JP2019009546A - Cellular communication system connecting device, communication system, cellular communication system connecting method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、非セルラー通信システムにおいて、セルラー通信システムの有するIoT−PFに接続するためのIoT−PF接続機能を具備するセルラー通信システム接続装置、通信システム、セルラー通信システム接続方法、及びプログラムに関するものである。 The present disclosure relates to a cellular communication system connection apparatus, a communication system, a cellular communication system connection method, and a program having an IoT-PF connection function for connecting to an IoT-PF included in a cellular communication system in a non-cellular communication system. It is.
近年、IPデータ通信だけではなくIoT(Internet of Things)/M2M (Machine to Machine)、4K/8K高精細映像配信サービス、オンラインゲーム等、多種多様なアプリケーションやサービスが急速に普及してきた。特にコンピュータなどの情報/通信機器だけでなく、世の中に存在する様々な「モノ」に通信機能を持たせ、相互に通信を行うことにより、自動認識、自動制御、遠隔計測などを行うIoTの普及は急速に進んでいる。 In recent years, not only IP data communication but also a variety of applications and services such as IoT (Internet of Things) / M2M (Machine to Machine), 4K / 8K high-definition video distribution service, and online games have rapidly spread. In particular, not only information / communication equipment such as computers but also various `` things '' that exist in the world have communication functions and communicate with each other, so that IoT that performs automatic recognition, automatic control, remote measurement, etc. is popularized Is progressing rapidly.
IoTでは、多くのIoTデバイスを広いエリアに配備する必要があることから、IoTデバイスをどのように管理するかという管理方法の確立が重要となる。この点を解決する方法の一つとして、LTEや3G等のセルラー通信システムで提供されているIoT−PF(PlatForm)がある。IoT−PFは、HLR(Home Location Register)やHSS(Home Subscriber Server)といったセルラー通信システムが有する端末の通信状態や位置情報、契約状態を管理する加入者DB(DataBase)の情報を活用することにより、セルラー通信システムを利用するIoTデバイス(以下、総称してセルラーデバイスと呼ぶ)の通信状態監視や、通信回線の開通・停止、位置情報管理を実現している。 In IoT, since many IoT devices need to be deployed in a wide area, it is important to establish a management method for managing IoT devices. One method for solving this problem is IoT-PF (PlatForm) provided in cellular communication systems such as LTE and 3G. IoT-PF uses the information of the subscriber DB (DataBase) that manages the communication status, location information, and contract status of terminals of cellular communication systems such as HLR (Home Location Register) and HSS (Home Subscriber Server). In addition, it realizes communication status monitoring, communication line opening / stopping, and location information management of IoT devices (hereinafter collectively referred to as cellular devices) using a cellular communication system.
一方で、IoTのユースケースは様々な性格を持ったものが存在するため、セルラー通信システム以外の通信システム(以下、総称して非セルラー通信システムと呼ぶ)を利用するIoTデバイス(以下、総称して非セルラーデバイスと呼ぶ)もある。例えば、センサ等の小型かつ多量に配備されるIoTデバイスの場合は、通信デバイスの消費電力および価格の抑制を実現するセルラー以外の無線通信システムを利用する。また、1つのIoTデバイスで複数の情報を取得したり、映像のような大容量データを送信したりするような場合は、送信データ量あたりの価格が安価で高スループットを実現する光ファイバ通信システムを提供する。 On the other hand, since there are various IoT use cases, there are IoT devices (hereinafter collectively referred to as non-cellular communication systems) using communication systems other than cellular communication systems (hereinafter collectively referred to as non-cellular communication systems). Called non-cellular devices). For example, in the case of a small and large amount of IoT devices such as sensors, a wireless communication system other than cellular that realizes power consumption and price reduction of a communication device is used. In addition, when a plurality of information is acquired by one IoT device or a large amount of data such as video is transmitted, an optical fiber communication system that realizes high throughput at a low price per transmission data amount. I will provide a.
しかしながら、2017年現在、非セルラー通信システムにおいてIoT−PFは提供されていない。その理由の一つとして、非セルラー通信システムでは端末と通信システム間でやり取りするC−Plane(Control−Plane)プロトコルが無く、HLRやHSSのような加入者DBが存在していないことが挙げられる。そのため、非セルラー通信システムでIoT−PFを提供するためには、端末と通信システム間でやり取りするC−Planeプロトコルの実現と加入者DBの構築を行わなければならない。 However, as of 2017, IoT-PF is not provided in non-cellular communication systems. One reason for this is that in a non-cellular communication system, there is no C-Plane (Control-Plane) protocol that is exchanged between the terminal and the communication system, and there is no subscriber DB such as HLR or HSS. . Therefore, in order to provide IoT-PF in a non-cellular communication system, it is necessary to implement a C-Plane protocol that is exchanged between the terminal and the communication system and to construct a subscriber DB.
また、IoTを実施するユーザの中には非セルラーデバイスとセルラーデバイス両方を用いるユーザも存在する。その場合、セルラー通信システムまたは非セルラー通信システム単独でIoT−PFを実現したとしても、セルラーデバイスと非セルラーデバイスを統合して管理することができない。 Some users who implement IoT also use both non-cellular and cellular devices. In that case, even if IoT-PF is realized by a cellular communication system or a non-cellular communication system alone, the cellular device and the non-cellular device cannot be integrated and managed.
さらに、非セルラー通信システムを利用するIoTデバイスの場合、一つのデバイスで複数の情報を取得したり、小型の同一デバイスが多量に配置されることがある。その場合、現状の端末ベースで管理するIoT−PFは運用に適していない。具体的には一つのIoTデバイスを複数のデバイスに見立てて管理したり、複数のIoTデバイスを一括管理としたりすることが求められるが、端末ベースの管理ではそれが実現できない。 Furthermore, in the case of an IoT device using a non-cellular communication system, a plurality of information may be acquired by one device, or a large number of the same small devices may be arranged. In that case, the current IoT-PF managed on a terminal basis is not suitable for operation. Specifically, it is required to manage one IoT device as a plurality of devices or to collectively manage a plurality of IoT devices, but this cannot be realized by terminal-based management.
したがって、既存の通信システムに対して大きな機能追加をすることなく、回線種別によらずIoTデバイスを柔軟かつ統合管理が可能となるIoT−PFの実現が求められている。 Accordingly, there is a demand for realization of IoT-PF that allows flexible and integrated management of IoT devices regardless of the line type without adding a large function to an existing communication system.
例えば、使用する回線種別によらず統合的に端末を管理する方法として特許文献1に示すような複数の通信システム間で端末情報をやり取りする方式が存在する。特許文献1では通信システムが有する加入者DBを複数の通信システム間でやり取りできるようにすることで、統合的なIoT−PFの提供を実現できる。
For example, there is a method for exchanging terminal information between a plurality of communication systems as shown in
また、WiFiなどの非セルラー通信システムをセルラー通信システムのように利用する方法として、非特許文献1に示すようなセルラーのプロトコルを非セルラーのプロトコルでカプセリングする方式が存在する。非特許文献1に示す方法により、非セルラーデバイスをセルラー通信システムに収容することで、セルラー通信システムが提供するIoT−PFで非セルラーデバイスを管理することが可能となる。
Further, as a method of using a non-cellular communication system such as WiFi like a cellular communication system, there is a method of encapsulating a cellular protocol as shown in Non-Patent
しかし、特許文献1の方法はデータベースの同期方法について述べているのみであり、各通信システムが有するデータベースの情報が不足している場合には新たな情報を追加できるようにしなければならないことから、既存の通信システムに大きな機能追加が必要という課題がある。また、端末ベースの管理となってしまうため、柔軟な管理を実現することもできないという課題もある。
However, the method of
また、非特許文献1の方法は非セルラーデバイスとセルラーデバイスの統合管理を実現するものの、端末ベースの管理となってしまうため柔軟なデバイス管理を実現することが困難という課題がある。また、セルラープロトコルのカプセリング機能を多くの非セルラーデバイスに実装することは非常に大きな機能追加が必要という課題がある。
Further, although the method of Non-Patent
そこで、上記課題を解決すべく、本発明は、既存の通信システムに対して大きな機能追加をすることなく、非セルラーデバイスとセルラーデバイスの統合管理を可能とするセルラー通信システム接続装置、通信システム、セルラー通信システム接続方法、及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problem, the present invention provides a cellular communication system connection apparatus, a communication system, and an integrated management system for a non-cellular device and a cellular device without adding a large function to an existing communication system. It is an object to provide a cellular communication system connection method and program.
