JP6221896B2

JP6221896B2 - 共通チャネルと個別チャネルを有する無線アクセスポイント

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Publication number: JP6221896B2
Application number: JP2014068505A
Authority: JP
Inventors: 齋藤　隆; 隆齋藤; 修弘葉梨; 佐藤　拓也; 拓也佐藤
Original assignee: 株式会社ナカヨ
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP2015192319A

Description

本発明は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式を適用した無線アクセスポイントに関する。

マイクロセルやピコセルを用いた構内コードレス電話システムの一般的な技術として、ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunications）方式のような、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式を適用したディジタル移動通信システムに関する技術がある（例えば、特許文献１）。

ここで、セルは、１台の基地局（本発明では無線アクセスポイント）がカバーする範囲のことであり、マイクロセル（半径数十ｍ〜数百ｍ）やピコセル（半径数ｍ〜数十ｍ）のようにセルの範囲が狭いと、基地局が発信する無線電波の出力は小さいて済むと共に、複数の基地局を設置して、所望の通話エリアを柔軟に確保することができる。このため、構内コードレス電話システムではマイクロセルやピコセルによる無線通信方式を適用することが一般的である。また、電波資源の有効利用を図るために、１通信チャネルに複数人分の通信データを多重化する時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ）を適用することが一般的である。

しかしながら、複数の基地局を設置した場合、通話しながらセル間を移動する際に、ハンドオーバ処理(基地局切替)が必要となる。そして、隣接セル間の無線チャネルは周波数が異なることが一般的であり、ハンドオーバ処理の際の周波数の切替処理に一定以上の時間（例えば、数ｍｓｅｃ）を要するので、瞬断による通話品質の劣化が生じる可能性がある。

特開平８−２８９３５９号公報

そこで、本発明の課題は、ハンドオーバの際の周波数の切替処理を軽減し、瞬断による通話品質の劣化が生じる可能性が低い無線通信アクセスポイントを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、所定の回線に接続され、自無線アクセスポイントに帰属している１以上の無線端末との間で時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ）による無線通信を実行し、前記回線と前記無線端末との間で通信データを中継する無線アクセスポイントであって、予め定められた複数の周波数帯に対応する複数の無線チャネルのいずれかを他無線アクセスポイントと共通な共通チャネルとして設定する共通チャネル設定手段と、前記共通チャネル以外のいずれかの無線チャネルを個別チャネルとして設定する個別チャネル設定手段と、前記共通チャネルに対応する共通チャネルビーコン信号または前記個別チャネルに対応する個別チャネルビーコン信号を定期的または非定期に発信するビーコン信号発信手段と、前記共通チャネルビーコン信号または前記個別チャネルビーコン信号に対応して帰属要求を送信してきた無線端末を自無線アクセスポイントに帰属させる処理を実行する無線端末帰属手段と、前記共通チャネルまたは前記個別チャネルを介して前記帰属させた無線端末とＴＤＭＡによる無線通信を実行し前記回線と前記無線端末との間で通信データを中継するデータ中継手段と、を有し、前記ビーコン信号発信手段は、前記共通チャネルを用いたＴＤＭＡによる無線通信で使用する複数のタイムスロットの内、空タイムスロットが無い場合または空タイムスロット数が所定値以下である場合に、前記個別チャネルビーコン信号を発信し、前記無線端末帰属手段は、いずれかの無線端末から前記共通チャネルビーコン信号に対応する帰属要求を受信した場合に、前記帰属要求の送信元の無線端末を、前記共通チャネルを介して通信する無線端末として自無線アクセスポイントに帰属させる処理を実行し、いずれかの無線端末から前記個別チャネルビーコン信号に対応する帰属要求を受信した場合に、前記帰属要求の送信元の無線端末を、前記個別チャネルを介して通信する無線端末として自無線アクセスポイントに帰属させる処理を実行することを特徴とする。

本発明によれば、共通チャネルを使用する無線端末として自無線アクセスポイントに帰属している無線端末が、他無線アクセスポイントのエリアへ移動してハンドオーバする場合、または、共通チャネルを使用する無線端末として他無線アクセスポイントに帰属している無線端末が自無線アクセスポイントのエリアへ移動してきてハンドオーバする場合に、周波数の切替処理およびタイムスロットの変更処理が不要なので、ハンドオーバに伴う通信品質の劣化の可能性が極めて低い無線アクセスポイントを提供出来る。
しかも、共通チャネルに空タイムスロットが無い状態で、新たな無線端末からの帰属要求を受信した場合でも、個別チャネルで帰属させることが出来るので、共通チャネルのタイムスロット数に対応した数以上の無線端末を収容出来る。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体構成図である。本発明の実施形態に係る無線通信システムの基本シーケンスの例である。本発明の実施形態に係るタイムスロットの構成例を示した図である。本発明の実施形態に係る無線アクセスポイントのブロック構成図である。本発明の実施形態に係る通信制御装置の動作フローチャートである。本発明の実施形態に係る無線アクセスポイントの動作フローチャートである。本発明の実施形態に係る無線端末の動作フローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体構成図であって、無線アクセスポイント１、通信制御装置２、無線端末４、内線端末６から構成される。

無線アクセスポイント（以下、ＡＰと略すこともある）１は、マイクロセルやピコセルの無線通信可能エリア（以下、セルと称すこともある）５を形成する無線基地局である。

無線アクセスポイント１は、内線３を介して通信制御装置２と有線通信を実行すると共に、無線通信可能エリア５内に存在する無線端末４と無線通信を実行し、通信制御装置２と無線端末４との間で通信データを中継する。無線アクセスポイント１は、無線通信システムとしての無線通信可能エリアを拡張するために複数存在する。

なお、無線アクセスポイント１と通信制御装置２の接続は、内線３に限定ではなく、通信制御装置２と各無線アクセスポイント１を直接接続する有線または無線によるローカル接続であってもよい。

