JP2005277537A - 無線ｉｐ通信端末及びｉｐ通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備コストを増大させることなく、ホットスポット間の移動に伴ってパケットデータの送受信が中断するのを抑制することができる無線ＩＰ通信端末及びＩＰ通信制御方法を提供する。
【解決手段】 異なるエリアを通信エリアＡ１及びＡ２とする２以上の基地局５及び８と同時に無線通信可能な無線通信手段と、無線通信が可能となった基地局５及び８からＩＰアドレスを取得するＩＰアドレス取得手段と、受信信号について基地局ごとに受信感度を検出する受信感度検出手段と、無線通信が可能となった各基地局のうち、いずれか１つの基地局を介してＩＰネットワーク３上の相手方ＩＰ端末２とセッションを確立するとともに、相手方ＩＰ端末２との間で確立したセッションに関し、受信感度に基づいて当該基地局を介したセッションから他の基地局を介したセッションに切り替えるセッション制御手段により構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無線ＩＰ通信端末及びＩＰ通信制御方法に係り、さらに詳しくは、無線ＬＡＮ基地局などの基地局から割り当てられたＩＰアドレスに基づいて、ＩＰネットワーク上の相手方ＩＰ端末との間でセッションを確立する無線ＩＰ通信端末の改良に関する。

近年、外出先でも無線ＬＡＮ（Local Area Network）経由でインターネットへの接続を可能とする無線接続サービス、いわゆるホットスポット・サービスが話題となっている。このホットスポット・サービスでは、無線ＬＡＮ基地局により通信エリア内の各通信端末にＩＰ（InternetProtocol）アドレスが割り当てられ、基地局ごとに割り当てられるＩＰアドレスに基づいてパケットデータの送受信が行われる。通信端末としては、持ち運びができるＩＰ通信可能なノート型パーソナルコンピュータやＰＤＡ（PersonalDigital Assistant）、携帯電話機などの無線ＩＰ通信端末が用いられ、電子メールの送受信や、音楽演奏及び動画映像のストリーミング、ＩＰ電話などの高速無線通信を行うことができる。

しかし、通信端末の移動に伴って無線通信可能な基地局が変わると、当該通信端末に対して新たなＩＰアドレスの割り当てを行わなければならないので、パケットデータの送受信が中断してしまうという問題があった。特に、ホットスポット（無線ＬＡＮ基地局によるサブネットワーク）間の移動に伴って、音楽演奏及び動画映像のストリーミングやＩＰ電話が中断してしまうという問題があった。

なお、通信端末がホットスポット間を移動しても同一のＩＰアドレスを用いることを可能とする技術としてモバイルＩＰがある（例えば、非特許文献１）。しかし、モバイルＩＰに対応するルータを新たに設置する必要があるなど、ＩＰ通信システムを構成する設備に要するコストが増大してしまうという問題があった。
福永 勇二、"モバイルＩＰ"、［online］、２００２年９月２１日、［２００３年１２月１８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/tokusyuu/15mobileip/mip01.html＞

上述した通り、従来の無線ＩＰ通信端末では、通信端末の移動に伴って無線通信可能な基地局が変わると、当該通信端末に対して新たなＩＰアドレスの割り当てを行わなければならないので、パケットデータの送受信が中断するという問題があった。また、ホットスポット間を移動しても同一のＩＰアドレスが利用できるようにすると、ＩＰ通信システムを構成する設備に要するコストが増大するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、設備コストを増大させることなく、移動に伴って無線通信が中断するのを抑制させた無線ＩＰ通信端末及びＩＰ通信制御方法を提供することを目的としている。特に、ホットスポット間の移動に伴って無線通信可能な基地局が変わる場合であっても、音楽演奏及び動画映像のストリーミングやＩＰ電話に係るパケットデータの送受信が中断するのを抑制させた無線ＩＰ通信端末を提供することを目的としている。

