無線中継装置およびトラヒック制御方法
【課題】無線中継装置のローカル側のチャネルボンディングの有無に応じた伝送速度とネットワーク側の伝送速度に応じて、無線中継の通信効率、周波数利用効率を向上させる。
【解決手段】無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、ローカル無線接続部とネットワーク無線接続部との間を接続し、無線端末とアクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部とを備えた無線中継装置において、ローカル側無線接続部の伝送速度と、ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じてローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断し、ローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御するトラヒック制御部を備える。
【解決手段】無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、ローカル無線接続部とネットワーク無線接続部との間を接続し、無線端末とアクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部とを備えた無線中継装置において、ローカル側無線接続部の伝送速度と、ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じてローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断し、ローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御するトラヒック制御部を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローカル側の無線ＬＡＮ端末と、ネットワーク側の複数のアクセスネットワーク（無線ＬＡＮや移動通信網）との間で中継処理を行う無線中継装置およびトラヒック制御方法に関する。
特に、ローカル側無線ＬＡＮにおいて、複数のチャネルを束ねるチャネルボンディングを用いた無線通信を行う無線中継装置およびトラヒック制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット、ゲーム機等のモバイル端末に無線ＬＡＮインタフェースが搭載され、これらの機器を用いて自宅やオフィス等のみならず、外出先においても高速な無線ＬＡＮを介したインターネットアクセスを行うことが可能である。本明細書では、このようなモバイル端末を含む無線ＬＡＮインタフェースを備えた無線端末を「無線ＬＡＮ端末」という。
【０００３】
しかし、無線ＬＡＮは駅や空港、喫茶店等の場所に固定して設置されており、無線ＬＡＮ端末は、無線ＬＡＮの通信圏外においてインターネットへのアクセスを維持することができない。
【０００４】
この問題を解決する装置として、無線ＬＡＮの通信圏内では無線ＬＡＮに接続し、無線ＬＡＮの通信圏外では例えば移動通信網やＷｉＭＡＸ（Worldwide interoperability for microwave access)に接続する無線中継装置があり、無線ＬＡＮ端末を当該無線中継装置を介して無線ＬＡＮまたは移動通信網やＷｉＭＡＸに接続することによりインターネットへのアクセスを維持することが可能である。ここで、移動通信網の規格としては、ＨＳＰＡ（High speed packet access) 、ＷＣＤＭＡ（Wide band code division multiple access)、ＥＤＧＥ（Enhanced data rates for GSM（登録商標） evolution)、ＬＴＥ（Long Term Evolution ）などがある。
【０００５】
図３は、従来の無線中継装置の構成例を示す（特許文献１）。
図３において、無線中継装置１０は、ネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１、ネットワーク側無線接続部１２，１３、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４、接続制御部１５により構成される。基幹ネットワーク１００には、アクセスネットワークとして無線ＬＡＮ１０１、移動通信網１０２、ＷｉＭＡＸ１０３が接続される。
【０００６】
ネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１は、ネットワーク側のアクセスネットワークである無線ＬＡＮ１０１の基地局との間で、IEEE 802.11 規格のプロトコルに従った接続処理を行う。ネットワーク側無線接続部１２，１３は、移動通信網１０２やＷｉＭＡＸ１０３の基地局との間で、各無線システムのプロトコルに従った接続処理を行う。ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４は、ローカル側の無線ＬＡＮ端末１との間で、IEEE 802.11 規格のプロトコルに従った接続処理を行う。接続制御部１５は、ネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１またはネットワーク側無線接続部１２，１３のいずれかを選択し、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４との間で中継処理を行う。
【０００７】
このような構成により、無線ＬＡＮ端末１は、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４を介して無線中継装置１０に接続され、さらにネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１を介してネットワーク側の無線ＬＡＮ１０１、またはネットワーク側無線接続部１２，１３を介して移動通信網１０２やＷｉＭＡＸ１０３に接続され、これらのアクセスネットワークを介して基幹ネットワーク１００に接続される。
【０００８】
ところで、無線ＬＡＮ端末１と無線中継装置１０の双方の無線ＬＡＮインタフェースが、無線ＬＡＮの高速化規格であるIEEE 802.11n規格（非特許文献１）に対応している場合、それまで制定されていたIEEE 802.11a/b/g規格（非特許文献２）で用いていた周波数チャネルを２つ同時に利用するチャネルボンディングを用いた伝送を行うことが可能である。これにより、IEEE 802.11a/b/g規格の無線ＬＡＮを用いた場合と比較して、２倍以上の高速な通信が可能となる。