上記目的を達成するために、本発明に係るセルラー通信システム接続装置は、非セルラーネットワークに接続されたIoTデバイスの送受信パケットを仮想化されたセルラー端末の送受信パケットとし、仮想化されたセルラー基地局を介してセルラーネットワークの送受信パケットとして扱うことを可能とした。 In order to achieve the above object, a cellular communication system connection apparatus according to the present invention uses a virtual cellular base station as a virtual cellular terminal transmission / reception packet of a IoT device connected to a non-cellular network. It is possible to handle it as a transmission / reception packet of a cellular network via
具体的には、本発明に係るセルラー通信システム接続装置は、
非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットをセルラーネットワークの送受信パケットとして扱う機能を有する1以上の仮想セルラー端末と、
前記仮想セルラー端末と前記セルラーネットワーク内のコア装置とを接続する1以上の仮想セルラー基地局と、
前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記仮想セルラー端末に振り分けるパケット振り分け部と、
前記仮想セルラー端末と前記仮想セルラー基地局との接続関係を制御して、前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記セルラーネットワークの送受信パケットとして前記セルラーネットワークとの間で転送する仮想端末収容制御部と、
を備える。
Specifically, the cellular communication system connection device according to the present invention is:
One or more virtual cellular terminals having a function of handling transmission / reception packets of a communication device connected to a non-cellular network as transmission / reception packets of the cellular network;
One or more virtual cellular base stations that connect the virtual cellular terminal and a core device in the cellular network;
A packet distribution unit that distributes transmission / reception packets of the communication device connected to the non-cellular network to the virtual cellular terminal;
A virtual that controls a connection relationship between the virtual cellular terminal and the virtual cellular base station, and transfers a transmission / reception packet of a communication device connected to the non-cellular network to and from the cellular network as a transmission / reception packet of the cellular network. A terminal accommodation control unit;
Is provided.
また、本発明に係る通信システムは、
セルラーネットワークと非セルラーネットワークとの間に配置され、
前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記セルラーネットワークの送受信パケットとして扱う機能を有する1以上の仮想セルラー端末、及び前記仮想セルラー端末と前記セルラーネットワーク内のコア装置とを接続する1以上の仮想セルラー基地局を形成し、
前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記仮想セルラー端末に振り分け、前記仮想セルラー端末と前記仮想セルラー基地局との接続関係を制御して、前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記セルラーネットワークの送受信パケットとして前記セルラーネットワークとの間で転送するセルラー通信システム接続装置
を備える。
Moreover, the communication system according to the present invention includes:
Placed between cellular and non-cellular networks,
One or more virtual cellular terminals having a function of handling transmission / reception packets of a communication device connected to the non-cellular network as transmission / reception packets of the cellular network, and connecting the virtual cellular terminal and a core device in the
A communication device connected to the non-cellular network by distributing transmission / reception packets of the communication device connected to the non-cellular network to the virtual cellular terminal and controlling a connection relationship between the virtual cellular terminal and the virtual cellular base station A cellular communication system connection device for transferring the transmission / reception packet of the cellular network as the transmission / reception packet of the cellular network.
また、本発明に係るセルラー通信システム接続方法は、
非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットをセルラーネットワークの送受信パケットとして扱う機能を有する1以上の仮想セルラー端末、及び前記仮想セルラー端末と前記セルラーネットワーク内のコア装置とを接続する1以上の仮想セルラー基地局を形成し、
前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記仮想セルラー端末に振り分け、前記仮想セルラー端末と前記仮想セルラー基地局との接続関係を制御して、前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記セルラーネットワークの送受信パケットとして前記セルラーネットワークとの間で転送することを特徴とする。
Moreover, the cellular communication system connection method according to the present invention includes:
One or more virtual cellular terminals having a function of handling transmission / reception packets of a communication device connected to a non-cellular network as transmission / reception packets of a cellular network, and one or more connecting the virtual cellular terminal and a core device in the cellular network Forming a virtual cellular base station,
A communication device connected to the non-cellular network by distributing transmission / reception packets of the communication device connected to the non-cellular network to the virtual cellular terminal and controlling a connection relationship between the virtual cellular terminal and the virtual cellular base station The transmission / reception packet is transferred to / from the cellular network as a transmission / reception packet of the cellular network.
本発明は、セルラーネットワークと非セルラーネットワークとの間にセルラー通信システム接続装置を配置し、相互間でパケットの形式を変換する。このため、既存の通信システムに対して大きな機能追加が不要であり、回線種別によらず通信デバイスをセルラーネットワークにて統合管理が可能となる。 According to the present invention, a cellular communication system connection device is arranged between a cellular network and a non-cellular network, and packet formats are converted between each other. For this reason, it is not necessary to add a large function to the existing communication system, and the communication device can be integrated and managed by the cellular network regardless of the line type.
従って、本発明は、既存の通信システムに対して大きな機能追加をすることなく、非セルラーデバイスとセルラーデバイスの統合管理を可能とするセルラー通信システム接続装置、通信システム、セルラー通信システム接続方法、及びプログラムを提供することができる。 Therefore, the present invention provides a cellular communication system connection apparatus, a communication system, a cellular communication system connection method, and an integrated management of a non-cellular device and a cellular device without adding a large function to an existing communication system, and A program can be provided.
本発明に係るセルラー通信システム接続装置は、前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスと前記非セルラーネットワークとの接続状態を検知し、前記仮想セルラー端末の起動状態と前記接続関係を変更するように前記仮想端末収容制御部を制御するデバイス管理部をさらに備えることを特徴とする。本セルラー通信システム接続装置は、デバイス管理部を備えることで、セルラーネットワークにて非セルラーデバイスの状態を管理することが可能となる。 The cellular communication system connection device according to the present invention detects a connection state between a communication device connected to the non-cellular network and the non-cellular network, and changes an activation state of the virtual cellular terminal and the connection relationship. A device management unit that controls the virtual terminal accommodation control unit is further provided. The cellular communication system connection apparatus includes the device management unit, so that the state of the non-cellular device can be managed in the cellular network.
本発明に係るセルラー通信システム接続装置の前記仮想セルラー端末は、前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記非セルラーネットワークの送受信パケットとして前記非セルラーネットワークへ転送する機能をさらに有することを特徴とする。本セルラー通信システム接続装置は、通信の内容に応じてセルラー通信システムと非セルラー通信システムを使い分けて情報をデータサーバに収集可能とする。 The virtual cellular terminal of the cellular communication system connection device according to the present invention further has a function of transferring a transmission / reception packet of a communication device connected to the non-cellular network to the non-cellular network as a transmission / reception packet of the non-cellular network. It is characterized by. The cellular communication system connection device enables information to be collected in a data server by selectively using a cellular communication system and a non-cellular communication system according to the contents of communication.
本発明に係るプログラムは、コンピュータを前記セルラー通信システム接続装置として機能させるためのプログラムである。本発明に係るセルラー通信システム接続装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。 The program according to the present invention is a program for causing a computer to function as the cellular communication system connection device. The cellular communication system connection device according to the present invention can be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided through a network.
