JP2008017428A - 無線通信システム、無線基地局、通信制御方法、および通信制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】システム管理が一元化された無線ネットワークで、制御パケットや中継用パケットヘッダといったバックホール無線回線でのトラフィック量を減らすことにより、バックホール無線回線を有効に活用することができるようにする。
【解決手段】バックホールに有線回線を用いた場合に動作する第１の制御モードでは、無線基地局が以下のように動作する。（１）自身の管理用制御パケットを自身で処理する。（２）自身に接続したクライアントからのユーザトラフィックに制御装置または制御サーバで処理するための情報要素を付加したパケットの送受信を行う。（３）自身の無線側に接続する無線ＡＰ３の管理用制御パケットの代理処理を行う。（４）システム制御装置１から、自身の無線側に接続する無線ＡＰ３へ送信される管理用制御パケットを圧縮し、フレーム変換を施して無線側へ送信する。
【選択図】図６

Description

本発明は、バックボーン回線への接続に、有線のみを用いる無線基地局と無線を用いる無線基地局とが混在する無線通信システム、無線基地局、通信制御方法、および通信制御プログラムに関する。

近年、無線基地局の設定や運用中の管理、無線通信端末の接続情報やセッション管理を一元管理し、管理を簡素化するために、無線基地局や無線ネットワークを管理するためのシステム制御装置（基地局制御装置や制御サーバなど）を用いた無線ネットワークが一般となっている。

この一元管理による簡素化された無線ネットワークでは、無線基地局の機能として、接続されている無線通信端末からのユーザデータの配送に加え、無線通信端末からのユーザデータトラフィックにシステム制御装置などで処理するための中継用パケットヘッダ（付随ヘッダ情報）を付加して送出するカプセル化が行われている。

また、このユーザデータトラフィック以外にも、無線基地局の設定パラメータや運用中の変更パラメータ、無線基地局の状態情報や、無線通信端末の接続情報、暗号化鍵の配送や鍵ライフタイムの満了による鍵の変更処理指示など、多岐に渡り、ネットワーク全体を管理するための制御パケットがシステム制御装置と無線基地局との間で送受信されている。

また、従来の無線通信システムとして、ＩＰ適応層（ＩＰＡＬ）を用い、ＩＰＡＬ情報パケットの中にデータパケットを連結して入れ込むことで、比較的小さいデータパケットのヘッダを取り去って通信を行い、バックホールのトラフィック低減を図るものがある（例えば、特許文献１参照）。
特表２００４−５１２７８７号公報

しかしながら、上述のような、システム制御装置を用いて一元管理された無線ネットワークで、無線基地局から有線ＬＡＮ（Local Area Network）などのバックボーンネットワークまで接続させるためのバックホール回線に無線回線を用いたメッシュネットワークとする場合、以下のような課題がある。
（課題１）上述したカプセル化によりユーザトラフィックに付加された付随ヘッダ情報により、無線基地局間のバックホール無線回線の帯域を消費してしまう。
（課題２）管理のための各種制御パケットのために、無線基地局間のバックホール無線回線の帯域を消費してしまう。

また、上述した特許文献１のものは、パケットヘッダのデータ量低減を図るものであり、制御パケットのトラフィック量を低減させることや、カプセル化による付随ヘッダ情報を付加しないようにすることについてまで考慮されたものではなかった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、システム管理が一元化された無線ネットワークで、制御パケットや付随ヘッダ情報といったバックホール無線回線でのトラフィック量を減らすことにより、バックホール無線回線を有効に活用することができる無線通信システム、無線基地局、通信制御方法、および通信制御プログラムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の第１の態様としての無線通信システムは、バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置と、を備えた無線通信システムであって、上記第１の無線基地局は、上記システム制御装置からの制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを上記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。

上記第２の無線基地局は、当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを上記第１の無線基地局に送信する転送手段を備え、上記第１の無線基地局は、上記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことが好ましい。

また、本発明の第２の態様としてのは、バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、を備えた無線通信システムであって、上記第２の無線基地局は、当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを上記第１の無線基地局に送信する転送手段を備える。
上記第１の無線基地局は、上記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。

上記無線通信システムは、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置をさらに備える。
上記第１の無線基地局は、上記システム制御装置からの制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを上記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け手段を備えたことが好ましい。

