JP4697048B2

JP4697048B2 - 通信システム

Info

Publication number: JP4697048B2
Application number: JP2006145413A
Authority: JP
Inventors: 伸也井上
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: JP2007318419A

Description

本発明は、通信システムに関し、とくに、IP（Internet Protocol）交換機と無線LAN（Local Area Network）機器とを用い、携帯電話機や情報通信機器と通信するシステムに関するものである。

従来、ソフトスイッチと無線LAN（Local Area Network）機器は、あくまで別のシステムとして動作するものとして扱かわれる。また、無線LAN機器も、従来のLANスイッチやルータと同様、ネットワーク機器の一つとして扱われている。最近、無線IP（Internet Protocol）電話の普及にともない端末装置である無線IP電話端末装置と無線LAN機器の間で、無線IP電話端末装置の省電力を実現する技術が実現される。無線IP電話端末装置は、無線LANにおけるアクセスポイントの切り替わりにおいて発生する途切れを短くする技術、すなわち高速ハンドオーバも実現されるようになった。また、無線LAN機器で通話数を制限すると、無線LANにおけるアクセスポイントの許容可能な通話数以上の通話には、通話中であることを示すビジー信号を返す等の技術も導入されるようになった。

外部環境による影響については、まず、導入前にサイトサーベイを実施する。サイトサーベイは、外部の無線LANの使用状況や同じ周波数帯を使用する機器からの電波を測定する。チャネルは、これら電波測定の影響を最小限に抑えるように選択する方法が採用されている。

また、現状における方法には、たとえば特許文献１に開示されるように、無線LAN上で音声系LANとデータ系LANで区別し、QoS（Quality of Service）をかけるかまたは呼制御のパケットをキャプチャし、QoSをかける方法が採られている。
特開2004−128603号公報

しかしながら、上述した方法では、無線IP電話端末装置上における音声の品質を確保するには限界がある。たとえば外部環境による影響は日々変化するものであるからである。隣接するビルが無線LANを導入すれば、これが干渉源となり、当初の設計通り、必要な通話数を確保できなくなる虞がある。また、今後、屋外で無線LANの公衆向けサービスが展開されると、明らかにこれが干渉源となり、音声品質に影響を及ぼすことが懸念される。

さらに、現在主流である2.4GHz帯を用いる無線LANの規格では、利用できるチャネル数が少なく、外部からの無線LANや外来波からの影響を最小限に抑えるように、チャネルを選択することは非常に難しい。とくに、オフィス街では無線LANを導入しているビルが多く、この他2.4GHz帯を用いる機器も多く存在する。このため、外部環境からの影響がない状態で無線LANを導入するのは不可能といっても過言ではない。

このように、外来波の影響を受けた場合、無線LAN上の帯域が圧迫されることから、無線LANにおけるアクセスポイント当たりに収容できる最大通話数が減少する。したがって、たとえ無線LAN機器で通話数の制限が可能であっても、外部環境に応じて最大通話数が変動する。このため、この機能だけでは対応が十分とは言えない。また、最大通話数の減少は、当初設計していた必要な通話数を満たせないことになってしまう。

また、前述したように、無線LAN上で内線と外線との区別はできないから、外来波の影響で無線LANの待機が圧迫されると、すべての通話が影響を受け、音声品質が劣化してしまう。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、システムにおける通話数を確保し、音声品質の劣化を保護することができる通信システムを提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するために、IP（Internet Protocol）プロトコルに基づき情報を宛先に交換するIP交換機と、無線LAN（Local Area Network）の基地局の情報を統合的に扱う無線LAN機器と、基地局と無線により情報通信する情報端末装置とを含む通信システムにおいて、IP交換機は、通信の状態および種類を無線LAN機器に提供し、無線LAN機器から供給される基地局の状態を基に格納される参照情報を用い、通信条件を決定する管理機能ブロックと、参照情報を格納する記憶手段とを含み、無線LAN機器は、基地局の状態をIP交換機に提供し、IP交換機から供給される通信の状態および種類を基に情報端末装置の通話それぞれに対するプライオリティを割り当てる状態管理機能ブロックを含むことを特徴とする。

本発明の通信システムによれば、IP交換機における管理機能ブロックで無線LAN機器に通信の状態および種類を情報として提供し、状態管理機能ブロックで基地局の状態を提供して、IP交換機と無線LAN機器との間で情報を交換して、連携させることにより、管理機能ブロックおよび記憶手段を用いて、通信条件を決定して、通話数を確保し、状態管理機能ブロックで供給される通信の状態および種類を基に情報端末装置の通話それぞれに対するプライオリティの割り当てにより高度なQoSを実現し、重要な通話を保護することができる。

