JP5176713B2 - セッション管理装置、通信システム、およびセッション整理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基地局装置に接続する無線端末に固定的なものと移動的なものが混在する無線通信システムに関する。

複数の基地局装置で通信エリアをカバーすることによって様々な場所での通信を可能にするＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムでは、無線端末は基地局装置を経由してセッションを確立して通信を行う。セッションを確立することによって、品質が保証された通信を継続的に行うことが可能となる。

しかし、ＷｉＭＡＸシステムでは無線端末が移動によって基地局装置のカバレッジから外れることがある。セッションが確立されている無線端末が基地局装置のカバレッジから外れて通信不能が続くと、無線端末は自律的に呼を切断するが、ＷｉＭＡＸシステム内にはセッションの情報が残ってしまう。通信が行われることのないセッションの情報が残っているとセッション管理や帯域管理において不都合があるので、残留したセッション情報を整理することが要求される。

残留したセッションを整理する一般的な方法として、一定時間以上、無通信状態が続いたセッションを強制的に切断するという技術が知られている（特許文献１、２参照）。これを用いることにより、システムに残留したセッションの情報を削除することができる。

一方、使用されているアプリケーションの性質等によっては正常時に無通信状態が長時間継続することがある。特許文献１、２の上記技術では、正常な状態で無通信のセッションまで切断されてしまうことがある。その場合、例えば、セッションの継続を前提として動作するアプリケーションに不都合が生じる。それに対して、セッション維持用のデータを送出することによりセッションが強制切断されるのを防止する技術がある（特許文献３参照）。
特開２００２−３３０４８９号公報 特開２００８−２８９９６号公報 特開２００６−１９５６９０号公報

しかしながら、ＷｉＭＡＸシステムには、移動的な無線端末（以下「移動端末」という）と固定的な無線端末（以下「固定端末」という）とが混在している。そして、セッションを確立したままで基地局装置のカバレッジから外れるのは主に移動端末であり、固定端末が基地局装置のカバレッジから外れる可能性は高くない。

固定端末か移動端末かに関わらず、無通信状態が一定時間以上続いたセッションを強制的に切断するものとすると、移動端末については多くの場合に残留セッションを整理するができるが、固定端末については、多くの場合、正常で無通信のセッションを切断してしまうことになる。その結果、例えば夜間では電源が投入されたままの固定端末のセッション切断と再エントリとが繰り返されることにより、システム帯域が圧迫されたり、認証サーバへ過剰な負荷がかかったりすることが起こり得る。

また一方、セッションが強制切断されるのを防止するために、各無線端末がセッション維持用のデータを送出することにすれば、ネットワーク上のトラフィック量を増大させてしまう。

本発明の目的は、移動端末と固定端末が混在する無線通信システムにおいて、正常セッションの維持と残留セッションの整理を良好に行うための技術を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のセッション管理装置は、
固定端末のためのセッションと移動端末のためのセッションとについて、端末の種別を示す種別情報と通信の実施の状態を示す状態情報とを含むセッション情報を保持するセッション管理手段と、
前記セッション管理手段にて保持されている前記セッション情報に基づき、前記種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が第１の監視時間以上継続しているセッションを切断するセッション整理手段と、
を有し、
前記セッション整理手段は、更に、前記種別情報が固定端末であり、かつ通信が行われない状態が前記第１の監視時間よりも長い第２の監視時間以上継続しているセッションを切断する構成である。

本発明の通信システムは、
固定設置され、無線アクセス網を介してコアネットワークに接続される固定端末と、
移動が可能であり、前記無線アクセス網を介して前記コアネットワークに接続され、セッションが確立されている間、通信が行われない時間が所定の最大通信間隔を超えないように通信を行う移動端末と、
前記固定端末のためのセッションと前記移動端末のためのセッションとについて、端末の種別を示す種別情報と通信の実施の状態を示す状態情報とを含むセッション情報を保持し、前記セッション情報に基づき、前記種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が第１の監視時間以上継続しているセッションを切断するセッション管理装置と、
を有し、
前記セッション管理装置は、更に、前記種別情報が固定端末であり、かつ通信が行われない状態が前記第１の監視時間よりも長い第２の監視時間以上継続しているセッションを切断する構成である。

本発明のセッション整理方法は、
固定端末のためのセッションと移動端末のためのセッションとについて、端末の種別を示す種別情報と通信の実施の状態を示す状態情報とを含むセッション情報を保持し、
前記セッション情報に基づき、前記種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が第１の監視時間以上継続しているセッションを切断し、
更に、前記種別情報が固定端末であり、かつ通信が行われない状態が前記第１の監視時間よりも長い第２の監視時間以上継続しているセッションを切断する方法である。

