JP2007180889A - 無線LANシステム、制御装置、無線基地局及びそれらに用いるQoS制御方法 - Google Patents
無線LANシステム、制御装置、無線基地局及びそれらに用いるQoS制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 無線基地局の通信処理性能を低減させることなく、各無線基地局の周辺エリアの無線LANトラフィック状況に応じた動的なQoS制御を実現可能な無線LANシステムを提供する。
【解決手段】 制御装置Sは各無線基地局A1〜A3が無線端末局ST1〜ST7との通信においてQoS制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブルを備え、QoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを各無線基地局A1〜A3から通知されるトラフィック情報に基づいて変更し、これを無線基地局A1〜A3に通知する。各無線基地局A1〜A3は、制御装置Sから通知される最新のQoSポリシーにしたがって、無線端末局ST1〜ST7との通信に対するQoS制御を変更する。
【選択図】 図1
【解決手段】 制御装置Sは各無線基地局A1〜A3が無線端末局ST1〜ST7との通信においてQoS制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブルを備え、QoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを各無線基地局A1〜A3から通知されるトラフィック情報に基づいて変更し、これを無線基地局A1〜A3に通知する。各無線基地局A1〜A3は、制御装置Sから通知される最新のQoSポリシーにしたがって、無線端末局ST1〜ST7との通信に対するQoS制御を変更する。
【選択図】 図1
Description
本発明は無線LANシステム、制御装置、無線基地局及びそれらに用いるQoS制御方法に関し、特に無線LAN(Local Area Network)システムにおけるQoS(Quality of Service)制御方法に関する。
IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11に準拠した無線LANシステムにおいては、追加機能としてQoS制御の標準化が行われ、その実用化が始まっている。
これは、通信トラフィックの内容を、遅延量が制限される音声と、遅延量の制限がゆるやかな通常データというように、そのサービス内容や要求される通信品質毎にカテゴリー分けし、カテゴリー間に送信時の優先順位を設定したり、カテゴリー毎の使用帯域を保証または制限するQoSポリシーを実施する機能である。このQoSポリシーの設定に関しては、無線基地局内のQoS管理部から無線端末局へQoSポリシーを設定するものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述した従来の無線LANシステムでは、常に変動する通信トラフィックを予め予想することが困難であり、実際のトラフィックに適応する効率的なQoSポリシーをオペレータが設定することが実際には不可能である。
また、従来の無線LANシステムでは、無線基地局や無線端末局にQoSポリシーを動的に制御する機能を具備させることも可能である。この場合、複雑なポリシー決定アルゴリズムを実装することは、無線基地局や無線端末局の処理性能を低減させるという影響がある。
さらに、上記の特許文献1に記載の技術では、トラフィックの変動に対応した効率的なQoSポリシーを予めオペレータが設定することは困難であり、またQoSポリシーの動的制御機能を無線基地局に具備させることは、無線基地局の処理性能を低減させるという影響がある。
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、無線基地局の通信処理性能を低減させることなく、各無線基地局の周辺エリアの無線LANトラフィック状況に応じた動的なQoS制御を実現することができる無線LANシステム、制御装置、無線基地局及びそれらに用いるQoS制御方法を提供することにある。
本発明による無線LANシステムは、無線LAN(Local Area Network)を介して接続される無線基地局及び無線端末局と、前記無線基地局との通信インタフェースを備える制御装置とから構成される無線LANシステムであって、
前記無線基地局は、自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う手段と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する手段とを備え、
前記制御装置は、前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブルと、前記無線基地局から通知されるトラフィック情報に基づいて前記QoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを変更する手段と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する手段とを備えている。
前記無線基地局は、自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う手段と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する手段とを備え、
