DE602005001178T2 - Nathloses Weiterreichen zwischen Funksystemen in einem Funkkommunikationssystem - Google Patents

Nathloses Weiterreichen zwischen Funksystemen in einem Funkkommunikationssystem Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Funkknoten, der zwei oder mehr Schnittstellen enthält und jede Schnittstelle steuert, ein Steuerverfahren des Funkknotens sowie ein Funkknotensteuerprogramm.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Mit fortschreitender Technik der Kommunikationssysteme einschließlich Funkkommunikationen werden verschiedene Kommunikationsdienste durch unterschiedliche Kommunikationsträger angeboten. Die Kommunikationsdienste unterscheiden sich in Servicebereichen und Kommunikationskosten. Es ist für einen Nutzer möglich, ein Gerät zu tragen, das zwei oder mehr Schnittstellen bewältigen kann, und eine der Schnittstellen entsprechend der Situation auszuwählen. Weiter kann der Nutzer durch einen Fortschritt der IP-Mobilitätssteuertechnik einschließlich eines Funk-IP Kommunikationen unbewusst aller Schnittstellen genießen.
  • Der Funkknoten mit dem Funk-IP verändert eine NIC (Netzschnittstellenkarte) für unterschiedliche Paketsende- und -empfangssysteme gemäß einer Bewegungserfassung (zum Beispiel Nicht-Patentdokumente 1 und 2).
    • Nicht-Patentdokument 1: D. Johnson et al., „Mobility Support in IPv6", IETF RFC3775, Juni 2004.
    • Nicht-Patentdokument 2: C. Perkins et al., „IP-Mobility Support for IPv4", IETF RFC3220, Januar 2002.
    • Nicht-Patentdokument 3: Ryuji Wakikawa, Keisuke Uehara, Fumio Teraoka, "MIBsocket: An Integrated Mechanism to Manipulate General Network Information in Mobile Communications", IEICE TRANS. COMMUN., Vol. E84 B, Ausgabe August 2001.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösende(s) Problem(e)
  • In dem oben beschriebenen technischen Hintergrund gibt es jedoch die folgenden Probleme.
  • Kommunikationsschnittstellen müssen manuell gewechselt werden.
  • Selbst wenn die Kommunikationsschnittstellen automatisch gewechselt werden können, wird ferner nur eine Sende/Empfangsschnittstelle eines Datenpakets unter Bezug auf einen Schaltungszustand, der durch eine Verbindungsschicht vorgesehen wird, bestimmt, und es bleibt ein Problem, dass kein spezieller Vorgang für eine andere Schnittstelle als die bestimmte Schnittstelle durchgeführt wird.
  • In dem Fall wie oben beschrieben ist es lästig, die Kommunikationsschnittstelle manuell zu wechseln; und wenn ein Funkknoten mit einer Anzahl von Schnittstellen ausgestattet ist, ist eine Energiesparsteuerung einer nicht ausgewählten Schnittstelle unabdingbar. Unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung sollten Funktionen der nicht ausgewählten Schnittstelle abgeschaltet werden, selbst wenn der Funkknoten in einem verbindbaren Servicebereich vorhanden ist und wenn eine Verbindung verfügbar ist.
  • Weiter gibt es in dem Funkknoten mit dem Funk-IP, da die NIC zum Senden und Empfangen eines Pakets gewechselt wird, wenn eine Verknüpfbarkeit einer Verbindung verloren geht, ein Problem dahingehend, dass die Kommunikationen vorübergehend verloren gehen. D.h., obwohl das Funk-IP eine Funktion zum Erfassen, dass eine Funkwelle von einer Basisstation, mit der die Kommunikationen ausgeführt worden sind, nicht langer empfangen wird, aufweist, ist es nicht in der Lage, die Verfügbarkeit einer neuen NIC zu bestimmen und zur neuen NIC zu wechseln. Aus diesem Grund werden gemäß der herkömmlichen Technik die Kommunikationen ab der Erfassung keiner Funkwelle unterbrochen, bis der Wechsel zur neuen NIC abgeschlossen ist.
  • Das Problem mit dem herkömmlichen Funkknoten wird unter Bezug auf ein beispielhaftes herkömmliches System beschrieben, das in 1 gezeigt ist.
  • Das Beispiel des herkömmlichen Systems enthält ein Kommunikationsnetz 1, mit dem eine Mobilfunk-Basisstation 2 und eine WLAN-Basisstation 3 verbunden ist, und einen Funkknoten 4, der mit einer Mobilfunk-NIC und einer NIC von WLAN ausgestattet ist. Die folgende Beschreibung betrifft den Fall, bei dem sich der Funkknoten 4 von dem Servicebereich der Mobilfunk-Basisstation 2 in den Servicebereich der WLAN-Basisstation 3 bewegt. Hierbei überlappen ein Teil des Servicebereichs der Mobilfunk-Basisstation 2 und ein Teil des Servicebereichs der WLAN-Basisstation 3. Demgemäß wird unter Bezug auf 1 ein Punkt A von der Mobilfunk-Basisstation 2 bedient; Punkte B, C und D können durch die Mobilfunk-Basisstation 2 und die WLAN-Basisstation 3 überlappend bedient werden; und Punkt E wird durch die WLAN-Basisstation 3 bedient.
  • In diesem Fall wird, wenn sich der Funkknoten 4 von Punkt A zu Punkt D bewegt, er von der Mobilfunkbasisstation 2 bedient, ohne die Verbindung zur WLAN-Basisstation zu wechseln; und bei einer Bewegung von D zu E geht die Verbindung zur Mobilfunkbasisstation 2 verloren.
  • Dann empfangt der Funkknoten 4 eine Routerankündigungsmitteilung der Verbindung von WLAN und beginnt, die Verbindung von WLAN zu benutzen.
  • Aus diesem Grund wird die Kommunikation nach Passieren von Punkt D unterbrochen, bis die Verbindung zu WLAN eingerichtet ist.
  • Die EP-A-1 551 194 , relevant gemäß EPÜ Artikel 54(3), offenbart einen Funkknoten mit mehreren Schnittstellen, der eine Erzeugungseinheit zum Erzeugen von Steuerinformationen für jede Schnittstelle, eine Informationsbereitstellungseinheit zum Bereitstellen der Steuereinformationen an eine obere Ebene und eine Leitwegsteuereinheit zum Bestimmen einer Verknüpfbarkeit aufweist.
  • Die WO 2004/032535 A offenbart ein Mehrmodus-Funkgerät, bei dem eine nicht benutzte Schnittstelle abgeschaltet wird, um Energie zu sparen.
  • Die vorliegende Erfindung sieht einen Funkknoten, ein Steuerverfahren für einen Funkknoten und ein Programm vor, wie in den Ansprüchen 1, 11 und 13 definiert.
  • Die vorliegende Erfindung kann einen Funkknoten, ein Steuerverfahren davon und ein Funkknotensteuerprogramm vorsehen, die eines oder mehrere Probleme, die durch die Einschränkungen und die Nachteile des Standes der Technik verursacht werden, im Wesentlichen vermeiden.
  • Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung erläutert und werden zum Teil aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich oder können durch Umsetzen der Erfindung gemäß den in der Beschreibung vorgesehenen Lehren gelernt werden. Aufgaben sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch einen Funkknoten, ein Steuerverfahren davon und ein Funkknotensteuerprogramm realisiert und erzielt, die in der Beschreibung derart vollständig, klar, präzise und exakt aufgezeigt werden, dass ein Fachmann in der Lage ist, die Erfindung in die Praxis umzusetzen.
  • Ferner kann die vorliegende Erfindung eine Kommunikationsunterbrechung aufgrund eines Verlusts einer Verbindung vermeiden.
  • Durch Aufbauen des Funkknotens wie in der Erfindung kann eine geeignete Schnittstelle automatisch ausgewählt werden.
  • Ferner können die Kommunikationen so gesteuert werden, dass es keine Kommunikationsunterbrechung gibt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Netzdarstellung einer Funktionsweise eines Funkknotens, der sich zwischen verschiedenen Systemen bewegt;
  • 2 ist ein Blockschaltbild eines Funkkommunikationssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist ein Funktionsblockschaltbild des Funkknotens gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist ein Funktionsblockschaltbild eines Leitwegesteueragenten gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Funktionsblockschaltbild eines Schnittstellenmanagers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist ein Flussdiagramm einer Funktionsweise des Funkkommunikationssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist ein Flussdiagramm einer Funktionsweise des Funkkommunikationssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Flussdiagramm einer Funktionsweise des Schnittstellenmanagers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ist ein Flussdiagramm einer Funktionsweise des Schnittstellenmanagers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist ein Flussdiagramm einer Funktionsweise des Schnittstellenmanagers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ist ein Flussdiagramm einer Funktionsweise des Schnittstellenmanagers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm einer Funktionsweise des Schnittstellenmanagers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 13 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Energiesparwirkung des Schnittstellenmanagers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 14 ist eine Netzdarstellung einer Funktionsweise des Funkknotens gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 15 ist ein Blockschaltbild der logischen Konfiguration des Funkknotens gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 16 ist ein Flussdiagramm einer Funktionsweise des Funkknotens gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 17 ist das Flussdiagramm einer Funktionsweise des Funkknotens gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Hierbei sind bezüglich der Zeichnungen zum Beschreiben der Ausführungsbeispiele die gleichen Bezugsziffern den gleichen Funktionseinheiten zugeordnet und ihre Erläuterungen werden nicht wiederholt.
  • Ein Funkkommunikationssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Funkkommunikationssystem auf IP-Basis, das verschiedene Arten von Verbindungsschichttechnologie einschließlich Funkzugriff für Mobilfunkkommunikationssyteme der vierten Generation sowie eine Komponentenentwicklungstechnik wie beispielsweise IP-Mobilitätssteuerung, die eine durchgehende Erreichbarkeit eines IP-Pakets in einer IP-Ebene realisiert, anwendet. Bezüglich der Verbindungsebenentechniken werden zwei oder mehr Verbindungsebenentechnik benutzt, einschließlich HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), Wireless LAN und erweiteter Funkzugriff für Mobilfunkkommunikationssysteme der vierten Generation. Bezüglich der IP-Mobilitätssteuerung werden ein verbessertes hierarchisches Funk-IP (HMIP-B), Funk-IP (MIP) und FMIP, das ein erweitertes Verfahren des Funk-IP ist, verwendet.
  • In dem Ausführungsbeispiel werden zum Beschreiben des Funkkommunikationssystems eine Funkrufaktivität in einem Funkrufsteuermodus und ein Umschaltvorgang in einem normalen Modus als Beispiele beschrieben.
  • Das Funkkommunikationssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird Bezug nehmend auf 2 bis 4 beschrieben.
  • Bezug nehmend auf 2 enthält das Funkkommunikationssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel Leitwegsteueragenten MA und PA, Zugriffsrouter AR1 und AR2, Kommunikationswegsysteme AP1 und BS1, die mit dem Zugriffsrouter AR1 verbunden sind, ein Kommunikationswegsystem BS2, das mit dem Zugriffsrouter AR2 verbunden ist, und einen Funkknoten MN#1, der mit den Kommunikationswegsystemen AP1, BS1 und BS2 verbunden werden kann. Die Leitwegsteueragenten MA und PA und die Zugriffsrouter AR1 und AR2 sind durch ein IP-Netz verbunden.
