JP4196801B2 - 無線システムおよび移動局 - Google Patents

Description

本発明は無線システムにおけるハンドオーバ技術に関する。

携帯電話と無線LANとの間のような異種メディア間のハンドオーバは垂直ハンドオーバと呼ばれ、以下論文で報告されている。

例えば、J. Inouye, J. Binkley, J. Watpole, "Dynamic Network Reconfiguration Support for Mobile Computers", Proceedings of ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking (Mobicom'97), Budapest, September 1997（非特許文献１）には適応的にモバイルホストのネットワークインタフェースと伝送ルートを変更するネットワークの例が記載されている。本ネットワークを用いた実験で、例えば有線LANと無線LAN間のインタフェース変更において、IP（Internet Protocol）アドレスが選択したインタフェースに依って変わってしまうためtelnet等のアプリケーションが継続できないことが述べられている。例えば移動局が有線LANから無線LANに切り替える場合、移動局が有線LANのIPアドレスでの通信を切断し、無線LANのIPアドレスで接続し直す。移動局で実行中の全てのアプリケーションは接続から再実行する必要がある。

また例えば、Marc Bechler, Hartmut Ritter, "A flexible Multiplexing Mechanism for Supporting Quality of Service in Mobile Environments", Proceedings of the Hawaii International Conference on System Science, Maui, Hawaii, January 2001（非特許文献２）にはMobile IP技術を利用して無線LANや携帯電話等の異種メディア間でハンドオーバーを行う例が記載されている。本例では、選択したネットワークデバイスのIPアドレスをもつIPパケットに、アプリケーションが送受信するIPパケットをカプセル化して送る。アプリケーションが送受信するIPパケットのIPアドレスが一定のため、ハンドオーバーしてもアプリケーションが継続できる。

図１５に従来システムの１例を示す。移動局２１はホームエージェント１９０との間でRegistration Request/Responseを交換し、移動局２１がホームエージェント１９０に位置登録を行う。ホームエージェント１９０は移動局２１のネットワークを検出しアドレスを転送先テーブルに登録する。ホームエージェント１９０から移動局２１までの通信をIPパケットをIPパケットでカプセル化した「IPトンネル」により行う。端末１がホームエージェント１９０のホームアドレス宛てにIPパケットを送信すると、ホームエージェント１９０がIPパケットをカプセル化し、移動局２１の着付アドレス宛てに送信する。ネットワークデバイスが変化すると移動局２１の着付けアドレスが変化する。移動局２１の着付アドレスが変化しても移動局２１のアプリケーションにはホームアドレス宛てのパケットが渡される。図１６に移動局２１のソフトウェア構成を示す。TCP/IPソフトウェア104のIPアドレス（着付アドレス）が変化してもMobile IP２００はホームアドレス宛ての情報を上位のアプリケーションに渡す。

J. Inouye, J. Binkley, J. Watpole, "Dynamic Network Reconfiguration Support for Mobile Computers", Proceedings of ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking (Mobicom'97), Budapest, September 1997, pp. 13-22

Marc Bechler, Hartmut Ritter, "A flexible Multiplexing Mechanism for Supporting Quality of Service in Mobile Environments", Proceedings of the Hawaii International Conference on System Science, Maui, Hawaii, January 2001, Volume9, p.9011

移動局において通信を行う無線インタフェースを切り替えたときに、アプリケーションが切替の前後で継続して動作できる無線システムを提供することが本発明の課題である。また、IPカプセル化による制御情報の増加を抑えることが本発明の別の課題である。さらにまた、複数の無線インタフェースを備えた移動局の消費電力を低減することが本発明の別の課題である。

本発明の無線システムは、複数の無線インタフェースを備えた移動局と固定網に接続されたゲートウェイとを備える。前記移動局は複数無線インタフェースの通信品質を監視する手段と、該通信品質を用いて通信を行う無線インタフェースを選択する手段、および選択した無線インタフェース固有のアドレスと移動局のネットワークアドレスを対応付ける手段とを備える。ここで無線インタフェース固有のアドレスとは例えばMACアドレスであり、移動局のネットワークアドレスとは例えばIPアドレスである。また前記移動局は、無線インタフェース固有のアドレスと移動局のネットワークアドレスの対応をゲートウェイに通知する手段を備える。

また本発明の移動局は複数の無線インタフェースを備えており、通信を行わない無線インタフェースに対して、一定期間ｂ毎に一定期間aにおいて電源を供給して通信品質を監視し、該監視時以外は電源供給を停止する手段を備える。