各無線アクセスポイント１は、各無線端末４とＴＤＭＡに基づく無線通信を実行する。このＴＤＭＡに基づく無線通信は、複数の無線チャネル（以下、ＣＨと略すこともある）内の予め設定された特定のＣＨを、他の無線アクセスポイント１と共通な共通ＣＨとして使用し、共通ＣＨ以外のいずれかの無線チャネルを個別ＣＨとして使用する。無線端末４を帰属させる際、共通ＣＨに空きのタイムスロット（以下、空タイムスロットと略す）がある場合は、共通ＣＨに帰属させ、共通ＣＨに空タイムスロットが無い場合は、個別ＣＨに帰属させる。

なお、無線端末４を個別ＣＨに帰属させた場合であっても、共通ＣＨのタイムスロットに空きが生じた場合は、個別ＣＨの送信出力を段階的に弱め、無線端末４に擬似的なハンドオーバをさせて、共通ＣＨへ移行する。無線アクセスポイント１の内部構成および動作フローについては後述する。

通信制御装置２は、例えば、構内コードレス電話システムにおける構内交換機やボタン電話システムの主装置である。通信制御装置２は、内線３と外線７と各無線アクセスポイント１との間で通信データを中継する。なお、通信制御装置２の動作フローについては後述する。

無線端末４は、通信中に移動可能な内線端末であって、例えば、ＤＥＣＴ規格の構内コードレスホンである。無線端末４は、いずれかの無線アクセスポイント１に帰属して構内コードレスホンとして動作し、通信制御装置２を介して、外線７の通信先，他の無線端末４，内線端末６と通信する。

内線端末６は、通信制御装置２に収容される一般的な内線端末（例えば、ボタン電話機）であって、内線３および通信制御装置２を介して、外線７の通信先，無線端末４，他の内線端末６と通信する。

内線３は、内線端末６や無線アクセスポイント１を含む各種の内線端末と通信制御装置２を接続するための配線であって、通信方式は、アナログ通信方式またはディジタル通信方式、或いはＩＰ（Internet Protocol）通信方式のいずれであってもよい。なお、ＩＰ通信方式の場合、一般的なＬＡＮ（Local Area Network）配線を内線３として適用できる。

外線７は、電話網やインターネット網等のＷＡＮ（Wide Area Network）８にアクセスする回線であって、通信方式は、アナログ通信方式またはディジタル通信方式、或いはＩＰ通信方式のいずれであってもよい。

図２は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの基本的なシーケンス例であって、無線端末４がＡＰ１−１へ帰属する例、ＡＰ１−１に帰属中の無線端末４がＡＰ１−２にハンドオーバする例、各ＡＰ１の共通ＣＨが満杯になった状態で新たな無線端末４−Ｘを個別ＣＨによりＡＰ１−１に帰属させる例、ＡＰ１−２に共通ＣＨで帰属していた無線端末４が離脱し空いた共通ＣＨに無線端末４−Ｘが再帰属する例を示している。なお、図２において、実線は内線３を介した有線通信によるシーケンス、破線は無線通信によるシーケンスであることを示す。

まず、フレーム同期が確立された状態の本無線通信システムにおいて、空きの共通ＣＨに無線端末４が帰属し、その後ハンドオーバにてＡＰ１−２へ帰属するシーケンスを説明する。

ＡＰ１−１は、共通ＣＨの周波数帯に対応した共通ＣＨビーコン信号を定期的に発信している（Ｓ２１０）。共通ＣＨビーコン信号を受信した無線端末４は、共通ＣＨビーコン信号の送信元であるＡＰ１−１へ帰属要求を送信する（Ｓ２１１）。帰属要求を受信したＡＰ１−１は、共通ＣＨ帰属要求通知を、共通ＣＨを管理している通信制御装置２へ送信し（Ｓ２１２）、通信制御装置２は共通ＣＨのいずれかの空タイムスロットを指定する番号情報をＡＰ１−１へ通知し（Ｓ２１３）、ＡＰ１−１は無線端末４へ指定されたタイムスロット番号情報を含む帰属許可を送信する（Ｓ２１４）。すると、共通ＣＨの指定されたタイムスロットによる無線通信により、外線７，通信制御装置２，ＡＰ１−１，帰属した無線端末４の各間で、通信データの中継が開始される（Ｓ２２０）。

なお、以上のＳ２１０〜Ｓ２２０と同様の処理を、各ＡＰ１，各無線端末４の間で実行し、上下各Ｎ個のタイムスロットに対応するＮ台（ＤＥＣＴの場合、最大１２）の無線端末４がいずれかのＡＰ１に帰属し、複数の通信データが中継される（図示せず）。

次に、ハンドオーバのシーケンスについて説明する。通信中に無線端末４がＡＰ１−２側へ移動すると、ＡＰ１−２からのビーコン信号（Ｓ２３０）の受信強度の方が大きいと判定した無線端末４は、ＡＰ１−２へ帰属要求を発信する（Ｓ２３１）。このＳ２３１の帰属要求の無線電波はＡＰ１−１にも届くが、ＡＰ１−２への帰属要求信号にはＡＰ１−２を識別するＩＤ（図示せず）が含まれており、ＡＰ１−１がこれに反応することは無い。なお、このＩＤは、ＡＰ１−２からのビーコン信号（Ｓ２３０）を受信した無線端末４が、そのビーコン信号に含まれているＡＰ１−２を識別するＩＤを抽出し、該帰属要求信号に含ませたものである。

