JP2006229893A - Radio communication system and radio communication method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system and its method wherein handover is simply possible at high speed in movement at the time of transmission of high traffic. <P>SOLUTION: On a base station side, an intersect adapter 5 is arranged in addition to a gate way part 3. On a mobile terminal 10, an intersect client 12 which establishes communication with the intersect adapter 5 is arranged. The intersect adapter 5 informs an identification number information of a packet which has been transmitted to the intersect client 12 to other intersect adapters 5 through a communication network between intersects, so that each of the intersect adapters 5 shares identification number information of the transmitted packet. Consequently, the newest packet can be sent out without interruption from each access point at the time of handover. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数のアクセスポイントを制御用ルータに接続して、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信システムと、該システムにおける通信方法に関し、より詳しくはハンドオーバを高速化かつ容易にする技術に係るものである。   The present invention relates to a wireless communication system in a multi-cell environment in which a plurality of access points are connected to a control router and a mobile terminal communicates with each other while performing handover, and more specifically, a communication method in the system. The present invention relates to a technology for speeding up and facilitating.

現在、諸機関において新世代(第4世代)ワイヤレスアクセスシステムについて検討が行われている。このシステムにおいては、高速移動時において100Mbps以上のトラヒックが有線のみならず無線回線においても伝送される可能性がある。   Currently, a new generation (fourth generation) wireless access system is being studied in various institutions. In this system, there is a possibility that traffic of 100 Mbps or more is transmitted not only on a wired line but also on a wireless line when moving at high speed.

ところが、従来のハンドオーバ技術では、送信済みのパケットの情報を、セルを構成する各アクセスポイント間で通信するか、移動端末から新しいアクセスポイントに対して通知するため、ハンドオーバには時間がかかる問題がある。   However, in the conventional handover technique, since information on transmitted packets is communicated between the access points constituting the cell or is notified from the mobile terminal to the new access point, the handover takes time. is there.

特に上記のような新世代ワイヤレスアクセスシステムにおいて、高トラヒックの情報が伝送され、高速移動時にセル間ハンドオーバを行うためには、格段の高速化が必要となる。
従来、マルチセル環境においてハンドオーバを高速化する技術としては特許文献1に開示される技術がある。
In particular, in the new generation wireless access system as described above, high traffic information is transmitted, and in order to perform inter-cell handover during high-speed movement, a marked increase in speed is required.
Conventionally, there is a technique disclosed in Patent Document 1 as a technique for speeding up handover in a multi-cell environment.

特開2003−37626号公報JP 2003-37626 A

該技術は、複数のサブネット間を移動する移動端末に対して、静的あるいは動的にマルチキャストパケットを割り当て、送信元から移動体ホストに対してマルチキャストパケットを送信し、その移動端末がハンドオーバを行う場合に、ハンドオーバに関与する2つのサブネットの双方にマルチキャストパケットの配送を行うものである。   The technology allocates multicast packets statically or dynamically to a mobile terminal moving between a plurality of subnets, transmits the multicast packet from the transmission source to the mobile host, and the mobile terminal performs handover In some cases, multicast packets are delivered to both of the two subnets involved in the handover.

本技術は、マルチキャストアドレスが、多数のホスト・端末間で共通に使用されることに着目したものである。すなわち、送信元ホストは、マルチキャストパケットにて送信データを移動端末に向けて送信する。一方、移動端末が他のセルに移動する場合に、上流のルータに対して受け取ったマルチキャストパケットを移動前・後双方のセルに配送することを要求する。
そして、後のセルに移動した後に、前のセルへのマルチキャストパケットの配送は不要である旨をルータに通知する。
The present technology focuses on the fact that a multicast address is commonly used among a large number of hosts and terminals. That is, the transmission source host transmits the transmission data to the mobile terminal using a multicast packet. On the other hand, when the mobile terminal moves to another cell, it requests the upstream router to deliver the received multicast packet to both the cells before and after the movement.
Then, after moving to the subsequent cell, the router is notified that the delivery of the multicast packet to the previous cell is unnecessary.

このような方法は、移動端末からゲートウェイルータにセルの指定を行うものであり汎用性には優れるが、複雑な通信要求が必要となり、高速な切り換えを実現しうるものではない。   Such a method designates a cell from the mobile terminal to the gateway router and is excellent in versatility, but requires a complicated communication request and cannot realize high-speed switching.

本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、高トラヒックな伝送時の移動においても、高速かつ簡便にハンドオーバが可能な無線通信システム及びその方法を提供することを目的とする。   The present invention was created in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a radio communication system and method capable of performing handover at high speed and easily even during movement during high traffic transmission. Objective.

本発明は、上記の課題を解決するために、次のような無線通信システムを提供する。
すなわち、請求項1に記載の発明は、所定のパケット通信網である上位ネットワークと接続する制御用ルータを備え、該制御用ルータに複数のアクセスポイントを接続し、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信システムを提供する。
そして、制御用ルータには、上位ネットワークと接続するためのゲートウェイ部を備えると共に、該ゲートウェイ部と各アクセスポイントの経路上に、インターセクト間通信網で接続された各アクセスポイントに対応するインターセクトアダプタ部を介設する。一方、移動端末には、該インターセクトアダプタ部との間で通信を確立するインターセクトクライアント部を配設する。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following wireless communication system.
That is, the invention described in claim 1 includes a control router connected to an upper network that is a predetermined packet communication network, a plurality of access points are connected to the control router, and a mobile terminal is connected between the access points. Provided is a multi-cell wireless communication system that performs communication while performing a handover.
The control router includes a gateway unit for connecting to a higher-level network, and intersects corresponding to each access point connected by an inter-intersecting communication network on the route between the gateway unit and each access point. Insert an adapter. On the other hand, the mobile terminal is provided with an intersect client unit that establishes communication with the intersect adapter unit.

本構成において、インターセクトアダプタ部が、該インターセクトクライアント部への送信済みパケットの識別番号情報をインターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ部に通知することで各インターセクトアダプタ部が送信済みパケットの識別番号情報を共有可能に構成したことを特徴とする。   In this configuration, each intersect adapter unit transmits the identification number information of a packet transmitted to the intersect client unit to other intersect adapter units via the inter-intersecting communication network. The identification number information of the completed packet is configured to be sharable.

請求項2に記載の発明によれば、インターセクト間通信網、又はインターセクトアダプタ部・インターセクトクライアント部間の少なくともいずれかの通信において、イーサーネットフレームを透過させるフォーマットを用いる構成を提供することができる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a configuration using a format that transmits an Ethernet frame in at least one communication between an intersecting communication network or an intersecting adapter unit and an intersecting client unit. Can do.

請求項3に記載の発明によれば、上位ネットワークがIPネットワークであって、前記フォーマットにイーサネット(登録商標)フレームを透過させるGRE(Generic Routing Encapsulation)を用いることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, the upper network is an IP network, and GRE (Generic Routing Encapsulation) that transmits an Ethernet (registered trademark) frame is used for the format.

請求項4に記載の発明によれば、上位ネットワークがIPネットワークであって、インターセクトアダプタ部の1つが、ゲートウェイ部からの送信データに対して、少なくとも当該パケットの識別番号情報を含むインターセクトヘッダビットを付加して他のインターセクトアダプタ部にそのコピーを配信する一方、受信した各インターセクトアダプタ部は、該インターセクトヘッダビットから少なくとも当該パケットの識別番号情報を取得して、インターセクトクライアント部に向け、イーサネット(登録商標)フレームを透過させるGRE(Generic Routing Encapsulation)を用いて該識別番号情報を含んだデータを送信する構成を提供する。   According to the fourth aspect of the present invention, the high-order network is an IP network, and one of the intersect adapter units includes at least the identification header information of the packet for the transmission data from the gateway unit. A bit is added and the copy is distributed to other intersect adapter units, while each received intersect adapter unit obtains at least the identification number information of the packet from the intersect header bits, and the intersect client unit Toward this, a configuration is provided in which data including the identification number information is transmitted using GRE (Generic Routing Encapsulation) that transmits an Ethernet (registered trademark) frame.

