JP2015046746A - 接続前情報要求の送信を制御可能な無線端末、プログラム及び方法 - Google Patents

接続前情報要求の送信を制御可能な無線端末、プログラム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求の送信を制御し、この要求による通信への負荷を低減させることができる無線端末を提供する。【解決手段】接続前情報要求を送信可能な本無線端末は、接続前情報要求の送信回数の上限閾値nGASを設定する要求回数設定手段と、接続前情報要求の送信回数をカウントする要求計数手段と、カウントされた送信回数が設定された上限閾値nGAS以上であるか否かを判定する要求回数判定手段と、要求回数判定手段が真の判定を行った際、接続前情報要求の送信処理を停止する通信制御手段とを有する。ここで、送信回数の上限閾値nGASは、中継装置から取得した無線リソースの使用度合い、残留リソース容量、並びにWAN側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度のうちの少なくとも1つに基づいて決定することが好ましい。【選択図】図3

Description

本発明は、無線ネットワークを介した通信接続に先がけて接続前情報要求を送信可能な無線端末の通信技術に関する。
近年、無線LAN(Local Area Network)に接続可能な無線LAN端末として、携帯電話機、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、内蔵通信チップや通信カードを搭載したパーソナルコンピュータ、更にはポータブルゲーム機等、種々の機器が普及している。
一般に、無線LAN端末は、中継装置であるアクセスポイント(AP)との無線通信接続を確立し、その後、APの後位に接続されたインターネットを介して通信先となるサーバと通信する。従って、無線LAN端末は、APと通信接続して初めて、アクセスネットワーク側(インターネット側)の情報を取得することができる。
これに対し、APとの接続に先立ってアクセスネットワーク側の情報を取得する技術として、IEEE802.11u及びWi-Fi allianceのPasspoint標準仕様は、GAS(Generic Advertisement Service,汎用通知サービス)及びANQP(Access Network Query Protocol)の仕組みを規定する。ここで、IEEE802.11u Amendment 9:Interworking with External Networksでは、GAS/ANQPのフレーム構成及びGASの2-way、4-way exchangeの仕組みが規定されている。
このような仕組みを利用することによって、無線LAN端末は、APとの接続に先立って、アクセスネットワーク側の情報、例えばインターネットを介したデータ通信が可能か否か、無線LAN端末のユーザが契約しているサービス提供事業者の加入情報を用いて当該APを介したデータ通信が可能か否か、当該APを介して設置場所固有のサービスの提供を受けられるか否か、更には当該APに接続した後にどの程度の通信品質が得られるのか等の情報を取得可能になる。
Passpoint標準仕様では、このようなアクセスネットワーク側の情報は、AP又はAPの後位のネットワーク上に設置されたサーバに保持される。APは、当該情報を保持しない場合、無線LAN端末からのGASクエリ要求に応じ、ANQPを活用してクエリサーバに情報を転送し、クエリサーバから情報を取得後、取得した情報をGASクエリ応答として無線LAN端末に送信する。
さらに、Passpoint標準仕様によれば、海外渡航時等、ユーザが契約するサービス提供事業者の設置したAPが周囲に存在しない場合であっても、携帯電話の公衆陸上移動通信網における国際ローミングサービスのような手軽な接続が可能になる。具体的には、ユーザの無線LAN端末は、現地に設置されたAPを介し、GAS/ANQPの仕組みを用いて、ユーザのサービス提供事業者との契約情報をもってクエリサーバに自動的に問合せを行う。これにより、インターネット通信等のサービス提供を受ける事業提携が存在するか否かを確認することができる。無線LAN端末は、この確認が完了すれば、APとの接続を確立した後、IPアドレスを取得し、インターネット通信等のサービスを享受する。
また、特許文献1に開示された技術では、APが1又はそれ以上の周波数バンドを使用してアクセスをサポートし、無線LAN端末が、このAPとの連携の前に、1又はそれ以上の周波数バンドの指標を要求するGAS/ANQP問合せをこのAPに送信する。APは、受信した問合せに応じて1又はそれ以上の周波数バンドの指標を無線LAN端末に送信する。ここで、好適な周波数バンドを選択する際に無線LAN端末をガイドするべく、周波数バンドの相対的な優先度が設定される。
特開2012−249282号公報
しかしながら、無線LAN端末がGAS/ANQPの仕組みを用いてGASクエリ要求を実行すると、場合によってはGASクエリ要求及びGASクエリ応答のプロセスが多数発生してしまい、無線リソースを浪費したり、無線LAN端末とAPとの間の通信品質を低下させたりしてしまうことが問題となる。また、APとこのAPの後位に接続されたネットワーク上のクエリサーバとの間に、大量のGASクエリ要求・応答のトラヒックが発生して当該ネットワークの帯域を占有し、AP及びクエリサーバの処理負荷が増大してしまう問題も生じ得る。
実際、従来のGAS/ANQPの仕組みでは、無線LAN端末及びAPが一度のGASクエリ要求及び応答のプロセスを経ても、接続のための認証が得られず、接続を確立できない場合が生じる。この場合、無線LAN端末がいずれかのAPと接続を確立するまで、又は無線LAN端末の通信機能が停止するまで、GASクエリ要求及び応答のプロセスが繰り返される。
さらに、例えば国際空港、国際展示場、繁華街、スタジアム、競馬場等では、1台のPasspoint対応無線LAN端末の周囲に多数のPasspoint対応APが存在することもあり得る。さらに、1台のPasspoint対応APの通信エリア内に多数の無線LAN端末が存在することもあり得る。このような場合、各無線LAN端末と各Passpoint対応APとの間でGASクエリ要求及び応答が発生し、無線リソースが大量に消費されてしまう。