  • Gemäß dem Funkkommunikationssystem des Ausführungsbeispiels werden, wenn der Leitwegsteueragent PA ein an den Funkknoten MN#1, wie beispielsweise ein Funkgerät, adressiertes Paket empfangt, Positionsinformationen (Teilnetz) des Funkknotens MN#1 erfasst und das Ziel des Pakets wird durch Senden eines Funkrufmitteilungspakets an einen Funkrufservicebereich des Funkknotens MN#1 bestimmt.
  • Als nächstes wird der Funkknoten MN#1 Bezug nehmend auf 3 beschrieben.
  • Der Funkknoten MN#1 ist mit den IP-Netz durch eine der Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n (n ist eine positive ganze Zahl) über das Kommunikationswegsystem und den Zugriffsrouter AR verbunden.
  • Der Funkknoten MN#1 enthält Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n, einen Mehrfachschnittstellenmanager MIM (nachfolgend als der Schnittstellenmanager bezeichnet), der mit den Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n verbunden ist, eine mit den Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n und dem Schnitt stellenmanager MIM verbundene Steuereinheit 15, einen mit der Steuereinheit 15 verbundenen Manager der oberen Ebene 100 und eine mit dem Manager der oberen Ebene 100 verbundene Positionsinformationsaktualisierungseinheit 110.
  • Der Manager der oberen Ebene 100 und die Positionsinformationsaktualisierungseinheit 110 bilden eine Leitwegsteuereinheit.
  • Der Schnittstellenmanager MIM wählt eine geeignete NIC aus den NICs unter Verwendung der Verbindungsebeneninformationen entsprechend der Referenz, die eine Nutzungspriorität definiert, aus und realisiert ein nahtloses Umschalten zwischen verschiedenen Verbindungsebenentechniken, wobei die Energieeinsparung berücksichtigt wird.
  • Der Schnittstellenmanager MIM enthält eine Steuerinformationsvermittlungseinheit 11, die mit den Netwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n verbunden ist, eine Attributinformationsextraktionseinheit 13, die mit der Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 verbunden ist, eine Speichereinheit 12, die mit der Attributinformationsextraktionseinheit 13 verbunden ist, und eine Schnittstellenkartenauswahleinheit 14, die mit der Speichereinheit 12, den Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n und der Steuereinheit 1 verbunden ist.
  • Eine MAC-Adresse (Media Access Control-Adresse, eine Verbindungsebenenadresse) ist für jede der Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n eingestellt. Die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1 dient der Verbindung zum Kommunikationswegsystem AP1 und die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#2 dient dem Verbinden zu den Kommunikationswegsystemen BS1 und BS2.
  • Die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 erzeugt die Steuerinformationen jeder Netzwerkschnittstellenkarte und tauscht die Steuerinformationen mit den Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n aus. Die Attributinformationsextraktionseinheit 13 extrahiert die Attributinformationen der Netzwerkschnittstellenkarten aus den mit der Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 ausgetauschten Steuerinformationen. Die extrahierten Attributinformationen enthalten Prioritätsinformationen wie beispielsweise Informationen über eine Art eines verfügbaren Kommunikationsweg systems, Kommunikationskosten, eine gemessene Leistungsamplitude, eine Nutzervorliebe und eine Nutzungssituation wie beispielsweise die Geschäftsnutzung.
  • Die Speichereinheit 12 speichert die durch die Attributinformationsextraktionseinheit 13 extrahierten Attributinformationen. Weiter speichert die Speichereinheit 12 ein Funkknotensteuerprogramm. Das Funkknotensteuerprogramm erzeugt die Steuerinformationen jeder Schnittstelle des Funkknotens MN#1 und wählt eine Schnittstelle aus, die das Attribut besitzt, das zu den vorbestimmten Bedingungen passt, in Zusammenarbeit mit der Steuerinformationsvermittlungseinheit 11, die die Steuerinformationen mit den Schnittstellen austauscht, und der Attributinformationsextraktionseinheit 13, die die Attributinformationen der Schnittstelle aus den Steuereinformationen extrahiert und die Speichereinheit 12 die extrahierten Attributinformationen speichern lässt. Das Funkknotensteuerprogramm lässt ferner die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 die von jeder Schnittstelle empfangenen Steuerinformationen an die obere Ebene vorsehen. Die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 wählt die Netzwerkschnittstellenkarte aus, die das Attribut besitzt, das zu den vorbestimmten Bedingungen passt. Zum Beispiel ist eine Präferenz vorbereitet, die die Verbindungspriorität einer Netzwerkschnittstellenkarte NIC definiert, und eine Netzwerkschnittstellenkarte NIC wird basierend auf der Präferenz ausgewählt.
  • Die Steuereinheit 15 betreibt den Funkknoten MN#1 gemäß Operationsmodi, zum Beispiel dem normalen Modus und dem Paging-Steuermodus. Beim Betrieb im normalen Modus führt der Funkknoten MN#1 unter Verwendung des Funk-IP oder seiner erweiterten Technik einen Mobilitätsverwaltungsvorgang durch, wie er durch die Steuereinheit 15 befohlen wird. Beim Betrieb im Paging-Steuermodus, wie er von der Steuereinheit 15 befohlen wird, stoppt der Funkknoten MN#1 den Mobilitätsverwaltungsvorgang und sendet ein Paging-Registrierungspaket zum Bilden eines Paging-Servicebereichs an den Leitwegsteueragenten PA.
  • Der Manager der oberen Ebene 100 führt eine Steuerung zum Beispiel in der Netzwerkebene durch, die eine Ebene höher als die Verbindungsebene ist. Zum Beispiel führt der Manager der oberen Ebene 100 – ggf. in Zusammenarbeit mit dem Leitwegsteueragenten MA – eine Steuerung in der IP-Ebene durch und realisiert ein Senden/Empfangen eines IP-Pakets. Weiter sendet der Manager der oberen Ebene 100 das Paging-Registrierungspaket zum Bilden des Paging-Servicebereichs des Funkknotens MN#1 an den Leitwegsteueragenten PA. Eine IP-Adresse und eine Media Access Control-Adresse können in dem Paging-Registrierungspaket enthalten sein. Weiter führt der Manager der oberen Ebene 100 eine Adresslösung unter Verwendung der Media Access Control-Adresse und einer vorbestimmten IP-Adresse (Netzwerkebenenadresse) durch.
  • Die Positionsinformationsaktualisierungseinheit 110 bestimmt die Verknüpfbarkeit und aktualisiert den Leitweg entsprechend einem Befehl des Managers der oberen Ebene 100. Zum Beispiel wird ein Aktualisierungsprozess einer Standardschnittstelle durchgeführt.
  • Als nächstes wird der Leitwegsteueragent PA Bezug nehmend auf 4 beschrieben.
  • Der Leitwegsteueragent PA enthält eine mit der Paging-Registrierungspaket-Transceivereinheit 31 verbundene Paging-Servicebereich-Bildungseinheit 32, eine mit der Paging-Servicebereich-Bildungseinheit 32 verbundene Paging-Servicebereich-Verwaltungseinheit 33, eine mit der Paging-Servicebereich-Verwaltungseinheit 33 verbundene Paging-Nachrichtenpaket-Sendeeinheit 35, eine mit der Paging-Nachrichtenpaket-Sendeeinheit 35 verbundene Paketerfassungseinheit 34, eine mit der Paketerfassungseinheit 34 verbundene Paketübertragungseinheit 37 und eine mit der Paketübertragungseinheit 37 verbundene Paging-Nachrichtenrückmeldungs-Empfangseinheit 36.
  • Die Paging-Registrierungspaket-Transceivereinheit 31 empfängt das Paging-Registrierungspaket zum Bilden des Paging-Servicebereichs des Funkknoten MN#1, das vom Funkknoten MN#1 übertragen wird und gibt es der Paging-Servicebereich-Bildungseinheit 32 ein. Weiter empfangt die Paging-Registrierungspaket-Transceivereinheit 31 die Media Access Control-Adresse entsprechend der bestimmten Netzwerkschnittstellenkarte NIC von dem Funkknoten MN#1. Weiter sendet die Paging-Registrierungspaket-Transceivereinheit 31 ein Paging-Registrierungsantwortpaket, das berichtet, dass der Paging-Servicebereich gebildet worden ist, durch den Zugriffsrouter AR1, das Kommunikationswegsystem AP1, die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1 und den Schnittstellenmanager MIM an den Funkknoten MN#1.
  • Die Paging-Servicebereich-Bildungseinheit 32 bildet den Paging-Servicebereich des Funkknotens MN#1 basierend auf dem Paging-Registrierungspaket. Zum Beispiel setzt die Paging-Servicebereich-Bildungseinheit 32 den Paging-Servicebereich des Funkknotens MN#1 basierend auf den im Paging-Registrierungspaket enthaltenen Informationen, die das Teilnetz zeigen, auf die Teilnetze #1 und #2.
  • Die Paging-Servicebereich-Verwaltungseinheit 33 verwaltet den Paging-Servicebereich des Funkknotens MN#1 und speichert zum Beispiel die „IP-Adresse", die „Media Access Control-Adresse" und den „Paging-Servicebereich", die dazugehören. Zum Beispiel verwaltet die Paging-Servicebereich-Verwaltungseinheit 33 „IP_MN#1" als die IP-Adresse, „Media Access Control Address #1" als die Media Access Control -Adresse und „Subnets #1 and #2" als den Paging-Servicebereich. D.h. die Paging-Servicebereich-Verwaltungseinheit 33 verwaltet den Paging-Servicebereich des Funkknotens MN#1 basierend auf der aktuell dem Funkknoten MN#1 zugewiesenen IP-Adresse „IP_MN#1" und der empfangenen Media Access Control-Adresse „Media Access Adress #1".
  • Die Paketerfassungseinheit 34 erfasst und puffert das an den Funkknoten MN#1 adressierte IP-Paket und kommuniziert diese Wirkung an die Paging-Nachrichtenpaket-Sendeeinheit 35. Weiter überträgt die Paketerfassungseinheit 34 das gepufferte IP-Paket, das an den Funkknoten MN#1 adressiert ist, entsprechend den Richtungen der Paketübertragungseinheit 37.
  • Die Paging-Nachrichtenpaket-Sendeeinheit 35 sendet das Paging-Nachrichtenpaket an die Teilnetze #1 und #2, die den Paging-Servicebereich des Funkknotens MN#1 bilden, entsprechend der Mitteilung von der Paketerfassungseinheit 34.
  • Die Paging-Nachrichtenrückmeldungs-Empfangseinheit 36 empfangt ein Paging-Nachrichtenrückmeldungspaket, das von dem Funkknoten MN#1 gesendet wird, und kommuniziert dieses an die Paketübertragungseinheit 37.
