JP4519535B2 - データ通信装置、データ通信方法、データ通信プログラム、通信チャンネル選択装置および通信チャンネル選択プログラム - Google Patents
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Description
アクセスポイントは有線にてインターネットなどのネットワークに接続され、アクセスポイントとコンピュータとの間が無線で接続される。このような無線通信用に所定の周波数帯域を割り当てられており、かつ、この周波数帯域内をさらに複数の帯域ごとに分けて利用するために複数の通信チャンネル(ch1〜ch13)が設定されている。
しかし、現実には、利用者の通信チャンネルに対する理解が浅いので、製品出荷時のままの通信チャンネル(例えば、ch11)が利用されていることが多い。
無線接続はパケットデータ通信を行うため、同じ通信チャンネルを使用して複数対の送受信端末間でのデータ通信は可能であるが、互いに空き時間を使用することになるので効率は下がる。
一方、無線通信中に通信速度が低下した場合に、各通信チャンネルの状況を通信エラーに基づいて判定し、通信エラーのない通信チャンネルを選択して利用する技術が知られている。特許文献1や特許文献2に示すものが知られている。
通信チャンネルを変更することなく製品出荷時のまま使用する場合、同じ通信チャンネルのみでデータ通信を行うため、通信速度に限界があり、効率が良くない。
通信速度が低下したときに、通信エラーに基づいて他の通信チャンネルを判定する場合、通信速度が低下するまで通信チャンネルを変更できないし、通信エラーが生じなければ他の通信チャンネル間での比較ができず、最適な通信チャンネルを選択できるとは限らない。
また、各通信チャンネルごとに実際に通信されているデータ量を測定して使用状況を判定することも可能であるが、煩雑である。これに対し、各通信チャンネルを使用するように設定されているアクセスポイントの数によって通信可能なデータ量の目安とすることも可能である。このため、上記判定手段が、各通信チャンネルごとに当該通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数を検出し、同数に応じて使用状況を判定する。
また、各通信チャンネルごとのアクセスポイントの数をそのまま反映するのではなく、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に所定の重み付けを行った値を該通信チャンネルのアクセスポイント数として加算するとともに該通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に該通信チャンネルから離れるに従って減少する重み付けを行った値を他の通信チャンネルのアクセスポイント数に加算し、上記アクセスポイント数を上記使用状況として判定している。
使用状況に基づいて通信チャンネルを選択する条件は各種の手法を適用可能であるが、その一例として、請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のデータ通信装置において、上記選択手段は、使用している通信チャンネルの偏りを解消するように上記チャンネルを選択する構成としてある。
さらに、請求項3にかかる発明は、上記選択手段は、使用されていない通信チャンネルを選択する構成としてある。
上記のように構成した請求項3にかかる発明においては、通信チャンネルを選択するにあたり、使用されていない通信チャンネルを選択する。使用されていない通信チャンネルがあれば、同チャンネルを選択することで通信効率の向上に貢献する。
さらに、請求項4にかかる発明は、上記判定手段は、各通信チャンネルを使用することでその近隣通信チャンネルに及ぼす影響を使用状況に反映させる構成としてある。
無線LANの場合、選択できるチャンネルはch1〜ch13であるが、ch11を使用する場合にch10やch12といった隣接通信チャンネルや、ch9やch13といったそのまた隣接チャンネルといった近隣通信チャンネルも通信の影響を受ける。このような場合、個別の通信チャンネルの使用状況だけでは通信効率を判定できない。
アクセスポイントに対して何らかのリクエストを出力し、その応答を待ってアクセスポイントの数を検出するとすれば、リクエストを出したり、当該リクエスト自身に対する応答や、返答などが生じ、それぞれにパケットが使用される。この結果、当然通信トラフィックが低下するので非効率である。
上記のように構成した請求項6にかかる発明においては、ch10にアクセスポイントが2つあるとすると、当該アクセスポイントの数である”2”は、ch10に対して重み付けである”6”を与えられて”12”の寄与となり、ch9とch11に対して重み付けである”3”を与えられて”6”の寄与となり、ch8とch12に対して重み付けである”2”を与えられて”4”の寄与となり、ch7とch13に対して重み付けである”1”を与えられて”2”の寄与となる。この結果、ch7〜ch13において、使用状況は、”2”,”4”,”6”,”12”,”6”,”4”,”2”となる。
このような重み付けは使用する無線周波数帯域の性質や変調方式などによって適宜変更可能であるし、上記数値に対してわずかながらの変更があってもおおむねこの傾向にあるのであれば、同様の効果を奏する。
