特開 2023-151088 無線基地局、制御方法、および、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151088

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】無線基地局、制御方法、および、プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/16 20090101AFI20231005BHJP

   H04W 92/20 20090101ALI20231005BHJP

   H04W 72/54 20230101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H04W28/16

H04W92/20 110

H04W72/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022060521

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】500112146

【氏名又は名称】サイレックス・テクノロジー株式会社

(72)【発明者】

【氏名】西原 健太

(72)【発明者】

【氏名】高田 裕也

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067DD24

5K067DD34

5K067EE10

5K067JJ21

(57)【要約】      （修正有）

【課題】複数の無線基地局の起動タイミングが重なった場合、無線通信に用いる動作チャネルの重複を避けるように動作チャネルを決定する無線基地局、制御方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】無線基地局１０３は、他の複数の無線基地局との間で無線通信を行う無線通信部２０１又は他の複数の無線基地局との間で有線通信を行う有線通信部２０３と、自機の周囲の無線環境情報を取得する無線環境取得部２０８と、無線通信部又は有線通信部を通じて他の無線基地局に探索フレームを送信する処理部２０５と、複数の無線基地局のうちで複数の無線基地局全ての動作チャネルを決定するマスターモードで動作する無線基地局が存在するか否かを判定する判定部２０４と、を備える。判定部が探索フレームに対する応答を元に他の無線基地局にマスターモードで動作する無線基地局が存在しないと判定した場合、処理部は、自機の動作モードをマスターモードに設定する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の無線基地局を備える通信システムにおける無線基地局であって、
他の複数の無線基地局との間で無線通信を行う無線通信部または前記他の複数の無線基地局との間で有線通信を行う有線通信部と、
自機の周囲の無線環境情報を取得する無線環境取得部と、
前記無線通信部または前記有線通信部を通じて、他の前記無線基地局に探索フレームを送信する処理部と、
前記複数の無線基地局のうちで、前記複数の無線基地局すべての動作チャネルを決定するマスターモードで動作する無線基地局が存在するか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部が前記探索フレームに対する応答をもとに他の前記無線基地局にマスターモードで動作する無線基地局が存在しないと判定した場合に、前記処理部は、自機の動作モードを前記マスターモードに設定する
無線基地局。

【請求項2】

前記処理部が自機の動作モードを前記マスターモードに設定した場合に、
他の前記無線基地局から前記無線通信部または前記有線通信部を通じて取得した無線環境情報および前記無線環境取得部が自機の周囲から取得した無線環境情報に基づいて、
前記複数の無線基地局それぞれに最適な動作チャネル候補を含めたチャネル指示情報を配信する
請求項１に記載の無線基地局。

【請求項3】

前記処理部は、
前記無線基地局それぞれから得た無線環境情報から、任意の一つのチャネルに対し、当該チャネルを中心として、それぞれの近接チャネルのＲＳＳＩ値に対して、近接するほど大きい重み係数を掛け、それらを合計することで算出される総合ＲＳＳＩ値を、前記複数の無線基地局それぞれに対して、動作可能なチャネルごとに算出し、当該総合ＲＳＳＩ値が最も高いチャネルを前記動作チャネル候補として仮決定する
請求項１または２に記載の無線基地局。

【請求項4】

前記処理部は、前記複数の無線基地局それぞれにおいて仮決定した前記動作チャネル候補が重複している場合、最も無線環境が優れる無線基地局に当該動作チャネル候補を割り当てる
請求項１～３のいずれか１項に記載の無線基地局。

【請求項5】

前記判定部が、前記探索フレームに対する応答をもとに、マスターモードで動作する他の無線基地局が存在すると判定した場合に、
前記処理部は、前記無線環境取得部で取得した前記無線環境情報を前記マスターモードで動作する無線基地局に前記無線通信部または前記有線通信部を通じて送信し、前記マスターモードで動作する無線基地局から動作チャネル指示情報を受信した場合に当該動作チャネル指示情報に基づいて、無線通信に用いる動作チャネルを前記無線通信部に設定する
請求項１に記載の無線基地局。

【請求項6】

複数の無線基地局を備える通信システムにおける無線基地局の制御方法であって、
他の複数の無線基地局との間で無線通信を行う無線通信ステップまたは前記他の複数の無線基地局との間で有線通信を行う有線通信ステップと、
自機の周囲の無線環境情報を取得する無線環境取得ステップと、
前記無線通信ステップまたは前記有線通信ステップを通じて、他の前記無線基地局に探索フレームを送信する処理ステップと、
前記複数の無線基地局のうちで、前記複数の無線基地局すべての動作チャネルを決定するマスターモードで動作する無線基地局が存在するか否かを判定する判定ステップと、を含み、
前記判定ステップにより前記探索フレームに対する応答をもとに他の前記無線基地局にマスターモードで動作する無線基地局が存在しないと判定した場合に、前記処理ステップは、自機の動作モードを前記マスターモードに設定する
制御方法。

【請求項7】

請求項６に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線基地局、制御方法、および、そのプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来からＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線基地局において、複数の無線基地局がそれぞれ起動時に周囲の無線環境に基づいて最も干渉の少ないチャネルを探索し、最適な動作チャネルを決定する無線通信システム（特許文献１）が知られている。このように、特許文献１に開示される無線通信システムは、無線基地局が設置される無線環境に合わせて最適な動作チャネルを自ら選択（以後、自動チャネル選択機能と呼ぶ）して、電波の干渉を抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２２４９４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示される無線通信システムでは、複数の無線基地局が同時に電源投入される等により、無線基地局の起動タイミングが重なった場合、選択されるチャネルが複数の無線基地局同士で競合してしまう問題がある。このように、通信システム内に複数の無線基地局が存在する場合、それぞれの無線基地局は、他の無線基地局が使用しようとしている動作チャネルを知ることができない。これにより、それぞれの無線基地局で選択される動作チャネル同士が競合し、電波干渉が発生してしまう可能性がある。これを解決するためには、無線基地局それぞれのチャネルを指定するために中央制御装置（動作チャネルの管理）を設置することも考えられるが、システム上煩雑であり、コスト上昇も無視できない。また、５ＧＨｚに属するＷ５３帯やＷ５６帯は、各国の電波法に基づいて、無線基地局が電波を出力する前に、ＣＡＣ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）と呼ばれる、レーダー波の監視期間（例えば、１分間）を設けることが規定されており、この間に電波を出力することは許されず、レーダー波が存在しない別のチャネルに移動する必要がある。

