JP4827652B2 - 中継装置、中継方法および中継プログラム - Google Patents

中継装置、中継方法および中継プログラム Download PDF

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Description

本発明は、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）におけるアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）のように、通信エリア内にある複数の無線端末による通信を、限られた帯域において中継する中継装置に関する。
近年、例えば、無線ＬＡＮによるＩＰ電話のように、無線通信を介して通話を行う無線端末が普及している。無線通信を介して通話を行う無線端末は、中継装置（例えば、無線ＬＡＮのアクセスポイント等）と無線通信を行うことで、相手側端末との通話を可能にしている。このような通信形態においては、中継装置の通信エリア内に複数の無線端末が存在し、それらの無線端末が同時に通話を行う状況が発生する。この場合、複数の無線端末は、中継装置で利用可能な帯域を分け合ってそれぞれ通信を行う。そのため、１つの中継装置を介して同時に通話を行う無線端末が増えた場合、帯域が不足する。その結果、無線端末において、相手側端末からの音声が遅れて再生されたり、音切れ等のノイズが発生したりする。これは通話の場合だけでなく、ストリーミングにより音楽や動画などデータを通信する場合にも発生しうる。
中継装置における帯域の不足を防ぐための方法として、例えば、以下のような方法が提案されている。すなわち、画像送信装置から中継装置を通じて無線端末に動画像を配信するシステムにおいて、中継装置と無線端末との間の無線区間の通信状態が劣化した場合に、その無線端末へ配信する動画像に含まれる画像フレームの一部を破棄する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−８７１７０号公報
しかしながら、上記従来の方法は、通信状態が劣化した無線端末のみを対象としており、中継装置と無線端末との通信で使用可能な限られた帯域を安定的かつ効率的に利用するための仕組みは提供されていない。そのため、上記従来の方法では、複数の無線端末による通信の混雑度、電波状況の変化等による影響を考慮して、安定した通信品質を確保するには不十分である。
そこで、本発明は、中継装置と無線端末との通信で使用可能な限られた帯域を安定的かつ効率的に利用することが可能な中継装置、中継方法、中継プログラムを提供することを目的とする。
本発明にかかる中継装置は、通信エリア内にある無線端末による通信を中継する中継装置であって、優先して中継する通信を特定する優先通信識別データと、優先通信識別データで特定される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を表す通信状態データとを記録する優先テーブルと、無線端末が開始しようとする通信を特定する通信識別データを受け付けて、受け付けた通信識別データを、優先通信識別データとして前記優先テーブルに記録するか否かを所定の基準に基づき決定する帯域管理部と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信を、他の通信よりも優先して中継する優先制御部と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を監視することにより、通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、前記値を通信状態データとして前記優先テーブルに記録する監視部と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信の使用帯域の総和である総使用帯域を計算し、前記総使用帯域が所定の閾値を超える場合に、前記優先テーブルに記録された優先通信状態データで特定される通信のうち、通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する非優先通信特定部とを備え、前記優先制御部は、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信のうち、前記非優先通信特定部で選択された非優先通信以外の通信を、前記非優先通信よりも優先して中継する。
帯域管理部は、受け付けた通信識別データを、優先通信識別データとして前記優先テーブルに記録するか否かを所定の基準に基づき決定するので、優先制御部により優先して中継される通信は、帯域管理部によって前記所定の基準に基づいて管理される。監視部は、通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、前記値を通信状態データとして前記優先テーブルに記録するので、優先して中継する通信の通信状態の変動が優先テーブルの通信状態データに反映される。非優先通信特定部は、優先通信識別データで特定される通信の使用帯域の総和である総使用帯域が所定の閾値を超える場合に、前記優先テーブルに記録された優先通信状態データで特定される通信のうち、通信状態データが示す通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する。これにより、非優先通信特定部は、中継装置が通信を中継するための帯域が不足する場合に、通信状態の劣化により使用帯域が増大する恐れのある通信を非優先通信として選択することができる。優先制御部は、非優先通信特定部で選択された非優先通信以外の通信を、前記非優先通信よりも優先して中継する。そのため、通信状態が劣化することにより使用帯域が増大する恐れのある通信よりも、通信状態が劣化していない通信が優先して中継される。その結果、中継装置が通信を中継するための帯域が不足する場合にも、通信状態が劣化していない通信の品質を確保することができる。すなわち、ある無線端末の通信において通信状態が劣化して使用帯域が増大することにより、他の無線端末の通信品質を悪化させることが防止される。ひいては、中継装置で使用可能な限られた帯域を、通信状態の変動に応じて安定的かつ効率的に利用することが可能になる。
本発明にかかる中継装置において、前記監視部は、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信のリンク速度の変動を監視し、一定期間内にリンク速度が所定の速度より低速になっていた時間を表す値を、前記通信状態の劣化度合いを示す値として取得することが好ましい。
ある通信のリンク速度は、その通信の無線端末と中継装置との間の通信状態により変動する。すなわち、無線端末と中継装置との間の通信状態が劣化すると、通信品質を確保するためにリンク速度を下げる機能があるため、その通信のリンク速度も遅くなる。したがって、監視部は、リンク速度の変動を監視し、一定期間内においてリンク速度が所定の速度より低速になっていた時間を取得して、その時間を前記通信状態の劣化度合いを示す値とすることができる。
本発明にかかる中継装置において、前記監視部は、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信におけるパケット再送回数を監視し、一定期間内にパケット再送回数を表す値を、通信状態の劣化度合いを示す値を通信として取得することが好ましい。
ある通信において、無線端末と中継装置との間の通信状態が劣化すると、その通信の一定期間内のパケット再送回数が多くなる。したがって、監視部は、一定期間内のパケット再送回数を取得して、その再送回数を表す値を、通信状態の劣化度合いを示す値とすることができる。
本発明にかかる中継装置は、前記非優先通信特定部で選択された非優先通信において、無線端末へ送出されるパケットの少なくとも一部を破棄するパケット送出制御部をさらに備えることが好ましい。
これにより、パケット送出制御部は、通信状態が劣化している通信について、無線端末と中継装置との間のパケットの量を減らすことができる。そのため、通信状態が劣化している通信の使用帯域の増大が抑えられる。
本発明にかかる中継装置は、前記非優先通信特定部で選択された非優先通信において無線端末へ送出されるパケットを破棄し、破棄したパケットよりデータ量が小さいダミーパケットを送出する、パケット送出制御部をさらに備えることが好ましい。
これにより、パケット送出制御部は、通信状態が劣化している通信について、無線端末と中継装置との間のパケットのサイズを減らすことができる。そのため、通信状態が劣化している通信の使用帯域の増大が抑えられる。
本発明にかかる中継装置において、前記非優先通信特定部は、隣接する隣接中継装置の無線通信で使われている使用帯域を示す隣接使用帯域を取得し、該隣接使用帯域に、隣接する中継装置による影響の度合いを示す係数をかけた値と、前記総使用帯域との和が前記所定の閾値を超える場合に、前記非優先通信を選択することが好ましい。
これにより、非優先通信特定部は、中継装置に隣接する隣接中継装置との電波干渉による影響を考慮して、中継装置の帯域が不足しているか否かを判断することができる。そして、非優先通信特定部は、中継装置の帯域が不足していると判断した場合に、非優先通信を選択する。
