JP2007243446A - Wireless communication system and wireless apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システムおよび無線装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication system and a wireless device.
従来、別々の場所に設置された複数の無線通信メディア(例えば、セルラーシステムと無線ローカルエリアネットワーク(無線LAN)システム)に接続して通信を行う場合に、モバイルIP(Internet Protocol)を用いることによりシームレスなメディア切り替えを行う技術が知られている(例えば、非特許文献1参照)。また、非特許文献2には、複数の無線通信メディア(例えば、セルラーシステムと無線LANシステム)に接続して通信を行うITS(Intelligent Transport System)車両にモバイルルータを搭載した場合のIP層での無線通信メディア切り替えを行う技術が記載されている。また、非特許文献3には、複数の物理回線を集約して一つの論理回線として提供するリンクアグリゲーションについて記載されている。但し、非特許文献3に記載の技術は、集約対象の各回線が同速度であることを想定しており、無線回線等の通信品質が変化する回線については考慮していない。また、無線通信メディアの選択においては、基地局間の相互干渉あるいはQoS(Quality Of Service)を考慮していない。
しかし、上述した従来の技術では、各無線通信メディアの基地局は、個別に構成され、またその配置も異なっており、さらにモバイルIPを用いたIP層でのシームレスなメディア切り替えを行う。このため、通信パケットの振り分けはIP層で行われることになるので、各無線通信メディアの通信環境の変化に応じて、適切な無線通信メディアを選択し利用することができないという問題がある。また、基地局間の相互干渉が考慮されないので、無線通信システム全体としての周波数有効利用が図られない。同様に、複数の無線通信メディア、複数の基地局を利用する際の統合的なQoSが確保されないといった問題がある。 However, in the above-described conventional technology, the base stations of each wireless communication medium are individually configured, and their arrangements are different, and seamless media switching is performed at the IP layer using mobile IP. For this reason, since communication packet distribution is performed in the IP layer, there is a problem that an appropriate wireless communication medium cannot be selected and used according to a change in the communication environment of each wireless communication medium. In addition, since mutual interference between base stations is not taken into consideration, effective use of frequencies as a whole radio communication system cannot be achieved. Similarly, there is a problem that integrated QoS is not ensured when using a plurality of wireless communication media and a plurality of base stations.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数の無線通信メディアのそれぞれの通信環境の変化に応じて適切な無線通信メディアを選択し利用すること、さらには無線通信システム全体としての周波数有効利用、QoSの確保を実現することのできる無線通信システムおよび無線装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to select and use an appropriate wireless communication medium according to a change in the communication environment of each of a plurality of wireless communication media. An object of the present invention is to provide a radio communication system and a radio apparatus capable of realizing effective use of frequency and ensuring QoS as the entire radio communication system.
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、複数の無線通信メディアを用いて無線基地局と無線端末間の無線通信を行う無線通信システムにおいて、無線通信メディアにおけるデータリンク層の上位に設けられ、IPパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを選択するデータリンク層パケットスイッチ手段を前記無線基地局および無線端末にそれぞれ備えるとともに、各無線通信メディア又は前記データリンク層パケットスイッチ手段の状態に基づき、前記データリンク層パケットスイッチ手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a radio communication system according to the present invention is a data link layer in a radio communication medium in a radio communication system that performs radio communication between a radio base station and a radio terminal using a plurality of radio communication media. The wireless base station and the wireless terminal are provided with data link layer packet switch means for selecting a wireless communication medium to be used in units of IP packets or data link layer packets, respectively, and each wireless communication medium or data Control means for controlling the data link layer packet switch means based on the state of the link layer packet switch means.
本発明に係る無線通信システムにおいては、前記制御手段は、無線基地局毎の利用可能な無線通信メディアの候補を選択することを特徴とする。 In the radio communication system according to the present invention, the control means selects a candidate of available radio communication media for each radio base station.
本発明に係る無線装置は、複数の無線通信メディアを用いて無線通信を行う無線装置において、無線通信メディアにおけるデータリンク層の上位に設けられ、IPパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを選択するデータリンク層パケットスイッチ手段と、各無線通信メディア又は前記データリンク層パケットスイッチ手段の状態に基づいた、前記データリンク層パケットスイッチ手段の制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。 The wireless device according to the present invention is a wireless device that performs wireless communication using a plurality of wireless communication media, and is provided above the data link layer in the wireless communication media and used in units of IP packets or data link layer packets. Data link layer packet switch means for selecting a communication medium, and control means for controlling the data link layer packet switch means based on the state of each wireless communication medium or the data link layer packet switch means Features.
本発明に係る無線装置においては、前記制御手段は、無線基地局毎に選択された利用可能な無線通信メディアの候補の中から、自無線装置で使用する無線通信メディアを選択することを特徴とする。 In the wireless device according to the present invention, the control means selects a wireless communication medium to be used by the own wireless device from among available wireless communication media candidates selected for each wireless base station. To do.