本発明による無線ＩＰ通信端末は、異なるエリアを通信エリアとする２以上の基地局と同時に無線通信可能な無線通信手段と、無線通信が可能となった上記基地局からＩＰアドレスを取得するＩＰアドレス取得手段と、受信信号について上記基地局ごとに受信感度を検出する受信感度検出手段と、無線通信が可能となった上記各基地局のうち、いずれか１つの基地局を介してＩＰネットワーク上の相手方ＩＰ端末とセッションを確立するとともに、上記相手方ＩＰ端末との間で確立したセッションに関し、受信感度に基づいて当該基地局を介したセッションから他の基地局を介したセッションに切り替えるセッション制御手段とを備えて構成される。

この様な構成によれば、無線通信が可能となった基地局からＩＰアドレスが取得され、ＩＰネットワーク上の相手方ＩＰ端末とセッションが確立される。その際、２以上の基地局と同時に無線通信可能であるので、セッションを切断することなく、新たに無線通信可能となった基地局からもＩＰアドレスを取得することができる。そして、受信信号の受信感度に基づいて、相手方ＩＰ端末との間で確立したセッションから、新たに取得したＩＰアドレスに係る他の基地局を介したセッションへ自動的に切り替えられるので、無線ＩＰ通信端末の移動に伴って無線通信可能な基地局が変わる場合であっても、音楽演奏及び動画映像のストリーミングやＩＰ電話に係るパケットデータの送受信が中断するのを抑制することができる。

本発明によるＩＰ通信制御方法は、異なるエリアを通信エリアとする２以上の基地局と同時に無線通信を行う無線通信ステップと、無線通信が可能となった上記基地局からＩＰアドレスを取得するＩＰアドレス取得ステップと、受信信号について上記基地局ごとに受信感度を検出する受信感度検出ステップと、無線通信が可能となった上記各基地局のうち、いずれか１つの基地局を介してＩＰネットワーク上の相手方ＩＰ端末とセッションを確立するセッション確立ステップと、上記相手方ＩＰ端末との間で確立したセッションに関し、受信感度に基づいて当該基地局を介したセッションから他の基地局を介したセッションに切り替えるセッション切り替えステップとからなる。

本発明による無線ＩＰ通信端末及びＩＰ通信制御方法によれば、新たに無線通信可能となった基地局からもＩＰアドレスが取得されるので、相手方ＩＰ端末との間で確立したセッションから、新たに取得したＩＰアドレスに係る他の基地局を介したセッションへ自動的に切り替えることができる。従って、ホットスポット間の移動に伴って無線通信可能な基地局が変わる場合であっても、ＩＰ通信システムを構成する設備に要するコストを増大させることなく、無線通信が中断するのを抑制することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による無線ＩＰ通信端末を含むＩＰ通信システムの概略構成の一例を示した図であり、基地局５の通信エリアＡ１内における無線ＩＰ通信端末６が相手方ＩＰ端末２とパケットデータの送受信を行うＩＰ通信システム１の動作の様子が示されている。本実施の形態によるＩＰ通信システム１は、相手方ＩＰ端末２、ＩＰネットワーク３、ルータ４，７、基地局５，８及び無線ＩＰ通信端末６により構成され、基地局５の通信エリアＡ１内における無線ＩＰ通信端末６が相手方ＩＰ端末２とパケットデータの送受信を行っている。

相手方ＩＰ端末（サーバー）２は、音楽演奏や動画映像のストリーミング用サーバーであり、ＩＰネットワーク３に接続されている。なお、ストリーミング用サーバーに代えてＩＰ電話用の通信端末を相手方ＩＰ端末として用いても良い。

ＩＰネットワーク３は、パケットデータを伝送するための通信網であり、インターネットや通信事業者ごとのＩＰ通信回線網を含んでいる。ルータ４及び７は、ＩＰネットワーク３から伝送されるパケットデータを各基地局５及び８へ割り振るルーティング動作を行うとともに、基地局５及び８から伝送されるパケットデータをＩＰネットワーク３へ割り振るルーティング動作を行っている。

