JP2004200732A - 移動体通信付加装置 - Google Patents
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Abstract
【目的】この発明は、広域IP網を用いてPHS等のようにハンドオーバーが必要な移動体通信システムを経済的に構成するための移動体通信付加装置に関するものである。
【構成】IP網11にはサーバ10が設けられており、通信回線12a、12b、12cを経由してPHS付加装置13a、13b、13c、およびPHS基地局3a、3b、3cが接続され、当該PHS基地局3a、3b、3cにはアンテナ4a、4b、4cが接続され、PHS端末5に対してPHS等の移動体通信サービスを提供する。
【選択図】 図1
【構成】IP網11にはサーバ10が設けられており、通信回線12a、12b、12cを経由してPHS付加装置13a、13b、13c、およびPHS基地局3a、3b、3cが接続され、当該PHS基地局3a、3b、3cにはアンテナ4a、4b、4cが接続され、PHS端末5に対してPHS等の移動体通信サービスを提供する。
【選択図】 図1
Description
【001】
【産業上の利用分野】
この発明は、近年急速に普及している広域IP網を活用して移動体通信サービスを提供するための移動体通信付加装置に関するものである。
【002】
【従来の技術】
図6は、従来のPHS網の系統図であり、1は通信回線制御装置、2a、2b、2cはI’回線、3a、3b、3cはPHS基地局、4a、4b、4cはアンテナ、5はPHS端末である。
従来のPHS網では、I’回線2a、2b、2cの伝送速度が64kbpsに制限されていることと、主としてハンドオーバー制御を行う必要性から、I’回線等の専用通信回線2a、2b、2cを用いて複数のPHS基地局3a、3b、3cを制御するために設けられた通信回線制御装置1に接続し、当該通信回線制御装置1においてPHS端末5からの通話要求あるいはハンドオーバー要求などの制御を行っていた。
一方、近年急速な進歩をとげているIP網はパソコンなどの固定端末を対象に構築されているために、PHS端末5等のように高速で移動する移動体通信に適用するのは難しい状態にあった。
【003】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる移動体通信付加装置は、移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末に割り当てられた電話番号あるいは機械番号に当該無線基地局の識別番号を付加あるいは組み合わせてIPアドレスを割り当てデジタル信号をパケット信号に変換することで、当該IPアドレスを用いて通信制御を可能にし、生成するパケット信号に時系列を示す情報を含むことでハンドオーバー時に生じる複数パケットの重複を避けあるいはパケットの欠落を補完することを可能にするためのものである。
【004】
【作用】
この発明において、
請求項の第1項では、移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末に対して割り当てられた電話番号あるいは機械番号に無線基地局の認識番号が付加されあるいは組み合わされあるいは一部を構成してIPアドレスを割り当て、IP網内では当該IPアドレスを用いて通信制御を行い、当該端末の機械番号を含む方法により認証手続きを行い、位置の登録、通話接続、ハンドオーバー、および切断を含む移動体通信サービスを提供する。
請求項の第2項では、同期信号が高速通信回線を通じてパケット信号により伝送され、当該パケット信号と無線区間のフレーム信号を同期させるための同期手段を有する。
請求項の第3項では、位置登録が当該IPアドレスを用いて行われ、当該端末の電話番号あるいは機械番号が当該IP網を運用しているサービスプロバイダに登録されている場合には当該サービスプロバイダの位置登録サーバに対して位置あるいは転送先登録を行い、登録されていない場合には当該移動体通信サービスを行っている他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して位置あるいは転送先登録を行う。
請求項の第4項では、移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末への通信接続が、無線区間ではデジタル信号により行われ、IP網ではパケット信号により行われ、複数の無線基地局間で同期して時系列情報を付与する。
請求項の第5項では、ハンドオーバー制御が、当該移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末に割り当てられた電話番号あるいは機械番号にハンドオーバー先の無線基地局の認識番号が付加されあるいは組み合わされてIPアドレスを割り当て、当該IPアドレスによって位置あるいは転送先を再登録することにより行われる。
請求項の第6項では、パケット信号のオーバーヘッド部分に当該通信回線を通じて伝送される同期信号に同期して生成されるタイミング情報あるいはタイムスタンプあるいは等価な情報を含み、当該情報を確認することで、当該情報が同一の複数のパケット信号を受けた場合には不要なパケット信号を削除し、不足の場合には補完する。
請求項の第7項では、音声通信がPCM方式あるいはADPCM方式等の比較的に帯域圧縮比の小さい方式でサービスが行われる。
請求項の第8項では、広域移動体通信システムがPHSサービスを行うためのものであり、電話番号あるいはIPアドレスの割り当てあるいは登録あるいは管理がIPv6あるいはTCP/IPプロトコールあるいはPPPOEプロトコールあるいは移動体との通信を制御するためのプロトコールあるいはこれらの組み合わせにより行われる。
【005】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1に従って説明する。図1において、10はインターネットサービスプロバイダー(以後ISPという)の運用するサーバー、11は広域IP網、12a、12b、12cは高速通信回線、13a、13b、13cはPHS付加装置、3a、3b、3cはPHS基地局、4a、4b、4cはアンテナ、5はPHS端末である。
