JP6213882B2 - 無線端末の接続制御装置及びこれを備えた接続制御システム並びに接続制御方法 - Google Patents

無線端末の接続制御装置及びこれを備えた接続制御システム並びに接続制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数のアクセスポイントを有する通信ネットワークにおいて、無線端末の接続先となるアクセスポイントを切り替えるための無線端末の接続制御装置及びこれを備えた接続制御システム並びに接続制御方法に関する。
従来、通信ネットワークにおいて、無線端末の通信を中継する複数のアクセスポイントが配置されることにより、通信中の無線端末は、その接続先となるアクセスポイントを適宜切り替えながら移動するローミング（またはハンドオーバー）が可能となっている。一方、この種の無線通信においては、複数の無線端末の移動状況や通信状況によっては一部のアクセスポイントに通信負荷が集中する（すなわち、無線端末の接続数やトラフィックが過度に増大する）場合があり、その結果、その一部のアクセスポイントにおける通信帯域が不足して通信品質が低下することが知られている。
そこで、そのような輻輳を回避するために、例えば、無線端末との接続を通知するための接続通知を送信する複数のアクセスポイントと、アクセスポイントから送信された接続通知に基づいて各アクセスポイントの負荷状態を管理し、過負荷となったアクセスポイントに対して端末との接続を制限するように指示するポリシコントロール装置とを有し、該アクセスポイントとカバーエリアが重複している近隣のアクセスポイントが過負荷でない状態であれば、該過負荷の状態のアクセスポイントから該過負荷でない状態のアクセスポイントへ端末を誘導する無線ＬＡＮネットワークシステムが存在する（特許文献１参照）。
また、例えば、無線通信の使用量が閾値を超えると、無線接続している無線端末の中から接続切断端末を選定する接続切断端末選定手段と、接続切断端末が選定されると、他の無線装置（アクセスポイント）に対して、接続切断端末情報を含む接続切断宣言メッセージを送信する接続切断宣言手段と、接続切断端末と接続すると判断した他の無線装置からの接続切断端末の受け入れ宣言メッセージの受信を確認する受け入れ確認手段と、接続切断端末からの接続要求に対する応答を拒否に設定する拒否設定手段と、受け入れ確認手段による確認後、接続切断端末に対して強制切断指示メッセージを送信する強制切断指示手段とを有するアクセス制御装置が知られている（特許文献２参照）。
特開２００８−４２４５１号公報 特許４２６５６２０号公報
ところで、上記特許文献１に記載された従来技術では、過負荷状態のアクセスポイントから過負荷状態にないアクセスポイントへの端末の誘導は、ポリシコントロール装置から無線端末に対するハンドオーバーや再接続の実行指示によって行われる。したがって、このような従来技術において、過負荷状態のアクセスポイントに対する無線端末の接続を制限するためには、ポリシコントロール装置からの指示に基づきハンドオーバーや再接続を実行するための専用の機能（アプリケーションやプロトコル等）を無線端末に搭載することが必要になるという問題がある。
また、上記特許文献２に記載された従来技術では、一部のアクセスポイントにおける無線通信の使用量が閾値を超えると、そのアクセスポイントとの接続が切断される無線端末を他のアクセスポイントに受け入れさせることが可能となるが、各アクセスポイントが無線端末の接続の集中に対して個別に対応する構成であるため、全てのアクセスポイントの通信負荷を効率的に分散することは難しいという問題がある。
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、無線端末の機能を複雑化することなく、複数のアクセスポイントにおける通信負荷を効率的に分散することを可能とする接続制御装置及びこれを備えた接続制御システム並びに接続制御方法を提供することを主目的とする。
本発明の無線端末の接続制御装置は、通信ネットワークにおいて無線端末の接続先となるアクセスポイントを切り替えるための接続制御装置であって、複数のアクセスポイントの各々についての通信負荷に関する端末管理情報を取得する通信負荷情報取得部と、前記通信負荷に関する情報に基づき前記複数のアクセスポイントにおいて過負荷状態のアクセスポイントが存在する場合に、その過負荷状態のアクセスポイントに関する前記端末管理情報を参照し、前記過負荷状態のアクセスポイントに無線接続された複数の無線端末の中で、所定時間における通信パケット数が最大または所定の閾値以上となる無線端末の中からその接続を切断すべき少なくとも１つの切断対象端末を決定する切断対象端末決定部と、前記過負荷状態のアクセスポイントの周辺に位置する周辺アクセスポイントに関する周辺アクセスポイント情報を参照し、前記周辺アクセスポイントの中から通信パケット数が最小または所定の閾値以下となる周辺アクセスポイントを切替対象のアクセスポイントとし、前記切替対象のアクセスポイント以外の他のアクセスポイントに対し、前記切断対象端末に関する接続禁止指令を送出する接続禁止指令部と、前記接続禁止指令の送出後に、前記過負荷状態のアクセスポイントに対して前記切断対象端末の切断指令を送出する切断指令部とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、無線端末の機能を複雑化することなく、複数のアクセスポイントにおける通信負荷を効率的に分散することが可能となる。