  • Die Paketübertragungseinheit 37 extrahiert ein IP-Paket entsprechend dem Paging-Nachrichtenrückmeldungspaket, das von der Paketerfassungseinheit 34 empfangen wird, und sendet das extrahierte IP-Paket basierend auf dem im Paging-Nachrichtenrückmeldungspaket enthaltenen Teilnetz des Funkknotens MN#1.
  • Die Zugriffsrouter AR1 und AR2 führen einen Leitwegprozess basierend auf der IP-Adresse durch. Zum Beispiel führt der Zugriffsrouter AR1 den Leitwegprozess des mit den Kommunikationswegsystemen AP1 und BS1 verbundenen Teilnetzes #1 durch. Weiter führt der Zugriffsrouter AR2 den Leitwegprozess des mit dem Kommunikationswegsystem BS2 verbundenen Teilnetzes #2 durch.
  • Die Kommunikationswegsysteme AP1, BS1 und BS2 sind mit den entsprechenden Zugriffsroutern AR1 und AR2 verbunden und führen eine Übertragungssteuerung in der Verbindungsebene basierend auf der Media Access Control-Adresse durch.
  • Gemäß dem Funkkommunikationssystem des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sind keine funktionellen Zusätze zu den Kommunikationswegsystemen (Zugriffspunkten) AP1, BS1 und BS2, die die Netzwerkknoten sind, den Zugriffsroutern AR1 und AR2 und weiteren Steuereinheiten erforderlich.
  • Als nächstes wird die logische Struktur des Schnittstellenmanagers MIM des Funkknotens MN#1 unter Bezug auf 5 beschrieben.
  • Der Schnittstellenmanager MIM ist unmittelbar oberhalb der Verbindungsebene im Protokollstapel des Funkknotens MN#1 positioniert und ist vor dem Protokoll der oberen Ebene und der Anwendung versteckt.
  • Die obere Ebene tauscht die Steuereinformationen und Pakete mit einer Steuerinformationsvermittlungs-API, z.B. LAPI (Link Layer Application Programming Interface) entsprechend der jeweiligen Netzwerkschnittstellenkarte NIC aus. Hierbei ist LAPI eine API, die definiert ist, um die Steuerinformationen der jeweiligen Verbindungsebene gleichmäßig zu machen und um die Steuereinformationen mit der oberen Ebene auszutauschen, wobei LAPI die Steuerung der Anwendung und verschiedene Protokolle, die in einer Ebene höher als die Verbindungsebene angeordnet sind, beschleunigt, was die Kommunikationsqualität erhöht. Als Steuerinformations vermittlungs-API ist MIB-Socket bekannt (siehe zum Beispiel Nicht-Patentdokument 3).
  • Der Schnittstellenmanager MIM enthält eine virtuelle Schnittstelle (VIF), einen Prozessor und eine Steuerschnittstelle (Steuer-I/F).
  • Die virtuelle Schnittstelle (VIF) ist eine virtuelle Schnittstelle, die der Schnittstellenmanager MIM hält, und die zwei Arten enthält, nämlich Upper.VIF (U.VIF), die als jeweilige NIC durch die obere Ebene erkannt wird, und Lower.VIF (L.VIF) Die durch die NIC als die obere Ebene erkannt wird. Der Schnittstellenmanager MIM tauscht die Steuerinformationen zwischen der oberen Ebene und einer unteren Ebene in dem Protokollstapel des Funkknotens MN#1 durch die virtuellen Schnittstellen aus. Zum Beispiel enthält der Schnittstellenmanager MIM Upper.VIF#1 bis Upper.VIF#n und Lower.VIF#1 bis Lower.VIF#n (n ist eine positive ganze Zahl). Upper.VIF#1 bis Upper.VIF#n tauschen die Steuerinformationen mit der oberen Ebene aus. Lower.VIF#1 bis Lower.VIF#n tauschen die Steuerinformationen mit den Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n durch LAPI NIC#1 bis LAPI NIC#n aus.
  • Der Prozessor ist ein Ausführungsmodul, das eine optimale NIC auswählt. Der Prozessor erzeugt eine Präferenz, die die Verbindungspriorität der Netzwerkschnittstellenkarte NIC entsprechend einem Parameter und einem Auswahlalgorithmus, der durch die später beschriebene Steuerschnittstelle eingerichtet ist, definiert, und wählt die NIC entsprechend der Präferenz aus und verwaltet sie. Weiter tauscht der Prozessor die Steuerinformationen aus, gibt sie aus und hört sie ab, wobei er einen für die Steuerung erforderlichen Timer verwaltet. Außerdem kann der Prozessor ausgebildet sein, um ein Puffer und Ausgeben nicht nur der Steuerinformationen, sondern auch eines Datenpakets und einer Anweisung einer Eingabe/Ausgabe-NIC durchzuführen.
  • Die Steuerschnittstelle (Steuer-I/F) ermöglicht die Eingabe eines Parameters, eines Algorithmus, usw., die zum Erzeugen der Präferenz und zum Wechseln der NICs erforderlich sind. Ferner enthält sie auch eine Schnittstelle, die eine Informationsverwaltung wie beispielsweise eine Protokollausgabe vorsieht.
  • Als nächstes werden Zustände der Netzwerkschnittstellenkarte NIC, die der Schnittstellenmanager MIM verwaltet, beschrieben. Als Zustände der Netzwerkschnittstellenkarte NIC werden drei Fälle angenommen, nämlich Aktiv-NIC, Empfangs-NIC und Kleinleistungs-NIC.
  • Aktiv-NIC ist ein Zustand, in dem ein Datenpaket gesendet und empfangen wird. In diesem Zustand werden die Steuerinformationen übertragen wie sie sind.
  • Empfangs-NIC ist ein Zustand, bei dem ein Abschalten einer alten Aktiv-NIC aufgeschoben wird, damit die obere Ebene eine Verbindung mit einer neuen Aktiv-NIC beim Wechseln einer NIC, d.h. einer Aktiv-NIC einrichtet. Bei Empfangs-NIC wird ein Datenpaket empfangen, die Steuerinformationen werden jedoch verworfen.
  • Niedrigleistungs-NIC ist ein Zustand, in dem eine Energiesparsteuerung durchgeführt wird und die Funktion abgeschaltet ist. Dies ist der Zustand eines NIC außer Aktiv-NIC und Empfangs-NIC. In diesem Zustand wird die Verbindungsebenensteuerung der Schnittstelle nicht durchgeführt und ein Datenpaket wird weder gesendet noch empfangen.
  • Als nächstes werden Funktionsweisen des Funkkommunikationssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 6 und 7 beschrieben.
  • Einer der folgenden Fälle findet statt, nämlich die Stromzufuhr des Funkknotens MN#1 wird eingeschaltet und eine Netzwerkschnittstellenkarten NIC wird durch den Funkknoten MN#1 erweitert (Schritt S502).
  • Die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 erzeugt die Steuerinformationen für jede Netzwerkschnittstellenkarte und tauscht die Steuerinformationen mit den Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n aus (Schritt S504). Die Attributinformationsextraktionseinheit 13 extrahiert die Attributinformationen der Schnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n aus den ausgetauschten Steuerinformationen und speichert die Attributinformationen in der Speichereinheit 12. Die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 wählt eine Schnittstellenkarte, die das geeignete Attribut hat, zum Beispiel die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1, basierend auf vorbestimmten Bedingungen, zum Beispiel der Präferenz, aus (Schritt S506) und stellt die ausgewählte Schnittstellenkarte als Aktiv-NIC ein (Schritt S508).
  • Als nächstes führt der Manager der oberen Ebene 100 einen Adressentscheidungsvorgang mit dem Zugriffsrouter AR1 über den Schnittstellenmanager MIM, die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1 und das Verbindungswegsystem AP1 unter Verwendung der Media Access Control-Adresse und der vorbestimmten IP-Adresse der Netzwerkschnittstellenkarte #1 durch (Schritt S510).
  • Als nächstes startet die Steuereinheit 15 Vorgänge im Paging-Steuermodus (Schritt S512).
  • Als nächstes sendet der Manager der oberen Ebene 100 das Paging-Registrierungspaket mit der Media Access Control-Adresse und der vorbestimmten IP-Adresse der Netzwerkschnittstellenkarte #1 über den Schnittstellenmanager MIM, die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1 das Kommunikationswegsystem AP1 und den Zugriffsrouter AR1 an den Leitwegsteueragenten PA (Schritt S514 bis Schritt S522).
  • Als nächstes bildet die Paging-Servicebereich-Bildungseinheit 32 den Paging-Servicebereich bezüglich der Media Access Control-Adresse und der vorbestimmten IP-Adresse der Netzwerkschnittstellenkarte #1, zum Beispiel die Teilnetze #1 und #2, basierend auf dem Paging-Registrierungspaket, das empfangen wird (Schritt S524).
  • Als nächstes sendet die Paging-Registrierungspaket-Transceivereinheit 31 das Paging-Registrierungsantwortpaket, das signalisiert, dass der Paging-Servicebereich gebildet worden ist, unter Verwendung der Media Access Control-Adresse und der IP-Adresse über den Zugriffsrouter AR1, das Kommunikationswegsystem AP1, die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1 und den Schnittstellenmanager MIM an den Manager der oberen 100 des Funkknotens MN#1 (Schritt S526 bis Schritt S534).
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 7 der Fall beschrieben, wenn der Schnittstellenmanager MIM eine geeignete NIC aus den Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n entsprechend der Präferenz unter Berücksichtigung einer Energieeinsparung unter Verwendung der Verbindungsebeneninformationen auswählt.
  • Die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 erzeugt die Steuerinformationen jeder Netwerkschnittstellenkarte und tauscht die Steuerinformationen mit den Netwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n aus (Schritt S602).
  • Die Attributinformationsextraktionseinheit 13 extrahiert die Attributinformationen der Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bis NIC#n aus den ausgetauschten Steuerinformationen und speichert die Attributinformationen in der Speichereinheit 12.
  • Die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 wählt eine Schnittstellenkarte, die das geeignete Attribut hat, das zu vorbestimmten Bedingungen passt, basierend auf der Präferenz aus, zum Beispiel wird die Netzwerkschnittstellenkarte #2 ausgewählt (Schritt S604). Die ausgewählte Schnittstellenkarte wird als die Aktiv-NIC eingestellt (Schritt S606), und die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1, die als Aktiv-NIC eingestellt gewesen ist, wird nun als Empfangs-NIC eingestellt (Schritt S608).
  • Als nächstes führt der Manager der oberen Ebene 100 einen Adressentscheidungsvorgang mit dem Zugriffsrouter AR1 über den Schnittstellenmanager MIM, die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#2 und das Verbindungswegsystem BS1 unter Verwendung der Media Access Control-Adresse und der vorbestimmten IP-Adresse der Netzwerkschnittstellenkarte #2 durch (Schritt S610).
  • Als nächstes gibt die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1 die Kommunikationsverbindung zum Kommunikationswegsystem AP1 unter Verwendung der Media Access Control-Adresse, die eingerichtet worden ist, frei (Schritt S612) und meldet dem Schnittstellenmanager MIM, dass der Vorgang gestoppt wird (Schritt S614).
