JP5437292B2 - 帯域制御システム - Google Patents

Description

本発明は、異なる無線システム間の通信帯域を制御する技術に関する。

例えばEvDO(1xEvolved Data Only Rev.A)等の現行の無線通信システムを、例えばLTE/SAE(Long Term Evolution / System Architecture)等の次世代の無線通信システムに移行させる場合、次世代の無線通信システムによって十分なエリアがカバーされるまでの移行期間では、現行の無線通信システムと、次世代の無線通信システムとを並存させるフェーズがある。

このフェーズにおいて、無線端末は、次世代の無線通信システムによるサービスの提供を受けられないエリアへ移動する場合、次世代の無線通信システムから現行の無線通信システムへハンドダウンを行うことで通信サービスの提供を継続して受けることができる。このとき、無線端末は、現行の無線通信システムとの間で新たに認証処理を実行する必要があるが、この認証処理に時間がかかると、通信が一時的に遮断されることになり、サービスの品質が劣化する。

これを回避するため、例えば下記の非特許文献１には、ハンドダウンを行う前に、ハンドダウン先のシステムとの間で事前に認証処理を済ませておくことにより、ハンドダウンにかかる時間を短縮する技術が開示されている。事前認証が成功すると、ハンドダウン先の基地局では、事前認証を行った無線端末用のリソースを自局内に確保する。

3GPP TS 23.402 V8.7.0 (2009-09) "9 Handovers with Optimizations Between E-UTRAN Access and CDMA2000 Access"

ところで、ハンドダウンの高速化という観点では上記事前認証は有効であるが、事前認証を行っても、その後の電波状況によっては必ずしもハンドダウンが実施されるとは限らない。そのため、ハンドダウン先の基地局では、ハンドダウンするかどうか分からない無線端末のためにリソースを確保することになる。

ハンドダウン用のリソースは、実際にハンドダウンが実施されなければ無駄に確保されていることになり、基地局は、実際に他の無線端末用にリソースが必要になった場合であっても、ハンドダウン用のリソースを他の無線端末に割り当てることができず、基地局のリソースが不足する場合がある。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、事前認証により確保されたリソースによって基地局のリソースが不足するのを防止することにある。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本願は、上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、帯域制御システムであって、
第１の無線システムに設けられた基地局と、
第２の無線システムから送信された事前認証要求を、前記基地局へ中継する中継装置と、
前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制御する帯域制御装置と
を備え、
前記基地局は、
無線通信により自局を介して認証を行った無線端末の中で、当該認証に成功した無線端末の識別情報を格納する自局認証情報保持部と、
前記中継装置を介して受け取った事前認証要求に基づいて、当該事前認証に成功した無線端末の識別情報を格納する事前認証情報保持部と、
前記自局認証情報保持部が保持している無線端末の識別情報の数である自局認証数と、前記事前認証情報保持部が保持している無線端末の識別情報の数である事前認証数とが、予め定められた関係になった場合に、前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制限する旨の帯域制限指示を、前記帯域制御装置へ送信する帯域制限指示部と
を有し、
前記帯域制御装置は、
前記基地局から前記帯域制限指示を受信した場合に、前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制限するよう前記中継装置に指示し、
前記中継装置は、
前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制限する旨の指示を、前記帯域制御装置から受信した場合に、当該通信路の帯域を制限することを特徴とする。

本発明によれば、事前認証により確保されたリソースによって基地局のリソースが不足するのを防止することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態に係る帯域制御システム１０の構成の一例を示すシステム構成図である。 基地局２３の機能構成の一例を示すブロック図である。 事前認証情報保持部２３５が保持するデータの構造の一例を示す図である。 帯域制限の判定方法の一例を説明するための概念図である。 帯域制御装置４０の機能構成の一例を示すブロック図である。 ルータ４１の機能構成の一例を示すブロック図である。 基地局２３の動作の一例を示すフローチャートである。 帯域制限処理（Ｓ２００）の一例を示すフローチャートである。 帯域制御装置４０の動作の一例を示すフローチャートである。 帯域制限要求保持部４０３が保持するデータの構造の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る帯域制御システム１０の構成の一例を示すシステム構成図である。帯域制御システム１０は、第１の無線システム２０に設けられた複数の基地局２３と、第２の無線システム３０から送信された事前認証要求を基地局２３へ中継するルータ４１と、第２の無線システム３０からそれぞれの基地局２３へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制御する帯域制御装置４０とを備える。