【0005】

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その主要な目的は、複数の無線基地局で構成される通信システムにおいて、複数の無線基地局の起動タイミングが重なった場合、無線通信に使用する動作チャネルの重複を避けるように動作チャネルを決定する無線基地局を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線基地局は、複数の無線基地局を備える通信システムにおける無線基地局であって、他の複数の無線基地局との間で無線通信を行う無線通信部または他の複数の無線基地局との間で有線通信を行う有線通信部と、
自機の周囲の無線環境情報を取得する無線環境取得部と、無線通信部または有線通信部を通じて、他の無線基地局に探索フレームを送信する処理部と、複数の無線基地局のうちで、複数の無線基地局すべての動作チャネルを決定するマスターモードで動作する無線基地局が存在するか否かを判定する判定部と、を備え、判定部が探索フレームに対する応答をもとに他の無線基地局にマスターモードで動作する無線基地局が存在しないと判定した場合に、処理部は、自機の動作モードを前記マスターモードに設定する。

【0007】

これによれば、複数の無線基地局のうちに、マスターモードで動作する無線基地局を自動的に設定できるようにして、このマスターモードで動作する無線基地局が、通信システム内の全無線基地局の動作チャネルを決定することで、複数の無線基地局それぞれで無線通信に使用する動作チャネルの重複を避けるように動作チャネルを選択する無線基地局を決定できる。

【0008】

また、処理部が自機の動作モードをマスターモードに設定した場合に、他の無線基地局から無線通信部または有線通信部を通じて取得した無線環境情報および前記無線環境取得部が自機の周囲から取得した無線環境情報に基づいて、複数の無線基地局それぞれに最適な動作チャネル候補を含めたチャネル指示情報を配信してもよい。

【0009】

これによれば、無線基地局は、自機の動作モードがマスターモードである場合に、他の無線基地局から無線環境情報を取得し、自機の周囲から取得した無線環境情報に基づいて、複数の無線基地局それぞれに最適な動作チャネル候補を提供できる。

【0010】

また、処理部は、無線基地局それぞれから得た無線環境情報から、任意の一つのチャネルに対し、当該チャネルを中心として、それぞれの近接チャネルのＲＳＳＩ値に対して、近接するほど大きい重み係数を掛け、それらを合計することで算出される総合ＲＳＳＩ値を、複数の無線基地局それぞれに対して、動作可能なチャネルごとに算出し、当該総合ＲＳＳＩ値が最も高いチャネルを動作チャネル候補として仮決定してもよい。

【0011】

これによれば、無線基地局は、複数の無線基地局それぞれの最適な動作チャネル候補を算出することができる。

【0012】

また、処理部は、複数の無線基地局それぞれにおいて仮決定した動作チャネル候補が重複している場合、最も無線環境が優れる無線基地局に当該動作チャネル候補を割り当ててもよい。

【0013】

これによれば、無線基地局は、複数の無線基地局それぞれにおいて仮決定した動作チャネル候補が重複している場合でも、最も無線環境が優れる無線基地局に当該動作チャネル候補を割り当てることができる。

【0014】

また、判定部が、探索フレームに対する応答をもとに、マスターモードで動作する他の無線基地局が存在すると判定した場合に、処理部は、無線環境取得部で取得した無線環境情報をマスターモードで動作する無線基地局に無線通信部または有線通信部を通じて送信し、マスターモードで動作する無線基地局から動作チャネル指示情報を受信した場合に当該動作チャネル指示情報に基づいて、無線通信に用いる動作チャネルを無線通信部に設定してもよい。

【0015】

これによれば、無線基地局は、マスターモードで動作する他の無線基地局が存在する場合に、無線環境情報をマスターモードで動作する無線基地局に送信し、マスターモードで動作する無線基地局からの動作チャネル指示情報に基づいて最適な動作チャネルを無線通信に用いることができる。

【0016】

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御方法は、複数の無線基地局を備える通信システムにおける無線基地局の制御方法であって、他の複数の無線基地局との間で無線通信を行う無線通信ステップまたは他の複数の無線基地局との間で有線通信を行う有線通信ステップと、自機の周囲の無線環境情報を取得する無線環境取得ステップと、無線通信ステップまたは有線通信ステップを通じて、他の前記無線基地局に探索フレームを送信する処理ステップと、複数の無線基地局のうちで、複数の無線基地局すべての動作チャネルを決定するマスターモードで動作する無線基地局が存在するか否かを判定する判定ステップと、を含み、判定ステップにより探索フレームに対する応答をもとに他の無線基地局にマスターモードで動作する無線基地局が存在しないと判定した場合に、処理ステップは、自機の動作モードを前記マスターモードに設定する。

【0017】

これによれば、上記無線基地局と同様の効果を奏する。

【0018】

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【0019】

これによれば、上記無線基地局と同様の効果を奏する。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、自動チャネル選択機能を用いる環境においても、複数の無線基地局に対してそれぞれ最適な動作チャネルを設定することができ、無線通信システムが自律的に電波の干渉を抑制するができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る通信システムの概要を示す模式図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態に係る無線基地局の機能構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。

