JP2004214781A - モバイルインターネット通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】手許にパソコンがなくともいつでも何処でもモバイルインターネット通信を行うことができると共に、既存の専用通信回線の空きを利用し、モバイル情報端末間の通信を有効かつ安価に行うことができるモバイルインターネット通信システムを提供する。
【解決手段】既存の複数のインターネット専用線網をネットワークシステムで接続して相互に通信可能にすると共に、専用無線ＬＡＮを形成する基地局を前記インターネット専用線網に設置し、前記インターネット専用線網及び基地局を介してモバイル情報端末間の通信を可能とする。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモバイルインターネット通信システムに関するもので、特に携帯電話等のモバイル情報端末を利用して何時でも何処でも専用線やインターネットを介して、安価に通信できるモバイルインターネット通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在インターネットを通じて音声データをやりとりし、リアルタイムで会話できるインターネット電話がパソコン上で使用されている。このインターネット電話をパソコンで利用する場合は、マイクとスピーカー、更にはインターネット専用のソフトが必要である。そして、電話で話をする２人は各自のコンピュータをインターネットに接続し、インターネット専用のソフトを常に起動しなければならない。
【０００３】
このような従来のインターネット電話の使用例を図１２に基づいて説明する。
【０００４】
発信者が所有している情報端末であるパソコン１０１は、発信者が加入しているインターネットのプロバイダ１０２に接続され、プロバイダ１０２はインターネットのウェブサーバ１０３に接続されている。ウェブサーバ１０３には通話先が加入しているプロバイダ１０４が接続され、プロバイダ１０４には通話先の情報端末としてのパソコン１０５が接続されている。そして、発信者がパソコン１０１を使用して相手先電話番号を発信すると、発信者が加入しているプロバイダ１０２を経由してウェブサーバ１０３へ送信され、ウェブサーバ１０３へ送信された電話番号は、通話先が加入しているプロバイダ１０４を経由して通話先の電話番号であるパソコン１０５へ送信され、その後にパソコン１０１とパソコン１０５との間の電話通信が可能となる。
【０００５】
このようなインターネット電話を利用する際には、利用のための特別な料金は発生せず、通話する双方は、プロバイダの使用料とプロバイダまでの電話料金を負担するだけなので、国内でも海外でも同じ料金で通話できるというメリットがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようにインターネット電話は通話料金が低廉であり、通話者にとっては魅力的ものである。しかしながら、インターネット電話は、パソコンが在るところでなければ利用することができないという不都合がある。従って、多忙をきわめる人にとっては、いつでも何処でも通話できるインターネット電話の開発が期待されていた。最近ではインターネット電話としてのＩＰ電話も出現しているが、図１３に示すように固定電話から公衆回線を利用して専用のＩＰ網に入るので、市内通話料金のみで通話距離に関係なく電話をかけられるという利点がある。しかしながら、依然として市内通話料は課金されるので、ＩＰ電話の利点は長距離の利用に限られてしまっている。
【０００７】
また、通信の専用線を有している企業は電話会社のみに止まらず、コンビニエンスストア、ガソリンスタンド、ハンバーガーショップ、ファミリーレストラン、電力会社、鉄道会社、放送会社、新聞社等に及び、これら企業又は団体が保有する専用線は自己利用の最大通信使用量を想定して敷設されているため、通常は空き回線を有するものとなっていた。このため、かかる専用線の空き回線の有効活用が、通信ネットワークにおけるインフラ整備の上で強く望まれていた。
【０００８】