図１の例において、第１の無線システム２０は、例えばEvDO(1xEvolved Data Only Rev.A)等の現行の無線通信システムであり、第２の無線システム３０は、例えばLTE/SAE(Long Term Evolution / System Architecture)等の次世代の無線通信システムである。

第２の無線システム３０は、ゲートウェイ３１、移動体管理装置３２、複数の基地局３３、および無線端末３４を有する。無線端末３４は、基地局３３を介して他の無線端末３４と音声通信やデータ通信を行う。また、無線端末３４は、基地局３３、移動体管理装置３２、およびゲートウェイ３１を介して、広域ネットワーク１１に接続された他の機器と音声通信やデータ通信を行う。

それぞれの基地局３３は、無線端末３４から、当該無線端末３４を識別する端末ＩＤおよびハンドダウン先となる基地局２３を識別する基地局ＩＤ等を含む事前認証要求を受信した場合に、当該事前認証要求を移動体管理装置３２へ送る。移動体管理装置３２は、基地局３３から送られた事前認証要求をルータ４１へ転送する。ルータ４１は、移動体管理装置３２から転送された事前認証要求を、当該事前認証要求の対象となる基地局２３へ中継する。

第１の無線システム２０は、ゲートウェイ２１、認証装置２２、複数の基地局２３、および無線端末２４を有する。無線端末２４は、基地局２３を介して他の無線端末２４と音声通信やデータ通信を行う。また、無線端末２４は、基地局２３およびゲートウェイ２１を介して、広域ネットワーク１１に接続された他の機器と音声通信やデータ通信を行う。

それぞれの基地局２３は、無線通信により無線端末２４から位置登録を要求された場合に、認証装置２２を用いて当該無線端末２４を認証する。そして、認証に成功した場合、基地局２３は、当該無線端末２４用に呼処理に必要なリソースを確保し、当該リソースを用いて無線端末２４に通信サービスを提供する。

また、基地局２３は、ルータ４１を介して第２の無線システム３０から事前認証要求を受け取った場合に、認証装置２２を用いて当該事前認証要求の送信元の無線端末３４を認証する。そして、認証に成功した場合、基地局２３は、当該無線端末３４用に呼処理に必要なリソースを確保し、当該無線端末３４がハンドダウンを行って基地局２３を介して通信する場合に、確保したリソースを用いて無線端末３４に通信サービスを提供する。

また、それぞれの基地局２３は、収容可能な無線端末の最大台数、リソースを確保した無線端末２４の台数、およびリソースを確保した無線端末３４の台数を用いて、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限するか否かを判定する。当該通信路の帯域を制限すると判定した場合、それぞれの基地局２３は、帯域制限をする旨を示す帯域制限要求を帯域制御装置４０へ送信する。通信路の帯域を制御するか否かの判定方法については後述する。

帯域制御装置４０は、それぞれの基地局２３から受信した帯域制限要求に基づいて、第２の無線システム３０から送信された事前認証要求を基地局２３へ中継するルータ４１の通信帯域を制限するか否かを判定する。ルータ４１の通信帯域を制限すると判定した場合、帯域制御装置４０は、帯域制限指示をルータ４１へ送信する。帯域制限指示を受信したルータ４１は、第２の無線システム３０から送信された事前認証要求を基地局２３へ中継する通信路の帯域を制限する。

図２は、基地局２３の機能構成の一例を示すブロック図である。基地局２３は、有線通信部２３０、帯域制御指示部２３１、無線通信部２３２、認証情報登録部２３３、自局認証情報保持部２３４、事前認証情報保持部２３５、および在圏確認部２３６を有する。

有線通信部２３０は、有線通信により、ゲートウェイ２１、認証装置２２、帯域制御装置４０、およびルータ４１との間でデータを送受信する。自局認証情報保持部２３４は、無線通信により当該基地局２３と通信して認証に成功した無線端末２４の端末ＩＤを保持する。事前認証情報保持部２３５は、例えば図３に示すように、事前認証に成功した無線端末３４の端末ＩＤ２３５０に対応付けて、当該端末ＩＤ２３５０が登録された登録日時２３５１を保持する。

無線通信部２３２は、無線通信により、無線端末２４との間でデータを送受信する。また、無線通信部２３２には、当該基地局２３の呼処理能力等に基づいて、当該基地局２３が収容可能な無線端末の最大台数の情報を予め保持している。