前記制御装置は、前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブルと、前記無線基地局から通知されるトラフィック情報に基づいて前記QoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを変更する手段と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する手段とを備えている。
本発明による制御装置は、無線LAN(Local Area Network)を介して接続される無線基地局及び無線端末局を含む無線LANシステムにおいて、前記無線基地局との通信インタフェースを備える制御装置であって、
前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブルと、前記無線基地局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計の結果を示すトラフィック情報に基づいて前記QoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを変更する手段と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する手段とを備えている。
前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブルと、前記無線基地局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計の結果を示すトラフィック情報に基づいて前記QoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを変更する手段と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する手段とを備えている。
本発明による無線基地局は、無線端末局が無線LAN(Local Area Network)を介して接続され、制御装置が通信インタフェースを介して接続される無線基地局であって、
自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う手段と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する手段とを備え、
自局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを、前記制御装置が自局から通知するトラフィック情報に基づいて変更している。
自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う手段と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する手段とを備え、
自局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを、前記制御装置が自局から通知するトラフィック情報に基づいて変更している。
本発明によるQoS制御方法は、無線LAN(Local Area Network)を介して接続される無線基地局及び無線端末局と、前記無線基地局との通信インタフェースを備える制御装置とから構成される無線LANシステムに用いるQoS(Quality of Service)制御方法であって、
前記無線基地局が、自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う処理と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する処理とを実行し、
前記制御装置が、前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを、前記無線基地局から通知されるトラフィック情報に基づいて変更する処理と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する処理とを実行している。
前記無線基地局が、自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う処理と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する処理とを実行し、
前記制御装置が、前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを、前記無線基地局から通知されるトラフィック情報に基づいて変更する処理と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する処理とを実行している。
すなわち、本発明の無線LANシステムは、無線LAN(Local Area Network)を介して接続される無線基地局及び無線端末局と、無線基地局との通信インタフェースを備えた制御装置とから構成されている。
各無線基地局は、自局と無線端末局の間で通信されるデータ量やサービス内容の監視及び集計を行い、その集計結果をトラフィック情報として制御装置に通知する。
制御装置は、各無線基地局が無線端末局との通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを、各無線基地局から通知されるトラフィック情報に基づいて変更し、これを無線基地局に通知している。
また、各無線基地局は、制御装置から通知される最新のQoSポリシーにしたがって、無線端末局との通信に対するQoS制御を変更する。これによって、本発明の無線LANシステムでは、各無線基地局の周辺エリアの無線LANトラフィック状況に応じた動的なQoS制御が実現可能となる。
