JP2008048267A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】新基地局40は、移動局10での下位レイヤのリンク切り替えタイミングを認識し、新中継装置50から移動局10へパケットが送信される際に、パケットの到達が、移動局10での下位レイヤのリンク切り替え直後となるように、パケット送信の契機となるパケット送信開始メッセージの出力タイミングを調整して、パケット送信開始メッセージを新中継装置50へ通知する。新中継装置50は、パケット送信開始メッセージを受信すると、パケットを移動局10へ送信する。移動局10は、下位レイヤのリンク切り替えを行って下位レイヤのハンドオーバを完了し、新中継装置50から送信されたパケットをリンク切り替え直後に受信して、上位レイヤのハンドオーバを完了する。
【選択図】図1
Description
〔S71a〕MSは、BS1だけでなく、Diversity Set内の他のBS2、BS3ともパケット同期がとられている。
〔S73〕パケットを送受信すべきハンドオーバ対象のBS2に切り替える時間を、あらかじめMSとBS2間で決めておき、そのタイミングで正確にBS1からBS2へ切り替えてハンドオーバを実行する。
上記のようなFBSSの動作は、WiMAXレイヤ(レイヤ2に該当)上で行われる動作であって標準化されているが、WiMAXレイヤの上位層に位置するIP(Internet Protocol)レイヤの接続性については、何ら規定されていない。
なお、無線ネットワーク200の各装置の名称は、FMIPv6の標準仕様RFC 4068に沿って記載したもので(基本的にはFMIPv4も同様)、PBS/NBSは、WiMAXのBSに相当し、PAR/NARは、WiMAXのGWに相当する。
〔S82〕MOB_MSHO_REQ(NBS)は、Diversity Set推奨BS要求メッセージである。MSは、このメッセージをPBSへ送信して、NBSをDiversity Setへ追加したい旨をPBSへ通知する。
〔S85、S86〕RtSolPr(Router Solicitation for Proxy Advertisement)は、L3ネットワーク情報要求メッセージであり、PrRtAdv(Proxy Router Advertisement)は、L3ネットワーク情報広報メッセージである。MSは、RtSolPrをPARへ送信し、PARはPrRtAdvをMSへ返信する。
〔S93〕MOB_Ho_IND(NBS)は、L2ハンドオーバ開始メッセージである。ステップS84と同一のメッセージ名であるが、メッセージ内のパラメータの違いによって、PBSはメッセージを区別可能である。MSは、このWiMAX制御メッセージによって、Anchor BSをPBSからNBSへ変更する。
〔S95〕MSは、指定されたタイミングでL2のリンク切り替えを行う。
〔S98、S99〕BU(Binding Update)は、L3パケット経路切り替えメッセージである。HAは、このメッセージを受信することにより、PAR宛からNAR宛へパケットの転送を切り替える(Anchor routerがPARからNARへ切り替わる)。
〔S1〕ハンドオーバ開始メッセージ送信部12は、移動局10と旧基地局20と旧中継装置30との間で、上位/下位ハンドオーバを実行する前に行われるハンドオーバ準備処理の終了後に、ハンドオーバ開始メッセージM1を旧中継装置30へ送信する。
〔S4〕旧中継装置30の応答メッセージ通知部32は、旧中継装置30から新中継装置50へパケットの転送が行われると、ハンドオーバ開始メッセージM1の応答メッセージM1aを、旧基地局20を介して移動局10へ送信する。
〔S16〕FBUを受信した旧中継装置30は、新中継装置50との間で、HI/HAck(L3ルータ間ハンドオーバ開始メッセージ/L3ルータ間ハンドオーバ応答メッセージ)を送受信し、L3ルータ間でハンドオーバの通知/応答を行う。元々、MOB_HO_INDの中に、移動局10のハンドオーバ先である新基地局40が指定されているので、その上位のルータである新中継装置50を旧中継装置30は知ることができる。