広域IP網11に設けられたサーバ10には少なくとも移動体との通信を制御するためのプロトコールを搭載するためのものと位置を登録するためのサーバが含まれており、当該IP網11には高速通信回線12a、12b、12cを経由して、PHS付加装置13a、13b、13c、およびPHS基地局3a、3b、3cが接続され、当該PHS基地局3a、3b、3cにはアンテナ4a、4b、4cが接続され、PHS端末5に対してPHSサービスを提供する。 なお、当該PHS付加装置12a、12b、12cには高速通信回線12a、12b、12cを通じて同期信号が送られているものとする。
当該高速通信回線12a、12b、12cを通じて配分される同期信号がPHS基地局3a、3b、3cとPHS端末5との間の無線区間で採用されているフレーム信号あるいは複数ビット単位あるいは複数フレーム単位の間隔で生成され、当該高速通信回線12a、12b、12cで採用されているパケット信号の形で伝送され、当該パケット信号との同期の安定度を当該フレーム信号あるいは当該複数ビット単位あるいは複数フレーム単位ごとに含まれるガードビット以内の変動に納めるためにPLLあるいは遅延ロックループを用いた同期手段あるいはデジタル処理により当該パケット信号の受信タイミングと当該プレーム信号の生成タイミングを同期させるための同期手段を有するものとする。
各装置の役割について下記の制御シーケンスに従って順次説明する。
【006】
図2に本発明の位置登録制御シーケンスの実施例を示す。 PHS端末5がサービスエリアを移動してPHS基地局3aのエリア内に居る時に位置の登録を行う場合、10aはMTCPが搭載されたサーバ、10bは位置を登録するためのサーバである。
(31)では、PHS端末5に割り当てられた電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方により無線基地局3aに対して位置登録要求を発信する。(32)では、PHS基地局3aが受信した電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方にPHS基地局3aの識別番号を加えPHS付加装置13aに対しI’回線の手順に従って位置登録要求を転送する。
(33)では、PHS付加装置13aではIPv6あるいはTCP/IPあるいはMTCP(移動体との通信を制御するプロトコール)あるいはこれらの組み合わせにより、PHS端末5の電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方にPHS基地局3aの識別番号を付加しあるいは組み合わせてIPアドレスを割り当て、当該IP網11を経由してサーバ10aに対して当該位置あるいは転送先登録要求を発信する。(34)では、当該位置あるいは転送先登録要求を受けたサーバ10aは、受け取った位置あるいは転送先登録を要求しているPHS端末5の電話番号あるいは機械番号が位置登録サーバ10b内に登録されたものであれば位置あるいは転送先登録を書き換え、当該位置登録サーバ10bに登録されていなければ当該IPアドレスに当該サービスプロバイダの識別番号を付加し他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して位置あるいは転送先登録変更要求を発信する。
(35)では、サーバ10aが位置あるいは転送先登録を完了しあるいは位置あるいは転送先登録要求の発信を完了すると、PHS付加装置13aに対して位置あるいは転送先登録受付応答を発信し、以下(36)〜(37)では、逆のルートにより位置登録要求を出したPHS端末5に対して位置登録受付応答を発信する。
【007】
図3に本発明の発呼要求制御シーケンスの実施例を示す。 PHS端末5がPHS基地局3aのエリア内に居る時に発呼要求を行う場合、6はIP網内のIP端末(固定)であり固定電話機のIPアドレスを持っているものとする。
(41)では、PHS端末5に割り当てられた電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方を用いて発呼要求を発信する。(42)では、PHS基地局3aが受信した発呼要求にPHS基地局3aの識別番号を付加しPHS付加装置13aに対してI’回線の手順に従って当該発呼要求を転送する。(43)では、PHS付加装置13aで、IPv6あるいはTCP/IPの手順により、PHS端末5の電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方にPHS基地局3aの識別番号を付加しあるいは組み合わせてIPアドレスを割り当て発呼要求の相手先の電話番号とともにサーバ10aに対して当該発呼要求を転送する。(44)では、当該発呼要求を受けたサーバ10aは、受け取った発呼を要求しているPHS端末5の電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方が位置登録サーバ10b内に登録されたものであれば、例えば、IP網内の固定IP端末6に対して着呼要求を発信し、当該位置登録サーバ10bに登録されていなければ他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して着呼要求を発信する。
(45)では、サーバ10aが着呼要求の発信を完了すると、PHS付加装置13aに対して発呼受付応答を発信し、以下(46)〜(47)まで上記と逆の経路で発呼受付応答が転送され、最終的にPHS端末5に発呼受付応答が転送され、(48)(50)の区間ではパケット通信接続が、(49)の区間ではデジタル通信接続が確立する。この場合のサーバ10aの制御は、例えば、SIPあるいはTCP/IPあるいはPPPOEあるいはMTCP(移動体との通信を制御するためのプロトコール)あるいはこれらの組み合わせで行うことができる。
なお、音声をパケット信号に変換する際、当該広域IP網の広帯域で高速な伝送が可能な特性を活用し、PCM方式あるいはADPCM方式等の比較的に帯域圧縮比の小さい方式を採用して品質の高い音声通信サービスを行うビジネスモデルが実現できる。
【008】