本発明は、上記の無線通信システムにおける通信方法を提供することもできる。
すなわち、請求項5に記載の発明によると、所定のパケット通信網である上位ネットワークと接続する制御用ルータを備え、該制御用ルータに複数のアクセスポイントを接続し、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信方法を提供する。
The present invention can also provide a communication method in the above wireless communication system.
That is, according to the fifth aspect of the present invention, a control router connected to an upper network that is a predetermined packet communication network is provided, a plurality of access points are connected to the control router, and a mobile terminal is connected between the access points. And a wireless communication method in a multi-cell environment in which communication is performed while performing handover.

制御用ルータには、上位ネットワークと接続するためのゲートウェイ部を備えると共に、該ゲートウェイ部と各アクセスポイントの経路上に、インターセクト間通信網で接続された各アクセスポイントに対応するインターセクトアダプタ部を介設する。一方、移動端末には、インターセクトクライアント部を配設する。   The control router includes a gateway unit for connecting to a host network, and an intersect adapter unit corresponding to each access point connected by an inter-intersecting communication network on the route between the gateway unit and each access point Is installed. On the other hand, an intersect client unit is provided in the mobile terminal.

このような構成において、本発明の方法は、インタークライアント部が、周期的にインターセクトアダプタ部に向けて接続要求を行う工程、受信したインターセクトアダプタ部からの応答通知により当該インターセクトアダプタ部との間で通信を確立する工程、インターセクトアダプタ部が、インターセクトクライアント部に対してパケットの識別番号情報を含む送信データを送信する工程、インターセクトクライアント部が、該識別番号情報を当該インターセクトアダプタ部に通知する工程、当該インターセクトアダプタ部が、インターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ部に該識別番号情報を通知する工程を含むことを特徴とする。   In such a configuration, the method of the present invention includes a step in which the inter client unit periodically makes a connection request to the intersect adapter unit, and a response notification from the received intersect adapter unit. A process of establishing communication between the intersecting adapter unit, a step of transmitting transmission data including packet identification number information to the intersecting client unit, and an intersecting client unit transmitting the identification number information to the intersecting client unit. A step of notifying the adapter unit, and the intersecting adapter unit includes a step of notifying the other intersecting adapter unit of the identification number information via the inter-intersecting communication network.

請求項6に記載の発明は、上記のインターセクト間通信網、又はインターセクトアダプタ部・インターセクトクライアント部間の少なくともいずれかの通信において、イーサーネットフレームを透過させるフォーマットを用いる構成を提供するものである。   The invention described in claim 6 provides a configuration that uses a format that transmits an Ethernet frame in at least one of the communication between the intersecting communication networks or between the intersecting adapter unit and the intersecting client unit. It is.

請求項7に記載の発明は、上位ネットワークがIPネットワークであって、前記フォーマットにイーサネット(登録商標)フレームを透過させるGRE(Generic Routing Encapsulation)を用いることを特徴とするものである。   The seventh aspect of the invention is characterized in that the upper network is an IP network and GRE (Generic Routing Encapsulation) that transmits an Ethernet (registered trademark) frame is used for the format.

請求項8に記載の発明は、上位ネットワークがIPネットワークであって、前記インターセクトアダプタ部の1つが、ゲートウェイ部からの送信データに対して、少なくとも当該パケットの識別番号情報を含むインターセクトヘッダビットを付加して他のインターセクトアダプタ部にそのコピーを配信する一方、受信した各インターセクトアダプタ部は、該インターセクトヘッダビットから少なくとも当該パケットの識別番号情報を取得して、インターセクトクライアント部に向け、イーサネット(登録商標)フレームを透過させるGRE(Generic Routing Encapsulation)を用いて該識別番号情報を含んだデータを送信する構成を提供するものである。   According to an eighth aspect of the present invention, an upper header network is an IP network, and one of the intersect adapter units includes an intersect header bit including at least identification number information of the packet with respect to transmission data from the gateway unit. And the copy is distributed to other intersect adapter units, while each received intersect adapter unit obtains at least the identification number information of the packet from the intersect header bits and sends it to the intersect client unit. For this, a configuration is provided in which data including the identification number information is transmitted using GRE (Generic Routing Encapsulation) that transmits an Ethernet (registered trademark) frame.

本発明は、上記構成を備えることにより、高トラヒックの情報伝達時であっても、高速移動時のセル間ハンドオーバが可能であり、既存のネットワークにも適用することができる。
特に、移動端末とインターセクトアダプタ部との間にGREパケットを利用することで、商用IPネットワークにおいてもデータの送達を確認しながら、通信を行うことが可能となる。
By providing the above configuration, the present invention can perform inter-cell handover during high-speed movement even when high-traffic information is transmitted, and can be applied to existing networks.
In particular, by using a GRE packet between the mobile terminal and the intersect adapter unit, it is possible to perform communication while confirming data delivery even in a commercial IP network.

以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
システム構成を図1に示す。本実施例ではデータ通信を行う上位ネットワークとしてIPネットワーク(1)を用いる。上位ネットワークにはパケット通信方式を用いる任意のネットワークを利用することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples shown in the drawings. The embodiment is not limited to the following.
Figure 1 shows the system configuration. In the present embodiment, the IP network (1) is used as an upper network for performing data communication. An arbitrary network using a packet communication method can be used as the upper network.

そして、IPネットワーク(1)に接続された制御用ルータ(2)が本発明を構成する要部の1つである。
制御用ルータ(2)にはIPネットワーク(1)に接続された周知のゲートウェイ部(3)と共に、それに伝送路(4)によって接続された複数のインターセクトアダプタ部(5)を配設する。
The control router (2) connected to the IP network (1) is one of the main parts constituting the present invention.
The control router (2) includes a known gateway unit (3) connected to the IP network (1) and a plurality of intersect adapter units (5) connected thereto by a transmission path (4).

複数のインターセクトアダプタ部(5)間は路側網(4a)と呼ぶ相互のインターセクトアダプタ間で通信可能な伝送路を備えており、後述するように各インターセクトアダプタ部同士でゲートウェイ(3)とは独立して信号の授受が可能である。   Between the plurality of intersect adapter units (5), a transmission path called a roadside network (4a) capable of communication between mutual intersect adapters is provided, and a gateway (3) between the intersect adapter units as will be described later. It is possible to send and receive signals independently of the.

さらに、無線通信システムにおけるセルを構成するアクセスポイント(6)が、上記インターセクトアダプタ(5)とそれぞれ接続されており、マルチセル環境の無線通信システムを形成している。
アクセスポイント(6)の構成は公知の通りであり、無線通信を行う変復調処理手段や、周波数変換処理手段、アンテナ等から構成されている。
Furthermore, the access point (6) which comprises the cell in a radio | wireless communications system is each connected with the said intersect adapter (5), and forms the radio | wireless communications system of a multicell environment.
The configuration of the access point (6) is well known, and includes a modulation / demodulation processing means for performing wireless communication, a frequency conversion processing means, an antenna, and the like.

本発明では、上記のように従来のゲートウェイ部(3)とアクセスポイント(6)から構成される基地局側の構成に加えて、ゲートウェイ部(3)とアクセスポイント(6)との間にインターセクトアダプタ部(5)を設けたことを1つの特徴とする。インターセクトアダプタ部(5)の詳細は後述する。   In the present invention, in addition to the configuration on the base station side configured by the conventional gateway unit (3) and the access point (6) as described above, an interface is provided between the gateway unit (3) and the access point (6). One feature is that the sect adapter (5) is provided. Details of the intersect adapter section (5) will be described later.

ここで、本実施例ではインターセクトアダプタ部(5)を制御用ルータ(2)に含めているが、装置としては外部に設けてもよく、アクセスポイント(6)に到る経路上のいずれかに配設すればよい。なお、この経路はイーサネット(登録商標)でも光ファイバでも接続可能である。   Here, in this embodiment, the intersect adapter unit (5) is included in the control router (2). However, the device may be provided externally, and any device on the route to the access point (6) may be provided. What is necessary is just to arrange | position. This path can be connected by Ethernet (registered trademark) or an optical fiber.

