JP3400061B2 - 無線通信システムとその無線通信端末 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線ＬＡＮシステムの
ように複数の無線通信端末間でパケットを無線伝送する
無線通信システムに係わり、特に複数のサービスエリア
を有したシステムとその無線通信端末に関する。

【０００２】

【従来の技術】事業所やオフィスビルなどにおいては、
その情報伝達システムとして同軸ケーブルを用いたＬＡ
Ｎ（Local Area Network）が多く使用されている。この
ような有線のＬＡＮでは、初期敷設状態からレイアウト
変更などが生じた場合に、再敷設のために時間とコスト
がかかるため、無線を用いたＬＡＮが強く要望されてい
る。特に我が国にあっては、有線系のＬＡＮとして広く
使用されているＩＥＥＥ８０２．３標準の１０Ｍbps の
ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection）方式との互換性を確保した方式
の標準化作業が進められている。

【０００３】現在検討されている無線ＬＡＮは、半径数
十ｍ程度の範囲を通信エリアとするものである。この値
は、１０ＢＡＳＥ５をはじめとする既存の有線ＬＡＮの
ユーザの大部分が４００ｍ² 以内の建物内で使用してい
ることや、建物内における高速データ伝送の技術的困難
さから目標とされたものである。この通信エリアは基本
サービスエリアと呼ばれ、無線ＬＡＮシステムを構成す
る場合の最小単位として用いられる。さらに基本サービ
スエリアより広い範囲で通信を行なう場合には、複数の
基本サービスエリアを配置し、基本サービスエリア間を
分配システムと呼ばれる有線系のＬＡＮで相互接続し拡
張することが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無線ＬＡＮ
を実現するためには解決すべきいくつかの課題があり、
その一つに移動する無線通信端末の位置管理がある。す
なわち、無線ＬＡＮでは、無線通信端末が上記した基本
サービスエリア内で移動することは勿論のこと、サービ
スエリアを跨いで移動したり、さらにはシステムを跨い
で移動することがある。したがって、無線通信端末がど
こに存在していてもデータの送受信が正しく行なえるよ
うに、無線通信端末の位置を管理する必要がある。

【０００５】また、無線ＬＡＮの敷設にあたっては、各
サービスエリアごとのトラヒックが平均化するように、
無線通信端末の数や伝送するデータの種類などのトラヒ
ックを決定する要件を考慮してシステムを構築するのが
一般的である。しかしながらレイアウトの変更などによ
り無線通信端末が特定のサービスエリアに集中したり、
高トラヒックを扱う無線通信端末が新規に加わったりし
てトラヒックに偏りが生じると、そのサービスエリアで
はデータの衝突が多発して慢性的な輻輳状態に陥ること
がある。これはシステム全体のスループットを低下させ
ることになり、非常に好ましくない。

【０００６】さらに無線通信端末数の増加に対応するた
めや、広いサービスエリアをカバーするために、例えば
セルラ無線電話システムのように、同一周波数のサービ
スエリアを互いに干渉しないように十分に離間して繰り
返し配置してシステムを構築することがある。しかし、
建物の構造上の制限などにより十分な繰り返し距離をと
れない場合には、干渉が発生して伝送品質の劣化が生じ
る。また、周波数を共用する他のシステムが近くに存在
する場合にも、同様に干渉が発生する。

【０００７】このため、無線ＬＡＮを構築し運用する場
合には、自システムのトラヒックの状況や、近隣の周波
数共用システムの状況などを把握することが必要であ
る。しかし、無線ＬＡＮの構築および管理は通常ユーザ
主導で行なわれるため、上記した様々な状況を事前に十
分正確に把握することは実際上困難である。したがっ
て、それに代わる効果的な解決策が切望されていた。

【０００８】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その第１の目的は、トラヒックの状況等を事前に把
握しておくことなく高品質のデータ伝送を行なうことが
できる無線通信システムとその無線通信端末を提供する
ことである。また本発明の第２の目的は、所属先サービ
スエリアの選択を円滑かつ確実に行なうことができる無
線通信システムとその無線通信端末を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための本発明は、エリアの少なくとも一部が互いに重
複する状態で配置された複数のサービスエリアを有し、
これらのサービスエリア内で複数の無線通信端末どうし
が無線チャネルを介してデータ伝送を行なう機能を備え
た無線通信システムにおいて、上記無線通信端末に、状
態判定手段と、サービスエリア選択手段とを備えてい
る。そして、状態判定手段により、自端末の電源投入に
応じて各サービスエリアの状態を判定し、その判定結果
を基に所属可能なサービスエリアの候補を決定してその
候補リストを記憶し、この記憶された上記候補リストに
基づいて、所属すべきサービスエリアを上記複数のサー
ビスエリアの中から択一的に選択するようにしたもので
ある。

【００１０】

【００１１】

【００１２】状態判定手段において、所属中のサービス
エリア内で伝送されるパケットの伝送品質が所定値より
劣化したか否かを判定し、伝送品質が所定値より劣化し
たと判定されたことに応じて所属すべきサービスエリア
を他のサービスエリアに変更する構成。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】また本発明は、上記状態判定手段により、
候補リストとして記憶されているすべてのサービスエリ
アの状態が所定の状態を満足しない状態になった場合
に、所属可能なサービスエリアの候補リストの変更動作
を行なうことも特徴とする。

