JP4633529B2 - 負荷分散方法、Ｃ−ｐｌａｎｅＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ装置、基地局および端末局 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮシステムにおける基地局の負荷分散方法に関するものであり、特に、端末局に対して接続拒否を行うことによって基地局の負荷を分散する負荷分散方法に関するものである。

一般的な無線ＬＡＮ（IEEE802.11）において、複数の基地局（ＡＰ）から構成されたシステムの一例として、オフィスなどのような環境では、ある特定の基地局に移動局が集中して接続する場合があり、このような場合にはその基地局に負荷が集中してしまい、通信を維持することが困難になる場合がある。

上記のような特定の基地局への負荷集中を回避する技術としては、たとえば、下記特許文献１に記載の技術が開示されている。下記特許文献１では、無線ＬＡＮシステムにおける一般的な負荷分散方式として、たとえば、無線ＬＡＮにおけるIEEE802.11認証を実行する認証装置が制限する端末台数をパラメータとして、端末に対して接続拒否を行うことによって処理の負荷分散を行っている。

特開２００４−２２１６８４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、すなわち、IEEE802.11認証を実行する認証装置が制限する端末台数による負荷分散方式では、ある特定の端末のトラヒックが大きい場合には制限台数以下であっても通信ができない場合がある、という問題があった。

また、上記IEEE802.11認証を実行する認証装置が制限する端末台数による負荷分散方式では、音声端末の場合、音声通信が発生していない状態でも１台分としてカウントされてしまうので、通信を希望する他の端末が拒否され、帯域の有効活用ができない、という問題もあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、認証装置が制限する端末台数を用いずに、無線ＬＡＮを構成する複数の基地局の処理負荷を分散する負荷分散方法を得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、本発明にかかる負荷分散方法は、同一周波数で設定される所定のエリアを構成する複数の基地局と、前記複数の基地局を管理するＣＷＣ（C-plane Wireless Controller）装置と、前記所定のエリアに存在する端末局と、を備えた無線通信システムにおける基地局の負荷分散方法であって、端末局からの認証要求を受信した基地局が、認証確認通知を前記ＣＷＣ装置に対して送信し、当該ＣＷＣ装置が、受信した認証確認通知に含まれる端末局に関する所定の情報（端末局情報）を登録するとともに、当該端末局に問題が無ければ認証承認通知を前記基地局に対して返信し、当該基地局が、認証承認を受けて前記端末局に対して認証完了を通知する第１の工程と、認証完了後、前記基地局が、前記端末局の通信状況を監視してトラヒック情報を収集し、その収集結果を前記端末局のトラヒック情報として前記ＣＷＣ装置に対して送信する第２の工程と、前記トラヒック情報を受信したＣＷＣ装置が、基地局単位のトラヒックの総和に基づいて前記基地局の負荷状況を判定する第３の工程と、複数の端末局からの認証要求に対して順に前記第１の工程から第３の工程の処理を実行し、前記ＣＷＣ装置が、認証完了後の通信開始時点におけるトラヒックの総和が所定のしきい値を超えた場合に前記基地局が過負荷状態であると判定する第４の工程と、前記ＣＷＣ装置が、前記基地局が過負荷状態であると判定した場合に、当該基地局のサービスエリアにおいて、音声通信を行う端末局の通信を優先し、データ通信を行う端末局の通信を切断させるための制御を行う第５の工程と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、たとえば、ＣＷＣ装置と、それぞれ異なるＢＳＳＩＤを持ち同一周波数で設定される仮想的なＡＰエリア（Virtual-AP）を構成する複数の基地局と、Virtual-APに存在する音声通信やデータ通信を行う端末局と、から構成されるIEEE802.11に準拠した無線ＬＡＮシステムにおいて、ＣＷＣ装置が基地局および端末局を一元管理することとし、端末台数ではなく、トラヒックを監視し、トラヒックの状態を把握することとした。これにより、認証装置が制限する端末台数を用いずに、基地局の負荷を分散することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる負荷分散方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる負荷分散方法を実現する無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。この無線ＬＡＮシステムは、IEEE802.11に準拠したシステムであり、たとえば、複数の基地局を管理するＣＷＣ（C-plane Wireless Controller）１と、それぞれ異なるＢＳＳＩＤを持ち、同一周波数ｆ０で設定される仮想的なＡＰエリア（Virtual-AP）を構成する複数の基地局（ＡＰ）２と、ＡＰエリアに存在する音声通信やデータ通信を行う端末局（ＳＴＡ）３と、を備えている。

また、図２は、上記ＣＷＣ１の構成例を示す図であり、特に、ＡＰのトラヒック情報に基づいて過負荷状態かどうかを判定する負荷判定部１１と、ＡＰ単位にその配下のＳＴＡを管理する基地局／端末情報管理部１２と、ＡＰやＳＴＡに関する情報（ＡＰ情報およびＳＴＡ情報）を記憶する記憶部１３と、有線回線上（有線ネットワーク）のメッセージを解析する処理と有線回線へのメッセージを生成する処理とを実行するメッセージ生成／解析部１４と、を備えている。

