JP5459314B2 - 無線lanアクセスポイント装置、移動通信端末、通信方法およびプログラム - Google Patents

無線lanアクセスポイント装置、移動通信端末、通信方法およびプログラム Download PDF

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Description

(関連出願についての記載)
本発明は、日本国特許出願:特願2009−128035号(2009年5月27日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、無線LAN(Local Area Network)アクセスポイント装置、移動通信端末、通信方法およびプログラムに関する。
特許文献1に、無線LANアクセスポイント機能を備えた携帯電話機が開示されている。特許文献2に、クレードルに載置した状態で無線LANアクセスポイントとして機能する携帯電話機が開示されている。これら無線LAN親機として動作可能な装置を用いれば、有線インターネット環境がない場所でも移動通信網に接続可能な場所であれば、インターネットに接続することが可能である。
特開2006−270889号公報 特開2006−33368号公報
なお、上記特許文献の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。
一般に無線LAN接続機能を備えた機器は、公衆無線LANアクセスポイントや自宅の無線LANルータを利用することを前提としており、移動通信網を介して通信することは想定されておらず、W−TCP(Wireless Profiled Transport Control Protocol)等の無線通信用にチューニングされた設定やトランスポート層プロトコルを利用する仕様となっていない。
このため、上記した各特許文献の無線LANアクセスポイントを利用する機器は、無線LAN網と移動通信網を跨いで所望のWebサーバ等とTCP(Transport Control Protocol)コネクションを確立することになり(図8参照)、無線特有の遅延やパケットロスによる再送要求が多発し、スループットが落ちてしまうという問題点がある。
例えば、特許文献2の携帯電話が接続されたクレードルは、ブリッジ処理機能によりデータリンク層でデータの中継を行うものであり、同文献の図7のプロトコルスタックに示されたように、パソコンとWebサーバとが直接TCPコネクションを確立している。特許文献2のようにクレードルに載置した状態で使用する場合はもちろん、移動中や外出先で無線LAN機能を利用するような場合にはさらにスループットが低下することが予想される。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、移動通信網等を経由してサービスを提供する無線LANアクセスポイント装置のスループット性能を向上させることにある。
本発明の第1の視点によれば、帰属中の無線LAN(Local Area Network)クライアントから所定のサーバへの接続要求を受けた際に、前記無線LANクライアント側と前記所定のサーバ側とにそれぞれ別個の通信コネクションを確立し、前記無線LANクライアントおよび前記所定のサーバとそれぞれ送受信するデータの送受信制御を行う手段と、前記無線LANクライアントから要求されたドメイン名に対して、仮想的なIP(Internet Protocol)アドレスを払い出すプライベートDNS(Domain Name Server)部と、を備え、前記仮想的なIPアドレスを用いて前記無線LANクライアントに対するパケットルーティングを行う無線LANアクセスポイント装置が提供される。
本発明の第2の視点によれば、無線LAN(Local Area Network)アクセスポイント機能を備え、帰属中の無線LANクライアントから所定のサーバへの接続要求を受けた際に、前記無線LANクライアント側と前記所定のサーバ側とにそれぞれ別個の通信コネクションを確立し、前記無線LANクライアントおよび前記所定のサーバとそれぞれ送受信するデータの送受信制御を行う手段と、前記無線LANクライアントから要求されたドメイン名に対して、仮想的なIP(Internet Protocol)アドレスを払い出すプライベートDNS(Domain Name Server)部とを備え、前記仮想的なIPアドレスを用いて前記無線LANクライアントに対するパケットルーティングを行う移動通信端末が提供される。
本発明の第3の視点によれば、無線LAN(Local Area Network)アクセスポイント機能を備え、無線LANアクセスポイントとして動作する移動通信端末が、帰属中の無線LANクライアントから所定のサーバへの接続要求を受けた際に、前記無線LANクライアント側と前記所定のサーバ側とにそれぞれ別個の通信コネクションを確立し、前記無線LANクライアントおよび前記所定のサーバとそれぞれ送受信するデータの送受信制御を行うステップと、前記無線LANクライアントから要求されたドメイン名に対して、仮想的なIP(Internet Protocol)アドレスを払い出すステップとを含み、前記仮想的なIPアドレスを用いて前記無線LANクライアントに対するパケットルーティングを行う通信方法が提供される。