【０００９】
このチャネルボンディングでは、通常利用するチャネル（メインチャネル）と、高速化のための拡張チャネル（サブチャネル）の２つのチャネルが用いられる。なお、無線ＬＡＮにおいて、IEEE802.11規格で規定される 2.4ＧHz帯の周波数帯におけるチャネルボンディングでは、20ＭHz帯域幅のメインチャネルおよびサブチャネルを用いた40ＭHz帯域幅のチャネルを用いて通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−０２１８７８号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】IEEE Std 802.11nTM-2009 20.3.22.5.2章
【非特許文献２】IEEE Std 802.11TM-2007 17.2.2.2章
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
無線中継装置１０では、アクセスネットワーク（１０１〜１０３）のいずれかから無線ＬＡＮ端末１へ、あるいは無線ＬＡＮ端末１からアクセスネットワークのいずれかへトラヒックをリアルタイムで転送する。このときの通信速度は、アクセスネットワーク（１０１〜１０３）のいずれかに接続されるネットワーク側の伝送速度と、無線ＬＡＮ端末１に接続されるローカル側の伝送速度のどちらか遅いものとなる。
【００１３】
例えば、図４に示すように、ローカル側無線ＬＡＮがチャネルボンディングにより40ＭHz（20ＭHz×２）の周波数帯域が確保されるとき、ネットワーク側（移動通信網やＷｉＭＡＸ）がそれより狭い５ＭHzの周波数帯域であれば、それぞれの伝送速度もそれに応じたものとなり、ネットワーク側の遅い伝送速度が無線中継のボトルネックとなる。この場合には、ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを行わない方がよいことになる。
【００１４】
ここで、図５を参照して、ローカル側とネットワーク側の伝送速度に違いがある場合のチャネルボンディングの得失について説明する。ここでは、伝送速度の高低を矢印の太さで表す。
【００１５】
図５(1) は、ローカル側無線ＬＡＮがチャネルボンディングしているときに、ネットワーク側の伝送速度がローカル側の伝送速度より低い場合を示す。ローカル側からネットワーク側へのトラヒックは、ネットワーク側の低速の伝送速度がボトルネックとなって無線中継装置でバッファリングされ、ローカル側のチャネルボンディングによる高速通信を活かすことができない。一方、ネットワーク側からローカル側へのトラヒックは、ネットワーク側の伝送速度が低速のために、ローカル側の伝送速度が高速であるにも拘らず低速な無線中継になる。さらに、ローカル側でチャネルボンディングによる２チャネル分の無線帯域を消費してしまうため、サブチャネルを使用している他の無線システムの通信容量が低下することになる。このようなとき、例えば
ローカル側の伝送速度／２＞ネットワーク側の伝送速度
であれば、ローカル側でチャネルボンディングを停止して無線帯域を絞ることが望ましい。
【００１６】
図５(2) は、ローカル側無線ＬＡＮがチャネルボンディングをしていないときに、ネットワーク側の伝送速度がローカル側の伝送速度より高い場合を示す。ローカル側からネットワーク側へのトラヒックは、ローカル側の伝送速度が低速のために、ネットワーク側の伝送速度が高速であるにも拘らず低速な無線中継になる。一方、ネットワーク側からローカル側へのトラヒックは、ローカル側の低速の伝送速度がボトルネックとなって無線中継装置でバッファリングされ、ネットワーク側の高速通信を活かすことができない。このようなとき、例えば
ローカル側の伝送速度＜ネットワーク側の伝送速度
または、
ローカル側の伝送速度×２＜ネットワーク側の伝送速度
であれば、ローカル側でチャネルボンディングを実施して無線帯域を広げることが望ましい。
【００１７】
本発明は、無線中継装置のローカル側のチャネルボンディングの有無に応じた伝送速度とネットワーク側の伝送速度に応じて、無線中継の通信効率、周波数利用効率を向上させることができる無線中継装置およびトラヒック制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１の発明は、無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、ローカル無線接続部とネットワーク無線接続部との間を接続し、無線端末とアクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部とを備えた無線中継装置において、ローカル側無線接続部の伝送速度と、ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じてローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断し、ローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御するトラヒック制御部を備える。
【００１９】
第１の発明の無線中継装置において、トラヒック制御部は、ローカル側無線接続部で２周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、ローカル無線接続部の伝送速度の１／２がネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を停止して１周波数チャネルを用いた通信に切り替え、ローカル無線接続部の伝送速度の１／２がネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う。
【００２０】
第１の発明の無線中継装置において、トラヒック制御部は、ローカル側無線接続部で１周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍（ａは１〜２）がネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を実施し、ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍がネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の１周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う。
【００２１】
