WO2021024400A1 - 無線通信システム、制御局、基地局及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、制御局、基地局及び無線通信方法 Download PDF

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WO2021024400A1
WO2021024400A1 PCT/JP2019/031062 JP2019031062W WO2021024400A1 WO 2021024400 A1 WO2021024400 A1 WO 2021024400A1 JP 2019031062 W JP2019031062 W JP 2019031062W WO 2021024400 A1 WO2021024400 A1 WO 2021024400A1
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station
base station
connection
terminal
information
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PCT/JP2019/031062
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English (en)
French (fr)
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俊朗 中平
ヒランタ アベセカラ
浩一 石原
友規 村上
崇文 林
泰司 鷹取
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日本電信電話株式会社
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/20—Selecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/32—Hierarchical cell structures
    • H—ELECTRICITY
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W36/34—Reselection control
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/18—Management of setup rejection or failure

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a control station, a base station and a wireless communication method.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • a maximum transmission rate of 600 Mbits / s is realized by using a channel bonding technology for channels.
  • channel bonding technology that simultaneously uses up to eight 20 MHz frequency channels and uses them as a maximum 160 MHz frequency channel in the 5 GHz band, and multi that simultaneously transmits different signals to multiple destinations.
  • a maximum transmission speed of 6900 Mbits / s is realized by using user MIMO technology and the like.
  • the terminal station transmits a beacon transmitted by the base station in order to establish a wireless connection with the base station when entering the communication area of the base station. Receives a signal to detect the presence of a base station. Next, the terminal station transmits a connection request signal including predetermined information (connection network name, connection method, connection authentication method, etc.) to the base station. Then, when the base station responds to the connection request signal, the wireless connection is established.
  • the terminal station when switching the wireless connection destination to another base station, the terminal station makes a wireless connection request to another base station, a wireless disconnection notification to the connected base station, and the like.
  • the radio propagation characteristics between the base station and the terminal station fluctuate greatly, and there is a lot of interference traffic, so the base station It may be difficult to receive wireless signals such as beacon signals.
  • the terminal station may judge that the current wireless connection quality is low and switch the wireless connection destination to another base station that can be connected in the surroundings. If this switching occurs repeatedly, many wireless communication interruptions may occur. In addition, since each terminal station autonomously selects a connection destination, the connection destinations of the terminal stations are concentrated on some base stations, which may cause congestion.
  • An object of the present invention is to provide a wireless communication system, a control station, a base station, and a wireless communication method capable of stabilizing communication even within a range in which radio waves can reach from a plurality of base stations.
  • the wireless communication system is a wireless communication system including a plurality of base stations to which a plurality of terminal stations can be connected and a control station for controlling each of the base stations.
  • the base station information indicating the base station, the radio environment information indicating the received signal and signal strength received by the base station from another base station, and the terminal station connected to the base station and the terminal station information indicating the signal strength are described above.
  • the connection permission of each terminal station to each base station is controlled. It is characterized in that it has a calculation unit for calculating connection control information, and each of the base stations has a connection control unit that controls connection permission for each terminal station based on the connection control information.
  • control station is a control station that controls each of a plurality of base stations to which a plurality of terminal stations can be connected, in which base station information indicating the base station and the base station being another base station are used.
  • base station information indicating the base station and the base station being another base station are used.
  • the network communication includes a calculation unit that calculates connection control information for controlling connection permission of each terminal station to each of the base stations.
  • the unit is characterized in that the connection control information is transmitted to each of the base stations.
  • the base station is a storage that can be connected from a plurality of terminal stations and stores base station information indicating the base station in the base station controlled by the control station together with other base stations.
  • a collection unit that collects signals from other base stations and radio environment information indicating signal strength, and terminal station connected to the base station and terminal station information indicating signal strength, and the base station information, said.
  • the wireless environment information and the terminal station information are transmitted to the control station, and the connection of each terminal station to the base station calculated by the control station based on the base station information, the wireless environment information and the terminal station information. It is characterized by having a network communication unit that receives connection control information for controlling permission, and a connection control unit that controls connection permission for each terminal station based on the connection control information.
  • the wireless communication method is a wireless communication method for connecting a plurality of base stations controlled by a control station and a plurality of terminal stations, the base station information indicating the base station, and the base.
  • the control station receives from each of the base stations the received signal received from another base station and the radio environment information indicating the signal strength, and the terminal station connected to the base station and the terminal station information indicating the signal strength.
  • the control station Based on the reception process and the base station information, the wireless environment information, and the terminal station information received from each of the base stations, the control station provides connection control information for controlling the connection permission of each terminal station to each of the base stations. It is characterized by including a calculation step calculated by the above and a connection control step in which each base station controls a connection permission for each terminal station based on the connection control information.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system 1 according to an embodiment.
  • a control station 10 and n base stations (n is an integer of 2 or more) 20-1 to 20-n are connected via a network 100.
  • n terminal stations 30-1 to 30-m can communicate with each of the base stations 20-1 to 20-n.
  • each of the terminal stations 30-1 to 30-m performs wireless communication with any one of the base stations 20-1 to 20-n.
  • base station 20 when any one of a plurality of configurations such as base stations 20-1 to 20-n is not specified, it is simply abbreviated as base station 20 and the like.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the base station 20 according to the embodiment.
  • the base station 20 includes an antenna 210, a wireless communication unit 220, a collection unit 230, a storage unit 240, an information processing unit 250, a network communication unit 260, and a connection control unit 270. Note that, in FIG. 2, other functional blocks generally provided in the base station are not shown.
  • the antenna 210 includes an antenna element that transmits and receives radio waves.
  • the wireless communication unit 220 transmits / receives a wireless signal to / from the terminal station 30 and another base station 20 via the antenna 210.
  • the wireless communication unit 220 outputs the information received from the terminal station 30 to the collection unit 230 and the connection control unit 270.
  • the wireless communication unit 220 outputs the wireless connection request received from the terminal station 30 to the connection control unit 270, and transmits the information input from the connection control unit 270 to the terminal station 30.
  • the collecting unit 230 includes a first collecting unit 232 and a second collecting unit 234, collects information from the terminal station 30 and the base station 20 via the wireless communication unit 220, and transmits the collected information to the information processing unit 250. Output.
  • the first collection unit 232 functions as a wireless environment information collection unit that collects wireless environment information from other base stations 20 in the vicinity where radio waves reach its own station (the base station 20) via the wireless communication unit 220. Be prepared.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the wireless environment information collected by the first collection unit 232.
  • the wireless environment information is a base created based on a beacon signal received from another base station 20 existing in the vicinity, using the BSSID (Basic Service Set Identifier) of the own station as the receiving source information. This is information collected from station radio information.
  • BSSID Basic Service Set Identifier
  • the base station radio information includes ESID (Extended Service Set Identifier: hereinafter simply referred to as SSID), BSSID, RSSI (Received Signal Strength Indicator) between base stations, and channel information of each of the other 20 base stations existing in the vicinity. Is included.
  • SSID Extended Service Set Identifier
  • BSSID BSSID
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indicator
  • channel information of each of the other 20 base stations existing in the vicinity Is included.
  • the radio environment information includes base station radio information of a plurality of base stations 20 having the same SSID.
  • the second collecting unit 234 (FIG. 2) has a function as a terminal station information collecting unit that collects terminal station information from the terminal station 30 that receives radio waves to its own station via the wireless communication unit 220.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating terminal station information collected by the second collection unit 234.