  • Die Paketerfassungseinheit 34 des Leitwegsteueragenten PA empfangt das an den Funkknoten MN#1 adressierte Paket (Schritt S616). Dann sendet die Paging-Nachrichtenpaket-Sendeeinheit 35 die Paging-Nachricht an den Zugriffsrouter AR1, wodurch signalisiert wird, dass das an den Funkknoten MN#1 adressierte Paket empfangen wird (Schritt S618).
  • Der Zugriffsrouter AR1 sendet des Paging-Nachrichtenpaket an die Kommunikationswegsysteme AP1 und BS1, die den Paging-Servicebereich des Funkknotens MN#1, d.h. das Teilnetz #1 und #2 verwalten (Schritt S620).
  • Die Kommunikationswegsysteme AP1 und BS1 senden das oben beschriebene Paging-Nachrichtenpaket an die Netzwerkschnittstellenkarten NIC#1 bzw. #2 unter Verwendung der Media Access Control-Adresse und der IP-Adresse (Schritt S622 und Schritt S624). Das an die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#1 gesendete Paging-Nachrichtenpaket wird nicht empfangen (Schritt S622). Das von der Netzwerkschnittstellenkarte NIC#2 empfangene Paging-Nachrichtenpaket wird an den Manager der oberen Ebene 100 übertragen (Schritt S622 und Schritt 628).
  • Als nächstes sendet der Manager der oberen Ebene 100 das Paging-Nachrichtenrückmeldungspaket als Antwort auf das Paging-Nachrichtenpaket unter Verwendung der Media Access Control-Adresse und der IP-Adresse über den Schnittstellenmanager MIM, die Netzwerkschnittstellenkarte NIC#2, das Kommunikationswegsystem BS1 und den Zugriffsrouter AR1 an den Leitwegsteueragenten PA (Schritt S630 bis Schritt S638).
  • Als nächstes extrahiert die Paketübertragungseinheit 37 das an den Funkknoten MN#1 adressierte Paket, das in der Paketerfassungseinheit 34 gepuffert ist, entsprechend dem Paging-Nachrichtenrückmeldungspaket, das empfangen wird (Schritt S640).
  • Als nächstes sendet die Paketübertragungseinheit 37 das an den Funkknoten MN#1 adressierte Paket unter Verwendung der Media Access Control-Adresse und der IP-Adresse über den Zugriffsrouter AR1, das Verbindungswegsystem BS1, die Netzwerkschnittstelle NIC#2 und den Schnittstellenmanager MIM an den Manager der oberen Ebene 100 (Schritt S642 bis Schritt S650).
  • Als nächstes wird der Auswahlprozess der Netzwerkschnittstellenkarte NIC, den der Schnittstellenmanager MIM durchführt, Bezug nehmend auf 8 bis 11 beschrieben.
  • Hierbei wird der Fall beschrieben, wenn LAPI als die Steuerinformationsaustausch-API dient, wobei die Verbindungsebene die Steuerinformationen zwischen Protokollen höherer Ordnung überträgt. Die Beschreibung ist auf den Fall anwendbar, wenn eine andere Steuereinformationsaustausch-API verwendet wird.
  • Zuerst werden die zu benutzenden Steuerinformationen beschrieben.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden „linkup.notification/request", „poweroff.notification/request", „linkdown/predown.notification" und „Active/Dormant.request" verwendet.
  • „linkup.notification/request" sind Steuerinformationen, die mitteilen/anfordern, dass eine Netzwerkschnittstellenkarte in einem Verknüpfungszustand ist. Der Verknüpfungszustand ist ein Zustand, in dem Kommunikationen in der Verbindungsebene eingerichtet sind und ein Paket der oberen Ebene gesendet und empfangen werden kann.
  • „poweroff.notification/request" sind Steuerinformationen, die mitteilen/anfordern, dass der Stromverbrauch der Schnittstellenkarte im niedrigsten Zustand ist. Obwohl ein Austausch der Steuerinformationen ermöglicht ist, ist es der Zustand, in dem keine Kommunikationen in der Verbindungsebene durchgeführt werden, wobei ein Hauptteil der Funktion gesperrt ist.
  • „linkdown/predown.notification" sind Steuerinformationen, die eine Mitteilung vorsehen, dass die Netzwerkschnittstellenkarte NIC in einem Abschaltungszustand oder in einem Zustand, der beinahe abgeschaltet ist, ist. Der Abschaltungszustand ist ein Zustand, in dem Senden und Empfangen des Pakets der oberen Ebene nicht durchgeführt werden können, weil das Gerät außerhalb des Servicebereichs ist, und dergleichen.
  • „Active/Dormant.request" sind Steuerinformationen, die angeben, dass die obere Ebene den Wechsel der Präferenz erfordert, die angeben, ob der IP-Ebenenservice im aktiven oder schlafenden Modus ist. Der schlafende Modus ist der Betriebszustand des IP-Pagings, in dem der IP-Ebenen-Bereitschaftszustand definiert ist.
  • Zuerst wird Bezug nehmend auf 8 der Fall beschrieben, wenn eine Neuauswahl entsprechend der Veränderung des Attributs der Netzwerkschnittstellenkarte durchgeführt wird.
  • 8 ist ein Flussdiagramm der Funktionsweisen des Schnittstellenmanagers MIM, wenn die obere Ebene die Steuerinformationen erzeugt, die die Veränderung der Präferenz begleiten. Die Fälle, in denen die obere Ebene die mit der Veränderung der Präferenz zusammenhängenden Steuerinformationen erzeugt, enthalten den Fall, wenn ein Kommunikationszustand in einen Bereitschaftszustand übergeht, der Benutzer eine Präferenz gemäß der Nutzerpräferenz betreffend Kosten und Zugriffstechnologie ändert und eine Veränderung der Präferenz gemäß einer auszuführenden Anwendung erforderlich ist.
  • Zuerst bestimmt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 basierend auf der Präferenz, ob die aktuelle Aktiv-NIC die bevorzugteste NIC ist (Schritt S702). Falls bestimmt wird, dass die aktuelle Aktiv-NIC nicht die bevorzugteste NIC ist (N bei Schritt S702), wird ein später beschriebener NIC-Suchvorgang durchgeführt (Schritt S704). Falls die aktuelle Aktiv-NIC die bevorzugteste NIC ist (Y bei Schritt S702), wird der Prozess beendet.
  • Die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 bestimmt durch einen Merker, dass die Aktiv-NIC während des NIC-Suchvorgangs nicht unverfügbar geworden ist, vergleicht eine durch die Suche ausgewählte NIC mit der aktuellen Aktiv-NIC und wählt eine von ihnen basierend auf der Präferenz aus (Schritt S706).
  • Als nächstes bestimmt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14, ob die ausgewählte NIC eine höhere Priorität als die aktuelle Aktiv-NIC hat (Schritt S708). Falls die Bestimmung positiv ist (Y bei Schritt S708), wird die aktuelle Aktiv-NIC als Empfangs-NIC eingestellt und die ausgewählte NIC wird als Aktiv-NIC eingestellt (Schritt S710).
  • Ansonsten wird, falls die Bestimmung negativ ist (N bei Schritt S708), der Prozess beendet.
  • Als nächstes wird der oberen Ebene (oberhalb oder gleich L3), zum Beispiel einer Ebene 3 (L3) über die Upper.VIF entsprechend der Aktiv-NIC die „linkup.notification" bereitgestellt (Schritt S712).
  • Als nächstes bestimmt die obere Ebene, die „linkup.notification" empfangt, die Verknüpfbarkeit mit der NIC und aktualisiert den Leitweg. Zum Beispiel wird ein Umschaltvorgang durchgeführt (Schritt S714).
  • Wie oben beschrieben wird, wenn die obere Ebene die mit der Veränderung der Präferenz zusammenhängenden Steuerinformationen erzeugt, automatisch eine geeignete Netzwerkschnittstellenkarte ausgewählt.
  • Um zu bestimmen, ob die Aktiv-NIC verfügbar ist, kann ein Merker verwendet werden, wie oben beschrieben; zusätzlich kann die Verfügbarkeit durch den Schnittstellenmanager MIM bestimmt werden, der die Verfügbarkeit durch Übertragen von Steuerinformationen zum Bestimmen des Verbindungszustandes mit der Aktiv-NIC bestimmt, wenn eine NIC im NIC-Suchprozess ausgewählt worden ist.
  • Die NIC, die bis jetzt als Aktiv-NIC eingestellt gewesen ist, wird als Empfangs-NIC eingestellt. So kann, da sowohl die Aktiv-NIC als auch die Empfangs-NIC Pakete empfangen können, der Paketverlust der oberen Ebene verringert werden. Die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 des Schnittstellenmanagers MIM sendet „poweroff.request" nach einer Zeit, die für den Prozess zum Verändern der oberen Ebene ausreichend ist, an die Empfangs-NIC. Die Empfangs-NIC, die „poweroff. request" empfangt, schaltet ihre Funktion ab. Der Energieverbrauch der nicht ausgewählten Schnittstellen kann auf diese Weise reduziert werden.
  • Als nächstes werden die Funktionsweisen des Schnittstellenmanagers MIM, wenn die Aktiv-NIC in Gebrauch die Steuerinformationen erzeugt, die vorgeben, dass eine Fortsetzung der Verbindung einer Verbindungsebene schwierig ist, Bezug nehmend auf 9 beschrieben.
  • Die Aktiv-NIC erzeugt die Steuerinformationen, die vorgeben, dass die Fortsetzung der Verbindung der Verbindungsebene schwierig ist, wenn Fälle auftreten, wie beispielsweise das sich aus dem Servicebereich herausbewegende Gerät, die entfernte NIC und eine Verschlechterung der Übertragungsqualität durch Interferenz.
  • Zuerst sendet die Aktiv-NIC „predown.notification" oder „linkdown.notification" über die Upper.VIF entsprechend der Aktiv-NIC an die obere Ebene (oberhalb oder gleich L3) (Schritt S803).
  • Als nächstes bestimmt die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11, ob die NIC-Suche durchgeführt wird (Schritt S804). Wenn die NIC-Suche durchgeführt wird (Y bei Schritt S804), wird der Merker auf ON gesetzt (Schritt S808) und der Prozess wird beendet. Auf diese Weise kann, wenn der NIC-Suchprozess durchgeführt wird, der Merker bestimmen, dass die Aktiv-NIC nicht richtig verfügbar ist, was auf den ausgeführten NIC-Suchprozess reflektiert werden kann.
  • Andererseits wird, wenn die NIC-Suche nicht durchgeführt wird (N bei Schritt S804), die NIC-Suche wie später beschrieben durchgeführt (Schritt S806).
  • Als nächstes wird bestimmt, ob die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 des Schnittstellenmanagers MIM eine Schnittstellenkarte NIC gefunden hat (S810). Falls die Bestimmung bestätigend ist (Y bei Schritt S810), stellt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 die aktuelle Aktiv-NIC als Empfangs-NIC ein und stellt die neu ausgewählte NIC als Aktiv-NIC ein (Schritt S812). Wenn der Schnittstellenmanager MIM keine Schnittstellenkarte NIC findet (N bei Schritt S810), wird der Prozess beendet.