本発明にかかる中継装置において、前記中継装置は、前記無線端末を含む複数の端末による通信を制御する通信制御装置に接続されており、前記非優先通信特定部で選択された非優先通信の使用帯域を減少させるための要求を前記通信制御装置へ送信する呼制御部をさらに備えることが好ましい。
これにより、呼制御部は、通信状態が劣化している通信の使用帯域を減少させることができる。そのため、通信状態が劣化している通信の使用帯域の増大が抑えられる。
本発明にかかる中継方法は、通信エリア内にある無線端末による通信を中継する中継方法であって、優先して中継する通信を特定する優先通信識別データと、優先通信識別データで特定される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を表す通信状態データと優先テーブルに記録する優先テーブル記録工程と、無線端末が開始しようとする通信を特定する通信識別データを受け付けて、受け付けた通信識別データを、優先通信識別データとして前記優先テーブルに記録するか否かを所定の基準に基づき決定する帯域管理工程と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信を、他の通信よりも優先して中継する優先制御工程と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで示される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を監視することにより、通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、前記値を通信状態データとして前記優先テーブルに記録する監視工程と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信の使用帯域の総和である総使用帯域を計算し、前記総使用帯域が所定の閾値を超える場合に、前記優先テーブルに記録された優先通信状態データで示される通信のうち、通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する非優先通信特定工程とを含み、前記優先制御工程において、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信のうち、前記非優先通信特定工程で選択された非優先通信以外の通信は、前記非優先通信よりも優先して中継される。
本発明にかかる中継プログラムは、通信エリア内にある無線端末による通信を中継する処理をコンピュータに実行させる中継プログラムであって、優先して中継する通信を示す優先通信識別データと、優先通信識別データで示される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を表す通信状態データと優先テーブルに記録する優先テーブル記録処理と、無線端末が開始しようとする通信を示す通信識別データを受け付けて、受け付けた通信識別データを、優先通信識別データとして前記優先テーブルに記録するか否かを所定の基準に基づき決定する帯域管理処理と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信を、他の通信よりも優先して中継する優先制御処理と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで示される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を監視することにより、通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、前記値を通信状態データとして前記優先テーブルに記録する監視処理と、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信の使用帯域の総和である総使用帯域を計算し、前記総使用帯域が所定の閾値を超える場合に、前記優先テーブルに記録された優先通信状態データで示される通信のうち、通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する非優先通信特定処理とをコンピュータに実行させ、前記優先制御処理において、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信のうち、前記非優先通信特定処理で選択された非優先通信以外の通信は、前記非優先通信よりも優先して中継される。
本発明によれば、中継装置と無線端末との通信で使用可能な限られた帯域を安定的かつ効率的に利用することが可能な中継装置、中継方法、中継プログラムを提供することができる。
［第１の実施形態］
本実施形態は、一例として、中継装置が無線ＬＡＮアクセスポイント（以下、ＡＰと称する）である場合の実施形態である。無線ＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１で定められた短距離無線ネットワークの規格である。図１は、本実施形態にかかるＡＰの構成を、これを含む通信システム全体の構成と共に示す機能ブロック図である。図１に示す通信システムは、例えば、無線ＬＡＮを利用した無線ＩＰ電話による通話を可能にするシステムである。
図１に示す通信システムには、有線ＬＡＮ３に接続されたＡＰ１、呼制御サーバ４および電話機５と、ＡＰ１の通信エリア内にある無線端末２ａ、２ｂとが含まれる。無線端末２ａ、２ｂおよび電話機５は、ＩＰ電話端末の機能を備えている。なお、有線ＬＡＮ３に接続されるＡＰの数は、図１のように１台に限られない。また、ＡＰ１の通信エリア内に存在しうる無線端末も２台に限られない。さらに、有線ＬＡＮ３には、ＡＰ１、呼制御サーバ４、電話機５以外の機器が接続されてもよい。
呼制御サーバ４は、通信制御装置の一例であり、無線端末２ａ、２ｂおよび電話機５を含む複数の通話端末のうち、２つ以上の端末による通話の開始、変更、終了を制御する。例えば、呼制御サーバ４は、無線端末２ａ、２ｂまたは電話機５から送信された通話開始要求を受け付けて、通話を開始しようとする端末間で呼を生成する処理を行う。また、呼制御サーバ４は、無線端末２ａ、２ｂまたは電話機５から送信された通話終了要求を受け付けて、通話を終了しようとする端末間での呼を終了させる処理を行う。
ＡＰ１は、通信エリア内にある無線端末２ａ、２ｂによる通信において転送されるデータを中継する装置である。ＡＰ１は、監視部１１、帯域管理部１２、呼制御監視部１３、優先テーブル１４、非優先通信特定部１５、優先制御部１６、パケット送出制御部１７、非優先テーブル１７１、無線ＬＡＮインタフェース１８および有線ＬＡＮインタフェース１９を備える。
ＡＰ１を構成するハードウエアには、例えば、無線LAN制御用LSI、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびＲＡＭ，ＲＯＭ等の記録装置等が含まれる。監視部１１、帯域管理部１２、呼制御監視部１３、非優先通信特定部１５、優先制御部１６、パケット送出制御部１７、無線ＬＡＮインタフェース１８および有線ＬＡＮインタフェース１９の各機能は、所定のプログラムを実行するＭＰＵ、または、所定の処理を行う無線LAN制御用LSIにより実現される。また、優先テーブル１４および非優先テーブル１７１は、記録装置により具現化される。なお、上記各機能に対応する別個のハードウエアが必ずしも存在するわけではない。
有線ＬＡＮインタフェース１９は、ＡＰ１と有線ＬＡＮ３との間のデータやり取りを、有線ＬＡＮの規格に準拠して仲介する。無線ＬＡＮインタフェース１８は、無線端末２ａ、２ｂとＡＰ１との無線によるデータとやり取りを、無線ＬＡＮの規格に準拠して仲介する。無線ＬＡＮインタフェース１８および有線ＬＡＮインタフェース１９によって、無線端末２ａ、２ｂと有線ＬＡＮ３との間の通信が中継される。
呼制御監視部１３は、有線ＬＡＮインタフェース１９を通過する呼制御メッセージを抽出して帯域管理部１２へ渡す。呼制御監視部１３は、有線ＬＡＮインタフェース１９を通過するパケットのうち、呼制御情報が含まれるパケットを抽出することにより、呼制御メッセージを抽出する。
呼制御メッセージは、例えば、通話開始要求、通話終了要求等である。通話開始要求には、開始が要求される通話を特定するための通話識別データとして、例えば、発信端末および着信端末を識別するデータが含まれる。通話終了要求にも、同様に、終了しようとする通話の発信端末および着信端末のアドレスを示すデータが通話識別データとして含まれる。
帯域管理部１２は、呼制御監視部１３から受け取った呼制御メッセージに基づいて、優先テーブル１４を更新する。優先テーブル１４には、ＡＰ１が優先して中継する通信（以下、優先通信と称する）を示す優先通信識別データと、無線端末とＡＰ１との間の通信状態を表す通信状態データとを記録する。帯域管理部１２は、呼制御メッセージとして通話開始要求を受け取った場合、開始を要求されている通話の通話識別データを優先通信識別データとして優先テーブル１４に記録するか否かを所定の基準に基づいて判定する。前記所定の基準の例として、優先テーブルに記録される優先通信の数が所定の上限数を超えないこと、あるいは、優先通信の中継に使用される帯域の和が所定値を超えないこと等が挙げられる。このように、前記所定の基準は、優先通信の数が安定して中継できる通信の数を超えないようにするための基準である。前記所定の基準は、予めＡＰ１の記録装置に記録されていることが好ましい。
