JP2006005644A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】サービスエリアをまたがっても無線端末装置間が近距離ならば各無線端末装置が確実にアドホックモードへ移行できる。
【解決手段】無線通信システムは所定の配置位置を有する複数の無線端末装置４０と、これらと無線通信を行う無線基地局装置３０と、各無線基地局装置４０にＬＡＮ６０を介して接続され、各無線基地局装置３０を介して各無線端末装置４０と通信を行う通信システムコントローラ１０とを含む。通信システムコントローラ１０は、各無線端末装置４０間での直接的な無線通信の可否についてのアドホック無線通信許可テーブル６ａを格納し、各無線端末装置４０から無線基地局装置３０を介して受信される他の無線端末装置４０との直接的な無線通信の要求信号に応答して、アドホック無線通信許可テーブル６ａに基づいて直接的な無線通信の可否を判断し、判断結果を含む通知信号を要求信号を送信した無線端末装置４０に対して送信する。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば航空機内のスペース（以下、機内スペースという。）など使用位置が固定された複数の無線通信端末装置が密集した環境において各無線通信端末装置間で無線通信を確立するための無線通信システムに関する。

近年、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇをはじめとする無線通信システムが普及しつつある。これらは無線ローカルエリアネットワーク（以下、ローカルエリアネットワークをＬＡＮという。）システムと呼ばれ、有線ＬＡＮシステムに用いられているイーサネット（Ethernet）（登録商標）と同等のことを無線に置き換えたものであるといえる。

無線ＬＡＮシステムの通信形態には、主として２種類がある。１つは、有線ＬＡＮシステムで表現するならば、半二重のノードをリピータハブで接続した状態を実現する「アドホックモード」である（例えば、特許文献１参照。）。この通信形態では、２台の無線端末装置間で同一の周波数帯域を共有することにより、他の仲介を通さずに無線端末装置同士が直接に無線通信をする。もう１つは、「インフラストラクチャモード」である。この通信形態では、アクセスポイント装置がサービスエリア内の無線端末装置を管理し、すべてのアクセスを取り仕切る。また、アクセスポイント装置はサービスエリア内の無線端末装置が外部のネットワークと通信できるように、内外の中継を行うブリッジとしての役割も担う。

また、無線ＬＡＮシステムのＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格を例にとれば、無線通信に用いられる周波数はＩＳＭバンド（Industry Science Medical Band）と呼ばれる２．４００ＧＨｚから２．４８５ＧＨｚの帯域である。この周波数帯を、５ＭＨｚずつ１３個のチャンネルに区分して用いる。これらの中から離れたチャンネルを選択して用いれば、隣同士の無線端末装置が別々の無線通信を行う場合でも互いに混信することがなく、別のネットワークに接続された無線端末装置同士のように振舞うことができる。ただし、混信しないチャンネルの組み合わせ選定にも限界があるため、もう１つのネットワーク識別法として、ＩＥＥＥ８０２．１１ではＥＳＳ−ＩＤ（Extended Service Set Identifier：拡張されたサービスセット識別子）を規定している。ＥＳＳ−ＩＤは無線ＬＡＮシステムで送信するパケット信号の先頭に含まれる通信識別コードで、これが一致しない場合、そのパケット信号は無視されるため、ＥＳＳ−ＩＤの異なる無線端末装置同士では通信を確立することができない。

以上の特徴を持つ無線ＬＡＮシステムは、当初、携帯形や可搬形パーソナルコンピュータ、可搬形無線端末装置等での使用を想定されていたが、昨今では、配線の煩雑さをなくす目的から、使用位置が固定された端末装置に対するネットワークサービス提供にも無線ＬＡＮシステムを用いることが考えられている。

使用位置が固定された端末装置に対する無線ＬＡＮサービスの提供形態の一例（以下、、従来例という。）を図９に示す。この従来例では、航空機内において、各座席に設置された無線端末装置２０２，２０６，２０７に対して情報データや映像データを配信するために、無線ＬＡＮシステムを利用している。情報データや映像データは、当該システムのヘッドエンド装置２０１に蓄積されており、各座席に設置された端末２０２へは、上記ヘッドエンド装置２０１に接続されたアクセスポイント装置である無線基地局装置２０３を介して配信される。

この従来例のごとく無線端末装置２０２，２０６，２０７が密集している場合、１つのアクセスポイント装置のサービス可能エリア内に含まれる無線端末装置の数が非常に多くなる。しかしながら、アクセスポイント装置の処理能力には限界があるため、これは結果として各無線端末装置へのスループットの低下を招くこととなる。これは、無線を用いて映像データの配信を行う場合などに致命的な欠陥となる。この対策としては、携帯電話機と無線基地局装置との無線通信などの分野で用いられているセルの概念を用いるのが一般的である。セル化を行うためには、機内スペースを複数のエリアに区切り、１つのエリア２０４に対して１つのアクセスポイント装置２０３を割り当てる。上記アクセスポイント装置とエリア内の端末とは決まったチャンネル、もしくはＥＳＳ−ＩＤを用いて無線通信する。このとき、隣り合ったエリア２０４とエリア２０５では異なったチャンネル、もしくはＥＳＳ−ＩＤを用いて通信するよう設定することにより、エリア２０５内の端末２０７が、別のエリア２０４を担当するアクセスポイント装置２０３と通信を確立してしまうことを防止することができる。これにより、アクセスポイント装置の１つ１つが担当すべき無線端末装置の数が明確になり、無線端末装置に提供する通信品質の管理が容易になる。

