JP2005184058A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のアクセスポイント機能部を有する無線通信システムに接続する端末の無線接続による負荷が１つのアクセスポイントに集中するのを防止することができる無線通信システムを提供すること。
【解決手段】複数のアクセスポイント機能部と、アクセスポイント機能部を制御するアクセスポイント制御部を有する無線通信システムであり、接続する端末の識別子と関連づけて、接続する端末種別若しくは伝送するデータの種別を登録する機能と、接続可能な端末の識別子をアクセスポイント機能部に分配して通知する機能を有し、データ量が多くなる端末には、アクセスポイントを優先して割り当てるように制御する機能を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムに関する。

従来、複数のアクセスポイントを有するシステムにおける、端末とアクセスポイントの制御を行う方法として、特許文献１には、１台のアクセスポイントに接続する端末台数を事前に決定する方法や、接続を拒否する端末の識別子を記憶しておく方法が提案されている。又、特許文献２には、無線基地局が転送するトラフィックを監視し、閾値を超えると他の基地局経由の通信に切り替え、トラフィックを分散する方法が提案されている。

特開平１１−５５２８６号公報 特開２０００−６９０５０号公報

しかしながら、上記のような複数のアクセスポイントを有するシステムにおける、接続可能な端末を制御する方法においては、接続する端末の種別に拘らず接続する台数の制限を行っているため、必ずしも均等な負荷の分散ができている訳ではなかった。又、トラフィックを監視する方法では、管理サーバーが常時トラフィックを監視する必要があるので、サーバーの負荷が大きく、比較的規模の小さなシステムで適用するのには適していなかった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、複数のアクセスポイント機能部を有する無線通信システムに接続する端末の無線接続による負荷が１つのアクセスポイントに集中するのを防止することができる無線通信システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数のアクセスポイント機能部と、アクセスポイント機能部を制御するアクセスポイント制御部を有する無線通信システムであり、接続する端末の識別子と関連づけて、接続する端末種別若しくは伝送するデータの種別を登録する機能と、接続可能な端末の識別子をアクセスポイント機能部に分配して通知する機能を有し、データ量が多くなる端末には、アクセスポイントを優先して割り当てるように制御する機能を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、アクセスポイント制御部には端末との接続要求を受ける機能と、接続要求を受けた端末の種別を判別する機能を有し、接続要求を受けると前記アクセスポイント制御部は、端末の種別に基づき、接続可能な端末の識別子をアクセスポイント機能部に分配して通知することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記アクセスポイント制御部は、端末との接続が途絶したことを検知する機能と、接続が途絶した端末の種別を判別する機能を有し、接続が途絶するとアクセスポイント制御部は、端末の種別に基づき、接続可能な端末の識別子をアクセスポイント機能部に分配して通知することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、識別子としてＭＡＣアドレスを使用することを特徴とする。

本発明によれば、データ伝送量の多い端末との無線接続が１つのアクセスポイントに集中するのを防止し、接続する端末の無線接続による負荷を分散し、アクセスポイント使用者が増えても通信のスループットの低下を防ぐことができる。

以下に本発明に係る無線通信システムについて、無線通信の方式として無線ＬＡを利用したシステムで、アクセスポイントは複数のアクセスポイント機能部を同一筐体に有する構成とした場合を例にして説明する。

図１は本発明を実施した無線通信システムのシステム構成図である。

図１において、１０１はネットワークであり、同一筐体に複数のアクセスポイント部を有するアクセスポイント１０３が接続されている。アクセスポイント１０３は、ネットワークとのインターフェース部１０４と、複数のアクセスポイント部１０６，１０７、複数のアクセスポイント部を制御するアクセスポイント制御部１０５から成る。アクセスポイント制御部には端末のＭＡＣアドレスを記憶するＭＡＣアドレス記憶部１０２を有する１０８，１０９は無線クライアント端末であり、そのうち１０８は動画像を伝送する機能を有する無線端末である。

