专利名称：接入控制装置、无线装置以及网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及接入控制装置、无线装置以及网络，例如可以应用于在由多个与无线终端连接的无线装置构成的网络中，可确保无线装置的通信质量的接入控制装置、具有该接入控制装置的无线装置、以及网络。
背景技术：
以往，在例如IEEE802.11规格的无线LAN接入点中，由于通信是以尽力服务(best effort)来进行的，所以在进行VoIP通信等实时通信的情况下，不能获得确保通信质量所需的频带，因而成为质量劣化的原因。
为了应对这样的问题，作为确保通信质量(QoSQuality of Service)的标准，制定了IEEE802.11e，确保基于该标准的通信质量。
在IEEE802.11e中，为了支持QoS，将扩展了MAC层的接入控制协议标准化，作为该接入控制协议，规定了HCF(混合协调功能HybridCoordination Function)的功能。该HCF功能是统一地组合了以往的作为自治分布式接入控制协议的DCF(分布协调功能DistributedCoordination Function)、和作为使用轮询的集中控制单元的PCF(点协调功能Point Coordination Function)的功能，可大致分为HCF竞争信道接入控制方式、和HCF控制信道接入控制方式。
HCF竞争信道接入控制方式对以往的CSMA/CA协议进行了改进，将发送帧分成与服务质量对应的类别，进行按照各个类别的服务质量来赋予差别的优先控制。
HCF控制信道接入控制方式是扩展了以往的PCF的协议，能够在数据转送之前在接入点与终端之间进行通信质量的协商，而且在进行用于数据转送的轮询时，考虑与数据种类对应的规定质量来进行时序安排，所以可保障所指定的频带宽度和延迟时间等参数。
日本特开2004-304648号公报但是，当连接的客户终端数量增多时，接入点的通信频带的分配会变得很复杂，使得难以维持通信质量。特别是对于进行VoIP通信那样的要求实时性的通信的接入点，强烈要求确保通信质量。
在这种情况下，通常是增加接入点的设置台数，暂时切断与当前所连接的客户终端的连接，使用其它信道与其它接入点进行通信。
但是，关于决定要转移到与其它接入点的连接的客户终端与哪个接入点连接的方法，在IEEE802.11中未实现标准化，所以，如果接入点要直接执行上述的IEEE802.11e的标准化技术，则客户终端有时会因客户终端的规格(例如与客户终端请求连接的网络相关的规格)、接入点的制造上的电波质量的差异、以及接入点的通信信道等而只与多个接入点中的1台连接，从而导致该接入点产生通信质量上的问题。
因此，为了确保接入点(无线装置)中的通信质量，希望有一种能够分配属于接入点(无线装置)的客户终端(无线终端)的转移目的地，可有效地利用整个网络系统的通信频带，并能够使每个可使用的无线信道的通信量均匀化的接入控制装置、无线装置以及网络。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明之1的接入控制装置是由多个与1个或多个无线终端连接的无线装置构成的网络中的无线装置所具有的接入控制装置，其具有(1)装置间通信单元，与其它无线装置进行通信；(2)无线通信单元，与无线终端进行无线通信；(3)使用频带监视单元，监视无线通信单元的使用频带；(4)切断连接终端选定单元，在无线通信单元的使用频带超过阈值时，从处于无线连接中的无线终端中选定切断连接终端；(5)切断连接声明单元，在切断连接终端被选定了后，通过装置间通信单元向其它无线装置发送包含切断连接终端信息的切断连接声明消息；和(6)强制切断指示单元，确认通过装置间通信单元从其它无线装置接收到了切断连接终端的接受声明消息，向切断连接终端发送强制切断指示消息。
本发明之2的接入控制装置是由多个与1个或多个无线终端连接的无线装置构成的网络中的无线装置所具有的接入控制装置，其具有(1)装置间通信单元，与其它无线装置进行通信；(2)无线通信单元，与无线终端进行无线通信；(3)接受判断单元，根据在装置间通信装置单元所接收的来自其它无线装置的切断连接声明消息中包含的切断连接终端信息，判断是否与该切断连接终端进行连接；和(4)接受声明单元，在接受判断单元接受与切断连接终端的连接的情况下，通过装置间通信单元向其它无线装置发送切断连接终端的接受声明消息。