使用状況に基づいていずれかの通信チャンネルを選択する手法は各種のものを適用可能であり、その一例として、請求項7にかかる発明は、上記選択手段は、複数の通信方式がある場合に通信速度の遅い通信方式を避けて通信チャンネルを選択する構成としてある。
上記のように構成した請求項7にかかる発明においては、複数の通信方式がある場合に通信速度の遅い通信方式を避けて通信チャンネルを選択する。
さらに、請求項8にかかる発明は、所定時間ごとに上記通信チャンネルの使用状況を判定し、上記選択手段は同使用状況に基づいて通信チャンネルを変更する構成としてある。
無線LANなどでは必ずしも特定の通信チャンネルで定常的にデータ通信を行うとは限らない。従って、時間の変化に伴って各通信チャンネルの使用状況は変化していくといえる。このため、上記のように構成した請求項8にかかる発明においては、所定時間ごとに上記通信チャンネルの使用状況を判定する。そして、必要であれば上記選択手段は同使用状況に基づいて通信チャンネルを変更する。むろん、使用状況に大きな変化がなく、その場合には敢えて通信チャンネルを変更しないこともありえる。
上記無線端末が当該データ通信装置と通信しているときに通信チャンネルを変更してしまうと通信に支障が生じるため、上記のように構成した請求項9にかかる発明においては、かかる通信中には上通信チャンネルを変更しない。
さらに、請求項10にかかる発明は、所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルから選択されたいずれかの通信チャンネルをしてデータの送受信を行うためのデータ通信装置であって、上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定手段と、同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択手段と、同選択された通信チャンネルを使用してデータの送受信を行う送受信手段とを具備する構成としてある。
ところで、このようなデータ通信装置は単独で存在する場合もあるし、ある機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。
その一例として、請求項12にかかる発明は、所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルの中のいずれかの通信チャンネルを使用し、複数の個別の無線端末が共通のアクセスポイントに対して無線でデータの送受信を行なうデータ通信プログラムであって、上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定機能と、同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択機能と、同選択された通信チャンネルを使用してデータの送受信を行う送受信機能とを具備する構成としてある。
本発明をソフトウェアで実現する場合、ハードウェアやオペレーティングシステムを利用する構成とすることも可能であるし、これらと切り離して実現することもできる。例えば、各種の演算処理といっても、その実現方法はオペレーティングシステムにおける所定の関数を呼び出して処理することも可能であれば、このような関数を呼び出すことなくハードウェアから入力することも可能である。そして、実際にはオペレーティングシステムの介在のもとで実現するとしても、プログラムが媒体に記録されて流通される過程においては、このプログラムだけで本発明を実施できるものと理解することができる。
また、以上のように使用する通信チャンネルを選択するだけであれば、必ずしも自身でデータの送受信を行なう必要はなく、単に通信チャンネルを選択する装置としても適用可能である。その一例として、複数の個別の無線端末が共通のアクセスポイントに対して無線でデータの送受信を行なうにあたり、所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルの中から使用する通信チャンネルを選択するための通信チャンネル選択装置であって、上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定手段と、同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択手段とを具備する構成としてある。
また、請求項2にかかる発明によれば、使用している通信チャンネルの偏りを解消して効率を向上させることができる。
さらに、請求項3にかかる発明によれば、上記選択手段は、使用されていない通信チャンネルがあればそれを選択するので、必然的に使用している通信チャンネルの偏りを解消し、効率を向上させることができる。
さらに、請求項4にかかる発明によれば、近隣の通信チャンネルに影響を及ぼすような場合に使用状況をより正確に反映させることができる。
さらに、請求項5にかかる発明によれば、アクセスポイントから送出されるビーコンに基づくパッシブスキャンを行なうと、通信トラフィックに悪影響を与えることなくアクセスポイントの数を検出することができる。
さらに、請求項6にかかる発明によれば、より具体的に現実の電波の使用に近い使用状況を判定することが可能となる。