本発明によれば、固定端末のセッションと移動端末のセッションが混在するシステムにおいて、固定端末と移動端末の違いを考慮することにより、正常セッションの維持と残留セッションの整理を良好に行うことができる。

本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、無線通信システムは、セッション管理装置１１、固定端末１４、および移動端末１５を有している。

セッション管理装置１１はコアネットワーク１３に接続されている。固定端末１４および移動端末１５は無線アクセス網１２に接続される。無線アクセス網１２とコアネットワーク１３とは互いに接続されている。

固定端末１４は、建物などに固定的に設置される無線端末であり、移動端末１５はユーザに携帯され、移動しながら使用される無線端末である。固定端末１４および無線端末１５は、無線回線で無線アクセス網１２に接続し、無線アクセス網１２を介してコアネットワーク１３にセッションを確立し、そのセッションによってデータ通信を行う。

移動端末１５は、セッションが確立されている間、通信が行われない時間が一定時間（最大通信間隔）を超えないように通信を行う。例えば、移動端末１５は、最大通信間隔またはそれより短い時間間隔で周期的にキープアライブメッセージを送出することにしてもよい。あるいは、移動端末１５は、データを送信しない状態が最大通信間隔だけ継続したときにキープアライブメッセージを送出することにしてもよい。キープアライブメッセージは、セッション情報が更新されるような何らかの信号であればよく、その内容は任意である。なお、固定端末１４はキープアライブメッセージを送出しなくてもよく、あるいは移動端末１５と同様にキープアライブメッセージを送出してもよい。

コアネットワーク１３は、固定端末１４および移動端末１５を含む無線端末によるデータ通信に通信回線を提供し、インターネットプロトコルでデータを転送するネットワークである。

無線アクセス網１２は基地局装置１６およびゲートウェイ装置１７を有している。基地局装置１６は、固定端末１４または移動端末１５と無線回線で接続し、それらとコアネットワーク１３の間のデータ通信を中継する。ゲートウェイ装置１７は、基地局装置１６をコアネットワーク１３に接続する関門である。

セッション管理装置１１は、固定端末１４または移動端末１５をコアネットワーク１３に接続するセッションを管理する装置である。セッション管理装置１１は、固定端末１４のためのセッションと、移動端末１５のためのセッションとの両方についてのセッション情報を保持しており、セッション情報に基づき、種別情報が移動端末１５であり、かつ通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続しているセッションを切断する。セッション情報には、端末の種別を示す種別情報と、通信の実施の状態を示す状態情報とが含まれている。状態情報は、例えば最新の通信が行われた時刻を示す時刻情報である。時刻情報は、通信が行われる毎に更新される。その場合、セッション管理装置１１、その時刻情報に示された時刻と現在時刻とに基づき、通信が行われない状態が一定の監視時間以上継続しているか否か判断すればよい。

図２は、セッション管理装置１１の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、セッション管理装置１１はセッション管理部２１およびセッション整理部２２を有している。セッション管理部２１は、上述したセッション情報を保持する。セッション整理部２２は、セッション管理部２１にて保持されているセッション情報に基づき、種別が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続しているセッションを抽出し、抽出したセッションを切断する。

図３は、セッション管理部２１にて保持されるセッション情報の一例を示す図である。セッション情報は、セッション毎の各エントリに、セッションを一意に識別するセッションＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、固定端末１４のセッションか移動端末１５のセッションかを示す端末種別と、最新の通信が行われた時刻を示す最新アクセス時刻とが記録されている。セッション整理部２２は、端末種別を参照することで移動端末１５のセッションを抽出し、最新アクセス時刻を参照することで、そのセッションの無通信の状態がどれだけ継続しているかを知ることができる。

図４は、セッション整理部２２の動作例を示すフローチャートである。図４を参照すると、セッション整理部２２は、一定の判定周期の経過を監視し（ステップ１０１）、その判定周期で以下の動作を行う。まず、セッション整理部２２は、セッション情報から１つのセッションを選択し、端末種別を参照することにより、そのセッションが移動端末１５のものであるか否か判定する（ステップ１０２）。選択されたセッションが移動端末１５のものであれば、セッション整理部２２は、そのセッションの最新アクセス時刻を参照し、そこに示されている時刻と現在時刻とから、通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続しているか否か判定する（ステップ１０３）。