  • the terminal station information is information obtained by collecting terminal station radio information and terminal station performance information from the terminal stations 30 existing in the vicinity, using the BSSID of the own station as the acquisition source information.
  • the terminal station radio information includes information such as the MAC address of the terminal station 30 and the RSSI with the terminal station 30. That is, the base station 20 to which the terminal station 30 specified by the MAC address is connected is indicated by BSSID. Further, the terminal station performance information includes information indicating whether or not the terminal station 30 corresponds to 802.11v.
  • the storage unit 240 (FIG. 2) stores base station information indicating its own station, information input to the information processing unit 250, and the like, and outputs information in response to access from the information processing unit 250.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the base station information of the own station stored in the storage unit 240.
  • the base station information includes the base station main body information of the own station, wireless interface information, and the like.
  • the base station main body information includes information indicating the MAC address of the own station and the number of wireless interfaces of the own station.
  • the wireless interface information includes information indicating the MAC address of each wireless interface, the operating channel, and the like.
  • the information processing unit 250 (FIG. 2) performs information processing in the base station 20. For example, the information processing unit 250 outputs the information collected by the collecting unit 230 to the storage unit 240 and the network communication unit 260. Further, the information processing unit 250 outputs the information stored in the storage unit 240 to the network communication unit 260, and outputs the information input from the network communication unit 260 to the connection control unit 270.
  • the information processing unit 250 includes wireless environment information and terminal station information collected by the collecting unit 230, base station information stored in the storage unit 240, information indicating the connection status of the terminal station 30 to its own station, and the like. Is output to the network communication unit 260. Further, the information processing unit 250 outputs the connection control information (described later using FIGS. 11 and 12) input from the network communication unit 260 to the connection control unit 270.
  • the network communication unit 260 is an interface that transmits information input from the information processing unit 250 to the control station 10, receives the information transmitted by the control station 10, and outputs the information to the information processing unit 250.
  • the connection control unit 270 includes a connection determination unit 272 and a connection destination control unit 274, and sets the wireless communication unit 220 based on the connection control information (described later with reference to FIGS. 11 and 12) input from the information processing unit 250.
  • the connection of the terminal station 30 to the own station is controlled via this.
  • connection determination unit 272 responds to the wireless connection request from the terminal station 30 input from the wireless communication unit 220 based on the connection control setting for the terminal station 30 input from the information processing unit 250 and the terminal station information. It determines whether to allow or reject the connection, and transmits a response based on the determination result to the terminal station 30 via the wireless communication unit 220.
  • connection destination control unit 274 calculates the connection destination control information based on the connection control information input from the information processing unit 250, and uses the connection destination control information to wirelessly connect to the terminal station 30 under its own station. Control (switching of connection destination) is performed via the wireless communication unit 220.
  • FIG. 6 is a diagram showing a first example of connection destination control information calculated by the connection destination control unit 274.
  • FIG. 7 is a diagram showing a second example of connection destination control information calculated by the connection destination control unit 274.
  • the connection destination control information includes information such as a connection control target terminal station, a connection control method, a connection switching destination BSSID, and a connection switching destination channel.
  • the connection control method is 802.11v
  • the connection switching destination BSSID and the connection switching destination channel are specified.
  • the connection control method is Dissociation, no setting is required.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the control station 10 according to the embodiment.
  • the control station 10 has a network communication unit 110, a base station control unit 120, and a calculation unit 130. Note that in FIG. 8, other functional blocks generally provided by the control station are not shown.
  • the network communication unit 110 receives the information transmitted by each of the base stations 20-1 to 20-n and outputs the information to the base station control unit 120, and the network communication unit 110 outputs the information input from the base station control unit 120 to the base station 20. It is an interface for transmitting to each of -1 to 20-n.
  • the network communication unit 110 has wireless environment information (see FIG. 3), terminal station information (see FIG. 4), base station information (see FIG. 5), and a base from each of the base stations 20-1 to 20-n. Receives information or the like indicating the connection status of the terminal station 30 for each of the stations 20-1 to 20-n. Further, the network communication unit 110 transmits connection control information described later to each of the base stations 20-1 to 20-n.
  • the base station control unit 120 outputs the information (wireless environment information, terminal station information, and base station information) received by the network communication unit 110 to the calculation unit 130, and the calculation result (connection control) output by the calculation unit 130. Information) is output to the network communication unit 110.
  • the calculation unit 130 Based on the information (radio environment information, terminal station information, and base station information) input from the base station control unit 120, the calculation unit 130 includes area duplication information (described later with reference to FIG. 9) and connection destination information (FIG. 9). 10 is used to calculate the connection control information (described later using FIGS. 11 and 12), and the connection control information is output to the base station control unit 120 as a calculation result.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating area duplication information calculated by the calculation unit 130.
  • the calculation unit 130 is a signal of a radio signal received between each base station based on the radio environment information collected by each of the base stations 20-1 to 20-n under the control station 10.
  • Area duplication information including the intensity (RSSI) and the determination result ( ⁇ or X) as to whether or not each area (cell) of the base station 20 is considered to be duplicated is calculated.
  • the calculation unit 130 determines that the areas of the base stations 20 overlap each other when the RSSI is equal to or higher than a predetermined threshold (for example, ⁇ 80 dBm), and when the RSSI is less than the predetermined threshold, the base It is determined that the areas of the stations 20 do not overlap.
  • a predetermined threshold for example, ⁇ 80 dBm
  • FIG. 10 is a diagram illustrating connection destination information calculated by the calculation unit 130. As shown in FIG. 10, the calculation unit 130 calculates the connection destination information for setting the base station 20 that allows connection and the base station 20 that prohibits connection for each of the terminal stations 30-1 to 30-m. ..
  • the calculation unit 130 connects to each of the terminal stations 30 with the base station 20 currently connected to the terminal station 30 and the terminal station 30 currently connected based on the information indicating the base station 20 to which the terminal station 30 is currently connected.
  • the connection destination information for permitting the connection from the terminal station 30 to the other base station 20 whose area overlaps with the base station 20 having a signal strength equal to or higher than a predetermined threshold is calculated.
  • the calculation unit 130 refers to the other base station 20 whose area overlaps with the base station 20 to which the terminal station 30 is currently connected with a signal strength less than a predetermined threshold value from the terminal station 30. Prohibit the connection of.
  • connection destination information by using the connection destination information, it is possible to perform connection control according to the position of the terminal station 30 with respect to the base stations 20-1 to 20-n.
  • connection destination information For example, by using the connection destination information, it is possible to set for each of the base stations 20-1 to 20-n whether it is a "connection permitted terminal station” or a "connection prohibited terminal station” for each terminal station 30. Is possible.
  • the calculation unit 130 calculates the connection control information (see FIGS. 11 and 12) described later.
  • the calculation unit 130 prohibits connection to the connected base stations 20 and bases in which areas overlap. By setting the connection permission for the station 20 in combination, the connection destination of the terminal station 30 may be switched to another base station 20.
  • the connection to a certain number (for example, half of the number of connections) of the terminal stations 30 is changed from permitted to denied (prohibited). Then, the connection may be disconnected to prompt the switching of the connection destination to another base station 20 in the vicinity.
  • the terminal stations 30 whose connection destinations can be switched may be randomly selected, may be selected in ascending order of elapsed time after connection, or may be selected in ascending order of RSSI.
  • the terminal station 30-3 in FIG. 10 should be allowed to connect to the base station 20-1.
  • the number of terminal stations (thresholds) allowed to connect to the base station 20-1 is set to 2, and the connection of the terminal stations 30-3 to the base station 20-1 is prohibited.
