JP6167784B2 - フェムトアクセスポイント装置とその制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信エリア内の無線通信端末と通信するフェムトアクセスポイント装置とその制御方法およびプログラムに関する。

近年、半径数十メートル程度の通信エリアを構築し、通信エリア内の無線通信端末と通信する小型の無線基地局であるフェムトアクセスポイント装置を導入した通信システムの検討が進められている。

上述した通信システムの１つとして、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続するブロードバンドルータと、パーソナルコンピュータなどの通信機器とがＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して接続する通信システムにおいて、フェムトアクセスポイント装置を通信機器としてブロードバンドルータにＬＡＮを介して接続する通信システムがある。このような通信システムによれば、フェムトアクセスポイント装置は、通信エリア内の無線通信端末から通信要求があると、ブロードバンドルータを介してＷＡＮにアクセスし、通信要求に応じた処理を行う。

上述したブロードバンドルータにＬＡＮを介して通信機器を接続する通信システムにおいては、複数の通信機器がブロードバンドルータに接続され、同時に通信を行うことがある。この場合、ブロードバンドルータに接続する複数の通信機器でＬＡＮの伝送帯域が分け合われる。ここで、企業内などでは、ブロードバンドルータに接続する通信機器の数や、フェムトアクセスポイント装置と通信を行う無線通信端末の数が、大きく変動することがある。

ＬＡＮに接続する通信機器の数や、フェムトアクセスポイント装置に接続する無線通信端末の数が増加すると、各通信機器や各無線通信端末の通信品質を保証するのに必要な帯域を確保することができず、通信品質が低下することがある。

そこで、特許文献１（国際公開第２００９／１４８１６６号）には、ユーザの管理下にある無線基地局（ホーム無線基地局）と、無線基地局を管理するネットワーク装置とがＬＡＮを介して接続された通信システムにおいて、無線基地局が同時に通信可能な無線通信端末の数（同時通信可能端末数）を制限する技術が開示されている。

特許文献１に開示されている技術においては、無線基地局は、ＬＡＮに新たに接続されると、同じＬＡＮに接続する他の無線基地局から、その他の無線基地局に係る無線基地局情報を受信し、自局に係る無線基地局情報と共に、ネットワーク装置に送信する。ネットワーク装置は、無線基地局から送信されてきた無線基地局情報に基づいて、ＬＡＮを介して接続する無線基地局の数を検出する。そして、ネットワーク装置は、ＬＡＮを介して接続する各無線基地局と無線通信端末との間の無線伝送速度の総和が、ＬＡＮの最大伝送帯域の一定割合を超えないように、同時通信可能端末数を決定する。無線基地局は、同時に通信する無線通信端末の数が、ネットワーク装置が決定した同時通信可能端末数に達すると、その後は、無線通信端末から通信要求があっても、通信要求を拒絶する。

特許文献１に開示されている技術によれば、無線基地局と無線通信端末との間の無線伝送速度の総和が、ＬＡＮの最大伝送帯域の一定割合を超えないように、無線基地局が同時に通信する無線通信端末の数が制限される。そのため、各無線通信端末に通信品質の確保に必要な伝送帯域を割り当てることができ、通信品質の低下を抑制することができる。

国際公開第２００９／１４８１６６号

特許文献１に開示されている技術におけるネットワーク装置は、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などの、コアネットワーク（移動通信事業者が管理するネットワーク）に設けられる装置である。そのため、特許文献１に開示されている技術を採用する場合には、既存のコアネットワークに上述した機能を備えたネットワーク装置を新たに設ける必要があり、既存のシステムからの変更の度合いが大きく、適用が難しいという課題がある。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、既存のシステムへ適用することが容易であり、通信機器や無線通信端末の通信品質の低下の抑制を図ることができるフェムトアクセスポイント装置とその制御方法およびプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のフェムトアクセスポイント装置は、
所定の通信エリアを構築し、該通信エリア内の少なくとも１つの無線通信端末と無線通信可能な第１の通信部と、
第１のネットワークと接続されたルータと第２のネットワークを介して接続され、前記ルータと通信を行う第２の通信部と、
前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出し、該検出した通信機器の数と前記第１の通信部が同時に無線通信を行う無線通信端末の数との和が所定の閾値以下となるように、前記第１の通信部が同時に通信を行う無線通信端末の数を制限する制御部と、を有する。

