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

Description

本発明は、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ためのデータ通信装置、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に関する。

近年、無線ＬＡＮ用の中継器であるアクセスポイント（データ通信装置）は、離れた位置にある複数のコンピュータ（無線端末）をインターネットに接続するデバイスとして使用されている。
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。

いずれか通信チャンネルを使用するかは、利用者に依存されており、適宜変更して利用することを想定している。
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。
特開２００３−２９８５９１ 特開２００３−２４４１５９

上述した従来のデータ通信装置においては、次のような課題があった。
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。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、より簡易に最適な通信チャンネルを利用することが可能なデータ通信装置、データ通信プログラム、データ通信方法、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の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、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構成としてある。

上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、その前提として、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のいずれかの通信チャンネルを使用している。ここで、記アクセスポイントとしてのデータ通信装置では、判定手段が上記各通信チャンネルごとに使用状況を判定しており、選択手段は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ので、送受信手段は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。

すなわち、各通信チャンネルにおける、例えば通信チャンネルの使用の有無を含めた使用状況を判定しており、使用状況から最適な通信チャンネルを選択する。
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。

上記のように構成した請求項２にかかる発明においては、使用している通信チャンネルの偏りを解消するように、使用する通信チャンネルを選択する。これにより、可能な限り均等な使用の仕方となり、通信効率を向上させることに貢献する。
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。

これに対して、上記のように構成した請求項４にかかる発明においては、使用状況を判定するにあたり、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反映させているので、より現実的に通信効率を向上させうる通信チャンネルを選択することが可能となる。

アクセスポイントの数を検出する手法の一例として、請求項５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構成としてある。
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。

これに対し、上記のように構成した請求項５にかかる発明においては、既存の条件で各通信チャンネルを使用しているアクセスポイントが定期的に送出してい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ので、パッシブスキャンとなり、特別なリクエストでトラフィックを低下させることなく、アクセスポイントの数を検知することになる。

より具体的には、請求項６にかかる発明は、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構成としてある。
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。

そして、他の通信チャンネルを使用しているアクセスポイントがあるときには同じ重み付けを与えて近隣チャンネルの使用状況に反映させる。複数の通信チャンネルから使用状況に反映される場合、使用状況の数値を順次加算していけばよい。
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。

さらに、請求項９にかかる発明は、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構成としてある。
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。

このように、使用状況を判定して使用する通信チャンネルを選択する手法は必ずしも実体のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能することは容易に理解できる。このため、請求項１１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する構成としてある。

すなわち、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。
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。

発明の思想の具現化例としてデータ通信装置のソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアを記録した記録媒体上においても当然に存在し、利用されるといわざるをえない。
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。

むろん、その記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。また、一次複製品、二次複製品などの複製段階については全く問う余地無く同等である。その他、供給方法として通信回線を利用して行なう場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。

さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態のものとしてあってもよい。
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、本発明をソフトウェアで実施する場合、発明がプログラムを記録した媒体として実現されるのみならず、本発明がプログラム自体として実現されるのは当然であり、プログラム自体も本発明に含まれる。
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。

むろん、その作用はデータ送受信を除いて上述したものと同様である。また、かかる装置を実現するための通信チャンネル選択プログラムとして実現することも可能であり、請求項１５にかかる発明では、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る構成としてある。

なお、上述した多種のバリエーションは、装置、方法、プログラムのいずれにおいても等しく適用可能であることはいうまでもない。

以上説明したように本発明は、使用状況を事前に判定して通信チャンネルを選択するため、効率の良いデータの送受信を実現することが可能なデータ通信装置を提供することができる。また、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を利用して簡易に使用状況を反映させることができる。また、アクセスポイントの数に重み付けを与えることで、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。
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。

発明の実施の形態

以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態を、以下の順序で説明する。

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。

本ネットワーク環境では、無線ＬＡＮの無線通信エリア内において、無線端末５０，６０，７０がアクセスポイント２０ａ，２０ｂ，２０ｎを介して有線環境ＣＬで接続されたインターネットＩＮのサーバーＳＶにアクセス可能なものとなっている。
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。

ＲＯＭ１２には、無線通信エリア内の無線端末５０，６０，７０との通信やインターネットＩＮへの接続に関する各種のプログラムとこのプログラムの実行に必要なデータが格納されている。ここで同プログラムの一例として、以下、図３〜図６に示す通信チャンネル設定プログラムが含まれている。