また、地域IP網のような途中経路にIPルータを挟むIPレイヤでの接続を置き換える場合でもインターセクトアダプタ部(5)とアクセスポイント間のイーサネット(登録商標)の透過通信がトンネリング技術を用いて実現することができる。
インターセクトアダプタ部(5)とのインターフェースを適宜変更することで、いかなる無線通信システムも接続することができる。
Further, even when the connection at the IP layer that sandwiches the IP router in the middle route such as the regional IP network is replaced, the Ethernet (registered trademark) transparent communication between the intersect adapter unit (5) and the access point is performed using the tunneling technology. Can be realized.
Any wireless communication system can be connected by appropriately changing the interface with the intersect adapter unit (5).

次に、移動端末(10)の構成を説述する。
移動端末には、アクセスポイント(6)との間で無線通信を行う無線クライアント部(11)と、それに接続されたインターセクトクライアント部(12)を配設する。
インターセクトクライアント部(12)には単数又は複数のコンピュータ(13)を接続して、送受信するデータの利用が可能である。
Next, the configuration of the mobile terminal (10) will be described.
The mobile terminal is provided with a wireless client unit (11) that performs wireless communication with the access point (6) and an intersect client unit (12) connected thereto.
A single or a plurality of computers (13) can be connected to the intersect client unit (12) so that data to be transmitted / received can be used.

無線クライアント部(11)は公知の無線LANカード、携帯電話通信カード、PHS通信カードなどで構成され、変復調処理手段や、周波数変換手段、アンテナ等を含んでいる。   The wireless client unit (11) includes a known wireless LAN card, mobile phone communication card, PHS communication card, and the like, and includes modulation / demodulation processing means, frequency conversion means, antennas and the like.

また、インターセクトクライアント部(12)は、上記インターセクトアダプタ部(5)と通信を確立してデータ伝送の制御に係る情報を通信する。
この通信の例として、本発明では送受信したパケットに与えた固有の識別番号情報をやりとりすることで、インターセクトアダプタ部(5)側で送信済みのパケットをまず送信したインターセクトアダプタ部(5)が認知できるようにしている。この情報をインターセクトアダプタ部(5)間で共有することにより、本発明は高速なハンドオーバを実現するものである。
The intersect client unit (12) establishes communication with the intersect adapter unit (5) to communicate information related to control of data transmission.
As an example of this communication, in the present invention, the unique adapter number information given to the transmitted / received packet is exchanged, whereby the intersect adapter unit (5) that first transmitted the transmitted packet on the intersect adapter unit (5) side. Can be recognized. By sharing this information between intersecting adapter units (5), the present invention realizes a fast handover.

以下、本発明による下り方向(基地局側から移動端末側に向かう方向)の通信方向を詳述する。
図2は、ゲートウェイ部(3)、インターセクトアダプタ部(5)におけるIPデータの構成を示す説明図である。
基本的な通信方式として、まず下りIPデータは、インターセクトアダプタ部(5)間を通信可能なシーケンス番号(各パケットの識別番号)付きのパケット(ISパケットと呼ぶ)に
変換される。
Hereinafter, the communication direction in the downlink direction (the direction from the base station side to the mobile terminal side) according to the present invention will be described in detail.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of IP data in the gateway unit (3) and the intersect adapter unit (5).
As a basic communication method, first, downlink IP data is converted into a packet (referred to as an IS packet) with a sequence number (identification number of each packet) that can communicate between intersecting adapter units (5).

図示のように所定の長さより長いIPデータ(20)は、所定長内の複数のブロック(21)(22)(23)に分割される。
さらに各ブロックにはシーケンス番号を含んだISヘッダ(24)(25)(26)を先頭に付加してISパケットを構成する。本実施例ではISパケットは1500バイトを上限としている。
As shown in the figure, IP data (20) longer than a predetermined length is divided into a plurality of blocks (21), (22) and (23) within a predetermined length.
Furthermore, an IS packet is constructed by adding an IS header (24) (25) (26) including a sequence number to the head of each block. In this embodiment, the IS packet has an upper limit of 1500 bytes.

各ISパケットは、それぞれ伝送路の路側網(4a)を経て他のインターセクトアダプタ部(27)(28)にコピーして伝送される。
それぞれのインターセクトアダプタ部(27)(28)ではISヘッダが取り出されて、シーケンス番号等の情報は抽出される。その上で、各ブロックを組み合わせ、対応するアクセスポイント(29)(30)に向けて送出する。
Each IS packet is copied and transmitted to other intersect adapter units (27) and (28) via the roadside network (4a) of the transmission path.
In each of the intersect adapter units (27) and (28), the IS header is extracted, and information such as a sequence number is extracted. Then, the blocks are combined and transmitted to the corresponding access points (29) and (30).

ISヘッダの構成を図3に示す。ISヘッダは全長60バイトであり、4バイト以降にシーケンス番号(31)、16バイト以降にデータ長、24バイト以降にデータのシーケンス番号などを含んでいる。次の表は図3における符号の内容である。

Figure 2006229893
The configuration of the IS header is shown in FIG. The IS header has a total length of 60 bytes, and includes a sequence number (31) after 4 bytes, a data length after 16 bytes, a sequence number of data after 24 bytes, and the like. The following table shows the contents of the symbols in FIG.
Figure 2006229893

具体的なインターセクトアダプタ部(5)の処理は図4の通りである。
すなわち、工程1(S1)では、受信した各移動端末宛の下りIPデータをバッファリングする。
工程2(S2)において、各移動端末内のインターセクトクライアント部(12)はその移動端末の位置に応じたアクセスポイント(6)を介して、各インターセクトアダプタ部(5)に接続要求を行い、インターセクトアダプタ部(5)はインターセクトクライアント部(12)と接続する。
The specific process of the intersect adapter unit (5) is as shown in FIG.
That is, in step 1 (S1), the received downlink IP data addressed to each mobile terminal is buffered.
In step 2 (S2), the intersect client unit (12) in each mobile terminal makes a connection request to each intersect adapter unit (5) via the access point (6) corresponding to the position of the mobile terminal. The intersect adapter unit (5) is connected to the intersect client unit (12).

さらに、接続したインターセクトクライアント部(12)に下りIPデータの送信(S3)、およびその送達確認(S4)を行う。送達確認はACK信号の送信で足りる。
工程5(S5)では、送達確認済みのシーケンス番号を他のインターセクトアダプタ部(5)に通知する。
これにより、ハンドオーバによりアクセスポイントひいてはインターセクトアダプタ部(5)が変更になっても通信の継続が可能になる。
Further, it transmits downlink IP data to the connected intersect client unit (12) (S3) and confirms its delivery (S4). For the delivery confirmation, transmission of the ACK signal is sufficient.
In step 5 (S5), the sequence number of which delivery has been confirmed is notified to the other intersect adapter unit (5).
As a result, communication can be continued even if the access point and hence the intersect adapter unit (5) are changed by the handover.

ここで、本発明におけるハンドオーバ時において、現在通信をしているアクセスポイント(6)、インターセクトアダプタ部(5)からの通信接続が確認された場合、各移動端末内のインターセクトクライアント部(12)からは周期的なインターセクトアダプタ部(5)に対する接続要求(周期確認メッセージの伝送)がされる。
インターセクトアダプタ部(5)からの応答通知を受け、IPアドレス等の設定を行い、リンク確立を行い、ハンドオーバを行う手順である。
Here, at the time of the handover in the present invention, when the communication connection from the access point (6) currently communicating and the intersect adapter unit (5) is confirmed, the intersect client unit (12 in each mobile terminal). ) Makes a periodic connection request (transmission of a periodic confirmation message) to the intersect adapter unit (5).
This is a procedure for receiving a response notification from the intersect adapter unit (5), setting an IP address, etc., establishing a link, and performing a handover.

上りデータに関しては、前述のリンクが確立された後、通信を継続させるため、移動端末側はどこまでが送達されたかを認識しており、その次のIPデータから送出すればよい。   Regarding uplink data, in order to continue communication after the above-described link is established, the mobile terminal side knows how far it has been delivered, and may send it out from the next IP data.