また、無線通信部２３２は、無線端末２４から無線通信により位置登録を要求された場合に、自局認証情報保持部２３４が保持している端末ＩＤの数と、事前認証情報保持部２３５が保持している端末ＩＤの数の合計が、収容可能な無線端末の最大台数に達していれば、当該位置登録要求を拒否する。一方、当該合計が、収容可能な無線端末の最大台数未満であれば、無線通信部２３２は、当該位置登録要求を認証情報登録部２３３に送る。

認証情報登録部２３３は、無線通信部２３２から位置登録要求を受け取った場合に、当該位置登録要求の送信元の無線端末２４の端末ＩＤが事前認証情報保持部２３５内に既に登録されているか否かを判定する。

位置登録要求の送信元の無線端末２４の端末ＩＤが事前認証情報保持部２３５内に既に登録されている場合、すなわち、当該無線端末２４が、事前認証を行った後にハンドダウンしてきた無線端末２４である場合、認証情報登録部２３３は、有線通信部２３０を介して当該無線端末２４の位置情報を管理する装置に当該無線端末２４の情報を登録する。

そして、認証情報登録部２３３は、当該無線端末２４の端末ＩＤを自局認証情報保持部２３４に登録すると共に、当該無線端末２４の端末ＩＤおよび登録日時を事前認証情報保持部２３５から削除する。そして、認証情報登録部２３３は、無線通信部２３２を介して位置登録完了を当該無線端末２４に通知する。

一方、位置登録要求の送信元の無線端末２４の端末ＩＤが事前認証情報保持部２３５内に登録されていない場合、認証情報登録部２３３は、当該位置登録要求の送信元の無線端末２４の情報を、有線通信部２３０を介して認証装置２２へ送り、認証装置２２に当該無線端末２４を認証させる。認証に失敗した場合、認証情報登録部２３３は、無線通信部２３２を介して位置登録失敗を当該無線端末２４に通知する。

一方、認証に成功した場合、認証情報登録部２３３は、有線通信部２３０を介して当該無線端末２４の位置情報を管理する装置に当該無線端末２４の情報を登録する。そして、認証情報登録部２３３は、当該無線端末２４の端末ＩＤを自局認証情報保持部２３４に登録し、無線通信部２３２を介して位置登録完了を当該無線端末２４に通知する。

また、認証情報登録部２３３は、有線通信部２３０を介してルータ４１から事前認証要求を受け取った場合に、自局認証情報保持部２３４が保持している端末ＩＤの数と、事前認証情報保持部２３５が保持している端末ＩＤの数の合計が、収容可能な無線端末の最大台数に達していれば、当該事前認証要求を拒否する旨を返す。

一方、当該合計が、収容可能な無線端末の最大台数未満であれば、無線通信部２３２は、当該事前認証要求の送信元の無線端末３４の情報を、有線通信部２３０を介して認証装置２２へ送り、認証装置２２に当該無線端末３４を認証させる。認証に失敗した場合、認証情報登録部２３３は、有線通信部２３０を介して事前認証失敗を当該無線端末３４に通知する。

一方、事前認証に成功した場合、認証情報登録部２３３は、当該無線端末３４の端末ＩＤおよび登録日時を事前認証情報保持部２３５に登録し、有線通信部２３０を介して事前認証完了を当該無線端末３４に通知する。また、認証情報登録部２３３は、事前認証情報保持部２３５内の登録日時を監視し、登録から所定時間（例えば３０分）が経過した端末ＩＤを登録日時と共に事前認証情報保持部２３５から削除する。

在圏確認部２３６は、予め定められたタイミング毎（例えば１０分毎）に自局認証情報保持部２３４を参照し、自局認証情報保持部２３４が保持している端末ＩＤに対応する無線端末２４に、無線通信部２３２を介して在圏確認要求を送信する。在圏確認要求に応答しない無線端末２４がある場合、在圏確認部２３６は、当該無線端末２４の端末ＩＤを自局認証情報保持部２３４から削除する。

帯域制御指示部２３１は、当該基地局２３が収容可能な無線端末の最大台数を予め保持しており、予め定められたタイミング毎（例えば１０分毎）に、自局認証情報保持部２３４内の端末ＩＤおよび事前認証情報保持部２３５内の端末ＩＤを参照し、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限すべきか否かを判定する。制限すべきと判定した場合、帯域制御指示部２３１は、当該基地局２３を識別する基地局ＩＤを含む帯域制限要求を、有線通信部２３０を介して帯域制御装置４０へ送信する。以下、その判定方法の一例について説明する。