上記第１の無線基地局は、上記第２の無線基地局に送信するパケットを受信した際、当該パケットに付随ヘッダ情報が付加されていれば、当該パケットから該付随ヘッダ情報を削除する付随ヘッダ情報削除手段と、上記付随ヘッダ情報削除手段により該付随ヘッダ情報が削除されたパケットを上記第２の無線基地局に送信する送信手段とを備えたことが好ましい。

上記第１の無線基地局は、上記第２の無線基地局への制御パケットを圧縮して送信する圧縮送信手段を備えたことが好ましい。

また、本発明の第３の態様としての無線基地局は、無線基地局の動作を制御するシステム制御装置と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局とに接続されて用いられる無線基地局であって、上記システム制御装置からの制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを上記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け手段を備えたことを特徴とする。

上記第２の無線基地局から受信したパケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことが好ましい。

また、本発明の第４の態様としての無線基地局は、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局に無線回線で接続されて用いられる無線基地局であって、上記第２の無線基地局から受信したパケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことを特徴とする。

上記無線基地局は、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置に接続されて用いられ、上記システム制御装置からの制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを上記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け手段を備えたことが好ましい。

上記第２の無線基地局に送信するパケットを受信した際、当該パケットに付随ヘッダ情報が付加されていれば、当該パケットから該付随ヘッダ情報を削除する付随ヘッダ情報削除手段と、上記付随ヘッダ情報削除手段により該付随ヘッダ情報が削除されたパケットを上記第２の無線基地局に送信する送信手段とを備えたことが好ましい。

上記第２の無線基地局への制御パケットを圧縮して送信する圧縮送信手段を備えたことが好ましい。

また、本発明の第５の態様としての無線基地局は、バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局に無線回線で接続されて用いられる無線基地局であって、当該無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを上記第１の無線基地局に送信する転送手段を備え、上記第１の無線基地局は、受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の第６の態様としての通信制御方法は、バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置と、を備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、上記第１の無線基地局が上記システム制御装置から制御パケットを受信する制御パケット受信工程と、上記制御パケット受信工程で受信された制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを上記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け工程とを備えたことを特徴とする。

上記第２の無線基地局が当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを上記第１の無線基地局に送信する転送工程と、上記第１の無線基地局が上記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加工程とを備えたことが好ましい。

また、本発明の第７の態様としての通信制御方法は、バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、を備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、上記第２の無線基地局が当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを上記第１の無線基地局に送信する転送工程と、上記第１の無線基地局が上記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加工程とを備えたことを特徴とする。

上記無線通信システムは、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置をさらに備え、上記第１の無線基地局が上記システム制御装置から制御パケットを受信する制御パケット受信工程と、上記制御パケット受信工程で受信された制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを上記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け工程とを備えたことが好ましい。

上記送信切り分け工程では、上記第１の無線基地局が上記第２の無線基地局への制御パケットを圧縮して送信することが好ましい。

上記第１の無線基地局が上記第２の無線基地局に送信するパケットを受信する通信パケット受信工程と、上記通信パケット受信工程で受信したパケットに付随ヘッダ情報が付加されていれば当該パケットから該付随ヘッダ情報を削除する付随ヘッダ情報削除工程と、上記付随ヘッダ情報削除工程により該付随ヘッダ情報が削除されたパケットを上記第２の無線基地局に送信する送信工程とを備えたことが好ましい。

また、本発明の第８の態様としての通信制御プログラムは、バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置と、を備えた無線通信システムにおける通信制御プログラムであって、コンピュータに、上記第１の無線基地局が上記システム制御装置から制御パケットを受信する制御パケット受信処理と、上記制御パケット受信処理で受信された制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを上記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け処理とを実行させることを特徴とする。

コンピュータに、上記第２の無線基地局が当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを上記第１の無線基地局に送信する転送処理と、上記第１の無線基地局が上記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加処理とを実行させることが好ましい。

また、本発明の第９の態様としての通信制御プログラムは、バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、を備えた無線通信システムにおける通信制御プログラムであって、コンピュータに、上記第２の無線基地局が当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを上記第１の無線基地局に送信する転送処理と、上記第１の無線基地局が上記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加処理とを実行させることを特徴とする。