本发明之3的无线装置的特征在于，由多个与1个或多个无线终端连接的无线装置构成的网络的无线装置，具有本发明之1或本发明之2的接入控制装置。
本发明之4的网络由多个与1个或多个无线终端连接的本发明之3的无线装置构成。
根据本发明，为了确保无线装置的通信质量，可分配归属于无线装置的无线终端的转移目的地，可有效地利用整个网络系统的通信频带，并能够使每个可使用的无线信道的通信量均匀化。
图1是表示第1实施方式涉及的接入点的内部结构的框图。
图2是表示第1实施方式涉及的网络的整体结构的图。
图3是表示第1实施方式涉及的接入点的动作的流程图。
图4是表示第1实施方式涉及的接入点的动作的流程图。
图5是表示第1实施方式涉及的网络的动作顺序的图。
图中10-网络；100(100-1～100-3)-接入点；101-无线LAN接口部；102-有线LAN接口部；103-拒绝连接控制部；104-使用频带监视部；105-切断客户终端判定部；106-负载平衡消息收发部；200-网络设备；300(300-1和300-2)-客户终端。
具体实施例方式
(A)第1实施方式下面，参照附图，对实施本发明的接入控制装置、无线装置以及网络的第1实施方式进行说明。
第1实施方式说明将本发明的接入控制装置应用于构成采用了基础架构模式(infrastructure mode)的无线网络的接入点的实施方式。
(A-1)第1实施方式的结构图2是表示本实施方式的网络结构的结构图。如图2所示，本实施方式的网络10构成为至少具有用户操作的多台(在图2中是2台)客户终端300(300-1和300-2)；与这些客户终端300-1、以及300-2无线连接的多台(在图2中是3台)接入点100(100-1～100-3)；和利用有线线路连接各个接入点100的网络设备200。
图2所示的本实施方式的网络10采用接入点100与存在于各个电波到达范围内的客户终端300进行无线连接的基础架构模式。
在图2中，表示在接入点100-1的电波到达范围内存在客户终端300-1和300-2，接入点100-1与客户终端300-1和300-2无线连接的状态。
各个接入点100-1～100-3通过有线线路与网络设备200连接，通过网络设备200与其它接入点之间进行信息的交换。
这里，网络设备200是通过有线线路在接入点100-1～100-3之间进行信息转送的设备，只要是能够在各个接入点100-1～100-3之间进行信息转送的网络设备，即可例如广泛地应用交换集线器和路由器等。另外，虽然在图2中未图示，但也可以构成在有线线路上连接其它中继装置和服务器等的有线LAN。
各个接入点100-1～100-3以规定周期发送信标信号，向客户终端300通知无线小区(电波到达范围)的存在。
另外，各个接入点100-1～100-3具有由IEEE802.11标准化了的无线LAN的MAC层的功能，并进行客户终端300的接入控制、与客户终端300之间的管理。
这里，对于各个接入点100-1～100-3而言，作为接入控制功能，例如可适用CSMA/CA(载波侦听多点接入/冲突检测Carrier SenseMultiple Access With Collision Avoidance)。另外，对于各个接入点100-1～100-3，作为与客户终端300之间的管理功能，具有根据从客户终端300接收到的请求消息(例如，侦测请求(Probe Request)消息、认证请求(Authentication Request)消息、关联请求(Association Request)消息等)进行该客户终端300的认证处理和连接处理的客户终端300的认证功能和连接功能，以及客户终端300的功率管理状态管理功能等。
另外，各个接入点100-1～100-3，在完成了客户终端300的认证和连接后，与该客户终端300之间建立无线通信。
图1是表示本实施方式涉及的接入点100的主要内部结构的框图。
如图1所示，本实施方式的接入点100主要具有无线LAN接口部101、有线LAN接口部102、拒绝连接控制部103、使用频带监视部104、切断客户终端判定部105、和负载平衡消息收发部106。