〔S19〕旧中継装置30は、L3ネットワークハンドオーバ応答メッセージであるFBack(図2の応答メッセージM1aに該当)を送信し、一連のFBU、HI、HAck処理が終了したことを旧基地局20へ通知する。
〔S23〕移動局10は、移動局側タイマ11が指定されたリンク切り替え時間になるとL2切り替えを実施する。
〔S31a〕移動局10は、MOB_MSHO_REQ(NSB)をWiMAXパケットで送信する。
〔S31b〕旧基地局20(メッセージ代行処理部26)は、このメッセージの受信を契機に、RtSolPrを移動局10の代わりに旧中継装置30へ送信し、移動局10がDiversity Setに加える基地局が属するネットワークのL3ネットワーク情報を要求する。
〔S33〕移動局10は、MOB_HO_IND(NBS)を旧基地局20へ送信し、Diversity Setへの新基地局40の追加を通知する。
〔S36a〕旧中継装置30は、FBackを送信し、一連のFBU、HI、HAck処理が終了したことを旧基地局20へ通知する。
上述のようにすることで、L3ネットワークハンドオーバの応答を最終的に受けるのは移動局10ではなく、旧基地局20のメッセージ代行処理部26となるが、第1の実施の形態と同様に、L2切り替え時間の指定と、L3ネットワークハンドオーバの応答を同時に行うことができる。
〔S39〕新基地局40内のメッセージ代行処理部は、移動局10の代わりに、BUをHAへ送信する。HAは、このメッセージの受信により、旧中継装置30宛から新中継装置50宛へ、移動局10宛のパケットの転送を切り替える。
〔S43〕旧中継装置30は、FBackともに、First Buffered Packet SNを旧基地局20へ送信する。旧基地局20は、このFirst Buffered Packet SN を記憶しておく。
〔S45a、S45b〕旧基地局20内の残りパケット送信部24は、移動局10との間で送達確認が取れた最終のパケット(最後送出パケット)のシーケンス番号(=last Ack SN)が、First Buffered Packet SNから1引いた値よりも小さい場合、旧基地局20に残っている残りパケット(=Remaining Packet)を新中継装置50(=パケットバッファリング装置)へ、シーケンス番号付きで送信する。
〔S47〕新中継装置50は、送信された残りパケットもバッファリングして、パケットに付加されているシーケンス番号を参照し、シーケンス番号の小さいパケットから順に、パケットを新基地局40へ転送する。
ここで、上記のシーケンスの動作について具体例を挙げて説明する。移動局10と旧基地局20との間のリンクが断し、旧基地局20から移動局10へ送出しきれずにシーケンス番号#4〜#7のパケットが旧基地局20に残ったとする。
〔S53〕旧中継装置30は、FBackともに、First bi-casting Packet SNを旧基地局20へ送信する。旧基地局20は、このFirst bi-casting Packet SNを記憶しておく。
〔S55〕旧基地局20は、移動局10との間で送達確認が取れた最終のパケットのシーケンス番号(=last Ack SN)を新中継装置50へ送信する。旧基地局20は、ステップS55のメッセージ通知のタイミングで移動局10へのパケットの送信を停止する。
〔S56b〕ステップS56aの不等式が成り立つ場合、旧基地局20に残っている残りパケット(=Remaining Packet)を新中継装置50へ、シーケンス番号付きで送信する。
〔S58〕新中継装置50は、パケットに付与されているシーケンス番号を参照し、(last Ack SN+1)のシーケンス番号のパケットから、シーケンス番号の小さい順に、パケットを新基地局40へ送信する。新中継装置50は、last Ack SNと同じか、または小さい値のシーケンス番号を有するパケットを廃棄する。
ここで、上記のシーケンスついて具体例を挙げて説明する。ステップS51のbi-castによって、シーケンス番号#8以降(#8、#9、#10、・・・)のパケットが両方向に送信され、その後、移動局10と旧基地局20との間のリンクが断して、旧基地局20から移動局10へ送出しきれずにシーケンス番号#10、#11、・・・のパケットが旧基地局20に残ったとする。
