JPWO2013046721A1 - 無線中継装置及びその通信制御方法、通信システム - Google Patents

無線中継装置及びその通信制御方法、通信システム Download PDF

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Abstract

無線中継装置１は、無線端末２ａ、２ｂのＭＡＣアドレスおよびＩＰネットワーク４上のＤＨＣＰサーバ５によって無線端末２ａ、２ｂに割当てられたＩＰアドレスを無線中継装置１の記憶部に記憶する。無線中継装置１は、自装置を経由するパケットに含まれる送信元無線端末および送信先無線端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報を監視し、記憶部に記憶されているアドレス情報に基づき、無線端末２ａと無線端末２ｂとの通信が自装置を経由していると判断した場合には、ＩＰネットワーク４を介した第１の通信モードから、ＩＰネットワーク４を介さない第２の通信モードへ遷移させる。

Description

関連出願へのクロスリファレンス
本願は、日本国特許出願第２０１１−２１３０２１号（２０１１年９月２８日出願）の優先権の利益を主張し、これらの全内容を参照により本願明細書に取り込むものとする。
本発明は、端末と基地局との間の無線通信を中継する無線中継装置及びその通信制御方法、通信システムに関する。
ＷｉＭＡＸ（登録商標）−ＷｉＦｉ無線中継装置（ＷｉＭＡＸ−ＷｉＦｉブリッジ）配下の無線端末は、同じ無線中継装置配下にある無線端末と通信を行う場合、ＷｉＭＡＸ接続によりＩＰネットワークを経由して通信を行う第１の通信モードによる通信と、ＷｉＭＡＸ接続を切断して無線中継装置をＷｉＦｉアクセスポイントとみなしてＷｉＦｉのＬＡＮ接続で通信を行う第２の通信モードによる通信とが利用可能である。無線端末同士は、同じ無線中継装置の配下に存在することにより近距離で通信が行われている場合、状況に応じて２つのモードを切り換えて通信することができる。
また、特許文献１には、ＷｉＭＡＸを含むＷＷＡＮとＷｉＦｉなどのＷＬＡＮとの間でモバイル装置をシームレスに切り替えるための方法および装置が開示されている。
特表２００９−５００９５７号公報
しかしながら、従来の通信システムでは、無線中継装置から無線端末に対して第２の通信モードに切り替えることを促す機能はなく、無線端末同士は、ＩＰネットワークを介した第１の通信モードで相互接続し、通信等を開始した後、無線中継装置の配下に存在することにより第２の通信モードで通信可能な環境になっても、第１の通信モードから第２の通信モードへの切り替えが円滑にできないという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ＩＰネットワークを介した第１の通信モードから、ＩＰネットワークを介さない第２の通信モードへの切り替えが円滑にできる無線中継装置及びその通信制御方法、通信システムを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、インターネット上のサーバと、無線中継装置と、複数の無線端末と、からなる通信システムにおける無線中継装置であって、前記無線中継装置は、前記無線端末のＭＡＣアドレスおよび前記サーバによって前記無線端末に割当てられたＩＰアドレスの情報を記憶する記憶部と、自装置を経由するパケットに含まれる送信元無線端末および送信先無線端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報を監視する制御部と、を有し、前記制御部は、前記記憶部に記憶されたＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報に基づき、前記無線端末同士の通信が自装置を経由していると判断した場合に、前記無線端末同士の通信を、前記インターネットを介した第１の通信モードによる通信から、前記インターネットを介さないローカルエリアネットの第２の通信モードによる通信へ遷移させる制御を行うことを特徴とする。
前記制御部は、前記第２の通信モードにより通信中に、通信品質が所定のレベル以下となった場合、または少なくとも何れか一方の無線端末がハンドオーバした場合には、前記無線端末同士の通信を、前記第２の通信モードによる通信から前記第１の通信モードによる通信へ戻すことが好ましい。
前記通信品質を表す値は、ＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＦＥＲ（フレーム誤り率）の少なくとも１つであることが好ましい。