通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続していれば、セッション整理部２２は、そのセッションを切断する（ステップ１０４）。その際、セッション整理部２２は、セッション管理部２１の保持しているセッション情報を削除することによりセッションを強制的に切断すればよい。あるいは、セッション整理部２２は、所定のセッション切断手順を実行することにより正常切断をしてもよい。

ステップ１０２において、セッションが移動端末１５のものでなかったとき、またはステップ１０３において、通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続していなかったとき、あるいはステップ１０４を行った後、セッション整理部２２は、セッション管理部２１にセッション情報が保持されている全てのセッションについてステップ１０２〜１０４の処理を行ったか否か判定する（ステップ１０５）。全てのセッションに対して処理が完了していれば、セッション整理部２２はステップ１０１に戻る。

全てのセッションに対して処理が完了していなければ、セッション整理部２２は、次のセッションを選択し（ステップ１０６）、ステップ１０２に戻る。

図５は、本実施形態の通信システムの動作例を示すシーケンスチャートである。図５の例では、まず、移動端末１５のセッションが確立されると（ステップ２０１）、そのセッションのセッション情報がセッション管理装置１１に登録される（ステップ２０２）。

セッション管理装置１１は、セッション情報が登録されているセッションのうち、移動端末１５のものについて、通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続しているか否かを監視する。

セッションが確立されている間、移動端末１５は、通信が行われない時間が最大通信間隔を超えないように周期的にキープアライブメッセージ（“Ｋｅｅｐ Ａｌｉｖｅ”）を送出する（ステップ２０３、２０６）。キープアライブメッセージは基地局装置１６を介してセッション管理装置１１に到達する（ステップ２０４、２０７）。セッション管理装置１１は、キープアライブメッセージが送出される毎に、セッション情報の最新アクセス時刻を更新する（ステップ２０５、２０８）。キープアライブメッセージが正常に疎通しているセッションが、通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続したセッションとして検出されることはない。

ここで移動端末１５が移動によって圏外に出たものとする（ステップ２０９）。そのため、移動端末１５が送出するキープアライブメッセージが疎通しなくなる（ステップ２１０）。あるいは、圏外に出たことを検出した移動端末１５がセッションを強制切断してキープアライブを送出しなくなる。その結果、セッション管理装置１１は、通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続したことを検出し（ステップ２１１）、そのセッションを切断する（ステップ２１２）。

以上説明したように、本実施形態によれば、固定端末１４のセッションと移動端末１５のセッションが混在するシステムにおいて、移動端末１５のセッションについて、通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続したら、そのセッションを切断する。そのため、固定端末１４と移動端末１５の違いを考慮することにより、正常セッションの維持と残留セッションの整理を良好に行うことができる。

なお、上述した実施形態では、固定端末１４と移動端末１５が混在するシステムにおいて、固定端末１４と移動端末１５の振る舞いの違いを考慮して、移動端末１５のセッションについてのみ、通信が行われない状態が所定の監視時間以上継続したら、そのセッションを切断することにした。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、固定端末１４については、移動端末用の監視時間よりも長い固定端末用の監視時間を導入し、通信が行われない状態が固定端末用の監視時間以上継続したら、そのセッションを切断することにしてもよい。例えば、移動端末用の監視時間を分や時間の単位で設定し、固定端末用の監視時間を日数の単位で設定すれば、固定端末１４のセッション切断と再エントリが繰り返される頻度を抑制しつつ、障害やその他の要因で実際に残留してしまった固定端末１４のセッションを削除することができる。

また、上述した実施形態では、ＷｉＭＡＸのように複数のセルで構成されるシステムにおいて各セルの特性の相違について言及していないが、本発明はセル間の特性の相違について考慮した構成としてもよい。一般に地域によって、移動端末１４および固定端末１５の存在密度やそれらの存在比率が異なる。その結果として、生じる残留セッションの数や、生じた残留セッションのシステムへの影響の度合いが地域によって異なることもある。そこで、セッションを切断するか否かを判断するための監視時間（固定端末用の監視時間と、移動端末用の監視時間を含む）をセル毎に設定できることにしてもよい。例えば、残留セッションが多く生じる地域や、残留セッションに占有される帯域の比率が高い地域では、残留セッションの削除を促進するために監視時間を短くしてもよい。また、移動端末１４の存在比率が高い地域では、特に移動端末１４の残留セッションの削除を促進するために、移動端末用の監視時間を短くし、固定端末用の監視時間を長くしてもよい。

