JP6352840B2

JP6352840B2 - 無線通信装置

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Publication number: JP6352840B2
Application number: JP2015048337A
Authority: JP
Inventors: 田口　博章; 博章田口; 真道細田; 亮介水谷; 満西野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone East Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone East Corp
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2035-03-11
Also published as: JP2016171380A

Description

本発明は、無線通信装置に関する。

スマートフォンなどの無線通信端末を、ホームゲートウェイなどの無線通信装置に接続して使用することがある。
一方、無線通信端末が通信速度を測定し、測定結果によって、無線通信装置との通信に用いるチャンネルを切り替える技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−４９２２号公報

無線通信速度に関する解析には高度な専門スキルを必要とする。そのため、ユーザは、無線通信端末と無線通信装置間の無線通信の速度が遅いと感じた場合でも、自分でその原因の解析を行うことは困難であり、通信事業者のカスタマサービスに問合せることがあった。無線通信速度に関する解析を行う場合、まずは、無線通信端末と無線通信装置間の無線通信の速度を測定する必要があるが、カスタマサービスにより遠隔から実際の通信速度を把握するのは困難である。そこで、ユーザに操作を依頼して、通信可能速度（リンクレート）を把握したり、無線接続帯域（チャネル）を変更してみる等の方法によって、暫定対処が行われていた。特許文献１の技術では、無線通信端末において通信速度の測定を行っているが、スマートフォンなどのユーザの無線通信端末に測定用のツールを実装しなければならず、スマートフォンで測定した通信速度を通信事業者が遠隔から解析に使用することは難しい。

上記事情に鑑み、本発明は、無線通信端末との間の無線通信速度を容易に、また、測定結果を利用しやすいように測定することができる無線通信装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、無線により無線通信端末と通信する第一インタフェース部と、前記第一インタフェース部とは異なる通信方式によって前記無線通信端末と通信する第二インタフェース部と、前記第二インタフェース部を介して前記無線通信端末を特定する端末識別情報を受信する端末情報取得部と、無線通信速度の測定を実行する契機を検出する検出部と、前記検出部により前記契機が検出された場合に、前記第一インタフェース部を介して、前記端末識別情報により特定される前記無線通信端末に通信速度測定用データを配信する配信部と、前記配信部が配信した前記通信速度測定用データのデータ量と、配信に要した時間とから前記無線通信端末との間の通信速度を算出する通信速度算出部と、を備えることを特徴とする無線通信装置である。

また、本発明の一態様は、上述の無線通信装置であって、前記配信部は、前記検出部により前記契機が検出された場合に、前記端末識別情報により特定される前記無線通信端末に対して前記第二インタフェース部を介して通信速度測定用データの取得を指示し、前記第一インタフェース部を介して前記無線通信端末から前記通信速度測定用データの取得要求を受信した場合に、前記第一インタフェース部を介して前記無線通信端末に前記通信速度測定用データを配信する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の無線通信装置であって、前記第二インタフェース部は、前記無線通信端末と有線により通信する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の無線通信装置であって、前記第二インタフェース部は、ユニバーサルシリアルバス、ローカルエリアネットワークケーブル、又は、高精細度マルチメディアインターフェースケーブルにより前記無線通信端末と通信する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の無線通信装置であって、ユーザからの指示を入力する入力部をさらに備え、前記検出部は、前記入力部に測定実行の指示が入力されたことを前記契機として検出する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の無線通信装置であって、前記無線通信端末が属するネットワークとは異なるネットワークを介して通信する第三インタフェース部をさらに備え、前記検出部は、前記第三インタフェース部が前記異なるネットワークに接続される装置から測定実行の指示を受信したことを前記契機として検出する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述の無線通信装置であって、前記通信速度算出部により算出された前記通信速度が、通信速度が遅いと判断するための所定の条件を満たす場合に、通信速度が遅い原因の解析処理を実行する解析処理部をさらに備える、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、無線により無線通信端末と通信する第一インタフェース部と、前記第一インタフェース部とは異なる通信方式によって前記無線通信端末と通信する第二インタフェース部を備える無線通信装置に用いられる測定実行方法であって、端末情報取得部が、前記第二インタフェース部を介して前記無線通信端末を特定する端末識別情報を受信する受信過程と、検出部が、無線通信速度の測定を実行する契機を検出する検出過程と、配信部が、前記検出過程において前記契機が検出された場合に、前記端末識別情報により特定される前記無線通信端末に対して、前記第一インタフェース部を介して通信速度測定用データを配信する配信過程と、通信速度算出部が、前記配信過程において配信した前記通信速度測定用データのデータ量と、前記無線通信端末に対して前記通信速度測定用データの送信に要した時間とから前記無線通信端末との間の通信速度を算出する通信速度算出過程と、を有することを特徴とする無線通信速度測定方法である。

