JP6081882B2

JP6081882B2 - 無線ｌａｎ親機

Info

Publication number: JP6081882B2
Application number: JP2013153648A
Authority: JP
Inventors: 義彦海沼; 剛寶満; 陽平鳥海; 亮介水谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone West Corp; Nippon Telegraph and Telephone East Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone West Corp; Nippon Telegraph and Telephone East Corp
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: JP2015026896A

Description

この発明は、無線アクセスポイントとして動作する自己の配下に無線通信機器を従属させてローカルなネットワークを構築する無線ＬＡＮ親機、及びその無線ＬＡＮ親機のコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

法律上、免許の不要な電波の周波数帯を用いた無線伝送路で親機と子機を接続する無線ＬＡＮ（Local Area Network）が一般家庭やオフィスに普及している。一般に、無線ＬＡＮ親機と無線通信機器の接続手順として、パッシブスキャン方式が利用されている。パッシブスキャン方式では、無線ＬＡＮ親機が、所定の通信プロトコルに規定のビーコン（beacon）フレームを定期的にブロードキャストする。無線アクセスポイントを探す無線通信機器は、その通信プロトコルに規定の利用可能な周波数帯でビーコンフレームを探し、ビーコンフレームを受信すると、ビーコンフレームに格納された送信元アドレスの無線ＬＡＮ親機との間でネットワークの識別子（SSID）の確認をし合い、認証（Authentication）フェーズに移行する。認証された無線通信機器は、その無線ＬＡＮ親機の配下で無線通信を行う子機となる。

このような無線ＬＡＮを構築するための通信プロトコルとして、５ＧＨｚ帯で利用可能なＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｎへの移行が進んでいる。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎを拡張したＩＥＥＥ８０２．１１ａｃの正式化が近づき、このドラフト版が策定されている（以下、これら通信プロトコルは、それぞれ１１ａ、１１ｎ、１１ａｃと略称する）。１１ａｃでは１１ｎ／１１ａへの後方拡張性が担保される。現在、そのドラフト版に対応した無線ＬＡＮ親機の市販が始まっている。今後は、１１ａｃに対応の通信モードで動作する無線ＬＡＮ親機が一般家庭等へ普及していく。

集合住宅やオフィスビルでは、近接する複数の無線ＬＡＮの無線通信エリアが重なり易くなる。１１ａ／１１ｎ／１１ａｃにおいては、搬送波感知多重アクセス／衝突回避（CSMA/CA:Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式を採用する。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、無線通信エリアが重なる複数の無線ＬＡＮ親機がいずれも同じ無線チャネルを使用すると、その無線ＬＡＮ親機が自ら利用する無線チャネルがビジーであるか否かを確認し、ビジーの場合、ランダム時間待って再確認しなければならず、重なる機数が多くなる程、通信効率が悪化する。１１ｎ／１１ａｃにおいては、複数の無線チャネルを束ねて同時に使用するチャネルボンディングが採用されているので、近接する無線ＬＡＮ親機間において使用される無線チャネルが重複（競合）する可能性が高くなる。

このような重複を避けるため、無線ＬＡＮ親機には、無線通信エリアが重なる無線ＬＡＮ親機同士で、Ａｃｔｉｖｅにそれぞれの使用するチャネル情報を交換することにより、これら親機間でなるべく使用する無線チャネルが重ならないように制御する技術が提案されている（特許文献１）。

特開２０１１−１５０４８号公報

しかしながら、今後の普及が進む１１ａｃの通信モードでは、チャネルボンディングによって２０ＭＨｚ帯の無線チャネルを４つ束ねて同時に使用することが可能である。１１ａｃに対応の無線ＬＡＮ親機は、周囲の電波環境に合わせて、無線通信に使用する帯域幅を１１ａの通信モード：２０ＭＨｚ（基本チャネル）と、１１ｎの通信モード：４０ＭＨｚ（規定の２０ＭＨｚ拡張用チャネルと基本チャネルのボンディング）と、１１ａｃの通信モード：８０ＭＨｚ（規定の３つの２０ＭＨｚ拡張用チャネルと基本チャネルのボンディング）とを使い分けるように動的制御を行う。１１ａｃの通信モードの使用は、基本チャネルを含んだ規定の周波数帯（８０ＭＨｚの帯域幅）が丸ごと空いているときに限られる。特許文献１に開示された制御装置では、１１ａｃの通信モードで利用可能な規定の周波数帯（８０ＭＨｚの帯域幅）が丸ごと空き易い状況を作り出すことまでは考慮されていない。