本発明の第4の視点によれば、無線LAN(Local Area Network)アクセスポイント機能を備え、無線LANアクセスポイントとして動作する移動通信端末に搭載されたコンピュータに実行させるプログラムであって、帰属中の無線LANクライアントから所定のサーバへの接続要求を受けた際に、前記無線LANクライアント側と前記所定のサーバ側とにそれぞれ別個の通信コネクションを確立する処理を実行させ、無線LANクライアントおよび前記所定のサーバとそれぞれ送受信するデータの送受信制御を行わせる処理と、前記無線LANクライアントから要求されたドメイン名に対して、仮想的なIP(Internet Protocol)アドレスを払い出す処理とを前記コンピュータに実行させ、前記コンピュータに、前記仮想的なIPアドレスを用いて前記無線LANクライアントに対するパケットルーティングを行わせるプログラムが提供される。
本発明によれば、移動通信網を経由してサービスを提供する無線LANアクセスポイントのスループット性能を向上させることが可能になる。その理由は、無線LANクライアントとの通信コネクションを自機側で終端し、移動通信網を介した自機の前記所定のサーバとの区間に別途通信コネクションを確立し、各区間で送受信制御を行うよう構成したことにある。
本発明の概要を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の概略構成を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の移動通信端末の構成を表したブロック図である。 図2の無線LANクライアントがコンテンツサーバにアクセスしているときのプロトコルスタックを表した図である。 図2の無線LANクライアントが、アクセスポイントとして動作する移動通信端末に帰属するまでの動作を表したシーケンス図である。 図2の無線LANクライアントがコンテンツサーバにアクセス要求を行った際の動作を表したシーケンス図である。 本発明の他の実施形態を説明するための図である。 無線LANクライアントとコンテンツサーバとの間に確立されたTCPコネクションを説明するための図である。
はじめに、本発明の概要を説明する。図1に示すように、本発明に係る無線LANアクセスポイント装置(無線LAN基地局)は、帰属中の無線LANクライアントからコンテンツサーバへの接続要求を受けた際に、無線LANクライアントから要求されたTCPコネクションの確立要求を自装置で一旦終端し、別途自装置とコンテンツサーバとの間に、TCPコネクションを確立し、セッションを開始する。
以上により、トランスポート層における再送要求の発生区間を切り分け、各区間において送受信制御を行うことが可能になる。さらに、自装置とコンテンツサーバとの間のTCPのパラメータとして無線通信に最適化されたW−TCP等を用いることで、図1の移動通信網+IP(Internet Protocol)網の区間におけるスループットが向上する。
[第1の実施形態]
続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図2は、本発明の第1の実施形態の概略構成を説明するための図である。図2を参照すると、無線LANクライアント1と、移動通信端末2と、移動通信網の基地局3と、移動通信網のゲートウェイサーバ4と、IP網上に置かれたコンテンツサーバ5とが示されている。
無線LANクライアント1は、無線LANアクセスポイントに帰属し、ネットワーク上の任意のサーバ等とデータを送受信する機能を備えた接続可能なパーソナルコンピュータ、ゲーム機器、カメラ、PDA(Personal Digital Assistant)等の機器である。
移動通信端末2は、無線LANアクセスポイント機能を備えた携帯電話端末や、移動通信網を利用し外出先等任意の場所で利用できるように構成されたアクセスポイント装置等である。移動通信端末2の詳細構成については、後に図3を用いて詳説する。
移動通信端末2は、移動通信網の基地局3およびゲートウェイサーバ4を介してIP網に接続することが可能になっている。
コンテンツサーバ5は、例えば、特定の無線LANクライアント1向けのコンテンツを保持するサーバである。
図3は、本発明の第1の実施形態の移動通信端末の構成を表したブロック図である。図3を参照すると、ルーティングアプリケーション実行部21と、無線LAN制御部22と、無線LAN/WCDMAルーティング機能部23と、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)制御部24と、無線LAN送受信部25と、WCDMA送受信部26とを備えた構成が示されている。
ルーティングアプリケーション実行部21は、移動通信端末2の各部を制御して、移動通信端末2を無線LANアクセスポイントとして機能させる。例えば、後記する処理を実行するプログラムを移動通信端末2に搭載されたCPU(Central Processing Unit)に実行させることにより実現できる。