このような問題は、特許文献1のような従来のGAS/ANQP技術では解決することができない。
そこで、本発明は、接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求の送信を制御し、この接続前情報要求による通信への負荷を低減させることができる無線端末、プログラム及び制御方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、中継装置との接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求を送信可能な無線端末であって、
接続前情報要求の送信回数の上限閾値を設定する要求回数設定手段と、
接続前情報要求の送信回数をカウントする要求計数手段と、
カウントされた送信回数が設定された上限閾値以上であるか否かを判定する要求回数判定手段と、
要求回数判定手段が真の判定を行った際、接続前情報要求の送信処理を停止する通信制御手段とを有する無線端末が提供される。
ここで、本無線端末は、中継装置から報知又は応答の形で、無線リソースの使用度合いの情報、中継装置の残留リソース容量の情報、並びにWAN(Wide Area Network)側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度の情報のうちの少なくとも1つを取得する中継装置情報取得手段を更に有し、
要求回数設定手段は、取得した無線リソースの使用度合い、中継装置の残留リソース容量、並びにWAN側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度のうちの少なくとも1つに基づいて送信回数の上限閾値を決定することも好ましい。
また、上記の中継装置情報取得手段を有する実施形態において、要求回数設定手段は、要求に係る情報の容量が取得した残留リソース容量を超える場合、対応する中継装置に接続前情報要求を送信しないように送信回数の上限閾値を決定することも好ましい。さらに、要求回数設定手段は、WAN側インタフェース対応回線の容量についてWAN収容能力限界を示す情報が取得された場合、対応する中継装置に接続前情報要求を送信しないように送信回数の上限閾値を決定することも好ましい。
また、本発明の無線端末の一実施形態として、本無線端末は、所定の接続先のプロファイルを保存するプロファイル保存手段と、中継装置から報知又は応答の形で取得した接続可能な接続先のプロファイルが、保存されたプロファイルに一致するか否かを判定するプロファイル判定手段とを更に有し、
通信制御手段は、プロファイル判定手段によって真と判定された接続可能な接続先のプロファイルの発信元である中継装置宛てのみに、接続前情報要求を送信させることも好ましい。ここで、接続先のプロファイルは、接続先のネットワーク識別子を含むことも好ましい。
さらに、上記のプロファイル保存手段は、無線端末のユーザが契約しているサービス事業者の事業者識別子を保存し、取得した接続先のプロファイルは、接続可能なネットワークに係るサービス事業者を識別する情報を含み、
プロファイル判定手段は、取得した当該サービス事業者を識別する情報が、保存された事業者識別子に一致するか否かを判定し、
通信制御手段は、プロファイル判定手段によって真と判定されたサービス事業者を識別する情報の発信元である中継装置宛てのみに、サービス事業者に係る情報を含む接続前情報要求を送信させることも好ましい。
また、本発明の無線端末の他の実施形態として、本無線端末は、中継装置毎に、中継装置に接続を試みて接続できたか否かを記録した接続記録を保存する接続記録管理手段と、
接続記録に基づいて、接続できなかった又は接続できた度合いが所定値以下である中継装置を選択して不接続中継装置リストに登録する不接続中継装置管理手段とを更に有し、
通信制御手段は、不接続中継装置リストに登録された中継装置を接続前情報要求の送信先から除外することも好ましい。
さらに、本発明の無線端末の更なる他の実施形態として、本無線端末は、中継装置からの報知又は応答として無線リソースの使用度合いの情報、中継装置の残留リソース容量の情報、並びにWAN側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度の情報のうちの少なくとも1つを取得する中継装置情報取得手段と、
中継装置から取得した無線リソースの使用度合い、中継装置の残留リソース容量、並びにWAN側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度のうちの少なくとも1つに基づき、中継装置についての接続前情報要求を送信する順位を決定する接続順位決定手段とを更に有し、
通信制御手段は、決定された順位に従って中継装置宛てに接続前情報要求を順次送信させることも好ましい。
本発明によれば、また、中継装置との接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求の送信を、無線端末において制御するプログラムであって、
接続前情報要求の送信回数の上限閾値を設定する要求回数設定手段と、
接続前情報要求の送信回数をカウントする要求計数手段と、
カウントされた送信回数が設定された上限閾値以上であるか否かを判定する要求回数判定手段と、
要求回数判定手段が真の判定を行った際、接続前情報要求の送信処理を停止する通信制御手段としてコンピュータを機能させるプログラムが提供される。
本発明によれば、さらに、中継装置との接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求の送信を、無線端末において制御する方法であって、
接続前情報要求の送信回数の上限閾値を設定する第1のステップと、
接続前情報要求の送信回数をカウントする第2のステップと、
カウントされた送信回数が設定された上限閾値以上であるか否かを判定する第3のステップと、
第3のステップで真の判定が行われた際、接続前情報要求の送信処理を停止する第4のステップとを有する方法が提供される。