また、無線ＬＡＮ親機同士で、Ａｃｔｉｖｅに使用するチャネル情報を交換する方式は、特別なフレームの交換を行うため、周囲の無線ＬＡＮ親機の実装に依存することになる。Ａｃｔｉｖｅ方式では、仮に１１ａｃの仕様を考慮したチャネル選択手段を無線ＬＡＮ親機に実装したとしても、１１ａｃの移行過渡期なので、周囲の無線ＬＡＮ親機と交換、協調することができない。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、周囲の無線ＬＡＮ親機の実装に依存することなく、１１ａｃ規格を利用して効率的な無線通信を実施することの可能な無線ＬＡＮ親機を提供することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、利用可能な無線チャネル群から選んだ１つの基本チャネルを使用する基本通信モードと、当該無線チャネル群に属する３つの拡張用チャネル及び当該基本チャネルを束ねて同時に使用する拡張通信モードとを電波環境に応じて使い分け可能な無線ＬＡＮ親機において、前記無線チャネル群に属する無線チャネルで他局からブロードキャストされるビーコンフレームを受信する他局探知部と、前記ビーコンフレームに格納されたネットワークの識別子及び当該ネットワークで使用される無線チャネルを示すチャネル情報に基づいて、他のネットワークで使用される無線チャネルを特定するサイトサーベイ部と、前記拡張通信モードに利用可能な周波数帯群の中で他のネットワークの存在数がより少ない周波数帯に属すること、及び他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならないことを優先する第１選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶチャネル選択部とを備える構成を採用した。

ビーコンフレームの定期送信機能は従来の無線ＬＡＮ親機も実装している。前記他局探知部は、利用可能な無線チャネル群をスキャンし、無線通信エリアの重ねる他の無線ＬＡＮ親機を全て探知することができる。前記サイトサーベイ部は、他局探知部で受信したビーコンフレームに格納されたネットワークの識別子及びチャネル情報を取得する。これら識別子とチャネル情報の対応により、サイトサーベイ部は、そのビーコンフレームの送信元がどの無線チャネル（基本チャネルや拡張用チャネル）を使用するかを特定することができる。これは、その送信元の無線ＬＡＮ親機配下のローカルエリアネットで使用される無線チャネルを知ることに相当する。したがって、この発明に係る無線ＬＡＮ親機は、周囲の無線ＬＡＮ親機の実装状況に依存することなく、無線通信エリアの重なる他のネットワークで使用される無線チャネルを全て知ることができる。
また、前記チャネル選択部は、基本チャネルを選ぶため、サイトサーベイ部で特定された情報に基づいて、前記拡張通信モードに利用可能な周波数帯群の周波数帯ごとに他のネットワークの存在数を知ることができる。その存在数は、サイトサーベイ部で特定された全ての識別子のうち、ある周波数帯に属する４つの無線チャネルの中で少なくとも１つと紐付けられている識別子を全て数えた値に相当する。拡張通信モードは、前記基本通信モードの基本チャネルと３つの拡張用チャネルを束ねて同時に使用する通信プロトコルなので、拡張通信モードに１１ａｃ規格を適用することができる。
また、チャネル選択部は、前記第１選択ポリシーに従って、拡張通信モードに利用可能な周波数帯群の中でも、その存在数が最も少ない周波数帯から基本チャネルを選ぶ。したがって、この発明に係る無線ＬＡＮ親機は、なるべく他のネットワークと重ならない周波数帯で、拡張通信モードで無線通信を行うことができる。
また、チャネル選択部は、サイトサーベイ部で特定された情報に基づいて、拡張通信モードに利用可能な周波数帯群の中でも、その存在数が最も少ない周波数帯に属する４つの無線チャネルのそれぞれについて、他の無線ＬＡＮ親機で使用される拡張用チャネルに該当するか否かを知ることもできる。すなわち、チャネル選択部は、他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならない無線チャネルを探索することもできる。チャネル選択部は、その探索対象の無線チャネルを発見できた場合、前記第１選択ポリシーに従って、発見した無線チャネルを基本チャネルに選ぶ。このように選んだ基本チャネルは、周囲の無線ＬＡＮ親機のどれとも基本チャネルのみで重なることになる。すなわち、基本チャネルが空いていれば、拡張通信モードで使用すべき周波数帯が丸ごと空いていることになる。したがって、この発明に係る無線ＬＡＮ親機は、なるべく他のネットワークと重ならない周波数帯の中でも、拡張通信モードの使用機会を効率よく得ることの可能な基本チャネルを選ぶことができる。

前記チャネル選択部は、他のネットワークによる基本チャネルとしての使用数を無線チャネル単位で数え、前記第１選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で前記使用数のより多い無線チャネルを優先する第２選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶことが好ましい。例えば、周囲に、基本通信モードしか利用しない無線ＬＡＮ親機が多い場合、第１選択ポリシーで候補になる無線チャネルが複数発見する場合が起り得る。このような場合でも、第２選択ポリシーで基本チャネルを選んでおけば、なるべく多くの他のネットワークの基本チャネルと自ネットワークで使用する基本チャネルを重ねることになるので、拡張通信モードで使用すべき周波数帯が丸ごと空いている電波環境が最も起こり易くなる。

前記他局探知部は、無線チャネル単位で受信強度を測定し、前記チャネル選択部は、前記第２選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で、隣接チャネルにおける前記受信強度の最大値のより低いものを優先する第３選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶことも好ましい。第３選択ポリシーによれば、他のネットワークの無線通信が自ネットワークの基本チャネルに隣接するチャネルで行われているとき、その隣接チャネルからの干渉を最も受け難い基本チャネルで自ネットワークの無線通信を行うことができる。

