JP2008277919A - Wireless lan access point and wireless lan terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線LANアクセスポイントおよび無線LAN端末に関し、特に通信中のデータ量を監視する無線LANアクセスポイントからの信号により、通信モードを切替える無線LAN端末と無線LANアクセスポイントに関する。 The present invention relates to a wireless LAN access point and a wireless LAN terminal, and more particularly to a wireless LAN terminal and a wireless LAN access point that switch communication modes according to a signal from a wireless LAN access point that monitors a data amount during communication.
現在、無線LANによる音声通信が盛んに行なわれている。無線LANを用いた音声通信では、電話網と接続したとき、音声品質と接続品質とを一定水準に保つことが必須である。そこで音声品質を確保する為に、無線LANアクセスポイントでは通信中の接続数やトラヒック量を監視して、ある閾値を越えた場合に新規呼を受け付けないという制御(コールアドミッションコントロール)を行なっている場合がある。また、呼損率などの接続品質を確保する為に、無線LAN端末の数に応じた無線LANアクセスポイントの数や置局設計、同時接続数を決定する必要がある。 Currently, voice communication by wireless LAN is actively performed. In voice communication using a wireless LAN, it is essential to maintain a certain level of voice quality and connection quality when connected to a telephone network. Therefore, in order to ensure voice quality, the wireless LAN access point monitors the number of connections and traffic volume during communication, and performs control (call admission control) so that new calls are not accepted when a certain threshold is exceeded. There may be. Further, in order to ensure connection quality such as a call loss rate, it is necessary to determine the number of wireless LAN access points, station design, and the number of simultaneous connections according to the number of wireless LAN terminals.
しかし、フロアレイアウトの変更、人員の増加/移動に伴い、特定の無線LANアクセスポイントへの負荷が集中することがある。音声品質に関しては同時接続数が規定されている為、劣化は少ない。しかし、接続品質(呼損率)は、悪くなると考えられる。 However, a load on a specific wireless LAN access point may be concentrated as the floor layout is changed and the number of people is increased / moved. Since the number of simultaneous connections is defined for voice quality, there is little degradation. However, the connection quality (call loss rate) is considered to deteriorate.
特許文献1には、ネットワーク全体のスループットを高めるという意味で、監視対象のトラヒック量が所定値以上に高くなった場合、無線LAN端末同士の接続要求に対して無線LANクライアントに対してインフラストラクチャモードからアドホックモードへ通信を切替える発明が記載されている。
In
無線LAN(Local Area Network)システムでVoIP(Voice over Internet Protocol)網を構成している場合、フロアレイアウトの変更、人員の増加/移動に伴い、特定の無線LANアクセスポイントへの負荷が集中することがある。このとき、接続品質は悪くなると考えられる。すなわち、呼量の多いアクセスポイントのエリア付近は他のエリアに比べて呼損が生じる可能性が高くなる。 When a VoIP (Voice over Internet Protocol) network is configured in a wireless local area network (LAN) system, the load on a specific wireless LAN access point is concentrated as the floor layout is changed and the number of people increases / moves. There is. At this time, the connection quality is considered to deteriorate. That is, there is a high possibility that a call loss will occur near the area of the access point with a large call volume compared to other areas.