基地局５及び８は、パケットデータをルータ４及び７と無線ＩＰ通信端末６との間で中継する通信中継装置であり、サブネットワークを管理する無線ＬＡＮ基地局を含んでいる。各基地局５及び８は、互いに異なるエリアを通信エリアＡ１及びＡ２とし、通信エリア内の無線ＩＰ通信端末との間で無線通信を行っている。この無線通信により各無線ＩＰ通信端末に対しＩＰアドレスの割り当てが行われる。各無線ＩＰ通信端末では、基地局から割り当てられたＩＰアドレスに基づいてパケットデータの送受信が行われる。ＩＰアドレスは、通信エリア内で各端末を識別し、パケットデータを送受信するために基地局が割り当てる識別符号である。

無線ＩＰ通信端末６は、持ち運びができるＩＰ通信可能な通信端末であり、２以上の基地局５及び８と同時に無線通信が可能となっている。この無線ＩＰ通信端末６には、２つの通信系（送受信アンテナ９及び１０）が備わっており、無線通信可能な基地局ごとに無線通信を行うことができる。

無線ＩＰ通信端末６が基地局５の通信エリアＡ１内であって基地局８の通信エリアＡ２外に存在する場合、無線ＩＰ通信端末６は、一方の通信系（送受信アンテナ９）を用いて基地局５と無線通信を行い、当該基地局５からＩＰアドレスを取得する。相手方ＩＰ端末２とパケットデータを送受信する際には、基地局５を介したセッションが確立され、当該基地局５により割り当てられた上記ＩＰアドレスに基づいて、パケットデータの送受信が行われる。

この無線ＩＰ通信端末６が通信エリアＡ１から通信エリアＡ２へ移動する場合には、受信信号の受信感度に基づいてセッションの切り替えが行われる。

図２及び図３は、図１のＩＰ通信システムにおけるセッション切り替え動作の一例を示した状態遷移図であり、図２には、通信エリアＡ１及びＡ２が重複するエリア内であって基地局５からの受信感度が基地局８からの受信感度よりも高くなる位置に無線ＩＰ通信端末６が存在する場合が示され、図３には、重複エリア内であって基地局８からの受信感度が基地局５からの受信感度よりも高くなる位置に無線ＩＰ通信端末６が存在する場合が示されている。

無線ＩＰ通信端末６は、通信エリアＡ１内を移動し、通信エリアＡ１及びＡ２が重複するエリアに入ると、新たに無線通信が可能となった基地局８と他方の通信系（送受信アンテナ１０）を用いて無線通信を行い、ＩＰアドレスを取得する。この新たなＩＰアドレスの取得動作は、基地局５を介したセッションを継続させた状態で行われる。

無線ＩＰ通信端末６がさらに通信エリアＡ１内を基地局８側へ移動すると、セッションを切り替える動作が行われる。このセッション切り替え動作は、受信信号の受信感度に基づいて行われ、基地局８からの受信感度が基地局５からの受信感度よりも高くなると、実行される。ここでは、受信感度として、受信信号の信号強度や信号対雑音比を含むものとする。

また、無線ＩＰ通信端末６の移動や電波状態の変化により、セッション切り替え動作が頻繁に行われるのを防止するためには、相手方ＩＰ端末２との間で確立したセッションについての受信感度が所定の閾値Ｂ１以下となるとともに、セッション切り替え対象となる他の基地局を介したセッションについての受信感度が所定の閾値Ｂ２（Ｂ２＞Ｂ１）以上となった場合に、切り替え動作を実行するようにするのが望ましい。具体的には、基地局５からの受信感度が閾値Ｂ１以下となり、基地局８からの受信感度が閾値Ｂ２以上となった場合に、基地局５を介したセッションから基地局８を介したセッションへ切り替えられる。このとき、基地局５との無線通信は、継続させた状態で保持される。

この様なセッション切り替えに際し、新たなＩＰアドレスを相手方ＩＰ端末２に通知するために、切り替え対象となる基地局８から取得したＩＰアドレスを含む切り替え要求が送信される。そして、相手方ＩＰ端末２からの切り替え応答に基づいてセッション切り替えが開始される。