無線LAN制御部22は、ルーティングアプリケーション実行部21からの指示に従い、IEEE802.11b/g等の規格に対応した無線LAN送受信部25を制御し、無線LANクライアント1との帰属処理や再送制御付きのデータの送受信を実行する。
WCDMA制御部24は、ルーティングアプリケーション実行部21からの指示に従い、移動通信網と接続するWCDMA送受信部26を制御し、再送制御付きのデータの送受信を実行する。
無線LAN/WCDMAルーティング機能部23は、無線LANクライアント1からの名前解決要求に対して、予め定めておいた無線LAN子機用仮想IPアドレスの中から、当該無線LANクライアント1のために仮想IPアドレス(プライベートなIPアドレス)を払い出し、前記無線LANクライアント1から要求されたドメインと前記払い出した仮想IPアドレスを対応付けて記憶するプライベートDNS(Domain Name Server)部231を含む。
無線LAN/WCDMAルーティング機能部23は、無線LANクライアント1からの前記仮想IPアドレスを宛先としたTCPコネクション確立要求(SYN)を受けると、無線LANクライアント1に代わって、前記無線LANクライアント1から要求されたドメインに対応する実IPアドレスを宛先としてTCPコネクションを確立する。前記無線LANクライアント1から要求された実IPアドレスを宛先としたTCPコネクションが確立されると、無線LAN/WCDMAルーティング機能部23は、前記払い出した仮想IPアドレス名義で、無線LANクライアント1にTCPコネクション確立応答を送出する。
上記無線LAN/WCDMAルーティング機能部23が無線LANクライアント1に代わって接続要求先とTCPコネクションを確立する際に、無線LAN/WCDMAルーティング機能部23に、TCPのパラメータの最適化や、プロトコル変換を行わせることができる。
図4は、図2の無線LANクライアント1がコンテンツサーバ5にアクセスしているときのプロトコルスタックを表した図である。図4の例では、無線LAN/WCDMAルーティング機能部23によって、図中の無線LANクライアント1と移動通信端末2の間はTCPで通信が行われ、移動通信端末2とゲートウェイサーバ4の間はW−TCPで通信が行われる。
続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。はじめに、無線LANクライアント1が、アクセスポイントとして動作する移動通信端末2に帰属するまでの動作について説明する。
図5は、無線LANクライアント1が移動通信端末2に帰属するまでの動作を表したシーケンス図である。図5を参照すると、まず、携帯通信端末2のユーザが、携帯通信端末の機能選択画面等からルーティングアプリケーション実行部21を起動させる(ルータモード)と、ルーティングアプリケーション実行部21は、無線LAN制御部22に通電開始を指示する(ステップS101)。
前記指示を受けた無線LAN制御部22は、無線LAN送受信部25に通電を開始するとともに(ステップS102)、各種無線LANのパラメータをセットする(ステップS103)。
前記無線LAN通電およびパラメータセットが完了した無線LAN制御部22は、ルーティングアプリケーション実行部21に対して、通電開始が完了した旨(通電開始OK)を応答する(ステップS104)。
前記応答を受け取ったルーティングアプリケーション実行部21は、認証サーバにアクセスし、インターネット接続処理を実行する(ステップS105)。インターネット接続が完了すると(ステップS106)、ルーティングアプリケーション実行部21は、無線LAN制御部22を介して無線LAN送受信部25にビーコンの送信を開始させる(ステップS107〜S109)。
無線LANクライアント1は、前記ビーコンを受信して、帰属処理を実行すると(ステップS110)、無線LAN送受信部25、無線LAN制御部22を介して帰属通知がルーティングアプリケーション実行部21に入力され、接続が完了する。
次に、前記帰属処理が完了した無線LANクライアント1が、コンテンツサーバ5にアクセスを行った際の動作について説明する。
図6は、無線LANクライアント1とコンテンツサーバ5との間にTCPコネクションが確立されるまでの動作を表したシーケンス図である。以下の説明では、コンテンツサーバ5には、「www.abc.com」とのドメインネームが付与されているものとする。無線LANクライアント1のユーザが「www.abc.com」からコンテンツの受信を試みるものとする。
図6を参照すると、まず、無線LANクライアント1から、「www.abc.com」へのアクセス要求が送出されると(ステップS201)、移動通信端末2のプライベートDNS部231が「www.abc.com」の名前解決要求に対して(ステップS202)、無線LAN子機用の仮想IPアドレスを返却する(ステップS203)。ここでは、仮想IPアドレスとして、1.1.1.1が応答されたものとする。