本発明により、無線通信端末との間の無線通信速度を容易に、また、測定結果を利用しやすいように測定することができる。

本発明の一実施形態による通信システムの構成を示す機能ブロック図である。同実施形態によるＨＧＷ（ホームゲートウェイ）の構成を示す機能ブロック図である。同実施形態による無線通信端末の構成を示す機能ブロック図である。同実施形態による通信システムにおける無線通信速度の測定処理を示すシーケンス図である。同実施形態による遠隔操作端末に表示される画面を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による通信システムの接続構成図である。
ユーザ宅には、ホームゲートウェイ（ＨＧＷ）１と、光ファイバー終端装置（ＯＮＵ）２とが設置される。
ＨＧＷ１は、無線通信装置の一例であり、ホームネットワークに接続されるユーザの通信機器と通信する。ユーザの通信機器には、例えば、スマートフォン、タブレット端末などの無線通信端末３があり、無線によりホームネットワークに接続する。なお、ユーザの通信機器には、有線によりホームネットワークに接続されるものがあってもよい。同図では、無線通信端末３以外のユーザの通信機器の図示を省略している。ＨＧＷ１は、ホームネットワークにより接続されるユーザの通信機器から、通信網４に接続される装置宛てに送信されたデータを、ＯＮＵ２を介して通信網４側に中継する。また、ＨＧＷ１は、通信網４に接続される装置からＯＮＵ２を介して受信したデータを、そのデータの宛先のユーザの通信機器に中継する。
ＯＮＵ２は、通信網４と光ファイバーにより接続され、ＨＧＷ１とＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク、Local Area Network）ケーブルなどにより接続される。ＯＮＵ２は、光ファイバーにより送受信する光信号とＬＡＮにより送受信する電気信号の相互変換を行う。
通信網４は、ユーザの通信機器が属するホームネットワークとは異なる外部ネットワークであり、例えば、インターネットなどのＩＰ（Internet Protocol）ネットワークである。通信網４には、遠隔サポートセンターの遠隔操作端末５が接続される。
なお、同図においては、ユーザ宅を１つのみ示しているが、現実には複数存在する。また、ユーザ宅には、無線通信端末３が複数存在し得る。また、通信網４に複数の遠隔操作端末５が接続され得る。

図２は、ＨＧＷ１の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図に示すように、ＨＧＷ１は、第一インタフェース部１１と、第二インタフェース部１２と、第三インタフェース部１３と、中継部１４と、入力部１５と、端末情報取得部１６と、測定部１７と、解析処理部１８とを備えて構成される。

第一インタフェース部１１は、無線ＬＡＮなどの無線通信方式によりユーザの通信機器と通信する。
第二インタフェース部１２は、第一インタフェース部１１とは異なる通信方式により、ユーザの通信機器と通信する。例えば、第二インタフェース部１２は、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス、Universal Serial Bus）接続や、ＬＡＮケーブル、ＨＤＭＩ（登録商標）（高精細度マルチメディアインターフェース、High-Definition Multimedia Interface）ケーブルを用いた接続などの有線接続によりユーザの通信機器と通信する。なお、第二インタフェース部１２は、第一インタフェース部１１とは異なる無線通信方式によりユーザの通信機器と通信してもよい。
第三インタフェース部１３は、通信網４との通信に用いられるプロトコルを用いて、ＬＡＮなどによりＯＮＵ２と通信する。

中継部１４は、第一インタフェース部１１においてユーザの通信機器から受信したデータが、通信網４に接続される装置宛てである場合、そのデータを第三インタフェース部１３に中継し、送信を指示する。また、中継部１４は、第三インタフェース部１３が通信網４に接続される装置から受信したユーザの通信機器宛てのデータを第一インタフェース部１１に中継し、送信を指示する。
入力部１５は、ユーザ操作の入力を受ける入力装置である。入力部１５は、例えば、ボタンでもよく、操作画面を表示するタッチパネルであってもよい。
端末情報取得部１６は、第一インタフェース部１１が受信した無線通信端末３の端末識別情報及びアドレス情報を取得する。また、端末情報取得部１６は、第二インタフェース部１２が受信した無線通信端末３の端末識別情報を取得する。端末識別情報は、無線通信端末３を特定する情報であり、例えば、ＭＡＣ(Medium Access Control)アドレスやデバイス名などを用いることができる。アドレス情報には、例えば、ＩＰアドレスを用いることができる。

