JP2015198430A - 無線ネットワークシステム、無線通信装置、接続方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、屋内であっても最適な無線ＬＡＮアクセスポイントが選択できる技術を提供することにある。
【解決手段】本発明は、無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、接続するアクセスポイントを選択する選択手段と、前記選択されたアクセスポイントに接続する接続手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線ネットワークシステム、無線通信装置、接続方法、及びプログラムに関するものである。

一般的な無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムでは、複数の無線ＬＡＮアクセスポイントが存在する環境で無線ＬＡＮクライアントが新規に通信する際、過去に接続したことのある無線ＬＡＮアクセスポイントと自動的に接続する方法と、無線ＬＡＮアクセスポイントの電波強度が高い無線ＬＡＮアクセスポイントと自動的に接続する方法とがある。しかしながら、以下の問題があった。

無線クライアントが最後に接続した無線ＬＡＮアクセスポイント、または電波強度がより強い無線ＬＡＮアクセスポイントと自動的に接続すると、接続する無線ＬＡＮアクセスポイントの使用チャンネルと同じまたは隣接するチャンネルを使用する別の無線ＬＡＮアクセスポイントが存在する場合、安定した通信ができない場合があった。

無線ＬＡＮクライアントが、無線ＬＡＮアクセスポイントと接続済みの無線ＬＡＮクライアントとの通信状態を考慮していなかった。このため、他無線ＬＡＮクライアントのデータ通信量の多い無線ＬＡＮアクセスポイントと接続した場合、実際の通信速度が遅い場合があった。

これを解決するために、特許文献１では、無線ＬＡＮ端末がＧＰＳからの位置情報と無線ＬＡＮ端末が検出できた無線ＬＡＮアクセスポイントの情報とを管理サーバに送信し、管理サーバがこれらの情報に基づいて、無線ＬＡＮ端末が最適に接続できる無線ＬＡＮアクセスポイントを選択する技術を開示している。

特開２００６−０６７１０３号公報

しかしながら、特許文献１ではＧＰＳによって取得した位置情報を用いているため、屋等のようなＧＰＳによって位置情報が取得できない状況では、最適に通信できる無線ＬＡＮが選択できない場合が生じてしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、屋内であっても最適な無線ＬＡＮアクセスポイントが選択できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するための本願発明は、無線ネットワークシステムであって、前記無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、接続するアクセスポイントを選択する選択手段と、前記選択されたアクセスポイントに接続する接続手段とを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための本願発明は、無線ネットワークシステムにおける無線通信装置であって、前記無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、接続するアクセスポイントを選択する選択手段と、前記選択されたアクセスポイントに接続する接続手段とを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための本願発明は、無線ネットワークシステム内のアクセスポイントに接続する接続方法であって、前記無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、接続するアクセスポイントを選択する選択ステップと、前記選択されたアクセスポイントに接続する接続ステップとを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための本願発明は、無線ネットワークシステムにおける無線通信装置のプログラムであって、前記プログラムは前記無線通信装置を、前記無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、接続するアクセスポイントを選択する選択手段と、前記選択されたアクセスポイントに接続する接続手段として機能させることを特徴とする。

本発明によると、屋内であっても最適な無線ＬＡＮアクセスポイントが選択できる。

図１は無線ＬＡＮシステムの概略図である。 図２は、本発明の無線ＬＡＮシステムのブロック図である。 図３は無線ＬＡＮクライアント３００の動作を説明するためのシーケンス図である。 図４は無線ＬＡＮクライアント４００の動作を説明するためのシーケンス図である。 図５は無線ＬＡＮクライアント５００の動作を説明するためのシーケンス図である。 図６は無線ＬＡＮクライアント６００の動作を説明するためのシーケンス図である。

本発明について図面を用いて説明する。

図１は、本発明における無線ＬＡＮシステムの概略図である。図１のように、未接続状態の無線ＬＡＮクライアント１００と、任意の無線ＬＡＮアクセスポイントと接続中の無線ＬＡＮクライアント１３０〜１３４と、無線ＬＡＮアクセスポイント１４０〜１４２の構成からなる。

未接続の無線ＬＡＮクライアント１００は、無線ＬＡＮインターフェイス１１０と情報管理アプリケーション１２０とを含む。無線ＬＡＮインターフェイス１１０は、一般的な無線ＬＡＮ通信機能を持つ。情報管理アプリケーション１２０は、無線ＬＡＮインターフェイス１１０を使い、無線ＬＡＮアクセスポイント１４０〜１４２の電波強度と使用チャンネルの情報、及び無線ＬＡＮアクセスポイント１４０〜１４２と無線ＬＡＮクライアント１３０〜１３４との間で実際に通信したデータ量を取得して保持する機能を持つ。