本発明に係る無線装置においては、前記制御手段は、無線端末毎の通信品質、無線端末のプレゼンス情報、無線モジュール毎の利用状況又は無線モジュール毎の配下の無線端末の一覧に基づいた制御を行うことを特徴とする。 In the radio apparatus according to the present invention, the control means performs control based on communication quality for each radio terminal, presence information of the radio terminal, usage status for each radio module, or list of subordinate radio terminals for each radio module. It is characterized by that.
本発明に係る無線装置においては、無線通信メディアの各々に対応して設けられる一又は複数の無線モジュールを備え、前記データリンク層パケットスイッチ手段は、前記無線モジュールに出力するパケットを格納するバッファを前記無線モジュール毎に有し、前記制御手段からの指示により前記バッファ内のパケットの廃棄、転送を行うことを特徴とする。 The radio apparatus according to the present invention includes one or a plurality of radio modules provided corresponding to each of the radio communication media, and the data link layer packet switch means includes a buffer for storing a packet to be output to the radio module. It is provided for each wireless module, and the packet in the buffer is discarded and transferred according to an instruction from the control means.
本発明に係る無線装置においては、前記データリンク層パケットスイッチ手段は、パケット単位で単一の無線モジュールに出力するか、或いは同一パケットを複数の無線モジュールに出力することを特徴とする。 In the radio apparatus according to the present invention, the data link layer packet switch means outputs a packet unit to a single radio module or outputs the same packet to a plurality of radio modules.
本発明に係る無線装置においては、単一コネクションの通信の場合には、データリンク層パケット単位で前記データリンク層パケットスイッチ手段からの出力先の無線モジュールを選択し、且つ、受信したデータリンク層パケットを単一のIPフローとして統合し、複数コネクションの通信の場合には、IPケット単位で前記データリンク層パケットスイッチ手段からの出力先の無線モジュールを選択し、且つ、受信したデータリンク層パケットをIPフロー単位で統合することを特徴とする。 In the wireless device according to the present invention, in the case of communication of a single connection, the output data module from the data link layer packet switch means is selected in units of data link layer packets, and the received data link layer When the packets are integrated as a single IP flow, and in the case of communication of multiple connections, the output radio module from the data link layer packet switch means is selected in units of IP packets, and the received data link layer packet Are integrated in units of IP flows.
本発明によれば、複数の無線通信メディアのそれぞれの通信環境の変化に応じて適切な無線通信メディアを選択し利用することができる。また、無線通信システム全体としての周波数有効利用、QoSの確保を実現することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to select and use an appropriate wireless communication medium according to a change in the communication environment of each of a plurality of wireless communication media. In addition, it is possible to realize effective use of frequency and securing QoS as the entire wireless communication system.
以下、図面を参照し、本発明の各実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。図1において、無線基地局1及び無線端末2は、複数の無線通信メディアに対応している。図1の例では、4つの無線通信メディアA,B,C,Dに対応しており、各無線通信メディアA,B,C,Dの無線接続101A,101B,101C,101Dによって、無線基地局1と無線端末2の間の無線通信が可能である。また、無線基地局1は基幹ネットワーク3に接続されている。基幹ネットワーク3は、各所に在る無線基地局1間の通信の中継や、外部のネットワーク(インターネット等)との通信の接続等を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a radio base station 1 and a radio terminal 2 correspond to a plurality of radio communication media. In the example of FIG. 1, four wireless communication media A, B, C, and D are supported, and wireless base stations are connected by the
図2は、図1に示す無線基地局1の構成を示すブロック図である。図3は、図1に示す無線端末2の構成を示すブロック図である。図2及び図3において、それぞれ対応する部分には同一の符号を付している。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the radio base station 1 shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the wireless terminal 2 shown in FIG. 2 and 3, the same reference numerals are assigned to the corresponding parts.