本発明の無線端末、プログラム及び制御方法によれば、接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求の送信を制御し、この接続前情報要求による通信への負荷を低減させることができる。
本発明による無線端末を用いたネットワークシステムの一実施形態を示す概略図である。 GASクエリ要求及び応答によるネットワーク帯域の占有を説明するための概略図である。 本発明による無線端末の一実施形態を示す機能構成図である。 本発明による無線端末と無線APとの間でのGAS/ANQPプロセスを経た通信接続の一実施形態を示すシーケンス図である。 本発明による無線端末におけるGASクエリ要求の送信を制御する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 図5のステップS503における、GASクエリ要求回数の上限閾値nGASをチャネル利用率CU及び残留リソース容量AACに基づいて決定する一実施形態を説明するための表である。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
[無線LANシステム]
図1は、本発明による無線端末を用いたネットワークシステムの一実施形態を示す概略図である。
図1によれば、本発明による無線端末1は、Passpoint対応の端末であり、例えば、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、又はノート型コンピュータといった情報機器である。また、中継装置としての無線アクセスポイント(AP)2は、本実施形態においてPasspoint対応のAPであり、スタジアムで観戦しているユーザの所持する多数のPasspoint対応の無線端末1と無線LANを介して接続可能である。
さらに、本実施形態において、無線端末1(のユーザ)はサービス提供事業者であるC社とサービス提供の契約をしている。一方、無線AP2はサービス提供事業者であるA社のアクセスネットワークに属している。このような場合でも、無線AP2は、無線端末1と例えばアクセスネットワーク(AN)情報管理サーバ3との通信を中継することができる。さらには、無線端末1とインターネットを介して例えばC社認証サーバ4との通信を中継することができる。
ここで、A社アクセスネットワークは、インターネットを介して他社(図1ではB社及びC社)のアクセスネットワークと接続される。各社のアクセスネットワークは、例えば、光固定回線、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)、Wi−Fi(登録商標)等の無線LAN、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、LTE(Long Term Evolution)、又は3G(3rd Generation)といった、通信事業者ネットワークである。
また、C社とサービス提供の契約をしている(ユーザの)無線端末1は、A社アクセスネットワークに属する無線AP2の通信エリア内だけでなく、B社を含め複数のサービス提供事業者のアクセスネットワークに属する無線AP2’の通信エリア内にも位置しているとする。ここで、Passpoint標準仕様に対応した無線端末1が、同じくPasspoint標準仕様に対応した無線AP2の通信エリア内で、GAS/ANQPの仕組みを用いてインターネットに接続しようとする状況を説明する。
(A)無線端末1は、無線AP2からビーコン信号又はプローブ応答を受信し、受信信号に含まれている、無線AP2がPasspoint標準仕様に対応している旨の情報を取得する。具体的には、Interworking bitが1であることを確認する。
(B)無線端末1は、無線AP2との無線接続を確立するに先立って、無線AP2に接続前情報要求であるGASクエリ要求を送信するが、予めこのGASクエリ要求の送信回数の上限閾値nGASを設定する。
(C)無線端末1は、無線AP2にGASクエリ要求を送信し、GAS/ANQPプロセスを開始する。ここで、一度のGAS/ANQPプロセスを経ても接続のための認証が得られず接続を確立できないときは、再度GASクエリ要求を送信することになるが、ここで、GASクエリ要求の送信回数nGをカウントする。
(D)カウントされた送信回数nGが設定された上限閾値nGAS以上であるか否かを判定し、真(n≧nGAS)の判定が行われた際、GASクエリ要求の送信処理を停止する。
これにより、無線端末1において、接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するためのGASクエリ要求に係る通信量を制御することができる。即ち、GASクエリ要求による通信への負荷を低減させることができる。その結果、GASクエリ要求及びGASクエリ応答のプロセスが多数発生してしまい、無線リソースを浪費したり無線LAN端末とAPとの間の通信品質を低下させたりしてしまう事態を回避可能となる。また、APとこのAPの後位に接続されたネットワーク上のAN情報管理サーバ3(クエリサーバ)との間に、大量のGASクエリ要求・応答のトラヒックが発生して当該ネットワークの帯域を占有し、AP及びAN情報管理サーバ3の処理負荷が増大してしまう事態も回避することができる。
さらに、無線端末1は、
(E)接続を所望する所定の接続先に係るプロファイルを記録した「接続先プロファイル」を保存し、
(F)周囲の無線AP(2,2’)からビーコン報知又はプローブ応答の形で取得した接続可能な接続先のプロファイルが、保存された「接続先プロファイル」に一致するか否かを判定し、
(G)真と判定された(一致すると判定された)接続可能な接続先のプロファイルの発信元である無線AP2宛てのみに、GASクエリ要求を送信する
ことも好ましい。ここで、「接続先プロファイル」は、接続先のネットワーク識別子であるSSID(Service Set Identifier)を含むことも好ましく、無線端末1(のユーザ)が契約しているサービス事業者(C社)の事業者識別子を含むことも好ましい。
これにより、無線端末1が取得しようとする情報に係る所定の接続先に関連する無線AP宛てにのみ、GASクエリ要求を送信するので、無線端末1から送信されるGASクエリ要求による通信への負荷を低減させることができる。その結果、無線リソースの浪費、通信品質の低下、更にはAP及びAN情報管理サーバ3の処理負荷の増大をより適切に回避することができる。