上記無線通信システムは、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置をさらに備え、コンピュータに、上記第１の無線基地局が上記システム制御装置から制御パケットを受信する制御パケット受信処理と、上記制御パケット受信処理で受信された制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを上記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け処理とを実行させることが好ましい。

上記送信切り分け処理では、上記第１の無線基地局が上記第２の無線基地局への制御パケットを圧縮して送信することが好ましい。

コンピュータに、上記第１の無線基地局が上記第２の無線基地局に送信するパケットを受信する通信パケット受信処理と、上記通信パケット受信処理で受信したパケットに付随ヘッダ情報が付加されていれば当該パケットから該付随ヘッダ情報を削除する付随ヘッダ情報削除処理と、上記付随ヘッダ情報削除処理により該付随ヘッダ情報が削除されたパケットを上記第２の無線基地局に送信する送信処理とを実行させることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、システム管理が一元化された無線ネットワークで、制御パケットや付随ヘッダ情報といったバックホール無線回線でのトラフィック量を減らすことにより、バックホール無線回線を有効に活用することができる。

次に、本発明に係る無線通信システム、無線基地局、通信制御方法、および通信制御プログラムを適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

本実施形態は、アクセスポイント（無線基地局）や無線クライアント（無線通信端末）の管理機能を有するシステム制御装置を備えて構成され、アクセスポイント間通信及び、有線ＬＡＮとの接続点までの経路に無線回線を用いた無線メッシュネットワークである。

本実施形態としての無線通信システムは、図１に示すように、システム制御装置１と、有線ＬＡＮなどのバックボーン回線に有線のみで接続されるアクセスポイント（以下、有線ＡＰ）２と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続されるアクセスポイント（以下、無線ＡＰ）３とを備えて構成される。無線通信端末４は、有線ＡＰ２または無線ＡＰ３に帰属することで、他の無線通信端末など他装置と無線通信可能になっている。

システム制御装置１と有線ＡＰ２との間は、有線ＬＡＮなどの有線ネットワーク５を介して接続される。また、この有線ネットワーク５は、ルータ（ネットワーク間接続装置）６を介することにより、ネットワークアドレスやネットマスクの異なる複数のネットワークが接続されて構成され、ネットワーク間での通信が行われている。

システム制御装置１は、有線ＡＰ２や無線ＡＰ３など他の装置と通信を行う通信部１１と、本システム制御装置１の動作全体を制御する制御部１２と、各有線ＡＰ２や無線ＡＰ３を管理するための情報などを格納する記憶部１３とを備える。

上述した有線ＡＰ２と無線ＡＰ３とは、ハードウェアとしては同じ装置であり、接続されている回線が無線回線であるか有線回線であるかによって動作モードが異なるため、便宜上、別名称としている。
この無線基地局（有線ＡＰ２、無線ＡＰ３）は、図３に示すように、無線通信端末４など他の装置と無線通信を行う無線通信部２１と、システム制御装置１などネットワークを構成する他の装置と有線での通信を行う有線通信部２２と、本無線基地局の動作全体を制御する制御部２３と、記憶部２４とを備える。

記憶部２４は、システム制御装置１からのパケットの送信要否を切り分けるための送信要否切り分けテーブル２４ａを格納する。
送信要否切り分けテーブル２４ａは、図４に示すように、無線基地局が有線ＡＰ２として用いられる第１の制御モードである場合に、無線基地局間の無線通信により無線ＡＰ３まで送信するパケットとそれ以外のパケットとの種類を示すものである。

図４の例では、無線ＡＰ３まで送信するパケットの種類として、ＡＰの設定変更に関する制御パケットと、ＡＰの状態監視に関する制御パケットとが挙げられている。また、無線ＡＰ３まで送信しない、すなわち有線ＡＰまでで配送を止めるパケットの種類として、クライアント（無線通信端末４）の移動制御に関する制御パケットが挙げられている。

このように、アクセスポイントの設定や運用中の管理、クライアントの接続情報やセッション管理をシステム制御装置１により一元管理して管理を簡素化した無線ネットワークにおける動作として、本実施形態における無線基地局は、有線ＡＰ２としても、無線ＡＰ３としても動作しうるように、２つの制御モードを切り換える機能を備える。