本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、手許にパソコンがなくとも何時でも何処でもモバイルインターネット通信ができると共に、既存の専用通信回線の空き回線を借用し、モバイル情報端末間の通信を有効かつ安価に行うことができるモバイルインターネット通信システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明はモバイルインターネット通信システムに関するものであって、本発明の上記目的は、既存の複数のインターネット専用線網をネットワークシステムで接続して相互に通信可能にすると共に、専用無線ＬＡＮを形成する基地局を前記インターネット専用線網に設置し、前記インターネット専用線網及び基地局を介してモバイル情報端末間の通信を可能とすることによって達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明では基盤となる通信回線系インフラを自社では保有せず、企業又は団体等が構築した既存のインターネット専用線と、個人や小規模事業者が持っている高速インターネット回線とを所定のルールで基盤インフラとして借用すると共に、その借用利用に対して対価を支払い、全国的な通信回線系インフラの基盤整備を行う。つまり、事業主体としてインターネット専用線や高速インターネット回線を構築したり保持せず、他人が構築して保有している通信回線の一部を契約等で借用し利用する形態となっている。
【００１１】
また、上述のようにして確保して構築したインフラ基盤上に、更に基地局としての専用無線ＬＡＮ用アンテナ機器を設置する。電波が届く範囲をカバーするように専用無線ＬＡＮ用アンテナ機器を設置しながら当該国の通信系を整備して行き、全国規模のネットワークを構築して大規模高速通信を可能にする。その場合、専用無線ＬＡＮ用アンテナ機器に関しても事業主体の経費では敷設せず、第３者に対して権利（回線利用権）としての販売を行い、その収入で専用無線ＬＡＮ用アンテナ機器の敷設を行う。権利として購入してもらった第３者には、所定のルールで対価を支払う。
【００１２】
このようにして構築された全国規模の無線ＬＡＮインフラ網を使用し、全国規模の携帯電話サービスを行う。しかし、この無線ＬＡＮインフラ網から一般電話（家庭電話、各社携帯電話、国際電話）にかける需要が考えられるため、このような需要に応えるために既存の回線接続会社への接続を行い、その部分を補う。そして、海外の他国に関しては、同様なシステムを持つ無線ＬＡＮインフラ網にインターネット回線を介して繋がるため、世界規模でのグローバルな携帯電話サービスを実施することができる。
【００１３】
また、無線ＬＡＮインフラ網は高速通信回線によって構築されているため、単に電話という音声通信のみならず、送信データ量が多い動画等も送受信することが充分に可能となる。その性能を活用して全国規模並びに世界規模の動画送受信事業等も行い得る。
【００１４】
上述のような世界規模の無線ＬＡＮ通信事業を通常の事業展開方法、つまり全て自社資本・自己負担で構築する方法では、初期段階で莫大な資金と労力が必要になってしまうが、本発明に基づく事業展開では初期段階に莫大な資金や資本を必要とせず、比較的小資本の形態で事業化が可能である。また、上述の理由から料金を低額な定額制に設定できるため、複雑な従量課金システム等を開発して具備する必要がなく、一層収益性の高い事業を展開することができる。定額制の料金を徴収する方法も、インターネット決済銀行やクレジットカード、会員制カード等を活用することにより、請求書の発行費用やそれに関わる人件費等全てが必要なくなり、収益性を更に高めるものとなる。
【００１５】
以下添付図面に示す実施例に基づき、本発明のモバイルインターネット通信システムを詳細に説明する。
【００１６】
図１は現況の通信体系を示しており、企業Ａが構築したインターネット専用線網（企業ＬＡＮ）１と、企業Ｂが構築したインターネット専用線網（企業ＬＡＮ）２と、団体Ｃが構築したインターネット専用線網（企業ＬＡＮ）３とは通信回線的にそれぞれ独立分離されており、各自の予測最大通信使用量に対応した形態で各自が通信サービス会社（日本では例えばＮＴＴ等）と契約し、通信線を利用するようになっている。そのため、各インターネット専用線網１，２，３には空き回線が生じることが多くなっている。
【００１７】
本発明の事業主体は上述のような企業Ａ，Ｂ及び団体Ｃに対して、図２に示すように各自が保有している専用線網の空き回線の借用依頼を行うと共に、空き回線の借用に対する契約ができた場合にはその対価を支払う。この対価を受け取ることによって、企業Ａ，Ｂ及び団体Ｃにとってもいわば遊んでいる回線を有効利用することになるのでメリットが大きい。専用線網の空き回線の借用は、専用線網へのアクセス許可を与えることによってなされる。このような各社が保有する専用線網に対する空き回線の借用を全国規模で展開し、図３に示すように各専用線網１〜３を相互に接続するネットワークシステム１０を構築することで、既存のインターネット専用線網をそのまま利用して通信することができる。つまり、全国的規模での通信系のインフラ整備（ＷＡＮの構築）を行うことができる。
【００１８】