帯域制御指示部２３１は、自局認証情報保持部２３４内の端末ＩＤの数を自局認証数Ａ（ｔｎ）として算出し、事前認証情報保持部２３５内の端末ＩＤの数を事前認証数Ｂ（ｔｎ）として算出する。そして、自局認証数Ａ（ｔｎ）と事前認証数Ｂ（ｔｎ）の合計Ｃ（ｔｎ）が閾値１以上である場合、すなわち、図４に示す網掛けの範囲５０にある場合、帯域制御指示部２３１は、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限すべきと判定する。

一方、当該合計Ｃ（ｔｎ）が閾値２以上であり、かつ、閾値１未満である場合、すなわち、図４に示す斜線の範囲５１にある場合、帯域制御指示部２３１は、事前認証数Ｂ（ｔｎ）を当該合計Ｃ（ｔｎ）で割ることにより事前認証割合Ｒ（ｔｎ）を算出する。そして、事前認証割合Ｒ（ｔｎ）が閾値３以上である場合、帯域制御指示部２３１は、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限すべきと判定する。

事前認証割合Ｒ（ｔｎ）が閾値３未満である場合、または、当該合計Ｃ（ｔｎ）が閾値２未満である場合、帯域制御指示部２３１は、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限すべきでないと判定する。なお、本実施形態において、収容可能台数の最大値は例えば２０、閾値１は例えば１８、閾値２は例えば１０、閾値３は例えば１／４である。

このように、自局認証数Ａ（ｔｎ）と事前認証数Ｂ（ｔｎ）の合計Ｃ（ｔｎ）が、収容可能台数の最大値に近い場合には、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限することにより、配下の無線端末２４用に確保可能なリソースを基地局２３内に残すことができ、新たに位置登録を要求する無線端末２４用にリソースを確保することができる。

また、自局認証数Ａ（ｔｎ）と事前認証数Ｂ（ｔｎ）の合計Ｃ（ｔｎ）が、収容可能台数の最大値に対してある程度の余裕がある場合には、事前認証数Ｂ（ｔｎ）の割合が高い場合にのみ第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限する。これにより、事前認証数Ｂ（ｔｎ）によって基地局２３内のリソースが占領されてしまうことを未然に防止することができる。

なお、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限することにより、各基地局２３に事前認証要求が届く頻度が減り、第２の無線システム３０内では、ハンドダウン前に事前認証が終了できない無線端末３４が出てくることが想定される。しかし、この場合であっても、ハンドダウンを行った後に、無線通信により基地局２３に、直接、位置登録を行って認証処理を実行することで、認証処理分時間がかかる可能性は残るものの、ハンドダウンを行うことは可能である。

図５は、帯域制御装置４０の機能構成の一例を示すブロック図である。帯域制御装置４０は、有線通信部４００、帯域制限要求登録部４０１、帯域制限判定部４０２、および帯域制限要求保持部４０３を有する。

有線通信部４００は、有線通信により基地局２３およびルータ４１との間でデータを送受信する。帯域制限要求登録部４０１は、有線通信部４００を介して基地局２３から帯域制限要求を受信した場合に、当該帯域制限要求に含まれている基地局ＩＤを帯域制限要求保持部４０３に登録する。

帯域制限判定部４０２は、予め定められたタイミング毎（例えば１０分毎）に帯域制限要求保持部４０３を参照し、帯域制限要求保持部４０３内に基地局ＩＤが登録されているか否かを判定する。本実施形態において、帯域制限判定部４０２は、帯域制限要求保持部４０３内に基地局ＩＤが１つでも登録されている場合に、前回、ルータ４１へ帯域制限指示を送信していなければ、送信有線通信部４００を介してルータ４１に帯域制限指示を送信し、帯域制限要求保持部４０３内の基地局ＩＤを消去する。

一方、帯域制限要求保持部４０３内に基地局ＩＤが１つも登録されていない場合、帯域制限判定部４０２は、前回、ルータ４１へ帯域制限解除指示を送信していなければ、有線通信部４００を介してルータ４１に帯域制限解除指示を送信する。

図６は、ルータ４１の機能構成の一例を示すブロック図である。ルータ４１は、有線通信部４１０、有線通信部４１１、中継処理部４１２、および有線通信部４１３を有する。

有線通信部４１０は、有線通信により帯域制御装置４０との間でデータを送受信する。有線通信部４１１は、有線通信により基地局２３との間でデータを送受信する。有線通信部４１３は、有線通信により移動体管理装置３２との間でデータを送受信する。