無線LANクライアント1は、前記仮想IPアドレス(1.1.1.1)を相手先としたTCPコネクション確立要求(SYN)を送出する(ステップS204)。前記TCPコネクション確立要求(SYN)を受信した移動通信端末2の無線LAN/WCDMAルーティング機能部23は、プライベートDNS部231に対し、仮想IPアドレス(1.1.1.1)を払い出したドメインネームを問い合わせて、「www.abc.com」へのアクセス要求であると判断する。
移動通信端末2の無線LAN/WCDMAルーティング機能部23は、インターネット上のDNSから、前記仮想IPアドレス(1.1.1.1)を払い出している「www.abc.com」のグローバルIPアドレスを入手した後(ステップS205、S206)、前記グローバルIPアドレスを相手先としたTCPコネクション確立要求(SYN)を送出する(ステップS207)。
前記TCPコネクション確立要求(SYN)を受信したコンテンツサーバ5からTCPコネクション確立確認応答(SYN+ACK)を受信すると(ステップS208)、移動通信端末2の無線LAN/WCDMAルーティング機能部23は、無線LANクライアント1に対し、前記仮想IPアドレス(1.1.1.1)名義でTCPコネクション確立確認応答(SYN+ACK)を返す(ステップS209)。
以上のようにして、無線LANクライアント1と移動通信端末2との間、および、移動通信端末2とコンテンツサーバ5(厳密にはゲートウェイサーバ4)との間に、TCPセッションが確立される。
以後同様に、無線LANクライアント1が、前記仮想IPアドレス(1.1.1.1)宛てにパケットを送信すると、移動通信端末2がコンテンツサーバ5に対してパケットを送信する。そして、コンテンツサーバ5から何らかの応答等を受信すると、移動通信端末2は、前記仮想IPアドレス(1.1.1.1)名義で、無線LANクライアント1に返送する。
従って、無線LANクライアント1から見ると、コンテンツサーバ5との間に、直接TCPコネクションが確立されているのと同様に、データの送受信を行うことが可能になる。
以上説明したように、本実施形態においては、無線LANクライアント1がコンテンツサーバ5と通信する際に、携帯電話端末2において、TCPコネクションを終端し、ゲートウェイサーバ4と別個に移動通信網に最適化されたW−TCPにて通信を行うように構成したため、実効スループットを向上させることができる。
また、本実施形態では、携帯電話端末2がプライベートDNS部231を備え、前記仮想IPアドレスと実アドレス(グローバルIPアドレス)との変換を行うように構成したため、複数の無線LANクライアントに同時接続環境を提供することが可能になっている。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、WCDMA制御部24およびWCDMA送受信部26を備えるものとして説明したが、その他の無線通信方式においても同様に適用することが可能である。
また、上記した実施形態では、移動通信端末2が無線LAN送受信部25と、WCDMA送受信部26を有するものとして説明したが、例えば、図7に示すように、移動通信端末2にWiMAX(IEEE802.16e)等のN種の通信モジュールが備えられている場合には、これらの通信モジュールを用いる場合にも同様に、TCPコネクションを一旦終端し、アクセス先とのTCPコネクションを別途確立させることができる。これにより、各通信モジュールおよび無線区間に応じたTCP等トランスポート層プロトコルのパラメータの変更またはトランスポート層プロトコルの変換を行わせ、通信スループットを向上させることが可能である。
また、移動通信端末がGPS(Global Positioning System)や在圏セル情報等の位置情報取得機能を備えた携帯端末である場合には、無線LANクライアントに対して、アクセスポイント機能を提供するだけでなく、無線LANクライアントやその接続先であるサーバに対し、位置情報の提供を行うことが可能になる。例えば、無線LAN機能を備えたデジタルカメラが画像データのアップロードを行う際に位置情報を添付するといったことが可能である。また例えば、アクセスポイントとして機能して無線LAN機能付のゲーム機器をオンライン対戦に参加させるとともに、当該ゲームにおけるユーザ情報として、無線LANクライアントの位置情報を提供するといったことが可能になる。またさらには、無線LANクライアントに対して周辺地図情報やナビゲーション機能を提供するサーバに、位置情報を提供することも可能である。
本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
1 無線LANクライアント
2 移動通信端末
3 基地局
4 ゲートウェイサーバ
5 コンテンツサーバ
21 ルーティングアプリケーション実行部(ルーティングAPL実行部)
22 無線LAN制御部
23 無線LAN/WCDMAルーティング機能部
24 WCDMA制御部
25 無線LAN送受信部
26 WCDMA送受信部
231 プライベートDNS部

Claims (12)