  • Als nächstes stellt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 „linkup.notification" über die Upper.VIF entsprechend der Aktiv-NIC der oberen Ebene (oberhalb oder gleich L3) bereit (Schritt S814).
  • Als nächstes bestimmt die obere Ebene, die „linkup.notification" empfing, die Verknüpfbarkeit mit der NIC und aktualisiert den Leitweg. Zum Beispiel wird ein Umschaltvorgang durchgeführt (Schritt S816).
  • Auf diese Weise wird, wenn die Aktiv-NIC in Gebrauch die Steuerinformationen erzeugt, die vorgeben, dass eine Fortsetzung der Verbindung mit der Verbindungsebene schwierig ist, ein Wechsel zu einer geeigneten Netzwerkschnittstellenkarte automatisch ausgeführt.
  • Als nächstes werden Funktionsweisen des Schnittstellenmanagers MIM im Fall des Findens einer NIC, die verfügbar ist und eine höhere Priorität als die aktuelle Aktiv-NIC hat, Bezug nehmend auf 10 beschrieben. Wenn die aktuelle Aktiv-NIC nicht die oberste Priorität hat, bestimmt der Schnittstellenmanager MIM, ob die NIC mit der höheren Priorität benutzt werden kann, indem eine NIC-Suche bei einem Präferenztimerzyklus verwendet werden kann. In diesem Fall werden Funktionen der NIC(s) außer der Aktiv-NIC und der Empfangs-NIC durch den Schnittstellenmanager MIM ausgeschaltet. Auf diese Weise wird der NIC-Suchvorgang in einem durch den Schnittstellenmanager MIM bestimmten Intervall durchgeführt, sodass bestimmt wird, ob die NIC(s) verfügbar sind.
  • Zuerst bestimmt die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11, ob die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 die NIC-Suche durchführt (Schritt S902). Falls die NIC-Suche durchgeführt wird (Y bei Schritt S902), wird der Prozess beendet. Andernfalls wird, falls die NIC-Suche nicht durchgeführt wird (N bei Schritt S902), die später beschriebene NIC-Suche durchgeführt (Schritt S904).
  • Als nächstes wird bestimmt, ob die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 des Schnittstellenmanagers MIM eine Schnittstellenkarte NIC gefunden hat (Schritt S906). Wenn die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 keine Schnittstellenkarte NIC findet (N bei Schritt S906), wird der Prozess beendet.
  • Falls die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 eine Schnittstellenkarte NIC findet (Y bei Schritt S906), wird bestimmt, ob der Merker ON ist (Schritt S908). Falls der Merker OFF ist (OFF bei Schritt S908), vergleicht die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 die aktuelle Aktiv-NIC mit der gefundenen NIC, d.h. der ausgewählten NIC, und wählt basierend auf der Präferenz eine aus (Schritt S910). Als nächstes bestimmt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14, ob die ausgewählte NIC die hohe Priorität besitzt (Schritt S912). Falls die Priorität der ausgewählten NIC nicht höher ist (N bei Schritt S912), wird der Prozess beendet.
  • Falls die Priorität der ausgewählten NIC höher (Y bei Schritt S912) oder falls der Merker ON ist (ON bei Schritt S908), stellt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 die aktuelle Aktiv-NIC als Empfangs-NIC ein und stellt die ausgewählte NIC als Aktiv-NIC ein (Schritt S914).
  • Als nächstes wird der oberen Ebene (oberhalb oder gleich L3) über die Upper.VIF entsprechend der Aktiv-NIC „linkup.notification" bereitgestellt (Schritt S916).
  • Als nächstes bestimmt die obere Ebene, die „linkup.notification" empfangt, die Verknüpfbarkeit mit der NIC und aktualisiert den Leitweg. Zum Beispiel wird ein Umschaltvorgang durchgeführt (Schritt S918).
  • Folglich wechselt die alte Aktiv-NIC in die Empfangs-NIC. Die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 des Schnittstellenmanagers MIM sendet nach einer Zeit, die für die Beendigung des Vorgangs der oberen Ebene ausreichend ist, „poweroff.request" an die Empfangs-NIC. Die Empfangs-NIC, die „poweroff.request" empfangt, schaltet ihre Funktion ab.
  • Auf diese Weise wird, wenn eine NIC mit einer Priorität, die höher als die aktuelle Aktiv-NIC ist, gefunden wird, automatisch ein Wechsel zu der geeigneten Netzwerkschnittstellenkarte ausgeführt. Weiter kann der Energieverbrauch der nicht ausgewählten Schnittstellen reduziert werden.
  • Der Zyklus des Schnittstellenmanagers MIM, der den NIC-Suchprozess durchführt, kann für jeden Satz von Präferenzen definiert werden. Weiter kann der Zyklus gemäß der Änderungshistorie und der Nutzungsfrequenzen der Aktiv-NIC eingestellt werden.
  • Die Fälle, bei denen eine NIC mit einer Priorität höher als die Aktiv-NIC verknüpfbar wird, enthalten Fälle, wenn sich ein Funkknoten MN von außen in den Servicebereich bewegt, wenn die NIC eingesetzt und für das Gerät eingestellt wird und wenn eine Kommunikationsqualität verbessert wird.
  • Als nächstes wird ein Prozess der NIC-Suche Bezug nehmend auf 11 beschrieben.
  • Im NIC-Suchprozess werden durch einen Prozessor des Schnittstellenmanagers MIM drei Bedingungen vorgesehen, nämlich ein Identifikator einer NIC, die ein Suchobjekt ist, eine Suchausführungszeit und eine Prioritätsbestimmungshaltezeit.
  • Zuerst sendet die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 „linkup.request" der Steuerinformationen, die das Einschalten von Funktionen anfordert, an alle NICs, die Suchobjekte sind, und startet einen Suchausführungszeit-Timer (TM1) (Schritt S1002).
  • Es wird bestimmt, ob die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 des Schnittstellenmanagers MIM die Steuerinformationen „linkup.notification" von einer ersten verknüpfbaren NIC empfangt (Schritt S1004).
  • Falls die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 die Steuerinformationen „linkup.notification" von der ersten verknüpfbaren NIC empfangt (Y bei Schritt S1004), wird ein Prioritätsbestimmungshaltetimer (TM2) gestartet (Schritt S1006). Anderenfalls wird, falls die Steuerinformationsvermittlungseinheit 11 nicht die Steuerinformationen „linkup.notification" von der ersten verknüpfbaren NIC empfangt (N bei Schritt S1004) nichts ausgeführt und der Prozess geht weiter zu Schritt S1008.
  • Als nächstes wird bestimmt, ob beide des Suchausführungszeit-Timers (TM1) und des Prioritätsbestimmungshaltetimers (TM2) abgelaufen sind (Schritt S1008).
  • Falls beide TM1 und TM2 abgelaufen sind (Y bei Schritt S1008), extrahiert die Attributinformationsextraktionseinheit 13 die Attributinformationen aus den Steuerinformationen und bestimmt, ob es eine NIC gibt, die „linkup.notification" bereitstellt, d.h. ob „linkup.notification" empfangen worden ist (Schritt S1010).
  • Falls „linkup.notification" empfangen ist (Y bei Schritt S1010), wählt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 eine NIC, die die höchste Priorität besitzt, als die ausgewählte NIC aus und stellt dem Prozessor diesbezüglich eine Mitteilung bereit (Schritt S1012). Anderenfalls wird, falls „linkup.notification" nicht empfangen ist (N bei Schritt S1010), nichts ausgeführt und der Prozess geht weiter zu Schritt S1014.
  • Als nächstes streicht die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 „notification" an die NICs außer der ausgewählten NIC und sendet „poweroff.request", das die Steuerinformation ist, die ein Ausschalten der Funktionen anfordert (Schritt S1014). Der Energieverbrauch der nicht ausgewählten Schnittstellen kann auf diese Weise reduziert werden.
  • Alternativ kann der NIC-Suchprozess so ausgeführt werden, dass der Prozessor die Anzahl der einzurichtenden NICs bereitstellt, „notification" von den NICs empfangen wird und die NIC-Auswahl durchgeführt wird. Da die Anzahl der NICs auf diese Weise bekannt ist, kann der Schnittstellenmanager MIM bestimmen, ob alle NICs geantwortet haben, ohne sich auf den Zeitablauf von Schritt S1008 zu beziehen. Auf diese Weise kann die zum Auswählen einer NIC erforderliche Zeit verkürzt werden.
  • Weiter kann der Prozessor die Priorität der aktuellen Aktiv-NIC geben und die Anzahl der Suchobjekt-NICs kann basierend auf der Priorität vorbestimmt werden. Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob „linkup.notification", was der Schnittstellenmanager MIM empfängt, höher als die aktuelle Aktiv-NIC ist. Demgemäß kann, wenn eine NIC mit einer höheren Priorität antwortet, der Auswahlvorgang beendet werden, was die für die Auswahl der NIC erforderliche Zeit verkürzt. Weiter kann, da die Prioritätsreihenfolge aus „linkup.notification", was vom Schnittstellenmanager MIM empfangen wird, bekannt sein kann, der Auswahlvorgang beendet werden, wenn eine NIC mit der höchsten Priorität antwortet, und die für eine Auswahl der NIC erforderliche Zeit kann verkürzt werden.
  • Abs nächstes werden Funktionsweisen des Schnittstellenmanagers MIM des Funkknotens MN, in dem zwei oder mehr Netzwerkschnittstellenkarten montiert sind, Bezug nehmend auf 12 beschrieben.
  • Hierbei wird der Fall beschrieben, wenn ein Funkknoten #1 (NIC#1), der die Aktiv-NIC ist, ein Umschalten durchführt.
  • Wie oben beschrieben, tauscht entsprechend dem Schnittstellenmanager MIM des Ausführungsbeispiels die Upper.VIF die Steuerinformationen mit der oberen Ebene aus und tauscht Lower.VIF die Steuerinformationen mit den NICs aus.
  • Wenn eine Verschlechterung einer Verbindungsebene auftritt (Schritt S1102), stellt NIC#1, die die Aktiv-NIC ist, Steuerinformationen „predown.notification #1" bereit, die vorgeben, dass die Fortsetzung der Verbindung schwierig ist (Schritt S1104).
  • Der Schnittstellenmanager MIM stellt der oberen Ebene die empfangene „predown. notification" bereit (Schritt S1106).
  • Der Schnittstellenmanager MIM startet den NIC-Suchprozess basierend auf dem unter Bezug auf 11 beschriebenen Funktionsablauf (Schritt S1108). Bei der NIC-Suche werden NIC#2 bis NIC#n zum Suchziel (n ist eine positive ganze Zahl), und „notification" wird erfasst. Weiter wird die Präferenz in der NIC-Suche bestimmt. D.h. die Steuerinformation „linkup.request" zum Einschalten der NIC-Funktionen wird an alle NICs außer der Aktiv-NIC gesendet (Schritt S1110).
  • Jede NIC, die „linkup.request" in der Verbindungsebene empfangt, bestimmt die Verfügbarkeit der Verbindung. Falls die Verbindung verfügbar ist, wird „linkup. notification" bereitgestellt. Anderenfalls, d.h. falls die Verbindung unmöglich ist, wird „linkdown.notification" bereitgestellt (Schritt S1112).
