JP3799282B2 - 無線チャンネル自動整合を行える無線lan基地局 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数選択方法に関し、特に、無線LAN(構内情報通信網)における無線チャンネルの自動整合を行える無線LAN基地局に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、LAN(local area network)は、同一建物内、あるいは同一敷地内などの比較的狭い地域に分散設置されたサーバー、ワークステーション、パーソナルコンピュータなどの各種コンピュータを結ぶ構内ネットワーク・システムである。LANなどにおいては、多くのホストが一つの伝送媒体(メディア)を共用するような利用形態が普及している。このLANに必須な伝送制御技術としてMAC(メディア・アクセス制御)がある。MACは構内ケーブルを複数ノードが円滑に共同利用するためのアクセス制御のことである。MACは、OSI(open systems interconnection)モデルのデータリンク層下位副層に位置づけられ、上位副層のLLC(論理リンク制御)と共同動作することでデータリンク層機能を実現する。
【0003】
MACアドレスは、LANに接続されたすべてのポート又は装置に必要とされる標準化されたデータリンク層アドレスである。ネットワーク内の他の装置は、これらのアドレスを使用してネットワーク内の特定のポートの位置を突き止め、ルーティングテーブルおよびデータ構造を生成し更新する。MACアドレスは6バイト長で、IEEEによって制御される。MACアドレスは、ハードウェアアドレス、MAC層アドレス、物理アドレスとしても知られている。
【0004】
また、無線LANとは、電磁波(電波)や光(赤外線)など、電線(有線ケーブル)以外の伝送路を利用したLANのことをいう。
【0005】
通常、移動無線通信においてはセル方式が採用される。セル方式とは、サービスエリアをいくつかのエリア(セル)に分割し、分割された各セルに基地局を設置し、複数の基地局で全サービスエリアをカバーする方式である。無線周波数の有効利用を図るために、セル方式では、互いに干渉妨害を受けない間隔を保ったセル間で同一周波数の無線チャンネルを繰り返し使用することにより、限られた周波数帯域でいくらでもサービスエリアを拡大できるという特徴がある。
【0006】
無線LANを用いた電話システムは、主装置と、この主装置に有線LANを介して接続された複数の無線LAN基地局と、これら無線LAN基地局との間で無線LANを介して通信を行う複数の無線電話機とを備えている。各無線LAN基地局には、そのゾーン識別子としてSSID(Service Set ID)が設定される。SSIDは32文字以内の任意の文字列である。
【0007】
無線LANの標準化を目的とした委員会として、IEEE(米国電気電子技術者協会)の802.11委員会が知られている。IEEE802.11委員会は、1999年9月に標準化した無線LANの仕様としてIEEE802.11bを規定した。IEEE802.11bによれば、2.4GHz帯の周波数を使い、変調方式には現状で最も普及しているスペクトラム拡散通信の直接拡散方式(SS−DS)を使用する。伝送速度は11Mビット/秒と5.5Mビット/秒である。
【0008】
一方、日本では、1992年7月に、無線LANの周波数帯域などについて電気通信技術審議会無線LAN委員会が答申を出し、郵政省が電波の割り当てを許可した。すなわち、日本では、IEEE802.11bで規定される2.4GHz帯の周波数の無線LANには、2412MHzから2484MHzを5MHz刻みで1〜14chの無線チャンネルを設定出来るようになっている。
【0009】
しかしながら、IEEE802.11bでは、前述したように、変調方式として直接スペクトラム拡散方式を使用して、無線信号を送信しているため、1chに20MHzの周波数帯を必要としている。その為、他のチャンネルの干渉を受けないようにするには、4ch空けて設定する必要がある。
【0010】
このように、他のチャンネルとの干渉をさけるように工夫して、各無線LAN基地局に無線チャンネルを設定する必要がある。しかしながら、無線ネットワークが拡大すると、設定する無線LANの基地局数も増加するので、それを管理することが大変になる。
【0011】
本発明に関連する先行技術として特表平7−508385号公報(以下、「先行技術文献1」と呼ぶ。)が知られている。この先行技術文献1は、所定の範囲内のさまざまな周波数で動作する複数のトランシーバを有する無線周波数通信システムにおいて、前記システム内で動作を開始する通信機器によって用いられる動作周波数を前記範囲内から選択する方法および装置を提供している。この先行技術文献1に開示されている方法および装置は、通信機器がその目的の動作位置から、前記所定の範囲内の周波数のセットを走査し、前記走査中に検出された信号に相当する情報のテーブルを格納し、格納された情報を評価して、各走査周波数に関連する干渉路の数を調べ、最も少ない数の関連干渉路を有する周波数を前記範囲内から選択する装置および段階によって構成される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、以上の問題を解決する無線チャンネルの自動整合を行うことができる無線LAN基地局を提供することにある。
【0013】
具体的には、本発明の目的は、無線LANによるネットワークを構築する際、または、既存の無線ネットワークにおいて、自動的に無線チャンネルを整合していき、近接無線チャンネル使用による電波干渉を防ぐことができる無線チャンネル自動整合方法を提供することにある。
【0014】
