JP2016048829A

JP2016048829A - 通信制御システム、通信制御装置、及び通信制御方法

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Publication number: JP2016048829A
Application number: JP2014172603A
Authority: JP
Inventors: 寛規井上; Hironori Inoue; 徹奥川; Toru Okugawa
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-04-07
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: JP6267603B2

Abstract

【課題】処理負荷の増大と通信断時間の増加とを抑制しつつ、通信安定性を向上させながら、通信負荷を分散することである。【解決手段】通信制御システム１は、ＵＥ４０と、ＵＥ４０とＡＰ２０を介して通信可能な負荷分散装置１０とを有する。負荷分散装置１０は、接続ＡＰ取得部１１と接続先ＡＰ切替え指示部１３とを有する。接続ＡＰ取得部１１は、ＵＥ４０が接続可能なＡＰの識別情報を取得する。接続先ＡＰ切替え指示部１３は、接続ＡＰ取得部１１により取得された識別情報を用いて、接続中のＵＥの数が各ＡＰの平均値以上のＡＰ２０に接続するＵＥの中から、ＡＰ２０以外の他のＡＰに接続可能なＵＥ４０を特定し、ＵＥ４０に対し、接続先となるＡＰの切替えを指示する。ＵＥ４０は、上記切替えの指示に従い、接続先となるＡＰを切り替える接続先ＡＰ切替え部４２を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、通信制御システム、通信制御装置、及び通信制御方法に関する。

従来、無線通信技術の発達に伴い、１台のＵＥ（User Equipment）が複数のＡＰ（Access Point）を利用可能な無線ＬＡＮ（Local Area Network）環境が普及しつつある。この様な環境では、通常、ＵＥは、複数のＡＰの中から、最も電波強度の大きいＡＰを接続先として選択する。このため、ＡＰ間に接続ＵＥ数の偏りが生じ、空いているＡＰが他に存在するにも拘らず、特定のＡＰにＵＥが集中してしまうことがある。その結果、ＵＥの通信スループットが低下してしまうことがある。

上記問題点を解決するには、ＡＰ間の負荷を分散することが有効である。ＡＰ間の負荷を分散する技術として、非特許文献１には、各ＡＰが各ＵＥのスループットを監視し、各ＡＰの負荷を均等化する様にＵＥの接続先ＡＰを切り替える方法が記載されている。具体的には、負荷分散を実行するＡＰは、隣接ＡＰの中から、配下のＵＥの要求満足率の高いＡＰを切替え先として選択する。ここで、要求満足率とは、各ＵＥの通知する要求スループットに対する各ＵＥの実スループットの比である。切替え先選択後、ＡＰは、要求満足率の低い自ＡＰのＵＥから順に切替えを実行させ、切替え後のＵＥの実スループットが切替え前よりも減少していない場合には、切替えを完了させる。

"ネットワーク主導強制ハンドオーバによる隣接アクセスポイント間無線ＬＡＮ負荷分散手法の評価"、吉田智哉、石原進、情報処理学会研究報告、一般社団法人情報処理学会、Feb.2007.

しかしながら、上述した従来の技術には、以下の様な問題点が懸念される。第１に、各ＡＰにおいて、各ＵＥの要求スループット及び実スループットの常時監視や、他のＡＰとの負荷状況の共有といった処理が必要となり、ＡＰ、ＵＥの処理負荷が増大する。第２に、各ＡＰは、ＵＥの接続先切替え後に該切替えの妥当性を判定するため、妥当でない切替えの切り戻しが発生することがあり、この場合、ＵＥの通信断時間が増加する。第３に、各ＵＥの実スループットは常時変動するため、各ＡＰが実スループットを用いた切替えを行うと、ＵＥの接続先が頻繁に変わり、通信安定性が阻害される。一方、各ＡＰが、各ＵＥに対する実スループットの監視の頻度を下げると、各ＵＥの通信状況に即した負荷分散とならない可能性がある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、処理負荷の増大と通信断時間の増加とを抑制しつつ、通信安定性を向上させながら、通信負荷を分散することができる通信制御システム、通信制御装置、及び通信制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する通信制御システムは、一つの態様において、無線端末と、該無線端末と中継装置を介して通信可能な通信制御装置とを有する通信制御システムであって、前記通信制御装置は、前記無線端末が接続可能な中継装置の識別情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された識別情報を用いて、接続中の無線端末の数が各中継装置の平均値以上の中継装置に接続する無線端末の中から、前記中継装置以外の他の中継装置に接続可能な無線端末を特定し、該無線端末に対し、接続先となる中継装置の切替えを指示する切替え指示部とを有し、前記無線端末は、前記切替えの指示に従い、接続先となる中継装置を切り替える切替え部を有する。

また、本願の開示する通信制御装置は、一つの態様において、無線端末と中継装置を介して通信可能な通信制御装置であって、前記無線端末が接続可能な中継装置の識別情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された識別情報を用いて、接続中の無線端末の数が各中継装置の平均値以上の中継装置に接続する無線端末の中から、前記中継装置以外の他の中継装置に接続可能な無線端末を特定し、該無線端末に対し、接続先となる中継装置の切替えを指示する切替え指示部とを有する。