さらに、請求項7にかかる発明によれば、通信速度の遅い通信方式を避けることでより確実に通信効率を向上させることができる。
さらに、請求項8にかかる発明によれば、時間の変化に即して最適な通信チャンネルを選択することが可能となる。
さらに、請求項9にかかる発明によれば、通信中の無線端末に影響を及ぼす危険性を回避できる。
さらに、請求項10,11,12にかかる発明によれば、同様の効果を奏するデータ通信装置、データ通信方法、データ通信プログラムを提供できる。
また、請求項13,14にかかる発明によれば、同様の効果を奏する通信チャンネル選択装置および通信チャンネル選択プログラムを提供できる。
A.第1実施例
A−1.ネットワークの構成
A−2.最適通信チャンネル選択処理の内容
A−3.作用効果
B.まとめ
A.実施例:
A−1.ネットワークの構成:
図1は本発明の第1実施例であるネットワーク環境のハードウェア構成を示す説明図であり、図2はアクセスポイント(データ通信装置)の構成を示す説明図である。
図1に示すように、無線通信エリア内には、無線LAN用の中継器であるアクセスポイント(無線基地局:データ通信装置)20(20a,20b,20nを総称する)が設置されている。アクセスポイント20は、図2に示すように、CPU11と、このCPU11とバスにより相互に接続されたROM12,RAM13,ハードディスク等の不揮発的な記憶装置14,ネットワークインタフェースとしてのWANポート17,有線LANとの接続用のLANポート22,無線通信インタフェース18,ディスプレイコントローラ15,入出力コントローラ16等の各部を備える。
図3〜図6は通信チャンネル設定プログラムをフローチャートにより示している。図3はそのメインフローに相当し、ステップS110にてループ処理用の変数CHに初期値としての「1」を設定し、ステップS120〜S150の処理を所定のチャンネル分だけ繰り返して各通信チャンネルごとの使用状況を判定し、最後にステップS160にて使用する通信チャンネルを決定する。この意味で、ステップS110〜S150の処理が判定機能(判定手段、判定工程)に相当し、ステップS160の処理が選択機能(選択手段、選択工程)に相当する。
なお、上述した計算を行ったらステップS255でループ処理用の変数VCHを「1」だけインクリメントし、ステップS260にて同変数VCHが「13」を超えたと判断されるまで繰り返す。
ループ処理用の変数CHについて「1」から「13」まで変化させながら、その都度、ループ処理用の変数VCHについて「1」から「13」まで変化させて上述した処理を繰り返すと、すべての通信チャンネルで他の通信チャンネルを使用したデータ送受信で受ける影響度合いを含めて使用状況を判定したことになる。
図5と図6はその詳細なフローチャートを示している。
まず、ステップS305では、使用する変数のそれぞれに初期値を設定する。ここでは、ループ処理用の変数CHに「1」を、最小擬似電波密度値用の変数Wに「65535」を、最小擬似電波密度の通信チャンネル用の変数chanに「0」を代入する。なお、変数Wに代入する値は2バイトで表される正の整数値の最大値であり、各変数を2バイト変数とすることに基づく上限値を表している。
「13」を超えたと判断されたら、ステップS335では仮チャンネル値としての変数chanが「0」であるか否かを判断し、「0」でなければ最適な通信チャンネルを求められたとして本処理を終了する。上述したように11b方式での共存を避けるため、ステップS310にて各通信チャンネルを使用するアクセスポイントが11b方式のものかを判断し、11b方式のものであれば最小擬似電波密度値Wの更新や仮チャンネルchanの更新をしないようにしている。このため、11b方式のアクセスポイントばかりが存在しているようであれば、仮チャンネル値は初期値の「0」のまま更新されることがない。従って、仮チャンネル値が初期値の「0」のままであれば、11b方式での共存は避けられないものと判断し、ステップS355にて新たにループ処理用の変数CHに「1」を代入し、11b方式を含めて擬似電波密度の値が最も小さくなるものを探す。
図7は、通信チャンネルとしてch1とch12を使用するアクセスポイントがそれぞれ一台ずつ設置されているときの擬似電波密度を演算した状況をテーブルとして示している。
ch1の通信チャンネルを使用するアクセスポイントが一台設置されていることにより、近隣通信チャンネルであるch1〜ch4まで擬似電波密度の値が求められる。また、ch12の通信チャンネルを使用するアクセスポイントが一台設置されていることにより、ch12を中心の通信チャンネルとしてその近隣通信チャンネルであるch9〜ch13まで擬似電波密度の値が求められる。図において、「x」を付しているのは11g方式を採用するアクセスポイントに対して重み付けを反映させて付与されたポイントを表している。すなわち、チャンネル番号の数値の行に記載された「x」の数が擬似電波密度として表されている。ステップS130の処理では当該テーブルの内容が作成されることになる。
この場合もステップS130にて同テーブルを作成し、ステップS160にて擬似電波密度が最も少ない通信チャンネルを探すことになる。しかし、今回は11b方式のアクセスポイントが存在しているので、チャンネル番号を順次上げていくとき、チャンネル番号「5」のときは最小擬似電波密度との比較は行われない。そして、チャンネル番号「8」と「9」のときに擬似電波密度はそれぞれ同じ「1」となるも、最初に最小となったチャンネル番号「8」の時点で最小擬似電波密度Wが更新され、選択される。