无线LAN接口部101是在由IEEE802.11标准化了的基础架构模式下动作的一般的无线LAN接口部，其以基于CSMA/CA的信道接入控制方式，使用规定的无线信道，与客户终端300之间进行信号的收发。
另外，无线LAN接口部101从拒绝连接控制部103取得成为拒绝连接的客户终端300的MAC地址，限制与该MAC地址的客户终端300的连接处理。即，无线LAN接口部101即使从该MAC地址的客户终端300接收到侦测请求消息、或认证请求消息，也不进行对侦测请求消息、或认证请求消息的回答。
有线LAN接口部102是用于与所连接的有线线路之间进行信息收发的接口部，可应用现有的有线网络的接口部。
使用频带监视部104监视无线LAN接口部101当前所使用的通信频带。使用频带监视部104预先设定负载平衡功能开始阈值，当检测到无线LAN接口部101当前所使用的通信频带超过了负载平衡功能开始阈值时，把该情况通知切断客户终端判定部105。由此，与客户终端300连接的接入点100为了确保通信质量，可以开始进行与当前所连接的客户终端300的拒绝连接相关的处理。
另外，在本实施方式中，是采用监视使用频带的方式，但也可以监视接入点的通信数量，在通信数量超过了阈值时，通知该情况。
切断客户终端判定部105，在从使用频带监视部104接收到表示无线LAN接口部101的通信频带已经超过了负载平衡功能开始阈值的通知后，使用规定的选择方法，从当前所连接的客户终端300当中选择要切断连接的客户终端300，并把该所选择的客户终端300的MAC地址提供给负载平衡消息收发部106。由此，接入点100为了确保通信质量，可选择将要拒绝连接的客户终端300的候补。
负载平衡消息收发部106制作包含从切断客户终端判定部105接收到的客户终端300的MAC地址、和在与该客户终端300的无线通信中所使用的无线信道(无线信道编号)SSID(Service Set Identifier服务设置识别符)的取消认证(Deauthentication)预定消息这样的强制切断预定消息，把该取消认证预定消息作为IP数据包，从有线LAN接口部102通过广播或组播发送。由此，接入点100可通过有线线路，向邻近的其它接入点100通知关于要强制切断的客户终端300的信息。
另外，从要执行对所连接的客户终端300的拒绝连接的接入点100接收到了包含取消认证预定消息的IP数据包的其它接入点100中的负载平衡消息收发部106，在判断出所接收的取消认证预定消息中包含的SSID是相同的后，判断IP数据包的发送源接入点100的无线信道与本接入点100的无线信道是否一致。
然后，无线信道不一致的其它接入点100，进行使发送源与作为拒绝连接对象的客户终端300的再连接(连接的切换)的准备，负载平衡消息收发部106为了通知该情况，向有线LAN接口部102指示准备就绪(Ready)消息的发送请求。然后，当无线LAN接口部101与作为该拒绝连接对象的客户终端300之间，通过认证和连接处理而关联(Association)成功时，负载平衡消息收发部106向有线LAN接口部102指示完成(Complete)消息的广播或组播的发送请求。
另一方面，无线信道一致的其它接入点100不进行与作为拒绝连接对象的客户终端300的连接准备，负载平衡消息收发部106向拒绝连接控制部103指示拒绝与该客户终端300连接。
另外，接入点100当通过有线线路从进行了与客户终端300的再连接的其它接入点100接收到完成消息时，负载平衡消息收发部106解除针对与该客户终端300连接的拒绝。
拒绝连接控制部103向无线LAN接口部101通知要拒绝连接的客户终端300的MAC地址。
(A-2)第1实施方式的动作接下来，参照附图对本实施方式的接入点100的动作进行说明。接入点100虽然也进行通常的作为现有的接入点的功能的动作，但除了该通常的动作以外，还进行以下说明的本实施方式的动作。
以下，说明在图2中，对为了确保接入点100-1中的通信质量，而进行从当前处于连接中的客户终端300当中切断与任意一个客户终端的连接的动作，以及进行邻近位置的其它接入点100-2和100-3与被切断连接的客户终端300的连接处理的动作进行说明。
图3是表示接入点100切断与客户终端300的连接的动作的流程图。在本实施方式涉及的接入点100中，通过用户等的操作预先设定了负载平衡功能开始阈值。
图2所示的接入点100-1按照现有的无线LAN的接入控制协议与客户终端300-1和300-2进行无线连接。