また、本発明は、インターネット上のサーバと、無線中継装置と、複数の無線端末と、からなる通信システムにおける無線中継装置の通信制御方法であって、前記無線端末のＭＡＣアドレスおよび前記サーバによって前記無線端末に割当てられたＩＰアドレスの情報を記憶部に記憶するステップと、自装置を経由するパケットに含まれる送信元無線端末および送信先無線端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報を監視するステップと、前記記憶部に記憶されたＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報に基づき、前記無線端末同士の通信が自装置を経由していると判断した場合に、前記無線端末同士の通信を、前記インターネットを介した第１の通信モードによる通信から、前記インターネットを介さないローカルエリアネットの第２の通信モードによる通信へ遷移させる制御を行うステップと、を含むことを特徴とする。
本発明の通信制御方法は、前記第２の通信モードにより通信中に、通信品質が所定のレベル以下となった場合、または少なくとも何れか一方の無線端末がハンドオーバした場合には、前記無線端末同士の通信を、前記第２の通信モードによる通信から前記第１の通信モードによる通信へ戻すステップを含むことが好ましい。
前記通信品質を表す値は、ＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＦＥＲ（フレーム誤り率）の少なくとも１つであることが好ましい。
また、本発明は、インターネット上のサーバと、無線中継装置と、複数の無線端末と、からなる通信システムであって、ある無線端末が、前記無線中継装置及び前記インターネットを介して、前記無線中継装置の配下の他の無線端末と通信を行う第１の通信モードと、前記ある通信端末が、前記無線中継装置を経由して、該無線中継装置の配下の前記他の無線端末と通信を行う第２の通信モードとを含み、前記無線中継装置が、前記無線端末同士の通信が自装置を経由していると判断した場合に、前記無線端末同士の通信を、前記第１の通信モードによる通信から、前記第２の通信モードによる通信へ遷移させることを特徴とする。
前記無線中継装置は、前記第２の通信モードにより通信中に、通信品質が所定のレベル以下となった場合、または少なくとも何れか一方の無線端末がハンドオーバした場合には、前記無線端末同士の通信を、前記第２の通信モードによる通信から前記第１の通信モードによる通信へ戻すことが好ましい。
前記通信品質を表す値は、ＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＦＥＲ（フレーム誤り率）の少なくとも１つであることが好ましい。
本発明は、ＩＰネットワークを介した第１の通信モードから、ＩＰネットワークを介さない第２の通信モードに切り替えるように制御することにより、ネットワークの無線リソースを他の無線端末に割り当てることができるので、無線リソースを無駄にすることがない。
また、本発明は、第２の通信モードに切り替えることにより、第１の通信モードでの上位の無線通信時に必要な無線端末ユーザへの課金を削減することができる。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線中継装置が用いられる通信システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る無線中継装置の概略構成図である。 図３は、無線中継装置の動作を説明するフローチャートである。 図４は、第１の通信モードによるインターネット接続を切断して、端末同士が第２の通信モードで通信を行っているときの状態を示す図である。
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線中継装置が用いられる通信システムの構成を示す図である。無線中継装置１は、無線端末２ａ、２ｂと基地局３との無線通信を中継する。基地局３は、インターネット等のＩＰネットワーク４上のＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバ５とサービスサーバ６に接続されている。ＤＨＣＰサーバ５は、無線端末２ａ、２ｂへＩＰアドレスを割り当て、管理する。サービスサーバ６は、無線端末２ａ、２ｂのユーザにサービスを提供する。
図２は、図１に示す本発明の実施の形態に係る無線中継装置の概略構成図である。図２に示すように、無線中継装置１は、端末側通信部１１と、基地局側通信部１２と、記憶部１３と、制御部１４とを備えている。端末側通信部１１は、無線端末２ａ、２ｂとＷｉＦｉ通信を行い、基地局側通信部１２は、基地局３とＷｉＭＡＸ通信を行う。
記憶部１３は、無線端末２ａ、２ｂのＭＡＣアドレスおよびＩＰネットワーク４上のＤＨＣＰサーバ５によって無線端末２ａ、２ｂに割当てられたＩＰアドレスを記憶する。
制御部１４は、自装置を経由するパケットに含まれる送信元無線端末および送信先無線端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報を監視し、記憶部１３に記憶されているアドレス情報に基づき、無線端末２ａと無線端末２ｂとの通信が自装置を経由していると判断した場合には、無線端末２ａと無線端末２ｂとの通信を、ＷｉＭＡＸ接続によるＩＰネットワーク４を介した第１の通信モードによる通信から、ＩＰネットワーク４を介さずに、ＷｉＭＡＸ接続を切断して自装置をＷｉＦｉアクセスポイントとみなしてＷｉＦｉのＬＡＮ接続で通信を行う第２の通信モードによる通信へ遷移させる制御を行う。また、制御部１４は、第２の通信モードにより通信中に、通信品質が所定のレベル以下となった場合、または少なくとも何れか一方の無線端末がハンドオーバした場合には、無線端末２ａと無線端末２ｂとの通信を、第２の通信モードによる通信から第１の通信モードによる通信へ戻す制御を行う。