次に、各企業のインターネット専用線網１〜３若しくはネットワークシステム１０に、図４に示すように無線ＬＡＮ用アンテナ機器である基地局３〜８を設置する。無線ＬＡＮ用アンテナ機器のアンテナで電波が届く範囲に順次基地局３〜８を設置することで、全国規模のモバイル電話サービスを行うことが可能となる。また、図５に示すように公衆回線２０と接続することで一般電話２１との接続も可能となり、インターネット回線３０を介して他国の同様なシステムとの接続もできる。例えば基地局８には携帯電話２２による無線通信が可能である。
【００１９】
図６は、本発明による専用無線ＬＡＮと専用ＩＰ網３Ｂを利用したＩＰ携帯電話３Ａ及び２２の接続関係を示しており、携帯電話３Ａと基地局３とは専用無線ＬＡＮで接続され、基地局３と基地局８とは専用ＩＰ網３Ｂで接続されている。また、基地局８には専用無線ＬＡＮを介して無線で携帯電話２２が接続されると共に、公衆回線２０を経て一般電話２１が接続されている。一般電話２１は公衆回線２０を経て接続されるため通話料が課金されるが、携帯電話２２は公衆回線２０を利用しないため、市内、長距離、海外に至るまで通話料は定額である。
【００２０】
また、図７は本発明の基本概念を示しており、図５を模式化したものである。専用線で接続された各企業のＬＡＮが本発明のネットワークシステム１０に統合されると共に、ネットワークシステム１０には専用無線ＬＡＮを構成する基地局４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａが接続されている。また、ネットワークシステム１０には、通信業者とユーザの接点となる基地局（アクセスポイント：ＡＰ）が接続されており、例えば基地局７Ａには公衆回線が接続されている。
【００２１】
各企業が使用している専用線はデータ送信以外の時間は回線が空いており、インターネットに繋がっており、専用線使用料は経費として支払うようにする。このような空き回線を有効利用することにより、巨大な設備投資や資本投資なしに全国をカバーでき、回線所有者にとっては回線使用料という経費が収益に変わる大きな利点がある。
【００２２】
図８は本発明によるネットワークシステム１０の詳細を示しており、ＩＰアドレスカプセリングサーバ１１、ホームエージェントサーバ１２、認証サーバ１３、アドレス変換サーバ１４、呼制御サーバ１５を具備し、外部の企業ＬＡＮとはゲートウェイ１６Ａ及び１６Ｂを介して接続されている。ＩＰアドレスカプセリングサーバ１１は基地局（ＡＰ）からのＩＰパケットのカプセリングを外し、必要なサーバにＩＰパケットを送ったり、サーバからのＩＰパケットをカプセリングしてホームエージェントサーバ１２に送る。また、ホームエージェントサーバ１２は基地局に接続するユーザの位置管理及び監視を行ってＩＰパケットをＩＰアドレスカプセリングサーバ１１に送り、認証サーバ１３は基地局に接続するユーザの認証を行い、アドレス変換サーバ１４はＶｏＩＰ(Voice over IP)で必要な番号の変換を行い、呼制御サーバ１５はＶｏＩＰの制御管理を行う。ゲートウェイ１６Ａ，１６Ｂはインターネットや公衆回線への出入り口となっており、ネットワークシステム１０と外部との接続ポイントに設けられるようになっている。
【００２３】
また、特にＩＰパケットが集中し易いＩＰアドレスカプセリングサーバ１１及びホームエージェントサーバ１２は故障対策のために二重化運用することが望ましい。また、ユーザ数の増加に伴うトラフィック分散のために、各サーバの分散処理が可能である。分散化されたサーバは同じセンター内に設置する必要はなく、サーバそれぞれが遠隔地であっても構わないため、運用コストが分散されて安価に運用することができる。１箇所に全てのサーバをまとめて設置すると、全てのＩＰパケットデータが１箇所の出入り口に集中し、トラフィックがオーバーフローしてデータの遅延が発生するため、高価な高速回線を使用する必要があるためである。
【００２４】
このような構成において、無線ＩＰ携帯電話の自動接続認証方法を図９のフローチャートを参照して説明する。
【００２５】
先ず無線ＩＰ携帯電話２００から無線で基地局（ＡＰ）２０１に自動アクセスし（ステップＳ１）、基地局２０１でＩＰパケットをカプセリングし、企業ネットワーク（ＬＡＮ）２０２、ゲートウェイ１６Ａを経由してネットワークシステム１０内のＩＰアドレスカプセリングサーバ１１に送信する（ステップＳ２）。ＩＰアドレスカプセリングサーバ１１でＩＰカプセルを解いてホームエージェントサーバ１２に送り（ステップＳ３）、ホームエージェントサーバ１２で無線ＩＰ携帯電話２００の位置登録を行い、位置登録されたＩＰパケットを認証サーバ１３に送る（ステップＳ４）。認証サーバ１３で認証確認を行い、認証確認ＩＰパケットをホームエージェントサーバ１２に送る（ステップＳ５）。ホームエージェントサーバ１２で無線ＩＰ携帯電話２００の位置を確認し、無線ＩＰ携帯電話２００にいる基地局２０１へゲートウェイ１６Ａ、企業ネットワーク２０２を経由してＩＰパケットを送る（ステップＳ６）。基地局２０１でＩＰパケットのカプセリングを解き無線で無線ＩＰ携帯電話２００に送り（ステップＳ７）、無線ＩＰ携帯電話２００で認証が完了したことを確認し、接続が可能となる（ステップＳ８）。無線ＩＰ携帯電話２００は接続承認を得られるまでは、基地局２０１から先のネットワーク１０に任意に接続することができない。