無線基地局1及び無線端末2は、無線通信メディアA,B,C,Dの無線モジュール11A,11B,11C,11Dと、パケットスイッチ12と、制御部15と、上位層部16と、データリンク層部17と、PHY(物理)層部18とを備える。また、無線端末2は、アプリケーション層及びトランスポート層の処理部20を有する。以下の説明においては、特に限定する場合を除き、無線基地局1と無線端末2を区別せずに各部を説明する。
The wireless base station 1 and the wireless terminal 2 include
無線モジュール11A,11B,11C,11D(以下、特に区別しないときは「無線モジュール11」と称する)は、それぞれの無線通信メディアA,B,C,Dに対応したPHY層及びデータリンク層の機能を有する。データリンク層の機能としては、例えば、MAC(Medium Access Control)やLLC(Logical Link Control)などが挙げられる。無線モジュール11は、パケットスイッチ12との間で、データリンク層パケットを送受する。また、無線モジュール11は、データリンク層パケットの無線送信及び無線受信を行う。
The
パケットスイッチ12は、データリンク層パケットのスイッチング機能を有する。パケットスイッチ12は、各無線モジュール11の各々に対応して設けられるバッファ13を有する。バッファ13は、無線モジュール11との間で送受されるデータリンク層パケットのバッファリングを行う。また、パケットスイッチ12は、データリンク層パケットとIPパケットの相互変換を行う変換部14を有する。パケットスイッチ12は、上位層部16との間で、IPパケットを送受する。
The
制御部15は、パケットスイッチ12を制御する。上位層部16は、IP層又はアクセスネットワーク内ルーティング層等のネットワーク制御機能を有する。
The
無線基地局1においては、基幹ネットワーク3へ接続するためのデータリンク層及びPHY層の各機能を有するデータリンク層部17及びPHY層部18を備えている。無線端末2においては、アプリケーション層及びトランスポート層の各機能を有する処理部20と、有線LANポート等へ接続するためのデータリンク層及びPHY層の各機能を有するデータリンク層部17及びPHY層部18を備えている。
The radio base station 1 includes a data
パケットスイッチ12は、上位層部16から受け取ったIPパケットを変換部14によりデータリンク層パケットに変換し、該データリンク層パケットを制御部15から指定された無線モジュール11に出力する。制御部15は、単一コネクションの通信の場合には、データリンク層パケット単位で、出力先の無線モジュール11をパケットスイッチ12に指定する。一方、複数コネクションの通信の場合には、IPパケット単位で、出力先の無線モジュール11をパケットスイッチ12に指定する。一つのデータリンク層パケットの出力先は、一つの無線モジュール11であってもよく、或いは複数の無線モジュール11であってもよい。パケットスイッチ12は、同一のデータリンク層パケットを複数の無線モジュール11にコピー出力する機能を有する。
The
また、パケットスイッチ12は、各無線モジュール11から受け取ったデータリンク層パケットを変換部14によりIPパケットに変換し、該IPパケットを上位層部16に出力する。
The
また、パケットスイッチ12は、制御部15からの指示に従って、バッファ13に格納しているデータリンク層パケットを廃棄する。また、パケットスイッチ12は、各バッファ13のバッファリングの状況を制御部15に通知する。
Further, the
無線モジュール11は、送信時には、パケットスイッチ12から受け取ったデータリンク層パケットを自己の無線通信メディアの固有フォーマットに変換し、無線送信する。また、受信時には、無線受信した固有フォーマットのデータリンク層パケットを共通フォーマットのデータリンク層パケットに変換し、パケットスイッチ12に出力する。
At the time of transmission, the wireless module 11 converts the data link layer packet received from the
また、無線モジュール11は、無線環境の各種状況を制御部15に通知する。その制御部15に通知される無線環境状況としては、例えば、以下の(a)〜(d)などが挙げられる。
(a)無線端末2毎の通信品質
例えば、上り方向(無線端末2から無線基地局1の方向)及び下り方向(無線基地局1から無線端末2の方向)のそれぞれのパケットエラーレート(PER)、遅延時間、伝送速度、スループット等である。
(b)無線端末2のプレゼンス情報
例えば、無線端末2の位置、移動速度(移動方向を含む)等である。
(c)無線モジュール11毎の利用状況
例えば、チャネル利用率等である。
(d)無線モジュール11毎の配下の無線端末2の一覧
例えば、在圏確認済み端末の一覧等である。
Further, the wireless module 11 notifies the
(A) Communication quality for each radio terminal 2 For example, each packet error rate (PER) in the uplink direction (the direction from the radio terminal 2 to the radio base station 1) and in the downlink direction (the direction from the radio base station 1 to the radio terminal 2) Delay time, transmission speed, throughput, and the like.
(B) Presence information of the wireless terminal 2 For example, the position of the wireless terminal 2, the moving speed (including the moving direction), and the like.
(C) Usage status for each wireless module 11 For example, the channel usage rate.
(D) List of subordinate wireless terminals 2 for each wireless module 11 For example, a list of terminals whose presence has been confirmed.
なお、無線基地局1の装置構成としては、無線モジュール11は装置内に実装されてもよく、或いは光ファイバーケーブル等による通信回線を用いて無線モジュール11間を延伸し、無線モジュール11を複数地点に分散配置してもよい。 As a device configuration of the wireless base station 1, the wireless module 11 may be mounted in the device, or the wireless module 11 is extended between the wireless modules 11 using a communication line such as an optical fiber cable, and the wireless module 11 is placed at a plurality of points. It may be distributed.