Ｓ２３１で無線端末４から帰属要求を受信したＡＰ１−２は、新たな帰属要求を受付けた旨の共通ＣＨ帰属要求通知を、内線３を介して通信制御装置２へ送信する（Ｓ２３２）。この共通ＣＨ帰属要求通知を受信した通信制御装置２は、この無線端末４がＡＰ１−１に帰属していることを知っているので、ハンドオーバに伴う帰属要求通知であると判定し、この無線端末４に割り当てていたタイムスロットに係る情報をＡＰ１−２へ、内線３を介して通知すると共に（Ｓ２３３）、元の帰属先のＡＰ１−１へ、当該無線端末４がハンドオーバしたことを通知する（Ｓ２３４）。

Ｓ２３３において、通信制御装置２より使用すべきタイムスロット番号の通知を受けたＡＰ１−２は、無線端末４へタイムロット番号の指定を含む帰属許可を発信する（Ｓ２３５）。

次に、共通ＣＨのタイムスロットが満杯になった状態で、無線端末４−Ｘを個別ＣＨにて帰属させ、その後空きＣＨが発生した共通ＣＨへ移行するシーケンスについて説明する。ここでは、無線端末４−ＸがＡＰ１−１へ帰属する場合について説明する。

タイムスロット数に対応する数の無線端末４が各ＡＰ１に帰属すると、共通ＣＨに空タイムスロットが無くなり、これ以上の無線端末４の帰属が不可能なので、通信制御装置２は各ＡＰ１に対して共通ＣＨ空無通知を通知し（Ｓ２４１、Ｓ２４２）、これを受信した各ＡＰ１は個別ＣＨビーコンの発信を開始する（Ｓ２４３、Ｓ２４４）。

なお、この共通ＣＨ空無通知を通信制御装置２が各ＡＰ１へ送信する条件は任意であり、例えば、優先的な無線端末用に所定数（例えば、３）のタイムスロットをキープしておくために、空タイムスロットが所定数になった時点で、共通ＣＨ空無通知を各ＡＰ１へ送信するようにしてもよい。

個別ＣＨビーコンを受信した無線端末４−Ｘは、受信した個別ＣＨビーコンの発信元のＡＰ１に対して帰属要求を送信する（Ｓ２４５）。ここで、個別ＣＨのタイムスロットの空きの有無については各ＡＰ１で管理している。従って、個別ＣＨでの帰属要求を受信したＡＰ１−１は、通信制御装置２に帰属の可否を問い合わせることなく自ＡＰ１−１の判断で、無線端末４へ個別ＣＨのタイムスロット番号の指定を含む帰属許可を送信する（Ｓ２４６）。そして、個別ＣＨによる無線通信により、外線７，通信制御装置２，ＡＰ１−１，帰属した無線端末４−Ｘの各間で、通信データの中継が開始される（Ｓ２４７）。
続いて個別ＣＨを使用して通信していた無線端末４−Ｘに対して、空いた共通ＣＨによる通信に切替えさせるシーケンスについて説明する。

ＡＰ１−２に共通ＣＨで帰属していた無線端末４が本無線通信システムから離脱（本無線通信システムの圏外または電源断）すると（Ｓ２５０）、ＡＰ１−２は、無線端末４の帰属を解除した旨を通知する共通ＣＨ帰属解除通知を通信制御装置２へ通知し（Ｓ２５１）、この情報を受けた通信制御装置２は、自通信制御装置２内の共通ＣＨタイムスロットの管理情報を更新すると共に、各ＡＰ１へ共通ＣＨのタイムスロットに空きが出た旨の共通ＣＨ空有通知を通知する（Ｓ２５２、Ｓ２５３）。

共通ＣＨに空きが有る旨の通知を受けた各ＡＰ１は、個別ＣＨビーコン信号の発信出力を段階的に小さくしながら、個別ＣＨビーコン信号の発信を停止する（図示せず）。なお、各ＡＰ１は、個別ＣＨビーコン信号を定期的に発信している際も、共通ＣＨビーコンの定期的な発信は継続している（Ｓ２５４、Ｓ２５５）。これは、個別ＣＨで帰属している無線端末４と、共通ＣＨで帰属している無線端末４を共存させるためである。

ここで、ＡＰ１−１が発信する個別ＣＨの送信出力を段階的に小さくする理由は、無線端末４を個別ＣＨから共通ＣＨに擬似的にハンドオーバさせるためである。一般的なハンドオーバは、無線端末が移動して隣接ＡＰのビーコン信号の受信強度が所定レベル以上になった時に、元のＡＰから隣接ＡＰへ帰属変更するのに対し、前記擬似的なハンドオーバは、同一のＡＰ１に通信条件を変更（個別ＣＨ→共通ＣＨ）して再帰属する。

即ち、個別ＣＨの送信出力を段階的に小さくするのは、無線端末４が擬似的に移動している状態を模したもので、同一ＡＰ１から発信される個別ＣＨビーコン信号と共通ＣＨビーコン信号を受信する無線端末４は、相対的に共通ＣＨビーコン信号の受信強度が段階的に大きくなるので、ハンドオーバ処理が自動的に起動される。これにより、帰属するＣＨの変更に係る専用のプロトコルが不要となるので、無線端末４は一般的なハンドオーバ機能を有する無線端末でよい。

共通ＣＨビーコン信号（Ｓ２５４）の受信強度が相対的に大きくなった無線端末４は、ＡＰ１−１へ帰属要求を送信する（Ｓ２５６）。以下、先に説明したハンドオーバのシーケンス（Ｓ２３０〜Ｓ２３５）と同様に、ＡＰ１−１は、通信制御装置２へ共通ＣＨ帰属要求通知を送信し（Ｓ２５７）、通信制御装置２から空いた共通ＣＨのタイムスロット番号を通知され（Ｓ２５８）、無線端末４−Ｘへ使用すべきタイムスロット番号の指定を含む帰属許可を送信する（Ｓ２５９）。そして、（Ｓ２２０）と同様に通信データの中継が再開される（Ｓ２６０）。これにより、無線端末４−ＸとＡＰ１−１の通信は個別ＣＨから共通ＣＨに変更され、無線端末４−Ｘは他のＡＰ１へ移動する場合に、共通ＣＨによる効率的なハンドオーバが可能となる。