未接続の無線ＬＡＮクライアント１００は、情報管理アプリケーション１２０が保持する無線ＬＡＮアクセスポイント１４０〜１４２各々の電波強度と使用チャンネルの情報、及び無線ＬＡＮアクセスポイント１４０〜１４２と無線ＬＡＮクライアント１３０〜１３４との間の各通信データ量を元に、電波状態が良く、接続速度の早い無線ＬＡＮアクセスポイントを特定する。

このようにして、本発明では、未接続の無線ＬＡＮクライアント１００は、電波状態が良く、接続速度の早い無線ＬＡＮアクセスポイントとの接続が可能となる。

（第１の実施の形態）
本発明の詳細について説明する。図２は、本発明の無線ＬＡＮシステムのブロック図である。図２を参照すると、無線ＬＡＮシステムは、無線ＬＡＮでネットワークに未接続である無線ＬＡＮクライアント２００と、無線ＬＡＮアクセスポイント２４０〜２４２と、無線ＬＡＮアクセスポイント２４０〜２４２と無線ＬＡＮでネットワーク接続中である無線ＬＡＮクライアント２３０〜２３４を有する。

無線ＬＡＮクライアント２００は、ネットワークインターフェイス部２１０と、情報管理アプリケーション部２２０とを備えている。

情報管理アプリケーション部２２０は、無線ＬＡＮ制御部２２１と、アクセスポイント情報管理部２２２と、接続情報管理部２２３とを備えている。

無線ＬＡＮインターフェイス部２１０は、一般的な無線ＬＡＮ通信機能であり、無線ＬＡＮアクセスポイント２４０〜２４２の各々の電波強度、使用チャンネル、及び無線ＬＡＮアクセスポイント２４０〜２４２と無線ＬＡＮクライアント１３０〜１３４との間で通信したデータ量を取得する。

無線ＬＡＮ制御部２２１は、無線ＬＡＮインターフェイス部２１０と通信して、無線ＬＡＮアクセスポイント２４０〜２４２の各々が送出するビーコン信号からＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identification）とＥＳＳＩＤ(Extended Service Set Identification)と電波強度と使用チャンネルとを取得し、アクセスポイント情報管理部２２２へ通知する。また、無線ＬＡＮインターフェイス部２１０と通信して、無線ＬＡＮアクセスポイント２４０〜２４２と無線ＬＡＮクライアント１３０〜１３４との間の通信をキャプチャすることで通信したデータ量を取得し、接続情報管理部２２３へ通知する。

アクセスポイント情報管理部２２２は、無線ＬＡＮ制御部２２１と通信して、無線ＬＡＮアクセスポイント２４０〜２４２其々の電波強度と使用チャンネルを取得して保存する。

接続情報管理部２２３は、無線ＬＡＮ制御部２２１と通信して、無線ＬＡＮアクセスポイント２４０〜２４２と無線ＬＡＮアクセスポイント２３０〜２３４との間で実際に通信したデータ量を取得して保存する。

次に、図３、図４を参照して動作について詳細に説明する。

図３において、無線ＬＡＮクライアント３００が、周辺に存在する無線ＬＡＮアクセスポイントのＢＳＳＩＤ、ＥＳＳＩＤ、電波強度及び使用チャンネルの情報を取得する動作、及び他無線ＬＡＮクライアントが実際に通信したデータ量を取得する動作を示す。

まず、無線ＬＡＮアクセスポイントの情報を取得する。このとき、情報取得するチャンネルに設定するため、情報管理アプリケーション部３２０では、無線ＬＡＮ制御部３２１が無線ＬＡＮインターフェイス部３１０へチャンネル設定要求する（Ａ１）。

無線ＬＡＮインターフェイス部３１０は、無線ＬＡＮのチャンネル設定し（Ａ２）、無線ＬＡＮ制御部３２１へチャンネル設定応答する（Ａ３）。

さらに、無線ＬＡＮアクセスポイントの情報を取得するため、情報管理アプリケーション部３２０では、無線ＬＡＮ制御部３２１が無線ＬＡＮインターフェイス部３１０へスキャン要求する（Ａ４）。

無線ＬＡＮインターフェイス部３１０は、周辺のビーコンを送出している無線ＬＡＮアクセスポイントの情報をスキャン実行し（Ａ５）、無線ＬＡＮ制御部３２１へスキャン応答する（Ａ６）。