上位層部16は、入出力するIPパケットの情報を制御部15に通知する。その通知するIPパケット情報としては、例えば、アドレス情報(宛先IPアドレス、送信元IPアドレス、TCP(Transmission Control Protocol)ポートアドレス等)、コネクション種別(単一コネクション、複数コネクション)、IPフローに対する通信品質の要求(伝送速度、QoS等)などが挙げられる。QoSの要求としては、例えば、無条件優先、遅延品質優先、ベストエフォートなどが挙げられる。IPフローに対する通信品質の要求は、例えば、IPパケット通信を伴うアプリケーションから発生する。IPフローに対する通信品質の要求内容は、IPパケットに含まれる「Priority識別子」を参照することにより知ることができる。なお、無線端末2のIPアドレス毎に、IPフローに対する通信品質の要求内容(優先度等)を予め定めておくようにしてもよい。
The
制御部15は、上位層部16から通知されるアドレス情報に基づき、IPフローとデータリンク層パケットの対応付けを行う。制御部15は、上位層部16から通知されるコネクション種別に基づき、パケットスイッチ12に対して、無線モジュール11から入力されるデータリンク層パケットの統合の仕方を指示する。具体的には、単一コネクションの通信の場合にはデータリンク層パケットを単一のIPフローとして統合するように指示し、一方、複数コネクションの通信の場合にはデータリンク層パケットをIPフロー単位で統合するように指示する。パケットスイッチ12は、その指示に従って、データリンク層パケットをIPパケットに変換する。
The
上述したように制御部15は、無線モジュール11から無線環境状況の通知を受け、また、パケットスイッチ12からバッファリング状況の通知を受け、また、上位層部16からIPパケット情報の通知を受ける。制御部15は、それら通知された情報に基づき、パケットスイッチ12を制御する。以下、制御部15の制御動作について説明する。
As described above, the
初めに、無線基地局1と無線端末2がそれぞれ具備する無線モジュール11に関して、無線通信メディアの種類の一致度に応じた制御動作を説明する。 First, regarding the wireless modules 11 included in the wireless base station 1 and the wireless terminal 2, a control operation according to the degree of coincidence of the types of wireless communication media will be described.
[無線通信メディアの種類が完全一致の場合]
無線基地局1が具備する無線モジュール11と、無線端末2が具備する無線モジュール11とは、同じ無線通信メディアのものしかない(どちらか一方だけに具備される無線通信メディアの無線モジュール11はない)場合である。この場合、どの無線通信メディアの無線モジュール11を使用しても、無線基地局1と無線端末2間の無線通信は可能である。これにより、制御部15は、単純に所定の制御ポリシーに従ってパケットスイッチ12を制御する。その制御ポリシーの例を挙げる。
制御ポリシー例1;アプリケーションが要求する伝送速度を満足させるために必要な分の無線モジュール11を選択する。その選択方法としては、例えば、ランダムに選択、所定の順番で選択などが挙げられる。
制御ポリシー例2;無線モジュール11毎に接続中の端末台数を監視し、遅延品質重視のアプリケーションのパケットについては、空いている無線モジュール11を優先して選択する。
[When the wireless communication media type is exactly the same]
The wireless module 11 included in the wireless base station 1 and the wireless module 11 included in the wireless terminal 2 have only the same wireless communication media (there is no wireless module 11 of wireless communication media included in only one of them). ) Is the case. In this case, wireless communication between the wireless base station 1 and the wireless terminal 2 is possible regardless of the wireless module 11 of any wireless communication medium. Thereby, the
Control policy example 1: Select as many wireless modules 11 as necessary to satisfy the transmission rate required by the application. Examples of the selection method include selection at random and selection in a predetermined order.
Control policy example 2: The number of connected terminals is monitored for each wireless module 11, and an empty wireless module 11 is preferentially selected for a packet of an application that emphasizes delay quality.