更に、本願の開示する通信制御方法は、一つの態様において、無線端末と、該無線端末と中継装置を介して通信可能な通信制御装置とを有する通信制御システムで実行される通信制御方法であって、前記通信制御装置が、前記無線端末が接続可能な中継装置の識別情報を取得する取得工程と、前記取得工程にて取得された識別情報を用いて、接続中の無線端末の数が各中継装置の平均値以上の中継装置に接続する無線端末の中から、前記中継装置以外の他の中継装置に接続可能な無線端末を特定し、該無線端末に対し、接続先となる中継装置の切替えを指示する切替え指示工程と、前記無線端末が、前記切替えの指示に従い、接続先となる中継装置を切り替える切替え工程とを含む。

本願の開示する通信制御システム、通信制御装置、及び通信制御方法は、処理負荷の増大と通信断時間の増加とを抑制しつつ、通信安定性を向上させながら、通信負荷を分散することができるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係る通信制御システムの構成を示す図である。図２は、実施例１に係る通信制御システムの動作を説明するための図である。図３は、実施例２に係る通信制御システムの構成を示す図である。図４は、実施例２に係る通信制御システムの動作を説明するための図である。

以下に、本願の開示する通信制御システム、通信制御装置、及び通信制御方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する通信制御システム、通信制御装置、及び通信制御方法が限定されるものではない。

まず、本願の開示する一実施例に係る通信制御システム１の構成を説明する。図１は、実施例１に係る通信制御システム１の構成を示す図である。図１に示す様に、通信制御システム１は、負荷分散装置１０とＡＰ２０とＵＥ４０とを有する。負荷分散装置１０とＡＰ２０とは有線接続され、ＡＰ２０とＵＥ４０とは無線接続されている。図１において、各機能的構成部分間における論理的な接続を破線により示す。

負荷分散装置１０は、接続ＡＰ取得部１１と接続ＵＥ数偏り検知部１２と接続先ＡＰ切替え指示部１３とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。接続ＡＰ取得部１１は、接続ＡＰリスト１１１とＵＥ数管理テーブル１１２とを有する。接続ＡＰ取得部１１は、ＵＥ４０からＡＰ識別情報（例えば、ＢＳＳＩＤ：Basic Service Set InDentifier）を受信し、ＵＥ４０に対応付けて、接続ＡＰリスト１１１に記憶させる。また、接続ＡＰ取得部１１は、ＵＥ４０からＡＰ識別情報を受信すると、ＵＥ数管理テーブル１１２内のＡＰ識別情報の内、ＵＥ４０が接続中のＡＰの識別情報に対応する配下ＵＥ数を更新する。

接続ＵＥ数偏り検知部１２は、隣接ＡＰ配下ＵＥ数の平均値からの差分の閾値を事前に設定しておき、該差分の値が上記閾値を超えたＡＰがある場合に、ＡＰの接続ＵＥ数に偏りが有るものと判定する。接続ＵＥ数に偏りが有ると判定された場合には、接続ＵＥ数偏り検知部１２は、接続先ＡＰ切替え指示部１３に対し、ＵＥの接続先ＡＰの切替えを指示すると共に、各ＡＰの配下ＵＥ数の平均値との差分を通知する。接続先ＡＰ切替え指示部１３は、上記切替えの指示を受けると、接続ＡＰ取得部１１から、各ＵＥが接続可能なＡＰの識別情報を取得し、該ＡＰ識別情報と上記差分とを基に、ＵＥ４０に対し、接続先ＡＰの切替えを指示する。

ＡＰ２０は、ビーコンにより、自ＡＰの識別情報をＵＥ４０に送信する。また、ＡＰ２０は、ＵＥ４０からＡＰ識別情報を受信し、負荷分散装置１０宛に転送する。ＡＰ２０は、負荷分散装置１０から接続先ＡＰ切替え指示を受信し、ＵＥ４０宛に転送する。

ＵＥ４０は、ＢＳＳＩＤ通知部４１と接続先ＡＰ切替え部４２とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。ＢＳＳＩＤ通知部４１は、ＡＰ２０から受信されたＡＰ識別情報を負荷分散装置１０宛に送信する。接続先ＡＰ切替え部４２は、負荷分散装置１０からの指示に従い、ＵＥ４０の接続先ＡＰを変更する。

次に、通信制御システム１の動作を説明する。

図２は、実施例１に係る通信制御システム１の動作を説明するための図である。動作説明の前提として、ＵＥ４０は、ＡＰ２０、３０の何れにも接続可能なエリアに位置し、ＡＰ２０に接続したものとする。

まずＳ１では、ＵＥ４０のＢＳＳＩＤ通知部４１は、各ＡＰ２０、３０から定期的に送信されるビーコンを受信すると、該ビーコンの中から、送信元ＡＰの識別情報（例えば、ＢＳＳＩＤ）を取得する。次に、ＢＳＳＩＤ通知部４１は、取得されたＡＰ識別情報を、ＡＰ２０を介して、負荷分散装置１０宛に送信する（Ｓ２）。