前記チャネル選択部は、前記第３選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で周波数のより大きいもの又はより小さいものの一方のみを優先する第４選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶことも好ましい。この発明に係る無線ＬＡＮ親機の普及が進めば、周囲の無線ＬＡＮ親機として存在する場合も増えてくる。このような場合、この発明に係る無線ＬＡＮ親機のそれぞれが前記第１選択ポリシー〜第３選択ポリシーによっても基本チャネルの候補を１つに絞れないとき、第４選択ポリシーによって、それぞれが同じ基本チャネルを選び易くなる。

前記チャネル選択部は、前記第１選択ポリシーで候補になる無線チャネルを発見できなかった場合、前記存在数の最も少ない周波数帯の中で周波数のより大きいもの又はより小さいものの一方のみを優先する第５選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶことが好ましい。周囲の無線ＬＡＮ親機にチャネルボンディングをサポートしたものが多く存在する場合、前記拡張通信モードで利用可能な周波数帯群の中のどこにも、他のネットワークの拡張用チャネルと重ならない無線チャネルが存在しない可能性がある。この発明に係る無線ＬＡＮ親機の普及が進めば、周囲の無線ＬＡＮ親機として存在する場合も増えてくる。この発明に係る無線ＬＡＮ親機のそれぞれが第１選択ポリシーで基本チャネルを選べないとき、第５選択ポリシーによって、それぞれが同じ基本チャネルを選び易くなる。

前記チャネル選択部は、レーダ波で使用されていない周波数帯に属する無線チャネルを優先する第６選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶことが好ましい。１１ａｃで利用可能な周波数帯群の中には５ＧＨｚ帯は気象レーダ等のレーダ波と干渉する周波数帯を含むため、国内の電波関係法により、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈに規定されたＤＦＳ（dynamic frequency selection）を用いることが義務付けられており、レーダ波を検知した場合、当該気象レーダ波の周波数を含む周波数帯を使用することは許されない。第６選択ポリシーによれば、レーダ波を探知した地域では、気象レーダ波との干渉を避け、それ以外の地域では、不必要に無線チャネルの選択範囲を狭めずに済む。

この発明に係る無線ＬＡＮ親機は、利用可能な無線チャネル群から選んだ１つの基本チャネルを使用する基本通信モードと、当該無線チャネル群に属する３つの拡張用チャネル及び当該基本チャネルを束ねて同時に使用する拡張通信モードとを電波環境に応じて使い分け可能な無線ＬＡＮ親機のコンピュータに、前記無線チャネル群に属する無線チャネルで他局からブロードキャストされるビーコンフレームを受信する他局探知ステップと、前記ビーコンフレームに格納されたネットワークの識別子及び当該ネットワークで使用される無線チャネルを示すチャネル情報に基づいて、他のネットワークで使用される無線チャネルを特定するサイトサーベイステップと、前記拡張通信モード用に規定された周波数帯群の中で他のネットワークによる存在数のより少ない周波数帯に属すること、及び他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならないことを優先する第１選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶチャネル選択部ステップとを実行させるためのプログラムを実装することによって、実現することができる。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、周囲の無線ＬＡＮ親機の実装状況に依存することなく、無線通信エリアの重なる他のネットワークで使用される無線チャネルを全て知り、１１ａｃを適用可能な拡張通信モードに利用可能な周波数帯群の中でも、なるべく他のネットワークと重ならない周波数帯に属し、しかも拡張通信モードの使用機会を効率よく得ることの可能な基本チャネルを選ぶため、周囲の無線ＬＡＮ親機の実装に依存することなく、１１ａｃ規格を利用して効率的な無線通信を実施することの可能な無線ＬＡＮ親機を提供することができる。

実施形態に係る無線ＬＡＮ親機による基本チャネル選択処理のメインフローチャート図図１に示す基本チャネル選択処理のサブフローチャート図実施形態に係る無線ＬＡＮ親機の要部の機能ブロック図ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃで利用可能なチャネルの概念図図３のチャネル選択部が管理するデータベースのテーブルを示す概念図実施形態に係る無線ＬＡＮ親機の電波環境への組込み例を示す概念図図３のチャネル選択部による第１の処理例を示す概念図図３のチャネル選択部による第２の処理例を示す概念図図３のチャネル選択部による第３の処理例を示す概念図図３のチャネル選択部による第４の処理例を示す概念図

以下、この発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。実施形態に係る無線ＬＡＮ親機（以下、単に「この無線ＬＡＮ親機」と呼ぶ。）は、図３に示すように、無線通信インターフェース部１と、有線通信インターフェース部２と、ゲートウェイ処理部３とを備える。無線通信インターフェース部１は、インフラストラクチャ型の無線ＬＡＮを配下に構築するためのハードウェア資源及びソフトウェア資源からなる。有線通信インターフェース部２は、有線アクセス網と接続するためのハードウェア資源及びソフトウェア資源からなる。ゲートウェイ処理部３は、無線通信インターフェース部１と有線通信インターフェース部２間の伝送処理を行う。これらハードウェア資源には、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算処理装置、演算処理装置で実行させるためのプログラムを記憶しているメモリ、記録媒体等の記憶装置、無線通信用の１１ａｃに対応のアンテナ回路、有線接続用のコネクタ、これらを接続する内部バスといったものが含まれている。

