JP6074330B2 - バックホールの通信品質に応じてネットワーク識別子毎の接続上限数を制御するアクセスポイント、プログラム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ(Local Area Network)を介した端末からの接続を制限するアクセスポイントの技術に関する。

図１は、端末とアクセスネットワークとの間にアクセスポイントが配置されたシステム構成図である。

移動環境におけるブロードバンド化や多様なアプリケーション利用の拡大に伴って、汎用的で安価な無線ＬＡＮ用のアクセスポイントが広く普及している。図１によれば、複数の端末３は、無線ＬＡＮを介してアクセスポイント１と通信することができる。端末３は、アクセスポイント１から周期的（例えば１００ｍｓ）に配信されるビーコン信号を受信することによって、当該アクセスポイント１の存在を認識することができる。図１によれば、アクセスポイント１は、無線ＬＡＮに対して、複数の周波数帯（２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ）と、複数のＳＳＩＤ(Service Set Identifier、ネットワーク識別子)とを提供している。端末３は、その目的に応じて周波数帯及びＳＳＩＤを選択することができる。

また、アクセスポイント１は、無線のバックホール側ネットワークを介してアクセスネットワークのエッジ装置（例えば基地局）２に接続している。バックホール側ネットワーク（ＷＡＮ(Wide Area Network)）としては、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)や、３Ｇ(3rd Generation)、ＬＴＥ(Long Term Evolution)であってもよい。

バックホール側ネットワークを接続するエッジ装置２は、通信事業者のアクセスネットワークを介して、インターネットに接続する。端末３は、アクセスポイント１及びエッジ装置２を経由して、アクセスネットワーク及びインターネットを介してサーバ４にアクセスすることができる。

従来技術によれば、アクセスポイントが、無線ＬＡＮにおける現在使用中の通信帯域を監視し、その通信帯域が所定閾値以上となった際に、端末からの接続を制限する技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、アクセスポイントは、無線ＬＡＮの通信帯域を十分に確保できない場合、無線ＬＡＮを介した接続要求に対する接続応答を抑制し、又は、所定数の端末へ強制的な切断要求を送信する。

また、アクセスポイントについて、無線ＬＡＮにおける現在使用中の通信帯域が所定閾値を超えた場合、通信中の端末の中で最弱の通信電波である端末へ、エラーを含む通信フレームを断続的に送信する技術がある（例えば特許文献２参照）。この技術によれば、あえて、端末に対して通信電波状況が悪化したと判定させる。これによって、端末は、ローミング機能によって、通信相手のアクセスポイントを切り替えることができる。

更に、アクセスポイントが、無線端末のＭＡＣ(Media Access Control)アドレスに基づいて、その下り方向の通信トラフィックを優先制御する技術がある（例えば特許文献３参照）。この技術によれば、アクセスポイントは、常時放送するビーコン信号に、優先クラス毎にＳＳＩＤを特定する情報を含めている。そして、無線端末は、アクセスポイントに対して、優先クラス毎のＳＳＩＤに対するアソシエーションを実行し、アクセスポイントは、端末からの上り方向の通信トラフィックを優先制御する。

更に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅによれば、ＥＤＣＡ(Enhanced Distributed Channel Access)に基づく無線ＬＡＮ方式に基づいて、ＳＳＩＤ毎に、異なるＥＤＣＡパラメータを設定する技術がある（例えば特許文献４参照）。この技術によれば、アクセスポイントは、１つのＳＳＩＤに設定できる４段階の優先度制御よりも更に細かな単位で優先制御を実行することができる。

特開２００８−０１１０６８号公報 特開２００９−１１８３２１号公報 特開２００７−０２８２１０号公報 特開２００６−２１１３６２号公報

図１のシステムによれば、アクセスポイント１は、端末側ネットワークに限られず、バックホール側ネットワークにも無線区間を設けている。そのために、バックホール側ネットワークにおける通信品質の劣化が、端末側ネットワークにおけるスループットにも影響を与えることとなる。即ち、無線ＬＡＮの通信品質が常時安定的であっても、バックホール側ネットワークの通信品質が不安定となる場合、端末側ネットワークにおける十分なスループットが得られないという問題が生じる。