接続制御システムの全体構成図 接続制御システムの機能ブロック図 端末管理情報テーブルの一例を示す説明図 周辺アクセスポイント情報テーブルの一例を示す説明図 ロードバランス監視部による情報収集処理の流れを示すフロー図 ロードバランス監視部によるロードバランス監視処理の流れを示すフロー図 ロードバランス制御部によるロードバランシング処理の流れを示すフロー図 接続制御システムによる端末誘導処理の一例を示す説明図 図８に示した接続制御システムによる端末誘導処理のシーケンス図
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、通信ネットワークにおいて無線端末の接続先となるアクセスポイントを切り替えるための接続制御装置であって、複数のアクセスポイントの各々についての通信負荷に関する端末管理情報を取得する通信負荷情報取得部と、前記通信負荷に関する情報に基づき前記複数のアクセスポイントにおいて過負荷状態のアクセスポイントが存在する場合に、その過負荷状態のアクセスポイントに関する前記端末管理情報を参照し、前記過負荷状態のアクセスポイントに無線接続された複数の無線端末の中で、所定時間における通信パケット数が最大または所定の閾値以上となる無線端末の中からその接続を切断すべき少なくとも１つの切断対象端末を決定する切断対象端末決定部と、前記過負荷状態のアクセスポイントの周辺に位置する周辺アクセスポイントに関する周辺アクセスポイント情報を参照し、前記周辺アクセスポイントの中から通信パケット数が最小または所定の閾値以下となる周辺アクセスポイントを切替対象のアクセスポイントとし、前記切替対象のアクセスポイント以外の他のアクセスポイントに対し、前記切断対象端末に関する接続禁止指令を送出する接続禁止指令部と、前記接続禁止指令の送出後に、前記過負荷状態のアクセスポイントに対して前記切断対象端末の切断指令を送出する切断指令部とを備えたことを特徴とする。
この第１の発明に係る無線端末の接続制御装置によれば、過負荷状態のアクセスポイントとの無線接続が切断された切断対象端末は、その端末側での特別な処理を要することなく切替対象のアクセスポイント（すなわち、所定の通信ネットワークにおける負荷分散を考慮して選択され得る通信負荷の比較的小さいアクセスポイント）に対してのみ接続可能となるため、無線端末の機能を複雑化することなく、複数のアクセスポイントにおける通信負荷を効率的に分散することが可能となる。
また、第２の発明では、上記第１の発明において、前記接続禁止指令には、前記他のアクセスポイントにおいて接続を禁止すべき前記切断対象端末の物理アドレスが含まれることを特徴とする。
この第２の発明に係る無線端末の接続制御装置によれば、簡易な処理により、切替対象のアクセスポイント以外の他のアクセスポイントにおいて切断対象端末の接続を禁止することが可能となる。
また、第３の発明では、上記第１または第２の発明において、前記接続禁止指令部は、前記切替対象のアクセスポイントに対する前記切断対象端末の無線接続後に、前記他のアクセスポイントに対する前記接続禁止指令を解除するための解除指令を送出することを特徴とする。
この第３の発明に係る無線端末の接続制御装置によれば、切替対象のアクセスポイントに接続された後の切断対象端末のローミング（またはハンドオーバー）において、切替対象のアクセスポイント以外の他のアクセスポイントへの新たな無線接続が阻害されることを防止することができる。
また、第４の発明では、上記第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記過負荷状態のアクセスポイントは、前記複数のアクセスポイントのうち規定数以上の無線端末が接続されたアクセスポイントであることを特徴とする。
この第４の発明に係る無線端末の接続制御装置によれば、簡易な処理により、複数のアクセスポイントの中から過負荷状態にあるアクセスポイントを抽出することができる。
また、第５の発明では、上記第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記過負荷状態のアクセスポイントは、前記複数のアクセスポイントのうち所定時間における通信量が規定以上のアクセスポイントであることを特徴とする。
この第５の発明に係る無線端末の接続制御装置によれば、簡易な処理により、アクセスポイントの過負荷状態を判定することができると共に不必要なアクセスポイントの切替えを抑制することができる。
また、第６の発明は、上記第１から第５の発明のいずれかに係る前記接続制御装置と、前記接続制御装置に対して有線回線を介して接続された前記複数のアクセスポイントとを備えたことを特徴とする無線端末の接続制御システムである。