中継処理部４１２は、有線通信部４１０を介して帯域制御装置４０から帯域制限指示を受信した場合に、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域を制限する。一方、有線通信部４１０を介して帯域制御装置４０から帯域制限解除指示を受信した場合、中継処理部４１２は、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域制限を解除する。

中継処理部４１２による帯域制限は、例えば１ｋｂｐｓ等の絶対値で予め指定されていてもよく、制限しない場合の通信帯域の１％等の相対的な値で指定されていてもよい。また、中継処理部４１２は、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路を一時的に遮断することで帯域制限を行ってもよい。本実施形態では、中継処理部４１２によって通信帯域が制限されると、事前認証要求をルータ４１経由で受信する全ての基地局２３において、第２の無線システム３０から事前認証要求が送られてくる通信路の帯域が一律に制限される。

図７は、基地局２３の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、無線通信部２３２は、無線端末２４から位置登録要求を受信したか否かを判定する（Ｓ１００）。位置登録要求を受信した場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、無線通信部２３２は、自局認証情報保持部２３４が保持している端末ＩＤの数と、事前認証情報保持部２３５が保持している端末ＩＤの数の合計が、収容可能な無線端末の最大台数に達しているか否かを判定することにより、無線端末２４を収容可能か否かを判定する（Ｓ１０１）。

無線端末２４を収容できない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、無線通信部２３２は、当該位置登録要求を拒否する旨を無線端末２４に返信してステップＳ１０７に示す処理を実行する。一方、無線端末２４を収容可能である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、無線通信部２３２は、当該位置登録要求を認証情報登録部２３３に送る。

次に、認証情報登録部２３３は、当該位置登録要求の送信元の無線端末２４の端末ＩＤが事前認証情報保持部２３５内に既に登録されているか否かを判定する（Ｓ１０２）。位置登録要求の送信元の無線端末２４の端末ＩＤが事前認証情報保持部２３５内に既に登録されている場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、認証情報登録部２３３は、有線通信部２３０を介して当該無線端末２４の位置情報を管理する装置に当該無線端末２４の情報を登録する。

そして、認証情報登録部２３３は、当該無線端末２４の端末ＩＤおよび登録日時を事前認証情報保持部２３５から削除し（Ｓ１０３）、当該無線端末２４の端末ＩＤを自局認証情報保持部２３４に登録する（Ｓ１０４）。そして、認証情報登録部２３３は、無線通信部２３２を介して位置登録完了を当該無線端末２４に通知し、無線通信部２３２は、再びステップＳ１００に示した処理を実行する。

一方、位置登録要求の送信元の無線端末２４の端末ＩＤが事前認証情報保持部２３５内に登録されていない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、認証情報登録部２３３は、位置登録要求の送信元の無線端末２４の情報を、有線通信部２３０を介して認証装置２２へ送り、認証装置２２に当該無線端末２４を認証させる（Ｓ１０５）。

認証に成功した場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、認証情報登録部２３３は、ステップＳ１０４に示した処理を実行する。一方、認証に失敗した場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、認証情報登録部２３３は、無線通信部２３２を介して位置登録失敗を無線端末２４に通知し、無線通信部２３２は、再びステップＳ１００に示した処理を実行する。

ステップＳ１００において、位置登録要求を受信していない場合（Ｓ１００：Ｎｏ）、認証情報登録部２３３は、有線通信部２３０を介してルータ４１から事前認証要求を受信したか否かを判定する（Ｓ１０７）。事前認証要求を受信した場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、認証情報登録部２３３は、自局認証情報保持部２３４が保持している端末ＩＤの数と、事前認証情報保持部２３５が保持している端末ＩＤの数の合計が、収容可能な無線端末の最大台数に達しているか否かを判定することにより、事前認証の送信元の無線端末３４を収容可能か否かを判定する（Ｓ１０８）。

無線端末３４を収容できない場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、認証情報登録部２３３は、当該位置登録要求を拒否する旨を無線端末３４に返信し、帯域制御指示部２３１は、ステップＳ１１２に示す処理を実行する。一方、無線端末３４を収容可能である場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、認証情報登録部２３３は、当該事前認証要求の送信元の無線端末３４の情報を、有線通信部２３０を介して認証情報登録部２３３へ送り、認証装置２２に当該無線端末３４を認証させる（Ｓ１０９）。

認証に失敗した場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、認証情報登録部２３３は、有線通信部２３０を介して事前認証失敗を無線端末３４に通知し、無線通信部２３２は、再びステップＳ１００に示した処理を実行する。一方、認証に成功した場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、認証情報登録部２３３は、当該無線端末３４の端末ＩＤおよび登録日時を事前認証情報保持部２３５に登録する（Ｓ１１１）。そして、認証情報登録部２３３は、有線通信部２３０を介して事前認証完了を当該無線端末３４に通知し、無線通信部２３２は、再びステップＳ１００に示した処理を実行する。