【００１９】一方、前記第２の目的を達成するために本
発明は、エリアの少なくとも一部が互いに重複する状態
で配置された複数のサービスエリアを有し、これらのサ
ービスエリアにそれぞれ無線通信端末に対し無線チャネ
ルを介して接続される関門局を固定設置するとともに、
これらの関門局間を有線伝送路を介して接続し、異なる
サービスエリアに位置する複数の無線通信端末どうしが
前記関門局および有線伝送路を介してデータ伝送を行な
う機能を備えた無線通信システムにおいて、上記無線通
信端末に、所属候補決定手段と、状態判定手段と、サー
ビスエリア選択手段とを備える。そして、所属候補決定
手段により、上記サービスエリアごとにその関門局から
周期的に送信されるサービスエリア識別情報を含む制御
パケットの受信状態を基に所属可能なサービスエリアの
候補を決定すると共に、上記状態判定手段により、所属
中のサービスエリアの状態が満足する状態にあるか否か
を判定する。そして、この状態判定手段により所属中の
サービスエリアが満足する状態にないと判定された場合
に、上記サービスエリア選択手段により、上記所属候補
決定手段で決定された候補の中から適当なサービスエリ
アを選択するようにしたものである。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【作用】この結果本発明によれば、システムの運用開始
後において、所属中のサービスエリアで例えばトラヒッ
クの増加や伝送品質の劣化が生じると、これらのサービ
スエリアの状態の変化が無線通信端末自身で判定され
る。そして、この判定結果に応じて、無線通信端末自身
が自己の所属先を現在のサービスエリアから他の所属可
能なサービスエリアに切り換える。

【００２３】したがって、事前に自システムのトラヒッ
クの状況や近隣の周波数共用システムの状況などを把握
しておかなくても、各無線通信端末は可能な範囲で常に
最適なサービスエリアを使用して高品質のデータ伝送を
行なうことが可能となる。また、各無線通信端末が自律
的にサービスエリアの選択を行なっているため、各サー
ビスエリアの状況を基地局等で集中管理して各無線通信
端末の所属を管理制御するようなシステムに比べて、シ
ステム構成および制御を簡単化することができ、これに
より全体として安価なシステム提供できる。

【００２４】一方、他の本発明によれば、各サービスエ
リアに固定設置された関門局から送出される制御パケッ
トを受信してその受信結果を基に所属可能なサービスエ
リアのリストを作成し、所属中のサービスエリアが満足
できない状態になった場合に、上記リストからサービス
エリアの次候補を選択して所属先をこのサービスエリア
に切り換えるようにしているので、所属先に切り換えを
確実かつ円滑に行なうことができる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の一実施例に係わる対等分散形の無
線ＬＡＮシステムの概略構成図である。なお、対等分散
形とは、アクセス制御系および情報伝送系の通信をとも
に分散方式で行なう方式のことである。

【００２６】本無線ＬＡＮシステムは、複数の基本サー
ビスエリア（以後単にサービスエリアと称する）Ｅ１，
Ｅ２，Ｅ３，…，Ｅｎを有している。これらのサービス
エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ３，…，Ｅｎは、隣接するサービ
スエリアどうしがエリアの一部を互いに重複するように
位置設定されている。また各サービスエリアＥ１，Ｅ
２，Ｅ３，…，Ｅｎがカバーする範囲は、一般的なオフ
ィスの広さや構内での高速無線伝送の技術的困難さを考
慮して半径数十ｍ程度に設定されている。各サービスエ
リアＥ１，Ｅ２，Ｅ３，…，Ｅｎのうち互いに重複およ
び近接するエリアには、エリアを相互に分離するために
異なる無線周波数が割り当てられ、また例えばサービス
エリアＥ１とＥｎのように距離的に十分に離れたサービ
スエリアには、無線周波数の有効利用を図るために同じ
無線周波数が繰り返し割り当てられている。

【００２７】無線通信端末Ｍ１，Ｍ２，…，Ｍｍは、そ
の存在位置により上記各サービスエリアＥ１〜Ｅｎのい
ずれかに所属して通信を行なう。すなわち、同一のサー
ビスエリアに所属する無線通信端末どうしでは、サービ
スエリアに割り当てられている無線周波数チャネルを介
して直接接続され、このチャネルを介してデータの無線
伝送が行なわれる。このデータ伝送のアクセスプロトコ
ルにはＣＳＭＡ／ＣＤ方式が使用される。ＣＳＭＡ／Ｃ
Ｄとは、共通の無線伝送路を複数の無線通信端末が共用
するための方式であり、各無線通信端末は伝送路上のキ
ャリアがなくなるのを待ってパケットの送信を開始す
る。そして、送信中にパケットの衝突を検出するとその
時点でパケットの送信を中止し、ランダムな任意時間が
経過した後に再送信を行なうものである。

【００２８】また、各サービスエリアＥ１〜Ｅｎにはそ
れぞれ関門局Ｒ１〜Ｒｎが設置され、これらの関門局Ｒ
１〜Ｒｎは有線伝送路ＷＬを介して接続されている。各
関門局Ｒ１〜Ｒｎおよび有線伝送路ＷＬは分配システム
を構成している。各関門局Ｒ１〜Ｒｎは、有線伝送路Ｗ
Ｌと無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍとの間のデータ中継転送機
能と、対応するサービスエリアＥ１〜Ｅｎに所属する無
線通信端末の位置管理登録機能とを有しており、異なる
サービスエリアに所属する無線通信端末どうしを有線伝
送路ＷＬを介して接続する。なお、各関門局Ｒ１〜Ｒｎ
と各無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍとの間の接続は、上記無線
通信端末間の場合と同様にサービスエリアＥ１〜Ｅｎに
割り当てられた無線周波数チャネルを介して行なわれ、
またそのデータ伝送のアクセスプロトコルにはＣＳＭＡ
／ＣＤ方式が使用される。