測定部１７は、記憶部１７１と、検出部１７２と、配信部１７３と、通信速度算出部１７４とを備えて構成される。
記憶部１７１は、通信速度測定用データを記憶する。
検出部１７２は、無線通信端末３との間の無線通信速度の測定を実行する契機を検出する。この契機とは、入力部１５により測定実行の指示が入力されたこと、あるいは、遠隔操作端末５から測定実行の指示を受けたことである。
配信部１７３は、検出部１７２により無線通信速度の測定を実行する契機が検出された場合、端末情報取得部１６が第二インタフェース部１２を介して取得した端末識別情報の無線通信端末３に、第一インタフェース部１１を介して通信速度測定用データを配信する。
通信速度算出部１７４は、配信部１７３が配信した通信速度測定用データのデータ量と配信に要した時間とから、ＨＧＷ１と無線通信端末３との間の通信速度を算出する。

解析処理部１８は、通信速度算出部１７４により算出された通信速度が、通信速度が遅いと判断するための所定の条件を満たす場合に、通信速度が遅い原因の解析処理を実行する。この解析処理には、既存の任意の処理を用いることができる。例えば、解析処理部１８は、第一インタフェース部１１が受信した無線信号の無線チャネル毎の受信レベルを取得し、無線通信端末３が現在使用している無線チャネルや、現在使用していないが無線通信端末３が使用可能な無線チャネルについて干渉の有無を判断する。また、同一チャネルに帰属する端末数や、周辺で同一チャネルにより動作する他アクセスポイント（ＡＰ）に帰属する端末数なども判断項目として含んでよい。

図３は、無線通信端末３の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図に示すように、無線通信端末３は、第一インタフェース部３１と、第二インタフェース部３２と、制御部３３と、表示部３４と、入力部３５とを備えて構成される。例えば、無線通信端末３がスマートフォンであれば、さらに、携帯電話網と通信するための第三インタフェース部、受話器及び送話器を制御する音声処理部がさらに付加される。

第一インタフェース部３１は、無線ＬＡＮなどの無線通信方式によりＨＧＷ１と通信する。
第二インタフェース部３２は、ＵＳＢなど、第一インタフェース部３１とは異なる通信方式によりＨＧＷ１と通信する。
制御部３３は、ＣＰＵ（central processing unit）やメモリなどにより構成され、各部を制御する。
表示部３４は、ディスプレイなどの表示装置であり、画面を表示する。
入力部３５は、ボタンやキーなどの入力装置であり、ユーザ操作の入力を受ける。なお、無線通信端末３は、表示部３４及び入力部３５の機能が一つになっているタッチパネルを備えてもよい。

図４は、通信システムにおけるＨＧＷ１と無線通信端末３との間の無線通信速度の測定処理を示すシーケンス図である。以下では、ＨＧＷ１の第一インタフェース部１１及び無線通信端末３の第一インタフェース部３１が無線ＬＡＮにより通信し、ＨＧＷ１の第二インタフェース部１２及び無線通信端末３の第二インタフェース部３２がＵＳＢ接続により通信する場合を例に説明する。また、同図において、ＨＧＷ１と無線通信端末３の間の点線の矢印は無線ＬＡＮによる通信を示し、実線の矢印はＵＳＢ接続による通信を示す。

ユーザは、無線通信端末３の入力部３５により、ホームネットワークへの接続指示を入力する。これにより、無線通信端末３の第一インタフェース部３１は、ＨＧＷ１の第一インタフェース部１１と無線ＬＡＮによる無線通信を開始する。この無線通信において、無線通信端末３の第一インタフェース部３１は、自端末の端末識別情報及びアドレス情報をＨＧＷ１に送信する（ステップＳ１０５）。例えば、端末識別情報はＭＡＣアドレスであり、アドレス情報はＩＰアドレスである。ＨＧＷ１の端末情報取得部１６は、第一インタフェース部１１が無線通信端末３から受信した端末識別情報とアドレス情報を取得し、これらの情報の組を記憶する（ステップＳ１１０）。

ユーザは、無線通信端末３の無線ＬＡＮの通信速度が遅いと感じた場合、遠隔サポートセンターに電話をかけて問い合わせを行う。オペレータは、ユーザに対して、無線通信端末３をＵＳＢによりＨＧＷ１に接続するよう伝える。ユーザは、オペレータからの指示に従って、ＨＧＷ１と無線通信端末３とをＵＳＢにより接続する（ステップＳ１１５）。無線通信端末３の第二インタフェース部３２は、自端末の端末識別情報をＨＧＷ１に送信する（ステップＳ１２０）。ＨＧＷ１の端末情報取得部１６は、第二インタフェース部１２が無線通信端末３から受信した端末識別情報を取得する（ステップＳ１２５）。