無線通信インタフェース１８と送信機２５と受信機２６は、所定の周波数帯域（２．４ＧＨｚ帯）に設定された通信チャンネルｃｈ１〜ｃｈ１３の１３チャンネルの中からいずれかを選択してデータの送受信が可能である。通信チャンネルは上述した通信チャンネル設定プログラムで選択される。また、通信方式には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（以下、単に１１ｂ方式と呼ぶ）による１１Ｍｂｐｓの通信速度のものと、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ（以下、単に１１ｇ方式と呼ぶ）による５４Ｍｂｐｓの通信速度のものとがあるが、いずれを使用可能であるかは具体的なハードウェア構成によって決まっている。なお、図示していないが、計時機能を実現するタイマー回路なども備えている。

無線端末５０，６０，７０には、アクセスポイント２０との間での電波の送受信を行なえるようにする無線ＬＡＮ接続用デバイスとして、無線ＬＡＮアダプタ５２，６２，７２が装着されている。この無線ＬＡＮアダプタ５２，６２，７２のデバイスドライバが無線端末５０，６０，７０に組み込まれることにより、無線端末５０，６０，７０は、装着された無線ＬＡＮアダプタ５２，６２，７２を認識し、無線ＬＡＮアダプタ５２，６２，７２を制御することが可能となる。

無線通信エリア内に入ったコンピュータとしての無線端末５０，６０，７０は、装着された無線ＬＡＮアダプタ５２，６２，７２とアクセスポイント２０との間で所定の通信チャンネルを使用した電波が送受信されることにより、アクセスポイント２０との通信を無線で行なう。アクセスポイント２０および無線ＬＡＮアダプタ５２，６２，７２は、やり取りするデータを通信に適した形式、いわゆるパケットに変換することが可能であり、これにより、無線端末５０，６０，７０とアクセスポイント２０との間においてデータの送受信をすることが可能となっている。

アクセスポイント２０が各無線端末５０，６０，７０からのアクセスを受けるにあたり、各アクセスポイント２０ａ，２０ｂ，２０ｎではデータ通信に使用する通信チャンネルを特定する必要がある。各アクセスポイント２０ａ，２０ｂ，２０ｎは、同通信チャンネルを特定した上でＩＤとしてのＳＳＩＤを含めたビーコンを適宜発信しており、各無線端末５０，６０，７０は無線ＬＡＮアダプタ５２，６２，７２の起動時などに所定期間を費やしてパッシブスキャンを行い、無線通信エリア内に存在するアクセスポイント２０ａ，２０ｂ，２０ｎの各種情報を取得可能となっている。すなわち、パッシブスキャンでは、通信チャンネルを順次ｃｈ１からｃｈ１３まで上げていきながら（下げていきながら）ビーコンを受信できるか否か判断し、ビーコンを受信できれば同ビーコンに含まれる情報からアクセスポイント２０ａ，２０ｂ，２０ｎのＳＳＩＤや通信方式などを取得していく。

ここで、各無線端末５０，６０，７０はアクセスポイント２０ａ，２０ｂ，２０ｎを上記ＳＳＩＤにて認識し、接続するアクセスポイント２０ａ，２０ｂ，２０ｎを特定した上で上記ビーコンに含まれる情報から通信チャンネルを特定するようにしている。従って、通信チャンネルを主体的に決定するのはアクセスポイント２０の側であって、無線端末５０，６０，７０の側ではない。

Ａ−２．最適通信チャンネル選択処理の内容：
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。

ステップＳ１１０にて初期値を与えられた変数ＣＨは、ステップＳ１４０にて「１」ずつインクリメントされ、ステップＳ１５０にて「１３」を超えたと判断されるまでステップＳ１２０，Ｓ１３０の処理を繰り返すことになる。通信チャンネルはｃｈ１〜ｃｈ１３があるので、このループ処理で各通信チャンネルを網羅することができる。

このループ処理の中では、まず、ステップＳ１２０でチャンネルＣＨを使用するアクセスポイントの数をパッシブスキャンで検出する。本実施形態では、通信効率を最適化するためにも通信方式の種別を含めて検出するようにしている。すなわち、１１ｂ方式のアクセスポイントの数Ｎｂと１１ｇ方式のアクセスポイントの数Ｎｇとを別個に計数する。ただし、用途によってはそれらの数をまとめた数Ｎ（＝Ｎｂ＋Ｎｇ）として利用することもある。

次に、ステップＳ１３０では各通信チャンネルごとの擬似電波密度を計算する。上述した無線ＬＡＮの通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｇでは、１３チャンネルがそれぞれ全く個別の通信環境を提供できるのではなく、一つの通信チャンネルを使用するとその近隣の通信チャンネルでのデータの送受信にも少なからず影響を及ぼす。その影響度は、使用する通信チャンネルを中心として通信チャンネルの数値が離れるに従って減っていく。この影響度は重み付けとして表すとすると、中心の通信チャンネルを１としたとき、概ね、チャンネル数値が±１離れた通信チャンネルにおいて１／２、チャンネル数値が±２離れた通信チャンネルにおいて１／３、チャンネル数値が±３離れた通信チャンネルにおいて１／６と表せる。