【００２９】ところで、無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍはパー
ソナルコンピュータやワークステーションなどのデータ
端末、音声端末さらには画像端末などの各種端末装置
と、無線モジュールとから構成される。図２はこのうち
無線モジュールの構成を示す回路ブロック図である。

【００３０】無線モジュールは、ディジタルインタフェ
ース１１を備え、このディジタルインタフェース１１に
図示しない上記各種端末装置が接続される。ディジタル
インタフェース１１では、端末装置と無線モジュール本
体との間のデータのレベル変換やフレーム同期、速度変
換などが行なわれるとともに、無線モジュールのドライ
ブが行なわれる。このディジタルインタフェース１１を
介して上記端末装置から入力された送信データは、パケ
ット生成部１２に入力される。このパケット生成部１２
は、ディジタルインタフェース１１からの送信データ
に、無線伝送用のプリアンブルＰＡ、スタートフレーム
デリミタＳＦＤ、目的局アドレスＤＡ、送信局アドレス
ＳＡ、パケットタイプＴＹＰおよびデータ長ＬＥＮを付
加して、パケットのフレームを構成する。

【００３１】図３に上記パケットフレームの構成例を示
す。このうち目的局アドレスＤＡには、送信先の無線通
信端末や関門局のアドレスの他に、同報送信の場合には
例えばオール“０”からなる同報アドレスも挿入され
る。パケットタイプには、情報パケットと制御パケット
とがあり、制御パケットには位置登録パケットとエリア
番号通知パケットとがある。各パケットには、例えば情
報パケットは“００”、位置登録パケットは“１０”、
エリア番号通知パケットは“１１”というようにパケッ
トタイプの識別符号が付与されている。

【００３２】上記パケット生成部１２から出力された送
信パケットフレームは、誤り訂正符号部１３に入力され
る。この誤り訂正符号部１３では、無線伝送に適した誤
り訂正および誤り検出のための符号化処理が行なわれ、
パケットの後尾には図３に示すように誤り訂正符号ＦＥ
Ｃが付加される。そして、この誤り訂正部１３から出力
された送信パケットフレームは、変調部１４に入力され
る。

【００３３】変調部１４では、送信パケットフレーム化
された送信ベースバンド信号により送信中間周波信号を
変調し、この変調された送信中間周波信号を高周波（Ｒ
Ｆ）部１５に入力する。高周波部１５は、局部発振器、
周波数ミキサおよび送信電力増幅器を有している。そし
て、上記送信中間周波信号を無線チャネル周波数に対応
する搬送波に周波数変換するとともに、所定の送信電力
レベルにレベル変換したのち、アンテナ１６に供給して
このアンテナ１６から無線伝送路へ送信する。

【００３４】一方、無線伝送路を介して通信相手端末か
ら到来した被変調搬送波は、アンテナ１６で受信された
のち高周波部１５に入力される。この高周波部１５で
は、上記受信された被変調搬送波が高周波増幅されたの
ち受信中間周波信号に周波数変換され、復調部１７に入
力される。復調部１７では、上記受信中間周波信号がベ
ースバンドの受信パケットフレームに復調されるととも
に、上記受信中間周波信号を基にキャリア同期およびク
ロック同期（クロック再生）が行なわれる。そして、上
記受信パケットフレームおよび復調クロックは誤り訂正
復号・検出部１８に供給される。

【００３５】誤り訂正復号・検出部１８では、上記受信
パケットフレームに含まれる誤りの検出および誤り訂正
復号処理が行なわれ、この誤り訂正後の受信パケットフ
レームはパケット分解部１９に転送される。パケット分
解部１９は、上記受信パケットフレームから目的局アド
レスＤＡ、送信局アドレスＳＡ、パケットタイプＴＹＰ
およびデータＤＡＴＡをそれぞれ分解抽出する。そし
て、目的局アドレスが自局アドレスと一致する場合、あ
るいは同報アドレスの場合には、パケットタイプを識別
する。パケットタイプが情報パケットの場合には、目的
局アドレス、送信アドレスおよびユーザデータを端末装
置へ転送するべくディジタルインタフェース１１に供給
し、一方パケットタイプが制御パケットの場合には、送
信局アドレスおよび制御データを制御部３０に転送す
る。なお、目的局アドレスが他局アドレスだった場合に
は、その受信パケットは廃棄される。

【００３６】また無線モジュールは、制御系として制御
部３０に加えて、受信レベル（Ｒｘレベル）測定部２１
と、キャリア検出部２２と、衝突検出部２３とを備えて
いる。これらの回路はＣＳＭＡ／ＣＤ方式によるアクセ
ス制御および本発明の特徴であるサービスエリアの切換
制御を行なうために使用される。