図２は本発明を実施した無線アクセスポイント部１０６のブロック図である。

２０１は無線を送受する無線部であり、送信部２１０、受信部２１１、アンテナ２１２から成る。２０２は受信した信号を検波し、デジタル信号に変換するとともに、データ処理部から送られてくるデジタル信号を無線で送信するために変調する信号処理部である。又、データ処理部２０３から送られてくるデータに無線送信用のデータとするためのヘッダ等を添付するとともに、受信したデータに対しては、ヘッダ等を外して、データ処理部２０３へ送る機能を有する。２０３はデータ処理部であり、ネットワークインターフェース２０８からのデータに暗号処理を施す送信データ処理部２０５と、暗号化されたデータに対して暗号化を解除する機能を有する受信データ処理部２０６から成る。２０８はアクセスポイント制御部とのインターフェースとなるインターフェース部である。２０４は端末の識別子の判別を行う手段を含み無線アクセスポイント全体の制御を行う制御部である。２０７は接続許可をする端末の識別子やＩＤ等の情報を記憶部である。

尚、アクセスポイント制御部は、ネットワークとのインターフェース部、複数のアクセスポイント部の制御を含むアクセスポイント全体を制御する制御部と、ＭＡＣアドレスと関連づけて、接続する端末種別若しくは伝送するデータの種別を記憶する記憶部から成る。制御部の機能には、接続する端末のＭＡＣアドレスを登録する手段と、ＭＡＣアドレスと関連づけて、接続する端末種別若しくは伝送するデータの種別を記憶部に記憶する機能と、接続可能な端末のＭＡＣアドレスをアクセスポイント機能部に分配して通知する機能を有し、データ量が多くなる端末には、アクセスポイントを優先して分配する機能を有する。
図３は電源投入時におけるアクセスポイント制御部の初期処理の実施例を説明するシーケンス図、図４は通常動作におけるアクセスポイント制御部の実施例を説明するシーケンス図、図５は通常動作におけるアクセスポイント制御部の実施例を説明するシーケンス図、図６は電源投入時におけるアクセスポイント機能部及び端末の初期処理の実施例を説明するシーケンス図、図７は通常動作におけるアクセスポイント機能部及び端末の実施例を説明するシーケンス図、図８はアクセスポイントとクライアント端末の割り振りの例を示した図である。

以下本願の実際の動作を、説明する。

先ず、無線システムの使用者は、以下の手順でアクセスポイントに使用する端末のＭＡＣアドレスを登録するものとする。アクセスポイントに接続したパーソナルコンピュータ等を使用して、アクセスポイントに接続する端末のＭＡＣアドレスを動画伝送の有無ができるか否かと対応付けて登録する。その操作により、アクセスポイント制御部の記憶部には、動画伝送を行う機器を優先順位の高い機器として記憶する。この登録方法は、例えば、アクセスポイントの設定ユーティリティ画面で、接続する端末のＭＡＣアドレスと対応付けて画像データのストリーミングを行う端末か否かを登録するチェックＢＯＸを設けるようにすれば良い。

次に、実際の動作として、初期状態として、電源立ち上げ時の動作について図３のフローチャートに基づいて説明する。

アクセスポイントの電源を立ち上げると（Ｓ３００）、アクセスポイント制御部はタイマーを起動する（Ｓ３０１）。ここで、端末よりアクセスポイントに接続要求があるかどうかを監視し（Ｓ３０２）、接続要求がある場合は、アクセスポイント制御部は、アクセスポイント機能部を介して端末のＭＡＣアドレスを取得する（Ｓ３０３）。ここで、アクセスポイント制御部は、取得したＭＡＣアドレスが、先に記憶部に記憶したものと一致するかを判断する（Ｓ３０４）。ここで、先に登録したＭＡＣアドレスの端末ではないと判断した場合には、接続を拒否するようにアクセスポイント制御部はアクセスポイント機能部へ通知する（Ｓ３０５）。