インターセクトアダプタ部(5)およびインターセクトクライアント部(12)間の通信にはブロードキャストおよびユニキャストのイーサフレームを使用する。このため、本発明で用いる無線通信システムの通信路はイーサフレームを透過させる必要性がある。   Broadcast and unicast ether frames are used for communication between the intersect adapter section (5) and the intersect client section (12). For this reason, the communication path of the wireless communication system used in the present invention needs to transmit the Ethernet frame.

図5に本発明のハンドオーバの際に用いるプロトコルスタックを、また、イーサフレームの透過範囲を図6に示す。
また、各種有線系ネットワークに対応させるため、インターセクトクライアント部(5)からインターセクトクライアント部(12)へのIPデータ送達確認のためにもシーケンス番号を使用する。
FIG. 5 shows the protocol stack used in the handover of the present invention, and FIG. 6 shows the transmission range of the Ethernet frame.
Further, in order to support various wired networks, the sequence number is also used for IP data delivery confirmation from the intersect client unit (5) to the intersect client unit (12).

このシーケンス番号の付け方として、ルータやMobile IP、3GPP2で使用されているカプセル化/トンネリングフォーマットであるGRE(Generic Routing Encapsulation)を使用する。   As a sequence numbering method, GRE (Generic Routing Encapsulation), which is an encapsulation / tunneling format used in routers, Mobile IP, and 3GPP2, is used.

図5においてIP制御部分がGREである。イーサネット(登録商標)上を通常IPパケットとして送受信し、IPヘッダ20 byte+GREヘッダ8 byteの後ろに、IPパケットを始め様々なプロトコルをカプセル化して伝送する。
基本的なGREヘッダの使用方法としてISアダプタ/クライアントの識別子としてイーサヘッダ内のMACアドレス(図6の中のDA(40),SA(41))を用いる。
In FIG. 5, the IP control part is GRE. Ethernet (registered trademark) is normally transmitted and received as an IP packet, and an IP packet and various protocols are encapsulated and transmitted after the IP header 20 bytes + GRE header 8 bytes.
As a basic method of using the GRE header, the MAC address (DA (40), SA (41) in FIG. 6) in the Ethernet header is used as the identifier of the IS adapter / client.

また、下り回線(アダプタ側からクライアント側)のIPパケットはシーケンス番号を含み、上り回線のパケットは最後に受信した下りシーケンス番号をAck番号として含むことにより、アダプタ側は受信したAck番号までのデータを送達確認済みであると見なす。   In addition, the IP packet on the downlink (from the adapter side to the client side) includes a sequence number, and the uplink packet includes the last received downlink sequence number as an Ack number, so that the adapter side can receive data up to the received Ack number. Are considered delivery confirmed.

図7にアクセスポイント(6)・移動端末(10)間で伝送されるGREをベースとしたパケット構成を示す。また、表1にハンドオーバで用いるメッセージフォーマットを示す。   FIG. 7 shows a packet configuration based on GRE transmitted between the access point (6) and the mobile terminal (10). Table 1 shows a message format used for handover.

Figure 2006229893
Figure 2006229893

次に、本発明に係る各機能を順に詳述する。
まず、移動端末とアクセスポイント・インターセクトクライアント部との接続・切断機能について説明する。
インターセクトクライアント部(12)は以下の条件のいずれかにより接続の可否を検知し、インターセクトアダプタ部(5)に対して端末接続要求メッセージを送信する。
(条件1)L2(レイヤ2)接続と独立に、端末から一定周期でメッセージを繰り返し送信する。応答があった時点で接続を検知する。
(条件2)通信メディアクライアントがL2接続検知を行い、これをインターセクトクライアント部(12)に通知する。
Next, each function according to the present invention will be described in detail.
First, the connection / disconnection function between the mobile terminal and the access point / intersecting client unit will be described.
The intersect client unit (12) detects whether or not the connection is possible under any of the following conditions, and transmits a terminal connection request message to the intersect adapter unit (5).
(Condition 1) Independent of L2 (layer 2) connection, a message is repeatedly transmitted from a terminal at a constant period. A connection is detected when a response is received.
(Condition 2) The communication media client detects the L2 connection and notifies this to the intersect client unit (12).

インターセクトアダプタ部(5)/インターセクトクライアント部(12)は図7のパケット構成をベースとして表1に示すメッセージフォーマットを用いて、接続、切断機能を使用する。
ここでAck/シーケンス番号は後述するIPデータ送達確認のために使用する。送信元および宛先MACアドレス/IPアドレスについてはともにブロードキャストアドレスに設定して送信し、インターセクトクライアント部(12)はこれを受信する。
The intersect adapter unit (5) / intersect client unit (12) uses the connection and disconnection functions using the message format shown in Table 1 based on the packet configuration of FIG.
Here, the Ack / sequence number is used for IP data delivery confirmation described later. Both the transmission source and destination MAC addresses / IP addresses are set as broadcast addresses and transmitted, and the intersect client unit (12) receives them.

次に、IPアドレス割り当て機能について説明する。初期接続の場合、上述した端末接続メッセージを制御局から移動端末へのIPアドレス割り当てのために使用する。
なお、クライアント端末がすでにIPアドレスを持っている場合(ハンドオーバ接続の場合)は割り当て済みIPアドレスを使用するが、インターセクトアダプタ部(5)はIPアドレス使用の有無によらず基本的にMACアドレスにより移動端末を識別する。この具体的な割り当て手法についても後述する。
Next, the IP address assignment function will be described. In the case of initial connection, the terminal connection message described above is used for IP address assignment from the control station to the mobile terminal.
If the client terminal already has an IP address (in the case of handover connection), the assigned IP address is used. However, the intersect adapter unit (5) basically uses the MAC address regardless of whether or not the IP address is used. The mobile terminal is identified by This specific assignment method will also be described later.

セル外に出た場合などの切断検知および端末切断機能は次の通りである。
インターセクトアダプタ部(5)/クライアントは以下の条件で端末の切断を検知する。
(条件1) インターセクトクライアント部(12)からの一定周期(100ms〜1s程度)の周期確認が途切れた(本実施例では連続3回と設定している) 場合に、インターセクトアダプタ部(5)は端末切断を検知する。同様に、移動端末のインターセクトクライアント部(12)はインターセクトアダプタ部(5)からの応答が途切れた場合に端末切断を検知する。
(条件2) アクセスポイント/移動端末がL2(レイヤ2)切断検知を行い、インターセクトアダプタ部(5)/インターセクトアダプタ部(5)に通知する。
The disconnection detection and terminal disconnection functions when going out of the cell are as follows.
The intersect adapter unit (5) / client detects the disconnection of the terminal under the following conditions.
(Condition 1) When the periodic check from the intersect client section (12) is interrupted (in this embodiment, it is set to three consecutive times), the intersect adapter section (5 ) Detects terminal disconnection. Similarly, the intersect client unit (12) of the mobile terminal detects terminal disconnection when the response from the intersect adapter unit (5) is interrupted.
(Condition 2) The access point / mobile terminal detects L2 (Layer 2) disconnection and notifies the intersect adapter unit (5) / intersect adapter unit (5).

本発明の基地局側及び移動端末側におけるデータ送受信・送達確認機能を次に説明する。
以下の説明においては、IPデータパケットを含め、全ての下り(制御用ルータから移動端末方向)メッセージはGREの機構を用い送達確認のためのシーケンス番号を含むものとする。
また、全ての上り(移動端末から制御用ルータ方向)メッセージには、移動端末が受信済みの下りパケットシーケンス番号をAck番号として含むものとする。
The data transmission / reception / delivery confirmation function on the base station side and mobile terminal side of the present invention will be described below.
In the following description, it is assumed that all downlink messages (from the control router to the mobile terminal) including IP data packets include a sequence number for delivery confirmation using the GRE mechanism.
Also, all uplink messages (from the mobile terminal to the control router) include the downlink packet sequence number that has been received by the mobile terminal as an Ack number.