図4に本発明のハンドオーバー制御シーケンスの実施例を示す。 PHS端末5がPHS基地局3aのエリアからPHS基地局3bのエリアに移動する時にハンドオーバー要求を行う場合、6はIP網内のIP端末(固定)であり固定電話機のIPアドレスを持っているものとする。
(47)の区間ではパケット通信接続が、(48)の区間ではデジタル通信接続が確立しているものとする。
(51)では、PHS端末5に割り当てられた電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方を用いてPHS基地局3bに対してハンドオーバー要求を発信する。(52)では、PHS基地局3bは受信したハンドオーバー要求にPHS基地局3bの識別番号を付加しPHS付加装置13bに対してI’回線の手順に従って転送する。
(53)では、PHS付加装置13bでIPv6あるいはTCP/IPあるいはMTCP(移動体との通信を制御するためのプロトコール)により、PHS端末5の電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方にPHS基地局3bの識別番号を付加しあるいは組み合わせてIPアドレスを割り当てIP網11を経由してサーバ10aに対して当該ハンドオーバー要求を位置あるいは転送先登録変更要求に変換して転送する。 当該転送先登録変更要求を受けたサーバ10aはパケット信号のルート変更あるいはルート加算(二つのルートを同時に接続)するとともに、PHS端末5が位置登録サーバ10b内に登録されている場合には受け取った位置あるいは転送先登録変更要求に従って位置あるいは転送先登録を書き換え、当該位置登録サーバ10bに登録されていない場合には他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して位置あるいは転送先登録変更要求を発信する。
(54)では、サーバ10aでルート変更あるいはルート加算を完了しあるいは転送先登録変更要求の発信を完了すると、PHS付加装置13bに対して転送先登録変更要求受付応答を発信し、以下(55)〜(56)まで上記と逆の経路でハンドオーバー受付応答が転送され、最終的にPHS端末5にハンドオーバー受付応答が転送され、(57)の区間ではパケット通信接続が、(58)の区間ではデジタル通信接続が確立する。
一方、PHS基地局3aに対しては、(59)では、当該PHS付加装置13aに対して通信切断を発信し、(60)ではPHS基地局3aの通話を切断させる。
PHS端末5が、当該ルート加算によって現在通信中のPHS基地局3aとハンドオーバー先のPHS基地局3bとの両方の通信が可能な場合、サーバ10aには同一のPHS端末5から二つのPHS基地局3aと3bを経由して同一のタイミングで生成されたパケット信号が受信される場合が考えられる。この場合のパケット信号の選択を容易にするため、パケット信号のオーバーヘッドにはタイミグ情報あるいはタイムスタンプあるいは等価な方法でパケットの生成時期が分かる情報が通信IP網11に同期した状態で含まれており、同一の生成時期で複数のパケット信号を受信した場合にはその内の一つ以外は破棄するものとし、あるいは不足する場合には補完するものとする。
なお、上記のタイミング情報あるいはタイムスタンプは、通信回線がメタルケーブルあるいは同軸ケーブルあるいは光ケーブルの場合を問わず、伝送されるデジタル信号に重畳して送られる同期信号あるいは他から受信する同期信号に同期して生成することができる。
また、上記の同期信号は、複数のPHS基地局3a、3b、3c間の同期を維持するためにも利用できる。
また、高速通信回線12a、12b、12cにはFTTHなど100Mbps程度の高速通信回線を用いることで、高速制御が必要なハンドオーバーの制御を短時間で実行でき、高品質なVOIPサービスが可能となる。
【009】
図5に本発明のフレーム同期回路の実施例を示す。13aはPHS付加装置、21aはパケット信号受信部、22aは遅延ロックループあるいはデジタルPLL、23aは無線区間のフレーム同期信号生成部、24aは高安定温度補償型水晶発振器、26a、27a、28aは接続端子である。
当該高速通信回線を通じて伝送された同期のためのパケット信号は接続端子26aに印加されパケット信号受信部21aで受信され、パケット信号の受信タイミングが遅延ロックループあるいはデジタルPLLに印加される。一方、高安定温度補償型の水晶発振器24aで発振された基準クロックはビット追加あるいはビット削除回路25aを通じて接続端子28aを経由してPHS基地局に基準クロックを供給するとともに、フレーム同期生成部23aにも基準クロックを供給する。フレーム同期生成部23aの出力は接続端子27aを経由してPHS基地局にフレーム同期信号を供給するとともに、遅延ロックループあるいはデジタルPLL22aにフレーム同期信号を印加する。
遅延ロックループあるいはデジタルPLL22aにおいて、パケット信号受信部21aから印加されたパケット信号の受信タイミングとフレーム同期信号生成部23aから印加されたフレーム同期信号の位相差あるいはタイミング差を比較して、後者が進んでいる時はビット追加あるいはビット削除部25aに対してビットを削除するように制御し、前者が進んでいる時はビット追加あるいはビット削除部25aに対してビットを追加してタイミングを進めるように制御する。
当該高速通信回線で伝送される通常のパケット信号は、パケット長が可変でありデータ長の長いパケットを伝送する場合が多いため、無線区間のフレーム信号に同期した間隔で同期のためのパケット信号を発信することが難しい場合がある。一定の許容範囲内で当該パケット信号が発信できない場合には当該タイミングのパケット信号を発信しないように休止しあるいは当該パケット信号の滞留時間を制限して発信すると、当該パケット信号受信部21aの出力が無くなるので遅延ロックループあるいはデジタルPLL22aでは比較が出来なくなり、ビット追加あるいはビット削除部25aではビットの追加あるいは削除が行われず、現状のタイミング差を保持することになる。当該同期のためのパケット信号が復旧すると当該時間差あるいはタイミング差に従って制御が再開されることになる。