本発明のゲートウェイは移動局からの通知に依り無線インタフェース固有のアドレスと移動局のネットワークアドレスの対応を記録する手段を備える。

本発明に依るとハンドオーバ前後でTV会議等のアプリケーションを再起動することなく継続できる。またMobile IPのようにIPトンネルを作ることなくハンドオーバするため、IPパケットカプセル化による制御情報のオーバーヘッドが増加することが無い。さらにIPアドレスの消費が少なく、アドレスが効率良く使用出来る、またユーザーにとってIPアドレスの管理が容易になる。また、本発明の移動局は複数の無線インタフェースを備えており、通信を行わない無線インタフェースに対して、一定期間ｂ毎に一定期間aにおいて電源を供給して通信品質を監視し、該監視時以外は電源供給を停止する手段を備える。このため、移動局の消費電力が低減できる。

図１に本発明のシステムの例を示す。端末１とゲートウェイ（GW）３が公衆ネットワーク２に接続されている。ゲートウェイは公衆ネットワーク２から受信されるパケットをアクセスポイント（AP）８かセルラーゲートウェイ（CGW）１２に送信し、アクセスポイント８かセルラーゲートウェイ１２からサブネットワーク４を介して受信されるパケットを公衆ネットワーク２に送信する。アクセスポイント８は例えば無線LANカードのような無線LANインタフェース９を備える。セルラーゲートウェイ１２は例えばパケット通信カードおよび携帯電話のような携帯電話インターフェース１３を備える。移動局２１は無線LANインタフェース２３および携帯電話インターフェース２２を備える。アクセスポイント８の無線LANインタフェース９と移動局２１の無線LANインタフェース２３との間で通信を行う。携帯インフラ１５を介して携帯電話インターフェース１３と移動局２１の携帯電話インターフェース２２間で通信を行う。

図２に移動局２１の構成図の例を示す。RF部３１、４１はアンテナを介した無線周波数での送受信処理、およびベースバンド部（BB部）から入力する信号およびBB部へ出力する信号の周波数変換を行う。またRF部３１，４１は受信信号の電界強度を、BB部３２、４２、MAC部３３、４３、インタフェース部（I/F）３４，４４を経由して制御部３５に通知する。BB部３２、４２はMAC PDU（MAC Protocol Data Unit）から無線パケットを組み立て変調を行い、RF部に出力する。MAC部３３、４３はI/Fから入力されるIPパケットにMACヘッダを付加して得られるMAC PDUをそれぞれBB部３２、４２に送り、またそれぞれBB部３２、４２から渡されるMAC PDUの制御情報を解析してMACプロトコルに従ってMAC PDUを処理する。MAC部は、BB部３２、４２から入力されるMAC PDUに格納されるIPパケットを制御部３５に渡す。 I/F３４、４４はそれぞれ無線LANインタフェース２３および携帯電話インターフェース２２と本体７１間のインタフェースであり、それぞれ無線LANインタフェース２３および携帯電話インターフェース２２に対する入出力情報、制御信号を仲介する。本体７１は送受信情報を蓄積する記憶装置３６、電力を供給する電源部３７、ユーザーインタフェース３９、ソフトウェアの実行および移動局２１のハードウェアの制御を行う制御部３５を備える。制御部３５は一般にメモリを持つCPUを用いて構成される。制御部３５はI/F３４，４４から通知される電界強度により通信状態を監視し、切替え先の無線インタフェースの選択を行う。また制御部３５は無線LANインタフェース２３若くは携帯電話インターフェース２２から入力されるIPパケットをIP(Internet Protocol)に従って処理する。また記憶装置３６が切替え先のインタフェースを記憶し、制御部３５が記憶された情報に従って無線LANインタフェース２３もしくは携帯電話インターフェース２２にIPパケットを出力する。本体７１は例えばラップトップコンピュータ、ＰＤＡでも良い。ユーザーインタフェース３９は例えば、ディスプレイ、スピーカ、マイク、キーボードである。記憶装置３６は例えば、メモリ、ハードディスクである。
無線LANインタフェース２３の機器固有のMACアドレスがMAC1であり、携帯電話インターフェース２２の機器固有のMACアドレスがMAC２であるとする。通信開始時に移動局２１は、例えば記憶装置３６に記憶された初期状態のMACアドレスで指定された無線インタフェースを使用する。前回接続時に用いたMACアドレスを記憶装置３６に保持しておいても良い。またユーザが通信開始前に記憶装置３６のMACアドレスを記憶する領域にユーザインタフェース３９を介してMAC１もしくはMAC2を書き込んでも良い。