本発明は、既存の通信システムに対して大きな機能追加をすることなく、非セルラーデバイスとセルラーデバイスの統合管理を可能とするセルラー通信システム接続装置、通信システム、セルラー通信システム接続方法、及びプログラムを提供することができる。 The present invention relates to a cellular communication system connection apparatus, a communication system, a cellular communication system connection method, and a program capable of integrated management of a non-cellular device and a cellular device without adding a large function to an existing communication system. Can be provided.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
(実施形態1)
図1は、本実施形態のIoTデータ収集システム601を示す構成図である。IoTデータ収集システム601は、
セルラーネットワーク20内のIoTプラットフォーム23と、
非セルラーネットワーク10に接続されたIoT(Internet of Things)デバイス(42、43)の送受信パケットをセルラーネットワーク20の送受信パケットとして扱う機能を有する1以上の仮想セルラー端末303、及び仮想セルラー端末303とセルラーネットワーク20内のコア装置203とを接続する1以上の仮想セルラー基地局309を形成し、
非セルラーネットワーク10に接続されたIoTデバイス(42、43)の送受信パケットを仮想セルラー端末303に振り分け、仮想セルラー端末303と仮想セルラー基地局309との接続関係を制御して、非セルラーネットワーク10に接続されたIoTデバイス(42、43)をIoTプラットフォーム23に接続し、
非セルラーネットワーク10に接続されたIoTデバイス(42、43)の送受信パケットをセルラーネットワーク20の送受信パケットとしてセルラーネットワーク20との間で転送するセルラー通信システム接続装置3と、
を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an IoT
An
One or more virtual
The transmission / reception packet of the IoT device (42, 43) connected to the
A cellular communication
Is provided.
詳細には、IoTデータ収集システム601は、非セルラー通信システム1と、セルラー通信システム2と、非セルラー通信システム1に増設する形で具備するセルラー通信システム接続装置3と、IoTデバイス4と、インターネット部5と、から構成される。IoTデータ収集システム601では、セルラー通信システム接続装置3を非セルラー通信システム1とセルラー通信システム2の間に具備するのみで、セルラー通信システム2上のIoT−PF23で回線種別によらずIoTデバイス4を柔軟かつ統合管理することが可能となる。
Specifically, the IoT
なお、図1における実線は機能部間の接続を意味しており、破線矢印は制御情報のやり取りを示している。 In addition, the solid line in FIG. 1 means the connection between function parts, and the broken line arrow has shown exchange of control information.
非セルラー通信システム1は、ルータやスイッチで構成されて接続部間の通信を提供する非セルラーネットワーク10と、非セルラーネットワーク10内に存在してセルラー通信システム接続装置3と接続する転送装置11と、局内側光回線終端装置であるOLT(Optical Line Terminal)12と、宅内側光回線終端装置であるONU(Optical Network Unit)13と、無線デバイス42と無線電波15を介して送受信を行い非セルラーネットワーク10への接続を仲介する無線GW(GateWay)14と、有線デバイス43と有線17を介して送受信を行い非セルラーネットワーク10への接続を仲介する有線GW16と、から構成される。なお、無線電波15は、無線GW14と無線デバイス42の通信媒体であり、セルラーで利用されている電波とは異なる無線方式を持つ。
The
セルラー通信システム2は、ルータやスイッチで構成されて接続部間の通信を提供するセルラーネットワーク20と、セルラーデバイス41とセルラー電波22を介して送受信を行いセルラーネットワーク20への接続を仲介するセルラー基地局21と、IoT−PF23と、から構成される。
The
セルラーネットワーク20は、セルラー通信システム2に接続されている基地局の情報および状態を管理する基地局DB201と、セルラー通信システム2に接続されている端末の情報および状態を管理する加入者DB202と、セルラーデバイス41がインターネット部5と通信する際のGWとなるコア装置203と、セルラー基地局21と接続してセルラーデバイス41の接続状態を制御する無線制御装置204と、から構成される。ここで、加入者DB202はHLRやHSSを想定しており、加入者DB202で管理する端末の識別情報としてはIMSI(International Mobile Subscriber Identity)を想定している。コア装置203は、3GPPで規定されているP−GW(Packet data network GateWay)とS−GW(Serving GateWay)を想定している。無線制御装置204は3GPPで規定されているMME(Mobility Management Entity)を想定している。
The
IoT−PF23は、IoTデバイスの情報および状態を管理するIoTデバイス管理DB231と、クラウド51内にあるVPNルータ511とVPN52を接続するためのVPNルータ232と、セルラー通信システム2上の端末と管理対象IoTデバイスの関連付け情報を記載するデバイス管理テーブル233と、から構成される。
The IoT-
セルラー通信システム接続装置3は、
非セルラーネットワーク10に接続されたIoTデバイス(42、43)の送受信パケットをセルラーネットワーク20の送受信パケットとして扱う機能を有する1以上の仮想セルラー端末303と、
仮想セルラー端末303とセルラーネットワーク20内のコア装置203とを接続する1以上の仮想セルラー基地局309と、
非セルラーネットワーク10に接続されたIoTデバイス(42、43)の送受信パケットを仮想セルラー端末303に振り分けるパケット振り分け部302と、
仮想セルラー端末303と仮想セルラー基地局309との接続関係を制御して、非セルラーネットワーク10に接続されたIoTデバイス(42、43)をセルラーネットワーク20内のIoTプラットフォーム23に接続し、非セルラーネットワーク10に接続されたIoTデバイス(42、43)の送受信パケットをセルラーネットワーク20の送受信パケットとしてセルラーネットワーク20との間で転送する仮想端末収容制御部306と、
を備える。
The cellular communication
One or more virtual
One or more virtual
A
By controlling the connection relationship between the virtual
Is provided.
詳細には、セルラー通信システム接続装置3は、パケット振り分けテーブル302から読み出した情報に基づきパケットを仮想セルラー端末303に振り分けるパケット振り分け部301と、パケット振り分け部301の振り分けルールを記載するパケット振り分けテーブル302と、無線デバイス42と有線デバイス43の送受信パケットをセルラー通信システムの送受信パケットとして扱う機能と仮想セルラー基地局308を介してコア装置203および無線制御装置204に接続するためのプロトコルを動作できる機能とセルラー通信システム上の端末識別情報を有する機能とから構成される仮想セルラー端末303と、端末設定テーブル305から読み出した情報に基づき仮想セルラー端末を制御する仮想セルラー端末制御部304と、仮想セルラー端末の制御情報が記載されている端末設定テーブル305と、仮想端末収容テーブル307から読み出した情報に基づき仮想セルラー端末303と仮想セルラー基地局310の接続関係を制御する仮想端末収容制御部306と、仮想セルラー端末303と仮想セルラー基地局310の接続関係の情報を記載している仮想端末収容テーブル307と、基地局設定テーブル309から読み出した情報に基づき仮想セルラー基地局の設定を制御する仮想基地局制御部308と、仮想セルラー基地局の制御情報が記載されている基地局設定テーブル309と、仮想セルラー端末303とセルラーネットワーク20内のコア装置203間を接続させる仮想セルラー基地局310と、から構成される。ここで、仮想セルラー端末303が有する端末識別情報としてはIMSIを想定しており、仮想セルラー端末303の下部に記載されている文面は各仮想セルラー端末が有するIMSIを示している。
Specifically, the cellular communication
IoTデバイス4は、通信端末として動作しながら具備しているセンサ等のデバイスにより取得したIoTデータをクラウド51のデータサーバ512に対して送信する機能(以下、IoTデータ送信と総称する)を有する。本実施形態では、IoTデバイス4は、セルラーデバイス41、無線デバイス42、及び有線デバイス43である。
The
セルラーデバイス41は、セルラー通信システムの端末として動作しながら、セルラー電波22を介してセルラー基地局21に接続することでIoTデータ送信を行う。無線デバイス42は、非セルラー通信システムの端末として動作しながら、セルラー電波とは異なる電波である無線電波15を介して無線GW14に接続することでIoTデータ送信を行う。有線デバイス43は、非セルラー通信システムの端末として動作しながら、有線17を介して有線GW16に接続することでIoTデータ送信を行う。
The
なお、図1のIoTデバイス4の( )内に本実施例における端末の名称を示している。図1のセルラーデバイス41の下部に各セルラーデバイスが有するIMSIを示している。また、図1の無線デバイス42と有線デバイス43の下部に各IoTデバイスが有するIPアドレスを示している。
In addition, the name of the terminal in a present Example is shown in () of
インターネット部5は、インターネット50と、クラウド51と、IoT−PF23とクラウド51を結ぶVPN回線を示すVPN52と、から構成される。
The
クラウド51は、IoT−PF内にあるVPNルータ232とVPN52を接続するVPNルータ511と、IoTデバイス4から送信されるIoTデータを受信し格納するデータサーバ512と、から構成される。なお、データサーバ512の下部に各データサーバが有するIPアドレスを示している。
The
次に、本実施形態を構成した際に本通信システムの提供者によって予め設定される図2〜図6の設定情報について説明する。 Next, the setting information of FIGS. 2 to 6 preset by the provider of the communication system when the present embodiment is configured will be described.