上記の方法で、無線区間のフレーム同期信号のタイミング誤差を各PHS基地局間で無線区間のフレーム同期信号に含まれるガードビットの長さ以内(通常3〜6μ秒であり、フレーム信号の長さ5m秒に対して±1000ppm程度)の安定度に制御することで、無線区間で周辺のPHS基地局から発信されるTDMA信号が重なることが避けられる。
なお、高安定温度補償型水晶発振器24aの周波数安定度を動作温度範囲で±0.1ppmとすると、当該高速通信回線を通じて発信される同期のためのパケット信号は、5m秒×±10000=±50秒に一回の割合で発信できれば良いことになり、当該高速通信回線の下り方向のトラフイックが輻輳している場合でも少なくとも±1秒に一回の割合で発信することは可能であることから十分実用に耐える方式であると言える。
【010】
以上の説明では、IP網のプロトコールがTCP/IP、PPPOE、あるいはMTCP(移動体との通信を制御するためのプロトコール)あるいはこれらの組み合わせの場合について説明したが、その他等価なプロトコールあるいは改造したプロトコールを用いても同様な効果が得られる。
また、MTCP(移動体との通信を制御するためのプロトコール)はSIP(Session Initiaion Protocol)のプロキシーモードを改造することでも実現できる。また、IPアドレスの割り当ては、IPv6の他、標準化されたものあるいはプライベイトなものを含めて活用しても同様な効果が得られる。なお、IPv6ではIPアドレスの割当領域は128ビットであり、移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末に割り当てられた電話番号を用いてグローバルなIPアドレスを割り当てることが可能となっている。
また、当該端末間の接続制御がMTCP(移動体との通信を制御するプロトコール)により行われるものについて説明したがその他の類似なプロトコールにより制御することができる。
また、当該PHS基地局はPDC基地局、無線LAN基地局、加入者無線基地局、光無線基地局、無線ノード、あるいはその他の無線基地局に置き換えることができる。
また、当該PHS端末はその他の移動体端末あるいは半固定端末あるいはあるいは可搬型端末あるいはその他無線基地局との通信を行う端末に置き換えることができる。
【011】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されているため、広域IP網に設けられたサーバにMTCP(移動体との通信を制御するプロトコール)を搭載することでPHS等のハンドオーバー制御の必要な移動体通信システムを経済的に構成し運用できるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の位置登録要求制御シーケンスの実施例である。
【図3】本発明の発呼要求制御シーケンスの実施例である。
【図4】本発明のハンドオーバー制御シーケンスの実施例である。
【図5】本発明のフレーム同期回路の実施例である。
【図6】従来の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 回線制御装置
2a、2b、2c I’回線
3a、3b、3c PHS基地局
4a、4b、4c アンテナ
10、10a サーバ
10b 位置登録サーバ
11 IP網
12a、12b、12c 通信回線
13a、13b、13c PHS付加装置
21a パケット信号受信部
22a 遅延ロックループあるいはデジタルPLL
23a フレーム同期信号生成部
24a 高安定温度補償型水晶発振器
25a ビットの追加あるいはビットの削除
26a、27a、28a 接続端子
(31)〜(38) 位置登録シーケンス
(41)〜(50) 発呼要求シーケンス
(51)〜(63) ハンドオーバーシーケンス
【産業上の利用分野】
この発明は、近年急速に普及している広域IP網を活用して移動体通信サービスを提供するための移動体通信付加装置に関するものである。
【002】
【従来の技術】
図6は、従来のPHS網の系統図であり、1は通信回線制御装置、2a、2b、2cはI’回線、3a、3b、3cはPHS基地局、4a、4b、4cはアンテナ、5はPHS端末である。
従来のPHS網では、I’回線2a、2b、2cの伝送速度が64kbpsに制限されていることと、主としてハンドオーバー制御を行う必要性から、I’回線等の専用通信回線2a、2b、2cを用いて複数のPHS基地局3a、3b、3cを制御するために設けられた通信回線制御装置1に接続し、当該通信回線制御装置1においてPHS端末5からの通話要求あるいはハンドオーバー要求などの制御を行っていた。
一方、近年急速な進歩をとげているIP網はパソコンなどの固定端末を対象に構築されているために、PHS端末5等のように高速で移動する移動体通信に適用するのは難しい状態にあった。
【003】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる移動体通信付加装置は、移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末に割り当てられた電話番号あるいは機械番号に当該無線基地局の識別番号を付加あるいは組み合わせてIPアドレスを割り当てデジタル信号をパケット信号に変換することで、当該IPアドレスを用いて通信制御を可能にし、生成するパケット信号に時系列を示す情報を含むことでハンドオーバー時に生じる複数パケットの重複を避けあるいはパケットの欠落を補完することを可能にするためのものである。
【004】
【作用】
この発明において、
請求項の第1項では、移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末に対して割り当てられた電話番号あるいは機械番号に無線基地局の認識番号が付加されあるいは組み合わされあるいは一部を構成してIPアドレスを割り当て、IP網内では当該IPアドレスを用いて通信制御を行い、当該端末の機械番号を含む方法により認証手続きを行い、位置の登録、通話接続、ハンドオーバー、および切断を含む移動体通信サービスを提供する。