[無線通信メディアの種類が不一致の場合]
無線基地局1が具備する無線モジュール11と、無線端末2が具備する無線モジュール11とでは、異なる無線通信メディアのものがある場合である。この場合、制御部15は、通信相手がどの無線通信メディアの無線モジュール11を有しているのかを管理する。例えば、無線基地局1は、無線端末2毎に、どの無線通信メディアの無線モジュール11を有しているのかを記録したテーブルを備える。そして、通信当事者同士が共に有している無線通信メディアの無線モジュール11を対象として、所定の制御ポリシー(例えば、上記制御ポリシー例1,2)を適用する。
[When the types of wireless communication media do not match]
This is a case where the wireless module 11 included in the wireless base station 1 and the wireless module 11 included in the wireless terminal 2 have different wireless communication media. In this case, the
次に、無線基地局1及び無線端末2の通信環境に応じた制御動作を説明する。
制御部15は、無線基地局1及び無線端末2の通信環境に応じて、どの無線モジュール11を使用するか選択する。この無線リソース制御を行う場合、制御部15は、以下の手順(ステップS11〜S14)で、使用する無線モジュール11を選択する。
ステップS11;無線モジュール11から無線環境状況の通知を受け、また、パケットスイッチ12からバッファリング状況の通知を受け、また、上位層部16からIPパケット情報の通知を受ける。
ステップS12;通信品質、無線モジュール11の利用状況及びプレゼンス情報等から、無線端末2の移動予測、無線モジュール11の利用予測などを行う。
ステップS13;通信品質、無線モジュール11の利用状況及びステップS12の予測情報等に基づいて各無線端末2の利用可能な無線モジュール11を判断し、無線端末2毎の利用可能な無線モジュール11を示す無線モジュール管理テーブルを作成、更新する。
ステップS14;各無線端末2の通信時には、上位層16からパケットスイッチ12に入力されるIPパケットの出力先の無線モジュール11を無線モジュール管理テーブルから選択し、パケットスイッチ12に指示する。
これにより、通信環境の変化に応じた無線リソース制御を行うことができる。
Next, the control operation according to the communication environment of the radio base station 1 and the radio terminal 2 will be described.
The
Step S11: The wireless module 11 is notified of the wireless environment status, the
Step S12: The movement prediction of the wireless terminal 2, the use prediction of the wireless module 11, and the like are performed from the communication quality, the use status of the wireless module 11, presence information, and the like.
Step S13: The wireless module 11 that can be used for each wireless terminal 2 is determined based on the communication quality, the usage status of the wireless module 11 and the prediction information in step S12, and the available wireless module 11 for each wireless terminal 2 is indicated. Create and update the wireless module management table.
Step S14: At the time of communication of each wireless terminal 2, the wireless module 11 of the output destination of the IP packet input from the
As a result, radio resource control according to changes in the communication environment can be performed.
次に、IPフローに対する通信品質の要求に応じた制御動作を説明する。
制御部15は、IPフローに対する通信品質の要求に応じて、どの無線モジュール11を使用するか選択する。この無線リソース制御を行う場合、制御部15は、以下の手順(ステップS21〜S24)で、使用する無線モジュール11を選択する。
ステップS21;無線モジュール11から無線環境状況の通知を受け、また、パケットスイッチ12からバッファリング状況の通知を受け、また、上位層部16からIPパケット情報の通知を受ける。
ステップS22;無線モジュール11毎の配下の無線端末2の一覧、プレゼンス情報等から、無線端末2毎のアクセス可能な無線モジュール11を示す無線モジュール管理テーブルを作成、更新する。
ステップS23;ステップS21で通知された情報および無線モジュール管理テーブルに基づいて、IPフローに対する通信品質の要求を満たすことのできる無線モジュール11を判断する。具体的には、無線端末2がアクセス可能な無線モジュール11の利用状況(余剰帯域、遅延時間の見込み、スループット等)を参照し、要求品質を満足することのできる無線モジュール11の組合せを求める。
ステップS24;ステップS23の判断により選択した無線モジュール11をパケットスイッチ12に指示する。
これにより、IPフローに対する通信品質の要求に応じた無線リソース制御を行うことができる。
Next, the control operation according to the communication quality requirement for the IP flow will be described.
The
Step S21: The wireless module 11 is notified of the wireless environment state, the
Step S22: A wireless module management table indicating the accessible wireless modules 11 for each wireless terminal 2 is created and updated from the list of wireless terminals 2 under each wireless module 11 and presence information.
Step S23: Based on the information notified in step S21 and the wireless module management table, the wireless module 11 that can satisfy the communication quality requirement for the IP flow is determined. Specifically, referring to the usage status (excess bandwidth, expected delay time, throughput, etc.) of the wireless module 11 accessible by the wireless terminal 2, a combination of the wireless modules 11 that can satisfy the required quality is obtained.
Step S24: The
Thereby, it is possible to perform radio resource control according to the communication quality requirement for the IP flow.
なお、制御部15は、パケットスイッチ12に対して、IPパケット単位で使用する無線モジュール11を指示してもよく、或いはデータリンク層パケット単位で使用する無線モジュール11を指示してもよい。
The
また、制御部15は、想定しうるケースを網羅するように、どの無線モジュール11を使用すべきかの指示をテーブル化し、該指示テーブルをパケットスイッチ12にダウンロードするようにしてもよい。この場合、パケットスイッチ12は、指示テーブルに従って、データリンク層パケットの出力先の無線モジュール11を決定する。制御部15は、指示テーブルの変更があったときには、指示テーブルを更新してパケットスイッチ12に再ダウンロードする。
In addition, the
上述したように第1実施形態によれば、無線通信メディアにおけるデータリンク層(MAC、LLC等)の上位に、IPパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを選択するデータリンク層パケットスイッチを設ける。さらに、各無線通信メディアの通信環境及びデータリンク層パケットスイッチの状態に基づき、データリンク層パケットスイッチの制御を行う。 As described above, according to the first embodiment, the data link layer that selects the wireless communication medium to be used in units of IP packets or data link layer packets above the data link layer (MAC, LLC, etc.) in the wireless communication medium. A packet switch is provided. Further, the data link layer packet switch is controlled based on the communication environment of each wireless communication medium and the state of the data link layer packet switch.