図2は、本実施形態におけるパケット振り分けテーブル302の具体的な設定内容を示したものである。パケット振り分けテーブル302は、振り分けルールの適用順を示す振り分け優先順位と、パケットを振り分ける際に用いる識別子と、識別子に合致した下りパケットの転送先GWと、識別子に合致した上りパケットの転送先仮想端末と、で構成されている。 FIG. 2 shows specific setting contents of the packet distribution table 302 in the present embodiment. The packet distribution table 302 includes a distribution priority indicating an application order of distribution rules, an identifier used for distributing packets, a transfer destination GW of a downlink packet that matches the identifier, and a transfer destination virtual terminal of an uplink packet that matches the identifier And is composed of.
図3は、本実施形態における端末設定テーブル305の具体的な設定内容を示したものである。端末設定テーブル305は、仮想セルラー端末毎にテーブルを持ち、仮想セルラー端末が起動しているかどうかを示す起動状態と、接続するコア装置203を示す接続先コア装置と、で構成されている。
FIG. 3 shows specific setting contents of the terminal setting table 305 in the present embodiment. The terminal setting table 305 has a table for each virtual cellular terminal, and includes an activation state indicating whether the virtual cellular terminal is activated and a connection destination core apparatus indicating the
図4は、本実施形態における仮想端末収容テーブル307の具体的な設定内容を示したものである。仮想端末収容テーブル307は、対象となる仮想セルラー端末303を示す仮想セルラー端末名と、当該仮想セルラー端末303が接続する仮想セルラー基地局を示す収容先仮想セルラー基地局名と、当該仮想セルラー端末303と仮想セルラー基地局307の接続状態を示す接続状態と、から構成されている。
FIG. 4 shows specific setting contents of the virtual terminal accommodation table 307 in the present embodiment. The virtual terminal accommodation table 307 includes a virtual cellular terminal name indicating the target virtual
図5は、本実施形態における基地局設定テーブル309の具体的な設定内容を示したものである。基地局設定テーブル309は、仮想セルラー基地局307毎にテーブルを持ち、仮想セルラー基地局307が起動しているかどうかを示す起動状態と、仮想セルラー基地局の仮想的な位置を示す緯度情報と経度情報と、で構成されている。
FIG. 5 shows specific setting contents of the base station setting table 309 in the present embodiment. The base station setting table 309 has a table for each virtual
図6は、本実施形態におけるデバイス管理テーブル233の具体的な設定内容を示したものである。デバイス管理テーブル233は、IoT−PFの管理対象となる端末のIMSIと、当該IMSIを有するIoTデバイスの名称を示すデバイス名と、から構成されている。 FIG. 6 shows specific setting contents of the device management table 233 in the present embodiment. The device management table 233 includes an IMSI of a terminal that is an IoT-PF management target and a device name that indicates the name of an IoT device having the IMSI.
以下、本実施例における動作を説明する。本実施例における動作は、非セルラーデバイス42〜43をIoT−PF23の管理対象とする処理である事前処理S1と、事前処理S1実施後に定期的に実施される管理処理S2と、IoTデバイス4からクラウド5への上り通信処理S3と、クラウド5からIoTデバイス4への下り通信処理S4と、から構成されている。
Hereinafter, the operation in this embodiment will be described. The operation in the present embodiment includes a pre-process S1 that is a process that targets the
図7は、事前処理S1の内容を示すものである。事前処理S1は、仮想セルラー基地局310が無線制御装置204と接続する仮想セルラー基地局接続処理S101と、仮想セルラー端末303がセルラーネットワーク20に接続する仮想セルラー端末接続処理S102と、IoT−PFで管理するデバイスを登録するデバイス登録処理S103と、で成り立っている。
FIG. 7 shows the contents of the pre-processing S1. The pre-processing S1 includes virtual cellular base station connection processing S101 in which the virtual cellular base station 310 connects to the
図8は、仮想セルラー基地局接続処理S101の内容を示すものである。まず、仮想セルラー基地局310は無線制御装置204と接続する(ステップS101−1)。ステップS101−1における接続処理は、3GPPで規定されているS1−MMEインターフェースの接続処理を一例として想定している。次に、無線制御装置204は、基地局DB201に仮想セルラー基地局310の情報を登録する(ステップS101−2)。
FIG. 8 shows the contents of the virtual cellular base station connection process S101. First, the virtual cellular base station 310 is connected to the radio control apparatus 204 (step S101-1). The connection process in step S101-1 is assumed as an example of the connection process of the S1-MME interface defined by 3GPP. Next, the
図9は、本実施例における仮想セルラー基地局接続処理S101実施前後の基地局DB201を示したものである。図9(A)は仮想セルラー基地局接続処理S101実施前の基地局DB201の状態、図9(B)は仮想セルラー基地局接続処理S101実施後の基地局DB201の状態である。基地局DB201は、基地局の名前を示す基地局名と、当該基地局の接続状態と、当該基地局の位置を示す緯度情報と経度情報と、から構成されている。図9に示すように、本実施形態を採って仮想セルラー基地局接続処理S101を実施することにより、仮想セルラー基地局309はセルラー基地局21と同じようにセルラー通信システム2に接続されることとなる。
FIG. 9 shows the
図10は、仮想セルラー端末接続処理S102の内容を示すものである。まず、仮想セルラー端末303は仮想端末収容部306によって振り分けられた仮想セルラー基地局309と接続する(ステップS102−1)。ステップS102−1における接続処理は、3GPPで規定されているRRC Connection Establishmentの処理を一例として想定している。次に、仮想セルラー端末303は、仮想セルラー基地局309を介して無線制御装置204と仮想端末制御部によって設定された接続先コア装置203と接続する(ステップS102−2)。ステップS102−2における接続処理は、3GPPで規定されているLTE atacch procedureを一例として想定している。最後に、無線制御装置204とコア装置203は仮想セルラー端末303の情報を加入者DBに反映する(ステップS102−3)。
FIG. 10 shows the contents of the virtual cellular terminal connection process S102. First, the virtual
図11は、本実施例における仮想セルラー端末接続処理S102実施前後の加入者DB202を示したものである。図11(A)は仮想セルラー端末接続処理S102実施前の加入者DB202の状態であり、図11(B)は仮想セルラー端末接続処理S102実施後の加入者DB202の状態である。加入者DB202は、セルラーデバイス41および仮想セルラー端末303の有する端末認証情報であるIMSIと、セルラーデバイス41および仮想セルラー端末303の通信契約の有無を示す契約状態と、セルラーデバイス41および仮想セルラー端末303の接続しているセルラー基地局を示す在圏基地局情報と、セルラーデバイス41および仮想セルラー端末303の接続しているコア装置203を示すコア装置情報と、コア装置203からセルラーデバイス41および仮想セルラー端末303に割り当てられたIPアドレスを示すIPアドレス情報と、セルラーデバイス41および仮想セルラー端末303の累積通信量を示す累積通信量情報と、から構成される。図11に示すように、本実施形態を採ることにより、仮想セルラー端末303をセルラーデバイス41と同じようにセルラーネットワーク20に接続し、管理することが可能となる。