Claims (14)
- 複数の個別の無線端末が共通のアクセスポイントに対して無線でデータの送受信を行なうにあたり、所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルの中のいずれかの通信チャンネルを使用する上記アクセスポイントとしてのデータ通信装置であって、
上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定手段と、
同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択手段と、
同選択された通信チャンネルを使用してデータの送受信を行う送受信手段とを具備し、
上記判定手段は、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に応じて各通信チャンネルの使用状況を判定しており、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に所定の重み付けを行った値を該通信チャンネルのアクセスポイント数として加算するとともに該通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に該通信チャンネルから離れるに従って減少する重み付けを行った値を他の通信チャンネルのアクセスポイント数に加算して上記使用状況を判定することを特徴とするデータ通信装置。 - 上記選択手段は、使用している通信チャンネルの偏りを解消するように上記チャンネルを選択することを特徴とする上記請求項1に記載のデータ通信装置。
- 上記選択手段は、使用されていない通信チャンネルを選択することを特徴とする上記請求項1または請求項2のいずれかに記載のデータ通信装置。
- 上記判定手段は、各通信チャンネルを使用することでその近隣通信チャンネルに及ぼす影響を使用状況に反映させることを特徴とする上記請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のデータ通信装置。
- 上記判定手段は、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントから送出されるビーコンに基づいて同アクセスポイントの数を判定することを特徴とする上記請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のデータ通信装置。
- 上記判定手段は、上記重み付けとして、各アクセスポイントの使用している通信チャンネルに6を与え、各アクセスポイントの使用している通信チャンネルから一通信チャンネル離れるごとに、順次、3:2:1の重み付けを与えることを特徴とする上記請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のデータ通信装置。
- 上記選択手段は、複数の通信方式がある場合に通信速度の遅い通信方式を避けて通信チャンネルを選択することを特徴とする上記請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のデータ通信装置。
- 上記判定手段は、所定時間ごとに上記通信チャンネルの使用状況を判定し、上記選択手段は同使用状況に基づいて通信チャンネルを変更することを特徴とする上記請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のデータ通信装置。
- 上記無線端末が当該データ通信装置と通信しているときは、上通信チャンネルを変更しないことを特徴とする上記請求項8に記載のデータ通信装置。
- 所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルから選択されたいずれかの通信チャンネルをしてデータの送受信を行うためのデータ通信装置であって、
上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定手段と、
同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択手段と、
同選択された通信チャンネルを使用してデータの送受信を行う送受信手段とを具備し、
上記判定手段は、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に応じて各通信チャンネルの使用状況を判定しており、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に所定の重み付けを行った値を該通信チャンネルのアクセスポイント数として加算するとともに該通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に該通信チャンネルから離れるに従って減少する重み付けを行った値を他の通信チャンネルのアクセスポイント数に加算して上記使用状況を判定することを特徴とするデータ通信装置。 - 所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルの中のいずれかの通信チャンネルを使用し、複数の個別の無線端末が共通のアクセスポイントに対して無線でデータの送受信を行なうデータ通信方法であって、