  • the connection destination of the terminal station 30-3 is switched from the base station 20-1 to the base station 20-2.
  • connection permission or the connection prohibition to each of the base stations 20 is set for each of the terminal stations 30, but the present invention is not limited to this.
  • the calculation unit 130 may calculate the connection destination information based on the area duplication information so as to include the base station 20 in which neither the connection permission nor the connection prohibition is set for the terminal station 30.
  • the number of terminal stations 30 included in the connection destination information and the like can be reduced, and the amount of information for connection control and the amount of determination processing in the base station 20 can be reduced.
  • FIG. 11 is a diagram showing a first example of connection control information calculated by the calculation unit 130.
  • FIG. 12 is a diagram showing a second example of connection control information calculated by the calculation unit 130.
  • the connection control information includes information such as control execution timing, terminal list method, terminal list, connection prohibited terminal station connection, connection prohibited terminal station connection determination time, and connection prohibited terminal station connection determination count.
  • the control execution timing is information indicating the timing at which the base station 20 that has received the connection control information executes the process indicated in the connection control information, and for example, immediate or execution date and time is specified.
  • the terminal list method is information for setting a connection prohibition list or a connection permission list.
  • the connection prohibition list is set, the connection of the terminal station 30 shown in the terminal list is prohibited.
  • the connection permission list is set, the connection of the terminal station 30 shown in the terminal list is permitted.
  • Connection prohibited terminal station connection is information for setting prohibition of connection or conditional permission of connection as an operation when a connection request is received from the terminal station 30 for which connection is prohibited.
  • the base station 20 sets conditional permission, it determines whether or not a connection request has been made more than the number of connection prohibition terminal station connection determination times within the connection prohibition terminal station connection determination time, and satisfies any of the conditions. Allow the connection to.
  • the base station 20 updates the terminal information of its own station and notifies the control station 10 of the updated terminal information.
  • connection prohibition list or the connection permission list is set as the terminal list method
  • each has advantages and disadvantages, and may be used properly depending on the application environment.
  • connection prohibition list it is assumed that the number of terminal stations 30 is larger than the number of base stations 20 in a general wireless communication system, so the number of terminal stations 30 set in the base station 20 Is expected to increase. That is, it is conceivable that the amount of information for connection control and the amount of processing for connection control in the base station 20 will increase, but the new terminal station 30 is not included in the terminal station information collected by any of the base stations 20.
  • the connection can be made smoothly without rejecting the connection.
  • connection permission list when the connection permission list is set, the number of terminal stations 30 included in the terminal list can be suppressed to a small number, and the amount of information for connection control and the amount of connection control processing in the base station 20 can be reduced. ..
  • a new terminal station 30 makes a connection request, which base station 20 collects whether the connection should be rejected at the base station 20 (should be connected to another base station 20). It is not possible to determine whether the terminal station 30 is not included in the terminal station information. At this time, the base station 20 temporarily refuses the connection (when the connection prohibited terminal station connection is "conditional permission"), and it is conceivable that the terminal station 30 cannot connect smoothly.
  • the terminal station 30 can use the connected base station 20 or another base station 20 whose area overlaps with that of the connected base station 20. Can be connected to, but cannot be connected to other base stations 20. Therefore, it is possible to stabilize the connection destination base station of the terminal station 30.
  • each of the base stations 20 monitors the connection status of the terminal station 30 to its own station, and when the terminal station 30 connected to its own station switches the connection destination to another base station 20, the control station 10 Will be notified to that effect. Then, when the control station 10 receives the notification that the terminal station 30 has switched the connection destination, the control station 10 newly notifies each of the base stations 20 of the connection control information, and the connection control of the base station 20 to the terminal station 30. Update the information.
  • the control station 10 when the network communication unit 110 receives switching information from the base station 20 indicating that the subordinate terminal station 30 has switched the connection destination base station, the control station 10 causes the calculation unit 130 to control the connection to each of the base stations 20. Calculate to update the information.
  • connection control unit 270 of each of the base stations 20 controls the connection permission for each of the terminal stations 30 based on the connection control information after the calculation unit 130 of the base station 10 updates the calculation.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an outline of connection control in the wireless communication system 1.
  • control station 10 collects base station information, wireless environment information, and terminal station information from each base station 20 (S100).
  • control station 10 calculates the connection control information for each base station 20 and notifies each base station 20 of the connection control information (S102).
  • the process of calculating the connection control information by the control station 10 is shown in FIG.
  • Each base station 20 starts connection control of the terminal station 30 to its own station based on the connection control information, and notifies the control station 10 to that effect (S104).
  • each base station 20 switches the connection destination to the subordinate terminal station 30 that needs to switch the connection destination (S106).
  • the process of switching the connection destination to the terminal station 30 to which the base station 20 is connected is shown in FIG.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a process in which the control station 10 calculates connection control information. First, the control station 10 calculates the area duplication information based on the base station information and the wireless environment information (S200).
  • control station 10 calculates the connection destination information for each terminal station 30 based on the area duplication information and the terminal station information of each base station 20 (S202).
  • control station 10 calculates the connection control information for each base station 20 based on the connection destination information (S204).
  • FIG. 15 is a flowchart showing a process of switching the connection destination to the terminal station 30 to which the base station 20 is connected.
  • the base station 20 sets all the terminal stations 30 under its control to be undetermined (S300).
  • the base station 20 determines whether or not an undetermined terminal station 30 exists under the control (S302), and if it exists (S302: Yes), proceeds to the process of S304, and if it does not exist (S302: No) ends the process.
  • the base station 20 selects one of the undetermined terminal stations 30 and sets it as determined (S304).
  • the base station 20 determines whether or not it is necessary to switch the connection to the selected terminal station 30 by comparing the connection control information set in the own station with the MAC address of the selected terminal station 30 (S306). ). When the base station 20 determines that the connection switching is necessary (S306: Yes), the process proceeds to the process of S308, and when it is determined that the connection switching is unnecessary (S306: No), the process returns to the process of S302.
  • the base station 20 determines whether or not the selected terminal station 30 corresponds to 802.11v based on the terminal station information (S308).
  • the process proceeds to the process of S310, and in other cases (S308: No), the process proceeds to the process of S312.
  • the base station 20 calculates the connection destination control information in which the connection control method is 802.11v, and switches the connection destination of the selected terminal station 30.
  • the base station 20 calculates the connection destination control information with the connection control method as Dissociation, and switches the connection destination of the selected terminal station 30.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the control performed when the base station 20 receives a new connection request from the terminal station 30.
  • the base station 20 determines whether or not the own station is executing the connection control for the terminal station 30 (S402). (S402: Yes) Proceeds to the process of S404, and if it is not being executed, proceeds to the process of (S402: No) S412.
  • the base station 20 sets whether or not the terminal station 30 that has transmitted the connection request signal corresponds to the connection prohibited terminal station of its own station in the MAC address of the terminal station 30 and its own station. Judgment is made based on the connection control information. If the base station 20 determines that it corresponds (S404: Yes), it proceeds to the process of S406, and if it determines that it does not correspond (S404: No), it proceeds to the process of S412.
  • the base station 20 determines whether or not the "connection prohibited terminal station connection" in the connection control information set in the own station is "conditional permission”. If the base station 20 determines that it is "conditional permission" (S406: Yes), it proceeds to the process of step S408, and if it determines that it is not “conditional permission” (S406: No), it proceeds to the process of S410. ..
