JP6655508B2 - 無線端末接続管理装置、無線端末接続管理方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動無線端末の接続管理を行う技術に関する。

３Ｇ（第３世代）やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）においては、ハンドオーバーによって、無線端末が移動する際に、電波状態がより良いアクセスポイントへ自動的に接続することが可能である。例えば、引用文献１には、ハンドオーバーにおいて通信が切断されてしまう確率およびその時間を小さくするための手法が開示されている。

無線で接続される無線端末には、出力に基づいた接続距離の制約が存在する。このため、より広い範囲でサービス提供を行うには、複数のゲートウェイを分散配置し、これらを協調動作させる必要がある。また、３ＧやＷｉ−Ｆｉのような通信路を形成するのみでなく、データ構造およびプロトコルを規定した無線方式が存在する。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）では、これをプロファイル（Ｐｒｏｆｉｌｅ）と呼ぶ。このような無線方式に従って動作する無線端末においては、電波状態のみならず、接続先となり得るゲートウェイにおいて当該無線端末が利用するプロファイルが利用可能かどうかを考慮しなければ、接続、つまり通信路確立を行うことができない。

特開２００１−２６８６２７号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のゲートウェイをまたがった接続管理を行うことができる無線端末接続管理装置および無線端末接続管理方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、無線端末と複数のゲートウェイのうちの前記無線端末と接続状態にある第１のゲートウェイとの間の電波強度が第１の閾値以下になることに応じて、前記複数のゲートウェイにより収集された複数の無線端末に関する情報であって、ゲートウェイと無線端末との間の電波強度と、無線端末が利用するプロファイルと、を示す情報を格納する記憶部を参照して、前記複数のゲートウェイのうちの前記無線端末が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイの中から、前記無線端末との間の電波強度が第２の閾値を超える第２のゲートウェイを選択する手段と、前記無線端末との接続を切断するように前記第１のゲートウェイに指示する手段と、前記無線端末と接続するように前記第２のゲートウェイに指示する手段と、を備えるようにしたものである。

本発明の第２の態様は、前記第２のゲートウェイを選択する手段において、前記複数のゲートウェイのうちの前記無線端末が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイの中から、前記無線端末との間の電波強度が最も大きいゲートウェイを前記第２のゲートウェイとして選択するようにしたものである。

本発明によれば、複数のゲートウェイをまたがった接続管理を行うことが可能となり、空間的なサービス提供範囲を拡大することができる。

実施形態に係る通信システムを示すブロック図。 図１に示した接続管理機能部を示すブロック図。 実施形態に係る接続管理方法を説明する図。 実施形態に係る接続管理方法を示すシーケンス図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

図１は、一実施形態に係る通信システム１０を概略的に示している。図１に示す通信システム１０は、図示しない広域ネットワーク（例えば、インターネット、イントラネットなど）に接続された複数のゲートウェイ（ゲートウェイ装置ともいう）１２を含む。各ゲートウェイ１２は、１以上の無線端末１３と接続可能であり、接続状態にある（すなわち通信路が確立している）無線端末１３と無線通信する。無線方式としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど、機能に応じた標準仕様（ここでは、プロファイルと呼ぶ）が規定されている無線方式を利用することができる。通信システム１０は、広域ネットワークを介してゲートウェイ１２に接続された接続管理サーバ１１をさらに含む。接続管理サーバ１１は、無線端末１３とゲートウェイ１２との接続を管理する。接続管理は、ＯＳＩ参照モデルにおけるアプリケーションのレイヤで実施される。

無線端末１３は、例えば、ノート型ＰＣ（Personal Computer）、携帯電話、スマートフォン、ゲーム機、オーディオ機器など、無線通信機能を有するモバイル機器であれば、いかなるものであってもよい。無線端末１３は、無線通信インタフェースである通信部１３１を備え、通信部１３１を通じてゲートウェイ１２と通信する。無線端末１３はどのような構成であってもよいため、無線端末１３についての具体的な説明は省略する。

ゲートウェイ１２は、プロファイル・電波強度収集部１２１、切断・接続部１２２、通信部１２３、および通信部１２４を備える。プロファイル・電波強度収集部１２１は、接続の有無にかかわらず、自ゲートウェイ１２の周囲に存在する無線端末１３の各々に関する情報を収集する。情報は、自ゲートウェイ１２と無線端末１３との間の電波強度を示す情報、および無線端末１３が利用するプロファイルを示す情報を含む。周囲に存在する無線端末１３は、接続状態にある無線端末１３のみならず、接続状態にない（すなわち通信路が確立していない）無線端末１３をも含む。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの場合、Ｉｎｑｕｉｒｙと呼ばれる手順で周囲の無線端末１３を探索する。それにより発見された無線端末１３について電波強度を測定する。さらに、Ｉｎｑｕｉｒｙより後のＳＤＰ（Service Discovery Protocol）と呼ばれる手順で、無線端末１３のプロファイルを取得し保持する。