FIG. 11 shows the
図12は、デバイス登録処理S103の内容を示すものである。IoT−PF23は、デバイス管理テーブル233からIMSIとIoTデバイスの関連付け情報を読み取り、読み取った情報をIoTデバイス管理DBに登録する。
FIG. 12 shows the contents of the device registration process S103. The IoT-
図13は、デバイス登録処理S103実施前後のIoTデバイス管理DB231を示したものである。図13(A)はデバイス登録処理S103実施前のIoTデバイス管理DB231の状態であり、図13(B)はデバイス登録処理S103実施後のIoTデバイス管理DB231の状態である。IoTデバイス管理DB231は、管理対象のIoTデバイスのデバイス名と、IoTデバイスに対応するセルラーデバイス41および仮想セルラー端末303の有する端末認証情報であるIMSIと、IoTデバイスに対応するセルラーデバイス41および仮想セルラー端末303の通信契約の有無を示す契約状態と、IoTデバイスに対応するセルラーデバイス41および仮想セルラー端末303のセルラーネットワーク20接続有無を示す通信状態と、IoTデバイスに対応するセルラーデバイス41および仮想セルラー端末303が接続しているセルラー基地局の位置情報を擬似的なIoTデバイスの存在位置として示す推定位置情報と、IoTデバイスに対応するセルラーデバイス41および仮想セルラー端末303に割り当てられているIPアドレス情報と、IoTデバイスに対応するセルラーデバイス41および仮想セルラー端末303の累積通信量と、から構成されている。図13に示すように、本実施形態を採ることにより、非セルラー端末とセルラー端末を同一のIoT−PF上に登録することができるとともに、複数の非セルラー端末を一つのIoTデバイスとして登録したり、一つの非セルラー端末を複数のIoTデバイスとして登録したりすることが可能となる。
FIG. 13 shows the IoT
図14は管理処理S2の内容を示すものである。管理処理S2は、デバイス情報更新処理S201と、で成り立っている。 FIG. 14 shows the contents of the management process S2. The management process S2 includes a device information update process S201.
図15は、デバイス情報更新処理S201の内容を示すものである。まず、IoT−PF23は加入者DB201からデバイス管理テーブル233に記載されているIMSIに関する情報を読み取る(ステップS201−1)。次に、IoT−PF23は基地局DB202からステップS201−1で読み取った基地局名に関する情報を読み取る(ステップS201−2)。最後に、IoT−PF23はステップS201−1とステップS201−2で読み取った情報をIoTデバイス管理DB231に反映する(ステップS201−3)。
FIG. 15 shows the contents of the device information update process S201. First, the IoT-
図16は、デバイス情報更新処理S201を実施した後のIoTデバイス管理DB231の内容を示すものである。本実施形態を採ることにより、非セルラー端末とセルラー端末を同一のIoT−PF上で管理とともに、複数の非セルラー端末を一つのIoTデバイスとして管理したり、一つの非セルラー端末を複数のIoTデバイスとして管理したりすることが可能となる。
FIG. 16 shows the contents of the IoT
図17は、上り通信処理S3の内容を示すものである。まず、無線デバイス42または有線デバイス43は、取得したIoTデータをデータサーバ512が宛先のパケットとして無線GW14または有線GW16へ転送する(ステップS301)。無線GW14または有線GW16は、非セルラーネットワーク10を介してパケット振り分け部301に当該パケットを転送する(ステップS302)。パケット振り分け部301は、当該パケットをパケット振り分けテーブル302の記載に基づき仮想セルラー端末303へ転送する(ステップS303)。仮想セルラー端末303は、当該パケットを自身の送信パケットに変換する(ステップS304)。ステップS304の処理は例としてNAPT(Network Address Port Translation)を想定している。仮想セルラー端末303は、当該パケットを接続している仮想セルラー基地局309へ転送する(ステップS305)。仮想セルラー基地局309は、セルラーネットワーク20を介してコア装置203へ当該パケットを転送する(ステップS306)。コア装置203は、VPNルータ232およびVPNルータ511を介してデータサーバ512に当該パケットを転送する(ステップS307)。なお、各処理に必要となるルーティング等のネットワーク設定は適切に行われるものとする。
FIG. 17 shows the contents of the uplink communication process S3. First, the
図18は、下り通信処理S4の内容を示すものである。まず、データサーバ512は、仮想セルラー端末303が宛先のパケットを、VPNルータ232およびVPNルータ511を介してコア装置203へ転送する(ステップS401)。コア装置203は、セルラーネットワーク20を介して仮想セルラー基地局309へ当該パケットを転送する(ステップS402)。仮想セルラー基地局309は、当該パケットを宛先の仮想セルラー端末303へ転送する(ステップS403)。仮想セルラー端末303は、当該パケットを無線デバイス42または有線デバイス43への送信パケットに変換する(ステップS404)。ステップS404の処理は例としてNAPTを想定している。仮想セルラー端末303は、当該パケットをパケット振り分け部301へ転送する(ステップS405)。パケット振り分け部301は、当該パケットをパケット振り分けテーブル302の記載に基づき無線GW14または有線GW16へ転送する(ステップS406)。無線GW14または有線GW16は、当該パケットを宛先の無線デバイス42または有線デバイス43へ転送する(ステップS407)。なお、各処理に必要となるルーティング等のネットワーク設定は適切に行われるものとする。
FIG. 18 shows the contents of the downlink communication process S4. First, the
図19は、上り通信処理S3を図1の無線デバイス42(水路計)に適用する際の一例を示すものである。同図に示すように、本実施形態を採ることにより、非セルラーデバイスが送信するIoTデータを、セルラーネットワークを介してデータサーバに収集できるようになるため、非セルラーデバイスの通信状態をIoT−PFで統合管理できるようになる。下り通信処理は図19の送受信宛先が入れ替わるのみであるため、説明は割愛する。 FIG. 19 shows an example when the upstream communication process S3 is applied to the wireless device 42 (channel meter) of FIG. As shown in the figure, by adopting this embodiment, IoT data transmitted by a non-cellular device can be collected in a data server via a cellular network, so that the communication state of the non-cellular device is set to IoT-PF. Can be integrated and managed. Since the downlink communication process only replaces the transmission / reception destination of FIG. 19, the description is omitted.
図20は、上り通信処理S3を図1の無線デバイス42(温度計)、有線デバイス43(気圧計)、有線デバイス43(湿度計)に適用する際の一例を示すものである。同図に示すように、本実施形態を採ることにより、複数非セルラーデバイスが送信するIoTデータを、単一のセルラー端末からのIoTデータとしてデータサーバに収集できるようになるため、複数の非セルラーデバイスの通信状態をIoT−PFで一括して管理できるようになる。下り通信処理は図20の送受信宛先が入れ替わるのみであるため、説明は割愛する。 FIG. 20 shows an example when the upstream communication process S3 is applied to the wireless device 42 (thermometer), the wired device 43 (barometer), and the wired device 43 (hygrometer) in FIG. As shown in the figure, by adopting this embodiment, IoT data transmitted by a plurality of non-cellular devices can be collected in a data server as IoT data from a single cellular terminal. The communication state of the device can be managed collectively by IoT-PF. Since the downlink communication process only replaces the transmission / reception destination of FIG. 20, the description is omitted.