本発明の他の目的は、自動的に干渉しない無線チャンネルを設定して、無線LANの知識を持っていなくても無線チャンネルを決定できる無線チャンネル自動整合方法を提供することにある。
【0015】
尚、上述した先行技術文献1は、各通信機器が最も少ない数の干渉路を有する周波数を選択するようにした技術的思想を開示するのみで、近接基地局数については何ら考慮していない。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために次のような技術的構成を採用する。
【0017】
すなわち、本発明による無線LAN基地局は、無線LANネットワークを構成するサービスエリアの各セルに設置される無線LAN基地局であって、予め定めた時間IEEE802.11で規定されるアクティブスキャンをする手段と、各周波数帯で受信したビーコン信号から送信元MACアドレスの数を記録する手段と、自身が送出するビーコン信号のキャパビリティ情報のリザーブビットに近接基地局数として再定義する手段と、一定時間予め定めた無線チャンネルで近接基地局数を通知する手段とを有することを特徴とする。
【0018】
上記無線LAN基地局において、受信したビーコン信号の電波強度と無線チャンネルとMACアドレスとを近接基地局テーブルに記録する手段と、キャパビリティ情報のリザーブビットを参照して、近接基地局数を近接基地局テーブルに記録する手段とを更に有することが好ましい。
【0019】
上記無線LAN基地局において、近接基地局テーブルの情報を近接無線LAN基地局に送信する手段と、無線LANネットワーク内の近接基地局数を収集する手段と、この収集したネットワーク内の近接基地局数を記したネットワークテーブルと、予め定めた時間経過後に、ネットワークテーブルの各基地局の近接基地局数を比較する手段と、近接基地局数が最小値である基地局が自無線LAN基地局の場合、その自無線LAN基地局が自身が使用する無線チャンネルを予め定めた無線チャンネルに決定する手段と、同値の近接基地局数がある場合、電波強度の大きい方の無線LAN基地局が無線チャンネルを決定する手段と、電波強度も一致する場合、MACアドレスの小さい方の無線LAN基地局が無線チャンネルを決定する手段と、を更に有することが好ましい。
【0020】
上記無線LAN基地局において、受信したビーコン信号からSSIDの数を集計する手段と、前記送信元MACアドレスの数の代わりにこの集計したSSIDの数を近接基地局数とする手段とを更に有しても良い。
【0021】
上記無線LAN基地局において、無線チャンネルを決定したとき、ビーコン信号のキャパビリティ情報のリザーブビットにチャンネル決定ビットを定義して通知する手段と、近接基地局テーブルを参照し、近接基地局数の少ない方でかつ1つの近接基地局へチャンネル決定権を通知する手段とを更に有することが望ましい。
【0023】
上記無線LAN基地局において、受信したビーコン信号にチャンネル決定ビットを検出してチャンネル決定を検知した場合、決定済み無線チャンネルを記した決定CHリストを生成する手段を更に有することが好ましい。
【0024】
上記無線LAN基地局において、受信したビーコン信号に前記チャンネル決定ビットを検出してチャンネル決定を検知した場合で、自無線LAN基地局が無線チャンネル未決定の場合、決定CHリストに一致せず、かつ一番近い帯域の無線チャンネルを決定する手段を更に有することが望ましい。
【0025】
上記無線LAN基地局において、全ての近接基地局から決定通知を受信し、自無線LAN基地局も無線チャンネル決定済みの場合、チャンネル自動整合を終了する手段を更に有することが望ましい。
【0026】
上記無線LAN基地局において、無線LAN基地局の近接基地局数が無線LANで帯域が重ならず使用できるチャンネル数を越えた場合、無線LAN基地局は省電力モードになる手段を更に有することが好ましい。
【0028】
【作用】
本発明は無線LANによるネットワークを構築する際、または、既存の無線ネットワークにおいて、自動的に無線チャンネルを整合していき、近接無線チャンネル使用による電波干渉を防ぐことができるという特徴を有し、自動に干渉しない無線チャンネルを設定するため、無線LANの知識を持っていなくても無線チャンネルを決定できる機能を提供する。
【0029】
無線LANで使用可能な周波数チャンネルをスキャンしていき、近接する基地局のビーコン信号をカウントして、近接基地局の数を通知していき、ネットワーク内の近接基地局数をネットワークテーブルに記録する。この近接基地局数を元に、近接基地局数の少ない基地局を無線チャンネル決定のスタート点とし、その基地局が無線チャンネル決定後次に決定する基地局を決定する。これを繰り返し行うことによってネットワーク全体の無線チャンネルを決定することが出来る。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0031】
図1および図2を参照して、本発明の一実施の形態に係る無線LANにおける無線チャンネルの自動整合方法について説明する。
【0032】
図1は無線LAN基地局の無線サービス範囲であるセルと無線LANネットワーク構成を示す図である。セルはそれぞれが定められた無線LANで使用する周波数帯(チャンネル)の効果範囲である。図1に示されるように、各セルには一基の無線LAN基地局(以下、「基地局」とも略称する。)が配置される。図1に示す例では、サービスエリアは5つのセル、すなわち、第1乃至第5のセル200−1〜200−5に分割されている。第1乃至第5のセル200−1〜200−5に、それぞれ、第1乃至第5の基地局100−1〜100−5が設置されている。
【0033】