アクセスポイントには、例えば以下のように様々な端末が接続している。
・無線ＬＡＮにしか接続できない端末
・接続優先度が高い業務用の端末
・無線ＬＡＮ以外の通信インタフェースを備えた端末
ここで、発明者らは、アクセスポイントにおけるバックホール側ネットワークの通信品質が劣化した場合には、アクセスポイントは、各端末の接続目的に応じて通信を制限すべきと考えた。

即ち、３Ｇ等の他の通信インタフェースを備えた端末に対しては、あえて無線ＬＡＮで通信を継続することなく、他の通信インタフェースを用いて接続させることが好ましい。端末は、無線ＬＡＮのアクセスポイントから接続不許可又は切断要求を受信することによって、直ぐに他の３Ｇ等の通信インタフェースへ切り替えることができる。即ち、端末からの通信ネットワークを分散させることによって、端末を操作するユーザの体感速度を改善させることができる。

一方で、無線ＬＡＮにしか接続できない端末に対しては、スループットが低下したとしても、できる限り無線ＬＡＮの接続を維持させるべきである。また、更に、業務用の端末に対しては、無線ＬＡＮを介して、できる限り高いスループットの通信を維持させることが好ましい。

尚、特許文献１〜４に記載された技術によれば、無線ＬＡＮの通信品質によって接続可能な端末数を制限しているが、バックホール側ネットワークの通信品質については全く考慮していない。特に、特許文献４に記載された技術によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅに準拠していない無線端末に対しては、優先制御を実行することができない。

そこで、本発明は、上位局に対する通信品質に応じて、その接続目的に応じて下位局の接続を制御するアクセスポイント、プログラム及び方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、上位局に対して第１の無線リンクを介して接続すると共に、下位局に対して第２の無線リンクを介して複数のネットワーク識別子を用いて接続するアクセスポイントにおいて、
ネットワーク識別子毎に、接続中の下位局の現接続数と、接続可能な下位局の接続上限数と、強制切断の有無とを記憶する接続数管理手段と、
上位局に対する第１の無線リンクを介した第１の通信品質を計測する第１の通信品質計測手段と、
第１の通信品質に応じて、ネットワーク識別子毎の接続上限数を更新する接続上限数更新手段と、
ネットワーク識別子毎に、現接続数が接続上限数以下となるように、下位局に対する接続不許可又は切断を制御する接続制限制御手段と
を有し、
接続制限制御手段は、切断を制御するべく下位局へ切断要求を送信する場合、強制切断有りとなっている下位局に対してのみ切断要求を送信する
を有することを特徴とする。

本発明のアクセスポイントにおける他の実施形態によれば、
アクセスポイントは、下位局に対する第２の無線リンクとして、複数の周波数帯域を使用可能であり、
接続数管理手段、接続上限数更新手段、及び、接続制限制御手段は、ネットワーク識別子及び周波数帯域の組み合わせ毎に動作することも好ましい。

本発明のアクセスポイントにおける他の実施形態によれば、
接続数管理手段は、ネットワーク識別子毎の接続目的に応じた優先度を有し、
接続制限制御手段は、切断を制御するべく下位局へ切断要求を送信する場合、優先度の低い下位局から順に切断要求を送信する
ことも好ましい。

本発明のアクセスポイントにおける他の実施形態によれば、
通信品質計測手段は、通信品質として、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indication/Indicator)及び／又はＣＩＮＲ(Carrier to Interference and Noise Ratio)を計測し、
接続上限数更新手段は、ＲＳＳＩ及び／又はＣＩＮＲが低いほど、接続上限数も少なくなるように更新する
ことも好ましい。

本発明のアクセスポイントにおける他の実施形態によれば、
第１の無線リンクは、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、３Ｇ(3rd Generation)又はＬＴＥ(Long Term Evolution)であり、
第２の無線リンクは、無線ＬＡＮ(Wireless Local Area Network)である
ことも好ましい。

