JP4690260B2 - 無線通信システム、無線基地局、通信制御方法、および通信制御プログラム - Google Patents
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Description
こうしたバックボーン回線との接続点までの通信経路として利用される無線回線の帯域は、バックボーン回線に無線通信を用いて接続されるアクセスポイント(以下、無線AP)の複数により共用され、各無線APに接続される無線通信端末によるユーザトラフィックは、この共有される無線回線を通してパケットの送信先へと配送される。
例えば、図7の例を用いて説明すると、無線AP502aに帰属している無線通信端末が、送信先アドレス192.168.1.0/24に対してパケットを送信する場合、送信されたパケットは、帰属先の無線AP502aから無線基地局間の無線通信のリレーを2回行い、送信先アドレス192.168.1.0/24を担当アドレスとする有線AP501bに送信され、そこから有線回線により送信先へと送られることになる。
図8の例に示すように、無線AP502aに帰属している無線通信端末が、送信先アドレス192.168.1.0/24に対してパケットを送信する場合、送信先アドレス192.168.1.0/24を担当アドレスとする有線AP501bに帰属した方がホップ数が少なくて済むため、まず帰属先無線基地局を有線AP501bに切り替え、その後にデータフレームの送信を行うとする(通信経路A)。
(1) 帰属先切り替え処理のために切り替え時間がかかり、無通信状態が発生しかねず、場合によってはセッションが切れる虞もあるなど、通信に支障が発生する虞があった。
(2) 認証サーバにより認証を行う場合であれば、切り替え処理に伴って暗号鍵情報の送受信が必要となることもあり、トラフィック量の増大を招いてしまう虞があった。
(3) 切り替え先での通信のために必要な帯域を取り直す必要があるため、例えば切り替え処理と同時に他の端末が帰属要求を同時に発信してくると、場合によっては帰属のし直しができない虞があった。
上記送信制御手段は、上記判定手段の該判定により該パケットを上記バックボーン回線へ送信することが好ましい。
上記送信制御手段は、上記判定手段の該判定により該パケットを上記バックボーン回線へ送信することが好ましい。
上記送信制御工程では、上記判定工程の該判定により該パケットを上記バックボーン回線へ送信することが好ましい。
上記送信制御工程では、上記判定工程の該判定により該パケットを上記バックボーン回線へ送信することが好ましい。
上記送信制御処理では、上記判定処理の該判定により該パケットを上記バックボーン回線へ送信することが好ましい。
上記送信制御処理では、上記判定処理の該判定により該パケットを上記バックボーン回線へ送信することが好ましい。
まず、本実施形態の概要について説明する。
クライアント(無線通信端末)が送信するパケットを受信可能で、そのクライアントが送信するパケットの送信先にネットワーク的に近いアクセスポイント(無線基地局)が受信処理を代理で行い、パケットを配送するようにすることで、バックホール(backhaul)のトラフィックを低減することができる無線メッシュネットワークを提供する。
本実施形態としての無線通信システムは、図1に示すように、バックボーン回線に有線のみで接続される有線AP1(1a,1b)と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される無線AP2(2a,2b)とを備える。
図1の例では、有線AP1aは、担当するネットワークアドレスが10.1.1.0/24として割り当てられてルータ4aに接続される。有線AP1bは、担当するネットワークアドレスが192.168.1.0/24として割り当てられてルータ4bに接続される。
図1の例では、有線AP1a、1b、および無線AP2aが、インフラストラクチャモードで6chにより無線通信端末3との無線通信接続可能に設定されている。
無線AP2bは、インフラストラクチャモードで1chにより無線通信端末3との無線通信接続可能に設定されている。
また、以下の説明では、有線AP1a、1b、および無線AP2a、2bが、無線通信端末3からのパケットを正常に受信可能な距離内に設置されていることとして説明する。
図1の例では、14chの周波数により中継回線としての無線通信が行われ、この中継回線が、有線AP1a、1b、および無線AP2a、2bにより共有されている。
処理手順の概要は以下のようになる。
(1) 無線通信端末3がパケットを送信。無線AP2aおよび有線AP1bが受信する。
(2) 有線AP1bは、ACK(Acknowledge;確認応答)パケットに代理送信(代理処理)する旨の識別子を格納して送信する。
(3) 無線AP2aは、有線AP1bからのACKパケットの代理処理識別子を確認し、バックホールへの配送を停止する。有線AP1bがパケットを送信先へ配送する。
まず、無線通信端末3は、無線AP2aに帰属要求を発信するなどして、無線AP2aに帰属した状態であるとする(ステップS1)。
