JP2009267495A - トラヒック情報を通知する無線アクセスポイント - Google Patents

Abstract

【課題】無線ＬＡＮ端末がどの優先度の通信データの通信トラヒック量が輻輳しそうであるか否か判断でき、輻輳に陥りそうな場合に、無線ＬＡＮ端末は優先度別の通信データの通信トラヒック量の情報を把握できるようにする。
【解決手段】中継する通信データの優先度を判定する優先度判定手段と、通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータを通信データの優先度別に測定する優先度別トラヒックデータ測定手段と、優先度別トラヒックデータ測定手段が測定したトラヒックデータから自無線アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末に通知すべきトラヒック情報を生成するトラヒック情報生成手段と、トラヒック情報生成手段が生成したトラヒック情報を自無線アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末に通知するトラヒック情報通知手段と、を有する無線アクセスポイントを提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線アクセスポイントおよび無線ＬＡＮ端末から構成される無線ＬＡＮシステムにおける通話制御に係り、特に通信が飽和状態における通話制御技術に関する。

従来の移動体通信・無線ＬＡＮなど、ネットワークを用いた通信において、ネットワークが過負荷など異常状態に陥った場合に、ネットワーク装置（無線アクセスポイント等）から端末へトラヒック状況を通知する方法がある。

例えば、特許文献１には、無線中継装置において無線通信端末と前記無線中継装置の通信トラヒック量を通信負荷値として算出し、予め定められた閾値と比較して、通信負荷値の方が大きい場合に前記無線通信端末に現在位置からの移動を促す警告を送信する技術が開示されている。また、非特許文献１には、各伝送レートにおける通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータの値について開示されている。

しかしながら、従来技術では無線通信端末が複数台接続し、無線通信端末毎の優先制御機能がある場合に、無線中継装置は全体の通信に対するトラヒック量であって、優先度別に制御することが考慮されていない。そのためネットワークが輻輳に陥ると、警告を全ての無線通信端末に通知してしまうという問題点がある。
特開２００６−２９５７８８号公報 守倉正博、久保田周治監修、「改訂版 ８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、２００５年、株式会社インプレス ネットビジネスカンパニー発行、Ｐ１１６〜１２０

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、無線ＬＡＮ端末はどの優先度別の通信トラヒック量が輻輳しそうであるか否かを判断できるようになり、優先制御を加味したけトラフィック情報を通知することができる。

本発明の無線アクセスポイントは、ＬＡＮと無線ＬＡＮ端末との間で通信データを中継する無線アクセスポイントであって、自無線アクセスポイントが中継する通信データの優先度を判定する優先度判定手段と、定期的または非定期に自無線アクセスポイントが中継する通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータを通信データの優先度別に測定する優先度別トラヒックデータ測定手段と、前記優先度別トラヒックデータ測定手段が測定したトラヒックデータから自無線アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末に通知すべきトラヒック情報を生成するトラヒック情報生成手段と、前記トラヒック情報生成手段が生成したトラヒック情報を自無線アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末に通知するトラヒック情報通知手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、無線アクセスポイントの通信が輻輳している状態において、無線ＬＡＮ端末は優先度別の通信データの通信トラヒック量の情報を把握することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明におけるシステム全体の構成図である。図１において、無線アクセスポイント２００は無線ＬＡＮ端末３００をＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）１００及びＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）４００を介して他のネットワークに接続させる機器であり、ビーコンを定期的に送信し、所定フレームにトラヒック情報を含め通知する。

無線ＬＡＮ端末３００は無線アクセスポイント２００を介して相手端末（図示せず）と通信を行い、無線アクセスポイント２００が送信するビーコン内のトラヒック情報を出力する。また、トラヒック情報を参照して無線アクセスポイント２００に対して通信優先を予約する旨を通知する。

図２は本発明の無線アクセスポイント２００の機能ブロック図を示す。有線通信部２０１はＬＡＮ１００に対する通信制御を行う。無線通信部２０２は無線ＬＡＮ端末３００に対する通信制御を行う。優先度判定部２０３は有線通信部２０１及び無線通信部２０２から通信データの優先度を判定する。

優先度別トラヒックデータ測定部２０４は有線通信部２０１および無線通信部２０２を監視し、単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータを通信データの優先度別に測定する。そして、測定したトラヒックデータをトラヒック変動推定部２０５及びトラヒック情報生成部２０６へ通知する。