さらに、スキャン応答（Ａ６）を受信した無線ＬＡＮ制御部３２１は、受信結果を保存するため、アクセスポイント情報管理部３２２へスキャン情報保存要求する（Ａ７）。

アクセスポイント情報管理部３２２は、スキャン情報保存し（Ａ８）、無線ＬＡＮ制御部３２１へスキャン情報保存応答する（Ａ９）。

次に、無線ＬＡＮアクセスポイントと他無線ＬＡＮクライアントのデータ通信状況を取得する。このとき、情報管理アプリケーション部３２０では、無線ＬＡＮ制御部３２１が無線ＬＡＮインターフェイス部３１０へキャプチャ実行要求する（Ａ１０）。

無線ＬＡＮインターフェイス部３１０は、一定時間、他無線ＬＡＮクライアントの通信をキャプチャ実行（Ａ１１）後、無線ＬＡＮ制御部３２１へキャプチャ実行結果応答する（Ａ１２）。

さらに、キャプチャ実行結果応答（Ａ１２）を受信した無線ＬＡＮ制御部３２１は、キャプチャ結果を元にＥＳＳＩＤ毎に実際に通信したデータ量にまとめるため、キャプチャ結果解析する（Ａ１３）。

この結果を保存するため、接続情報管理部３２３へ通信データ量保存要求する（Ａ１４）。接続情報管理部３２３は、通信データ量保存し（Ａ１５）、無線ＬＡＮ制御部３２１へ通信データ量保存応答する（Ａ１６）。

この図３に示した方法を、無線ＬＡＮクライアント３００がサポートする全無線ＬＡＮチャンネルに対して行う。これにより、周辺に存在する無線ＬＡＮアクセスポイントのＢＳＳＩＤ、ＥＳＳＩＤ、電波強度、及び使用チャンネルの情報を取得し、他無線ＬＡＮクライアントが実際に通信したデータ量を取得することができる。

図４において、無線ＬＡＮクライアント４００が、複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの内の１つを選定し、無線ＬＡＮアクセスポイントと接続する方法を示す。

まず、取得済みの無線ＬＡＮアクセスポイントの情報から、他の無線ＬＡＮアクセスポイントと輻輳しているアクセスポイントを確認する。このとき、取得済みの無線ＬＡＮアクセスポイントの全情報を取得するため、情報管理アプリケーション部４２０では、無線ＬＡＮ制御部４２１がアクセスポイント情報管理部４２２へスキャン情報取得要求する（Ｂ１）。

アクセスポイント情報管理部４２２では、スキャン情報取得し（Ｂ２）、無線ＬＡＮ制御部４２１へスキャン情報取得応答する（Ｂ３）。

さらに、チャンネルが輻輳している無線ＬＡＮアクセスポイントを検出するため、スキャン情報取得応答（Ｂ３）を受信した無線ＬＡＮ制御部４２１は、使用チャンネルの情報に基づいて輻輳チャンネル検出する（Ｂ４）。

次に、取得済みの通信データ量の情報から、一定量以上の通信を行っている無線ＬＡＮアクセスポイントを確認する。このとき、取得済みの通信データ量の全情報を取得するため、情報管理アプリケーション部４２０では、無線ＬＡＮ制御部４２１が接続情報管理部４２３へ通信データ量取得要求する（Ｂ５）。

接続情報管理部４２３では、通信データ量取得し（Ｂ６）、無線ＬＡＮ制御部４２１へ通信データ量取得応答する（Ｂ７）。

さらに、一定量以上のデータ通信している無線ＬＡＮアクセスポイントを検出するため、通信データ量取得応答（Ｂ７）を受信した無線ＬＡＮ制御部４２１は、通信データ量超過検出する（Ｂ８）。

最後に、無線ＬＡＮ制御部４２１は、輻輳チャンネル検出（Ｂ４）、及び通信データ量超過検出（Ｂ８）の結果を元に、所定の電波強度以上の接続アクセスポイント選定する（Ｂ９）。

さらに、選定した無線ＬＡＮアクセスポイントと接続するため、情報管理アプリケーション部４２０では、無線ＬＡＮ制御部４２１が無線ＬＡＮインターフェイス部４１０へアクセスポイント接続要求する（Ａ１０）。無線ＬＡＮインターフェイス部４１０は、アクセスポイント接続処理し（Ｂ１１）、無線ＬＡＮ制御部４２１へアクセスポイント接続応答する（Ｂ１２）。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態として、その基本構成は上記実施の形態と同じであるが、実際に接続中のネットワーク機器台数が最も少ない無線ＬＡＮアクセスポイントに無線クライアントが接続する場合の動作を、図５と図６とのシーケンス図を使用して説明する。

