JP2007174543A - 無線lanシステム及び無線lan制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】無線LAN基地局にかかる負荷をトラヒックに応じて適時調整する。
【解決手段】無線LAN基地局1−1〜1−3と通信を行う移動端末3−1〜3−nの数が、無線LAN基地局1−1〜1−3にて管理され、移動端末3−1〜3−nの数の増減に基づいて移動端末3−1〜3−nにおける受信電界強度閾値が決定され、決定された受信電界強度閾値がフレームに挿入されて移動端末3−1〜3−nへ送信される。移動端末3−1〜3−nにて、無線LAN基地局1−1〜1−3から送信されたフレームから受信電界強度閾値が抽出され、無線LAN基地局1−1〜1−3から送信されてきた信号の受信電界強度が受信電界強度閾値よりも高い場合、無線LAN基地局から送信されてきた信号に基づく処理が行われる。
【選択図】図1

Description

本発明は、無線通信を行う移動端末の無線特性を制御するための無線LANシステム及び無線LAN制御方法に関する。
一般的に、無線LANシステムにおけるトラヒックの疎密は時間によって変化する。そのため、構築された無線LANシステムにて使用される移動端末の総数に応じて十分な数の無線LAN基地局が設置された場合であっても、時間帯によってはトラヒックが非常に密な状態になってしまうエリアが存在する一方、全くトラヒックが無いエリアが存在するという状態が生じることがある。トラヒックが非常に密な状態であるエリアにおいては、当該エリアに存在する移動端末にて、通信レートの不足、着信の遅延、データの廃棄等の不具合が生じてしまう。このような不具合を解消するために、トラヒックが密な状態になっているエリアをカバーしている無線LAN基地局にかかる負荷を分散させる必要がある。
無線LAN基地局にかかる負荷を調整するためには、当該無線LAN基地局がカバーするエリアの大きさを調整する方法が考えられる。
そこで、無線LAN基地局における受信信号が受信可能な信号レベルである受信レベル閾値を、無線LAN基地局を制御する制御装置に接続された端末から変更することにより、無線LAN基地局がカバーするカバーエリアの大きさを調整して負荷の分散を図る方法が考えられている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平08−172393号公報
しかしながら、特許文献1に記載された方法においては、時間帯によって刻々と変化するトラヒックに応じた変更をその都度行わなければならないという問題点がある。
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、無線LAN基地局にかかる負荷をトラヒックに応じて適時調整することができる無線LANシステム及び無線LAN制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、
移動端末と、該移動端末と接続可能に構成された無線LAN基地局とを有する無線LANシステムにおいて、
前記無線LAN基地局は、該無線LAN基地局と通信を行う前記移動端末の数を管理し、前記移動端末の数の増減に基づいて前記移動端末における受信電界強度閾値を決定し、前記決定された受信電界強度閾値をフレームに挿入して前記移動端末へ送信し、
前記移動端末は、前記無線LAN基地局から送信されたフレームから前記受信電界強度閾値を抽出して格納し、前記無線LAN基地局から送信されてきた信号の受信電界強度が前記受信電界強度閾値よりも高い場合、前記無線LAN基地局から送信されてきた信号に基づく処理を行うことを特徴とする。
また、前記無線LAN基地局は、前記移動端末の数が予め設定された数よりも増加した場合、前記受信電界強度閾値を現在の受信電界強度閾値よりも高くし、前記移動端末の数が予め設定された数よりも減少した場合、前記受信電界強度閾値を現在の受信電界強度閾値よりも低くすることを特徴とする。
また、前記フレームは、Beaconフレームであることを特徴とする。
また、移動端末と、該移動端末と接続可能に構成された無線LAN基地局とを有する無線LANシステムにおける無線LAN制御方法であって、