【００３７】すなわち、先ず受信レベル測定部２１は、
受信中間周波信号中の指定周波数帯域内の信号レベルを
検出する。キャリア検出部２２は、上記受信レベル測定
部２１で検出された信号レベルを予め決められたしきい
値と比較し、これにより無線伝送路の空塞を判定する。
また関門局Ｒ１〜Ｒｎから到来した制御パケットの受信
レベルを測定し、その測定値を制御部３０に通知する。
衝突検出部２３は、復調部１７から出力された受信パケ
ットフレームを取り込み、そのプリアンブルＰＡまたは
プリアンブルＰＡの前に挿入されている衝突検出用のラ
ンダムパルスが送信時の符号状態を保持したまま受信さ
れたか否かを判定することにより衝突の発生を検出す
る。衝突の発生の有無は制御部３０に通知される。また
衝突検出部２３では、単位時間当りの衝突検出回数が計
数され、その計数値は制御部３０に通知される。

【００３８】制御部３０は、例えばマイクロコンピュー
タを主制御部とした備えたもので、その制御機能とし
て、上記した各機能ブロックの制御、上記キャリア検出
部２２および衝突検出部２３の検出結果に基づくＣＳＭ
Ａ／ＣＤ方式のアクセス制御、無線通信端末の移動に伴
う無線チャネル周波数の切換制御などに加えて、サービ
スエリア制御部３１を有している。

【００３９】サービスエリア制御部３１は、電源投入時
や自己の無線通信端末が他サービスエリアへ移動した時
に、自己の無線通信端末が所属可能なサービスエリアの
リストを作成する。そして、所属中のサービスエリア内
における伝送品質およびトラヒック状態を監視し、その
監視結果を基に所属すべきサービスエリアの切換制御を
行なう。

【００４０】次に、以上のように構成された無線通信端
末Ｍ１〜Ｍｍの動作を説明する。なお、ここでは説明を
簡単にするために、各無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍが各サー
ビスエリアＥ１〜Ｅｎの関門局Ｒ１〜Ｒｎに自己のアド
レスを登録することにより位置の管理を行なうものとし
て説明を行なう。

【００４１】図１に示す各サービスエリアＥ１〜Ｅｎの
関門局Ｒ１〜Ｒｎは、それぞれエリア通知パケットを一
定の周期で繰り返し放送している。例えば、サービスエ
リアＥ１の関門局Ｒ１は、目的局アドレスＤＡに同報ア
ドレスを、送信局アドレスＳＡに自局アドレス＃Ｒ１
を、パケットタイプＴＹＰにエリア番号通知パケットで
あることを示す“１１”を、データ領域ＤＡＴＡに「サ
ービスエリア番号＃Ｅ１」をそれぞれ挿入して、一定周
期Ｔで送信している。また、同様にサービスエリアＥ２
の関門局Ｒ２は、目的局アドレスＤＡに同報アドレス
を、送信局アドレスＳＡに自局アドレス＃Ｒ２を、パケ
ットタイプＴＹＰにエリア番号通知パケットであること
を示す“１１”を、データ領域ＤＡＴＡに「サービスエ
リア番号＃Ｅ２」をそれぞれ挿入して一定周期Ｔで送信
している。図４は各関門局Ｒ１〜Ｒｎによるエリア番号
通知パケットの放送タイミングの一例を示すものであ
る。

【００４２】この様な状態で、上記サービスエリアＥ１
とＥ２とが互いに重複している領域に存在する無線通信
端末Ｍ２は、電源が投入されると図７に示すように先ず
ステップ７ａに移行し、ここで所属可能なサービスエリ
アのリストを次のように作成する。

【００４３】すなわち、無線通信端末Ｍ１は、先ずサー
ビスエリアＥ１に割り当てられた無線チャネル周波数ｆ
１を受信するべく、高周波部１５の局部発振器に上記無
線チャネル周波数ｆ１に対応した局部発信周波数をセッ
トする。この状態で、上記無線チャネル周波数ｆ１を使
用して関門局Ｒ１から送信されたエリア番号通知パケッ
トが受信されると、この受信パケットから「サービスエ
リア番号＃Ｅ１」および送信元の関門局アドレス＃Ｒ１
を抽出する。そして、上記受信パケットを受信した際の
受信レベル、干渉レベルおよびビット誤り率などが予め
定められたしきい値を満足しているか否かを判定し、満
足していると判定された場合に、上記抽出された「サー
ビスエリア番号＃Ｅ１」および送信元の関門局アドレス
＃Ｒ１を、上記受信レベルなどの受信品質を表わす情報
とともに、サービスエリア制御部３１内に設けられたリ
ストメモリの対応する領域に記憶する。

【００４４】そうして上記サービスエリアＥ１について
のリスト情報が得られると、無線通信端末Ｍ１は次にサ
ービスエリアＥ２に割り当てられた無線チャネル周波数
ｆ２を受信するべく、高周波部１５の局部発振器に上記
無線チャネル周波数ｆ２に対応した局部発信周波数をセ
ットする。そして、上記無線チャネル周波数ｆ２により
関門局Ｒ２から送信されたエリア番号通知パケットが受
信されると、上記関門局Ｒ１からのエリア番号通知パケ
ットを受信した場合と同様に、受信レベル、干渉レベル
およびビット誤り率などが予め定められたしきい値を満
足しているか否かを判定し、満足していると判定される
と上記受信パケットに挿入されていた「サービスエリア
番号＃Ｅ１」および送信元の関門局アドレス＃Ｒ１を、
上記受信レベルなどの受信品質を表わす情報とともに、
サービスエリア制御部３１内に設けられたリストメモリ
の対応する領域に記憶する。