また、図３は、上記ＡＰ２の構成例を示す図であり、特に、有線ネットワークおよび無線ＬＡＮのチャネル上のＳＴＡに対するトラヒックを監視するトラヒック監視部２１と、配下のＳＴＡを管理する状態管理部２２と、ＳＴＡ情報を記憶する記憶部２３と、有線回線上（有線ネットワーク）および無線回線上（無線ＬＡＮ）のメッセージを解析する処理と各回線へのメッセージを生成する処理とを実行するメッセージ生成／解析部２４と、を備えている。

また、図４は、上記ＳＴＡ３の構成例を示す図であり、特に、Beaconに付与された独自情報を解析するメッセージ生成／解析部３１と、入力情報に基づいて接続を制御する処理、ユーザの入力操作を判定する処理等を行う接続制御部３２と、現在の自局の状態を管理する状態管理部３３と、各種情報を記憶する記憶部３４と、ユーザが入力操作を行って情報を入力するための入力部３５と、ユーザに対して現在の無線状態などを表示する表示部３６と、を備えている。

つづいて、上記のように構成される無線ＬＡＮシステムの動作を図面に従って説明する。図５は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムを構成する各装置の動作、すなわち、本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。なお、ここでは、一例として、図１のＣＷＣ１に対応するＣＷＣ１−ａ、ＡＰ２に対応するＡＰ２−ａ、ＳＴＡ３に対応するＳＴＡ３−ａ（音声通信），ＳＴＡ３−ｂ（音声通信），ＳＴＡ３−ｃ（データ通信），ＳＴＡ３−ｄ（データ通信）、を用いて本実施の形態の負荷分散方法を説明する。

図５において、音声通信を行うＳＴＡ３−ａが認証要求を送信した場合（ステップＳ１）、ＡＰ２−ａは、認証確認通知をＣＷＣ１−ａに対して送信する（ステップＳ２）。また、ＣＷＣ１−ａでは、受信した認証確認通知に含まれるＳＴＡ情報を登録し（ステップＳ３）、問題が無ければ、認証承認通知をＡＰ２−ａに対して送信する（ステップＳ４）。そして、ＡＰ２−ａでは、認証承認通知を受けてＳＴＡ３−ａに対して認証完了通知を送信する（ステップＳ５）。この状態で、ＳＴＡ３−ａは、通信相手との音声通信が可能となる。

認証完了後、ＡＰ２−ａは、認証されたＳＴＡ３−ａの通信状況を監視してトラヒック情報を収集し（ステップＳ６）、その結果をＳＴＡ毎のトラヒック情報としてＣＷＣ１−ａに対して送信する（ステップＳ７）。トラヒック情報を受信したＣＷＣ１−ａでは、その情報に基づいて各ＡＰの負荷状況を判定する（ステップＳ８）。以降、ＡＰ２−ａに対して認証要求を送信するＳＴＡ３−ｂ（音声通信），ＳＴＡ３−ｃ（データ通信），ＳＴＡ３−ｄ（データ通信）に対しても同様の認証処理を実行し、ＣＷＣ１−ａでは、認証したＳＴＡのトラヒックのＡＰ単位の総和に基づいて、各ＡＰの負荷状況を判定する（ステップＳ８）。

このような状況において、ＣＷＣ１−ａでは、認証後の通信開始時点におけるトラヒックの総和（［ＳＴＡ３−ａ］＋［ＳＴＡ３−ｂ］＋［ＳＴＡ３−ｃ］＋［ＳＴＡ３−ｄ］＋…）が予め規定しておいたしきい値を超えた場合に、ＡＰ２−ａが過負荷状態であると判断する（ステップＳ９）。

ＡＰ２−ａが過負荷状態であると判定した場合、ＣＷＣ１−ａは、ＡＰ２−ａのサービスエリア内の非優先トラヒックであるデータ通信用のＳＴＡ（ここでは、ＳＴＡ３−ｃに相当）の通信を切断させるために、過負荷状態のＡＰ２−ａに対して切断指示を送信する（ステップＳ１０）。そして、ＡＰ２−ａでは、受信した切断指示をＳＴＡ３−ｃに対して転送し（ステップＳ１１）、ＳＴＡ３−ｃが通信を切断する。

以降、ＳＴＡ３−ｃが過負荷状態であるＡＰ２−ａに対して、再度、認証を要求した場合であっても（ステップＳ１２）、ＡＰ２−ａから認証確認通知（ステップＳ１３）を受信したＣＷＣ１−ａは、ＡＰ２−ａに対して認証拒否通知を送信し（ステップＳ１４）、さらに、ＡＰ２−ａが、認証ＮＧ完了をＳＴＡ３−ｃに対して送信し、接続を拒否する（ステップＳ１５）。