また、帯域管理部１２は、呼制御メッセージから特定される通話識別データを優先通信識別データとして優先テーブル１４に記録するので、本実施形態では、優先して中継される優先通信はすべて呼制御メッセージにより制御される通話となる。
本実施形態において、ＡＰ１は、特定通信端末間の１回の通話または、特定通信端末間の一連のデータ通信を、１つの通信として識別する。また、同じ端末間の通信であっても、音声による通話、メール通信またはＨＴＴＰ通信等のように端末が通信に用いるアプリケーションが異なる場合には、別の通信として識別される。これにより、ＡＰ１は、例えば、音声による通話を、他のデータ通信より優先して中継することが可能になる。
なお、ＡＰ１が何を１つの通信とするかは、上記例に限られない。例えば、特定端末間の通信は全て１つの通信として識別してもよい。
図２は、優先テーブル１４に記録されるデータの具体例を示す図である。図２に示す優先テーブル１４には、発信端末についてのＩＰアドレスおよびポート番号、着信端末についてのＩＰアドレスおよびポート番号、優先度、通信状態データが、優先的に中継する通信ごとに記録されている。このうち、発信端末と着信端末のIPアドレス、ポート番号は、優先通信識別でデータとして扱われる。
発信端末および着信端末それぞれについてのＩＰアドレスおよびポート番号は、優先通信識別データの一例である。本例では、通話を行う双方の端末のＩＰアドレスとポート番号を組み合わせたネットワークアドレスが優先通信識別データとなるので、同じ端末間の通信であっても、ポートが異なる通信は、別の通信として識別される。なお、特定端末間の通信は全て１つの通信として識別する場合、優先通信識別データは、双方の端末のＩＰアドレスのみとすることができる。
優先度は、その通信が優先か非優先かを示すデータである。通信状態データは、その通信を行う無線端末とＡＰ１との間の通信状態を表すデータであり、ここでは一例として、リンク速度の変動の履歴を表すデータである。
優先制御部１６は、優先テーブル１４に記録された優先通信識別データで特定される通信を、他の通信よりも優先して中継するように無線ＬＡＮインタフェースに指示する。優先して中継する方式として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅに準拠した優先通信方式を用いることができる。
監視部１１は、優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信を行う無線端末とＡＰ１との間の通信状態を監視することにより、通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、その値を通信状態データとして優先テーブル１４に記録する。通信状態の劣化度合いを示す値は、ＡＰ１と無線端末との間の電波状態を示す値とすることができる。例えば、無線端末２ａとＡＰ１との間の通信状態を監視する場合、監視部１１は、無線ＬＡＮインタフェース１８が無線端末２ａに対して前記所定の時間内に送信する各パケットのリンク速度を取得する。そして、無線ＬＡＮインタフェース１８は、所定時間内に送信されたパケットのうち、リンク速度が閾値以下であるパケットの割合を計算し、その割合（以下、低速通信率と称する）を前記所定の時間内における通信状態の劣化度合いを示す値とすることができる。図２に示す優先テーブル１４において、通信状態データは、監視部１１が記録した通信状態の劣化度合いを示す値の例である。この例では、最近の２回分の低速通信率が通信状態データとして記録されている。
ここでリンク速度とは、ＡＰ１と無線端末間の理論的な最大データ伝送速度である。例えば、無線ＬＡＮインタフェース１８は、電波状態に応じてパケットごとにリンク速度を設定する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでは、リンク速度がそれぞれ１Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、１１Ｍｂｐｓである通信モードが規定されている。例えば、無線ＬＡＮインタフェース１８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠する場合、通常時には１１Ｍｂｐｓで無線端末へパケットを送信し、無線端末との電波状態が劣化するとリンク速度を低く設定（例えば、５．５Ｍｂｐｓに設定）してパケットを送信する。
なお、監視部１１が取得する通信状態の劣化度合いを示す値は、上記のリンク速度に限られない。例えば、所定時間内におけるパケットの再送率等を通信状態の劣化度合いを示す値としてもよい。
非優先通信特定部１５は、優先テーブル１４に記録された優先通信識別データが示す通信の使用帯域の総和である総使用帯域を計算し、総使用帯域が所定の閾値を超える場合に、優先テーブル１４に記録された優先通信のうち、通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する。各通信の使用帯域は、例えば、通信方式およびデータ伝送速度から決定することができる。また、通信の使用帯域は、例えば、単位時間あたりのＡＰと無線端末との間の伝送データ量で表すことができる。ここで、前記閾値は、予め記録された値であり、例えば、ＡＰ１が無線端末との通信に利用可能な帯域のうち、優先通信に割り当てられた帯域とすることができる。
また、非優先通信特定部１５は、優先テーブル１４に記録された通信状態データを参照することにより、通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する。例えば、通信状態データとして、所定時間おきに取得された通信状態の劣化度合いを示す値が各通信について記録されている場合、非優先通信特定部１５は、劣化度合いが所定の基準より高い値が、所定回数（例えば、２回）連続して記録された通信を非優先通信とすることができる。
非優先通信特定部１５は、非優先通信を特定する情報を優先テーブル１４に記録し、さらに、パケット送出制御部１７へ通知する。パケット送出制御部１７は、非優先通信を特定する情報は非優先テーブル１７１に記録する。優先制御部１６は、優先テーブル１４に記録された優先通信のうち、非優先通信特定部１５で選択された非優先通信以外の通信を、非優先通信よりも優先して中継するように無線ＬＡＮインタフェース１８へ指示する。パケット送出制御部１７は、非優先テーブル１７１に記録された非優先通信を特定する情報に基づいて無線ＬＡＮインタフェースを制御することにより、非優先通信において無線端末へ送信されるデータの量を制御する。パケット送出制御部１７は、例えば、非優先通信において、無線端末へ送出されるパケットの少なくとも一部を破棄する処理や、非優先通信において無線端末へ送出されるパケットを破棄し、破棄したパケットよりデータ量が小さいダミーパケットを送出したりする処理等を無線ＬＡＮインタフェースへ指示する。
次に、本実施形態におけるＡＰ１の動作例について説明する。図３は、優先テーブル１４において、優先通信を示す優先通信識別データが記録または削除される場合のＡＰ１の動作例を示すフローチャートである。図３に示す例では、まず、ＡＰ１の呼制御監視部１３は、有線ＬＡＮインタフェース１９を通過する呼制御メッセージを抽出して帯域管理部１２へ通知する（Ｏｐ１１）。
帯域管理部１２へ通知された呼制御メッセージが通話開始要求である場合（Ｏｐ１２でＹｅｓ）、帯域管理部１２は開始を要求されている通話をＡＰ１における優先通信とすることができるか否かを判定する（Ｏｐ１３）。ここでは、一例として、帯域管理部１２は、開始を要求されている通話をＡＰ１における優先通信としてもＡＰ１における優先通信の総数が所定の上限数を超えない場合に、その通信を優先通信とすることができると判定する。
Ｏｐ１３でＹｅｓの場合、帯域管理部１２は、通話開始要求から開始しようとする通話を特定するためデータを抽出して、優先テーブル１４に優先通信識別データとして記録する（Ｏｐ１４）。通話と特定するためのデータの例として、着信端末および着信端末それぞれのＩＰアドレスおよびポート番号が挙げられる。優先テーブル１４に記録された優先通信識別データで特定される通話は、優先制御部１６によって優先して中継されることになる。
帯域管理部１２へ通知された呼制御メッセージが通話終了要求である場合（Ｏｐ１２でＮｏ、かつＯｐ１５でＹｅｓの場合）、帯域管理部１２は終了を要求されている通話を特定する優先通信識別データを、優先テーブル１４から削除する（Ｏｐ１６）。これにより、終了しようとする通話が、ＡＰ１が優先して中継する優先通信から除かれる。
帯域管理部１２へ通知された呼制御メッセージが通話開始要求でも、通話終了通知でもない場合（Ｏｐ１５でＮｏ）、帯域管理部１２は特に処理を行わない。上記のＯｐ１１〜Ｏｐ１６に示した処理は、ＡＰの動作を停止する命令がない限り（Ｏｐ１７でＹｅｓにならない限り）繰り返し行われる。