特開２００１−１９７５７１号公報。 特開２０００−２２４６４０号公報。 特開２００４−０５６３３３号公報。

しかしながら、上述の従来例に係る無線ＬＡＮシステムにおけるセル化により、エリア２０４内の無線端末装置２０６と別のエリア２０５内の無線端末装置２０７が近距離であるにもかかわらず、アドホックモードに移行できなくなるという問題が生じる。この問題を、図１０を用いて以下に説明する。本図において端末３０１と端末３０３は異なるエリアに属し、それぞれアクセスポイント装置３０４とアクセスポイント装置３０５が通信対象である。

この従来例では、無線端末装置３０１の内部にある記憶媒体に存在するデータ３０２を無線端末装置３０３が要求した場合を考える。インフラストラクチャモードのままデータ転送をする場合、データ３０２はまずアクセスポイント装置３０４に転送され、上記アクセスポイント装置により受信されたデータは無線通信システムの基幹ネットワークを介してアクセスポイント装置３０５に送られる。無線端末装置３０３は、アクセスポイント装置３０５からデータを取得することにより、所望のデータを手に入れることができる。しかしながら、データ３０２が大きなサイズを有する場合、アクセスポイント装置３０４とアクセスポイント装置３０５が大量のパケットを処理することになる。これにより、各々のアクセスポイント装置３０４，３０５などが担当する他の無線端末装置へのパケット配信が遅延し、無線通信システム全体へのサービス品質低下を招く可能性がある。

そこで、無線端末装置３０１と無線端末装置３０３で、アドホックモードを用いてデータ通信を行うことが有効と考えられる。無線端末装置３０１と無線端末装置３０３が共通のチャンネルやＥＳＳ−ＩＤを用いてアドホックモード通信を行うことで、同一のサービスエリア内の別の無線端末装置に対して影響を与えることなく、より高いスループットのデータ転送が可能となる。しかしながら、無線端末装置３０１と無線端末装置３０３は別のセル内に存在し、各々の担当となるアクセスポイント装置との通信に用いているチャンネル、もしくはＥＳＳ−ＩＤが異なる。従って、無線ＬＡＮシステムとしてはお互いの無線端末装置にとってお互いの無線端末装置の存在が隠蔽された状態にあるため、相手装置を見つけることができず、アドホックモードに移行できない。アドホックモードの無線通信を確立するためには、上記両無線端末装置が共通に使用するべきチャンネルやＥＳＳ−ＩＤを取得し、無線端末装置自身が無線ＬＡＮシステムの通信設定を設定し直す手段が必要となる。また、無線端末装置３０１と無線端末装置３０３は異なるセルに存在する無線端末装置同士であり、その物理的距離がアドホックモード通信の可能な程度の近距離であるか否かも定かではない。無線端末装置間距離が遠いにもかかわらずアドホックモード移行を試みると、いつまで経っても通信相手の無線端末装置が見つからず、通信の長期中断を招くこととなり、無線端末装置の利用者にストレスをかける。

上記のような状況は、端末３０１と端末３０３の間で大容量のデータ通信を必要とするネットワーク対応ゲームを行う場合や、ピアツーピアによるデータの拡散を用いたコンテンツ配信を行う場合などにおきる問題であり、ネットワークによるサービス提供のコンテンツ面での充実と通信品質面での保証を両立させるにあたって大きな課題となる。

さらに、移動無線装置から固定基地局を介して通信を行う場合の最適経路を選択する際に、位置情報を利用する装置として、特許文献２において開示された「移動無線装置」があった。この「移動無線装置」における経路選択は、移動無線装置と通信を行う基地局が固定であるため、予めデータベースに蓄積された基地局の情報を使用して、予め設計しておいた経路を選択する方式であり、固定基地局を持たないアドホックネットワークの経路設計には適さない。この問題点を解決するために、特許文献３においては、無線通信装置の位置情報を利用して、固定基地局を持たない無線通信装置の経路設計を行い、複数地点の経度と緯度を用いて、通信可能範囲を少ない誤差で効率的に求める移動通信装置などが開示されている。しかしながら、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの高価な位置検出装置が必要であるという問題点があった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、アクセスポイント装置のサービスエリアをまたがる場合であっても、無線端末装置間が近距離ならば各々の無線端末装置が確実にアドホックモードへ移行することができる無線通信システムを提供することにある。