このように、本実施の形態では、たとえば、ＣＷＣ１と、それぞれ異なるＢＳＳＩＤを持ち同一周波数ｆ０で設定される仮想的なＡＰエリア（Virtual-AP）を構成する複数のＡＰ２と、Virtual-APに存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３と、から構成されるIEEE802.11に準拠した無線ＬＡＮシステムにおいて、ＣＷＣ１がＡＰおよびＳＴＡを一元管理することとし、端末台数ではなく、トラヒックを監視し、トラヒックの状態を把握することとした。これにより、認証装置が制限する端末台数を用いずに、ＡＰの負荷を分散することができる。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２の動作について説明する。なお、無線ＬＡＮシステムおよび当該システムに含まれる各装置の構成については、前述した実施の形態１と同様である。

ここで、本実施の形態における無線ＬＡＮシステムの動作を図面に従って説明する。図６は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムを構成する各装置の動作、すなわち、本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。

たとえば、前述した実施の形態１の図５と同様の処理を実行した後、ＣＷＣ１−ａは、過負荷状態のＡＰ２−ａに対して過負荷状態通知を送信する（ステップＳ２１）。そして、ＡＰ２−ａは、Beaconに過負荷状態を示す情報を付与し（ステップＳ２２）、変更後のBeaconを送信する（ステップＳ２３）。

以後、各ＳＴＡは、BeaconによりＡＰ２−ａが過負荷状態であることを検知し、たとえば、ユーザが送信操作によりトラヒックを生成した場合であっても、ＳＴＡ側で自律的に通信を行わないように制御する（ステップＳ２４）。具体的な制御例としては、ＳＴＡ側でユーザに対して送信できない旨を表示するなどして、送信が失敗した旨を知らせる。

このように、本実施の形態においては、ＳＴＡがBeaconによりＡＰの過負荷状態を認識し、そのＡＰを介して通信を行わないように制御することとした。これにより、さらにＡＰの処理を削減することが可能となる。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３の動作について説明する。なお、無線ＬＡＮシステムの構成については、前述した実施の形態１の図１と同様である。具体的には、この無線ＬＡＮシステムは、IEEE802.11に準拠したシステムであり、たとえば、複数の基地局を管理するＣＷＣ１と、それぞれ異なるＢＳＳＩＤを持ち同一周波数ｆ０で設定される仮想的なＡＰエリア（Virtual-AP）を構成する複数のＡＰ２と、ＡＰエリアに存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３と、さらに、ＳＩＰサーバー４を備えている。

ここで、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムを構成するＣＷＣ１，各ＡＰ２の構成を説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７は、実施の形態３のＣＷＣ１の構成例を示す図であり、特に、ＡＰの呼接続情報に基づいて過負荷状態かどうかを判定する呼接続負荷判定部１５と、基地局／端末情報管理部１２と、記憶部１３と、メッセージ生成／解析部１４と、を備えている。

また、図８は、実施の形態３のＡＰ２の構成例を示す図であり、特に、有線ネットワークおよび無線ＬＡＮのチャネル上のＳＴＡに対する呼接続処理を監視する呼接続監視部２５と、状態管理部２２と、記憶部２３と、メッセージ生成／解析部２４と、を備えている。

また、実施の形態３のＳＴＡ３の構成については前述した図４と同様であり、たとえば、Beaconに付与された独自情報を解析するメッセージ生成／解析部３１と、入力情報に基づいて接続制御を行い、さらに、接続できない旨等の表示に関する制御を行う接続制御部３２と、自局の状態を管理する状態管理部３３と、各種情報を記憶する記憶部３４と、ユーザが入力操作を行って情報を入力するための入力部３５と、ユーザに対して現在の無線状態などを表示する表示部３６と、を備えている。

つづいて、上記のように構成される無線ＬＡＮシステムの動作を図面に従って説明する。図９は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムを構成する各装置の動作、すなわち、本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。なお、ここでは、一例として、図１のＣＷＣ１に対応するＣＷＣ１−ｂ、ＡＰ２に対応するＡＰ２−ｂ、ＳＴＡ３に対応するＳＴＡ３−ｅ（音声通信），ＳＴＡ３−ｆ（音声通信），ＳＴＡ３−ｇ（音声通信），ＳＴＡ３−ｈ（音声通信）、ＳＩＰ４に対応するＳＩＰ４−ａ、を用いて本実施の形態の負荷分散方法を説明する。

図９において、前述した実施の形態１と同様に認証処理を実行後（ステップＳ１〜ステップＳ５）、音声通信を行うＳＴＡ３−ｅがＡＰ２−ｂを介してＳＩＰ４−ａに対して呼接続開始を送信した場合（ステップＳ３１）、ＡＰ２−ｂは、ＳＴＡ３−ｅおよびＳＩＰ４−ａの呼接続処理を監視して呼接続情報を収集し（ステップＳ３２）、その結果をＳＴＡ毎の呼接続開始通知としてＣＷＣ１−ｂに対して送信する（ステップＳ３３）。呼接続開始通知を受信したＣＷＣ１−ｂでは、その情報に基づいて各ＡＰの負荷状況を判定する（ステップＳ３４）。以降、ＡＰ２−ｂに対して認証要求を送信するＳＴＡ３−ｆ（音声通信），ＳＴＡ３−ｇ（データ通信），ＳＴＡ３−ｈ（データ通信）に対しても同様の認証処理を実行し、ＣＷＣ１−ｂでは、ＡＰ単位のＳＴＡの呼接続数に基づいて、各ＡＰの負荷状況を判定する（ステップＳ３４）。なお、ＡＰにおける呼接続処理の監視対象としては、たとえば、ポート番号やＳＩＰ４−ａのINVITEメッセージなどがあげられる。