このAck番号を受信したインターセクトアダプタ部(5)は当該番号までのデータを送信済みとみなし、路側網(4a)を通じて他のインターセクトアダプタ部(5)にも通知する。
下りIPデータパケット送信時は、最後に送ったシーケンス番号を1インクリメントしたシーケンス番号をGREヘッダのシーケンス番号部に含めて送信する。
The intersect adapter unit (5) that has received this Ack number regards data up to the number as having been transmitted, and notifies other intersect adapter units (5) through the roadside network (4a).
When transmitting a downlink IP data packet, a sequence number obtained by incrementing the last transmitted sequence number by 1 is included in the sequence number portion of the GRE header and transmitted.

それ以外の端末接続応答メッセージ等の制御系データ送信時にもシーケンス番号は含めるが、こちらは最後に送ったシーケンス番号をインクリメントせずにそのまま含める。
上りパケット送信時の場合はパケット種別に関わらず、最後に受けたシーケンス番号をAck番号としてすべての送信パケットに含める。
The sequence number is also included when other control data such as a terminal connection response message is transmitted, but here, the sequence number sent last is included without being incremented.
In the case of uplink packet transmission, the last received sequence number is included as an Ack number in all transmission packets regardless of the packet type.

インターセクトアダプタ部(5)は,最新の下りIPデータパケット送信
時点から一定時間以内にAckを受信しなかった場合、Ack受信済みの次のシーケンス番号の下りIPデータパケットから以降を再送する。
このとき移動端末側は,Ackまとめ送りの待ち時間を制御局側の再送待ち時間よりも短く設定する必要がある。
When the intersect adapter unit (5) does not receive the Ack within a certain time from the time point when the latest downlink IP data packet is transmitted, the intersect adapter unit (5) retransmits the subsequent packets from the downlink IP data packet of the next sequence number that has already received the Ack.
At this time, the mobile terminal side needs to set the waiting time for Ack batch transmission shorter than the retransmission waiting time for the control station.

本発明の無線通信システムにおけるハンドオーバ機能について説明する。
本発明の方法において、周期確認・端末接続等全ての上りメッセージは移動端末が最後に受信した下りIPデータパケットのシーケンス番号をAck番号として含む。
Ack番号を受信したインターセクトアダプタ部(5)は,路側網(4a)内ブロードキャストの仕組みにより、その移動端末に対し送達確認ができているシーケンス番号を他のインターセクトアダプタ部(5)と共有する。
A handover function in the wireless communication system of the present invention will be described.
In the method of the present invention, all uplink messages such as period confirmation and terminal connection include the sequence number of the downlink IP data packet last received by the mobile terminal as an Ack number.
The intersect adapter unit (5) that has received the Ack number shares the sequence number that has been confirmed for delivery to the mobile terminal with the other intersect adapter unit (5) by the broadcast mechanism in the roadside network (4a). To do.

これにより、通信途中で移動端末が接続するアクセスポイントおよびインターセクトアダプタ部(5)を順次変更すれば、変更先インターセクトアダプタ部(5)で受信済みシーケンス番号の続きからIPデータパケットを受信することができる。
本構成により、従来の問題であった、ハンドオーバ時の遅延が生じることなく、シームレスで高速なハンドオーバを実現することができる。
Thus, if the access point and the intersect adapter unit (5) to which the mobile terminal is connected are changed in the middle of communication, the IP data packet is received from the continuation of the received sequence number in the change destination intersect adapter unit (5). be able to.
According to this configuration, seamless and high-speed handover can be realized without causing a delay at the time of handover, which is a conventional problem.

本発明では、上記のようなハンドオーバ機能を応用する機能として、移動端末が使用する通信メディアを切替える制御を行う機能を実装することもできる。
移動端末は各通信メディアを順番に、あるいは同時に使用し、その時々で使用するメディアを担当するインターセクトクライアント部(12)の間をハンドオーバすることができる。
また、図1のように、複数のクライアント端末コンピュータを接続する場合は、標準で1台接続したクライアント端末上のIPマスカレード機能等を使用することにより容易に実現可能である。
In the present invention, as a function to apply the handover function as described above, a function of performing control to switch communication media used by the mobile terminal can be implemented.
The mobile terminal can use each communication medium in turn or at the same time, and can perform handover between the intersect client units (12) in charge of the media used at that time.
Further, as shown in FIG. 1, when connecting a plurality of client terminal computers, it can be easily realized by using an IP masquerade function or the like on a client terminal connected as a standard.

本発明では、インターセクトアダプタ部(5)とアクセスポイント間をインターネットや広域プライベートネットワークサービスを利用可能とするため、次のようなIPのトンネル処理を行う。
まず、インターセクトアダプタ部(5)あるいはアクセスポイントから受信したイーサフレームは、IPプロトコル上のカプセル化パケット(GRE,TCP等)として、通常のIP/イーサパケット送信手段によりルータ側に送信する。
そして、ルータから受信したカプセル化パケットは中身のイーサフレームを取り出した上、そのままの形でインターセクトアダプタ部・アクセスポイントに送信する。
In the present invention, the following IP tunnel processing is performed to enable use of the Internet or a wide area private network service between the intersect adapter unit (5) and the access point.
First, the Ethernet frame received from the intersect adapter unit (5) or the access point is transmitted to the router side by a normal IP / Ethernet packet transmission means as an encapsulated packet (GRE, TCP, etc.) on the IP protocol.
The encapsulated packet received from the router is extracted from the Ethernet frame and sent to the intersect adapter unit / access point as it is.

以下には、制御用ルータ(2)の機能について詳述する。
本発明の特徴であるインターセクトアダプタ部(5)の構成を図8に示す。基本的には、IPデータ制御部(50)、無線通信機器制御部(51)、IS網通信制御部(52)からなり、その他の管理制御を行う保守運用管理制御部(53)を有している。
The function of the control router (2) will be described in detail below.
FIG. 8 shows the structure of the intersect adapter (5) which is a feature of the present invention. Basically, it consists of an IP data control unit (50), a wireless communication device control unit (51), and an IS network communication control unit (52), and has a maintenance operation management control unit (53) for performing other management control. ing.

まず、IPデータ制御部(50)の有する諸機能を順に説明する。
(1)IPアドレスキャッシュ機能
本機能は,ゲートウェイ部(3)からのIPアドレスキャッシュ要求にて受信した移動端末端末割当用のIPアドレスをプールし、移動端末への割当可否を管理する。また、同時にDNSサーバのアドレスもゲートウェイ部(3)より受信し、移動端末通知用に管理する。
First, the functions of the IP data control unit (50) will be described in order.
(1) IP address cache function This function pools IP addresses for mobile terminal terminal allocation received in response to an IP address cache request from the gateway unit (3), and manages whether to allocate to mobile terminals. At the same time, the DNS server address is also received from the gateway unit (3) and managed for mobile terminal notification.

(2)IPアドレス割当機能
IPアドレス割当時のシーケンスは以下の通りである。
(ア) 移動端末からの周期確認メッセージを受信すると、無線サービスエリア内に進入したことを検知し、周期応答メッセージを移動端末に送信する。
(イ)端末接続要求(IP割当)を受信すると、IPアドレス未設定を確認後、 あらかじめゲートウェイ部(3)より取得し、キャッシュテーブル内にある アドレスを付与する。そして、端末接続応答(IP割当)メッセージに、取 得したIPアドレスを設定し、移動端末に通知する。
(ウ) 同時にIP付与通知をIS網を通じて同一制御用ルータ内の他のインターセクトアダプタ部(5)にも伝え、アダプタ内のIP管理用テーブルを更新する。
(2) IP address assignment function The sequence at the time of IP address assignment is as follows.
(A) Upon receipt of a periodic confirmation message from the mobile terminal, it detects that it has entered the wireless service area and transmits a periodic response message to the mobile terminal.
(A) When a terminal connection request (IP allocation) is received, after confirming that the IP address has not been set, it is obtained in advance from the gateway unit (3) and given an address in the cache table. Then, the acquired IP address is set in the terminal connection response (IP assignment) message and notified to the mobile terminal.
(C) At the same time, an IP assignment notification is transmitted to the other intersect adapter unit (5) in the same control router through the IS network, and the IP management table in the adapter is updated.