第２の発明は、無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、ローカル無線接続部とネットワーク無線接続部との間を接続し、無線端末とアクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部とを備えた無線中継装置のトラヒック制御方法において、ローカル側無線接続部の伝送速度と、ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じてローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断するトラヒック制御部を備え、トラヒック制御部がローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御する。
【００２２】
第２の発明のトラヒック制御方法において、トラヒック制御部は、ローカル側無線接続部で２周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、ローカル無線接続部の伝送速度の１／２がネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を停止して１周波数チャネルを用いた通信に切り替え、ローカル無線接続部の伝送速度の１／２がネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う。
【００２３】
第２の発明のトラヒック制御方法において、トラヒック制御部は、ローカル側無線接続部で１周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍（ａは１〜２）がネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を実施し、ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍がネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の１周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、ローカル側無線接続部とネットワーク側無線接続部の伝送速度を比較し、ローカル側がチャネルボンディングを実施しているために低速のネットワーク側がボトルネックになっている状態、あるいはローカル側がチャネルボンディングを実施していないために低速のローカル側がボトルネックになっている状態を検出した場合に、チャネルボンディングの停止または実施を制御する。これにより、ネットワーク側とローカル側の伝送速度差による通信速度のボトルネックが解消し、無線中継の通信効率が向上する。また、不要なチャネルボンディングを停止することにより、周波数利用効率の向上も見込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の無線中継装置の実施例を示す図である。
【図２】トラヒック制御部１６の処理手順および処理例を示す図である。
【図３】従来の無線中継装置の構成例を示す図である。
【図４】従来の無線中継装置におけるボトルネックの例を示す図である。
【図５】従来の無線中継装置におけるボトルネックの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の無線中継装置の実施例を示す。
図１において、無線中継装置１０を構成するネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１、ネットワーク側無線接続部１２，１３、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４、接続制御部１５は、従来の無線中継装置と同様の機能を有する。
【００２７】
本実施例の無線中継装置１０の特徴は、ネットワーク側無線接続部１２，１３、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４および接続制御部１５に接続されるトラヒック制御部１６において、ネットワーク側無線接続部１２，１３とローカル側無線ＬＡＮ接続部１４の伝送速度に応じて、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４と無線ＬＡＮ端末１との間でチャネルボンディングを実施するか否かを制御するところにある。ここでは、無線接続部１５において、ネットワーク側無線接続部１２とローカル側無線ＬＡＮ接続部１４が接続され、無線中継装置１０を介して移動通信網１０２の基地局と無線ＬＡＮ端末１が接続されている状態を示すが、ネットワーク側がＷｉＭＡＸ１０３であってもよい。ローカル側無線ＬＡＮがチャネルボンディングの有無に応じて20ＭHzまたは40ＭHzの無線帯域が確保されるときに、ネットワーク側は接続されるネットワーク側無線接続部１２，１３の無線方式により例えば５ＭHzから 100ＭHzまでの無線帯域を取りうる場合を想定する。
【００２８】
図２は、トラヒック制御部１６の処理手順および処理例を示す。
図２において、トラヒック制御部１６は、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４の伝送速度と、ネットワーク側無線接続部１２（移動通信網）の伝送速度を取得する（Ｓ１）。ここで、ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを実施中か否かを判断する（Ｓ２）。
【００２９】
ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを実施中であれば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１で取得したローカル側およびネットワーク側の伝送速度を比較し、
ローカル側の伝送速度／２＞ネットワーク側の伝送速度
であるか否かを判断する（Ｓ３）。ここで、ローカル側の伝送速度／２（チャネルボンディングを停止したときの伝送速度）がネットワーク側の伝送速度より高速であれば、ネットワーク側がボトルネックになっており、ローカル側無線ＬＡＮの無線帯域が無駄になっていることを示す。この場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ローカル側無線ＬＡＮのチャネルボンディングを停止し（Ｓ５）、ローカル無線ＬＡＮの無線帯域を半分にしてネットワーク側と同等にする。一方、ローカル側の伝送速度／２がネットワーク側の伝送速度より低速であれば、チャネルボンディングをそのまま維持する（Ｓ６）。
【００３０】
ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４がチャネルボンディングを実施する前に、トラヒック制御部１６に対してその可否を問い合わせる場合のように、ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを未実施であれば（Ｓ２：Ｎｏ）、ステップＳ１で取得したローカル側およびネットワーク側の伝送速度を比較し、
ローカル側の伝送速度×２＜ネットワーク側の伝送速度
であるか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、ローカル側の伝送速度×２（チャネルボンディングを実施したときの伝送速度）がネットワーク側の伝送速度より低速であれば、ローカル側がボトルネックになっており、ネットワーク側の無線帯域が無駄になっていることを示す。この場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ローカル側無線ＬＡＮのチャネルボンディングを実施し（Ｓ７）、ローカル側無線ＬＡＮの無線帯域を広げてネットワーク側と同等にする。一方、ローカル側の伝送速度×２がネットワーク側の伝送速度より高速であれば、チャネルボンディングを実施せずにそのまま維持する（Ｓ６）。
【００３１】
なお、ステップＳ４において、ローカル側の伝送速度とネットワーク側の伝送速度を比較し、ローカル側の伝送速度×ａ（ａは１〜２）がネットワーク側の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを実施し、ローカル側の伝送速度×ａがネットワーク側の伝送速度より高速であれば、チャネルボンディングを実施せずにそのまま維持してもよい。
【００３２】
以上により、ネットワーク側とローカル側の伝送速度差による通信速度のボトルネックが解消し、無線中継の通信効率が向上する。また、不要なチャネルボンディングを停止することにより、周波数利用効率の向上も見込むことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１ 無線ＬＡＮ端末
１０ 無線中継装置
１１ ネットワーク側無線ＬＡＮ接続部
１２，１３ ネットワーク側無線接続部
１４ ローカル側無線ＬＡＮ接続部
１５ 接続制御部
１６ トラヒック制御部
１００ 基幹ネットワーク
１０１ 無線ＬＡＮ
１０２ 移動通信網
１０３ ＷｉＭＡＸ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローカル側の無線ＬＡＮ端末と、ネットワーク側の複数のアクセスネットワーク（無線ＬＡＮや移動通信網）との間で中継処理を行う無線中継装置およびトラヒック制御方法に関する。
特に、ローカル側無線ＬＡＮにおいて、複数のチャネルを束ねるチャネルボンディングを用いた無線通信を行う無線中継装置およびトラヒック制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット、ゲーム機等のモバイル端末に無線ＬＡＮインタフェースが搭載され、これらの機器を用いて自宅やオフィス等のみならず、外出先においても高速な無線ＬＡＮを介したインターネットアクセスを行うことが可能である。本明細書では、このようなモバイル端末を含む無線ＬＡＮインタフェースを備えた無線端末を「無線ＬＡＮ端末」という。
【０００３】
しかし、無線ＬＡＮは駅や空港、喫茶店等の場所に固定して設置されており、無線ＬＡＮ端末は、無線ＬＡＮの通信圏外においてインターネットへのアクセスを維持することができない。
【０００４】
この問題を解決する装置として、無線ＬＡＮの通信圏内では無線ＬＡＮに接続し、無線ＬＡＮの通信圏外では例えば移動通信網やＷｉＭＡＸ（Worldwide interoperability for microwave access)に接続する無線中継装置があり、無線ＬＡＮ端末を当該無線中継装置を介して無線ＬＡＮまたは移動通信網やＷｉＭＡＸに接続することによりインターネットへのアクセスを維持することが可能である。ここで、移動通信網の規格としては、ＨＳＰＡ（High speed packet access) 、ＷＣＤＭＡ（Wide band code division multiple access)、ＥＤＧＥ（Enhanced data rates for GSM（登録商標） evolution)、ＬＴＥ（Long Term Evolution ）などがある。
【０００５】
図３は、従来の無線中継装置の構成例を示す（特許文献１）。
図３において、無線中継装置１０は、ネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１、ネットワーク側無線接続部１２，１３、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４、接続制御部１５により構成される。基幹ネットワーク１００には、アクセスネットワークとして無線ＬＡＮ１０１、移動通信網１０２、ＷｉＭＡＸ１０３が接続される。
【０００６】
ネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１は、ネットワーク側のアクセスネットワークである無線ＬＡＮ１０１の基地局との間で、IEEE 802.11 規格のプロトコルに従った接続処理を行う。ネットワーク側無線接続部１２，１３は、移動通信網１０２やＷｉＭＡＸ１０３の基地局との間で、各無線システムのプロトコルに従った接続処理を行う。ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４は、ローカル側の無線ＬＡＮ端末１との間で、IEEE 802.11 規格のプロトコルに従った接続処理を行う。接続制御部１５は、ネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１またはネットワーク側無線接続部１２，１３のいずれかを選択し、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４との間で中継処理を行う。
【０００７】
このような構成により、無線ＬＡＮ端末１は、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４を介して無線中継装置１０に接続され、さらにネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１を介してネットワーク側の無線ＬＡＮ１０１、またはネットワーク側無線接続部１２，１３を介して移動通信網１０２やＷｉＭＡＸ１０３に接続され、これらのアクセスネットワークを介して基幹ネットワーク１００に接続される。