図21は、上り通信処理S3を図1の有線デバイス43(人感センサ付き監視カメラ)に適用する際の一例を示すものである。同図に示すように、本実施形態を採ることにより、単一の非セルラーデバイスが送信するIoTデータを、複数のセルラー端末からのIoTデータとしてデータサーバに収集できるようになるため、単一の非セルラーデバイスの通信状態をIoT−PFで複数に分割して管理できるようになる。下り通信処理は図21の送受信宛先が入れ替わるのみであるため、説明は割愛する。 FIG. 21 shows an example when the upstream communication process S3 is applied to the wired device 43 (monitoring camera with human sensor) of FIG. As shown in the figure, by adopting this embodiment, the IoT data transmitted by a single non-cellular device can be collected in the data server as IoT data from a plurality of cellular terminals. The communication state of a non-cellular device can be divided and managed by IoT-PF. Since the downlink communication process only replaces the transmission / reception destination in FIG. 21, the description is omitted.
(実施形態2)
図22は、本実施形態のIoTデータ収集システム602を示す構成図である。IoTデータ収集システム602は、図1のIoTデータ収集システム601に、非セルラーネットワーク10に接続されたIoTデバイス(42、43)と非セルラーネットワーク10との接続状態を検知し、仮想セルラー端末303の状態と仮想端末収容制御部306が制御する前記接続関係を変更するデバイス管理部をさらに備える。本実施形態では、デバイス管理部は通信状態受信機能310である。
(Embodiment 2)
FIG. 22 is a configuration diagram showing the IoT
IoTデータ収集システム602は、この構成を採ることにより、非セルラー通信システムが有する基本的な状態変化通知機能を利用して非セルラー通信システム1の状態変化をセルラー通信システム接続装置3の動作に反映することができ、結果的にIoT−PF23において非セルラーデバイス42〜43の通信状態を管理することが可能となる。
By adopting this configuration, the IoT
以下、本実施形態の構成を図1との差分に絞って説明をする。 Hereinafter, the configuration of the present embodiment will be described by focusing on differences from FIG.
通信状態通知機能18は、非セルラー通信システム1内の各要素に具備できるものであり、非セルラー通信システムの状態を非セルラー通信システム状態情報として通信状態受信機能310へ通知する機能を有する。通知する手段の一例として、SMNP(Simple Network Management Protocol)を想定しており、一般的なネットワーク内の機器が通常有する機能である。
The communication
通信状態受信機能310は、セルラー通信システム接続装置3内に存在する機能部であり、通信状態通知機能18から通知された非セルラー通信システム状態情報を受信し、通信状態関連性テーブル311の記載に基づき端末設定テーブル305と仮想端末収容テーブル307の内容を書き換える機能を有する。
The communication state reception function 310 is a functional unit that exists in the cellular communication
通信状態関連性テーブル311は、セルラー通信システム接続装置3内に存在する機能部であり、非セルラー通信システム状態情報を受信した際にどのように端末設定テーブル305および仮想端末収容テーブル307を書き換えるかという規則を記載している。
The communication state relevance table 311 is a functional unit that exists in the cellular communication
パケット振り分け部312は、図1のパケット振り分け部301の有する機能に加えて、通信状態通知機能18から通知された非セルラー通信システム状態情報のパケットの場合は通信状態受信機能310に転送する機能を有する。
In addition to the functions of the
また、本実施例の説明のために追記した内容について説明する。無線デバイス42の下部に当該デバイスのMAC(Media Access Control)アドレスを記載している。また、有線17には、当該有線が使用する有線GW16のポート番号を記載している。
The contents added for the description of the present embodiment will be described. A MAC (Media Access Control) address of the device is described below the
図23は、本実施形態における通信状態関連性テーブル311の内容を示すものである。通信状態関連性テーブル311は、非セルラー通信システム状態情報の通知元および通知内容と、当該非セルラー通信システム状態情報に対する端末設定テーブル305と仮想端末収容テーブル307の書き換え内容と、から構成されている。 FIG. 23 shows the contents of the communication state association table 311 in the present embodiment. The communication state association table 311 includes a notification source and notification contents of non-cellular communication system state information, and rewriting contents of the terminal setting table 305 and virtual terminal accommodation table 307 for the non-cellular communication system state information. .
本実施形態におけるその他の設定内容は図2〜図6の内容と同一である。 Other setting contents in the present embodiment are the same as those shown in FIGS.
以下、本実施形態の動作を説明する。 The operation of this embodiment will be described below.
図24は、非セルラー通信システムの状態変化をセルラー通信システム接続装置3の動作に反映する非セルラー通信システム状態反映処理S5の内容を示すものである。まず、通信状態通知機能18は、非セルラー通信システム1の状態変動を検知すると、検知した内容を非セルラー通信システム状態情報として通信状態受信機能310に送信する(ステップS501)。次に、通信状態受信機能は、受信した非セルラー通信システム状態情報と通信状態関連性テーブルの記載に基づき端末設定テーブル305と仮想端末収容テーブル307の内容を書き換える(ステップS502)。さらに、仮想端末制御部304と仮想端末収容制御部306は、書き換えられた端末設定テーブル305と仮想端末収容テーブル307の内容に基づき、仮想セルラー端末303と仮想セルラー端末303の収容状態を制御する(ステップS503)。最後に、仮想セルラー端末303は、ステップS503の制御内容に基づきセルラー通信システムとの制御通信を行う(ステップS504)。ステップS504の処理は、例えば仮想セルラー端末303の起動状態をオフにしたり、仮想セルラー端末303と仮想セルラー基地局309の接続を断としたりする場合には3GPPで規定されているLTE detach procedureを、仮想セルラー端末303が収容される仮想セルラー基地局309のみ変更される場合には3GPPで規定されているLTE Handover procedureを実行することを一例として想定している。
FIG. 24 shows the content of the non-cellular communication system state reflection process S5 in which the change in the state of the non-cellular communication system is reflected in the operation of the cellular communication
非セルラー通信システムの状態変化をIoT−PFに反映する動作は、実施形態1における管理処理S2と同一である。 The operation of reflecting the state change of the non-cellular communication system in the IoT-PF is the same as the management process S2 in the first embodiment.
非セルラー通信システム状態反映処理S3の実際の動作例をいくつかの具体例で説明する。 An actual operation example of the non-cellular communication system state reflection process S3 will be described with some specific examples.
[ケースA]
ケースAは、無線デバイス42(水路計)と無線GW#AAの接続が断となった場合である。
無線デバイス42(水路計)の接続が断となった場合、通信状態通知機能#AAはMAC:CCCC・・・の接続断を検知した旨を非セルラー通信システム状態情報として通信状態受信機能310に送信する(ステップS501)。通信状態受信機能310は、受信した非セルラー通信システム情報が通信状態関連テーブル311の#1エントリに合致すると判断し、仮想端末収容テーブル307における仮想セルラー端末#1の接続状態を接続なしに変更する(ステップS502)。ステップS502の結果、仮想端末収容テーブル307の内容は図4から図25のように変更される。仮想端末収容制御部306は、図25の内容に基づき仮想セルラー端末#1と仮想セルラー基地局#Xの接続を切断する(ステップS503)。仮想セルラー端末#1はステップS503の制御内容に基づきセルラー通信システム2とLTE detach procedure通信を行う(ステップS504)。その後、IoT−PF23は管理処理S2を実行する。
[Case A]
Case A is a case where the connection between the wireless device 42 (water channel meter) and the wireless GW # AA is disconnected.
