JP2006339909A - 通信装置及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 奇数と偶数の通信チャンネルが混在して使用される無線通信技術に係り、周波数の干渉を防止し、効率良く、通信チャンネルを設定することができる通信装置及び通信制御方法を提供する。
【解決手段】 無線通信環境に応じて、アクセスポイント１は、複数の奇数および偶数通信チャンネルの中からチャンネルを選択し、選択したチャンネルを端末１００に割り当てる場合に、奇数通信チャンネルを周波数が低い側から割り当てを行い、偶数通信チャンネルを周波数が高い側から割り付けを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、奇数と偶数の通信チャンネルが混在して使用される無線通信技術に係り、周波数の干渉を防止し、効率良く、通信チャンネルを設定できる通信装置及び通信制御方法に関する。

パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの端末とネットワークとの間の接続処理を行う通信装置として、アクセスポイントが知られている。端末とアクセスポイントとの間の無線通信は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）を通じて行われる。この場合、各アクセスポイントは、一定の周波数帯域に対応するチャンネルを用いて端末との無線通信を行う。このようなアクセスポイントが複数設置されるシステムにおいては、アクセスポイント間で電波干渉の影響を受けにくくするようなチャンネル割り当てを行う必要がある。電波干渉は、スループットの低下を招く。

また、国内の電波法改正に伴い、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯の通信周波数が変更され、従来の奇数通信チャンネルから偶数通信チャンネルに切り替わる。切り替え移行期間は、奇数と偶数の通信チャンネルが混在して使用される（非特許文献１参照）。
http://bb.watch.impress.co.jp/cda/news/7817.html

上記した形態であると、従来の奇数通信チャンネルと新しい偶数通信チャンネルとの間で周波数の干渉が起こる可能性がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、奇数と偶数の通信チャンネルが混在して使用される無線通信技術に係り、周波数の干渉を防止し、効率良く、通信チャンネルを設定することができる通信装置及び通信制御方法を提供することである。

本発明に係る通信装置は、一定の周波数帯域に対応する複数の奇数および偶数通信チャンネルを用いて外部通信装置と無線通信を行うことが可能な通信装置であって、無線通信環境に応じて、前記複数の奇数および偶数の通信チャンネルの中から前記外部通信装置と無線通信を行う際に使用されるチャネルを割り当てる場合に、前記奇数通信チャンネルを周波数が低い側から割り当てを行い、前記偶数通信チャンネルを周波数が高い側から割り当てを行う制御手段と、前記制御手段によって割り当てられた通信チャネルを用いて前記外部通信装置と無線通信する通信手段と、を具備することを特徴とする通信装置が提供される。

本発明によれば、奇数と偶数の通信チャンネルが混在して使用される無線通信技術に係り、周波数の干渉を防止し、効率良く、通信チャンネルを設定することができる通信装置及び通信制御方法を提供することができる。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る通信装置を適用した無線ＬＡＮシステムの概略構成の一例を示す図である。

本システムにおいては、ホストとして動作する一台のアクセスポイント（通信装置）１のほか、ホスト以外の一台又は複数台のアクセスポイント（非ホストのアクセスポイント）２が存在する。ここでは、複数台のアクセスポイント群が存在するものとする。

各アクセスポイントは、一定の周波数帯域に対応するチャンネルを用いて端末（外部通信装置：パーソナルコンピュータやＰＤＡなどの電子機器であるクライアント端末）１００との間で無線ＬＡＮによる無線通信を行うとともに、端末１００と図示しない他の無線通信媒体や有線通信媒体（インターネット、ＬＡＮ等）との接続処理を行うことが可能な通信装置である。

なお、アクセスポイント１がホストとして機能できない事態が生じた場合（例えば、電源が投入されていない場合や、何らかの障害が生じた場合など）には、他のアクセスポイント群２等のいずれかがその事態を検知し、アクセスポイント１の代わりにホストとして動作することもできる。本実施形態では、アクセスポイント１が常にホストとして動作する場合を例示する。

図２は、図１に示される各アクセスポイントに共通する構成の一例を示すブロック図である。

アクセスポイント１，２は、無線ＬＡＮ通信部１１、ネットワーク通信部１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４、入力部１５、表示部１６、及びプロセッサ１７を備えている。