第１の発明に係る無線通信システムは、予め決められた配置位置をそれぞれ有する複数の無線端末装置と、
上記複数の無線端末装置と無線通信を行う少なくとも１個の無線基地局装置と、
上記各無線基地局装置に有線回線を介して接続され、上記各無線基地局装置のいずれかを介して上記各無線端末装置と通信を行う通信制御装置とを備えた無線通信システムであって、
上記通信制御装置は、
上記各無線端末装置間での直接的な無線通信の可否についての第１のテーブルを格納する記憶手段と、
上記各無線端末装置から上記無線基地局装置を介して受信される、他の無線端末装置との直接的な無線通信の要求信号に応答して、上記第１のテーブルに基づいて当該直接的な無線通信の可否を判断し、当該判断結果を含む通知信号を、当該要求信号を送信した無線端末装置に対して上記無線基地局装置を介して送信する制御手段とを備えたことを特徴とする。

上記無線通信システムにおいて、上記通信制御装置の記憶手段は、上記各無線端末装置毎の現在使用中の通信パラメータについての第２のテーブルをさらに格納し、
上記通信制御装置の制御手段は、上記要求が可能であれば上記第２のテーブルを参照して当該要求された直接的な無線通信のための通信パラメータを決定し、当該通信パラメータを含む通知信号を、当該要求信号を送信した無線端末装置に対して上記無線基地局装置を介して送信することを特徴とする。

また、上記無線通信システムにおいて、上記要求信号を送信した無線端末装置は、上記通知信号に応答して、複数の通信パラメータを用いて、直接的な無線通信の相手端末装置に対する応答信号要求を送信し、上記応答信号要求に応答して相手端末装置から送信されてくる応答信号に基づいて当該相手端末装置との通信パラメータを決定することを特徴とする。

第２の発明に係る無線通信システムは、予め決められた配置位置をそれぞれ有する複数の無線端末装置と、
上記複数の無線端末装置と無線通信を行う少なくとも１個の無線基地局装置と、
上記各無線基地局装置に有線回線を介して接続され、上記各無線基地局装置のいずれかを介して上記各無線端末装置と通信を行う通信制御装置とを備えた無線通信システムであって、
上記各無線端末装置は、上記各無線端末装置間での直接的な無線通信の可否についての第１のテーブルを格納する第１の記憶手段と、
他の無線端末装置との直接的な無線通信を要求するときに、上記第１のテーブルを参照して当該他の無線端末装置との直接的な無線通信の可否について判断する通信制御手段とを備えたことを特徴とする。

上記無線通信システムにおいて、上記各無線端末装置の通信制御手段は、上記直接的な無線通信が可能であるとき、当該他の無線端末装置との直接的な無線通信の要求信号を上記無線基地局装置を介して上記通信制御装置に送信し、
上記通信制御装置は、上記各無線端末装置毎の現在使用中の通信パラメータについての第２のテーブルを格納する第２の記憶手段と、
上記各無線端末装置からの他の無線端末装置との直接的な無線通信の要求信号に応答して、上記第２のテーブルを参照して当該要求された直接的な無線通信のための通信パラメータを決定し、当該通信パラメータを含む通知信号を、当該要求信号を送信した無線端末装置に対して上記無線基地局装置を介して送信する制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、上記無線通信システムにおいて、上記各無線端末装置の通信制御手段は、上記直接的な無線通信が可能であるとき、複数の通信パラメータを用いて、直接的な無線通信の相手端末装置に対する応答信号要求を送信し、上記応答信号要求に応答して相手端末装置から送信されてくる応答信号に基づいて当該相手端末装置との通信パラメータを決定することを特徴とする。

さらに、上記無線通信システムにおいて、上記通信パラメータは、チャンネル、通信識別子、又は電波周波数であることを特徴とする。

またさらに、上記無線通信システムにおいて、上記各無線端末装置は、ＩＰアドレス、端末番号又は位置の座標表現を含む装置識別子により識別されることを特徴とする。ここで、上記要求信号は、上記装置識別子を含むことを特徴とする。

従って、本発明に係る無線通信システムによれば、インフラストラクチャモードで用いるチャンネルやＥＳＳ−ＩＤなどの通信パラメータが異なる無線端末装置間でもアドホックモードの無線通信へ移行できるようになる。これにより、例えば機内スペースを異なるチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤなどの通信パラメータを用いる複数のサービスエリアに分割して通信品質を確保することができるとともに、無線端末装置間の直接的な無線通信（アドホックモード）を用いることにより無線基地局装置や通信制御装置に対して負荷を与えることがない。

また、通信制御装置は全無線端末装置の通信状態をテーブルを用いて管理することにより、無線端末装置間がアドホックモード通信に用いるのに最適なチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤなどの通信パラメータを無線端末装置ペアに対して割り当てることができ、アドホックモードの無線通信の品質を所定値以上に容易に確保できる。

＜実施形態＞
以下、本発明に係る一実施形態について、航空機内での無線ＬＡＮを用いたサービス提供を例にとり、図面を参照しながら説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。