負荷分散装置１０の接続ＡＰリスト１１１には、接続中ＡＰと接続可能ＡＰとがＵＥ毎に記憶されており、負荷分散装置１０が、接続ＡＰ取得部１１により、Ｓ２で送信されたＡＰ識別情報を受信すると、該ＡＰ識別情報が、ＵＥ４０に対応付けて記憶される（Ｓ３）。例えば、ＵＥ４０は、現在ＡＰ２０に接続中であるが、ＡＰ２０に加えてＡＰ３０からもＡＰ識別情報を受信している。上記ビーコンからは、ＡＰ識別情報の示すＡＰがＵＥ４０に接続中であるか否かの判定も可能である。従って、接続ＡＰリスト１１１には、ＵＥ４０の接続中ＡＰとして“ＡＰ２０”が登録され、ＵＥ４０の接続可能ＡＰとして“ＡＰ２０”、“ＡＰ３０”が登録される。

また、負荷分散装置１０のＵＥ数管理テーブル１１２には、ＡＰ配下のＵＥ数が、隣接するＡＰ毎に記憶されると共に、隣接ＡＰ配下のＵＥ数の平均値が記憶されている。負荷分散装置１０が、接続ＡＰ取得部１１により、Ｓ２で送信されたＡＰ識別情報を受信すると、該ＡＰ識別情報の内、ＵＥが接続中のＡＰの識別情報に対応する配下ＵＥ数を、１だけインクリメントする（Ｓ４）。例えば、ＵＥ４０は、ＡＰ２０に加えてＡＰ３０からもＡＰ識別情報を受信しているが、現在、ＡＰ２０に接続中である。従って、ＵＥ数管理テーブル１１２では、ＵＥ４０の接続中ＡＰである“ＡＰ２０”に対応する配下ＵＥ数が、１インクリメントされる。

なお、ＵＥ数管理テーブル１１２には、ＡＰ３０の配下ＵＥ数として“２０”が、ＡＰ２０の配下ＵＥ数として“８０”がそれぞれ記憶されているため、隣接ＡＰ配下のＵＥ数の平均値として、“５０”＝（２０＋８０）／２が記憶される。

接続ＵＥ数偏り検知部１２は、接続ＡＰ取得部１１から上記インクリメントの完了を検知すると（Ｓ５）、以下の処理を実行する。接続ＵＥ数偏り検知部１２は、隣接ＡＰ配下ＵＥ数の平均値からの差分の閾値として“±２０”を事前に設定しておき、該差分の値が上記閾値を超えたＡＰがある場合に、ＡＰ２０、３０間に接続ＵＥ数の偏りが有るものと判定する（Ｓ６）。接続ＵＥ数に偏りが有ると判定された場合には、接続ＵＥ数偏り検知部１２は、負荷分散の必要があるものと判断し、接続先ＡＰ切替え指示部１３に対し、ＵＥの接続先ＡＰの切替えを指示する（Ｓ７）。接続ＵＥ数偏り検知部１２は、該指示に併せて、各ＡＰの配下ＵＥ数の平均値との差分を接続先ＡＰ切替え指示部１３に通知する。

例えば、ＡＰ３０の配下ＵＥ数は“２０”であり、平均値“５０”との差分は“−３０”であるため、上記閾値“±２０”に収まらない。同様に、ＡＰ２０の配下ＵＥ数は“８０”であり、平均値“５０”との差分は“＋３０”であるため、上記閾値“±２０”に収まらない。従って、接続ＵＥ数偏り検知部１２は、ＡＰ２０、３０間に接続ＵＥ数の偏りが有るものと判定する。そして、接続ＵＥ数偏り検知部１２は、接続先ＡＰ切替え指示部１３に対し、Ｓ２におけるＡＰ識別情報の送信元であるＵＥ４０の接続先ＡＰの切替えを指示する。接続ＵＥ数偏り検知部１２は、該指示に併せて、各ＡＰ３０、２０の配下ＵＥ数の平均値との差分である“−３０”、“＋３０”を通知する。

なお、上記閾値は、必ずしも平均値から±何台と設定されなくてもよく、±何％（例えば、±３０％）という形式で設定されるものとしてもよい。また、閾値の基準となる値についても、必ずしも平均値でなくてもよく、絶対的な値（例えば、４０〜６０）であってもよい。この場合、該値は、例えば、ＡＰの収容可能なＵＥの台数、ＡＰの設置位置、ＡＰからの電波到達範囲（エリアの広さ）等に応じて、可変的に設定されるものとしてもよい。