ステップＳ１０７において、事前認証要求を受信していない場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）、帯域制御指示部２３１は、帯域制限の判定タイミングか否かを判定する（Ｓ１１２）。帯域制限の判定タイミングである場合（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）、帯域制御指示部２３１は、後述する帯域制限判定処理を実行し（Ｓ２００）、無線通信部２３２は再びステップＳ１００に示した処理を実行する。

帯域制限の判定タイミングではない場合（Ｓ１１２：Ｎｏ）、在圏確認部２３６は、在圏確認タイミングか否かを判定する（Ｓ１１３）。在圏確認タイミングである場合（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、在圏確認部２３６は、自局認証情報保持部２３４が保持している端末ＩＤに対応する無線端末２４に、無線通信部２３２を介して在圏確認要求を送信する（Ｓ１１４）。

在圏確認応答を受信しなかった場合（Ｓ１１５：Ｎｏ）、在圏確認部２３６は、在圏確認要求に応答しなかった無線端末２４の端末ＩＤを自局認証情報保持部２３４から削除し（Ｓ１１６）、無線通信部２３２は再びステップＳ１００に示した処理を実行する。一方、在圏確認部２３６が在圏確認応答を受信した場合（Ｓ１１５：Ｙｅｓ）、無線通信部２３２は再びステップＳ１００に示した処理を実行する。

ステップＳ１１３において、在圏確認タイミングではない場合（Ｓ１１３：Ｎｏ）、認証情報登録部２３３は、事前認証情報保持部２３５内の登録日時を監視し、登録から所定時間が経過した端末ＩＤが存在するか否かを判定する（Ｓ１１７）。登録から所定時間が経過した端末ＩＤが事前認証情報保持部２３５内に存在しない場合（Ｓ１１７：Ｎｏ）、無線通信部２３２は再びステップＳ１００に示した処理を実行する。

一方、登録から所定時間が経過した端末ＩＤが事前認証情報保持部２３５内に存在する場合（Ｓ１１７：Ｙｅｓ）、認証情報登録部２３３は、当該端末ＩＤを登録日時と共に事前認証情報保持部２３５から削除し（Ｓ１１８）、無線通信部２３２は再びステップＳ１００に示した処理を実行する。

図８は、帯域制限処理（Ｓ２００）の一例を示すフローチャートである。

まず、帯域制御指示部２３１は、局認証情報保持部２３４内の端末ＩＤの数を自局認証数Ａ（ｔｎ）として算出し（Ｓ２０１）、事前認証情報保持部２３５内の端末ＩＤの数を事前認証数Ｂ（ｔｎ）として算出する（Ｓ２０２）。そして、帯域制御指示部２３１は、自局認証数Ａ（ｔｎ）と事前認証数Ｂ（ｔｎ）の合計Ｃ（ｔｎ）を算出する（Ｓ２０３）。

次に、帯域制御指示部２３１は、算出した合計Ｃ（ｔｎ）が閾値１（例えば１８）以上であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。Ｃ（ｔｎ）が閾値１以上である場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、帯域制御指示部２３１は、帯域制限要求を有線通信部２３０を介して帯域制御装置４０へ送信し（Ｓ２０８）、本フローチャートに示した帯域制限判定処理を終了する。

一方、Ｃ（ｔｎ）が閾値１未満である場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、帯域制御指示部２３１は、Ｃ（ｔｎ）が閾値２（例えば１０）以上であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。Ｃ（ｔｎ）が閾値２未満である場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）、帯域制御指示部２３１は、本フローチャートに示した帯域制限判定処理を終了する。

一方、Ｃ（ｔｎ）が閾値２以上である場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、帯域制御指示部２３１は、事前認証数Ｂ（ｔｎ）をＣ（ｔｎ）で割ることにより事前認証割合Ｒ（ｔｎ）を算出する（Ｓ２０６）。そして、帯域制御指示部２３１は、事前認証割合Ｒ（ｔｎ）が閾値３（例えば１／４）以上であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。

Ｒ（ｔｎ）が閾値３以上である場合（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）、帯域制御指示部２３１は、ステップＳ２０８に示した処理を実行する。一方、Ｒ（ｔｎ）が閾値３未満である場合（Ｓ２０７：Ｎｏ）、帯域制御指示部２３１は、本フローチャートに示した帯域制限判定処理を終了する。