図１は本発明の一実施形態に係る無線ＬＡＮシステムの構成を示すブロック図である。図１において、航空機の機内スペース５０には、配置位置が予め決められた乗客の各シート毎に無線端末装置４０−１，４０−２（以下、総称して符号４０を付す。）が装着されている。通信システムコントローラ１０は、当該無線ＬＡＮシステム全体の無線通信を制御する制御装置であり、また、各無線端末装置４０に対して情報データや映像データを自装置内のハードディスクメモリであるサービスデータメモリ８に予め格納しておき、各無線端末装置４０からの配信要求信号に応答して、上記格納された種々のデータを、有線ＬＡＮ６０に接続されたアクセスポイント装置である無線基地局装置３０−１，３０−２（以下、総称して符号３０を付す。）を介して各無線端末装置４０に配信する。

また、機内スペース５０は複数のサービスエリアのセル５１，５２に分割されており、隣り合ったセル５１，５２では異なった無線ＬＡＮチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤを用いることによって各無線基地局装置３０−１，３０−２が担当する無線端末装置４０の数を制限している。また、各無線端末装置４０のＩＰアドレスは、ＩＰアドレスから一意に無線端末装置の端末番号（以下、端末番号という。）を決定できるように割り振られている。なお、図１において、機内スペース５０において、２個のセル５１，５２しか図示していないが、実際上は、３個以上のセルを実質的に平面的に重複しないように配置され、各セル５１，５２には少なくとも１つの無線基地局装置３０が設けられるとともに、少なくとも１つ、又は実際上は複数の無線端末装置４０が設けられる。

本実施形態においては、通信システムコントローラ１０は、各無線端末装置４０に対して配信するための種々のデータを予め格納するハードディスクメモリであるサービスデータメモリ８を備え、
（Ａ）各無線端末装置４０がアクセスポイント装置である無線基地局装置３０を介して無線通信を行うインフラストラクチャモードと、
（Ｂ）各無線端末装置４０が無線基地局装置３０を介さずに無線通信を行うアドホックモードと
の無線通信を制御する制御装置であり、ハードディスクメモリ６内に、
（ａ）図５に示すように、各無線端末装置４０間でのアドホック無線通信の許可又は不許可を示すデータを格納するアドホック無線通信許可テーブル６ａと、
（ｂ）図６に示すように、アドホックモードでの各無線端末装置４０毎の使用ＩＤ（使用識別子）を示すデータを格納する通信状態テーブル６ｂと
を用いて、上記アドホックモードの無線通信を制御することを特徴としている。

図２は図１の通信システムコントローラ１０の構成を示すブロック図である。

図２において、通信システムコントローラ１０は、主制御部１と、表示部２と、操作部３と、ＲＯＭ４と、ＲＡＭ５と、ハードディスクメモリ６と、通信インターフェース７と、サービスデータメモリ８とを備えて構成される。主制御部１は具体的にはＣＰＵで構成されており、バス９を介して他のハードウェア各部２乃至８と接続されていてそれらを制御して当該通信システムコントローラ１０の動作を制御する。表示部２は例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）又はＣＲＴディスプレイ等の表示装置であり、当該通信システムコントローラ１０の動作状態を表示し、又は操作部３を用いて入力されたデータを表示する。操作部３は、当該通信システムコントローラ１０を操作するために必要な種々のキーを含むキーボード及びマウスを含む。

ＲＯＭ４は、当該通信システムコントローラ１０の動作に必要であって主制御部１によって実行される種々のソフトウェアのプログラムを予め格納する。また、ＲＡＭ５は、ＳＲＡＭ又はフラッシュメモリ等で構成され、主制御部１のワーキングエリアとして使用されてプログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。さらに、ハードディスクメモリ６は、主制御部１によって実行されるアプリケーションプログラムやそれを実行するために必要なデータを格納するとともに、アドホック無線通信許可テーブル６ａ及び通信状態テーブル６ｂを格納する。通信インターフェース７は、ＬＡＮ６０を介して各無線基地局装置３０に接続され、主制御部１からの信号に対して、信号変換やプロトコル変換を含む所定のインターフェース処理を実行して、所定の信号やデータをＬＡＮ６０を介して各無線基地局装置３０に送信する一方、各無線基地局装置３０からＬＡＮ６０を介して受信される信号やデータを受信して、信号変換やプロトコル変換を含む所定のインターフェース処理を実行して主制御部１に出力する。さらに、サービスデータメモリ８は、各無線端末装置４０のユーザに対して配信すべき、例えば情報データや映像データなどの種々のデータを格納する。

図３は図１の無線基地局装置３０の構成を示すブロック図である。図３において、無線基地局装置３０は、通信インターフェース３２及び無線通信機回路３３を制御することにより無線基地局装置３０の動作を制御するコントローラ３１と、ＬＡＮ６０を介して通信システムコントローラ１０とインターフェースをとるための通信インターフェース３２と、アンテナ３０Ａを有し各無線端末装置４０と無線通信を行うための無線通信機回路３３とを備えて構成される。