特許文献1に記載された発明は、特定のアクセスポイントの配下の2台の無線LAN端末間の通信をアドホックモードに切替えるものであり、他のアクセスポイント配下の無線LAN端末との接続、電話網との接続は、考慮されていない。
The invention described in
上記問題点は、無線LANアクセスポイントの同時接続数を監視し、セッション数が閾値を越えたとき、無線LAN端末の通信モードをアドホックモードに切替える。端末の通信モードをアドホックモードに切替えることにより、音声通話を開始しようとする時にアドホックネットワーク経由で発着信を行なう。また、最大接続数の内訳に関して、発信用、着信用、緊急通信用、ローミング用など、用途に応じて規定し、最優先の通信に対しては専用の空き帯域を用意しておくことにより、対象端末のエリアの呼量が多い時でも、呼損率の低減を実現する。 The above problem is that the number of wireless LAN access points connected simultaneously is monitored, and when the number of sessions exceeds a threshold, the communication mode of the wireless LAN terminal is switched to the ad hoc mode. By switching the communication mode of the terminal to the ad hoc mode, outgoing / incoming calls are made via the ad hoc network when starting a voice call. In addition, regarding the breakdown of the maximum number of connections, it is defined according to the application, such as outgoing, incoming, emergency communication, roaming, etc., by preparing a dedicated free band for the highest priority communication, Even when the call volume in the area of the target terminal is large, the call loss rate is reduced.
また、第1の無線LAN端末を収容して、この第1の無線LAN端末と第2の無線LAN端末との音声通信のセッションを仲介し、音声通信のセッション数を監視し、セッション数が第1の閾値を超えたとき無線LAN端末に対してアドホックモードに遷移するよう通知する通信状態監視部を含む無線LANアクセスポイントにより、達成できる。 Also, the first wireless LAN terminal is accommodated, the voice communication session between the first wireless LAN terminal and the second wireless LAN terminal is mediated, the number of voice communication sessions is monitored, and the number of sessions is This can be achieved by a wireless LAN access point including a communication state monitoring unit that notifies the wireless LAN terminal to transition to the ad hoc mode when the threshold of 1 is exceeded.
さらに、無線LANアクセスポイントからの通知に基づいて、インフラストラクチャモードからアドホックモードに、またはアドホックモードからインフラストラクチャモードに通信モードを遷移するLANモード切替部と、アドホックモードの第1の他の無線LAN端末からの通信を他の無線クライアントに転送するデータ中継部とを備える無線LAN端末により、達成できる。 Further, a LAN mode switching unit that switches the communication mode from the infrastructure mode to the ad hoc mode or from the ad hoc mode to the infrastructure mode based on the notification from the wireless LAN access point, and the first other wireless LAN in the ad hoc mode This can be achieved by a wireless LAN terminal including a data relay unit that transfers communication from the terminal to another wireless client.
アクセスポイントの負荷状態により、無線LAN端末の通信モードについて、インフラストラクチャモードとアドホックモードとを切替えることにより、接続品質の改善とトラヒックの負荷分散が実現できる。 By switching the communication mode of the wireless LAN terminal between the infrastructure mode and the ad hoc mode according to the load state of the access point, it is possible to improve connection quality and to distribute traffic load.
以下本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一部位については同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings using examples. Note that the same reference numerals are assigned to the same parts, and description thereof is not repeated.
図1および図2を参照して、無線LAN端末と無線LANアクセスポイントの構成を説明する。ここで、図1は無線LAN端末の機能ブロック図である。図2は無線LANアクセスポイントの機能ブロック図である。 The configuration of the wireless LAN terminal and the wireless LAN access point will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a functional block diagram of the wireless LAN terminal. FIG. 2 is a functional block diagram of the wireless LAN access point.