無線ＬＡＮ通信部１１は、電波が届く範囲内に存在する端末１００や他のアクセスポイントとの間で無線ＬＡＮによる無線通信を行うものである。ネットワーク通信部１２は、図示しない他の通信媒体（インターネット、ＬＡＮ等）との間で通信を行うものである。

ＲＯＭ１３は、プロセッサ１７が使用する制御プログラムや各種テーブルなどを格納するものである。ＲＡＭ１４は、プロセッサ１７の作業エリアとして使用され、アクセスポイントの動作中はプロセッサ１７が使用する制御プログラムや各種テーブルなどが常駐する。

入力部１５は、電源投入やリセットなどの操作を行うために使用される。また、この入力部１５を操作することにより、当該アクセスポイントから無線送信される電波の出力レベルを可変設定することができるようになっている。なお、この可変設定は、当該アクセスポイントに無線接続される端末から操作できるように構築してもよい。表示部１６は、アクセスポイントの状態などを示すものである。

プロセッサ１７は、アクセスポイント全体の動作を司るものであり、例えば制御プログラムに従って他のアクセスポイントとの通信や内部処理（各種テーブルの管理など）を実行する。

図３は、図１に示されるホストのアクセスポイント１の機能構成の一例を示すブロック図である。

制御部２０は、制御プログラムを実行するプロセッサ１７（図２参照）により実現されるものであり、通信環境監視部２１、測定部２２、タイマ２３、及びチャンネル設定部２４を有する。

記憶部３０は、各種チャンネル情報（後述）を記憶するＲＡＭ１４（図２参照）により実現されるものであり、チャンネル情報記憶領域３１を有する。

通信環境監視部２１は、端末１００からのチャンネル情報に基づいてチャンネル設定を行う。また、アクセスポイント１の電源投入時やリセットした時などの初期動作時、及びアクセスポイント１の動作中においては一定の時間間隔で、周囲の通信環境（特に、端末１００との無線電波環境）を監視するものである。例えば、通信環境監視部２１は、アクセスポイント１と共に通信システムを構成する他のアクセスポイント群２等の台数などに基づいてシステムの負荷を監視する。また、通信環境監視部２１は、アクセスポイント１における無線通信のビットエラーレートやスループット、無線送信されてくる電波の受信レベルなどの変化を監視したりすることができる。そして、通信環境監視部２１は、これらが基準値を上回った場合（もしくは下回った場合）にはその旨を検知することができる。

さらに、通信環境監視部２１は、初期動作時またはアクセスポイント１の動作中に、あるパラメータの値が閾値を超えたような場合には、通信環境監視部２１は、チャンネル設定部２４を起動する。例えば、無線通信のビットエラーレートが所定の値を超えたような場合には、当該アクセスポイント１及び他のアクセスポイント群２に割り当てられているチャンネルを変えることが必要であるとみなし、チャンネル設定部２４を起動する。

測定部２２は、上記ビットエラーレートやスループット、電波の受信レベルなどを測定するものである。タイマ２３は、通信環境監視部２１における監視処理の時間間隔を計るために使用される。

チャンネル設定部２４は、現在の通信環境（特に無線電波環境等）を鑑み、記憶部３０のチャンネル情報記憶領域３１（後述）に記述される複数のチャンネルの候補の中から、適切な１つのチャンネルを選択するものである。

このような構成により、制御部２０は、アクセスポイント１が起動された後においては一定の時間間隔で無線通信環境を監視し、端末１００からのチャンネル情報に基づいて、アクセスポイント１及び他のアクセスポイント群２に割り当てるチャンネルを動的に変えるものとなっている。

記憶部３０のチャンネル情報記憶領域３１は、チャンネル設定部２４におけるチャンネル設定処理に使用されるテーブルである。周波数帯域が互いに一定以上離れたチャンネルが複数記述された情報を有している。

図４は、記憶部３０のチャンネル情報記憶領域３１に記憶されているチャンネル情報の一例を示した模式図である。

国内の電波法改正に伴い、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯の通信周波数が変更され、従来の奇数通信チャンネルから偶数通信チャンネルに切り替わる。このため、切り替え移行期間は、奇数と偶数の通信チャンネルが混在して使用される。図４は、このような奇数と偶数の通信チャンネルが混在されて使用される状態を示している。なお、アクセスポイント１，２は、奇数と偶数の通信チャンネルの両方に対応しているものとする。また、端末１００は、同様に、奇数と偶数の通信チャンネルの両方に対応しているものと、どちらか一方のみ対応している端末とが混在している状態を想定している。