この第1実施形態によれば、データリンク層でパケット単位のスイッチングを行うことにより、複数の無線通信メディアのそれぞれの通信環境の変化に応じて適切な無線通信メディアを利用することが容易に行える。さらに、IP層でのパケット単位のスイッチングに比して、無線環境の変化に応じてよりタイムリーに適切な無線モジュールの選択を行うことができる。これにより、各無線モジュールの周波数時間利用率を向上させることができる。 According to the first embodiment, by performing switching in units of packets in the data link layer, it is possible to easily use an appropriate wireless communication medium according to changes in the communication environment of each of a plurality of wireless communication media. . Furthermore, as compared with switching in units of packets in the IP layer, it is possible to select an appropriate wireless module in a timely manner according to changes in the wireless environment. Thereby, the frequency time utilization factor of each wireless module can be improved.
また、データリンク層でのパケット単位のスイッチングにより、無線通信メディアに固有の機能を無線モジュールに隠蔽することができる。これにより、無線通信メディアの種類が増加しても上位層の構成には影響が及ばないので、上位層の設計が容易になる。また、無線モジュールの増設に対して、パケットスイッチの分岐数を増やすことにより容易に対応することができる。また、既存の無線モジュールに与えるインパクトを最小限に止めるとともに、各無線モジュールの個別の変更にも柔軟に対応可能である。 In addition, by switching in units of packets in the data link layer, functions unique to the wireless communication medium can be concealed in the wireless module. As a result, even if the types of wireless communication media increase, the configuration of the upper layer is not affected, so that the design of the upper layer is facilitated. Further, it is possible to easily cope with the expansion of the wireless module by increasing the number of branches of the packet switch. In addition, the impact on existing wireless modules can be minimized, and individual changes of each wireless module can be flexibly handled.
なお、上述した制御部15は、無線基地局1又は無線端末2のいずれか一方の無線装置に具備されてもよく、或いは両方に具備されてもよい。無線基地局1又は無線端末2のいずれか一方の無線装置に具備される場合には、具備する方の無線装置から具備されない方の無線装置に、使用する無線通信メディアを指定する。無線基地局1及び無線端末2の両方に具備される場合には、いずれかの無線装置による無線通信メディアの選択を採用するが、無線基地局1が総合的に判断して、使用する無線通信メディアの選択を行うことが好ましい。
Note that the
[第2実施形態]
図4は、本発明の第2実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。図4には、無線基地局1に係る構成のみを示している。また、図4において、図2の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a radio communication system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 shows only the configuration related to the radio base station 1. Also, in FIG. 4, parts corresponding to the respective parts in FIG.
第2実施形態においては、図4に示す上位制御部30が設けられている。上位制御部30は、各無線基地局1に通信回線を介して接続されている。上位制御部30は、各無線基地局1の制御を行う。以下、上述した第1実施形態との差分を主に説明する。
In the second embodiment, a
上位制御部30は、各無線基地局1で使用する無線通信メディアの候補の選択を行う。
上位制御部30は、各無線基地局1内の制御部15とのインタフェースを有する。上位制御部30は、各無線基地局1内の制御部15から、無線環境状況やパケットスイッチ12のバッファリング状況等の通知を受け取る。無線環境状況としては、例えば、(a)無線端末2毎の通信品質、(b)無線端末2のプレゼンス情報、(c)無線モジュール11毎の利用状況、(d)無線モジュール11毎の配下の無線端末2の一覧などが挙げられる。上位制御部30は、各無線基地局1から通知された情報に基づき、各無線基地局1で使用する無線通信メディアの候補を選択し、各無線基地局1内の制御部15へ通知する。
The
The
次に、第2実施形態に係る無線リソース制御の動作を説明する。 Next, the operation of radio resource control according to the second embodiment will be described.
初めに、無線基地局1及び無線端末2の通信環境に応じた制御動作を説明する。第2実施形態においては、無線基地局1及び無線端末2の通信環境に応じた無線リソース制御を行う場合、以下の手順(ステップS31〜S36)で、使用する無線モジュール11の選択が行われる。 First, the control operation according to the communication environment of the radio base station 1 and the radio terminal 2 will be described. In the second embodiment, when performing radio resource control according to the communication environment of the radio base station 1 and the radio terminal 2, the radio module 11 to be used is selected in the following procedure (steps S31 to S36).