このような状況において、ＣＷＣ１−ｂでは、認証後の呼接続開始時点における呼接続数（［ＳＴＡ３−ｅ］＋［ＳＴＡ３−ｆ］＋［ＳＴＡ３−ｇ］＋［ＳＴＡ３−ｈ］＋…）が予め規定しておいたしきい値を超えた場合に、ＡＰ２−ｂが過負荷状態であると判断する（ステップＳ３５）。

ＡＰ２−ｂが過負荷状態であると判定した場合、ＣＷＣ１−ｂは、ＡＰ２−ｂのサービスエリア内の特定のＳＴＡ（ここでは、ＳＴＡ３−ｈに相当）の呼接続処理を切断するために、過負荷状態のＡＰ２−ｂに対して呼接続処理切断指示を送信する（ステップＳ３６）。

以後、ＣＷＣ１−ｂにて過負荷状態と判定されたVirtual-APエリア内のＡＰ２−ｂは、音声通信を行うＳＴＡから呼接続開始を受信した場合や、音声通信を行うＳＴＡ宛ての呼接続開始を受信した場合、それらの呼接続開始を廃棄する（ステップＳ３７）。

このように、本実施の形態では、たとえば、ＣＷＣ１と、それぞれ異なるＢＳＳＩＤを持ち同一周波数ｆ０で設定される仮想的なＡＰエリア（Virtual-AP）を構成する複数のＡＰ２と、Virtual-APに存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３と、ＳＩＰ４と、から構成されるIEEE802.11に準拠した無線ＬＡＮシステムにおいて、ＣＷＣ１がＡＰおよびＳＴＡを一元管理することとし、端末台数ではなく、呼接続処理を監視し、呼接続の状態を把握することとした。これにより、認証装置が制限する端末台数を用いずに、ＡＰの負荷を分散することができる。

実施の形態４．
つづいて、実施の形態４の動作について説明する。なお、無線ＬＡＮシステムおよび当該システムに含まれる各装置の構成については、前述した実施の形態３と同様である。

ここで、本実施の形態における無線ＬＡＮシステムの動作を図面に従って説明する。図１０は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムを構成する各装置の動作、すなわち、本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。

たとえば、前述した実施の形態３の図９と同様の処理を実行した後、ＣＷＣ１−ｂは、過負荷状態のＡＰ２−ｂに対して過負荷状態通知を送信する（ステップＳ４１）。そして、ＡＰ２−ｂは、Beaconに過負荷状態を示す情報を付与し（ステップＳ４２）、変更後のBeaconを送信する（ステップＳ４３）。

以後、各ＳＴＡは、BeaconによりＡＰ２−ｂが過負荷状態であることを検知し、たとえば、ユーザが呼接続を開始した場合であっても、ＳＴＡ側で自律的に、ビジートーンの通知や接続できない旨の通知を、ユーザに対して行う（ステップＳ４４）。

このように、本実施の形態においては、ＳＴＡがBeaconによりＡＰの過負荷状態を認識し、そのＡＰを介して通信を行わないように制御することとした。これにより、さらにＡＰの処理を削減することが可能となる。

実施の形態５．
つづいて、実施の形態５の動作について説明する。図１１は、本発明にかかる負荷分散方法を実現する無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。この無線ＬＡＮシステムは、IEEE802.11に準拠したシステムであり、たとえば、複数のＡＰを管理するＣＷＣ１と、それぞれ異なるＢＳＳＩＤを持ち同一周波数ｆ０で設定されるVirtual-AP＃１を構成する複数のＡＰ２−１と、Virtual-AP＃１に存在する音声通信やデータ通信を行う端ＳＴＡ３−１と、それぞれ異なるＢＳＳＩＤを持ち同一周波数ｆ１で設定されるVirtual-AP＃２を構成する複数のＡＰ２−２と、Virtual-AP＃２に存在する音声通信やデータ通信を行う端ＳＴＡ３−２と、を備えている。なお、無線ＬＡＮシステムおよび当該システムに含まれる各装置（ＣＷＣおよびＡＰ）の構成については、前述した実施の形態２と同様である。