図９は、帯域制御装置４０の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、帯域制限要求登録部４０１は、有線通信部４００を介して基地局２３から帯域制限要求を受信したか否かを判定する（Ｓ３００）。帯域制限要求を受信した場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、帯域制限要求登録部４０１は、当該帯域制限要求に含まれている基地局ＩＤを帯域制限要求保持部４０３に登録し（Ｓ３０１）、再びステップＳ３００に示した処理を実行する。

一方、帯域制限要求を受信していない場合（Ｓ３００：Ｎｏ）、帯域制限判定部４０２は、帯域制限の判定タイミングか否かを判定する（Ｓ３０２）。帯域制限の判定タイミングではない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、帯域制限要求登録部４０１は、再びステップＳ３００に示した処理を実行する。

帯域制限の判定タイミングである場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、帯域制限判定部４０２は、帯域制限を行うべきか否かを判定する（Ｓ３０３）。本実施形態において、帯域制限判定部４０２は、帯域制限要求保持部４０３内に基地局ＩＤが１つでも登録されている場合に、帯域制限を行うべきと判定する。

帯域制限を行うべきと判定した場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、帯域制限判定部４０２は、ルータ４１へ前回送信した指示が帯域制限指示であったか否かを判定する（Ｓ３０４）。前回送信した指示が帯域制限指示であった場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、帯域制限判定部４０２はルータ４１へ帯域制限指示を送信することなく、帯域制限要求保持部４０３内の基地局ＩＤを全て消去し（Ｓ３０６）、帯域制限要求登録部４０１は、再びステップＳ３００に示した処理を実行する。

一方、前回送信した指示が帯域制限指示ではない場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）、帯域制限判定部４０２はルータ４１へ帯域制限指示を送信してその旨を記憶し（Ｓ３０５）、ステップＳ３０６に示した処理を実行する。

また、ステップＳ３０３において、帯域制限を行うべきでないと判定した場合（Ｓ３０３：Ｎｏ）、帯域制限判定部４０２は、ルータ４１へ前回送信した指示が帯域制限指示であったか否かを判定する（Ｓ３０７）。前回送信した指示が帯域制限指示ではなかった場合（Ｓ３０７：Ｎｏ）、帯域制限判定部４０２は、ルータ４１へ帯域制限解除指示を送信することなく、帯域制限要求登録部４０１は、再びステップＳ３００に示した処理を実行する。

一方、前回送信した指示が帯域制限指示である場合（Ｓ３０７：Ｙｅｓ）、帯域制限判定部４０２はルータ４１へ帯域制限解除指示を送信してその旨を記憶し（Ｓ３０８）、帯域制限要求登録部４０１は、再びステップＳ３００に示した処理を実行する。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

上記説明から明らかなように、本実施形態の帯域制御システム１０によれば、事前認証により確保されたリソースによって基地局２３のリソースが不足するのを防止することができる。

なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態において、帯域制御装置４０とルータ４１とは別体として説明しているが、本発明はこれに限られず、帯域制御装置４０の機能がルータ４１や認証装置２２等の装置内に組み込まれていてもよい。

また、上記した実施形態において、帯域制御装置４０の帯域制限判定部４０２は、基地局ＩＤ４０４内に帯域制限要求を送信してきた基地局２３の基地局ＩＤが１つでも登録されていた場合に、ルータ４１に帯域制限指示を送信したが、本発明はこれに限られない。

例えば図１０に示すように、帯域制限要求保持部４０３は、ルータ４１を介して事前認証要求を受信する基地局２３の基地局ＩＤ４０４に対応付けて、当該基地局２３から帯域制限要求を受信した場合に１となる制限要求フラグ４０５を保持し、帯域制限要求登録部４０１は、帯域制限要求を受信した場合に、帯域制限要求保持部４０３において、当該帯域制限要求の送信元の基地局２３の基地局ＩＤ４０４に対応付けられている制限要求フラグ４０５を０から１に変更する。

そして、帯域制限の判定タイミングになった場合に、帯域制限判定部４０２は、帯域制限要求保持部４０３内の制限要求フラグ４０５を参照し、帯域制限を要求している基地局２３の数の方が、帯域制限を要求していない基地局２３の数よりも多い場合や、帯域制限を要求している基地局２３の数が、ルータ４１を介して事前認証要求を受信する基地局２３の全体数の所定割合（例えば１割）以上である場合に、基地局ＩＤ４０４に対応付けて、帯域制限を行うべきと判定するようにしてもよい。