なお、共通ＣＨが満杯の状態のままで、無線端末４−Ｘが他のＡＰ１へハンドオーバすることも当然可能である。共通ＣＨが満杯の状態において、全てのＡＰ１はＳ２４３，Ｓ２４４と同様に個別ＣＨビーコン信号を発信しており、しかも隣接するＡＰ１と電波干渉しない周波数帯の個別ＣＨが設定されている。即ち、この状態は一般的な無線アクセスポイントのシステムと等価であり、この状態でのハンドオーバは周波数の変更処理を伴う一般的なハンドオーバと同じである。

図３は、本発明の実施形態に係る通信データのフレームの構成例を示した図である。通信データのフレームは、ヘッダとペイロードである複数のＴＤＭＡフレームから構成されている。各ＴＤＭＡフレームは、複数の下りタイムスロット（ＤＥＣＴの場合、５ｍｓｅｃ、１２スロット）と上りタイムスロット（ＤＥＣＴの場合、５ｍｓｅｃ、１２スロット）から構成されている。共通ＣＨ及び個別ＣＨで使用する周波数は、予め定められている複数のＣＨの周波数（ＤＥＣＴの場合、１，８９５．６１６／１，８９７．３４４／１，８９９．０７２／１，９００．８／１，９０２．５２８ＭＨｚの５ＣＨ）のいずれかである。共通ＣＨ及び個別ＣＨとして任意のＣＨを設定可能であるが、同一のＣＨを共通ＣＨ及び個別ＣＨとして設定することはない。

なお、各タイムスロットにおいて、通信すべきデータが無い空スロットの場合、その空スロットの時間帯の間、データの送信元は搬送波の出力を停止している。従って、例えば、図１において、ＡＰ１−１に帰属している無線端末４が隣接のＡＰ１−２側へ移動し、ＡＰ１−２の通信エリア５−２の範囲に入ったとしても、全ＡＰ１で無線端末４が使用するスロットは共通なので、無線端末４を帰属させていないＡＰ１−２にとって、そのスロットは空きであり、そのスロットのタイミングにおいて搬送波の出力は停止したままの状態である。そして、無線端末４がＡＰ１−２に近づいていき、ＡＰ１−１へのハンドオーバが実行されてＡＰ１−２に帰属すると、今度は、ＡＰ１−１にとってそのスロットは空きになるので、ＡＰ１−１は、そのスロットのタイミングにおいて搬送波の出力は停止するので、そのスロットのタイミングにおいてＡＰ１−１とＡＰ１−２が同時に搬送波を出力することはない。即ち、移動中の無線端末４とハンドオーバ前後のＡＰとの間で同一周波数である共通ＣＨの搬送波による電波干渉は無く、無線端末４は、移動中であっても品質劣化の少ない通信を実行できる。

図４は、本発明の実施形態に係る無線アクセスポイント１のブロック構成図であり、通信制御部１０、無線通信部１１、内線対応部１２、同期信号抽出部１３、ビーコン信号発信部１４、チャネル切替部１５、無線端末帰属部１６、帰属端末情報記憶部１７、共通／個別チャネル設定部１８から構成される。

通信制御部１０は、自無線アクセスポイント１の全般を制御する手段であって、無線通信部１１、内線対応部１２、同期信号抽出部１３、ビーコン信号発信部１４、チャネル切替部１５、無線端末帰属部１６、帰属端末情報記憶部１７、共通／個別チャネル設定部１８の各部と、通信データを授受，中継する。

無線通信部１１は、自無線アクセスポイント１に帰属している無線端末４と無線通信する手段であって、無線端末４から受信した無線信号を復調し、通信制御部１０，無線端末帰属部１６へ出力する。また、ビーコン信号発信部１４、無線端末帰属部１６から入力した信号を変調し、無線端末４へ向けて無線発信する。なお、この無線発信の周波数チャネルは、チャネル切替部１５から指示された共通チャネルまたは個別チャネルのいずれかである。

内線対応部１２は、内線３との接続インターフェースであり、通信制御部１０と内線３との間で、通信データを中継する。

同期信号抽出部１３は、内線３から入力する信号を監視し、通信制御装置２が送出したＴＤＭＡフレームのフレーム同期に係る同期信号を抽出し、抽出した同期信号を通信制御部１０へ出力する。そして、同期信号を入力した通信制御部１０は、その同期信号に従属同期するように各部を制御する。

ビーコン信号発信部１４は、通信制御部１０からの指示に従って、共通チャネルまたは個別チャネルのいずれかの周波数帯の同期信号を生成し、生成した同期信号をビーコン信号として、近傍の無線端末４へ発信する。なお、ビーコン信号の発信は同期信号と同期していればよく、同期信号の周期毎の定期的な発信であってもよいし、間欠的な非定期な発信であってもよい。

チャネル切替部１５は、ＴＤＭＡ通信を実行する複数のＣＨ（ＤＥＣＴの場合５ＣＨ）を切替える手段であって、通信制御部１０からの指示に従って、無線通信部１１が発信すべき無線信号の使用チャネルを、共通ＣＨまたは個別ＣＨのいずれかのチャネルに切替えるように、無線通信部１１を制御する。なお、共通ＣＨまたは個別ＣＨの具体的なＣＨは、共通／個別チャネル設定部１８を参照して、その周波数帯のＣＨに切替える。

無線端末帰属部１６は、無線通信部１１が受信，復調した無線信号を監視し、無線端末４が発信した帰属要求信号を抽出し、抽出した帰属要求信号を処理して得た帰属要求情報を通信制御部１０へ引き渡す。また、通信制御装置２から入力した帰属に係る無線端末４への応答情報を無線通信部１１へ引き渡す。