制御部３５で動作するソフトウェアの構成を図３に示す。ドライバ１０１は携帯電話インターフェース２２を制御するソフトウェアである。ドライバ１０２は無線LANインタフェース２３を制御するソフトウェアである。ラッパーとは、一般に互換性を保つためや安全性を確認するための前処理を行うソフトウェアの総称である。ラッパー１０３は無線通信品質を監視し、品質に応じて用いるインタフェース２２、２３を切替え、ゲートウェイ３に切替要求を送信するソフトウェアである。TCP/IP１０４はTCP(Transmission Control Protocol)、IP(Internet Protocol)に従って通信を行うソフトウェアである。移動局２１のIPアドレスがMS IPであるとする。ソケット１０５はTCP/IP通信プログラムを作るときのTCP/IPインタフェースである。アプリケーション１０６は例えばtelnetのようなTCP/IP通信を行うプログラムである。

図４にラッパー１０３のアルゴリズムの１例を示す。Step1で無線LANの通信品質をモニタし、Step２で現状の通信品質が切替基準を満たすかを判定する。通信品質とは例えば電界強度でも誤り率でも良い。制御部３５がI/F３４から入力する電界強度を監視し、電界強度が閾値を超えるとき、Step３で現在のインタフェースを判定し、無線LANインタフェース２３で通信をしていない場合は、Step４でゲートウェイに切替要求を送信する。Step３では制御部３５が記憶装置３６に記憶されたMACアドレスを参照し、現在のインタフェースを特定する。Step５で無線LANインタフェース２３に切替え、IPアドレス（MS IP）とMACアドレス（MAC1）とを対応付ける。Step５では記憶装置３６が切り替え先のMACアドレス（MAC1）を記憶する。無線ＬＡＮの電界強度が閾値を超えないとき、Step６で現在のインタフェースを判定し、無線LANインタフェース２３で通信をしている場合は、Step７でゲートウェイ３に切替要求を送信する。Step８で携帯電話インターフェース２２に切替え、IPアドレス（MS IP）とMACアドレス（MAC２）とを対応付ける。Step８では記憶装置３６が切り替え先のMACアドレス（MAC２）を記憶する。

図５にゲートウェイ３の構成図の１例を示す。ゲートウェイ３にパケットが入力されるとバッファ１７１に記録される。テーブル１７４にはルーティングテーブルおよびIPアドレスとMACアドレスの対応表（ARPテーブル：Address Resolution Protocolテーブル）とが含まれる。IPヘッダ解析部１７２でヘッダの宛先IPアドレスとテーブル１７４の経路情報とを比較し次の宛先を決定する。フレーム制御部１７２はテーブル１７４を参照して次の宛先IPアドレスのMACアドレスを得て、ゲートウェイ３の入力パケットのMACアドレスを書き換えパケットを送信する。ゲートウェイ３に入力されたパケットが自局（ゲートウェイ３）宛ての切替要求なら制御部１７５がIPデータ１８４を解析し、IPデータに含まれる切替え先の情報に従ってテーブル１７４を書き換える。制御部１７５はテーブル１７４のARPテーブルから切替要求のMS IP１８６で指定されるアドレスを検索し、テーブル１７４の対応するMACアドレスを切替要求で指定されるMACアドレス１８７に書き換える。テーブル１７４の書換え後、宛先がMS_IP１８６のIPパケットは切替要求のMACアドレス１８７で特定される無線インタフェース宛に送信される。移動局２１のIPアドレス宛てのパケットがゲートウェイ３に入力したとき、通信開始時やタイムアウト等で、テーブル１７４のARPテーブルに移動局２１のIPアドレスが登録されていない場合、ゲートウェイ３はARP要求を送信する。ARP要求を受信した移動局２１は、記憶装置３６の現在使用中の無線インタフェースのMACアドレスを参照し、ゲートウェイ３に通知する。ゲートウェイ３は移動局２１から通知される情報をテーブル１７４のARPテーブルに記録する。テーブル１７４の書換え後、移動局２１宛てのIPパケットは記憶装置３６の現在使用中の無線インタフェースのMACアドレスで特定される無線インタフェース宛に送信される。端末１宛てのパケットがゲートウェイ３に入力されたとき、ゲートウェイ３はテーブル１７４のルーティングテーブルに従ってパケットを送信する。また制御部１７５より移動局２１に切替応答６２を送信し、制御部１７５よりセルラーゲートウェイ１２に接続要求６３を送信する。

図１４に移動局２１からゲートウェイ３に送信される切替要求のメッセージフォーマットの１例を示す。MACヘッダ１８１とMACデータ１８２とからなり、MACデータにIPヘッダとIPデータとが含まれる。IPデータに切替要求であることを表すコマンド１８５、と移動局２１のIPアドレス１８６、切替え先の移動局２１のMACアドレス１８７、移動局２１の呼番号１８８とが含まれる。

