JP6539891B2 - 基地局システム、通信端末、無線通信システム、基地局システムの制御方法、通信端末の制御方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、基地局システム、通信端末、無線通信システム、基地局システムの制御方法、通信端末の制御方法、及び、プログラムに関する。

従来、無線通信端末（以降、通信端末ともいう）と、当該通信端末と無線通信リンク（以降、通信リンクともいう）を介して通信する無線基地局装置（以降、基地局ともいう）とを用いたＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が利用されている。通信端末は、ＷＬＡＮを介して、当該ＷＬＡＮに接続されているネットワーク上の他の通信装置（Ｗｅｂサーバ又はメールサーバなど）と通信することができる。

無線通信では、一般に、通信フレームの衝突回避を行うことで通信の成功率を向上させる。しかし、無線通信に用いられる電波の周波数帯域（以降、チャネルともいう）と同じ周波数帯域の外来波があると、無線通信の電波が乱され通信が失敗する。また、通信量が多いと、通信フレームの衝突の可能性が高まり、また、衝突回避のための待ち時間の上昇により、スループットが低下する。よって、無線通信のスループットを高く維持するには、なるべく外来波が少なく、また、他の通信端末による通信が少ないチャネルを選択することが望ましい。

特許文献１は、２つの無線インタフェースを搭載する基地局と通信端末との通信方法を開示する。この技術によれば、２つの無線インタフェースのうちの一方により通信データを送受信し、他方により通信データの復号鍵を送信する。これにより、通信量の低下を抑制しながら暗号化通信を行うことができる。

特開２０１２−０６０４４３号公報

しかしながら、基地局が使用するチャネルを、品質が高い無線通信ができるチャネルに切り替える際には、当該チャネルで通信している端末との通信が一時的に断絶される。通信が断絶されると、当該通信によって実現されるべき制御やサービスが適切に実現されないという問題がある。この問題は、通信の断絶が長時間に及ぶと、より顕著になる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減する基地局システム等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る基地局システムは、第一チャネルで無線通信が可能である第一インタフェースと、前記第一チャネルと異なる第二チャネルで無線通信が可能である第二インタフェースと、前記第二インタフェースにより出力される通信端末あてのフレームを格納するキューと、前記第一インタフェースに接続していた前記通信端末が、前記第一インタフェースとの接続から前記第二インタフェースに接続切り替えした場合に、前記キューに格納されているフレームを前記第二インタフェースから前記通信端末に送信するキュー制御部とを備える。

これによれば、基地局システムは、通信端末が第一インタフェースとの通信から第二インタフェースとの通信に切り替わるまでの間に通信端末に届けるべきフレームを、キューに格納する。そして、その後に通信端末が第二インタフェースと通信を始めると、キューに格納していたフレームを通信端末に送信する。よって、通信端末に届けるべきフレームのロスを低減させることができる。さらに、通信端末が第一インタフェースから第二インタフェースとの通信に切り替わることで、基地局システムから通信端末に届けられるべきフレームがすべてキューに蓄積された場合、フレームロスをゼロにすることも可能である。このように、基地局システムは、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減する。

また、前記キュー制御部は、前記通信端末が前記第二インタフェースに接続した後に送信する通知フレームを受信したことを契機として、前記キューに格納されているフレームを送信してもよい。

これによれば、基地局システムは、通知フレームを受信することで、通信端末が第二インタフェースに接続したことを検出して、キューに格納していたフレームを通信端末に送信する。よって、基地局システムは、より容易に無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減する。

また、前記第二インタフェースは、前記第一インタフェースと同一の設定情報を保有しており、前記基地局システムは、さらに、前記通信端末が前記第二インタフェースに接続する前に、前記第二インタフェースの端末リストに前記通信端末を登録する制御部を備えてもよい。

これによれば、基地局システムは、実際に通信端末が第二インタフェースと通信を開始する前の時点で、第二インタフェースの端末リストに通信端末を登録する。これにより、実際に通信端末が第二インタフェースと通信を開始する時点では、通信端末からの通知パケットを受信するだけでフレームを送信する状態をとることができるので、実際に通信端末が第二インタフェースと通信を始めた後の処理をより簡易にすることができる。

また、前記制御部は、前記端末リストに前記通信端末を登録する際には、前記通信端末がＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブ状態であることを示す情報を登録し、前記キューは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブキューであってもよい。

これによれば、基地局システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブ状態及びパワーセーブキューの仕組みを用いて、より具体的に無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、前記通知フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブビットが０であるＮＵＬＬフレームであってもよい。

これによれば、基地局システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブ状態及びパワーセーブキューの仕組みを用い、また、通知フレームのデータ量を抑制して、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、前記基地局システムは、一の基地局を備え、前記一の基地局が前記第一インタフェースと前記第二インタフェースとを備えてもよい。

これによれば、基地局システムは、２つの無線インタフェースを備える１つの基地局を用いて、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、前記基地局システムは、第一基地局と第二基地局とを備え、前記第一基地局が前記第一インタフェースを備え、前記第二基地局が前記第二インタフェースを備えてもよい。

これによれば、１つの無線インタフェースを備える基地局を２つ用いて、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、前記基地局システムは、さらに、前記第一インタフェースを用いて前記第一チャネルで前記通信端末と無線通信を行うとともに、前記第一チャネルの通信状況を取得する無線通信部と、前記無線通信部による無線通信中に、前記第二インタフェースを用いて前記第二インタフェースの周囲の電波状況を取得し、取得した前記電波状況を記憶部に格納する状況取得部と、前記無線通信部により取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記第一チャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される好適チャネルを決定する決定部とを備え、前記第二インタフェースは、前記好適チャネルで前記通信端末と無線通信を行い、前記キュー制御部は、前記好適チャネルを前記第二チャネルとして用いて、前記通信端末が前記第二インタフェースに接続した場合に、前記キューに蓄積されているフレームを送信してもよい。

これによれば、基地局システムは、１つの無線インタフェースで通信端末との無線通信を行いながら、この無線通信に使用していないもう１つの無線インタフェースを用いて周囲の電波状況を取得する。そして、取得した電波状況に基づいて好適チャネルが定められた場合には、基地局システムは、当該通信端末との無線通信を好適チャネルで行うようにチャネル切り替えを行うことができ、このチャネル切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、本発明の一態様に係る通信端末は、無線通信が可能である端末インタフェースと、前記端末インタフェースが基地局システムの無線インタフェースとの第一チャネルでの接続から、前記第一チャネルと異なる第二チャネルでの前記基地局システムの無線インタフェースとの接続に切り替えたことを契機として、前記端末インタフェースにより通知フレームを送信する通知部とを備える。

これによれば、端末は、通知フレームを送信することで、無線通信チャネルの切り替えによって接続した無線インタフェースから、チャネルの切替中に無線インタフェースのキューに蓄積されたフレームを受信することができる。これにより、端末は、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスが低減される。

また、本発明の一態様に係る無線通信システムは、上記の基地局システムと、前記基地局システムに接続する通信端末とを備える。

これによれば、上記基地局システムと同様の効果を奏する。

また、本実施の一態様に係る基地局システムの制御方法は、基地局システムの制御方法であって、前記基地局システムは、第一チャネルで無線通信が可能である第一インタフェースと、前記第一チャネルと異なる第二チャネルで無線通信が可能である第二インタフェースと、前記第二インタフェースに設けられたキューとを備え、前記制御方法は、前記第二インタフェースにより出力される通信端末あてのフレームを格納するステップと、前記第一インタフェースに接続していた前記通信端末が、前記第一インタフェースとの接続から前記第二インタフェースに接続切り替えした場合に、前記キューに格納されているフレームを前記第二インタフェースから前記通信端末に送信するステップとを含む。

これによれば、上記の基地局システムと同様の効果を奏する。

また、本実施の一態様に係る通信端末の制御方法は、無線通信が可能である端末インタフェースを備える通信端末の制御方法であって、前記端末インタフェースが基地局システムの無線インタフェースとの第一チャネルでの接続を確立するステップと、前記端末インタフェースが基地局システムの無線インタフェースとの第一チャネルでの接続から、前記第一チャネルと異なる第二チャネルでの前記基地局システムの無線インタフェースとの接続に切り替えたことを契機として、前記端末インタフェースにより通知フレームを送信するステップとを含む。