無線ＩＰ通信端末６がさらに移動し、通信エリアＡ２内であって通信エリアＡ１外となった場合には、基地局５との無線通信を切断し、基地局５を介したセッションが開放される。

図４は、図１のＩＰ通信システムにおける無線ＩＰ通信端末の一構成例を示したブロック図である。この無線ＩＰ通信端末６は、送受信アンテナ９，１０、無線通信部１１，１２、主制御部１３、ＩＰアドレス取得制御部１４、受信感度検出部１５、セッション制御部１６及び切り替え要求生成部１７により構成される。

無線通信部１１及び１２は、各基地局５及び８との無線通信に関する送受信処理を行っている。送受信アンテナ９及び無線通信部１１は、一方の通信系を構成し、送受信アンテナ１０及び無線通信部１２は、他方の通信系を構成する。これらの通信系により、２つの基地局５及び８と同時に無線通信が可能となっている。

ＩＰアドレス取得制御部１４は、無線通信が可能となった各基地局５及び８からＩＰアドレスを取得する制御を行っている。受信感度検出部１５は、受信信号について受信感度の検出を行っている。この受信感度の検出は、基地局５及び８ごとに行われる。

切り替え要求生成部１７は、セッション切り替え対象となる基地局８から取得したＩＰアドレスを含む切り替え要求の生成を行っている。この切り替え要求は、切り替え後のセッションに係る新たなＩＰアドレスを含んだパケットデータであり、切り替え前に張られたセッションを介して相手方ＩＰ端末２へ送信される。

セッション制御部１６は、無線通信が可能となった各基地局のうち、いずれか１つの基地局を介してＩＰネットワーク３上の相手方ＩＰ端末２とセッションを確立する制御を行っている。セッションの確立制御は、受信信号の受信感度に基づいて行われる。また、相手方ＩＰ端末２との間で確立したセッションについての受信感度が閾値Ｂ１以下となるとともに、セッション切り替え対象となる他の基地局を介したセッションについての受信感度が閾値Ｂ２（Ｂ２＞Ｂ１）以上となった場合に、切り替え動作が実行される。

この切り替え動作は、切り替え要求の送信後、相手方ＩＰ端末２により生成される切り替え応答に基づいて開始される。

図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、図１のＩＰ通信システムにおけるセッション切り替え動作の一例を示したフローチャートである。まず、ＩＰアドレス取得制御部１４は、新たに無線通信が可能となった基地局８からＩＰアドレスを取得する(ステップＳ１０１)。

セッション制御部１６は、受信感度検出部１５により検出された受信感度に基づいて、セッション切り替え動作を実行するか否かを判別する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。このとき、基地局５を介したセッションについての受信感度が閾値Ｂ１以下となるとともに、セッション切り替え対象となる基地局８を介したセッションについての受信感度が閾値Ｂ２（Ｂ２＞Ｂ１）以上となった場合、切り替え動作が実行される。一方、その他の場合には、切り替え動作は行われず、基地局５を介したセッションが継続される。

切り替え動作開始後、切り替え要求生成部１７は、セッション制御部１６の指示により、切り替え対象となる基地局８から取得したＩＰアドレスを含む切り替え要求を生成する（ステップＳ１０４）。次に、セッション制御部１６は、ＩＰネットワーク３上の相手方ＩＰ端末２からの切り替え応答に基づいて、基地局５を介したセッションから基地局８を介したセッションへの切り替えを行う(ステップＳ１０５)。

本実施の形態によれば、無線通信が可能となった基地局からＩＰアドレスが取得され、ＩＰネットワーク３上の相手方ＩＰ端末２とセッションが確立される。その際、２以上の基地局と同時に無線通信可能であるので、セッションを切断することなく、新たに無線通信可能となった基地局からもＩＰアドレスを取得することができる。そして、受信信号の受信感度に基づいて、相手方ＩＰ端末２との間で確立したセッションから、新たに取得したＩＰアドレスに係る他の基地局を介したセッションへ自動的に切り替えられるので、無線ＩＰ通信端末６の移動に伴って無線通信可能な基地局が変わる場合であっても、音楽演奏及び動画映像のストリーミングやＩＰ電話に係るパケットデータの送受信が中断するのを防止することができる。