When the connection of the wireless device 42 (water channel meter) is disconnected, the communication state notification function #AA notifies the communication state reception function 310 that the connection disconnection of MAC: CCCC... Is detected as non-cellular communication system state information. Transmit (step S501). The communication state reception function 310 determines that the received non-cellular communication system information matches the # 1 entry of the communication state relation table 311 and changes the connection state of the virtual
図26は、ケースAにおいて非セルラー通信システム状態反映処理S3と管理処理S2を実施した後のIoTデバイス管理DB231の内容を示すものである。同図に示すように、本実施形態を採ることにより、IoT−PF23において、無線デバイス42(水路計)と無線GW#AAの接続が断となった状況を把握できることがわかる。
FIG. 26 shows the contents of the IoT
[ケースB]
ケースBは、無線デバイス42(水路計)が移動して接続先を無線GW#AAから無線GW#BBへと変更した場合である。
無線デバイス42(水路計)が接続先を無線GW#AAから無線GW#BBへと変更した場合、通信状態通知機能#AAはMAC:CCCC・・・の接続断を検知した旨を非セルラー通信システム状態情報として通信状態受信機能310に送信する。それと同時に、通信状態通知機能#BBはMAC:CCCC・・・の接続確立を検知した旨を非セルラー通信システム状態情報として通信状態受信機能310に送信する(ステップS501)。通信状態受信機能310は、受信した非セルラー通信システム情報が通信状態関連テーブル311の#6エントリに合致すると判断し、仮想端末収容テーブル307における仮想セルラー端末#1の収容先仮想セルラー基地局を仮想セルラー基地局#Yに変更する(ステップS502)。ステップS502の結果、仮想端末収容テーブル307の内容は図4から図27のように変更される。仮想端末収容制御部306は、図27の内容に基づき仮想セルラー端末#1の接続先を仮想セルラー基地局#Yに変更する(ステップS503)。仮想セルラー端末#1はステップS503の制御内容に基づきセルラー通信システム2とLTE Handover procedure通信を行う(ステップS504)。その後、IoT−PF23は管理処理S2を実行する。
[Case B]
Case B is a case where the wireless device 42 (channel meter) moves and the connection destination is changed from the wireless GW # AA to the wireless GW # BB.
When the wireless device 42 (water channel meter) changes the connection destination from the wireless GW # AA to the wireless GW # BB, the non-cellular communication that the communication state notification function #AA detects the disconnection of the MAC: CCCC. It is transmitted to the communication status reception function 310 as system status information. At the same time, the communication state notification function #BB transmits to the communication state reception function 310 that the connection establishment of MAC: CCCC... Has been detected as non-cellular communication system state information (step S501). The communication status receiving function 310 determines that the received non-cellular communication system information matches the # 6 entry of the communication status related table 311, and the virtual cellular base station of the virtual
図28は、ケースBにおいて非セルラー通信システム状態反映処理S3と管理処理S2を実施した後のIoTデバイス管理DB231の内容を示すものである。同図に示すように、本実施形態を採ることにより、IoT−PF23において、無線デバイス42(水路計)が移動して接続先を無線GW#AAから無線GW#BBへと変更した状況を把握できることがわかる。
FIG. 28 shows the contents of the IoT
[ケースC]
ケースCは、OLT12とONU13間のリンクが断となり、すべての有線デバイス43が非セルラーネットワークシステムと接続できなくなった場合である。
OLT12とONU13間のリンクが断となった場合、通信状態通知機能#DDはONUとのリンクが断となった旨を非セルラー通信システム状態情報として通信状態受信機能310に送信する(ステップS501)。通信状態受信機能310は、受信した非セルラー通信システム情報が通信状態関連テーブル311の#8エントリに合致すると判断し、端末設定テーブル305における仮想セルラー端末#3と仮想セルラー端末#4の起動状態をオフに変更する(ステップS502)。ステップS502の結果、端末設定テーブル305の内容は図3から図29のように変更される。仮想端末制御部304は、図29の内容に基づき仮想セルラー端末#3と仮想セルラー端末#4の起動状態をオフにする(ステップS503)。仮想セルラー端末#3と仮想セルラー端末#4はステップS503の制御内容に基づきセルラー通信システム2とLTE detach procedure通信を行う(ステップS504)。その後、IoT−PF23は管理処理S2を実行する。
[Case C]
Case C is a case where the link between the
When the link between the
図30は、ケースCにおいて非セルラー通信システム状態反映処理S3と管理処理S2を実施した後のIoTデバイス管理DB231の内容を示すものである。同図に示すように、本実施形態を採ることにより、IoT−PF23において、OLT12とONU13間のリンクが断となり、すべての有線デバイス43が非セルラーネットワークシステムと接続できなくなった状況を把握できることがわかる。
FIG. 30 shows the contents of the IoT
なお、本ケースにおいて仮想セルラー端末#2の起動状態をオフとしなかったのは、仮想セルラー端末#2のうち無線デバイス(温度計)の通信が正常なままであるためである。ただし、場合によっては仮想セルラー端末303に帰属する1つ以上のIoTデバイスと通信ができなくなったことを契機に、仮想セルラー端末#2の起動状態をオフにしてもよい。このように、非セルラー通信システムの状態変化とテーブルの書き換え内容は利用する状況と要件に応じて自由に設定することが可能である。
The reason why the activation state of the virtual
(実施形態3)
図31は、本実施形態のIoTデータ収集システム603を示す構成図である。IoTデータ収集システム603は、図1のIoTデータ収集システム601の仮想セルラー端子303の少なくとも一つが仮想デュアル端末313となったものである。仮想デュアル端末313は、前記非セルラーネットワークに接続されたIoTデバイスの送受信パケットを前記非セルラーネットワークの送受信パケットとして扱う機能をさらに有する。
(Embodiment 3)
FIG. 31 is a configuration diagram showing the IoT
IoTデータ収集システム603は、この構成を採ることにより、非セルラーデバイス42〜43をIoT−PF23で管理しつつ、非セルラーデバイス42〜43が送信するIoTデータは非セルラー通信システム10経由でデータサーバ512に送信することが可能となる。
By adopting this configuration, the IoT
以下、本実施形態の構成を図1との差分に絞って説明をする。 Hereinafter, the configuration of the present embodiment will be described by focusing on differences from FIG.
仮想デュアル端末313は、セルラー通信システム接続装置3内に存在する機能部であり、仮想セルラー端末303と同様の通信機能を有するセルラー通信部313−1と、非セルラー通信システムと接続してパケットを送受信する非セルラー通信部313−2と、仮想デュアル端末313で受信したパケットをセルラー通信部313−1または非セルラー通信部313−2に振り分ける機能を有するシステム振り分け部313−3と、から構成される。
The virtual
仮想端末制御部314は、図1の仮想端末制御部304の有する機能に加えて、仮想デュアル端末の動作を端末設定テーブル315の記載に従って制御する機能を有する。
The virtual
端末設定テーブル315は、図1の端末設定テーブルの有する機能に加えて、仮想デュアル端末313の動作設定が記載されている。
The terminal setting table 315 describes operation settings of the virtual
パケット振り分け部316は、図1のパケット振り分け部301の有する機能に加えて、仮想デュアル端末313へのパケット振り分けを行う機能を有する。
The
図32は、本実施形態におけるパケット振り分けテーブル302の内容を示すものである。具体的な記載内容以外は図3と同一であるため、説明は割愛する。 FIG. 32 shows the contents of the packet distribution table 302 in the present embodiment. Except for the specific description, it is the same as FIG. 3 and will not be described.
図33は、本実施形態における端末設定テーブル315の内容を示すものである。図3との差分は、仮想デュアル端末313に対する設定が記載されている点である。具体的には、非セルラー通信部313−1で通信するパケット識別子の情報と、セルラー通信部313−2で通信するパケット識別子の情報が記載されている。
FIG. 33 shows the contents of the terminal setting table 315 in the present embodiment. The difference from FIG. 3 is that the setting for the virtual
本実施形態におけるその他の設定内容は図4〜図6の内容と同一である。 The other setting contents in this embodiment are the same as the contents shown in FIGS.