【図4】図４は、本発明の実施の形態に係る無線基地局がマスターモードで動作を行う場合を示すフローチャートである。

【図5】図５は、本発明の実施の形態に係る無線基地局のマスターモードで動作を行う場合に他の無線基地局の動作チャネルを決定する動作を示すフローチャートである。

【図6a】図６ａは、本発明の実施の形態に係る通信システム全体の動作の流れを示すシーケンス図である。

【図6b】図６ｂは、本発明の実施の形態に係る通信システム全体の動作の流れを示す図６ａの続きを示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

【0023】

図１は本実施の形態に係る通信システム１００の概要を示す模式図である。

【0024】

図１に示すように、通信システム１００は、Ｌ２スイッチ１０１と、有線リンク１０２と、無線基地局１０３ａ、１０３ｂ、および１０３ｃと、第一無線リンク１０４と、第二無線リンク１１０と、無線端末１０５と、を備える。通信システム１００は、例えばオフィス等に構築された無線通信システムである。以下、図１における複数の無線基地局(例えば１０３ａ、１０３ｂ、および１０３ｃ)を総称して、無線基地局１０３とも呼ぶ。

【0025】

なお、本実施の形態では、通信システム１００は３つの無線基地局１０３ａ、１０３ｂ、および１０３ｃを備えているが、これに限定されず、通信システム１００が備える無線基地局の数は４つ以上でもよい。また、本実施の形態では、通信システム１００は１つの無線端末１０５を備えているが、これに限定されず、各無線基地局１０３の各々にそれぞれ複数の無線端末１０５が接続される構成であってもよい。この場合、複数の無線端末（例えば１０５など）を総称して、無線端末１０５とも呼ぶ。

【0026】

無線基地局１０３は、無線端末１０５との間に第一無線リンク１０４および第二無線リンク１１０を介して無線ネットワークを形成する。無線基地局１０３は、第一無線リンク１０４を介して、有線リンク１０２から受信したデータフレームを無線端末１０５に転送したり、無線端末１０５から受信したデータフレームをＬ２スイッチ１０１に転送する。また、無線基地局１０３は、第二無線リンク１１０を介して無線基地局１０３それぞれとの間で相互に無線通信を行う。無線基地局１０３は、例えば、アクセスポイントなどである。

【0027】

無線端末１０５は、無線基地局１０３との間で接続しＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ等の規格に準拠した無線通信を行う。無線端末１０５はパーソナルコンピュータや、スマートフォンなどである。

【0028】

Ｌ２スイッチ１０１は、有線リンク１０２を介して、無線基地局１０３それぞれと接続される。Ｌ２スイッチ１０１は、具体的には有線ネットワークにおけるスイッチングハブなどである。

【0029】

有線リンク１０２は、無線基地局１０３それぞれとＬ２スイッチ１０１との間で有線通信を行う際の通信経路である有線リンク１０２は、ＩＥＥＥ８０２．３等の通信規格に準拠する有線ネットワークである。

【0030】

第一無線リンク１０４は、無線基地局１０３と無線端末１０５との間で無線通信を行う際の通信経路である。第一無線リンク１０４はＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ等の通信規格に準拠し、例えば５ＧＨｚ帯の周波数帯域を利用して無線端末１０５との間で無線通信を行う。

【0031】

第二無線リンク１１０は、無線基地局１０３それぞれの間で相互に無線通信を行う際の通信経路である。第二無線リンク１１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ等の通信規格に準拠し、例えば２．４ＧＨｚ帯の周波数帯域を利用して無線基地局１０３それぞれの間で相互に無線通信を行う。また、第二無線リンク１１０は、ＷＤＳ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）通信等で構成されてもよい。例えば、第二無線リンク１１０（２．４ＧＨｚ帯）は、第一無線リンク１０４（５ＧＨｚ帯）と異なる周波数帯を用いることで、互いの無線通信が同時に行われた場合でも互いの無線通信における電波干渉を回避できる。なお、第二無線リンク１１０は、５ＧＨｚ帯と異なる周波数帯を用いることが好ましい。５ＧＨｚ帯を用いる無線通信では、各国の電波法によって定められる特定の電波（レーダー波）が一定期間（監視期間）の間、当該電波が存在するか否かを監視する必要があり、ＷＤＳ通信等を構成する場合には、その適用は好ましくないからである。

【0032】

図２は、本実施の形態に係る無線基地局１０３の機能構成を示すブロック図である。無線基地局１０３は、無線通信部２０１と、有線通信部２０３と、判定部２０４と、処理部２０５と、記憶部２０６と、計時部２０７と、無線環境取得部２０８と、を備える。無線基地局１０３は、１種のコンピュータであり、各ハードウェアと協調して、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が、補助記憶部に記憶されたプログラムを主記憶部に読み込んで実行する。

【0033】

無線通信部２０１は、第一周波数帯を用いて無線端末１０５との間で無線通信を行う第一無線モジュール２０１ａと、第一無線モジュール２０１ａとは異なる周波数帯（第二周波数帯）を用いて無線基地局１０３それぞれの間で無線通信を行う第二無線モジュール２０１ｂを備える。第二無線モジュール２０１ｂは、通信システム１００に存在する複数の無線基地局１０３のうち、マスターモードで動作中の無線基地局１０３の存在を探索するための探索フレーム（後述する）を送受信し、その応答フレームとして、無線環境情報および動作可能なチャネル情報を含む応答フレームを自機以外の他の無線基地局１０３との間で送受信する。また、無線通信部２０１は、電波法などに定められるレーダー波を検出するために、仮決定された動作チャネルを一定時間の監視を行う。無線通信部２０１は、無線モジュール、アンテナ（図示しない）および無線モジュールのドライバプログラム等で実現され、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ等の規格に則り、他の無線基地局１０３や、無線端末１０５に対して無線通信を行う。

