JP2014039279A - 通信装置、通信方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通信を切り換えるか否かの判定が通信端末側に委ねられており、通信端末が通信品質に基づく通信の切り換え機能を備えていない場合に、適切な切り換えが行われない。
【解決手段】通信端末にデータ信号を送信するデータ信号送信部と、通信端末との通信を確立するための制御信号を送信する制御信号送信部と、制御信号を含む電波が到達可能な通信確立可能エリアを、データ信号を含む電波が到達可能な通信可能エリア内の一部のエリアに制限するエリア制御部とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、通信装置、通信方法、およびプログラムに関する。

無線通信網において通信を確立した状態で無線ＬＡＮアクセスポイントを検出した場合に、無線ＬＡＮアクセスポイントの通信品質の調査結果に基づいて、無線ＬＡＮアクセスポイントによる通信に切り換えるか否かを判定する通信端末が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１ 特開２００８−２１９７３３号公報

スマートフォンに代表される高機能携帯電話の普及と携帯電話を用いた音声・データ通信の普及に伴い、無線通信トラヒックが逼迫している。特に、人口が密集する都市部において、安定的な通信ができない状態が発生している。そこで、無線通信網とは物理的に異なる通信網、例えば無線ＬＡＮ網への通信トラヒックのオフロードが求められており、またその際にユーザが意識することなく通信網の切り替えを実施する技術も求められている。従来の技術においては、通信網を切り換えるか否かの判定が通信端末側に委ねられており、通信端末が通信品質に基づく通信網の切り換え機能を備えていない場合に、適切な切り換えが行われないという課題があった。

本発明の第１の態様によれば、通信端末にデータ信号を送信するデータ信号送信部と、通信端末との通信を確立するための制御信号を送信する制御信号送信部と、制御信号を含む電波が到達可能な通信確立可能エリアを、データ信号を含む電波が到達可能な通信可能エリア内の一部のエリアに制限するエリア制御部とを備える通信装置が提供される。

上記通信装置において、エリア制御部は、制御信号を含む電波の送信レベルまたは送信レートを制御することにより、通信確立可能エリアを制限してよい。上記通信装置において、エリア制御部は、通信装置と通信端末との間のスループットが予め定められた閾値を越える一部のエリアに、通信確立可能エリアを制限してよい。上記通信装置において、エリア制御部は、通信装置と通信端末との間のスループットが、通信装置の他の通信装置と通信端末との間のスループットより高いエリアに、通信確立可能エリアを制限してよい。

上記通信装置は、通信装置と通信端末との間の通信品質を取得する通信品質取得部と、通信品質取得部が取得した通信品質が予め定められた基準値を下回った場合に、通信端末と通信端末との間の通信を切断する通信制御部とをさらに備えてよい。上記通信装置において、通信制御部は、通信品質取得部が取得した通信品質が予め定められた基準値を下回ったことによって通信端末と通信端末との間の通信が切断された場合、予め定められた時間が経過するまでの間、通信端末との通信の確立を禁止してよい。

本発明の第２の態様によれば、通信端末との通信を確立するための制御信号を含む電波が到達可能な通信確立可能エリアを、データ信号を含む電波が到達可能な通信可能エリア内の一部のエリアに制限して、制御信号を送信する制御信号送信段階と、制御信号に基づいて通信を確立した通信端末にデータ信号を送信するデータ信号送信段階とを備える通信方法が提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

通信装置１００の通信環境の一例を概略的に示す。 通信装置１００が発信するデータ信号を含む電波の強度分布を概略的に示す。 通信装置１００が発信する制御信号を含む電波が到達可能な通信確立可能エリア１７０および制御信号を含む電波の強度分布を概略的に示す。 通信装置１００の機能構成を概略的に示す。 通信装置１００が通信端末２００との通信を確立してデータ通信を実行する処理のフローチャートの一例を示す。 通信装置１００の近傍にノイズ源４００が存在する場合の通信確立可能エリア１７０を概略的に示す。 通信装置１００が、通信装置１００と通信端末２００との通信の状況に応じて通信確立可能エリア１７０を制限する処理のフローチャートの一例を示す。 通信状況登録テーブルの一例を示す。 通信装置１００および通信装置５１０の通信環境の一例を概略的に示す。 通信装置１００、通信装置５１０および通信装置５２０の通信環境の一例を概略的に示す。 通信管理テーブルの一例を示す。 サーバ装置５３０の機能構成を概略的に示す。 通信装置１００のハードウェア構成を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、通信装置１００の通信環境の一例を概略的に示す。通信装置１００は、通信端末２００との通信を確立して、通信端末２００との間でデータ信号を送受信する装置である。例えば、通信装置１００は、無線ＬＡＮにおけるアクセスポイントである。通信装置１００は、インフラストラクチャモードにおけるアクセスポイントであってよい。また、通信装置１００は、アドホックモードにおいて一時的にアクセスポイントの役割を担う通信端末であってよい。通信端末２００は、通信装置１００と通信を確立できる装置である。例えば、通信端末２００は、スマートフォンである。

通信装置１００は、通信端末２００との通信を確立するための制御信号を含む電波を発信する。そして、通信装置１００が、制御信号を受信した通信端末２００から通信確立要求を受信して、通信確立応答を通信端末２００に送信することにより、通信装置１００と通信端末２００との通信が確立する。通信が確立した通信装置１００と通信端末２００との間で、データ信号が送受信される。通信装置１００は、データ信号を含む電波を発信することによってデータ信号を送信する。

通信可能エリア１５０は、通信装置１００により発信されるデータ信号を含む電波が到達可能なエリアを示す。本実施形態では、通信装置１００が無指向性アンテナを用いた場合の通信可能エリア１５０を例に挙げて説明するが、通信装置１００が指向性アンテナを備えてもよい。