図2を参照して、無線LAN基地局100(接尾辞省略)の構成について説明する。無線LAN基地局100は、無線LANインタフェース(I/F)回路110と、メモリ回路120と、制御回路130とを有する。
【0034】
無線LANインタフェース回路110は、ビーコン信号検出回路111と、電波強度検出回路112と、無線周波数変更回路113と、無線アンテナ114とを有する。メモリ回路120は、ネットワークテーブル121と、決定CHリスト122と、近接基地局テーブル123とを有する。
【0035】
無線周波数変更回路113は無線アンテナ114の送受信周波数を制御する。電波強度検出回路112は無線アンテナ114で受信した信号の電波強度をモニターし、そのデータを制御回路130に送信する。ビーコン信号検出回路111は、無線アンテナ114で受信した信号のヘッダを参照し、ビーコン信号を検出するものである。制御回路130は、受信したビーコン信号から得られる情報と近接無線LAN基地局から通知される無線チャンネル決定通知のデータをメモリ回路120に送信し、メモリ回路120の情報から自身が使用する無線チャンネルの決定を行う。
【0036】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0037】
図1の様に第1乃至第5のセル200−1〜200−5が重なるかたちで設置された第1乃至第5の無線LAN基地局100−1〜100−5は、近接する無線LAN基地局数をカウントし、ビーコン信号に近接基地局数を乗せて一定時間予め定めた無線チャンネルで近接する無線LAN基地局数を通知する。
【0038】
各無線LAN基地局100(接尾辞省略)は、近隣する無線LAN基地局のビーコン信号から、電波強度と無線チャンネルとMACアドレスと近接基地局数とをモニターし、これを近接基地局テーブル123に記す。本発明では、後述するように、この近接基地局テーブル123を用いて使用する無線LANチャンネル(無線帯域)を自動整合する。
【0039】
次に、図1乃至図5を参照して、本実施の形態に係る無線LANチャンネルの自動整合の方法について説明する。
【0040】
図5は無線LAN基地局間で送受信される無線信号のフォーマットを示す。無線信号はビーコン信号S1とそれらの間のデータ送受信期間S2とを有する。ビーコン信号S1は、IEEE802.11MACヘッダと、タイムスタンプと、ビーコン間隔と、キャパビリティ情報S3と、サポーテッド情報と、SSID(基地局ゾーン識別子)と、TIMとから成る。
【0041】
キャパビリティ情報S3は、IEEE802.11bで定義している情報と、リザーブビットS4とから成る。具体例として、リザーブビットS4に、6ビットの近接基地局数S5と、1ビットのチャンネル決定ビットS6と、整合終了ビットS7とを割り当てた。
【0042】
第1乃至第5の基地局100−1〜100−5は無線チャンネルを変更しながら(図4のF1)、ビーコン信号を検出する(図4のF2)。
【0043】
第1の基地局100−1の場合、近接基地局は第1の基地局100−2と第3の基地局100−3であるので、近接基地局数が2となる(図3のT1)。この近接基地局数をビーコン信号S1のキャパビリティ情報S3のリザーブビットS4に定義する(図5のS5、図4のF4)。
【0044】
各基地局100は、この近接基地局数S5を含んだビーコン信号S1を受信し、各無線LAN基地局の近接基地局数をネットワークテーブル121に記録する。
【0045】
第1の基地局100−1の場合、第2の基地局100−2が近接基地局数3(図3のT2)、第3の基地局100−3が近接基地局数3(図3のT3)であることをビーコン信号S1から読み出す。
【0046】
また、各基地局100は、このネットワークテーブル121の内容をビーコン信号間のデータ送受信期間(図5のS2)に近接基地局へ送信する(図4のF6)。この作業を繰り返し行い、各基地局100は全基地局の近接基地局数をネットワークテーブル121に記録する。
【0047】
予め定めた時間経過後(図4のF7)、各基地局100は、ネットワークテーブル121の各基地局の近接基地局数を比較し、近接基地局数が最小である基地局が自無線LAN基地局の場合(図4のF8)、自無線LAN基地局は自身が使用する無線チャンネルを予め定めた無線チャネルに決定する(図4のF9)。図1では、第5の無線LAN基地局100−5が、近接基地局数が最小である基地局に相当する(図3のT19ではCH1に設定)。
【0048】
同値の近接基地局数がある場合、各基地局100は、電波強度の大きい方が無線チャネルを決定し、電波強度も一致する場合、MACアドレスの小さい方が無線チャンネルを決定する。
【0049】
また、無線チャネルを決定した無線LAN基地局(図1では第5の基地局100−5)は、ビーコン信号S1のキャパビリティ情報S3のリザーブビットS4にチャンネル決定ビットを定義し(図5のS6)、近接基地局に通知する(図4のF12)。図1の場合、第5の基地局100−5が第4の基地局100−4へ無線チャンネルを決定したことを通知する。また、各基地局100は、近接基地局テーブル123を参照し、近接基地局数の少ない方でかつ、1つの近接基地局へチャンネル決定権を通知する(図4のF14)。図1、図3の場合、第4の基地局100−4が次の無線チャンネル決定権を有し、CH5に決定し、第2の基地局100−2へ無線チャンネル決定権を通知する。
【0050】
無線LAN基地局100は、受信したビーコン信号S1にチャンネル決定ビット(図5のS6)を検出した場合、そのビーコン信号S1の無線チャンネルとMACアドレスとを記した決定CHリスト122を生成する。
【0051】