【００２６】
このような接続認証後、図１０に示す手順で実際の通信が実行される。即ち、先ず無線ＩＰ携帯電話２００から通信先（相手先となる無線ＩＰ携帯電話２１０）のアドレスでアクセスを開始し（ステップＳ１０）、基地局２０１でＩＰパケットをカプセリングして企業ネットワーク２０２、ゲートウェイ１６Ａを経由し、ネットワークシステム１０内のＩＰアドレスカプセリングサーバ１１に送信する（ステップＳ１１）。ＩＰアドレスカプセリングサーバ１１でＩＰカプセルを解いてホームエージェントサーバ１２に送り（ステップＳ１２）、ホームエージェントサーバ１２で通信先の位置を確認し、通信先の接続可能な基地局２１１のアドレスを特定し、ＩＰアドレスカプセリングサーバ１１へ送る（ステップＳ１３）。ＩＰアドレスカプセリングサーバ１１でＩＰパケットをカプセリング化しゲートウェイ１６Ｂ、企業ネットワーク２１２を経由して通信先の基地局２１１に送り（ステップＳ１４）、通信先の基地局２１１でカプセリングを解き、無線ＩＰ携帯電話２１０にＩＰパケットを送る（ステップＳ１５）。
【００２７】
なお、途中の音声通信における呼制御方法はＩＰ電話用プロトコルを使用し、無線基地局間の無線ＩＰ携帯電話の移動はRFC2002の“Mobile IP”及びRFC2003の“IP in IP”トンネル技術に基づいている。
【００２８】
図１１は本発明に係るモバイルインターネット通信システムの一実施形態の説明図で、図中７１は発信者７０が携帯しているモバイル情報端末としての携帯電話である。７３はコンビニエンストアの店舗である。このコンビニエンスストア７３には、Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｓａｌｅｓ（いわゆるＰＯＳシステム）が導入されている。このポスシステムは、小売店などの情報や仕入れ、配送など流通段階での情報を本社などに設置されている中央のホストコンピュータに送り、売上管理、商品管理、在庫管理などを行うシステムである。これによってレジの省力化や誤りを防ぐことができ、消費者のニーズを早く知り、それを分析して販売促進に役立たせるものである。
【００２９】
従って、コンビニエンスストア７３と本社等に設置されているホストコンピュータ７４との間には専用回線が接続されており、即時に小売り店の情報を知ることができる。本例はコンビニエンスストア７３で使用されているＰＯＳシステムを利用したものである。
【００３０】
以下本発明の動作を詳細に説明する。発信者７０は自己が携帯している携帯電話７１を使用して通話先の電話番号を、コンビニエンスストア７３の店舗に設置されているサーバ７２へ向けて発信する。サーバ７２は、携帯電話７１から発信された電話番号（情報）をホストコンピュータ７４へ送信するものである。なお、店舗は何もコンビニエンスストアに限られるものではなく、ガソリンスタンド、外食産業等も利用できるもので、要は各店舗とホストコンピュータとの間が専用回線で接続されておれば良いものである。また、モバイル情報端末は携帯電話に限定されるものではなく、要は発信者７０の手許からコンビニエンスストア７３等に設置されているサーバ７２へ情報を発信できる装置であればよい。
【００３１】
各店舗を統括するために本社等に設けられているホストコンピュータ７４は、本来は各店舗から発信されて来る情報を一括処理する装置であるが、本例では携帯電話７１から発信された情報を受信し、この受信した情報をインターネット電話のサーバ７５へ送信する。ホストコンピュータ７４から発信された情報はサーバ７５で受信されてインターネットに入り、通話先が加入しているプロバイダ７６に送信される。インターネット電話のサーバ７５から発信された情報をプロバイダのサーバ７６Ａで受信する。プロバイダ７６のサーバ７６Ａで受信された情報は、このプロバイダが加入している通話先７７の情報機器であるパーソナルコンピュータ７７Ａに送信される。このようにしてインターネットを介して電話が接続され、端末間で通信することができる。
【００３２】
なお、上述では企業ネットワーク（ＬＡＮ）を例に挙げているが、ＣＡＴＶインターネット、各社のＩＳＰ（インターネットサービスプロバイダ）経由でも同様の環境を構築することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では基盤となるインフラを自分では保有せず、企業又は団体等が構築した既存のインターネット専用線と、個人や小規模事業者が持っている高速インターネット回線とを所定のルールで基盤インフラとして借用することによって、大規模なインフラ基盤の整備を安価に行うことができる。 また、上述のようにして構築したインフラ基盤上に、更に基地局としての専用無線ＬＡＮ用アンテナ機器を設置することにより、モバイル情報端末間の通信を全国或いは世界的規模で実現することができる。