無線通信インターフェース部１は、国内電波関係法で許される１１ａｃ（ドラフト版）規格に対応したものとなっている。したがって、この無線ＬＡＮ親機は、利用可能な無線チャネル群から選んだ１つの基本チャネルを使用する基本通信モード（１１ａ規格相当）と、当該無線ャネル群に属する１つの拡張用チャネルと当該基本チャネルを束ねて同時に使用する第１の拡張通信モード（１１ｎ規格相当）と、当該無線チャネル群に属する３つの拡張用チャネル及び当該基本チャネルを束ねて同時に使用する第２の拡張通信モード（１１ａｃ規格相当）とを、周囲の電波環境に応じて動的に使い分けることが可能になっている。

図４に示すように、１１ａ／１１ｎ／１１ａｃで利用可能な無線チャネル群は、５ＧＨｚ帯に規定されており、各無線チャネルは、２０ＭＨｚである。これら無線チャネルには、それぞれ３６〜１４０のチャネル番号が割り当てられている。基本通信モード（１１ａ）で使用する１つの無線チャネルが基本チャネルとなる。

第１の拡張通信モード（１１ｎ）で利用可能な基本チャネルと、これにチャネルボンディングする拡張用チャネルの組み合わせパターンは、（基本チャネル番号，拡張チャネル番号）として、（３６，４０）、（４０，３６）、（４４，４８）、（４８，４４）、（５２，５６）、（５６，５２）、（６０，６４）、（６４，６０）、（１００，１０４）、（１０４，１００）、（１０８，１１２）、（１１２，１０８）、（１１６，１２０）、（１２０，１１６）、（１２４，１２８）、（１２８，１２４）、（１３２，１３６）、（１３６，１３２）に限られている。

第２の拡張通信モード（１１ａｃ）で利用可能な周波数帯は、（３６，４０，４４，４８）を合わせた周波数帯、（５２，５６，６０，６４）を合わせた周波数帯、（１００，１０４，１０８，１１２）を合わせた周波数帯、（１１６，１２０，１２４，１２８）を合わせた周波数帯に限られる。基本チャネルが属する周波数帯のみが利用可能である。以下、（３６，４０，４４，４８）の周波数帯は、Ｗ５２と呼ぶ。（５２，５６，６０，６４）の周波数帯は、Ｗ５３と呼ぶ。（１００，１０４，１０８，１１２，１１６，１２０，１２４，１２８）を合わせた周波数帯は、Ｗ５６と呼ぶ。Ｗ５２は、レーダ波で使用されない周波数帯である。Ｗ５２、Ｗ５３の使用は、屋内のみに限定される。Ｗ５６は、屋内、屋外を問わず使用可能である。Ｗ５３、Ｗ５６は、レーダ波で使用される。Ｗ５３、Ｗ５６を使用する無線ＬＡＮ親機は、レーダ波を検知すると、直ちに電波送出を停止する必要がある。

第１の拡張通信モード（１１ｎ）で使用する周波数帯（いわゆる４０ＭＨｚチャネル）、第２の拡張通信モード（１１ａｃ）で使用する周波数帯（いわゆる８０ＭＨｚチャネル）のうち、基本チャネルを含む方の半分は、制御フレームの送受信、ビーコンフレームの送信、ＣＳＭＡ／ＣＡによるビジー確認用の管理フレームの送受信に使用される周波数帯であり、プライマリチャネルと呼ばれる。残り半分は、プライマリチャネルで行うように規定されているフレームを除いたデータ通信にのみ使用される周波数帯であり、セカンダリチャネルと呼ばれる。

図３に示すように、無線通信インターフェース部１は、ビーコンフレーム生成部１１と、他局探知部１２と、サイトサーベイ部１３と、ＤＦＳ部１４と、チャネル選択部１５とを有する。

ビーコンフレーム生成部１１は、使用中の通信モードの規格に従って、ビーコンフレームを生成し、定期的にブロードキャストする。

他局探知部１２は、無線チャネル群に属する無線チャネルで他局からブロードキャストされるビーコンフレームを受信する。

サイトサーベイ部１３は、他局探知部１２で受信したビーコンフレームに格納されたネットワークの識別子及び当該ネットワークで使用される無線チャネルを示すチャネル情報に基づいて、他のネットワークで使用される無線チャネルを特定する。サイトサーベイ部１３は、ビーコンフレームから特定した情報（ネットワークの識別子、無線チャネルを含む）をチャネル選択部１５に通知する。