基地局３００は、無線通信網を構成する基地局である。例えば、基地局３００は、第２世代移動通信システム（２Ｇ）および第３世代移動通信システム（３Ｇ）等の移動通信システムにおける基地局である。基地局３００は、通信装置１００の他の通信装置の一例であってよい。無線通信エリア３１０は、基地局３００によってカバーされる通信エリアを示す。通信端末２００は、通信装置１００との間の通信と、基地局３００との間の通信とを、切り換え可能であってよい。

図２は、通信装置１００が発信するデータ信号を含む電波の強度分布を概略的に示す。通信装置１００が発信する電波の強度は、原則として通信装置１００に対する距離が近い位置ほど強く、通信装置１００に対する距離が遠いほど弱い。電波の強度が弱いと、送信データが消失しやすくなることから、通信のスループットが低下する。したがって、通信可能エリア１５０内の通信端末２００の位置が、通信可能エリア１５０の外縁に近いほど、通信装置１００と通信端末２００との間の通信のスループットは低下する。

通信安定エリア１６０は、通信可能エリア１５０のうち、通信装置１００と通信端末２００とが安定して通信できるエリアを示す。通信装置１００と通信端末２００とが安定して通信できるエリアとは、例えば、通信装置１００が発信するデータ信号を含む電波の電波強度が一定の閾値を超えるエリアである。通信可能エリア１５０内であって、通信安定エリア外のエリアをフリンジエリアと呼ぶ場合がある。

ここで仮に、通信可能エリア１５０の外で基地局３００と通信している通信端末２００が、フリンジエリア内に移動して、フリンジエリア内で通信装置１００との通信に切り換えた場合、基地局３００との通信よりも通信が不安定になる場合がある。例えば、通信装置１００がＷｉ−Ｆｉ（登録商標）のアクセスポイントであり、基地局３００が３Ｇの基地局である場合のように、より高いスループットで通信を行うべく通信装置１００との通信に切り換えたにも関わらず、通信装置１００との通信が不安定であることから逆にスループットが低くなってしまう場合がある。このような問題を解決するべく、本実施形態に係る通信装置１００は、制御信号を含む電波が到達可能なエリアを制限する。

図３は、通信装置１００が発信する制御信号を含む電波が到達可能な通信確立可能エリア１７０および制御信号を含む電波の強度分布を概略的に示す。通信装置１００は、例えば、制御信号を含む電波の送信レベルを制御することにより、通信確立可能エリア１７０を制限する。

通信装置１００は、制御信号を含む電波の送信レベルを、データ信号を含む電波の送信レベルよりも低減させることによって、通信確立可能エリア１７０を通信可能エリア１５０の一部のエリアに制限してよい。これにより、通信可能エリア１５０内の、通信可能エリア１５０の外縁付近に、制御信号を含む電波が到達しなくなる。よって、電波強度の弱いエリアで通信装置１００と通信端末２００との通信が確立してしまうことを防止できる。

通信装置１００は、電波の強度が予め定められた閾値を超える一部のエリアに、通信確立可能エリア１７０を制限してよい。すなわち、通信装置１００は、通信装置１００と通信端末２００との間のスループットが予め定められた閾値を越える一部のエリアに、通信確立可能エリアを制限してよい。これにより、通信装置１００と通信端末２００とが、予め定められた閾値を超えるスループットで通信できないエリアにおいて、通信装置１００と通信端末２００との通信が確立してしまうことを防止できる。

図４は、通信装置１００の機能構成を概略的に示す。データ信号送信部１０２は、通信端末２００にデータ信号を送信する。受信部１０４は、通信端末２００からデータ信号および制御信号を受信する。通信制御部１０６は、通信装置１００と通信端末２００との間の通信を制御する。端末情報記憶部１０８は、通信端末２００の識別情報を記憶する。例えば、端末情報記憶部１０８は、識別情報として、通信端末２００のＭＡＣアドレスを記憶してよい。

通信品質取得部１１０は、通信装置１００と通信端末２００との間の通信品質を取得する。通信品質取得部１１０は、例えば、受信部１０４が受信したデータ信号の信号強度を、通信装置１００と通信端末２００との間の通信品質として取得する。また、通信品質取得部１１０は、通信装置１００と通信端末２００との間のスループットを、通信装置１００と通信端末２００との間の通信品質として取得してもよい。通信品質取得部１１０は、例えば、通信端末２００に対してｐｉｎｇコマンドを実行して、ｐｉｎｇコマンドの応答を解析することによって、通信装置１００と通信端末２００との間のスループットを取得する。

ここで、通信制御部１０６は、通信品質取得部１１０が取得した通信品質が予め定められた基準値を下回った場合に、通信装置１００と通信端末２００との間の通信を切断してよい。これにより、通信装置１００と通信端末２００との間の通信が確立した状態が、通信品質が低いまま継続してしまうことを防止することができる。なお、通信制御部１０６は、通信切断要求を通信端末２００に送信することによって通信を切断してよい。通信装置１００は、例えば、ディスアソシエーション信号を通信端末２００に送信することにより通信を切断する。

予め定められた基準値とは、基地局３００と通信端末２００との間の通信の通信品質であってよい。例えば、通信制御部１０６は、通信品質取得部１１０が取得した通信装置１００と通信端末２００との間のスループットが、基地局３００と通信端末２００との間のスループットを下回った場合に、通信装置１００と通信端末２００との間の通信を切断する。通信装置１００との通信を切断された通信端末２００が、基地局３００との通信を確立することにより、通信装置１００との通信に比べて、より高いスループットで通信を行うことができるようになる。すなわち、本実施形態に係る通信装置１００によれば、通信端末２００を、より通信品質の高い通信に切り換えるべく誘導することができる。