また、ＵＥの接続先ＡＰの切替えが指示される契機は、必ずしも複数のＡＰ３０、２０に関し、上記差分が閾値を超えた場合に限らない。すなわち、隣接する複数のＡＰの内、何れか１つのＡＰ（例えば、ＡＰ２０）の配下ＵＥ数の平均値差分のみが上記閾値を超えた場合に、接続ＵＥ数偏り検知部１２が、ＵＥの接続先ＡＰの切替えを指示するものとしてもよい。更に、接続先ＡＰの切替え指示の対象となるＵＥに関しても、必ずしも、Ｓ２におけるＡＰ識別情報（例えば、ＢＳＳＩＤ）の送信元のＵＥでなくてもよく、接続可能ＡＰを複数有する他のＵＥであってもよい。

接続先ＡＰ切替え指示部１３は、上記Ｓ７にて切替えの指示を受けると、接続ＡＰ取得部１１から、各ＵＥが接続可能なＡＰの識別情報を取得し（Ｓ８）、該ＡＰ識別情報と、接続ＵＥ数偏り検知部１２から通知された上記平均値差分とを基に、ＵＥに対し、接続先ＡＰの切替えを指示する。例えば、図２に示す例では、接続先ＡＰ切替え指示部１３は、接続ＡＰ取得部１１から、ＵＥ４０が接続可能なＡＰの識別情報である“ＡＰ２０”、“ＡＰ３０”を取得する。続いて、接続先ＡＰ切替え指示部１３は、該ＡＰ識別情報と、接続ＵＥ数偏り検知部１２から通知された上記平均値差分“−３０”、“＋３０”とに基づき、接続先ＡＰを、現在のＡＰ２０から、配下ＵＥ数が平均値を下回るＡＰ３０へ切り替えることを、ＵＥ４０に指示する。

Ｓ９では、ＵＥ４０の接続先ＡＰ切替え部４２は、接続先ＡＰ切替え指示部１３からの上記指示に従い、ＵＥ４０の接続先ＡＰを、現在接続中のＡＰ２０からＡＰ３０に変更する。これにより、ＡＰ２０の負荷は、ＡＰ３０に分散され軽減される。

なお、図２では、ＵＥが３台の場合を例示したが、４台以上であってもよい。また、図２では、接続可能ＡＰが複数存在するＵＥは、ＵＥ４０のみであるため、ＵＥ４０が接続先ＡＰを切り替えるものとした。しかしながら、負荷分散装置１０からの指示に従って接続先ＡＰを切り替えるＵＥは、複数のＡＰに接続可能なＵＥであれば、ＵＥ４０でなくてもよい。

同様に、図２では、ＡＰが２台の場合を例示したが、３台以上であってもよい。また、図２では、配下ＵＥ数が平均値を下回るＡＰは、ＡＰ３０のみであるため、ＡＰ３０が新たな接続先ＡＰとして選択されるものとした。しかしながら、負荷分散装置１０からの指示に従ってＵＥが新たに接続するＡＰは、例えば、配下ＵＥ数の平均値との差分が最小値をとるＡＰや、該平均値との差分が負の値をとるＡＰ等であってもよい。

負荷分散装置１０は、上述した一連の処理（Ｓ２〜Ｓ９）を、ＵＥ４０以外のＵＥ（例えば、ＵＥ５０、６０）に関しても繰り返し実行するので、ＡＰ２０の負荷分散は継続される。

なお、負荷分散装置１０は、ネットワーク側に設置されており、例えば、ＡＰを集約するルータやＥＲ（Edge Router）や、ＡＰを集約するルータやＥＲよりも上位に設置された汎用装置、管理サーバである。また、負荷分散装置１０の有する各機能（例えば、接続ＡＰ取得部１１、接続ＵＥ数偏り検知部１２、接続先ＡＰ切替え指示部１３）は、必ずしも１つの装置に集中して実装される必要はなく、ネットワーク側の複数の装置（例えば、ＡＰやＥＲ、汎用装置）に分散して実装されるものとしてもよい。

以上、ＡＰ２０の構成及び動作を代表的に説明したが、他のＡＰ３０の構成及び動作は、ＡＰ２０の構成及び動作と同様であるので、その図示及び詳細な説明は省略する。また、ＵＥ４０の構成及び動作を代表的に説明したが、他のＵＥ５０、６０の構成及び動作は、ＵＥ４０の構成及び動作と同様である。従って、共通する構成要素には、末尾が同一の参照符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。

以上説明した様に、通信制御システム１は、ＵＥ４０と、ＵＥ４０とＡＰ２０を介して通信可能な負荷分散装置１０とを有する。負荷分散装置１０は、接続ＡＰ取得部１１と接続先ＡＰ切替え指示部１３とを有する。接続ＡＰ取得部１１は、ＵＥ４０が接続可能なＡＰ２０、３０の識別情報を取得する。接続先ＡＰ切替え指示部１３は、接続ＡＰ取得部１１により取得された識別情報を用いて、接続中のＵＥの数が各ＡＰ２０、３０の平均値以上のＡＰ２０に接続するＵＥの中から、ＡＰ２０以外の他のＡＰ３０に接続可能なＵＥ４０を特定し、ＵＥ４０に対し、接続先となるＡＰの切替えを指示する。ＵＥ４０は、上記切替えの指示に従い、接続先となるＡＰを切り替える接続先ＡＰ切替え部４２を有する。