第１の制御モードは、バックホールに有線回線で接続されている場合（アンカーアクセスポイントモード）に、無線側に接続されるアクセスポイントの管理パケットの代理処理及び、無線側に接続されるアクセスポイントの配下に接続されるクライアントからの送信パケットに対して、管理に必要な情報要素を付随し、接続されている有線ＬＡＮを介して、システム制御装置１と情報を送受信して制御を行う制御モードである。

第２の制御モードは、バックホールに無線ＬＡＮを用いて（ワイヤレスバックホールモード）、配下のクライアントのパケットをアンカーアクセスポイントモードで動作する有線ＡＰ２へ配送する制御モードである。

まず、バックホールに有線回線を用いた場合に動作する第１の制御モードでは、以下のように動作する。
（１） 自身の管理用制御パケットを自身で処理する。
（２） 自身に接続したクライアントからのユーザトラフィックに制御装置または制御サーバで処理するための情報要素を付加したパケットの送受信を行う。
（３） 自身の無線側に接続する無線ＡＰ３の管理用制御パケットの代理処理を行う。
（４） システム制御装置１から、自身の無線側に接続する無線ＡＰ３へ送信される管理用制御パケットを圧縮し、フレーム変換を施して無線側へ送信する。

また、バックホールに無線ＬＡＮを用いた場合に動作する第２の制御モードでは、以下のように動作する。
（１） 自身に接続したクライアントからのユーザトラフィックに制御装置または制御サーバで処理するための情報要素を付加しないでパケットを送受信する。
（２） 自身に接続したクライアントの管理情報や自身を制御するために必要な制御パケットを圧縮し、無線基地局間の無線通信といったバックホール無線回線へと送信する。

次に、本実施形態の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、無線基地局が本実施形態としての無線通信システムとして組み込まれ、無線ＡＰ３として機能していく動作における制御パケットの送信処理手順について、図５のシーケンス図を参照して説明する。

無線基地局の電源がＯＮにされると、無線基地局は、有線通信部２２に有線接続のためのコネクタ（不図示）が接続されているかどうかを確認する（ステップＳ１）。ここでコネクタの接続が確認され、他の装置と有線で接続されている場合、その無線基地局は第１の制御モードとして起動し、有線ＡＰ２として動作する（ステップＳ２）。

有線接続のためのコネクタの接続が確認されない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、無線基地局は無線通信部２１により、周辺に無線通信可能な無線基地局が存在するかどうかを検索する（ステップＳ３）。
検索された無線基地局に接続要求を送信し（ステップＳ４）、その接続要求に接続応答が返信されてくると（ステップＳ５）、検索された無線基地局に無線通信で接続される無線ＡＰ３として、第２の制御モードでの動作がスタートする（ステップＳ６）。
図５では、検索された無線基地局が有線ＡＰ２である場合の例を示している。

無線ＡＰ３としての動作を開始すると、まず、この無線ＡＰ３は、無線基地局間の通信としてのパケットヘッダにより、有線ＡＰ２に設定データ要求を送信する（ステップＳ７）。

この設定データ要求のパケットは、無線基地局間の通信としてのパケットヘッダによるものであり、無線基地局間の無線ＬＡＮとしてのプライベートアドレスを含んで構成されているため、そのままではルータ６を経由してシステム制御装置１に送信できない。
このため、有線ＡＰ２は、無線ＡＰ３についての設定データ要求を代理でシステム制御装置１に送信する（ステップＳ８）。

無線ＡＰ３についての設定データがシステム制御装置１から送信されてくると（ステップＳ９）、有線ＡＰ２は、その設定データを圧縮データに変換し、無線基地局間の無線通信により無線ＡＰ３に送信する（ステップＳ１０）。
これ以降、システム制御装置１から無線ＡＰ３用の設定データが送信されてくる度に（ステップＳ１１）、有線ＡＰ２は、その設定データを圧縮データに変換し、無線基地局間の無線通信により無線ＡＰ３に送信する（ステップＳ１２）。

このように、有線ＡＰ２は、無線ＡＰ３に送信する各種の制御パケットを、制御部２３により圧縮した後、無線基地局間の無線通信で無線ＡＰ３に送信する。

なお、有線ＡＰ２は、こうしたシステム制御装置１からの制御パケットの内、上述したＡＰの設定データなど、送信要否切り分けテーブル２４ａにより無線ＡＰ３まで送信することとされた種類の制御パケットについて、上述のようにして圧縮データとして無線ＡＰ３に送信する動作を行う。
すなわち、上述したＡＰの設定データなど、システム制御装置１から無線ＡＰ３を送信先とする制御パケットを受信すると、送信要否切り分けテーブル２４ａを参照して制御パケットの種類を確認し、無線ＡＰ３まで送信することとされた種類の制御パケットについて、上述のようにして圧縮データとして無線ＡＰ３に送信する。