遠隔操作端末５は、各ユーザのＨＧＷ１のアドレスを記憶しているか、外部のデータベースから取得可能である。ユーザが、電話により、ＵＳＢ接続が完了した旨をオペレータに伝えると、オペレータは、遠隔操作端末５に対し、ユーザのＨＧＷ１を選択し、通信速度測定実行を指示する操作を行う。遠隔操作端末５は、選択したＨＧＷ１のアドレスを宛先として、通信速度測定指示を送信する（ステップＳ１３０）。ＨＧＷ１の第三インタフェース部１３は、遠隔操作端末５から受信した通信速度測定指示を検出部１７２に出力する。検出部１７２は、通信速度測定指示の受信により、測定実行の契機を検出し、配信部１７３に通知する（ステップＳ１３５）。

あるいは、オペレータは、ユーザにＨＧＷ１の測定実行ボタンを押下するよう案内してもよい。ユーザがＨＧＷ１の測定実行ボタンを押下すると、検出部１７２は、測定実行ボタンの押下により測定実行の契機を検出し、配信部１７３に通知する。

配信部１７３は、通信速度測定対象の無線通信端末３を示す測定対象端末情報を端末情報取得部１６に要求する。端末情報取得部１６は、ステップＳ１２０においてＵＳＢ経由で取得した端末識別情報と、この端末識別情報と組になっているアドレス情報とを設定した測定対象端末情報を配信部１７３に通知する（ステップＳ１４０）。配信部１７３は、第二インタフェース部１２を介して、無線通信端末３に通信速度測定用データの取得（ダウンロード）指示を送信する（ステップＳ１４５）。取得指示には、通信速度測定用データのデータ識別情報が設定される。データ識別情報は、通信速度測定用データのデータ名（ファイル名）あるいは通信速度測定用データの記憶場所を示す情報でもよく、その両方を示す情報でもよい。

例えば、ａｄｂ（Android （登録商標） Debug Bridge）コマンドを利用する場合、取得指示は、「adb shell wget --output-document=/dev/null <他オプション> <URL>」のように記述される。このコマンドは、adbshellを使用して、無線通信端末３にファイルダウンロード命令であるwgetを実行させる。ＵＲＬは、通信速度測定用データの格納場所を示す。

無線通信端末３の制御部３３は、第二インタフェース部３２を介して通信速度測定用データの取得指示を受信すると、第一インタフェース部３１を介して通信速度測定用データの取得要求を送信する（ステップＳ１５０）。取得要求には無線通信端末３の端末識別情報及びアドレス情報が含まれる。

ＨＧＷ１の配信部１７３は、第一インタフェース部１１を介して通信速度測定用データの取得要求を受信する。配信部１７３は、取得要求に設定されている端末識別情報及びアドレス情報の組が、ステップＳ１４０において取得した測定対象端末情報と一致する場合、通信速度測定用データを記憶部１７１から読み出す（ステップＳ１５５）。配信部１７３は、読み出した通信速度測定用データを無線ＬＡＮにより無線通信端末３に配信する。つまり、配信部１７３は、通信速度測定用データを分割してパケットに設定し、各パケットの宛先に取得要求から取得した無線通信端末３のアドレス情報を付加して第一インタフェース部１１に出力する。第一インタフェース部１１は、配信部１７３から入力されたパケットを、無線ＬＡＮにより無線通信端末３に送信する（ステップＳ１６０）。

配信部１７３が通信速度測定用データの配信を終了すると、通信速度算出部１７４は、通信速度測定用データのデータ量と、通信速度測定用データの配信を開始してから終了するまでに要した時間とに基づいて、通信速度を算出する（ステップＳ１６５）。通信速度算出部１７４は、算出した通信速度が、通信速度が遅いと判断するための所定の条件を満たす場合に、解析処理部１８に、解析処理の実行を指示する。所定の条件は、例えば、閾値である。

解析処理部１８は、通信速度算出部１７４からの指示を受信し、解析処理を実行する（ステップＳ１７０）。解析処理部１８は、算出した通信速度と、解析処理の結果を、遠隔操作端末５へ出力する（ステップＳ１７５）。遠隔操作端末５は、受信した通信速度や解析処理の結果を表示する（ステップＳ１８０）。オペレータは、表示された通信速度や解析処理結果を参照し、通信速度に問題があるか否か、あるとすればどのような原因か、また、どのようにすれば通信速度が向上する見込みがあるかなどをユーザに電話で伝える。あるいは、通信速度や解析処理結果を、さらに解析を行うときの参考とする。また、その課題解決に向け、遠隔から設定を変更することでユーザの不満を解消してもよい。