このため、有線AP1aは自局の担当アドレスと異なるため、ステップS2で送信されたパケットに対して反応しない。
この判定に基づき、有線AP1bは、代理受信処理として、無線通信端末3の帰属先である無線AP2aのBSSID(基本サービス識別子)によるACKパケットに、有線AP1bがパケットの代理送信処理を行うことを示す代理送信の識別子を含めて無線通信端末3に送信する。
すなわち、通常のパケット受信処理であれば、この後、無線AP2bを経由して、有線AP1bへ2回のリレー処理によりパケットの送信処理を行うが、この無線AP2aから無線AP2bへのアクセスポイント間無線通信を停止する(ステップS4)。
(1) パケット送信先(エンドポイント)にネットワークの距離が近いAPが代理で受信し、パケットを送信先へ代理送信する機能を有する。
(2) 無線通信端末3の受信確認のパケット(ACK)を送信するとともに、帰属先無線基地局に対して代理送信処理する旨の通知を行う機能を有する。
(1) 無線通信端末3からのパケットを代理送信する旨の通知を受信すると、バックホールへのパケット配送を停止する機能を有する。
このことにより、無線AP2aから無線AP2b、さらにその無線AP2bから有線AP1bという2回のリレー処理を行うことなく、パケットを送信先へ送信することができるため、リレー処理によるバックホールトラフィックを低減させることができる。
(1) 帰属先切り替え処理のための切り替え時間が不要であり、切り替えに伴う無通信状態も発生しないなど、通信に支障が発生しないようにしてバックホールトラフィックの低減を実現することができる。
(2) 不図示の認証サーバにより認証を行う構成であっても、帰属先の切り替え処理に伴う暗号鍵情報の送受信といったことが不要であり、その送受信によるトラフィック量の増大を招くことなく、バックホールトラフィックの低減を実現することができる。
(3) 帰属先切り替えにより新たな帰属先での通信のための帯域を取り直す必要がないため、例えば切り替え処理と同時に他の端末が帰属要求を同時に発信してきた場合に切り替え不能となるといったリスクを発生させることなく、バックホールトラフィックの低減を実現することができる。
このため、無線基地局間で無線通信が行われることによるトラフィックを低減し、無線通信の帯域を有効に活用することができると共に、リレー処理のための処理遅延時間も抑えることができる。
例えば、無線基地局が有線AP2、無線AP2それぞれ2台の合計4台であることとして説明したが、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される無線基地局と、バックボーン回線に有線のみで接続される無線基地局とが混在して無線メッシュネットワークを構成していれば台数はこのものに限定されず、任意の台数であってよい。
例えば、受信したパケットからパケット発信元装置を特定し、その特定されたパケット発信元からの通常の無線送信経路を推定し、その推定される無線送信経路よりも、受信した有線AP1bから送信先アドレスに送信する無線送信経路の方が無線送信経路として短いと判定した場合に、上述した代理受信、代理送信を行う構成であってもよい。
すなわち、図6の例を用いて説明すると、無線AP2aに帰属する無線通信端末3からのパケットを無線AP2aが受信し、無線AP2b宛にリレー送信した時に、その無線AP2b宛のリレー送信パケットを有線AP1bが受信した場合、有線AP1bが無線AP2bに代わって代理受信、代理送信を行う構成(図6における一般通信経路でなく、無線AP2bを経由しない通信経路とする構成)であっても、本発明は同様に実現することができる。
この場合、上記の記録媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記録媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
すなわち、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体および該記録媒体から読み出された信号は本発明を構成することになる。
この記録媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク,ハードディスク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROM,EEPROM等を用いてよい。
11 無線通信部
12 有線通信部
13 制御部
14 記憶部
14a 担当するネットワークアドレス(担当アドレス)
2(2a,2b) 無線AP(第2の無線基地局の一例)
21 無線通信部
23 制御部
24 記憶部
3 無線通信端末
31 無線通信部
32 通信制御部
33 制御部
34 記憶部
Claims (23)
- バックボーン回線に有線で接続された第1の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第2の無線基地局と、を備えた無線通信システムに用いられる無線基地局であって、
無線通信によりパケットを受信する無線受信手段と、