請求項の第2項では、同期信号が高速通信回線を通じてパケット信号により伝送され、当該パケット信号と無線区間のフレーム信号を同期させるための同期手段を有する。
請求項の第3項では、位置登録が当該IPアドレスを用いて行われ、当該端末の電話番号あるいは機械番号が当該IP網を運用しているサービスプロバイダに登録されている場合には当該サービスプロバイダの位置登録サーバに対して位置あるいは転送先登録を行い、登録されていない場合には当該移動体通信サービスを行っている他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して位置あるいは転送先登録を行う。
請求項の第4項では、移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末への通信接続が、無線区間ではデジタル信号により行われ、IP網ではパケット信号により行われ、複数の無線基地局間で同期して時系列情報を付与する。
請求項の第5項では、ハンドオーバー制御が、当該移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末に割り当てられた電話番号あるいは機械番号にハンドオーバー先の無線基地局の認識番号が付加されあるいは組み合わされてIPアドレスを割り当て、当該IPアドレスによって位置あるいは転送先を再登録することにより行われる。
請求項の第6項では、パケット信号のオーバーヘッド部分に当該通信回線を通じて伝送される同期信号に同期して生成されるタイミング情報あるいはタイムスタンプあるいは等価な情報を含み、当該情報を確認することで、当該情報が同一の複数のパケット信号を受けた場合には不要なパケット信号を削除し、不足の場合には補完する。
請求項の第7項では、音声通信がPCM方式あるいはADPCM方式等の比較的に帯域圧縮比の小さい方式でサービスが行われる。
請求項の第8項では、広域移動体通信システムがPHSサービスを行うためのものであり、電話番号あるいはIPアドレスの割り当てあるいは登録あるいは管理がIPv6あるいはTCP/IPプロトコールあるいはPPPOEプロトコールあるいは移動体との通信を制御するためのプロトコールあるいはこれらの組み合わせにより行われる。
【005】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1に従って説明する。図1において、10はインターネットサービスプロバイダー(以後ISPという)の運用するサーバー、11は広域IP網、12a、12b、12cは高速通信回線、13a、13b、13cはPHS付加装置、3a、3b、3cはPHS基地局、4a、4b、4cはアンテナ、5はPHS端末である。
広域IP網11に設けられたサーバ10には少なくとも移動体との通信を制御するためのプロトコールを搭載するためのものと位置を登録するためのサーバが含まれており、当該IP網11には高速通信回線12a、12b、12cを経由して、PHS付加装置13a、13b、13c、およびPHS基地局3a、3b、3cが接続され、当該PHS基地局3a、3b、3cにはアンテナ4a、4b、4cが接続され、PHS端末5に対してPHSサービスを提供する。 なお、当該PHS付加装置12a、12b、12cには高速通信回線12a、12b、12cを通じて同期信号が送られているものとする。
当該高速通信回線12a、12b、12cを通じて配分される同期信号がPHS基地局3a、3b、3cとPHS端末5との間の無線区間で採用されているフレーム信号あるいは複数ビット単位あるいは複数フレーム単位の間隔で生成され、当該高速通信回線12a、12b、12cで採用されているパケット信号の形で伝送され、当該パケット信号との同期の安定度を当該フレーム信号あるいは当該複数ビット単位あるいは複数フレーム単位ごとに含まれるガードビット以内の変動に納めるためにPLLあるいは遅延ロックループを用いた同期手段あるいはデジタル処理により当該パケット信号の受信タイミングと当該プレーム信号の生成タイミングを同期させるための同期手段を有するものとする。
各装置の役割について下記の制御シーケンスに従って順次説明する。
【006】
図2に本発明の位置登録制御シーケンスの実施例を示す。 PHS端末5がサービスエリアを移動してPHS基地局3aのエリア内に居る時に位置の登録を行う場合、10aはMTCPが搭載されたサーバ、10bは位置を登録するためのサーバである。
(31)では、PHS端末5に割り当てられた電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方により無線基地局3aに対して位置登録要求を発信する。(32)では、PHS基地局3aが受信した電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方にPHS基地局3aの識別番号を加えPHS付加装置13aに対しI’回線の手順に従って位置登録要求を転送する。
(33)では、PHS付加装置13aではIPv6あるいはTCP/IPあるいはMTCP(移動体との通信を制御するプロトコール)あるいはこれらの組み合わせにより、PHS端末5の電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方にPHS基地局3aの識別番号を付加しあるいは組み合わせてIPアドレスを割り当て、当該IP網11を経由してサーバ10aに対して当該位置あるいは転送先登録要求を発信する。(34)では、当該位置あるいは転送先登録要求を受けたサーバ10aは、受け取った位置あるいは転送先登録を要求しているPHS端末5の電話番号あるいは機械番号が位置登録サーバ10b内に登録されたものであれば位置あるいは転送先登録を書き換え、当該位置登録サーバ10bに登録されていなければ当該IPアドレスに当該サービスプロバイダの識別番号を付加し他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して位置あるいは転送先登録変更要求を発信する。
(35)では、サーバ10aが位置あるいは転送先登録を完了しあるいは位置あるいは転送先登録要求の発信を完了すると、PHS付加装置13aに対して位置あるいは転送先登録受付応答を発信し、以下(36)〜(37)では、逆のルートにより位置登録要求を出したPHS端末5に対して位置登録受付応答を発信する。