トラヒック変動推定部２０５は優先度別トラヒックデータ測定部２０４から通知されたトラヒックデータを蓄積し、トラヒックデータの時間帯に対する変動を推定する。

トラヒック情報生成部２０６はビーコン送信時間であるか否かを判定し、ビーコン送信時間の送信タイミングであった場合は、優先度別トラヒックデータ測定部２０４から通知されたトラヒックデータから中継する通信データの優先度別に、通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが閾値以上であるか否かを判定し、判定結果を示すトラヒック情報を生成し、トラヒック情報通知部２０７へ通知する。

また、ここで閾値とは、非特許文献１に記載されている各伝送レートにおける通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータの値を示し、閾値以上である場合には図８に示すトラヒック情報のフレームフォーマットの警告ビットを１にする。

トラヒック情報通知部２０７はトラヒック情報生成部２０６から通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが閾値以上である旨のトラヒック情報が通知された場合にトラヒック変動推定部２０５を参照し、通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが閾値以下になると推定される時間帯の情報を推定時間管理部２０８に通知し、また前記推定される時間帯の情報をトラヒック情報に追加し、ビーコン内のフレームに格納し、無線通信部２０２へ通知する。

推定時間管理部２０８はトラヒック情報通知部２０７から通知された時間帯を管理し、推定時間帯開始時間になった場合又は推定時間帯終了時間になった場合は、その旨を優先予約制御部２０９に通知する。優先予約制御部２０９は無線通信部２０２から通信優先を予約する旨を通知された場合に推定時間管理部２０８から通知された推定時間帯開始時間においては、通信優先を予約する旨を通知した無線ＬＡＮ端末３００における通信データの優先制御を開始し、推定時間帯終了時間においては、前記無線ＬＡＮ端末３００における通信データの優先制御を終了する。

トラヒック情報のフレームフォーマットは図１０に示す。また、優先度別にフレームフォーマットは設けられている。トラヒック情報のフレームフォーマットはビーコンのフレームフォーマットのフレームボディ部に格納し、無線通信部２０２へ通知する。

図１０におけるビーコンのフレームフォーマットは、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されており、このビーコンフレーム中には、情報エレメントで規定されるパラメータ等の情報が含まれている。前記情報エレメントで規定されるパラメータには情報エレメント番号が「５１〜２５５」の未設定の領域があり、この領域にトラヒック情報を格納する。

図３は本発明の無線ＬＡＮ端末３００の機能ブロック図を示す。無線通信部３０１は無線アクセスポイント２００に対する通信制御を行う。トラヒック情報受信部３０２は無線アクセスポイント２００からのビーコンを検出してのトラヒック情報を抽出し、トラヒック情報表示部３０３へ通知する。トラヒック情報出力部３０３はトラヒック情報受信部３０２からの通知にてトラヒック情報を出力させる。ユーザインターフェース部３０４は、ユーザからの入力を受け付けて、優先予約送信部３０５へ通知する。優先予約送信部３０５はユーザインターフェース部３０４からの通知にて通信優先の予約する旨を無線通信部３０１を介して無線アクセスポイント２００へ通知する。

図４は本発明の無線アクセスポイント２００の通信データにおけるフローチャートを示す。本フローは、無線アクセスポイント２００の電源が投入され、有線通信部２０１と無線通信部２０２の中継処理が開始されたと同時に開始される。
まず、優先度判定部２０３は有線通信部２０１より通信データを受信したか否かを判定する（Ｓ２１０）。通信データを受信した場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、通信データの優先度を判定し（Ｓ２１１）、優先度別トラヒックデータ測定部２０４にて無線通信部２０２に送信されるトラヒックデータを測定し（Ｓ２１２）、トラヒック変動推定部２０５及びトラヒック情報生成部２０６へ測定トラヒックデータを通知し、無線通信部２０２へ送信する（Ｓ２１３）。そしてステップ２１０に戻る。ここでＳ２１０は図示しないが送信トラヒック測定のためのタイマを用いて定期的に行ってもよい。

また、トラヒック変動推定部２０５は前記優先度別トラヒックデータ測定部２０４から通知された優先度別のトラヒックデータを蓄積する。トラヒックデータの蓄積手段の詳細については図８にて後述する。通信データを受信していない場合（Ｓ２１０：Ｎｏ）、無線通信部２０２より通信データを受信したか否かを判定する（Ｓ２１４）。

通信データを受信した場合（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）、通信データの優先度を判定し（Ｓ２１５）、優先度別トラヒックデータ測定部２０４にて無線通信部２０２から受信するトラヒックデータを測定し（Ｓ２１６）、トラヒック変動推定部２０５及びトラヒック情報生成部２０６へ測定トラヒックデータを通知し、無線通信部２０２へ送信する（Ｓ２１７）。そしてステップ２１０に戻る。ここでＳ２１４はＳ２１０と同様、受信トラヒック測定のためのタイマを用いて定期的におこなってもよい。