在与多个客户终端300-1和300-2连接的接入点100-1中，使用频带监视部104始终监视无线LAN接口部101当前所使用的通信频带。
使用频带监视部104在无线LAN接口部101正在使用的使用频带超过了预先设定的负载平衡功能开始阈值的情况下，将该情况通知给切断客户终端判定部105。
当来自使用频带监视部104的表示超过了负载平衡功能开始阈值的通知被提供给切断客户终端判定部105时，切断客户终端判定部105从当前与无线LAN接口部101处于连接中的客户终端300-1和300-2中选择接收电波强度最低的客户终端300，并把该选择的客户终端300的MAC地址通知给负载平衡消息收发部102(S101)。
此时，切断客户终端判定部105为了确保通信质量，除了进行声音通信的客户终端300外，还可以选择连接对象。
负载平衡消息收发部106在接收到由切断客户终端判定部105所选择的客户终端300的MAC地址后，制作包含所通知的MAC地址、无线LAN接口部101所使用的无线信道、和SSID的取消认证预定消息，并把该制作出的取消认证预定消息作为IP数据包，把该IP数据包作为广播或组播数据，从有线LAN接口102发送出去(S1023)。
此时，负载平衡消息收发部106等待经由有线LAN接口102从其它接入点发送来的可接受消息(以下称为准备就绪消息)的到达，直到超时(S102)。
在超时之前从其它接入点100发送来的准备就绪消息到达了的情况下，负载平衡消息收发部106进行向切断客户终端判定部105发送负载平衡目的地发现消息的S105以后的处理(S104)。
另一方面，在超时之前准备就绪消息未到达的情况下，向切断客户终端判定部105发送负载平衡目的地未发现消息，切断客户终端判定部105返回S101，返回对接收电波强度第2低的客户终端300的选择处理(S104)。
在S105中，切断客户终端判定部105向拒绝连接控制器103通知要切断的客户终端的MAC地址，同时使负载平衡消息收发部106开始负载平衡功能动作结束消息(完成消息)的接收准备(S105)。
拒绝连接控制部103通知无线LAN接口部101忽略对应的MAC地址的所有侦测请求消息、认证请求消息(S106)，并向无线LAN接口部101发出针对该MAC地址的终端的取消认证请求(DeauthenticationRequest)消息(S107)。
在超时之前完成消息未到达的情况下，拒绝连接控制部103解除对无线LAN接口部101的侦测请求消息、认证请求消息的拒绝，然后返回到S101，进行其它客户终端的选择处理(S109)。由此，判断为预定切断的客户终端300是未找到下一个连接目的地接入点的终端，可放弃对该客户终端300的切断，进行其它客户终端300的选择。
另一方面，在超时之前完成消息到达的情况下，拒绝连接控制部103解除对无线LAN接口部101的侦测请求消息、认证请求消息的拒绝，回答响应消息(侦测响应(Probe Response)消息、认证响应(Authentication Response)消息)(S110)。
接下来，参照图4对位于接入点100-1附近的、具有空余频带的其它接入点100-2和100-3的动作进行说明。
在图4中，负载平衡消息收发部106进行从有线LAN接口部102接收取消认证预定消息的接收准备(S201)。
在有线LAN接口102接收到由上述的其它接入点100-1发送来的取消认证预定消息后，负载平衡消息收发部106提取在所接收的取消认证预定消息中包含的MAC地址、无线信道和SSID(S203)，将所提取的MAC地址和无线信道通知给拒绝连接控制部103。
此时，负载平衡消息收发部106使用在取消认证预定消息中所包含的SSID，判断是否与本接入点100的SSID相同，由此来判断该客户终端300所连接的网络。然后，在SSID相同的情况下，进入S204，在SSID不同的情况下，返回S201，等待准备就绪消息的接收(S203)。
在S203中，针对有线LAN接口部102进行接收负载平衡消息收发部106的完成消息的接收准备(S204)。
拒绝连接控制部103判断由负载平衡消息收发部106通知的无线信道与无线LAN接口部101的使用信道是否相同(S205)。