図４に示すように、上段は、旧チャンネル（奇数チャンネル１，３，５，７）を示しており、下段は新チャンネル（偶数チャンネル２，４，６，８）を示している。奇数チャンネル１は５．１７ＧＨｚ、奇数チャンネル３は５．１９ＧＨｚ、奇数チャンネル５は５．２１ＧＨｚ、奇数チャンネル７は５．２３ＧＨｚに相当する。また、偶数チャンネル２は５．１８ＧＨｚ、偶数チャンネル４は５．２０ＧＨｚ、偶数チャンネル６は５．２２ＧＨｚ、偶数チャンネル８は５．２４ＧＨｚに相当する。すなわち、周波数帯域が互いに一定以上離れたチャンネルとなっている。

以上のように、チャンネル情報が記憶部３０のチャンネル情報記憶領域３１記憶されている。

制御部２０は、端末１００に奇数チャンネルを割り当てる場合は、奇数チャンネル１，３，５，７として周波数の低い方から割り当てを行う。また、端末１００に偶数チャンネルを割り当てる場合は、偶数チャンネル８，６，４，２として周波数の高い方から割り当てを行う。

さらに、制御部２０は、チャンエルが重ならないように割り当てを行う。例えば、奇数チャンネル１，３，５，７を周波数の低い方から割り当てを行い、偶数チャンネル８，６，４，２を周波数の高い方から割り当てを行う場合、奇数チャンネル１，３を割り当て、偶数チャンネル８，６を割り当てたときに、奇数チャンネル３と偶数チャンネル６とは隣り合うチャンネルであるので、これ以上は割り当てを行わない。同様に、奇数チャンネル１を割り当て、偶数チャンネル８，６、４を割り当てたときに、奇数チャンネル１と偶数チャンネル４とは隣り合うチャンネルであるので、これ以上は割り当てを行わない。

以上のように、奇数チャンネルと偶数チャンネルとが隣り合うチャンネルとなると、これ以上は割り当てを行わないようにすることが望ましい。

図５は、アクセスポイント１が、新チャンネルおよび旧チャンネルで端末１００をスキャンし、チャンネルを設定する処理の一例を示したフローチャートである。

アクセスポイント１の制御部２０は、ステップＳ１０で、旧チャンネルである奇数チャンネルでスキャンを行う。次に、ステップＳ１２で、アクセスポイント１の制御部２０は、新チャンネルである偶数チャンネルでスキャンを行う。

ステップＳ１０およびＳ１２で行ったスキャンによって、応答があった端末１００が、旧チャンネルおよび新チャンネルの両方に対応していると判別された場合は、ステップＳ１４で、奇数チャンネルを周波数の低い方から割り当てを行い、偶数チャンネルを周波数の高い方から割り当てを行う。すなわち、旧チャンネルをチャンネル１、新チャンネルをチャンネル８として割り当てる。

ステップＳ１６では、アクセスポイント１の制御部２０は、さらに他のチャンネルも使用するか否かの判別を行う。ステップＳ１６で、アクセスポイント１の制御部２０によって他のチャンネルも使用すると判別されると、同様に、奇数チャンネルを周波数の低い方から割り当てを行い、偶数チャンネルを周波数の高い方から割り当てを行う。すなわち、旧チャンネルをチャンネル３、新チャンネルをチャンネル６として割り当てる。

そして、奇数チャンネルと偶数チャンネルとが隣り合うチャンネルとなると、すなわち、旧チャンネルをチャンネル３、新チャンネルをチャンネル６として割り当てた場合、チャンネル３とチャンネル６とが隣り合うことになる。このため、これ以上は割り当てを行わないようにする。

一方、ステップＳ１０およびＳ１２で行ったスキャンによって、応答があった端末１００が、旧チャンネルおよび新チャンネルの両方に対応していないと判別された場合は、ステップＳ２０で、アクセスポイント１の制御部２０は、新チャンネルか旧チャンネルのどちらに対応しているかを判別する。ステップＳ２０で、アクセスポイント１の制御部２０によって、新チャンネルに対応していると判別された場合は、ステップＳ２２で、旧チャンネルの任意の空きチャンネルに設定する。ステップＳ２０で、アクセスポイント１の制御部２０によって、旧チャンネルに対応していると判別された場合は、ステップＳ２４で、新チャンネルの任意の空きチャンネルに設定する。