【0034】

有線通信部２０３は、他の無線基地局１０３との間で探索フレームを送受信し、また、その応答フレームとして無線環境情報および動作可能なチャネル情報を含む応答フレームを自機以外の他の無線基地局１０３との間で送受信する。有線通信部２０３は、有線インタフェース（図示しない）等により実現され、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格等に則り、Ｌ２スイッチ１０１等の有線ネットワーク機器と、無線基地局１０３との間で有線通信を行う。

【0035】

判定部２０４は、他の無線基地局の有無の判定および無線基地局の動作モードの決定に関わる判定を行う。判定部２０４はＣＰＵや、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で実現される計算機の形態であってもよいし、同様の判定の効果を奏するプログラムの形態で実現されてもよい。

【0036】

処理部２０５は、判定部２０４、記憶部２０６、および計時部２０７の情報を元にした通信制御の処理を行う。具体的には、動作チャネル候補の仮決定、動作チャネルの設定、および他の無線基地局１０３の存在の有無を知るために、独自に定める探索フレームを有線通信部２０３または第二無線モジュール２０１ｂに送信させ、その応答結果を判定部２０４に通知する。具体的な処理の内容は、後述する。処理部２０５はＣＰＵ、ＲＡＭ、等で実現されてもよい。

【0037】

記憶部２０６は、仮決定した動作チャネル候補、他の無線基地局が使用中の動作チャネルの情報、および接続情報等を記憶する。記憶部２０６は、ＲＡＭ等の揮発性記憶装置で実現されてもよいし、ｅＭＭＣ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性記憶装置で実現されてもよい。

【0038】

計時部２０７は、無線基地局１０３の起動を遅延させる遅延時間を計時し、処理部２０５に通知する。具体的には、計時部２０７は、自ら決定した遅延時間をカウントダウンし、所定の遅延時間が経過すれば、処理部２０５に通知する。計時部２０７は乱数等を使用して遅延時間をランダムに決定する。計時部２０７は、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）等のハードウェアで実現されてもよいし、同様の機能を持つソフトウェア等により実現されてもよい。

【0039】

無線環境取得部２０８は、自機の周囲から無線情報を取得し、無線環境情報をとして処理部２０５に通知する。無線環境情報とは、例えばスキャンを実行した無線基地局１０３の周囲に存在し得る無線基地局数、近隣に存在し得る無線基地局１０３から受信される電波の受信強度（ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ））情報、スキャン対象のチャネルにおける無線帯域の負荷率、並びに当該チャネルにおけるフロアノイズ等の情報を少なくとも含む。具体的には、例えば５ＧＨｚ帯に定義される一群（例えばＷ５２、Ｗ５３、Ｗ５６など）の動作チャネルをスキャンすることで行われる。無線環境取得部２０８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、無線モジュール、アンテナ（図示しない）、および無線モジュールのドライバプログラム等で実現されてもよい。

【0040】

本実施の形態の通信システム１００では、複数の無線基地局１０３で構成され、その内のマスターモードで動作を行う無線基地局１０３が自機の周囲に存在する無線基地局１０３より無線環境情報を受信し、マスターモードで動作を行う無線基地局１０３が複数の無線基地局１０３すべての適切な動作チャネル候補を選定し、複数の無線基地局１０３それぞれに当該動作チャネル候補を通知するまでを、図３，図４、および図５を用いて以下、詳細に説明する。

【0041】

図３は、本実施の形態に係る無線基地局１０３の動作の一例を示すフローチャートである。

【0042】

ステップＳ３０１は、無線基地局１０３が動作を開始するタイミングを任意の時間遅らせる処理である。無線基地局１０３が動作を開始するタイミングをランダムに遅らせることにより、通信システムに存在する複数の無線基地局１０３のそれぞれが同じタイミングで起動の処理を完了することを回避する。当該処理では、計時部２０７はランダムに決められた遅延時間が経過した旨を処理部２０５に通知し、当該通知をもとに処理部２０５は自機を起動させる。また、処理部２０５はこのタイミングにて自機が使用しようとする動作チャネル候補を仮決定する。

【0043】

ステップＳ３０２は、ステップＳ３０１で仮決定した動作チャネルを用いて周囲の電波環境を検索する処理である。無線通信部２０１は、各国の電波法によって定められる特定の電波（レーダー波）が一定期間（監視期間）の間、存在するか否かを判定する。当該監視期間は、具体的には、例えば１分間（６０秒間）などである。検索期間が終了すると無線通信部２０１はその結果を処理部２０５に通知する。レーダー波が検索で検出されなかった場合には、その旨を処理部２０５に通知しステップＳ２０３に遷移する（ステップＳ３０２のＹｅｓ）。一方、レーダー波が検索で検出された場合には、処理部２０５は、無線基地局１０３が仮決定した動作チャネルを変更し、ステップＳ３０２を繰り返す（ステップＳ３０２のＮｏ）。

【0044】

ステップＳ３０３は、無線基地局１０３が近傍に存在し得る他の無線基地局１０３（例えば図１における無線基地局１０３ａに対する無線基地局１０３ｂおよび１０３ｃなど）のうち、マスターモードで動作中の無線基地局１０３を探索する処理である。処理部２０５は、無線通信部２０１または有線通信部２０３を通じて、マスターモードで動作中の無線基地局１０３を探索する。当該通信は、例えばベンダー独自に定められる無線フレームの探索フレームを用いて行う。ここで、当該探索フレームの応答として送信されるベンダー独自に定められる無線フレーム（以後、マスター応答フレームと呼ぶ）の特定箇所に格納されたフラグ情報に例えば１が設定されていれば、マスターモードで動作を行う無線基地局１０３が存在することを知ることができる。なお、マスターモードとは、通信システム１００においてマスターモード以外（通常モードとも呼ぶ）で動作する他の無線基地局１０３から無線環境情報を受信し、当該無線環境情報に基づいて、それぞれの無線基地局１０３（無線環境情報送信元の無線基地局）に最適なチャネルを算出した上で、当該それぞれの無線基地局１０３に対して適切な動作チャネル候補を配信する機能を担うモードである。