ステップS31;制御部15は、無線モジュール11から無線環境状況の通知を受け、また、パケットスイッチ12からバッファリング状況の通知を受け、また、上位層部16からIPパケット情報の通知を受ける。制御部15は、それら通知された情報を上位制御部30に送信する。
ステップS32;上位制御部30は、各無線基地局1から受信した通信品質、無線モジュール11の利用状況及びプレゼンス情報等から、無線端末2の移動予測、無線モジュール11の利用予測などを行う。
ステップS33;上位制御部30は、通信品質、無線モジュール11の利用状況及びステップS32の予測情報等に基づいて各無線基地局1の利用可能な無線モジュール11を判断し、無線基地局1毎の利用可能な無線モジュール11の候補を示す無線モジュール候補リストを作成、更新する。
ステップS34;上位制御部30は、各無線基地局1内の制御部15に、それぞれ対応する無線モジュール候補リストを送信する。
ステップS35;制御部15は、上位制御部30から受信した無線モジュール候補リストに基づき、各無線端末2の利用可能な無線モジュール11を判断し、無線端末2毎の利用可能な無線モジュール11を示す無線モジュール管理テーブルを作成、更新する。
ステップS36;制御部15は、各無線端末2の通信時には、上位層16からパケットスイッチ12に入力されるIPパケットの出力先の無線モジュール11を無線モジュール管理テーブルから選択し、パケットスイッチ12に指示する。
Step S31: The
Step S32: The
Step S33: The
Step S34: The
Step S35: The
Step S36; At the time of communication of each wireless terminal 2, the
これにより、基地局間の相互干渉が考慮された上で、各無線基地局1の利用可能な無線モジュール11の候補が選択されるので、無線通信システム全体としての周波数有効利用を図ることが可能になる。また、通信環境の変化に応じた無線リソース制御を行うことができる。 As a result, the wireless module 11 candidate for each wireless base station 1 is selected in consideration of mutual interference between the base stations, so that it is possible to effectively use the frequency of the entire wireless communication system. become. Also, radio resource control can be performed according to changes in the communication environment.
次に、IPフローに対する通信品質の要求に応じた制御動作を説明する。第2実施形態においては、IPフローに対する通信品質の要求に応じた無線リソース制御を行う場合、以下の手順(ステップS41〜S4
)で、使用する無線モジュール11の選択が行われる。
Next, the control operation according to the communication quality requirement for the IP flow will be described. In the second embodiment, when radio resource control is performed in response to a request for communication quality for an IP flow, the following procedure (steps S41 to S4) is performed.
), The wireless module 11 to be used is selected.
ステップS41;制御部15は、無線モジュール11から無線環境状況の通知を受け、また、パケットスイッチ12からバッファリング状況の通知を受け、また、上位層部16からIPパケット情報の通知を受ける。制御部15は、それら通知された情報を上位制御部30に送信する。
ステップS42;上位制御部30は、各無線基地局1から受信した通信品質、無線モジュール11の利用状況等に基づいて各無線基地局1の利用可能な無線モジュール11を判断し、無線基地局1毎の利用可能な無線モジュール11の候補を示す無線モジュール候補リストを作成、更新する。
ステップS43;上位制御部30は、各無線基地局1内の制御部15に、それぞれ対応する無線モジュール候補リストを送信する。
ステップS44;制御部15は、無線モジュール11毎の配下の無線端末2の一覧、プレゼンス情報等から、無線端末2毎のアクセス可能な無線モジュール11を示す無線モジュール管理テーブルを作成、更新する。ここでは、無線端末2からの通知、位置登録などを契機として無線モジュール管理テーブルの更新をダイナミックに行い、記録する。
ステップS45;制御部15は、ステップS41で通知された情報、上位制御部30から受信した無線モジュール候補リストおよび無線モジュール管理テーブルに基づいて、IPフローに対する通信品質の要求を満たすことのできる無線モジュール11を判断する。具体的には、無線モジュール候補リスト中の無線モジュール11であって、無線端末2がアクセス可能な無線モジュール11の利用状況(余剰帯域、遅延時間の見込み、スループット等)を参照し、要求品質を満足することのできる無線モジュール11の組合せを求める。
ステップS46;ステップS45の判断により選択した無線モジュール11をパケットスイッチ12に指示する。
Step S41: The
Step S42: The
Step S43: The
Step S44: The
Step S45: The
Step S46; The
これにより、基地局間の相互干渉が考慮された上で、各無線基地局1の利用可能な無線モジュール11の候補が選択されるので、複数の無線通信メディア、複数の基地局を利用する際の統合的なQoSの確保を図ることが可能になる。 As a result, a candidate for the wireless module 11 that can be used by each wireless base station 1 is selected in consideration of mutual interference between the base stations, and therefore, when using a plurality of wireless communication media and a plurality of base stations. It is possible to secure an integrated QoS.