このような技術背景に鑑み、擬似電波密度は図４に示すフローチャートに従って計算する。まず、ステップＳ２０５ではループ処理のための変数ＶＣＨに初期値としての「１」を設定し、ステップＳ２１０ではパッシブスキャンにて検出したチャンネルＣＨを通信チャンネルとしているアクセスポイントの数を変数に代入する。フローチャート上ではＮｂｇと表記しているが、通信方式ごとに変数Ｎｂ，Ｎｇ，Ｎ（＝Ｎｂ＋Ｎｇ）にそれぞれに対応するアクセスポイントの数を代入する。

その後、ステップＳ２１５〜Ｓ２６０を繰り返し、変数ＶＣＨが「１」〜「１３」となる間、各通信チャンネルごとに用意されている擬似電波密度のための変数ＰＴｂｇ（ＶＣＨ）を計算していくことになる。具体的には、ステップＳ２１５で現在の変数ＶＣＨの値が現在の通信チャンネルの数値と±３の隔たりがあるか否かを判断し、ＹＥＳである場合にはステップＳ２２０にて通信方式ごとに擬似電波密度を計算して変数ＰＴｂｇ（ＶＣＨ）に代入する。ここでも、フローチャート上ではＰＴｂｇ（ＶＣＨ）やＮｂｇと表記しているが、具体的には、通信方式ごとに計算する。計算式において、計算前の擬似電波密度ＰＴｂｇ（ＶＣＨ）に加算するのはアクセスポイントの数Ｎｂｇに「１」を乗算した数値である。上述したように使用する通信チャンネルを中心として±３の数値の通信チャンネルが受ける影響度は１／６である。しかし、整数で演算して演算処理を簡易化することが可能である。±３の数値の通信チャンネルが受ける影響度の１／６に対して重み付けを「１」とするのであれば、±２の数値の通信チャンネルが受ける影響度の１／３に対して重み付けは２が適当であり、同様にして±１の数値の通信チャンネルが受ける影響度の１／２に対して重み付けは３が適当であり、中心の通信チャンネルが受ける影響度の１に対して重み付けは６が適当となる。ステップＳ２１５，Ｓ２２５，Ｓ２３４，Ｓ２４５にて、それぞれ使用する通信チャンネルを中心として±３の数値の通信チャンネルであるのか、±２の数値の通信チャンネルであるのか、±１の数値の通信チャンネルであるのか、中心の通信チャンネルであるのかを判定し、それぞれに該当する場合は、ステップＳ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２４０，Ｓ２５０にてアクセスポイントの数Ｎｂｇに重み付けを乗算した値を擬似電波密度の値として計算する。

むろん、複数の通信チャンネルが利用されていれば影響度は累積的になるので、アクセスポイントの数を各通信チャンネルごとに検出したら、その都度、影響が及ぼす近隣チャンネルのすべてについて上述した擬似電波密度の計算を行う。
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。

そこで、図３に示すステップＳ１６０にて以上のようにして計算した擬似電波密度に基づいて最適な通信チャンネルを決定する。
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。

初期値の設定後、ステップＳ３１０では変数ＣＨで表される現在の通信チャンネルにおいて検出されたアクセスポイントが１１ｂ方式を採用しているものか否かを判断している。本実施形態においては、他にも同じ通信チャンネルを使用することになるアクセスポイントが存在するとしても、できるだけ１１ｂ方式のアクセスポイントがある通信チャンネルは避けようとしている。１１ｂ方式での通信速度の理論値は１１Ｍｂｐｓであるのに対し、１１ｇ方式での通信速度の理論値は５４Ｍｂｐｓである。これは同じデータ量を通信するのに要する通信時間の差に反映される。従って、複数のアクセスポイントが存在している状況で同じ通信チャンネルを使用せざるをえないとしてもできるだけ１１ｂ方式のアクセスポイントとの共存は避け、通信速度の低下を回避している。

アクセスポイントが１１ｂ方式でないときには、ステップＳ３１５にて変数ＣＨの通信チャンネルにおける１１ｇ方式の擬似電波密度ＰＴｇ（ＣＨ）が現時点での最小擬似電波密度値Ｗよりも小さいか判断する。このとき、例外的に通信チャンネルが「１１」の場合に限り、擬似電波密度ＰＴｇ（ＣＨ）が現時点での最小擬似電波密度値Ｗと同じである場合も含むようにしている。すなわち、通信チャンネルを変化させながらワークの変数Ｗに保存されている最小擬似電波密度値よりも小さい擬似電波密度であるか否かを判断し、小さければ最小擬似電波密度値Ｗとともに仮チャンネル値としての変数ｃｈａｎに現在の通信チャンネルの変数値を代入して更新する。