【０００８】
ところで、無線ＬＡＮ端末１と無線中継装置１０の双方の無線ＬＡＮインタフェースが、無線ＬＡＮの高速化規格であるIEEE 802.11n規格（非特許文献１）に対応している場合、それまで制定されていたIEEE 802.11a/b/g規格（非特許文献２）で用いていた周波数チャネルを２つ同時に利用するチャネルボンディングを用いた伝送を行うことが可能である。これにより、IEEE 802.11a/b/g規格の無線ＬＡＮを用いた場合と比較して、２倍以上の高速な通信が可能となる。
【０００９】
このチャネルボンディングでは、通常利用するチャネル（メインチャネル）と、高速化のための拡張チャネル（サブチャネル）の２つのチャネルが用いられる。なお、無線ＬＡＮにおいて、IEEE802.11規格で規定される 2.4ＧHz帯の周波数帯におけるチャネルボンディングでは、20ＭHz帯域幅のメインチャネルおよびサブチャネルを用いた40ＭHz帯域幅のチャネルを用いて通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−０２１８７８号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】IEEE Std 802.11nTM-2009 20.3.22.5.2章
【非特許文献２】IEEE Std 802.11TM-2007 17.2.2.2章
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
無線中継装置１０では、アクセスネットワーク（１０１〜１０３）のいずれかから無線ＬＡＮ端末１へ、あるいは無線ＬＡＮ端末１からアクセスネットワークのいずれかへトラヒックをリアルタイムで転送する。このときの通信速度は、アクセスネットワーク（１０１〜１０３）のいずれかに接続されるネットワーク側の伝送速度と、無線ＬＡＮ端末１に接続されるローカル側の伝送速度のどちらか遅いものとなる。
【００１３】
例えば、図４に示すように、ローカル側無線ＬＡＮがチャネルボンディングにより40ＭHz（20ＭHz×２）の周波数帯域が確保されるとき、ネットワーク側（移動通信網やＷｉＭＡＸ）がそれより狭い５ＭHzの周波数帯域であれば、それぞれの伝送速度もそれに応じたものとなり、ネットワーク側の遅い伝送速度が無線中継のボトルネックとなる。この場合には、ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを行わない方がよいことになる。
【００１４】
ここで、図５を参照して、ローカル側とネットワーク側の伝送速度に違いがある場合のチャネルボンディングの得失について説明する。ここでは、伝送速度の高低を矢印の太さで表す。
【００１５】
図５(1) は、ローカル側無線ＬＡＮがチャネルボンディングしているときに、ネットワーク側の伝送速度がローカル側の伝送速度より低い場合を示す。ローカル側からネットワーク側へのトラヒックは、ネットワーク側の低速の伝送速度がボトルネックとなって無線中継装置でバッファリングされ、ローカル側のチャネルボンディングによる高速通信を活かすことができない。一方、ネットワーク側からローカル側へのトラヒックは、ネットワーク側の伝送速度が低速のために、ローカル側の伝送速度が高速であるにも拘らず低速な無線中継になる。さらに、ローカル側でチャネルボンディングによる２チャネル分の無線帯域を消費してしまうため、サブチャネルを使用している他の無線システムの通信容量が低下することになる。このようなとき、例えば
ローカル側の伝送速度／２＞ネットワーク側の伝送速度
であれば、ローカル側でチャネルボンディングを停止して無線帯域を絞ることが望ましい。
【００１６】
図５(2) は、ローカル側無線ＬＡＮがチャネルボンディングをしていないときに、ネットワーク側の伝送速度がローカル側の伝送速度より高い場合を示す。ローカル側からネットワーク側へのトラヒックは、ローカル側の伝送速度が低速のために、ネットワーク側の伝送速度が高速であるにも拘らず低速な無線中継になる。一方、ネットワーク側からローカル側へのトラヒックは、ローカル側の低速の伝送速度がボトルネックとなって無線中継装置でバッファリングされ、ネットワーク側の高速通信を活かすことができない。このようなとき、例えば
ローカル側の伝送速度＜ネットワーク側の伝送速度
または、
ローカル側の伝送速度×２＜ネットワーク側の伝送速度
であれば、ローカル側でチャネルボンディングを実施して無線帯域を広げることが望ましい。
【００１７】
本発明は、無線中継装置のローカル側のチャネルボンディングの有無に応じた伝送速度とネットワーク側の伝送速度に応じて、無線中継の通信効率、周波数利用効率を向上させることができる無線中継装置およびトラヒック制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１の発明は、無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、ローカル無線接続部とネットワーク無線接続部との間を接続し、無線端末とアクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部とを備えた無線中継装置において、ローカル側無線接続部の伝送速度と、ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じてローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断し、ローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御するトラヒック制御部を備える。
【００１９】
第１の発明の無線中継装置において、トラヒック制御部は、ローカル側無線接続部で２周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、ローカル無線接続部の伝送速度の１／２がネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を停止して１周波数チャネルを用いた通信に切り替え、ローカル無線接続部の伝送速度の１／２がネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う。
【００２０】