次に、本発明の実施の形態に係る無線中継装置の動作を説明する。図３は、無線中継装置の動作を説明するフローチャートである。図３では、無線中継装置配下の無線端末を、無線機能を有するゲーム用無線端末として、ゲーム用無線端末（以下、端末２ａとする）がネットワーク上に存在している他のゲーム用無線端末（以下、端末２ｂとする）と通信を行って対戦型ゲームを行う場合を例にして無線中継装置の動作を説明する。端末２ａと端末２ｂは、通信方式を第２の通信モードに切り替える機能を有するものとする。
まず、無線中継装置１の配下にある端末２ａが、対戦型ゲームで遊ぶためにＩＰネットワーク４上のゲーム用のサービスサーバ６にアクセスする。このとき、ＤＨＣＰサーバ５は、端末２ａにＩＰアドレスを割り当て、無線中継装置１は、端末２ａのＭａｃアドレスおよびＩＰアドレスを記憶部１３に記憶する（Ｓ１０１）。
次に、無線中継装置１の配下にある端末２ｂが、対戦型ゲームで遊ぶためにＩＰネットワーク４上のゲーム用のサービスサーバ６にアクセスする。このとき、ＤＨＣＰサーバ５は、端末２ｂにＩＰアドレスを割り当て、無線中継装置１は、端末２ｂのＭａｃアドレスおよびＩＰアドレスを記憶部１３に保存する（Ｓ１０２）。
ここで、端末２ａが端末２ｂに対戦を申し込んだ場合、端末２ａから送出されたパケットは、無線中継装置１を経由して上位のネットワークを使用して他のルーターに転送され、ホップを繰り返しながら最終的に同じ無線中継装置１に到達する（Ｓ１０３）。
無線中継装置１は、自装置に到達するパケット中の送信元端末（端末２ａ）のＭａｃアドレス（およびＩＰアドレス）および送信先端末（端末２ｂ）のＭａｃアドレス（およびＩＰアドレス）が、記憶部１３に記憶されている端末２ａ，２ｂのＭａｃアドレス（およびＩＰアドレス）と一致するか否かを監視している（Ｓ１０４）。無線中継装置１は、アドレスが一致した場合、端末２ａと端末２ｂが自装置の配下に存在することを認識する。
無線中継装置１は、アドレスが一致して、端末２ａと端末２ｂが自装置の配下に存在することを認識したならば、無線中継装置１は、端末２ａの対戦申し込みを端末２ｂへ送信するとともに、端末２ａに第２の通信モードによる通信に切り替えることを勧めるメッセージを送信する（Ｓ１０５）。
次に、無線中継装置１は、端末２ｂから、端末２ａの対戦申し込みの受諾を受信したならば、端末２ｂに対しても上記と同じ第２の通信モードによる通信に切り替えることを勧めるメッセージを送信する（Ｓ１０６）。
無線中継装置１は、端末２ａと端末２ｂが第２の通信モードで通信を開始したならば、ＩＰネットワーク４を介した第１の通信モードによるインターネット接続を切断する（Ｓ１０７）。図４は、第１の通信モードによるインターネット接続を切断して、端末２ａと端末２ｂが第２の通信モードで通信を行っているときの状態を示す図である。
なお、無線中継装置１は、第２の通信モードにより通信中に、通信品質が所定のレベル以下となった場合、または少なくとも何れか一方の無線端末がハンドオーバした場合には、第２の通信モードから第１の通信モードへ戻すようにしても良い。通信品質は、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio：信号対干渉雑音比）、ＦＥＲ（Flame Error Rate：フレーム誤り率）等により判断する。通信品質をＦＥＲで判断する場合は、ＦＥＲの値が大きいほど通信品質が悪いので、無線中継装置１は、ＦＥＲが所定の閾値以上である場合に、通信品質が所定のレベル以下であると判断する。
また、端末２ａ，２ｂに第２の通信モードによる通信に切り替えることを勧めるメッセージは、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）リダイレクトメッセージを用いることが好ましい。この切り替えを勧めるメッセージは、ＩＣＭＰリダイレクトメッセージのＩＰヘッダ中に存在するオプションフィールドに「第２の通信モードで通信することを勧める識別子」を追加したものとする。
上述のように、本発明の実施の形態に係る無線中継装置は、無線中継装置配下の無線端末同士は、通信環境に応じて第１の通信モードと第２の通信モードとのモード切り替えを自在に行えるので、ネットワークの無線リソースを無駄にすることがない。
また、本発明の実施の形態に係る無線中継装置は、第２の通信モードで通信を行うことにより、第１の通信モードでの上位の無線通信時に必要な無線端末ユーザへの課金を削減することができる。
１ 無線中継装置
２ａ、２ｂ 無線端末
３ 基地局
４ ＩＰネットワーク
５ ＤＨＣＰサーバ
６ サービスサーバ
１１ 端末側通信部
１２ 基地局側通信部
１３ 記憶部
１４ 制御部