次に、ＡＰ１の監視部１１および非優先通信特定部１５の動作例を、図４を参照して説明する。図４において、まず、監視部１１は、無線端末とＡＰ１との間の通信状態を監視し、通信状態データを優先テーブル１４に記録する（Ｏｐ２０１）。より具体的には、監視部１１は、優先テーブルに記録された優先通信識別データで示される通信の通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、その値を通信状態データとして優先テーブル１４に記録する。ここでは、一例として、通信状態データが、無線端末とＡＰ１との間の通信におけるリンク速度の履歴（例えば、低速通信率の履歴）を表す値である場合について説明する。
図５は、無線端末の１つとＡＰ１との間の通信におけるリンク速度の遷移の一例を示すグラフである。このグラフにおいて、縦軸はリンク速度、横軸は時間を示している。例えば、監視部１１は、図５に示すリンク速度の遷移を監視する場合、まず、時刻ｔ１からΔＴ経過後の時刻（ｔ１＋ΔＴ）において、ｔ１〜（ｔ１＋ΔＴ）までの期間ΔＴにおける低速通信率を取得する。この場合、監視部１１は、ｔ１〜（ｔ１＋ΔＴ）の期間ΔＴのうち、リンク速度が５．５Ｍｂｐｓである時間ΔＳの割合ΔＳ／ΔＴを低速通信率として取得することができる。同様にして、監視部１１は、時刻（ｔ１＋２ΔＴ）では（ｔ１＋ΔＴ）〜（ｔ１＋２ΔＴ）における低速通信率を、時刻（ｔ１＋３ΔＴ）では（ｔ１＋２ΔＴ）〜（ｔ１＋３ΔＴ）における低速通信率を取得する。
監視部１１は、低速通信率を取得する度に低速通信率を優先テーブル１４に記録する。その際、監視部１１は、優先テーブル１４に記録された古い低速通信率を削除して、最新の２回分の低速通信率が常に記録されているようにしてもよい。また、監視部１１は、優先テーブル１４に記録された優先通信識別データで示される通信それぞれについて、通信状態を監視して低速通信率を記録する。
なお、ここでは、監視部１１はリンク速度の遷移を監視して低速通信率を通信状態データとして取得する例を示したが、通信状態データは上記例に限られない。例えば、監視部１１は、無線ＬＡＮインタフェース１８が同じパケットを再送した回数を計測して、パケット再送率を一定時間ごとに取得して通信状態データとして優先テーブル１４に記録してもよい。
Ｏｐ２０１において、監視部１１が優先テーブル１４に通信状態データを記録すると、非優先通信特定部１５は、変数ｉを“１”に初期化する（Ｏｐ２０２）。そして、非優先通信特定部１５は、優先テーブル１４に記録された優先通信のうち、ｉ番目に記録された優先通信識別データが示す通信（以下、ｉ番目の通信と称する）の通信状態データを参照する（Ｏｐ２０３）。ｉ＝１の場合、例えば、図２に示す優先テーブル１４において１行目のデータ、すなわち、番号＝１のデータにおける、通信状態データ“４％，９％”が参照される。
非優先通信特定部１５は、参照した通信状態データから通信状態が連続して劣化しているか否かを判断する（Ｏｐ２０４）。例えば、最近取得した２回分の低速通信率が全て閾値を上回っている場合に、通信状態が劣化していると判断することができる。具体的には、閾値が１０％でｉ＝２の場合で、通信状態データが、図２に示す優先テーブル１４の２番目のデータのように“１１％，１２％”であった場合、通信状態は連続して劣化していると判断される。なお、上記通信状態の劣化の判断は、一例でありこれに限られない。例えば、監視部１１は１０回の測定で得られた低速通信率を通信状態データとして記録しておき、非優先通信特定部１５は、そのうち５回以上で閾値を上回っている場合に通信状態が劣化していると判断することもできる。
通信状態が連続して劣化していると判断された場合（Ｏｐ２０４でＹｅｓ）、非優先通信特定部１５は、ＡＰ１が無線端末との通信に使うことのできる帯域が不足しているか否かを判断する（Ｏｐ２０５）。この帯域不足の判断の詳細については後述する。帯域が不足している場合（Ｏｐ２０５でＹｅｓ）、該当する通信、すなわちｉ番目の通信を非優先通信と特定してその旨を優先テーブル１４に記録する。非優先通信特定部１５は、例えば、ｉ＝２の場合、図２に示すように、優先テーブル１４の２番目（番号＝２）のデータにおける優先度を「非優先」に更新する。
これにより、優先テーブル１４の２番目に記録された通信は、非優先通信として扱われる。すなわち、優先制御部１６は、無線ＬＡＮインタフェース１８に、優先テーブル１４において優先度が「優先」となっている通信を、優先度が「非優先」となっている通信より優先して中継させる。例えば、優先制御部１６は、優先度が「優先」となっている通信が、優先度が「非優先」となっている通信より優先度が高くなるように優先順位を決定する。そして、優先制御部１６は、決定した優先順位に従ってパケットを無線端末へ送信するよう無線ＬＡＮインタフェース１８に指示する。これにより、通信状態が劣化している非優先通信が使用する帯域が増えることによって、他の優先通信における通信品質の低下を抑制することができる。
また、非優先通信特定部１５は、非優先通信と特定した通信を示す通話識別データを優先テーブル１４から取得して、パケット送出制御部１７へ通知する。これにより、パケット送出制御部１７は、非優先通信において、無線端末へ送出されるパケットのデータ量を抑制することができる。パケット送出制御部１７の動作例については、後述する。
一方、Ｏｐ２０４で、通信状態が連続して劣化していないと判断された場合、非優先通信特定部１５は、かつ該当する通信（ｉ番目の通信）の通信状態が連続して良好であり、かつ優先度が非優先通信か否かを判断する（Ｏｐ２０７）。通信状態が連続して良好であり、かつ優先度が非優先通信であると判断した場合に、該当する通信の優先度を非優先通信から優先通信に変えるように、優先テーブル１４を更新する（Ｏｐ２０８）。これにより、非優先通信となっていた通信の通信状態が回復した場合に、非優先通信が優先通信に切り替えられる。
以上、Ｏｐ２０３〜Ｏｐ２０８の処理により、ｉ番目の通信について、通信状態がチェックされ、通信状態または帯域の使用状況に応じて、非優先通信／優先通信の切り替えがなされる。上記のＯｐ２０３〜Ｏｐ２０８の処理は、優先テーブル１４に記録された優先通信識別データで示される通信全てについて終了するまで（Ｏｐ２０９でＹｅｓ）、繰り返し行われる。これにより、非優先通信特定部１５は、優先テーブル１４に記録された優先通信識別データで示される通信それぞれについて、通信状態をチェックし、帯域が不足する場合には、通信状態の劣化している通信を非優先通信に特定することができる。そして、上記Ｏｐ２０１〜Ｏｐ２０９に示した処理は、ＡＰ１の動作を停止する命令がない限り（Ｏｐ２１０でＹｅｓにならない限り）繰り返し行われる。
ここで、上記Ｏｐ２０５で、非優先通信特定部１５が、帯域が不足しているか否かを判断する処理の例について説明する。非優先通信特定部１５は、優先通信識別データが示す全ての通信で使われる総使用帯域を計算し、前記総使用帯域が所定の閾値を超える場合に帯域が不足していると判断する。非優先通信特定部１５は、例えば、優先テーブル１４に記録された優先通信識別データで示される通信ごとに使用帯域を計算し、全ての通信について使用帯域の和を総使用帯域とすることができる。ここで、１通信あたりの使用帯域は、通信方式（例えば、コーデック）とデータ転送速度（例えば、リンク速度）から計算してもよいし、予め決められた固定値を用いてもよい。また、本実施形態にかかるＡＰ１では、通信状態に応じてリンク速度が変化するので、優先テーブル１４に記録された通信状態データを使用帯域の計算に用いることもできる。
例えば、コーデックがＧ．７１１のＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）通信において、リンク速度が１１Ｍｂｐｓの場合、単位時間あたりの伝送データ量、すなわち使用帯域は１２８ｋｂｐｓとすることができる。リンク速度が５．５Ｍｂｐｓの場合は、１１Ｍｂｐｓの場合に比較して同じデータ量を転送するのに２倍の時間が必要となる。そこで、リンク速度が５．５Ｍｂｐｓの場合、前記通信の使用帯域は２倍の２５６ｋｂｐｓとすることができる。非優先通信特定部１５は、通信の使用帯域を求めるために、例えば、呼制御における発信メッセージ（例えば、SIPにおけるINVITEメッセージ）のパケットから使用する帯域、コーデックに関する情報（例えば、SIPにおけるSDP）を取得し、さらに、優先テーブル１４の通信状態データの低速通信率を基にリンク速度を決定することができる。
非優先通信特定部１５は、上記のようにして求めた総使用帯域が、所定の閾値を超える場合に、帯域が不足していると判断することができる。所定の閾値は、ＡＰ１の利用可能帯域のうち、優先通信に割り当てられた帯域の上限値とすることができる。この上限値は、ＡＰ１の性能、設置環境等に基づいてユーザが予め設定できるようにしてもよい。
なお、帯域の表し方は、上記の単位時間あたりの伝送データ量に限られない。例えば、通信可能な全帯域に閉める割合や、通信している端末数に基づく値で帯域を表すこともできる。通信している端末数に基づく値で帯域を管理する場合の例として、最高速度で通信している端末の数と、それよりも遅い速度で通信している端末の数で管理する方法などがある。全ての端末におけるアプリケーションが同じ帯域を使用すると想定できる場合に、最高速度で通信する端末の使用帯域を“１”として、それより遅い速度で通信する端末の使用帯域を例えば、“２”のように２倍の数字で表すことができる。この数字の合計を総使用帯域として帯域管理することが可能である。この場合、帯域の計算において精度は落ちるが、簡単で速い計算が可能となる。