この第６の発明に係る無線端末の接続制御システムによれば、過負荷状態のアクセスポイントとの無線接続が切断された切断対象端末は、その端末側での特別な処理を要することなく切替対象のアクセスポイントに対してのみ接続可能となるため、無線端末の機能を複雑化することなく、接続制御システムにおける複数のアクセスポイントの通信負荷を効率的に分散することが可能となる。
また、第７の発明では、上記第６の発明において、前記接続禁止指令には、前記切断対象端末に関するＭＡＣアドレスが含まれ、前記アクセスポイントは、前記接続禁止指令に含まれる前記ＭＡＣアドレスを有する無線端末の接続を拒否するＭＡＣアドレスフィルタリング機能を有することを特徴とする。
この第７の発明に係る無線端末の接続制御装置によれば、簡易な構成により、切替対象のアクセスポイント以外の他のアクセスポイントにおいて切断対象端末の接続を禁止することが可能となる。
また、第８の発明は、通信ネットワークにおいて無線端末の接続先となるアクセスポイントを切り替えるための接続制御装置による接続制御方法であって、複数のアクセスポイントの各々についての通信負荷に関する端末管理情報を取得する通信負荷情報取得ステップと、前記通信負荷に関する情報に基づき前記複数のアクセスポイントにおいて過負荷状態のアクセスポイントが存在する場合に、その過負荷状態のアクセスポイントに関する前記端末管理情報を参照し、前記過負荷状態のアクセスポイントに無線接続された複数の無線端末の中で、所定時間における通信パケット数が最大または所定の閾値以上となる無線端末の中からその接続を切断すべき少なくとも１つの切断対象端末を決定する切断対象端末決定ステップと、前記過負荷状態のアクセスポイントの周辺に位置する周辺アクセスポイントに関する周辺アクセスポイント情報を参照し、前記周辺アクセスポイントの中から通信パケット数が最小または所定の閾値以下となる周辺アクセスポイントを切替対象のアクセスポイントとし、前記切替対象のアクセスポイント以外の他のアクセスポイントに対し、前記切断対象端末に関する接続禁止指令を送出する接続禁止指令ステップと、前記接続禁止指令の送出後に、前記過負荷状態のアクセスポイントに対して前記切断対象端末の切断指令を送出する切断指令ステップとを含むことを特徴とする。
この第８の発明に係る無線端末の接続制御方法によれば、過負荷状態のアクセスポイントとの無線接続が切断された切断対象端末は、その端末側での特別な処理を要することなく切替対象のアクセスポイントに対してのみ接続可能となるため、無線端末の機能を複雑化することなく、複数のアクセスポイントにおける通信負荷を効率的に分散することが可能となる。
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は本発明の実施形態に係る接続制御システム１の全体構成図である。図１に示すように、接続制御システム１には、有線回線２を介して複数の通信機器を相互接続するＬＡＮ（Local Area Network）が形成され、ＬＡＮの末端に配置された複数のアクセスポイントＡＰ１−ＡＰｎ（以下、総称する場合にはアクセスポイントＡＰという。）と、それら各アクセスポイントＡＰ１−ＡＰｎに対する複数の無線端末ＳＴＡ１−ＳＴＡｎ（以下、総称する場合には無線端末ＳＴＡという。）の無線接続を制御する接続制御サーバ（接続制御装置）３とが設けられている。図示は省略するが、接続制御システム１のＬＡＮには、アクセスポイントＡＰ１−ＡＰｎを介して無線端末ＳＴＡ１−ＳＴＡｎと通信可能な任意の通信機器（例えば、ファイルサーバ、Ｗｅｂサーバ等）を配置することが可能である。また、有線回線２はインターネット等の広域ネットワーク用の回線に接続可能である。
アクセスポイントＡＰは、通信機器による無線通信を中継するための装置であり、ここでは、無線端末ＳＴＡ等のインフラストラクチャーモードでの通信を可能とする。無線端末ＳＴＡは、無線通信機能を備えた公知の携帯電話（スマートフォン）からなり、アクセスポイントＡＰに無線接続することにより、通信ネットワーク上の他の無線端末ＳＴＡを含む任意の通信機器との間で通信を行うことが可能である。なお、無線端末ＳＴＡは、携帯電話に限らず、同様の無線通信機能を備えた他の公知の通信機器（例えば、タブレット端末、ノートＰＣ、ＰＤＡ等）であってもよい。
図２は接続制御システム１の機能ブロック図であり、図３は端末管理情報テーブルの一例を示す説明図であり、図４は周辺アクセスポイント情報テーブルの一例を示す説明図である。
図２に示すように、アクセスポイントＡＰは、自身に無線接続されている無線端末ＳＴＡ（以下、帰属端末という。）に関する情報を管理する帰属端末管理部１１と、この帰属端末管理部１１によって管理される帰属端末に関する情報（以下、端末管理情報という。）を記憶する端末管理情報記憶部１２と、アクセスポイントＡＰに対する帰属端末の無線接続を制御するアクセス制御部１３と、帰属端末との無線通信を実行する無線通信部１４と、有線回線２を介した他の装置（接続制御サーバ３等）との有線通信を実行する有線通信部１５とを備えている。