つづいて、上記のように構成される無線ＬＡＮシステムの動作を図面に従って説明する。図１２は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムを構成する各装置の動作、すなわち、本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。なお、ここでは、一例として、図１１のＣＷＣ１に対応するＣＷＣ１−ｃ、ＡＰ２−１に対応するＡＰ２−ｃ、ＡＰ２−２に対応するＡＰ２−ｄ、ＳＴＡ３−１に対応するＳＴＡ３−ｉ，ＳＴＡ３−２に対応するＳＴＡ３−ｊ、を用いて、本実施の形態の負荷分散方法を説明する。

図１２において、認証後、ＳＴＡ３−ｉが、Virtual-AP間でハンドオーバーを実施する必要があると判定し、Virtual-AP＃２に存在する過負荷状態のＡＰ２−ｄに対して認証要求を送信した場合（ステップＳ５１）、ＡＰ２−ｄは、ＣＷＣ１−ｃに対して認証確認通知を送信する（ステップＳ５２）。ＡＰ２−ｄから認証確認通知を受信したＣＷＣ１−ｃでは、実施の形態３にて説明した「呼接続情報管理＆負荷判定」を実行し（ステップＳ５３）、過負荷状態であると判定した場合、認証拒否通知をＡＰ２−ｄに対して送信する（ステップＳ５４）。そして、認証拒否通知を受信したＡＰ２−ｄでは、ハンドオーバーを実行中の端末局３−ｉに対して切断を促すように認証ＮＧ完了通知を送信する（ステップＳ５５）。

このように、本実施の形態においては、たとえば、ＣＷＣ１と、同一周波数ｆ０で設定されるVirtual-AP＃１を構成する複数のＡＰ２−１と、Virtual-AP＃１に存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３−１と、同一周波数ｆ１で設定されるVirtual-AP＃２を構成する複数のＡＰ２−２と、Virtual-AP＃２に存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３−１と、から構成されるIEEE802.11に準拠した無線ＬＡＮシステムにおいて、ＣＷＣ１がＡＰおよびＳＴＡを一元管理することとし、端末台数ではなく、呼接続処理を監視し、呼接続の状態を把握することとした。これにより、ＳＴＡがハンドオーバーを実行した場合であっても、認証装置が制限する端末台数を用いずに、ＡＰの負荷を分散することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、１つのＣＷＣが複数のVirtual-APを管理する場合を一例として示したが、Virtual-APとそれを管理するＣＷＣは１対１の関係でもよい。その場合は、ＣＷＣ間で負荷情報を交換し、認証を拒否する制御を行う。

また、本実施の形態においては、説明の便宜上、前述した実施の形態３の構成（ＣＷＣおよびＡＰ）を用いた処理について説明したが、これに限らず、前述した実施の形態１の構成（ＣＷＣおよびＡＰ）を用いて、負荷分散方法を実現することとしてもよい。

実施の形態６．
つづいて、実施の形態６の動作について説明する。なお、無線ＬＡＮシステムの構成については、前述した実施の形態５と同様である。

ここで、本実施の形態における無線ＬＡＮシステムの動作を図面に従って説明する。図１３は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムを構成する各装置の動作、すなわち、本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。なお、ここでは、一例として、図１１のＣＷＣ１に対応するＣＷＣ１−ｄ、ＡＰ２−１に対応するＡＰ２−ｅ、ＡＰ２−２に対応するＡＰ２−ｆ、ＳＴＡ３−１に対応するＳＴＡ３−ｋ，ＳＴＡ３−２に対応するＳＴＡ３−ｌ、を用いて、本実施の形態の負荷分散方法を説明する。

図１３において、ＳＴＡ３−ｋに対する認証処理を行っているＣＷＣ１−ｄは、前述した「端末情報管理処理」および「呼接続情報管理＆負荷判定」を実施後、たとえば、Virtual-AP＃１端のＡＰ２−ｅを過負荷状態と判定した場合、ＳＴＡ３−ｋに対する認証拒否制御を行うと同時に、隣接するVirtual-AP＃２に存在するＡＰ２−ｆに対して、ＡＰ２−ｅが過負荷状態であることを示す過負荷状態通知を送信する（ステップＳ６１）。

過負荷状態通知を受信したＡＰ２−ｆは、ＡＰ２−ｅが過負荷状態であることを示す情報を付与したBeaconを生成し（ステップＳ６２）、当該Beaconを送信する（ステップＳ６３）。そして、Beaconを受信したＳＴＡ３−ｌは、以後、現在接続しているVirtual-AP＃２に接続を継続するように制御する（ステップＳ６４）。すなわち、ＳＴＡ３−ｌは、たとえば、Virtual-AP＃２のＡＰ２−ｆの無線状態が劣化した場合であっても、ＡＰ２−ｅに対するハンドオーバーは行わず、ＳＴＡ３−ｌ側で、ビジートーンの通知や、無線状態が劣化していることを通知する処理などを行い、接続できない旨をユーザーに対して通知する。