以上、本発明の実施形態について述べてきたが、本発明は、これらの実施形態だけに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、これらの実施形態を組み合わせて使用したり、一部の構成を変更したりしてもよい。

本実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。 セッション管理装置１１の構成を示すブロック図である。 セッション管理部２１にて保持されるセッション情報の一例を示す図である。 セッション整理部２２の動作例を示すフローチャートである。 本実施形態の通信システムの動作例を示すシーケンスチャートである。

符号の説明

１１ セッション管理装置
１２ 無線アクセス網
１３ コアネットワーク
１４ 固定端末
１５ 移動端末
１６ 基地局装置
１７ ゲートウェイ装置
２１ セッション管理部
２２ セッション整理部

Claims (11)

1. 固定端末のためのセッションと移動端末のためのセッションとについて、端末の種別を示す種別情報と通信の実施の状態を示す状態情報とを含むセッション情報を保持するセッション管理手段と、
   前記セッション管理手段にて保持されている前記セッション情報に基づき、前記種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が第１の監視時間以上継続しているセッションを切断するセッション整理手段と、
   を有し、
   前記セッション整理手段は、更に、前記種別情報が固定端末であり、かつ通信が行われない状態が前記第１の監視時間よりも長い第２の監視時間以上継続しているセッションを切断するセッション管理装置。
2. 前記状態情報は、通信が行われると更新される情報であり、
   前記セッション整理手段は、前記状態情報の更新状況に基づき、通信が行われない状態が前記第１の監視時間以上継続しているか否か判断する、請求項１に記載のセッション管理装置。
3. 前記状態情報は最新の通信が行われた時刻を示す時刻情報であり、
   前記セッション整理手段は、前記時刻情報に示された時刻と現在時刻とに基づき、通信が行われない状態が前記第１の監視時間以上継続しているか否か判断する、請求項２に記載のセッション管理装置。
4. 前記セッション整理手段は、所定の判定周期ごとに、前記種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が前記第１の監視時間以上継続しているセッションを抽出する、請求項１から３のいずれか１項に記載のセッション管理装置。
5. 前記固定端末または前記移動端末が接続されるセルが複数あり、
   セッションを切断するか否かを判断するための前記監視時間がセル毎に設定される、請求項１から４のいずれか１項に記載のセッション管理装置。
6. 固定設置され、無線アクセス網を介してコアネットワークに接続される固定端末と、
   移動が可能であり、前記無線アクセス網を介して前記コアネットワークに接続され、セッションが確立されている間、通信が行われない時間が所定の最大通信間隔を超えないように通信を行う移動端末と、
   前記固定端末のためのセッションと前記移動端末のためのセッションとについて、端末の種別を示す種別情報と通信の実施の状態を示す状態情報とを含むセッション情報を保持し、前記セッション情報に基づき、前記種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が第１の監視時間以上継続しているセッションを切断するセッション管理装置と、
   を有し、
   前記セッション管理装置は、更に、前記種別情報が固定端末であり、かつ通信が行われない状態が前記第１の監視時間よりも長い第２の監視時間以上継続しているセッションを切断する通信システム。
7. 前記状態情報は、通信が行われると更新される情報であり、
   前記セッション管理装置は、前記状態情報の更新状況に基づき、通信が行われない状態が前記第１の監視時間以上継続しているか否か判断する、請求項６に記載の通信システム。
8. 前記状態情報は最新の通信が行われた時刻を示す時刻情報であり、
   前記セッション管理装置は、前記時刻情報に示された時刻と現在時刻とに基づき、通信が行われない状態が前記第１の監視時間以上継続しているか否か判断する、請求項６に記載の通信システム。
9. 前記セッション管理装置は、所定の判定周期ごとに、前記種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が前記第１の監視時間以上継続しているセッションを抽出する、請求項６から８のいずれか１項に記載の通信システム。
10. 前記固定端末または前記移動端末が接続されるセルが複数あり、
    セッションを切断するか否かを判断するための前記監視時間がセル毎に設定される、請求項６から９のいずれか１項に記載の通信システム。
11. 固定端末のためのセッションと移動端末のためのセッションとについて、端末の種別を示す種別情報と通信の実施の状態を示す状態情報とを含むセッション情報を保持し、
    前記セッション情報に基づき、前記種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が第１の監視時間以上継続しているセッションを切断し、
    更に、前記種別情報が固定端末であり、かつ通信が行われない状態が前記第１の監視時間よりも長い第２の監視時間以上継続しているセッションを切断するセッション整理方法。

Images