チャンネル決定権通知を受信した無線LAN基地局100(図4のF10)は、決定CHリスト122を参照して(図4のF11)、決定CHリスト122に一致しない無線チャンネルを決定し(図4のF12)、上記と同様にチャンネル決定ビットS6を設定し、チャンネル決定権を通知する(図4のF14)。
【0052】
全ての近接基地局からのビーコン信号S1にチャンネル決定ビットS6が設定され、自無線LAN基地局も無線チャンネル決定ビットを設定する場合(図4のF13のNo)、当該無線LAN基地局100はビーコン信号S1に終了ビット(図5のS7)を立ててチャンネル自動整合を終了とする(図4のF16)。
【0053】
無線LAN基地局100は、受信したビーコン信号S1にチャンネル決定ビット(図5のS6)を検出し、整合終了ビット(図5のS7)が設定されている場合で、自基地局が無線チャンネル未決定の場合、決定CHリスト122に一致しない無線チャンネルを設定し、この基地局を起点として、チャンネル決定ビットS6が設定されていない無線LAN基地局のチャンネル整合をスタートする。
【0054】
次に、図6を参照して、近接基地局数が最小の無線LAN基地局が複数存在する場合の動作について説明する。図示の通信システムでは、サービスエリアは第6乃至第14のセル200−6〜200−14から成り、第6乃至第14のセル200−6〜200−14にそれぞれ第6乃至第14の基地局100−6〜100−14が設置されている。
【0055】
前述した手順により、図6のスタート1から無線チャンネルの自動整合をし、エンド1まで無線チャンネルが決定すると、図6の第9の基地局100−9において整合終了ビットS7を設定する。この整合終了ビットS7は、第8の基地局100−8、第7の基地局100−7、第6の基地局100−6と伝達される。このとき、第10の基地局100−10及び第12の基地局100−12は無線チャンネルを決定していない。
【0056】
第10の基地局100−10及び第12の基地局100−12は、第8の基地局100−8、第7の基地局100−7のビーコン信号S1に含まれる整合終了ビットS7を検出すると、予め定めた時間、無線チャンネルの決まっていない近接基地局(図6の第10乃至第14の基地局100−10〜100−14)のビーコン信号S1を検索し、チャンネル整合が再スタートしていなければ、自動整合の再スタートを行う。図6の場合、第12の基地局100−12よりも整合終了ビットS7を早く受信した第10の基地局100−10が再スタート点になる。
【0057】
第10の基地局100−10から無線チャンネルの自動整合の再スタートを行い、第11の基地局100−11と第12の基地局100−12のMACアドレスが小さい方へチャンネル決定権を通知する。図6では、第10の基地局100−10は第11の基地局100−11へチャンネル決定権を通知する。
【0058】
以降は同様の動作を繰り返す。
【0059】
次に、図7を参照して、無線LAN基地局の近接基地局数が無線LANで帯域が重ならず使用できるチャンネル数を超えた場合の動作について説明する。
【0060】
図示の通信システムでは、サービスエリアは第15乃至第19のセル200−15〜200−19を有し、第15乃至第19のセル200−15〜200−19にそれぞれ第15乃至第19の基地局100−15〜100−19が設置されている。
【0061】
第19のセル200−19が第15乃至第18のセル200−15〜200−18と重なっている。第15の基地局100−15にはCH5が設定され、第16の基地局100−16にはCH9が設定され、第17の基地局100−17にはCH13が設定され、第18の基地局100−18にはCH1が設定されている。
【0062】
この場合、第19の基地局100−19は待機モードになる。
【0063】
図8にメモリ回路120が有する近接基地局テーブル123の一具体例を示す。近接基地局テーブル123は、近接基地局のMACアドレス毎に、SSID値Y1、CH値Y2、電波強度Y3、近接基地局数Y4、CH決定Y5、および整合終了Y6を有する。
【0064】
図9にメモリ回路120が有するネットワークテーブル121の一具体例を示す。ネットワークテーブル121は、近接基地局のMACアドレス毎に、SSID値Y7、CH値Y8、電波強度Y9、近接基地局判定Y11、近接基地局数Y12、CH決定Y13、および整合終了Y14を有する。
【0065】
図10にメモリ回路120が有する決定CHリスト122の一具体例を示す。
【0066】
無線LAN基地局100がイーサネット(登録商標)インターフェースを有し、LANに接続しているとする。この場合、無線LAN基地局100は、受信したビーコン信号からSSID(無線LAN基地局ゾーン識別子)の数を集計し、その集計したSSIDの数を前記近接基地局数とし、近接基地局数による近接無線LAN基地局のツリートポロジー(図11参照)をスパニングツリーのツリー構成にて生成し、スパニングツリーの末端のMACアドレスで1番若いものに前記チャンネル決定通知する方法で、チャンネル整合することも含む。
【0067】
ここで、スパニングツリーとは、ループ(円環)状に形成されたネットワーク内で、データが永遠に循環するのを防止するための制御方法の一つであり、IEEE802.1dとして標準化されている。スパニングツリーでは、与えられた優先順位を元に、ブリッジ間でBPDU(Bridge Protocol Data Unit)と呼ばれる制御情報をやり取りして、普段使う経路を一つ設定し、それ以外の経路は障害時の迂回経路として設定する。これによって、物理的にループを形成しているネットワークであっても、データがループの中を巡り続ける事態を防ぐことができる。ネットワークを組み直してループを解消するのに比べ、スパニングツリーではブリッジに対応した機種に置き換えるだけで済むうえに、障害時に迂回経路が確保できるという利点がある。そのため、特に大規模なネットワークの場合はスパニングツリーを構成するほうが良いとされている。