  • Die Attributinformationsextraktionseinheit 13 des Schnittstellenmanagers MIM extrahiert „linkup.notification" aus den Steuerinformationen, die beim Durchführen des NIC-Suchvorgangs erhalten wurden, und speichert es in der Speichereinheit 12. Die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 stellt eine NIC, die die höchste Priorität besitzt, als Aktiv-NIC ein und die alte Aktiv-NIC wird zur Empfangs-NIC gemacht.
  • Weiter stellt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 des Schnittstellenmanagers MIM „linkup.notification" der neuen Aktiv-NIC der oberen Ebene bereit (Schritt S1114), streicht „notification" aller anderen NICs und sendet die Steuerinformation „poweroff.request", die anfordert, dass die Funktionen ausgeschaltet werden, an die NICs außer der Aktiv-NIC und der Empfangs-NIC (Schritt S1116). Ein Timer, der das Abschalten der Funktionen der Empfangs-NIC aufschiebt, wird eingerichtet und „poweroff.request" wird an die Empfangs-NIC gesendet, wenn dieser Timer abläuft (Schritt S1118).
  • Die obere Ebene bestimmt die Verknüpfbarkeit mit der NIC, wie durch „linkup. notification" mitgeteilt, und führt die mit dem Aktualisieren des Leitwegs verbundene Steuerung, wie zum Beispiel einen Umschaltvorgang durch (Schritt S1120).
  • Falls der Zyklus zum Durchführen des NIC-Suchprozesses, wenn zum Beispiel der für jeden Satz von Präferenzen definierte Präferenztimer abläuft (Schritt S1122), bestimmt der Schnittstellenmanager MIM die Verbindbarkeit zu jeder NIC (Schritt S1124). Der Präferenztimerzyklus ist die Dauer vom Start bis zum Ablauf zum Beispiel des Präferenztimers.
  • Zuerst wird der NIC-Suchprozess für alle NICs außer der Aktiv-NIC gestartet. Im NIC-Suchprozess werden die NICs außer der Aktiv-NIC als Suchziel eingestellt und die „notification(s)" werden erfasst. Weiter wird die Präferenz in der NIC-Suche bestimmt. D.h. die Steuerinformation „linkup.request", die ein Einschalten der Funktionen jeder NIC anfordert, wird gesendet (Schritt S1126).
  • Jede NIC bestimmt die Verbindbarkeit der Verbindungsebene sobald die Funktionen eingeschaltet sind. Falls die Verbindung zur Verfügung steht, wird dem Schnittstellenmanager MIM „linkup.notification" bereitgestellt; und falls die Verbindung unmöglich ist, wird dem Schnittstellenmanager MIM „linkdown.notification" bereitgestellt (Schritt S1128).
  • Die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 des Schnittstellenmanagers MIM bestimmt eine NIC, die die höchste Priorität besitzt, aus „linkup.notification", die durch den NIC-Suchprozess erhalten werden, als die ausgewählte NIC und vergleicht ihre Priorität mit der aktuellen Aktiv-NIC.
  • In diesem Fall kann der Schnittstellenmanager MIM zwei oder mehr NICs als ausgewählte NICs auswählen, sofern die Bedingungen erfüllt werden. D.h. „linkup. notification" der NICs, die die Bedingungen erfüllen, werden der oberen Ebene bereitgestellt.
  • Falls die Priorität der ausgewählten NIC höher als die der Aktiv-NIC ist, setzt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 des Schnittstellenmanagers MIM die ausgewählte NIC als die neue Aktiv-NIC und ändert die Aktiv-NIC bis dahin in die Empfangs-NIC. In diesem Fall stellt die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 des Schnittstellenmanagers MIM „linkup.notification" der neuen Aktiv-NIC der oberen Ebene bereit (Schritt S1130), streicht „notifications" aus den weiteren NICs und stellt die Steuerinformation „poweroff.request", die ein Ausschalten der Funktionen anfordert, allen NICs außer der Aktiv-NIC und der Empfangs-NIC bereit (Schritt S1132). Weiter setzt der Schnittstellenmanager MIM den Timer, der ein Ausschalten der Funktionen der Empfangs-NIC zurückstellt, und sendet „poweroff.request", sobald der Timer abgelaufen ist (Schritt S1134).
  • Die obere Ebene bestimmt die Verknüpfbarkeit zur NIC als „linkup.notification", signalisiert dann die mit der Aktualisierung des Leitweges zusammenhängende Steuerung, zum Beispiel einen Umschaltprozess, und führt ihn durch (Schritt S1136).
  • Falls die Priorität der ausgewählten NIC niedriger als jene der der Aktiv-NIC ist, streicht der Schnittstellenmanager MIM die Nachrichten aller NICs, die als Suchobjekt dienen, und sendet die Steuerinformationen „poweroff.request" zum Ausschalten der Funktionen.
  • Als nächstes wird der Präferenztimer zum Starten des Suchprozesses gestartet.
  • Auf diese Weise kann der Funkknoten, der zwei oder mehr Schnittstellen aufweist, Kommunikationen unter Verwendung einer geeigneten Schnittstelle mit dem den Bedingungen entsprechenden Attribut fortsetzen. Weiter wird auch eine Energieeinsparung durch Ausschalten der Funktionen der nicht ausgewählten Schnittstellen realisiert.
  • Weiter tauscht gemäß dem Ausführungsbeispiel der Schnittstellenmanager MIM Steuerinformationen mit den Schnittstellen aus und wählt nur eine Schnittstelle aus, die das Attribut besitzt, das mit gegebenen Bedingungen übereinstimmt, sodass ein Austausch von Steuerinformationen für die obere Ebene ermöglich ist.
  • In den Fällen, wenn beispielsweise das Attribut der Schnittstelle verändert wird und nicht mit den Bedingungen übereinstimmt und wenn die Bedingungen verändert werden, wird durch Austauschen der Steuerinformationen mit den Schnittstellen nach einer Schnittstelle gesucht, die mit den Bedingungen übereinstimmt. Eine Schnittstelle, die mit den Bedingungen übereinstimmt, wird durch periodisches Austauschen der Steuerinformationen mit den Schnittstellen und Vergleichen mit der aktuell aktiven Schnittstelle gefunden.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine geeignete Schnittstelle durch Bestimmen der Verfügbarkeit der NIC und dergleichen automatisch ausgewählt, indem die Steuerinformationen mit dem Schnittstellenmanager MIM und den Netzwerkschnittstellenkarten NIC ausgetauscht werden. Nichtsdestotrotz kann eine geeignete Schnittstelle auch durch Bestimmen der Verfügbarkeit der NIC und dergleichen automatisch bestimmt werden, indem ein von einer NIC, die im Funkknoten neu installiert wird, empfangenes Datenpaket benutzt wird.
  • Als nächstes wird der Energiespareffekt des Schnittstellenmanagers MIM beschrieben.
  • Die Energiesparwirkung des Schnittstellenmanagers MIM hängt von der Zeit ab, während der die Netzwerkschnittstellenkarten NIC funktionieren. Außer der Aktiv-NIC, die weiter in Betrieb ist, werden alle NICs nur eingeschaltet, wenn die periodische NIC-Suche verarbeitet wird. Weiter bleibt, wenn die Aktiv-NIC gewechselt wird und die alte Aktiv-NIC zur Empfangs-NIC gemacht wird, die Empfangs-NIC für eine vorbestimmte Periode, d.h. einen Empfangs-NIC-Timer, weiter in Betrieb. Demgemäß beeinflusst die Periode des Empfangs-NIC-Timers auch die Energiesparwirkung.
  • Die Energiespareigenschaft, die von dem NIC-Suchzyklus und der Suchzeit abhängt, wird beschrieben.
  • Ein Funkknoten MN, in dem N NICs montiert sind, betreibt den Schnittstellenmanager MIM mit einer Suchzeit T2 und einem Präferenztimer Tpref. Die durch NIC#k verbrauchte Energie wird durch Pk ausgedrückt und die Prioritätsreihenfolge wird durch k = 1, 2, ..., N dargestellt.
  • Wenn NIC#1, welche von der höchsten Priorität ist, die Aktiv-NIC ist, werden die anderen NICs ausgeschaltet. In diesem Fall ist die gesamte von den NICs verbrauchte Energie die von NIC#1 verbrauchte P1. Falls eine andere NIC als die NIC höchster Priorität die Aktiv-NIC ist, funktioniert jede NIC für eine Periode T2 im Zyklus Tpref. Deshalb kann der Energieverbrauch Pmim der NICs, wenn der MIM in Betrieb ist, durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden, wobei p eine Wahrscheinlichkeit ist, dass NIC#1 mit der höchsten Priorität die Aktiv-NIC ist.
  • Figure 00300001
  • In Gleichung (1) wird ein Energiesparanteil αk (< 1) für die Aktiv-NIC berücksichtigt. Falls die NICs für eine lange Zeit in Betrieb/Funktion sind, wird angenommen, dass der Energieverbrauch durch eine Energiesparsteuerung der Verbindungsebene gesenkt wird, und es wird angenommen, dass er sich von dem Energieverbrauch in dem Fall eines periodischen Ein- und Ausschaltens der Funktion der gleichen NIC unterscheidet. Weiter sind bezüglich eines Funkknotens MN, der keinen MIM aufweist, alle NICs immer in Funktion und der Energieverbrauch Pnomim wird durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt.
  • Figure 00300002
  • Obwohl der Energieverbrauch jeder NIC mit der Art der Verbindungsebene, den Arten der NICs, den Betriebszuständen und einzelnen Unterschieden variiert, wird der Energieverbrauch durch den MIM in einem stabilen Zustand, wenn es keine NIC-Änderung gibt, ausgewertet. Hierbei werden der Energieverbrauch Pk einer NIC und der Energiesparanteil αk als Mittelwerte aller NICs angenommen. Dann wird ein Energiesparverhältnis η mit und ohne MIM, d.h. Pmim/Pnomim, wie folgt ausgedrückt: η = p(1/N) + (1 – p)(1/N + ((N – 1)/αN)(T2/Tpref)).
  • Die Energiesparverhältnisse η gemäß den Verhältnissen des NIC-Suchzyklus zur Suchzeit (Tpref/T2) des MIM sind in 13 dargestellt. Aus den in 13 gezeigten Kurven wird geschlossen, dass, selbst wenn die NIC#1 mit der höchsten Priorität nicht als Aktiv-NIC eingestellt ist, d.h. p = 0 und α = 0,1, das Energiesparverhältnis η kleiner als 1 wird, falls das Zeitverhältnis Tpref/T2 größer als der Kehrwert von α eingestellt ist (d.h. Tpref/T2 > 1/α).
  • Die Suchzeit T2 ist eine Antwortreaktionszeit einer NIC entsprechend einer Verknüpfungsanforderung im NIC-Suchprozess und hängt von einer Zeit ab, die erforderlich ist, bis die Verbindungsebene der NIC des NM die Verknüpfbarkeit bestimmt. Wie oben beschrieben, erhält man, falls der NIC-Suchzyklus Tpref größer als T2/α eingestellt wird, die Energiesparwirkung durch den MIM.