【００３４】
本発明ではＩＰパケットをカプセリング（トンネルリング）化することにより、基地局に無線で接続された端末から企業内のデータを覗くことができないと共に、企業内端末から、基地局に無線で接続されたＩＰパケットを覗いてもＩＰパケットを判別することができない。ＩＰアドレスのグローバル、プライベートの関係なくネットワークを越えて使用することができる利点がある。
【００３５】
例えば店舗内に設置したサーバへ向けてモバイル情報端末（携帯電話）から情報を発信することによりインターネット電話をかけることができるので、パーソナルコンピュータが手許になくとも、モバイル端末さえあればいつ何処にいてもインターネット電話をかけることができる。また、既に各店舗と本社等に設けられているコンピュータとの間を専用回線で接続しているコンビニエンスストア、ガソリンスタンド等の店舗に設置してある装置を利用してインターネット電話をかけることができるので、電話料金が低廉で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】現況の通信体系を示す図である。
【図２】事業主体のビジネスを説明する図である。
【図３】本発明システムの原理図である。
【図４】基地局の設置を示す図である。
【図５】公衆回線及び他国との接続を示す図である。
【図６】本発明のＩＰ携帯電話の利用形態を示す図である。
【図７】本発明の基本原理を示す模式図である。
【図８】本発明によるネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図９】無線ＩＰ携帯電話の自動接続認証方法の例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明による接続認証後の通信動作例を示すフローチャートである。
【図１１】企業がコンビニエンスストアの場合の様子を示す図である。
【図１２】従来のインターネット電話の通信動作を説明するための図である。
【図１３】従来のインターネット電話の通信体系を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３ インターネット専用線網
１０ ネットワークシステム（事業主体）
１１ ＩＰアドレスカプセリングサーバ
１２ ホームエージェントサーバ
１３ 認証サーバ
１４ アドレス変換サーバ
１５ 呼制御サーバ
１６Ａ，１６Ｂ ゲートウェイ
２０ 公衆回線
２１ 一般電話
２２ 携帯電話
３０ インターネット回線

Claims (9)

1. 既存の複数のインターネット専用線網をネットワークシステムで接続して相互に通信可能にすると共に、専用無線ＬＡＮを形成する基地局を前記インターネット専用線網に設置し、前記インターネット専用線網及び基地局を介してモバイル情報端末間の通信を可能としたことを特徴とするモバイルインターネット通信システム。
2. 前記インターネット専用線網の許容最大通信量に対する空き回線を利用して前記ネットワークシステムによる相互通信を行うようになっている請求項１に記載のモバイルインターネット通信システム。
3. 前記インターネット専用線網がＬＡＮである請求項１に記載のモバイルインターネット通信システム。
4. 前記ネットワークシステムに基地局として専用無線ＬＡＮ用アンテナ機器が設置されている請求項１に記載のモバイルインターネット通信システム。
5. 前記モバイル情報端末がインターネット対応型の携帯電話である請求項４に記載のモバイルインターネット通信システム。
6. 前記専用無線ＬＡＮ用アンテナ機器の設置を当該システムの利用権の代償として行うようになっている請求項４に記載のモバイルインターネット通信システム。
7. 前記ネットワークシステムが、ＩＰアドレスカプセリングサーバ、ホームエージェントサーバ、認証サーバ、アドレス変換サーバ、呼制御サーバを具備している請求項１に記載のモバイルインターネット通信システム。
8. 前記ＩＰアドレスカプセリングサーバ、ホームエージェントサーバ、認証サーバ、アドレス変換サーバ、呼制御サーバが分散配置されている請求項７に記載のモバイルインターネット通信システム。
9. 前記ＩＰアドレスカプセリングサーバ及びホームエージェントサーバが二重化されている請求項７に記載のモバイルインターネット通信システム。

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