図1において、無線LAN端末100は、LANコントローラ101、無線通信部102、無線LAN通信モード切替部103、データ処理部104、端末情報所持部105、データ中継部106、アンテナ107で構成される。LANコントローラ101は、パケットの組み立て、分解、通信制御等を実施する。無線通信部102は、有線信号と無線信号との変換を実施し、無線信号の送受信を行なう。無線LAN通信モード切替部103は、無線LANアクセスポイントからの指示により、無線LAN端末100の通信モード(インフラストラクチャモード、アドホックモード)を切替える。データ処理部104は、アプリケーションを実行する。端末情報所持部105は、アドホックモードで動作中か、インフラストラクチャモードで動作中かの端末情報を保持する。データ中継部106は、ハードウェアで実現し、アドホックモードで受信したデータを他の無線LAN端末または無線LANアクセスポイントに転送する。なお、転送のモードは、アドホックモードの場合と、インフラストラクチャモードの場合がある。
In FIG. 1, a
図2において、無線LANアクセスポイント(以下無線AP)200は、LANコントローラ201、無線通信部202、通信状態監視部203、データ処理部204、アンテナ205から構成される。LANコントローラ201は、パケットの組み立て、分解、通信制御等を実施する。無線通信部202は、有線信号と無線信号との変換を実施し、無線信号の送受信を行なう。通信状態監視部203は、通話チャネルを監視して、無線LAN端末100の通信モード(インフラストラクチャモード、アドホックモード)を切替える情報を送出する。データ処理部204は、アプリケーションを実行する。
In FIG. 2, a wireless LAN access point (hereinafter referred to as wireless AP) 200 includes a
デフォルトであるインフラストラクチャモードのとき、無線AP200と無線LAN端末100とは、アンテナ107とアンテナ205を介し、無線通信部102と無線通信部202でデータを送受信する。無線LAN端末100が受け取ったデータは、データ処理部104にて各種アプリケーションへデータを受け渡す。
In the default infrastructure mode, the
通信状態監視部203は常に、自身の無線AP200での通話中のセッション数やトラヒックを監視する。通話中のセッション数が事前に設定した閾値を超えた時、無線通信部202を介して無線LAN端末100へ通信モードをインフラストラクチャモードからアドホックモードで通信するように通知する。
The communication
通信モード切替え信号は、ビーコン信号およびプローブ応答の情報に含まれるIBSS(Independent Basic Service Set) Parameter Setという4オクテットのデータ内に切替え情報をセットする。なお、通信モード切替え信号はIBSS Parameter Set以外でも、切替え信号を一意に特定できるものならば何でもよい。 The communication mode switching signal sets the switching information in 4-octet data called IBSS (Independent Basic Service Set) Parameter Set included in the information of the beacon signal and the probe response. The communication mode switching signal may be anything other than IBSS Parameter Set as long as the switching signal can be uniquely specified.
無線LAN端末100は、通信モードがアドホックモードに切替わったとしても、端末情報所持部105は端末が発信する番号を認識し、緊急通信の必要があるときは、端末の通信モードをインフラストラクチャモードへ切り替え、インフラストラクチャモードにより、後述する緊急通信用チャネルを使用して通信を開始する。
Even if the communication mode is switched to the ad hoc mode, the
図3および図4を参照して、無線LAN端末と無線APのハードウェア構成を説明する。ここで、図3は無線LAN端末のハードウェアブロック図である。図4は無線APのハードウェアブロック図である。 A hardware configuration of the wireless LAN terminal and the wireless AP will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Here, FIG. 3 is a hardware block diagram of the wireless LAN terminal. FIG. 4 is a hardware block diagram of the wireless AP.
図3において、無線LAN端末100は、バス等の内部通信線114に接続された中央演算装置(CPU)111、記憶装置112、アンテナ107と接続された無線通信部102、データ中継部106、外部インターフェース113から構成されている。また、記憶装置は、主メモリ(M/M)121を含み、端末情報処理部105を形成している。主メモリ121に保持したプログラムをCPU111が実行することにより、図1で説明したLANコントローラ101、無線LANモード切替部103、データ処理部104の機能を実現している。
In FIG. 3, a
図4において、無線AP200は、バス等の内部通信線214に接続された中央演算装置(CPU)211、主メモリ212、アンテナ205と接続された無線通信部202、外部インターフェース213から構成されている。主メモリ212に保持したプログラムをCPU211が実行することにより、図2で説明したLANコントローラ201、データ処理部204の機能を実現している。
4, the
図5を参照して、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11で規定しているパッシブスキャンを説明する。ここで、図5は無線LAN端末が無線AP帰属する処理を説明するシーケンス図である。 With reference to FIG. 5, the passive scan defined in IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11 will be described. Here, FIG. 5 is a sequence diagram for explaining processing in which a wireless LAN terminal belongs to a wireless AP.