さらにまた、無線端末1は、
(H)無線AP(2,2’)毎に、当該無線APに接続を試みて接続できたか否かを記録した「AP接続記録」を保存し、
(I)「AP接続記録」に基づいて、接続できなかった又は接続できた度合いが所定値以下である無線AP(BSSID)を選択して「不接続APリスト」に登録し、
(J)「不接続APリスト」に登録された無線APをGASクエリ要求の送信先から除外する
ことも好ましい。
これにより、GAS/ANQPプロセスを経ても接続した実績がない又は良くない無線APに対し、無駄になる可能性が高いGASクエリ要求を送信せずに済む。その結果、無線端末1のGASクエリ要求による通信への負荷を低減させることができる。その結果、無線リソースの浪費、通信品質の低下、更にはAP及びAN情報管理サーバ3の処理負荷の増大をより適切に回避することができる。
ここで、C社とサービス提供の契約をしているユーザの所持する無線端末1が、無線AP2の通信エリア内に位置し、無線端末1が送信するGASクエリ要求はC社との契約情報を含む場合を説明する。無線端末1は、無線AP2から発信された接続先のプロファイルが保存した「接続先プロファイル」(C社に関係するプロファイル)に一致することを確認する。次いで、無線AP2が「不接続APリスト」に登録されていないことを確認した後、カウントしたGASクエリ要求の送信回数nGが設定された上限閾値nGAS未満である場合に、無線端末1は、GASクエリ要求を無線AP2宛てに送信する。これにより、無線端末1がC社の認証サーバ4から又はC社による認証を代理するA社認証サーバ(認証代理サーバ)5から認証応答を受信可能となるように処理が実行される。
次いで、従来問題となってきたGAS/ANQPプロセスによるネットワーク帯域の占有について説明する。まず、無線端末1がアクティブスキャンを実行し、Passpoint対応の無線AP2が発見されるとする。この場合、無線端末1がプローブ応答を受信する毎に、この1つの無線端末1と1つの無線AP2との間に少なくとも一往復のGASによる情報交換(GASクエリ要求及び応答)が発生する。また、無線AP2とAN情報管理サーバ3(クエリサーバ)との間にも少なくとも一往復のANQPプロセスが発生する。このような状況下で、無線端末1と無線AP(2,2’)との接続確立前のGAS/ANQPプロセスでの情報交換回数は以下の通りに概算される。
n個の無線AP(2,2’)の各々がm個のPasspoint対応BSSID(Basic Service Set Identifier)を有し、これらの無線端末AP1の通信エリア内に、k個のPasspoint対応無線端末1が存在するとする。この場合、無線端末1と無線AP(2,2’)との間の情報交換回数、及び無線AP(2,2’)とAN情報管理サーバ3との間の情報交換回数はそれぞれ、2kmn(=(2×n×m)×k)となる。従って、両者を合わせると4kmnとなる。
尚、上述した回数計算は、GAS 2-way exchangeの場合、即ちGASクエリ要求及び応答としてGAS Initial Request及びGAS Initial Responseが交換される場合の結果である。GAS 4-way exchangeの場合、即ちGASクエリ要求及び応答としてGAS Initial Request及びGAS Initial Responseに次いでGAS Comeback Request及びGAS Comeback Responseが交換される場合では、無線端末1と無線AP(2,2’)との間及び無線AP(2,2’)とAN情報管理サーバ3との間の情報交換回数は、全部で8kmnとなる。
さらに、無線端末1が、無線AP(2,2’)との接続を確立せずに(確立できずに)GAS/ANQPプロセスを繰り返す場合、無線端末1はアクティブスキャン毎に無線AP(2,2’)を発見してGASクエリ要求を送信するので、結局、GAS/ANQPプロセスでの情報交換回数Nexは、1つの無線端末1におけるアクティブスキャンの平均回数をsとして、GAS 2-way exchangeの場合、
(1) Nex=4kmns
となる。
例えば、10個(k=10)の無線端末1が存在し、これらの無線端末1を通信エリア内に有していて2つ(m=2)のPasspoint対応BSSIDを有する無線AP(2,2’)が3つ(n=3)設置されており、アクティブスキャンの平均回数が10回(s=10)である場合、情報交換回数Nexは、式(1)を用いて4×10×2×3×10=2400回と推定される。
図2は、GASクエリ要求及び応答によるネットワーク帯域の占有を説明するための概略図である。
図2(A)によれば、実際の例として、1回の(GASクエリ要求+ACK)の帯域占有時間は、データレート=1Mbpsとし、ペイロードデータサイズ=100bytesとして、1522μ秒である。また、図2(B)によれば、1回の(GASクエリ応答+ACK)の帯域占有時間は、データレート=1Mbpsとし、ペイロードデータサイズ=1024bytesとして、9058μ秒である。従って、1回のGASクエリ要求・応答の占有時間は10580μ秒(=1522+9058)となる。
ここで、上述した情報交換回数Nex=2400回の場合、この情報交換のうちGASクエリ要求・応答による帯域占有時間は、(2400/2)×10.580(m秒)=12.696(秒)となる。このように、従来のGAS/ANQPプロセスでは、無線端末1の接続が確立されない場合、ネットワーク帯域の非常に多くの部分が消費されてしまうことが理解される。
これに対し、本発明による無線端末1では、上記(D)で述べたように送信回数nGが上限閾値nGAS以上である場合にGASクエリ要求の送信処理を停止するので、情報交換回数Nexを根本的に低減させることができる。また、上記(E)で述べた「接続先プロファイル」又は上記(I)で述べた「不接続APリスト」を使用することによって、(1)式:Nex=4kmnsのうち、無線AP(2,2’)の台数n及びBSSIDの個数mを実質的に低減させる効果を有する。
[無線端末]
図3は、無線端末1の一実施形態を示す機能構成図である。