前記無線LAN基地局が、該無線LAN基地局と通信を行う前記移動端末の数を管理するステップと、
前記無線LAN基地局が、前記移動端末の数の増減に基づいて前記移動端末における受信電界強度閾値を決定するステップと、
前記無線LAN基地局が、前記決定された受信電界強度閾値をフレームに挿入するステップと、
前記無線LAN基地局が、前記フレームを前記移動端末へ送信するステップと、
前記移動端末が、前記無線LAN基地局から送信されたフレームから前記受信電界強度閾値を抽出するステップと、
前記移動端末が、前記抽出された受信電界強度閾値を格納するステップと、
前記移動端末が、前記無線LAN基地局から送信されてきた信号の受信電界強度が前記受信電界強度閾値よりも高い場合、前記無線LAN基地局から送信されてきた信号に基づく処理を行うステップとを有する。
また、前記無線LAN基地局が、前記移動端末の数が予め設定された数よりも増加した場合、前記受信電界強度閾値を現在の受信電界強度閾値よりも高くするステップと、
前記無線LAN基地局が、前記移動端末の数が予め設定された数よりも減少した場合、前記受信電界強度閾値を現在の受信電界強度閾値よりも低くするステップとを有することを特徴とする。
また、前記フレームは、Beaconフレームであることを特徴とする無線LAN制御方法。
上記のように構成された本発明においては、無線LAN基地局において、該無線LAN基地局と通信を行う移動端末の数が管理され、移動端末の数の増減に基づいて移動端末における受信電界強度閾値が決定され、決定された受信電界強度閾値がフレームに挿入されて移動端末へ送信され、移動端末にて、無線LAN基地局から送信されたフレームから受信電界強度閾値が抽出されて格納され、無線LAN基地局から送信されてきた信号の受信電界強度が受信電界強度閾値よりも高い場合、無線LAN基地局から送信されてきた信号に基づく処理が行われる。
このように、無線LAN基地局と通信を行う移動端末の数に基づいて、移動端末における受信電界強度の閾値が変更されるため、移動端末が通信を行っている無線LAN基地局がカバーするエリアの大きさが自動的に調整されるものと同様の作用が得られる。
以上説明したように本発明においては、無線LAN基地局は、該無線LAN基地局と通信を行う移動端末の数を管理し、移動端末の数の増減に基づいて移動端末における受信電界強度閾値を決定し、決定された受信電界強度閾値をフレームに挿入して移動端末へ送信し、移動端末は、無線LAN基地局から送信されたフレームから受信電界強度閾値を抽出して格納し、無線LAN基地局から送信されてきた信号の受信電界強度が受信電界強度閾値よりも高い場合、無線LAN基地局から送信されてきた信号に基づく処理を行う構成としたため、無線LAN基地局にかかる負荷をトラヒックに応じて適時調整することができる。
以下に、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、本発明の無線LANシステムの実施の一形態を示す図である。
図1に示すように本形態においては、無線LAN基地局1−1〜1−3と、無線LAN基地局1−1〜1−3がカバーするエリア内に移動端末3−1〜3−nとが設けられており、無線LAN基地局1−1と無線LAN基地局1−2とは隣接しており、また、無線LAN基地局1−2と無線LAN基地局1−3とは隣接しており、また、無線LAN基地局1−1〜1−3がカバーするエリアがそれぞれカバーエリア2−1〜2−3となっている。
図2は、図1に示した無線LANシステムにおける無線LAN基地局1−1の構成を示す図である。