図5において、無線AP200は、定期的にビーコン信号を送出する(S201)。ビーコン信号を受け取った無線LAN端末100は、端末認証をおこなうために認証要求を無線AP200へ送る(S202)。ここで、認証とは無線AP200が無線LAN端末100の正当性を検証する作業であり、MACアドレス(Media Access Control address)の正当性などを検証することである。
In FIG. 5, the
認証要求を受信した無線AP200は、認証応答を返信する(S203)。その後、無線LAN端末100は、帰属要求を送信し(S204)、無線AP200が帰属応答を返信する(S205)。以上により、無線LAN端末100は、無線AP200に対して帰属し、データの送受信ができる状態になる。
The
新たにLANに接続する無線LAN端末をアドホックモードへ切替える際、無線AP200は、ビーコン信号に切替え信号を乗せる。切替え信号を受け取った無線LAN端末100は、以後、無線AP200との認証要求202以降のやり取りは行なない。アドホックモードへ切替わった無線LAN端末100は、以後の通信は他の無線LAN端末を介して行なう。無線LAN端末100は、他の無線APからの電波の方が強い場合、アドホックモードへ切替える信号を受け取ったとしても通信モードは切替えなくても良い。
When a wireless LAN terminal newly connected to the LAN is switched to the ad hoc mode, the
図6を参照して、IEEE 802.11で規定しているアクティブスキャンを説明する。ここで、図6は無線LAN端末が無線AP帰属する処理を説明するシーケンス図である。 With reference to FIG. 6, an active scan defined in IEEE 802.11 will be described. Here, FIG. 6 is a sequence diagram for explaining processing in which a wireless LAN terminal belongs to a wireless AP.
図6において、無線LAN端末100は、無線AP200に帰属するときに、プローブ要求を送信する(S301)。プローブ要求を受信した無線AP200は、プローブ応答を返信する(S302)。プローブ応答を受信した無線LAN端末100は、端末認証をおこなうために認証要求をプローブ応答を送信した無線AP200へ送信する(S303)。なお、ステップ303以降、ステップ306までは、図5のステップ202からステップ205と同じなので、説明を省く。
In FIG. 6, the wireless LAN terminal 100 transmits a probe request when belonging to the wireless AP 200 (S301). The
新たにLANに接続する無線LAN端末をアドホックモードへ切替える際、無線AP200は、プローブ応答302に切替え信号を乗せる。切替え信号を受け取った無線LAN端末100は、以後、無線AP200との認証要求以降のやり取りは行なない。アドホックモードへ切替わった無線LAN端末100は、以後の通信は他の無線LAN端末100’を介して行なう。無線LAN端末100は、他の無線APからの電波の方が強い場合、アドホックモードへ切替える信号を受け取ったとしても通信モードは切替えなくても良い。
When the wireless LAN terminal newly connected to the LAN is switched to the ad hoc mode, the
図7を参照して、無線APの通話チャネルの割り振りを説明する。ここで、図7は無線APの通話チャネルの割り振りを説明する図である。図7において、無線AP200の通話チャネル400のチャネル数を10としたとき、発信用チャネル401に5チャネル、緊急通信用チャネル402に1チャネル、ローミング用チャネル403に2チャネル、着信用チャネル404に2チャネルを割り振る。
With reference to FIG. 7, the allocation of the call channel of the wireless AP will be described. Here, FIG. 7 is a diagram for explaining the allocation of the call channel of the wireless AP. In FIG. 7, when the number of channels of the
発信用チャネル401のセッション数が事前に設定した閾値A(ここでは5)に至ったとき、その無線APの通話エリア内に存在し、かつ通話していない無線LAN端末100の通信モードをアドホックモードへ切替える信号を、無線AP200は、ビーコン信号またはプローブ応答によって送出する。
When the number of sessions of the