帰属端末情報記憶部１７は、無線アクセスポイント１に帰属している無線端末４のＩＤ情報、タイムスロット番号、ＣＨ情報等、無線端末４との通信に係る情報を記憶する。

共通／個別チャネル設定部１８は、複数のＣＨの内、通信制御装置２から通知された共通ＣＨ、および自ＡＰ１が個別チャネルとして選択したＣＨに係る情報を記憶しておく手段である。なお、個別ＣＨとして選択するＣＨは隣接する他の無線アクセスポイント１と異なる周波数帯のＣＨである。

図５は、本発明の実施形態に係る通信制御装置２の動作フローチャートである。以下、他の図を併用して動作フローを説明する。本フローは、電源が投入され、各無線アクセスポイント１間の同期が確立していない状態でスタートする（Ｓ５００）。

通信制御装置２は、全体同期の開始イベント（例えば、本装置２の電源オン、またはシステムリセット）を検知すると、各無線アクセスポイント１へ、フレーム同期に必要なフレーム同期信号を、内線３を介して定期的に送出することを開始する（Ｓ５０１）。

ここで、各ＡＰ１へ送出する同期信号は、ＴＤＭＡ通信を実行するために必要なフレーム同期のタイミング情報を含む信号であり、例えば、図３に示したフレームのペイロードが空な、一定間隔のヘッダのみフレームであり、各ＡＰ１が無線端末４向けに発信するビーコン信号と同一のフォーマットでもよい。本無線通信システム全体の同期が確立した後、以降のフローへ進む。

Ｓ５１０において、共通チャネルに空タイムスロットが有るか否かを判定し、空タイムスロットが無く（Ｓ５１０，ＮＯ）、各アクセスポイント1へ、共通チャネルに空きが無いことを通知していない場合（Ｓ５１１，ＮＯ）、共通チャネルに空タイムスロットが無いことを各アクセスポイント１へ通知し（Ｓ５１２）、Ｓ５１０へ戻る。Ｓ５１１において、共通チャネルに空タイムスロットが無いことを既に通知済みの場合（Ｓ５１１，ＹＥＳ）、Ｓ５１２をスキップしてＳ５１０へ戻る。

共通チャネルの空タイムスロットが有る場合（Ｓ５１０，ＹＥＳ）、各アクセスポイント１へ共通チャネルに空きが有る旨を通知していないならば（Ｓ５２０、ＮＯ）、各アクセスポイント1へ共通チャネルに空タイムスロットが有る旨を通知し（Ｓ５２１）、Ｓ５３０へ進む。共通チャネルに空きが有る旨を通知済ならば（Ｓ５２０、ＮＯ）、Ｓ５２１をスキップして、Ｓ５３０へ進む。

Ｓ５３０において、内線３を介して各無線アクセスポイント１から送信されてくる共通チャネルによる帰属要求通知の受信の有無を判定し、ＹＥＳであればＳ５３１へ進み、ＮＯであれば、Ｓ５４０へ進む。

Ｓ５３１において、受信した帰属要求通知がハンドオーバに伴う帰属要求であるか否かを判定する。この判定は、自通信制御装置２内の帰属中無線端末情報記憶部（図示せず）を参照し、帰属を要求している無線端末４が当該帰属要求通知を送信してきた無線アクセスポイント１と異なる無線アクセスポイント１に帰属していた場合にハンドオーバであると判断する。ハンドオーバであると判断した場合（Ｓ５３１，ＹＥＳ）、ハンドオーバ前、即ち当該無線端末４が現在帰属している無線アクセスポイント１へ、ハンドオーバ中である旨のハンドオーバ通知を送信し（Ｓ５３２）、Ｓ５３３へ進む。このハンドオーバ通知を受信した無線アクセスポイント１は、帰属していた無線端末４が他の無線アクセスポイント１へハンドオーバすることを知り、当該無線端末４との帰属関係を解除し、帰属端末情報記憶部１７の内容を更新する。Ｓ５３１でＮＯであれば、Ｓ５３２をスキップしてＳ５３３へ進む。

Ｓ５３３において、当該帰属要求通知を送信してきた無線アクセスポイント１に対し、使用すべき共通ＣＨのタイムスロット番号を通知する。なお、ここで通知する共通ＣＨのタイムスロット番号は、受信した帰属要求通知がハンドオーバに伴う帰属要求であった場合は、当該無線端末４が使用していたタイムスロット番号であり、ハンドオーバではない新たな帰属要求であった場合は、いずれかの空タイムスロット番号である。そして、通知したタイムスロット番号に基づいて、帰属中の無線端末４が使用しているタイムスロット情報を更新する（Ｓ５３４）。

Ｓ５４０において、内線３を介して、いずれかの無線アクセスポイント１から共通チャネル帰属解除通知を受信すると（Ｓ５４０，ＹＥＳ）、自通信制御装置２が記憶している帰属中無線端末情報から、当該共通チャネル帰属解除通知に含まれている、帰属解除した無線端末４に係る情報を削除し（Ｓ５４１）、Ｓ５１０へ戻る。いずれの無線アクセスポイント１からも、共通チャネル帰属解除通知を受信していなければ（Ｓ５４０，ＮＯ）、Ｓ５４１をスキップして、Ｓ５１０へ戻る

図６は、本発明の実施形態に係る無線アクセスポイント１の動作フローチャートである。以下、他の図を併用して動作フローを説明する。本フローは、電源が投入され、他の各無線アクセスポイント1との間でフレーム同期が確立していない状態でスタートし（Ｓ６００）、待機状態において、Ｓ６０１，Ｓ６０３，Ｓ６０５，Ｓ６１０，Ｓ６２０，Ｓ６３０，Ｓ６４０の各イベントの有無を循環して監視している。