帰属端末管理部１１は、端末管理情報を適宜取得し、その情報を端末管理情報記憶部１２に記憶する。この端末管理情報には、帰属端末を識別するための情報の他、帰属端末の無線通信によって生じるアクセスポイントＡＰの通信負荷に関する情報が含まれる。無線端末ＳＴＡは、その移動状況や通信状況により接続先となるアクセスポイントを適宜切り替えることが可能であるため、各アクセスポイントＡＰ１−ＡＰｎにおける帰属端末は常に変化し、これに応じて端末管理情報の内容も適宜更新される。
アクセス制御部１３は、後に詳述する接続制御サーバ３からの切断指令に基づき、指定された無線端末ＳＴＡ（切断対象端末）の無線接続を切断することが可能である。また、アクセス制御部１３は、接続制御サーバ３からの接続禁止指令に基づき、指定された無線端末ＳＴＡ（切断対象端末）の接続を拒否するアクセス制限処理（ここでは、ＭＡＣアドレスフィルタリング機能）を実行することが可能である。
無線通信部１４は、IEEE 802.11等の公知の通信規格に準拠した無線通信方式に基づき、所定のアクセス制御方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ方式等）により無線端末ＳＴＡとの間で送受される通信データの送受信処理を行う。また、有線通信部１５は、Ethernet（登録商標）等の公知の通信規格に準拠した有線通信方式に基づき、接続制御サーバ３等との間で送受される通信データの送受信処理を行う。
なお、図示は省略するが、アクセスポイントＡＰは、公知のアクセスポイントと同様のハードウェア構成を有しており、例えば、無線通信用のアンテナおよび通信モジュールの他、所定の制御プログラムに基づき通信の中継処理を統括的に実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵのワークエリア等として機能する揮発性メモリ例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＰＵが実行する制御プログラムやデータを格納する不揮発性メモリのＲＯＭ（Read Only Memory）等、及び補助記憶装置等を備えている。アクセスポイントＡＰの上記各部の機能は、それらのハードウェアや、ＣＰＵにより実行される制御プログラムによって実現される。
また、接続制御サーバ３は、その管理下にあるアクセスポイントＡＰの通信負荷の状態を監視するロードバランス監視部（通信負荷情報取得部）２１と、このロードバランス監視部２１によって管理されるアクセスポイントＡＰの情報等を記憶するアクセスポイント情報記憶部２２と、その管理下にあるアクセスポイントＡＰの通信負荷の偏りを抑制するためのロードバランシング処理を実行するロードバランス制御部（切断対象端末決定部、接続禁止指令部、切断指令部）２３と、上記有線通信部１５と同様に有線回線２を介した他の装置（アクセスポイントＡＰ等）との有線通信を実行する有線通信部２４とを備えている。
ロードバランス監視部２１は、アクセスポイントＡＰの帰属端末管理部１１から端末管理情報を適宜取得し、その情報を図３に示すような端末管理情報テーブル３１としてアクセスポイント情報記憶部２２に記憶する。端末管理情報テーブル３１には、各帰属端末のＭＡＣ(Media Access Control)アドレス、ＩＰ(Internet Protocol)アドレス、無線品質情報（スループット、遅延量等）、通信量（パケット数）、及び通信（無線接続）時刻などの情報が含まれる。
また、ロードバランス監視部２１は、アクセスポイントＡＰ１−ＡＰｎの各々の周辺に位置する他のアクセスポイントに関する情報（以下、周辺ＡＰ情報という。）を適宜取得し、その情報を図４に示すような周辺ＡＰ情報テーブル３２としてアクセスポイント情報記憶部２２に記憶する。周辺ＡＰ情報テーブル３２には、その対象のアクセスポイントの周辺に位置する他のアクセスポイントのＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）、ＳＳＩＤ（Service Set Identifier）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、及び帯域使用量などの情報が含まれる。なお、周辺に位置する他のアクセスポイントは、対象（過負荷状態）のアクセスポイントにおける帰属端末の無線接続の新たな接続先となり得る近隣のアクセスポイントである。
また、ロードバランス監視部２１は、それら端末管理情報および周辺ＡＰ情報等に基づき、各アクセスポイントＡＰ１−ＡＰｎの通信負荷の状態を監視する。そこで、ロードバランス監視部２１は、管理下のアクセスポイントの中に過負荷状態のアクセスポイントが存在する場合（すなわち、規定以上の通信負荷が発生しているアクセスポイントを検出した場合）には、ロードバランス制御部２３に対してその過負荷状態の発生を示す通知（以下、過負荷発生通知という。）を送出する。
ロードバランス制御部２３は、各アクセスポイントＡＰ１−ＡＰｎのいずれかの通信負荷が過負荷状態になった（すなわち、過負荷発生通知を受信した）場合に、ロードバランシング処理を実行することにより、そのアクセスポイントの過負荷状態を解消する。より詳細には、ロードバランス制御部２３は、ロードバランシング処理として、過負荷状態にあるアクセスポイントの帰属端末の少なくとも一部（以下、切断対象端末という。）の当該アクセスポイントに対する無線接続を切断すると共に、その切断対象端末を、過負荷状態のアクセスポイントの周辺に位置する他のアクセスポイント（以下、周辺アクセスポイントという。）の中の適切なアクセスポイント（以下、切替対象アクセスポイントという。）に対して無線接続させる。