【0068】
【実施例】
本発明の第1の実施例について説明する。
【0069】
無線LAN基地局100は、予め定めた時間IEEE802.11で規定されたアクティブスキャンをし(図4のF1)、各周波数帯で受信したビーコン信号S1から送信元MACアドレス、SSID値、CH値を近接基地局テーブル123に記録する。引続いて、無線LAN基地局100は、近接基地局テーブル123上のSSIDの個数、或いはビーコン信号を送信する無線LAN基地局のMACアドレス数、あるいはSSID値の数を集計し、その集計した数を近接基地局数としてネットワークテーブル121へ保存する。
【0070】
無線LAN基地局100は、自身が送出するビーコン信号S1のキャパビリティ情報S3のリザーブビットS4に近接基地局数S5として、予め定めた手順(例えば、リザーブビット全体を2進値として使い)で、予め定めた無線チャンネルS2で通知する。これにより、ビーコン信号S1を送信した基地局の近傍にある基地局数を自動的に判別できる。
【0071】
産業上の応用として、受信した基地局数が予め定めた値(例えば、4)より多い場合、IEEE802.11でのCH1、CH5、CH9、CH13というように、間を3ヶ開けた無線LAN基地局のCH設定が不可能となる。この場合には、アラームを送信してもよい。
【0072】
また、基地局数の送信は、無線LANへ送信するだけでなく、有線LAN上へ送信しても良い。近接基地局数S5の挿入は、ビーコン信号S1内のリザーブビットS4に限定するものでなく、ほかの場所、或いは、予め定めた特定ヘッダでの通信フレームで近接基地局数を送信するかたちでも良い。
【0073】
各無線LAN基地局100は、受信CHで衝突があった場合、自動的に空きチャンネルへ切り替える手段をもっていても良い。例えば、基地局として、CH5を利用中にCH5を電波強度「強」で他のビーコン信号S1を受信した場合、自己の初期設定CH5を自動的にCH9に切り替え起動しても良い。
【0074】
本発明の第2の実施例について説明する。
【0075】
無線LAN基地局100は、受信したビーコン信号S1の電波強度と無線チャンネルとMACアドレスとを、ビーコン信号S1のSSID(基地局ゾーン識別子)毎に近接基地局テーブル123としてメモリ回路120へ記録する。無線LAN基地局100は、キャパビリティ情報S3のリザーブビットS4を参照し、近接基地局数S5を前記近接基地局テーブル123に記憶する。
【0076】
産業上の応用として、近接基地局数S5が4ヶを越えていた場合、無線LAN基地局100は、局毎の電波強度を調べ、予め定めた数以上強電波強度で電波受信をしていた場合(例えば3ヶ以上電波強度が強の場合)、無線CH数が込み入っていると判断し、自己の無線LAN基地局を、ビーコン信号S1を聞くだけの待機モードに入れ、自動的に待機状態に入る。
【0077】
この待機状態に入るにあたり、無線LAN基地局100は、近接基地局テーブル123の情報を予め定めたLANの通信フレームにて通知し、その通知を受けた装置に、待機状態に入るかを問い合わせるようなシステム動作を組んでも良い。
【0078】
スリープ状態に入っていて、所定の無線LAN基地局数のビーコン信号受信数以下になった場合、無線LAN基地局100は、自動的にスリープ状態を解除して通信状態に復帰しても良い。
【0079】
電源投入時は、無線LAN基地局100は、予め乱数で決められたスリープ時間の間、ビーコン信号S1をスキャンし、所定の数の電波強度を持つ無線通信CH数に至らない場合、基地局が自動的に起動しても良い。
【0080】
本発明の第3の実施例について説明する。
【0081】
無線LAN基地局100は、近接基地局テーブル123の情報を近接無線LAN基地局に送信しネットワーク内の近接基地局数を収集する手段(図4のF3)を有し、これを記したネットワークテーブル121を有し、予め定めた時間受信し、受信基地局情報にて接続系統テーブル(図示せず)をネットワークテーブル121として作成し、ネットワークテーブル121の情報を近接基地局に対しデータ送受信期間(図5のS2)に送信する手段(図4のF6、F7)を有する。無線LAN基地局100は、ネットワークテーブル121を、MACアドレスでソートし、SSID(図9のY7)等の基地局通信の相互接続エリアを示すIDで接続系統と近接基地局数(図9のY12)とを比較し、ネットワークテーブル121の蜘蛛の巣状の結線図を作成できる手段(図示せず)を有する。
【0082】
無線LAN基地局100は、更に、自動で結線図を作成し、その結線図上での末端から任意の一台、例えば自身の近接基地局数とネットワークテーブル121に記された近接基地局数とを比較し、自身の近接基地局数が最小値の基地局を抽出し、その基地局は自身が使用する無線チャンネルを予め定めた無線チャネルに決定する手段(図4のF9)を有し、ネットワーク接続系統図をみながらCH設定できる手段(図示せず)を有する。無線LAN基地局100は、更に、同値の近接基地局数がある場合、電波強度の大きい方が無線チャンネルを決定し、衝突局の送信を止め、前記ネットワーク図で通信系統を確認し電波強度も基地局単位で確認保守する手段(図示せず)を有しても良い。又は、無線LAN基地局100は、自動で、同じ電界強度の場合MACアドレスの小さい方の送信を止めて自動的に全体接続系統を構築する手段(図示せず)を有しても良い。
【0083】
無線LAN基地局100は、同値の近接基地局数がある場合、電波強度の大きい方に限らず、MACアドレスの小さい方またはSSID値の小さい方の基地局が自身が使用する無線チャンネルを予め定めた無線チャンネルに決定する手段(図示せず)を有しても良い。