上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定工程と、
同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択工程と、
同選択された通信チャンネルを使用してデータの送受信を行う送受信工程とを具備し、
上記判定工程においては、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に応じて各通信チャンネルの使用状況を判定しており、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に所定の重み付けを行った値を該通信チャンネルのアクセスポイント数として加算するとともに該通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に該通信チャンネルから離れるに従って減少する重み付けを行った値を他の通信チャンネルのアクセスポイント数に加算して上記使用状況を判定することを特徴とするデータ通信方法。 - 所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルの中のいずれかの通信チャンネルを使用し、複数の個別の無線端末が共通のアクセスポイントに対して無線でデータの送受信を行なうデータ通信プログラムであって、
上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定機能と、
同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択機能と、
同選択された通信チャンネルを使用してデータの送受信を行う送受信機能とをコンピュータに実現させ、
上記判定機能は、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に応じて各通信チャンネルの使用状況を判定しており、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に所定の重み付けを行った値を該通信チャンネルのアクセスポイント数として加算するとともに該通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に該通信チャンネルから離れるに従って減少する重み付けを行った値を他の通信チャンネルのアクセスポイント数に加算して上記使用状況を判定することを特徴とするデータ通信プログラム。 - 複数の個別の無線端末が共通のアクセスポイントに対して無線でデータの送受信を行なうにあたり、所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルの中から使用する通信チャンネルを選択するための通信チャンネル選択装置であって、
上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定手段と、
同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択手段とを具備し、
上記判定手段は、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に応じて各通信チャンネルの使用状況を判定しており、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に所定の重み付けを行った値を該通信チャンネルのアクセスポイント数として加算するとともに該通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に該通信チャンネルから離れるに従って減少する重み付けを行った値を他の通信チャンネルのアクセスポイント数に加算して上記使用状況を判定することを特徴とする通信チャンネル選択装置。 - 複数の個別の無線端末が共通のアクセスポイントに対して無線でデータの送受信を行なうにあたり、所定の周波数帯域を割り当てられた複数の通信チャンネルの中から使用する通信チャンネルを選択するための通信チャンネル選択プログラムであって、
上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定する判定機能と、
同使用状況に基づいて所定の条件に基づいて使用に適した通信チャンネルを選択する選択機能とをコンピュータに実現させ、
上記判定機能は、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に応じて各通信チャンネルの使用状況を判定しており、各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に所定の重み付けを行った値を該通信チャンネルのアクセスポイント数として加算するとともに該通信チャンネルを使用しているアクセスポイントの数に該通信チャンネルから離れるに従って減少する重み付けを行った値を他の通信チャンネルのアクセスポイント数に加算して上記使用状況を判定することを特徴とする通信チャンネル選択プログラム。
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