また後に詳述するように、ロードバランス制御部２３は、周辺アクセスポイントにおける他のアクセスポイントに対してアクセス制限処理（すなわち、切断対象端末の無線接続を拒否させるための処理）を実行させることにより、切断対象端末を所望の切替対象アクセスポイント（すなわち、通信ネットワークにおける負荷分散を考慮して選択されたアクセスポイント）に接続させることが可能である。その場合、切替対象アクセスポイントは、帰属端末の数（例えば、帰属端末数が規定数未満）、所定時間における通信量（例えば、パケット数が規定数未満）、及び過負荷状態のアクセスポイントにおける受信電界レベル（例えば、受信電界レベルが規定値以上）の少なくとも１つに基づき決定することが可能である。
なお、図示は省略するが、接続制御サーバ３は、公知のサーバ装置と同様のハードウェア構成を有しており、例えば、所定の制御プログラムに基づき各種情報処理や周辺機器の制御などを統括的に実行するＣＰＵ、ＣＰＵのワークエリア等として機能するＲＡＭ、ＣＰＵが実行する制御プログラムやデータを格納するＲＯＭ、ネットワークに接続され、他の機器との通信処理を実行する通信モジュール、キーボードやタッチパネル等から構成される入力デバイス及びその入力を制御する入力コントローラ、ならびに接続制御サーバ３で使用される各種データを記憶する補助記憶装置及び外部記憶装置等を備えている。接続制御サーバ３の上記各部の機能は、それらのハードウェアや、ＣＰＵにより実行される制御プログラムによって実現される。
図５はロードバランス監視部２１による情報収集処理（端末管理情報および周辺ＡＰ情報の取得処理）の流れを示すフロー図である。まず、ロードバランス監視部２１は、管理下にあるアクセスポイントの中から情報収集対象として１つのアクセスポイント（対象ＡＰ）を選択する（ＳＴ１０１）。続いて、ロードバランス監視部２１は、その情報収集対象のアクセスポイントから端末管理情報を取得し、その情報をアクセスポイント情報記憶部２２に格納する（ＳＴ１０２）。さらに、ロードバランス監視部２１は、情報収集対象のアクセスポイントの周辺に位置する他のアクセスポイントから周辺ＡＰ情報を取得し、その情報をアクセスポイント情報記憶部２２に格納する（ＳＴ１０３）。ロードバランス監視部２１は、管理下にある各アクセスポイントに対して上記ＳＴ１０１−ＳＴ１０３を順次実行し、最終的に、管理下にある全てのアクセスポイントの情報収集を完了すると（ＳＴ１０４：Ｙｅｓ）、情報収集処理を終了する。
なお、ロードバランス監視部２１は、このような情報収集処理を所定の時間間隔で定期的に実行することが可能であるが、場合によっては情報収集が必要なアクセスポイントのみに対して任意のタイミングで処理を実行してもよい。また、ロードバランス監視部２１は、ＳＴ１０２およびＳＴ１０３の一方の処理を省略することも可能である。
また、ＳＴ１０３における対象のアクセスポイントの周辺に位置する他のアクセスポイントについては、システム管理者が各アクセスポイントＡＰ１−ＡＰｎの配置を考慮して予め設定することができる。或いは、各アクセスポイントにおいて、その周辺に位置する他のアクセスポイントの電波強度を計測する（受信電力ＲＳＳＩ信号を取得する）電波強度計測部を設け、その計測結果（電波強度）に基づき周辺に位置する他のアクセスポイントを抽出してもよい。この場合、抽出されたアクセスポイントの情報は接続制御サーバ３に対して適宜送出される。
図６はロードバランス監視部２１によるロードバランス監視処理の流れを示すフロー図である。まず、ロードバランス監視部２１は、管理下にあるアクセスポイントの中から監視対象として１つのアクセスポイント（対象ＡＰ）を選択する（ＳＴ２０１）。
続いて、ロードバランス監視部２１は、監視対象のアクセスポイントに関する端末管理情報テーブルを参照し、情報収集対象のアクセスポイントにおける無線通信の所定時間あたりのパケット数（通信量）が予め設定された規定値（Ｘ）以上であるか否かを判定する（ＳＴ２０２）。
そこで、パケット数がＸ未満である場合には（ＳＴ２０２：Ｎｏ）、ロードバランス監視部２１は、監視対象のアクセスポイントが過負荷状態にないと判定してＳＴ２０５に進む。一方、パケット数がＸ以上である場合には（ＳＴ２０２：Ｙｅｓ）、ロードバランス監視部２１は、さらに、監視対象のアクセスポイントの帰属端末数が予め設定された規定値（Ｙ）以上であるか否かを判定する（ＳＴ２０３）。
そこで、帰属端末数がＹ未満である場合には（ＳＴ２０３：Ｎｏ）、ロードバランス監視部２１は、監視対象のアクセスポイントが過負荷状態にないと判定してＳＴ２０５に進む。一方、帰属端末数がＹ以上である場合には（ＳＴ２０３：Ｙｅｓ）、ロードバランス監視部２１は、ロードバランス制御部２３に対して監視対象のアクセスポイントが過負荷状態にあることを示す過負荷発生通知を送出し（ＳＴ２０４）、ロードバランス監視処理を終了する。また、最終的に過負荷状態のアクセスポイントが発見されることなく管理下にある全てのアクセスポイントの判定が完了した場合にも（ＳＴ２０５：Ｙｅｓ）、ロードバランス監視処理は終了する。