通信データを受信していない場合（Ｓ２１４：Ｎｏ）、トラヒック情報生成部２０６にてビーコン送信時間か否かを判定する（Ｓ２１８）。ビーコン送信時間でない場合（Ｓ２１８：Ｎｏ）、ステップ２１０に戻る。

ビーコン送信時間の場合（Ｓ２１８：Ｙｅｓ）、トラヒック情報生成部２０５は優先度別トラヒックデータ測定部２０４から通知された優先度別トラヒックデータから中継する通信データの優先度別に、通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが閾値以上であるか否かを判定し、その判定結果をトラヒック情報としてトラヒック情報通知部２０７へ通知する（Ｓ２１９）。トラヒック情報の生成の詳細については図９にて後述する。

トラヒック情報通知部２０７は前記トラヒック情報生成部２０６からのトラヒック情報内の警告ビットが１であるか否かを判定する（Ｓ２２０）。警告ビットが１の場合（Ｓ２２０：Ｙｅｓ）はトラヒック変動推定部２０５を参照し、無線ＬＡＮ端末３００の通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが閾値以下になると推定される時間帯の情報を推定時間帯として推定時間管理部２０８に記憶すると共に、トラヒック情報に追加する（Ｓ２２１）。ここで、推定時間帯とは後述する推定時間帯開始時刻と推定時間帯終了時刻を示す。

警告ビットが１でない場合（Ｓ２２０：Ｎｏ）は、ステップ２２２に示した処理を実行する。トラヒック情報通知部２０７はビーコン内のフレームにトラヒック情報を格納し（Ｓ２２２）、無線通信部２０２を介して無線ＬＡＮ端末３００へ送信する（Ｓ２２３）。そして、ステップ２１０に戻る。また、ここでＳ２２２はトラヒック情報内の警告ビットが１でない場合は、ビーコン内にトラヒック情報を付加せずにそのまま無線ＬＡＮ端末３００へ送信してもよい。

図５は本発明の無線アクセスポイント２００の優先予約通知受信におけるフローチャートを示す。本フローは図４と同様に電源が投入され、有線通信部２０１と無線通信部２０２の中継処理が開始されたと同時に開始される。まず、優先予約制御部２１０は無線通信部２０２より優先予約通知を受信したか否かを判定するまで待つ（Ｓ２３０）。ここで、優先予約通知とは、無線アクセスポイント２００が無線ＬＡＮ端末３００に警告ビット付きトラヒック情報を送信し、当該無線ＬＡＮ端末３００のユーザによって、優先予約の操作があった場合に、通知される情報を意味し、詳細については図６に後述する。優先予約通知を受信すると（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）、推定時間管理部２０８に記憶した当該無線ＬＡＮ端末３００の推定時間帯開始時間を超過しているかを判断する（Ｓ２３１）。推定時間帯開始時間を超過していた場合は（Ｓ２３１：Ｙｅｓ）、推定時間管理部２０８に記憶した推定時間帯を削除し、ステップ２３０に戻る。

推定時間帯開始時間を超過していない場合（Ｓ２３１：Ｎｏ）、推定時間帯開始時間か否かを判定する（Ｓ２３２）。推定時間帯開始時間でない場合（Ｓ２３２：Ｎｏ）、ステップ２３２に示した処理を実行する。推定時間帯開始時間になると（Ｓ２３２：Ｙｅｓ）、当該無線ＬＡＮ端末３００の優先度を最優先に設定し優先制御を開始し（Ｓ２３３）、推定時間管理部２０８の推定時間帯終了時間になるまで優先制御を行う（Ｓ２３４）。推定時間帯終了時間になると（Ｓ２３４：Ｙｅｓ）、当該無線ＬＡＮ端末３００の優先度をもとに戻し、優先制御を終了する（Ｓ２３５）。

図６は本発明の無線ＬＡＮ端末のフローチャートを示す。
本フローは電源が投入され、無線アクセスポイント２００に帰属し、帰属した無線アクセスポイント２００からのビーコン処理を開始されるとともに本フローを開始する。まず、無線通信部３０１はビーコンの受信を待つ（Ｓ３１０）。受信すると（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、トラヒック情報受信部３０２にてビーコン内のフレームの優先度別のトラヒック情報を判定する（Ｓ３１１）。

