無線LANサービスエリアに動画視聴などの高負荷通信を行う端末が集中した場合に、各端末の通信速度が劣化してしまう問題があります。これまで、無線LANの通信品質が悪い場合には無線LANに接続せずにLTEに接続するなど、端末が望ましい通信経路を選択して通信速度の劣化を抑える技術が実用化されていますが、各端末が他の端末の影響を考慮せずに独立に通信経路を決定するため、かえって通信速度が低下してしまうこともあります。
今回、クラウド上の接続制御機能が複数端末の接続を同時に変更した場合の通信速度を予測して、その結果に基づいて無線LANサービスエリアに存在する複数端末の通信経路を一括で自動設定する接続制御技術を開発しました。通信キャリアのLTEネットワークを用いて、端末の配置を変えながら本技術の性能評価を実施した結果、従来技術に対して通信速度を平均で約2倍に向上できることを確認しました。本技術により、モバイルユーザーは動画視聴などの高速な通信速度が必要なサービスを今まで以上に快適に利用できます。
開発の背景
近年、スマートフォンやタブレットの利用拡大に伴い、動画再生のような高負荷なトラフィックが増加しています。また、今後無線LANが拡充され、無線LANの利用可能なエリアが拡大することによって、ユーザーが外出先で動画視聴などを楽しむ機会が増えると予想されます。しかし現在の技術では、公衆無線LANには不特定多数のユーザーが接続するため、1つのアクセスポイントに動画視聴などの高負荷通信を行うユーザーが集中した結果、通信速度が低下し視聴動画が停止するような状況が発生することがあります。このような状況を避けて無線LANをストレスなく利用できる技術が望まれています。
課題
従来、無線LANユーザーの通信速度を向上する方法として、端末が自律的にLTEに接続を変更することで通信速度の低下を抑える技術や無線LANアクセスポイントで接続可能なユーザー数を制限する技術などが実用化されています。例えば、通信品質に基づき各端末が他の端末の影響を考慮せずに独立に通信経路を決定する従来技術では、無線LANアクセスポイントの近くに高負荷通信を行うユーザーが集中する状況で無線LANが選択される場合や、無線LANを利用可能なユーザーが少ない状況にもかかわらずLTEが選択される場合に、通信速度が低下することがありました。
開発した技術
今回、端末に専用のアプリケーションをインストールして制御サーバ上の接続制御機能と通信をしながら、複数端末の接続を同時に変更した場合の通信速度を予測し、その結果に基づいて無線LANサービスエリアに存在する複数端末の通信経路を一括で自動設定する接続制御技術を開発しました。開発した技術の特長は以下の通りです。
1.利用可能な無線リソース量推定技術
本技術では専用アプリケーションを端末にインストールすることで、サーバから各端末の制御を行いますが、インストールしていない端末も無線LANやLTEの無線リソースを使用しているため、制御端末の利用できる無線リソース量は変動します。そのため、まず、制御端末にインストールした専用アプリケーションが現在の通信速度と無線品質情報を収集し、制御サーバ上の接続制御機能に通知します。接続制御機能は無線品質情報から利用可能な無線リソースが十分ある場合の通信速度を計算し、実際の通信速度と比較することで利用可能な無線リソース量を推定します。これによりその場の状況に応じた接続制御が可能となります。
2.無線通信経路最適化技術
接続制御機能では、無線LANサービスエリア内の各制御端末が通信経路として無線LANとLTEのいずれかを利用するそれぞれの振り分けパターンについて、利用可能無線リソース量の情報と制御端末の無線品質情報を用いて、各端末の予測通信速度を計算します。その結果から、エリア内の総通信速度が最大となる通信経路の振り分けパターンを選択し、そのパターンに対応する各端末の通信経路が制御サーバ上の接続制御機能から各制御端末の専用アプリケーションに通知されて、通信経路の切り替えを実施します。
効果
今回、通信キャリアのLTEネットワークの通信エリア内に無線LANアクセスポイントを設置し、無線LANの通信エリア内に複数の端末を配置して従来技術を適用した場合と、開発した接続制御技術を適用した場合の通信速度をそれぞれ測定しました。端末の配置を変えながら測定を行ったところ、今回開発した技術が、従来の接続制御技術と比較して、通信速度を平均で約2倍に向上できることを確認しました。
これにより無線LANのサービスエリア内で、動画視聴などの高速な通信速度が必要なサービスを今まで以上に快適に利用できます。
今後
富士通研究所では、本技術を利用したより大規模な実証実験を行って安定性を向上させるとともに、2018年度の実用化を目指します。また、第5世代移動通信方式向けの無線アクセス技術も選択可能とする機能拡張を進め、2020年度以降の実用化を目指します。
本リリースの詳細は下記URLをご参照ください。
http://pr.fujitsu.com/jp/news/2017/01/26.html
注釈
注1 株式会社富士通研究所：本社 神奈川県川崎市、代表取締役社長 佐々木繁。
概要：富士通株式会社
詳細は http://jp.fujitsu.com/ をご覧ください。
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