図５において、無線ＬＡＮクライアント５００が、周辺に存在する無線ＬＡＮアクセスポイントのＢＳＳＩＤ、ＥＳＳＩＤ、電波強度、及び使用チャンネルの情報を取得し、他無線ＬＡＮクライアントが実際に通信したデータ量と無線ＬＡＮアクセスポイントに接続中のネットワーク機器台数とを取得する動作を示す。

まず、無線ＬＡＮアクセスポイントの情報を取得する。このとき、Ｃ１からＣ１６の動作は、図３のＡ１からＡ１６の動作と同じとなる。

次に、無線ＬＡＮアクセスポイントに接続中の無線ＬＡＮクライアントの数を取得する。このとき、情報管理アプリケーション部５２０では、無線ＬＡＮ制御部５２１が、無線ＬＡＮアクセスポイントと接続するため、無線ＬＡＮインターフェイス部５１０へアクセスポイント接続要求する（Ｃ１７）。

無線ＬＡＮインターフェイス部５１０は、アクセスポイント接続処理（Ｃ１８）後、無線ＬＡＮ制御部５２１へアクセスポイント接続応答する（Ｃ１９）。

さらに、アクセスポイント接続応答（Ｃ１９）を受信した無線ＬＡＮ制御部５２１は、無線ＬＡＮインターフェイス部５１０へＡＲＰ送信要求する（Ｃ２０）。

無線ＬＡＮインターフェイス部５１０は、ＡＲＰ送信実行（Ｃ２１）後、ＡＲＰ応答があった場合には、無線ＬＡＮ制御部５２１へＡＲＰ応答する（Ｃ２２）。

無線ＬＡＮ制御部５２１は、ＡＲＰ応答（Ｃ２２）を受信した場合には接続台数カウントする（Ｃ２３）。さらに、無線ＬＡＮ制御部５２１は、接続台数カウント（Ｃ２３）した結果を保存するため、接続情報管理部５２３へ接続情報保存要求する（Ｃ２４）。接続情報管理部５２３は、接続台数保存（Ｃ２５）し、無線ＬＡＮ制御部５２１へ接続情報保存応答する（Ｃ２６）。

上記のＡＲＰ送信要求（Ｃ２０）からＡＲＰ応答（Ｃ２２）の動作を、Ｃ１７で接続した無線ＬＡＮアクセスポイントのネットワーク内に存在可能な全てのアドレスに対して行うことで、無線ＬＡＮアクセスポイントに接続中のネットワーク機器を確認できる。

また、この図５の手順を、無線ＬＡＮクライアント５００がサポートする、全ての無線ＬＡＮチャンネルに対して行うことで、周辺に存在する無線ＬＡＮアクセスポイントのＢＳＳＩＤ、ＥＳＳＩＤ、電波強度、及び使用チャンネルの情報を取得し、他無線ＬＡＮクライアントが実際に通信したデータ量及び無線ＬＡＮアクセスポイントと接続中のネットワーク機器台数を取得することができる。

図６において、無線ＬＡＮクライアント６００が、複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの内の１つを選定し、無線ＬＡＮアクセスポイントと接続する手順を示す。

まず、取得済みの無線ＬＡＮアクセスポイントの情報から、他の無線ＬＡＮアクセスポイントと輻輳しているアクセスポイントとを確認する。このとき、Ｄ１からＤ４の動作は、図４のＢ１からＢ４の動作と同じとなる。

次に、取得済みの通信データ量の情報から、一定量以上の通信を行っている無線ＬＡＮアクセスポイントを確認する。このとき、Ｄ５からＤ８の動作は、図４のＢ５からＢ８の動作と同じとなる。

次に、取得済みの接続台数の情報から、一定数以上のネットワーク機器が接続されている無線ＬＡＮアクセスポイントを確認する。このとき、取得済みのネットワーク機器台数の全情報を取得するため、情報管理アプリケーション部６２０では、無線ＬＡＮ制御部６２１が接続情報管理部６２３へ接続台数取得要求する（Ｄ９）。

接続情報管理部６２３では、接続台数取得し（Ｄ１０）、無線ＬＡＮ制御部６２１へ接続台数取得応答する（Ｄ１１）。

さらに、一定数以上のネットワーク機器機が接続されている無線ＬＡＮアクセスポイントを検出するため、接続台数取得応答（Ｄ１１）を受信した無線ＬＡＮ制御部６２１は、接続台数超過検出する（Ｄ１２）。