Claims (9)

  1. インターネット上のサーバと、無線中継装置と、複数の無線端末と、からなる通信システムにおける無線中継装置であって、
    前記無線中継装置は、前記無線端末のＭＡＣアドレスおよび前記サーバによって前記無線端末に割当てられたＩＰアドレスの情報を記憶する記憶部と、
    自装置を経由するパケットに含まれる送信元無線端末および送信先無線端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報を監視する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶されたＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報に基づき、前記無線端末同士の通信が自装置を経由していると判断した場合に、前記無線端末同士の通信を、前記インターネットを介した第１の通信モードによる通信から、前記インターネットを介さないローカルエリアネットの第２の通信モードによる通信へ遷移させる制御を行うことを特徴とする無線中継装置。
  2. 前記制御部は、前記第２の通信モードにより通信中に、通信品質が所定のレベル以下となった場合、または少なくとも何れか一方の無線端末がハンドオーバした場合には、前記無線端末同士の通信を、前記第２の通信モードによる通信から前記第１の通信モードによる通信へ戻すことを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
  3. 前記通信品質を表す値は、ＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＦＥＲ（フレーム誤り率）の少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の無線中継装置。
  4. インターネット上のサーバと、無線中継装置と、複数の無線端末と、からなる通信システムにおける無線中継装置の通信制御方法であって、
    前記無線端末のＭＡＣアドレスおよび前記サーバによって前記無線端末に割当てられたＩＰアドレスの情報を記憶部に記憶するステップと、
    自装置を経由するパケットに含まれる送信元無線端末および送信先無線端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報を監視するステップと、
    前記記憶部に記憶されたＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの情報に基づき、前記無線端末同士の通信が自装置を経由していると判断した場合に、前記無線端末同士の通信を、前記インターネットを介した第１の通信モードによる通信から、前記インターネットを介さないローカルエリアネットの第２の通信モードによる通信へ遷移させる制御を行うステップと、
    を含むことを特徴とする無線中継装置の通信制御方法。
  5. 前記第２の通信モードにより通信中に、通信品質が所定のレベル以下となった場合、または少なくとも何れか一方の無線端末がハンドオーバした場合には、前記無線端末同士の通信を、前記第２の通信モードによる通信から前記第１の通信モードによる通信へ戻すステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の無線中継装置の通信制御方法。
  6. 前記通信品質を表す値は、ＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＦＥＲ（フレーム誤り率）の少なくとも１つであることを特徴とする請求項５に記載の無線中継装置の通信制御方法。
  7. インターネット上のサーバと、無線中継装置と、複数の無線端末と、からなる通信システムであって、
    ある無線端末が、前記無線中継装置及び前記インターネットを介して、前記無線中継装置の配下の他の無線端末と通信を行う第１の通信モードと、
    前記ある通信端末が、前記無線中継装置を経由して、該無線中継装置の配下の前記他の無線端末と通信を行う第２の通信モードと、を含み、
    前記無線中継装置が、
    前記無線端末同士の通信が自装置を経由していると判断した場合に、前記無線端末同士の通信を、前記第１の通信モードによる通信から、前記第２の通信モードによる通信へ遷移させることを特徴とする通信システム。
  8. 前記無線中継装置は、前記第２の通信モードにより通信中に、通信品質が所定のレベル以下となった場合、または少なくとも何れか一方の無線端末がハンドオーバした場合には、前記無線端末同士の通信を、前記第２の通信モードによる通信から前記第１の通信モードによる通信へ戻すことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
  9. 前記通信品質を表す値は、ＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＦＥＲ（フレーム誤り率）の少なくとも１つであることを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
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