第１の発明の無線中継装置において、トラヒック制御部は、ローカル側無線接続部で１周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍（ａは１〜２）がネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を実施し、ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍がネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の１周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う。
【００２１】
第２の発明は、無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、ローカル無線接続部とネットワーク無線接続部との間を接続し、無線端末とアクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部とを備えた無線中継装置のトラヒック制御方法において、ローカル側無線接続部の伝送速度と、ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じてローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断するトラヒック制御部を備え、トラヒック制御部がローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御する。
【００２２】
第２の発明のトラヒック制御方法において、トラヒック制御部は、ローカル側無線接続部で２周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、ローカル無線接続部の伝送速度の１／２がネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を停止して１周波数チャネルを用いた通信に切り替え、ローカル無線接続部の伝送速度の１／２がネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う。
【００２３】
第２の発明のトラヒック制御方法において、トラヒック制御部は、ローカル側無線接続部で１周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍（ａは１〜２）がネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を実施し、ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍がネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の１周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、ローカル側無線接続部とネットワーク側無線接続部の伝送速度を比較し、ローカル側がチャネルボンディングを実施しているために低速のネットワーク側がボトルネックになっている状態、あるいはローカル側がチャネルボンディングを実施していないために低速のローカル側がボトルネックになっている状態を検出した場合に、チャネルボンディングの停止または実施を制御する。これにより、ネットワーク側とローカル側の伝送速度差による通信速度のボトルネックが解消し、無線中継の通信効率が向上する。また、不要なチャネルボンディングを停止することにより、周波数利用効率の向上も見込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の無線中継装置の実施例を示す図である。
【図２】トラヒック制御部１６の処理手順および処理例を示す図である。
【図３】従来の無線中継装置の構成例を示す図である。
【図４】従来の無線中継装置におけるボトルネックの例を示す図である。
【図５】従来の無線中継装置におけるボトルネックの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の無線中継装置の実施例を示す。
図１において、無線中継装置１０を構成するネットワーク側無線ＬＡＮ接続部１１、ネットワーク側無線接続部１２，１３、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４、接続制御部１５は、従来の無線中継装置と同様の機能を有する。
【００２７】
本実施例の無線中継装置１０の特徴は、ネットワーク側無線接続部１２，１３、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４および接続制御部１５に接続されるトラヒック制御部１６において、ネットワーク側無線接続部１２，１３とローカル側無線ＬＡＮ接続部１４の伝送速度に応じて、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４と無線ＬＡＮ端末１との間でチャネルボンディングを実施するか否かを制御するところにある。ここでは、無線接続部１５において、ネットワーク側無線接続部１２とローカル側無線ＬＡＮ接続部１４が接続され、無線中継装置１０を介して移動通信網１０２の基地局と無線ＬＡＮ端末１が接続されている状態を示すが、ネットワーク側がＷｉＭＡＸ１０３であってもよい。ローカル側無線ＬＡＮがチャネルボンディングの有無に応じて20ＭHzまたは40ＭHzの無線帯域が確保されるときに、ネットワーク側は接続されるネットワーク側無線接続部１２，１３の無線方式により例えば５ＭHzから 100ＭHzまでの無線帯域を取りうる場合を想定する。
【００２８】
図２は、トラヒック制御部１６の処理手順および処理例を示す。
図２において、トラヒック制御部１６は、ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４の伝送速度と、ネットワーク側無線接続部１２（移動通信網）の伝送速度を取得する（Ｓ１）。ここで、ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを実施中か否かを判断する（Ｓ２）。
【００２９】
ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを実施中であれば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１で取得したローカル側およびネットワーク側の伝送速度を比較し、
ローカル側の伝送速度／２＞ネットワーク側の伝送速度
であるか否かを判断する（Ｓ３）。ここで、ローカル側の伝送速度／２（チャネルボンディングを停止したときの伝送速度）がネットワーク側の伝送速度より高速であれば、ネットワーク側がボトルネックになっており、ローカル側無線ＬＡＮの無線帯域が無駄になっていることを示す。この場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ローカル側無線ＬＡＮのチャネルボンディングを停止し（Ｓ５）、ローカル無線ＬＡＮの無線帯域を半分にしてネットワーク側と同等にする。一方、ローカル側の伝送速度／２がネットワーク側の伝送速度より低速であれば、チャネルボンディングをそのまま維持する（Ｓ６）。