本発明によれば、上位局に対して第１の無線リンクを介して接続すると共に、下位局に対して第２の無線リンクを介して複数のネットワーク識別子を用いて接続するアクセスポイントに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
ネットワーク識別子毎に、接続中の下位局の現接続数と、接続可能な下位局の接続上限数と、強制切断の有無とを記憶する接続数管理手段と、
上位局に対する第１の無線リンクを介した第１の通信品質を計測する第１の通信品質計測手段と、
第１の通信品質に応じて、ネットワーク識別子毎の接続上限数を更新する接続上限数更新手段と、
ネットワーク識別子毎に、現接続数が接続上限数以下となるように、下位局に対する接続不許可又は切断を制御する接続制限制御手段と
してコンピュータを機能させ、
接続制限制御手段は、切断を制御するべく下位局へ切断要求を送信する場合、強制切断有りとなっている下位局に対してのみ切断要求を送信する
ことを特徴とする。

本発明によれば、上位局に対して第１の無線リンクを介して接続すると共に、下位局に対して第２の無線リンクを介して複数のネットワーク識別子を用いて接続するアクセスポイントの接続制限制御方法において、
アクセスポイントは、
ネットワーク識別子毎に、接続中の下位局の現接続数と、接続可能な下位局の接続上限数と、強制切断の有無とを記憶しており、
上位局に対する第１の無線リンクを介した第１の通信品質を計測する第１のステップと、
第１の通信品質に応じて、ネットワーク識別子毎の接続上限数を更新する第２のステップと、
ネットワーク識別子毎に、現接続数が接続上限数以下となるように、下位局に対する接続不許可又は切断を制御する第３のステップと
を実行し、
アクセスポイントは、第３のステップについて、切断を制御するべく下位局へ切断要求を送信する場合、強制切断有りとなっている下位局に対してのみ切断要求を送信することを特徴とする。

そこで、本発明のアクセスポイント、プログラム及び方法によれば、上位局に対する通信品質に応じて、その接続目的に応じて下位局の接続を制御することができる。

端末とアクセスネットワークとの間にアクセスポイントが配置されたシステム構成図である。 本発明におけるアクセスポイントの機能構成図である。 本発明における接続数管理部及び接続上限数更新部のテーブルを表す説明図である。 本発明における通信品質計測部における計測結果を表す説明図である。 本発明における接続上限数によって接続制限されるシーケンス図である。 本発明における強制切断によって接続制限されるシーケンス図である。 接続要求を送信した端末の周波数帯を移行させるシーケンス図である。 強制切断によって端末の周波数帯を移行させるシーケンス図である。 本発明を適用したサービスシステムを表す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図２は、本発明におけるアクセスポイントの機能構成図である。
図３は、接続数管理部及び接続上限数更新部のテーブルを表す説明図である。

図２によれば、アクセスポイント１は、上位局（基地局）に対して第１の無線リンクを介して接続すると共に、下位局（端末）に対して第２の無線リンクを介して接続する。第１の無線リンクは、例えばＷｉＭＡＸ、３Ｇ又はＬＴＥ（バックホール側ネットワーク）であり、第２の無線リンクは、例えば無線ＬＡＮ（端末側ネットワーク）であってもよい。また、下位局としては、端末に限られず、データを中継するモバイルルータであってもよい。

アクセスポイント１は、複数のＳＳＩＤ（ネットワーク識別子）を提供しており、ＳＳＩＤ毎に複数の端末（下位局）からの接続を受け付ける。また、無線ＬＡＮを、複数の周波数帯、例えば２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯で提供するものであってもよい。この場合、アクセスポイント１は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ毎に、接続端末数を管理する。

図２のアクセスポイント１は、接続数管理部１０と、第１の通信品質計測部１１０を含むバックホール側通信インタフェース１１と、第２の通信品質計測部１２０を含む端末側通信インタフェース１２と、接続上限数更新部１３と、接続制限制御部１４とを有する。通信インタフェース以外のこれら機能構成部は、アクセスポイントに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現するものであってもよい。また、これら機能構成部の処理の流れは、アクセスポイントの接続制限制御方法としても理解できる。

［接続数管理部１０］
接続数管理部１０は、ＳＳＩＤ（ネットワーク識別子）毎に、現に接続中の下位局の「現接続数」と、接続可能な下位局の「接続上限数」とを管理する（図３参照）。また、現接続数及び接続上限数は、少なくともＳＳＩＤ毎に管理されるものであり、更に周波数帯によって管理されるものであってもよいし、アクセスポイント毎に管理されるものであってもよい。「接続上限数」は、接続上限数更新部１３から指示に応じて更新される。尚、アクセスポイントは、規格によれば無線ＬＡＮによって２５３台までの端末を接続することができる。しかし、干渉によって通信品質が低下し、使用に耐え得る接続数は、最大でも３０台程度である。