以下、本実施形態の実際の動作を説明する。 The actual operation of this embodiment will be described below.
図34は、上り通信処理S6の内容を示すものである。ステップS601〜S602の内容はステップS301〜S302と同一である。パケット振り分け部316は、当該パケットを仮想セルラー端末303または仮想デュアル端末313内のシステム振り分け部313−3へ転送する(ステップS603)。システム振り分け部313−3は、当該パケットを端末設定テーブル315の記載に基づき、セルラー通信部313−1または非セルラー通信部313−2に振り分ける(ステップS604)。非セルラー通信部313−2に振り分けられたパケットの場合、非セルラー通信部313−2は、当該パケットを非セルラーネットワーク10、インターネット50を介してデータサーバ512へ転送する(ステップS605)。セルラー通信部に振り分けられたパケットの場合、セルラー通信部313−1は当該パケットを接続している仮想セルラー基地局へ転送する(ステップS606)。ステップS607〜S608の内容はステップS306〜S307の内容と同一である。
FIG. 34 shows the contents of the upstream communication process S6. The contents of steps S601 to S602 are the same as steps S301 to S302. The
図35は、上り通信処理S6を図31の有線デバイス43(人感センサ付き監視カメラ)に適用する場合の一例を示すものである。本実施形態を採ることにより、単一の非セルラーデバイスが送信するIoTデータを、セルラー端末からのIoTデータとして送信するのみならず、通信の内容に応じてセルラー通信システムと非セルラー通信システムを使い分けてデータサーバに収集できるようになるため、非セルラー通信システムを利用しながら非セルラーデバイスの通信状態をIoT−PFで管理できるようになる。 FIG. 35 shows an example when the upstream communication process S6 is applied to the wired device 43 (monitoring camera with human sensor) of FIG. By adopting this embodiment, not only IoT data transmitted by a single non-cellular device is transmitted as IoT data from a cellular terminal, but also a cellular communication system and a non-cellular communication system are selectively used according to the content of communication. Therefore, the communication state of the non-cellular device can be managed by IoT-PF while using the non-cellular communication system.
1:非セルラー通信システム
10:非セルラーネットワーク
11:転送装置
12:OLT
13:ONU
14:無線GW
15:無線電波
16:有線GW
17:有線
2:セルラー通信システム
20:セルラーネットワーク
21:セルラー基地局
22:セルラー電波
23:IoT−PF
201:基地局DB
202:加入者DB
203:コア装置
204:無線制御装置
231:IoTデバイス管理DB
232:VPNルータ
233:デバイス管理テーブル
3:セルラー通信システム接続装置
301:パケット振り分け部
302:パケット振り分けテーブル
303:仮想セルラー端末
304:仮想セルラー端末制御部
305:端末設定テーブル
306:仮想端末収容制御部
307:仮想端末収容テーブル
308:仮想基地局制御部
309:基地局設定テーブル
310:仮想セルラー基地局
311:通信状態関連性テーブル
312:パケット振り分け部
313:仮想デュアル端末
314:仮想端末制御部
315:端末設定テーブル
316:パケット振り分け部
4:IoTデバイス
41:セルラーデバイス
42:無線デバイス
43:有線デバイス
5:インターネット部
51:クラウド
52:VPN
511:VPNルータ
512:データサーバ
601〜603:IoTデータ収集システム
1: Non-cellular communication system 10: Non-cellular network 11: Transfer device 12: OLT
13: ONU
14: Wireless GW
15: Radio wave 16: Wired GW
17: Wired 2: Cellular communication system 20: Cellular network 21: Cellular base station 22: Cellular radio wave 23: IoT-PF
201: Base station DB
202: Subscriber DB
203: Core device 204: Radio control device 231: IoT device management DB
232: VPN router 233: device management table 3: cellular communication system connection device 301: packet distribution unit 302: packet distribution table 303: virtual cellular terminal 304: virtual cellular terminal control unit 305: terminal setting table 306: virtual terminal accommodation control unit 307: Virtual terminal accommodation table 308: Virtual base station control unit 309: Base station setting table 310: Virtual cellular base station 311: Communication state association table 312: Packet distribution unit 313: Virtual dual terminal 314: Virtual terminal control unit 315: Terminal setting table 316: Packet sorting unit 4: IoT device 41: Cellular device 42: Wireless device 43: Wired device 5: Internet unit 51: Cloud 52: VPN
511: VPN router 512: data servers 601-603: IoT data collection system
Claims (6)
前記仮想セルラー端末と前記セルラーネットワーク内のコア装置とを接続する1以上の仮想セルラー基地局と、
前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記仮想セルラー端末に振り分けるパケット振り分け部と、
前記仮想セルラー端末と前記仮想セルラー基地局との接続関係を制御して、前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記セルラーネットワークの送受信パケットとして前記セルラーネットワークとの間で転送する仮想端末収容制御部と、
を備えるセルラー通信システム接続装置。 One or more virtual cellular terminals having a function of handling transmission / reception packets of a communication device connected to a non-cellular network as transmission / reception packets of the cellular network;
One or more virtual cellular base stations that connect the virtual cellular terminal and a core device in the cellular network;
A packet distribution unit that distributes transmission / reception packets of the communication device connected to the non-cellular network to the virtual cellular terminal;
A virtual that controls a connection relationship between the virtual cellular terminal and the virtual cellular base station, and transfers a transmission / reception packet of a communication device connected to the non-cellular network to and from the cellular network as a transmission / reception packet of the cellular network. A terminal accommodation control unit;
A cellular communication system connection device comprising:
前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記セルラーネットワークの送受信パケットとして扱う機能を有する1以上の仮想セルラー端末、及び前記仮想セルラー端末と前記セルラーネットワーク内のコア装置とを接続する1以上の仮想セルラー基地局を形成し、
前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記仮想セルラー端末に振り分け、前記仮想セルラー端末と前記仮想セルラー基地局との接続関係を制御して、前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記セルラーネットワークの送受信パケットとして前記セルラーネットワークとの間で転送するセルラー通信システム接続装置
を備える通信システム。 Placed between cellular and non-cellular networks,
One or more virtual cellular terminals having a function of handling transmission / reception packets of a communication device connected to the non-cellular network as transmission / reception packets of the cellular network, and connecting the virtual cellular terminal and a core device in the cellular network 1 Form the above virtual cellular base station,
A communication device connected to the non-cellular network by distributing transmission / reception packets of the communication device connected to the non-cellular network to the virtual cellular terminal and controlling a connection relationship between the virtual cellular terminal and the virtual cellular base station A communication system including a cellular communication system connection device that transfers a transmission / reception packet of the cellular network as a transmission / reception packet of the cellular network.
前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記仮想セルラー端末に振り分け、前記仮想セルラー端末と前記仮想セルラー基地局との接続関係を制御して、前記非セルラーネットワークに接続された通信デバイスの送受信パケットを前記セルラーネットワークの送受信パケットとして前記セルラーネットワークとの間で転送することを特徴とするセルラー通信システム接続方法。 One or more virtual cellular terminals having a function of handling transmission / reception packets of a communication device connected to a non-cellular network as transmission / reception packets of a cellular network, and one or more connecting the virtual cellular terminal and a core device in the cellular network Forming a virtual cellular base station,
A communication device connected to the non-cellular network by distributing transmission / reception packets of the communication device connected to the non-cellular network to the virtual cellular terminal and controlling a connection relationship between the virtual cellular terminal and the virtual cellular base station A method for connecting to a cellular communication system, wherein the transmission / reception packet is transferred to and from the cellular network as a transmission / reception packet of the cellular network.
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