上記目的を達成するために本発明のフェムトアクセスポイント装置の制御方法は、
所定の通信エリアを構築し、該通信エリア内の少なくとも１つの無線通信端末と無線通信可能な第１の通信部と、第１のネットワークと接続されたルータと第２のネットワークを介して接続され、前記ルータと通信を行う第２の通信部と、を備えるフェムトアクセスポイント装置の制御方法であって、
前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出し、
前記検出した通信機器の数と前記第１の通信部が同時に無線通信を行う無線通信端末の数との和が所定の閾値以下となるように、前記第１の通信部が同時に通信を行う無線通信端末の数を制限する。

上記目的を達成するために本発明のプログラムは、
所定の通信エリアを構築し、該通信エリア内の少なくとも１つの無線通信端末と無線通信可能な第１の通信部と、第１のネットワークと接続されたルータと第２のネットワークを介して接続され、前記ルータと通信を行う第２の通信部と、を備えるフェムトアクセスポイント装置内のコンピュータに、
前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出する処理と、
前記検出した通信機器の数と前記第１の通信部が同時に無線通信を行う無線通信端末の数との和が所定の閾値以下となるように、前記第１の通信部が同時に通信を行う無線通信端末の数を制限する処理と、を実行させる。

本発明によれば、既存のシステムからの変更を抑制しつつ、通信機器や無線通信端末の通信品質の低下の抑制を図ることができる。

本発明の一実施形態の通信システムの構成を示す図である。 図１に示すフェムトアクセスポイント装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す通信システムの動作を示すフローチャートである。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態の通信システム１の構成を示す図である。

通信システム１は、ブロードバンドルータ１１と、フェムトアクセスポイント装置２１と、通信機器２２，２３と、無線通信端末３１〜３３とを備える。

ブロードバンドルータ１１は、ＷＡＮ上に設けられ、第１のネットワークとしての外部ネットワーク（例えば、インターネット）に接続されるとともに、第２のネットワークとしてのＬＡＮに接続されている。ブロードバンドルータ１１は、ＬＡＮ上の通信機器へのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスの割り当てや、ＬＡＮを介して接続する通信機器に外部ネットワークへのアクセスを提供する。

フェムトアクセスポイント装置２１は、半径数十メートル程度の通信エリアを構築し、通信エリア内の無線通信端末と通信する小型の無線基地局である。また、フェムトアクセスポイント装置２１は、ＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１と接続されている。

通信機器２２，２３は、ＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続され、ブロードバンドルータ１１と通信を行う。通信機器２２，２３の具体例としては、パーソナルコンピュータがある。通信機器２２，２３は、ブロードバンドルータ１１と通信を行うことで、ブロードバンドルータ１１を介して外部ネットワークにアクセスすることができる。

無線通信端末３１〜３３は、フェムトアクセスポイント装置２１の通信エリア内に存在する状態で、フェムトアクセスポイント装置２１と無線通信を行う。無線通信端末３１〜３３の具体例としては、携帯電話、スマートフォンなどがある。

通信システム１において、フェムトアクセスポイント装置２１は、通信エリア内の無線通信端末３１〜３３から通信要求、例えば、発呼の要求があると、ブロードバンドルータ１１を介して外部ネットワークにアクセスし、不図示のホームゲートウェイからコアネットワークへ呼を接続する。なお、呼の接続は、ｘＤＳＬ（ｘ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）回線、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）回線、あるいは、専用線などを用いて行われる。

次に、フェムトアクセスポイント装置２１の構成について説明する。なお、ブロードバンドルータ１１、通信機器２２，２３および無線通信端末３１〜３３の構成は、当業者にとってよく知られており、また、本発明と直接関係しないため、説明を省略する。

図２は、フェムトアクセスポイント装置２１の構成を示すブロック図である。

フェムトアクセスポイント装置２１は、第１の通信部としての無線通信部２１１と、第２の通信部としてのＬＡＮ通信部２１２と、制御部２１３とを有する。

ＬＡＮ通信部２１２は、ブロードバンドルータ１１とＬＡＮを介して通信を行う。

無線通信部２１１は、所定の通信エリアを構築し、通信エリア内の無線通信端末と無線通信を行う。ここで、無線通信端末２１２は、複数の無線通信端末と同時に無線通信を行うことが可能である。