このように、本実施の形態においては、たとえば、ＣＷＣ１と、同一周波数ｆ０で設定されるVirtual-AP＃１を構成する複数のＡＰ２−１と、Virtual-AP＃１に存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３−１と、同一周波数ｆ１で設定されるVirtual-AP＃２を構成する複数のＡＰ２−２と、Virtual-AP＃２に存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３−１と、から構成されるIEEE802.11に準拠した無線ＬＡＮシステムにおいて、ＣＷＣ１がＡＰおよびＳＴＡを一元管理することとし、端末台数ではなく、呼接続処理を監視し、呼接続の状態を把握することとした。そして、特定のＡＰが過負荷状態である場合には、ＣＷＣ１は、近隣のＡＰを介して、それらのＡＰ配下のＳＴＡに対してその旨を通知することとした。これにより、過負荷状態のＡＰに対するハンドオーバーを回避することができる。

なお、本実施の形態においては、１つのＣＷＣが複数のVirtual-APを管理する場合を一例として示したが、Virtual-APとそれを管理するＣＷＣは１対１の関係でもよい。その場合は、ＣＷＣ間で負荷情報を交換し、認証を拒否する制御を行う。

また、本実施の形態においては、説明の便宜上、前述した実施の形態３の構成（ＣＷＣおよびＡＰ）を用いた処理について説明したが、これに限らず、前述した実施の形態１の構成（ＣＷＣおよびＡＰ）を用いて、負荷分散方法を実現することとしてもよい。

実施の形態７．
つづいて、実施の形態７の動作について説明する。なお、無線ＬＡＮシステムの構成については、前述した実施の形態５と同様である。

ここで、本実施の形態における無線ＬＡＮシステムの動作を図面に従って説明する。図１４は、本実施の形態の無線ＬＡＮシステムを構成する各装置の動作、すなわち、本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。なお、ここでは、一例として、図１１のＣＷＣ１に対応するＣＷＣ１−ｅ、ＡＰ２−１に対応するＡＰ２−ｇ、ＡＰ２−２に対応するＡＰ２−ｈ，ＡＰ２−ｉ、ＳＴＡ３−１に対応するＳＴＡ３−ｍ，ＳＴＡ３−２に対応するＳＴＡ３−ｎ、を用いて、本実施の形態の負荷分散方法を説明する。

図１４において、たとえば、図９のアルゴリズムで、ＣＷＣ１−ｅがVirtual-AP＃１（ＡＰ２−ｇ）と＃２（ＡＰ２−ｈ）で過負荷状態を認識した場合、ＣＷＣ１−ｅは、過負荷状態のVirtual-AP＃１のＡＰ２−ｇに対して、過負荷状態でないVirtual-APの周波数やBSSIDなどの情報を含めて切断指示通知を送信し（ステップＳ７１）、さらに、ＡＰ２−ｇは、自局のサービスエリアで接続中のＳＴＡ３−ｍに対して上記情報を付与した切断通知を送信する（ステップＳ７２）。

切断通信を受信したＳＴＡ３−ｍでは、当該切断通知に含まれた情報に基づいて周波数を切り替え（ステップＳ７３）、たとえば、ＡＰ２−ｊに対して認証要求を送信する（ステップＳ７４）。その後、ＣＷＣ１−ｅと基地局２−ｉとの間で認証確認通知（ステップＳ７５）と認証承認通知（ステップＳ７６）を交換し、最終的に、基地局２−ｉは、ＳＴＡ３−ｍに対して認証完了通知を送信する（ステップＳ７７）。

このように、本実施の形態においては、たとえば、ＣＷＣ１と、同一周波数ｆ０で設定されるVirtual-AP＃１を構成する複数のＡＰ２−１と、Virtual-AP＃１に存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３−１と、同一周波数ｆ１で設定されるVirtual-AP＃２を構成する複数のＡＰ２−２と、Virtual-AP＃２に存在する音声通信やデータ通信を行うＳＴＡ３−１と、から構成されるIEEE802.11に準拠した無線ＬＡＮシステムにおいて、ＣＷＣ１がＡＰおよびＳＴＡを一元管理することとし、端末台数ではなく、呼接続処理を監視し、呼接続の状態を把握することとした。そして、特定のＡＰが過負荷状態である場合には、ＣＷＣ１は、近隣のＡＰを介して、それらのＡＰ配下のＳＴＡに対して他のＡＰに関する情報を通知することとした。これにより、過負荷状態のＡＰに対するハンドオーバーを回避することができる。

なお、一般的なＳＴＡ（切断通知に付与された他のＡＰの情報を受信できないＳＴＡ）の場合には、切断通知に付与された他のＡＰの情報は無視されるので、たとえば、過負荷状態のＡＰに再接続を要求してきた場合は接続を拒否する制御を行い、負荷が低い隣接するVirtual-APのＡＰに対して再接続させるように制御する。

また、本実施の形態においては、１つのＣＷＣが複数のVirtual-APを管理する場合を一例として示したが、Virtual-APとそれを管理するＣＷＣは１対１の関係でもよい。その場合は、ＣＷＣ間で負荷情報を交換し、認証を拒否する制御を行う。