切断・接続部１２２は、接続管理サーバ１１からの指示に従って、無線端末１３と接続する処理または無線端末１３との接続を切断する処理を行う。通信部１２３は、接続管理サーバ１１と通信するための通信インタフェースである。例えば、通信部１２３は、プロファイル・電波強度収集部１２１によって収集された情報を接続管理サーバ１１に送信する。さらに、通信部１２３は、自ゲートウェイ１２がサポートする（すなわち対応可能な）プロファイルを示す情報を接続管理サーバ１１に送信する。また、通信部１２３は、接続管理サーバ１１から、無線端末１３と接続することを要求する指示、無線端末１３との接続を切断することを要求する指示などの情報を受信する。通信部１２４は、無線端末１３と通信するための無線通信インタフェースである。

接続管理サーバ１１は、接続管理機能部１１１、データベース（ＤＢ）１１２、および通信部１１３を備える。通信部１１３は、ゲートウェイ１２と通信するための通信インタフェースである。例えば、通信部１１３は、各ゲートウェイ１２から、当該ゲートウェイ１２内のプロファイル・電波強度収集部１２１によって収集された情報、および当該ゲートウェイ１２がサポートするプロファイルを示す情報を受信し、ＤＢ１１２に格納する。接続管理機能部１１１は、ＤＢ１１２に格納されている情報に基づいて接続管理を行う。接続管理機能部１１１は、無線端末接続管理装置を構成する。無線端末接続管理装置は、ＤＢ１１２および通信部１１３を含んでもよい。

接続管理サーバ１１は、メモリおよびプロセッサ（例えばＣＰＵ）を備える。メモリは１以上の記録媒体を含む。ＤＢ１１２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）といった記録媒体により実現することができる。接続管理機能部１１１の後述する各機能は、メモリに格納されたコンピュータプログラムをプロセッサに実行させることにより実現することができる。

図２は、接続管理機能部１１１の構成例を示している。図２に示すように、接続管理機能部１１１は、電波強度判定部２１、ゲートウェイ選択部２２、および切断・接続指示部２３を備える。電波強度判定部２１は、無線端末１３とこの無線端末１３と接続状態にあるゲートウェイ１２との間の電波強度が閾値（第１の閾値ともいう）以下になるか否かを判定する。電波強度が閾値以下になったと電波強度判定部２１が判定した場合、ゲートウェイ選択部２２は、その無線端末１３が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイ１２の中から、その無線端末１３との間の電波強度が閾値（第２の閾値ともいう）を超えるいずれかのゲートウェイ１２を選択する。第２の閾値は、第１の閾値と等しいまたは第１の閾値より大きい値に設定されることができる。一例では、ゲートウェイ選択部２２は、その無線端末１３が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイ１２の中から、その無線端末１３との間の電波強度が最も大きいゲートウェイ１２を選択する。切断・接続指示部２３は、電波強度が閾値以下になったゲートウェイ１２にその無線端末１３との接続を切断するように指示し、選択されたゲートウェイ１２にその無線端末１３と接続するように指示する。それにより、無線端末１３は、電波状態がより良くなるゲートウェイ１２へ自動的に接続されることができる。

次に、接続管理機能部１１１の動作について説明する。
図３に示すように、接続管理サーバ１１に接続されたゲートウェイ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが設けられており、無線端末１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄがゲートウェイ１２Ａと接続状態にある場合を想定する。ここでは、識別のために、参照番号にアルファベット（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を付しているが、ゲートウェイ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄは、図１に示したゲートウェイ１２に対応するものであり、無線端末１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄは、図１に示した無線端末１３に対応するものである。また、ゲートウェイ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、無線端末１３Ｄが利用するプロファイルをサポートしているが、ゲートウェイ１２Ｄは、無線端末１３Ｄが利用するプロファイルをサポートしていないものとする。