なお、通信制御部１０６は、基地局３００と通信端末２００との間の通信品質を示すデータを、基地局３００または通信端末２００から取得してよい。この場合、基地局３００または通信端末２００は、基地局３００と通信端末２００との通信中に通信品質を取得しておく。例えば、通信制御部１０６は、基地局３００と通信端末２００との間の通信の最大スループットおよび平均スループットを通信品質として取得してよい。なお、通信制御部１０６は、通信装置１００の通信に関するパラメータを設定する設定者によって入力されたスループットを、基地局３００と通信端末２００との間の通信の通信品質として取得してもよい。

また、通信制御部１０６は、通信品質が予め定められた基準値を下回ったことによって通信端末２００との間の通信を切断した場合に、予め定められた時間が経過するまでの間、当該通信端末２００との通信の確立を禁止してよい。例えば、通信端末２００が、通信安定エリア１６０からフリンジエリアに移動することにより、通信品質が予め定められた基準値を下回って通信を切断された場合に、その後すぐに通信を再確立しても、通信端末２００が通信安定エリア１６０内に移動していることが期待できず、安定した通信が期待できない。

そこで、予め定められた時間が経過するまでの間、通信制御部１０６が通信端末２００との通信の確立を禁止することにより、通信品質が低い状態で通信装置１００と通信端末２００との通信が確立してしまうことを防止できる。また、これにより、通信端末２００が、フリンジエリア内に位置したり、フリンジエリアと通信安定エリア１６０との境界を行ったり来たりするような場合などに、通信装置１００と通信端末２００との間で通信の確立と切断とを繰り返してしまうことを防止できる。

ここで、予め定められた時間とは、数秒、数十秒、数百秒等の単位で、設定されてよい。また、予め定められた時間は、通信装置１００の通信に関する設定を行う設定者によって、設定および変更されてよい。

通信制御部１０６は、通信品質が予め定められた基準値を下回ったことによって通信端末２００との間の通信を切断した場合に、端末情報記憶部１０８に、通信端末２００の識別情報に対応付けて、切断時刻を記憶させてよい。通信制御部１０６は、通信端末２００から通信確立要求を受信した場合に、端末情報記憶部１０８を参照して、現在時刻と、前回の切断時刻との差が、予め定められた時間を経過していない場合に、通信端末２００との通信の確立を禁止してよい。

エリア制御部１１２は、制御信号を含む電波が到達可能な通信確立可能エリア１７０を、データ信号を含む電波が到達可能な通信可能エリア内の一部のエリアに制限する。エリア制御部１１２は、例えば、制御信号を含む電波の送信レベルを制御することにより、通信確立可能エリア１７０を制限する。エリア制御部１１２は、送信レベルを低減させることにより、通信確立可能エリア１７０をより小さくできる。

また、エリア制御部１１２は、制御信号を含む電波の送信レートを制御することにより、通信確立可能エリア１７０を制御してよい。制御信号を含む電波の送信レートが高くなるほど、制御信号の到達可能エリアがより小さくなる。よって、エリア制御部１１２は、制御信号を含む電波の送信レートを向上させることによって、通信確立可能エリア１７０を制限する。

設定情報記憶部１１４は、通信確立可能エリア１７０を制限するときに用いられる設定情報を記憶する。設定情報記憶部１１４は、例えば、制御信号を含む電波の送信レベルと、制御信号を含む電波の到達距離とを対応付ける第１対応テーブル１１６を記憶する。第１対応テーブル１１６は、複数の電波の送信レベルのそれぞれに対して、電波の到達距離を対応付ける。エリア制御部１１２は、制御信号を含む電波の目標到達距離が決定した場合に、第１対応テーブル１１６において目標到達距離に対応する送信レベルを参照することにより、制御信号を含む電波の送信レベルを決定してよい。

第１対応テーブル１１６は、実験により予め生成されてよい。例えば、制御信号を含む電波の送信レベルを切り換えながら、その電波の到達距離を実測していくことにより、送信レベルと到達距離との対応付けが行われる。実験は、障害物のない実験空間で行われてよく、通信装置１００が設置される場所の環境に合わせて準備された実験空間で行われてもよい。

設定情報記憶部１１４は、通信装置１００から通信端末２００への距離と、通信装置１００と通信端末２００との間のスループットとを対応付ける第２対応テーブル１１８を記憶してよい。第２対応テーブル１１８は、複数の距離のそれぞれに対して、通信装置１００と通信端末２００とがその距離分離間している場合の通信装置１００と通信端末２００との間のスループットを対応付ける。

第２対応テーブル１１８は、実験により予め生成されてよい。例えば、通信端末２００と通信装置１００との距離を徐々に変更しながら、通信装置１００と通信端末２００との間のスループットを実測していくことにより、距離とスループットとの対応付けが行われる。

また、第２対応テーブル１１８は、通信装置１００が実際に設置された環境において、通信装置１００と通信端末２００との通信が行われるのにあわせて更新されてよい。例えば、通信装置１００は、通信端末２００からデータ信号を受信した場合に、通信装置１００と通信端末２００との間のスループット、および通信装置１００と通信端末２００との距離を取得して、第２対応テーブル１１８を更新する。通信装置１００は、例えば、通信端末２００から位置情報を受信することにより、通信装置１００と通信端末２００との距離を取得する。

エリア制御部１１２は、スループットがある閾値を超える一部のエリアに通信確立可能エリア１７０を制限する場合に、第２対応テーブル１１８を参照することによって、その閾値に対応する距離を取得してよい。そして、エリア制御部１１２は、第１対応テーブル１１６を参照することによって、その距離に対応する送信レベルを取得してよい。