通信制御システム１において、負荷分散装置１０の接続先ＡＰ切替え指示部１３は、上記接続中のＵＥの数と上記平均値との差分が所定の値を超えるＡＰ２０が存在する場合に、他のＡＰ３０に接続可能なＵＥ４０に対し、上記切替えを指示するものとしてもよい。また、負荷分散装置１０の接続先ＡＰ切替え指示部１３は、ＵＥ４０に対し、ＵＥ４０が接続可能なＡＰ２０、３０の内、接続中のＵＥの数が最小のＡＰ３０への切替えを指示するものとしてもよい。更に、ＵＥ４０は、ＵＥ４０が接続可能なＡＰ２０、３０から、該ＡＰ２０、３０の識別情報を受信し、該識別情報を、負荷分散装置１０に送信するＢＳＳＩＤ通知部４１を更に有するものとしてもよい。

すなわち、通信制御システム１は、ＡＰ２０、３０とＵＥ４０、５０、６０との連携により、各ＡＰ２０、３０配下のＵＥ数や、各ＵＥ４０、５０、６０が接続可能なＡＰの情報を用いて、各ＡＰ２０、３０配下の接続ＵＥ数を均等化する。これにより、複数のＡＰ２０、３０におけるＵＥ数の偏在は緩和され、負荷が分散される。その結果、ＵＥ４０、５０、６０の通信スループットが上昇する。より具体的には、第１に、各ＡＰ２０、３０において、各ＵＥ４０、５０、６０の要求スループット及び実スループットの常時監視や、他のＡＰとの負荷状況の共有といった処理が不要となり、ＡＰ、ＵＥの処理負荷が低減される。第２に、負荷分散装置１０は、各ＵＥ４０、５０、６０の接続先切替え前に該切替えの妥当性を判定するため、切り戻しの発生が未然に防止され、各ＵＥ４０、５０、６０の通信断時間が短時間に抑制される。第３に、負荷分散装置１０は、負荷判定の指標として、各ＵＥ４０、５０、６０の実スループットよりも経時的変動の少ない接続ＵＥ数を用いるため、負荷分散に伴って生じるＵＥ接続先切替えの頻度は減少し、高い通信安定性が維持される。

次に、実施例２について説明する。実施例２は、ＵＥがＡＰの機能を代理（ＡＰ化）する点において実施例１と異なる。実施例１では、接続ＵＥ数に偏りが生じた場合、通信制御システム１は、ＡＰ２０、３０の無線エリアが重複する領域（図２の網掛け部分）にいるＵＥ４０の接続先ＡＰを切り替えることで、負荷分散を図るものとした。このため、実施例１では、負荷分散に貢献するＵＥは、ＡＰ２０、３０の双方に接続可能な位置にいるＵＥ（例えば、ＵＥ４０）に限られてしまう。換言すれば、ＡＰ２０にのみ接続可能な位置にいるＵＥ（例えば、ＵＥ５０）、あるいはＡＰ３０にのみ接続可能な位置にいるＵＥ（例えば、ＵＥ６０）は、接続先ＡＰの切替え対象とはならず、負荷分散に貢献することができない。従って、十分な負荷分散の効果が得られないことがある。

上述の問題点は、複数のＡＰ２０、３０に接続可能なＵＥ（例えば、ＵＥ４０）の総数が少ない場合の様に、負荷分散が不十分となる場合に特に顕著となる。そこで、この様な場合には、複数のＡＰ２０、３０に接続可能なＵＥ（例えば、ＵＥ４０）に、ＡＰの機能を代理（代理ＡＰ化）させることで、接続先ＡＰの切替え対象となる無線エリアを拡大することが、負荷分散の効果を高める観点から有効である。

図３は、実施例２に係る通信制御システム１の構成を示す図である。図３に示す様に、実施例２に係る通信制御システム１は、図１に示した実施例１に係る通信制御システム１と同様の構成要素を複数含む。従って、実施例２では、実施例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。図３において、各機能的構成部分間における論理的な接続を破線により示す。以下においては、この様な実施例２に係る通信制御システム１の構成及び動作を、図３、図４を参照しながら、実施例１との相違点を中心として説明する。

図３に示す様に、負荷分散装置１０は、接続ＡＰ取得部１１、接続ＵＥ数偏り検知部１２、接続先ＡＰ切替え指示部１３の他に、代理化要否判定部１４と代理化指示部１５と代理ＡＰ接続指示部１６とを有する。代理化要否判定部１４は、実施例１に係る負荷分散処理の完了後、上記差分が閾値以下とならない場合には、代理化指示部１５に対し、代理ＡＰの選定と代理ＡＰ化の指示とを依頼する。代理化指示部１５は、上記差分を最小とすることができるＵＥを、代理ＡＰとして選定し、該代理ＡＰに代理ＡＰ化を指示する。代理ＡＰ接続指示部１６は、代理化指示部１５からの依頼に従い、ＵＥ５０に対し、上記代理ＡＰへの接続を指示する。