以上より、国内の電波法改正に伴い、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯の通信周波数が変更され、従来の奇数通信チャンネルから偶数通信チャンネルに切り替わる切り替え移行期間に、奇数と偶数の通信チャンネルが混在して使用される場合でも周波数の干渉を防止し、効率良く、通信チャンネルを設定することができる。

（第２実施形態）
次に、図６および図７を使用して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所には同符号を付し、詳細な説明を上述に譲る。

図６は、本発明の第２実施形態に係る通信装置を適用した無線ＬＡＮシステムの概略構成の一例を示す図である。図６に示すように、第２実施形態の第１実施形態との相違点は、各アクセスポイント同士を有線ＬＡＮ１２０等の有線通信手段で接続し、各種情報を共有するようにした点である。

図７は、図６に示されるホストのアクセスポイント１の動作と、非ホストのアクセスポイント群２の動作とを示したシーケンス図である。

図７の動作においては、アクセスポイント１及びアクセスポイント群２は、通信パケットの送受を行う（ステップＳ３１、Ｓ４１）。但し、このときアクセスポイント１は、例えば有線ＬＡＮ１２０を通じて、各アクセスポイント群２側で無線受信される電波の受信レベルを示す情報を含む各種情報を要求するコマンドを各アクセスポイント１に対して送信する。各アクセスポイント群２は、そのコマンドに従い、受信レベルの情報含む各種情報をアクセスポイント１に対して送信する。

アクセスポイント１は、ステップＳ３２で、アクセスポイント群２から送られてきた通信パケットから、アクセスポイント群２側での受信レベルの情報を抽出すると、その受信レベルと、当該アクセスポイント１での受信レベルとを比較する。もしくは、受信感度閾値テーブル３３に示される受信許容レベルの上限値と、当該アクセスポイント１での受信レベルとを比較する。これにより、当該アクセスポイント１での受信レベルが閾値を超えているか否か（高すぎるか否か）を判定する（ステップＳ３４）。

閾値を超えている場合には、該当するアクセスポイント群２から無線送信される電波の出力レベルが高すぎるものと判断して、出力レベルの減少量を決定し、送信出力設定テーブル３４上での設定を行った後、ステップＳ３５で、そのアクセスポイント群２に対して出力レベルを下げることを要求する出力レベル変更コマンドを送信する。このコマンドには、出力レベルの減少量を示す情報も含まれる。

出力レベル変更コマンドを受けたアクセスポイント群２は、ステップＳ４２で、指定された減少量で出力レベルを低下させる。そして、このアクセスポイント群２は、ステップＳ４３で、低下させた出力レベルによる無線送信を実行する。

アクセスポイント１は、ステップＳ３６で、当該アクセスポイント１での電波の受信レベルを再度測定することにより、上記アクセスポイント群２側での出力レベルが要求した通りに低下したかどうかを確認する。ここで、もし当該アクセスポイント１での電波の受信レベルが依然として閾値を超えている場合には、アクセスポイント群２側での更なる出力レベルの低下が必要であるものと判断し、ステップＳ３５の処理を繰り返す。一方、閾値を超えていなければ、適切な出力レベルに達したものと判断し、当該出力レベルの低下の処理を完了する。

また、第１実施形態で説明したように、奇数チャンネルを周波数の低い方から割り当てを行い、偶数チャンネルを周波数の高い方から割り当てを行う場合、各アクセスポイントは、有線ＬＡＮ１２０により、隣のアクセスポイントとの距離情報を共有することができる。隣のアクセスポイントとの距離が所定距離、例えば１００ｍの距離だけ離れている場合は、互いに干渉しないと判別し、奇数チャンネルと偶数チャンネルとが隣り合うチャンネルとなっても、引き続き、奇数チャンネルを周波数の低い方から割り当てを行い、偶数チャンネルを周波数の高い方から割り当てを行う。

このように本実施形態によれば、各アクセスポイントで各種情報を共有することができ、効率よく通信チャンネルを設定することができる。また、アクセスポイント間での電波干渉を低減できるとともに、スループットの向上を図ることができ、更には、無線電波環境の変化などに対してチャンネルの割り当てを迅速かつ柔軟に切り替えることができる。また、電波を受信するアクセスポイント側での電波レベルが高すぎて受信処理に支障をきたすことを回避することもできる。