つまり、本発明の無線LANシステムでは、無線基地局から通知されるトラフィック情報に基づいて、制御装置が新しいQoSポリシーを作成し、制御装置から通知される最新のQoSポリシーにしたがって、無線基地局が無線端末局との通信に対するQoS制御を変更することによって、無線基地局の通信処理性能を低減させることなく、各無線基地局の周辺エリアの無線LANトラフィック状況に応じた動的なQoS制御が実現可能となる。
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、無線基地局の通信処理性能を低減させることなく、各無線基地局の周辺エリアの無線LANトラフィック状況に応じた動的なQoS制御を実現することができるという効果が得られる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例による無線LAN(Local Area Network)システムの構成を示すブロック図である。図1において、本発明の一実施例による無線LANシステムは、それぞれ1つの無線基地局A1〜A3と複数の無線端末局ST1〜ST7とから構成される複数のBSS(Basic Service Set:無線LANシステムの基本サービス単位)1〜BSS3と、これら複数のBSS1〜BSS3を同時に制御することが可能な制御装置Sと、無線基地局A1,A2及び制御装置Sが接続されるLAN101と無線基地局A3及びホストHが接続されるLAN102とを接続するブリッジ/ルータBとから構成されている。ここで、LAN101,102は各無線基地局A1〜A3が接続されるイーサネット(登録商標)等の有線ネットワークである。
図2は本発明の一実施例による無線基地局及び制御装置の構成例を示すブロック図である。図2において、無線基地局1は、無線周波数の送受信と変復調を行う無線送受信回路11と、通信媒体である無線回線へのアクセス制御を行う媒体アクセス制御回路12と、送受信データをバッファリングする送受信データバッファ13と、接続される有線ネットワークとのインタフェースである有線I/F(インタフェース)回路14と、無線基地局1内の各回路を制御するマイクロプロセッサである基地局制御部(MPU:Micro Processing Unit)15とから構成されている。
基地局制御部15は、送受信データバッファ13上の送受信データを監視することによって、自局と無線端末局ST1〜ST7との間で通信されるデータの量やサービス内容を集計し、このトラフィック情報を有線I/F回路14を介して制御装置2に通知する機能を有している。
媒体アクセス制御回路12は、無線LANの標準プロトコルの1つであるIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11に準拠した媒体アクセス制御を行うものとする。
制御装置2は、接続される有線ネットワークとのインタフェースである有線I/F回路21と、上記の無線基地局1(各無線基地局A1〜A3)が無線端末局ST1〜ST7との通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブル22と、上記の無線基地局1(各無線基地局A1〜A3)から通知されるトラフィック情報に基づいてQoSポリシー管理テーブル22上のQoSポリシーを更新する機能を備えるQoSポリシー制御部23とから構成されている。
QoSポリシー制御部23は、有線I/F回路21を介して上記の無線基地局1(各無線基地局A1〜A3)から通知されるトラフィック情報を受信し、さらにQoSポリシー管理テーブル22上にある最新のQoSポリシーを有線I/F回路21を介して上記の無線基地局1(各無線基地局A1〜A3)に通知する機能をも備えている。
図3は本発明の一実施例による無線端末局の構成例を示すブロック図である。図3において、無線端末局3は、PC(Personal Computer)やプリンタ等のOA(Office Automation)機器あるいは家電機器に、装着または内蔵されることを想定している。
無線端末局3は、無線周波数の送受信と変復調を行う無線送受信回路31と、通信媒体である無線回線へのアクセス制御を行う媒体アクセス制御回路32と、送受信データをバッファリングする送受信データバッファ33と、PC等の装着される装置側の回路とのインタフェースである有線I/F回路34と、無線端末局3内の各回路を制御するマイクロプロセッサである端末局制御部(MPU)35とから構成されている。無線端末局3の媒体アクセス制御回路32は、上記の無線基地局1側と同様に、IEEE802.11に準拠した媒体アクセス制御を行うものとする。
図4〜図6は本発明の一実施例による無線LANシステムにおけるQoS制御を示すシーケンスチャートである。図4〜図6には、本発明の一実施例によるQoS制御方法を使用して無線基地局A1〜A3が無線端末局ST1〜ST7との間の通信におけるQoS制御を実施するシーケンスの一例を示している。
図4では、無線基地局A1に対して、無線端末局ST1,ST2,ST3,ST4,ST5が順番に接続を要求するものとする。ここで、無線端末局ST1,ST5は電子メールやインタネットコンテンツの利用等、データの送受信のみを行う端末であり、その他の無線端末局ST2,ST3,ST4は音声通信を行う端末であるものとする。
無線基地局A1から接続が許可された各無線端末局ST1,ST2,ST3,ST4,ST5は、それぞれの利用サービスに応じた通信を開始する。図4において、無線基地局A1と無線端末局ST1,ST2,ST3,ST4,ST5との間の矢印の太さは、無線端末局ST1,ST2,ST3,ST4,ST5各々が利用するサービスで使用される無線帯域量の大小を示している。また、基地局A1には2台のデータの送受信のみの無線端末局、2台の音声通信の無線端末局の接続を許可するQoSポリシーが設定されているものとする。