ＵＥ４０は、ＢＳＳＩＤ通知部４１、接続先ＡＰ切替え部４２の他に、代理化部４３を有する。代理化部４３は、負荷分散装置１０の代理化指示部１５からの指示に従い、ＵＥ４０の代理ＡＰ機能を有効化（代理ＡＰ化）する。

ＵＥ５０は、代理ＡＰ接続部５１を有する。代理ＡＰ接続部５１は、負荷分散装置１０の代理ＡＰ接続指示部１６からの指示に従い、ＵＥ５０を、代理ＡＰ（例えば、代理ＡＰ化されたＵＥ４０）に接続させる。

図４は、実施例２に係る通信制御システム１の動作を説明するための図である。動作説明の前提として、ＵＥ４０は、ＡＰ２０、３０の何れにも接続可能なエリアに位置し、図２に示した負荷分散処理（Ｓ１〜Ｓ９）の実行により、接続先ＡＰをＡＰ２０からＡＰ３０に切り替えた直後である。

まずＳ１１では、負荷分散装置１０の接続先ＡＰ切替え指示部１３は、代理化要否判定部１４に対し、負荷分散処理（図２参照）の実行が完了したことを通知する。該通知を受けた代理化要否判定部１４は、負荷分散処理の実行により、隣接ＡＰ配下ＵＥ数の平均値からの差分が閾値以下となったか否かを判定する。該判定の結果、負荷分散処理の完了にも拘らず、上記差分が閾値以下とならない場合には、代理化要否判定部１４は、負荷分散が不十分であったと判断し、ＵＥの代理ＡＰ化が必要であると判定する（Ｓ１２）。そして、代理化要否判定部１４は、代理化指示部１５に対し、代理ＡＰの選定と代理ＡＰ化の指示とを依頼する（Ｓ１３）。

上記依頼を受けた代理化指示部１５は、複数のＡＰ２０、３０に接続可能な全てのＵＥ（例えば、ＵＥ４０）に対し、一旦代理ＡＰとして、ビーコンの送信を指示した後、接続ＡＰリスト１１１に記憶されている接続可能ＡＰの識別情報を取得する（Ｓ１４）。なお、ＵＥが負荷分散装置１０に上記ビーコンを送信する際に使用するチャネルは、上記ＵＥとＡＰ２０、３０との間の通信との区別や干渉回避のため、上記ＵＥがＡＰとの接続で使用するチャネルとは別のチャネルであることが望ましい。次に、代理化指示部１５は、Ｓ１４で取得された上記識別情報を基に、配下ＵＥ数の多い（例えば、最大の）ＡＰの配下のＵＥの内、代理ＡＰに接続可能なＵＥの数を算出する。そして、代理化指示部１５は、該算出の結果を基に、複数のＡＰ２０、３０に接続可能なＵＥの中から、上記差分を最小とすることができるＵＥを、代理ＡＰとして選定する。

本実施例では、ＵＥ４０が代理ＡＰに選定されたものとする。Ｓ１５では、代理化指示部１５は、代理ＡＰに選定されたＵＥ４０に対し、代理ＡＰ機能の有効化を指示する。該指示の送信に使用されるチャネルは、ＵＥ４０が上記ビーコンの送信に使用したチャネルと同一のチャネルであることが望ましい。上記指示に併せて、代理化指示部１５は、代理ＡＰ接続指示部１６に対し、代理ＡＰへの接続の指示を依頼する（Ｓ１６）。なお、代理化指示部１５は、上記算出処理において、代理ＡＰに接続可能なＵＥを把握している。本実施例では、図４の接続ＡＰリスト１１１に示す様に、代理ＡＰ（ＵＥ４０）に接続可能なＵＥは、ＵＥ５０である（Ｓ１７）。このため、代理化指示部１５は、代理ＡＰ接続指示部１６に対し、ＵＥ５０による代理ＡＰへの接続の指示を依頼する。

代理ＡＰ接続指示部１６は、代理化指示部１５から上記依頼を受けると、ＡＰ２０を介して、ＵＥ５０に対し、代理ＡＰとしてのＵＥ４０への接続を指示する（Ｓ１８）。該指示を受けたＵＥ５０の代理ＡＰ接続部５１は、接続先ＡＰを、従前のＡＰ２０から代理ＡＰ（ＵＥ４０）に切り替える（Ｓ１９）。

なお、図４では、ＵＥが２台の場合を例示したが、３台以上であってもよい。また、図４では、接続可能ＡＰが複数存在するＵＥは、ＵＥ４０のみであるため、ＵＥ４０が代理ＡＰ化するものとした。しかしながら、負荷分散装置１０からの指示に従って代理ＡＰ化するＵＥは、複数のＡＰに接続可能なＵＥであれば、ＵＥ４０でなくてもよい。