前記無線基地局が前記第1の無線基地局として用いられる場合、前記無線受信手段により受信されたパケットに基づいて判断される当該パケットの無線送信経路よりも、当該パケットの送信先アドレスに自局から送信する無線送信経路の方が無線送信経路として短いか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により自局から該パケットを送信する方が無線送信経路として短いと判定された場合、前記無線受信手段により受信された該パケットを該送信先アドレスに送信する送信制御手段と、
前記判定手段により自局から送信する方が無線送信経路として短いと判定された場合、自局が受信したパケットを前記送信先アドレスに送信する旨を、前記無線受信手段により受信されたパケットに基づいて判断される当該パケットの無線送信経路にある他の無線基地局に通知する送信通知手段と、
前記無線基地局が前記第2の無線基地局として用いられる場合、自局に帰属する無線通信端末からのパケットを受信し、該パケットを前記バックボーン回線へ送信する旨の通知を前記第1の無線基地局から受信した際、該パケットを無線通信により他の無線基地局へ送信しないようにする送信停止手段と、
を備えたことを特徴とする無線基地局。 - 前記無線基地局が前記第1の無線基地局として用いられる場合、
前記第2の無線基地局に帰属する無線通信端末から自局の担当するアドレスに送信するパケットを前記無線受信手段が受信すると、
前記判定手段は、前記第2の無線基地局を経由して送信する無線送信経路よりも、該パケットの送信先アドレスに自局から送信する無線送信経路の方が無線送信経路として短いと判定し、
前記送信制御手段は、前記判定手段の該判定により該パケットを前記バックボーン回線へ送信することを特徴とする請求項1記載の無線基地局。 - 前記送信通知手段による通知情報は、前記無線受信手段により受信されたパケットに対する受信確認パケットと、前記送信制御手段が送信を行う旨の識別子とを含む情報として構成されることを特徴とする請求項1または2記載の無線基地局。
- バックボーン回線に有線で接続された第1の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第2の無線基地局と、を備えた無線通信システムに用いられる無線基地局であって、
無線通信によりパケットを受信する無線受信手段と、
前記無線基地局が前記第1の無線基地局として用いられる場合、前記無線受信手段により受信されたパケットの発信元である無線通信端末の帰属先無線基地局よりも自局の方が該パケットの送信先アドレスに送信経路として近いか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により自局の方が送信経路として近いと判定された場合、前記無線受信手段により受信された該パケットを該送信先アドレスに送信する送信制御手段と、
前記判定手段により自局の方が送信経路として近いと判定された場合、自局が受信したパケットを前記送信先アドレスに送信する旨を前記帰属先無線基地局に通知する送信通知手段と、
前記無線基地局が前記第2の無線基地局として用いられる場合、自局に帰属する無線通信端末からのパケットを受信し、該パケットを前記バックボーン回線へ送信する旨の通知を前記第1の無線基地局から受信した際、該パケットを無線通信により他の無線基地局へ送信しないようにする送信停止手段と、
を備えたことを特徴とする無線基地局。 - 前記無線基地局が前記第1の無線基地局として用いられる場合、
前記第2の無線基地局に帰属する無線通信端末から自局の担当するアドレスに送信するパケットを前記無線受信手段が受信すると、
前記判定手段は、前記第2の無線基地局よりも自局の方が該パケットの送信先アドレスに送信経路として近いと判定し、
前記送信制御手段は、前記判定手段の該判定により該パケットを前記バックボーン回線へ送信することを特徴とする請求項4記載の無線基地局。 - 前記送信通知手段による通知情報は、前記無線受信手段により受信されたパケットに対する受信確認パケットと、前記送信制御手段が送信を行う旨の識別子とを含む情報として構成されることを特徴とする請求項4または5記載の無線基地局。
- 前記受信確認パケットは、前記無線受信手段により受信されたパケットの発信元である無線通信端末の帰属先である無線基地局からのパケットとして送信されることを特徴とする請求項6記載の無線基地局。
- バックボーン回線に有線で接続された第1の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第2の無線基地局と、を備えた無線通信システムであって、
前記第1の無線基地局は、
前記第2の無線基地局に帰属する無線通信端末から当該第1の無線基地局の担当するアドレスに送信するパケットを受信した場合、当該パケットを前記バックボーン回線へ送信する送信制御手段と、
前記送信制御手段が前記パケットを前記バックボーン回線へ送信する時に、当該送信する旨を前記第2の無線基地局に通知する送信通知手段と、を備え、