次に、パケット送出制御部１７の動作例について説明する。図６は、パケット送出制御部１７の動作例を示すフローチャートである。図６において、パケット送出制御部１７は、無線ＬＡＮインタフェース１８が受信するパケットを監視することにより、無線端末２ａまたは２ｂへ送信されるべきパケットの受信を検知する（Ｏｐ３０１）。無線ＬＡＮインタフェース１８が、無線端末２ａまたは２ｂへ送信されるべきパケットを受信すると（Ｏｐ３０１でＹｅｓ）、そのパケットが非優先通信のパケットであるか否かを判断する（Ｏｐ３０２）。この判断は、非優先テーブル１７１にそのパケットの通信識別データが記録されているか否かにより行うことができる。そのパケットが非優先通信のパケットであれば（Ｏｐ３０２でＹｅｓ）、パケット送出制御部１７は、そのパケットを非優先条件で無線端末２ａまたは２ｂへ送信するように無線ＬＡＮインタフェース１８に指示する（Ｏｐ３０３）。例えば、パケット送出制御部１７は、無線ＬＡＮインタフェース１８に、パケット送信時の通信品質を下げるように指示することで、非優先条件でパケットを送信させることができる。以下に、非優先条件でパケットを送信する方法の具体例を３つ挙げる。
第１の具体例は、無線端末へ送出される非優先通信のパケットの一部を破棄する方法である。この場合、パケット送出部１７は、例えば、非優先テーブルに登録されている非優先通信のパケットについて、例えば、１０パケットを受信したら最後の２パケットを送信しないで廃棄するように無線ＬＡＮインタフェース１８に指示する。これにより、送信パケット数を２０％削減できる。なお、破棄するパケットの量はこれに限れない。また、無線端末２ａまたは２ｂでは、パケットの一部が届かなかった場合でも音質が低下しないように補償する補償機能が備わっていることが好ましい。パケット送出部１７は、無線端末２ａまたは２ｂの補償機能の性能に応じて、破棄するパケットの割合を変更してもよい。
第２の具体例は、片方向の通信をとめる方法である。パケット送出制御部１７は、例えば、ＡＰ１から無線端末２ａまたは２ｂへ送信する音声パケットを破棄することにより、ＡＰ１から無線端末２ａまたは２ｂへの通信を止めることができる。これにより、１端末あたりの転送データ量を約半分にすることができる。しかし、通話中に音声パケットが無線端末に届かない場合、無線端末側で通話が切れたと判断される場合があるので、パケット送出制御部１７は無線ＬＡＮインタフェース１８にダミーパケットを送信させる。具体的には、パケット送出制御部１７は、無音の音声パケットに対して、必要なヘッダ情報を付与したパケットをダミーパケットとしてＡＰ１から無線端末２ａまたは２ｂに対して送信させる。
また、無線端末２ａまたは２ｂに押しボタンを設け、ユーザがボタンを押している間だけ無線端末２ａまたは２ｂからの声がＡＰ１に音声パケットが送信され、それ以外のときには音声パケットが送信されないようにすることもできる。この場合、パケット送出制御部１７は、無線端末２ａまたは２ｂから音声パケットがＡＰ１に届いている間は、無線端末２ａまたは２ｂに音声パケットを送信し、無線端末２ａまたは２ｂから音声パケットが届いていない間は無線端末２ａまたは２ｂにダミーパケットを送信するようにしてもよい。
第３の具体例は、優先制御部１６から指示された優先順位を変更する方法である。無線ＬＡＮインタフェース１８は、優先制御部１６から指定された優先順位に従ってパケットを無線端末へ送信するが、この場合、パケット送出制御部１７は、優先制御部１６で指定された非優先通信のパケットの優先順位が一時的に最下位になるように変更する。パケット送出制御部１７は、無線ＬＡＮインタフェース１８が非優先テーブル１７１に登録されている通信のパケットを受信したときに、優先テーブル１４に登録されている優先度の情報を変更しないまま、無線ＬＡＮでの送信時に変更する。これにより、優先制御部１６が非優先通信について優先順位を下げる処理を省略することができる。
なお、非優先条件でパケットを送信する方法は、上記第１〜第３の具体例に限られない。上記Ｏｐ３０１〜Ｏｐ３０３に示した処理は、ＡＰ１の動作を停止する命令がない限り（Ｏｐ３０４でＹｅｓにならない限り）繰り返し行われる。
［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態におけるＡＰ１の動作の変形例である。図７は、本実施形態における優先テーブル１４ａのデータ構成を示す図である。図７に示す優先テーブル１４ａは、第１の実施形態で例示した優先テーブル１４（図２参照）に継続時間を表すデータを記録するカラムを追加した構成である。継続時間は、優先度が劣化通信である状態が継続した時間である。継続時間を表すデータは、時間、分、秒等の単位で表される必要は必ずしもなく、他の通信と比較可能な値であればよい。
また、第１の実施形態では、優先テーブル１４の優先度として、「優先」または「非優先」の２段階の優先度を表すデータが記録される例について説明した。これに対して、本実施形態では、優先テーブル１４ａの優先度として、「優先通信」、「劣化通信」、「非優先通信」の３段階の優先度を表すデータが記録される例について説明する。
本実施形態において、帯域管理部１２は、優先して中継する通信を示す優先通信識別データを優先テーブル１４ａに記録する場合、その通信の優先度として「優先通信」を記録する。優先度が「優先通信」である通信の通信状態が劣化すると、監視部１１がその通信の優先度を「劣化通信」に更新する。非優先特定部１５は、ＡＰ１の帯域が不足する場合に、優先度が「劣化通信」の通信のうち通信状態の劣化度合いが高い通信の優先度を「非優先通信」に更新する。優先制御部１６は、優先度が「優先通信」または「劣化通信」の通信は、「非優先通信」の通信よりも優先して中継する。これにより、帯域不足時には、通信状態の劣化した通信が非優先通信になるように制御される。パケット送出部１７は、非優先通信のパケットを非優先条件で無線端末へ送出する。
図８は、ＡＰ１の監視部１１および非優先通信特定部１５の本実施形態における動作を示すフローチャートである。図８において、Ｏｐ４０１〜Ｏｐ４０４の処理は、図４に示したＯｐ２０１〜Ｏｐ２０４の処理と同様である。Ｏｐ４０４において、ｉ番目の通信の通信状態が連続して劣化していると判断された場合（Ｙｅｓの場合）、非優先通信特定部１５は、そのｉ番目の通信の優先度が「劣化通信」であるか否かを判断する（Ｏｐ４０５）。その通信が「劣化通信」である場合（Ｏｐ４０５でＹｅｓの場合）、非優先通信特定部１５は、継続時間に１を加算する（Ｏｐ４０９）。これに対して、その通信が「劣化通信」でない場合（Ｏｐ４０５でＮｏの場合）であって、かつ、その通信が「優先通信」（Ｏｐ４０６でＹｅｓ）であれば、非優先通信特定部１５は、その通信の優先度を「劣化通信」に更新する（Ｏｐ４１０）。
一方、Ｏｐ４０４において、ｉ番目の通信の通信状態が連続して劣化していないと判断された場合（Ｎｏの場合）、非優先通信特定部１５は、その通信の通信状態が連続して良好であるか否かを判断する（Ｏｐ４０７）。通信状態が連続して良好（Ｏｐ４０７でＹｅｓ）であれば、非優先通信特定部１５は、その通信の優先度を１ランク上げる。例えば、優先度が「劣化通信」であれば、「優先通信」に更新され、優先度が「非優先通信」であれば、「劣化通信」に更新される。
上記のＯｐ４０３〜Ｏｐ４１０の処理により、ｉ番目の通信について、通信状態データに応じて優先度が更新される。上記のＯｐ４０３〜Ｏｐ４１０の処理は、優先テーブル１４ａに記録された優先通信識別データで示される通信全てについて終了するまで（Ｏｐ４１１でＹｅｓ）、繰り返し行われる。
上記の繰り返しが終了すると、非優先通信特定部１５は、ＡＰ１が無線端末との通信に使うことのできる帯域が不足しているか否かを判断する（Ｏｐ４１３）。この帯域不足の判断処理は図４のＯｐ２０５と同様である。帯域が不足している場合（Ｏｐ４１３でＹｅｓ）、非優先通信特定部１５は、優先テーブル１４ａにおいて、優先度が「劣化通信」である通信の中で継続時間が最も長い通信の優先度を「非優先通信」に更新する（Ｏｐ４１４）。これにより、優先度が「劣化通信」の通信のうちで、通信状態の劣化度合いが高い通信の優先度が「非優先通信」に更新されることになる。
その後、ＡＰ１の動作を停止する命令がない限り（Ｏｐ４１５でＹｅｓにならない限り）、上記Ｏｐ４０１〜Ｏｐ４１５に示した処理が繰り返し行われる。以上、図８に示した処理により、優先テーブル１４ａに記録された通信の優先度を、通信状態に応じて「優先通信」、「劣化通信」、「非優先通信」の３つの状態のいずれかに設定することができる。これにより、通信状態が劣化している通信が特定されやすくなる。
なお、図８に示す処理では、非優先通信特定部１５は、帯域不足時には、劣化時間が長い劣化通信を非優先通信にしている。その際、非優先通信特定部１５は、非優先通信にする代わりに、その通信を切断して、優先テーブル１４ａからその通信を示すデータを削除してもよい。その場合、優先度が「非優先通信」であるという状態は存在しないことになる。
［第３の実施形態］
図９は、本実施形態にかかるＡＰの構成を、これを含む通信システム全体の構成と共に示す機能ブロック図である。図９に示す機能ブロックのうち、図１に示す機能ブロックと同じものには同じ番号を付し、説明を省略する。図９に示すＡＰ１ａは、図１に示したＡＰ１に、隣接ＡＰ情報取得部３１を追加した構成である。また、有線ＬＡＮ３には、ＡＰ１ａのほかにＡＰ１ｂが接続されている。ＡＰ１ａとＡＰ１ｂは、それぞれが送出する電波が干渉しあう程度の距離で互いに隣接して設けられている。ＡＰ１ｂの通信エリアには、無線端末２ｃが存在する。なお、ＡＰ１ｂ内部の構成は、ＡＰ１ａと同様である。