  • the base station 20 receives the number of connection requests from the terminal station 30 that transmitted the connection request within the connection prohibition terminal station connection determination time in the connection control information set in the own station. It is determined whether or not the number of connection prohibited terminal station connection determinations is less than the number of times. If the base station 20 determines that the number of connection prohibition terminal station connection determinations is less than the number of times (S408: Yes), the process proceeds to the process of S410, and in other cases (S408: No), the process proceeds to the process of S412.
  • the base station 20 rejects the connection to the terminal station 30 that has transmitted the connection request signal.
  • the base station 20 permits the connection to the terminal station 30 that has transmitted the connection request signal.
  • the base station 20 since the base station 20 is performing connection control to the terminal station 30, if the above-mentioned conditional permission is set, the base station 20 repeatedly requests a connection more than a predetermined number of times within the connection prohibition terminal station connection determination time.
  • the connection can be permitted to the terminal station 30 that has performed the above. Therefore, the wireless communication system 1 can prevent the terminal station 30 from being unable to connect when the connection request is repeatedly made to the same base station 20.
  • the base station 20 may be configured to control the response in the same manner as the processing shown in FIG.
  • the base station 20 may further determine whether or not the source MAC address of the inquiry request signal is, for example, a local address.
  • the base station 20 When the source MAC address is a local address, the base station 20 returns a response to the inquiry request to the terminal station 30 that should be permitted even if the corresponding MAC address is not in the connection permission list. On the other hand, it is possible to avoid erroneous rejection by MAC address randomization.
  • the wireless communication system 1 can stabilize the communication of each of the terminal stations 30 based on the connection control information even within the range where the radio waves can reach from the plurality of base stations 20. Further, in the wireless communication system 1, since the control station 10 acquires the terminal station information of each of the terminal stations 30 from the plurality of base stations 20 and transmits the connection control information to each of the base stations 20, each of the terminal stations 30 It is possible to stabilize the connection destination and reduce the concentration of connections of the terminal station 30 to some base stations 20.
  • control station 10, the base station 20, and the terminal station 30 in the above-described embodiment are not limited to being realized by a dedicated device, but may be realized by a general-purpose computer.
  • the control station 10, the base station 20, and the terminal station 30 record a program for realizing each function provided therein on a computer-readable recording medium, and read the program recorded on the recording medium into the computer system. It may be realized by executing it.
  • the "computer system” here includes hardware such as an OS and peripheral devices.
  • the "computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • a "computer-readable recording medium” is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. It may include a program or a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case.
  • the above-mentioned program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized by combining the above-mentioned functions with a program already recorded in the computer system. Good. Further, the above program may be realized by using hardware such as PLD (Programmable Logic Device) or FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • 1 ... Wireless communication system 10 ... Control station, 20-1 to 20-n ... Base station, 30-1 to 30-m ... Terminal station, 100 ... Network, 110 ... -Network communication unit, 120 ... Base station control unit, 130 ... Calculation unit, 210 ... Antenna, 220 ... Wireless communication unit, 230 ... Collection unit, 232 ... First collection unit , 234 ... second collection unit, 240 ... storage unit, 250 ... information processing unit, 260 ... network communication unit, 270 ... connection control unit, 272 ... connection determination unit, 274 ⁇ ⁇ ⁇ Connection destination control unit

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Abstract

複数の端末局が接続可能な複数の基地局と、基地局それぞれを制御する制御局とを備え、制御局は、基地局を示す基地局情報、基地局が他の基地局から受信した受信信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を基地局それぞれから受信するネットワーク通信部と、基地局それぞれから受信した基地局情報、無線環境情報及び端末局情報に基づいて、基地局それぞれに対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を算出する算出部とを有し、基地局それぞれは、接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を制御する接続制御部を有することを特徴とする。

Description

無線通信システム、制御局、基地局及び無線通信方法
　本発明は、無線通信システム、制御局、基地局及び無線通信方法に関する。
　アンライセンス帯を用いる無線通信システムには様々なものがある。例えば、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の電波を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格、及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調を用いて最大５４Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を実現している（例えば非特許文献１参照）。
　また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格では、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯において、複数アンテナを用いて空間分割多重を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）や、２０ＭＨｚの周波数チャネルを２つ同時に利用して４０ＭＨｚの周波数チャネルとするチャネルボンディング技術を用いて、最大６００Ｍｂｉｔｓ／ｓの伝送速度を実現している。
　また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格では、５ＧＨｚ帯において、２０ＭＨｚの周波数チャネルを８つまで同時に利用して最大１６０ＭＨｚの周波数チャネルとして利用するチャネルボンディング技術や、複数の宛先に対して異なる信号を同時伝送するマルチユーザＭＩＭＯ技術などを用いて、最大６９００Ｍｂｉｔｓ／ｓの伝送速度を実現している。
　２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の電波を用いた高速無線アクセスシステムでは、端末局は、基地局の通信エリアに入ったときに、基地局との無線接続を確立するため、基地局が送信するビーコン信号を受信して基地局の存在を検知する。次に、端末局は、所定の情報（接続ネットワーク名、接続方式、及び接続認証方式など）を含む接続要求信号を基地局へ送信する。そして、基地局がその接続要求信号に応答することにより、無線接続が確立される。
　また、無線接続先を別の基地局へ切り替える場合にも、端末局は、別の基地局への無線接続要求、及び接続中の基地局への無線切断通知などを行う。
IEEE Std 802.11-2016, Dec. 2016.