ここで、ネットワークの識別子（SSID）は、１機の無線ＬＡＮ親機を無線アクセスポイントとして構築されるネットワーク（BSS:Basic service set）に付与するネットワーク名である。ネットワークの識別子は、例えば、無線通信インターフェース部１に割り当てられているＭＡＣアドレスを利用したＢＳＳＩＤである。チャネル情報は、基本チャネル、使用する周波数帯の帯域幅、拡張用チャネルを全て含む必要はなく、規格に基づいて、基本チャネル、全ての拡張用チャネル（１つ又は３つの２０ＭＨｚチャネル）を特定できる信号としてビーコンフレームに格納される。

ビーコンフレーム生成部１１によって生成されるビーコンフレームには、自ネットワークに割り当てられている前述のネットワークの識別子及び自ネットワークで使用する無線チャネルを示す前述のチャネル情報が格納される。

他局探知部１２は、無線チャネル（３６〜１４０）の全てをスキャンし、どの無線チャネルで受信した１１ａ／１１ｎ／１１ａｃのどの規格のビーコンフレームであっても、全て読み取る。このスキャンは、必要な時期に行えばよく、例えば、チャネル選択部１５からの要求に応じてスキャンを行うようにすることができる。

他局探知部１２は、無線チャネル単位で受信強度（RSSI:Received signal strength indicator）を測定し、その最大値をチャネル選択部１５に通知する。

ＤＦＳ部１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈに規定のレーダ波スキャンを実行する。ＤＦＳ部１４は、スキャン結果をチャネル選択部１５に通知する。

チャネル選択部１５は、利用可能な無線チャネル（３６〜１４０）群から基本チャネルを選ぶ。基本チャネルを選ぶタイミングは、この無線ＬＡＮ親機で無線ＬＡＮを構築する初期設定を行うとき、ＤＦＳ部１４によってレーダ波が検知されたとき等、適宜に決定することができる。

チャネル選択部１５は、他局探知部１２、サイトサーベイ部１３から通知された情報に基づいてデータベースを更新する。図５にサイトサーベイ部１３に含まれたデータベースのテーブル構造を概念的に例示する。図３に示すチャネル選択部１５は、他のネットワークの識別子（項目名：SSID）と、当該ネットワークで使用される基本チャネルを示すチャネル番号の値（項目名：基本チャネル）と、他のネットワークの通信モードを示す使用帯域幅の値（項目名：使用帯域幅）と、他のネットワークからのビーコンフレームの受信強度の値（項目名：RSSI）とを紐付けて管理する。

また、チャネル選択部１５は、そのデータベースを検索して、他のネットワークによる基本チャネルとしての使用数を無線チャネル単位で数えることができる。この使用数は、ある無線チャネルを使用している他のネットワークの総数を意味する。１つの無線チャネルを検索キーにしたヒット数が、その使用数に相当する。他のネットワークの数は、前述のデータベース上において、ネットワークの識別子（ＳＳＩＤ）の数に相当する。

また、チャネル選択部１５は、そのデータベースを検索して、第２の拡張通信モード（１１ａｃ）に利用可能な周波数帯Ｗ５２、Ｗ５３、（１００，１０４，１０８，１１２）、（１１６，１２０，１２４，１２８）群の周波数帯ごとに、他のネットワークの存在数を計算することができる。この存在数は、ある周波数帯に属する４つの無線チャネルのいずれかを基本チャネルとして使用する他のネットワークの総数を意味する。これら４つの無線チャネルについて前記使用数を数え、これら値の集計値が、その存在数に相当する。

また、チャネル選択部１５は、周波数帯Ｗ５２、Ｗ５３、（１００，１０４，１０８，１１２）、（１１６，１２０，１２４，１２８）の間で前記存在数の大小関係を比較することができる。

また、チャネル選択部１５は、周波数帯Ｗ５２、Ｗ５３、（１００，１０４，１０８，１１２）、（１１６，１２０，１２４，１２８）から前記存在数の少ない順に周波数帯を選択し、その選択した周波数帯に属する４つの無線チャネルを対象として、他のネットワークで使用される拡張用チャネルの有無を無線チャネル単位で判別することができる。この判別は、基本チャネルと使用帯域幅に相当の１１ｎ／１１ａｃで規定された既知の組み合わせパターンに基づいて行うことができる。

チャネル選択部１５は、第１選択ポリシー〜第６選択ポリシーに従って、基本チャネルを選ぶ。

第１選択ポリシーは、前記他のネットワークの存在数がより少ない周波数帯に属すること、及び、他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならないことを優先して、基本チャネルを選ぶことである。

第２選択ポリシーは、前記第１選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で、他のネットワークによる基本チャネルとしての前記使用数のより多い無線チャネルを優先して、基本チャネルを選ぶことである。

第３選択ポリシーは、前記第２選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で、隣接チャネルにおける前記受信強度の最大値のより低いものを優先して、基本チャネルを選ぶことである。隣接チャネルは、ある無線チャネルにとって、自己の片隣又は両隣に規定された１つ又は２つの無線チャネルの総称を意味する。隣接チャネルにおける前記受信強度の最大値は、隣接チャネルが１つの場合、その受信強度の最大値を意味し、２つの場合、これらの受信強度の値を比較し、その大きい方の受信強度の値を意味する。