図６に移動局２１が携帯電話インターフェース２２から無線LANインタフェース２３に切り替える場合の、図１に示すシステム内の信号交換の例を示す。移動局２１からアクセスポイント８にアソシエーションリクエスト５１が送信され、これに応答してアクセスポイント８から移動局２１へアソシエーションレスポンス５２が送信されて移動局２１がアクセスポイント８にアソシエートされる。このとき移動局２１においてMS IPとMAC1とが結び付けられているとする。移動局２１は、アクセスポイント８を経由してネットワーク２に接続された端末１との間でパケット５５、５６の送受信を行う。移動局２１が無線LANインタフェース９と２３間の通信品質の劣化を検出すると、移動局２１はゲートウェイ（GW）３に切替要求６１を送信する。切替要求６１は移動局２１における無線インタフェース２２、２３のうち、現在使用しているものから新しいものへ切替える為に送られる。切替要求６１は移動局１２の切替先となるMAC1またはMAC2のMACアドレスの情報を含む。また切替要求６１は切替先が携帯電話の場合は、携帯電話の電話番号の情報を含む。ゲートウェイ３は移動局２１に切替応答６２を送信する。アクセスポイントは切替応答６２によりアクセスポイント８と移動局２１間の通信を切断しても良い。ゲートウェイ３はセルラーゲートウェイ１２に接続要求６３を送信する。接続要求には移動局２１の携帯電話インターフェース２２の呼番号１８８が含まれる。セルラーゲートウェイ１２は移動局２１に発呼し、移動局２１は着信する。セルラーゲートウェイ１２はゲートウェイ３に接続応答６５を送信する。

一般にゲートウェイはＩＰ通信に先立ってARP（Address Resolution Protocol）によりサブネット内のホストのMACアドレスとIPアドレスの対応を知り、該対応をARPテーブルとして管理する。ARP に依ればゲートウェイ３がLAN全体にARP要求をブロードキャストし、ホストは，ARP要求を受信すると送信元に自分のMACアドレスを書き込んだARPを返信する。ゲートウェイ３はこのMACアドレスを受け取りユニキャストで通信する。ARP要求されるホストが同じサブネットに属さない場合には、ARP要求に対するMACアドレスはデフォルトゲートウエイ（ルータ）のMACアドレスとなる。

ゲートウェイ３は切替要求６６に含まれる情報を参照してARPテーブルのMAC1とMS IPの対応をMAC２とMS IPの対応へと変更する。移動局２１はMAC1とMS IPの結び付きをMAC２とMS IPの結び付きに変更する。移動局２１は携帯電話インターフェース２２を用いて端末１とパケット５９、６０の通信を行う。

図７に移動局２１が無線LANインタフェース２３から携帯電話インターフェース２２に切り替える場合の、図１に示すシステム内の信号交換の例を示す。移動局２１が携帯電話インターフェース２２を用いて端末１とパケット５９、６０の通信を行っている。このときMAC２とMS IPが結び付いているとする。移動局２１が、無線LANインタフェース９と２３間の通信品質の向上により、無線LANでの通信に足る品質が確保出来たとする。移動局２１とアクセスポイント８間でアソシエーションリクエスト５１、アソシエーションレスポンス５２が交換され、移動局２１がアクセスポイント８にアソシエートされる。移動局２１はゲートウェイ（GW）３に切替要求６６を送信する。ゲートウェイ３は移動局２１に切替応答６７を送信する。

ゲートウェイ３は切替要求６６に含まれる情報を参照してARPテーブルのMAC２とMS IPの対応をMAC１とMS IPの対応へと変更する。移動局２１はMAC２とMS IPの結び付きをMAC１とMS IPの結び付きに変更する。移動局２１は無線LANインターフェース２３を用いて端末１とパケット５５、５６の通信を行う。

セルラーゲートウェイ１２が携帯電話インターフェース２２の代わりにダイヤルアップルータを備え、セルラーゲートウェイ１２と携帯インフラ１５間を固定電話で接続しても良い。また移動局２１に無線インタフェースが３つ以上あっても良い。
携帯電話は場所を意識せずに接続できるが通信速度は無線LANに比べ低速である。無線LANは通信速度が高速でサービス料金が安価であるが、サービスが提供される場所はホットスポットと呼ばれるような点状のエリアに限られる。携帯電話と無線LANを切替えて用いることでサービスエリアが拡大出来る。また特徴が異なる携帯電話と無線LANを切替えて用いることで、ユーザがより高速若しくはより安価なサービスを選択する自由が増えるメリットがある。移動局２１が備える無線インタフェースは無線LANと携帯電話以外であっても良い。例えば、移動局２１が携帯電話インタフェースとブルートゥースインタフェースとを備えても良い。また、移動局２１が携帯電話インタフェースとUWB（Ultra WideBand）インタフェースとを備えても良い。また、移動局２１が備える無線インタフェースは無線LANインタフェースの異種のものであっても良い。例えばIEEE 802.11a規格とIEEE 802.11b規格のインタフェースは通信周波数等が異なり互換性が無い。使用できる規格の無線インタフェースに切替えることにより、単一規格のインタフェースを利用する場合に比較してサービスエリアが拡大出来る。また双方規格が使用出来る場所では、ユーザが通信速度の高速な規格の無線インタフェースを選択出来る。