【007】
図3に本発明の発呼要求制御シーケンスの実施例を示す。 PHS端末5がPHS基地局3aのエリア内に居る時に発呼要求を行う場合、6はIP網内のIP端末(固定)であり固定電話機のIPアドレスを持っているものとする。
(41)では、PHS端末5に割り当てられた電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方を用いて発呼要求を発信する。(42)では、PHS基地局3aが受信した発呼要求にPHS基地局3aの識別番号を付加しPHS付加装置13aに対してI’回線の手順に従って当該発呼要求を転送する。(43)では、PHS付加装置13aで、IPv6あるいはTCP/IPの手順により、PHS端末5の電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方にPHS基地局3aの識別番号を付加しあるいは組み合わせてIPアドレスを割り当て発呼要求の相手先の電話番号とともにサーバ10aに対して当該発呼要求を転送する。(44)では、当該発呼要求を受けたサーバ10aは、受け取った発呼を要求しているPHS端末5の電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方が位置登録サーバ10b内に登録されたものであれば、例えば、IP網内の固定IP端末6に対して着呼要求を発信し、当該位置登録サーバ10bに登録されていなければ他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して着呼要求を発信する。
(45)では、サーバ10aが着呼要求の発信を完了すると、PHS付加装置13aに対して発呼受付応答を発信し、以下(46)〜(47)まで上記と逆の経路で発呼受付応答が転送され、最終的にPHS端末5に発呼受付応答が転送され、(48)(50)の区間ではパケット通信接続が、(49)の区間ではデジタル通信接続が確立する。この場合のサーバ10aの制御は、例えば、SIPあるいはTCP/IPあるいはPPPOEあるいはMTCP(移動体との通信を制御するためのプロトコール)あるいはこれらの組み合わせで行うことができる。
なお、音声をパケット信号に変換する際、当該広域IP網の広帯域で高速な伝送が可能な特性を活用し、PCM方式あるいはADPCM方式等の比較的に帯域圧縮比の小さい方式を採用して品質の高い音声通信サービスを行うビジネスモデルが実現できる。
【008】
図4に本発明のハンドオーバー制御シーケンスの実施例を示す。 PHS端末5がPHS基地局3aのエリアからPHS基地局3bのエリアに移動する時にハンドオーバー要求を行う場合、6はIP網内のIP端末(固定)であり固定電話機のIPアドレスを持っているものとする。
(47)の区間ではパケット通信接続が、(48)の区間ではデジタル通信接続が確立しているものとする。
(51)では、PHS端末5に割り当てられた電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方を用いてPHS基地局3bに対してハンドオーバー要求を発信する。(52)では、PHS基地局3bは受信したハンドオーバー要求にPHS基地局3bの識別番号を付加しPHS付加装置13bに対してI’回線の手順に従って転送する。
(53)では、PHS付加装置13bでIPv6あるいはTCP/IPあるいはMTCP(移動体との通信を制御するためのプロトコール)により、PHS端末5の電話番号あるいは機械番号あるいはこれらの両方にPHS基地局3bの識別番号を付加しあるいは組み合わせてIPアドレスを割り当てIP網11を経由してサーバ10aに対して当該ハンドオーバー要求を位置あるいは転送先登録変更要求に変換して転送する。 当該転送先登録変更要求を受けたサーバ10aはパケット信号のルート変更あるいはルート加算(二つのルートを同時に接続)するとともに、PHS端末5が位置登録サーバ10b内に登録されている場合には受け取った位置あるいは転送先登録変更要求に従って位置あるいは転送先登録を書き換え、当該位置登録サーバ10bに登録されていない場合には他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して位置あるいは転送先登録変更要求を発信する。
(54)では、サーバ10aでルート変更あるいはルート加算を完了しあるいは転送先登録変更要求の発信を完了すると、PHS付加装置13bに対して転送先登録変更要求受付応答を発信し、以下(55)〜(56)まで上記と逆の経路でハンドオーバー受付応答が転送され、最終的にPHS端末5にハンドオーバー受付応答が転送され、(57)の区間ではパケット通信接続が、(58)の区間ではデジタル通信接続が確立する。
一方、PHS基地局3aに対しては、(59)では、当該PHS付加装置13aに対して通信切断を発信し、(60)ではPHS基地局3aの通話を切断させる。
PHS端末5が、当該ルート加算によって現在通信中のPHS基地局3aとハンドオーバー先のPHS基地局3bとの両方の通信が可能な場合、サーバ10aには同一のPHS端末5から二つのPHS基地局3aと3bを経由して同一のタイミングで生成されたパケット信号が受信される場合が考えられる。この場合のパケット信号の選択を容易にするため、パケット信号のオーバーヘッドにはタイミグ情報あるいはタイムスタンプあるいは等価な方法でパケットの生成時期が分かる情報が通信IP網11に同期した状態で含まれており、同一の生成時期で複数のパケット信号を受信した場合にはその内の一つ以外は破棄するものとし、あるいは不足する場合には補完するものとする。
なお、上記のタイミング情報あるいはタイムスタンプは、通信回線がメタルケーブルあるいは同軸ケーブルあるいは光ケーブルの場合を問わず、伝送されるデジタル信号に重畳して送られる同期信号あるいは他から受信する同期信号に同期して生成することができる。
また、上記の同期信号は、複数のPHS基地局3a、3b、3c間の同期を維持するためにも利用できる。