第４選択ポリシーは、前記第３選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で、周波数のより大きいもの又はより小さいものの一方のみを優先して、基本チャネルを選ぶことである。ここで、周波数の大小いずれを採用するかは、特に問わない。

第５選択ポリシーは、前記第１選択ポリシーで候補になる無線チャネルを発見できなかった場合、前記存在数の最も少ない周波数帯の中で、周波数のより大きいもの又はより小さいものの一方のみを優先して、基本チャネルを選ぶことである。ここで、周波数の大小いずれを採用するかは、特に問わない。第５選択ポリシーは、第１選択ポリシーでの分岐になるので、第２選択ポリシー〜第４選択ポリシーに対して優位になる。

例えば、図６は、無線通信エリアが互いに重なる多数の無線ＬＡＮ親機（１台目〜７台目）が乱立する電波環境を示している。この電波環境は、（３６〜４８）の周波数帯において、１台目及び５台目によって使用される無線チャネルが存在するため、前記存在数は２となる。同様に（５２〜６４）の周波数帯、及び（１００〜１１２）の周波数帯のそれぞれにおいて、前記存在数は２となる。（１１６〜１２８）の周波数帯において、前記存在数は１となる。１台目〜７台目と無線通信エリアの重なる８台目として、この無線ＬＡＮ親機が新たな無線ＬＡＮを構築する場合、この無線ＬＡＮ親機は、１台目〜７台目からのビーコンフレームを頼りに、第１選択ポリシー及び第５選択ポリシーに従って、最も混雑しない（１１６〜１２８）の周波数帯から基本チャネルを自動的に選ぶことができる。

第６選択ポリシーは、レーダ波で使用されていない周波数帯に属する無線チャネルを優先して、基本チャネルを選ぶことである。第６選択ポリシーは、技術上、第１選択ポリシー〜第５選択ポリシーと独立に採用可能なので、これらに対して適宜の優先順位にすることができる。

チャネル選択部１５が、第１選択ポリシー〜第６選択ポリシーに従って、基本チャネルを選ぶ処理内容を具体例に基づいて説明する。この具体例では、第４選択ポリシー、第５選択ポリシーにおいて、周波数のより小さいもの、すなわちチャネル番号の若番を優先することにしている。

チャネル選択部１５は、基本チャネルを選ぶ処理の開始命令を受けると、図１に示すメインルーチンを開始する。先ず、チャネル選択部１５は、他局探知部１２に対し、無線チャネル（３６〜１４０）の全てのスキャンを要求する（ステップＳ１）。他局探知部１２は、スキャンで受信したビーコンフレームをサイトサーベイ部１３に渡し、サイトサーベイ部１３は、格納されたネットワークの識別子等を読み取り、チャネル選択部１５に通知する。チャネル選択部１５は、他局探知部１２からのスキャン結果の通知に基づいて、前述のデータベースを更新する（ステップＳ２）。これら（ステップＳ１）、（ステップＳ２）の実行により、チャネル選択部１５は、周囲の無線ＬＡＮ親機の実装状況に依存することなく、無線通信エリアの重なる他のネットワークで使用される無線チャネルを全て知ることができる。

チャネル選択部１５は、前述のデータベースを検索して、前記存在数が最も少ない周波数帯が１つ存在するか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、ＹＥＳの場合、チャネル選択部１５は、その１つの周波数帯に属する４つの無線チャネルを対象として、他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならない無線チャネルを探索する（ステップＳ４）。ここで、１つも発見できず、ＮＯの場合、チャネル選択部１５は、前述のデータベースから探索対象にした周波数帯を削除し（ステップＳ５）、（ステップＳ３）に戻る。例えば、図７に概念的に示すように、前記存在数をＡ〜Ｄとし、Ｂ＜Ａ＜Ｃ，Ｄの場合、Ｂ、Ａの順に探索することになる。このようにＳＳＩＤ数の同じ周波数帯Ｃ，Ｄが複数存在する場合、例外処理として、Ｗ５２、Ｗ５３、Ｗ５６の優先順かつ周波数のより小さい周波数帯を優先して、基本チャネルを選ぶようにすればよい。これは、レーダ波との干渉を避けつつ、他のネットワークの基本チャネルと自ネットワークの基本チャネルを重ねる目的の達成に好適なためである。

（ステップＳ５）で探索に失敗した周波数帯のレコードを次々と削除するため、図１に示すように、（ステップＳ３）でＮＯの場合、第２の拡張通信モード（１１ａｃ）で利用可能な全ての周波数帯で、他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならない無線チャネルが発見できなかったことになる。したがって、チャネル選択部１５は、第５選択ポリシーに従って、最後までデータベースに残っている中で、チャネル番号の最も若いチャネルを基本チャネルに選ぶことになる（ステップＳ６）。