  • Außerdem dient bezüglich der Obergrenze von Tpref eine zur Rückkehr zu einer NIC mit einer höheren Priorität erforderliche Zeit als Standard. Selbst wenn eine andere NIC als die NIC höchster Priorität verfügbar wird, wird die NIC-Funktion abgeschaltet, bis die periodische NIC-Suche startet. D.h. ein Erwartungswert der Zeit zur Rückkehr zur NIC höherer Priorität ist gleich Tpref.
  • Als nächstes wird ein Prozess des Empfangs-NIC-Timers und der oberen Ebene beschrieben.
  • Wenn die Aktiv-NIC gewechselt wird (von einer alten Aktiv-NIC zu einer neuen Aktiv-NIC), wird die alte Aktiv-NIC zur Empfangs-NIC gemacht und nur ein Paketempfang ist ermöglicht, bis der Empfangs-NIC-Timer abläuft, wenn von dem MIM zum Abschalten der Funktionen ein Abschaltbefehl bereitgestellt wird. Da die neue Aktiv-NIC in Betrieb ist, kann angenommen werden, dass die Empfangs-NIC aus Gründen der Energieeinsparung innerhalb kurzer Zeit außer Betrieb gesetzt wird. Da jedoch die Steueraktion der oberen Ebene Zeit zum Wechselnder Aktiv-NIC (von der alten Aktiv-NIC zur neuen Aktiv-NIC) beansprucht, erlaubt der Empfangs-NIC-Timer einen fortlaufenden Paketempfang von der alten Aktiv-NIC für eine vorbestimmte Zeit. Hinsichtlich der Länge der vorbestimmten Zeit dient die Zeit als Standard, die für die Steueraktion der oberen Ebene erforderlich ist.
  • Wenn das Teilnetz in Folge des Wechsels der NIC des MIM gewechselt wird, führt die Mobilitätssteuerung der IP-Ebene eine Umschaltsteuerung der IP-Ebene durch. Demgemäß wird zum Beispiel der oberen Ebene die IP-Mobilitätssteuerung bereitgestellt und eine optimale Zeit für den Empfangs-NIC-Timer des MIM wird erhalten. Die Umschaltzeit der IP-Ebene wird gleich der Summe der Zeit ab dem Verbindungsverlust des aktuellen Leitwegs bis zu einer Zeit, wenn einer neuer Leitweg gefunden ist und bis der Leitweg aktualisiert ist, angesehen.
  • Obwohl das Ausführungsbeispiel über die Paging-Steuerung und die Umschaltsteuerung des Funkkommunikationssystems beschrieben ist, ist dies nur ein Beispiel und die vorliegende Erfindung ist auch auf andere Fälle wie beispielsweise das Steuern eines Wechsels einer Schnittstelle mehrerer Kommunikationen anwendbar.
  • Als nächstes wird ein von der oberen Ebene durchgeführter Prozess beschrieben.
  • Als nächstes wird das Ausführungsbeispiel unter Bezug auf 14 bis 17 beschrieben, in denen ein Funk-IP in der oberen Ebene installiert ist, sich ein Funkknoten 240, der mit einer Mobilfunk-NIC und einer WLAN-NIC ausgerüstet ist, von dem Servicebereich einer Mobilfunkbasisstation 220 in den Servicebereich einer WLAN-Basisstation 30 bewegt und durch den MIM „linkup.notification" bereitgestellt wird. Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf das Funk-IP anwendbar ist, sondern auch auf andere erweiterte Verfahren.
  • Wie in 14 dargestellt, sind die Mobilfunkbasisstation 220 und die WLAN-Basisstation 230 mit einem Kommunikationsnetz 200 verbunden, und der Funkknoten 240 mit der Mobilfunk-NIC und der WLAN-NIC bewegt sich aus dem Servicebereich der Mobilfunkbasisstation 220 in den Servicebereich der WLAN-Basisstation. Hierbei überlappen ein Teil des Servicebereichs von der Mobilfunkbasisstation 220 und ein Teil des Servicebereichs der WLAN-Basisstation 230. Demgemäß wird Punkt A von der Mobilfunkbasisstation 220 bedient; die Punkte B, C und D werden von der Mobilfunkbasisstation 220 und der WLAN-Basisstation 230 bedient, die überlappen; und Punkt E wird von der WLAN-Basisstation 230 bedient.
  • Der Funkknoten 240 des Ausführungsbeispiels sucht weiter nach einer verknüpfbaren Funkverbindung und richtet bei Punkt B eine Verbindung mit der WLAN-Basisstation 230 ein. Wenn die Verbindung mit der WLAN-Basisstation 230 bei Punkt B eingerichtet ist und dem MIM eine Verbindungsbestätigungsmitteilung bereitgestellt wird, bestimmt der MIM, dass eine neue NIC gefunden ist, und die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 des MIM startet den oben beschriebenen Prozess und bestimmt, ob eine Verbindung mit der NIC stattfinden soll. Falls die Schnittstellenkartenauswahleinheit 14 bestimmt, dass die Verbindung gemacht werden sollte, befiehlt die Steuereinheit 15 dem Manager der oberen Ebene 100, sich mit der WLAN-Basisstation 230 zu verbinden. Der Manager der oberen Ebene 100 fordert basierend auf dem Befehl der Steuereinheit 15 eine IP-Adresse von der WLAN-Basisstation 230 an. Zum Beispiel wird eine Leitweggesuchmitteilung übertragen, wodurch nach der Existenz eines Teilnetzes und der verwalteten IP-Adresse gefragt wird.
  • Als Reaktion auf die Leitweggesuchmitteilung stellt die WLAN-Basisstation 230 dem Funkknoten 240 Informationen über das IP bereit. Wenn die Informationen über IP empfangen werden, stellt der Funkknoten 240 die Informationen dem Manager der oberen Ebene 100 bereit. Der Manager der oberen Ebene 100 befiehlt der Positionsinformationsaktualisierungseinheit 110, die registrierten Positionsinformationen basierend auf den Informationen über IP neu zu schreiben. D.h. es wird ein Wechsel eines Standard-Gateways befohlen. Die Positionsinformationsaktualisierungseinheit 110 schreibt die registrierten Positionsinformationen gemäß den Befehlen vom Manager der oberen Ebene 100 neu. D.h. das Standard-Gateway wird gewechselt. Auf diese Weise werden Pakete, die bisher über die Mobilfunk-NIC und die Mobilfunkbasisstation 220 übertragen wurden, nun über die WLAN-NIC und die WLAN-Basisstation 230 übertragen.
  • Weiter erzeugt der Manager der oberen Ebene 100 eine c/o-Adresse der WLAN-NIC und eine „Binding update message" zum Registrieren der c/o-Adresse und stellt sie einem Heimagenten bereit. Auf diese Weise werden Pakete aus dem Netz, die bisher über die Mobilfunkbasisstation und die Mobilfunk-NIC empfangen wurden, nun über die WLAN-Basisstation und die WLAN-NIC empfangen.
  • Wie oben beschrieben, beginnt der Funkknoten, sobald die Verbindungsverknüpfung mit WLAN bei Punkt B erfasst ist, das Senden und Empfangen von Pakten über die WLAN-NIC, vorausgesetzt, dass die Adressregistrierung beim Heimagenten mit der der WLAN-NIC zugeordneten Adresse ausgeführt worden ist. Auf diese Weise werden, wenn der Funkknoten den Punkt D passiert, d. h. den Servicebereich der Mobilfunkbasisstation 220 verlässt, da er über die WLAN-Basisstation 230 kommuniziert hat, die Kommunikationen nicht durch die getrennte Mobilfunkbasisstation unterbrochen.
  • Als nächstes wird der logische Aufbau der oberen Ebene Bezug nehmend auf 15 beschrieben.
  • Die obere Ebene ist unmittelbar oberhalb des MIM im Protokollstapel des Funkknotens MN#1 angeordnet. Ferner ist der Schnittstellenmanager MIM vor einem Protokoll der oberen Ebene und Anwendungen unsichtbar. Ferner ist ein Treiber durch den MIM ersetzt.
  • Die obere Ebene ist mit den Anwendungen ausgestattet, die ein OS (Betriebssystem) und einen Webbrowser, der auf dem OS arbeitet, enthalten. Das OS enthält Ipv6 und ein mit der Upper.VIF des MIM verbundenes Ipv6-Funkmodul. Das OS enthält weiter eine Leitwegtabelle und einen Nachbar-Cashe, der mit dem IPv6-Funkmodul verbunden ist.
  • Wenn eine bestimmte NIC eine neue Verbindung einrichtet, sendet das IPv6-Funkmodul ein Leitweggesuchmitteilungspaket und empfängt als Reaktion auf das über die NIC übertragene Leitweggesuchmitteilungspakt eine Leitweganzeigemitteilung. Weiter wird das Standard-Gateway basierend auf der Leitweganzeigemitteilung eingerichtet. Ferner wird eine IP-Adresse einer NIC, die am nächsten positioniert ist und verfügbar ist, bei dem Heimagenten als die c/o-Adresse registriert.
  • Die Leitwegtabelle und der Nachbar-Cashe speichern die IP-Adresse des Standard-Gateways und dergleichen.
  • Als nächstes werden Funktionsweisen der oberen Ebene unter Bezug auf 15 beschrieben.
  • Wenn der Funkknoten bei Punkt A ist, der zum Servicebereich der Mobilfunkbasisstation 220 gehört, werden Pakete unter Verwendung der Mobilfunk-NIC gesendet und empfangen. Wenn der Funkknoten zu Punkt B kommt, führt er den folgenden Prozess durch.
    • (1) Die WLAN-NIC richtet eine Verbindung mit der WLAN-Basisstation ein. (2) Eine Verbindungsbestätigungsmitteilung wird dem MIM von einem WLAN-NIC-Treiber bereitgestellt. (2') Wenn die Verbindungsbestätigungsmitteilung bereitgestellt wird, bestimmt der MIM basierend auf zum Beispiel der Priorität, wie oben beschrieben, ob es vorteilhaft ist, WLAN zu benutzen. Falls sich zum Beispiel der Funkknoten mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, würde er bestimmen, dass es vorteilhafter ist, weiter den Mobilfunk zu benutzen. Falls der MIM bestimmt, dass es vorteilhafter ist, WLAN zu benutzen, wird dem IPv6-Funkmodul eine Verbindungsbestätigungsmitteilung bereitgestellt.
  • Falls dagegen der MIM bestimmt, dass es vorteilhafter ist, weiter den Mobilfunk zu benutzen, geschieht nichts. In diesem Fall setzt das Funk-IP Kommunikationen durch den Mobilfunk fort, ohne die Verfügbarkeit von WLAN zu berücksichtigen. Wie oben beschrieben, kann der MIM die obere Ebene, zum Beispiel das Funk-IP, steuern.
    • (3) Das IPv6-Funkmodul, das die Verbindungsbestätigungsmitteilung empfängt, erzeugt eine Leitweggesuchmitteilung und sendet die Mitteilung über die WLAN-NIC.