【００３０】
ローカル側無線ＬＡＮ接続部１４がチャネルボンディングを実施する前に、トラヒック制御部１６に対してその可否を問い合わせる場合のように、ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを未実施であれば（Ｓ２：Ｎｏ）、ステップＳ１で取得したローカル側およびネットワーク側の伝送速度を比較し、
ローカル側の伝送速度×２＜ネットワーク側の伝送速度
であるか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、ローカル側の伝送速度×２（チャネルボンディングを実施したときの伝送速度）がネットワーク側の伝送速度より低速であれば、ローカル側がボトルネックになっており、ネットワーク側の無線帯域が無駄になっていることを示す。この場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ローカル側無線ＬＡＮのチャネルボンディングを実施し（Ｓ７）、ローカル側無線ＬＡＮの無線帯域を広げてネットワーク側と同等にする。一方、ローカル側の伝送速度×２がネットワーク側の伝送速度より高速であれば、チャネルボンディングを実施せずにそのまま維持する（Ｓ６）。
【００３１】
なお、ステップＳ４において、ローカル側の伝送速度とネットワーク側の伝送速度を比較し、ローカル側の伝送速度×ａ（ａは１〜２）がネットワーク側の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線ＬＡＮでチャネルボンディングを実施し、ローカル側の伝送速度×ａがネットワーク側の伝送速度より高速であれば、チャネルボンディングを実施せずにそのまま維持してもよい。
【００３２】
以上により、ネットワーク側とローカル側の伝送速度差による通信速度のボトルネックが解消し、無線中継の通信効率が向上する。また、不要なチャネルボンディングを停止することにより、周波数利用効率の向上も見込むことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１ 無線ＬＡＮ端末
１０ 無線中継装置
１１ ネットワーク側無線ＬＡＮ接続部
１２，１３ ネットワーク側無線接続部
１４ ローカル側無線ＬＡＮ接続部
１５ 接続制御部
１６ トラヒック制御部
１００ 基幹ネットワーク
１０１ 無線ＬＡＮ
１０２ 移動通信網
１０３ ＷｉＭＡＸ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、
基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、
前記ローカル無線接続部と前記ネットワーク無線接続部との間を接続し、前記無線端末と前記アクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部と
を備えた無線中継装置において、
前記ローカル側無線接続部の伝送速度と、前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じて前記ローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断し、ローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御するトラヒック制御部を備えた
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線中継装置において、
前記トラヒック制御部は、前記ローカル側無線接続部で２周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、前記ローカル無線接続部の伝送速度の１／２が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を停止して１周波数チャネルを用いた通信に切り替え、前記ローカル無線接続部の伝送速度の１／２が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線中継装置において、
前記トラヒック制御部は、前記ローカル側無線接続部で１周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、前記ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍（ａは１〜２）が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を実施し、前記ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の１周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項４】
無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、
基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、
前記ローカル無線接続部と前記ネットワーク無線接続部との間を接続し、前記無線端末と前記アクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部と
を備えた無線中継装置のトラヒック制御方法において、
前記ローカル側無線接続部の伝送速度と、前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じて前記ローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断するトラヒック制御部を備え、トラヒック制御部がローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御する
ことを特徴とするトラヒック制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載のトラヒック制御方法において、