これによれば、上記の通信端末と同様の効果を奏する。

また、本実施の一態様に係るプログラムは、上記の基地局システムの制御方法をコンピュータにより実現させるためのプログラムである。

これによれば、上記の基地局システムと同様の効果を奏する。

また、本実施の一態様に係るプログラムは、上記の通信端末の制御方法をコンピュータにより実現させるためのプログラムである。

これによれば、上記の通信端末と同様の効果を奏する。

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などの記録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、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

本発明に係る基地局システムは、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

図１は、実施の形態に係る基地局を含む無線通信システムの構成図である。 図２は、実施の形態に係る基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係る基地局の機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態に係る状況取得部が取得する電波状況の一例である帯域占有率の説明図である。 図５は、実施の形態に係る状況取得部が取得する電波状況の一例であるフレームキャプチャログの説明図である。 図６は、実施の形態に係るフレームキャプチャログの解析結果の一例の説明図である。 図７は、実施の形態に係る基地局の処理を示すフロー図である。 図８は、実施の形態に係る無線通信システムにおける接続切り替えの方法を示すシーケンス図である。 図９は、実施の形態に係る基地局及び端末の、チャネル切り替え機能に着目したブロック図である。 図１０は、実施の形態に係る基地局の無線インタフェースの端末リストの説明図である。 図１１は、実施の形態に係る基地局のチャネル切り替え機能に着目したフロー図である。 図１２は、実施の形態に係る端末のチャネル切り替え機能に着目したフロー図である。 図１３は、実施の形態の変形例に係る基地局システム及び端末の、チャネル切り替え機能に着目したブロック図である。

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、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、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。

（実施の形態）
本実施の形態において、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減する基地局システム等について説明する。まず、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができる無線基地局装置及び無線通信システムに関する技術について説明し、その後に、決定したチャネルに切り替える際の通信ロスを低減する技術について説明する。

＜より高い品質のチャネルを決定する技術＞
図１は、本実施の形態に係る基地局１０を含む無線通信システム１の構成図である。

図１に示されるように、無線通信システム１は、基地局１０と、通信端末２０とを備える。無線通信システム１は、ＬＡＮ３０（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）及びネットワーク４０に接続されている。

基地局１０は、通信端末２０と無線通信を行う無線基地局装置である。基地局１０は、無線インタフェースを備えており、無線通信可能エリアに存在する通信端末２０との間で通信リンクを確立し、無線通信を行う。また、基地局１０は、ＬＡＮ３０と接続されており、無線通信に用いられる通信フレーム（通信パケット）の宛先に応じて、当該通信フレームを当該宛先に向けて転送する。なお、無線通信は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格などに適合する無線ＬＡＮにより実現される。基地局１０は、基地局システムの一例である。

基地局１０は、２つの無線インタフェースＷ１及びＷ２を備えており、これらを適切に用いて、より高い品質で無線通信可能なチャネルを発見し、発見したチャネルで通信端末２０との無線通信を行う。２つの無線インタフェースＷ１及びＷ２の使用方法などは、後で詳細に説明する。

通信端末２０は、無線インタフェースを有する無線通信端末である。通信端末２０は、基地局１０が有する無線インタフェースＷ１又はＷ２のいずれかと通信リンクを確立し、無線通信を行う。通信端末２０は、基地局１０を介して、ＬＡＮ３０又はネットワーク４０に接続された他の通信装置（不図示）と通信することができる。

ＬＡＮ３０は、基地局１０及びネットワーク４０に接続された通信ネットワーク（ローカルエリアネットワーク）である。ＬＡＮ３０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格などに適合する有線ＬＡＮにより実現される。

ネットワーク４０は、ＬＡＮ３０に接続された外部の通信ネットワークである。ネットワークは、例えば、通信事業者内のアクセスネットワーク、又は、インターネットなどに相当する。

このように構成された無線通信システム１における基地局１０のハードウェア構成及び機能構成について説明する。

図２は、本実施の形態に係る基地局１０のハードウェア構成を示すブロック図である。

図２に示されるように、基地局１０は、ＣＰＵ１０１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ１０２（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、メインメモリ１０３と、ストレージ１０４と、無線インタフェースＷ１及びＷ２とを備える。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２又はストレージ１０４等に記憶された制御プログラムを実行するプロセッサである。

ＲＯＭ１０２は、制御プログラム等を保持する読み出し専用記憶領域である。

メインメモリ１０３は、ＣＰＵ１０１が制御プログラムを実行するときに使用するワークエリアとして用いられる揮発性の記憶領域である。

ストレージ１０４は、制御プログラム、及び、コンテンツなどを保持する不揮発性の記憶領域である。

無線インタフェースＷ１は、通信端末２０との間で通信リンクを確立し、無線通信を行う無線通信インタフェースである。無線インタフェースＷ１は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮの通信インタフェースであり、無線通信信号の生成回路及びアンテナ等を有する。無線インタフェースＷ１は、後述するように、無線通信のための通信用インタフェース、又は、基地局１０の周囲の電波状況を取得するための監視用インタフェースとして用いられる。無線インタフェースＷ１には、所定のＳＳＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、及び、ＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）が設定される。無線インタフェースに設定されるＳＳＩＤ及びＢＳＳＩＤ等の情報を設定情報ともいう。

無線インタフェースＷ２は、無線インタフェースＷ１と同じハードウェア構成を有する無線通信インタフェースであり、無線インタフェースＷ１と同様の用途で用いられる。無線インタフェースＷ２は、無線インタフェースＷ１とは独立に動作する。無線インタフェースＷ２には、無線インタフェースＷ１と同一の設定情報（つまりＳＳＩＤ及びＢＳＳＩＤ）が設定される。

なお、無線インタフェースＷ１のアンテナと無線インタフェースＷ２のアンテナとは、１つの基地局１０の筺体に備えられ、例えば１０ｃｍ程度の間隔をあけて配置される。

図３は、本実施の形態に係る基地局１０の機能構成を示すブロック図である。

図３に示されるように、基地局１０は、無線通信部１１１と、通信用インタフェース１１２と、状況取得部１１３と、監視用インタフェース１１４と、記憶部１１５と、決定部１１６と、制御部１１７とを備える。

無線通信部１１１は、通信端末２０との無線通信を行う処理部である。具体的には、無線通信部１１１は、通信用インタフェース１１２により通信端末２０と通信リンクを確立し、確立した通信リンクを通じて通信端末２０との間で通信フレームの送受信を行う。通信用インタフェース１１２には、動的に、無線インタフェースＷ１及びＷ２のいずれか一方、又は、両方が用いられる。無線通信部１１１が無線インタフェースＷ１及びＷ２のどちらをどのタイミングで通信用インタフェース１１２として用いるかは、決定部１１６により決定される。無線通信部１１１は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２及びメインメモリ１０３等（以降、ＣＰＵ１０１等ともいう）により実現される。

また、無線通信部１１１は、通信用インタフェース１１２が無線通信に使用しているチャネル（以降、「通信チャネル」ともいう）の通信状況を決定部１１６に提供する。上記通信状況とは、通信チャネルにおける無線通信の帯域占有率、及び、通信用インタフェース１１２により送受信（送信及び受信の少なくとも一方）されたフレーム数等を含む情報である。

また、通信端末２０との無線通信に用いるチャネルの変更は、無線インタフェースＷ１及びＷ２のうち、無線通信部１１１が通信用インタフェース１１２として使用している一方の無線インタフェースから他方の無線インタフェースに、通信端末２０が接続切り替えを行うことで実現される。ここで、上記一方の無線インタフェースのチャネルと、上記他方の無線インタフェースのチャネルとは、互いに異なる。後述するように、両方の無線インタフェースにかかる無線通信管理情報がチャネルを除いて同じとすれば、通信端末からは、チャネルのみを変更すると認識される。

このとき、接続切り替えの前に上記他方の無線インタフェースを、より高い品質で無線通信可能なチャネルに設定しておくようにすれば、当該接続切り替えにより、そのチャネルで無線通信することができるようになる。

また、上記チャネルの変更は、無線通信部１１１が通信用インタフェース１１２として使用している一方の無線インタフェースの動作（例えば電波の送信）を停止させることで、通信端末２０が自発的に他の無線インタフェースを探索することによって実現されてもよい。また、上記チャネルの変更は、無線通信部１１１がチャネル切り替えのための告知信号を通信端末２０に対して送信し、通信端末２０が上記告知信号を受信したことを契機として行ってもよい。上記告知信号は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈ規格により定められたＣＳＡ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ）やＩＥＥＥ８０２．１１規格により定められたスペクトラムマネージメントアクションを含むフレームフォーマットであるＡｃｔｉｏｎ ＦｒａｍｅにＣＳＡを含める（以後、Ａｃｔｉｏｎ Ｆｒａｍｅ ＣＳＡとも呼ぶ）ことができる。特に、基地局１０は、Ａｃｔｉｏｎ Ｆｒａｍｅ ＣＳＡにより、通信端末２０との間をユニキャスト通信で、変更先チャネルを告知することが好ましい。このようにすれば、ビーコンに含まれて送信されるＣＳＡ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｈ規格により定められたＣＳＡ）と比べ、変更先チャネルが通信端末２０に確実に通知され得る。