次に添付図面を参照して本発明による通信システムの一実施例を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明による通信システムの実施例は、IP交換機12における通信状態管理機能部34で無線LAN機器14に通信の状態および種類を情報として提供し、状態管理機能部40で基地局16、18および20の状態を提供して、IP交換機12と無線LAN機器14との間で情報を連携させて、交換することにより、通信状態管理機能部34およびコーデックDB 36を用いて、通信条件を決定して、通話数を確保し、状態管理機能部40で供給される通信の状態および種類を基に無線IP電話端末装置22ないし32の通話それぞれに対するプライオリティの割り当てにより高度なQoSを実現し、重要な通話を保護することができる。

本実施例は、本発明の通信システムをIP通信システム10に適用した場合である。本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。以下の説明で、信号はその現れる接続線の参照番号で指示する。

IP（Internet Protocol）通信システム10は、図１に示すように、IP交換機12、無線LAN機器14、複数の無線LANアクセスポイント16、18および20、ならびに無線IP電話端末装置22ないし32を含む。

IP交換機12は、音声通話や電話機の管理、呼制御などを、すべてIPプロトコル上で処理する交換機能を有する。IP交換機12は、無線LAN機器14と連携させるように通信状態管理機能部34およびコーデックデータベース（DB）36を含む。通信状態管理機能部34は、IP交換機12と無線LAN機器14とを連携させる上での通信状態を管理する機能を有する。通信状態管理機能34は、図２に示すように、無線LAN機器14からIP交換機12に無線LAN機器14の状況が提供されることでこの状況に応じて通話のコーデックと送出間隔とを変更する機能を有する。IP交換機12は、この機能により通話数を確保する。

また、コーデックデータベース（DB）36は、図３に示すように、規定される通話のコーデックにおける送出間隔と最大通話数を格納する。ただし、図３に示す無線LANの規格はIEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）802.11bの場合とする。無線LANアクセスポイント１台当たりに収容できる通話数の上限、すなわち最大通話数は、音声をデータ化する際に使用するコーデックの種類と、IPパケットの送出間隔とに大きく依存する。一般的にコーデックの圧縮率が高く、IPパケットの送出間隔が長いほど、通語数の上限は多くなる。この関係によりIP交換機12はコーデックと送出間隔を変更し、より効率的に無線の帯域を利用することが可能になる。

図１に戻って、通信状態管理機能部34は、IP交換機12から無線LAN機器14に通信の状態および種類を提供する機能を有する。通信の状態としては、接続や切断があり、通信の種類には内戦や外線等がある。

IP交換機12は、送信元からのパケット38を宛先と通信するため無線LANスイッチ14に出力する。

無線LAN機器14は、現在の企業向けのほとんどが無線LANスイッチやコントローラで、各無線LANアクセスポイントを統合管理する形態を採っている。無線LAN機器14は、状態管理機能部40を含む。状態管理機能部40は、無線LAN機器14からIP交換機12に無線LAN機器14の状況を提供する機能を有する。この状況とは、各無線LANアクセスポイントの状態を示すものであり、具体的には通話数、通話品質、CPU負荷状態等がある。また、状態管理機能部40は、IP交換機12から無線LAN機器14に通信の状態および種類を受けて、呼の種類に応じてプライオリティを付ける機能を有する。この機能により、無線LAN機器14は、高度なQoSを実現させることができる。とくに、無線LAN機器14は、音声の中でも、優先するパケットを識別することができ、呼の種類に応じたQoSを実現できる。今後、無線LAN上のQoS機能として標準化が予定されているIEEE802.11eと組み合わせることで、呼の種類や端末毎に優先度を設定し、802.11eに適用させることも可能となる。無線LAN機器14は、IP交換機12と通信し、IPネットワーク42を介して無線LANアクセスポイント（AP）16、18および20と通信する。

無線LANアクセスポイント（AP）16、18および20は、無線LANで各端末装置を接続する電波中継機で、インフラストラクチャモードで動作する。無線LANアクセスポイント16、18および20は、それぞれの通信エリア内に位置する無線IP電話端末装置22ないし32のそれぞれと通信する。

無線IP電話端末装置22ないし32は、たとえば、SIP（Session Initiation Protocol）を利用した無線のSIP電話機や携帯電話機である。無線IP電話端末装置22ないし32は、企業内に設置したIEEE 802.11bの無線LANアクセスポイント、無線LAN機器14およびIP交換機12を経由して、内線通話を実現する。主な機能としては、内線・外線電話機能と、プレゼンス、インスタントメッセージング、伝言メモの各機能を持つ。無線IP電話端末装置22ないし32は、この他、代理応答、内線代表、話中転送、発信規制など、PBX（Private Branch eXchange）が備えていた機能の一部も利用することができる。また、無線IP電話端末装置22ないし32は、電話機に限定されるものでなく、PDA（Personal Digital Assistance）でもよい。

このように、IP交換機12と無線LAN機器14とを連携させ、互いの使用において有意な情報を交換させる、具体的には通話のコーデックと送出間隔をダイナミックに変更することで、外来波の影響を受け、無線LAN上の帯域が圧迫されても、無線LANアクセスポイント当たりに収容できる最大通語数を維持することができる。