また、本実施の形態においては、説明の便宜上、前述した実施の形態３の構成（ＣＷＣおよびＡＰ）を用いた処理について説明したが、これに限らず、前述した実施の形態１の構成（ＣＷＣおよびＡＰ）を用いて、負荷分散方法を実現することとしてもよい。

以上のように、本発明にかかる負荷分散方法は、無線ＬＡＮシステムに有用であり、特に、端末局に対して接続拒否を行うことによって基地局の負荷を分散する無線ＬＡＮシステム、ＣＷＣ装置、基地局および端末局として適している。

本発明にかかる負荷分散方法を実現する無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。 ＣＷＣの構成例を示す図である。 ＡＰの構成例を示す図である。 ＳＴＡの構成例を示す図である。 本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。 本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。 ＣＷＣの構成例を示す図である。 ＡＰの構成例を示す図である。 本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。 本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。 本発明にかかる負荷分散方法を実現する無線ＬＡＮシステムの構成例を示す図である。 本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。 本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。 本発明にかかる負荷分散方法のシーケンスを示す図である。

符号の説明

１ ＣＷＣ
２ 基地局（ＡＰ）
３ 端末局（ＳＴＡ）
１１ 負荷判定部
１２ 基地局／端末情報管理部
１３ 記憶部
１４ メッセージ生成／解析部
１５ 呼接続負荷判定部
２１ トラヒック監視部
２２ 状態管理部
２３ 記憶部
２４ メッセージ生成／解析部
２５ 呼接続監視部
３１ メッセージ生成／解析部
３２ 接続制御部
３３ 状態管理部
３４ 記憶部
３５ 入力部
３６ 表示部

Claims (14)