【0045】

ステップＳ３０４は、判定部２０４がマスターモードで動作中の無線基地局１０３が通信システム１００に存在するか否かを判定する処理である。判定部２０４は、ステップＳ３０３で送信された探索フレームに対する応答として送信されるマスター応答フレームの特定箇所に格納されたフラグ情報を参照する。判定部２０４は、例えばフラグ情報が１であるマスター応答フレームを受信した場合には、マスターモードで動作中の無線基地局１０３が検出されたと判定し、その旨を処理部３０５に通知する（ステップＳ３０４のＹｅｓ）。一方、受信したすべてのマスター応答フレームの特定箇所に格納されたフラグ情報が例えば０である、あるいは設定されていない場合には、マスターモードで動作中の無線基地局１０３が検出されなかった（つまり、存在しない）と判定し、その旨を処理部２０５に通知する（ステップＳ３０４のＮｏ）。なお、判定部２０４は、ステップＳ３０３で送信された探索フレームに対する他の無線基地局１０３からの応答がない場合も、マスターモードで動作中の無線基地局１０３が検出されなかった（つまり、存在しない）と判定し、その旨を処理部２０５に通知する（ステップＳ３０４のＮｏ）。

【0046】

ステップＳ３０５は、自機の動作モードをマスターモードに切り替える処理である。処理部２０５は、ステップＳ３０４の通知（ステップＳ３０４のＮｏ）を基に自機の動作モードをマスターモードに設定する。

【0047】

ステップＳ３０６は、無線基地局１０３が自機に備える無線環境取得部２０８で取得した無線環境情報をマスターモードで動作中の他の無線基地局１０３に対して送信する処理である。処理部２０５は、ステップＳ３０４の通知（ステップＳ３０４のＮｏ）を基に自機の動作モードを通常モードに設定する。また、処理部２０５は、無線環境取得部２０８で取得した無線環境情報をマスターモードで動作中の他の無線基地局１０３に対して送信する。

【0048】

ステップＳ３０７は、マスターモードで動作中の無線基地局１０３が送信する動作チャネル指示情報（後述詳細に説明する）を受信したか否かを判定する処理である。判定部２０４は、無線通信部２０１を通じて、マスターモードで動作中の無線基地局１０３から動作チャネル指示情報を受信した場合には、その旨を処理部２０５に通知する（ステップＳ３０７のＹｅｓ）。一方、動作チャネル指示情報を受信していない場合には、ステップＳ３０７を繰り返す（ステップＳ３０７のＮｏ）。

【0049】

ステップＳ３０８は、動作チャネル候補をもとに自機に動作チャネルを設定する処理である。処理部２０５は、ステップＳ３０７の通知（ステップＳ３０７のＹｅｓ）をもとにマスターモードで動作中の無線基地局１０３より受信した動作チャネル指示情報に含まれる動作チャネル候補に基づいて、無線通信に用いる動作チャネルを無線通信部２１０に設定する。

【0050】

図４は、本実施の形態に係る無線基地局がマスターモードで動作する場合の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１は、通常モードで動作中の他の無線基地局１０３から無線環境情報を受信したか否かを判定する処理である。判定部２０４は、無線通信部２０１を通じて、通常モードで動作中の他の無線基地局１０３から無線環境情報を受信した場合には、その旨を処理部２０５に通知する（ステップＳ４０１のＹｅｓ）。一方、無線環境情報を受信していない場合には、ステップＳ４０１を繰り返す（ステップＳ４０１のＮｏ）。

【0051】

ステップＳ４０２は、通常モードで動作中の他の無線基地局１０３に配信する最適な動作チャネル候補を算出する処理である。処理部２０５は、ステップＳ４０１にて取得した無線環境情報を基に通常モードで動作中の他の無線基地局１０３に配信する最適な動作チャネルを算出する。なお、最適な動作チャネル候補を算出する処理については、図５を用いて、後述詳細に説明する。

【0052】

ステップＳ４０３は、ステップＳ４０２にて算出された最適な動作チャネル候補を含めたチャネル指示情報を通常モードで動作中の他の無線基地局１０３を配信する処理である。処理部２０５は、無線通信部２０１または有線通信部２０３を通じて、チャネル指示情報を通常モードで動作中の他の無線基地局１０３を配信する。当該チャネル指示情報は、ステップＳ４０１にて無線環境情報をマスターモードで動作中の自機に対して送信した、通常モードで動作中の無線基地局１０３に対して行われる。

【0053】

ステップＳ４０４は、ステップＳ４０２で算出された動作チャネル候補を記憶する処理である。処理部２０５は、ステップＳ４０２で算出した通常モードで動作中の他の無線基地局１０３に配信した動作チャネル候補を記憶部２０６に記憶する。

【0054】

図５は、本実施の形態に係る無線基地局１０３のマスターモードにおける通常モードで動作中の他の無線基地局１０３に配信する動作チャネル候補を決定する動作を示すフローチャートである。

【0055】

ステップＳ５０１は、通常モードで動作中の他の無線基地局１０３から無線環境情報を受信する処理である。処理部２０５は、無線通信部２０１を通じて受信した無線環境情報と当該無線環境情報の送信元である通常モードで動作中の他の無線基地局１０３それぞれと関連付けて記憶部２０６に保存するように通知する。