制御部２１３は、フェムトアクセスポイント装置２１全体の動作を制御する。例えば、制御部２１３は、ＬＡＮ通信部２１２とブロードバンドルータ１１との通信、および、無線通信部２１１と無線通信端末との無線通信を制御する。また、制御部２１３は、フェムトアクセスポイント装置２１と同じＬＡＮに接続する通信機器の数を検出し、検出した通信機器の数に応じて、無線通信部２１１が同時に無線通信を行うことが可能な数（以下、同時通信可能端末数と称する）を決定する。

次に、通信システム１の動作について説明する。

図３は、通信システム１の動作を示すフローチャートである。

まず、ブロードバンドルータ１１は、ＬＡＮを介して通信機器が接続されると、その通信機器にＩＰアドレスを割り当てる（ステップＳ３０１）。

次に、フェムトアクセスポイント装置２１（制御部２１３）は、同じＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続する通信機器の数を検出する（ステップＳ３０２）。

ここで、フェムトアクセスポイント装置２１は、応答を要求する旨を示す応答要求（例えば、Ｐｉｎｇコマンド）をＬＡＮ上に送信する。Ｐｉｎｇコマンドを受信した通信機器は、Ｐｉｎｇコマンドに対する応答を、Ｐｉｎｇコマンドの送信元に送信する。フェムトアクセスポイント装置２１は、Ｐｉｎｇコマンドに対する応答数に基づいて、同じＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続する通信機器の数を検出することができる。

また、フェムトアクセスポイント装置２１は、特許文献１に開示されているように、ＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ＆ Ｐｌａｙ）などのプロトコルを用いて、同じＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続する通信機器の数を検出してもよい。

次に、フェムトアクセスポイント装置２１（制御部２１３）は、検出した通信機器の数に応じて、自装置の同時通信可能端末数を決定する（ステップＳ３０３）。

例えば、フェムトアクセスポイント装置２１は、ｘ＋ｙ≦ａ（ｘ，ｙ，ａ≧０）という計算式に基づいて、同時通信可能端末数を決定する。ここで、ｘは、同じＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続する通信機器の数であり、ｙは、同時通信可能端末数であり、ａは、所定の定数である。

すなわち、フェムトアクセスポイント装置２１は、同じＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続する通信機器の数（ｘ）と同時通信可能端末数（ｙ）との和が、所定の閾値（ａ）以下となるように、同時通信可能端末数（ｙ）を決定する。

なお、以下では、ａは、フェムトアクセスポイント装置２１が同時に通信可能な無線通信端末の数の最大値であり、その最大値は８であるとする（ａ＝８）。また、以下では、２つの通信機器（通信機器２２，２３）が、同じＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続しているとする（ｘ＝２）。

この場合、上述した計算式は、ｙ≦６となる。したがって、フェムトアクセスポイント装置２１は、同時通信可能端末数を６と決定する。

同時通信可能端末数を６と決定した場合、制御部２１３は、無線通信端末からの通信要求に応じて、無線通信部２１１に無線通信端末との無線通信を６つまで同時に確立させる。そして、制御部２１３は、無線通信部２１１が無線通信端末と同時に６つの無線通信を確立している状態で、別の無線通信端末から通信要求が送信されてくると、その通信要求を拒絶する。すなわち、制御部２１３は、通信要求に応じた無線通信の確立を無線通信部２１１に行わせない。こうすることで、無線通信可能端末数よりも多くの無線通信端末と同時に無線通信が確立されるのを防ぐことができる。

なお、本実施形態においては、上述した同時通信可能端末数を決定する計算式のｘは、フェムトアクセスポイント装置２１以外のＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続する通信機器の数である場合を例として説明したが、フェムトアクセスポイント装置２１を含む数としてもよい。

フェムトアクセスポイント装置２１は、上述したステップＳ３０２，Ｓ３０３の処理を、例えば、所定の時間間隔で行う。こうすることで、同じＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１に接続する通信機器の数が変動しても、その変動に応じて、同時通信可能端末数を変更することができる。

このように本実施形態によれば、フェムトアクセスポイント装置２１は、自装置と同じＬＡＮを介してブロードバンドルータ１１と接続する通信機器の数を検出し、検出した通信機器の数と、同時に無線通信を行う無線通信端末の数との和が所定値以下となるように、同時に無線通信を行う無線通信端末の数を制限する。