制御信号送信部１２０は、エリア制御部１１２の制御に従って制御信号を含む電波を発信することにより、制御信号を送信する。制御信号送信部１２０が送信する制御信号は、例えば、無線ＬＡＮにおけるビーコンである。エリア制御部１１２によって、ビーコンを含む電波の到達可能エリアを通信可能エリア１５０の一部のエリアに制限することにより、その一部のエリア外に位置する通信端末２００に、通信装置１００の存在を認知できなくさせることができる。これにより、データ通信が可能なエリアのうち、データ信号を含む電波の強度が低く、スループットが低くなるエリアに位置する通信端末２００と、通信装置１００との通信が確立してしまうことを防止できる。

また、制御信号送信部１２０が送信する制御信号は、無線ＬＡＮにおけるプローブ応答であってもよい。エリア制御部１１２によって、プローブ応答を含む電波の到達可能エリアを通信可能エリア１５０の一部のエリアに制限することにより、その一部のエリア外に位置する通信端末２００に、プローブ応答を受信できなくさせることができる。これにより、通信装置１００が、通信端末２００によって送信したプローブ要求を認証した場合であっても、通信端末２００が通信確立可能エリア外に位置する場合には、通信装置１００と通信端末２００との通信が確立してしまうことを防止できる。

図５は、通信装置１００が通信端末２００との通信を確立してデータ通信を実行するフローチャートの一例を示す。ステップＳ５０２では、制御信号送信部１２０が、ビーコンを送信する。制御信号送信部１２０は、エリア制御部１１２の制御に従って、ビーコンの到達可能エリアを通信可能エリア１５０内の一部のエリアに制限して、ビーコンを送信する。

ステップＳ５０４では、受信部１０４が、ビーコンを受信した通信端末２００から、プローブ要求を受信する。ステップＳ５０６では、制御信号送信部１２０が、通信端末２００に対してプローブ応答を送信する。制御信号送信部１２０は、エリア制御部１１２の制御に従って、プローブ応答の到達可能エリアを通信可能エリア１５０の一部のエリアに制限して、プローブ応答を送信する。

ステップＳ５０８では、受信部１０４が、プローブ応答を受信した通信端末２００から、通信確立要求を受信する。ステップＳ５１０では、通信制御部１０６が、端末情報記憶部１０８を参照して、通信確立要求を送信した通信端末２００の識別情報に対応付けられた前回の切断時刻から、予め定められた時間経過しているか否かを判定する。

通信制御部１０６が、前回の通信切断から予め定められた時間経過していないと判定した場合には、ステップＳ５０２に戻る。この結果、通信確立要求を送信した通信端末２００に対して通信確立応答が送信されず、通信は確立されない。通信制御部１０６が、前回の通信切断から予め定められた時間経過していると判定した場合には、ステップＳ５１２に進む。なお、通信制御部１０６は、通信確立要求を送信した通信端末２００の識別情報に、切断時刻が対応付けられていない場合にも、ステップＳ５１２に進む。

ステップＳ５１２では、制御信号送信部１２０が、通信確立応答を送信する。制御信号送信部１２０は、エリア制御部１１２の制御に従って、通信確立応答の到達可能エリアを通信可能エリア１５０内の一部のエリアに制限して、通信確立応答を送信する。

ステップＳ５１４では、通信装置１００と通信端末２００との間でデータ信号を送受信する。ステップＳ５１６では、通信品質取得部１１０が、通信装置１００と通信端末２００との間の通信の通信品質を取得する。ステップＳ５１８では、通信制御部１０６が、ステップＳ５１６で取得した通信品質が予め定められた基準値を下回るか否かを判定する。通信制御部１０６が、下回らないと判定した場合には、ステップＳ５１４に戻る。通信制御部１０６が、下回ると判定した場合には、ステップＳ５２０に進む。

ステップＳ５２０では、通信制御部１０６が、通信装置１００と通信端末２００との通信を切断する。ステップＳ５２２では、端末情報記憶部１０８が、通信装置１００と通信端末２００との通信を切断した切断時刻を、通信端末２００の識別情報に対応付けて記憶する。

図６は、通信装置１００の近傍にノイズ源４００が存在する場合の通信確立可能エリア１７０を概略的に示す。ノイズ源４００は、電波を発する機器、および電波を遮断する物体などである。通信不安定エリア４１０は、ノイズ源４００の存在により、通信装置１００が発信する電波が干渉を受けたり、遮断されたりすることによって、通信が不安定になるエリアの一例を示す。

エリア制御部１１２は、通信確立可能エリア１７０が、通信装置１００からの距離が離間していることに起因するフリンジエリアと通信不安定エリア４１０とを含まないように、通信確立可能エリア１７０を制限する。また、エリア制御部１１２は、通信確立可能エリア１７０と、通信装置１００からの距離が離間していることに起因するフリンジエリアおよび通信不安定エリア４１０との重複が少なくなるように、通信確立可能エリア１７０を制限してよい。通信装置１００は、アレーアンテナを備え、アレーアンテナを介して制御信号を含む電波を発信することにより、制御信号を含む電波に対して指向性を実現してよい。

エリア制御部１１２は、通信装置１００の通信に関する設定を行う設定者によって入力されたノイズ源４００の位置情報に基づいて、通信確立可能エリア１７０を制限してよい。また、エリア制御部１１２は、通信装置１００と通信端末２００との通信の状況に応じて、通信確立可能エリア１７０を制限してよい。

図７は、通信装置１００が、通信装置１００と通信端末２００との通信の状況に応じて通信確立可能エリア１７０を制限する処理のフローチャートの一例を示す。本フローチャートは、通信装置１００が、通信端末２００からデータ信号を受信した場合に開始する。

ステップＳ７０２では、通信装置１００が、データ信号を送信した通信端末２００の位置情報を取得する。通信装置１００は、例えば、通信端末２００からＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）情報を受信することにより、通信端末２００の位置情報を取得する。また、通信装置１００は、アレーアンテナを備えて、アレーアンテナによりデータ信号を受信し、データ信号の到来方向および到来時間に基づいて通信端末２００の位置を推定することにより、通信端末２００の位置情報を取得してもよい。