図1に示した無線LAN基地局1−1は図2に示すように、図1に示した移動端末3−1〜3−nとの間にて無線信号の送受信を行う無線インタフェース11と、無線LAN基地局1−1に接続されている移動端末3−1〜3−nを管理する接続端末管理部12と、無線インタフェース11にて受信された受信信号についてRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信電界強度)値を測定する受信電界強度測定部13と、接続端末管理部12にて管理されている移動端末3−1〜3−nの情報と受信電界強度測定部13にて測定されたRSSI値とを対応付けて格納する受信電界強度格納部14と、受信電界強度格納部14に格納されたRSSI値に応じて移動端末3−1〜3−nにおけるRSSI閾値を計算する閾値計算部15と、閾値計算部15にて計算されたRSSI閾値を格納する閾値格納部16と、閾値格納部16に格納されたRSSI閾値を移動端末3−1〜3−nへ送信するBeaconフレームに挿入してBeaconフレームを生成するフレーム生成部17とから構成されている。なお、受信電界強度格納部14及び閾値格納部16については、揮発性メモリを使用しても良いし、不揮発性メモリを使用しても良い。また、図2は、無線LAN基地局1−1において、本発明に関する構成のみを示している。また、図1に示した無線LAN基地局1−2〜1−3についても、無線LAN基地局1−1と同様の構成である。
図3は、図2に示した受信電界強度格納部14の内容を示す図である。
図2に示した受信電界強度格納部14は図3に示すように、無線LAN基地局1−1〜1−3に接続されている移動端末3−1〜3−nのMACアドレスと、移動端末3−1〜3−nから送信された信号が無線LAN基地局1−1にて受信された際に受信電界強度測定部13にて測定されたRSSI値とが対応付けられて格納されている。
図4は、図1に示した無線LANシステムにおける移動端末3−1の構成を示す図である。
図1に示した移動端末3−1は図4に示すように、図1に示した無線LAN基地局1−1〜1−3から送信された無線信号を受信する無線インタフェース部31と、無線インタフェース部31にて受信された受信信号について受信電界強度を測定する受信電界強度測定部32と、無線インタフェース部31にて受信された受信信号のうちBeaconフレームに含まれたRSSI閾値を格納する閾値格納部33と、受信電界強度測定部32にて測定された受信電界強度と閾値格納部33に格納されたRSSI閾値とを比較する比較部34と、比較部34にて比較された結果に基づいて無線インタフェース部31にて受信された信号を処理する処理部35とから構成されている。なお、閾値格納部33については、揮発性メモリを使用しても良いし、不揮発性メモリを使用しても良い。また、図4は、移動端末3−1において、本発明に関する構成のみを示している。また、図1に示した移動端末3−2〜3−nについても、移動端末3−1と同様の構成である。
以下に、上記のように構成された無線LANシステムにおける無線LAN制御方法について説明する。
まず、図1に示した移動端末3−1〜3−nの無線特性を制御するための情報であるRSSI閾値の変更方法について説明する。
図5は、図1〜4に示した無線LANシステムにおけるRSSI閾値の変更方法を説明するためのフローチャートである。ここでは、図2に示した無線LAN基地局1−1における処理を例に挙げて説明する。
また、図6は、図5のフローチャートにて説明するRSSI閾値の変更方法における無線LAN基地局1−1と接続される移動端末3−1〜3−nの数とRSSI閾値とのヒステリシス特性を示す図である。
まず初期設定として、無線LAN基地局1−1には、無線LAN基地局1−1と接続可能な移動端末3−1〜3−nの最大数Nが予め設定されている。
無線LAN基地局1−1の接続端末管理部12にて、無線LAN基地局1−1がカバーするカバーエリア2−1に存在する移動端末3−1〜3−nの数が管理されており、動端末3−1〜3−nの数に変更があるかどうかが判断されている(ステップS1)。移動端末3−1〜3−nの数が増加したと判断された場合、つまり新規の移動端末3−1〜3−nがカバーエリア2−1に入ったと判断された場合、増加前の移動端末3−1〜3−nの数がNであるかどうかが判断される(ステップS2)。ここでNは、予め設定された数であり、受信電界強度閾値が決定されるための移動端末3−1〜3−nの数の指標である。
ステップS2にて、増加前の移動端末3−1〜3−nの数がNであると判断された場合、新規の移動端末3−1〜3−nから送信されたアソシエーション要求信号に対して、アクセスを拒否する旨がアソシエーション応答信号として接続端末管理部12から無線インタフェース部11を介して新規の移動端末3−1〜3−nへ送信される(ステップS3)。これは、図6に示したヒステリシス特性におけるAの部分となる。