なお、ロードバランス監視部２１は、このようなロードバランス監視処理を所定の時間間隔で定期的に実行することが可能であるが、場合によっては特に監視が必要なアクセスポイントのみに対して任意のタイミングで処理を実行してもよい。また、ロードバランス監視部２１は、ＳＴ２０２およびＳＴ２０３の一方の処理を省略することも可能である。
図７はロードバランス制御部２３によるロードバランシング処理の流れを示すフロー図である。まず、ロードバランス制御部２３は、ロードバランス監視部２１から過負荷発生通知を受信すると（ＳＴ３０１：Ｙｅｓ）、過負荷状態となったアクセスポイントに関する端末管理情報テーブルを参照し、その帰属端末の中から切断対象端末を決定する（ＳＴ３０２）。ここで、ロードバランス制御部２３は、帰属端末の中で所定時間における通信パケット数が最大（または所定の閾値以上）となる無線端末を切断対象端末とすることができる。但し、VoIP電話、映像データなどのリアルタイム通信の場合は、通信品質の劣化を防止するために切断対象端末からなるべく除外する必要がある。具体的には、ある一定周期で送受信している端末は重み付けを行い切断対象端末に選ばれにくいアルゴリズムを適用する。なお、パケット種別でRTPパケット、QoSのアクセスカテゴリ、VLAN_Tag等によりリアルタイム通信を判別し、上記の重み付け対象とすることでも同様の効果を得ることができる。なお、ＳＴ３０２では、通常は１つの切断対象端末が決定されるが、これに限らず、複数の切断対象端末が決定される構成としてもよい。
次に、ロードバランス制御部２３は、過負荷状態のアクセスポイントに関する周辺ＡＰ情報テーブルを参照し、無線端末の接続先となる切替対象アクセスポイント（切替対象ＡＰ）を決定する（ＳＴ３０３）。ここで、ロードバランス制御部２３は、周辺アクセスポイントの中から通信パケット数が最小（または所定の閾値以下）となる周辺アクセスポイントを切替対象アクセスポイントとすることができる。また、ロードバランス制御部２３は、帰属端末数が最小（または所定の閾値以下）となる周辺アクセスポイントを切替対象アクセスポイントとすることもできる。さらに、ロードバランス制御部２３は、受信信号強度が最大（或いは、所定の閾値以上）となる周辺アクセスポイントを切替対象アクセスポイントとすることもできる。なお、ＳＴ３０３では、通常は１つの切替対象アクセスポイントが決定されるが、これに限らず、複数の切替対象アクセスポイントが決定される構成としてもよい。
続いて、ロードバランス制御部２３は、切替対象アクセスポイント以外の周辺アクセスポイント（周辺ＡＰ）に対して、上記ＳＴ３０２で決定された切断対象端末についての接続禁止指令を送出する（ＳＴ３０４）。本実施形態では、ロードバランス制御部２３は、周辺アクセスポイントにおけるＭＡＣアドレスフィルタリング機能を利用することにより切断対象端末の接続を禁止させる。ここでは、接続禁止指令には切断対象端末のＭＡＣアドレス（物理アドレス）の情報が含まれており、周辺アクセスポイント（アクセス制御部１３）は、そのＭＡＣアドレスの情報に基づき、ＭＡＣアドレスフィルタリングにより接続を拒否する無線端末を設定することができる。
さらに、ロードバランス制御部２３は、上記ＳＴ３０１で通知された過負荷状態となったアクセスポイント（ロードバランス対象ＡＰ）に対し、上記ＳＴ３０２で決定された切断対象端末についての切断指令を送出する（ＳＴ３０５）。これにより、切断指令を受信した過負荷状態のアクセスポイントのアクセス制御部１３は、切断対象端末との無線通信を切断する。
続いて、過負荷状態のアクセスポイントから切断された無線端末は、再度いずれかのアクセスポイントへの接続を試みるが、ＳＴ３０３で決定された切替対象アクセスポイント以外のアクセスポイントは当該無線端末のＭＡＣアドレスが指定されて接続禁止指令を受けているため、必然的に切替対象アクセスポイントに接続されることになる。
その後、ロードバランス制御部２３は、過負荷状態のアクセスポイントの切断対象端末が切替対象アクセスポイントに新たに接続されたことを確認すると（ＳＴ３０６）、周辺アクセスポイントに対して接続禁止指令を解除する指令（接続禁止解除指令）を送出し（ＳＴ３０７）、ロードバランシング処理を終了する。
なお、ロードバランス制御部２３は、このようなロードバランシング処理を、過負荷発生通知の受信（ＳＴ３０１）を必要とすることなく、所定の時間間隔で定期的に実行する構成も可能である。
次に、接続制御システム１を適用した通信ネットワークの具体例について説明する。図８は接続制御システム１によるアクセスポイントの配置の一例を示す説明図であり、図９は図８に示した接続制御システム１による端末誘導動作のシーケンス図である。ここでは、図８に示すように、接続制御システム１を航空機４１の機内の通信ネットワークに適用した例を示しており、無線端末（ここでは、無線端末ＳＴＡ１−ＳＴＡ４）を所有する乗客が、機内サービスとしてコンテンツ配信（映画・テレビ番組の視聴、オンラインゲームの実行など）や、Ｗｅｂブラウジング等を利用する場合を示す。