また、上記した実施形態において、ルータ４１は、帯域制御装置４０からの帯域制限指示に応じて、当該ルータ４１に接続されている全ての基地局２３に対して送信される事前認証要求の経路の帯域を制限したが、本発明はこれに限られない。

例えば、それぞれの基地局２３とルータ４１とが物理的または論理的に異なる通信経路に分けられる場合には、帯域制限要求を送信してきたそれぞれの基地局２３について、当該基地局２３に対して送信される事前認証要求の経路の帯域を個別に制限するようにしてもよい。

また、上記した各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明が、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を、他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現されてもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０・・・帯域制御システム、１１・・・広域ネットワーク、２０・・・第１の無線システム、２１・・・ゲートウェイ、２２・・・認証装置、２３・・・基地局、２３０・・・有線通信部、２３１・・・帯域制御指示部、２３２・・・無線通信部、２３３・・・認証情報登録部、２３４・・・自局認証情報保持部、２３５・・・事前認証情報保持部、２３６・・・在圏確認部、２４・・・無線端末、３０・・・第２の無線システム、３１・・・ゲートウェイ、３２・・・移動体管理装置、３３・・・基地局、３４・・・無線端末、４０・・・帯域制御装置、４００・・・有線通信部、４０１・・・帯域制限要求登録部、４０２・・・帯域制限判定部、４０３・・・帯域制限要求保持部、４１・・・ルータ、４１０・・・有線通信部、４１１・・・有線通信部、４１２・・・中継処理部、４１３・・・有線通信部

Claims (6)

1. 帯域制御システムであって、
   第１の無線システムに設けられた基地局と、
   第２の無線システムから送信された事前認証要求を、前記基地局へ中継する中継装置と、
   前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制御する帯域制御装置と
   を備え、
   前記基地局は、
   無線通信により自局を介して認証を行った無線端末の中で、当該認証に成功した無線端末の識別情報を格納する自局認証情報保持部と、
   前記中継装置を介して受け取った事前認証要求に基づいて、当該事前認証に成功した無線端末の識別情報を格納する事前認証情報保持部と、
   前記自局認証情報保持部が保持している無線端末の識別情報の数である自局認証数と、前記事前認証情報保持部が保持している無線端末の識別情報の数である事前認証数とが、予め定められた関係になった場合に、前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制限する旨の帯域制限指示を、前記帯域制御装置へ送信する帯域制限指示部と
   を有し、
   前記帯域制御装置は、
   前記基地局から前記帯域制限指示を受信した場合に、前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制限するよう前記中継装置に指示し、
   前記中継装置は、
   前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制限する旨の指示を、前記帯域制御装置から受信した場合に、当該通信路の帯域を制限することを特徴とする帯域制御システム。
2. 請求項１に記載の帯域制御システムであって、
   前記帯域制限指示部は、
   前記自局認証数と前記事前認証数の合計が、前記基地局の無線端末の収容可能台数に対して予め定められた割合の台数を示す第１の閾値以上である場合に、前記帯域制限指示を前記帯域制御装置へ送信することを特徴とする帯域制御システム。
3. 請求項２に記載の帯域制御システムであって、
   前記帯域制限指示部は、
   前記自局認証数と前記事前認証数の合計が、前記第１の閾値未満であり、かつ、当該第１の閾値よりも低い第２の閾値以上の範囲にある場合に、前記事前認証数を前記合計で割ることにより事前認証割合を算出し、算出した事前認証割合が、予め定められた第３の閾値以上である場合に、前記帯域制限指示を、前記帯域制御装置へ送信することを特徴とする帯域制御システム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の帯域制御システムであって、
   前記基地局は、前記第１の無線システムに複数設けられ、
   前記帯域制御装置は、
   少なくともいずれかの前記基地局から前記帯域制限指示を受信した場合に、前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制限するよう前記中継装置に指示することを特徴とする帯域制御システム。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の帯域制御システムであって、
   前記基地局は、前記第１の無線システムに複数設けられ、
   前記帯域制御装置は、
   前記帯域制限指示を送信した基地局の数が、前記帯域制限指示を送信していない基地局の数よりも多い場合に、前記第２の無線システムから前記基地局へ事前認証要求を中継する通信路の帯域を制限するよう前記中継装置に指示することを特徴とする帯域制御システム。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の帯域制御システムであって、
   前記帯域制御装置と前記中継装置とが１の装置として構成されていることを特徴とする帯域制御システム。

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