図４は図１の無線通信端末装置４０の構成を示すブロック図である。

図４において、無線通信制御装置４０は例えば航空機の各座席に取り付けられたサービス端末装置であって、主制御部４１と、表示部４２と、操作部４３と、ＲＯＭ４４と、ＲＡＭ４５と、ハードディスクメモリ４６と、ＰＣカードインターフェース４７とを備えて構成される。ここで、ＰＣカードインターフェース４７には無線ＬＡＮを介して無線基地局装置３０に対してアクセスしてアンテナ４０Ａを介して無線通信を行うＰＣカードである無線ＬＡＮカード４９が装着される。主制御部４１は具体的にはＣＰＵで構成されており、バス４８を介して他のハードウェア各部４２乃至４７と接続されていてそれらを制御して当該無線端末装置４０の動作を制御する。表示部４２は例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置であり、当該無線端末装置４０の動作状態を表示し、又は操作部４３を用いて入力されたデータを表示する。操作部４３は、当該無線端末装置４０を操作するために必要な種々のキーを含むキーボード及びマウスを含む。

ＲＯＭ４４は、当該無線端末装置４０の動作に必要であって主制御部１によって実行される種々のソフトウェアのプログラムを予め格納する。また、ＲＡＭ４５は、ＳＲＡＭ又はフラッシュメモリ等で構成され、主制御部４１のワーキングエリアとして使用されてプログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。さらに、ハードディスクメモリ４６は、主制御部４１によって実行されるアプリケーションプログラムやそれを実行するために必要なデータを格納する。ＰＣカードインターフェース４７は無線ＬＡＮカード４９とのインターフェース処理を実行して、所定の信号やデータを無線ＬＡＮを介して各無線基地局装置３０に送信する一方、各無線基地局装置３０からＬＡＮ６０を介して受信される信号を受信して、信号変換やプロトコル変換を含む所定のインターフェース処理を実行して主制御部４１に出力する。

次いで、本実施形態に係る通信システムコントローラ１０によるアドホックモードにおける無線通信の制御について以下に詳細に説明する。

通信システムコントローラ１０は、図５に示すように、機内スペース５０内の任意の２個の無線端末装置４０の組み合わせについて、それらがアドホック無線通信可能な位置関係にあるか否かについてのアドホック無線通信許可テーブル６ａをハードディスクメモリ６内に格納している。図５の例では、６つの無線端末装置４０において、無線端末装置４０のうち端末番号１と５、１と６、２と６、２と５の間ではアドホックモードで無線通信が不可能であり、それ以外の組み合わせではアドホックモードの無線通信が可能であることが示されている。当該アドホック無線通信許可テーブル６ａは、予め機内スペース５０において測定された通信品質の結果や、電磁界シミュレーションを用いた予測に基づいて、機内スペース５０で各無線端末装置４０を固定したときの上記関係のデータを格納するものである。

また、通信システムコントローラ１０は、各セル５１，５２でそれぞれ無線基地局装置３０−１，３０−２との無線通信に用いられているチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤの値を把握し、機内スペース５０内のすべての無線端末装置４０の通信形態及び無線通信に使用しているパラメータを把握する手段を有する。具体的には、本実施形態では、通信システムコントローラ１０は、図６に示す通信状態テーブル６ｂを保持し、通信状態テーブル６ｂは、すべての無線端末装置４０について、アドホックモードと、インフラストラクチャモードのいずれを用いて無線通信を行っているか、アドホックモードの無線通信の場合はどのＥＳＳ−ＩＤ又はチャンネルを用いて無線通信を行っているかを記録している。

図６の例では、無線端末装置４０のうち、端末番号１と３がＥＳＳ−ＩＤ＝ＩＤ−Ａを用いてアドホックモードの無線通信をしており、その他の無線端末装置４０はインフラストラクチャモードで無線通信していることがわかる。当該通信状態テーブル６ｂは、各無線端末装置４０の無線通信状態の変化によって動的に書き換えられる。

図７は図１の無線通信システムの第１の動作例を示すシーケンス図であり、この動作例では、セル５１内の無線端末装置４０−１（端末番号を２とする。）とセル５２内の無線端末装置４０−２（端末番号を４とする。）の間で大量のデータ通信をする必要が発生した場合の動作について、図７に示すシーケンス図を用いて説明する。

この場合において、まず、無線端末装置４０−１，４０−２はそれぞれ、通信確立要求信号を通信システムコントローラ１０に対して通知する（ステップＳ１）。ここで、通信確立要求信号には、アドホックモードへの移行要求信号と、通信相手のＩＰアドレスとを含む。次いで、通信確立要求信号に応答して、通信システムコントローラ１０は両方の無線端末装置４０−１，４０−２のアドホックモードへの移行承認作業を開始する（ステップＳ２）。ここで、まず、要求のあった無線端末装置４０−１，４０−２のペアのＩＰアドレスを、ハードディスクメモリ６内の図示しないＤＮＳ（ドメインネームサーバー）テーブルを用いて、無線端末装置の端末番号へと変換する。この動作例では、アドホック移行要求信号を発行した無線端末装置４０が端末番号２と端末番号４であることが認識される。これらの端末番号２，４を用いて、通信システムコントローラ１０は、アドホック無線通信許可テーブル６ａから両無線端末装置４０−１，４０−２間のアドホック無線通信の可否を判断する。図５のアドホック無線通信許可テーブル６ａを用いるときは、無線端末装置４０−１と上記無線端末装置４０−２の無線通信は許可される。