【0056】

ステップＳ５０２は、通信システム内に存在するすべての無線基地局から無線環境情報を取得し終えたか否かを判定する処理である。判定部２０４は、すべての無線基地局から無線環境情報を取得したか否かを判定する。判定部２０４は、すべての無線基地局から無線環境情報を取得した場合には、その旨を処理部２０５に通知する(ステップＳ５０２のＹｅｓ)。一方、取得していない場合には、ステップＳ５０２を繰り返す(ステップＳ５０２のＮｏ)。

【0057】

これ以降、ステップＳ５０２にて通信システム１００内に存在するすべての無線基地局１０３から受信した無線環境情報を基に、無線基地局１０３それぞれが無線通信に用いることができるチャネル（以後、動作可能なチャネルとも呼ぶ）を仮決定する。例えば、まず無線基地局１０３ごとに最もＲＳＳＩ値が高いチャネルを動作チャネル候補として仮決定し、ステップＳ５０７に移行できる。しかし、次に述べるような方法を用いて、近接チャネルの影響まで含めて、より最適な動作チャネル候補を仮決定するのが望ましい。

【0058】

ステップＳ５０３は、ステップＳ５０２にて通信システム１００内に存在するすべての無線基地局１０３から受信した無線環境情報を基に、無線基地局１０３それぞれが動作可能なチャネルごとに総合ＲＳＳＩ値を算出する処理である。総合ＲＳＳＩ値とは、無線基地局１０３の動作可能なチャネル（例えば、２０チャネル数）のうち、任意の一つのチャネルに対して算出される値である。ここで、総合ＲＳＳＩ値は、任意の１つのチャネルに対し、当該チャネルに隣接するチャネルからの影響も考慮した計算により算出される値である。処理部２０５は、任意の一つのチャネル（例えば４４ｃｈ）に対し、当該チャネルを中心として、近接チャネルのＲＳＳＩ値に、近接するチャネルほど大きい重み係数を掛け、それらを合計することで算出される。具体的には、（数１）の計算式で算出され、４ｃｈ離れる毎に１／２、１／４、・・・のように次第に減衰する重み係数を掛け合わせて算出される。また、当該算出された総合ＲＳＳＩ値は、順次、処理部２０５からの通知により、記憶部２０６に格納され記憶される。
（数１）
４４ｃｈの総合ＲＳＳＩ値＝３６ｃｈのＲＳＳＩ値／４＋４０ｃｈのＲＳＳＩ値／２＋４４ｃｈのＲＳＳＩ値＋４８ｃｈのＲＳＳＩ値／２＋５２ｃｈのＲＳＳＩ値／４

【0059】

ステップＳ５０４は、ステップＳ５０３にて算出される総合ＲＳＳＩ値を無線基地局１０３のすべての動作可能なチャネルにおいて算出されたか否かを判定する処理である。判定部２０４は、無線基地局１０３のすべての動作可能なチャネルにおいて算出されたか否かを判定する。すべての動作可能なチャネルにおいて算出されたと判定した場合には、その旨を処理部２０５に通知し、ステップＳ５０５に進む（ステップＳ５０４のＹｅｓ）。一方、すべての動作可能なチャネルにおいて算出されていないと判定した場合には、ステップＳ５０３を繰り返す（ステップＳ５０４のＮｏ）。

【0060】

ステップＳ５０５は、ステップＳ５０１にて受信した無線環境情報に関して、すべての無線基地局１０３に対する動作可能なチャネルごとに総合ＲＳＳＩ値を算出し終えたか否かを判定する処理である。判定部２０４は、すべての無線基地局１０３に対する総合ＲＳＳＩ値の算出が完了した場合には、その旨を処理部２０５に通知する（ステップＳ５０５のＹｅｓ）。一方、完了していない場合には、すべてのチャネルに対する総合ＲＳＳＩ値の算出が完了するまでステップＳ５０４を繰り返す（ステップＳ５０５のＹｅｓ）。

【0061】

ステップＳ５０６は、ステップＳ５０１にて受信した無線環境情報の通常モードで動作中の他の無線基地局１０３のそれぞれに対して動作チャネルを決定する処理である。処理部２０５は、ステップＳ５０４にて算出されたすべての無線基地局の複数チャネルに対する各総合ＲＳＳＩ値を基に、総合ＲＳＳＩ値が最も高いチャネルを動作チャネル候補として仮決定する。

【0062】

ステップＳ５０７は、ステップＳ５０６にて仮決定した、通常モードで動作中の他の無線基地局１０３のそれぞれの動作チャネル候補のうち、複数の無線基地局において動作チャネル候補が重複しているか否かを判定する処理である。判定部２０５は、動作チャネル候補が重複していると判定した場合には、その旨を処理部２０５に通知し、ステップＳ５０８に移行する（ステップＳ５０７のＹｅｓ）。一方、重複していないと判定した場合には、その旨を処理部２０５に通知し、ステップＳ５１０に移行する（ステップＳ５０７のＮｏ）。

【0063】

ステップＳ５０８は、ステップＳ５０７の通知（ステップＳ５０７のＹｅｓ）を受けて、動作チャネル候補が重複した無線基地局１０３における動作チャネル候補を再選定する処理である。処理部２０５は、動作チャネル候補が重複した無線基地局１０３のうち、帯域負荷率およびフロアノイズが最も低い無線基地局１０３を選出する。つまり、処理部２０５は、選出された当該無線基地局１０３に対して、ステップＳ５０６にて仮決定した動作チャネル候補が、複数の無線基地局で重複している場合、最も無線環境が優れる無線基地局にその動作チャネル候補を割り当てる。処理部２０５は、当該動作チャネルを割り当てると、記憶部２０６に当該動作チャネル候補を当該無線基地局と紐づけて記憶するように通知する。