　基地局が複数設置されたエリア内では、端末局が基地局と無線接続した後、基地局と端末局との間の無線伝搬特性が大きく変動したり、干渉トラヒックが多いために基地局からのビーコン信号などの無線信号を受信しづらかったりすることがある。
　このような無線環境においては、端末局は、現状の無線接続品質が低いと判断し、周囲で接続可能な別の基地局へ無線接続先を切替えることがある。この切替えが繰り返し発生すると、無線通信断が多く発生してしまうことがあった。また、端末局がそれぞれ自律的に接続先を選択するため、一部の基地局に端末局の接続先が集中し、混雑することがあった。
　本発明は、複数の基地局から電波が届く範囲内であっても、通信を安定させることができる無線通信システム、制御局、基地局及び無線通信方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様にかかる無線通信システムは、複数の端末局が接続可能な複数の基地局と、前記基地局それぞれを制御する制御局とを備えた無線通信システムにおいて、前記制御局が、前記基地局を示す基地局情報、前記基地局が他の基地局から受信した受信信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに前記基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を前記基地局それぞれから受信するネットワーク通信部と、前記基地局それぞれから受信した前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報に基づいて、前記基地局それぞれに対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を算出する算出部とを有し、前記基地局それぞれが、前記接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を制御する接続制御部を有することを特徴とする。
　また、本発明の一態様にかかる制御局は、複数の端末局が接続可能な複数の基地局それぞれを制御する制御局において、前記基地局を示す基地局情報、前記基地局が他の基地局から受信した受信信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに前記基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を前記基地局それぞれから受信するネットワーク通信部と、前記基地局それぞれから受信した前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報に基づいて、前記基地局それぞれに対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を算出する算出部とを有し、前記ネットワーク通信部が、前記接続制御情報を前記基地局それぞれに対して送信することを特徴とする。
　また、本発明の一態様にかかる基地局は、複数の端末局から接続可能にされ、制御局によって他の基地局とともに制御される基地局において、当該基地局を示す基地局情報を記憶する記憶部と、他の基地局からの信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに当該基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を収集する収集部と、前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報を前記制御局に対して送信し、前記制御局が前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報に基づいて算出した当該基地局に対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を受信するネットワーク通信部と、前記接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を制御する接続制御部とを有することを特徴とする。
　また、本発明の一態様にかかる無線通信方法は、制御局によって制御される複数の基地局と、複数の端末局とを接続する無線通信方法において、前記基地局を示す基地局情報、前記基地局が他の基地局から受信した受信信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに前記基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を前記制御局が前記基地局それぞれから受信する受信工程と、前記基地局それぞれから受信した前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報に基づいて、前記基地局それぞれに対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を前記制御局が算出する算出工程と、前記接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を前記基地局それぞれが制御する接続制御工程とを含むことを特徴とする。
一実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態にかかる基地局の構成例を示す図である。 第１収集部が収集した無線環境情報を例示する図である。 第２収集部が収集した端末局情報を例示する図である。 記憶部が記憶している自局の基地局情報を例示する図である。 接続先制御部が算出する接続先制御情報の第１例を示す図である。 接続先制御部が算出する接続先制御情報の第２例を示す図である。 一実施形態にかかる制御局の構成例を示す図である。 算出部が算出するエリア重複情報を例示する図である。 算出部が算出する接続先情報を例示する図である。 算出部が算出する接続制御情報の第１例を示す図である。 算出部が算出する接続制御情報の第２例を示す図である。 無線通信システムにおける接続制御の概要を示すフローチャートである。 制御局が接続制御情報を算出する処理を示すフローチャートである。 基地局が接続中の端末局に対して接続先切替を実施する処理を示すフローチャートである。 基地局が端末局から新規接続要求を受けた場合に行う制御を示すフローチャートである。
　以下に、図面を用いて無線通信システムの一実施形態を説明する。図１は、一実施形態にかかる無線通信システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、無線通信システム１は、例えば、制御局１０と、ｎ台（ｎは２以上の整数）の基地局２０－１～２０－ｎとがネットワーク１００を介して接続されている。また、無線通信システム１は、基地局２０－１～２０－ｎそれぞれに対してｍ台（ｍは２以上の整数）の端末局３０－１～３０－ｍが通信可能にされている。
　つまり、端末局３０－１～３０－ｍそれぞれは、基地局２０－１～２０－ｎの任意のいずれか１台との間で無線通信を行う。以下、基地局２０－１～２０－ｎのように複数ある構成のいずれかを特定しない場合には、単に基地局２０などと略記する。
　まず、基地局２０について説明する。図２は、一実施形態にかかる基地局２０の構成例を示す図である。図２に示すように、基地局２０は、アンテナ２１０、無線通信部２２０、収集部２３０、記憶部２４０、情報処理部２５０、ネットワーク通信部２６０及び接続制御部２７０を有する。なお、図２においては、一般的に基地局が備えているその他の機能ブロックは図示していない。
　アンテナ２１０は、電波を送受信するアンテナ素子などを含む。無線通信部２２０は、アンテナ２１０を介して、端末局３０及び他の基地局２０との間で無線信号の送受信を行う。例えば、無線通信部２２０は、端末局３０から受信した情報を収集部２３０及び接続制御部２７０に対して出力する。また、無線通信部２２０は、端末局３０から受信した無線接続要求を接続制御部２７０に対して出力し、接続制御部２７０から入力された情報を端末局３０に対して送信する。
　収集部２３０は、第１収集部２３２及び第２収集部２３４を備え、無線通信部２２０を介して端末局３０及び基地局２０から情報を収集し、収集した情報を情報処理部２５０に対して出力する。
　第１収集部２３２は、無線通信部２２０を介して、自局（当該基地局２０）に電波が届く周辺の他の基地局２０から無線環境情報を収集する無線環境情報収集部としての機能を備える。
　図３は、第１収集部２３２が収集した無線環境情報を例示する図である。図３に示すように、無線環境情報は、自局のＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）を受信元情報として、周辺に存在する他の基地局２０から受信したビーコン信号などに基づいて作成された基地局無線情報を収集した情報である。
　基地局無線情報には、周辺に存在する他の基地局２０それぞれのＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier：以下単にＳＳＩＤと記す）、ＢＳＳＩＤ、基地局間のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、及びチャネルの情報が含まれる。ここでは、無線環境情報にＳＳＩＤが同一である複数の基地局２０の基地局無線情報も含まれていることとする。
　第２収集部２３４（図２）は、無線通信部２２０を介して、自局に電波が届く端末局３０から端末局情報を収集する端末局情報収集部としての機能を備える。
　図４は、第２収集部２３４が収集した端末局情報を例示する図である。図４に示すように、端末局情報は、自局のＢＳＳＩＤを取得元情報として、周辺に存在する端末局３０から端末局無線情報及び端末局性能情報を収集した情報である。