さらにまた移動局２１が備える複数の無線インタフェースが同種であっても良い。図８に無線LANインタフェース２５、２６を備えた移動局２４がアクセスポイント８、１０間でハンドオーバーするシステム構成図の１例を示す。端末１とゲートウェイ（GW）３がネットワーク２に接続されている。ゲートウェイはパケットをアクセスポイント８（AP1）かアクセスポイント１０（AP2）にルーティングする。アクセスポイント８および１０は例えば無線LANカードのような無線LANインタフェース９を備える。同種の無線LANインタフェースを用いることで切替え先チャンネルの状態監視を複数無線LANインタフェースで並列に行える。また同種の複数無線LANインタフェースを備える事により、周波数等チャンネル切替え処理が単一の無線インタフェースを備えた移動局に比べて高速に行える。そこで同種の無線インタフェースの切替えによって、単一の無線インタフェースを備える移動局に比べて高速にハンドオーバが出来ると考えられる。

図９に移動局２４の構成図の例を示す。RF部１１１、１３１はアンテナを介した無線周波数での送受信処理、およびBB部から入力する信号およびBB部へ出力する信号の周波数変換を行う。BB部１１２、１４２はMAC PDU（MAC Protocol Data Unit）から無線パケットを組み立て変調を行い、RF部に出力する。MAC部１１３、１４３は無線パケットを復調して得られるMAC PDUをそれぞれBB部１１２、１４２に送り、またそれぞれBB部１１２、１４２から渡されるMAC PDUの制御情報を解析してMACプロトコルに従ってMAC PDUを処理する。I/F１１４、１４４はそれぞれ無線LANインタフェース２５、２６と本体７１間のインタフェースであり、それぞれ無線LANインタフェース２５、２６に対する入出力情報、制御信号を仲介する。本体７１は送受信情報を蓄積する記憶装置３６、電力を供給する電源部３７、ユーザーインタフェース３９、移動局２１のハードウェアを制御する制御部３５を備える。本体７１は例えばラップトップコンピュータでも良い。ユーザーインタフェース３９は例えば、ディスプレイ、スピーカ、マイク、キーボードである。記憶装置３６は例えば、メモリ、ハードディスクである。

無線LANインタフェース２６、２５の機器固有のMACアドレスがそれぞれMAC1、MAC２であるとする。

制御部３５で動作するソフトウェアの構成を図１０に示す。ドライバ１０２は無線LANインタフェース２５、２６を制御するソフトウェアである。ラッパー１０７は無線通信品質を監視し、品質に応じて用いるインタフェース２５、２６を切替え、ゲートウェイ３に切替要求を送信するソフトウェアである。TCP/IP１０４はTCP(Transmission Control Protocol)、IP(Internet Protocol)に従って通信を行うソフトウェアである。移動局２１のIPアドレスがMS IPであるとする。ソケット１０５はTCP/IP通信プログラムを作るときのTCP/IPインタフェースである。アプリケーション１０６は例えばtelnetのようなTCP/IP通信を行うプログラムである。

図１１にラッパー１０７のアルゴリズムの１例を示す。Step２１で無線LANの通信品質をモニタし、Step２２で無線LANインタフェース２５と２６との通信品質を比較する。通信品質とは例えば電界強度でも誤り率でも良い。無線LANインタフェース２５の通信品質の方が良くて、現在無線LANインタフェース２５で通信をしていないとき、Step２４でゲートウェイに切替要求を送信する。Step２５で通信に使用する無線インタフェースを無線LANインタフェース２５に切替え、IPアドレス（MS IP）とMACアドレス（MAC1）とを結び付ける。無線LANインタフェース２５の通信品質の方が良くなくて、現在無線LANインタフェース２５で通信をしているとき、Step２７でゲートウェイに切替要求を送信する。Step２８で通信に使用する無線インタフェースを無線LANインタフェース２６に切替え、IPアドレス（MS IP）とMACアドレス（MAC２）とを結び付ける。