然后，在判断为无线信道相同时，拒绝连接控制部103指示无线LAN接口部101，对在取消认证预定消息中所包含的MAC地址的所有侦测请求消息、认证请求消息不进行响应。在接收到该指示后，无线LAN接口部101对所接收的侦测请求消息、认证请求消息中的发送源为该MAC地址的请求消息不回答响应消息(S206)。此时，接入点100开始用于等待完成消息的接收的计时动作。
即，无线信道相同的接入点100，具有不进行与该客户终端300的连接处理的功能。
另一方面，在判断为无线信道不相同时，拒绝连接控制部103对负载平衡消息收发部106进行准备就绪消息的发送请求，负载平衡消息收发部106在接收到该请求后，从有线LAN接口部102发送准备就绪消息(S208)。
即，无线信道不同的接入点100，具有进行与该客户终端300的连接处理的功能。
在S205中，在判断为无线信道不同的情况下，进行与客户终端300的连接处理，在客户终端与无线LAN接口部101的关联成功的情况下(S209)，负载平衡消息收发部106制作完成消息，通过广播或组播通信从有线LAN接口102进行发送(S210)。
另一方面，在S205中，在判断为无线信道相同的情况下，拒绝与客户终端300连接，但在规定的时间内检测到从其它接入点100接收到了完成消息的情况下，或在超时的情况下，拒绝连接控制部103解除针对与该客户终端300连接的拒绝，开始针对无线LAN接口101的侦测请求消息、认证请求消息的回答(S207)。
下面，参照图5的顺序图，对执行图3或图4所示的处理的接入点100-1～100-3之间的动作进行说明。
在图5中，首先设定为接入点100-1与客户终端300处于连接中。
在接入点100-1中，在利用频带监视部104检测到无线LAN接口部101的通信频带超过了负载平衡功能开始阈值时，由切断客户终端判定部105选定作为切断连接对象的客户终端300。
然后，接入点100-1由负载平衡消息收发部106制作包含客户终端300的MAC地址、无线信道和SSID的取消认证预定消息，并通过有线线路进行广播发送或组播发送(S301)。
此时，接入点100-1做好了准备就绪消息的接收准备，在超时以前等待来自其它接入点100-2和100-3的准备就绪消息的到达(S302)。
另一方面，在其它接入点100-2和100-3从接入点100-1接收到取消认证预定消息后，负载平衡消息收发部106通过判断SSID是否一致，来判断无线信道是否一致。
然后，由于接入点100-3与接入点100-1的无线信道一致，所以进行图4的S206的处理，拒绝对该客户终端300的侦测请求消息、认证请求消息进行响应(S303)。此时，接入点100-3开始计时动作。
另外，由于接入点100-2与接入点100-1的无线信道不一致，所以进行图4的S208的处理，为了进行与该客户终端300的连接，发送准备就绪消息(S304)。
在接入点100-1中，当从接入点100-2接收到准备就绪消息后，拒绝对来自该客户终端300的侦测请求消息、认证请求消息进行响应(S305)，向客户终端300发送取消认证消息(S306)。
然后，客户终端300至接入点100-1的连接被强制切断，客户终端300为了与其它接入点100进行连接，发送侦测请求消息(S307)。
接入点100-2在从客户终端300接收到侦测请求消息后，对其以侦测响应消息进行响应(S308)。
另外，当客户终端300发送作为认证请求的认证请求消息时，接入点100-2进行规定的认证处理，如果认证成功，则响应认证响应消息(S309、S310)。
在客户终端300发送了关联请求消息后，接入点100-2响应关联响应消息，关联成功，客户终端300与接入点100-2的连接处理结束(S311、S312)。
然后，接入点100-2进行图4的S210的处理，并通过广播或组播发送完成消息(S313)。
接入点100-1和100-3在接收到来自接入点100-2的完成消息时，进行图3的S110和图4的S207的处理，解除针对客户终端300的拒绝连接(S314和S315)。
(A-3)第1实施方式的效果如上所述，根据第1实施方式，在接入点100的通信频带增大了的情况下，能够强制地切断与从当前所连接的客户终端300中选择出的客户终端300的连接。
另外，根据第1实施方式，由于要执行客户终端300的强制切断的接入点100能够使其转移到其它接入点，所以可减少开始新通信的概率，并且可抑制同一信道的网络传输量的增加，可有效利用整个网络系统的频带和提高通信质量。