一方、ステップS2にて、増加前の移動端末3−1〜3−nの数がNではないと判断された場合、増加前の移動端末3−1〜3−nの数がN−1であるかどうかが判断される(ステップS4)。
ステップS4にて、増加前の移動端末3−1〜3−nの数がN−1であると判断された場合、新規の移動端末3−1〜3−nから送信されたアソシエーション要求信号が無線LAN基地局1−1〜1−3にて受信された際のRSSI値が受信電界強度測定部13にて測定される。そして、測定されたRSSI値とアソシエーション要求信号に含まれる当該移動端末3−1〜3−nのMACアドレス等の識別情報とが対応付けられて受信電界強度格納部14に格納される(ステップS5)。
その後、閾値計算部15において、受信電界強度格納部14に格納されている複数の移動端末3−1〜3−nのRSSI値のうち、最小値となるRSSI値がRslowとされる。そして、Rslowから予め設定されたαが差し引かれた値がRsとして新しいRSSI閾値が決定され、新しいRSSI閾値が閾値格納部16に格納される(ステップS6)。これは、図6に示したヒステリシス特性におけるBの部分となる。
そして、閾値格納部16に格納されたRSSI閾値は、フレーム生成部17にて移動端末3−1〜3−nへ送信するBeaconフレームに挿入されてBeaconフレームが生成され、生成されたBeaconフレームが無線インタフェース部11を介して移動端末3−1〜3−nへ送信される(ステップS7)。
図7は、RSSI閾値が挿入されて生成されるBeaconフレームのフォーマットを示す図である。
図7に示すようにBeaconフレームは、2オクテットのフレーム制御エリアと、2オクテットのデュレーション/IDエリアと、それぞれ6オクテットのアドレス1〜4エリアと、2オクテットのシーケンス制御エリアと、0〜2312オクテットのフレーム本体(ボディ)エリア51と、4オクテットのFCSエリアとから構成されている。なお、本構成は、通常使用されるBeaconフレームのフォーマットと同様である。
図8は、図7に示したBeaconフレームのフレーム本体(ボディ)51の内容を示す図である。
図8に示すようにフレーム本体(ボディ)51の空き領域である1オクテットに、RSSI閾値が挿入される。
ステップS4にて、増加前の移動端末3−1〜3−nの数がN−1ではないと判断された場合、新規の移動端末3−1〜3−nから送信されたアソシエーション要求信号が無線LAN基地局1−1にて受信される際のRSSI値が受信電界強度測定部13にて測定され、測定されたRSSI値とアソシエーション要求信号に含まれる当該移動端末3−1〜3−nのMACアドレス等の識別情報とが対応付けられて受信電界強度格納部14に格納される(ステップS8)。
また、ステップS1にて、移動端末3−1〜3−nの数が減少したと判断された場合、つまり移動端末3−1〜3−nのうち1台がカバーエリア2−1〜2−3から出たと判断された場合、減少前の移動端末3−1〜3−nの数がN−2であるかどうかが判断される(ステップS9)。
ステップS9にて、減少前の移動端末3−1〜3−nの数がN−2であると判断された場合、カバーエリア2−1〜2−3から出た移動端末3−1〜3−nのRSSI値とMACアドレス等の識別情報とが受信電界強度格納部14から削除され(ステップS10)、閾値計算部15において、RSSI閾値が無線LAN基地局1−1〜1−3にて予め設定された最小値であるRsminに決定される(ステップS11)。これは、図6に示したヒステリシス特性におけるCの部分となる。なお、図6に示すように、上述したRslow−αよりもRsminの方が、低い値の閾値である。
そして、決定されたRSSI閾値は、フレーム生成部17にて移動端末3−1〜3−nへ送信するBeaconフレームに挿入されてBeaconフレームが生成され、生成されたBeaconフレームが無線インタフェース部11を介して移動端末3−1〜3−nへ送信される(ステップS12)。
ステップS9にて、減少前の移動端末3−1〜3−nの数がN−2ではないと判断された場合、カバーエリア2−1〜2−3から出た移動端末3−1〜3−nのRSSI値とMACアドレス等の識別情報とが受信電界強度格納部14から削除される(ステップS13)。