図3によれば、無線端末1は、無線LANを介した無線APとの通信を可能にする通信インタフェース101と、プロセッサ・メモリとを備えている。ここで、プロセッサ・メモリは、無線端末1に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって、その機能を実現させる。
さらに、プロセッサ・メモリは、機能構成部として、プロファイル保存部111と、プロファイル判定部112と、接続記録管理部113と、不接続AP管理部114と、要求計数部115と、AP情報取得部116と、要求回数設定部117と、要求回数判定部118と、接続順位決定部119と、通信制御部120とを有する。
プロファイル保存部111は、接続を所望する所定の接続先の「接続先プロファイル」を予め保存する保存手段である。ここで、「接続先プロファイル」としては、無線端末1(のユーザ)がC社とテービス提供の契約をしているとして、接続先のネットワーク識別子であるSSID、即ちC社アクセスネットワークのSSID、又は接続可能なネットワークに係るサービス事業者の事業者識別子、即ちC社の事業者IDを含むことも好ましい。さらに、「接続先プロファイル」として、サービス事業者(C社)の関係する機構、連盟等の組織の識別子(OI)、又はC社の属する国の国番号を含んでいてもよい。
プロファイル判定部112は、無線APからビーコン報知又はプローブ応答の形で取得した接続可能な接続先のプロファイルが、保存された「接続先プロファイル」に一致するか否かを判定する。例えば、取得したサービス事業者を識別するID情報が、保存された事業者識別子、即ちC社の事業者IDに一致するか否かを判定する。ここで、プロファイル判定部112は、偽(一致しないとの判定)の判定を行った際に、この判定結果(又はGASクエリ要求をしない指示)を通信制御部120に出力する。
接続記録管理部113は、無線AP毎に、当該無線APに接続を試みて接続できたか否かを記録した「接続記録」を保存する。また、不接続AP管理部114は、この「接続記録」に基づいて、接続できなかった又は接続できた度合いが所定値以下である無線AP(BSSID)を選択して「不接続APリスト」114aに登録する。ここで、不接続AP管理部114は、「不接続APリスト」114aに登録された無線APを、GASクエリ要求を送信しない無線APとして指示する信号を通信制御部120に出力する。
要求計数部115は、無線端末1におけるGASクエリ要求の送信回数nGをカウントする。また、要求回数設定部117は、GASクエリ要求の送信回数nGの上限閾値nGASを設定する。例えば上限閾値nGASとして3(回)又は5(回)といった値をとることができる。
AP情報取得部116は、無線APからビーコン報知又はプローブ応答の形で、
(a)無線リソースの使用度合いの情報としてのチャネル利用率CU(Channel Utilization)、
(b)無線APの残留リソース容量(Available Admission Capacity)AACの情報、並びにWAN側インタフェース対応回線(バックホール回線)における
(c1)容量、(c2)負荷率、及び(c3)(現時点での上り、下り又は上り下り両方の)通信速度の情報
のうちの少なくとも1つを取得する。
ここで、要求回数設定部117は、AP情報取得部116から入力した上記(a)、(b)並びに(c1)、(c2)及び(c3)のうちの少なくとも1つに基づいて送信回数nGの上限閾値nGASを決定することも好ましい。例えば、チャネル利用率CUが高いほど所定閾値nGASを小さくしてGASクエリ要求の送信を制限し、または通信速度が高いほど所定閾値nGASを大きくしてGASクエリ要求の送信をより多く許容してもよい。尚、所定閾値nGAS決定の一実施形態を後に図6を用いて説明する。
要求回数判定部118は、カウントされた送信回数nGが設定された上限閾値nGAS以上であるか否かを判定し、この判定結果を通信制御部120に出力する。特に、真(n≧nGAS)の判定を行った際に、GASクエリ要求をしない指示を通信制御部120に出力することも好ましい。
接続順位決定部119は、AP情報取得部116から入力した上記(a)、(b)並びに(c1)、(c2)及び(c3)のうちの少なくとも1つに基づき、無線APについてのGASクエリ要求を送信する順位を決定する。実際、接続先候補として複数の無線AP宛てにGASクエリ要求を送信する際、この決定された順位でGASクエリ要求を行うことによって、より好適な無線APと優先的に接続される可能性が高くなる。その結果、無駄となる可能性の高い無線APとの接続のための通信量を抑制することができる。
例えば、接続先候補としての複数の無線AP(SSID)において、対応する(b)残留リソース容量AACが大きい順にGASクエリ要求の送信順位を決定してもよい。また、対応する(a)チャネル利用率CUが低い順にGASクエリ要求の送信順位を決定してもよい。ここで、送信順位は、無線LANのWPA Supplicant.conf等の接続管理設定ファイルにおいて優先度を決定することにより設定することができる。
通信制御部120は、
(1)要求回数判定部118が真(nG≧nGAS)の判定を行った際、GASクエリ要求の送信処理を停止する。また、
(2)プロファイル判定部112によって真と判定された(「接続先プロファイル」に一致すると判定された)接続可能な接続先のプロファイルの発信元である無線AP宛てのみに、GASクエリ要求を送信させることも好ましい。さらに、
(3)「不接続APリスト」114aに登録された無線APをGASクエリ要求の送信先から除外することも好ましい。また、
(4)接続順位決定部119で決定された順位に従って無線AP宛てにGASクエリ要求を順次送信させることも好ましい。
[GASクエリ要求送信の制御方法]
図4は、無線端末1と無線AP2との間でのGAS/ANQPプロセスを経た通信接続の一実施形態を示すシーケンス図である。また、図5は、無線端末1におけるGASクエリ要求の送信を制御する方法の一実施形態を示すフローチャートである。ここで、図4に示した無線端末1と無線AP2との通信接続を制御する方法は、図5に示した無線端末1から送信されるGASクエリ要求に係る通信量の制御方法を含む。