【００４５】以後同様に無線通信端末Ｍ１は、システム
中の残りのすべてのサービスエリアＥ３，Ｅ４，…，Ｅ
ｎの各無線チャネル周波数ｆ３，ｆ４，…，ｆ１につい
て、順次エリア番号通知パケットの受信動作を行なう。
そして、満足する品質でエリア番号通知パケットが受信
された場合には、受信パケットの「サービスエリア番
号」および送信元の関門局アドレスを、受信品質を表わ
す情報とともにサービスエリア制御部３１内のリストメ
モリに記憶する。なお、エリア番号通知パケットが満足
する品質で受信できなかった場合には、リストメモリの
対応する領域に非受信を表わす情報を記憶する。図５は
そうして作成したリストの一例を示すものである。

【００４６】さて、そうしてすべてのサービスエリアＥ
１〜Ｅｎについてのリストの作成が終了すると、無線通
信端末Ｍ１の制御部３０はステップ７ｂに移行し、ここ
で自己が所属すべきサービスエリアの選択を行なう。す
なわち、上記リストに基づいて、最も良好な受信品質が
得られたサービスエリアを一つ選択し、リストメモリ中
のこの選択したサービスエリアに対応する領域に所属中
である旨の情報を書き込む。例えば、いまサービスエリ
アＥ１における受信品質が最も良好だったとすれば、図
５に示すようにこのサービスエリアＥ１に対応する領域
に所属中であることを表わす“○”が記憶される。

【００４７】また、上記のように所属サービスエリアＥ
１を選択すると、無線通信端末Ｍ１はステップ７ｃに移
行して、ここで前記リストに所属可能なサービスエリア
の次候補が登録されているか否かを判定する。そして、
図５に示した場合のように所属可能なサービスエリアが
存在する場合には、ステップ７ｄに移行して位置登録パ
ケットを作成する。この位置登録パケットには、先に選
択したサービスエリアＥ１に応じて、目的局アドレスＤ
ＡにこのサービスエリアＥ１に対応する関門局Ｒ１のア
ドレス＃Ｒ１が、また送信元アドレスＳＡに自己のアド
レス＃Ｍ１がそれぞれ挿入され、さらにパケットタイプ
ＴＹＰの領域に位置登録パケットであることを示す“１
０”が挿入される。そして無線通信端末Ｍ１は、この作
成した位置登録パケットを関門局Ｒ１へ向けて図４に示
すように無線送信する。なお、所属可能なサービスエリ
アの次候補がない場合には、次候補が見付かるまでサー
ビスエリアリストの作成を繰り返す。

【００４８】上記位置登録パケットを受信すると、関門
局Ｒ１はこの受信した位置登録パケットから、送信元ア
ドレスＳＡに挿入されている無線通信端末Ｍ１のアドレ
ス＃Ｍ１を抽出し、この端末アドレス＃Ｍ１をアドレス
管理テーブルに登録する。

【００４９】同様に、他の無線通信端末Ｍ２〜Ｍｍにお
いても、電源投入時に同様の手順に従って所属可能なサ
ービスエリアのリストが作成され、このリストの中から
最良なサービスエリアが選択される。そして、この選択
されたサービスエリアが自己の無線通信端末のリストメ
モリに登録されるとともに、位置登録パケットにより関
門局に通知されてそのアドレス管理テーブルに登録され
る。

【００５０】図６は、その登録結果の一例として、サー
ビスエリアＥ１，Ｅ２内に無線通信端末Ｍ１〜Ｍ５が存
在し、これらの無線通信端末Ｍ１〜Ｍ５の所属が関門局
Ｒ１，Ｒ２のアドレス管理テーブルに登録された場合を
示している。

【００５１】次に、各無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍによる自
律的な所属サービスエリアの切換動作について説明す
る。各無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍは、先に述べたように自
己の所属エリアの登録が終了すると、以後要求に応じて
随時情報パケットの伝送を行ないながら、ステップ７ｅ
〜７ｈにおいて所属サービスエリアの状態を監視してい
る。

【００５２】すなわち、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式によるアク
セスプロトコルでは、ある無線通信端末がパケットを送
出したときに他の無線通信端末が送出したパケットとの
衝突が発生すると、この衝突の発生が検出された時点で
双方の無線通信端末はパケットの送信を中止する。この
パケット送信を中止した無線通信端末は、バックオフ処
理によりランダムな時間が経過したのちにパケットの再
送を行なうが、サービスエリア内のトラヒックが極めて
高い場合には何度も衝突が繰り返され、最終的には再送
をも中止する。そこで、無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍは、ス
テップ７ｅにおいて単位時間あたりの送信パケットの衝
突回数が所定のしきい値以上になったか否かを判定して
いる。

【００５３】また、伝送中に無線通信端末が移動して通
信相手端末との距離が大き離れたり、他の無線通信端末
からの干渉を受けることにより伝送品質が劣化すると、
受信ビット列のビット誤りが増大する。そして、このビ
ット誤りが誤り訂正能力を超えると、受信パケットの再
生が不可能となりパケットは廃棄となる。特に無線ＬＡ
Ｎにおいては、建物の制約から周波数繰り返し距離を十
分にとれなかったり、隣接するサービスエリアに同一周
波数を使用する他の無線通信端末が存在することがある
ため、上記のような問題は多く発生する。また、フェー
ジングなどの影響によりパケットの受信レベルが大きく
低下した場合にも、上記問題は発生する。そこで、無線
通信端末Ｍ１〜Ｍｍは、ステップ７ｆにおいてビット誤
り率（ＢＥＲ）が所定のしきい値以上に増加したか否か
を判定している。