Ｓ６０１において、内線３を介して、フレーム同期信号を通信制御装置２から受信した場合（Ｓ６０１，ＹＥＳ）、フレーム同期の処理を行い（Ｓ６０２）、Ｓ６０３へ進む。この受信したフレーム同期信号は、通信制御装置２が内線３へ送出したフレーム同期信号を、自無線アクセスポイント１内の同期信号抽出部１３が抽出したものであり、自無線アクセスポイント１内の各部は、このフレーム同期信号に同期して各種の信号処理を実行する。フレーム同期信号を受信していなければ（Ｓ６０１，ＮＯ）、Ｓ６０２をスキップして、Ｓ６０３へ進む。

Ｓ６０３において、通信制御装置２から共通チャネル空き無し通知を受信した場合（Ｓ６０３，ＹＥＳ）、共通チャネルの空タイムスロットの有無に係るフラグＦを０にセットし（Ｓ６０４）、Ｓ６０５へ進む。共通チャネル空き無し通知を受信していない場合（Ｓ６０３，ＮＯ）、Ｓ６０４をスキップして、Ｓ６０５へ進む。このフラグＦは後述するＳ６１１，Ｓ６２１におけるフロー制御のためのものである。

Ｓ６０５において、共通チャネル空き有り通知を受信した場合（Ｓ６０５，ＹＥＳ）、フラグＦを１にセットし（Ｓ６０６）、Ｓ６１０へ進む。共通チャネル空き有り通知を受信していなければＳ６０６をスキップして、Ｓ６１０へ進む。

Ｓ６１０において、ビーコン信号の発信タイミングが到来したか否かを判定し、ＹＥＳであればＳ６１１へ進み、ＮＯであればＳ６２０へ進む。なお、このビーコン信号の発信は通信制御部１０が管理しており、定期的にまたは間欠的（非定期）に、同期信号抽出部１３が抽出した同期信号に同期して発信する。

Ｓ６１１において、Ｆ＝１であれば（Ｓ６１１，ＹＥＳ）、共通チャネルに空タイムスロットがあるので、通信制御部１０は、無線通信部１１，ビーコン信号発信部１４，チャネル切替部１５を制御して、共通チャネルの周波数帯に対応する共通チャネルビーコンを発信させると共に（Ｓ６１２）、個別チャネルビーコン信号を発信中であれば、定期発信している個別チャネルビーコンの送信出力を段階的に低下させていき、最終的に送信を停止させ（Ｓ６１３）、Ｓ６２０へ進む。

Ｓ６１１において、Ｆ＝１で無かった場合、即ち、Ｆ＝０であった場合（Ｓ６１１，ＮＯ）、共通チャネルに空タイムスロットが無い状態であり、新たな無線端末４に対しては個別チャネルで帰属させることになるので、個別チャネルビーコン信号の定期的な発信を開始する必要がある。ただし、共通チャネルで帰属中の無線端末４に対しても、それまでの共通チャネルビーコン信号の定期的な発信を継続する必要がある。そこで、通信制御部１０は、チャネル切替部１５を制御してビーコン信号の搬送周波数を、共通チャネルと個別チャネルの周波数帯に交互に切替えて、共通チャネルビーコン信号と個別チャネルビーコン信号の交互発信を開始させ（Ｓ６１４）、Ｓ６２０へ進む。

なお、この交互発信により、共通チャネルビーコン信号と個別チャネルビーコン信号の発信周期は２倍になるが、新たに帰属する無線端末４側にとってはビーコン信号の検出タイミングが多少遅れる可能性が有る程度、または帰属中の無線端末４にとってはフレーム同期ずれの補正タイミングが多少遅れる可能性が有る程度であり、大きな支障はない。

Ｓ６２０において、発信したビーコン信号に反応した無線端末４、即ち、自ＡＰ１の無線通信可能エリア５内に位置する無線端末４から帰属要求を受信した場合（Ｓ６２０，ＹＥＳ）、Ｓ６２１へ進み、帰属要求を受信しなければ（Ｓ６２０，ＮＯ）、Ｓ６３０へ進む。

Ｓ６２１において、Ｆ＝０の場合、即ち、共通チャネルに空タイムスロットが無い場合（Ｓ６２１，ＹＥＳ）、個別チャネルでの帰属許可や使用すべき個別チャネルのタイムスロット番号等の通信条件を無線端末４へ送信する（Ｓ６２２）。なお、個別チャネルのタイムスロットは自ＡＰ１が管理しており、通信制御部１０は、帰属端末情報記憶部１７を参照して、自ＡＰ１に帰属している無線端末４が使用していない個別チャネルの空タイムスロットをサーチし、無線端末４が使用すべきタイムスロットを選択する。もし、個別チャネルにも空タイムスロットが無ければ、無線端末４へは帰属不可を送信すればよい（図示せず）。

Ｓ６２１において、Ｆ＝０でない場合、即ち、Ｆ＝１である場合（Ｓ６２１，ＹＥＳ）、共通チャネルに空タイムスロットがある状態なので、無線端末４の端末情報を含む帰属要求通知を、共通チャネルを管理している通信制御装置２へ送信し（Ｓ６２３）、通信制御装置２からタイムスロット番号を受信したならば（Ｓ６２４，ＹＥＳ）、共通チャネルでの帰属許可および使用すべき共通チャネルのタイムスロットの番号を含む通信条件を無線端末４へ送信し（Ｓ６２５）、Ｓ６３０へ進む。なお、図示しないが、Ｓ６２４で所定時間（例えば、数分）が経過しても、通信制御装置２からタイムスロット番号を受信しない場合（Ｓ６２４，ＮＯ）、Ｓ６２２と同様な個別チャネルによる帰属処理を実行するようにしてもよい。