図３に戻って、通信用インタフェース１１２は、無線通信部１１１により用いられ、通信端末２０との通信リンクを確立及び維持する無線インタフェースである。無線インタフェースＷ１及びＷ２のいずれか一方、又は、両方が、制御部１１７による制御に基づいて、動的に通信用インタフェース１１２として用いられる。

また、通信用インタフェース１１２は、基地局１０に接続している複数の通信端末の無線接続に必要な管理情報（以後、無線通信管理情報とも呼ぶ）を記憶する。ここで、無線接続に必要な管理情報とは、認証や暗号に関する各通信端末の管理情報や基地局１０と各通信端末のドライバ間で必要になる管理情報などである。無線通信管理情報をもとに、基地局１０と通信端末２０は互いの間で無線通信を行う。通信用インタフェース１１２は、無線インタフェースＷ１及びＷ２のいずれかとストレージ１０４の一部などにより実現される。

状況取得部１１３は、無線通信部１１１による無線通信中に、基地局１０の周囲の電波状況を取得し、取得した電波状況を記憶部１１５に格納する処理部である。具体的には、状況取得部１１３は、監視用インタフェース１１４により、チャネルを変更しながら、無線通信に使用可能な各チャネルにおいて時間の経過とともに電波状況を複数回取得する。例えば、状況取得部１１３は、無線通信に使用可能なチャネルの１つにおいて電波状況を５００ｍｓｅｃ間取得した後、無線通信に使用可能な別のチャネルにおいて同じように電波状況を取得する。これを無線通信に使用可能なすべてのチャネルにおいて行うことで、無線通信に使用可能な各チャネルの電波状況を取得する。また、状況取得部１１３は、上記の電波状況の取得を繰り返し行うことで、長時間（例えば、数時間、数日、又は、それ以上）にわたる、無線通信に使用可能なすべてのチャネルにおける電波状況を記憶部１１５に格納する。

状況取得部１１３が取得する電波状況は、例えば、チャネルごとの帯域占有率、フレームキャプチャログ、外来ノイズのノイズフロア値、又は、自身の通信を阻害し得る通信の検出などである。ここで、自身の通信を阻害し得る通信とは、例えば、遅延を招くノイズやＩＥＥＥ８０２．１１ａｃなどの複数チャネルを束ねるような通信である。このような通信は、遅延を極力抑えることが求められるアプリケーション下で、無線通信システム１を運用させたい場合に弊害となる。監視用インタフェース１１４には、動的に、無線インタフェースＷ１及びＷ２のいずれか一方が用いられる。なお、状況取得部１１３が無線インタフェースＷ１及びＷ２のどちらをどのタイミングで監視用インタフェース１１４として用いるかについては、決定部１１６により決定され、その具体的タイミングは全く任意である。例えば、より良好な通信チャネルを見出したとき即時に切り替えてもよいし、現行の通信チャネルにおける通信状況がある閾値を下回って悪化したときに切り替えてもよい。あるいは、夜間など各端末との通信が途絶える時間帯に切替時刻を予約しておくことも考えられる。これにより、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間が与える影響を抑えることができるからである。状況取得部１１３は、ＣＰＵ１０１等により実現される。

監視用インタフェース１１４は、状況取得部１１３により用いられ、基地局１０の周囲の電波状況を取得する無線インタフェースである。無線インタフェースＷ１及びＷ２のいずれか一方が、制御部１１７による制御に基づいて、動的に監視用インタフェース１１４として用いられる。

記憶部１１５は、基地局１０の周囲の電波状況が状況履歴１２１として格納される記憶装置である。状況履歴１２１は、状況取得部１１３が取得した電波状況が時系列データとして格納される履歴データであり、決定部１１６により読み出され利用される。記憶部１１５は、ストレージ１０４により実現される。

決定部１１６は、無線通信部１１１により取得された通信状況と、記憶部１１５に格納された電波状況（状況履歴１２１）とに基づいて、通信チャネルでの無線通信より高い品質の無線通信ができると推定されるチャネルである好適チャネルを決定する。具体的には、決定部１１６は、無線通信部１１１から通信チャネルの通信状況を取得する。また、決定部１１６は、記憶部１１５に格納された電波状況（状況履歴１２１）である、無線インタフェースＷ１及びＷ２が使用可能なチャネルそれぞれについての帯域占有率又は無線フレームのキャプチャログ（以降、「キャプチャログ」ともいう）を、記憶部１１５から読み出すことで取得する。そして、上記通信状況及び上記電波状況に基づいて、より高い品質の無線通信ができると推定されるチャネルである好適チャネルを決定する。具体的な決定方法については、後で詳しく説明する。

制御部１１７は、無線通信部１１１及び状況取得部１１３のそれぞれが使用する無線インタフェースを制御する処理部である。具体的には、制御部１１７は、決定部１１６が好適チャネルを決定した場合に、監視用インタフェース１１４を、上記好適チャネルでの無線通信を行う新たな通信用インタフェース１１２として動作させるように制御する。また、制御部１１７は、上記場合に、通信用インタフェース１１２として使用されていた無線インタフェースを、新たに監視用インタフェース１１４として動作させるように制御する。さらに、制御部１１７は、決定部１１６が好適チャネルを決定し、チャネル切り替えの時刻が到来した場合に、通信用インタフェース１１２に記憶された無線通信管理情報（通信用インタフェース１１２を通じて取得された）を監視用インタフェース１１４に複製し記憶させ、監視用インタフェースとしての機能を停止して通信用インタフェースとしての動作を開始する準備を始める。

また、制御部１１７は、決定部１１６が好適チャネルとともに開始時刻を決定した場合には、この開始時刻に、新たな通信用インタフェース１１２の動作を開始させるように制御する。

次に、状況取得部１１３が取得する電波状況について、２つの具体例を示しながら説明する。第一の具体例は、チャネルごとの帯域占有率であり、第二の具体例は、キャプチャログである。

図４は、本実施の形態に係る状況取得部１１３が取得する電波状況の一例である帯域占有率の説明図である。図４の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ異なる時刻における帯域占有率を、チャネルごとに示したグラフである。

例えば、図４の（ａ）に示されるグラフは、チャネル１の帯域占有率が約８３％、チャネル２の帯域占有率が約６１％、というように、チャネルの帯域占有率を示している。このグラフから、チャネル１及び８周辺のチャネルの帯域占有率が比較的高く、チャネル４及び１１周辺のチャネルが比較的帯域占有率が低いと判断される。

図４の（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれのグラフからも、上記と同様の考え方で、帯域占有率が比較的低いチャネル又は高いチャネルが判断される。

決定部１１６は、図４に示される帯域占有率を用いて、以下のように好適チャネルを決定する。例えば、所定時間内に時間間隔を隔てて３回取得された各チャネルの帯域占有率が、図４の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）であり、通信用インタフェース１１２の通信チャネルの帯域占有率が約３０％であるとする。このとき、図４の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）から、決定部１１６は、帯域占有率が所定時間内において継続的に３０％以下であるチャネルを判定する。判定の結果、決定部１１６は、帯域占有率が継続的に３０％以下であるチャネルとしてチャネル１１を選択し、好適チャネルをチャネル１１と決定する。

図５は、本実施の形態に係る状況取得部１１３が取得する電波状況の一例であるキャプチャログの説明図である。

図５に示されるキャプチャログは、監視用インタフェース１１４が取得する複数の通信フレームに関する情報を示したものであり、複数の通信フレームのそれぞれについて、時刻５０１、送信元アドレス５０２、宛先アドレス５０３、通信チャネル５０４、及び、フレーム長５０５の各情報を含む。

時刻５０１は、監視用インタフェース１１４が当該通信フレームを取得した時刻を示す情報である。時刻５０１は、上記時刻を絶対的に示すものでもよいし、上記時刻を相対的に示すものであってもよい。時刻５０１は、例えば、キャプチャログ上の最も古い通信フレームの時刻を基準とし、基準とした最も古い通信フレームの時刻から当該通信フレームの受信時刻までの時間、つまり、基準とした時刻からの相対的な時刻とする。なお、時刻５０１が計測される際の時刻の最小単位は、１マイクロ秒〜１ミリ秒程度である。