［第１の通信品質計測部１１０］
第１の通信品質計測部１１０は、基地局（上位局）に対するバックホール側ネットワーク（例えば第１の無線リンクとなるＷｉＭＡＸ）を介した第１の通信品質を計測する。ここで、第１の通信品質としては、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indication/Indicator)及び／又はＣＩＮＲ(Carrier to Interference and Noise Ratio)であってもよい。ＲＳＳＩは、受信信号強度であって、一般に距離が長くなるほど、ＲＳＳＩは弱くなる。ＣＩＮＲは、搬送波レベル対干渉雑音比であり、当該搬送波に対して周辺の他の干渉雑音が与える影響を表す。計測された第１の通信品質は、接続上限数更新部１３へ出力される。

［第２の通信品質計測部１２０］
第２の通信品質計測部１２０は、各端末（下位局）に対する無線ＬＡＮ（第２の無線リンク）を介した第２の通信品質を計測する。ここで、第２の通信品質としては、ＭＡＣ(Media Access Control)アドレス毎の「無通信時間」であってもよい。逆に「接続時間」であってもよい。また、総通信データ量や、直近１分間の通信データ量を更に含むものであってもよい。計測された第２の通信品質は、接続制限制御部１４へ出力される。

［接続上限数更新部１３］
接続上限数更新部１３は、第１の通信品質に応じて、ＳＳＩＤ毎の「接続上限数」を更新する。また、接続数管理部１０に対応して、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ毎に、更にはアクセスポイント毎に、接続上限数を更新するものであってもよい。接続上限数更新部１３によれば、ＳＳＩＤ毎に、又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ毎に（更にはアクセスポイント毎に）、バックホール側ネットワークの第１の通信品質（例えばＲＳＳＩ及び／又はＣＩＮＲ）が良好になるほど、接続上限数が増加して、無線ＬＡＮ側の端末の接続数が多くなる。逆に、バックホール側ネットワークの第１の通信品質が劣化するほど、接続上限数が低下して、無線ＬＡＮ側の端末の接続数が制限される。

図３によれば、接続上限数更新部１３のテーブルとして、接続用途に応じた周波数帯及びＳＳＩＤ毎に、バックホール側ネットワークの通信品質に応じた無線ＬＡＮ側の「接続上限数」「優先度」及び「強制切断」が表されている。

「接続上限数」によれば、バックホール側ネットワークの通信品質は、レベルＡ（良）〜Ｄ（劣）に区分されている。例えば、２．４ＧＨｚ帯のＳＳＩＤ１には、以下のように設定されている。
（レベルＡ（良好）） 接続上限数＝２０台
（レベルＢ（準良好））接続上限数＝１５台
（レベルＣ（準劣悪））接続上限数＝１０台
（レベルＤ（劣悪）） 接続上限数＝ ５台

「優先度」は、周波数帯及びＳＳＩＤ毎の接続用途に応じて、設定されている。
業務用として接続する端末に対するＳＳＩＤは、優先度が最も高い。
次に、無線ＬＡＮにしか接続できない端末に対するＳＳＩＤは、無線ＬＡＮ以外にネットワークへの接続機能を備えていないために、優先度が高い。
一方で、スマートフォンように、３Ｇのような他のネットワークへの接続機能を備えている端末に対するＳＳＩＤは、優先度が低い。即ち、バックホール側ネットワークの通信品質が劣化した場合、できる限り他のネットワークへ接続するべく制御される。
尚、優先度は、無線ＬＡＮにおける複数のサービス品質に対応するＳＳＩＤ毎に提供される。例えば有料の無線ＬＡＮ接続サービスに対するＳＳＩＤと、無料の無線ＬＡＮ接続サービスに対するＳＳＩＤとについて、異なる優先度が付与される。

「強制切断」は、無線ＬＡＮに既に接続しているにも拘わらず、その無線ＬＡＮへの接続を強制的に切断して、他のネットワークへ接続するべく制御するものである。図３によれば、スマートフォンように、３Ｇのような他のネットワークへの接続機能を備えている端末に対するＳＳＩＤは、「強制切断＝有り」に設定される。