（ステップＳ４）でＹＥＳの場合、チャネル選択部１５は、探索対象の周波数帯に拡張用チャネルと重ならない無線チャネルが複数存在するか否かを判断する（ステップＳ７）。
ここで、ＮＯの場合、図８に概念的に示すように、第１選択ポリシーを満足する無線チャネルが１つしか存在しないため、図１に示すように、チャネル選択部１５は、その無線チャネルを基本チャネルに選ぶ（ステップＳ８）。

（ステップＳ７）で、ＹＥＳの場合、図９に概念的に示すように、他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならない無線チャネルを複数発見しているので、図１に示すように、チャネル選択部１５は、第２選択ポリシー〜第４選択ポリシー用のサブルーチンを開始する（ステップＳ９）。

図２にサブルーチンを示すように、チャネル選択部１５は、その探索対象の周波数帯に属する４つの無線チャネルを対象に、前述のデータベースを検索して、それぞれ他のネットワークによる基本チャネルとしての使用数を数え、これらの中で前記使用数が最も多い無線チャネルが１つ存在するか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここで、ＹＥＳの場合、図９に概念的に示すように、第２選択ポリシーで最優先すべき無線チャネルが１つしか存在しないため、図２に示すように、チャネル選択部１５は、その無線チャネルを基本チャネルに選ぶ（ステップＳ１１）。

（ステップＳ１０）でＮＯの場合、図１０に概念的に示すように、第２選択ポリシーで最優先すべき無線チャネルが複数存在するため、図２に示すように、チャネル選択部１５は、前述のデータベースを検索して、これらの中で、隣接チャネルにおける前記受信強度の最大値が最も低いものが１つ存在するか否かを判断する（ステップＳ１２）。ここで、ＹＥＳの場合、第３選択ポリシーで最優先すべき無線チャネルが１つしか存在しないため、チャネル選択部１５は、その無線チャネルを基本チャネルに選ぶ（ステップＳ１３）。図１０の例では、候補とする無線チャネル５２の隣接チャネル４８、５６の受信強度がともに−７０ｄＢｍなので、第３選択ポリシーでの最大値は、−７０ｄＢｍとなる。候補とする無線チャネル６０の隣接チャネル５６、６４の受信強度が−７０ｄＢｍ、−６０ｄＢｍなので、第３選択ポリシーでの最大値は、−７０ｄＢｍとなる。その他の候補の無線チャネル５６、６４のそれぞれにおける第３選択ポリシーでの最大値は、−６０ｄＢｍになるので、無線チャネル５６、６４は落選する。したがって、第３選択ポリシーで最優先すべき無線チャネル５２、６０が複数存在するため、（ステップＳ１２）でＮＯの場合に該当する。

（ステップＳ１２）でＮＯの場合、図２に示すように、チャネル選択部１５は、第４選択ポリシーに従って、これらの中で最もチャネル番号の若いチャネルを基本チャネルに選ぶことになる（ステップＳ１４）。したがって、図１０の例では、無線チャネル５２が基本チャネルに選ばれる。

なお、上述の（ステップＳ６）、（ステップＳ８）、（ステップＳ１１）、（ステップＳ１３）、（ステップＳ１４）において、周波数帯Ｗ５３又はＷ５６に属する周波数帯から基本チャネルを選ぶことになる場合、例外処理として、第６選択ポリシーによる判断を行う。この判断には、選んだＷ５３又はＷ５６に属する周波数帯を対象にＤＦＳ部が６０秒間レーダ波探索を行い、レーダ波を検知しなかった場合は、その対象の周波数帯から基本チャネルを選び、検知した場合、６０秒前のスキャン結果のうち、３０分以内にレーダ波の存在が確認された無線チャネルを含む周波数帯を除いて、再度、第１選択ポリシー〜第５選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶようにすることができる。なお、第６選択ポリシーにより、周波数帯Ｗ５３、Ｗ５６を対象にレーダ波をスキャンし、レーダ波が検知された周波数帯を全て排除し、これにより、１１ａｃ上かつ国内電波関係法上、第２の拡張通信モード（１１ａｃ）に利用可能な周波数帯群を確定してから、第１選択ポリシー〜第５選択ポリシーに従って、基本チャネルを選ぶようにすることも可能である。

上述のように、この無線ＬＡＮ親機は、他の無線ＬＡＮ親機のビーコンフレームに格納された情報に基いて、周囲の無線ＬＡＮで使用される基本チャネルを全て知り、第１選択ポリシーによるチャネル探索を前記存在数の最も少ない周波数帯から始め、探索対象の周波数帯内で候補になる無線チャネルの発見できなかった場合、存在数の次に少ない周波数帯を探索対象とし、候補になる無線チャネルを１つだけ発見した場合、当該発見した無線チャネルを基本チャネルに決定し、候補になる無線チャネルを複数発見した場合、第２選択ポリシー、第３選択ポリシー、第４選択ポリシーの優先順で各選択ポリシーを最も満足する無線チャネル、すなわち他のネットワークで使用される基本チャネルと可及的に重ね、他のネットワークで使用される無線チャネルとの干渉を可及的に避けることの可能な無線チャネルを基本チャネルに決定し、第１選択ポリシーを満足する無線チャネルを第２の拡張通信モード（１１ａｃ）で利用可能な全ての周波数帯で発見できなかった場合でも、第５選択ポリシーにより、混雑の最も少ない周波数帯に基本チャネルを決定し、第６選択ポリシーに係る例外処理により、レーダ波の干渉を避けつつ、レーダ波に使用される周波数帯も対象に基本チャネルを探すことができるので、電波環境に応じ、１１ａｃ規格を利用してセカンダリチャネルの利用機会を最大限に高めた基本チャネルの選択を自動的に実施することの可能な無線ＬＡＮ親機を提供することができる。