送信元アドレス５０２は、当該通信フレームの送信元ＭＡＣアドレスを示す情報である。図４において、「ＭＡＣ（Ａ１）」等は、基地局Ａ１（不図示）のＭＡＣアドレスを意味し、また、「ＭＡＣ（Ｓ１）」等は、通信端末Ｓ１（不図示）のＭＡＣアドレスを意味する。なお、ＭＡＣアドレスは、一般に、１２桁の１６進数で、「１１：２２：３３：ａａ：ｂｂ：ｃｃ」というように表現されるものである。

宛先アドレス５０３は、当該通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを示す情報である。記載されている内容については、送信元アドレス５０２についてのものと同様である。

通信チャネル５０４は、当該通信フレームが取得されたチャネルを示す情報である。

フレーム長５０５は、当該通信フレームのフレーム長を示す情報である。

決定部１１６は、図５に示されるキャプチャログを解析することで、以下のように好適チャネルを決定する。

図６は、本実施の形態に係るキャプチャログの解析結果の一例の説明図である。

図６に示されるように、キャプチャログの解析結果には、各チャネルにおいて通信を行っている端末数６０１及び基地局数６０２、各チャネルで通信されている通信フレーム数６０３及び通信データ量６０４（単位は例えば［ｋｂｐｓ］）が含まれる。

端末数６０１及び基地局数６０２の算出方法を以下に説明する。以下の説明において、アドレスとは、ＭＡＣアドレスを意味する。

キャプチャログに含まれる送信元アドレス５０２及び宛先アドレス５０３からは、当該アドレスが端末のアドレスであるか、又は、基地局のアドレスであるかはわからない。そこで、決定部１１６は、当該アドレスが端末又は基地局のアドレスであることを知るために、キャプチャログにおける複数の通信フレームにおいて、各通信フレームの送信元アドレス５０２と宛先アドレス５０３とをペアとして対応付けて保持し、この対応付けに基づいてアドレスが端末のものであるか基地局のものであるかを判断する。具体的には、決定部１１６は、ペアの一方に含まれる頻度が比較的高いアドレスを基地局のアドレスであると判定する。この方法は、基地局１０がＬＡＮ３０に接続されている他の通信装置と通信端末２０との間でやりとりされる通信フレームを相互に転送するので、基地局のアドレスが上記ペアの一方に含まれる頻度が自ずと高くなることを利用した方法である。

なお、上記において、頻度が高いか否かを判定する際には、当該頻度と所定値とを比較した結果に基づいて判定してもよい。また、頻度の分布に基づいて基地局とその他の通信装置を区別できる適切な値を上記所定値として定めてもよい。

なお、基地局又は端末のアドレスとして予め定められたアドレスがある場合には、そのアドレスを用いて、アドレスが基地局のものであるか端末のものであるかを判断してもよい。

通信フレーム数６０３及び通信データ量６０４の算出方法を以下に説明する。

通信フレーム数６０３は、キャプチャログにおいて特定のチャネルから取得した通信フレームの数として得られる。また、通信データ量６０４は、キャプチャログから特定のチャネルから取得したフレームだけを抽出した上で、各フレームの送受信時刻（時刻５０１）と、フレーム長５０５とに基づいて、単位時間当たりの通信データ量を算出することで得られる。

決定部１１６は、端末数６０１、基地局数６０２、通信フレーム数６０３、又は、通信データ量６０４が所定値以下であるチャネルを混雑度が低いチャネルと判定する。そして、決定部１１６は、判定の結果として得られるチャネルを好適チャネルとして決定する。なお、好適チャネルを決定する際に、端末数６０１、基地局数６０２、通信フレーム数６０３及び通信データ量６０４から混雑度を総合的に評価して用いてもよいし、これらのうちの予め定められたいずれか１つ以上の解析結果を用いてもよい。また、上記で帯域占有率を用いて決定される好適チャネルが複数ある場合には、端末数６０１などを考慮して好適チャネルを絞り込むことも有効である。

以上のように構成された基地局１０の動作について以下で説明する。

図７は、本実施の形態に係る基地局１０の処理を示すフロー図である。

通信端末２０が通信用インタフェース１１２としての無線インタフェースＷ１との間で通信リンクを確立している状態で、基地局１０が以降の処理を行うことで、通信端末２０が無線インタフェースＷ２との通信リンクを確立した状態になる。

ステップＳ１０１において、決定部１１６は、無線通信部１１１から通信チャネルの通信状況を取得する。

ステップＳ１０２において、決定部１１６は、記憶部１１５から、基地局１０の周囲の電波状況として状況履歴１２１を取得する。

ステップＳ１０３において、決定部１１６は、ステップＳ１０１で取得した通信状況と、ステップＳ１０２で取得した電波状況とを用いて、好適チャネルを決定し、その好適チャネルへの切り替えの当否、および切り替えのタイミングを決定する。

ステップＳ１０４において、チャネル切り替えのタイミングが到来すると、切り替えに先立ち、制御部１１７は、通信用インタフェース１１２で使用中（記憶している）の無線通信管理情報を監視用インタフェース１１４に複製し記憶させる。前述のとおり、チャネル切り替えのタイミングは任意である。

ステップＳ１０５において、制御部１１７は、監視用インタフェース１１４として使用されている無線インタフェースＷ２を、無線通信部１１１が新たな通信用インタフェース１１２として使用できるように制御する。具体的には、無線インタフェースＷ２を通信用インタフェースとしてリセットして、ステップＳ１０３で決定された好適チャネルを設定し、さらにステップＳ１０４で監視用インタフェース１１４に記憶された通信用インタフェース１１２の無線通信管理情報を設定する。

ステップＳ１０６において、無線通信部１１１は、通信チャネルから好適チャネルへのチャネル切り替えのための告知信号として好適チャネルを含むＡｃｔｉｏｎ Ｆｒａｍｅ ＣＳＡを通信端末２０にユニキャスト送信する。

ステップＳ１０７において、通信端末２０が、無線インタフェースＷ１から無線インタフェースＷ２へ、通信リンクの接続切り替えを行う。接続切り替えは、ステップＳ１０６のＡｃｔｉｏｎ Ｆｒａｍｅ ＣＳＡによる好適チャネルの情報と無線インタフェースＷ２に記憶された無線通信管理情報によって、通信端末２０が無線インタフェースＷ１との通信リンクを切断することなく、無線インタフェースＷ２との通信リンクを確立することで行われる。つまり、無線接続のために必要な通信端末２０の無線通信管理情報を参照でき、実質チャネル変更を行うだけで、接続切り替え前の通信リンクを引き継げるのである。通常、接続切り替えは、一度、通信リンクが切断され、新たな通信リンクを確立する必要がある。また、通常のハンドオーバ技術（高速ハンドオーバ技術ではない従来のハンドオーバ技術）によれば、接続先の基地局の探索のためにチャネルをスキャンする時間（数秒程度、より具体的には、１〜３秒程度）に加え、通信端末２０が無線インタフェースＷ２との通信リンクの接続に必要な認証等のための２００ｍｓｅｃ程度の時間を要する。

ステップＳ１０８において、接続しているすべての通信端末が新たな通信チャネルに切り替えられたことを確認した後、無線インタフェースＷ２が無線インタフェースＷ１に対して切り替え完了を通知する。

ステップＳ１０９において、制御部１１７は、通信用インタフェース１１２として使用されている無線インタフェースＷ１を、状況取得部１１３が新たな監視用インタフェース１１４として使用するように制御する。すなわち、ステップＳ１０４からＳ１０９までの間、２つのモジュールは異なるチャネルで併存して通信用インタフェースとして動作していることとなる。

以上の一連の処理により、基地局１０が高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定し、決定されたチャネルにおいて基地局１０と通信端末２０とが通信リンクを切断することなく無線通信を行うことができる。

図８は、本実施の形態に係る無線通信システム１における接続切り替えの方法を示すシーケンス図である。図７で説明した処理については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

最初、通信端末２０がどの無線インタフェースとも通信リンクを確立していない状態であり、基地局１０は、通信用インタフェース１１２として無線インタフェースＷ１を使用しているとする。