　端末局無線情報には、端末局３０のＭＡＣアドレス、端末局３０との間のＲＳＳＩなどの情報が含まれる。すなわち、ＭＡＣアドレスにより特定される端末局３０が接続している基地局２０がＢＳＳＩＤによって示されている。また、端末局性能情報には、端末局３０が８０２．１１ｖに対応しているか否かを示す情報などが含まれる。
　記憶部２４０（図２）は、自局を示す基地局情報、及び情報処理部２５０に対して入力された情報などを記憶し、情報処理部２５０からのアクセスに応じて情報を出力する。
　図５は、記憶部２４０が記憶している自局の基地局情報を例示する図である。図５に示すように、基地局情報は、自局の基地局本体情報及び無線インターフェース情報などが含まれる。基地局本体情報には、自局のＭＡＣアドレス、及び自局の無線インターフェース数などを示す情報が含まれる。無線インターフェース情報には、無線インターフェースそれぞれのＭＡＣアドレス、及び動作チャネルなどを示す情報が含まれる。
　情報処理部２５０（図２）は、基地局２０内における情報処理を行う。例えば、情報処理部２５０は、収集部２３０が収集した情報を記憶部２４０及びネットワーク通信部２６０に対して出力する。また、情報処理部２５０は、記憶部２４０が記憶している情報をネットワーク通信部２６０に対して出力し、ネットワーク通信部２６０から入力された情報を接続制御部２７０に対して出力する。
　具体例として、情報処理部２５０は、収集部２３０が収集した無線環境情報及び端末局情報、記憶部２４０が記憶している基地局情報、並びに自局に対する端末局３０の接続状態を示す情報等をネットワーク通信部２６０に対して出力する。また、情報処理部２５０は、ネットワーク通信部２６０から入力される接続制御情報（図１１，１２等を用いて後述）などを接続制御部２７０に対して出力する。
　ネットワーク通信部２６０は、情報処理部２５０から入力された情報を制御局１０に対して送信し、制御局１０が送信した情報を受信して情報処理部２５０に対して出力するインターフェースである。
　接続制御部２７０は、接続判定部２７２及び接続先制御部２７４を備え、情報処理部２５０から入力される接続制御情報（図１１，１２等を用いて後述）に基づいて、無線通信部２２０を介して自局に対する端末局３０の接続を制御する。
　例えば、接続判定部２７２は、情報処理部２５０から入力された端末局３０に対する接続制御の設定、及び端末局情報に基づいて、無線通信部２２０から入力された端末局３０からの無線接続要求に対する接続の許可又は拒否を判定し、判定結果に基づく応答を無線通信部２２０を介して端末局３０へ送信する。
　また、接続先制御部２７４は、情報処理部２５０から入力された接続制御情報に基づいて接続先制御情報を算出し、接続先制御情報を用いて自局の配下の端末局３０に対する無線接続の制御（接続先の切替）を、無線通信部２２０を介して行う。
　図６は、接続先制御部２７４が算出する接続先制御情報の第１例を示す図である。図７は、接続先制御部２７４が算出する接続先制御情報の第２例を示す図である。接続先制御情報には、接続制御対象端末局、接続制御方式、接続切替先ＢＳＳＩＤ、及び接続切替先チャネルなどの情報が含まれる。接続制御方式が８０２．１１ｖである場合には、接続切替先ＢＳＳＩＤ及び接続切替先チャネルが指定される。接続制御方式がＤｉｓａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎである場合には、設定不要となる。
　次に、制御局１０について説明する。図８は、一実施形態にかかる制御局１０の構成例を示す図である。図８に示すように、制御局１０は、ネットワーク通信部１１０、基地局制御部１２０及び算出部１３０を有する。なお、図８においては、一般的に制御局が備えているその他の機能ブロックは図示していない。
　ネットワーク通信部１１０は、基地局２０－１～２０－ｎそれぞれが送信した情報を受信して基地局制御部１２０に対して出力し、基地局制御部１２０からから入力された情報を基地局２０－１～２０－ｎそれぞれに対して送信するインターフェースである。
　具体例として、ネットワーク通信部１１０は、基地局２０－１～２０－ｎそれぞれから無線環境情報（図３参照）、端末局情報（図４参照）、基地局情報（図５参照）、及び基地局２０－１～２０－ｎそれぞれに対する端末局３０の接続状態を示す情報等を受信する。また、ネットワーク通信部１１０は、基地局２０－１～２０－ｎそれぞれに対して後述する接続制御情報を送信する。
　基地局制御部１２０は、ネットワーク通信部１１０が受信した情報（無線環境情報、端末局情報、及び基地局情報）を算出部１３０に対して出力し、算出部１３０が出力した算出結果（接続制御情報）をネットワーク通信部１１０に対して出力する。
　算出部１３０は、基地局制御部１２０から入力された情報（無線環境情報、端末局情報、及び基地局情報）に基づいて、エリア重複情報（図９を用いて後述）、接続先情報（図１０を用いて後述）、及び接続制御情報（図１１，１２を用いて後述）を算出し、接続制御情報を算出結果として基地局制御部１２０に対して出力する。
　図９は、算出部１３０が算出するエリア重複情報を例示する図である。図９に示すように、算出部１３０は、制御局１０の配下の基地局２０－１～２０－ｎそれぞれが収集した無線環境情報に基づいて、各基地局間で受信された無線信号の信号強度（ＲＳＳＩ）、及び基地局２０それぞれのエリア（セル）が重複しているとみなされるか否かの判定結果（○又はＸ）を含むエリア重複情報を算出する。
　例えば、算出部１３０は、ＲＳＳＩが所定の閾値（例えば－８０ｄＢｍ）以上である場合には基地局２０相互のエリアが重複していると判定し、ＲＳＳＩが所定の閾値未満である場合には基地局２０相互のエリアは重複していないと判定する。
　図１０は、算出部１３０が算出する接続先情報を例示する図である。図１０に示すように、算出部１３０は、端末局３０－１～３０－ｍそれぞれに対し、接続を許可する基地局２０、及び接続を禁止する基地局２０を設定する接続先情報を算出する。
　例えば、算出部１３０は、端末局３０それぞれに対し、現在の接続先の基地局２０を示す情報に基づいて、端末局３０が現在接続している基地局２０、及び、端末局３０が現在接続している基地局２０との間で所定の閾値以上の信号強度でエリアが重複している他の基地局２０に対して、端末局３０からの接続を許可する接続先情報を算出する。
　ここでは、算出部１３０は、端末局３０が現在接続している基地局２０との間で所定の閾値未満の信号強度でエリアが重複している他の基地局２０に対し、端末局３０からの接続を禁止する。
　つまり、接続先情報を用いることにより、基地局２０－１～２０－ｎに対する端末局３０の位置に応じて接続制御を行うことが可能である。
　例えば、接続先情報を用いることにより、基地局２０－１～２０－ｎそれぞれに対し、端末局３０ごとに「接続許可端末局」又は「接続禁止端末局」のいずれであるかを設定することが可能となる。「接続許可端末局」又は「接続禁止端末局」を示す情報として、算出部１３０は、後述する接続制御情報（図１１，１２参照）などを算出する。
　なお、算出部１３０は、端末局情報に基づいて、一部の基地局２０に接続する端末局３０の数が多い場合には、接続中の基地局２０に対する接続禁止と、エリアが重複する基地局２０に対する接続許可を組み合わせて設定することにより、端末局３０の接続先を他の基地局２０へ切替えさせてもよい。
　例えば、基地局２０に予め設定された台数（閾値）以上の端末局３０が接続した場合には、一定数（例えば接続数の半数）の端末局３０に対する接続を許可から拒否（禁止）に変更して接続を切断し、周辺の他の基地局２０への接続先の切替えを促してもよい。
　このとき、接続先を切替えられる端末局３０は、無作為に抽出されてもよいし、接続後の経過時間が短い順に選択されてもよいし、ＲＳＳＩが小さい順に選択されてもよい。
　具体例として、上述した先の説明では、端末局３０が現在接続している基地局２０、及びエリアが重複している他の基地局２０に対して端末局３０からの接続を許可するため、図１０における端末局３０－３は、基地局２０－１に対して接続を許可されるはずである。
　図１０に示した例では、例えば基地局２０－１に対して接続を許可する端末局の台数（閾値）が２に設定され、基地局２０－１に対する端末局３０－３の接続禁止と、基地局２０－２に対する端末局３０－３の接続許可が設定されることにより、端末局３０－３の接続先が基地局２０－１から基地局２０－２へ切替えられることとなる。
　また、図１０に示した例では、端末局３０それぞれに対し、基地局２０それぞれへの接続許可又は接続禁止のいずれかが設定されているが、これに限定されない。
　例えば、算出部１３０は、エリア重複情報に基づいて、端末局３０に対する接続許可又は接続禁止のいずれも設定しない基地局２０を含むように接続先情報を算出してもよい。この場合、接続先情報等に含まれる端末局３０の数を削減することができ、接続制御のための情報量、及び基地局２０における判定処理量を削減することができる。
　図１１は、算出部１３０が算出する接続制御情報の第１例を示す図である。図１２は、算出部１３０が算出する接続制御情報の第２例を示す図である。接続制御情報には、制御実行タイミング、端末リスト方式、端末リスト、接続禁止端末局接続、接続禁止端末局接続判定時間、接続禁止端末局接続判定回数などの情報が含まれる。
　制御実行タイミングは、接続制御情報を受信した基地局２０が、接続制御情報に示された処理を実行するタイミングを示す情報であり、例えば、即時、又は実行日時などを指定される。
　端末リスト方式は、接続禁止リスト又は接続許可リストを設定する情報である。接続禁止リストが設定された場合には、端末リストに示された端末局３０の接続が禁止される。接続許可リストが設定された場合には、端末リストに示された端末局３０の接続が許可される。