(S401)Passpoint対応の無線AP2はビーコン信号を報知する。このビーコン信号は、無線LANの識別子であるSSID、無線AP2のMAC(Media Access Control)アドレスであるBSSID、及び無線AP2がPasspoint対応である旨の情報(Interworking bit=1)を含み、さらに、BSS Loadとしてチャネル利用率CU、及び残留リソース容量AAC等の情報を含む。
(S402)または、ステップS401のビーコン信号にかかわらず、無線端末1は、自身のMACアドレスを含むプローブ要求を発信してもよい。
(S403)プローブ要求を受信した無線AP2は、この無線端末1宛てに、上述したビーコン信号に含まれる情報と同様の情報を含むプローブ応答を送信する。
次いで、GAS/ANQPプロセスに移行する(ステップS404〜S407)。このプロセスの無線端末1での処理については、後に図5を用いて詳細に説明する。
(S404)無線端末1は、アクセスネットワーク側(インターネット側)の情報(C社との契約情報)を取得するべく、無線AP2にGASクエリ要求を送信する。ここで、無線端末1は、後に詳細に説明するように、GASクエリ要求の送信回数nGをカウントし、送信回数nGが予め設定された所定閾値nGAS以上であればGASクエリ要求の送信処理を停止する
(S405)無線AP2は、受信したGASクエリ要求に対応する情報要求を、ANQPプロセスとしてAN情報管理サーバ3に送信する。
(S406)AN情報管理サーバ3は、受信した情報要求に応じたアクセスネットワーク側の情報を含む情報応答を、ANQPプロセスとして無線AP2に送信する。無線AP2は、このANQPプロセスの中で、WAN metricsからWAN側インタフェース対応回線(バックホール回線)における容量、性質(対象、非対称)、負荷率、及び通信速度情報を取得する。
(S407)無線AP2は、受信した情報応答に対応したGASクエリ応答を、GASクエリ要求の送信元の無線端末1に送信する。
(S408)無線端末1は、受信したGASクエリ応答に含まれるアクセスネットワーク側の情報と、自身の内部に保存している情報とを照合する。具体的には、無線端末1のユーザが契約しているC社との契約情報が保持されていて、取得したアクセスネットワーク側の情報がこの保持されたC社との契約情報と一致するか否かが判定される。
ステップS408で取得情報と保持情報とが一致しないと判定された場合、無線端末1は、ステップS402に戻って、再度プローブ要求を送信する(アクティブスキャンを実行する)。
(S409〜S411)一方、ステップS408で取得情報と保持情報とが一致すると判定された場合、無線端末1は、無線AP2に接続要求を送信する。この接続要求を受信した無線AP2は接続応答を無線端末1に送信する。その結果、無線端末1と無線AP2との間に無線通信接続が確立する。
(S412、S413)無線端末1は、C社サービスの認証要求をC社認証サーバ4宛てに無線AP2を経由して送信する。
(S414,S415)C社認証サーバ4は、認証要求の送信元である無線端末1の契約情報を確認すると、認証成功のメッセージを含む認証応答を当該無線端末1宛てに送信する。
(S416)認証成功のメッセージを受けた無線端末1は、IPアドレスを取得し、以後、無線AP2を経由してインターネットに接続可能となる。
ここで、上記ステップS412〜S415は、C社が代理を立てずに遠隔で自社契約の無線端末1を認証する場合のシーケンスである。これを実現するには、A社の無線AP2は自身の通信エリア内に位置するC社の無線端末1からの認証要求を、ゲートウェイ経由でC社のアクセスネットワークに転送することが前提となる。一方、A社の認証サーバ5が代理でC社の無線端末1を認証するシーケンスを以下(S412’〜S415’)に示す。
(S412’、S413’)無線端末1は、C社サービスの認証要求を無線AP2に送信し、無線AP2は、この認証要求をA社認証サーバ(代理認証サーバ)5に送信する。
(S414’,S415’)A社認証サーバ5は、認証要求の送信元である無線端末1の契約情報を確認すると、認証成功のメッセージを含む認証応答を当該無線端末1宛てに送信する。
これらのステップS412’〜S415’を実現するには、A社とC社との間のローミング契約において、A社(無線AP2)の通信エリアに入ったC社の無線端末1に対し代理認証を実施することまで規定されていることが必要となる。
次いで、図4のステップS404〜S407のGAS/ANQPプロセスにおける無線端末1内での処理を、図5のフローチャートを用いて説明する。
(S501)接続を所望する所定の「接続先プロファイル」をプロファイル保存部111に保存する。
(S502)無線AP2からビーコン信号またはプローブ応答を受信し、接続可能な接続先候補のプロファイルと、(BSS Load等にある)チャネル利用率CU及び残留リソース容量AACとを取得する。
(S503)取得したチャネル利用率CU及び残留リソース容量AACからGASクエリ要求回数の上限閾値nGASを決定する。この上限閾値nGASの決定方法は、後に図6を用いて
(S504)取得した接続可能な接続先候補のプロファイルが保存された「接続先プロファイル」に一致するか否かを判定する。ここで、偽の判定(一致しないとの判定)を行った場合、GASクエリ要求の送信処理を停止し(ステップS511)、本フロー処理を終了する。
(S505)一方、ステップS504で真の判定(一致するとの判定)を行った場合、ビーコン信号またはプローブ応答の送信元の無線AP2(BSSID)が「不接続APリスト」に存在するか否かを判定する。ここで、真の判定(存在するとの判定)を行った場合、GASクエリ要求の送信処理を停止し(ステップS511)、本フロー処理を終了する。
(S506)一方、ステップS505で偽の判定(存在しないとの判定)を行った場合、GASクエリ要求の送信回数をカウントする。即ち、送信回数nGを1だけ増分してnG+1とする。
(S507)送信回数nGが決定された上限閾値nGAS以上であるか否かを判定する。ここで、真(n≧nGAS)の判定を行った場合、GASクエリ要求の送信処理を停止し(ステップS511)、本フロー処理を終了する。