通信端末２０が基地局１０（無線インタフェースＷ１）との通信リンクを確立する際には、まず、通信端末２０によるチャネルのスキャンが行われる。チャネルのスキャンには、一般に、数秒程度、より具体的には、１〜３秒程度の時間を要する。また、チャネルのスキャン後に、通信端末２０と無線インタフェースＷ１との間での認証（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）、接続（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）及び鍵情報の交換（４−ｗａｙ ｈａｎｄｓｈａｋｅ）が行われる。これらのやりとりには、一般に、２００ｍｓｅｃ程度の時間を要する。このやりとりの後に、通信端末２０と基地局１０との無線通信が可能となる。

この後、無線インタフェースは監視用インタフェースとして各チャネルの状況を監視した結果、好適チャネルが決定され（ステップ１０３）、好適チャネルに切り替える処理（ステップＳ１０４）を行うタイミングが到来すると、制御部１１７から通信端末２０へ好適チャネルを含むＡｃｔｉｏｎ ＦｒａｍｅＣＳＡが送信される（ステップＳ１０６）。通信端末２０は、これを受信すると、チャネルを変更する（ステップＳ１０７）。

無線インタフェースＷ２が通信用インタフェース１１２として使用開始されると、通信端末２０は、使用チャネルをＡｃｔｉｏｎＦｒａｍｅＣＳＡに含まれた好適チャネルに切り替える。

通信端末２０が無線インタフェースＷ２との通信リンクを確立した後、無線インタフェースＷ２から無線インタフェースＷ１に、切り替え完了が通知される。この通知に基づいて、状況取得部１１３は、新たに無線インタフェースＷ１を監視用インタフェース１１４として使用して基地局１０の周囲の電波状況の取得を行う。

なお、新たに無線インタフェースＷ１を監視用インタフェース１１４として使用した場合、状況取得部１１３は、取得した電波状況の履歴を引続き状況履歴１２１に格納する。このようにすることで、状況履歴１２１上の履歴データの欠落期間を短くすることができる。

なお、基地局１０が２つの無線インタフェースＷ１及びＷ２を１つの基地局１０が搭載していることで、以下のような利点を有する。

第一に、チャネル切り替えの際に、無線インタフェースのアンテナの物理的な位置の変化が小さく、チャネル切り替えに伴う通信特性の変化が小さく抑えられるという利点がある。通常の使用状態において、基地局１０と通信端末２０とは、数メートル程度の距離を離して配置されることが多いと考えられる。無線インタフェースＷ１及びＷ２のアンテナの間隔が１０ｃｍである場合、通信端末２０から見れば、チャネル切り替えによってアンテナが１０ｃｍ程度移動するように見える。しかし、アンテナの移動距離１０ｃｍは、基地局１０と通信端末２０との距離と比較すれば、実質的な移動がないと見ることもできる。

第二に、２つの無線インタフェースを併用することで短時間で周囲の電波状況を取得することができる利点がある。基地局１０を配置する際には、配置しようとする位置における電波状況を予め取得したい場合がある。その場合に、２つの無線インタフェースの両方を用いて、互いに異なるチャネルにおいて電波状況の取得をさせることにより、１つの無線インタフェースを用いる場合と比較して半分の時間で電波状況の取得を完了することができる。

＜チャネル切り替えの際の通信ロスを低減する技術＞
次に、上記のように決定したチャネルに切り替える際の通信ロスを低減する技術について説明する。ここでは、基地局１０が、無線インタフェースＷ１を通信用インタフェース１１２として用い、無線インタフェースＷ２を監視用インタフェース１１４として用いる状態から、無線インタフェースＷ１を監視用インタフェース１１４として用い、無線インタフェースＷ２を通信用インタフェース１１２として用いる状態へ移行する際の通信ロスを低減する技術を例として説明する。

なお、上記移行は、通信端末が、無線インタフェースＷ１と接続している状態から無線インタフェースＷ２と接続している状態に切り替わることに相当する。この切り替えは、例えば、通信端末が無線インタフェースＷ１との接続を切断し、その後に、無線インタフェースＷ２との接続を確立することによって実現可能であり、以降ではこの場合を例として説明する。ただし、上記切り替えは、これだけに限定されず、例えば、通信端末が無線インタフェースＷ１から無線インタフェースＷ２に、通信リンクの切断及び確立ステップを経ず、使用チャネルを切り替えることのみで接続切り替えを行うことも実現可能である。

図９は、本実施の形態に係る基地局１０及び通信端末２０の、チャネル切り替え機能に着目したブロック図である。

図９に示されるように、基地局１０は、チャネル切り替えに関する機能ブロックとして、制御部１１７と、２つの無線インタフェースＷ１及びＷ２とを備える。

無線インタフェースＷ１及びＷ２は、それぞれ、端末リストを保有している。ここで、端末リストとは、当該無線インタフェースに接続している通信端末２０と、当該通信端末２０がフレームを受信できるか否かを示す受信可否情報とを示すリストである（図１０参照）。無線インタフェースＷ１及びＷ２は、それぞれ、第一インタフェース及び第二インタフェースに相当する。

無線インタフェースＷ２は、キュー１３１と、キュー制御部１３２とを有する。

キュー１３１は、無線インタフェースＷ２により出力される通信端末２０宛てのフレームを格納する出力キューである。キュー１３１には、通信端末２０ごとに設けられ、当該通信端末２０に対して送信すべきフレームが格納される。キュー１３１に格納されているフレームが出力されるか否かは、キュー制御部１３２により制御される。なお、キュー１３１は、例えば、無線インタフェースＷ２のモジュール内に存在するＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブキュー、言い換えればいわゆるファームウェアにより実現されるキューである。すなわち、無線インタフェースＷ２は、通信端末２０がパワーセーブ状態にあると認識し、通信端末２０からの通知フレーム（後述）を受信するまでは、フレームを送信せずキューに蓄積している状態である。また、キュー１３１は、ＣＰＵ１０１が所定のプログラムを実行することでメインメモリ１０３の一部を利用して実現されるキュー、いわゆるソフトウェアにより実現されるキューであってもよい。

キュー制御部１３２は、キュー１３１からフレームを出力するか否かを制御する処理部である。キュー制御部１３２は、無線インタフェースＷ２の端末リストを参照して、通信端末２０がフレームを受信可能である場合にキュー１３１からフレームを出力して通信端末２０に送信する。通信端末２０がフレームを受信不可能である場合には、キュー１３１からフレームを出力しない（言い換えれば、出力することを禁止する）ことで、フレームを蓄積する。

具体的には、キュー制御部１３２は、通信端末２０が無線インタフェースＷ１との接続を切断する前に、通信端末２０宛てのフレームの蓄積を開始する。これは、通信端末２０が端末リストにフレーム受信不可の状態で登録されたことにより実行される。

そして、キュー制御部１３２は、無線インタフェースＷ１に接続していた通信端末２０が、無線インタフェースＷ１との接続を切断し無線インタフェースＷ２に接続した場合に、キュー１３１に格納されているフレームを無線インタフェースＷ２から通信端末２０に送信する。より具体的には、キュー制御部１３２は、通信端末２０が無線インタフェースＷ２に接続した後に送信する通知フレームを受信したことを契機として、キュー１３１に格納されているフレームを送信する。これは、通信端末２０が無線インタフェースＷ２に接続した後に送信する通知フレームを受信したことを契機として、無線インタフェースＷ２の端末リストにおける通信端末２０の受信可否情報が、「不可」から「可」に変更されることにより実行される。このようにすることで、通信端末２０がフレームを受信可能となった後のなるべく早いタイミングで、キュー１３１に格納されているフレームを通信端末２０に受信させることができる。

なお、キュー１３１と、キュー制御部１３２とに相当する機能ブロックは、無線インタフェースＷ１も備えているが、説明を省略する。

制御部１１７は、無線インタフェースＷ１及びＷ２の設定情報及び端末リストを読み出し、及び、書き込みする。また、制御部１１７は、無線インタフェースＷ１及びＷ２の通信機能の開始及び終了を制御する。

具体的には、制御部１１７は、通信端末２０が無線インタフェースＷ２に接続する前に、無線インタフェースＷ２の端末リストに通信端末２０を登録する。このとき、制御部１１７は、通信端末２０がフレームを受信不可能な状態として、端末リストに登録する。

また、制御部１１７は、通信端末２０が無線インタフェースＷ１から無線インタフェースＷ２へ接続切り替えする前に無線インタフェースＷ２の通信機能を開始させ、接続切り替えが終了した後に無線インタフェースＷ１の通信機能を停止させる。

なお、通知フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブビットが０であるフレームにより実現することができる。このフレームとして、パワーセーブビットが０であるＮＵＬＬフレームを用いると通信データ量を抑えることができる利点がある。この場合、端末リストにおけるフレームの受信可又は不可を示す情報は、それぞれ、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のアウェイク状態又はパワーセーブ状態を示す情報に相当する。