上述の（ステップＳ１）〜（ステップＳ１４）に係る処理は、この無線ＬＡＮ親機のＯＳ、ＢＩＯＳ、ファームウェア等のソフトウェア資源や上述の演算処理装置等のハードウェア資源からなるコンピュータに実行させるプログラムによって実現されている。なお、このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、当該記録媒体をドライブにセットしてコンピュータに読み込ませるようにしてもよい。また、コンピュータは、ＷＷＷシステムを利用している無線ＬＡＮ親機であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、プログラムは、サーバから、クライアントとなる無線ＬＡＮ親機に送信し、インストールするようにしてもよい。サーバから送信する伝送媒体は、有線、無線、通信網の種類を問わない。また、プログラムは、無線ＬＡＮ親機のコンピュータにすでに記録されているプログラムと差分ファイルの組み合わせて完成するものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータに内蔵されるハードディスク等の非一過性の記憶媒体、プログラムを無線ＬＡＮ親機に送信する場合のサーバやクライアントとなるコンピュータ内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものが挙げられる。

この発明の技術的範囲は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。

１１ビーコンフレーム生成部
１２他局探知部
１３サイトサーベイ部
１４ＤＦＳ部
１５チャネル選択部

Claims

利用可能な無線チャネル群から選んだ１つの基本チャネルを使用する基本通信モードと、当該無線チャネル群に属する３つの拡張用チャネル及び当該基本チャネルを束ねて同時に使用する拡張通信モードとを電波環境に応じて使い分け可能な無線ＬＡＮ親機において、
前記無線チャネル群に属する無線チャネルで他局からブロードキャストされるビーコンフレームを受信する他局探知部と、
前記ビーコンフレームに格納されたネットワークの識別子及び当該ネットワークで使用される無線チャネルを示すチャネル情報に基づいて、他のネットワークで使用される無線チャネルを特定するサイトサーベイ部と、
前記拡張通信モードに利用可能な周波数帯群の中で他のネットワークのある周波数帯に属する４つの無線チャネルのいずれかを基本チャネルとして使用する他のネットワークの総数がより少ない周波数帯に属すること、及び他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならないことを優先する第１選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶチャネル選択部とを備えることを特徴とする無線ＬＡＮ親機。
前記チャネル選択部は、他のネットワークによる基本チャネルとしての使用数を無線チャネル単位で数え、前記第１選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で前記使用数のより多い無線チャネルを優先する第２選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶ請求項１に記載の無線ＬＡＮ親機。
前記他局探知部は、無線チャネル単位で受信強度を測定し、
前記チャネル選択部は、前記第２選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で、隣接チャネルにおける前記受信強度の最大値のより低いものを優先する第３選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶ請求項２に記載の無線ＬＡＮ親機。
前記チャネル選択部は、前記第３選択ポリシーで候補になる無線チャネルを複数発見した場合、これらの中で周波数のより大きいもの又はより小さいものの一方のみを優先する第４選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶ請求項３に記載の無線ＬＡＮ親機。
前記チャネル選択部は、前記第１選択ポリシーで候補になる無線チャネルを発見できなかった場合、前記総数の最も少ない周波数帯の中で周波数のより大きいもの又はより小さいものの一方のみを優先する第５選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶ請求項１から４のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ親機。
前記チャネル選択部は、レーダ波で使用されていない周波数帯に属する無線チャネルを優先する第６選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶ請求項１から５のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ親機。
利用可能な無線チャネル群から選んだ１つの基本チャネルを使用する基本通信モードと、当該無線チャネル群に属する３つの拡張用チャネル及び当該基本チャネルを束ねて同時に使用する拡張通信モードとを電波環境に応じて使い分け可能な無線ＬＡＮ親機のコンピュータに、
前記無線チャネル群に属する無線チャネルで他局からブロードキャストされるビーコンフレームを受信する他局探知ステップと、
前記ビーコンフレームに格納されたネットワークの識別子及び当該ネットワークで使用される無線チャネルを示すチャネル情報に基づいて、他のネットワークで使用される無線チャネルを特定するサイトサーベイステップと、
前記拡張通信モードに利用可能な周波数帯群の中で他のネットワークのある周波数帯に属する４つの無線チャネルのいずれかを基本チャネルとして使用する他のネットワークの総数がより少ない周波数帯に属すること、及び他のネットワークで使用される拡張用チャネルと重ならないことを優先する第１選択ポリシーに従って基本チャネルを選ぶチャネル選択部ステップとを実行させるためのプログラム。