前記優先度別のトラヒック情報における自端末の優先度レベル以上の警告ビットがいずれも１でないの場合（Ｓ３１１：Ｎｏ）、ステップ３１０に戻る。前記自端末の優先度レベル以上の警告ビットのいずれかが１であるの場合（Ｓ３１１：Ｙｅｓ）、トラヒック情報出力部３０２は優先度別のトラヒック情報を出力し（Ｓ３１２）、優先予約ボタン押下か否かを判定する（Ｓ３１３）。また、トラヒック情報の出力形態は警告音及び表示によるものとする。

優先予約ボタン押下でない場合は（Ｓ３１３：Ｎｏ）はステップ３１０に示した処理へ戻る。押下の場合（Ｓ３１３：Ｙｅｓ）は優先予約送信部３０５にて優先予約をする旨を優先予約通知として通知する（Ｓ３１４）。

図７は無線アクセスポイントのトラヒックデータ判定のチャート例を示す。横軸は時刻、縦軸は単位時間当たりのトラヒックデータを示す。閾値１及び閾値２は通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータの予め定められた値を示す。
現在のトラヒックデータが上記閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上であった場合は、蓄積したトラヒックデータから閾値以下になると推定される時間帯を判定する。

図８は無線アクセスポイントの測定したトラヒックデータのチャート例を示す。横軸は全体のトラヒックデータ量、縦軸は各優先度レベルにおけるトラヒックデータ量を示し、本チャートはトラヒックデータ量を仮想的に増大させた場合の推移を示す。優先度は優先度１及び優先度２及び優先度３の３つから構成され、優先度の低いものから順に優先度１、優先度２、優先度３とする。
また、優先度レベル１は優先度１より高い優先度のトラヒックデータ量の総計（全体のトラヒックデータ）を示している。同様に優先度レベル２は優先度２より高い優先度のトラヒックデータ量の総計（優先度２、優先度３のトラヒックデータの合計）、優先度レベル３は優先度３のみのトラヒックデータ量を示している。
さらに、閾値は縦軸におけるトラヒックデータ量が同値を超えたか否かの判断値である。

図９は無線アクセスポイント２００の図４のＳ２１９のトラヒック情報生成における処理フローチャートを示す。まず、トラヒック情報生成部２０５は優先度レベル１の通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが優先度レベル１における閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ２５０）。閾値を超えていない場合（Ｓ２５０：Ｎｏ）は本フローを終了し、図４のＳ２２０に移行する。

閾値を超えた場合は（Ｓ２５０：Ｙｅｓ）、優先度レベル１の警告ビットを１にして（Ｓ２５１）、優先度レベル２以上の通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが優先度レベル２における閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ２５２）。閾値を超えていない場合（Ｓ２５２：Ｎｏ）は本フローを終了し、図４のＳ２２０に移行する。

閾値を超えた場合は（Ｓ２５２：Ｙｅｓ）、優先度レベル２の警告ビットを１にして（Ｓ２５３）、優先度レベル３以上の通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが優先度レベル３における閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ２５４）。閾値を超えていない場合（Ｓ２５４：Ｎｏ）は本フローを終了し、図４のＳ２２０に移行する。

閾値を超えた場合は（Ｓ２５４：Ｙｅｓ）、優先度レベル３の警告ビットを１にし（Ｓ２５５）、本フローを終了し、図４のＳ２２０に移行する。
上記の説明のように各レベルを判断基準とし、各レベルが閾値をこえた場合に、警告ビットを通知することで、各無線ＬＡＮ端末３００に優先度に応じた通知が可能となる

図１０は無線アクセスポイント２００が送信する無線ＬＡＮのビーコンフレーム及びトラヒック情報フォーマット構成例を示す。トラフィック情報は、ビーコンフレームのＦｒａｍｅｂｏｄｙ内に設定され、各優先度レベル毎に、警告ビット、推定時間帯開始時間、推定時間帯終了時間をもつ。通信データ優先度レベル１及びレベル２及びレベル３はレベル数値が多いほど優先度が高いことを示し、警告ビットはデータの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが閾値以上であるか否かを示す。

推定時間帯開始時間は優先度以上の通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが閾値以下になると推定される時間帯の開始時間を示す。また、推定時間帯終了時間は優先度以上の通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータが閾値以下になると推定される時間帯の終了時間を示す。

以上、本発明の一実施の形態について説明した。

本実施の形態によれば、図１のＬＡＮ１００に接続された無線アクセスポイント２００は、データを受信すると、優先度判定部２０３と優先度別トラヒックデータ測定部２０４が連携して優先度別にトラヒックデータを計測し、トラヒック変動推定部２０５に渡す。そして、トラヒック変動推定部２０５は、渡された優先度別に計測したトラヒックデータを閾値と比較し、閾値を超えた場合に、トラヒック情報通知部２０７は優先度別にトラヒック情報を生成し、ビーコンフレームに当該トラヒック情報を設定して、各無線ＬＡＮ端末３００に送信する。