ステップＳ７０４では、通信品質取得部１１０が、通信装置１００と通信端末２００との間の通信の通信品質を取得する。通信品質取得部１１０は、例えば、設定情報記憶部１１４に記憶された第２対応テーブル１１８を参照することにより、通信端末２００から受信したデータ信号の電波強度に対応するスループットを取得する。

ステップＳ７０６では、設定情報記憶部１１４が、通信端末２００の識別情報と、データ信号を受信した日時と、ステップＳ７０２で取得した位置情報と、ステップＳ７０４で取得したスループットとを対応付けて、通信状況登録テーブルに記憶する。

ステップＳ７０８では、エリア制御部１１２が、通信確立可能エリア１７０の変更が必要であるか否かを判定する。エリア制御部１１２は、例えば、スループットが予め定められた閾値を下回る通信端末２００の位置が、通信確立可能エリア１７０内である場合に、その位置を除外するべく、通信確立可能エリア１７０を制限する。

また、エリア制御部１１２は、スループットが予め定められた閾値を上回る通信端末２００の位置が、通信確立可能エリア１７０外である場合に、その位置を含むべく、通信確立可能エリア１７０を拡大してよい。エリア制御部１１２は、例えば、制御信号を含む電波の送信レベルを向上するまたは送信レートを低減することにより、通信確立可能エリア１７０を拡大してよい。

図７に示すフローチャートは、通信装置１００の通信に関する設定を行う設定者によって設定された回数、通信端末２００からデータ信号を受信した場合に開始されてよい。また、通信端末２００からデータ信号を受信する毎に開始されてもよい。

図８は、通信状況登録テーブルの一例を示す。通信状況登録テーブルには、通信端末２００のＭＡＣアドレス、データ信号を受信した日時、ステップＳ７０２で取得した位置情報、およびステップＳ７０４で取得したスループットが、設定情報記憶部１１４によって記憶される。設定情報記憶部１１４は、通信端末２００の位置情報として、通信装置１００からの距離および方角を記憶する。

設定情報記憶部１１４は、通信装置１００と通信端末２００との間のスループットが予め定められた基準値を下回ったことによって、通信装置１００と通信端末２００との間の通信が切断された場合にも、通信端末２００の識別情報および位置情報と、スループットと、スループットを判定した日時または通信を切断した日時とを通信状況登録テーブルに記憶してよい。

通信装置１００は、通信状況登録テーブルに登録されたデータに基づいて、通信確立可能エリア１７０を制限するスケジュールを生成してよい。通信装置１００は、通信状況登録テーブルの解析結果によって、通信可能エリア１５０内の一部のエリアにおいて周期的にスループットが低下すること示された場合に、その周期に合わせてその一部のエリアに制御信号を含む電波が到達しないように、通信確立可能エリア１７０を制限するスケジュールを生成してよい。

例えば、駅に通信装置１００が設置された場合、電車が到着して、通信機能を有する機器を保有する乗客が数多く下車した場合に、ノイズ源が増加することから通信のスループットが低下する。このような場合に、本実施形態に係る通信装置１００によれば、スループットが低下してしまうエリアにおいて、通信装置１００と通信端末２００との間で通信が確立することを防止できる。

また、通信装置１００は、外部から取得したデータに基づいて、通信確立可能エリア１７０を制限するスケジュールを生成してもよい。通信装置１００は、例えば、通信可能エリア１５０内におけるノイズ源の発生状況を外部から取得して、スケジュールを生成する。具体的には、通信装置１００は、電車到着時刻データを取得して、スケジュールを生成してよい。

また、通信装置１００は、通信サービスの提供を希望するエリアを示すデータに基づいて、通信確立可能エリア１７０を制限してもよい。例えば、飲食店などの店舗において、店舗内のエリアに通信サービスの提供を限定するために、制御信号を含む電波およびデータ信号を含む電波の到達可能エリアを店舗内に制限した場合、店舗の端では、通信が不安定になってしまう。それに対して、本実施形態に係る通信装置１００によれば、制御信号を含む電波のみについて到達可能エリアを店舗内に制限することにより、通信の確立を店舗内に制限しつつ、店舗の端でも比較的高い品質の通信を提供できる。

本実施形態においては、通信装置１００の他の通信装置の一例として、無線通信網を構成する基地局を挙げて説明した。しかし、通信装置１００の他の通信装置は、通信端末２００と無線通信を確立できる装置であればよく、例えば、無線ＬＡＮのアクセスポイントであってもよい。

また、本実施形態において、通信制御部１０６が、通信品質が予め定められた基準値を下回ったことによって通信端末２００との間の通信を切断した場合に、予め定められた時間が経過するまでの間、当該通信端末２００との通信の確立を禁止する実施形態について説明した。ここで、予め定められた時間は、例えば、通信装置１００の通信に関する設定を行う設定者によって設定されてよいが、通信端末２００の移動速度に基づいて設定されてもよい。

通信制御部１０６は、通信品質取得部１１０が取得した通信品質が予め定められた基準値を下回ったことによって通信端末２００との間の通信を切断した場合に、通信端末２００の移動速度を取得してよい。通信制御部１０６は、通信端末２００の位置情報を取得しておき、位置情報の変化から通信端末２００の移動速度を取得してよい。また、通信制御部１０６は、通信切断前に、通信端末２００から、移動速度を示すデータを取得してもよい。

通信制御部１０６は、取得した移動速度が速いほど、予め定められた時間を短く設定してよい。通信端末２００の移動速度が速い場合には、通信端末２００が短時間で通信安定エリア１６０に入る可能性が高い。よって、予め定められた時間を短く設定することによって、通信端末２００がすでに通信安定エリア１６０内に移動しているにも関わらず、通信の確立が禁止されてしまう可能性を低減できる。