(3)IPアドレス検査機能
(ア)IPアドレス割当済移動端末の判定においては、端末接続要求メッセージのIPアドレスフィールドが設定済であるか否かで判定する。
(イ)IPアドレス検査においては、IPアドレス/MACアドレス対応テーブルに登録済か、登録済情報と一致するか、未登録もしくは登録済情報と不一致の場合はゲートウェイ部(3)のIPアドレス検査結果がOKであるかを検査する。
(ウ)IPアドレス検査結果の送信においては、検査したIPアドレスを端末接続応答メッセージに設定し、移動端末に送信する。同メッセージにてDNSサーバアドレスも同時に送信する。移動端末からはIPアドレス設定完了通知を受信する。
(エ)検査済IPアドレスと移動端末端末MACアドレスとの対応管理においては、IPアドレス/MACアドレス対応テーブルを更新し、検査したIPアドレスの対応情報をIPアドレス確認通知にてIS網に通知する。受信した各制御局は,自局のIPアドレス/MACアドレス対応テーブルを更新する。
(3) IP address inspection function (a) In determining a mobile terminal to which an IP address has been assigned, it is determined by whether or not the IP address field of the terminal connection request message has been set.
(A) In the IP address inspection, if it is registered in the IP address / MAC address correspondence table, matches the registered information, or is unregistered or does not match the registered information, the IP address inspection result of the gateway unit (3) Check if is OK.
(C) In transmitting the IP address inspection result, the inspected IP address is set in the terminal connection response message and transmitted to the mobile terminal. The DNS server address is also transmitted at the same time in the same message. An IP address setting completion notification is received from the mobile terminal.
(D) In the correspondence management between the inspected IP address and the mobile terminal terminal MAC address, the IP address / MAC address correspondence table is updated, and the correspondence information of the inspected IP address is notified to the IS network by the IP address confirmation notification. . Each received control station updates its own IP address / MAC address correspondence table.

(4)移動端末接続切断管理機能
(ア)移動端末端末接続管理テーブルへの移動端末端末情報登録においては、移動端末からの端末接続要求に対し、IPアドレスを新規付与した場合、およびIPアドレス検査NGのため再度付与した場合は、IPアドレス設定完了通知の受信時
に移動端末端末の情報を登録する。移動端末からの端末接続要求に対し、IPアドレス割当済でかつIPアドレス検査OKの場合は、端末接続応答送信後に移動端末端末の情報を登録する。
(イ)移動端末端末接続管理テーブルへの移動端末端末情報削除においては、移動端末からの切断通知受信時に管理デーブルから該当移動端末の情報を削除する。
(4) Mobile terminal connection disconnection management function (a) In mobile terminal information registration in the mobile terminal connection management table, when a new IP address is assigned to a terminal connection request from the mobile terminal, and an IP address check When it is assigned again because of NG, the information of the mobile terminal is registered when the IP address setting completion notification is received. In response to a terminal connection request from a mobile terminal, if the IP address has been assigned and the IP address check is OK, the mobile terminal terminal information is registered after the terminal connection response is transmitted.
(A) In deleting the mobile terminal terminal information from the mobile terminal connection management table, the mobile terminal information is deleted from the management table when a disconnection notification is received from the mobile terminal.

(5)IPデータ転送機能
本機能は、移動端末からのIPデータ要求を受けてゲートウェイ部(3)を介してIP網に送信し、また、IP網からのIPデータ応答を受けて自制御局にIPデータを蓄積し、接続中の該当移動端末に対してIPデータを転送する機能である。IPデータの送達確認および再送も行う。
(ア) 移動端末からのIPデータ要求受信においては、移動端末からのIPデータ要求に対して、IP網にIPデータを送信する。
(イ) IPデータ応答の蓄積においては、IP網からのIPデータ応答を受信した制御局は、IPデータ制御テーブルに蓄積IPデータ情報としてIPデータ応答を登録する。
(ウ) 移動端末へのIPデータ応答転送においては、IP網からのIPデータ応答受信時、IPデータ応答の宛先IPアドレスが移動端末端末接続管理テーブルに登録されている場合、IPデータ制御テーブルの蓄積IPデータ情報を移動端末に転送する。
(エ) IPデータの送達確認および再送においては、移動端末からIPデータ送達確認を受信し、受信済のシーケンス番号以前の蓄積IPデータ情報をIPデータ制御テーブルから全て削除する。IPデータ送達確認のタイムアウト監視を実施し、IPデータ送達確認が制限時間内に受信できない場合は蓄積IPデータ情報を再送する。
(5) IP data transfer function This function receives an IP data request from a mobile terminal and transmits it to the IP network via the gateway unit (3). The IP data is stored in the network, and the IP data is transferred to the connected mobile terminal. Confirmation of IP data delivery and retransmission are also performed.
(A) In receiving an IP data request from a mobile terminal, IP data is transmitted to the IP network in response to the IP data request from the mobile terminal.
(A) In accumulating the IP data response, the control station that has received the IP data response from the IP network registers the IP data response as accumulated IP data information in the IP data control table.
(C) In the IP data response transfer to the mobile terminal, when the IP data response is received from the IP network, the destination IP address of the IP data response is registered in the mobile terminal connection management table. The stored IP data information is transferred to the mobile terminal.
(D) In IP data delivery confirmation and retransmission, an IP data delivery confirmation is received from the mobile terminal, and all stored IP data information before the received sequence number is deleted from the IP data control table. Time-out monitoring of IP data delivery confirmation is performed, and when the IP data delivery confirmation cannot be received within the time limit, the stored IP data information is retransmitted.

(6)ハンドオーバ機能
移動端末からのIPデータ送達確認を受信し、送信元移動端末のIPアドレス、MACアドレス、受信済シーケンス番号を、引継情報として路側網に送信する機能と路側網から引継情報を受信し、通知されたIPアドレス及びMACアドレスに対応するIPデータ制御テーブルから、受信済シーケンス番号以前の蓄積IPデータ情報を全て削除する機能がある。
(6) Handover function A function for receiving an IP data delivery confirmation from a mobile terminal and transmitting the IP address, MAC address, and received sequence number of the source mobile terminal to the roadside network as takeover information and the takeover information from the roadside network. There is a function of deleting all stored IP data information before the received sequence number from the IP data control table corresponding to the received and notified IP address and MAC address.

次に、無線通信機器制御部(51)の有する機能を説明する。
(1)IPアドレス割当/検査機能
(ア) 周期確認メッセージを受信すると、移動端末が無線サービスエリア内に進入したことを検知し、周期応答メッセージを移動端末に送信する。
(イ) 端末接続要求(IP割当)を受信すると、IPデータ制御に対してIPアドレス取得要求を行い、MACアドレス及びクライアントコンピュータに対して割当て可能なグローバルIPアドレス(クライアントIP)等を取得する。
(ウ) 端末接続応答(IP割当)メッセージに、取得したIPアドレスを設定し、移動端末に通知する。
(エ) IPアドレス設定完了通知を受信すると、結果をIPデータ制御部(50)に通知する。
Next, functions of the wireless communication device control unit (51) will be described.
(1) IP address assignment / inspection function (a) Upon receipt of a periodic confirmation message, the mobile terminal detects that the mobile terminal has entered the wireless service area and transmits a periodic response message to the mobile terminal.
(A) When a terminal connection request (IP allocation) is received, an IP address acquisition request is made to IP data control, and a MAC address and a global IP address (client IP) that can be allocated to a client computer are acquired.
(C) Set the acquired IP address in the terminal connection response (IP assignment) message and notify the mobile terminal.
(D) When the IP address setting completion notification is received, the result is notified to the IP data control unit (50).

(2)IPデータ要求受信機能
(ア) データIPパケットを受信すると、受信パケットをIPデータ制御に通知する。
(イ) IPデータ制御は受信したデータからISパケットを作成し路側網に送信する。
(2) IP data request reception function (a) When a data IP packet is received, the received packet is notified to IP data control.
(B) IP data control creates an IS packet from the received data and transmits it to the roadside network.