したがって本実施の形態では、無線アクセスポイント２００は、優先度毎計測したトラヒック情報を無線ＬＡＮ端末３００に通知することができる。

また、本実施の形態によれば、優先度１、優先度２、優先度３に分類された優先制御を行う無線アクセスポイント２００において、トラヒック変動推定部２０５は、計測したトラヒックデータを、優先度１、優先度２、優先度３の合計を優先度レベル１、優先度２、優先度３のトラヒックデータの合計を優先度レベル２、優先度３のみのトラヒックデータを優先度レベル３として、それぞれ閾値と比較し、それぞれの優先度レベルが閾値を超えた場合に警告ビット１を設定したトラヒック情報を生成・通知する。

したがって本実施の形態では、無線アクセスポイント２００は、優先度別に無線ＬＡＮ端末３００にトラヒックが輻輳していることを通知するので、優先度の低い無線ＬＡＮ端末３００から通信停止を促すことができる。

また、本実施の形態によれば、トラヒック情報をビーコンフレームに設定する場合、通常の無線ＬＡＮのビーコンフレームのＦｒａｍｅｂｏｄｙに設定する。

したがって本実施の形態では、通常の無線ＬＡＮで構築されたネットワークにおいて適用することができる。

トラヒック情報フォーマットは通信データ優先度レベル毎にある。尚、本実施例ではビーコンフレームのフレームボディに警告ビットや優先度等のトラヒック情報を付加する場合について説明したが、本願はこれに限定しない。ビーコンフレームに付加するトラヒック情報は警告ビットだけであってもよい。これによりビーコンを受信する無線ＬＡＮ端末の処理負荷を軽減するという効果がある。

図１は本発明によるシステム全体の構成図である。 図２は本発明の無線アクセスポイント２００の機能ブロック図である。 図３は本発明の無線ＬＡＮ端末３００の機能ブロック図である。 図４は本発明の無線アクセスポイントの通信データにおけるフローチャートである。 図５は本発明の無線アクセスポイントの優先予約通知受信におけるフローチャートである。 図６は本発明の無線ＬＡＮ端末のフローチャートである。 図７は無線アクセスポイント２００のトラヒックデータ判定のチャート例である。 図８は無線アクセスポイント２００における測定したトラヒックデータのチャート例である。 図９は無線アクセスポイント２００におけるトラヒック情報生成の判定フローチャートである。 図１０はビーコンのフレームおよびトラヒック情報フォーマットである。

符号の説明

１００ ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）
２００ 無線アクセスポイント
２０１ 有線通信部
２０２ 無線通信部
２０３ 優先度判定部
２０４ 優先度別トラヒックデータ測定部
２０５ トラヒック変動推定部
２０６ トラヒック情報生成部
２０７ トラヒック情報通知部
２０８ 推定時間管理部
２０９ 優先予約制御部
３００ 無線ＬＡＮ端末
３０１ 無線通信部
３０２ トラヒック情報受信部
３０３ トラヒック情報表示部
３０４ ユーザインターフェース部
３０５ 優先予約送信部
４００ ＷＡＮ(ワイドエリアネットワーク)

Claims (3)

1. ＬＡＮと無線ＬＡＮ端末との間で通信データを中継する無線アクセスポイントであって、
   自無線アクセスポイントが中継する通信データの優先度を判定する優先度判定手段と、
   定期的または非定期に自無線アクセスポイントが中継する通信データの単位時間当たりの通信量またはデータロス率等のトラヒックデータを通信データの優先度別に測定する優先度別トラヒックデータ測定手段と、
   前記優先度別トラヒックデータ測定手段が測定したトラヒックデータから自無線アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末に通知すべきトラヒック情報を生成するトラヒック情報生成手段と、
   前記トラヒック情報生成手段が生成したトラヒック情報を自無線アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末に通知するトラヒック情報通知手段と、を有することを特徴とするトラヒック情報を通知する無線アクセスポイント。
2. 請求項１に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記トラヒック情報生成手段が生成する情報は、中継する通信データの優先度別に、当該優先度以上のデータの単位時間当たりの通信量が予め定められた値以上であるか否かの旨を示す情報であることを特徴とするトラヒック情報を通知する無線アクセスポイント。
3. 請求項１または２に記載の無線アクセスポイントであって、
   前記トラヒック情報通知手段は、前記トラヒック情報生成手段が生成した情報を、自無線アクセスポイントが発信するビーコンの所定のフレームに格納することを特徴とするトラヒック情報を通知する無線アクセスポイント。

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