登録済みの端末である場合には、次にＭＡＣアドレスと関連付けて記憶している優先端末か否かを判断する（Ｓ３０６）。優先順位が高い端末である場合には、アクセスポイント制御部にある台数管理部で優先順位の高い端末の台数を１台加え（Ｓ３０７）、優先順位が低い端末である場合には、アクセスポイント制御部にある台数管理部で優先順位の低い端末の台数を１台加える（Ｓ３０８）。ここで、タイマーがオーバーフローしているか否かを判断し（Ｓ３０９）、オーバーフローしていなければ、新たな端末からの接続要求を待つ処理に入る（Ｓ３１０）。タイマーがオーバーフローした際には、アクセスポイント制御部にある台数管理部で管理されている接続要求のあった優先端末の台数を、アクセスポイント機能部の台数と比較する処理を行う（Ｓ３１１）。ここで、優先端末の台数がアクセスポイント機能部の台数よりも少ない場合には、１アクセスポイント機能部に１優先端末を割り当て、残りのアクセスポイントに、他の端末を均等に割り当てる処理を行う（Ｓ３１２）。

優先端末の台数がアクセスポイント機能部の台数よりも多い場合には、アクセスポイント機能部に均等に優先端末を割り当て、残りのアクセスポイントに他の端末を均等に割り当てる処理を行う（Ｓ３１３）。尚、具体的な割り当ての例は、図８を使用して後述する。端末の割り当てを決定した後に、アクセスポイント制御部は、アクセスポイント機能部に割り当てた端末のＭＡＣアドレスを通知し、通知されたアクセスポイント機能部は、当該アクセスポイント経由で接続可能な端末として、記憶部に記憶する。

アクセスポイント制御部より、ＭＡＣアドレスを通知されたアクセスポイント機能部及び端末の動作を図６に基づいて説明する。

アクセスポイント機能部は、端末からの接続要求の有無を監視している（Ｓ６０１）。接続要求を受けるとアクセスポイント制御部に接続要求を受けた端末のＭＡＣアドレスを通知する（Ｓ６０２）。アクセスポイント制御部における前述の処理を終了し、アクセスポイント制御部より接続可能な端末の通知を受けると（Ｓ６０３）、接続可能な端末か否かを判断する（Ｓ６０４）。接続可能な端末でない場合は、接続拒否の通知を端末に通知する（Ｓ６０５）。接続拒否通知を受けた端末は、接続拒否を通知したアクセスポイントの識別子を記憶し（Ｓ６０６）、記憶された以外の識別子のアクセスポイントに接続要求を出す（Ｓ６０７）。端末側の処理をこのように行うことで、接続を許可されているアクセスポイントに接続要求を出すことが可能となる。

尚、Ｓ６０４で、接続可能な端末であると判断された場合には、端末とアクセスポイントは、接続処理を行えば良い（Ｓ６０８）。

以上が電源投入時に初期動作として行う処理であり、以上の処理により、動画像等の伝送を行う端末を優先的にアクセスポイントに割り当て、システムとして、負荷分散を行うことが可能となる。

次に、システムの運用中に接続する端末の変動が起こった際の処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。

システム運用中の通常動作時（Ｓ４０１）において、アクセスポイント制御部は、アクセスポイント機能部を介して端末よりアクセスポイントに接続要求があるかどうかを監視している（Ｓ４０２）。接続要求がある場合は、アクセスポイント制御部は、アクセスポイント機能部を介して端末のＭＡＣアドレスを取得する（Ｓ４０３）。ここで、アクセスポイント制御部は、取得したＭＡＣアドレスが、先に記憶部に記憶したものと一致するかを判断する（Ｓ４０４）。ここで、先に登録したＭＡＣアドレスの端末ではないと判断した場合には、接続を拒否するようにアクセスポイント制御部はアクセスポイント機能部へ通知する（Ｓ４０５）。