また、高速通信回線12a、12b、12cにはFTTHなど100Mbps程度の高速通信回線を用いることで、高速制御が必要なハンドオーバーの制御を短時間で実行でき、高品質なVOIPサービスが可能となる。
【009】
図5に本発明のフレーム同期回路の実施例を示す。13aはPHS付加装置、21aはパケット信号受信部、22aは遅延ロックループあるいはデジタルPLL、23aは無線区間のフレーム同期信号生成部、24aは高安定温度補償型水晶発振器、26a、27a、28aは接続端子である。
当該高速通信回線を通じて伝送された同期のためのパケット信号は接続端子26aに印加されパケット信号受信部21aで受信され、パケット信号の受信タイミングが遅延ロックループあるいはデジタルPLLに印加される。一方、高安定温度補償型の水晶発振器24aで発振された基準クロックはビット追加あるいはビット削除回路25aを通じて接続端子28aを経由してPHS基地局に基準クロックを供給するとともに、フレーム同期生成部23aにも基準クロックを供給する。フレーム同期生成部23aの出力は接続端子27aを経由してPHS基地局にフレーム同期信号を供給するとともに、遅延ロックループあるいはデジタルPLL22aにフレーム同期信号を印加する。
遅延ロックループあるいはデジタルPLL22aにおいて、パケット信号受信部21aから印加されたパケット信号の受信タイミングとフレーム同期信号生成部23aから印加されたフレーム同期信号の位相差あるいはタイミング差を比較して、後者が進んでいる時はビット追加あるいはビット削除部25aに対してビットを削除するように制御し、前者が進んでいる時はビット追加あるいはビット削除部25aに対してビットを追加してタイミングを進めるように制御する。
当該高速通信回線で伝送される通常のパケット信号は、パケット長が可変でありデータ長の長いパケットを伝送する場合が多いため、無線区間のフレーム信号に同期した間隔で同期のためのパケット信号を発信することが難しい場合がある。一定の許容範囲内で当該パケット信号が発信できない場合には当該タイミングのパケット信号を発信しないように休止しあるいは当該パケット信号の滞留時間を制限して発信すると、当該パケット信号受信部21aの出力が無くなるので遅延ロックループあるいはデジタルPLL22aでは比較が出来なくなり、ビット追加あるいはビット削除部25aではビットの追加あるいは削除が行われず、現状のタイミング差を保持することになる。当該同期のためのパケット信号が復旧すると当該時間差あるいはタイミング差に従って制御が再開されることになる。
上記の方法で、無線区間のフレーム同期信号のタイミング誤差を各PHS基地局間で無線区間のフレーム同期信号に含まれるガードビットの長さ以内(通常3〜6μ秒であり、フレーム信号の長さ5m秒に対して±1000ppm程度)の安定度に制御することで、無線区間で周辺のPHS基地局から発信されるTDMA信号が重なることが避けられる。
なお、高安定温度補償型水晶発振器24aの周波数安定度を動作温度範囲で±0.1ppmとすると、当該高速通信回線を通じて発信される同期のためのパケット信号は、5m秒×±10000=±50秒に一回の割合で発信できれば良いことになり、当該高速通信回線の下り方向のトラフイックが輻輳している場合でも少なくとも±1秒に一回の割合で発信することは可能であることから十分実用に耐える方式であると言える。
【010】
以上の説明では、IP網のプロトコールがTCP/IP、PPPOE、あるいはMTCP(移動体との通信を制御するためのプロトコール)あるいはこれらの組み合わせの場合について説明したが、その他等価なプロトコールあるいは改造したプロトコールを用いても同様な効果が得られる。
また、MTCP(移動体との通信を制御するためのプロトコール)はSIP(Session Initiaion Protocol)のプロキシーモードを改造することでも実現できる。また、IPアドレスの割り当ては、IPv6の他、標準化されたものあるいはプライベイトなものを含めて活用しても同様な効果が得られる。なお、IPv6ではIPアドレスの割当領域は128ビットであり、移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末に割り当てられた電話番号を用いてグローバルなIPアドレスを割り当てることが可能となっている。
また、当該端末間の接続制御がMTCP(移動体との通信を制御するプロトコール)により行われるものについて説明したがその他の類似なプロトコールにより制御することができる。
また、当該PHS基地局はPDC基地局、無線LAN基地局、加入者無線基地局、光無線基地局、無線ノード、あるいはその他の無線基地局に置き換えることができる。
また、当該PHS端末はその他の移動体端末あるいは半固定端末あるいはあるいは可搬型端末あるいはその他無線基地局との通信を行う端末に置き換えることができる。
【011】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されているため、広域IP網に設けられたサーバにMTCP(移動体との通信を制御するプロトコール)を搭載することでPHS等のハンドオーバー制御の必要な移動体通信システムを経済的に構成し運用できるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の位置登録要求制御シーケンスの実施例である。
【図3】本発明の発呼要求制御シーケンスの実施例である。
【図4】本発明のハンドオーバー制御シーケンスの実施例である。
【図5】本発明のフレーム同期回路の実施例である。
【図6】従来の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 回線制御装置
2a、2b、2c I’回線
3a、3b、3c PHS基地局
4a、4b、4c アンテナ
10、10a サーバ
10b 位置登録サーバ
11 IP網
12a、12b、12c 通信回線
13a、13b、13c PHS付加装置
21a パケット信号受信部
22a 遅延ロックループあるいはデジタルPLL
23a フレーム同期信号生成部
24a 高安定温度補償型水晶発振器
25a ビットの追加あるいはビットの削除