前記第2の無線基地局は、前記送信通知手段からの前記通知を受信した場合、当該通知により前記第1の無線基地局が送信するパケットを該第2の無線基地局から他の無線基地局へ送信しないようにする送信停止手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。 - 前記送信通知手段による前記通知は、前記無線通信端末からのパケットに対する当該無線通信端末の帰属先である前記第2の無線基地局としての受信確認パケットと、前記送信制御手段が送信を行う旨の識別子とを含む情報として構成されることを特徴とする請求項8記載の無線通信システム。
- バックボーン回線に有線で接続された第1の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第2の無線基地局と、を備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、
前記第1の無線基地局が無線通信によりパケットを受信する無線受信工程と、
前記無線受信工程で受信したパケットに基づいて判断される当該パケットの無線送信経路よりも、当該パケットの送信先アドレスに前記第1の無線基地局から送信する無線送信経路の方が無線送信経路として短いか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記第1の無線基地局から該パケットを送信する方が無線送信経路として短いと判定された場合、前記無線受信工程で受信した該パケットを該送信先アドレスに送信する送信制御工程と、
前記判定工程により前記第1の無線基地局から送信する方が無線送信経路として短いと判定された場合、前記第1の無線基地局が受信したパケットを前記送信先アドレスに送信する旨を、前記無線受信工程で受信したパケットに基づいて判断される当該パケットの無線送信経路にある他の無線基地局に通知する送信通知工程と、
前記第2の無線基地局が自局に帰属する無線通信端末からのパケットを受信し、該パケットを前記バックボーン回線へ送信する旨の通知を前記第1の無線基地局から受信した際、該パケットを無線通信により他の無線基地局へ送信しないようにする送信停止工程と、
を備えたことを特徴とする通信制御方法。 - 前記第1の無線基地局が、前記第2の無線基地局に帰属する無線通信端末から前記第1の無線基地局の担当するアドレスに送信するパケットを前記無線受信工程で受信すると、
前記判定工程では、前記第2の無線基地局を経由して送信する無線送信経路よりも、該パケットの送信先アドレスに前記第1の無線基地局から送信する無線送信経路の方が無線送信経路として短いと判定し、
前記送信制御工程では、前記判定工程の該判定により該パケットを前記バックボーン回線へ送信することを特徴とする請求項10記載の通信制御方法。 - 前記送信通知工程における通知情報は、前記無線受信工程で受信したパケットに対する受信確認パケットと、前記送信制御工程が送信を行う旨の識別子とを含む情報として構成されることを特徴とする請求項10または11記載の通信制御方法。
- バックボーン回線に有線で接続された第1の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第2の無線基地局と、を備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、
前記第1の無線基地局が無線通信によりパケットを受信する無線受信工程と、
前記無線受信工程で受信したパケットの発信元である無線通信端末の帰属先無線基地局よりも前記第1の無線基地局の方が該パケットの送信先アドレスに送信経路として近いか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記第1の無線基地局の方が送信経路として近いと判定された場合、前記無線受信工程で受信した該パケットを該送信先アドレスに送信する送信制御工程と、
前記判定工程により前記第1の無線基地局の方が送信経路として近いと判定された場合、前記第1の無線基地局が受信したパケットを前記送信先アドレスに送信する旨を前記帰属先無線基地局に通知する送信通知工程と、
前記第2の無線基地局が自局に帰属する無線通信端末からのパケットを受信し、該パケットを前記バックボーン回線へ送信する旨の通知を前記第1の無線基地局から受信した際、該パケットを無線通信により他の無線基地局へ送信しないようにする送信停止工程と、
を備えたことを特徴とする通信制御方法。 - 前記第1の無線基地局が、前記第2の無線基地局に帰属する無線通信端末から前記第1の無線基地局の担当するアドレスに送信するパケットを前記無線受信工程で受信すると、
前記判定工程では、前記第2の無線基地局よりも前記第1の無線基地局の方が該パケットの送信先アドレスに送信経路として近いと判定し、
前記送信制御工程では、前記判定工程の該判定により該パケットを前記バックボーン回線へ送信することを特徴とする請求項13記載の通信制御方法。 - 前記送信通知工程における通知情報は、前記無線受信工程で受信したパケットに対する受信確認パケットと、前記送信制御工程が送信を行う旨の識別子とを含む情報として構成されることを特徴とする請求項13または14記載の通信制御方法。