(3)IPデータ応答送信機能
(ア) IPデータ制御は、IS網から受信したクライアント端末向けのISパケットを無線通信機器制御に通知する。
(イ) 受信したデータからデータIPパケットを作成し、移動端末に通知する。
(ウ) 送達確認を受信すると、送達確認をIPデータ制御に通知する。
(3) IP data response transmission function (a) The IP data control notifies the wireless communication device control of the IS packet for the client terminal received from the IS network.
(A) Create a data IP packet from the received data and notify the mobile terminal.
(C) When the delivery confirmation is received, the delivery confirmation is notified to the IP data control.

(4)端末接続通知機能
(ア) 移動端末はあらかじめ設定済みの周期で周期確認メッセージを制御局に送信する。
(イ) 制御局は周期確認メッセージを受信すると、移動局が無線サービスエリア内に進入したこと検知し、IPアドレス割当/検査処理を行う。ただし、周期確認メッセージによらないレイヤ2機能による即時端末接続検知を行うことも可能とする。
(4) Terminal connection notification function (A) The mobile terminal transmits a cycle confirmation message to the control station at a preset cycle.
(A) Upon receiving the period confirmation message, the control station detects that the mobile station has entered the wireless service area, and performs IP address assignment / inspection processing. However, it is also possible to detect the immediate terminal connection by the layer 2 function without using the period confirmation message.

(5)端末切断検知機能
(ア) 移動端末はあらかじめ決められている周期で周期確認を制御用ルータ側に通知し、それを受信した制御用ルータは周期応答を移動端末に送信する処理を繰り返す。
(イ) 周期確認が規定時間内に一度も受信できない場合は、移動端末が無線サービスエリア外へ移動したことを検知し、端末切断処理を行う。ただし、周期確認メッセージによらないレイヤ2機能による即時端末切断検知を行うことも可能とする。
(5) Terminal disconnection detection function (A) The mobile terminal notifies the control router side of the periodic confirmation at a predetermined cycle, and the control router that has received the notification repeats the process of transmitting a periodic response to the mobile terminal. .
(B) If the periodic confirmation cannot be received within the specified time, it is detected that the mobile terminal has moved out of the wireless service area, and terminal disconnection processing is performed. However, it is also possible to detect the immediate terminal disconnection by the layer 2 function without using the period confirmation message.

IS網通信制御部(52)の機能は次の通りである。
(1)ブロードキャスト通信機能
ブロードキャスト通信方式とは、送信元が、IS網に接続されている全インターセクトアダプタ部(5)に対してパケットを送信し、ブロードキャストされたパケットに対して、受信側で必要なパケットのみ取り込み、処理を実行する方式である。
(2)フラグメント機能
送信ノード側においてアクセスポイントより送信要求されたデータサイズがISヘッダ+APデータ=1500バイトを超える場合、路側網通信制御にてパケットサイズを1500バイト以下に分割し、(1)データ通番、(2)フラグメント通番を付与して送信する。受信ノード側では各通番に基づいて路側網通信制御にてデータ組立を行う。
The functions of the IS network communication control unit (52) are as follows.
(1) Broadcast communication function In the broadcast communication method, the transmission source transmits a packet to all intersect adapter units (5) connected to the IS network. In this method, only necessary packets are fetched and processed.
(2) Fragment function When the data size requested by the access point on the sending node exceeds IS header + AP data = 1500 bytes, the packet size is divided into 1500 bytes or less by roadside network communication control. (1) Data A serial number and (2) a fragment serial number are assigned and transmitted. On the receiving node side, data assembly is performed by roadside network communication control based on each serial number.

データ通番とフラグメント通番は以下のとおりである。
(ア)データ通番 フラグメント化されたパケットの関連付けを行うためにデータ通番を使用する。
(イ)フラグメント通番 フラグメント時にフラグメント通番を付与し分割・組立を行う。
(ウ)パケット分割・組立の流れ 送信側では、APデータを最大長(1500バイト-ISヘッダ長)以下になるように分割し、ISヘッダを編集付与し、順次送信する。受信側では、ISヘッダの内容に従って、APデータを組立て、組立てが完了した時点でアクセスポイントへ通知する。
The data sequence number and fragment sequence number are as follows.
(A) Data sequence number The data sequence number is used to associate fragmented packets.
(B) Fragment serial number Fragment serial numbers are assigned at the time of fragmentation and divided and assembled.
(C) Flow of packet division / assembly On the transmission side, the AP data is divided so as to be less than the maximum length (1500 bytes-IS header length), the IS header is edited, and the data is sequentially transmitted. The receiving side assembles AP data according to the contents of the IS header, and notifies the access point when the assembling is completed.

(3)パケット連番付与機能
本機能は、送信ノード側にて送信する全てのパケットに通番を付与する機能である。送信キューより1つのパケットを取出して送信する時にパケット通番を付与してパケットを送信する。送信完了後、パケット通番を+1加算する。但し、通番によるパケット抜けのチェックはサポートしない。
(3) Packet sequence number assigning function This function is a function for assigning serial numbers to all packets transmitted on the transmission node side. When one packet is taken out from the transmission queue and transmitted, a packet serial number is assigned and the packet is transmitted. After transmission is complete, add +1 to the packet sequence number. However, checking for missing packets by serial number is not supported.

本発明の構成は以上の通りである。
最後に、ハンドオーバ機能を検証するために図1に示すシステムにより図9に示すハンドオーバ時間を測定した。ハンドオーバ時間は、制御用ルータ(2)内の一方のインターセクトアダプタ部(5)と他方のインターセクトアダプタ部(5)に切り替わる時間を測定した。
The configuration of the present invention is as described above.
Finally, in order to verify the handover function, the handover time shown in FIG. 9 was measured by the system shown in FIG. As the handover time, the time for switching to one intersect adapter section (5) and the other intersect adapter section (5) in the control router (2) was measured.

そして、一方のインターセクトアダプタ部(5)に対するリンクが切れ、切断がインターセクトクライアント部(12)において切断が検知されるまでの時間T1と、その後、インターセクトクライアント部(12)からのISアダプタ周期確認メッセージによって他方のインターセクトアダプタ部(5)が発見され、IPが設定された後、リンクが確立されるまでの時間T2を測定している。
このT1とT2の合算値が切り替え時間になる。ここで周期確認メッセージは試験装置においては100msごとに送出される。
Then, the time T1 until the link to one intersect adapter unit (5) is broken and the disconnection is detected in the intersect client unit (12), and then the IS adapter from the intersect client unit (12). After the other intersect adapter unit (5) is found by the period confirmation message and the IP is set, the time T2 until the link is established is measured.
The sum of T1 and T2 is the switching time. Here, the periodic confirmation message is transmitted every 100 ms in the test apparatus.

この実験において特にT2はインターセクトアダプタ部(5),そしてISクライアントと接続されるワイヤレスアクセスシステムに依存する。本実験例では無線LANのアクセスポイントおよび移動端末無線装置を利用して測定を行った。
実験の結果、T1は周期確認メッセージが3回程度とれない場合は、切断と見なすため、その時間は300msから400msであった。また、T2は無線LANのアソシエーション時間が長く、平均で3808msであった。
そこで現状4108msから4208ms程度の切り替え時間がかかる。しかし、これはほとんどが無線LANのアソシエーションの種類とその基本構成時間に依存しており、本発明におけるハンドオーバの処理そのものの時間はT1のように十分に短時間であることが示された。
Particularly in this experiment, T2 depends on the intersect adapter unit (5) and the wireless access system connected to the IS client. In this experimental example, measurement was performed using a wireless LAN access point and a mobile terminal wireless device.
As a result of the experiment, when the period confirmation message cannot be taken about three times, T1 is regarded as a disconnection, and the time is from 300 ms to 400 ms. T2 has a long wireless LAN association time, which averaged 3808 ms.
Therefore, it takes about 4108ms to 4208ms switching time. However, this mostly depends on the type of wireless LAN association and its basic configuration time, and it has been shown that the time of the handover process itself in the present invention is sufficiently short like T1.