この場合、旧基地局20から移動局10へ最後に送出した最後送出パケットのシーケンス番号(last Ack SN)は#6であり(#7以降が移動局10へ送出しきれずに残ったので、#6までは移動局10へ送出できている)、最後送出パケットシーケンス番号通知部25は、新中継装置50のパケット送信部52へ#6を通知する(ステップS55)。
制御メッセージ重畳部は、FBSS制御メッセージと、高速ハンドオーバMobile IP制御メッセージとを、同じパケットに重畳して送受信する。
10 移動局
11 移動局側タイマ
12 ハンドオーバ開始メッセージ送信部
13 制御メッセージ重畳部
14 通信制御部
20 旧基地局
21 基地局側タイマ
22 リンク切り替えタイミング通知部
23 制御メッセージ重畳部
24 残りパケット送信部
25 最後送出パケットシーケンス番号通知部
26 メッセージ代行処理部
30 旧中継装置
31 パケット転送部
32 応答メッセージ通知部
40 新基地局
41 パケット送信開始メッセージ通知部
42 送出タイミング微調整部
50 新中継装置
51 パケットバッファ部
52 パケット送信部
A1、A2 アクセスネットワーク
N1 コアネットワーク
CN コレスポンデントノード
HA ホームエージェント
Claims (8)
- ハンドオーバを実行して無線通信を行う無線通信システムにおいて、
移動局と、
ハンドオーバの実行前に前記移動局と通信を行う旧基地局と、
ハンドオーバの実行後に前記移動局と通信を行う新基地局と、
前記新基地局と接続し、ハンドオーバの実行後にパケット中継を行う新中継装置と、
前記旧基地局と接続し、ハンドオーバの実行前にパケット中継を行う旧中継装置と、
を有し、
前記移動局と前記旧基地局とは、下位レイヤのハンドオーバによるリンク切り替えタイミングを互いに同期させ、
前記旧基地局は、前記リンク切り替えタイミングを前記移動局及び前記新基地局へ通知し、
前記新基地局は、前記移動局での下位レイヤのリンク切り替えタイミングを認識すると、前記新中継装置から前記新基地局を介して前記移動局へパケットが送信される際に、前記パケットの到達が、前記移動局での下位レイヤのリンク切り替え直後となるように、パケット送信の契機となるパケット送信開始メッセージの出力タイミングを調整し、
前記新基地局は、前記出力タイミングにもとづき、前記パケット送信開始メッセージを前記新中継装置へ通知し、
前記新中継装置は、前記パケット送信開始メッセージを受信すると、前記新基地局を介して前記パケットを前記移動局へ送信し、
前記移動局は、前記下位レイヤのリンク切り替えを行って前記下位レイヤのハンドオーバを完了し、前記新中継装置から送信された前記パケットをリンク切り替え直後に受信して、上位レイヤのハンドオーバを完了することで、下位レイヤハンドオーバの完了時間と、上位レイヤハンドオーバの完了時間との時間差をなくして、前記新基地局と通信を開始することを特徴とする無線通信システム。 - 前記移動局は、前記移動局と前記旧基地局と前記旧中継装置との間で、前記上位/下位ハンドオーバを実行する前に行われるハンドオーバ準備処理の終了後に、ハンドオーバ開始メッセージを前記旧中継装置へ送信し、前記旧中継装置は、前記上位/下位レイヤハンドオーバの実行前では、前記旧基地局を介して前記移動局へパケットを送信し、ハンドオーバ開始メッセージを受信すると、前記移動局へのパケット送信は停止して、前記新中継装置へ前記パケットを転送することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記移動局及び前記旧基地局は、前記下位レイヤハンドオーバを実行する際に必要な下位レイヤ制御メッセージと、前記上位レイヤハンドオーバを実行する際に必要な上位レイヤ制御メッセージとを重畳して上位/下位レイヤ制御メッセージを生成し、レイヤ間にまたがる制御メッセージを個別に送受信せずに、異なるレイヤ同士の制御メッセージを同時に送受信する制御メッセージ重畳部をさらに有することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