前記トラヒック制御部は、前記ローカル側無線接続部で２周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、前記ローカル無線接続部の伝送速度の１／２が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を停止して１周波数チャネルを用いた通信に切り替え、前記ローカル無線接続部の伝送速度の１／２が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う
ことを特徴とするトラヒック制御方法。
【請求項６】
請求項４に記載のトラヒック制御方法において、
前記トラヒック制御部は、前記ローカル側無線接続部で１周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、前記ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍（ａは１〜２）が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を実施し、前記ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の１周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う
ことを特徴とするトラヒック制御方法。
【請求項１】
無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、
基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、
前記ローカル無線接続部と前記ネットワーク無線接続部との間を接続し、前記無線端末と前記アクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部と
を備えた無線中継装置において、
前記ローカル側無線接続部の伝送速度と、前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じて前記ローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断し、ローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御するトラヒック制御部を備えた
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線中継装置において、
前記トラヒック制御部は、前記ローカル側無線接続部で２周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、前記ローカル無線接続部の伝送速度の１／２が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を停止して１周波数チャネルを用いた通信に切り替え、前記ローカル無線接続部の伝送速度の１／２が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線中継装置において、
前記トラヒック制御部は、前記ローカル側無線接続部で１周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、前記ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍（ａは１〜２）が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を実施し、前記ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の１周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項４】
無線端末との間で、１つまたは複数の周波数チャネルを用いて通信を行うローカル側無線接続部と、
基幹ネットワークに接続されるアクセスネットワークの基地局との間で通信を行うネットワーク側無線接続部と、
前記ローカル無線接続部と前記ネットワーク無線接続部との間を接続し、前記無線端末と前記アクセスネットワークの基地局との間の中継処理を行う接続制御部と
を備えた無線中継装置のトラヒック制御方法において、
前記ローカル側無線接続部の伝送速度と、前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度を取得し、両者の伝送速度の差に応じて前記ローカル側無線接続部で複数の周波数チャネルを用いた通信の可否を判断するトラヒック制御部を備え、トラヒック制御部がローカル側無線接続部で通信に用いる周波数チャネルを制御する
ことを特徴とするトラヒック制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載のトラヒック制御方法において、
前記トラヒック制御部は、前記ローカル側無線接続部で２周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、前記ローカル無線接続部の伝送速度の１／２が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を停止して１周波数チャネルを用いた通信に切り替え、前記ローカル無線接続部の伝送速度の１／２が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う
ことを特徴とするトラヒック制御方法。
【請求項６】
請求項４に記載のトラヒック制御方法において、
前記トラヒック制御部は、前記ローカル側無線接続部で１周波数チャネルを用いた通信を実施しているときに、前記ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍（ａは１〜２）が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より低速であれば、ローカル側無線接続部の２周波数チャネルを用いた通信を実施し、前記ローカル無線接続部の伝送速度のａ倍が前記ネットワーク側無線接続部の伝送速度より高速であれば、ローカル側無線接続部の１周波数チャネルを用いた通信を維持する制御を行う
ことを特徴とするトラヒック制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０２３４１（Ｐ２０１３−１０２３４１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４５６６（Ｐ２０１１−２４４５６６）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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