図１２に移動局２４が無線LANインタフェース２５から２６に切り替える場合の、図８に示すシステム内の信号交換の例を示す。移動局２４が、無線LANインタフェース９と２６間の通信品質の向上により、無線LANでの通信に足る品質が確保出来たとする。移動局２４とアクセスポイント８間でアソシエーションリクエスト５１、アソシエーションレスポンス５２が交換され、移動局２４がアクセスポイント１（AP８）にアソシエートされる。
移動局２４が、無線LANインタフェース１１と２５間の通信品質の向上により、無線LANでの通信に足る品質が確保出来たとする。移動局２４とアクセスポイント２（AP１０）間でアソシエーションリクエスト５３、アソシエーションレスポンス５４が交換され、移動局２４がアクセスポイント１０にアソシエートされる。移動局２４は始めにアソシエートされた無線LANインタフェース２６を用いて端末１とパケット５５，５６の通信を行う。このとき移動局２４でMS IPとMAC1とが結び付けられている。

無線LANインタフェース９と２６間の通信品質が無線LANインタフェース１１と２５間の通信品質に比較して劣化したとする。移動局２４はゲートウェイ（GW）３に切替要求５７を送信する。ゲートウェイ３は移動局２４に切替応答５８を送信する。

ゲートウェイ３は切替要求５７に含まれる情報を参照してARPテーブルのMAC１とMS IPの対応をMAC２とMS IPの対応へと変更する。移動局２４はMAC１とMS IPの結び付きをMAC２とMS IPの結び付きに変更する。移動局２４は無線LANインターフェース２５用いて端末１とパケット５９、６０の通信を行う。

図１３に制御部３５が行う電力制御の一例を示す。移動局２４が無線LANインターフェース２５用いて端末１とパケット５９、６０の通信を始めると、制御部３５は無線LANインタフェース２６を停止し、電力供給を止める。制御部３５は周期ｂ毎に無線LANインタフェース２６に期間１６０、１６１の間電力を供給する。期間１６０、１６１は長さaである。例えばaは数百ミリ秒、bは数秒である。

一般に移動局は基地局から送信されるビーコンかプローブ応答の受信により基地局の存在を知る。無線LANアクセスポイントは約100ms毎にビーコンを送信し、ビーコンを受信した移動局が、ビーコンに含まれる情報を参照して加入する。または、移動局がプローブ要求を送信し、プローブ要求を受信した基地局がプローブ応答を送信する。プローブ応答を受信した移動局が、プローブ応答に含まれる情報を参照して加入する。無線LANインタフェース２６は期間１６０、１６１の間にビーコンまたはプローブ応答を受信し、受信信号から周囲の基地局の識別子および電波強度を得る。制御部３５は前記得られた情報を用いて図１１に示す処理を行う。

上記例は移動局２４の無線インタフェースが２つの無線LANインタフェースの例であるが、無線移動局２４に無線インタフェースが３つ以上あっても良い。さらに無線インタフェースは無線LAN以外のものであっても良い。また本発明のシステムにおいて従来のMobile IPを併用しても良い。この場合、ネットワーク２にホームエージェントを置く。また移動局のソフトウェア構成例を図１７に示す。TCP/IPソフトウェア104の上位にMobile IPソフトウェア200を導入する。

本発明の無線システムの構成の１例を示す図。 本発明の移動局の構成の１例を示す図。 本発明の移動局におけるソフトウェア構成の１例を示す図。 本発明の移動局における切替え処理の１例を示す図。 本発明のゲートウェイの構成の1例を示す図。 本発明のシステムにおける信号交換の1例を示す図。 本発明のシステムにおける信号交換の1例を示す図。 本発明の無線システムの構成の１例を示す図。 本発明の移動局の構成の１例を示す図。 本発明の移動局におけるソフトウェア構成の１例を示す図。 本発明の移動局における切替え処理の１例を示す図。 本発明のシステムにおける信号交換の1例を示す図。 本発明の移動局における電力制御方法の１例を示す図。 本発明の切替要求のフォーマットの１例を示す図。 従来の無線システムの構成の１例を示す図。 従来の移動局におけるソフトウェア構成の１例を示す図。 本発明の移動局におけるソフトウェア構成の１例を示す図。