図4のX点のタイミングまで、一定期間、データの送受信のみの1台の無線端末局ST1及び音声通信の2台の無線端末局ST2,ST3だけが接続された状態が続いたため、制御装置Sは2台目のデータの送受信のみの無線端末局ST5の通信用に確保していた帯域を音声通信の無線端末局用に切替えることが有効と判断し、3台目の音声通信の無線端末局ST4の接続を許可するQoSポリシーを基地局A1に通知する。
この新しいQoSポリシーによって、3台目の音声通信の無線端末局ST4の接続が許可される。しかしながら、次にデータの送受信のみの無線端末局ST5が接続を要求し、この接続を許可したことがトラフィック情報として基地局A1から制御装置Sに通知される。
このトラフィック情報を受信した制御装置Sは、QoSポリシー管理テーブル22上の基地局A1のQoSポリシーを、2台のデータの送受信のみの無線端末局及び2台の音声通信の無線端末局の接続を許可する最初のQoSポリシーに戻し、これを基地局A1に通知する。最新のQoSポリシーに基づいて、基地局A1は音声通信の無線端末局ST4の接続を強制的に切断し、データの送受信のみの無線端末局ST5が使用する帯域を確保する。
図4における制御装置SのQoSポリシー制御部23は、音声サービスよりもデータサービスを優先する制御方法を用いているが、これに対して、音声サービスを優先する制御方法の例を示したのが図5に示すシーケンスである。
すなわち、図5においては、X点のタイミングで、制御装置Sが、3台目の音声通信の無線端末局ST4の接続を許可するQoSポリシーを基地局A1に通知することまでは、図4に示すシーケンスと同じであるが、データの送受信のみの無線端末局ST5が接続を要求してきた時、制御装置Sは音声サービス用の帯域を優先するため、データの送受信のみの無線端末局ST5の接続要求を拒絶するQoSポリシーを基地局A1に通知する。これによって、基地局A1の下では3台の音声通信の無線端末局ST2,ST3,ST4の使用帯域が維持される。
接続が拒否されたデータの送受信のみの無線端末局ST5については、制御装置Sが隣接する基地局A2を選択し、データの送受信のみの無線端末局ST5の接続を他の無線端末局に優先して許可するようなQoSポリシーを基地局A2に通知する。この場合、基地局A1と基地局A2とは、図1に示すようにその通信圏が一部重複し、かつ異なる周波数を使用していることを前提とする。
制御装置Sが基地局A2に通知するQoSポリシーの内容としては、一時的に送信出力を増大させることによって、データの送受信のみの無線端末局ST5が基地局A2へ接続要求を送信するように誘導することも可能である。これは、無線端末局の多くが、周辺に存在する無線基地局のうち、送信出力が最も強い無線基地局を選択する機能を実装していることを利用するものである。
さらに、図6では、無線基地局とデータの送受信のみの無線端末局との通信トラフィックが、無線基地局から無線端末局へのダウンリンク方向に偏重している条件において、音声通信の無線端末局ST4が基地局A1に接続することによって、3台の音声通信の無線端末局が使用する帯域が不足していると制御装置Sが判断した場合、Y点において、制御装置Sから基地局A1に対し、データの送受信のみの無線端末局ST1へのデータ送信に使用する帯域を縮小するQoSポリシーを通知する。
この新しいQoSポリシーを受けた基地局A1は、データの送受信のみの無線端末局ST1へ送信するデータを装置内の送受信データバッファ13にバッファリングし、データの送受信のみの無線端末局ST1への送信の優先度を下げることによって、データ送信用の使用帯域を縮小する。
このように、本実施例では、無線基地局A1〜A3から通知されるトラフィック情報に基づいて、制御装置Sが新しいQoSポリシーを作成し、無線基地局A1〜A3が制御装置Sから通知される最新のポリシーにしたがって、無線端末局ST1〜ST7との通信に対するQoS制御を変更することによって、無線基地局A1〜A3の通信処理性能を低減させることなく、各無線基地局A1〜A3の周辺エリアの無線LANトラフィック状況に応じた動的なQoS制御を実現することができる。
尚、本発明では、上記の実施例において、無線基地局A1〜A3から通知されるトラフィック情報のみを使用して、制御装置Sが新しいQoSポリシーを作成しているが、予めオペレータが設定するスケジュールに基づいてQoSポリシーを作成する機能を制御装置SのQoSポリシー制御部23に追加することも可能である。
例えば、企業内の通信ネットワークの場合、社員の多くが音声サービスを利用する日中は音声サービスを優先する図5に示すシーケンスを、逆に音声サービスの利用が少ない夜間は、データサービスを優先する図4に示すシーケンスでQoSポリシーを作成するように、予め設定されたスケジュールにしたがって制御装置SのQoSポリシー制御部23がポリシー制御方法を切替えるようにすることも可能である。
1,A1〜A3 無線基地局
2,S 制御装置
3,ST1〜ST7 無線端末局
11,31 無線送受信回路
12,32 媒体アクセス制御回路
13,33 送受信データバッファ
14,21,34 有線I/F回路
15 基地局制御部
22 QoSポリシー管理テーブル
23 QoSポリシー制御部
35 端末局制御部
101,102 LAN
B ブリッジ/ルータ
H ホスト
2,S 制御装置
3,ST1〜ST7 無線端末局
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12,32 媒体アクセス制御回路
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14,21,34 有線I/F回路
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22 QoSポリシー管理テーブル
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101,102 LAN