次に本発明の通信システムを適用したIP通信システム10の動作概念および動作手順について説明する。無線IP電話端末装置22ないし32が通信相手であるIP電話機44と通信する場合を例示する。無線IP電話端末装置22ないし32は、宛先を含む情報が無線LANアクセスポイントを介して無線LAN機器14に対して発呼する（INVITE 50）。

無線LAN機器14は、各無線LANアクセスポイントの状態に関する情報を付加してIP交換機12に出力する（INVIRE 48）。IP交換機12の通信状態管理機能部34では、通信状態を分類する。具体的には、帯域に十分な空きがあるようであれば、非圧縮（G.711）で送出間隔を短く設定し、帯域に空きが少ないようであれば、圧縮率の高いコーデックを選択し、送出間隔を短くする。IP交換機12は、無線LAN機器14からの情報を基にPTP（Real-time Transport Protocol）パケットのコーデック、送出間隔を決定し、通話数を維持する。IP交換機12は、決定したコーデックおよび送出間隔の条件に基づきINVITE 50を、たとえば公衆交換電話網（PSTN）を介してIP電話機44に出力する。

IP電話機44は、供給されるINVITE 50を受けて、応答信号をIP交換機12に出力する（ACK 52）。IP交換機12は、通話の種類を付加する。IP交換機12は、通話の種類が付加された応答信号を無線LAN機器14に出力する（ACK 54）。

無線LAN機器14は、IP交換機12からの情報、すなわち通話の種類により通話のQoSを分類し、通話のプライオリティを決定する。無線LAN機器14は、たとえば外線呼に対しては高いプライオリティを設定し、内線呼に対しては低いプライオリティを設定する。また、無線IP電話端末装置毎にプライオリティをつけることも可能である。これにより重要な通話を保護することができる。無線LAN機器14は、決定した設定に応じて応答信号を、無線LANアクセスポイントを介して送信元の無線IP電話端末装置に送信する（ACK 56）。送信元の無線IP電話端末装置は、設定に応じた条件でIP電話機44と通話する。

なお、IP交換機12は、IP電話機44でなく、送信元を除く、無線IP電話端末装置22ないし32の一つを宛先として通信する場合もある。この場合、IP交換機12は、無線LAN機器14との間で情報提供して、情報の連携を図りながら、無線LAN機器14、無線LANアクセスポイントおよび宛先の無線IP電話端末装置を介して、INVITE信号を送信し、宛先の無線IP電話端末装置から受信した応答信号（ACK）を送信元の無線IP電話端末装置に送って、送信元と宛先の無線IP電話端末装置で通信を開始する。

このように無線IP電話端末装置22ないし32が発呼または着信すると、IP交換機12と無線LAN機器14との間で情報を交換し、通話のコーデックと送出間隔とをダイナミックに変更することで、外来波の影響を受けて、無線LAN上の帯域が圧迫されても、無線LANアクセスポイント当たりに収容できる最大通語数を維持することが可能となる。これにより、当初設計していた必要な通話数を、たとえ外部環境が変化した場合においても満たすことが可能になる。

また、無線LAN上で、内線、外線などの区別が可能となることから、重要な通話を優先的に保護することができる。

本発明に係る通信システムを適用したIP通信システムにおける概略的な構成を示すブロック図である。図１のIP交換機と無線LAN機器との間で交換される情報の供給方向およびその内容を説明する図である。図１のコーデックデータベースが格納するコーデック、送信間隔および最大通話数の関係を説明する図である。本発明に係る通信システムを適用したIP通信システムにおける動作を説明するシーケンシャルチャートである。

符号の説明

10 IP通信システム
12 IP交換機
14 無線LAN機器
16、18、20 無線LANアクセスポイント
22〜32 無線IP電話端末装置（SIP電話機）

Claims

IP（Internet Protocol）プロトコルに基づき情報を宛先に交換するIP交換機と、無線LAN（Local Area Network）の基地局の情報を統合的に扱う無線LAN機器と、前記基地局と無線により情報通信する情報端末装置とを含む通信システムにおいて、
前記IP交換機は、通信の状態および種類を前記無線LAN機器に提供し、前記無線LAN機器から供給される基地局の状態を基に格納される参照情報を用い、通信条件を決定する管理機能ブロックと、
前記参照情報を格納する記憶手段とを含み、
前記無線LAN機器は、前記基地局の状態を前記IP交換機に提供し、前記IP交換機から供給される前記通信の状態および種類を基に前記情報端末装置の通話それぞれに対するプライオリティを割り当てる状態管理機能ブロックを含むことを特徴とする通信システム。
請求項１に記載のシステムにおいて、前記記憶手段は、前記参照情報として、前記通信規格、送信間隔および最大通話数を格納することを特徴とする通信システム。
請求項１に記載のシステムにおいて、前記通信条件は、通話の通信規格および送出間隔であることを特徴とする通信システム。