図５は、遠隔操作端末５に表示される画面を示す図である。遠隔操作端末５が表示するブラウザには、通信速度測定実行を指示するためのボタンＢが表示される。オペレータが、遠隔操作端末５の入力装置によりボタンＢを押下すると、遠隔操作端末５は、ＨＧＷ１に通信速度測定指示を送信する（図４のステップＳ１３０）。遠隔操作端末５は、ＨＧＷ１から受信した通信速度測定処理及び解析処理のうち、解析処理をボタンＢの下部の領域Ｃに表示する（図４のステップＳ１７５、ステップＳ１８０）。

なお、通信速度算出部１７４は、無線通信端末３から通信速度測定用データの取得開始から取得終了までに要した時間を受信し、通信速度の算出に用いてもよい。あるいは、通信速度算出部１７４は、無線通信端末３が受信した通信速度測定用データのデータ量や、通信速度測定用データの取得開始から取得終了までに要した時間に基づいて計算した通信速度を受信してもよい。
また、図４のステップＳ１０５〜ステップＳ１１０の処理は、ＨＧＷ１と無線通信端末３をＵＳＢ接続した後であってもよい。

なお、上記においては、無線通信装置がＨＧＷである場合を例に説明したが、無線通信装置は、アクセスポイント(例えば、ブロードバンドルーター機能付きのアクセスポイント）など、無線通信端末と無線通信する任意の装置であってもよい。

以上説明した実施形態によれば、ユーザが、遠隔サポートセンターに電話をかけ、オペレータの案内に従って無線通信端末３をＨＧＷ１にＵＳＢ接続し、接続した旨を伝えるのみで、ＨＧＷ１により無線通信端末３の無線ＬＡＮの通信速度を測定することができる。あるいは、ユーザは、スマートフォンなどの無線通信端末３をＨＧＷ１にＵＳＢ接続し、ボタンを押すなどして測定実行を指示するだけで、ＨＧＷ１により無線通信端末３の無線ＬＡＮの通信速度を測定することができる。従って、ＨＧＷ１において、無線通信端末３の無線ＬＡＮの通信速度の測定を容易に行うことが可能となる。
また、ＨＧＷ１は、測定した通信速度に問題があると判断した場合に、解析処理を実行する。ＨＧＷ１により測定結果や解析結果が得られるため、遠隔サポートセンターにおいて通信速度の測定結果や、ＨＧＷ１が実行した解析処理の結果をリモートで取得し、どのような原因で通信速度が遅いか、あるいは、どのような対策により通信速度を早くできるかの解析に利用することが可能となる。また、ＨＧＷ１にＰＣ（パーソナルコンピュータ）を接続すれば、測定された通信速度や解析結果をＰＣにより閲覧することもできる。

上述したＨＧＷ１及び無線通信端末３の一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ホームゲートウェイ（ＨＧＷ）
２光ファイバー終端装置（ＯＮＵ）
３無線通信端末
４通信網
５遠隔操作端末
１１第一インタフェース部
１２第二インタフェース部
１３第三インタフェース部
１４中継部
１５入力部
１６端末情報取得部
１７測定部
１８解析処理部
３１第一インタフェース部
３２第二インタフェース部
３３制御部
３４表示部
３５入力部
１７１記憶部
１７２検出部
１７３配信部
１７４通信速度算出部

Claims

無線により無線通信端末と通信する第一インタフェース部と、
前記第一インタフェース部とは異なる通信方式によって前記無線通信端末と通信する第二インタフェース部と、
前記第二インタフェース部を介して前記無線通信端末を特定する端末識別情報を受信する端末情報取得部と、
無線通信速度の測定を実行する契機を検出する検出部と、
前記検出部により前記契機が検出された場合に、前記第一インタフェース部を介して、前記端末識別情報により特定される前記無線通信端末に通信速度測定用データを配信する配信部と、
前記配信部が配信した前記通信速度測定用データのデータ量と、配信に要した時間とから前記無線通信端末との間の通信速度を算出する通信速度算出部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置であって、
前記配信部は、前記検出部により前記契機が検出された場合に、前記端末識別情報により特定される前記無線通信端末に対して前記第二インタフェース部を介して通信速度測定用データの取得を指示し、前記第一インタフェース部を介して前記無線通信端末から前記通信速度測定用データの取得要求を受信した場合に、前記第一インタフェース部を介して前記無線通信端末に前記通信速度測定用データを配信する、
ことを特徴とする無線通信装置。