  1. 帰属中の無線LAN(Local Area Network)クライアントから所定のサーバへの接続要求を受けた際に、前記無線LANクライアント側と前記所定のサーバ側とにそれぞれ別個の通信コネクションを確立し、前記無線LANクライアントおよび前記所定のサーバとそれぞれ送受信するデータの送受信制御を行う手段と、
    前記無線LANクライアントから要求されたドメイン名に対して、仮想的なIP(Internet Protocol)アドレスを払い出すプライベートDNS(Domain Name Server)部と、を備え、
    前記仮想的なIPアドレスを用いて前記無線LANクライアントに対するパケットルーティングを行うことを特徴とする無線LANアクセスポイント装置。
  2. 前記所定のサーバ側との通信方式に応じて、トランスポート層プロトコルのパラメータの変更またはトランスポート層プロトコルの変換を行う請求項1の無線LANアクセスポイント装置。
  3. 前記所定のサーバ側との通信に用いるトランスポート層プロトコルは、W−TCP(Wireless Profiled Transmission Control Protocol)である請求項1又は2の無線LANアクセスポイント装置。
  4. さらに、自機の位置情報を取得する位置情報取得部を備え、
    帰属中の無線LANクライアントまたは前記所定のサーバに、前記位置情報取得部で取得した位置情報を提供する請求項1からいずれか一の無線LANアクセスポイント装置。
  5. 無線LAN(Local Area Network)アクセスポイント機能を備え、
    帰属中の無線LANクライアントから所定のサーバへの接続要求を受けた際に、前記無線LANクライアント側と前記所定のサーバ側とにそれぞれ別個の通信コネクションを確立し、前記無線LANクライアントおよび前記所定のサーバとそれぞれ送受信するデータの送受信制御を行う手段と、
    前記無線LANクライアントから要求されたドメイン名に対して、仮想的なIP(Internet Protocol)アドレスを払い出すプライベートDNS(Domain Name Server)部とを備え、
    前記仮想的なIPアドレスを用いて前記無線LANクライアントに対するパケットルーティングを行うこと
    を特徴とする移動通信端末。
  6. 前記所定のサーバ側との通信方式に応じて、トランスポート層プロトコルのパラメータの変更またはトランスポート層プロトコルの変換を行う請求項の移動通信端末。
  7. 前記所定のサーバ側との通信に用いるトランスポート層プロトコルは、W−TCP(Wireless Profiled Transmission Control Protocol)である請求項5又は6の移動通信端末。
  8. さらに、自機の位置情報を取得する位置情報取得部を備え、
    帰属中の無線LANクライアントまたは前記所定のサーバに、前記位置情報取得部で取得した位置情報を提供する請求項からいずれか一の移動通信端末。
  9. 無線LAN(Local Area Network)アクセスポイント機能を備え、無線LANアクセスポイントとして動作する移動通信端末が、
    帰属中の無線LANクライアントから所定のサーバへの接続要求を受けた際に、前記無線LANクライアント側と前記所定のサーバ側とにそれぞれ別個の通信コネクションを確立し、前記無線LANクライアントおよび前記所定のサーバとそれぞれ送受信するデータの送受信制御を行うステップと、
    前記無線LANクライアントから要求されたドメイン名に対して、仮想的なIP(Internet Protocol)アドレスを払い出すステップとを含み、
    前記仮想的なIPアドレスを用いて前記無線LANクライアントに対するパケットルーティングを行う通信方法。
  10. 無線LAN(Local Area Network)アクセスポイント機能を備え、無線LANアクセスポイントとして動作する移動通信端末に搭載されたコンピュータに実行させるプログラムであって、
    帰属中の無線LANクライアントから所定のサーバへの接続要求を受けた際に、前記無線LANクライアント側と前記所定のサーバ側とにそれぞれ別個の通信コネクションを確立する処理を実行させ、無線LANクライアントおよび前記所定のサーバとそれぞれ送受信するデータの送受信制御を行わせる処理と、
    前記無線LANクライアントから要求されたドメイン名に対して、仮想的なIP(Internet Protocol)アドレスを払い出す処理とを前記コンピュータに実行させ、
    前記コンピュータに、前記仮想的なIPアドレスを用いて前記無線LANクライアントに対するパケットルーティングを行わせるプログラム。
  11. 前記仮想的なIPアドレスとグローバルIPアドレスとの変換を行うことにより、複数の無線LANクライアントに対し、同一のグローバルIPアドレスへの同時接続環境を提供する請求項の無線LANアクセスポイント装置。
  12. 前記仮想的なIPアドレスとグローバルIPアドレスとの変換を行うことにより、複数の無線LANクライアントに対し、同一のグローバルIPアドレスへの同時接続環境を提供する請求項の移動通信端末。
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