B ブリッジ/ルータ
H ホスト
Claims (14)
- 無線LAN(Local Area Network)を介して接続される無線基地局及び無線端末局と、前記無線基地局との通信インタフェースを備える制御装置とから構成される無線LANシステムであって、
前記無線基地局は、自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う手段と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する手段とを有し、
前記制御装置は、前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブルと、前記無線基地局から通知されるトラフィック情報に基づいて前記QoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを変更する手段と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する手段とを有することを特徴とする無線LANシステム。 - 前記無線基地局は、前記制御装置から通知される最新のQoSポリシーにしたがって前記無線端末局との間の通信に対するQoS制御を変更する手段を含むことを特徴とする請求項1記載の無線LANシステム。
- 前記制御装置は、予め設定されたスケジュールに基づいて前記QoSポリシーを作成する手段を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の無線LANシステム。
- 前記QoSポリシーは、データ通信を優先するポリシーと音声通信を優先するポリシーとを少なくとも含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか記載の無線LANシステム。
- 無線LAN(Local Area Network)を介して接続される無線基地局及び無線端末局を含む無線LANシステムにおいて、前記無線基地局との通信インタフェースを備える制御装置であって、
前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブルと、前記無線基地局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計の結果を示すトラフィック情報に基づいて前記QoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを変更する手段と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する手段とを有することを特徴とする制御装置。 - 予め設定されたスケジュールに基づいて前記QoSポリシーを作成する手段を含むことを特徴とする請求項5記載の制御装置。
- 前記QoSポリシーは、データ通信を優先するポリシーと音声通信を優先するポリシーとを少なくとも含むことを特徴とする請求項5または請求項6記載の制御装置。
- 無線端末局が無線LAN(Local Area Network)を介して接続され、制御装置が通信インタフェースを介して接続される無線基地局であって、
自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う手段と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する手段とを有し、
自局が前記無線端末局との間の通信においてQoS(Quality of Service)制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを、前記制御装置が自局から通知するトラフィック情報に基づいて変更することを特徴とする無線基地局。 - 前記制御装置から通知される最新のQoSポリシーにしたがって前記無線端末局との間の通信に対するQoS制御を変更する手段を含むことを特徴とする請求項8記載の無線基地局。
- 前記QoSポリシーは、データ通信を優先するポリシーと音声通信を優先するポリシーとを少なくとも含むことを特徴とする請求項8または請求項9記載の無線基地局。
- 無線LAN(Local Area Network)を介して接続される無線基地局及び無線端末局と、前記無線基地局との通信インタフェースを備える制御装置とから構成される無線LANシステムに用いるQoS(Quality of Service)制御方法であって、
前記無線基地局が、自局と前記無線端末局との間で通信されるデータ量及びサービス内容の監視及び集計を行う処理と、その集計結果をトラフィック情報として前記制御装置に通知する処理とを実行し、
前記制御装置が、前記無線基地局が前記無線端末局との間の通信においてQoS制御を実施する際のQoSポリシーを管理するQoSポリシー管理テーブル上のQoSポリシーを、前記無線基地局から通知されるトラフィック情報に基づいて変更する処理と、その変更したQoSポリシーを前記無線基地局に通知する処理とを実行することを特徴とするQoS制御方法。 - 前記無線基地局が、前記制御装置から通知される最新のQoSポリシーにしたがって前記無線端末局との間の通信に対するQoS制御を変更する処理を実行することを特徴とする請求項11記載のQoS制御方法。
- 前記制御装置が、予め設定されたスケジュールに基づいて前記QoSポリシーを作成する処理を実行することを特徴とする請求項11または請求項12記載のQoS制御方法。
- 前記QoSポリシーが、データ通信を優先するポリシーと音声通信を優先するポリシーとを少なくとも含むことを特徴とする請求項11から請求項13のいずれか記載のQoS制御方法。
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