また、通信端末２００の移動速度が遅い場合には、通信端末２００が短時間で通信安定エリア１６０に入る可能性が低い。よって、予め定められた時間を長く設定することによって、通信端末２００がまだフリンジエリアにいるにも関わらず、通信が確立されてしまうことを防止できる。

また、通信制御部１０６は、通信端末２００の移動方向が、通信安定エリア１６０に向かっている場合に、通信安定エリア１６０に向かっていない場合に比べて、予め定められた時間を短く設定してもよい。通信端末２００の移動方向が通信安定エリア１６０に向かっている場合には、通信端末２００が短時間で通信安定エリア１６０に入る可能性が高い。よって、予め定められた時間を、短く設定することによって、通信端末２００がすでに通信安定エリア１６０内に移動しているにも関わらず、通信の確立が禁止されてしまう可能性を低減できる。

図９は、通信装置１００および通信装置５１０の通信環境の一例を概略的に示す。通信装置１００および通信装置５１０は、ネットワーク６００を介して接続されている。通信装置１００および通信装置５１０は、有線通信によってネットワーク６００に接続されていてよく、また、無線通信によってネットワーク６００に接続されていてもよい。また、通信装置１００および通信装置５１０は、有線通信または無線通信によって、直接接続されていてもよい。通信可能エリア５１２は、通信装置５１０の通信可能エリアを示す。

図９に示す例において、通信装置１００は、通信端末２００との間の通信品質を取得する。通信装置１００と通信端末２００との間で通信が確立している場合には、通信装置１００が備える通信品質取得部１１０が、例えば、通信端末２００から受信したデータ信号の信号強度を、通信端末２００との間の通信品質として取得する。通信品質取得部１１０は、ｐｉｎｇコマンドの応答を解析することによって、通信端末２００との間の通信品質を取得してもよい。

通信品質取得部１１０は、通信端末２００と通信を確立していない場合には、例えば、通信端末２００が通信を確立している他の通信装置に向けて発信したデータ信号を受信して、そのデータ信号の信号強度を通信品質として取得する。通信品質取得部１１０は、データ信号の信号強度を、通信装置１００と通信端末２００との間のスループットに変換して、変換したスループットを通信品質として取得してもよい。例えば、通信装置１００は、データ信号の信号強度とその信号強度での通信装置１００と通信端末２００との間のスループットとを対応付けたテーブルを参照することによって、データ信号の信号強度をスループットに変換する。通信装置１００は、データ信号のヘッダに含まれる通信端末２００の識別情報によって、データ信号を発信した通信端末２００を識別してよい。通信装置５１０は、通信装置１００と同様の機能を有する。

ここでは、通信装置１００と通信端末２００との間で通信が確立している場合について説明する。通信装置１００は、通信装置１００と通信端末２００との間の通信品質を取得する。また、通信装置１００は、通信装置５１０と通信端末２００との間の通信品質を、ネットワーク６００を介して通信装置５１０から受信する。

そして、通信装置１００は、取得した通信装置１００と通信端末２００との間の通信品質が、通信装置５１０から受信した通信装置５１０と通信端末２００との間の通信品質を下回っていると判定した場合に、通信装置１００と通信端末２００との間の通信を切断する。これにより、通信端末２００に、通信装置５１０と通信を確立する機会を与えることができる。

例えば、通信端末２００が、通信装置１００から遠ざかり、通信装置５１０に近づく方向に移動した場合、通信装置１００との間の通信品質は低下し、通信装置５１０との間の通信品質は向上することになる。本実施形態によれば、通信端末２００と通信装置１００との間の通信品質が、通信端末２００と通信装置５１０との間の通信品質を下回った場合に、通信装置１００と通信端末２００との間の通信が切断される。これにより、通信端末２００は、通信装置５１０と通信を確立できるようになり、通信装置５１０と通信を確立することによって、通信装置１００との間の通信品質よりも高い通信品質で通信を実行できるようになる。

図１０は、通信装置１００、通信装置５１０および通信装置５２０の通信環境の一例を概略的に示す。通信装置５２０は、通信装置１００および通信装置５１０と同様の機能を有する。通信装置１００、通信装置５１０および通信装置５２０を区別せずに説明する場合は、まとめて単に通信装置と呼ぶ場合がある。通信可能エリア５１２、５２２は、それぞれ、通信装置５１０、５２０の通信可能エリアを示す。

通信端末２１０および通信端末２２０は、通信装置と通信を確立できる装置である。通信端末２００、通信端末２１０および通信端末２２０を区別せずに説明する場合は、まとめ単に通信端末と呼ぶ場合がある。

サーバ装置５３０は、ネットワーク６００を介して通信装置と接続される装置である。サーバ装置５３０および通信装置は、有線通信によりネットワーク６００に接続されていてよく、また、無線通信によりネットワーク６００に接続されていてもよい。また、サーバ装置５３０および通信装置は、有線通信または無線通信によって、直接接続されていてもよい。

サーバ装置５３０は、通信端末２００、通信端末２１０および通信端末２２０が、それぞれ、通信装置１００、通信装置５１０および通信装置５２０のうちのいずれの通信装置と通信を確立しているかを管理する。サーバ装置５３０は、通信装置から、通信装置と通信を確立した通信端末の識別情報、および通信を確立した旨を示す情報を受信することにより、それぞれの通信端末が、いずれの通信装置と通信を確立しているかを管理してよい。なお、通信装置は、通信端末と通信を確立した場合に、通信端末の識別情報と、通信を確立した旨を示す情報とをサーバ装置５３０に送信してよい。

サーバ装置５３０は、通信装置から受信した通信装置と通信端末との間の通信品質を、通信端末の識別情報に対応付けて、通信管理テーブルに登録する。また、サーバ装置５３０は、通信端末２００、通信端末２１０および通信端末２２０が、それぞれ、通信装置１００、通信装置５１０および通信装置５２０のうちのいずれと通信を確立しているかを、通信管理テーブルに登録する。