符号の説明

１:端末、２：ネットワーク、３：ゲートウェイ、４：サブネットワーク、８、１０：アクセスポイント、９、１１、２３、２５、２６：無線LANインタフェース、１２：セルラーゲートウェイ、１３、２２：携帯電話インタフェース、２１、２４：移動局、１５：携帯電話設備
３１、４１、１１１、１３１：RF部、３２，４２、１１２、１４２：BB部、３３、４３、１１３、１４３：MAC部、３４、４４、１１４、１４４：I/F部、３５：制御部、３６：記憶装置、３７：電源部、３９：ユーザーインタフェース、７１：移動局本体
１０１：携帯電話ドライバー、１０２：無線LANドライバー、１０３：ラッパー、１０４TCP/IPソフトウェア、１０５：ソケットソフトウェア、１０６：アプリケーションソフトウェア
１７１：バッファ、１７２：IPヘッダ解析部、１７３：フレーム制御部、１７４：テーブル、１７５：制御部
５１、５３：アソシエーション要求、５２、５４：アソシエーション応答、５５、５６、５９、６０：パケット、５７、６１、６６：切替要求、５８、６２、６７：切替応答、６３：接続要求、６５：接続応答、６８：切断要求
１６０、１６１：電源供給期間
１８１：MACヘッダ、１８２：MACデータ、１８３：IPヘッダ、１８４：IPデータ、１８５：コマンド、１８６：移動局IPアドレス、１８７：移動局MACアドレス、１８８：移動局呼番号。

Claims (21)