このように、通信システムコントローラ１０が、両無線端末装置４０−１，４０−２のアドホックモードの無線通信を可能と判定して許可した場合、これらの無線端末装置４０−１，４０−２のペアがアドホックモードで割り当てるべきチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤを、通信状態テーブル６ｂを参照して決定して通信状態テーブル６ｂに記録する。例えば、通信状態テーブル６ｂが図６の状態で、無線端末装置４０−１の端末番号２と無線端末装置４０−２の端末番号４の使用ＥＳＳ−ＩＤを決める場合、以下の手順となる。まず、使用するＥＳＳ−ＩＤの候補から、インフラストラクチャモードの通信で用いられているＥＳＳ−ＩＤと、他の無線端末装置４０が現在アドホックモードに使用しているＥＳＳ−ＩＤ（本例では端末番号１と端末番号３が用いているＩＤ−Ａ）を削除する。残ったＥＳＳ−ＩＤの候補の中から任意のＥＳＳ−ＩＤを選択する。これを両無線端末装置４０−１，４０−２で用いる通信パラメータとして決定し、選択したＥＳＳ−ＩＤを通信状態テーブル６ｂにおいて、無線端末装置４０−１の端末番号２と無線端末装置４０−２の端末番号４の欄に記録する。

そして、通信システムコントローラ１０は、上記決定した無線ＬＡＮのチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤである通信パラメータを含むアドホック移行許可通知信号を各無線端末装置４０−１，４０−２に送信することにより、上記両無線端末装置４０−１，４０−２の無線ＬＡＮ通信モードをアドホックモードへ移行させる（ステップＳ３）。

次いで、無線端末装置４０−１と無線端末装置４０−２は、アドホック移行許可通知信号により通知された通信パラメータである無線ＬＡＮのチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤを用いて、アドホックモードで通信相手と無線通信を確立する（ステップＳ４）。このとき、無線端末装置４０−１、４０−２にはタイムアウト値Ｔ１が設定されており、アドホック移行許可通知信号の受信時から時間Ｔ１が経っても通信相手と無線通信を確立できなかった場合は、自動的にアドホックモード移行前のチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤを用いてインフラストラクチャモードに復帰し、各無線端末装置４０−１，４０−２は通信システムコントローラ１０に対して無線通信の確立の失敗した旨を通知する。

ここで、両無線端末装置４０−１，４０−２がアドホックモードでの無線通信を確立できた場合は、データ通信を無線端末装置４０−１，４０−２の間の直接的に無線通信で行う（ステップＳ５）。当該アドホックモードでの無線通信が終了すると、両無線端末装置４０−１，４０−２はアドホックモード移行前のチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤを用いてインフラストラクチャモードに復帰し、通信システムコントローラ１０に対してアドホック終了通知信号を送信する（ステップＳ６）。これに応答して、通信システムコントローラ１０は、通信状態テーブル６ｂにおける両無線端末装置４０−１，４０−２に関する欄を書き換え、両無線端末装置４０−１，４０−２がインフラストラクチャモードで通信していることを記録することにより通信状態テーブル６ｂを更新する（ステップＳ７）。

図８は図１の無線通信システムの第２の動作例を示すシーケンス図であり、通信システムコントローラ１０が両無線端末装置４０−１，４０−２のアドホックモードの無線通信を不可能と判断した場合の動作を示す。ここで、ステップＳ１からステップＳ２までの動作については、図７と同様である。この場合においては、通信システムコントローラ１０が両無線端末装置４０−１，４０−２のアドホックモードの無線通信を不可能と判断したとき、アドホック移行不許可信号を各無線端末装置４０−１，４０−２に対して送信し（ステップＳ３Ａ）、両無線端末装置４０−１，４０−２はインフラストラクチャモードでの無線通信を継続する。ここで、両無線端末装置４０−１，４０−２間のデータ通信は、航空機内のＬＡＮ６０に接続された無線基地局装置３０−１，３０−２及び通信システムコントローラ１０を介して行われる（ステップＳ８）。

以上説明したように、本実施形態に係る無線通信システムによれば、インフラストラクチャモードで用いるチャンネルやＥＳＳ−ＩＤが異なる無線端末装置４０間でもアドホックモードの無線通信へ移行できるようになる。これにより、機内スペースを異なるチャンネルもしくはＥＳＳ−ＩＤを用いる複数のサービスエリアに分割して通信品質を確保することができるとともに、無線端末装置４０間の直接的な無線通信（アドホックモード）を用いることにより無線基地局装置３０やＬＡＮ６０及び通信システムコントローラ１０に負荷を与えることがない。また、通信システムコントローラ１０は全無線端末装置４０の通信状態を通信状態テーブル６ｂを用いて管理することにより、無線端末装置４０間がアドホックモード通信に用いるのに最適なチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤを無線端末装置ペアに対して割り当てることができ、アドホックモードの無線通信の品質を所定値以上に容易に確保できる。