Ｓ６３０において、通信制御装置２からハンドオーバ通知を受信した場合（Ｓ６３０，ＹＥＳ）、帰属端末情報記憶部１７に記憶している、ハンドオーバで抜けた無線端末４に係る帰属端末情報を削除し（Ｓ６３１）、Ｓ６４０へ進む。ハンドオーバ通知を受信していなければ（Ｓ６３０，ＮＯ）、Ｓ６３１をスキップして、Ｓ６４０へ進む。

Ｓ６４０において、通信制御装置２または無線端末４から通信データを受信した場合（Ｓ６４０，ＹＥＳ）、通信制御装置２と無線端末４との間で通信データを共通チャネルまたは個別チャネルにより中継し（Ｓ６４１）、Ｓ６０１へ戻る。通信データを受信していなければ（Ｓ６４０，ＮＯ）、Ｓ６４１をスキップして、Ｓ６０１へ戻る。Ｓ６０１へ戻った以降は、以上の処理を繰り返す。

図７は、本発明の実施形態に係る無線端末４の動作フローチャートである。無線端末４は、電源が投入された状態で、どの無線アクセスポイント１にも帰属していない状態でスタートし（Ｓ７００）、周波数スキャンによるビーコン信号の探索を定期的に実行する（Ｓ７０１）。そして、待機状態において、Ｓ７１０，Ｓ７２０，Ｓ７４０の各イベントの有無を循環して監視する。

Ｓ７１０において、所定の電波強度以上の共通ＣＨビーコン信号を検知し（Ｓ７１０，ＹＥＳ）、検知した共通ＣＨビーコン信号の送信元の無線アクセスポイント１に帰属中でなければ（Ｓ７１１,ＮＯ）、検知した共通ＣＨビーコン信号に含まれているＡＰ１のＩＤを含む帰属要求を発信し（Ｓ７１２）、Ｓ７１３へ進む。既に当該無線アクセスポイント１に共通チャネルで帰属中であれば（Ｓ７１１,ＹＥＳ）、Ｓ７３０へ進む。

Ｓ７１３において、発信した帰属要求に対する帰属許可及び通信条件を受信した場合（Ｓ７１３,ＹＥＳ）、無線アクセスポイント１より通知された番号の共通チャネルのタイムスロットによるＴＤＭＡ無線通信を開始し（Ｓ７１５）、Ｓ７３０へ進む。帰属許可及び通信条件を受信しなかった場合（Ｓ７１３,ＮＯ）は、タイムアウトの判定を行い、所定の時間以内であれば（Ｓ７１４,ＮＯ）、Ｓ７１３に戻り、所定の時間を過ぎた場合は（Ｓ７１４,ＹＥＳ）、Ｓ７０１へ戻る。

Ｓ７１０において、所定の電波強度以上の共通ＣＨビーコン信号を検知せず（Ｓ７１０，ＮＯ）、所定の電波強度以上の個別ＣＨビーコン信号を検知すると（Ｓ７２０,ＹＥＳ）、検知したアクセスポイント１と個別チャネルで既に帰属中であれば（Ｓ７２１,ＹＥＳ）、Ｓ７３０へ進み、帰属中でなければ（Ｓ７２１,ＮＯ）、個別チャネルで帰属要求を送信し（Ｓ７２２）、Ｓ７２３へ進む。個別チャネルのビーコンを検知しなかった場合（Ｓ７２０,ＮＯ）、Ｓ７４０へ進む。

Ｓ７２３において、発信した帰属要求に対する帰属許可及び通信条件を受信した場合（Ｓ７２３,ＹＥＳ）、無線アクセスポイント１より指定されたタイムスロットによるＴＤＭＡ無線通信を開始し（Ｓ７２５）、Ｓ７３０へ進む。帰属許可及び通信条件を受信しなかった場合（Ｓ７２３,ＮＯ）は、タイムアウトの判定を行い、所定の時間以内であれば（Ｓ７２４,ＮＯ）、Ｓ７２３に戻り、所定の時間を過ぎた場合は（Ｓ７２４,ＹＥＳ）、Ｓ７０１へ戻る。

Ｓ７３０において、Ｓ７１５またはＳ７２５で開始した共通チャネルまたは個別チャネルによるＴＤＭＡ無線通信で、通信データを送信または受信し、帰属解除に係る操作が為されなければ（Ｓ７４０，ＮＯ）、Ｓ７０１へ戻る。帰属解除に係る操作が為されたならば（Ｓ７４０，ＹＥＳ）、帰属中の無線アクセスポイント１へ帰属解除を通知し（Ｓ７４１）、本フローは終了する（Ｓ７４２）。なお、帰属解除に係る操作は、例えば、自無線端末４のログオフまたは電源オフ等の操作である。

なお、Ｓ７３０における送受信する通信データは、図３に示したＴＤＭＡフレームに含まれており、１回で送受信するＴＤＭＡフレームの数は任意であるが、定期的にＳ７０１へ戻る必要がある。このＳ７０１への戻りは、自無線端末４の移動に伴って、隣接の無線アクセスポイント１からのビーコン信号の電波強度が強いか否かを判定するためであり、隣接の無線アクセスポイントからのビーコン信号の電波強度が強い場合は、Ｓ７１０のＹＥＳまたは、Ｓ７２０のＹＥＳ以降のフローにより、隣接の無線アクセスポイント１へのハンドオーバを実行する。

また、個別チャネルで帰属している状態で、同一の無線アクセスポイント１が発信した共通ＣＨビーコン信号を検知した場合も、Ｓ７１０のＹＥＳ以降のフローにより、共通チャネルで再帰属する。