逆に、有線ＡＰ２は、送信要否切り分けテーブル２４ａにより、無線ＡＰ３まで送信しない、すなわち有線ＡＰ２までで配送を止める種類の制御パケットとされているものについては、上述した動作のように無線ＡＰ３に送信せず、有線ＡＰ２までで配送を停止させる。
送信要否切り分けテーブル２４ａで切り分けられない種類の制御パケットについては、上述のようにして圧縮データとして無線ＡＰ３に送信することとしてよい。

次に、無線基地局が本実施形態としての無線通信システムとして組み込まれて無線ＡＰ３として動作し、無線通信端末４によるユーザデータパケットを送受信する処理手順について、図６のシーケンス図を参照して説明する。

無線基地局の電源がＯＮにされると、無線基地局は、図５により上述した動作と同様に有線通信部２２に有線接続のためのコネクタ（不図示）が接続されているかどうかを確認する（ステップＳ２１）。コネクタの接続が確認され、他の装置と有線で接続されている場合、その無線基地局は第１の制御モードとして起動し、有線ＡＰ２として動作する（ステップＳ２２）。

有線接続のためのコネクタの接続が確認されない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、図５により上述した動作と同様に、無線基地局は無線通信部２１により、周辺に無線通信可能な無線基地局が存在するかどうかを検索する（ステップＳ２３）。
検索された無線基地局に接続要求を送信し（ステップＳ２４）、その接続要求に接続応答が返信されてくると（ステップＳ２５）、検索された無線基地局に無線通信で接続される無線ＡＰ３として、第２の制御モードでの動作がスタートする（ステップＳ２６）。
図６では、検索された無線基地局が有線ＡＰ２である場合の例を示している。

ここで無線通信端末４が無線ＡＰ３に帰属し、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に定められるデータフレームを無線により送信すると（ステップＳ２７）、無線ＡＰ３は、無線通信端末４から受信したＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームをそのまま有線ＡＰ２に送信する（ステップＳ２８）。

有線ＡＰ２は、無線ＡＰ３からのＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームを、無線ＡＰ３の代理としてカプセル化し、システム制御装置１に送信する（ステップＳ２９）。すなわち、無線ＡＰ３からのＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームに付随ヘッダ情報（中継用パケットヘッダ）を付加してカプセル化し、いわゆるトンネルを張った状態にしてから、ルータ６を介してシステム制御装置１に送信する。

システム制御装置１からの返送データを受信すると（ステップＳ３０）、有線ＡＰ２は、そのシステム制御装置１からのデータがカプセル化されたデータであるため、付加されている付随ヘッダ情報を削除してカプセル化を解除し、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームにしてから無線ＡＰ３に無線通信で送信する（ステップＳ３１）。

無線ＡＰ３は、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームによりシステム制御装置１からの返送データを受信すると、そのまま無線通信端末４に送信する（ステップＳ３２）。

次に、本実施形態としての無線通信システムで、無線通信端末４が移動していく場合のユーザデータパケットの送受信処理手順について、図７のシーケンス図を参照して説明する。

無線通信端末４が有線ＡＰ２による通信エリア内にいる場合、無線通信端末４は、有線ＡＰ２に帰属要求を発信する（ステップＳ４１）。この帰属要求に対し、有線ＡＰ２から帰属応答が発信されて帰属処理が正常に行われると（ステップＳ４２）、無線通信端末４はデータ通信を行う際に、有線ＡＰ２に対して、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームによりデータを送信する（ステップＳ４３）。

有線ＡＰ２は、無線通信端末４からのＩＥＥＥ８０２．１１データフレームに付随ヘッダ情報を付加してカプセル化し、いわゆるトンネルを張った状態にしてから、ルータ６を介してシステム制御装置１に送信する（ステップＳ４４）。