また、基地局５及び８やルータ４及び７を含むネットワーク側の設備としては、新たな装置や仕組みを必要としないので、従来のものを用いることができ、ＩＰ通信システムを構成する設備に要するコストを増大させることなく無線通信が中断するのを防止することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、２つの通信系が備わっている場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、複数の通信系を共通化するようなものであっても良い。この場合、１つの通信系を用いて複数の基地局と同時に無線通信を行う制御が行われる。この様な構成によれば、通信系を簡素化することができるので、製造コストを低減させることができる。

本発明の実施の形態１による無線ＩＰ通信端末を含むＩＰ通信システムの概略構成の一例を示した図である。 図１のＩＰ通信システムにおけるセッション切り替え動作の一例を示した状態遷移図である。 図１のＩＰ通信システムにおけるセッション切り替え動作の一例を示した状態遷移図である。 図１のＩＰ通信システムにおける無線ＩＰ通信端末の一構成例を示したブロック図である。 図１のＩＰ通信システムにおけるセッション切り替え動作の一例を示したフローチャートである。

符号の説明

１ ＩＰ通信システム、２ 相手方ＩＰ端末、３ ＩＰネットワーク、４，７ ルータ、５，８ 基地局、６ 無線ＩＰ通信端末、９，１０ 送受信アンテナ、
１１，１２ 無線通信部、１３ 主制御部、１４ ＩＰアドレス取得制御部、
１５ 受信感度検出部、１６ セッション制御部、１７ 切り替え要求生成部、
Ａ１，Ａ２ 通信エリア

Claims (4)

1. 異なるエリアを通信エリアとする２以上の基地局と同時に無線通信可能な無線通信手段と、
   無線通信が可能となった上記基地局からＩＰアドレスを取得するＩＰアドレス取得手段と、
   受信信号について上記基地局ごとに受信感度を検出する受信感度検出手段と、
   無線通信が可能となった上記各基地局のうち、いずれか１つの基地局を介してＩＰネットワーク上の相手方ＩＰ端末とセッションを確立するとともに、上記相手方ＩＰ端末との間で確立したセッションに関し、受信感度に基づいて当該基地局を介したセッションから他の基地局を介したセッションに切り替えるセッション制御手段とを備えたことを特徴とする無線ＩＰ通信端末。
2. 切り替え後のセッションに係る上記ＩＰアドレスを含む切り替え要求を生成する切り替え要求生成手段を備え、
   上記セッション制御手段は、上記相手方ＩＰ端末からの切り替え応答に基づいて、セッションの切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＰ通信端末。
3. 上記セッション制御手段は、上記相手方ＩＰ端末との間で確立したセッションについての受信感度が所定の閾値以下となるとともに、上記他の基地局を介したセッションについての受信感度が所定の閾値以上となった場合に、セッションの切り替えを実行することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＰ通信端末。
4. 異なるエリアを通信エリアとする２以上の基地局と同時に無線通信を行う無線通信ステップと、
   無線通信が可能となった上記基地局からＩＰアドレスを取得するＩＰアドレス取得ステップと、
   受信信号について上記基地局ごとに受信感度を検出する受信感度検出ステップと、
   無線通信が可能となった上記各基地局のうち、いずれか１つの基地局を介してＩＰネットワーク上の相手方ＩＰ端末とセッションを確立するセッション確立ステップと、
   上記相手方ＩＰ端末との間で確立したセッションに関し、受信感度に基づいて当該基地局を介したセッションから他の基地局を介したセッションに切り替えるセッション切り替えステップとからなることを特徴とするＩＰ通信制御方法。

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