【0084】
第3の実施例の動作を説明する。無線LAN基地局100は、予め定めた時間(図4のF5)、近接基地局テーブル123の情報(近接基地局のMACアドレス、SSID値Y1、CH値Y2)を近接無線LAN基地局に送信し、自身も近接基地局から送信された近接基地局テーブル123の情報を受信する。
【0085】
また、無線LAN基地局100は、受信した近接基地局テーブル123の情報を記したネットワークテーブル121を有し、予め定めた時間、そのネットワークテーブル121の内容を近接基地局にデータ送受信期間(図5のS2)に送受信する。
【0086】
更に予め定めた時間経過後、無線LAN基地局100は、自身の近接基地局テーブル123に記された近接基地局数Y4とネットワークテーブル121に記された近接基地局数Y12とを比較し、自身の近接基地局数Y4が最小値の場合、自無線LAN基地局は自身が使用する無線チャンネルを予め定めた無線チャンネルに決定する。
【0087】
産業上の応用として、近接基地局数の最小値が複数ある場合、電波強度の大きい方が無線チャンネルを決定するか、MACアドレスの小さい方が決定しても良い。また、SSID値の小さい方でも良い。
【0088】
ネットワークテーブル121は近接基地局テーブル123を含んでも良い。但し、近接基地局かそれ以外の基地局かを区別する情報を記載する(図9のY11)。無線電波強度(図9のY9)で近接基地局とそれ以外の基地局とを区別しても良い。
【0089】
本発明の第4の実施例について説明する。
【0090】
上記第3の実施例において無線チャンネルを決定した無線LAN基地局100は、近接基地局テーブル123に無線チャンネルの決定、未決定を記すフィールド(図8のY6)を有し、ビーコン信号(図5のS1)のキャパビリティ情報S3のリザーブビットS4にチャンネル決定ビットS6を定義し通知する手段(図4のF12)を有し、前記近接基地局テーブル123を参照し、近接基地局数の少ない方でかつ、1つの近接基地局へチャンネル決定権を送信する手段(図4のF14)を有し、前記近接基地局テーブル123に無線チャンネルが決定したことを記録する手段(図示せず)を有する。
【0091】
チャンネル決定権の通知は、近接基地局数の小さい方に限らず、大きい方でも良い。また、MACアドレスやSSID値の大小で、チャンネル決定権を通知すべき近接基地局を決定しても良い。
【0092】
チャンネル決定ビット(図5のS6)の送信及び、チャンネル決定権通知の送信は、無線LANへ送信するだけでなく、有線LAN上への送信をしても良い。また、チャンネル決定ビット(図5のS6)の送信は、ビーコン信号(図5のS1)内のリザーブビット(図5のS4)に限定するものでなく、ほかの場所、或いは、予め定めた特定ヘッダでの通信フレームでチャンネル決定を通知するかたちでも良い。
【0093】
無線LAN基地局100は、受信したビーコン信号S1の予め定めた所定部分のビットを解析し、チャンネル決定ビットS6を検出した場合、ビーコン信号S1を送信した基地局に対応する近接基地局テーブル123にチャンネル決定を記録する。
【0094】
また、チャンネルの決定権を通知する場合、無線LAN基地局100は、前記近接基地局テーブル123のチャンネル決定フィールド(図8のY5)の値を参照し、チャンネル決定していない基地局に送信する。
【0095】
本発明の第4の効果として、近接基地局テーブル123に記されたチャンネル決定、未決定を記したフィールド(図8のY5)を参照することで、近接基地局のチャンネル決定済みが未決定かを判断することができ、自動的に次のチャンネル決定する基地局を特定することができるという効果を奏する。また、1つの近接基地局に対しチャンネル決定権を通知することで、チャンネル決定の経路が1本道となりチャンネル決定の衝突を防ぐことができるという効果を奏する。
【0096】
本発明の第5の実施例について説明する。
【0097】
無線LAN基地局100は、近接基地局数による近接無線LAN基地局のツリートポロジー(図11参照)をスパニングツリーのツリー構成にて生成し、スパニングツリーの末端のMACアドレスで一番若いものが前記チャンネル決定のスタート点としてチャンネル自動設定がスタートする手段(図示せず)を有し、スタート点となった無線LAN基地局は自身の無線チャンネルを設定する手段(図示せず)を有し、次にチャンネル設定する無線LAN基地局に次に設定する無線チャンネルを通知する手段(図示せず)を有する。
【0098】
本発明の第5の実施例の効果として、それぞれの近接基地局のビーコン信号が受信出来ない様に無線LAN基地局を設置しているネットワークにおいて、スパニングツリーの末端をスタート点としてチャンネル設定を開始して無線チャンネルの自動設定ができるという効果を奏する。
【0099】
本発明の第6の実施例について説明する。
【0100】
無線LAN基地局100は、受信したビーコン信号(図5のS1)のチャンネル決定ビット(図5のS6)を検出する手段(図示せず)を有し、近接基地局で決定した無線チャンネルを記録した決定CHリスト122を有し、受信したビーコン信号S1にチャンネル決定ビットS6を検知した場合、決定CHリスト122にビーコン信号のチャンネル値を記録する手段(図示せず)を有する。
【0101】
自身が無線チャンネル未決定の場合、無線LAN基地局100は、決定CHリスト122に一致せず、かつ一番近い帯域の無線チャンネルを決定し、上記第2、第3の実施例で示した方法で近接基地局に決定通知及び決定権通知を行う。
【0102】
例えば、決定CHリスト122で、1CH、13CHが決定済みであり、無線LAN基地局100の無線チャンネルの初期設定が1CHの場合、無線LAN基地局100は、1CHに近い帯域の無線チャンネルである5CHを設定する。