最後に、無線ＬＡＮ制御部６２１は、輻輳チャンネル検出（Ｄ４）、通信データ量超過検出（Ｄ８）、及び接続台数超過検出（Ｄ１２）の結果から、使用チャンネルが輻輳せず、且つ実際の通信量が最も少なく、且つ接続ネットワーク機器台数が最も少なく、且つ所定の電波強度以上の接続アクセスポイント選定する（Ｄ１３）。

さらに、選定した無線ＬＡＮアクセスポイントと接続するため、情報管理アプリケーション部６２０では、無線ＬＡＮ制御部６２１が無線ＬＡＮインターフェイス部６１０へアクセスポイント接続要求する（Ｄ１４）。無線ＬＡＮインターフェイス部６１０は、アクセスポイント接続処理（Ｄ１５）し、無線ＬＡＮ制御部６２１へアクセスポイント接続応答する（Ｄ１６）。

このように、本実施の形態では、無線ＬＡＮアクセスポイントに接続中のネットワーク機器台数を接続条件とすることで、無線ＬＡＮクライアントが、ネットワーク負荷のより少ない無線ＬＡＮアクセスポイントと接続できるという効果が得られる。

上記本発明によると下記のような効果が得られる。
第１の効果は、無線ＬＡＮクライアントは、複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの内で、安定して通信可能な１つを選択して通信できることである。その理由は、無線ＬＡＮクライアントが、複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの電波強度／使用チャンネルの情報を取得し、他の無線ＬＡＮアクセスポイントが使用しているチャンネルと同じまたは隣接するチャンネルを使用しない無線ＬＡＮアクセスポイントと接続するためである。

第２の効果は、無線ＬＡＮクライアントは、複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの内で、通信速度の早い１つを選択して通信できることである。その理由は、無線ＬＡＮクライアントが、各無線ＬＡＮアクセスポイントの通信データ量を取得し、通信データ量の少ない無線ＬＡＮアクセスポイントと接続することができることである。

１００ 無線ＬＡＮクライアント
１１０ 無線ＬＡＮインターフェイス
１２０ 情報管理アプリケーション
１３０〜１３３ 無線ＬＡＮクライアント
１４０〜１４２ 無線ＬＡＮアクセスポイント
２００ 無線ＬＡＮクライアント
２１０ 無線ＬＡＮインターフェイス部
２２０ 情報管理アプリケーション部
２３０〜２３３ 無線ＬＡＮクライアント
２４０〜２４２ 無線ＬＡＮアクセスポイント
３２０ 情報管理アプリケーション部
３２１ 無線ＬＡＮ制御部
３２２ アクセスポイント情報管理部
３２３ 接続情報管理部
４２１ 無線ＬＡＮ制御部
４２２ アクセスポイント情報管理部
４２３ 接続情報管理部
５２１ 無線ＬＡＮ制御部
５２２ アクセスポイント情報管理部
５２３ 接続情報管理部
６２１ 無線ＬＡＮ制御部
６２２ アクセスポイント情報管理部
６２３ 接続情報管理部

Claims (7)

1. 無線ネットワークシステムであって、
   前記無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、接続するアクセスポイントを選択する選択手段と、
   前記選択されたアクセスポイントに接続する接続手段と
   を有することを特徴とする無線ネットワークシステム。
2. 前記選択手段は、前記選択したアクセスポイントの内、接続中のネットワーク機器の台数が最も少ないアクセスポイントを選択することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークシステム。
3. 無線ネットワークシステムにおける無線通信装置であって、
   前記無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、接続するアクセスポイントを選択する選択手段と、
   前記選択されたアクセスポイントに接続する接続手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
4. 前記選択手段は、前記選択したアクセスポイントの内、接続中のネットワーク機器の台数が最も少ないアクセスポイントを選択することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 無線ネットワークシステム内のアクセスポイントに接続する接続方法であって、
   前記無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、
   接続するアクセスポイントを選択する選択ステップと、
   前記選択されたアクセスポイントに接続する接続ステップと
   を有することを特徴とする接続方法。
6. 前記選択ステップは、前記選択したアクセスポイントの内、接続中のネットワーク機器の台数が最も少ないアクセスポイントを選択することを特徴とする請求項５に記載の接続方法。
7. 無線ネットワークシステムにおける無線通信装置のプログラムであって、前記プログラムは前記無線通信装置を、
   前記無線ネットワークシステム内の各アクセスポイントとの電波強度と、前記各アクセスポイントの輻輳情報と、前記各アクセスポイントの実際の通信量とに基づいて、接続するアクセスポイントを選択する選択手段と、
   前記選択されたアクセスポイントに接続する接続手段と
   して機能させることを特徴とするプログラム。

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