また、セッション数が閾値A未満になったとき、即インフラストラクチャモードへ切替えると、通信モードが頻繁に切替わり通信が不安定になることが考えられる。このため、閾値Aより小さい閾値B(ここでは3)以下になったとき、無線AP200は、インフラストラクチャモードへ切替える信号を、ビーコン信号またはプローブ応答によって送出する。
In addition, when the number of sessions becomes less than the threshold A, if the mode is immediately switched to the infrastructure mode, the communication mode is frequently switched and the communication becomes unstable. For this reason, when the threshold value B is smaller than the threshold value A (here, 3) or less, the
図8および図9を参照して、インフラストラクチャモードからアドホックモード、アドホックモードからインフラストラクチャモードへ切替える無線AP処理を説明する。ここで、図8はパッシブスキャンのモード間切替えのフローチャートである。図9はアクティブスキャンのモード間切替えのフローチャートである。 With reference to FIG. 8 and FIG. 9, the wireless AP process for switching from the infrastructure mode to the ad hoc mode and from the ad hoc mode to the infrastructure mode will be described. Here, FIG. 8 is a flowchart of switching between modes of the passive scan. FIG. 9 is a flowchart of switching between modes of active scan.
図8において、まず、無線AP200は、送出中の通信モードがインフラストラクチャモードで、かつ使用している発呼用chが閾値A以上か判定する(S501)。使用している発呼用chが閾値A以上のとき、アドホックモードで通信を行なう情報をビーコン信号に乗せて通知し(S504)、ステップ501に遷移する。ステップ501で通信モードがインフラストラクチャモードでないとき、またインフラストラクチャノードで、使用している発呼用chが閾値A未満なら、ステップ502に遷移する。
In FIG. 8, the
次に、無線AP200は、通信モードがアドホックモードで、かつ使用している発呼用chが閾値B以下であるか判定する(S502)。YESならば、インフラストラクチャモードで通信を行なう情報をビーコン信号に乗せて通知し(S503)、ステップ501に遷移する。一方、ステップ502でNOならば、そのままステップ501に遷移する。
Next, the
図9において、まず、無線AP200は、送出中の通信モードがインフラストラクチャモードで、かつ使用している発呼用chが閾値A以上か判定する(S511)。使用している発呼用chが閾値A以上のとき、アドホックモードで通信を行なう情報をプローブ応答に乗せて通知し(S514)、ステップ511に遷移する。ステップ511で通信モードがインフラストラクチャモードでないとき、またインフラストラクチャノードで、使用している発呼用chが閾値A未満なら、ステップ512に遷移する。
In FIG. 9, first, the
次に、無線AP200は、通信モードがアドホックモードで、かつ使用している発呼用chが閾値B以下であるか判定する(S512)。YESならば、インフラストラクチャモードで通信を行なう情報をプローブ応答に乗せて通知し(S513)、ステップ511に遷移する。一方、ステップ512でNOならば、そのままステップ511に遷移する。
Next, the
図10を参照して、インフラストラクチャモードの各チャネルでの動作、アドホックモードでの動作を説明する。ここで、図10は無線LANシステムのブロック図である。
図10において、無線LANシステム500は、2台の無線AP200−1、2と、複数の無線LAN端末100とから構成される。なお、無線LAN端末100Iはインフラストラクチャモードで動作中の端末、無線LAN端末100Aはアドホックモードで動作中の端末である。また、単に無線LAN端末100との記載は、モードを特定しない。
With reference to FIG. 10, the operation in each channel in the infrastructure mode and the operation in the ad hoc mode will be described. Here, FIG. 10 is a block diagram of the wireless LAN system.