システム制御装置１からからの返送データを受信すると（ステップＳ４５）、有線ＡＰ２は、そのシステム制御装置１からのデータがカプセル化されたデータであるため、付加されている付随ヘッダ情報を削除してカプセル化を解除し、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームにしてから無線通信端末４に無線通信で送信する（ステップＳ４６）。

こうして無線通信を行いながら、無線通信端末４が有線ＡＰ２による通信エリア内から無線ＡＰ３による通信エリア内に移動を始めた場合、無線通信端末４は受信電波状態の変化を検知してハンドオーバ処理を開始し、無線ＡＰ３に帰属要求を発信する（ステップＳ４７）。

この帰属要求に対し、無線ＡＰ３から帰属応答が発信されて帰属処理が正常に行われると（ステップＳ４８）、ハンドオーバ処理が正常に完了となる。このため、無線通信端末４はデータ通信を行う際に、無線ＡＰ３に対して、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームによりデータを送信する（ステップＳ４９）。
無線ＡＰ３は、無線通信端末４から受信したＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームをそのまま有線ＡＰ２に送信する（ステップＳ５０）。

有線ＡＰ２は、無線ＡＰ３からのＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームを、無線ＡＰ３の代理としてカプセル化し、システム制御装置１に送信する（ステップＳ５１）。すなわち、無線ＡＰ３からのＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームに付随ヘッダ情報を付加してカプセル化し、いわゆるトンネルを張った状態にしてから、ルータ６を介してシステム制御装置１に送信する。

システム制御装置１からの返送データを受信すると（ステップＳ５２）、有線ＡＰ２は、そのシステム制御装置１からのデータがカプセル化されたデータであるため、付加されている付随ヘッダ情報を削除してカプセル化を解除し、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームにしてから無線ＡＰ３に無線通信で送信する（ステップＳ５３）。

無線ＡＰ３は、ＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームによりシステム制御装置１からの返送データを受信すると、そのまま無線通信端末４に送信する（ステップＳ５４）。

このように、本実施形態としての無線通信システムは、アクセスポイントの設定や運用中の管理、クライアントの接続情報やセッション管理を一元管理し、管理を簡素化するために、アクセスポイントや無線ネットワークを管理するための、基地局制御装置や制御サーバといったシステム制御装置１を用い、アクセスポイント間通信や、有線ＬＡＮとの接続点までのバックホール回線に無線回線を用いたメッシュネットワークとなっている。
この無線通信システムで、本実施形態におけるアクセスポイントは、バックホールに有線回線を用いた場合に動作する第１の制御モードと、バックホールに無線ＬＡＮを用いた場合に動作する第２の制御モードとを動的に切り換える機能を有する。

このため、上述した実施形態によれば、カプセル化のためにユーザトラフィックに付加された付随ヘッダ情報（中継用パケットヘッダ）により、バックホール無線回線帯域が余分に消費されることを防止し、限りあるバックホール無線回線帯域を有効活用することができる。

すなわち、無線通信端末４からのユーザパケット配送機能について、従来であれば無線ＡＰ３がカプセル化して有線ＡＰ２に送信していたのを、本実施形態では、無線ＡＰ３がカプセル化せずに８０２．１１のデータフレームをそのまま有線ＡＰ２に送信し、有線ＡＰ２がそのパケットに付随ヘッダ情報を付加してカプセル化を行う。
また、システム制御装置１などから有線ＡＰ２が受信し、無線ＡＰ３に送信するパケットについても、そのパケットがカプセル化されている場合には、有線ＡＰ２が付随ヘッダ情報を削除してカプセル化を解除し、その後に無線ＡＰ３に送信する。

このことにより、無線ＡＰ３と有線ＡＰ２との間での無線基地局間通信によるバックホール無線回線のトラフィック量を、カプセル化に伴う付随ヘッダ情報の分、削減することができる。このため、バックホール無線回線のトラフィック量を減らし、限られた帯域幅を有効に活用することができる。

また、システム制御装置１から送信されたアクセスポイント管理のための制御パケットを、送信要否切り分けテーブル２４ａに基づいて、無線ＡＰ３に必要なものだけ抜粋して無線基地局間の無線通信で送信するため、無線ＡＰ３にとって不要な制御パケットの送信によりバックホール無線回線帯域が余分に消費されることを防止し、限りあるバックホール無線回線帯域を有効活用することができる。

なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、上述した実施形態では、有線ＡＰ２が２台、無線ＡＰ３が１台として説明したが、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される無線基地局と、バックボーン回線に有線のみで接続される無線基地局とが混在して無線メッシュネットワークを構成していれば台数はこのものに限定されず、任意の台数であってよい。

また、上述した各実施形態としての無線通信システムを実現するための処理手順をプログラムとして記録媒体に記録することにより、本発明の各実施形態による上述した各機能を、その記録媒体から供給されるプログラムによって、システムを構成するコンピュータのＣＰＵに処理を行わせて実現させることができる。
この場合、上記の記録媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記録媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
すなわち、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体および該記録媒体から読み出された信号は本発明を構成することになる。
この記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等を用いてよい。

この本発明に係るプログラムによれば、当該プログラムによって制御される無線通信システムに、上述した本発明に係る各実施形態としての無線通信システムにおける各機能を実現させることができる。

本発明の実施形態としての無線通信システムを示すブロック図である。 システム制御装置１の構成例を示すブロック図である。 無線基地局（有線ＡＰ２、無線ＡＰ３）の構成例を示すブロック図である。 送信要否切り分けテーブル２４ａの構成例を示すブロック図である。 本実施形態における制御パケットの送信処理手順を示すシーケンス図である。 本実施形態におけるユーザデータパケットを送受信する処理手順を示すシーケンス図である。 無線通信端末４が移動していく場合のユーザデータパケットの送受信処理手順を示すシーケンス図である。

符号の説明

１ システム制御装置
２（１ａ，１ｂ） 有線ＡＰ（第１の無線基地局の一例）
２１ 無線通信部
２２ 有線通信部
２３ 制御部
２４ 記憶部
２４ａ 送信要否切り分けテーブル
３ 無線ＡＰ（第２の無線基地局の一例）
４ 無線通信端末
５ 有線ネットワーク
６ ルータ（ネットワーク間接続装置の一例）

Claims (25)

1. バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置と、を備えた無線通信システムであって、
   前記第１の無線基地局は、前記システム制御装置からの制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを前記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第２の無線基地局は、当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを前記第１の無線基地局に送信する転送手段を備え、
   前記第１の無線基地局は、前記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、を備えた無線通信システムであって、
   前記第２の無線基地局は、当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを前記第１の無線基地局に送信する転送手段を備え、
   前記第１の無線基地局は、前記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。
4. 前記無線通信システムは、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置をさらに備え、
   前記第１の無線基地局は、前記システム制御装置からの制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを前記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
5. 前記第１の無線基地局は、前記第２の無線基地局に送信するパケットを受信した際、当該パケットに付随ヘッダ情報が付加されていれば、当該パケットから該付随ヘッダ情報を削除する付随ヘッダ情報削除手段と、
   前記付随ヘッダ情報削除手段により該付随ヘッダ情報が削除されたパケットを前記第２の無線基地局に送信する送信手段とを備えたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の無線通信システム。
6. 前記第１の無線基地局は、前記第２の無線基地局への制御パケットを圧縮して送信する圧縮送信手段を備えたことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の無線通信システム。
7. 無線基地局の動作を制御するシステム制御装置と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局とに接続されて用いられる無線基地局であって、
   前記システム制御装置からの制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを前記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け手段を備えたことを特徴とする無線基地局。
8. 前記第２の無線基地局から受信したパケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことを特徴とする請求項７記載の無線基地局。
9. バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局に無線回線で接続されて用いられる無線基地局であって、
   前記第２の無線基地局から受信したパケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことを特徴とする無線基地局。
10. 前記無線基地局は、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置に接続されて用いられ、
    前記システム制御装置からの制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを前記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の無線基地局。
11. 前記第２の無線基地局に送信するパケットを受信した際、当該パケットに付随ヘッダ情報が付加されていれば、当該パケットから該付随ヘッダ情報を削除する付随ヘッダ情報削除手段と、
    前記付随ヘッダ情報削除手段により該付随ヘッダ情報が削除されたパケットを前記第２の無線基地局に送信する送信手段とを備えたことを特徴とする請求項７から１０の何れか１項に記載の無線基地局。
12. 前記第２の無線基地局への制御パケットを圧縮して送信する圧縮送信手段を備えたことを特徴とする請求項７から１１の何れか１項に記載の無線基地局。
13. バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局に無線回線で接続されて用いられる無線基地局であって、
    当該無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを前記第１の無線基地局に送信する転送手段を備え、
    前記第１の無線基地局は、受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加手段を備えたことを特徴とする無線基地局。
14. バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置と、を備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、
    前記第１の無線基地局が前記システム制御装置から制御パケットを受信する制御パケット受信工程と、
    前記制御パケット受信工程で受信された制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを前記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け工程とを備えたことを特徴とする通信制御方法。
15. 前記第２の無線基地局が当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを前記第１の無線基地局に送信する転送工程と、
    前記第１の無線基地局が前記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加工程とを備えたことを特徴とする請求項１４記載の通信制御方法。
16. バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、を備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、
    前記第２の無線基地局が当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを前記第１の無線基地局に送信する転送工程と、
    前記第１の無線基地局が前記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加工程とを備えたことを特徴とする通信制御方法。
17. 前記無線通信システムは、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置をさらに備え、
    前記第１の無線基地局が前記システム制御装置から制御パケットを受信する制御パケット受信工程と、
    前記制御パケット受信工程で受信された制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを前記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け工程とを備えたことを特徴とする請求項１６記載の通信制御方法。
18. 前記送信切り分け工程では、前記第１の無線基地局が前記第２の無線基地局への制御パケットを圧縮して送信することを特徴とする請求項１４、１５または１７記載の通信制御方法。
19. 前記第１の無線基地局が前記第２の無線基地局に送信するパケットを受信する通信パケット受信工程と、
    前記通信パケット受信工程で受信したパケットに付随ヘッダ情報が付加されていれば当該パケットから該付随ヘッダ情報を削除する付随ヘッダ情報削除工程と、
    前記付随ヘッダ情報削除工程により該付随ヘッダ情報が削除されたパケットを前記第２の無線基地局に送信する送信工程とを備えたことを特徴とする請求項１４から１８の何れか１項に記載の通信制御方法。
20. バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置と、を備えた無線通信システムにおける通信制御プログラムであって、
    コンピュータに、
    前記第１の無線基地局が前記システム制御装置から制御パケットを受信する制御パケット受信処理と、
    前記制御パケット受信処理で受信された制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを前記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け処理とを実行させることを特徴とする通信制御プログラム。
21. コンピュータに、
    前記第２の無線基地局が当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを前記第１の無線基地局に送信する転送処理と、
    前記第１の無線基地局が前記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加処理とを実行させることを特徴とする請求項２０記載の通信制御プログラム。
22. バックボーン回線に有線で接続された第１の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第２の無線基地局と、を備えた無線通信システムにおける通信制御プログラムであって、
    コンピュータに、
    前記第２の無線基地局が当該第２の無線基地局に帰属する無線通信端末からのパケットを前記第１の無線基地局に送信する転送処理と、
    前記第１の無線基地局が前記第２の無線基地局から受信した該パケットに付随ヘッダ情報を付加する付随ヘッダ情報付加処理とを実行させることを特徴とする通信制御プログラム。
23. 前記無線通信システムは、各無線基地局の動作を制御するシステム制御装置をさらに備え、
    コンピュータに、
    前記第１の無線基地局が前記システム制御装置から制御パケットを受信する制御パケット受信処理と、
    前記制御パケット受信処理で受信された制御パケットの内、予め定められた種類の制御パケットを前記第２の無線基地局に送信せず、他の種類のパケットを該第２の無線基地局に送信する送信切り分け処理とを実行させることを特徴とする請求項２２記載の通信制御プログラム。
24. 前記送信切り分け処理では、前記第１の無線基地局が前記第２の無線基地局への制御パケットを圧縮して送信することを特徴とする請求項２０、２１または２３記載の通信制御プログラム。
25. コンピュータに、
    前記第１の無線基地局が前記第２の無線基地局に送信するパケットを受信する通信パケット受信処理と、
    前記通信パケット受信処理で受信したパケットに付随ヘッダ情報が付加されていれば当該パケットから該付随ヘッダ情報を削除する付随ヘッダ情報削除処理と、
    前記付随ヘッダ情報削除処理により該付随ヘッダ情報が削除されたパケットを前記第２の無線基地局に送信する送信処理とを実行させることを特徴とする請求項２０から２４の何れか１項に記載の通信制御プログラム。

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