ゲートウェイ１２Ａの近傍に位置する無線端末は、無線端末１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄである。ゲートウェイ１２Ａは、ゲートウェイ１２Ａと無線端末１３Ａとの間の電波強度を測定し、無線端末１３Ａが利用するプロファイルを示す情報を取得する。電波強度の測定は所定のタイミングで（常に、周期的になど）行われ、測定結果は接続管理サーバ１１に適宜に送られる。無線端末１３Ａが利用するプロファイルを示す情報は、例えば、前述したようにＳＤＰと呼ばれる手順で取得する。ゲートウェイ１２Ａは、同様にして、ゲートウェイ１２Ａと無線端末１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄとの間の電波強度を測定し、無線端末１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄが利用するプロファイルを示す情報を取得する。これらの情報は、接続管理サーバ１１に送られる。

ゲートウェイ１２Ｂは、近傍に存在する無線端末を探索し、無線端末１３Ｄを発見する。ゲートウェイ１２Ｂは、ゲートウェイ１２Ｂと無線端末１３Ｄとの間の電波強度を測定するとともに、無線端末１３Ｄが利用するプロファイルを取得する。これらの情報は、接続管理サーバ１１に送られる。

ゲートウェイ１２Ｃは、近傍に存在する無線端末を探索し、無線端末１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄを発見する。ゲートウェイ１２Ｃは、ゲートウェイ１２Ｃと無線端末１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄとの間の電波強度を測定するとともに、無線端末１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄが利用するプロファイルを取得する。これらの情報は、接続管理サーバ１１に送られる。

ゲートウェイ１２Ｄは、近傍に存在する無線端末を探索し、無線端末１３Ｄを発見する。ゲートウェイ１２Ｄは、ゲートウェイ１２Ｄと無線端末１３Ｄとの間の電波強度を測定するとともに、無線端末１３Ｄが利用するプロファイルを取得する。これらの情報は、接続管理サーバ１１に送られる。なお、ゲートウェイ１２Ｄは、無線端末１３Ｄが利用するプロファイルを自身がサポートしていない場合、無線端末１３Ｄに関する情報を接続管理サーバ１１に送らなくてもよい。

上述した状況において、無線端末１３Ｄが図３の矢印に示すように移動する。接続管理サーバ１１は、ゲートウェイ１２Ａと無線端末１３Ｄとの間の電波強度が閾値以下になったことを検出すると、無線端末１３Ｄが利用するプロファイルをサポートするゲートウェイ（ゲートウェイ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）のうち、電波強度が最も大きいゲートウェイを探索する。この例では、ゲートウェイ１２Ｂが選択される。続いて、接続管理サーバ１１は、無線端末１３Ｄとの通信路を切断することを要求する指示をゲートウェイ１２Ａに送り、無線端末１３Ｄとの通信路を確立することを要求する指示をゲートウェイ１２Ｂに送る。これにより、無線端末１３Ｄの接続先はゲートウェイ１２Ａからゲートウェイ１２Ｂへ切り替わる。

図４は、本実施形態に係る接続管理方法の一例を示すシーケンス図である。図４には、初めに無線端末１３がゲートウェイ１２Ａと接続しており、無線端末１３の接続先がゲートウェイ１２Ｂに切り替わる例が示されている。

ステップＳ４１では、接続管理機能部１１１は、ゲートウェイ１２Ａ、１２Ｂを含む複数のゲートウェイから、無線端末１３に関する電波強度およびプロファイルを含む情報を収集し、ＤＢ１１２に格納する。例えば、ゲートウェイ１２Ａは、当該ゲートウェイ１２Ａと無線端末１３との間の電波強度を測定し、無線端末１３が利用するプロファイルを取得する。続いて、ゲートウェイ１２Ａは、測定した電波強度および取得したプロファイルを含む情報を接続管理機能部１１１に送る。同様にして、ゲートウェイ１２Ｂは、当該ゲートウェイ１２Ｂと無線端末１３との間の電波強度を測定し、無線端末１３が利用するプロファイルを取得し、続いて、測定した電波強度および取得したプロファイルを含む情報を接続管理機能部１１１に送る。

続いて、接続管理機能部１１１は、ゲートウェイ１２Ａと無線端末１３との間の電波強度が閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ４２では、接続管理機能部１１１は、ゲートウェイ１２Ａと無線端末１３との間の電波強度が閾値以下になったと判定する。ゲートウェイ１２Ａと無線端末１３との間の電波強度が閾値以下になったことに応答して、ステップＳ４３では、接続管理機能部１１１は、無線端末１３が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイの中から、電波強度が最も大きいゲートウェイを選択する。ここでは、ゲートウェイ１２Ｂが選択される。