図８では、無線端末ＳＴＡ１−ＳＴＡ４を携帯した乗客が、矢印Ａで示すように、機内入り口４２から搭乗し、座席間に配置された所定の通路を通って各自の座席まで移動した場合を示している。ここでは、無線端末ＳＴＡ１−ＳＴＡ３が、機内の前方右寄りに配置されたアクセスポイントＡＰ１に無線接続され、また、無線端末ＳＴＡ４が、機内の中央右寄りに配置されたアクセスポイントＡＰ２に無線接続された状態を示している。なお、アクセスポイントＡＰ３には無線端末は接続されていない。
図９に示すように、図８中の無線端末ＳＴＡ１−ＳＴＡ３がアクセスポイントＡＰ１に無線接続し（Ｓ１００１）、その接続中の状態（Ｓ１００２）において、接続制御サーバ３は、管理下にあるアクセスポイント（ここでは、特にアクセスポイントＡＰ１）からその帰属端末（ここでは、無線端末ＳＴＡ１−ＳＴＡ３）の端末管理情報（ＭＡＣアドレスの情報を含む）および周辺ＡＰ情報を取得する（Ｓ１００３）。
その後、接続制御サーバ３は、ロードバランス監視処理（Ｓ１００４）およびロードバランシング処理（Ｓ１００５）を実行する。このとき、接続制御サーバ３では、ロードバランス監視部２１から過負荷発生通知を取得したロードバランス制御部２３が、端末管理情報テーブルを参照することにより、過負荷状態にあるアクセスポイントＡＰの帰属端末（ここでは、無線端末装置ＳＴＡ１−ＳＴＡ３）の中から接続を切断すべき少なくとも１つの帰属端末（ここでは、無線端末ＳＴＡ１）を切断対象端末として決定する。さらに、ロードバランス制御部２３は、過負荷状態のアクセスポイントＡＰ１に関する周辺ＡＰ情報テーブルを参照し、無線端末ＳＴＡ１の新たな接続先となる切替対象アクセスポイント（ここでは、アクセスポイントＡＰ３）を決定する。ここでは、図１に示したように、アクセスポイントＡＰ３には帰属端末が存在せず、周辺アクセスポイントの中でアクセスポイントＡＰ３の通信負荷が最も小さい。
続いて、接続制御サーバ３は、無線端末ＳＴＡ１の新たな接続先となるアクセスポイントＡＰ３以外のアクセスポイント（ここでは、アクセスポイントＡＰ２）に対し、無線端末ＳＴＡ１の接続禁止指令（ＭＡＣアドレスフィルタリングによる接続拒否の指令）を送出し（Ｓ１００６）、これにより、アクセスポイントＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ１の接続を拒否した状態となる。また、接続制御サーバ３は、過負荷状態にあるアクセスポイントＡＰ１に対して無線端末ＳＴＡ１の切断指令と共に無線端末ＳＴＡ１の接続禁止指令を送出する（Ｓ１００７）。これにより、アクセスポイントＡＰ１では、アクセス制御部１３が無線端末ＳＴＡ１の無線接続を切断し、その後の無線端末ＳＴＡ１の再接続を拒否した状態となる。
その後、アクセスポイントＡＰ１との無線接続を切断された無線端末ＳＴＡ１は、周辺アクセスポイントの中で接続可能な（すなわち、接続を拒否されていない）アクセスポイントＡＰ３に対して新たに接続される（Ｓ１００８）。無線端末ＳＴＡ１がアクセスポイントＡＰ３に接続中の状態（Ｓ１００９）において、接続制御サーバ３は、管理下にあるアクセスポイント（ここでは、特にアクセスポイントＡＰ３）からその帰属端末の端末管理情報を取得し（Ｓ１０１０）、これにより、無線端末ＳＴＡ１の無線接続の切替完了を確認すると、アクセスポイントＡＰ１、ＡＰ２に対し、無線端末ＳＴＡ１の接続禁止解除指令を送出する（Ｓ１０１１、Ｓ１０１２）。これにより、アクセスポイントＡＰ１、ＡＰ２における無線端末ＳＴＡ１の接続拒否は解除され、無線端末ＳＴＡ１は、アクセスポイントＡＰ１、ＡＰ２に対して再び接続可能な状態となる。
このように、接続制御システム１および接続制御サーバ３によれば、過負荷状態のアクセスポイントＡＰ１との接続が切断された無線端末ＳＴＡ１は、その端末側での特別な処理を要することなく切替対象のアクセスポイントＡＰ３（すなわち、通信負荷の比較的小さいアクセスポイント）に対してのみ接続可能となるため、無線端末ＳＴＡ１に専用のモジュールや機能を搭載する等の必要はなく、複数のアクセスポイントＡ１−Ａ３における通信負荷を効率的に分散することが可能となる。
以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。なお、上記実施形態に示した本発明に係る無線端末の接続制御装置及びこれを備えた接続制御システム並びに接続制御方法の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
本発明に係る無線端末の接続制御装置及びこれを備えた接続制御システム並びに接続制御方法は、無線通信が複数の利用者によって同時に実行される場合でも、無線端末の機能を複雑化することなく、複数のアクセスポイントにおける通信負荷を効率的に分散することを可能とし、複数のアクセスポイントを有する通信ネットワークにおいて、無線端末の接続先となるアクセスポイントを切り替えるための無線端末の接続制御装置及びこれを備えた接続制御システム並びに接続制御方法などとして有用である。
１ 接続制御システム
２ 有線回線
３ 接続制御サーバ（接続制御装置）
１１ 帰属端末管理部