(S508)一方、ステップS507で偽(n<nGAS)の判定を行った場合、「接続先プロファイル」に一致するプロファイルの送信元であって「不接続APリスト」に存在していない無線AP2宛てに、GASクエリ要求を送信し、図4に示したそれ以降の情報交換処理を実行する。
(S509)無線AP2との接続/不接続を記録する。また、無線AP毎の接続記録に基づいて、接続ができなかった無線AP、又は所定値以下の接続率を有する無線APを「不接続APリスト」に登録する。これで、当該GASクエリ要求の処理を終了する。
図6は、図5のステップS503における、GASクエリ要求回数nGの上限閾値nGASをチャネル利用率CU及び残留リソース容量AACに基づいて決定する一実施形態を説明するための表である。
図6に示した上限閾値nGASの決定方法によれば、当初、上限閾値nGASに初期値を導入する。例えば、nGAS=3と設定される。次いで、BSS Load等からチャネル利用率CU及び残留リソース容量AACを取得する。ここで、
(a)チャネル利用率CUの上限閾値CUth、及び
(b)残留リソース容量AACの下限閾値AACth
を予め設定しておく。
次いで、取得したチャネル利用率CUと上限閾値CUthとを比較し、チャネル利用率CUが上限閾値CUthを下回っているか(CU<CUth)否かを判定する。また、残留リソース容量AACが下限閾値AACthを上回っているか(AAC>AACth)否かを判定する。
最後にこれらの判定結果に基づいて、GASクエリ要求回数の上限閾値nGASを図6の表のように決定する。同表によれば、nGASの初期値が3に設定されているとすると、チャネル利用率CUも残留リソース容量AACも共に良好でない場合(CU≧CUth且つAAC≦AACth)、nGAS=max(3/2,2)=2に決定され、GASクエリ要求回数はより制限される。また、残留リソース容量AACのみ良好な場合(CU≧CUth且つAAC>AACth)、nGASは初期値(nGAS=3)に据え置かれる。
一方、チャネル利用率CUのみ良好な場合(CU<CUth且つAAC≦AACth)では、共に良好でない場合と同様に、GASクエリ要求回数はより制限される。さらに、チャネル利用率CUも残留リソース容量AACも共に良好な場合(CU<CUth且つAAC>AACth)、nGAS=3+2=5に決定され、より多くのGASクエリ要求が許容されることになる。
このように、GASクエリ要求回数の上限閾値nGASをチャネル利用率CU及び残留リソース容量AACに基づいて決定することによって、ネットワークの通信状況に悪影響を及ぼさない範囲で、GAS/ANQPプロセスを実行する余地を十分に確保することが可能となる。
尚、他の実施形態として、無線端末1が、ANQPプロセスから取得されるWAN metricsを含むGASクエリ応答を受信し、このWAN metricsに含まれるWAN側インタフェース対応回線(バックホール回線)における容量、負荷率、又は(上り、下り若しくは上り下りの両方の)通信速度に基づき、上限閾値nGASを調整することも好ましい。
例えば、無線端末1の要求するアプリケーションのダウンロード又はアップロードに係る容量といったような要求に係る情報の容量が、取得した残留リソース容量AACを超える場合、対応する無線APにはGASクエリ要求を送信しないように送信回数の上限閾値nGASを決定することも好ましい。この場合、具体的には、上限閾値nGAS=0とすることができる。
また、WAN側インタフェース対応回線の利用率が低くて通信速度が所定の下限速度閾値を上回っていれば、上限閾値nGASを適切な大きさにまで増加させてもよい。一方、WAN側インタフェース対応回線の容量についてWAN収容能力限界を示す情報(WAN at Capacity=1)が取得された場合、対応する無線AP(SSID)にGASクエリ要求を送信しないように送信回数の上限閾値nGASを決定することも好ましい。この場合も、具体的には、上限閾値nGAS=0とすることができる。尚、所定時間このように上限閾値nGAS=0とし、この所定時間経過後、WAN側インタフェース対応回線の容量を再度確認して上限閾値nGASを改めて決定することも好ましい。
以上詳細に説明したように、本発明の無線端末、プログラム及び制御方法によれば、接続前情報要求(GASクエリ要求)の送信を制御し、この要求に係る通信量を制御することができる。これにより、例えばGAS/ANQPプロセスの増大を抑制することができ、無線リソースを浪費したり無線端末と無線APとの間の通信品質を低下させたりする事態を回避することができる。
また、例えば無線APとこの無線APの後位に接続されたネットワーク上のクエリサーバとの間に発生するGASクエリ要求・応答のトラヒックの増大を抑制することができる。その結果、このネットワークの帯域を占有して無線AP及びクエリサーバの処理負荷が増大してしまう事態も回避することができる。
さらに、無線端末が悪意ある無線APのエリア内に位置する場合でも、この無線APによる不正行為、例えばハッキングを防止することができる。この場合、悪意ある無線APは、GAS/ANQPプロセスを故意に促して多数の情報交換を誘導し、例えば無線端末からユーザ情報や接続情報を盗み出そうとする。また、これにより、正規の無線APが使用すべき無線リソースを故意に浪費しようとする。しかしながら、本発明の無線端末では、接続前情報要求(GASクエリ要求)の送信回数を制御するので、過剰なGAS/ANQPプロセスの発生を抑止し、結果として悪意ある無線APのハッキングを不成功に終わらせることができる。
以上に述べた本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
1 無線端末
101 通信インタフェース
111 プロファイル保存部
112 プロファイル判定部
113 接続記録管理部
114 不接続AP管理部
115 要求計数部
116 アクセスポイント(AP)情報取得部
117 要求回数設定部
118 要求回数判定部
119 接続順位決定部
120 通信制御部
2 無線AP(中継装置)
3 アクセスネットワーク(AN)情報管理サーバ
4 C社認証サーバ
5 A社認証サーバ

Claims (11)

  1. 中継装置との接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求を送信可能な無線端末であって、