同時に通信を行う無線通信端末の数の制限によって、各通信機器や各無線通信端末の通信品質を保証するのに必要な帯域を確保することができ、通信機器や無線通信端末の通信品質の低下を抑制することができる。

また、フェムトアクセスポイント装置２１が、同時通信可能端末数の決定に必要な処理を行うため、通信事業者が管理するコアネットワークなどの変更は不要となり、既存のシステムからの変更の度合いが小さいので、既存のシステムに適用することが容易である。

なお、ＬＡＮ全体の伝送帯域が変動する場合がある。そこで、変形例として、ＬＡＮ全体の伝送帯域の変動に応じて、上述した計算式の定数（ａ）の値を変更するようにしてもよい。例えば、ＬＡＮ全体の伝送帯域が低減した場合には、定数（ａ）の数を減らすようにしてもよい。こうすることで、ＬＡＮ全体の伝送帯域が変動した場合にも、通信機器や無線通信端末に通信品質の確保に必要な伝送帯域を割り当て、通信品質の低下を抑制することができる。

ただし、フェムトアクセスポイント装置２１が、ＬＡＮ全体の伝送帯域を測定すると、フェムトアクセスポイント装置２１の処理負荷の増大を招いてしまう。そこで、例えば、ブロードバンドルータ１１にＬＡＮ全体の伝送帯域を測定する機能を搭載し、フェムトアクセスポイント装置２１は、ブロードバンドルータ１１からＬＡＮ全体の伝送帯域に関する情報を取得するようにしてもよい。

本発明のフェムトアクセスポイント装置にて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。

１ 移動通信システム
１１ ブロードバンドルータ
２１ フェムトアクセスポイント装置
２２，２３ 通信機器
３１〜３３ 無線通信端末
２１１ 無線通信部
２１２ ＬＡＮ通信部
２１３ 制御部

Claims (7)

1. 所定の通信エリアを構築し、該通信エリア内の少なくとも１つの無線通信端末と無線通信可能な第１の通信部と、
   第１のネットワークと接続されたルータと第２のネットワークを介して接続され、前記ルータと通信を行う第２の通信部と、
   前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出し、該検出した通信機器の数と前記第１の通信部が同時に無線通信を行う無線通信端末の数との和が所定の閾値以下となるように、前記第１の通信部が同時に通信を行う無線通信端末の数を制限する制御部と、を有することを特徴とするフェムトアクセスポイント装置。
2. 請求項１記載のフェムトアクセスポイント装置において、
   前記制御部は、所定の時間間隔で、前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出することを特徴とするフェムトアクセスポイント装置。
3. 請求項１または２記載のフェムトアクセスポイント装置において、
   前記制御部は、応答を要求する旨を示す応答要求を前記第２の通信部に前記第２のネットワーク上へ送信させ、該応答要求に対する応答数に応じて、前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出することを特徴とするフェムトアクセスポイント装置。
4. 所定の通信エリアを構築し、該通信エリア内の少なくとも１つの無線通信端末と無線通信可能な第１の通信部と、第１のネットワークと接続されたルータと第２のネットワークを介して接続され、前記ルータと通信を行う第２の通信部と、を備えるフェムトアクセスポイント装置の制御方法であって、
   前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出し、
   前記検出した通信機器の数と前記第１の通信部が同時に無線通信を行う無線通信端末の数との和が所定の閾値以下となるように、前記第１の通信部が同時に通信を行う無線通信端末の数を制限することを特徴とする制御方法。
5. 請求項４記載の制御方法において、
   所定の時間間隔で、前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出することを特徴とする制御方法。
6. 請求項４または５記載の制御方法において、
   応答を要求する旨を示す応答要求を前記第２のネットワーク上へ送信し、該応答要求に対する応答数に応じて、前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出することを特徴とする制御方法。
7. 所定の通信エリアを構築し、該通信エリア内の少なくとも１つの無線通信端末と無線通信可能な第１の通信部と、第１のネットワークと接続されたルータと第２のネットワークを介して接続され、前記ルータと通信を行う第２の通信部と、を備えるフェムトアクセスポイント装置内のコンピュータに、
   前記第２のネットワークを介して前記ルータに接続する通信機器の数を検出する処理と、
   前記検出した通信機器の数と前記第１の通信部が同時に無線通信を行う無線通信端末の数との和が所定の閾値以下となるように、前記第１の通信部が同時に通信を行う無線通信端末の数を制限する処理と、を実行させるプログラム。

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