【0103】
また、無線チャンネルの決定は、上記の方法以外にも、決定CHリスト122の一致しない無線チャンネルをランダムに決定しても良い。
【0104】
本発明の第6の実施例の効果として、決定CHリスト122に一致しない無線チャンネルにチャンネル設定することで衝突しない無線チャンネルを設定することが出来るという効果を奏する。
【0105】
本発明の第7の実施例について説明する。
【0106】
無線LAN基地局100は、近接基地局テーブル123のチャンネル決定を示す所定のフィールド(図8のY5)を参照し、近接基地局全てがチャンネル決定済みの場合で、近接基地局からチャンネル決定権を受信して自身の無線チャンネルを決定した場合、チャンネル自動整合を終了する手段(図4のF16)を有する。
【0107】
また、無線LAN基地局100は、前記ビーコン信号S1のキャパビリティ情報S3のリザーブビットS4に整合終了ビット(図8のS8)を割り当てる手段(図示せず)を有し、チャンネル自動整合終了と同時にこの整合終了ビットS8に終了を示すビットを設定する手段(図4のF16)を有する。例えば、整合終了ビットS8が論理“1”レベルのとき終了を示し、論理“0”レベルの時は未決定を示す。但し、整合終了の通知は、ビーコン信号S1のキャパビリティ情報S3のリザーブビットS4で通知する方法に限定しない。
【0108】
無線LAN基地局100は、近接基地局から受信した前記ビーコン信号S1から整合終了ビットS7を検出する手段(図示せず)を有し、整合終了を示す値を検出した場合、自身のビーコン信号S1の整合終了ビットS7に終了を示す値を設定する手段(図示せず)を有する。
【0109】
自身の無線チャンネルが未決定で、近接基地局から送信されるビーコン信号S1に整合終了ビットS7が終了を示す値の場合、無線LAN基地局100は、予め定めた時間(ランダムな時間でも良い)待機した後、近接基地局に衝突しない無線チャンネルを設定する手段(図示せず)を有する。また、自身がチャンネル決定した後にまだチャンネル決定していない近接基地局がある場合(図4のF13のYes)、無線LAN基地局100は、その近接基地局にチャンネル決定権を送信する手段(図4のF14)を有する。
【0110】
本発明の第7の実施例の効果として、ネットワークの末端に位置する近接基地局が複数ある場合も無線チャンネルを設定できるという効果を奏する。また、既に整合終了した無線LANネットワークに新たな無線LAN基地局を追加した場合に、新規に追加した基地局は自動で近接基地局の無線チャンネルに衝突しない無線チャンネルを設定することができるという効果を奏する。
【0111】
本発明の第8の実施例について説明する。
【0112】
無線LAN基地局100は、受信した各無線周波数帯域の近接基地局のビーコン信号数を集計する手段(図示せず)を有し、ビーコン信号数が無線LANで帯域が重ならず使用できるチャンネル数(例えば、4個)を越えた場合、前記無線LAN基地局100は、ビーコン信号S1のみを受信する省電力モードになる手段(図示せず)を有する。
【0113】
前記無線LAN基地局100が省電力モードで、所定のビーコン信号数以下になった場合、無線LAN基地局100は、自動的に省電力モードを解除して、近接基地局に衝突しない無線チャンネルを設定し通信状態に復帰しても良い。
【0114】
また、近接基地局のビーコン信号S1の電波強度が予め定めた強度を下回った場合にも、無線LAN基地局100は、自動的に省電力モードを解除して、近接基地局に衝突しない無線チャンネルを設定し通信状態に復帰しても良い。
【0115】
産業上の応用として、無線LAN基地局100がオペレータにアラームを通知する手段を有しても良い。この場合、受信した各無線周波数帯域の近接基地局のビーコン信号数が無線LANで帯域が重ならず使用できる数を越えた場合、無線LAN基地局100は、このアラーム通知手段でアラームを通知し、無線LAN基地局の設置場所の変更を促すことができるという効果を奏する。
【0116】
本発明の第9の実施例について説明する。
【0117】
無線LAN基地局100は、上述した第1の実施例から第8の実施例で示した方法で無線チャンネルを自動整合すると同時に、自身のSSIDを設定する手段(図示せず)を有する。最初にチャンネル設定した無線LAN基地局のSSIDを例えば1とし、以降チャンネル決定権通知を受信した無線LAN基地局100は、このSSID設定手段を用いて、チャンネル決定権通知を送信した無線LAN基地局のSSIDに予め定めた値またはランダム値を加算した値を自身のSSIDに設定する。SSIDの設定順番は無線チャンネルを自動整合と同じ順番で行わなくても良く、予め定めたSSID値(例えば、SSID=1)をスタートとし、ビーコン信号S1を用いスパニングツリーによる手順でSSIDを加算していき、複数の無線LAN基地局のSSIDを決定しても良い。
【0118】
本発明の第9の実施例の効果として、無線チャンネルの設定と同時にSSIDも自動で設定でき、多くの無線LAN基地局を立ち上げる際に最初設定の労力を削減できるという効果を奏し、チャンネル設定とSSIDの自動設定を提供できる。
【0119】
尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能なのはいうまでもない。