    当該接続前情報要求の送信回数の上限閾値を設定する要求回数設定手段と、
    当該接続前情報要求の送信回数をカウントする要求計数手段と、
    カウントされた送信回数が設定された当該上限閾値以上であるか否かを判定する要求回数判定手段と、
    前記要求回数判定手段が真の判定を行った際、当該接続前情報要求の送信処理を停止する通信制御手段と
    を有することを特徴とする無線端末。
  2. 当該中継装置から報知又は応答の形で、無線リソースの使用度合いの情報、当該中継装置の残留リソース容量の情報、並びにWAN(Wide Area Network)側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度の情報のうちの少なくとも1つを取得する中継装置情報取得手段を更に有し、
    前記要求回数設定手段は、取得した当該無線リソースの使用度合い、当該中継装置の残留リソース容量、並びにWAN側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度のうちの少なくとも1つに基づいて送信回数の前記上限閾値を決定することを特徴とする請求項1に記載の無線端末。
  3. 所定の接続先のプロファイルを保存するプロファイル保存手段と、
    当該中継装置から報知又は応答の形で取得した接続可能な接続先のプロファイルが、保存された当該プロファイルに一致するか否かを判定するプロファイル判定手段と
    を更に有し、
    前記通信制御手段は、前記プロファイル判定手段によって真と判定された接続可能な接続先のプロファイルの発信元である中継装置宛てのみに、当該接続前情報要求を送信させる
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線端末。
  4. 当該接続先のプロファイルは、接続先のネットワーク識別子を含むことを特徴とする請求項3に記載の無線端末。
  5. 前記プロファイル保存手段は、前記無線端末のユーザが契約しているサービス事業者の事業者識別子を保存し、
    当該接続先のプロファイルは、接続可能なネットワークに係るサービス事業者を識別する情報を含み、
    前記プロファイル判定手段は、取得した当該サービス事業者を識別する情報が、保存された当該事業者識別子に一致するか否かを判定し、
    前記通信制御手段は、前記プロファイル判定手段によって真と判定された当該サービス事業者を識別する情報の発信元である中継装置宛てのみに、当該サービス事業者に係る情報を含む当該接続前情報要求を送信させる
    ことを特徴とする請求項3又は4に記載の無線端末。
  6. 中継装置毎に、当該中継装置に接続を試みて接続できたか否かを記録した接続記録を保存する接続記録管理手段と、
    当該接続記録に基づいて、接続できなかった又は接続できた度合いが所定値以下である中継装置を選択して不接続中継装置リストに登録する不接続中継装置管理手段とを更に有し、
    前記通信制御手段は、前記不接続中継装置リストに登録された中継装置を当該接続前情報要求の送信先から除外する
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の無線端末。
  7. 当該中継装置からの報知又は応答として無線リソースの使用度合いの情報、当該中継装置の残留リソース容量の情報、並びにWAN側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度の情報のうちの少なくとも1つを取得する中継装置情報取得手段と、
    当該中継装置から取得した無線リソースの使用度合い、当該中継装置の残留リソース容量、並びにWAN側インタフェース対応回線の容量、負荷率及び通信速度のうちの少なくとも1つに基づき、当該中継装置についての当該接続前情報要求を送信する順位を決定する接続順位決定手段とを更に有し、
    前記通信制御手段は、決定された順位に従って当該中継装置宛てに当該接続前情報要求を順次送信させる
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の無線端末。
  8. 前記要求回数設定手段は、要求に係る情報の容量が取得した当該残留リソース容量を超える場合、対応する中継装置に当該接続前情報要求を送信しないように送信回数の前記上限閾値を決定することを特徴とする請求項2に記載の無線端末。
  9. 前記要求回数設定手段は、WAN側インタフェース対応回線の容量についてWAN収容能力限界を示す情報が取得された場合、対応する中継装置に当該接続前情報要求を送信しないように送信回数の前記上限閾値を決定することを特徴とする請求項2又は8に記載の無線端末。
  10. 中継装置との接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求の送信を、無線端末において制御するプログラムであって、
    当該接続前情報要求の送信回数の上限閾値を設定する要求回数設定手段と、
    当該接続前情報要求の送信回数をカウントする要求計数手段と、
    カウントされた送信回数が設定された当該上限閾値以上であるか否かを判定する要求回数判定手段と、
    前記要求回数判定手段が真の判定を行った際、当該接続前情報要求の送信処理を停止する通信制御手段と
    してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
  11. 中継装置との接続前にアクセスネットワーク側の情報を取得するための接続前情報要求の送信を、無線端末において制御する方法であって、
    当該接続前情報要求の送信回数の上限閾値を設定する第1のステップと、
    当該接続前情報要求の送信回数をカウントする第2のステップと、
    カウントされた送信回数が設定された当該上限閾値以上であるか否かを判定する第3のステップと、
    第3のステップで真の判定が行われた際、当該接続前情報要求の送信処理を停止する第4のステップと
    を有することを特徴とする方法。
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