【００５４】さらに、トラヒックが低くさらに伝送品質
が良好な場合でも、所属サービスエリアの関門局Ｒ１〜
Ｒｎが故障を起こしたり、保守工事などにより送受信動
作を停止している場合には、周期的に受信されるはずの
エリア番号通知パケットが受信できなくなる。そこで無
線通信端末Ｍ１〜Ｍｍは、ステップ７ｇにおいて上記エ
リア番号通知パケットの受信の有無を監視することによ
り、関門局Ｒ１〜Ｒｎの故障を検出している。

【００５５】また、無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍがサービス
エリアを跨いで他のサービスエリアに移動した場合に
も、パケットの正常な受信が行なえなくなる。このた
め、無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍは、ステップ７ｈにて自己
が他のサービスエリアに移動したか否かをキャリアの受
信レベルなどを基に判定している。

【００５６】そして、これらのステップ７ｅ〜７ｈにお
いて一つでもＹＥＳと判定されると、無線通信端末Ｍ１
〜Ｍｍはステップ７ｂに戻って、ここで自己のサービス
エリアリストの登録内容を基に所属可能なサービスエリ
アの次候補を選択する。そして、自己のリストメモリ中
の上記サービスエリアの次候補に対応する領域に所属中
であることを表す“○”を登録するとともに、いままで
所属していたサービスエリアに対応する領域から“○”
を抹消する。また、新たな所属先となるサービスエリア
の関門局に対し位置登録パケットを送信し、これにより
当該関門局のアドレス管理テーブルに自己の端末アドレ
スを登録する。

【００５７】例えば、いま図６に示す状態において、サ
ービスエリアＥ１に所属していた無線通信端末Ｍ４が、
トラヒックの増大あるいは伝送品質の劣化を検出して、
次候補であるサービスエリアＥ２への切り換え処理を行
なったとする。そうすると、新所属先のサービスエリア
Ｅ２の関門局Ｒ２では、そのアドレス管理テーブルに上
記無線通信端末Ｍ４の端末アドレス＃Ｍ４が新たに登録
され、一方旧所属先であるサービスエリアＥ１の関門局
Ｒ１では、そのアドレス管理テーブルから上記無線通信
端末Ｍ４の端末アドレス＃Ｍ４が抹消される。かくし
て、無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍの自律的な制御による所属
先サービスエリアの切り換えは完了する。

【００５８】なお、上記所属先サービスエリアの切り換
えに伴い、旧所属先のサービスエリアの関門局に登録さ
れている端末アドレスを抹消する必要がある。この旧端
末アドレスの抹消は、例えば関門局相互間で有線伝送路
ＷＬを介して情報を交換することにより可能である。ま
た別の手段としては、位置登録パケットのデータ領域に
端末アドレスの有効登録時間を表す“Life Time ”を付
加して送信し、この“Life Time ”を端末アドレスとと
もに関門局のアドレス管理テーブルに登録しておく。そ
して、この“Life Time ”に相当する時間が経過した時
点で自動的に端末アドレスの登録を抹消するような手段
を用いることもできる。

【００５９】また、サービスエリア間の移動に伴い所属
先のサービスエリアを切り換えた場合には、無線通信端
末Ｍ１〜Ｍｍは電源投入時と同様にサービスエリアのリ
ストを再生し直す。

【００６０】このように本実施例では、各無線通信端末
Ｍ１〜Ｍｍにおいて、電源投入時およびサービスエリア
間の移動時に自己が所属可能なサービスエリアのリスト
を作成してサービスエリア制御部３１内のメモリに記憶
し、以後所属中のサービスエリアの状態をパケット衝突
率やビット誤り率などを監視することにより判定して、
伝送品質を維持できないと判断した場合に、上記リスト
を基に所属先のサービスエリアを次候補に切り換えるよ
うにしている。

【００６１】したがって、事前に自システムのトラヒッ
クの状況や近隣の周波数共用システムの状況などを把握
しておかなくても、各無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍは可能な
範囲で常に最良のサービスエリアを使用して高品質のデ
ータ伝送を行なうことが可能となる。また、各無線通信
端末Ｍ１〜Ｍｍが自律的にサービスエリアＥ１〜Ｅｎの
選択を行なっているため、各サービスエリアの状況を基
地局等で集中管理して各無線通信端末の所属を管理制御
するようなシステムに比べて、システム構成および制御
を簡単化することができ、これにより全体として安価な
システム提供できる。

【００６２】次に、本発明の他の実施例を説明する。本
実施例は、所属可能なサービスエリアのリストを作成す
る際に、無線通信端末Ｍ１〜Ｍｍがすべての関門局Ｒ１
〜Ｒｎに対してエリア番号通知パケットの送信を要求
し、応答のあった関門局のサービスエリアについてリス
トを作成するものである。