また、ステップS7及びステップS12にて無線LAN基地局1−1から送信されたBeaconフレームは、移動端末3−1〜3−nの無線インタフェース部31にて受信され、受信されたBeaconフレームからRSSI閾値が抽出され、抽出されたRSSI閾値が図4に示した閾値格納部33に格納される。
なお、図1に示した無線LAN基地局1−2〜1−3についても、上述した無線LAN基地局1−1と同様の処理が行われる。
次に、上述したようにRSSI閾値が変更された移動端末3−1における処理について説明する。
図9は、図5に示したフローチャートにて説明したRSSI閾値の変更方法によりRSSI閾値及が変更された移動端末3−1における処理を説明するためのフローチャートである。
無線LAN基地局1−1〜1−3から送信された信号が図4に示した移動端末3−1の無線インタフェース部31にて受信されると(ステップS21)、受信された信号の受信電界強度が受信電界強度測定部32にて測定され(ステップS22)、測定された受信電界強度が比較部34に出力される。
比較部34に受信電界強度が入力されると、比較部34にて閾値格納部33に予め格納されているRSSI閾値が読み出され(ステップS23)、入力された受信電界強度と読み出されたRSSI閾値とが比較される(ステップS24)。
比較された結果、受信電界強度がRSSI閾値よりも大きいと判断された場合、受信された信号に基づいた処理が処理部35にて行われる(ステップS25)。
一方、比較された結果、受信電界強度がRSSI閾値よりも大きくはないと判断された場合は、何も処理が行われない。つまり、受信された信号は拒否されることとなる。
なお、移動端末3−2〜3−nについても、上述した移動端末3−1と同様の処理が行われる。
以下に、上述したRSSI閾値の変更が、図1に示した無線LANシステムに与える影響について説明する。
図10は、移動端末3−1〜3−nに設定されるRSSI閾値が現在設定されている値よりも高い値に変更された場合の無線LANシステムの様子を示す図である。ここでは、移動端末3−1〜3−3が無線LAN基地局1−2と通信を行っている場合を例に挙げて説明する。
図10に示すように、図5に示したステップS6の処理によってRSSI閾値が現在設定されている値よりも高い値に設定されると、カバーエリア2−2が狭くなり、移動端末3−3がカバーエリア2−2の外に出やすくなる。これにより、移動端末3−3が少しでも外側に移動すると、カバーエリア2−2の外に出ることとなり、移動端末3−3は無線LAN基地局1−2との通信が不可能となり、他の無線LAN基地局と接続しなければならなくなる。そのため、無線LAN基地局1−2の負荷が軽減される。
図11は、移動端末3−1〜3−nに設定されるRSSI閾値が現在設定されている値よりも低い値に変更された場合の無線LANシステムの様子を示す図である。図10と同様に、移動端末3−1〜3−3が無線LAN基地局1−2と通信を行っている場合を例に挙げて説明する。
図11に示すように、図5に示したステップS11の処理によってRSSI閾値が現在設定されている値よりも低い値に設定されると、カバーエリア2−2が広くなり、カバーエリア2−2の端に存在していた移動端末3−3がカバーエリア2−2の外に出にくくなる。これにより、移動端末3−3が少し移動しても、カバーエリア2−2の外に出ることはない。これにより、無線リソースに余裕がある場合は、その無線リソースを有効に利用することができる。
また、無線LAN基地局の数については、上述した数に限らない。
本発明の無線LANシステムの実施の一形態を示す図である。 図1に示した無線LANシステムにおける無線LAN基地局の構成を示す図である。 図2に示した受信電界強度格納部の内容を示す図である。 図1に示した無線LANシステムにおける移動端末の構成を示す図である。 図1〜4に示した無線LANシステムにおけるRSSI閾値の変更方法を説明するためのフローチャートである。 図5のフローチャートにて説明するRSSI閾値の変更方法における無線LAN基地局と接続される移動端末の数とRSSI閾値とのヒステリシス特性を示す図である。 RSSI閾値が挿入されて生成されるBeaconフレームのフォーマットを示す図である。 図7に示したBeaconフレームのフレーム本体(ボディ)の内容を示す図である。 図5に示したフローチャートにて説明したRSSI閾値の変更方法によりRSSI閾値及が変更された移動端末における処理を説明するためのフローチャートである。 移動端末に設定されるRSSI閾値が現在設定されている値よりも高い値に変更された場合の無線LANシステムの様子を示す図である。 移動端末に設定されるRSSI閾値が現在設定されている値よりも低い値に変更された場合の無線LANシステムの様子を示す図である。