另外，根据第1实施方式，接入点100即使在实时通信增加的情况下，也能够有效地利用整个网络的频带，并且予以应对。
(B)其它实施方式(B-1)在上述的实施方式中，对适用于IEEE802.11标准化的接入点(无线装置)和客户终端(无线终端)进行了说明，但无线通信技术可进行广泛的应用，而不限于由IEEE802.11等规定的标准和通信协议。
(B-2)在存在多个作为预定切断连接的客户终端的转移目的地的接入点的情况下，即，在回送图4的S208的准备就绪消息的接入点存在多个的情况下，要切断连接的接入点可根据准备就绪消息的最先到达，来决定转移目的地的接入点。
另外，在这种情况下，例如，可根据接入点的通信能力(例如通信频带容量等)预先设定优先度，根据该优先度决定转移目的地接入点。即，能够把通信频带容量大的接入点优先作为转移目的地。
(B-3)在上述的实施方式中，说明了接入点之间能够通过有线线路进行连接，但只要在接入点之间能够进行消息的收发，则不限于有线连接，也可以将一部分或全部构成无线网络。
在这种情况下，也可以使客户侧的通信接口部和接入点侧的通信接口部具有相同的构造。由此，可减小接入点的构成规模。
(B-4)在上述的实施方式中，关于接入点100的功能，为了便于说明，作为硬件结构进行了说明，但在实际中，也可以通过执行软件来实现上述的功能。
权利要求
1.一种接入控制装置，是由多个与1个或多个无线终端连接的无线装置构成的网络中的无线装置所具有的接入控制装置，其特征在于，具有装置间通信单元，与其它无线装置进行通信；无线通信单元，与各上述无线终端进行无线通信；使用频带监视单元，监视上述无线通信单元的使用频带；切断连接终端选定单元，在上述无线通信单元的使用频带超过阈值时，从处于无线连接中的上述无线终端中选定切断连接终端；切断连接声明单元，在上述切断连接终端被选定后，通过上述装置间通信单元向其它无线装置发送包含上述切断连接终端信息的切断连接声明消息；和强制切断指示单元，确认通过上述装置间通信单元从其它无线装置接收到了上述切断连接终端的接受声明消息，向上述切断连接终端发送强制切断指示消息。
2.根据权利要求1所述的接入控制装置，其特征在于，具有拒绝连接控制单元，该拒绝连接控制单元在上述切断连接终端被选定了的情况下，指示拒绝对来自上述切断连接终端的连接请求进行响应，而且，在上述其它无线装置完成了与上述切断连接终端的连接处理后，指示解除针对来自上述切断连接终端的连接请求的拒绝响应。
3.一种接入控制装置，是由多个与1个或多个无线终端连接的无线装置构成的网络中的无线装置所具有的接入控制装置，其特征在于，具有装置间通信单元，与其它无线装置进行通信；无线通信单元，与上述无线终端进行无线通信；接受判断单元，根据在上述装置间通信单元所接收的来自其它无线装置的切断连接声明消息中包含的切断连接终端信息，判断是否与该切断连接终端进行连接；和接受声明单元，在上述接受判断单元接受与上述切断连接终端的连接的情况下，通过上述装置间通信单元向其它无线装置发送上述切断连接终端的接受声明消息。
4.一种无线装置，是由多个与1个或多个无线终端连接的无线装置构成的网络中的无线装置，其特征在于，具有权利要求1～3中的任意一项所述的接入控制装置。
5.一种网络，由多个与1个或多个无线终端连接的权利要求4所述的无线装置构成。
全文摘要
本发明提供一种接入控制装置，为了确保无线装置的通信质量，可有效地变更无线终端的连接目的地。本发明的接入控制装置是由多个与1个或多个无线终端连接的无线装置构成的网络中的无线装置所具有的接入控制装置，具有装置间通信单元；无线通信单元；使用频带监视单元；切断连接终端选定单元，在无线通信单元的使用频带超过阈值时，从处于无线连接中的无线终端中选定切断连接终端；切断连接声明单元，在切断连接终端被选定了时，通过装置间通信单元向其它无线装置发送包含切断连接终端信息的切断连接声明消息；强制切断指示单元，确认通过装置间通信单元从其它无线装置接收到了切断连接终端的接受声明消息，向切断连接终端发送强制切断指示消息。
文档编号H04W48/08GK101080096SQ20071007938
公开日2007年11月28日 申请日期2007年2月16日 优先权日2006年5月26日
发明者坪田东 申请人:冲电气工业株式会社