図１１は、通信管理テーブルの一例を示す。通信管理テーブルには、複数の通信端末の識別情報が登録されている。また、通信管理テーブルには、通信端末の識別情報のそれぞれに対応付けて、その通信端末が通信を確立している通信装置の識別情報、およびその通信端末と複数の通信装置のそれぞれとの間の通信品質が登録されている。図１１では、通信品質として、通信装置と通信端末との間のスループットを登録した例を示す。サーバ装置５３０は、通信装置から、定期的に通信装置と通信端末との間の信品質を受信して、受信した通信品質によって通信管理テーブルを更新してよい。

サーバ装置５３０は、通信管理テーブルを参照して、各通信端末について、通信を確立している通信装置との通信品質が、通信を確立していない通信装置との通信品質を下回っているか否かを判定する。そして、サーバ装置５３０は、いずれかの通信端末について、下回っていると判定した場合に、当該通信端末と通信を確立している通信装置に対して、当該通信端末との間の通信を切断する指示を含む切断指示信号を送信する。切断指示信号を受信した通信装置は、通信を確立している通信端末との間の通信を切断する。これにより、通信端末に対して、より通信品質が高い通信装置と通信を確立する機会を与えることができる。

例えば、図１１に示す通信管理テーブルの例においては、サーバ装置５３０は、通信端末２１０について、通信を確立している通信装置１００との通信品質が、通信装置５１０との通信品質を下回っていると判定する。そして、サーバ装置５３０は、通信端末２１０に対して、切断指示信号を送信する。通信端末２１０は、受信した切断指示信号に従って、通信装置５２０との間の通信を切断する。これにより、通信端末２１０は、通信装置５１０と通信を確立することができるようになる。

なお、サーバ装置５３０は、通信品質に対応付けて、通信品質が取得された日時情報を、通信管理テーブルに登録してもよい。通信品質を取得してから時間が経過するほど、通信端末の位置が変化すること等によって、通信品質が変化する可能性が高い。そこで、サーバ装置５３０は、例えば、通信品質を取得してから一定の時間が経過した場合に、その通信品質を無効とするべく、削除してよい。

図１２は、サーバ装置５３０の機能構成を概略的に示す。サーバ装置５３０は、受信部５３２、記憶部５３４、管理部５３６、判定部５３８、および送信部５４０を備える。受信部５３２は、複数の通信装置のそれぞれと複数の通信端末のそれぞれとの間の通信品質、および通信端末の識別情報を、複数の通信装置から受信する。記憶部５３４は、通信管理テーブルを記憶する。

管理部５３６は、複数の通信端末のそれぞれが、複数の通信装置のうちのいずれの通信装置と通信を確立しているかを管理する。管理部５３６は、複数の通信端末のそれぞれが、複数の通信装置のうちのいずれの通信装置と通信を確立しているかを、通信管理テーブルに登録することによって、管理してよい。

判定部５３８は、複数の通信端末のそれぞれについて、通信を確立している通信装置との通信品質が、通信を確立していない通信装置との通信品質を下回っているかを判定する。送信部５４０は、複数の通信端末のうち、通信を確立している通信装置との通信品質が、通信を確立していない通信装置との通信品質を下回っている通信端末がある場合に、当該通信端末と通信を確立している通信装置に対して、当該通信端末との通信を切断する指示を含む切断指示信号を送信する。

なお、本実施形態では、サーバ装置５３０が、通信端末と通信装置との間の通信品質を通信装置から受信して、受信した通信品質に基づいて、切断指示信号を通信装置に送信する例を挙げて説明した。しかし、これに限られない。サーバ装置５３０が、複数の通信装置の位置情報と複数の通信端末の位置情報とを取得して、取得した位置情報に基づいて、切断指示信号を通信装置に送信してもよい。

サーバ装置５３０は、複数の通信装置の位置情報を取得する。例えば、サーバ装置５３０は、複数の通信装置のそれぞれから、ＧＰＳ情報を取得する。また、サーバ装置５３０は、複数の通信端末の位置情報を受信する。サーバ装置５３０は、通信装置または通信端末から、通信端末の位置情報を受信してよい。通信装置は、通信端末とデータ通信を行ったときに、通信端末から位置情報を取得して、サーバ装置５３０に送信してよい。また、サーバ装置５３０は、複数の通信端末のそれぞれが、複数の通信装置のいずれと通信を確立しているかを管理する。

サーバ装置５３０は、通信装置の位置情報、および通信端末の位置情報から、通信装置と通信端末との距離を算出する。そして、サーバ装置５３０は、算出した距離に基づいて、通信装置と通信端末との間の通信品質を取得する。サーバ装置５３０は、例えば、通信装置と通信端末との距離と、通信品質とを対応付けるテーブルを参照することによって、距離に基づいて通信品質を取得してよい。

サーバ装置５３０は、複数の通信端末のうち、通信を確立している通信装置との通信品質が、通信を確立していない通信装置との通信品質を下回っている通信端末がある場合に、当該通信端末と通信を確立している通信装置に対して、切断指示信号を送信する。これにより、これにより、通信端末に対して、より通信品質が高い通信装置と通信を確立する機会を与えることができる。

なお、本実施形態では、通信装置１００、通信装置５１０および通信装置５２０にネットワーク６００を介して接続されるサーバ装置５３０を例に挙げて説明したが、サーバ装置５３０の役割を、通信装置１００が担ってもよい。

図１３は、本実施形態に係る通信装置１００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係る通信装置１００は、ホストコントローラ９０２により相互に接続されるＣＰＵ９０４、ＲＡＭ９０６を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ９０８によりホストコントローラ９０２に接続されるＲＯＭ９１０、通信インターフェイス９１２、およびアンテナ９１４を有する入出力部とを備える。入出力部は、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、およびＵＳＢインターフェイスをさらに有してよい。