＜変形例＞
以上の実施形態においては、通信システムコントローラ１０は、各無線端末装置４０からのアドホック移行要求信号を受信してからアドホックモードへの移行の可否を判断しているが、本発明はこれに限らず、無線端末装置４０を機内スペース５０に固定した際に、図５のアドホック無線通信許可テーブル６ａを作成して各無線端末装置４０において格納しておき、これに基づいて、各無線端末装置４０はそれ自身で無線通信の相手先がアドホックモードで無線通信できるか否かを判断できる。具体的には、無線端末装置４０は、他の無線端末装置４０との直接的な無線通信を要求するときに、アドホック無線通信許可テーブル６ａを参照して当該他の無線端末装置４０との直接的な無線通信の可否について判断し、上記直接的な無線通信が可能であるとき、当該他の無線端末装置４０との直接的な無線通信の要求信号を無線基地局装置３０を介して通信システムコントローラ１０に送信し、これに応答して、通信システムコントローラ１０は、各無線端末装置４０からの他の無線端末装置との直接的な無線通信の要求信号に応答して、通信状態テーブル６ｂを参照して当該要求された直接的な無線通信のための通信パラメータを決定し、当該通信パラメータを含む通知信号を、当該要求信号を送信した無線端末装置４０に対して無線基地局装置３０を介して送信する。これにより、通信システムコントローラ１０は、アドホック無線通信許可テーブル６ａを参照してアドホックモードでの無線通信の可否を判断する必要はなく、通信状態テーブル６ｂのみを参照してチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤの通信パラメータを決定するのみでよいという効果を有する。

以上の実施形態又は変形例においては、無線端末装置４０のＩＰアドレスからその無線端末装置の端末番号を一意に判別できるように例えばＤＮＳ（ドメインネームサーバー）テーブルにより割り当てているが、本発明はこれに限らず、無線端末装置４０の端末番号、もしくは機内スペース５０における無線端末装置４０の位置の座標表現をアドホックモードの無線通信移行要求信号の中に挿入することにより、各無線端末装置４０から通信システムコントローラ１０に対して無線端末装置４０の端末番号を通知してもよい。すなわち、各無線端末装置４０の識別は、ＩＰアドレス又は端末番号に限定されず、無線端末装置４０の位置の座標表現（例えば、２次元又は３次元の座標値である。）であってもよい。

以上の実施形態又は変形例においては、通信システムコントローラ１０は、アドホックモードに移行を要求した無線端末装置４０に対してアドホックモードで用いるべき通信パラメータ（チャンネル又はＥＳＳ−ＩＤ）を通知しているが、本発明はこれに限らず、アドホックモードに移行する各無線端末装置４０が、アドホックモードで使用可能性のあるすべてのチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤをスキャンしながら、各チャンネル又はＥＳＳ−ＩＤで相手端末装置からの応答信号を待機し、所定の時間内に当該相手端末装置から受信される応答信号に基づいて、それ以降に無線通信において用いるべきチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤなどの通信パラメータを無線端末装置４０により決定してアドホックモードでの無線通信を確立してもよい。これにより、通信システムコントローラ１０において、通信パラメータを決定する機能を省略することができ、通信システムコントローラ１０の構成を簡単化できる。また、このとき、各無線端末装置４０が、チャンネル又はＥＳＳ−ＩＤのスキャンによる相手の無線端末装置４０とのアドホックモードでの無線通信確立時に、一定の通信品質が確保できたチャンネル又はＥＳＳ−ＩＤのみを採用して無線通信に用いることで、アドホックモードでの無線通信の通信品質を所定値以上に確保することが可能となる。

以上の実施形態又は変形例では、通信パラメータとして、チャンネル又はＥＳＳ−ＩＤ（通信識別子）を用いているが、本発明はこれに限らず、電波周波数であってもよい。

以上の実施形態においては、航空機の機内スペース５０内での無線ＬＡＮシステムについて説明しているが、本発明はこれに限らず、例えば、学校内のパソコン教室、ＬＬ教室や、スタジアム（スタジアムの各客席同士は障害物が無く電波は届きやすいので有効である。）などにおけるホットスポットサービス（ユーザの配置位置が予め決められている。）や、企業内の無線ＬＡＮシステム（各ユーザのデスクが固定されている。）などの、無線端末装置４０の位置が予め決められた種々の無線ＬＡＮシステムにおいて適用することができる。

本発明に係る無線通信システムによれば、無線端末装置４０が密集した環境におけるアドホックモードの無線通信の確立を実現するものであって、ネットワーク全体に関する通信品質の劣化を防止できる技術として有用である。