- 前記受信確認パケットは、前記無線受信工程で受信したパケットの発信元である無線通信端末の帰属先である無線基地局からのパケットとして送信されることを特徴とする請求項15記載の通信制御方法。
- バックボーン回線に有線で接続された第1の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第2の無線基地局と、を備えた無線通信システムに用いられる無線基地局の通信制御プログラムであって、
前記無線基地局が前記第1の無線基地局として用いられる場合、前記無線基地局に、
無線通信によりパケットを受信する無線受信処理と、
前記無線受信処理で受信したパケットに基づいて判断される当該パケットの無線送信経路よりも、当該パケットの送信先アドレスに自局から送信する無線送信経路の方が無線送信経路として短いか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理により自局から該パケットを送信する方が無線送信経路として短いと判定された場合、前記無線受信処理で受信した該パケットを該送信先アドレスに送信する送信制御処理と、
前記判定処理により自局から送信する方が無線送信経路として短いと判定された場合、自局が受信したパケットを前記送信先アドレスに送信する旨を、前記無線受信処理で受信したパケットに基づいて判断される当該パケットの無線送信経路にある他の無線基地局に通知する送信通知処理と、
を実行させ、
前記無線基地局が前記第2の無線基地局として用いられる場合、前記無線基地局に、
自局に帰属する無線通信端末からのパケットを受信した際、該パケットを前記バックボーン回線へ送信する旨の通知を前記第1の無線基地局から受信すると、該パケットを無線通信により他の無線基地局へ送信しないようにする送信停止処理を実行させることを特徴とする通信制御プログラム。 - 前記無線基地局が前記第1の無線基地局として用いられる場合、
前記第2の無線基地局に帰属する無線通信端末から自局の担当するアドレスに送信するパケットを前記無線受信処理で受信すると、
前記判定処理では、前記第2の無線基地局を経由して送信する無線送信経路よりも、該パケットの送信先アドレスに自局から送信する無線送信経路の方が無線送信経路として短いと判定し、
前記送信制御処理では、前記判定処理の該判定により該パケットを前記バックボーン回線へ送信することを特徴とする請求項17記載の通信制御プログラム。 - 前記送信通知処理における通知情報は、前記無線受信処理で受信したパケットに対する受信確認パケットと、前記送信制御処理が送信を行う旨の識別子とを含む情報として構成されることを特徴とする請求項17または18記載の通信制御プログラム。
- バックボーン回線に有線で接続された第1の無線基地局と、バックボーン回線に無線通信を用いて接続される第2の無線基地局と、を備えた無線通信システムに用いられる無線基地局の通信制御プログラムであって、
前記無線基地局が前記第1の無線基地局として用いられる場合、前記無線基地局に、
無線通信によりパケットを受信する無線受信処理と、
前記無線受信処理で受信したパケットの発信元である無線通信端末の帰属先無線基地局よりも自局の方が該パケットの送信先アドレスに送信経路として近いか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理により自局の方が送信経路として近いと判定された場合、前記無線受信処理で受信した該パケットを該送信先アドレスに送信する送信制御処理と、
前記判定処理により自局の方が送信経路として近いと判定された場合、自局が受信したパケットを前記送信先アドレスに送信する旨を前記帰属先無線基地局に通知する送信通知処理と、
を実行させ、
前記無線基地局が前記第2の無線基地局として用いられる場合、前記無線基地局に、
自局に帰属する無線通信端末からのパケットを受信した際、該パケットを前記バックボーン回線へ送信する旨の通知を前記第1の無線基地局から受信すると、該パケットを無線通信により他の無線基地局へ送信しないようにする送信停止処理を実行させることを特徴とする通信制御プログラム。 - 前記無線基地局が前記第1の無線基地局として用いられる場合、
前記第2の無線基地局に帰属する無線通信端末から自局の担当するアドレスに送信するパケットを前記無線受信処理で受信すると、
前記判定処理では、前記第2の無線基地局よりも自局の方が該パケットの送信先アドレスに送信経路として近いと判定し、
前記送信制御処理では、前記判定処理の該判定により該パケットを前記バックボーン回線へ送信することを特徴とする請求項20記載の通信制御プログラム。 - 前記送信通知処理における通知情報は、前記無線受信処理で受信したパケットに対する受信確認パケットと、前記送信制御処理が送信を行う旨の識別子とを含む情報として構成されることを特徴とする請求項20または21記載の通信制御プログラム。
- 前記受信確認パケットは、前記無線受信処理で受信したパケットの発信元である無線通信端末の帰属先である無線基地局からのパケットとして送信されることを特徴とする請求項22記載の通信制御プログラム。
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