１２ 端末管理情報記憶部
１３ アクセス制御部
１４ 無線通信部
１５ 有線通信部
２１ ロードバランス監視部（通信負荷情報取得部）
２２ アクセスポイント情報記憶部
２３ ロードバランス制御部（切断対象端末決定部、接続禁止指令部、切断指令部）
２４ 有線通信部
３１ 端末管理情報テーブル
３２ 周辺ＡＰ情報テーブル
４１ 航空機
４２ 機内入り口
ＡＰ アクセスポイント
ＳＴＡ 無線端末

Claims (8)

  1. 通信ネットワークにおいて無線端末の接続先となるアクセスポイントを切り替えるための接続制御装置であって、
    複数のアクセスポイントの各々についての通信負荷に関する端末管理情報を取得する通信負荷情報取得部と、
    前記通信負荷に関する情報に基づき前記複数のアクセスポイントにおいて過負荷状態のアクセスポイントが存在する場合に、その過負荷状態のアクセスポイントに関する前記端末管理情報を参照し、前記過負荷状態のアクセスポイントに無線接続された複数の無線端末の中で、所定時間における通信パケット数が最大または所定の閾値以上となる無線端末の中からその接続を切断すべき少なくとも１つの切断対象端末を決定する切断対象端末決定部と、
    前記過負荷状態のアクセスポイントの周辺に位置する周辺アクセスポイントに関する周辺アクセスポイント情報を参照し、前記周辺アクセスポイントの中から通信パケット数が最小または所定の閾値以下となる周辺アクセスポイントを切替対象のアクセスポイントとし、前記切替対象のアクセスポイント以外の他のアクセスポイントに対し、前記切断対象端末に関する接続禁止指令を送出する接続禁止指令部と、
    前記接続禁止指令の送出後に、前記過負荷状態のアクセスポイントに対して前記切断対象端末の切断指令を送出する切断指令部と
    を備えたことを特徴とする無線端末の接続制御装置。
  2. 前記接続禁止指令には、前記他のアクセスポイントにおいて接続を禁止すべき前記切断対象端末の物理アドレスが含まれることを特徴とする請求項１に記載の無線端末の接続制御装置。
  3. 前記接続禁止指令部は、前記切替対象のアクセスポイントに対する前記切断対象端末の無線接続後に、前記他のアクセスポイントに対する前記接続禁止指令を解除するための解除指令を送出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線端末の接続制御装置。
  4. 前記過負荷状態のアクセスポイントは、前記複数のアクセスポイントのうち規定数以上の無線端末が接続されたアクセスポイントであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線端末の接続制御装置。
  5. 前記過負荷状態のアクセスポイントは、前記複数のアクセスポイントのうち所定時間における通信量が規定以上のアクセスポイントであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線端末の接続制御装置。
  6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の前記接続制御装置と、前記接続制御装置に対して有線回線を介して接続された前記複数のアクセスポイントとを備えたことを特徴とする無線端末の接続制御システム。
  7. 前記接続禁止指令には、前記切断対象端末に関するＭＡＣアドレスが含まれ、
    前記アクセスポイントは、前記接続禁止指令に含まれる前記ＭＡＣアドレスを有する無線端末の接続を拒否するＭＡＣアドレスフィルタリング機能を有することを特徴とする請求項６に記載の無線端末の接続制御システム。
  8. 通信ネットワークにおいて無線端末の接続先となるアクセスポイントを切り替えるための接続制御装置による接続制御方法であって、
    複数のアクセスポイントの各々についての通信負荷に関する端末管理情報を取得する通信負荷情報取得ステップと、
    前記通信負荷に関する情報に基づき前記複数のアクセスポイントにおいて過負荷状態のアクセスポイントが存在する場合に、その過負荷状態のアクセスポイントに関する前記端末管理情報を参照し、前記過負荷状態のアクセスポイントに無線接続された複数の無線端末の中で、所定時間における通信パケット数が最大または所定の閾値以上となる無線端末の中からその接続を切断すべき少なくとも１つの切断対象端末を決定する切断対象端末決定ステップと、
    前記過負荷状態のアクセスポイントの周辺に位置する周辺アクセスポイントに関する周辺アクセスポイント情報を参照し、前記周辺アクセスポイントの中から通信パケット数が最小または所定の閾値以下となる周辺アクセスポイントを切替対象のアクセスポイントとし、前記切替対象のアクセスポイント以外の他のアクセスポイントに対し、前記切断対象端末に関する接続禁止指令を送出する接続禁止指令ステップと、
    前記接続禁止指令の送出後に、前記過負荷状態のアクセスポイントに対して前記切断対象端末の切断指令を送出する切断指令ステップと
    を含むことを特徴とする無線端末の接続制御方法。
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