    • (4) Die WLAN-Basisstation sendet eine Leitweganzeigemitteilung an den Funkknoten als Reaktion auf die Leitweggesuchmitteilung.
    • (5) Das IPv6-Funkmodul, das die Leitweganzeigemitteilung über die WLAN-NIC empfängt, stellt die WLAN-Basisstation 230 als den Standard-Gateway ein. Nach dieser Einstellung werden Pakete, die der Funkknoten 240 sendet, an die WLAN-Basisstation 230 übertragen.
    • (6) Ferner erzeugt das IPv6-Funkmodul eine c/o-Adresse der WLAN-NIC und eine Verbindungsaktualisierungsmitteilung zum Registrierung der c/o-Adresse und sendet die Verbindungsaktualisierungsmitteilung an den Heimagenten. Nach der Registrierung empfangt der Funkknoten 240 an den Funkknoten 240 adressierte Pakete über die WLAN-Basisstation 230 und die WLAN-NIC. Auf diese Weise kann sich der Funkknoten, der sich zwischen verschiedenen Systemen, zum Beispiel Mobilfunk und WLAN, bewegt, zwischen den Systemen ohne eine Unterbrechung der Kommunikationen bewegen. D.h. das System kann ohne Unterbrechung gewechselt werden.
  • Als nächstes werden Funktionsweisen des Funkknotens gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Bezug nehmend auf 16 und 17 beschrieben.
  • Der Funkknoten bestimmt, ob eine neue NIC gefunden wird (Schritt S1602).
  • Falls eine neue NIC gefunden wird (Y bei Schritt S1602), bestimmt der MIM, ob eine Priorität der neu gefundenen NIC höher als die der aktuellen Aktiv-NIC ist (Schritt S1604).
  • Falls die Priorität der neu gefundenen NIC höher als die der aktuellen Aktiv-NIC ist (Y bei Schritt S1604), macht der MIM die aktuelle Aktiv-NIC zur Empfangs-NIC und die neu gefundene NIC zur Aktiv-NIC (Schritt S1606).
  • Falls keine neue NIC gefunden wird (N bei Schritt S1602) oder falls die Priorität der neu gefundenen NIC nicht höher als von der aktuellen Aktiv-NIC ist (N bei Schritt S1604), kehrt der Prozess zu Schritt S1602 zurück.
  • Als nächstes stellt OVID entsprechend der Aktiv-NIC des MIM „linkup.notification" dem IPv6-Funkmodul der oberen Ebene (größer oder gleich L3) als eine Verbindungsbestätigungsmitteilung bereit (Schritt S1608).
  • Als nächstes erzeugt das IPv6-Funkmodul die Leitweggesuchnachricht und sendet die Nachricht über die WLAN-NIC an die WLAN-Basisstation (Schritt S1702)
  • Die WLAN-Basisstation sendet die Leitweganzeigenachricht an den Funkknoten als Reaktion auf die Leitweggesuchnachricht (S1704).
  • Der Funkknoten stellt die WLAN-Basisstation als das Standard-Gateway im IPv6-Funkmodul ein, wenn die Leitweganzeigenachricht empfangen wird (Schritt S1706). Auf diese Weise werden Pakete, die der Funkknoten sendet, nach dieser Einstellung an die WLAN-Basisstation übertragen.
  • Als nächstes erzeugt das IPv6-Funkmpodul die c/o-Adresse von WLAN und die Verbindungsaktualisierungsnachricht zum Registrieren der c/o-Adresse und sendet die Nachricht an den Heimagenten (Schritt S1708). Nach dem Registrieren der c/o-Adresse kann der Funkknoten an den Funkknoten adressierte Pakete über die WLAN-Basisstation und die WLAN-NIC empfangen.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird in der IPv6-Mobilitätsteuerung der Leitweg, der mit der Schnittstelle verbunden ist, dessen Verbindung als die neueste bestimmt wird, als Standard-Router eingestellt. Auf diese Weise wird die für die Paketübertragung genutzte Schnittstelle erkannt und eine zu dieser Zeit die höchste Verfügbarkeit bereitstellende Schnittstelle kann als die übertragende Schnittstelle verwendet werden. Ferner können in einem Funkkommunikationsnetz auf IP-Basis Verluste im Fall des Durchführens von Umschaltungen durch den Funkknoten reduziert werden.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann sich, obwohl der Funkknoten, der den MIM enthält, beschrieben worden ist, auch einen Funkknoten, der keinen MIM aufweist, zwischen Systemen ohne Unterbrechung der Kommunikationen bewegen. Im Fall des Funkknotens ohne den MIM stellt ein Treiber, wenn eine neue NIC gefunden wird, eine Verbindungsbestätigungsnachricht an die obere Ebene bereit und der unter Bezug auf 17 beschriebene Prozess wird durchgeführt.
  • Ferner ist die vorliegende Erfindung, obwohl der Fall beschrieben worden ist, in dem sich der Funkknoten zwischen dem Mobilfunksystem und dem WLAN-System bewegt, auch auf die Fällen zwischen anderen Systemen anwendbar.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Der Funkknoten, das Steuerverfahren des Funkknotens und das Funkknotensteuerprogramm der vorliegenden Erfindung sind auf einen Funkknoten anwendbar, der mit zwei oder mehr Schnittstellen ausgestattet ist.
  • Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern Abwandlungen und Modifikationen können ohne Verlassen des Schutzumfangs der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, vorgenommen werden.

Claims (13)

  1. Funkknoten (MN#1), ausgestattet mit mehreren Schnittstellen, mit einer Erzeugungseinheit (11) zum Erzeugen von Steuerinformationen für jede der Schnittstellen; einer Informationsbereitstellungseinheit (14) zum Bereitstellen der durch jede der Schnittstellen bereitgestellten Steuerinformationen an eine obere Ebene; und einer Leitwegsteuereinheit (100, 110) zum Bestimmen einer Verknüpfbarkeit und zum Aktualisieren eines Leitweges einschließlich der oberen Ebene basierend auf den Steuerinformationen.
  2. Funkknoten nach Anspruch 1, bei welchem die Erzeugungseinheit (11) zum Erzeugen der Steuerinformationen basierend auf einem Kommunikationszustand, der durch wenigstens eine der oberen Ebene und einer unteren Ebene bereitgestellt wird, welche Ebenen sich in einem Protokollstapel des Funkknotens befinden, ausgebildet ist.
  3. Funkknoten nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Informationsaustauscheinheit (11) zum Austauschen der Steuerinformationen mit jeder der Schnittstellen; einer Extraktionseinheit (13) zum Extrahieren von Attributinformationen der Schnittstellen aus den Steuerinformationen; einer Speichereinheit (12) zum Speichern der Attributinformationen; und einer Auswahleinheit (14) zum Auswählen einer der Schnittstellen, die ein Attribut aufweist, das zu vorbestimmten Bedingungen passt.
  4. Funkknoten nach Anspruch 3, bei welchem die Auswahleinheit (14) zum Auswählen einer der Schnittstellen basierend auf einer Präferenz, die eine Verbindungspriorität der Schnittstellen definiert, ausgebildet ist.
  5. Funkknoten nach Anspruch 3 oder 4, bei welchem die Auswahleinheit (14) ausgebildet ist, um anderen Schnittstellen als der ausgewählten Schnittstelle zu befehlen, Funktionen abzuschalten.
  6. Funkknoten nach Anspruch 3, 4 oder 5, bei welchem die Auswahleinheit (14) beim Auswählen einer neuen Schnittstelle, die sich von der aktuell in Betrieb befindlichen Schnittstelle unterscheidet, ausgebildet ist, tun es der aktuell in Betrieb befindlichen Schnittstelle zu erlauben, zu empfangen, und es der neu ausgewählten Schnittstelle zu erlauben, zu senden und zu empfangen.
  7. Funkknoten nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei welchem die Auswahleinheit (14) zum Auswählen einer der Schnittstellen basierend auf den Prioritäten der Schnittstellen ausgebildet ist.
  8. Funkknoten nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welchem die Auswahleinheit (14) zum Auswählen einer der Schnittstellen basierend auf über die Schnittstellen empfangenen Datenpaketen ausgebildet ist.
  9. Funkknoten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Erzeugungseinheit (11) zum periodischen Erzeugen der Steuerinformationen in einem vorbestimmten Intervall ausgebildet ist.
  10. Funkknoten nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die Leitwegsteuereinheit (100, 110) zum Bestimmen einer Verknüpfbarkeit und zum Aktualisieren eines Leitweges, indem eine der Schnittstellen in Gebrauch zum Wechseln in einen Verbindungszustand veranlasst wird, ausgebildet ist.
  11. Steuerverfahren eines Funkknotens, ausgestattet mit zwei oder mehr Schnittstellen, mit einem Schritt des Erzeugen von Steuerinformationen für jede der Schnittstellen; einem Schritt des Empfangens der durch die Schnittstellen bereitgestellten Steuerinformationen; einem Schritt des Bereitstellens der Steuerinformationen an eine obere Ebene; und einem Schritt des Bestimmens einer Verknüpfbarkeit und des Aktualisierens eines Leitweges einschließlich der oberen Ebene basierend auf den Steuerinformationen.
  12. Steuerverfahren des Funkknotens nach Anspruch 11, ferner mit einem Schritt des Austauschens der Steuerinformationen mit jeder der Schnittstellen; einem Schritt des Extrahieren von Attributinformationen der Schnittstellen aus den Steuerinformationen; einem Schritt des Speicherns der Attributinformationen; einem Schritt des Auswählens einer der Schnittstellen, die ein Attribut aufweist, das zu vorbestimmten Bedingungen passt; und einem Schritt des Wechseln zur ausgewählten Schnittstelle.
  13. Steuerprogramm zur Verwendung in einem Funkknoten, der mit zwei oder mehr Schnittstellen ausgestattet ist, wobei das Programm derart ist, dass es den Funkknoten das Verfahren von Anspruch 1 ausführen lässt, insbesondere durch Ermöglichen des Funkknotens, als eine Erzeugungseinheit zum Erzeugen von Steuerinformationen für jede der Schnittstellen zu funktionieren; Ermöglichen des Funkknotens, als eine Austauscheinheit zum Austauschen der Steuerinformationen mit jeder der Schnittstellen zu funktionieren; Ermöglichen des Funkknotens, als eine Extraktionseinheit zum Extrahieren von Attributinformationen der Schnittstellen basierend auf den Steuerinformationen zu funktionieren; Ermöglichen des Funkknotens, als eine Speichereinheit zum Speichern der Attributinformationen zu funktionieren; Ermöglichen des Funkknotens, als eine Auswahleinheit zum Auswählen einer der Schnittstellen, die ein Attribut aufweist, das zu vorbestimmten Bedingungen passt, zu funktionieren; Ermöglichen des Funkknotens, als eine Informationsbereitstellungseinheit zum Bereitstellen der durch jede der Schnittstellen bereitgestellten Steuerinformationen an eine obere Ebene zu funktionieren; und Ermöglichen des Funkknotens, basierend auf den Steuerinformationen eine Verknüpfbarkeit zu bestimmen und einen Leitweg einschließlich der oberen Ebene zu aktualisieren.
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