本発明の一実施形態に係る無線ＬＡＮシステムの構成を示すブロック図である。 図１の通信システムコントローラ１０の構成を示すブロック図である。 図１の無線基地局装置３０の構成を示すブロック図である。 図１の無線通信端末装置４０の構成を示すブロック図である。 図２のハードディスクメモリ６内に格納されるアドホック無線通信許可テーブル６ａの一例を示す図である。 図２のハードディスクメモリ６内に格納される通信状態テーブル６ｂの一例を示す図である。 図１の無線通信システムの第１の動作例を示すシーケンス図である。 図１の無線通信システムの第２の動作例を示すシーケンス図である。 第１の従来例に係る無線ＬＡＮシステムの構成を示すブロック図である。 図９の無線ＬＡＮシステムにおける問題点を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１…主制御部、
２…表示部、
３…操作部、
４…ＲＯＭ，
５…ＲＡＭ、
６…ハードディスクメモリ、
６ａ…アドホック無線通信許可テーブル、
６ｂ…通信状態テーブル、
７…通信インターフェース、
８…サービスデータメモリ、
９…バス、
１０…通信システムコントローラ、
３０，３０−１，３０−２…無線基地局装置、
３０Ａ…アンテナ、
３１…コントローラ、
３２…通信インターフェース、
３３…無線通信機回路、
４０，４０−１，４０−２…無線通信端末装置、
４０Ａ…アンテナ、
４１…主制御部、
４２…表示部、
４３…操作部、
４４…ＲＯＭ、
４５…ＲＡＭ、
４６…ハードディスクメモリ、
４７…ＰＣカードインターフェース、
４８…バス、
４９…無線ＬＡＮカード、
５０…機内スペース、
５１，５２…セル、
６０…有線ＬＡＮ。

Claims (9)

1. 予め決められた配置位置をそれぞれ有する複数の無線端末装置と、
   上記複数の無線端末装置と無線通信を行う少なくとも１個の無線基地局装置と、
   上記各無線基地局装置に有線回線を介して接続され、上記各無線基地局装置のいずれかを介して上記各無線端末装置と通信を行う通信制御装置とを備えた無線通信システムであって、
   上記通信制御装置は、
   上記各無線端末装置間での直接的な無線通信の可否についての第１のテーブルを格納する記憶手段と、
   上記各無線端末装置から上記無線基地局装置を介して受信される、他の無線端末装置との直接的な無線通信の要求信号に応答して、上記第１のテーブルに基づいて当該直接的な無線通信の可否を判断し、当該判断結果を含む通知信号を、当該要求信号を送信した無線端末装置に対して上記無線基地局装置を介して送信する制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 上記通信制御装置の記憶手段は、上記各無線端末装置毎の現在使用中の通信パラメータについての第２のテーブルをさらに格納し、
   上記通信制御装置の制御手段は、上記要求が可能であれば上記第２のテーブルを参照して当該要求された直接的な無線通信のための通信パラメータを決定し、当該通信パラメータを含む通知信号を、当該要求信号を送信した無線端末装置に対して上記無線基地局装置を介して送信することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 上記要求信号を送信した無線端末装置は、上記通知信号に応答して、複数の通信パラメータを用いて、直接的な無線通信の相手端末装置に対する応答信号要求を送信し、上記応答信号要求に応答して相手端末装置から送信されてくる応答信号に基づいて当該相手端末装置との通信パラメータを決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 予め決められた配置位置をそれぞれ有する複数の無線端末装置と、
   上記複数の無線端末装置と無線通信を行う少なくとも１個の無線基地局装置と、
   上記各無線基地局装置に有線回線を介して接続され、上記各無線基地局装置のいずれかを介して上記各無線端末装置と通信を行う通信制御装置とを備えた無線通信システムであって、
   上記各無線端末装置は、上記各無線端末装置間での直接的な無線通信の可否についての第１のテーブルを格納する第１の記憶手段と、
   他の無線端末装置との直接的な無線通信を要求するときに、上記第１のテーブルを参照して当該他の無線端末装置との直接的な無線通信の可否について判断する通信制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
5. 上記各無線端末装置の通信制御手段は、上記直接的な無線通信が可能であるとき、当該他の無線端末装置との直接的な無線通信の要求信号を上記無線基地局装置を介して上記通信制御装置に送信し、
   上記通信制御装置は、上記各無線端末装置毎の現在使用中の通信パラメータについての第２のテーブルを格納する第２の記憶手段と、
   上記各無線端末装置からの他の無線端末装置との直接的な無線通信の要求信号に応答して、上記第２のテーブルを参照して当該要求された直接的な無線通信のための通信パラメータを決定し、当該通信パラメータを含む通知信号を、当該要求信号を送信した無線端末装置に対して上記無線基地局装置を介して送信する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
6. 上記各無線端末装置の通信制御手段は、上記直接的な無線通信が可能であるとき、複数の通信パラメータを用いて、直接的な無線通信の相手端末装置に対する応答信号要求を送信し、上記応答信号要求に応答して相手端末装置から送信されてくる応答信号に基づいて当該相手端末装置との通信パラメータを決定することを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
7. 上記通信パラメータは、チャンネル、通信識別子、又は電波周波数であることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載の無線通信システム。
8. 上記各無線端末装置は、ＩＰアドレス、端末番号又は位置の座標表現を含む装置識別子により識別されることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載の無線通信システム。
9. 上記要求信号は、上記装置識別子を含むことを特徴とする請求項８記載の無線通信システム。
   

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