図４は、本発明における通信品質計測部における計測結果を表す説明図である。

図４における第１の通信品質計測部１１０は、ＲＳＳＩ（ｄＢｍ）及びＣＩＮＲ（ｄＢ）を計測しており、その計測結果によって、バックホール側ネットワークの通信品質のレベルＡ〜Ｄが決定される。ＲＳＳＩ及びＣＩＮＲの両方が良好であるほど、レベルＡとなり、逆に、ＲＳＳＩ及びＣＩＮＲの両方が劣化するほど、レベルＤとなる。

図４における第２の通信品質計測部１２０は、ＳＳＩＤ毎（又は周波数及びＳＳＩＤの組み合わせ毎）に、接続している端末の各ＭＡＣアドレスについて、「無通信時間」、「接続時間」、「総通信データ量」、「直近１分間の通信データ量」が計測されている。ここでは、無線ＬＡＮを介して接続している複数の端末の中で、所定条件として、活発に通信していない端末から順に選択するために用いられる。
「無通信時間」が長い端末ほど、ユーザデータが送受信されていないか、又は、端末が無線ＬＡＮで通信できない距離へ移動したことを意味する。
「接続時間」が長い端末ほど、端末が接続されてから時間が経過していることを意味する
「総通信データ量」や「直近１分間の通信データ量」が少ない端末ほど、活発に通信していないと判断できる。例えば、無通信時間が最大の端末が複数ある場合、直近１分間の通信量が最小の端末を選択する。

［接続制限制御部１４］
接続制限制御部１４は、ＳＳＩＤ毎（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ毎、若しくはアクセスポイント毎）に、無線ＬＡＮ（第１の無線リンク）を介して接続する端末（下位局）の現接続数が「接続上限数」以上の場合に、端末から接続要求を受信した際に、当該端末に対して接続不許可とする。
現接続数＞接続上限数のときは、接続不許可し、切断制御する。
現接続数＝接続上限数のときは、接続不許可し、切断制御しない。
現接続数＜接続上限数のときは、接続不許可せず、切断制御しない。
尚、切断制御は、接続上限更新部１３の「強制切断」の設定に基づいて実行される。

図５は、本発明における接続上限数によって接続制限されるシーケンス図である。

（Ｓ１１）最初に、アクセスポイント１とエッジ装置２との間で、バックホール側ネットワークを介して第１の無線リンクが確立している。この第１の通信品質は、比較的「良好」であったとする。
（Ｓ１２）端末３は、無線ＬＡＮを介してアクセスポイント１に対して、プローブ要求を送信する。
（Ｓ１３）アクセスポイント１は、プローブ要求を送信した端末３のＳＳＩＤ（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ、若しくはアクセスポイント）について、無線ＬＡＮを介した現接続数が、接続上限数以上か否かを判定する。
（Ｓ１４）アクセスポイント１は、Ｓ１３によって偽と判定された場合、接続を許可するべく、端末３に対してプローブ応答を返信する。
（Ｓ１５）端末３とアクセスポイント１との間で、認証及びアソシエーションの要求及び応答が送受信され、無線ＬＡＮを介した第２の無線リンクが確立する。

（Ｓ２１）Ｓ１５に続いて、アクセスポイント１とエッジ装置２との間で、バックホール側ネットワークの第１の無線リンクにおける第１の通信品質が、比較的「劣化」したとする。
（Ｓ２２）このとき、アクセスポイント１は、接続上限数を低下させるように更新する（前述した図３参照）。
（Ｓ２３）その後、端末３は、無線ＬＡＮを介してアクセスポイント１に対して、プローブ要求を送信する。
（Ｓ２４）アクセスポイント１は、プローブ要求を送信した端末３のＳＳＩＤ（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ、若しくはアクセスポイント）について、無線ＬＡＮを介した現接続数が、接続上限数以上か否かを判定する。
（Ｓ２５）アクセスポイント１は、Ｓ２４によって真と判定された場合、接続を不許可するべく、端末３に対してプローブ応答を返信しない。これによって、アクセスポイント１は、新規に接続する端末を制限する。
（Ｓ２６）その後、端末３は、Ｓ２３のプローブ要求の送信後、タイムアウトによって、アクセスポイント１から接続不許可とされたことを認識し、他の例えば３Ｇのネットワークに対して接続要求を送信することができる。