本実施形態にかかるＡＰ１ａおよびＡＰ１ｂの動作は、図３及び図４に示した動作と以下の点を除いて同様である。本実施形態にかかるＡＰ１ａおよびＡＰ１ｂでは、非優先通信特定部１５による図４の帯域不足を判断する処理（Ｏｐ２０５）が、第１の実施形態における処理と異なる。以下、その処理について説明する。
隣接ＡＰ情報取得部３１は、隣接するＡＰ１ｂの無線通信で使われている使用帯域を示す隣接使用帯域を、有線ＬＡＮ３を介して取得する。例えば、隣接するＡＰ１ｂの非優先通信特定部１５で計算された総使用帯域を隣接使用帯域とすることができる。総使用帯域の計算は第１の実施形態で示したものと同様である。なお、隣接するＡＰ１ｂの総使用帯域を求める方法はこれに限られない。例えば、ＡＰ１ｂで実際に中継されるパケットまたはバイト数を計測することにより、総使用帯域を求めることもできる。
ＡＰ１ａの非優先通信特定部１５は、ＡＰ１ａでの帯域が不足しているか否かを判断する際に、隣接ＡＰ情報取得部３１が取得した隣接するＡＰ１ｂの隣接使用帯域を用いる。具体的には、非優先通信特定部１５は、ＡＰ１ａの総使用帯域と隣接するＡＰ１ｂの隣接使用帯域に係数を掛けた値との和を、所定の閾値とを比較することによって、帯域の不足を判断する。前記係数と前記閾値は、予めＡＰ１ａの記録装置に記録されている。前記閾値は、第１の実施形態と同様に、例えば、ＡＰ１ａで優先通信に割り当てられた帯域の上限値である。前記係数は、隣接するＡＰ１ｂによる影響の度合いを示す値である。前記係数は、例えば、ＡＰ１ａの無線通信に使われる周波数帯域と、ＡＰ１ｂの無線通信に使われる周波数帯域との違いに応じた値であってもよい。
図１０は、互いに隣接するＡＰ間のチャネル番号の差と、隣接するＡＰに及ぼす影響の度合いを示す値との関係の例を表す表である。図１０の表に示すチャネル番号は、ＡＰが無線通信に使用する周波数帯域を識別するための番号であり、チャネル番号の差が大きい程、周波数帯域の差も大きくなる。この表では、チャネル番号の差が“０”の場合、影響度が“１００％”と最も大きく、チャネル番号の差が大きくなるに従って、影響度は小さくなっている。
図１０の表に示す影響度を、１００で割った値を、チャネル番号の差“０”〜“４”それぞれに記録しておくことにより、非優先通信特定部１５は、それらの値を前記係数として用いることができる。例えば、ＡＰ１ａとＡＰ１ｂとのチャネル番号の差が“２”である場合、非優先通信特定部１５は、係数 “０．６”をＡＰ１ｂの隣接使用帯域に掛けた値と、ＡＰ１ａの総使用帯域との和が閾値を超えるか否かにより、帯域が不足しているか否かを判断することができる。これにより、隣接するＡＰ１ｂの影響を考慮した判断が可能になる。
［第４の実施形態］
図１１は、本実施形態にかかるＡＰの構成を、これを含む通信システム全体の構成と共に示す機能ブロック図である。図１１に示す機能ブロックのうち、図１に示す機能ブロックと同じものには同じ番号を付し、説明を省略する。図１１に示すＡＰ１１は、図１に示したＡＰ１の呼制御監視部１３を、ＳＩＰサーバ連携部３２に置換した構成になっている。また、図１では、有線ＬＡＮ３に呼制御サーバ４が接続されていたが、本実施形態では、呼制御サーバ４の替わりに、ＳＩＰサーバ６が接続されている。ＳＩＰサーバ６は、通信制御装置の一例である。ＳＩＰサーバ６は、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいて、ＡＰ１０の通信エリア内の無線端末２ａ、２ｂおよび有線ＬＡＮ３に接続された電話機５のうちの、いずれか２以上の端末による通話の制御を行う。
ＡＰ１のＳＩＰサーバ連携部３２は、ＳＩＰサーバ６とのＳＩＰメッセージの送受信を、有線ＬＡＮインタフェース１９を介して行う。ＳＩＰサーバ連携部３２は、例えば、特定の通話を優先して中継するための帯域予約または帯域確保を要求する要求メッセージをＳＩＰサーバ６から受信する。また、ＳＩＰサーバ連携部３２は、優先して中継している通話の使用帯域の変更を要求する要求メッセージをＳＩＰサーバ６へ送信する。
次に、無線端末２ａと２ｂとの通話が行われる場合の通信システムの動作例を説明する。図１２は、図１１に示す無線端末２ａおよび２ｂによる通信が行われる場合の通信システムの動作例を示す図である。図１２は、一例として、ＡＰ１０にアクセス可能な無線端末２ａ、２ｂが通話を開始し、通話中にＡＰ１０で帯域不足が発生した場合の通信システムの動作を示している。
無線端末２ａは、ＡＰ１０の通信エリア内で起動されると、ＲｅｇｉｓｔｅｒメッセージをＳＩＰサーバ６に送信する（＃１）。Ｒｅｇｉｓｔｅｒメッセージには、例えば、無線端末２ａの位置情報（例えば、ＩＰアドレス、ポート番号等）、無線端末２ａを呼び出すための識別子（例えば、電話番号、ユーザＩＤ、ＳＩＰアドレス等）等の端末情報が含まれる。ＳＩＰサーバ６は、Ｒｅｇｉｓｔｅｒメッセージに含まれる端末情報を、ＳＩＰサーバ６がアクセス可能な記録装置（図示せず）に記録する。この記録に成功すると、ＳＩＰサーバ６は、無線端末２ａに“２００ ＯＫ”メッセージを送信する（＃３）。
同様にして、無線端末２ｂは、ＲｅｇｉｓｔｅｒメッセージをＳＩＰサーバ６に送信する（＃３）。ＳＩＰサーバ６は無線端末２ｂの端末情報を記録し、“２００ ＯＫ”メッセージを無線端末２ｂへ送信する（＃４）。なお、ＲＥＳＩＧＴＥＲメッセージおよびＯＫメッセージは、ＳＩＰプロトコルで定義されたメッセージである。また、以下に述べる、Ｉｎｖｉｔｅ、Ｒｅ−Ｉｎｖｉｔｅ、Ｒｉｎｇｉｎｇ、ＡＣＫメッセージも、ＳＩＰプロトコルで定義されたメッセージである。
無線端末２ａは、無線端末２ｂに宛てたＩｎｖｉｔｅメッセージをＳＩＰサーバ６に送信する（＃５）。これにより、無線端末２ａは、無線端末２ｂとの通信の開始をＳＩＰサーバ６に要求する。Ｉｎｖｉｔｅメッセージには、開始しようとする通信を示す通信識別データの他、開始しようとする通信におけるコーデックを示すコーデックデータが含まれる。コーデックデータは、例えば、ＳＤＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｌ）に従った形式で、Ｉｎｖｉｔｅメッセージに含まれる。以下、Ｉｎｖｉｔｅメッセージに含まれるＳＤＰに従う形式のデータをＳＤＰデータと称する。なお、ＳＤＰデータには、コーデックデータの他、例えば、通信に含まれるストリームのメディア種別を示すメディア種別データが含まれてもよい。メディア種別の例として、音声、文字、動画、静止画、ポインティング位置情報等が挙げられる。
Ｉｎｖｉｔｅメッセージを受信したＳＩＰサーバ６は、前記記録装置のデータを参照して、無線端末２ａ、２ｂの位置を特定する。これによりＳＩＰサーバ６は、開始しようとする通信を中継するＡＰがＡＰ１０であることを特定する。ＳＩＰサーバ６は、ＡＰ１０へ開始しようとする通信のための帯域確保予約を要求する（＃６）。すなわち、ＳＩＰサーバ６は、開始しようとする通信を優先的に中継することをＡＰ１０へ要求する。その際、ＳＩＰサーバ６は、開始しようとする通信の通信識別データと、Ｉｎｖｉｔｅメッセージに含まれるＳＤＰデータをＡＰ１０へ送信する。
ＡＰ１０のＳＩＰサーバ連携部３２が帯域予約の要求を受信し、帯域管理部１２が、予約を受け付けるか否かを判断する。この判断は、第１の実施形態と同様に行うことができる。帯域管理部１２は、予約を受け付ける場合には、開始しようとする通信の通信識別データを優先通信識別データとして優先テーブル１４に記録し、さらに予約中を示すデータも記録する。これにより、帯域確保の予約がなされる。また、ＳＩＰサーバ連携部３２は、帯域が予約されると帯域確保予約の要求に対する応答として、“２００ ＯＫ”メッセージをＳＩＰサーバ６に送信する（＃７）。一方、帯域確保予約が不可な場合は、ＳＩＰサーバ連携部３２はＳＩＰサーバ６へエラーメッセージを送信する。
ＳＩＰサーバ６は、ＯＫメッセージを受けると、無線端末２ｂに対してＩｎｖｉｔｅメッセージを送信する（＃８）。なお、帯域確保予約ができず、ＳＩＰサーバ６がエラーメッセージを受信した場合は、ＳＩＰサーバ６は、例えば、無線端末２ａ、２ｂ間の通信を開始せず、無線端末２ａに切断メッセージを送信してもよい。
ＳＩＰサーバ６から、Ｉｎｖｉｔｅメッセージを受信した無線端末２ｂは、呼び出し中を表す“１８０ Ｒｉｎｇｉｎｇ”メッセージをＳＩＰサーバ６へ送信する（＃９）。ＳＩＰサーバ６が受信した“１８０ Ｒｉｎｇｉｎｇ”メッセージは、無線端末２ａへ転送される（＃１０）。
無線端末２ｂのユーザが、通信開始の要求を受け入れる旨の操作を無線端末２ｂにすると、無線端末２ｂからＳＩＰサーバ６へ“２００ ＯＫ”メッセージが送信される（＃１１）。ＳＩＰサーバ６は、ＡＰ１０へ開始しようとする通信のための帯域確保を要求する（＃１２）。これにより、ＡＰ１０の帯域管理部１２は、＃６で予約した帯域の確保を確定させる。これによって、ＡＰ１０において、無線端末２ａと無線端末２ｂとの間の通話で転送される音声パケットが、他のパケットより優先的に中継されるようになる。