ステップＳ４４では、接続管理機能部１１１は、無線端末１３との接続を切断するようにゲートウェイ１２Ａに指示する。ステップＳ４５において、ゲートウェイ１２Ａは、接続管理機能部１１１からの指示を受けて、無線端末１３と接続を切断する処理を行い、接続管理機能部１１１に切断完了を通知する。ステップＳ４６では、接続管理機能部１１１は、無線端末１３との接続を確立するように、ステップＳ４３で選択したゲートウェイ１２Ｂに指示する。ゲートウェイ１２Ｂは、接続管理機能部１１１からの指示を受けて、無線端末１３と接続する処理を行う。これにより、ゲートウェイ１２Ｂと無線端末１３との間に通信路が確立される。

以上のように、本実施形態によれば、接続管理サーバ１１は、無線端末とゲートウェイとの間での電波強度を監視し、電波強度に基づいて無線端末とゲートウェイとの接続を管理する。また、これに加えて、各無線端末で利用するプロファイル、および各ゲートウェイにおいて利用可能なプロファイルを収集する。接続管理サーバ１１は、無線端末とこの無線端末と接続状態にあるゲートウェイとの間の電波強度が閾値以下になることに応じて、この無線端末が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイの中から、この無線端末との間の電波強度が最も大きいゲートウェイを選択する。続いて、接続管理サーバ１１は、この無線端末との接続を切断するように、電波強度が閾値以下になったゲートウェイに指示し、この無線端末と接続するように、選択したゲートウェイに指示する。これにより、複数のゲートウェイにまたがった接続管理を自動で行うことが可能となる。その結果、開発者に新たな負担を強いずに、空間的なサービス提供範囲を拡大することができる。

上述した実施形態では、接続管理機能部１１１およびＤＢ１１２は、図１に示されるように、ゲートウェイ１２とは別に用意された接続管理サーバ１１に設けられているが、これに限定されるものではい。他の実施形態では、接続管理機能部１１１およびＤＢ１１２は、いずれかのゲートウェイ１２に設けられていてもよい。

本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１０…通信システム、１１…接続管理サーバ、１２…ゲートウェイ、１３…無線端末、１１１…接続管理機能部、１１２…データベース、１１３…通信部、１２１…プロファイル・電波強度収集部、１２２…切断・接続部、１２３…通信部、１２４…通信部、１３１…通信部、２１…電波強度判定部、２２…ゲートウェイ選択部、２３…切断・接続指示部。

Claims (5)

1. 無線端末と複数のゲートウェイのうちの前記無線端末と接続状態にある第１のゲートウェイとの間の電波強度が第１の閾値以下になることに応じて、前記複数のゲートウェイにより収集された複数の無線端末に関する情報であって、ゲートウェイと無線端末との間の電波強度と、無線端末が利用するプロファイルと、を示す情報を格納する記憶部を参照して、前記複数のゲートウェイのうちの前記無線端末が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイの中から、前記無線端末との間の電波強度が第２の閾値を超える第２のゲートウェイを選択する手段と、
   前記無線端末との接続を切断するように前記第１のゲートウェイに指示する手段と、
   前記無線端末と接続するように前記第２のゲートウェイに指示する手段と、
   を具備する無線端末接続管理装置。
2. 前記第２のゲートウェイを選択する手段は、前記複数のゲートウェイのうちの前記無線端末が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイの中から、前記無線端末との間の電波強度が最も大きいゲートウェイを前記第２のゲートウェイとして選択する、請求項１に記載の無線端末接続管理装置。
3. 無線端末と複数のゲートウェイのうちの前記無線端末と接続状態にある第１のゲートウェイとの間の電波強度が第１の閾値以下になることに応じて、前記複数のゲートウェイにより収集された複数の無線端末に関する情報であって、ゲートウェイと無線端末との間の電波強度と、無線端末が利用するプロファイルと、を示す情報を格納する記憶部を参照して、前記複数のゲートウェイのうちの前記無線端末が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイの中から、前記無線端末との間の電波強度が第２の閾値を超える第２のゲートウェイを選択することと、
   前記無線端末との接続を切断するように前記第１のゲートウェイに指示することと、
   前記無線端末と接続するように前記第２のゲートウェイに指示することと、
   を具備する無線端末接続管理方法。
4. 前記第２のゲートウェイを選択することは、前記複数のゲートウェイのうちの前記無線端末が利用するプロファイルをサポートするゲートウェイの中から、前記無線端末との間の電波強度が最も大きいゲートウェイを前記第２のゲートウェイとして選択することを含む、請求項３に記載の無線端末接続管理方法。
5. 請求項１または請求項２に記載の無線端末接続管理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。