なお、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１実施形態に係る通信装置を適用した無線ＬＡＮシステムの概略構成の一例を示す図。 図１に示される各アクセスポイントに共通する構成の一例を示すブロック図。 図１に示されるホストのアクセスポイントの機能構成の一例を示すブロック図。 記憶部のチャンネル情報記憶領域に記憶されているチャンネル情報の一例を示した模式図。 チャンネル組合せ設定テーブルの例を示す図。 本発明の第２実施形態に係る通信装置を適用した無線ＬＡＮシステムの概略構成の一例を示す図。 図６に示されるホストのアクセスポイントの動作と、非ホストのアクセスポイント群の動作とを示したシーケンス図。

符号の説明

１、２…アクセスポイント、１１…ＬＡＮ通信部、１２…ネットワーク通信部、１３…ＲＯＭ、１４…ＲＡＭ、１５…入力部、１６…表示部、１７…プロセッサ、２０…制御部、２１…通信環境監視部、２２…測定部、２３…タイマ、２４…チャンネル設定部、３０…記憶部、３１…チャンネル情報記憶領域、３３…受信感度閾値テーブル、３４…送信出力設定テーブル、１００…端末、１２０…有線ＬＡＮ。

Claims (8)

1. 一定の周波数帯域に対応する複数の奇数および偶数通信チャンネルを用いて外部通信装置と無線通信を行うことが可能な通信装置であって、
   無線通信環境に応じて、前記複数の奇数および偶数の通信チャンネルの中から前記外部通信装置と無線通信を行う際に使用されるチャネルを割り当てる場合に、前記奇数通信チャンネルを周波数が低い側から割り当てを行い、前記偶数通信チャンネルを周波数が高い側から割り当てを行う制御手段と、
   前記制御手段によって割り当てられた通信チャネルを用いて前記外部通信装置と無線通信する通信手段と、
   を具備することを特徴とする通信装置。
2. 請求項１に記載の通信装置において、
   前記制御手段は、前記奇数通信チャンネルを周波数が低い側から割り当てを行い、前記偶数通信チャンネルを周波数が高い側から割り当てを行い、かつ、割り当てる奇数および偶数通信チャンネルが隣り合う通信チャンネルの１つ前の通信チャンネルまでを割り当てることを特徴とする通信装置。
3. 請求項２に記載の通信装置において、
   前記割り当てられたチャネルの設定情報を伝送する有線通信手段をさらに具備することを特徴とする通信装置。
4. 請求項１に記載の通信装置にお
   いて、
   前記制御手段は、前記外部通信装置から送信される通信チャンネルの割り当て変更コマンドに応じて通信チャンネルの割り当て変更を行うことを特徴とする通信装置。
5. 一定の周波数帯域に対応する複数の奇数および偶数通信チャンネルを用いて外部通信装置と無線通信を行うことが可能な通信装置を用いた通信制御方法であって、
   無線通信環境に応じて、前記複数の奇数および偶数通信チャンネルの中から前記外部通信装置と無線通信を行う際に使用されるチャネルを割り当てる場合に、前記奇数通信チャンネルを周波数が低い側から割り当てを行い、前記偶数通信チャンネルを周波数が高い側から割り当てを行い、
   前記割り当てられた通信チャネルを用いて前記外部通信装置と無線通信することを特徴とする通信制御方法。
6. 請求項５に記載の通信制御方法において、
   前記通信装置が複数台稼働する場合、互いの通信装置は、前記奇数通信チャンネルを周波数が低い側から割り当てを行い、前記偶数通信チャンネルを周波数が高い側から割り当てを行い、かつ、割り当てる奇数および偶数通信チャンネルが隣り合う通信チャンネルの１つ前の通信チャンネルまでを割り当てることを特徴とする通信制御方法。
7. 請求項５に記載の通信制御方法において、
   複数台の前記通信装置が互いに有線通信手段により接続されており、前記割り当てられたチャンネルの設定情報を前記複数台の通信装置で共有することを特徴とする通信制御方法。
8. 請求項５に記載の通信制御方法において、
   前記外部通信装置からの通信チャンネルの割り当て変更コマンドを受信して、通信チャンネルの割り当て変更を行うことを特徴とする通信制御方法。

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