以上、本発明の実施形態について説明した。本発明によれば、共通チャネルでいずれかの無線アクセスポイントに帰属している無線端末は、隣接の無線アクセスポイントのエリアへ移動してハンドオーバする際、共通チャネルのまま同じタイムスロットで隣接の無線アクセスポイントに帰属変更できるので、周波数の切替処理およびタイムスロットの変更処理が不要な分、ハンドオーバに係る処理が効率的であり、ハンドオーバに伴う通信品質の劣化の可能性が極めて低い。しかも、共通チャネルの各タイムスロットは、各無線アクセスポイントで重複せず、かつ、各無線アクセスポイントは、帰属中の無線端末が使用していないタイムスロットの期間、共通チャネルの搬送周波数の電波を発信しないので、隣接の無線アクセスポイントと同じ周波数である共通チャネルによる電波干渉も無い。

ただし、共通チャネルに収容可能な無線端末の台数は、無線アクセスポイントの設置数に関わらず、タイムスロット数（ＤＥＣＴの場合１２台）に制限されるが、１０数人以下の一般的なオフィスや家庭であれば、この台数制限は問題にはならず、ハンドオーバ処理を簡略化できる効果の方が大きい。

しかも、隣接の無線アクセスポイントと異なる個別チャネルを併用することにより、従来と同等な台数の無線端末を収容することが出来る。さらに、個別チャネルで収容した場合であっても、共通チャネルのタイムスロットに空きが生じれば、個別チャネルで既に帰属している無線端末を、共通チャネルに順次収容替えするので、１０数人以上の規模の大きなオフィスにも適用可能である。

ところで、共通チャネルの各タイムスロットは特定の無線アクセスポイントおよび特定の無線端末に占有されるので、ＴＤＭＡフレームにおける隣接無線アクセスポイントとの電波干渉の恐れは無いものの、隣接する無線アクセスポイントが無線発信するビーコン信号については電波干渉が発生する可能性がある。このビーコン信号の干渉エリアは局部的とも思われるが、この電波干渉を回避する方法としては、例えば、隣接する無線アクセスポイントにおける、共通チャネルのビーコン信号の無線発信を各無線アクセスポイントにおいて間欠的な発信とし、隣接無線アクセスポイントで同時に発信しないように制御すればよい。この制御の具体的な手段としては、例えば、通信制御装置２が各無線アクセスポイント１のビーコン信号の発信タイミングを管理し、各無線アクセスポイント１へビーコン信号の発信を適宜指示すればよい。

１・・・本発明に係る無線アクセスポイント
２・・・本発明に係る通信制御装置
３・・・内線
４・・・無線端末
５・・・各アクセスポイントの無線通信可能エリア
６・・・内線端末
７・・・外線
８・・・ＷＡＮ
１０・・・通信制御部
１１・・・無線通信部
１２・・・内線対応部
１３・・・同期信号抽出部
１４・・・ビーコン信号発信部
１５・・・チャネル切替部
１６・・・無線端末帰属部
１７・・・帰属端末情報記憶部
１８・・・共通／個別チャネル設定部

Claims

所定の回線に接続され、自無線アクセスポイントに帰属している１以上の無線端末との間で時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ）による無線通信を実行し、前記回線と前記無線端末との間で通信データを中継する無線アクセスポイントであって、
予め定められた複数の周波数帯に対応する複数の無線チャネルのいずれかを他無線アクセスポイントと共通な共通チャネルとして設定する共通チャネル設定手段と、前記共通チャネル以外のいずれかの無線チャネルを個別チャネルとして設定する個別チャネル設定手段と、前記共通チャネルに対応する共通チャネルビーコン信号または前記個別チャネルに対応する個別チャネルビーコン信号を定期的または非定期に発信するビーコン信号発信手段と、前記共通チャネルビーコン信号または前記個別チャネルビーコン信号に対応して帰属要求を送信してきた無線端末を自無線アクセスポイントに帰属させる処理を実行する無線端末帰属手段と、前記共通チャネルまたは前記個別チャネルを介して前記帰属させた無線端末とＴＤＭＡによる無線通信を実行し前記回線と前記無線端末との間で通信データを中継するデータ中継手段と、を有し、
前記ビーコン信号発信手段は、前記共通チャネルを用いたＴＤＭＡによる無線通信で使用する複数のタイムスロットの内、空タイムスロットが無い場合または空タイムスロット数が所定値以下である場合に、前記個別チャネルビーコン信号を発信し、
前記無線端末帰属手段は、いずれかの無線端末から前記共通チャネルビーコン信号に対応する帰属要求を受信した場合に、前記帰属要求の送信元の無線端末を、前記共通チャネルを介して通信する無線端末として自無線アクセスポイントに帰属させる処理を実行し、いずれかの無線端末から前記個別チャネルビーコン信号に対応する帰属要求を受信した場合に、前記帰属要求の送信元の無線端末を、前記個別チャネルを介して通信する無線端末として自無線アクセスポイントに帰属させる処理を実行することを特徴とする共通チャネルと個別チャネルを有する無線アクセスポイント。
請求項１に記載の無線アクセスポイントであって、
前記無線端末帰属手段は、前記共通チャネルビーコン信号に対応して帰属要求を送信してきた無線端末に係る情報を、前記共通チャネルの各タイムスロットが使用中か否かを管理する所定の通信制御装置へ通知し、前記通信制御装置から前記無線端末が使用すべきタイムスロットに係る情報を受信した場合に、前記無線端末を、前記共通チャネルを介して通信する無線端末として、自無線アクセスポイントに帰属させることを特徴とする共通チャネルと個別チャネルを有する無線アクセスポイント。
請求項１または２に記載の無線アクセスポイントであって、
前記ビーコン信号発信手段は、前記個別チャネルビーコン信号を定期的または非定期に発信している状態で、前記共通チャネルに使用中ではないタイムスロットが発生した場合に、前記個別チャネルビーコン信号の出力電波強度を段階的に低下させることを特徴とする共通チャネルと個別チャネルを有する無線アクセスポイント。