ＳＩＰサーバ連携部３２は、帯域確保が確定すると帯域確保要求に対する応答として、ＯＫメッセージをＳＩＰサーバ６に送信する（＃１３）ＳＩＰサーバ６は、無線端末２ａに“２００ ＯＫ”メッセージを送信する（＃１４）。“２００ ＯＫ”メッセージを受信した無線端末２ａは、無線端末２ｂに対し、ＳＩＰサーバ６経由でＡＣＫメッセージを送信する（＃１５，＃１６）。これにより、無線端末２ａ、２ｂの間で通話（＃Ｒ１）が開始される。この通話は、例えば、ＲＴＰ／ＡＶＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｕｓｉｎｇ Ａｕｄｉｏ Ｖｉｄｅｏ Ｐｒｏｆｉｌｅ）に従って行われる。
この通話（＃Ｒ１）がなされている間、ＡＰ１０では、上記第１の実施形態において図４で示した処理または、第２の実施形態において図８で示した処理が行われる。すなわち、通話を行う無線端末２ａ、２ｂとＡＰ１０との間の通信状態が監視部１１によって監視される。また、非優先通信特定部１５は、ＡＰ１０の帯域が不足した場合に、通信状態の劣化した通信を非優先通信に特定して、非優先条件で中継されるようにする。
ここで、もし、通話（＃Ｒ１）中にＡＰ１０で帯域不足が発生したために、通話（＃Ｒ１）の通信が非優先通信に特定された場合、ＳＩＰサーバ連携部３２は、通話（＃Ｒ２）の通信における使用帯域の変更を要求する帯域変更メッセージをＳＩＰサーバ６へ送信する（＃１７）。
帯域変更メッセージを受け取ったＳＩＰサーバ６は、例えば、無線端末２ａ、２ｂ間の通信で採用されるコーデックを変更させることより、使用帯域を変更させることができる。この場合、ＳＩＰサーバ６は、新しいコーデックの情報を含むＲｅ−ｉｎｖｉｔｅメッセージを無線端末２ｂへ送信する（＃１８）。これにより、ＳＩＰサーバ６は、新しいコーデックを無線端末２ｂに通知する。無線端末２ｂは、新しいコーデックを採用して通信を行うことが可能であれば、“２００ ＯＫ”メッセージをＳＩＰサーバ６へ送信する（＃１９）。同様に、ＳＩＰサーバ６は、無線端末２ａにも新しいコーデックの情報を含むＲｅ−Ｉｎｖｉｔｅメッセージを送信する（＃２０）。無線端末２ａは、新しいコーデックで通信可能であれば、“２００ ＯＫ”メッセージをＳＩＰサーバ６へ送信する（＃２１）。
無線端末２ａ、２ｂから“２００ ＯＫ”メッセージを受け取ったＳＩＰサーバ６は、ＡＣＫメッセージを無線端末２ａ、２ｂに送信し（＃２２）、ＡＰ１０に帯域が変更されたことを通知する（＃２３）。無線端末２ａ、２ｂはＡＣＫメッセージを受信した時点で、それまでの通話（＃Ｒ１）を、新しいコーデックを用いた通話（＃Ｒ２）に切り替える。すなわち、上記＃１７〜＃２３に示したコーデック変更するためのネゴシエーション処理は、無線端末２ａ、２ｂ間の通話（＃Ｒ１）と並行して行われる。
コーデック変更の例として、ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のＧ．７１１を、ＣＳ−ＡＣＥＬＰ（Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｃｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）方式のＧ．７２９に変更する場合が挙げられる。また、ビデオフォン（テレビ電話）に必要となる映像のコーデックには、例えば、ＭＰＥＰ−２、ＭＰＥＰ−４、Ｈ．２６３等が挙げられる。これらのコーデックも通信中に変更することができる。
また、本実施形態では、使用帯域を変更する方法として、コーデックを変更する例を説明したが、使用帯域を変更する方法はこれに限られない。例えば、映像ストリームと音声ストリームを含む通信を、いずれか１つのストリームのみの通信に切り替るなど、通信のメディア種別を変更する方法を用いることもできる。また、例えば、ステレオ音声、共有画面（ＰＣの画面を遠隔で表示する）等による通信のために、使用帯域を変更するケースがある。
また、図１２に示す例は、無線端末２ａ、２ｂが両方ともＡＰ１０の通信エリア内にある状態の場合の処理であるが、無線端末２ａ、２ｂが異なるＡＰにそれぞれアクセスする場合は、図１２に示すＡＰ１０とＳＩＰサーバ６の処理（例えば、＃６、＃７、＃１２、＃１３）が各ＡＰ１０について行われる。
［第５の実施形態］
図１３は、実施形態にかかるＡＰの構成を、これを含む通信システム全体の構成と共に示す機能ブロック図である。図１３に示す機能ブロックのうち、図１に示す機能ブロックと同じものには同じ番号を付し、説明を省略する。図１３に示すＡＰ１００は、図１に示すＡＰ１に端末連携部３４をさらに備えた構成になっている。
端末連携部３４は、ＡＰ１００の通信エリア内にある無線端末２０ａ、２０ｂに、通信の優先度に関する情報を通知する。例えば、非優先通信特定部１５が非優先通信を特定した場合、端末連携部３４は、非優先通信を行う無線端末にその旨を通知する。端末連携部３４は、無線ＬＡＮインタフェース１８に対して、無線端末２０ａ、２０ｂに送信するパケットのヘッダ情報にそのパケットの通信の優先度に関する情報を追加するように指示する。これにより、無線端末２０ａ、２０ｂが行う通信の優先度に関する情報が無線端末２０ａ、２０ｂへ通知される。その結果、無線端末２０ａ、２０ｂにおいても、通信の優先度を考慮してパケットの送信を制御することが可能になる。
無線端末２０ａは、無線ＬＡＮインタフェース２１、優先通信制御部２２、ＡＰ連携部２３、切替制御部２４、ＩＰ電話アプリケーション部２５を備える。なお、無線端末２０ｂの構造も無線端末２０ａと同様である。
無線ＬＡＮインタフェース２１は、無線端末２０ａとＡＰ１００との無線によるデータとやり取りを、無線ＬＡＮの規格に準拠して仲介する。優先通信制御部２２は、無線ＬＡＮインタフェース２１にＡＰ１００へ送信するためのパケットを渡す。この時、優先通信制御部２２は、送信パケットの優先度（例えば、優先か非優先か）を指定する。ＩＰ電話アプリケーション部２５は、無線端末２０ａをＩＰ電話端末として動作させるための機能を有する。ＩＰ電話アプリケーション部２５は、無線ＬＡＮインタフェース２１がＡＰ１００から受信したパケットを受け取って、ＶｏＩＰ通話の規格に準拠したアクセス制御を行う。また、ＩＰ電話アプリケーション部２５は、ＡＰ１００へ送信するためのパケットを優先通信制御部２２へ渡す。
ＡＰ連携部２３は、無線ＬＡＮインタフェース２１が受信したパケットから、ＡＰ１００から通知された優先度に関する情報を抽出して、切替制御部２４へ渡す。その際、ＡＰ連携部２３は、優先度に関する情報とともに、パケットの通信を特定する通信識別データも切替制御部２４に渡す。切替制御部２４は、前記通信の優先度を切り替える指示を優先通信制御部２２に出す。優先通信制御部２２は、切替制御部２４からの指示に従って、前記通信における送信パケットの優先度を切り替える。
無線ＬＡＮインタフェース２１は、ＡＰ１００の通信エリア内にある他の無線端末がＡＰ１００とパケットの送受信を行っていることを検出する機能を有する。無線ＬＡＮインタフェース２１は、他の無線端末がＡＰ１００とパケットの送受信を行っていることを検出した場合、しばらく待ってからＡＰ１００へパケットを送信する。この待ち時間を決定するためのアルゴリズムとして、公知のものが用いられる。優先通信制御部２２は、例えば、前記待ち時間を、通信ごとに優先度に応じて決定することによって優先制御を行うことができる。
無線端末２０ａは、上記構成によって、ＡＰ１００から通知された優先度に関する情報を基にして、パケット送信の優先度を制御することができる。なお、無線端末２０ａ、２０ｂにおける優先制御の方法は、上記の例に限られない。
本実施形態によれば、ＡＰ１００が通信エリア内にある無線端末２０ａ、２０ｂと連携する機能を持つので、通信エリアにおける通信状態に応じた優先度に関する情報を、無線端末２０ａ、２０ｂへ通知することができる。そのため、無線端末２０ａ、２０ｂ側でもＡＰ１００の通信エリア全体の通信状態に応じた優先制御が可能になる。
以上、上記第１〜第５の実施形態において、無線端末がＩＰ電話端末として機能する場合について説明したが、本発明における無線端末の機能はこれに限られない。例えば、本発明が適用可能な無線端末として、映像再生端末、ＰＤＡ、電子手帳、ゲーム機、ＧＰＳ端末等が含まれる。また、呼制御サーバまたはＳＩＰサーバにより制御される無線端末の通信も、通話に限られない。無線端末の通信の例として、映像配信、音楽配信、オンラインゲーム、株価情報配信、遠隔地プレゼンテーション、テレビ会議、監視カメラ画像送信等が挙げられる。また、無線端末の台数および有線ＬＡＮ３に接続されるＡＰ、有線端末の台数は、上記実施形態に示す例に限られない。
また、第１〜第５の実施形態において、中継装置の一例として、無線ＬＡＮ用のＡＰの構成および動作を説明した。しかし、本発明にかかる中継装置は、無線ＬＡＮ用のＡＰに限られない。例えば、ＷｉＭＡＸで定められた長距離無線ネットワークの規格である無線ＭＡＮ用のＡＰにも本発明の中継装置を適用できる。
また、本発明は、ブリッジ機能を持つ無線ＬＡＮアクセスポイントおよびルータ機能を持つ無線ＬＡＮアクセスポイントのいずれにも適用可能である。
本発明は、通信エリア内にある複数の無線端末による通信を、限られた帯域において中継する中継装置として利用可能である。