その後、ステップＳ３２５にて変数ＣＨを「１」だけインクリメントし、ステップＳ３３０にて「１３」を超えたと判断するまでステップＳ３１０〜ステップＳ３２５の処理を繰り返す。
「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。

最小擬似電波密度値Ｗや仮チャンネルｃｈａｎを使用した最小の擬似電波密度となる通信チャンネルを探す処理は先に説明したステップＳ３１５，Ｓ３２０の場合と同様である。唯一異なるのは、１１ｂ方式の共存を避けるためのステップＳ３１０の判断処理がない点だけである。従って、今度は最小の擬似電波密度となる通信チャンネルを必ず検出できる。

次に、上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。
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。

続いてステップＳ１６０の処理で擬似電波密度の最も少ない通信チャンネルを「１」から順次探していく。図から明らかなようにチャンネル番号を順次上げていって通信チャンネルが「５」となった時点で最小擬似電波密度値Ｗの値は最小となり、以後更新されなくなる。この結果、最適通信チャンネルとして「５」チャンネルが選択されることになる。

一方、このようにして使用する通信チャンネルを選択されたアクセスポイントが１１ｂ方式であるとしたときの上記テーブルの状況を図８に示している。同テーブルでは１１ｇ方式の擬似電波密度と区別できるように擬似電波密度を「ｏ」として付している。
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。

なお、１１ｂ方式の共存を避ける範囲として１１ｂ方式で影響を及ぼす近隣通信チャンネルを避けるようにすることも可能である。このようにするときには、チャンネル番号「８」のときに擬似電波密度の比較が行われず、チャンネル番号「９」のときに最小擬似電波密度値Ｗが更新され、選択される。

ところで、上述したような通信チャンネルの選択、決定処理は、新たにアクセスポイント２０を設置する場合に限られない。無線端末５０，６０，７０を含め、無線ＬＡＮ環境では通信端末５０，６０，７０が増減したり、アクセスポイント自体が増減することがあり得る。このため、図９に示すように、所定期間経過したら各アクセスポイントにて各通信チャンネルの使用状況を判定し、その時点で最適な通信チャンネルを選択するようにしても良い。

すなわち、同図に示すように、ステップＳ４０５にて所定時間経過したか否かを判断し、所定時間経過しているときにはステップＳ４１５にて無線端末を通信中か否かを判断する。ステップＳ４１５にて無線端末を通信中か否かを判断するのは、無線端末と通信中に通信チャンネルを変更すると通信が途切れてしまい、悪影響を及ぼしかねないからである。そして、無線端末と通信していなければステップＳ４２０にて通信チャンネルの再設定を行う。その内容は図３に示すものと全く同様である。なお、ステップＳ４０５にて所定時間経過していないと判断された場合は、ステップＳ４１０にて通常の通信処理を実行し、再度、ステップＳ４０５にて所定時間経過したか否かを判断する。

また、上述した通信チャンネルの選択処理は、必ずしもアクセスポイントに実装されたプログラムなどによって行なう必要はなく、無線ＬＡＮアダプタ５２，６２，７２を装着した無線端末５０，６０，７０でも実現可能である。この場合は、最適な通信チャンネルを選択する処理まで実行可能であるから、同プログラムを実装していないアクセスポイントを設置するにあたり、無線端末５０，６０，７０にて当該処理を実施して最適な通信チャンネルを求め、同通信チャンネルを新たに設置するアクセスポイントで使用する通信チャンネルに設定すればよい。

このように、ステップＳ１２０でチャンネルＣＨを使用するアクセスポイントの数をパッシブスキャンで検出し、ステップＳ１３０では同検出されたアクセスポイントの数に基づいて各通信チャンネルごとの擬似電波密度を計算し、ステップＳ１６０にて擬似電波密度の最も少ない通信チャンネルを「１」から順次探していくようにし、アクセスポイントの数から各通信チャンネルの使用状況に基づいて選択することで、比較的簡易な手法で効率の良い通信を行うことが可能な通信チャンネルを選択できるようになった。

本発明の一実施形態にかかるネットワーク環境を示す概略図である。 アクセスポイント２０の構成を示す説明図である。 通信チャンネルを選択するメインフローチャートである。 擬似電波密度の計算の処理のフローチャートである。 最適通信チャンネルを決定する処理のフローチャートである。 最適通信チャンネルを決定する処理のフローチャートである。 各通信チャンネルごとに擬似電波密度を計算したテーブルを示す図である。 各通信チャンネルごとに擬似電波密度を計算したテーブルを示す図である。 所定時間ごとに最適通信チャンネルを再選択する処理のフローチャートである。

符号の説明

２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｎ）…アクセスポイント

Claims (14)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
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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