本発明の無線通信システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a wireless communication system of the present invention. IPパケット及びISパケットの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between an IP packet and IS packet. ISヘッダの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of IS header. 下り方向のデータ送信のフローチャートである。It is a flowchart of the data transmission of a downlink direction. 本発明によるハンドオーバ時のプロトコルスタックの説明図である。It is explanatory drawing of the protocol stack at the time of the handover by this invention. 本実施例におけるイーサフレームの透過範囲を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the transmission range of the ether frame in a present Example. アクセスポイントと移動端末間で伝送されるパケットの構成図である。It is a block diagram of the packet transmitted between an access point and a mobile terminal. 制御用ルータの構成図である。It is a block diagram of a control router. 実験例におけるハンドオーバの手順を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the procedure of the hand-over in an experiment example.

符号の説明Explanation of symbols

1 IPネットワーク
2 制御用ルータ
3 ゲートウェイ部
4 伝送路
4a 路側網(IS網)
5 インターセクトアダプタ部
6 アクセスポイント
10 移動端末
11 無線クライアント
12 インターセクトクライアント部
13 クライアントコンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 IP network 2 Control router 3 Gateway part 4 Transmission path 4a Road side network (IS network)
5 Intersect Adapter 6 Access Point 10 Mobile Terminal 11 Wireless Client 12 Intersect Client 13 Client Computer

Claims (8)

所定のパケット通信網である上位ネットワークと接続する制御用ルータを備え、該制御用ルータに複数のアクセスポイントを接続し、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信システムであって、
該制御用ルータには、上位ネットワークと接続するためのゲートウェイ部を備えると共に、該ゲートウェイ部と各アクセスポイントの経路上に、インターセクト間通信網で接続された各アクセスポイントに対応するインターセクトアダプタ部を介設し、
移動端末には、該インターセクトアダプタ部との間で通信を確立するインターセクトクライアント部を配設し、
該インターセクトアダプタ部が、該インターセクトクライアント部への送信済みパケットの識別番号情報をインターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ部に通知することで各インターセクトアダプタ部が送信済みパケットの識別番号情報を共有可能に構成した
ことを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system in a multi-cell environment comprising a control router connected to a higher-level network that is a predetermined packet communication network, connecting a plurality of access points to the control router, and a mobile terminal communicating with each other while performing handover Because
The control router includes a gateway unit for connecting to a host network, and an intersect adapter corresponding to each access point connected by an inter-intersecting communication network on the route between the gateway unit and each access point Intervening,
The mobile terminal is provided with an intersect client unit that establishes communication with the intersect adapter unit,
The intersect adapter unit notifies the other intersect adapter unit of the identification number information of the transmitted packet to the intersect client unit to the other intersect adapter unit via the inter-intersecting communication network. A wireless communication system characterized in that identification number information can be shared.
前記インターセクト間通信網、又はインターセクトアダプタ部・インターセクトクライアント部間の少なくともいずれかの通信において、イーサーネットフレームを透過させるフォーマットを用いる
請求項1に記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein a format for transmitting an Ethernet frame is used in at least one of the communication between the intersecting communication networks or the intersecting adapter unit and the intersecting client unit.
前記上位ネットワークがIPネットワークであって、前記フォーマットにイーサネット(登録商標)フレームを透過させるGRE(Generic Routing Encapsulation)を用いる
請求項2に記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 2, wherein the upper network is an IP network, and GRE (Generic Routing Encapsulation) that transmits an Ethernet frame is used for the format.
前記上位ネットワークがIPネットワークであって、前記インターセクトアダプタ部の1つが、
ゲートウェイ部からの送信データに対して、少なくとも当該パケットの識別番号情報を含むインターセクトヘッダビットを付加して他のインターセクトアダプタ部にそのコピーを配信する一方、
受信した各インターセクトアダプタ部は、該インターセクトヘッダビットから少なくとも当該パケットの識別番号情報を取得して、インターセクトクライアント部に向け、イーサネット(登録商標)フレームを透過させるGRE(Generic Routing Encapsulation)を用いて該識別番号情報を含んだデータを送信する
請求項2に記載の無線通信システム。
The upper network is an IP network, and one of the intersect adapter units is:
While the transmission data from the gateway part adds an intersect header bit including at least the identification number information of the packet and distributes the copy to other intersect adapter parts,
Each received intercept adapter unit obtains at least the identification number information of the packet from the intersect header bit, and performs GRE (Generic Routing Encapsulation) that transmits an Ethernet (registered trademark) frame toward the intersect client unit. The wireless communication system according to claim 2, wherein data including the identification number information is transmitted.
所定のパケット通信網である上位ネットワークと接続する制御用ルータを備え、該制御用ルータに複数のアクセスポイントを接続し、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信方法であって、
該制御用ルータには、上位ネットワークと接続するためのゲートウェイ部を備えると共に、該ゲートウェイ部と各アクセスポイントの経路上に、インターセクト間通信網で接続された各アクセスポイントに対応するインターセクトアダプタ部を介設し、
移動端末には、インターセクトクライアント部を配設し、
該インタークライアント部が、周期的にインターセクトアダプタ部に向けて接続要求を行う工程、
受信したインターセクトアダプタ部からの応答通知により当該インターセクトアダプタ部との間で通信を確立する工程、
インターセクトアダプタ部が、インターセクトクライアント部に対してパケットの識別番号情報を含む送信データを送信する工程、
インターセクトクライアント部が、該識別番号情報を当該インターセクトアダプタ部に通知する工程、
当該インターセクトアダプタ部が、インターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ部に該識別番号情報を通知する工程
を含むことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method in a multi-cell environment, comprising a control router connected to a higher-level network that is a predetermined packet communication network, connecting a plurality of access points to the control router, and allowing a mobile terminal to communicate while handing over each access point Because
The control router includes a gateway unit for connecting to a host network, and an intersect adapter corresponding to each access point connected by an inter-intersecting communication network on the route between the gateway unit and each access point Intervening,
The mobile terminal has an intersect client part,
The inter-client unit periodically makes a connection request to the intersect adapter unit;
A step of establishing communication with the intersect adapter unit by a response notification from the received intersect adapter unit;
The intersect adapter unit transmits transmission data including packet identification number information to the intersect client unit,
A process in which the intersect client unit notifies the intersection adapter unit of the identification number information;
The wireless communication method comprising: a step of notifying the identification number information to another intersect adapter unit through the inter-intercept communication network.
前記インターセクト間通信網、又はインターセクトアダプタ部・インターセクトクライアント部間の少なくともいずれかの通信において、イーサーネットフレームを透過させるフォーマットを用いる
請求項5に記載の無線通信方法。
The wireless communication method according to claim 5, wherein a format that transmits an Ethernet frame is used in at least one of the communication between the intersecting communication networks or the intersecting adapter unit and the intersecting client unit.
前記上位ネットワークがIPネットワークであって、前記フォーマットにイーサネット(登録商標)フレームを透過させるGRE(Generic Routing Encapsulation)を用いる
請求項6に記載の無線通信方法。
The wireless communication method according to claim 6, wherein the upper network is an IP network and uses GRE (Generic Routing Encapsulation) that transmits an Ethernet (registered trademark) frame in the format.
前記上位ネットワークがIPネットワークであって、前記インターセクトアダプタ部の1つが、
ゲートウェイ部からの送信データに対して、少なくとも当該パケットの識別番号情報を含むインターセクトヘッダビットを付加して他のインターセクトアダプタ部にそのコピーを配信する一方、
受信した各インターセクトアダプタ部は、該インターセクトヘッダビットから少なくとも当該パケットの識別番号情報を取得して、インターセクトクライアント部に向け、イーサネット(登録商標)フレームを透過させるGRE(Generic Routing Encapsulation)を用いて該識別番号情報を含んだデータを送信する
請求項6に記載の無線通信方法。
The upper network is an IP network, and one of the intersect adapter units is:
While the transmission data from the gateway part adds an intersect header bit including at least the identification number information of the packet and distributes the copy to other intersect adapter parts,
Each received intercept adapter unit obtains at least the identification number information of the packet from the intersect header bit, and performs GRE (Generic Routing Encapsulation) that transmits an Ethernet (registered trademark) frame toward the intersect client unit. The wireless communication method according to claim 6, wherein data including the identification number information is transmitted.
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