１０は、切り替え元のチャネルを使用している端末２０に対してチャネル切替リクエストを送信する。チャネル切替リクエストは、切り替え元のチャネルを取り扱う無線機を用いて送信される。

図７は、チャネル切替リクエストのＭＡＣフレームフォーマットの一例を示す図である。図７に示すように、チャネル切替リクエストは、ヘッダと、ボディと、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）とを有する。ヘッダは、第２層の処理によって生成されるＭＡＣヘッダである。ＦＣＳは、データの誤り検出のための誤り検出符号である。誤り検出符号は、ＣＲＣ（巡回冗長検査）符号であってよい。ボディは、チャネル切替リクエストの実体データの部分である。ボディは、例えば端末識別子と、切替先チャネル識別子とを含む。端末識別子は、端末２０を識別するための識別子であり、例えば端末２０のＭＡＣアドレスである。端末識別子は、複数の端末を識別するための複数の端末識別子を含んでいてもよい。端末２０は、端末識別子により、チャネル切替リクエストが自分宛であることを認識する。切替先チャネル識別子は、切り替え先のチャネルを端末２０において識別するための識別子である。

ここで、図６の説明に戻る。ステップＳ１４において、基地局１０は、端末２０からＯＫの応答を受けたか否かを判断する。後で説明するように、チャネル切替リクエストを受けた端末２０は、チャネルを切り替えてもよいかを判断し、チャネルを切り替えてよいときにはＯＫの応答を基地局１０に返し、チャネルを切り替えてよくないときにはＮＧの応答を基地局１０に返す。ステップＳ１４において、端末２０からＯＫの応答を受けたと判断されたとき、処理はステップＳ１５に移行する。ステップＳ１４において、端末２０からＮＧの応答を受けたと判断されたとき、処理はステップＳ１６に移行する。この場合、チャネルの切り替えは実施されない。

ステップＳ１５において、基地局１０は、チャネルの切り替えを実施する。基地局１０は、切替部１０５によって無線機の切り替えを実施する。その後、処理はステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６において、基地局１０は、無線信号の送信又は受信を実施するか否かを判断する。例えば、サーバ３０からデータが入力されたときには、無線信号の送信を実施すると判断される。また、アンテナ１０１２又は１０２２から無線信号が受信されたときには、無線信号の受信を実施すると判断される。ステップＳ１６において、無線信号の送信又は受信を実施すると判断されたときには、処理はステップＳ１７に移行する。ステップＳ１６において、無線信号の送信及び受信を実施しないと判断されたときには、図６の処理は終了する。

ステップＳ１７において、基地局１０は、無線信号の送信又は受信を実施する。その後、図６の処理は終了する。チャネルの切り替えが実施されているとき、基地局１０は、切り替え後のチャネルを用いて送信又は受信を実施する。

次に、端末２０の動作を説明する。図８は、端末２０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２１において、端末２０は、自分宛のチャネル切替リクエストを受信したか否かを判断する。ステップＳ２１において、チャネル切替リクエストを受信したと判断されたとき、処理はステップＳ２２に移行する。ステップＳ２１において、チャネル切替リクエストを受信していないと判断されたとき、処理はステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２２において、端末２０は、受信したチャネル切替リクエストに基づき、チャネルの切り替えを実施できるか、すなわちチャネルの切り替えがＯＫであるか否かを判断する。ステップＳ２２において、チャネルの切り替えがＯＫであると判断されたときには、処理はステップＳ２３に移行する。ステップＳ２２において、アプリケーションソフトからの要求等のために特定のチャネルを利用する必要がある場合等、チャネルの切り替えを実施できない、すなわち切り替えがＮＧであると判断されたときには、処理はステップＳ２５に移行する。なお、端末２０は、チャネルの切り替えがＯＫであるか否かを判断しなくてもよい。この場合、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２５の処理は省略され得る。

ステップＳ２３において、端末２０は、切り替えＯＫの旨の応答を基地局１０に送信する。ステップＳ２５において、端末２０は、切り替えＮＧの旨の応答を基地局１０に送信する。図９は、ＯＫ応答又はＮＧ応答のＭＡＣフレームフォーマットの一例を示す図である。図９に示すように、チャネル切替リクエストは、ヘッダと、ボディと、ＦＣＳとを有する。ヘッダとＦＣＳは、図７と同様であってよい。ボディは、例えば基地局識別子と、ＯＫフラグ又はＮＧフラグとを含む。基地局識別子は、基地局１０を識別するための識別子であり、例えば基地局１０のＭＡＣアドレスである。基地局１０は、基地局識別子により、応答が自分宛であることを認識する。ＯＫフラグ又はＮＧフラグは、切り替えがＯＫである又はＮＧであることを示すフラグである。

ステップＳ２４において、端末２０は、チャネルの切り替えを実施する。端末２０は、チャネル切替リクエストに含まれる切替先チャネル識別子をチャネル情報記憶部２０４に記憶させる。そして、端末２０は、切替部２０５によって無線機の切り替えを実施する。その後、処理はステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６において、端末２０は、無線信号の送信又は受信を実施するか否かを判断する。例えば、ＭＡＣ処理部２０３からＭＡＣフレームが入力されたときには、無線信号の送信を実施すると判断される。また、アンテナ２０１２又は２０２２から無線信号が受信されたときには、無線信号の受信を実施すると判断される。ステップＳ２６において、無線信号の送信又は受信を実施すると判断されたときには、処理はステップＳ２７に移行する。ステップＳ２６において、無線信号の送信及び受信を実施しないと判断されたときには、図８の処理は終了する。