図６は、本発明における強制切断によって接続制限されるシーケンス図である。

（Ｓ３１）最初に、アクセスポイント１とエッジ装置２との間で、バックホール側ネットワークを介して第１の無線リンクが確立している。この第１の通信品質は、比較的「良好」であったとする。
（Ｓ３２）アクセスポイント１は、ＳＳＩＤ毎（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ毎、若しくはアクセスポイント毎）に、無線ＬＡＮを介した現接続数が、接続上限数以上か否かを判定する。ここでは、全てのＳＳＩＤについて偽と判定され、何ら処理を実行しない。

（Ｓ４１）アクセスポイント１のバックホール側ネットワークにおける第１の通信品質が、比較的「劣化」したとする。
（Ｓ４２）このとき、アクセスポイント１は、接続上限数を低下させるように更新する（前述した図３参照）。
（Ｓ４３）次に、アクセスポイント１は、ＳＳＩＤ毎（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ毎、若しくはアクセスポイント毎）に、無線ＬＡＮを介した現接続数が、接続上限数以上か否かを判定する。

（Ｓ４４）アクセスポイント１は、Ｓ４３によって真と判定されたＳＳＩＤについて、「強制切断」のものを選択する（前述した図３参照）。アクセスポイント１は、「強制切断」有りとなる端末３から順に、切断（認証解除）要求を送信する。また、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯とを利用可能である場合、２．４ＧＨｚ帯の強制切断可能な端末から順に選択される。既存の無線ＬＡＮでは、２．４ＧＨｚ帯は、５ＧＨｚ帯よりも無線リソースが逼迫しているという状況にあるためである。更に、接続目的に応じた優先度が設定されている場合、優先度が低い端末から順に選択される。例えばスマートフォンのような他のネットワークに接続可能な端末が選択される。

（Ｓ４５）アクセスポイント１は、選択された端末３に対して、切断（認証解除）要求を送信する。
（Ｓ４６）これに対し、切断要求を受信した端末３は、改めて、アクセスポイント１へ認証要求を送信する。しかしながら、アクセスポイント１は、これに対して、認証応答を返信しない。
（Ｓ４７）その後、端末は、タイムアウトによって、アクセスポイント１から接続不許可とされたことを認識し、他の例えば３Ｇのネットワークに対して接続要求を送信することができる。

図７は、接続要求を送信した端末の周波数帯を移行させるシーケンス図である。

最初に、端末３は、無線ＬＡＮの２．４ＧＨｚ帯に接続していたとする。
（Ｓ５１）アクセスポイント１とエッジ装置２との間で、バックホール側ネットワークの第１の無線リンクにおける第１の通信品質が、比較的「劣化」しているとする。
（Ｓ５２）端末３は、無線ＬＡＮを介してアクセスポイント１に対して、プローブ要求を送信する。
（Ｓ５３）アクセスポイント１は、プローブ要求を送信した端末３のＳＳＩＤ（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ、若しくはアクセスポイント）について、無線ＬＡＮを介した現接続数が、接続上限数以上か否かを判定する。
（Ｓ５４）アクセスポイント１は、Ｓ５３によって真と判定された場合、接続を不許可するべく、端末３に対してプローブ応答を返信しない。これによって、アクセスポイント１は、２．４ＧＨｚ帯で新規に接続する端末を制限する。

（Ｓ６１）その後、端末３は、Ｓ５２のプローブ要求の送信後、タイムアウトによって、アクセスポイント１から接続不許可とされたことを認識し、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯に対してプローブ要求を送信する。
（Ｓ６２）アクセスポイント１は、プローブ要求を送信した端末３のＳＳＩＤ（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ、若しくはアクセスポイント）について、無線ＬＡＮを介した現接続数が、接続上限数以上か否かを判定する。
（Ｓ６３）アクセスポイント１は、Ｓ６２によって偽と判定された場合、端末３とアクセスポイント１との間で、５ＧＨｚ帯で認証及びアソシエーションの要求及び応答が送受信され、無線ＬＡＮを介した第２の無線リンクが確立する。