1. 同一周波数で設定される所定のエリアを構成する複数の基地局と、前記複数の基地局を管理するＣＷＣ（C-plane Wireless Controller）装置と、前記所定のエリアに存在する端末局と、を備えた無線通信システムにおける基地局の負荷分散方法であって、
   認証完了後、前記基地局が、前記端末局の通信状況を監視してトラヒック情報を収集し、その収集結果を前記端末局のトラヒック情報として前記ＣＷＣ装置に対して送信する第１の工程と、
   前記トラヒック情報を受信したＣＷＣ装置が、基地局単位のトラヒックの総和に基づいて前記基地局の負荷状況を判定する第２の工程と、
   複数の端末局からの認証要求に対して順に前記第１の工程から第２の工程の処理を実行し、前記ＣＷＣ装置が、通信開始時点におけるトラヒックの総和が所定のしきい値を超えた場合に前記基地局が過負荷状態であると判定する第３の工程と、
   前記ＣＷＣ装置が、前記基地局が過負荷状態であると判定した場合に、当該基地局のサービスエリアにおいて、音声通信を行う端末局の通信を優先し、データ通信を行う端末局の通信を切断させるための制御を行う第４の工程と、
   を含むことを特徴とする負荷分散方法。
2. 前記通信を切断させられた端末局が過負荷状態と判定されている前記基地局に対して再度認証を要求した場合、ＣＷＣ装置は、前記端末局の接続を拒否する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の負荷分散方法。
3. 同一周波数で設定される所定のエリアを構成する複数の基地局と、前記複数の基地局を管理するＣＷＣ（C-plane Wireless Controller）装置と、前記所定のエリアに存在する端末局と、を備えた無線通信システムにおける基地局の負荷分散方法であって、
   認証完了後、前記基地局が、前記端末局の呼制御処理を監視して呼制御情報を収集し、当該呼制御情報を前記ＣＷＣ装置に対して送信する第１の工程と、
   前記呼制御情報を受信したＣＷＣ装置が、基地局単位の呼接続数に基づいて前記基地局の負荷状況を判定する第２の工程と、
   複数の端末局からの認証要求に対して順に前記第１の工程から第２の工程の処理を実行し、前記ＣＷＣ装置が、呼接続開始時点における呼接続数が所定のしきい値を超えた場合に前記基地局が過負荷状態であると判定する第３の工程と、
   前記ＣＷＣ装置が、前記基地局が過負荷状態であると判定した場合に、当該基地局のサービスエリア内に存在する、音声通信を行う特定の端末局の通信を切断させるための制御を行う第４の工程と、
   を含むことを特徴とする負荷分散方法。
4. 前記ＣＷＣ装置にて過負荷状態と判定された前記基地局は、前記特定の端末局が呼制御処理を行った場合や、前記特定の端末局に対する呼制御処理が行われた場合、それらの呼制御処理に関する信号を廃棄することを特徴とする請求項３に記載の負荷分散方法。
5. 前記ＣＷＣ装置は、さらに、過負荷状態の前記基地局に対して過負荷状態であることを通知し、
   前記基地局は、自局が過負荷状態であることを示す情報を付与したBeaconを送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の負荷分散方法。
6. 前記無線通信システムは、前記同一周波数を第１の周波数とし、第２の周波数で設定される第２のエリアを構成する複数の基地局と、をさらに備え、前記ＣＷＣ装置はさらに第２のエリアを構成する基地局を管理することとし、
   前記ＣＷＣ装置が、ＨＯ先基地局が過負荷状態であると判定した場合に、ＨＯ先基地局が、ハンドオーバーを実行中の端末局に対して切断を促すように制御する第５の工程、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の負荷分散方法。
7. 前記無線通信システムは、前記同一周波数を第１の周波数とし、第２の周波数で設定される第２のエリアを構成する複数の基地局と、をさらに備え、前記ＣＷＣ装置はさらに第２のエリアを構成する基地局を管理することとし、
   第１のエリアを構成する第１の基地局を介してＣＷＣ装置が、前記第１の基地局を過負荷状態と判定した場合、前記第１の基地局に対する拒否制御を行うと同時に、隣接する第２のエリアを構成する第２の基地局に対して、前記第１の基地局が過負荷状態であることを示す過負荷状態通知を送信する第５の工程と、
   過負荷状態通知を受信した第２の基地局が、前記第１の基地局が過負荷状態であることを示す情報を付与したBeaconを生成し、当該Beaconを送信する第６の工程と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の負荷分散方法。
8. 前記ＣＷＣ装置が、前記所定のエリアを構成する基地局を過負荷状態であると判定した場合に、当該過負荷状態の基地局に対して、過負荷状態でない周波数や基地局識別子の情報を含めて切断指示を通知する第１の工程と、
   切断指示を受信した基地局が、自局のサービスエリアに存在して接続中の端末局に対して前記情報を付与した切断通知を送信する第２の工程と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の負荷分散方法。
9. 同一周波数で設定される所定のエリアを構成する複数の基地局と、前記所定のエリアに存在する端末局と、ともに無線通信システムを構成するＣＷＣ（C-plane Wireless Controller）装置において、
   前記基地局から受信した端末局に関する所定の情報（端末局情報）を登録する情報管理手段と、
   基地局単位のトラヒックの総和に基づいて当該基地局の負荷状況を判定し、認証完了後の通信開始時点におけるトラヒックの総和が所定のしきい値を超えた場合に、当該基地局が過負荷状態であると判定する負荷判定手段と、
   を備え、
   特定の基地局を過負荷状態であると判定した場合に、当該基地局のサービスエリアにおいて、音声通信を行う端末局の通信を優先し、データ通信を行う端末局の通信を切断させるための制御を行うことを特徴とするＣＷＣ装置。
10. 前記通信を切断させられた端末局が過負荷状態と判定されている前記基地局に対して再度認証を要求した場合、当該端末局の接続を拒否する制御を行うことを特徴とする請求項９に記載のＣＷＣ装置。
11. 同一周波数で設定される所定のエリアを構成する複数の基地局と、前記所定のエリアに存在する端末局と、ともに無線通信システムを構成するＣＷＣ（C-plane Wireless Controller）装置において、
    前記基地局から受信した端末局に関する所定の情報（端末局情報）を登録する情報管理手段と、
    基地局単位の呼接続数に基づいて当該基地局の負荷状況を判定し、認証完了後の呼接続開始時点における呼接続数が所定のしきい値を超えた場合に、当該基地局が過負荷状態であると判定する負荷判定手段と、
    を備え、
    特定の基地局を過負荷状態であると判定した場合に、当該基地局のサービスエリア内に存在する、音声通信を行う特定の端末局の通信を切断させるための制御を行うことを特徴とするＣＷＣ装置。
12. さらに、過負荷状態の基地局に対して過負荷状態であることを通知することを特徴とする請求項９、１０または１１に記載のＣＷＣ装置。
13. 同一周波数で設定される所定のエリアを構成する複数の基地局を管理する請求項９または１０に記載のＣＷＣ（C-plane Wireless Controller）装置と、前記所定のエリアに存在する端末局と、ともに無線通信システムを構成する基地局において、
    認証完了後の端末局の通信状況を監視してトラヒック情報を収集するトラヒック監視手段、
    を備え、
    端末局からの認証要求を受信した場合に、前記ＣＷＣ装置に対して、当該端末局に関する所定の情報（端末局情報）を含む通知を送信し、
    さらに、前記トラヒック監視手段による収集結果をその端末局のトラヒック情報として前記ＣＷＣ装置に対して送信することを特徴とする基地局。
14. 同一周波数で設定される所定のエリアを構成する複数の基地局を管理する請求項１１に記載のＣＷＣ（C-plane Wireless Controller）装置と、前記所定のエリアに存在する端末局と、ともに無線通信システムを構成する基地局において、
    認証完了後の端末局の呼制御処理を監視して呼制御情報を収集する呼制御監視手段、
    を備え、
    端末局からの認証要求を受信した場合に、前記ＣＷＣ装置に対して、当該端末局に関する所定の情報（端末局情報）を含む確認通知を送信し、
    さらに、前記呼制御監視手段による収集結果をその端末局の呼制御情報として前記ＣＷＣ装置に対して送信することを特徴とする基地局。
    

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