登録済みの端末である場合には、次にＭＡＣアドレスと関連付けて記憶している優先端末か否かを判断する（Ｓ４０６）。優先順位が高い端末である場合には、アクセスポイント制御部にある台数管理部で優先順位の高い端末の台数を１台加え（Ｓ４０７）、優先順位が低い端末である場合には、アクセスポイント制御部にある台数管理部で優先順位の低い端末の台数を１台加える（Ｓ４０８）。ここで、アクセスポイント制御部にある台数管理部で管理されている接続要求のあった優先端末の台数を、アクセスポイント機能部の台数と比較する処理を行い（Ｓ４０９）、判断する（Ｓ４１０）。優先端末の台数がアクセスポイント機能部の台数よりも少ない場合には、新たな端末を、アクセスポイントを占有するように割り振るとともに、アクセスポイントを使用していた他の端末を他のアクセスポイントへ移動させるように割り当てる処理を行う（Ｓ４１１）。

優先端末の台数がアクセスポイント機能部の台数よりも多い場合には、アクセスポイント機能部に均等に優先端末を割り当て、残りのアクセスポイントに、他の端末を均等に割り当てるとともに他の端末を他のＡＰへ移動させるように割り当てる処理を行う（Ｓ４１２）。尚、具体的な割り当ての例は、図８を使用して後述する。端末の割り当てを決定した後に、アクセスポイント制御部は、アクセスポイント機能部に割り当てた端末のＭＡＣアドレスを通知し、通知されたアクセスポイント機能部は、当該アクセスポイント経由で接続可能な端末として記憶部に記憶する（Ｓ４１３）。

次に、通常動作時において、アクセスポイント制御部より、接続端末の変更をＭＡＣアドレスとともに通知された、アクセスポイント機能部及び端末の動作を、図７を使用して説明する。

アクセスポイント機能部は、アクセスポイント制御部より接続する端末を通知されると、通知された端末を接続する際、接続するアクセスポイントが変わる端末があるかどうかを判断する（Ｓ７０１）。接続するアクセスポイントが変わる端末がない場合には新たな端末とアクセスポイントを接続する処理を行う（Ｓ７０２）。接続するアクセスポイントが変わる端末がある場合は、その端末が、データ通信中であるか否かを判断し（Ｓ７０３）、データ通信を行っていないときに、その端末に対して接続拒否の通知を行う（Ｓ７０４）。接続拒否通知を受けた端末は、接続拒否を通知したアクセスポイントの識別子を記憶し（Ｓ７０５）、記憶された以外の識別子のアクセスポイントに接続要求を出す（Ｓ７０６）。端末側の処理をこのように行うことで、接続を許可されているアクセスポイントに接続要求を出すことが可能となる。尚、この処理の後に、新たな端末をアクセスポイントと接続する処理を行う（Ｓ７０７）。

次に、システムの運用中に接続する端末が減少する方向に変動が起こった際の処理を図５のフローチャートに基づいて説明する。

システム運用中の通常動作時（Ｓ５０１）において、アクセスポイント制御部は、アクセスポイント機能部を介して端末との接続が途絶するかどうかを監視している（Ｓ５０２）。接続の途切れた端末がある場合は、その端末が優先端末か否かを判断する（Ｓ５０３）。優先順位が低い端末である場合には、アクセスポイント制御部にある台数管理部で優先順位の低い端末の台数を１台減じ（Ｓ５０５）、アクセスポイントと端末の接続の割り振りは変更せずに終了する（Ｓ５０７）。優先順位が高い端末である場合には、アクセスポイント制御部にある台数管理部で優先順位の高い端末の台数を１台減らし（Ｓ５０４）、アクセスポイント制御部にある台数管理部で管理されている接続要求のあった優先端末の台数を、アクセスポイント機能部の台数と比較する処理を行い（Ｓ５０６）、判断する（Ｓ５０８）。

優先端末の台数がアクセスポイント機能部の台数よりも少ない場合には、他のアクセスポイントを使用していた優先度の低い端末を空いたアクセスポイントへ移動させるように割り当てる処理を行う（Ｓ５０９）。優先端末の台数がアクセスポイント機能部の台数よりも多い場合には、優先端末の減ったアクセスポイントを含めて、他の端末を均等に割り当てるとともに他の端末を他のアクセスポイントへ移動させるように割り当てる処理を行う（Ｓ５１０）。尚、具体的な割り当ての例は、図８を使用して後述する。