同様に、図４では、ＡＰが２台の場合を例示したが、３台以上であってもよい。また、図４では、配下ＵＥ数が平均値を上回るＡＰは、ＡＰ２０のみであるため、ＡＰ２０がＵＥ４０により代理されるものとした。しかしながら、代理ＡＰを新たな接続先とするＵＥ５０の切替え元のＡＰは、ＡＰ２０以外のＡＰであってもよい。

負荷分散装置１０は、上述した一連の処理（Ｓ１１〜Ｓ１８）を、ＵＥ４０以外のＵＥに関しても繰り返し実行する。

上述した様に、実施例２に係る通信制御システム１において、負荷分散装置１０は、代理化指示部１５と代理ＡＰ接続指示部１６とを有するものとしてもよい。代理化指示部１５は、ＡＰの切替えを指示した後、上記平均値との差分が上記所定の値以下とならない場合に、複数のＡＰに接続可能なＵＥの中から、上記差分を最小とするＵＥを選定する。代理ＡＰ接続指示部１６は、代理化指示部１５により選定されたＵＥ以外のＵＥに対し、上記選定されたＵＥへの接続を指示する。

実施例２に係る通信制御システム１によれば、ＵＥ４０は、ＡＰ２０に代わり、ＵＥ５０とＡＰ２０との間の無線通信を中継する機能を果たす。これにより、ＡＰ２０に集中していたＵＥの接続が、ＵＥ４０にも分散される。従って、接続先ＡＰの切替え対象となるＵＥの数が増加し、負荷分散に寄与する無線エリアの制限が緩和される。換言すれば、各ＡＰ２０、３０に接続するＵＥ数の偏りを減少させることのできる無線エリアが拡張される。その結果、ＡＰ２０において、更なる負荷分散を図ることが可能となる。

なお、実施例２に係る通信制御システム１では、更に、以下の変形態様を採ることができる。負荷分散装置１０は、代理ＡＰを含むＡＰ（ＡＰ２０、３０、ＵＥ４０）の単位時間当たりの総通信量を取得し、ＡＰ２０、３０に接続中のＵＥ数と、代理ＡＰ（ＵＥ４０）に接続中のＵＥ数とに応じて、各ＡＰが確保すべき通信帯域を各ＡＰに通知する。例えば、図４では、代理ＡＰ化前は、ＡＰ３０、２０の配下ＵＥ数はそれぞれ“２０”、“８０”であったが、ＵＥ４０の代理ＡＰ化により、ＡＰ３０、２０、代理ＡＰの配下ＵＥ数が、それぞれ“２０”、“４０”、“４０”となったとする。この場合、負荷分散装置１０の通信帯域通知部は、配下ＵＥ数の比率に按分した帯域を、ＡＰ３０、２０、代理ＡＰに通知する。

例えば、上記総通信量に必要な帯域が“１０”であるとすると、負荷分散装置１０の通信帯域通知部は、確保すべき通信帯域として、ＡＰ３０に“２”を、ＡＰ２０に“４”を、代理ＡＰに“４”を、それぞれ通知する。該通知を受けた各ＡＰ３０、２０の通信帯域確保部は、通信帯域を保証する機能（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１ｅ）により、通信帯域“２”、“４”の確保を有効化する。一方、上記通知を受けた代理ＡＰの通信帯域要求部は、接続先のＡＰ（例えば、ＡＰ３０）に対し、通信帯域“４”の優先的な割当てを要求する。

上述した様に、実施例２に係る通信制御システム１において、負荷分散装置１０は、ＡＰ３０、２０と選定されたＵＥ４０とに対し、接続中のＵＥの数に応じた通信帯域を通知する通信帯域通知部を更に有するものとしてもよい。これにより、負荷分散装置１０は、各ＡＰ３０、２０、代理ＡＰの負荷を考慮し、各ＡＰの配下ＵＥ数に応じた通信帯域を割り当てることができる。その結果、各ＡＰに接続している各ＵＥにおける単位時間当たりの通信量の偏りが縮小される。

なお、上記各実施例では、負荷分散の対象となるＡＰは、接続中のＵＥ数が各ＡＰの平均値以上であるＡＰとしたが、負荷の高低の指標となる値は、必ずしも平均値でなくてもよく、中央値や最頻値であってもよい。すなわち、負荷分散装置１０の接続先ＡＰ切替え指示部１３は、隣接ＡＰ配下ＵＥ数が各ＡＰの中央値以上または最頻値以上のＡＰに接続するＵＥの中から、他のＡＰに接続可能なＵＥを特定し、切替えを指示するものとしてもよい。また、図２のＵＥ数管理テーブル１１２内に更新可能に記憶される配下ＵＥ数は、必ずしも絶対的な数値（例えば、接続中のＵＥの台数）でなくてもよく、相対的な数値（例えば、接続中の全ＵＥに対する比率）であってもよい。