通信端末２０は、チャネル切り替えに関する機能ブロックとして、通知部１３５と、無線インタフェースＷ３とを備える。

無線インタフェースＷ３は、基地局１０の無線インタフェースＷ１又はＷ２との間で通信リンクを確立し、無線通信を行う無線通信インタフェースである。無線インタフェースＷ３は、受信したフレームが、過去に受信したフレームと同一である場合に、受信したフレームを破棄する処理を行う。無線インタフェースＷ３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮの通信インタフェースであり、無線通信信号の生成回路及びアンテナ等を有する。無線インタフェースＷ３は、端末インタフェースに相当する。

通知部１３５は、無線インタフェースＷ３が基地局１０の無線インタフェースＷ１との第一チャネルでの接続を切断し、チャネルを切り替えて、第一チャネルと異なる第二チャネルで基地局１０の無線インタフェースＷ２と接続したことを契機として、無線インタフェースＷ３により通知フレームを送信する処理部である。通知部１３５が通知フレームを送信した後、この通知フレームを受信した無線インタフェースＷ２がキュー１３１に蓄積されていたフレームを送信し、送信されたフレームを無線インタフェースＷ３が受信する。このようにして、通信端末２０が受信するフレームにおけるロスを低減することができる。

図１０は、本実施の形態に係る基地局１０の無線インタフェースＷ２の端末リストの例の説明図である。

端末リストは、通信端末２０の識別情報と、当該通信端末２０のフレームの受信可否を示す情報とを含む。図１０に示される例では、通信端末Ｓ１が、フレームの受信が可能（可）である状態として登録されており、通信端末Ｓ２が、フレームの受信が不可能（不可）である状態として登録されている。

端末リストは、キュー制御部１３２により参照され、キュー制御部１３２が通信端末２０宛てのキュー１３１からフレームを出力するか否か、言い換えれば、通信端末２０にフレームを送信するか否か、を制御するために用いられる。

図１１は、本実施の形態に係る基地局１０のチャネル切り替え機能に着目したフロー図である。

図１１における最初の時点（紙面上の最も上）では、基地局１０は、無線インタフェースＷ１を通信用インタフェース１１２として用い、無線インタフェースＷ２を監視用インタフェース１１４として用いる状態である。また、通信端末２０宛てのフレームは、無線インタフェースＷ１から送信され、無線インタフェースＷ２からは送信されない。

ステップＳ２０１において、制御部１１７は、無線インタフェースＷ２の通信機能を開始させる制御をする。具体的には、制御部１１７は、無線インタフェースＷ２をフレームの送信を行う状態に遷移させる。言い換えれば、制御部１１７は、無線インタフェースＷ２を通信用インタフェース１１２として用いるよう制御する。この時点から通信端末２０宛てのフレームは、両方の無線インタフェースＷ１およびＷ２に転送される。無線インタフェースＷ１に転送されたフレームは現実に通信端末２０に向けて送られるが、後述のように無線インタフェースＷ２に転送されたフレームは、キューに蓄積されることとなる。

ステップＳ２０２において、制御部１１７は、無線インタフェースＷ２から通信端末２０宛てのフレームの送信を開始するよう制御する。この制御の後は、基地局１０が通信端末２０宛てのフレームを得た場合に、無線インタフェースＷ１及びＷ２のうち、端末リストに通信端末２０が受信可能状態で登録されている無線インタフェースから通信端末２０宛てのフレームが出力される状態になる。無線インタフェースＷ１及びＷ２それぞれの端末リストに通信端末２０が受信可能状態で登録されていれば、無線インタフェースＷ１及びＷ２それぞれから通信端末２０宛てのフレームが出力される。

ステップＳ２０３において、制御部１１７は、無線インタフェースＷ２の端末リストに、通信端末２０を、フレームの受信ができない状態（パワーセーブ状態）であるとして登録する。

ステップＳ２０４において、キュー制御部１３２は、無線インタフェースＷ２が通信端末２０宛てのフレームをキュー１３１に蓄積する（キュー１３１に格納し、出力しない）ことを開始するよう制御する。なお、ステップＳ２０３で通信端末２０をパワーセーブ状態であるとして登録すれば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブ機能に基づいて、ステップＳ２０４におけるフレームの蓄積が開始されることになる。

ステップＳ２０５において、制御部１１７は、無線インタフェースＷ１から通信端末２０宛てにＣＳＡを送信する。

ステップＳ２０６において、無線インタフェースＷ１は、通信端末２０との接続を切断する。これは、ステップＳ２０５で送信したＣＳＡを受信した通信端末２０が主導的に、無線インタフェースＷ１との間で、接続の切断のための制御フレーム（認証解除（Ｄｅａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）、及び、接続解除（Ｄｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ））をやりとりすることで行われる。

ステップＳ２０７において、無線インタフェースＷ２は、通信端末２０との接続を確立する。これは、ステップＳ２０５で送信したＣＳＡを受信した通信端末２０が主導的に、無線インタフェースＷ２との間で、接続の確立のための制御フレーム（認証（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）、及び、接続（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ））をやりとりすることで行われる。

ステップＳ２０８において、無線インタフェースＷ２は、通信端末２０から通知フレームを受信したか否かを判定する。通知フレームを受信した場合（ステップＳ２０８でＹｅｓ）にはステップＳ２０９に進み、そうでない場合（ステップＳ２０８でＮｏ）には、再びステップＳ２０８を実行する。

ステップＳ２０９において、キュー制御部１３２は、キュー１３１に格納されているフレームをキュー１３１から出力して通信端末２０に送信し、また、通信端末２０宛てのフレームをキュー１３１に蓄積することを終了させるよう制御する。

ステップＳ２１０において、制御部１１７は、無線インタフェースＷ１の通信機能を停止させる制御をする。具体的には、制御部１１７は、無線インタフェースＷ１をフレームの送信をしない状態に遷移させる。言い換えれば、制御部１１７は、無線インタフェースＷ１を監視用インタフェース１１４として用いるよう制御する。

なお、ステップＳ２０２の処理は、ステップＳ２０６の処理の前までに行われればよく、例えば、ステップＳ２０３とステップＳ２０４との間、又は、ステップＳ２０４とステップＳ２０５との間に行われてもよい。

図１２は、本実施の形態に係る通信端末２０のチャネル切り替え機能に着目したフロー図である。

図１２における最初の時点（紙面上の最も上）では、通信端末２０の無線インタフェースＷ３が基地局１０の無線インタフェースＷ１との接続を確立している状態である。

ステップＳ２２１において、無線インタフェースＷ３は、基地局１０の無線インタフェースＷ１からＣＳＡを受信したか否かを判定する。ＣＳＡを受信した場合（ステップＳ２２１でＹｅｓ）には、ステップＳ２２１に進み、そうでない場合（ステップＳ２２１でＮｏ）には、再びステップＳ２２１を実行する。

ステップＳ２２２において、無線インタフェースＷ３は、基地局１０の無線インタフェースＷ１との接続を切断する。

ステップＳ２２３において、無線インタフェースＷ３は、ステップＳ２０１で受信したＣＳＡに基づいて使用する無線通信チャネルを切り替える。具体的には、無線インタフェースＷ３は、使用する無線通信チャネルを、ステップＳ２０１で受信したＣＳＡに含まれている切り替え先のチャネルに切り替える。

ステップＳ２２４において、無線インタフェースＷ３は、ステップＳ２２３において変更した変更後のチャネルにおいて、基地局１０の無線インタフェースＷ２と接続する。

ステップＳ２２５において、通知部１３５は、ステップＳ２２４で無線インタフェースＷ３が、基地局１０の無線インタフェースＷ２と接続したことを契機として、通知フレームを送信する。通知フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブビットが０であるＮＵＬＬフレームを用いることができる。

ステップＳ２２６において、無線インタフェースＷ３は、ステップＳ２２５で送信した通知フレームを基地局１０の無線インタフェースＷ２が受信したことに応じて送信する、キュー１３１に格納されていたフレームを受信する。なお、ステップＳ２２５で上記ＮＵＬＬフレームを用いれば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブ機能に基づいて、ステップＳ２２６におけるフレームの受信が行われることになる。