端末の割り当てを決定した後に、アクセスポイント制御部は、アクセスポイント機能部に割り当てた端末のＭＡＣアドレスを通知し、通知されたアクセスポイント機能部は、当該アクセスポイント経由で接続可能な端末として記憶部に記憶する（Ｓ５１１）。

尚、このように通常動作中に端末が減少する場合のアクセスポイント機能部の動作は、先に図７を使用して説明した、端末が増えた場合の動作と同様である。

次に、図８を用いて、アクセスポイントへの端末の割り当て方法を具体的に説明する。

先ず、優先端末の台数がアクセスポイント機能部の台数よりも少ない場合には、図８−１に示すように、優先端末ＳＴＡ＿Ａ及びＳＴＡ＿Ｂをアクセスポイントを占有するように割り当てる。次に、残りのアクセスポイントに、優先ではない端末を均等に割り振る。このような方法により、システムとしての負荷が分散されるように、優先端末をアクセスポイントに割り振ることができる。

次に、優先端末の台数がアクセスポイント機能部の台数よりも多い場合について説明する。

図８−２に示すように、先ず、優先端末をアクセスポイントに割り振る。図８−２のように端末台数がアクセスポイント数で割り切れない場合でも、優先端末数の重複が最小になるように割り振る、その上で、優先端末が割り振られている数の少ないアクセスポイントに残りの優先端末以外を均等に割り振る。

動作中に、端末の数に変動があり、アクセスポイントへの端末割り当てを変更する場合も、上述の方法に従い割り当てる。

以上の実施の形態では、同一筐体にアクセスポイント制御部と複数のアクセスポイント機能部が入った構成で説明したが、アクセスポイント制御部がアクセスポイント機能部と別筐体に有り、例えばネットワークを介して接続され、アクセスポイント機能部を制御する構成でも、同様の効果が得られる。

又、複数のアクセスポイント機能部も、無線通信の可能な範囲が同一になるように近接されて配置されるのであれば、同一の筐体で構成される必要はなく、別筐体のアクセスポイントが複数で構成されても、同様の効果がある。

本発明に係る無線通信システムのシステム構成図である。 本発明を実施した無線アクセスポイント部のブロック図である。 実施例のシーケンスを示す図である。 実施例のシーケンスを示す図である。 実施例のシーケンスを示す図である。 実施例のシーケンスを示す図である。 実施例のシーケンスを示す図である。 アクセスポイントとクライアント端末の割り振りの例を示した図である。

符号の説明

１０１ ネットワーク
１０２ 記憶部
１０３ 無線アクセスポイント
１０８，１０９ 無線クライアント端末
２０１ 無線部
２０２ 信号処理部
２０３ データ処理部
２０４ 制御部
２０７ 記憶部
２０８ インターフェース部

Claims (4)

1. 複数のアクセスポイント機能部と、アクセスポイント機能部を制御するアクセスポイント制御部を有する無線通信システムであり、
   接続する端末の識別子と関連づけて、接続する端末種別若しくは伝送するデータの種別を登録する機能と、接続可能な端末の識別子をアクセスポイント機能部に分配して通知する機能を有し、データ量が多くなる端末には、アクセスポイントを優先して割り当てるように制御する機能を有することを特徴とする無線通信システム。
2. アクセスポイント制御部には端末との接続要求を受ける機能と、接続要求を受けた端末の種別を判別する機能を有し、接続要求を受けると前記アクセスポイント制御部は、端末の種別に基づき、接続可能な端末の識別子をアクセスポイント機能部に分配して通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記アクセスポイント制御部は、端末との接続が途絶したことを検知する機能と、接続が途絶した端末の種別を判別する機能を有し、接続が途絶するとアクセスポイント制御部は、端末の種別に基づき、接続可能な端末の識別子をアクセスポイント機能部に分配して通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 識別子としてＭＡＣアドレスを使用することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。

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