記旧基地局はメッセージ代行処理部をさらに有し、前記上位レイヤハンドオーバを実行する際に必要な上位レイヤ制御メッセージ及び前記下位レイヤハンドオーバを実行する際に必要な下位レイヤ制御メッセージに対して、前記メッセージ代行処理部は、前記移動局、または前記旧中継装置から送信される前記下位または前記上位レイヤ制御メッセージの受信を契機に、前記移動局と前記旧中継装置との間で行われていた、前記上位レイヤ制御メッセージの送受信を、前記移動局の代わりに前記旧基地局が仲介して行えるように、前記旧中継装置に対して前記上位レイヤ制御メッセージの送受信を行うことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記新基地局は、前記新中継装置から送信された前記パケットを受信して、前記移動局での下位レイヤのリンク切り替え直後に到達するように前記移動局側へ中継送信する場合に、前記パケットがリンク切り替え前に到達しないように、パケット送信時間を遅らせて送出タイミングを微調整するための送出タイミング微調整部をさらに有することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記移動局が前記旧基地局を介してハンドオーバ開始メッセージを前記旧中継装置へ通知した後に、前記移動局と前記旧基地局との間のリンクが断し、前記旧基地局から前記移動局へ送出しきれずにパケットが残った場合に、前記旧基地局から前記移動局へ最後に送出した最後送出パケットと、送出しきれずに残ったパケットである残りパケットとに対し、前記最後送出パケットのシーケンス番号と、前記新中継装置がバッファリングを開始したパケットであるバッファリング開始パケットのシーケンス番号から1を引いた減算値と、を比較して、前記最後送出パケットのシーケンス番号が前記減算値よりも小さい場合は、前記残りパケットを前記新中継装置へ送信して前記残りパケットをバッファリングさせる残りパケット送信部を、前記旧基地局はさらに有することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記旧基地局は、最後送出パケットシーケンス番号通知部及び残りパケット送信部をさらに有し、前記旧中継装置は、ハンドオーバ開始メッセージの受信後、前記新中継装置と前記旧基地局の両方へ、前記パケット及び対応するシーケンス番号を送信し、前記最後送出パケットシーケンス番号通知部は、前記旧基地局から前記移動局へ最後に送出した最後送出パケットのシーケンス番号を、前記新中継装置へ通知し、前記旧基地局は、前記旧中継装置から送信された前記パケットを前記移動局へ送信している際に、前記移動局と前記旧基地局との間のリンクが断して、前記旧基地局から前記移動局へ送出しきれずにパケットが残った場合に、前記残りパケット送信部は、前記旧基地局から前記移動局へ最後に送出した最後送出パケットと、送出しきれずに残ったパケットである残りパケットとに対し、前記最後送出パケットのシーケンス番号と、前記新中継装置がバッファリングを開始したパケットであるバッファリング開始パケットのシーケンス番号から1を引いた減算値と、を比較して、前記最後送出パケットのシーケンス番号が前記減算値よりも小さくない場合は、前記新中継装置は、前記最後送出パケットシーケンス番号通知部から通知されたシーケンス番号に1を加算したシーケンス番号を持つ前記パケットから前記移動局へ送信し始めることを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記残りパケット送信部は、前記最後送出パケットのシーケンス番号が前記減算値よりも小さい場合は、前記残りパケットをシーケンス番号と共に、残りパケット通知として前記新中継装置へ送信し、前記新中継装置は前記残りパケット通知を受信した場合は、前記新中継装置は、前記残りパケットをバッファリングし、前記新中継装置は前記残りパケットも含めて前記移動局へ送信することを特徴とする請求項7記載の無線通信システム。
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