【0064】

ステップＳ５０９は、ステップＳ５０８で、動作チャネル候補が重複した無線基地局のうち、当該動作チャネルを割り当てられなかった無線基地局に対して、ステップＳ５０６で仮決定された動作チャネルに次いで無線環境が良い動作チャネルを選出し、再度仮決定する処理である。ここで、動作チャネルを再度仮決定すると、再びステップＳ５０７に戻り、判定部２０４は当該仮決定されたチャネルが重複しているか否かを再び判定する。
このように、処理部２０５は、複数の無線基地局において仮決定した動作チャネル候補が重複しなくなるまで、ステップＳ５０７からステップＳ５０９を繰り返す。

【0065】

ステップＳ５１０は、ステップＳ５０６またはステップＳ５０９にて仮決定した動作チャネル候補を通常モードで動作中の他の無線基地局１０３に配信する処理である。処理部２０５は、無線通信部２０１または有線通信部２０３を通じて、当該動作チャネル候補を含めた動作チャネル指示を作成し、通常モードで動作中の他の無線基地局１０３それぞれに配信する。そして、処理部２０５は、自機の動作チャネル候補を無線通信部２０１に無線通信に用いる動作チャネルして設定するように通知する。その後、無線通信部２０１は当該動作チャネルを無線通信に用いる動作チャネルとして設定する。

【0066】

このようにして、複数の無線基地局同士で算出された最適な動作チャネルが重複する場合に帯域負荷率およびフロアノイズが最も低い無線基地局の優先度を高めることで、より良い無線環境を維持しつつ公平な動作チャネルの分配を行うことができる。

【0067】

次に本実施の形態に係る通信システム１００全体の動作の流れについて、図６ａおよび図６ｂを用いて説明する。

【0068】

先ず、通信システム１００において、それぞれの無線基地局１０３（無線基地局１０３ａ、ｂ、およびｃ）において電源が投入され、一定の時間（ランダムディレイ時間）経過後、計時部２０７からの通知をもとに処理部２０５は、自機を起動させる（ステップＳ３０１ａ、３０１ｂ、および３０１ｃ）。なお、ここでは、複数の無線基地局１０３（１０３ａ、ｂ、およびｃ）のそれぞれにおいて、ランダムディレイの後に、無線基地局１０３ａ、無線基地局１０３ｂ、無線基地局１０３ｃの順に起動がなされるとする。

【0069】

次に、無線基地局１０３ａは、自機が使用するために仮決定した動作チャネル候補上で、一定期間（例えば６０秒）、レーダー波が存在するか否かを確認する検索を行い、レーダー波が検出されなければ、自機が使用する仮の動作チャネルを確定する（ステップＳ３０２ａ）。

【0070】

続いて、無線基地局１０３ａは通信システム１００にマスターモードで動作中の他の無線基地局１０３の存在を確認する探索を行う（ステップＳ３０３ａ）。当該探索は、有線リンク１０２または第二無線リンク１１０を通じて、探索フレームを送信することで行われる（ステップＳ６０１）。図９ａに図示するとおり、この時点ではまだ無線基地局１０３ｂおよび１０３ｃの起動処理が完了しておらず、無線基地局１０３ａは何も返答を受け取れないため、自機以外にマスターモードで動作中の無線基地局１０３が存在しないことを確認できる。

【0071】

続いて、無線基地局１０３ａは自機の動作モードをマスターモードに変更して動作を開始する(ステップＳ３０４ａ)。

【0072】

その後、無線基地局１０３ｂは起動処理を完了し、無線基地局１０３ａと同様、チャネル検索が完了（ステップＳ３０２ｂ）すると、マスターモードで動作中の他の無線基地局１０３の探索を行う（ステップＳ３０３ｂ）。このとき無線基地局１０３ｂは、有線リンク１０２または第二無線リンク１１０を通じて探索フレームを自機の周囲に送信する（ステップＳ６０２）。

【0073】

次に無線基地局１０３ａは、先のステップＳ６０２により送信された探索フレームを受信する。無線基地局１０３ａは既にマスターモードで動作中であるので、当該探索フレームに対する応答としてマスター応答フレームに自機がマスターモードで動作中であることを示すフラグ情報を含めてマスター応答フレームを作成する（ステップＳ６０３）。マスター応答フレームは、有線リンク１０２または第二無線リンク１１０を用いて探索フレームの送信元である無線基地局１０３ｂに向けて送信される（ステップＳ６０４）。

【0074】

続いて、無線基地局１０３ｂは、無線基地局１０３ａからのマスター応答フレームを受信することにより、既に自機の他にマスターモードで動作中の無線基地局１０３の存在を認識し、自機の無線環境取得部２０８で取得した無線環境情報を無線フレームに格納し（ステップＳ６０５）、マスターモードで動作中である無線基地局１０３ａに送信する（ステップＳ６０６）。

【0075】

次に無線基地局１０３ａは、ステップＳ６０６にて送信された無線基地局１０２ｂが取得した無線環境情報を含む無線フレームを受信すると、受信に成功した旨を送信元である無線基地局１０３ｂに対してＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）フレームの形態で伝える（ステップＳ６０７）。

【0076】

続いて、無線基地局１０３ｂは、無線基地局１０３ａが送信したＡＣＫフレームを受信すると動作待機状態となる（ステップＳ６１０）。

【0077】

一方、図９ａに図示するとおり、無線基地局１０３ｃがこの間に起動処理を終え、チャネル検索（ステップＳ３０２ｃ）およびマスターモードで動作中の無線基地局１０３に対する探索を開始する（ステップＳ３０３ｃ）。