以上の一連の動作により、通信端末２０の無線インタフェースＷ３が、基地局１０の無線インタフェースＷ１から無線インタフェースＷ２にハンドオーバをすることで、無線通信に使用するチャネルの切り替えの際の通信ロスが低減される。通信端末２０が無線インタフェースＷ１との接続を切断してから無線インタフェースＷ２との接続を確立するまでに、基地局１０から通信端末２０に届けられるべきフレームがすべてキュー１３１に蓄積された場合、フレームロスをゼロにすることも可能であり、この場合、通信端末２０がチャネル切り替えによって受ける影響は、フレームがキュー１３１に蓄積されていた時間（例えば１０ｍｓｅｃ程度）のフレーム遅延が生ずることだけに抑えることができる。よって、即時性を要する通信にとっての有用性が高い。

（実施の形態の変形例）
本変形例において、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減する基地局システム等について、基地局システムが複数の基地局により構成される場合について説明する。

図１３は、本変形例に係る基地局システム１０Ａ及び通信端末２０の、チャネル切り替え機能に着目したブロック図である。

図１３に示されるように、基地局システム１０Ａは、基地局１０Ｂと基地局１０Ｃとを備える。基地局１０Ｂと基地局１０Ｃとは、ＬＡＮ３０で接続されており、上記実施の形態における基地局１０の機能を分散して備える。すなわち、基地局１０Ｂが制御部１１７と無線インタフェースＷ１とを備え、基地局１０Ｃが無線インタフェースＷ２を備える。制御部１１７による、無線インタフェースＷ２の設定情報及び端末リストの読み出し及び書込み、並びに、無線インタフェースＷ２の通信機能の開始及び終了が、ＬＡＮ３０を介して行われる点で上記実施の形態と異なる。

基地局システム１０Ａは、上記実施の形態における基地局１０と同様の機能を有する。

基地局１０Ｂと基地局１０Ｃとは、近接して（例えば数ｃｍ程度の間隔を空けて）配置されてもよいし、概ね同一の領域をカバーできるのであれば数ｍ〜数１０ｍ程度の距離を空けて配置されてもよい。

通信端末２０は、上記実施の形態の通信端末２０と同じものである。通信端末２０は、上記実施の形態における場合と同じように、無線インタフェースＷ１に接続した状態から、無線インタフェースＷ２に接続した状態に切り替えることができる。

以上のように、本変形例の基地局システム１０Ａは、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができ、また、決定したチャネルに切り替える際の通信ロスを低減することができる。

以上のように、本実施の形態及び変形例の基地局システムは、通信端末が第一インタフェースとの接続を切断してから第二インタフェースとの接続を確立するまでの間に通信端末に届けるべきフレームを、キューに格納する。そして、その後に通信端末が第二インタフェースに接続すると、キューに格納していたフレームを通信端末に送信する。よって、通信端末に届けるべきフレームがロスすることなく、通信端末に届けられる。このように、基地局システムは、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減する。

また、基地局システムは、通知フレームを受信することで、通信端末が第二インタフェースに接続したことを検出して、キューに格納していたフレームを通信端末に送信する。よって、基地局システムは、より容易に無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減する。

また、基地局システムは、実際に通信端末が第二インタフェースに接続する前の時点で、第二インタフェースの端末リストに通信端末を登録する。これにより、実際に通信端末が第二インタフェースに接続した時点では、通信端末からの通知パケットを受信するだけでフレームを送信する状態をとることができるので、実際に通信端末が第二インタフェースに接続した後の処理をより簡易にすることができる。

また、基地局システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブ状態及びパワーセーブキューの仕組みを用いて、より具体的に無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、基地局システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブ状態及びパワーセーブキューの仕組みを用い、また、通知フレームのデータ量を抑制して、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、基地局システムは、２つの無線インタフェースを備える１つの基地局を用いて、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、１つの無線インタフェースを備える基地局を２つ用いて、無線通信チャネルの切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

また、基地局システムは、１つの無線インタフェースで通信端末との無線通信を行いながら、この無線通信に使用していないもう１つの無線インタフェースを用いて周囲の電波状況を取得する。そして、取得した電波状況に基づいて好適チャネルが定められた場合には、基地局システムは、当該通信端末との無線通信を好適チャネルで行うようにチャネル切り替えを行うことができ、このチャネル切り替えの際の通信ロスを低減することができる。

なお、本発明は以下のようにも記載され得るが、以下の記載に限定されない。

（１）無線基地局装置であって、記憶部と、２つの無線インタフェースと、前記２つの無線インタフェースのいずれか一方である第一インタフェースを用いて、通信端末と一のチャネルで無線通信を行うとともに、前記一のチャネルの通信状況を取得する無線通信部と、前記無線通信部による無線通信中に、前記２つの無線インタフェースの他方である第二インタフェースを用いて、前記無線基地局装置の周囲の電波状況を取得し、取得した前記電波状況を前記記憶部に格納する状況取得部と、前記無線通信部により取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される好適チャネルを決定する決定部と、前記無線通信部が前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルで前記通信端末と無線通信を行うように制御するとともに、前記無線通信部が前記第二インタフェースを用いた無線通信を行うように制御する場合に、さらに、前記状況取得部が、前記第一インタフェースを用いて電波状況を取得し、取得した前記電波状況を前記記憶部に格納するように制御する制御部とを備え、前記決定部は、前記好適チャネルを決定した場合に、さらに、前記第二インタフェースによる前記好適チャネルでの無線通信の開始時刻を決定し、前記制御部は、前記第二インタフェースによる前記好適チャネルでの無線通信を前記開始時刻に開始させる無線基地局装置。

（２）前記無線通信部が前記第二インタフェースを用いた無線通信を行うように制御する場合に、前記一のチャネルにかかる無線通信管理情報（使用チャネルを除く）が前記第二インタフェースに複製され、設定される（１）記載の無線基地局装置。

（３）前記無線通信部は、前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルでの無線通信を行う際には、前記好適チャネルによる無線通信の開始に先立ち、無線通信のチャネルを前記好適チャネルに切り替えることを告知するための告知信号が、無線通信している通信端末に対してユニキャスト送信される（１）または（２）に記載の無線基地局装置。

（４）前記状況取得部は、前記電波状況を取得する際には、チャネルを変更しながら、前記無線基地局装置が無線通信に使用可能な各チャネルにおいて時間の経過とともに前記電波状況を複数回取得し、前記決定部は、前記記憶部に格納された複数回取得された前記電波状況から得られる無線通信の帯域占有率が、前記通信状況から得られる無線通信の帯域占有率より小さいことが所定時間以上継続しているチャネルを、前記好適チャネルとして決定する（１）〜（３）のいずれかに記載の無線基地局装置。

（５）前記状況取得部は、前記電波状況を取得する際には、チャネルを変更しながら、前記無線基地局装置が無線通信に使用可能な各チャネルにおける周囲の無線通信フレームをキャプチャし、前記決定部は、前記記憶部に格納された複数回取得された前記無線フレームキャプチャのログから得られる無線通信の状況に基づいて、混雑度の低いチャネルを、前記好適チャネルとして決定する（１）〜（３）のいずれかに記載の無線基地局装置。

（６）前記決定部は、さらに、（ａ）前記無線通信部により取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される候補チャネルを決定し、（ｂ）前記候補チャネルが、レーダ波が存在し得る周波数帯域に含まれる場合には、前記候補チャネルにおいてレーダ波の存否を、前記状況取得部に監視させ、（ｃ）前記候補チャネルにおいてレーダ波が検知されない場合に前記候補チャネルを好適チャネルとして決定する（１）〜（５）のいずれかに記載の無線基地局装置。

（７）（１）〜（６）のいずれかに記載の無線基地局装置と、前記無線基地局装置の前記第一インタフェースを用いる前記無線通信部と前記一のチャネルでの無線通信を行い、前記無線通信部が前記第二インタフェースを用いるように制御された後には、前記第二インタフェースを用いる前記無線通信部と前記好適チャネルでの無線通信を行う前記通信端末とを備える無線通信システム。

（８）無線基地局装置の制御方法であって、前記無線基地局装置は、記憶部と、２つの無線インタフェースとを備え、前記制御方法は、前記２つの無線インタフェースのいずれか一方である第一インタフェースを用いて、通信端末と一のチャネルで無線通信を行うとともに、前記一のチャネルの通信状況を取得する無線通信ステップと、前記無線通信ステップでの無線通信中に、前記２つの無線インタフェースの他方である第二インタフェースを用いて、前記無線基地局装置の周囲の電波状況を取得し、取得した前記電波状況を前記記憶部に格納する状況取得ステップと、前記無線通信ステップで取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記一のチャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される好適チャネルを決定する決定ステップと、前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルでの無線通信を行う際には、（ａ）前記好適チャネルによる無線通信の開始に先立ち、無線通信のチャネルを前記好適チャネルに切り替えることを告知するための告知信号を、無線通信している通信端末に対してユニキャスト送信し、（ｂ）前記第一インタフェースが無線通信に用いる前記一のチャネルにかかる無線通信管理情報（使用チャネル情報を除く）を、前記第二インタフェースを用いた無線通信を行うために設定するステップと、前記無線通信ステップで前記第二インタフェースを用いて前記好適チャネルで前記通信端末と無線通信を行うように制御する制御ステップとを含む制御方法。