図８は、強制切断によって端末の周波数帯を移行させるシーケンス図である。

最初に、端末３は、無線ＬＡＮの２．４ＧＨｚ帯に接続していたとする。
（Ｓ７１）アクセスポイント１のバックホール側ネットワークにおける第１の通信品質が、比較的「劣化」したとする。
（Ｓ７２）このとき、アクセスポイント１は、接続上限数を低下させるように更新する（前述した図３参照）。
（Ｓ７３）次に、アクセスポイント１は、ＳＳＩＤ毎（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ毎、若しくはアクセスポイント毎）に、無線ＬＡＮを介した現接続数が、接続上限数以上か否かを判定する。
（Ｓ７４）アクセスポイント１は、Ｓ７３によって真と判定されたＳＳＩＤについて、「強制切断」のものを選択する（前述した図６のＳ４４参照）。
（Ｓ７５）アクセスポイント１は、選択された端末３に対して、切断（認証解除）要求を送信する。
（Ｓ７６）これに対し、切断要求を受信した端末３は、改めて、アクセスポイント１へ認証要求を送信する。しかしながら、アクセスポイント１は、これに対して、認証応答を返信しない。

（Ｓ８１）その後、端末３は、Ｓ７６の認証要求の送信後、タイムアウトによって、アクセスポイント１から接続不許可とされたことを認識し、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯に対してプローブ要求を送信する。
（Ｓ８２）アクセスポイント１は、プローブ要求を送信した端末３のＳＳＩＤ（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ、若しくはアクセスポイント）について、無線ＬＡＮを介した現接続数が、接続上限数以上か否かを判定する。
（Ｓ８３）アクセスポイント１は、Ｓ６２によって偽と判定された場合、端末３とアクセスポイント１との間で、５ＧＨｚ帯で認証及びアソシエーションの要求及び応答が送受信され、無線ＬＡＮを介した第２の無線リンクが確立する。

図９は、本発明を適用したサービスシステムを表す説明図である。

図９によれば、車両内に、アクセスポイント１が設置されている。また、車両内では、ユーザによって操作される多数の端末３が、無線ＬＡＮを介してアクセスポイント１へ接続することができる。また、アクセスポイント１は、バックホール側ネットワークとして、外部の基地局に接続される。そのために、アクセスポイント１と端末３との間の通信品質は比較的良好であっても、車両の進行位置によっては、アクセスポイント１のバックホール側ネットワークの通信品質が劣化する。

特に、例えば電車のような車両が、駅に到着し、多数の乗客が下車する場合に、多数の端末３がアクセスポイント１との間で、切断処理をすることなく、接続を維持したままとなることが多い。そのために、アクセスポイント１は、配下に存在しない端末の無線リンクを維持しようとし、無駄に通信フレームを発生させてしまう。このような処理は、無線ＬＡＮの通信帯域を無駄に消費し、他の端末におけるスループットが低下することとなる。

これに対し、本発明によれば、アクセスポイント１のバックホール側ネットワークの通信品質が劣化した場合、アクセスポイント１は、端末３に対して新たな接続を不許可とするか、及び／又は、所定条件の端末３に対して切断要求を送信する。これによって、それら端末３は、直ぐに他の３Ｇ等の通信インタフェースへ切り替えることができる。即ち、端末からの通信ネットワークを分散させることによって、端末を操作するユーザの体感速度を改善させることができる。一方で、無線ＬＡＮの通信を継続している端末に対しては、できる限り高いスループットで通信させることができる。

また、本発明によれば、アクセスポイント１は、ＳＳＩＤ毎（又は、周波数帯及びＳＳＩＤの組み合わせ毎、若しくはアクセスポイント毎）に制御可能であるために、その接続目的に応じて無線ＬＡＮの利用の優先度を制御することができる。特に、アクセスポイントは、バックホール側ネットワークの通信品質が劣化した場合、スマートフォンのような端末に対してはできる限り、無線ＬＡＮ以外の他の通信インタフェースへ接続するように制御する。

以上、詳細に説明したように、本発明のアクセスポイント、プログラム及び方法によれば、上位局に対する通信品質に応じて下位局の接続上限数を制御することができる。

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

１ アクセスポイント
１０ 接続数管理部
１１ バックホール側通信インタフェース
１１０ 第１の通信品質計測部
１２ 端末側通信インタフェース
１２０ 第２の通信品質計測部
１３ 接続上限数更新部
１４ 接続制限制御部
２ エッジ装置、基地局
３ 端末
４ サーバ
５ セルラ基地局

