電波干渉を速やかに解消――富士通研究所：無線LAN用AP増設時でも高スループットを維持

富士通研究所は、大規模な無線LANシステムを構築した際に、スループットを低下させる要因となるアクセスポイント（AP）同士の電波干渉を短時間で解消することができる「自動チャネル割り当て技術」を開発した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

　富士通研究所は2015年9月、大規模な無線LANシステムを構築した際に、スループット低下の要因となるアクセスポイント（AP）間の電波干渉を短時間で解消することができる「自動チャネル割り当て技術」を開発したことを発表した。数百台のAPで構成する無線LANシステムであっても、干渉が少ないチャネル割り当ての算出を1分以内で行えるという。

　大規模な企業やスタジアムなどにおけるネットワーク環境は、多数の利用者が接続できるよう、多数の無線LANシステム用APが設置されている。ところが、隣接するAP数が増えてくると、電波干渉が生じて通信のスループットが低下する要因となっていた。このため、AP敷設時に電波干渉が発生しないよう、最適なシステム設計を行う。しかし、無線LAN用APを追加/増設した場合などは、干渉が生じないよう多くの時間をかけてチャネル再割り当てのための演算処理を、その都度行わなければならなかった。

無線LANシステムの一般的な構成 （クリックで拡大） 出典：富士通研究所

　そこで富士通研究所は、無線LANシステムでAP増設などの変更などがあった場合でも、電波干渉が生じないように短時間でチャネル再割り当て可能な技術を開発した。これまでも、最適なチャネル割り当てを計算する方式はあったが、数百台規模でAPが設置されていると、その計算には6時間以上を要することもあったという。富士通研究所が新たに開発した技術を用いると、1分以下でチャネル再割り当てが可能となる。

富士通研究所が開発した技術のイメージ。AP同士の干渉量が一番小さくなるようチャネル組み合わせを短時間で抽出する （クリックで拡大） 出典：富士通研究所

　具体的には、まず順番に各APへチャネル候補を割り当てながら最適な割り当てを探索する。この時、推定した各候補の干渉量から総干渉量を算出し、候補の一部を削除していく。この作業を全てのAPに対して行い、その中から総干渉量が一番小さくなるチャネル組み合わせを採用する。こうすることで、探索のための計算量はAP数の2乗で済む。AP数の3乗となる従来方式に比べ、計算量を大幅に削減することができた。

　続いて、周囲にあるAPの受信電力から、各APが受ける干渉の影響度合いを算出する。その上で、干渉を受けやすいAPから優先的にチャネル割り当てを行う。これによりシステム全体の干渉量を低減することができるという。

　開発した技術を用いてシミュレーションを行ったところ、従来のAP単独によるチャネル選択機能に比べて、平均スループットは最大15％向上した。また、低スループットのAP（スループットが下位1％となるAP）で、最大約2倍のスループット向上を確認することができた。富士通研究所では今後、チャネル割り当て技術のさらなる性能改善や動作検証を行い、2016年度中の実用化を目指す。