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
また、上述した実施形態によれば、以下に示すような優れた効果が得られる。
一般に曜日、時間帯等によって各無線通信メディアの周波数時間利用率は大きく異なり、特に6GHz以下の帯域(VHF、UHF、低マイクロ波帯)では、深刻な電波の逼迫状況にある。このような状況下にあって、本実施形態によれば、無線通信メディアの電波利用状況に応じて無線通信メディア間の連携や統合による無線リソース割り当て制御を行うことができるので、複数の無線通信メディアを統合した無線通信システムを構築することにより周波数時間利用率の向上を図ることができ、電波の有効利用の促進に寄与することができる。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
Moreover, according to the embodiment described above, the following excellent effects can be obtained.
In general, the frequency time utilization rate of each wireless communication medium varies greatly depending on the day of the week, the time zone, and the like, and particularly in a band of 6 GHz or less (VHF, UHF, low microwave band), there is a serious radio wave tight situation. Under such circumstances, according to the present embodiment, it is possible to perform radio resource allocation control by cooperation or integration between wireless communication media according to the radio wave usage status of the wireless communication media. By constructing a wireless communication system that integrates media, it is possible to improve the frequency time utilization rate and contribute to the promotion of effective use of radio waves.
1…無線基地局(無線装置)、2…無線端末(無線装置)、11…無線モジュール、12…パケットスイッチ、13…バッファ、14…変換部、15…制御部、16…上位層部、17…データリンク層部、18…PHY(物理)層部、20…アプリケーション層及びトランスポート層の処理部、30…上位制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless base station (wireless device), 2 ... Wireless terminal (wireless device), 11 ... Wireless module, 12 ... Packet switch, 13 ... Buffer, 14 ... Conversion part, 15 ... Control part, 16 ... Upper layer part, 17 ... Data link layer part, 18 ... PHY (physical) layer part, 20 ... Application layer and transport layer processing part, 30 ... Upper control part
Claims (8)
無線通信メディアにおけるデータリンク層の上位に設けられ、IPパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを選択するデータリンク層パケットスイッチ手段を前記無線基地局および無線端末にそれぞれ備えるとともに、
各無線通信メディア又は前記データリンク層パケットスイッチ手段の状態に基づき、前記データリンク層パケットスイッチ手段を制御する制御手段を有する、
ことを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system that performs wireless communication between a wireless base station and a wireless terminal using a plurality of wireless communication media,
Provided above the data link layer in the wireless communication medium, and provided with data link layer packet switch means for selecting a wireless communication medium to be used in units of IP packets or data link layer packets, respectively, in the wireless base station and the wireless terminal,
Control means for controlling the data link layer packet switch means based on the state of each wireless communication medium or the data link layer packet switch means,
A wireless communication system.
無線通信メディアにおけるデータリンク層の上位に設けられ、IPパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを選択するデータリンク層パケットスイッチ手段と、
各無線通信メディア又は前記データリンク層パケットスイッチ手段の状態に基づいた、前記データリンク層パケットスイッチ手段の制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。 In a wireless device that performs wireless communication using a plurality of wireless communication media,
A data link layer packet switch means for selecting a wireless communication medium to be used in units of IP packets or data link layer packets, provided above the data link layer in the wireless communication medium;
Control means for controlling the data link layer packet switch means based on the state of each wireless communication medium or the data link layer packet switch means;
A wireless device comprising:
前記データリンク層パケットスイッチ手段は、前記無線モジュールに出力するパケットを格納するバッファを前記無線モジュール毎に有し、前記制御手段からの指示により前記バッファ内のパケットの廃棄、転送を行う、
ことを特徴とする請求項3から5のいずれかの項に記載の無線装置。 Comprising one or more wireless modules provided corresponding to each of the wireless communication media;
The data link layer packet switch means has a buffer for storing a packet to be output to the wireless module for each wireless module, and discards and transfers the packet in the buffer according to an instruction from the control means.
The wireless device according to claim 3, wherein the wireless device is a wireless device.
複数コネクションの通信の場合には、IPケット単位で前記データリンク層パケットスイッチ手段からの出力先の無線モジュールを選択し、且つ、受信したデータリンク層パケットをIPフロー単位で統合する、
ことを特徴とする請求項7に記載の無線装置。
In the case of communication of a single connection, the output radio module from the data link layer packet switch means is selected in units of data link layer packets, and the received data link layer packets are integrated as a single IP flow. And
In the case of communication of a plurality of connections, an output destination radio module from the data link layer packet switch means is selected in units of IP packets, and the received data link layer packets are integrated in units of IP flows.
The wireless device according to claim 7.
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