ステップＳ２７において、端末２０は、無線信号の送信又は受信を実施する。その後、図８の処理は終了する。チャネルの切り替えが実施されているとき、端末２０は、切り替え後のチャネルを用いて送信又は受信を実施する。

以上説明したように実施形態によれば、複数のチャネルが利用可能な基地局と端末との通信において、通信状況を表すＲＳＳＩとチャネルの使用状況とに応じてチャネルの切り替えが実施される。これにより、伝搬環境が安定しない場合には低周波数帯のチャネルへの切り替えが実施されるので安定した通信が実施され得る。また、スループットが必要な場合には高周波数帯のチャネルへの切り替えが実施されるので大容量の通信が実施でき、これによってスループットの向上が期待される。

［変形例１］
以下、実施形態の変形例を説明する。前述した実施形態では基地局１０が無線情報を取得してチャネルの切り替えを実施している。これに対し、端末２０が無線情報取得部及び判断部を有していれば、端末２０が無線情報を取得してチャネルの切り替えを実施してもよい。

［変形例２］
実施形態では、それぞれの無線機は、互いに異なる周波数帯のチャネルを用いて無線信号の送受信を行うように構成されている。これに対し、無線機は、同一の周波数帯の異なるチャネルを用いて無線信号の送受信を行うように構成されていてもよい。例えば、ある無線機は、２．４ＧＨｚ帯の第１のチャネルを用いて無線信号の送信を行うように構成され、別の無線機は、２．４ＧＨｚ帯の第２のチャネルを用いて無線信号の送信を行うように構成されていてもよい。この場合の第１のチャネル及び第２のチャネルは重複していなければそれぞれ複数のチャネルを含んでいてもよい。

［その他の変形例］
上述した実施形態による各処理は、コンピュータであるＣＰＵ等に実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、ＣＰＵ等は、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…無線システム
１０…基地局
１１…ＣＰＵ
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
１４…無線通信モジュール
１５…有線通信モジュール
２０…端末
２１…ＣＰＵ
２２…ＲＯＭ
２３…ＲＡＭ
２４…無線通信モジュール
２５…ディスプレイ
２６…ストレージ
３０…サーバ
１０１，１０２…無線機
１０３…ＭＡＣ処理部
１０４…判断部
１０５…切替部
２０１，２０２…無線機
２０３…ＭＡＣ処理部
２０４…チャネル情報記憶部
２０５…切替部
１０１１，１０２１…送受信部
１０１２，１０２２…アンテナ
１０１３，１０２３…無線情報取得部
２０１１，２０２１…送受信部
２０１２，２０２２…アンテナ

Claims

第１のチャネルを用いて無線信号を送信する第１の無線通信部と、
前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて無線信号を送信する第２の無線通信部と、
前記第１の無線通信部における受信信号強度と前記第１のチャネルの使用状況とを含む第１の無線情報を取得する第１の無線情報取得部と、
前記第２の無線通信部における受信信号強度と前記第２のチャネルの使用状況とを含む第２の無線情報を取得する第２の無線情報取得部と、
前記第１の無線情報と前記第２の無線情報とに基づき、前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部との切り替えをするかを判断する判断部と、
前記判断部による判断の結果に基づいて前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部との切り替えをする切替部と、
を具備し、
前記判断部は、前記第１の無線通信部の受信信号強度と前記第２の無線通信部の受信信号強度がともに閾値よりも低いとき、前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部のうち、より低周波数帯のチャネルを使用する無線通信部への切り替えをするかを判断する、
無線通信装置。
前記判断部は、前記第１の無線通信部の受信信号強度と前記第２の無線通信部の受信信号強度の何れかが閾値よりも低いとき、残りの無線通信部への切り替えをするかを判断する請求項１に記載の無線通信装置。
前記判断部は、前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部とのうちの使用中の無線通信部の受信信号強度に基づいて前記使用中の無線通信部のスループットを算出し、算出したスループットが閾値よりも低いとき、前記使用中の無線通信部よりも高周波数帯のチャネルを使用する無線通信部への切り替えをするかを判断する請求項１に記載の無線通信装置。
前記判断部は、切り替えをするかの判断対象の無線通信部の使用状況に基づき、切り替えをするかの判断対象の無線通信部のうちの空き状況の無線通信部を判断し、前記空き状況の無線通信部の受信信号強度に基づいて前記空き状況の無線通信部のスループットを推定し、推定したスループットに基づいて切り替えをするかを判断する請求項１乃至３の何れか１項に記載の無線通信装置。
第１の無線通信部により、第１のチャネルを用いて無線信号を送信することと、
第２の無線通信部により、前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて無線信号を送信することと、
前記第１の無線通信部における受信信号強度と前記第１のチャネルの使用状況とを含む第１の無線情報を取得することと、
前記第２の無線通信部における受信信号強度と前記第２のチャネルの使用状況とを含む第２の無線情報を取得することと、
前記第１の無線情報と前記第２の無線情報とに基づき、前記第１のチャネルと前記第２のチャネルとの切り替えをするかを判断することと、
前記判断の結果に基づいて前記第１のチャネルと前記第２のチャネルの切り替えをすることと、
を具備し、
前記判断することは、前記第１の無線通信部の受信信号強度と前記第２の無線通信部の受信信号強度がともに閾値よりも低いとき、前記第１の無線通信部と前記第２の無線通信部のうち、より低周波数帯のチャネルを使用する無線通信部への切り替えをするかを判断することを含む、
無線通信方法。