更に、上記各実施例では、ＵＥ４０は、接続可能な全ＡＰの識別情報を負荷分散装置１０に定期的に報告するものとしたが、負荷分散装置１０から要求のあったタイミングで報告するものとしてもよい。また、ＡＰの識別情報についても、ＢＳＳＩＤに限らず、ＳＳＩＤ（Service Set InDentifier）、ＩＰ（Internet Protocol）アドレス、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス、ネットワークＩＤ（InDentifier）等であってもよい。更に、上記各実施例では、ＵＥとして、携帯電話を想定して説明したが、本発明は、携帯電話に限らず、スマートフォン、Personal Digital Assistant（ＰＤＡ）等、無線通信機能を有する様々な移動局に対して適用可能である。同様に、ＡＰとして、無線ＬＡＮ用の中継局を想定したが、本発明は、無線基地局に対しても適用可能である。

また、上述した負荷分散装置１０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、接続ＡＰ取得部１１と、接続ＵＥ数偏り検知部１２とを１つの構成要素として統合してもよい。反対に、接続ＡＰ取得部１１に関し、ＵＥからＡＰ識別情報を受信する部分と、接続ＡＰリスト１１１とＵＥ数管理テーブル１１２とを更新する部分とに分散してもよい。更に、接続ＡＰリスト１１１とＵＥ数管理テーブル１１２とを記憶するハードディスクドライブやメモリを、負荷分散装置１０の外部装置として、ネットワークやケーブル経由で接続する様にしてもよい。

１通信制御システム
１０負荷分散装置
１１接続ＡＰ取得部
１２接続ＵＥ数偏り検知部
１３接続先ＡＰ切替え指示部
１４代理化要否判定部
１５代理化指示部
１６代理ＡＰ接続指示部
２０、３０ＡＰ
４０、５０、６０ＵＥ
４１ＢＳＳＩＤ通知部
４２接続先ＡＰ切替え部
４３代理化部
５１代理ＡＰ接続部
１１１接続ＡＰリスト
１１２ＵＥ数管理テーブル

Claims

無線端末と、該無線端末と中継装置を介して通信可能な通信制御装置とを有する通信制御システムであって、
前記通信制御装置は、
前記無線端末が接続可能な中継装置の識別情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された識別情報を用いて、接続中の無線端末の数が各中継装置の平均値以上の中継装置に接続する無線端末の中から、前記中継装置以外の他の中継装置に接続可能な無線端末を特定し、該無線端末に対し、接続先となる中継装置の切替えを指示する切替え指示部とを有し、
前記無線端末は、
前記切替えの指示に従い、接続先となる中継装置を切り替える切替え部
を有することを特徴とする通信制御システム。
前記通信制御装置の切替え指示部は、前記接続中の無線端末の数と前記平均値との差分が所定の値を超える中継装置が存在する場合に、前記他の中継装置に接続可能な無線端末に対し、前記切替えを指示することを特徴とする請求項１に記載の通信制御システム。
前記通信制御装置の切替え指示部は、前記無線端末に対し、前記無線端末が接続可能な中継装置の内、接続中の無線端末の数が最小の中継装置への切替えを指示することを特徴とする請求項１に記載の通信制御システム。
前記無線端末は、
前記無線端末が接続可能な中継装置から、該中継装置の識別情報を受信し、該識別情報を、前記通信制御装置に送信する通信部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の通信制御システム。
前記通信制御装置は、
前記中継装置の切替えを指示した後、前記平均値との差分が前記所定の値以下とならない場合に、複数の中継装置に接続可能な無線端末の中から、前記差分を最小とする無線端末を選定する選定部と、
前記選定部により選定された無線端末以外の無線端末に対し、前記選定された無線端末への接続を指示する接続指示部と
を更に有することを特徴とする請求項２に記載の通信制御システム。
前記通信制御装置は、
前記複数の中継装置と前記選定された無線端末とに対し、接続中の無線端末の数に応じた通信帯域を通知する通知部を更に有することを特徴とする請求項５に記載の通信制御システム。
無線端末と中継装置を介して通信可能な通信制御装置であって、
前記無線端末が接続可能な中継装置の識別情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された識別情報を用いて、接続中の無線端末の数が各中継装置の平均値以上の中継装置に接続する無線端末の中から、前記中継装置以外の他の中継装置に接続可能な無線端末を特定し、該無線端末に対し、接続先となる中継装置の切替えを指示する切替え指示部と
を有することを特徴とする通信制御装置。
無線端末と、該無線端末と中継装置を介して通信可能な通信制御装置とを有する通信制御システムで実行される通信制御方法であって、
前記通信制御装置が、
前記無線端末が接続可能な中継装置の識別情報を取得する取得工程と、
前記取得工程にて取得された識別情報を用いて、接続中の無線端末の数が各中継装置の平均値以上の中継装置に接続する無線端末の中から、前記中継装置以外の他の中継装置に接続可能な無線端末を特定し、該無線端末に対し、接続先となる中継装置の切替えを指示する切替え指示工程と、
前記無線端末が、
前記切替えの指示に従い、接続先となる中継装置を切り替える切替え工程と
を含むことを特徴とする通信制御方法。