In FIG. 10, the
各無線LAN端末100は、デフォルトでインフラストラクチャモードに設定されている。このため、通信モードがインフラストラクチャモードの無線LAN端末100I−1〜無線LAN端末100I−4は、無線AP200−1または無線AP200−2とインフラストラクチャモードで実線矢印で示すデータの送受信を実施している。ここで、無線AP200−1のエリアでは、無線AP200−1はアドホックモードを送信しているとする。 Each wireless LAN terminal 100 is set to the infrastructure mode by default. Therefore, the wireless LAN terminal 100I-1 to wireless LAN terminal 100I-4 whose communication mode is the infrastructure mode performs data transmission / reception with the wireless AP 200-1 or the wireless AP 200-2 in the infrastructure mode by the solid line arrow. Yes. Here, in the area of the wireless AP 200-1, it is assumed that the wireless AP 200-1 is transmitting the ad hoc mode.
アドホックモードに切替わった無線LAN端末100A−6は、データ中継部106を有する無線LAN端末100−7、100I−8を介して、無線AP200−2とデータの送受信を行なう。ここで、無線LAN端末100A−6と無線LAN端末100−7間と、無線LAN端末100−7と無線LAN端末100I−8間は、破線矢印で示すアドホック通信を行う。一方、無線LAN端末100I−8と無線AP200−2間は、インフラストラクチャモードでの通信618となる。
The wireless LAN terminal 100A-6 switched to the ad hoc mode performs data transmission / reception with the wireless AP 200-2 via the wireless LAN terminals 100-7 and 100I-8 including the
アドホックモードを送信する状態になった無線AP200−1は、緊急/着信端末100I−5用のチャネル402、404を別に持っているので、これらの通信は直接、無線AP200−1とデータの送受信を行なことができる。また、無線AP200−2のエリアにいるローミング端末100I−9が、無線AP200−1のエリアに移動してくる場合、既に通信中の音声パスは、無線AP200−1はローミング用のチャネル403を別に持っているので、これらの通信は直接、無線AP200−1とデータの送受信を行なうことができる。
Since the wireless AP 200-1 in the state of transmitting the ad hoc mode has
100…無線LAN端末、101…LANコントローラ、102…無線通信部、103…無線LANモード切替部、104…データ処理部、105…端末情報所持部、106…データ中継部、107…アンテナ、111…CPU、112…記憶装置、113…外部インターフェース、114…内部通信線、121…主メモリ、200…無線AP、201…LANコントローラ、202…無線通信部、203…通信状態監視部、204…データ処理部、205…アンテナ、211…CPU、212…主メモリ、213…外部インターフェース、214…内部通信線、400…通話チャネル、500…無線LANシステム。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
音声通信のセッション数を監視し、前記セッション数が第1の閾値を超えたとき無線LAN端末に対してアドホックモードに遷移するよう通知する通信状態監視部を含むことを特徴とする無線LANアクセスポイント。 In a wireless LAN access point that accommodates a first wireless LAN terminal and mediates a voice communication session between the first wireless LAN terminal and the second wireless LAN terminal,
A wireless LAN access point comprising: a communication state monitoring unit that monitors the number of voice communication sessions and notifies a wireless LAN terminal to transition to an ad hoc mode when the number of sessions exceeds a first threshold .
前記通信状態監視部は、前記セッション数が前記第1の閾値より小さい第2の閾値以下となったとき無線LAN端末に対してインフラストラクチャモードに遷移するよう通知することを特徴とする無線LANアクセスポイント。 The wireless LAN access point according to claim 1,
The communication state monitoring unit notifies a wireless LAN terminal to transition to an infrastructure mode when the number of sessions becomes equal to or smaller than a second threshold value smaller than the first threshold value. point.
前記通信状態監視部は、ビーコン信号またはプローブ応答にモードの遷移通知を含めて送信することを特徴とする無線LANアクセスポイント。 The wireless LAN access point according to claim 1 or 2,
The wireless LAN access point, wherein the communication state monitoring unit transmits a beacon signal or a probe response including a mode transition notification.
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