符号の説明
1−1〜1−3 無線LAN基地局
2−1〜2−3 カバーエリア
3−1〜3−n 移動端末
11,31 無線インタフェース部
12 接続端末管理部
13,32 受信電界強度測定部
14 受信電界強度格納部
15 閾値計算部
16,33 閾値格納部
17 フレーム生成部
34 比較部
35 処理部
51 フレーム本体(ボディ)

Claims (6)

  1. 移動端末と、該移動端末と接続可能に構成された無線LAN基地局とを有する無線LANシステムにおいて、
    前記無線LAN基地局は、該無線LAN基地局と通信を行う前記移動端末の数を管理し、前記移動端末の数の増減に基づいて前記移動端末における受信電界強度閾値を決定し、前記決定された受信電界強度閾値をフレームに挿入して前記移動端末へ送信し、
    前記移動端末は、前記無線LAN基地局から送信されたフレームから前記受信電界強度閾値を抽出して格納し、前記無線LAN基地局から送信されてきた信号の受信電界強度が前記受信電界強度閾値よりも高い場合、前記無線LAN基地局から送信されてきた信号に基づく処理を行うことを特徴とする無線LANシステム。
  2. 請求項1に記載の無線LANシステムにおいて、
    前記無線LAN基地局は、前記移動端末の数が予め設定された数よりも増加した場合、前記受信電界強度閾値を現在の受信電界強度閾値よりも高くし、前記移動端末の数が予め設定された数よりも減少した場合、前記受信電界強度閾値を現在の受信電界強度閾値よりも低くすることを特徴とする無線LANシステム。
  3. 請求項1または請求項2に記載の無線LANシステムにおいて、
    前記フレームは、Beaconフレームであることを特徴とする無線LANシステム。
  4. 移動端末と、該移動端末と接続可能に構成された無線LAN基地局とを有する無線LANシステムにおける無線LAN制御方法であって、
    前記無線LAN基地局が、該無線LAN基地局と通信を行う前記移動端末の数を管理するステップと、
    前記無線LAN基地局が、前記移動端末の数の増減に基づいて前記移動端末における受信電界強度閾値を決定するステップと、
    前記無線LAN基地局が、前記決定された受信電界強度閾値をフレームに挿入するステップと、
    前記無線LAN基地局が、前記フレームを前記移動端末へ送信するステップと、
    前記移動端末が、前記無線LAN基地局から送信されたフレームから前記受信電界強度閾値を抽出するステップと、
    前記移動端末が、前記抽出された受信電界強度閾値を格納するステップと、
    前記移動端末が、前記無線LAN基地局から送信されてきた信号の受信電界強度が前記受信電界強度閾値よりも高い場合、前記無線LAN基地局から送信されてきた信号に基づく処理を行うステップとを有する無線LAN制御方法。
  5. 請求項4に記載の無線LAN制御方法において、
    前記無線LAN基地局が、前記移動端末の数が予め設定された数よりも増加した場合、前記受信電界強度閾値を現在の受信電界強度閾値よりも高くするステップと、
    前記無線LAN基地局が、前記移動端末の数が予め設定された数よりも減少した場合、前記受信電界強度閾値を現在の受信電界強度閾値よりも低くするステップとを有することを特徴とする無線LAN制御方法。
  6. 請求項4または請求項5に記載の無線LAN制御方法において、
    前記フレームは、Beaconフレームであることを特徴とする無線LAN制御方法。
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