【0120】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、自動的に無線チャンネルを整合していき、近接無線チャンネル使用による電波干渉を防ぐようにしているので、次に述べるような効果を奏する。第一の効果は、無線LANの知識が無くても無線チャンネルの衝突を回避出来ることである。第二の効果は、全無線LAN基地局の無線チャンネルを自動的に決定でき、作業が楽になることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による無線チャネル自動整合方法が適用される無線LANネットワークの構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した無線LANネットワークを構成する無線LAN基地局の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施の形態による無線チャネル自動整合方法の動作を示す表である。
【図4】本発明の一実施の形態による無線チャネル自動整合方法の動作を説明するための流れ図である。
【図5】本発明の一実施の形態による無線チャンネル自動整合方法において使用されるビーコン信号の構成を示す図である。
【図6】本発明の他の実施の形態による無線チャネル自動整合方法が適用される無線LANネットワークの構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の更に他の実施の形態による無線チャネル自動整合方法が適用される無線LANネットワークの構成を示すブロック図である。
【図8】図2に示された無線LAN基地局に備えられる近接基地局テーブルの具体例を示す図である。
【図9】図2に示された無線LAN基地局に備えられるネットワークテーブルの具体例を示す図である。
【図10】図2に示された無線LAN基地局に備えられる決定CHリストの具体例を示す図である。
【図11】ツールトポロジーを表す構成図である。
【符号の説明】
100,100−1〜100−19 無線LAN基地局(基地局)
110 無線LANI/F回路
111 ビーコン信号検出回路
112 電波強度検出回路
113 無線周波数変更回路
114 無線アンテナ
120 メモリ回路
121 ネットワークテーブル
122 決定CHリスト
123 近接基地局テーブル
130 制御回路
200−1〜200−19 セル
S1 ビーコン信号
S3 キャパビリティ情報
S4 リザーブビット
S5 近接基地局数
S6 チャンネル決定ビット
S7 整合終了ビット
Claims (9)
- 無線LANネットワークを構成するサービスエリアの各セルに設置される無線LAN基地局であって、
予め定めた時間IEEE802.11で規定されるアクティブスキャンをする手段と、
各周波数帯で受信したビーコン信号から送信元MACアドレスの数を記録する手段と、
自身が送出するビーコン信号のキャパビリティ情報のリザーブビットに近接基地局数として再定義する手段と、
一定時間予め定めた無線チャンネルで前記近接基地局数を通知する手段と
を有することを特徴とする無線LAN基地局。 - 受信したビーコン信号の電波強度と無線チャンネルとMACアドレスとを近接基地局テーブルに記録する手段と、
前記キャパビリティ情報の前記リザーブビットを参照して、近接基地局数を前記近接基地局テーブルに記録する手段と
を更に有することを特徴とする請求項1に記載の無線LAN基地局。 - 前記近接基地局テーブルの情報を近接無線LAN基地局に送信する手段と、
前記無線LANネットワーク内の近接基地局数を収集する手段と、
該収集したネットワーク内の近接基地局数を記したネットワークテーブルと、
予め定めた時間経過後に、前記ネットワークテーブルの各基地局の近接基地局数を比較する手段と、
前記近接基地局数が最小値である基地局が自無線LAN基地局の場合、該自無線LAN基地局が自身が使用する無線チャンネルを予め定めた無線チャンネルに決定する手段と、
同値の近接基地局数がある場合、電波強度の大きい方の無線LAN基地局が無線チャンネルを決定する手段と、
電波強度も一致する場合、MACアドレスの小さい方の無線LAN基地局が無線チャンネルを決定する手段と、
を更に有することを特徴とする請求項2に記載の無線LAN基地局。 - 受信したビーコン信号からSSIDの数を集計する手段と、
前記送信元MACアドレスの数の代わりに前記集計したSSIDの数を前記近接基地局数とする手段と
を更に有することを特徴とする請求項1に記載の無線LAN基地局。 - 前記無線チャンネルを決定したとき、前記ビーコン信号のキャパビリティ情報の前記リザーブビットにチャンネル決定ビットを定義して通知する手段と、
前記近接基地局テーブルを参照し、近接基地局数の少ない方でかつ1つの近接基地局へチャンネル決定権を通知する手段と
を更に有することを特徴とする請求項3に記載の無線LAN基地局。 - 受信したビーコン信号に前記チャンネル決定ビットを検出してチャンネル決定を検知した場合、決定済み無線チャンネルを記した決定CHリストを生成する手段を更に有することを特徴とする請求項5に記載の無線LAN基地局。
- 受信したビーコン信号に前記チャンネル決定ビットを検出してチャンネル決定を検知した場合で、自無線LAN基地局が無線チャンネル未決定の場合、前記決定CHリストに一致せず、かつ一番近い帯域の無線チャンネルを決定する手段を更に有することを特徴とする請求項6に記載の無線LAN基地局。
- 全ての近接基地局から決定通知を受信し、自無線LAN基地局も無線チャンネル決定済みの場合、チャンネル自動整合を終了する手段を更に有することを特徴とする請求項7に記載の無線LAN基地局。
- 前記無線LAN基地局の近接基地局数が無線LANで帯域が重ならず使用できるチャンネル数を越えた場合、前記無線LAN基地局は省電力モードになる手段を更に有することを特徴とする請求項3に記載の無線LAN基地局。
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