第１の実施形態にかかるＡＰを含む通信システムの構成を示す機能ブロック図 優先テーブルに記録されるデータの具体例を示す図 優先通信識別データが記録または削除される場合のＡＰの動作例を示すフローチャート ＡＰの監視部および非優先通信特定部の動作例を示すフローチャート 無線端末とＡＰとの間の通信におけるリンク速度の遷移の一例を示すグラフ パケット送出制御部の動作例を示すフローチャート 第２の実施形態における優先テーブルのデータ構成を示す図 監視部および非優先通信特定部の第２の実施形態における動作を示すフローチャート 第３の実施形態にかかるＡＰを含む通信システムの構成を示す機能ブロック図 互いに隣接するＡＰ間のチャネル番号の差と、隣接するＡＰに及ぼす影響の度合いを示す値との関係の例を表す表 第４の実施形態にかかるＡＰを含む通信システムの構成を示す機能ブロック図 無線端末による通信が行われる場合の通信システムの動作例を示す図 第５の実施形態にかかるＡＰを含む通信システムの構成を示す機能ブロック図
符号の説明
１、１ａ、１ｂ、１０、１００ 無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）
２ａ、２ｂ、２ｃ、２０ａ、２０ｂ 無線端末
３ 有線ＬＡＮ
４ 呼制御サーバ（通信制御装置）
５ 電話機
６ ＳＩＰサーバ（通信制御装置）
１１ 監視部
１２ 帯域管理部
１３ 呼制御監視部
１４、１４ａ 優先テーブル
１５ 非優先通信特定部
１６ 優先制御部
１７ パケット送出制御部
１７１ 非優先テーブル
１８ 無線ＬＡＮインタフェース
１９ 有線ＬＡＮインタフェース
２１ 無線ＬＡＮインタフェース
２２ 優先通信制御部
２３ ＡＰ連携部
２４ 切替制御部
２５ ＩＰ電話アプリケーション部
３１ 隣接ＡＰ情報取得部
３２ ＳＩＰサーバ連携部
３４ 端末連携部

Claims (9)

  1. 通信エリア内にある無線端末による通信を中継する中継装置であって、
    優先して中継する通信を特定する優先通信識別データと、優先通信識別データで特定される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を表す通信状態データとを記録する優先テーブルと、
    無線端末が開始しようとする通信を特定する通信識別データを受け付けて、受け付けた通信識別データを、優先通信識別データとして前記優先テーブルに記録するか否かを所定の基準に基づき決定する帯域管理部と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信を、他の通信よりも優先して中継する優先制御部と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を監視することにより、通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、前記値を通信状態データとして前記優先テーブルに記録する監視部と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信の使用帯域の総和である総使用帯域を計算し、前記総使用帯域が所定の閾値を超える場合に、前記優先テーブルに記録された優先通信状態データで特定される通信のうち、通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する非優先通信特定部とを備え、
    前記優先制御部は、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信のうち、前記非優先通信特定部で選択された非優先通信以外の通信を、前記非優先通信よりも優先して中継する、中継装置。
  2. 前記監視部は、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信のリンク速度の変動を監視し、一定期間内にリンク速度が所定の速度より低速になっていた時間を表す値を、前記通信状態の劣化度合いを示す値として取得する、請求項１に記載の中継装置。
  3. 前記監視部は、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信におけるパケット再送回数を監視し、一定期間内にパケット再送回数を表す値を、通信状態の劣化度合いを示す値を通信として取得する、請求項１に記載の中継装置。
  4. 前記非優先通信特定部で選択された非優先通信において、無線端末へ送出されるパケットの少なくとも一部を破棄するパケット送出制御部をさらに備える、請求項１に記載の中継装置。
  5. 前記非優先通信特定部で選択された非優先通信において無線端末へ送出されるパケットを破棄し、破棄したパケットよりデータ量が小さいダミーパケットを送出する、パケット送出制御部をさらに備える、請求項１に記載の中継装置。
  6. 前記非優先通信特定部は、隣接する隣接中継装置の無線通信で使われている使用帯域を示す隣接使用帯域を取得し、該隣接使用帯域に、隣接する中継装置による影響の度合いを示す係数をかけた値と、前記総使用帯域との和が前記所定の閾値を超える場合に、前記非優先通信を選択する、請求項１に記載の中継装置。
  7. 前記中継装置は、前記無線端末を含む複数の端末による通信を制御する通信制御装置に接続されており、
    前記非優先通信特定部で選択された非優先通信の使用帯域を減少させるための要求を前記通信制御装置へ送信する呼制御部をさらに備える、請求項１に記載の中継装置。
  8. 通信エリア内にある無線端末による通信を中継する中継方法であって、
    優先して中継する通信を特定する優先通信識別データと、優先通信識別データで特定される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を表す通信状態データと優先テーブルに記録する優先テーブル記録工程と、
    無線端末が開始しようとする通信を特定する通信識別データを受け付けて、受け付けた通信識別データを、優先通信識別データとして前記優先テーブルに記録するか否かを所定の基準に基づき決定する帯域管理工程と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで特定される通信を、他の通信よりも優先して中継する優先制御工程と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで示される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を監視することにより、通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、前記値を通信状態データとして前記優先テーブルに記録する監視工程と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信の使用帯域の総和である総使用帯域を計算し、前記総使用帯域が所定の閾値を超える場合に、前記優先テーブルに記録された優先通信状態データで示される通信のうち、通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する非優先通信特定工程とを含み、
    前記優先制御工程において、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信のうち、前記非優先通信特定工程で選択された非優先通信以外の通信は、前記非優先通信よりも優先して中継される、中継方法。
  9. 通信エリア内にある無線端末による通信を中継する処理をコンピュータに実行させる中継プログラムであって、
    優先して中継する通信を示す優先通信識別データと、優先通信識別データで示される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を表す通信状態データと優先テーブルに記録する優先テーブル記録処理と、
    無線端末が開始しようとする通信を示す通信識別データを受け付けて、受け付けた通信識別データを、優先通信識別データとして前記優先テーブルに記録するか否かを所定の基準に基づき決定する帯域管理処理と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信を、他の通信よりも優先して中継する優先制御処理と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データで示される通信を行う無線端末と中継装置との間の通信状態を監視することにより、通信状態の劣化度合いを示す値を所定の時間間隔で取得し、前記値を通信状態データとして前記優先テーブルに記録する監視処理と、
    前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信の使用帯域の総和である総使用帯域を計算し、前記総使用帯域が所定の閾値を超える場合に、前記優先テーブルに記録された優先通信状態データで示される通信のうち、通信状態の劣化度合いが他の通信より高い通信を非優先通信として選択する非優先通信特定処理とをコンピュータに実行させ、
    前記優先制御処理において、前記優先テーブルに記録された優先通信識別データが示す通信のうち、前記非優先通信特定処理で選択された非優先通信以外の通信は、前記非優先通信よりも優先して中継される、中継プログラム。
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