　接続禁止端末局接続は、接続を禁止した端末局３０から接続要求を受けた場合の動作として、接続の禁止、又は接続の条件付き許可を設定する情報である。基地局２０は、条件付き許可を設定する場合、接続禁止端末局接続判定時間内に、接続禁止端末局接続判定回数以上の接続要求が行われたか否かを判定し、いずれの条件も満たすときに接続を許可することとする。このとき、基地局２０は、自局の端末情報を更新し、更新した端末情報を制御局１０へ通知する。
　なお、端末リスト方式として、接続禁止リスト又は接続許可リストのいずれかが設定される場合を説明したが、それぞれに一長一短があり、適用環境によって使い分けられてもよい。
　接続禁止リストが設定される場合、一般的な無線通信システムでは基地局２０の数よりも端末局３０の数の方が多いことが想定されるため、基地局２０に設定する端末局３０の数が大きくなることが考えられる。つまり、接続制御のための情報量や、基地局２０における接続制御の処理量が多くなることが考えられるが、いずれの基地局２０が収集した端末局情報にも含まれない新たな端末局３０が接続要求を行った場合に、接続拒否をすることなくスムーズに接続可能となる。
　一方、接続許可リストが設定される場合、端末リストに含まれる端末局３０の数が少なく抑えられ、接続制御のための情報量や、基地局２０における接続制御の処理量を低減することができる。しかし、新たな端末局３０が接続要求を行った場合に、基地局２０において接続拒否すべき（他の基地局２０に接続すべき）端末局３０であるか、いずれの基地局２０が収集した端末局情報にも含まれない端末局３０であるかを判別できない。このとき、基地局２０は、一旦接続を拒否することとなり（接続禁止端末局接続が「条件付き許可」の場合）、端末局３０がスムーズに接続できないことが考えられる。
　以上のように、基地局２０が接続制御情報を用いることにより、端末局３０は、接続中の基地局２０、又は接続中の基地局２０に対してエリアが重複している他の基地局２０に対して接続可能となるが、その他の基地局２０に対しては接続不可となる。よって、端末局３０の接続先基地局の安定化を図ることができる。
　ただし、このままではエリアの重複していないその他の基地局２０のエリアへ端末局３０が移動したときに接続不可となってしまう。そこで、基地局２０それぞれは、自局に対する端末局３０の接続状況を監視し、自局に接続している端末局３０が他の基地局２０に接続先を切替えた場合には、制御局１０に対してその旨を通知することとする。そして、制御局１０は、端末局３０が接続先を切替えた旨の通知を受けた場合、基地局２０それぞれに対して新たに接続制御情報を通知し、基地局２０における端末局３０に対する接続制御情報を更新する。
　例えば、制御局１０は、ネットワーク通信部１１０が基地局２０から配下の端末局３０が接続先基地局を切替えた旨を示す切替情報を受信した場合、算出部１３０が基地局２０それぞれに対する接続制御情報を更新する算出を行う。
　このとき、基地局２０それぞれの接続制御部２７０は、基地局１０の算出部１３０が更新する算出を行った後の接続制御情報に基づいて、端末局３０それぞれに対する接続許可を制御する。
　次に、無線通信システム１の動作について説明する。図１３は、無線通信システム１における接続制御の概要を示すフローチャートである。
　まず、制御局１０は、各基地局２０から基地局情報、無線環境情報、及び端末局情報を収集する（Ｓ１００）。
　次に、制御局１０は、各基地局２０に対する接続制御情報を算出し、接続制御情報を各基地局２０へ通知する（Ｓ１０２）。なお、制御局１０が接続制御情報を算出する処理については、図１４に示す。
　各基地局２０は、接続制御情報に基づいて、自局に対する端末局３０の接続制御を開始し、その旨を制御局１０へ通知する（Ｓ１０４）。
　そして、各基地局２０は、接続先切替が必要な配下の端末局３０に対し、接続先切替を実施する（Ｓ１０６）。なお、基地局２０が接続中の端末局３０に対して接続先切替を実施する処理については、図１５に示す。
　図１４は、制御局１０が接続制御情報を算出する処理を示すフローチャートである。まず、制御局１０は、基地局情報及び無線環境情報に基づいて、エリア重複情報を算出する（Ｓ２００）。
　次に、制御局１０は、エリア重複情報、及び各基地局２０の端末局情報に基づいて、端末局３０ごとに接続先情報を算出する（Ｓ２０２）。
　そして、制御局１０は、接続先情報に基づいて、基地局２０ごとに接続制御情報を算出する（Ｓ２０４）。
　図１５は、基地局２０が接続中の端末局３０に対して接続先切替を実施する処理を示すフローチャートである。まず、基地局２０は、配下の全ての端末局３０を未判定であると設定する（Ｓ３００）。
　次に、基地局２０は、未判定の端末局３０が配下に存在するか否かを判定し（Ｓ３０２）、存在する場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）はＳ３０４の処理へ進み、存在しない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）は処理を終了する。
　基地局２０は、未判定の端末局３０の中から１台を選択して判定済みに設定する（Ｓ３０４）。
　基地局２０は、選択した端末局３０に対する接続切替が必要であるか否かを、自局に設定された接続制御情報と、選択した端末局３０のＭＡＣアドレスとを照らし合わせて判定する（Ｓ３０６）。基地局２０は、接続切替が必要であると判定した場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）はＳ３０８の処理へ進み、接続切替が不要であると判定した場合（Ｓ３０６：Ｎｏ）はＳ３０２の処理へ戻る。
　次に、基地局２０は、端末局情報に基づいて、選択した端末局３０が８０２．１１ｖに対応しているか否かを判定する（Ｓ３０８）。基地局２０は、端末局３０が８０２．１１ｖに対応していると判定した場合（Ｓ３０８：Ｙｅｓ）はＳ３１０の処理に進み、その他の場合（Ｓ３０８：Ｎｏ）はＳ３１２の処理に進む。
　Ｓ３１０の処理において、基地局２０は、接続制御方式を８０２．１１ｖとする接続先制御情報を算出し、選択した端末局３０の接続先を切替える。
　Ｓ３１２の処理において、基地局２０は、接続制御方式をＤｉｓａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎとする接続先制御情報を算出し、選択した端末局３０の接続先を切替える。
　図１６は、基地局２０が端末局３０から新規接続要求を受けた場合に行う制御を示すフローチャートである。
　まず、基地局２０は、端末局３０から接続要求信号を受信すると（Ｓ４００）、自局が端末局３０に対する接続制御を実行中であるか否かを判定し（Ｓ４０２）、実行中であれば（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）Ｓ４０４の処理へ進み、実行中でなければ（Ｓ４０２：Ｎｏ）Ｓ４１２の処理へ進む。
　Ｓ４０４の処理において、基地局２０は、接続要求信号を送信した端末局３０が、自局の接続禁止端末局に該当するか否かを、端末局３０のＭＡＣアドレス、及び自局に設定された接続制御情報に基づいて判定する。基地局２０は、該当すると判定した場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）はＳ４０６の処理へ進み、該当しないと判定した場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）はＳ４１２の処理へ進む。
　Ｓ４０６の処理において、基地局２０は、自局に設定された接続制御情報における「接続禁止端末局接続」が「条件付き許可」であるか否かを判定する。基地局２０は、「条件付き許可」であると判定した場合（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）はステップＳ４０８の処理へ進み、「条件付き許可」でないと判定した場合（Ｓ４０６：Ｎｏ）はＳ４１０の処理へ進む。
　Ｓ４０８の処理において、基地局２０は、接続要求を送信した端末局３０から自局が受信した接続要求の回数が、自局に設定された接続制御情報における接続禁止端末局接続判定時間以内に、接続禁止端末局接続判定回数未満であるか否かを判定する。基地局２０は、接続禁止端末局接続判定回数未満であると判定した場合（Ｓ４０８：Ｙｅｓ）はＳ４１０の処理に進み、その他の場合（Ｓ４０８：Ｎｏ）はＳ４１２の処理に進む。
　Ｓ４１０の処理において、基地局２０は、接続要求信号を送信した端末局３０に対する接続を拒否する。
　Ｓ４１２の処理において、基地局２０は、接続要求信号を送信した端末局３０に対する接続を許可する。
　このように、基地局２０は、端末局３０に対する接続制御を実施中であっても、上述の条件付き許可の設定であれば、接続禁止端末局接続判定時間以内に所定回数以上繰り返して接続要求を行った端末局３０に対して接続を許可することができる。よって、無線通信システム１は、端末局３０が繰り返し同一の基地局２０に対して接続要求を行った場合に接続不可となることを防ぐことができる。
　また、基地局２０は、端末局３０から「問い合わせ要求」（例えばプローブ要求信号）を受信した場合にも、図１６に示した処理と同様に応答を制御するように構成されてもよい。
　この場合、端末局３０のＭＡＣアドレスのランダム化（通信で用いるＭＡＣアドレスとは異なるアドレスを用いて問い合わせ要求信号を送信する）を考慮するために、該当する端末局３０が接続禁止端末局であるか否かの判定（Ｓ４０４）において、基地局２０は、さらに問い合わせ要求信号の送信元ＭＡＣアドレスが例えばローカルアドレスであるか否かを判定してもよい。
　基地局２０は、送信元ＭＡＣアドレスがローカルアドレスである場合には、該当のＭＡＣアドレスが接続許可リストになかったとしても、問い合わせ要求に対する応答を返すことにより、本来は許可すべき端末局３０に対して、ＭＡＣアドレスランダム化により誤って拒否してしまうことを避けることができる。