1. 公衆ネットワークに接続されるゲートウェイ装置および該ゲートウェイ装置に接続される第１または第２の無線通信機器を介して該公衆ネットワークと接続される端末装置であって、
   上記第１の無線通信機器と通信を行うための第１の無線インタフェースと、
   上記第２の無線通信機器と通信を行うための第２の無線インタフェースと、
   少なくとも上記第１の無線インタフェースの通信品質を監視し、該通信品質に基づいて通信に用いる無線インタフェースを選択する制御部と、
   上記第１及び第２の無線インタフェースにそれぞれ割り当てられる無線インタフェース固有のアドレスである第１及び第２のインタフェースアドレスのいずれかと該端末装置に割り当てられるネットワークアドレスとの対応を記憶する記憶装置とを有し、
   上記制御部は、上記選択した無線通信に用いる無線インタフェースのインタフェースアドレスと上記ネットワークアドレスを対応付けて該対応を上記記憶装置に記憶させ、
   上記対応を上記第１または第２の無線通信機器からの通信により上記ゲートウェイ装置に通知することを特徴とする端末装置。
2. 請求項１記載の端末装置であって、上記第１の無線インタフェースは無線ＬＡＮインタフェースであり、上記第２の無線インタフェースはセルラ通信用の携帯電話インタフェースであることを特徴とする端末装置。
3. 請求項１記載の端末装置であって、上記無線インタフェース固有のアドレスはMAC（Media Access Control）アドレスであり、上記ネットワークアドレスはIP（Internet Protocol）アドレスであることを特徴とする端末装置。
4. 請求項１記載の端末装置であって、上記制御部は、上記第１の無線インタフェースを用いて通信中に該第１の無線インタフェースの通信品質が所定の基準を満たさない場合に、該第１の無線インタフェースからの通信により上記ゲートウェイ装置に切替要求を送信し、上記第１の無線インタフェースにより該切替要求に対する切替応答を受信し、上記第２のインタフェースアドレスと上記ネットワークアドレスとの対応を上記記憶装置に記憶させ、上記第２の無線インタフェースを用いる通信を開始することを特徴とする端末装置。
5. 請求項４記載の端末装置であって、上記切替要求は上記第２のインタフェースアドレスを含むことを特徴とする端末装置。
6. 請求項１記載の端末装置であって、上記制御部は、上記第２の無線インタフェースを用いて通信中に上記第１の無線インタフェースの通信品質が所定の基準を満たす場合に、該第２の無線インタフェースからの通信により上記ゲートウェイ装置に切替要求を送信し、上記第２の無線インタフェースにより該切替要求に対する切替応答を受信し、上記第１のインタフェースアドレスと上記ネットワークアドレスとの対応を上記記憶装置に記憶させ、上記第１の無線インタフェースを用いる通信を開始することを特徴とする端末装置。
7. 請求項６記載の端末装置であって、上記切替要求は上記第１のインタフェースアドレスを含むことを特徴とする端末装置。
8. 請求項１記載の端末装置であって、上記第２の無線インタフェースを用いて通信を行っている場合に、上記制御部は、所定の第１の期間ごとに該第１期間より短い第２の期間に上記第１の無線インタフェースに電源を供給して通信品質を測定する制御を行うことを特徴とする端末装置。
9. 第１及び第２の無線インタフェースを有する端末装置と該第１の無線通信インタフェースを介して通信を行う第１の無線通信機器と、上記端末装置と上記第２の無線通信インタフェースを介して通信を行う第２の無線通信機器と公衆ネットワークに接続され、上記端末装置と上記公衆ネットワークとの通信のために用いられるゲートウェイ装置であって、
   上記第１の無線通信機器、上記第２の無線通信機器及び上記公衆ネットワークを介して通信可能な通信装置についての、通信インタフェースそれぞれに割り当てられる通信インタフェース固有のアドレスであるインタフェースアドレスとネットワークアドレスとの対応を記憶するアドレス対応テーブルを記憶する記憶部と、
   受信されるパケットのヘッダ情報と上記アドレス対応テーブルの情報を用いて該パケットの次の宛先である通信装置のインタフェースアドレスを決定して該インタフェースアドレスに上記パケットを送信する送信制御部とを有し、
   上記アドレス対応テーブルに上記端末装置のネットワークアドレスと上記第１の無線インタフェースに相当するインタフェースアドレスとが対応して記憶されているときに上記端末装置から切替要求を受信した場合には、上記記憶されているネットワークアドレスと上記第１の無線インタフェースに相当するインタフェースアドレスの対応関係を、上記端末装置のネットワークアドレスと上記第２の無線インタフェースに相当するインタフェースアドレスとの対応関係に変更することを特徴とするゲートウェイ装置。
10. 請求項９記載のゲートウェイ装置であって、上記第１または第２の無線通信インタフェースは無線通信インタフェースであることを特徴とするゲートウェイ装置。
11. 請求項９記載のゲートウェイ装置であって、上記通信インタフェース固有のアドレスはMAC（Media Access Control）アドレスであり、上記ネットワークアドレスはIP（Internet Protocol）アドレスであることを特徴とするゲートウェイ装置。
12. 請求項９記載のゲートウェイ装置であって、上記切替要求は上記第２の無線通信インタフェースのインタフェースアドレスを含むことを特徴とするゲートウェイ装置。
13. 請求項９記載のゲートウェイ装置であって、上記切替要求は、上記第１または第２の無線通信インタフェースにおける通信品質に基づいて送信されるものであることを特徴とするゲートウェイ装置。
14. 請求項９記載のゲートウェイ装置であって、上記端末装置と上記第１の無線通信インタフェースを用いて通信中に該端末から切替要求が受信された場合に、上記第１の無線通信インタフェースに対して切替応答を送信し、上記アドレス対応テーブルに上記第２の無線通信インタフェースのインタフェースアドレスと該端末装置のネットワークアドレスとを対応させて記憶し、上記第２の無線通信インタフェースとの通信を開始することを特徴とするゲートウェイ装置。
15. 公衆ネットワークに接続されるゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置に接続される第１または第２の無線通信機器と、それぞれ該第１及び第２の無線通信機器と通信を行うための第１及び第２の無線インタフェースを有する端末装置とを有する無線通信システムにおける通信方法であって、
    上記端末装置は該端末装置に対して割り当てられるネットワークアドレスと、第１及び第２の無線インタフェースに対して割り当てられる第１及び第２のインタフェースアドレスを有し、
    上記ゲートウェイ装置は、上記公衆ネットワークから受信されるパケットのネットワークアドレスが上記端末装置のものである場合に、予め記憶された該端末装置についてのネットワークアドレスとインタフェースアドレスとの対応に応じて上記第１または第２のインタフェースアドレス宛に上記パケットを送信し、
    該ネットワークアドレスとインタフェースアドレスとの対応は、上記端末装置から受信される、上記第１または第２の無線インタフェースのいずれを用いて通信を行うかを示す通知に基づいて記憶されることを特徴とする通信方法。
16. 請求項１５記載の通信方法であって、上記通知は上記端末装置において測定される上記第１または第２の無線インタフェースにおける通信品質に基づいて送信されるものであることを特徴とする通信方法。
17. 請求項１６記載の通信方法であって、上記通信品質は所定の期間ごとに測定されることを特徴とする通信方法。
18. 請求項１５記載の通信方法であって、上記第１および第２の無線インタフェースの少なくとも何れかは無線ＬＡＮインタフェースであることを特徴とする通信方法。
19. 請求項１５記載の通信方法であって、上記ゲートウェイ装置は、上記端末装置のネットワークアドレスと上記第１の無線インタフェースに相当するインタフェースアドレスとが対応して記憶されているときに上記端末装置から切替要求を受信した場合には、上記記憶されているネットワークアドレスと上記第１の無線インタフェースに相当するインタフェースアドレスの対応関係を、上記端末装置のネットワークアドレスと上記第２の無線インタフェースに相当するインタフェースアドレスとの対応関係に変更することを特徴とする通信方法。
20. 請求項１７記載の通信方法であって、上記ゲートウェイ装置は、上記切替要求に応答して、上記第１の無線インタフェース宛に切替応答を送信することを特徴とする通信方法。
21. 請求項１９記載の通信方法であって、上記切替要求は、上記第２の無線インタフェースに相当するインタフェースアドレスを示すものであることを特徴とする通信方法。
    
    

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