Claims (7)

1. 上位局に対して第１の無線リンクを介して接続すると共に、下位局に対して第２の無線リンクを介して複数のネットワーク識別子を用いて接続するアクセスポイントにおいて、
   前記ネットワーク識別子毎に、接続中の下位局の現接続数と、接続可能な下位局の接続上限数と、強制切断の有無とを記憶する接続数管理手段と、
   前記上位局に対する第１の無線リンクを介した第１の通信品質を計測する第１の通信品質計測手段と、
   第１の通信品質に応じて、前記ネットワーク識別子毎の前記接続上限数を更新する接続上限数更新手段と、
   前記ネットワーク識別子毎に、前記現接続数が前記接続上限数以下となるように、前記下位局に対する接続不許可又は切断を制御する接続制限制御手段と
   を有し、
   前記接続制限制御手段は、切断を制御するべく下位局へ切断要求を送信する場合、前記強制切断有りとなっている下位局に対してのみ前記切断要求を送信する
   ことを特徴とするアクセスポイント。
2. 前記アクセスポイントは、下位局に対する第２の無線リンクとして、複数の周波数帯域を使用可能であり、
   前記接続数管理手段、前記接続上限数更新手段、及び、前記接続制限制御手段は、前記ネットワーク識別子及び前記周波数帯域の組み合わせ毎に動作することを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイント。
3. 前記接続数管理手段は、ネットワーク識別子毎の接続目的に応じた優先度を有し、
   前記接続制限制御手段は、切断を制御するべく下位局へ切断要求を送信する場合、優先度の低い下位局から順に前記切断要求を送信する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセスポイント。
4. 前記通信品質計測手段は、通信品質として、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indication/Indicator)及び／又はＣＩＮＲ(Carrier to Interference and Noise Ratio)を計測し、
   前記接続上限数更新手段は、ＲＳＳＩ及び／又はＣＩＮＲが低いほど、前記接続上限数も少なくなるように更新する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアクセスポイント。
5. 第１の無線リンクは、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、３Ｇ(3rd Generation)又はＬＴＥ(Long Term Evolution)であり、
   第２の無線リンクは、無線ＬＡＮ(Wireless Local Area Network)である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアクセスポイント。
6. 上位局に対して第１の無線リンクを介して接続すると共に、下位局に対して第２の無線リンクを介して複数のネットワーク識別子を用いて接続するアクセスポイントに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
   前記ネットワーク識別子毎に、接続中の下位局の現接続数と、接続可能な下位局の接続上限数と、強制切断の有無とを記憶する接続数管理手段と、
   前記上位局に対する第１の無線リンクを介した第１の通信品質を計測する第１の通信品質計測手段と、
   第１の通信品質に応じて、前記ネットワーク識別子毎の前記接続上限数を更新する接続上限数更新手段と、
   前記ネットワーク識別子毎に、前記現接続数が前記接続上限数以下となるように、前記下位局に対する接続不許可又は切断を制御する接続制限制御手段と
   してコンピュータを機能させ、
   前記接続制限制御手段は、切断を制御するべく下位局へ切断要求を送信する場合、前記強制切断有りとなっている下位局に対してのみ前記切断要求を送信する
   ことを特徴とするアクセスポイント用のプログラム。
7. 上位局に対して第１の無線リンクを介して接続すると共に、下位局に対して第２の無線リンクを介して複数のネットワーク識別子を用いて接続するアクセスポイントの接続制限制御方法において、
   前記アクセスポイントは、
   前記ネットワーク識別子毎に、接続中の下位局の現接続数と、接続可能な下位局の接続上限数と、強制切断の有無とを記憶しており、
   前記上位局に対する第１の無線リンクを介した第１の通信品質を計測する第１のステップと、
   第１の通信品質に応じて、前記ネットワーク識別子毎の前記接続上限数を更新する第２のステップと、
   前記ネットワーク識別子毎に、前記現接続数が前記接続上限数以下となるように、前記下位局に対する接続不許可又は切断を制御する第３のステップと
   を実行し、
   前記アクセスポイントは、第３のステップについて、切断を制御するべく下位局へ切断要求を送信する場合、前記強制切断有りとなっている下位局に対してのみ前記切断要求を送信する
   ことを特徴とするアクセスポイントの接続制限制御方法。

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