ホストコントローラ９０２は、ＲＡＭ９０６と、高い転送レートでＲＡＭ９０６をアクセスするＣＰＵ９０４とを接続する。ＣＰＵ９０４は、ＲＯＭ９１０およびＲＡＭ９０６に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部を制御する。入出力コントローラ９０８は、ホストコントローラ９０２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス９１２と、ＲＯＭ９１０とを接続する。

通信インターフェイス９１２は、ネットワークを介して他の通信装置と通信する。また、通信インターフェイス９１２は、アンテナ９１４を介して、制御信号およびデータ信号を送受信する。制御信号の送信とデータ信号の送信とで、異なるアンテナ９１４を用いてもよい。また、制御信号の受信とデータ信号の受信とで、異なるアンテナ９１４を用いてもよい。ハードディスクドライブは、通信装置１００内のＣＰＵ９０４が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブは、ＣＤ−ＲＯＭからプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ９０６を介してハードディスクドライブに提供する。また、ＲＯＭ９１０は、通信装置１００が起動時に実行するブート・プログラム、通信装置１００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。

ＲＡＭ９０６を介してハードディスクドライブに提供されるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、またはＵＳＢメモリ等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ９０６を介して通信装置１００内のハードディスクドライブにインストールされ、ＣＰＵ９０４において実行される。

通信装置１００にインストールされて実行されるプログラムは、ＣＰＵ９０４等に働きかけて、通信装置１００を、図１から図８にかけて説明したデータ信号送信部１０２、受信部１０４、通信制御部１０６、端末情報記憶部１０８、通信品質取得部１１０、エリア制御部１１２、設定情報記憶部１１４、および制御信号送信部１２０として機能させる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１００ 通信装置、１０２ データ信号送信部、１０４ 受信部、１０６ 通信制御部、１０８ 端末情報記憶部、１１０ 通信品質取得部、１１２ エリア制御部、１１４ 設定情報記憶部、１１６ 第１対応テーブル、１１８ 第２対応テーブル、１２０ 制御信号送信部、１５０ 通信可能エリア、１６０ 通信安定エリア、１７０ 通信確立可能エリア、２００ 通信端末、２１０ 通信端末、２２０ 通信端末、３００ 基地局、３１０ 無線通信エリア、４００ ノイズ源、４１０ 通信不安定エリア、５１０ 通信装置、５１２ 通信可能エリア、５２０ 通信装置、５２２ 通信可能エリア、５３０ サーバ装置、５３２ 受信部、５３４ 記憶部、５３６ 管理部、５３８ 判定部、５４０ 送信部、６００ ネットワーク、９０２ ホストコントローラ、９０４ ＣＰＵ、９０６ ＲＡＭ、９０８ 入出力コントローラ、９１０ ＲＯＭ、９１２ 通信インターフェイス、９１４ アンテナ

Claims (10)

1. 通信端末にデータ信号を送信するデータ信号送信部と、
   前記通信端末との通信を確立するための制御信号を送信する制御信号送信部と、
   前記制御信号を含む電波が到達可能な通信確立可能エリアを、前記データ信号を含む電波が到達可能な通信可能エリア内の一部のエリアに制限するエリア制御部と
   を備える通信装置。
2. 前記エリア制御部は、前記制御信号を含む電波の送信レベルまたは送信レートを制御することにより、前記通信確立可能エリアを制限する、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記エリア制御部は、前記通信装置と前記通信端末との間のスループットが予め定められた閾値を越える一部のエリアに、前記通信確立可能エリアを制限する、請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記エリア制御部は、前記通信装置と前記通信端末との間のスループットが、前記通信装置の他の通信装置と前記通信端末との間のスループットより高いエリアに、前記通信確立可能エリアを制限する、請求項１または２に記載の通信装置。
5. 前記通信装置と前記通信端末との間の通信品質を取得する通信品質取得部と、
   前記通信品質取得部が取得した通信品質が予め定められた基準値を下回った場合に、前記通信装置と前記通信端末との間の通信を切断する通信制御部と
   をさらに備える請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記通信装置と前記通信端末との間の通信品質を取得する通信品質取得部と、
   前記通信品質取得部が取得した通信品質が、前記通信装置の他の通信装置から受信した、前記他の通信装置と前記通信端末との間の通信品質を下回った場合に、前記通信装置と前記通信端末との間の通信を切断する通信制御部と
   をさらに備える請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記通信装置と前記通信端末との間の通信品質を取得する通信品質取得部と、
   前記通信品質取得部が取得した通信品質を、サーバ装置に送信する通信品質送信部と、
   前記サーバ装置が、前記通信品質送信部から受信した通信品質、および前記通信装置の他の通信装置から受信した前記他の通信装置と前記通信端末との間の通信品質に基づいて、前記通信装置に対して送信した、前記通信装置と前記通信端末との間の通信を切断する指示を含む切断指示信号を受信した場合に、前記通信装置と前記通信端末との間の通信を切断する通信制御部と
   をさらに備える請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記通信制御部は、前記通信端末と前記通信端末との間の通信切断した場合、予め定められた時間が経過するまでの間、前記通信端末との通信の確立を禁止する、請求項５から７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. コンピュータを、請求項１から８のいずれか１項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。
10. 通信端末との通信を確立するための制御信号を含む電波が到達可能な通信確立可能エリアを、データ信号を含む電波が到達可能な通信可能エリア内の一部のエリアに制限して、前記制御信号を送信する制御信号送信段階と、
    前記制御信号に基づいて通信を確立した前記通信端末に前記データ信号を送信するデータ信号送信段階と、
    を備える通信方法。