【００６３】図８はその動作を示すタイミング図であ
る。同図において、無線通信端末Ｍ１は、一定の時間間
隔で無線チャネル周波数をｆ１，ｆ２，…のように順に
切換え、これにより一つの無線チャネル周波数が設定さ
れるごとにエリア番号要求パケットを送信する。これに
対し各関門局Ｒ１〜Ｒｎは、自己が使用している無線チ
ャネル周波数ｆ１，ｆ２，…を介してエリア番号要求パ
ケットが到来すると、送信元の無線端末に向けてエリア
番号通知パケットを送信する。無線通信端末Ｍ１は、上
記エリア番号要求パケットの送信期間を含む一定時間内
に関門局からのエリア番号通知パケットが受信される
と、このエリア番号通知パケットを基に対応するサービ
スエリアに係わるリストを作成する。

【００６４】このように本実施例であれば、無線通信端
末Ｍ１〜Ｍｍからエリア番号要求パケットを送信し、こ
れに応じて関門局Ｒ１〜Ｒｎがエリア番号通知パケット
を送信するようにしているので、関門局Ｒ１〜Ｒｎはエ
リア番号通知パケットを周期的に送信する必要がなくな
り、これによりサービスエリアのトラヒックを低下させ
ることができる。

【００６５】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではない。例えば、各サービスエリアの関門局間で
同期をとって、無線チャネル周波数ｆ１からｆｎ−１ま
でエリア番号通知パケットの送信タイミングを順次ずら
して送信するようにしてもよい。この場合無線通信端末
は、無線チャネル周波数ｆ１からｆｎ−１まで順次受信
局部発振周波数を切換えればよく、またエリア番号通知
パケットを受信できない場合のタイムアウト時間も短く
することができるので、所属可能なサービスエリアのリ
ストを作成する時間を短縮することができる。

【００６６】また、前記各実施例では所属可能なサービ
スエリアのリストを作成し、所属サービスエリアの状態
が満足できない状態になった場合に、このリストを基に
サービスエリアの次候補を選択して所属サービスエリア
を切り換えるようにしたが、リストを作成しておかず、
無線チャネル周波数を隣接するサービスエリアの周波数
に試行的に切り換えるように構成してもよい。

【００６７】さらに前記実施例では、無線通信端末の電
源投入時およびサービスエリア跨ぐ移動が行なわれた時
にリストの作成および変更を行なうようにしたが、それ
に加えて候補リストとして記憶中のすべてのサービスエ
リアの状態が所定の状態を満足しない状態になった場合
に、所属可能なサービスエリアの候補リストの変更動作
を行なうようにしてもよい。

【００６８】その他、サービスエリアの状態を判定する
ための監視対象、所属可能なサービスエリアのリスト作
成制御手順およびその制御内容、リストの作成タイミン
グ、サービスエリア切換制御の手順および制御内容、無
線通信端末の回路構成、サービスエリアの配置構成など
についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施できる。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明では、エリ
アの少なくとも一部が互いに重複する状態で配置された
複数のサービスエリアを有し、これらのサービスエリア
内で複数の無線通信端末どうしが無線チャネルを介して
データ伝送を行なう機能を備えた無線通信システムにお
いて、無線通信端末に、状態判定手段と、サービスエリ
ア選択手段とを備え、状態判定手段により、自端末の電
源投入に応じて各サービスエリアの状態を判定し、その
判定結果を基に所属可能なサービスエリアの候補を決定
してその候補リストを記憶し、この記憶された上記候補
リストに基づいて所属すべきサービスエリアを上記複数
のサービスエリアの中から択一的に選択するようにして
いる。

【００７０】したがって本発明によれば、所属先サービ
スエリアの選択を円滑かつ確実に行なうことができる無
線通信システムとその無線通信端末を提供することがで
きる。

【００７１】一方、他の発明では、エリアの少なくとも
一部が互いに重複する状態で配置された複数のサービス
エリアを有し、これらのサービスエリアにそれぞれ無線
通信端末に対し無線チャネルを介して接続される関門局
を固定設置するとともに、これらの関門局間を有線伝送
路を介して接続し、異なるサービスエリアに位置する複
数の無線通信端末どうしが前記関門局および有線伝送路
を介してデータ伝送を行なう機能を備えた無線通信シス
テムにおいて、上記無線通信端末に、所属候補決定手段
と、状態判定手段と、サービスエリア選択手段とを備え
る。そして、所属候補決定手段により、上記サービスエ
リアごとにその関門局から周期的に送信されるサービス
エリア識別情報を含む制御パケットの受信状態を基に所
属可能なサービスエリアの候補を決定すると共に、上記
状態判定手段により、所属中のサービスエリアの状態が
満足する状態にあるか否かを判定する。そして、この状
態判定手段により所属中のサービスエリアが満足する状
態にないと判定された場合に、上記サービスエリア選択
手段により、上記所属候補決定手段で決定された候補の
中から適当なサービスエリアを選択するようにしてい
る。したがって本発明によれば、所属先サービスエリア
の選択を円滑かつ確実に行なうことができる無線通信シ
ステムとその無線通信端末を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる無線ＬＡＮシステム
の概略構成図。