　このように、無線通信システム１は、接続制御情報に基づいて、複数の基地局２０から電波が届く範囲内であっても、端末局３０それぞれの通信を安定させることができる。また、無線通信システム１は、制御局１０が複数の基地局２０から端末局３０それぞれの端末局情報を取得し、基地局２０それぞれに対して接続制御情報を送信するので、端末局３０それぞれの接続先を安定化し、一部の基地局２０に対する端末局３０の接続が集中することを低減することができる。
　なお、上述した実施形態における制御局１０、基地局２０及び端末局３０は、専用装置による実現に限らず、汎用コンピュータによって実現されてもよい。この場合、制御局１０、基地局２０及び端末局３０は、それぞれが備える各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現されてもよい。
　なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
　さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するものや、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含んでもよい。
　また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現されるものであってもよい。また、上記プログラムは、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
　以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明してきたが、上述の実施形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明が上述の実施形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で、構成要素の追加、省略、置換、その他の変更が行われてもよい。
　１・・・無線通信システム、１０・・・制御局、２０－１～２０－ｎ・・・基地局、３０－１～３０－ｍ・・・端末局、１００・・・ネットワーク、１１０・・・ネットワーク通信部、１２０・・・基地局制御部、１３０・・・算出部、２１０・・・アンテナ、２２０・・・無線通信部、２３０・・・収集部、２３２・・・第１収集部、２３４・・・第２収集部、２４０・・・記憶部、２５０・・・情報処理部、２６０・・・ネットワーク通信部、２７０・・・接続制御部、２７２・・・接続判定部、２７４・・・接続先制御部
 

Claims (10)

  1. 　複数の端末局が接続可能な複数の基地局と、前記基地局それぞれを制御する制御局とを備えた無線通信システムにおいて、
    　前記制御局は、
    　前記基地局を示す基地局情報、前記基地局が他の基地局から受信した受信信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに前記基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を前記基地局それぞれから受信するネットワーク通信部と、
    　前記基地局それぞれから受信した前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報に基づいて、前記基地局それぞれに対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を算出する算出部と
    　を有し、
    　前記基地局それぞれは、
    　前記接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を制御する接続制御部
    　を有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記算出部は、
    　端末局が現在接続している前記基地局、及び、端末局が現在接続している前記基地局との間で所定値以上の信号強度でエリアが重複している他の基地局に対し、端末局からの接続を許可するように前記接続制御情報を算出すること
    　を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記算出部は、
    　端末局が現在接続している前記基地局に対して接続される端末局数が所定値以上であり、かつ、端末局が現在接続している前記基地局との間で所定値以上の信号強度でエリアが重複している他の基地局がある場合、端末局が現在接続している前記基地局に対し、端末局からの接続を禁止するように前記接続制御情報を算出すること
    　を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  4. 　前記算出部は、
    　前記基地局に対して接続を許可する端末局を特定する接続許可リスト、及び、前記基地局に対して接続を禁止する端末局を特定する接続禁止リストの少なくともいずれかを前記接続制御情報として算出すること
    　を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  5. 　前記ネットワーク通信部が前記基地局から配下の端末局が接続先基地局を切替えた旨を示す切替情報を受信した場合、
    　前記算出部は、
    　前記基地局それぞれに対する前記接続制御情報を更新する算出を行い、
    　前記接続制御部それぞれは、
    　前記算出部が更新する算出を行った後の前記接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を制御すること
    　を特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
  6. 　複数の端末局が接続可能な複数の基地局それぞれを制御する制御局において、
    　前記基地局を示す基地局情報、前記基地局が他の基地局から受信した受信信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに前記基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を前記基地局それぞれから受信するネットワーク通信部と、
    　前記基地局それぞれから受信した前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報に基づいて、前記基地局それぞれに対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を算出する算出部と
    　を有し、
    　前記ネットワーク通信部は、
    　前記接続制御情報を前記基地局それぞれに対して送信すること
    　を特徴とする制御局。
  7. 　複数の端末局から接続可能にされ、制御局によって他の基地局とともに制御される基地局において、
    　当該基地局を示す基地局情報を記憶する記憶部と、
    　他の基地局からの信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに当該基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を収集する収集部と、
    　前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報を前記制御局に対して送信し、前記制御局が前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報に基づいて算出した当該基地局に対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を受信するネットワーク通信部と、
    　前記接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を制御する接続制御部と
    　を有することを特徴とする基地局。
  8. 　制御局によって制御される複数の基地局と、複数の端末局とを接続する無線通信方法において、
    　前記基地局を示す基地局情報、前記基地局が他の基地局から受信した受信信号及び信号強度を示す無線環境情報、並びに前記基地局に接続された端末局及び信号強度を示す端末局情報を前記制御局が前記基地局それぞれから受信する受信工程と、
    　前記基地局それぞれから受信した前記基地局情報、前記無線環境情報及び前記端末局情報に基づいて、前記基地局それぞれに対する端末局それぞれの接続許可を制御する接続制御情報を前記制御局が算出する算出工程と、
    　前記接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を前記基地局それぞれが制御する接続制御工程と
    　を含むことを特徴とする無線通信方法。
  9. 　前記算出工程は、
    　端末局が現在接続している前記基地局、及び、端末局が現在接続している前記基地局との間で所定値以上の信号強度でエリアが重複している他の基地局に対し、端末局からの接続を許可するように前記接続制御情報を算出すること
    　を特徴とする請求項８に記載の無線通信方法。
  10. 　前記制御局が前記基地局から配下の端末局が接続先基地局を切替えた旨を示す切替情報を受信した場合、
    　前記算出工程は、
    　前記基地局それぞれに対する前記接続制御情報を更新する算出を行い、
    　前記接続制御工程は、
    　前記算出工程により更新する算出を行った後の前記接続制御情報に基づいて、端末局それぞれに対する接続許可を制御すること
    　を特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
     
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