【0078】

続いて、無線基地局１０３ｃは、有線リンク１０２または第二無線リンク１１０を通じて探索フレームを自機の周囲に送信する（ステップＳ６０８）。無線基地局１０３ａは、無線基地局１０３ｃが送信した探索フレームを受信すると、当該探索フレームに対する応答としてマスター応答フレームに自機がマスターモードで動作中であることを示すフラグ情報を含めてマスター応答フレームを作成する（ステップ６０９）。そして、無線基地局１０３ａは当該マスター応答フレームを有線リンク１０２または第二無線リンク１１０を通じて探索フレームの送信元である無線基地局１０３ｃに向けて送信される（ステップＳ６０４）。

【0079】

一方、無線基地局１０３ｂは、マスターモードで動作していないため、無線基地局１０３ｃが送信した探索フレームに対して応答は行わない。

【0080】

次に、無線基地局１０３ｃは、無線基地局１０３ａが送信したマスター応答フレームを受信すると、既に自機の他にマスターモードで動作中の無線基地局１０３（無線基地局１０３ａ）の存在を認識し、自機の無線環境取得部２０８で取得した無線環境情報を無線フレームに格納し（ステップＳ６１２）、マスターモードで動作中である無線基地局１０３ａに送信する（ステップＳ６１３）。

【0081】

続いて、無線基地局１０３ａは、無線基地局１０３ｃにより送信された無線環境情報を受信すると、当該無線環境情報の受信に成功した旨を送信元である無線基地局１０３ｃに対してＡＣＫフレームの形態で伝える（ステップＳ６１４）。

【0082】

ここから、図６ｂを用いて、本発明の実施の形態に係る通信システム全体の動作の流れについて、図６ａに引き続いて説明する。

【0083】

無線基地局１０３ｃは、ステップＳ６１４で無線基地局１０３ａより送信されたＡＣＫフレームを受信すると、動作待機状態となる（ステップＳ６１８）。

【0084】

この間に、無線基地局１０３ａは、自機以外の各無線基地局１０３のそれぞれから収集した無線環境情報を基に図５で述べたとおり、マスターモードで動作中の無線基地局１０３ａ以外の他の無線基地局１０３それぞれに対して最適な動作チャネル候補の算出を行う（ステップＳ６１５）。

【0085】

続いて、複数の無線基地局１０３それぞれに対する最適な動作チャネル候補の算出が完了すると、無線基地局１０３ａは、自機が無線通信に使用する動作チャネルを設定して無線通信を開始する（ステップＳ６１６）。

【0086】

ここで、本実施の形態では、ステップＳ６１５で算出された最適な動作チャネル候補として、無線基地局１０３ａは１００ｃｈ、無線基地局１０３ｂは１１６ｃｈ、無線基地局１０３ｃは１４０ｃｈと算出されたとする。

【0087】

次に、無線基地局１０３ａは無線基地局１０３ｂおよび無線基地局１０３ｃに対してそれぞれ、動作チャネル候補を含むチャネル指示情報を配信する。本実施の形態では、図６ｂに示すとおり、無線基地局１０３ａは、無線基地局１０３ｂに対してチャネル指示情報に動作チャネル１１６ｃｈを含めて送信し（ステップＳ６１９）、無線基地局１０３ｃに対してチャネル指示情報に動作チャネル１４０ｃｈを含めて送信する（ステップＳ６２０）。

【0088】

続いて、当該動作チャネルの指示を受信した無線基地局１０３ｂおよび無線基地局１０３ｃは、当該指示の受信に成功した旨をＡＣＫフレームの形態で無線基地局１０３ａに対して通知する（ステップＳ６２１）。

【0089】

無線基地局１０３ｂは、ステップＳ６２２で無線基地局１０３ａから受信した動作チャネルの指示（例えば１１６ｃｈ）を基に、無線通信の動作を開始する（ステップＳ６２２）。

【0090】

無線基地局１０３ｃは、ステップＳ６２３で無線基地局１０３ａから受信した動作チャネルの指示（例えば１４０ｃｈ）を基に、無線通信の動作を開始する（ステップＳ６２３）。

【0091】

なお、ステップＳ６１５で、マスターモードで動作する無線基地局が各基地局の動作チャネルを指定するまでの基地局間の通信は、有線リンク１０２または第二無線リンク１１０を用いるが、後者の場合の使用チャネルは予めシステムで決めておけばよい。

【0092】

上述のとおり、本実施の形態の無線基地局は、通信システムを構成する複数の無線基地局それぞれの起動タイミングが重なった場合、無線通信に使用する動作チャネルの重複を避けるために、自機周辺の無線環境情報をマスターモードで動作する無線基地局に送信し、マスターモードで動作する無線基地局は、通信システム内に存在する各々の無線基地局が設置された場所の無線環境情報を基に、自機も含めて適切な動作チャネルの選択を行い、各々の無線基地局に当該選択された動作チャネルを通知する。これにより、本実施の形態の無線基地局は、自動チャネル選択機能を用いる環境においても、通信システム全体の無線基地局がそれぞれ、自律的に電波の干渉を抑制するができる。

【0093】

なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記憶媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データおよび信号は、インタネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0094】

本発明によれば、無線基地局は無線通信に使用するチャネルを最適な状態に保ちながら、自動的に選択することができ、無線通信ネットワーク構築時の利便性が向上する。

【符号の説明】

【0095】

１００ 通信システム
１０１ Ｌ２スイッチ
１０２ 有線リンク
１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ 無線基地局
１０４ 第一無線リンク
１１０ 第二無線リンク
１０５ 無線端末
２０１ 無線通信部
２０１ａ 第一無線モジュール
２０１ｂ 第二無線モジュール
２０３ 有線通信部
２０４ 判定部
２０５ 処理部
２０６ 記憶部
２０７ 計時部
２０８ 無線環境取得部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】