26a、27a、28a 接続端子
(31)〜(38) 位置登録シーケンス
(41)〜(50) 発呼要求シーケンス
(51)〜(63) ハンドオーバーシーケンス
Claims (8)
- 広域IP網に接続された移動体通信システムにおいて、当該移動体通信システムが少なくとも無線基地局とIP網および両者間を結ぶ伝送速度が10Mbps以上の高速通信回線から構成されており、当該IP網あるいは無線基地局あるいはこれらの両方に内蔵しあるいは付随して設けられ、当該無線基地局と移動端末あるいは携帯端末あるいは可搬型端末との間の無線区間では当該端末に割り当てられた電話番号と機械番号を用いて通信制御が行われ、当該IP網側では少なくとも当該端末の電話番号と機械番号に当該無線基地局の認識番号を付加しあるいは組み合わせて当該端末に対応するIPアドレスを割り当て当該IPアドレスを用いて当該端末に対し位置の登録、通話接続、ハンドオーバー、および切断を含む移動体通信サービスを提供することを特徴とする移動体通信付加装置
- 広域IP網に接続された移動体通信システムにおいて、当該移動体通信システムが少なくとも無線基地局とIP網および両者間を結ぶ伝送速度が10Mbps以上の高速通信回線から構成されており、当該高速通信回線を通じて配分される同期信号が当該移動体通信システムが採用している無線区間のフレーム信号あるいは同期信号の間隔あるいはタイミングで生成され当該高速通信回線の下り方向のパケット信号として発信され、当該パケット信号を発信する間隔あるいはタイミングの許容範囲が当該無線区間で伝送されるフレーム信号あるいはデータあるいは下り方向のデジタル信号に含まれるガードビットあるいはガードタイムの範囲以内の場合には当該パケット信号を発信し当該ガードビットの範囲を超える場合には発信を休止しあるいは当該パケット信号の滞留時間を制限して発信し、当該高速通信回線を通じて当該パケット信号を正常に受信した場合にのみPLLあるいは遅延ロックループあるいはデジタル処理による同期手段により当該無線区間の下り方向のデジタル信号を発信する間隔あるいはタイミングを同期させるように制御することを特徴とする移動体通信付加装置
- 当該端末に対応するIPアドレスに含まれている電話番号と機械番号が当該IP網を運用しているサービスプロバイダに登録されている場合には当該サービスプロバイダが運用するサーバ内に当該端末の位置あるいは転送先の登録を行い、当該端末に対応するIPアドレスに含まれている電話番号と機械番号が当該IP網を運用しているサービスプロバイダに登録されていない場合には当該サービスプロバイダとリンク状態にある他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して位置登録あるいは転送先登録の要求を発信することを特徴とする請求項第1項および第2項に記載の移動体通信付加装置
- 当該端末との通信接続が、無線区間ではデジタル信号で伝送され、当該IP網内ではパケット信号で伝送され、無線区間の信号方式がTDMAで行われる場合には当該デジタル信号とパケット信号との間の変換が時分割されたデジタル信号の単位で行われ、当該変換されたパケット信号の単位で時系列を示す情報が付与され、当該時系列を示す情報の付与が周辺の無線基地局間で同期して行われることを特徴とする請求項第1項から第3項に記載の移動体通信付加装置
- 当該ハンドオーバー制御が、当該端末に割り当てられた電話番号と機械番号にハンドオーバーを要求された相手先の無線基地局の認識番号を付加しあるいは組み合わせて当該端末に対応するIPアドレスが再割り当てされ、当該端末に対応するIPアドレスに含まれる電話番号と機械番号が当該IP網を運用しているサービスプロバイダに登録されている場合には当該サービスプロバイダが運用するサーバ内に位置あるいは転送先の再登録を行い、当該端末に対応するIPアドレスに含まれる電話番号と機械番号が当該サービスプロバイダに登録されていない場合には当該サービスプロバイダとリンク状態にある他のサービスプロバイダあるいは通信事業者に対して位置あるいは転送先変更要求を発信することにより行われることを特徴とする請求項第1項から第4項に記載の移動体通信付加装置
- 当該無線基地局から受信したデジタル信号を当該IP網に対してパケット信号に変換して伝送する場合に当該パケット信号のオーバーヘッド部分に少なくともタイミング情報あるいはタイムスタンプあるいは順次番号あるいはパケット信号に変換した時点が比較できる情報を含めて伝送し、当該情報が当該IP網内の高速通信回線を通じて送られる同期信号に同期して生成されており、当該IP網内のサーバにおいて当該パケット信号を受信した場合に当該パケットに含まれる当該情報を確認しあるいは比較することによって、当該パケット信号が重複している場合には重複部分を削除しあるいは不足している場合には補完するように制御することを特徴とする請求項第1項から第5項に記載の移動体通信付加装置
- 当該高速通信回線の高速度の伝送特性を活用し音声をPCM方式あるいはADPCM方式あるいは帯域圧縮の比率が比較的に小さい方式のままでパケット化し高品質の音声通信を提供することをメリットとする固定通信サービスあるいは移動体通信サービスを提供することを特徴とする請求項第1項から第6項に記載の移動体通信付加装置
- 当該広域移動体通信システムがPHSサービスあるいはPDCサービスあるいはWCDMAサービスあるいは無線LANサービスを行うためのものであり、当該IPアドレスの割り当てあるいは登録あるいは管理およびIP網の制御がIPv6あるいはSIPあるいはTCP/IPプロトコールあるいはPPPOEプロトコールあるいは移動体との通信を制御するためのプロトコールあるいはこれらの組み合わせにより行われることを特徴とする請求項第1項から第7項に記載の移動体通信付加装置
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- 2002-11-08 JP JP2002324827A patent/JP2004200732A/ja active Pending
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