【図２】図１に示したシステムにおける無線通信端末の
構成を示す回路ブロック図。

【図３】パケットのフレーム構成を示す図。

【図４】図１に示したシステムにおける所属可能サービ
スエリアのリスト作成手段を説明するためのタイミング
図。

【図５】所属可能サービスエリアのリストの一例を示す
図。

【図６】関門局におけるアドレス管理テーブルの構成の
一例を示す図。

【図７】図２に示した無線通信端末におけるサービスエ
リアリスト作成手段およびサービスエリア切換手段の制
御手順および制御内容を示すフローチャート。

【図８】本発明の他の実施例に係わる所属可能サービス
エリアのリスト作成手段を説明するためのタイミング
図。

【符号の説明】

Ｅ１〜Ｅｎ…サービスエリア Ｒ１〜Ｒｎ…関門局 Ｍ１〜Ｍｍ…無線通信端末 ＷＬ…有線伝送路 １１…ディジタルインタフェース １２…パケット生成部 １３…誤り訂正符号部 １４…変調部 １５…高周波（ＲＦ）部 １６…アンテナ １７…復調部 １８…誤り訂正復号・検出部 １９…パケット分解部 ２１…受信レベル（Ｒｘレベル）測定部 ２２…キャリア検出部 ２３…衝突検出部 ３０…制御部 ３１…サービスエリア制御部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エリアの少なくとも一部が互いに重複す
   る状態で配置された複数のサービスエリアを有し、これ
   らのサービスエリア内で複数の無線通信端末どうしが無
   線チャネルを介してデータ伝送を行なう機能を備えた無
   線通信システムにおいて、 前記無線通信端末は、 無線通信端末の電源投入に応じて、各サービスエリアの
   状態を判定し、その判定結果を基に所属可能なサービス
   エリアの候補を決定してその候補リストを記憶する状態
   判定手段と、 この状態判定手段により記憶された前記候補リストに基
   づいて、所属すべきサービスエリアを前記複数のサービ
   スエリアの中から択一的に選択するためのサービスエリ
   ア選択手段とを備えたことを特徴とする無線通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記状態判定手段は、候補リストとして
   記憶されているすべてのサービスエリアの状態が所定の
   状態を満足しない状態になった場合に、所属可能なサー
   ビスエリアの候補リストの変更動作を行なうことを特徴
   とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 【請求項３】 エリアの少なくとも一部が互いに重複す
   る状態で配置された複数のサービスエリアを有し、これ
   らのサービスエリアにそれぞれ無線通信端末に対し無線
   チャネルを介して接続される関門局を固定設置するとと
   もに、これらの関門局間を有線伝送路を介して接続し、
   異なるサービスエリアに位置する複数の無線通信端末ど
   うしが前記関門局および有線伝送路を介してデータ伝送
   を行なう機能を備えた無線通信システムにおいて、 前記無線通信端末は、 前記サービスエリアごとにその関門局から周期的に送信
   される、サービスエリア識別情報を含む制御パケットの
   受信状態を基に、所属可能なサービスエリアの候補を決
   定するための所属候補決定手段と、 所属中のサービスエリアの状態が満足する状態にあるか
   否かを判定するための状態判定手段と、 この状態判定手段により所属中のサービスエリアが満足
   する状態にないと判定された場合に、前記所属候補決定
   手段で決定された候補の中から適当なサービスエリアを
   選択するためのサービスエリア選択手段とを備えたこと
   を特徴とする無線通信システム。
4. 【請求項４】 エリアの少なくとも一部が互いに重複す
   る状態で配置された複数のサービスエリアを有し、これ
   らのサービスエリア内で複数の無線通信端末どうしが無
   線チャネルを介してデータ伝送を行なう機能を備えた無
   線通信システムで使用される前記無線通信端末におい
   て、 自端末の電源投入に応じて、各サービスエリアの状態を
   判定し、その判定結果を基に所属可能なサービスエリア
   の候補を決定してその候補リストを記憶する状態判定手
   段と、 この状態判定手段により記憶された前記候補リストに基
   づいて、所属すべきサービスエリアを前記複数のサービ
   スエリアの中から択一的に選択するためのサービスエリ
   ア選択手段とを備えたことを特徴とする無線通信端末。
5. 【請求項５】 前記状態判定手段は、候補リストとして
   記憶されているすべてのサービスエリアの状態が所定の
   状態を満足しない状態になった場合に、自端末が所属可
   能なサービスエリアの候補リストの変更動作を行なうこ
   とを特徴とする請求項４に記載の無線通信端末。
6. 【請求項６】 エリアの少なくとも一部が互いに重複す
   る状態で配置された複数のサービスエリアを有し、これ
   らのサービスエリアにそれぞれ無線通信端末に対し無線
   チャネルを介して接続される関門局を固定設置するとと
   もに、これらの関門局間を有線伝送路を介して接続し、
   異なるサービスエリアに位置する複数の無線通信端末ど
   うしが前記関門局および有線伝送路を介してデータ伝送
   を行なう機能を備えた無線通信システムで使用される前
   記無線通信端末において、 前記サービスエリアごとにその関門局から周期的に送信
   される、サービスエリア識別情報を含む制御パケットの
   受信状態を基に、所属可能なサービスエリアの候補を決
   定するための所属候補決定手段と、 所属中のサービスエリアの状態が満足する状態にあるか
   否かを判定するための状態判定手段と、 この状態判定手段により所属中のサービスエリアが満足
   する状態にないと判定された場合に、前記所属候補決定
   手段で決定された候補の中から適当なサービスエリアを
   選択するためのサービスエリア選択手段とを備えたこと
   を特徴とする無線通信端末。