上記（１）によれば、無線基地局装置は、１つの無線インタフェースで通信端末との無線通信を行いながら、この無線通信に使用していないもう１つの無線インタフェースを用いて周囲の電波状況を取得する。そして、取得した電波状況に基づいて好適チャネルが定められた場合には、当該通信端末との無線通信を好適チャネルで行うようにチャネル切り替えを行うことができる。また、通信端末がチャネル切り替えを行う時には、無線通信を行っているチャネルで動作する無線インタフェースと、好適チャネルで動作する無線インタフェースとの両方が存在している状態であるので、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間を極力短くすることができる。よって、無線基地局装置は、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができ、さらに無線通信の使用目的に応じて通信端末との無線通信が少ない時間帯などに、好適チャネルへのチャネル切り替えを行うことができる。これにより、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間が与える影響を抑えることができる。

上記（２）によれば、無線基地局装置は、２つのインタフェースにおける通信は、通信チャネルを除いて全く同一のパラメータを使用するので、無線端末との無線通信断時間を極小に抑えることができる。

上記（３）によれば、無線基地局装置は、チャネル変更の告知を確実に無線端末側に行うことができる。

上記（４）によれば、無線基地局装置は、無線通信に使用していない方の無線インタフェースにより、使用可能な各チャネルの電波状況を継続的に取得することができる。そして、無線基地局装置は、例えば数時間又は数日というように比較的長い時間をかけて取得された電波状況と、無線通信の通信状況とに基づいて、適切に好適チャネルを決定することができる。

上記（５）によれば、無線基地局装置は、無線通信に使用していない方の無線インタフェースにより、使用可能な各チャネルの電波状況を継続的に取得することができる。そして、無線基地局装置は、例えば数時間又は数日というように比較的長い時間をかけて取得された電波状況と、無線通信の通信状況とに基づいて、適切に好適チャネルを決定することができる。

上記（６）によれば、無線基地局装置は、気象レーダ波が存在し得る周波数帯域に含まれるチャネルを好適チャネルとして使用する際にも、２つの無線インタフェースを用いて適切に好適チャネルを決定し、チャネル切り替えに伴う無線通信の断時間を極力短くすることができる。

上記（７）によれば、無線通信システムは、上記の無線基地局装置と同様の効果を奏する。

上記（８）によれば、無線基地局装置は、上記の無線基地局装置と同様の効果を奏する。

以上、本発明の無線基地局装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の無線基地局装置は、より高い品質で無線通信可能なチャネルを動的に決定することができる。具体的には、オフィス、工場、又は、住宅などにおける無線基地局装置に利用することができる。

１、１Ａ 無線通信システム
１０、１０Ｂ、１０Ｃ 基地局
１０Ａ 基地局システム
２０ 通信端末
３０ ＬＡＮ
４０ ネットワーク
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ メインメモリ
１０４ ストレージ
１１１ 無線通信部
１１２ 通信用インタフェース
１１３、１１３Ａ 状況取得部
１１４ 監視用インタフェース
１１５ 記憶部
１１６、１１６Ａ 決定部
１１７ 制御部
１２１ 状況履歴
１３１ キュー
１３２ キュー制御部
１３５ 通知部
５０１ 時刻
５０２ 送信元アドレス
５０３ 宛先アドレス
５０４ 通信チャネル
５０５ フレーム長
６０１ 端末数
６０２ 基地局数
６０３ 通信フレーム数
６０４ 通信データ量
Ｗ１、Ｗ１Ａ、Ｗ２、Ｗ２Ａ、Ｗ３ 無線インタフェース

Claims (10)

1. 第一チャネルで無線通信が可能であり、通信端末の無線接続に必要な管理情報である無線通信管理情報を記憶している第一インタフェースと、
   前記第一チャネルと異なる第二チャネルで無線通信が可能である第二インタフェースと、
   前記第二インタフェースにより出力される前記通信端末あてのフレームを格納するキューと、
   前記第一インタフェースに接続していた前記通信端末が、前記第一インタフェースとの接続から前記第二インタフェースに接続切り替えした場合に、前記キューに格納されているフレームを前記第二インタフェースから前記通信端末に送信するキュー制御部と、
   前記通信端末がパワーセーブ状態であるとの通知を前記通信端末から受けることなく、前記通信端末が前記第二インタフェースに接続する前に、前記通信端末を、パワーセーブ状態であるとして前記第二インタフェースの端末リストに登録し、前記無線通信管理情報を前記第二インタフェースに複製し記憶させる制御部とを備え、
   前記キュー制御部は、前記通信端末が前記第二インタフェースに接続した後に送信する通知フレームを受信したことを契機として、前記端末リストで前記通信端末をアウェイク状態に変更し、前記キューに格納されているフレームを送信する
   基地局システム。
2. 前記第二インタフェースは、前記第一インタフェースと同一の設定情報を保有している
   請求項１に記載の基地局システム。
3. 前記制御部は、前記端末リストに前記通信端末を登録する際には、前記通信端末がＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブ状態であることを示す情報を登録し、
   前記キューは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブキューである
   請求項２に記載の基地局システム。
4. 前記通知フレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格準拠のパワーセーブビットが０であるＮＵＬＬフレームである
   請求項３に記載の基地局システム。
5. 前記基地局システムは、一の基地局を備え、
   前記一の基地局が前記第一インタフェースと前記第二インタフェースとを備える
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の基地局システム。
6. 前記基地局システムは、第一基地局と第二基地局とを備え、
   前記第一基地局が前記第一インタフェースを備え、
   前記第二基地局が前記第二インタフェースを備える
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の基地局システム。
7. 前記基地局システムは、さらに、
   前記第一インタフェースを用いて前記第一チャネルで前記通信端末と無線通信を行うとともに、前記第一チャネルの通信状況を取得する無線通信部と、
   前記無線通信部による無線通信中に、前記第二インタフェースを用いて前記第二インタフェースの周囲の電波状況を取得し、取得した前記電波状況を記憶部に格納する状況取得部と、
   前記無線通信部により取得された前記通信状況と、前記記憶部に格納された前記電波状況とに基づいて、前記第一チャネルを用いた無線通信より高い品質の無線通信ができると推定される好適チャネルを決定する決定部とを備え、
   前記第二インタフェースは、
   前記好適チャネルで前記通信端末と無線通信を行い、
   前記キュー制御部は、
   前記好適チャネルを前記第二チャネルとして用いて、前記通信端末が前記第二インタフェースに接続した場合に、前記キューに蓄積されているフレームを送信する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の基地局システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の基地局システムと、
   前記基地局システムに接続する通信端末とを備える
   無線通信システム。
9. 基地局システムの制御方法であって、
   前記基地局システムは、
   第一チャネルで無線通信が可能であり、通信端末の無線接続に必要な管理情報である無線通信管理情報を記憶している第一インタフェースと、
   前記第一チャネルと異なる第二チャネルで無線通信が可能である第二インタフェースと、
   前記第二インタフェースに設けられたキューとを備え、
   前記制御方法は、
   前記第二インタフェースにより出力される前記通信端末あてのフレームを格納するステップと、
   前記第一インタフェースに接続していた前記通信端末が、前記第一インタフェースとの接続から前記第二インタフェースに接続切り替えした場合に、前記キューに格納されているフレームを前記第二インタフェースから前記通信端末に送信するステップと、
   前記通信端末がパワーセーブ状態であるとの通知を前記通信端末から受けることなく、前記通信端末が前記第二インタフェースに接続する前に、前記通信端末を、パワーセーブ状態であるとして前記第二インタフェースの端末リストに登録し、前記無線通信管理情報を前記第二インタフェースに複製し記憶させるステップと、
   前記通信端末が前記第二インタフェースに接続した後に送信する通知フレームを受信したことを契機として、前記端末リストで前記通信端末をアウェイク状態に変更し、前記キューに格納されているフレームを送信するステップとを含む
   制御方法。
10. 請求項９に記載された制御方法をコンピュータにより実現させるためのプログラム。

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