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Description
本発明は、複数のアクセスノードのいずれかを介して移動端末にパケットを転送する無線通信システム、ゲートウェイ、ノード及びアクセスノードに関する。 The present invention relates to a wireless communication system, a gateway, a node, and an access node that transfer a packet to a mobile terminal via any of a plurality of access nodes.
従来の無線通信システムでは、移動端末は、セル間移動を行うごとに、移動先のセルを管理している基地局(アクセスノード)を介して無線通信システムに対して位置登録を行う必要があった。その理由は、従来の無線通信システムが、位置情報として、移動端末の識別情報及び当該移動端末の現在位置を管理し、当該位置情報に基づいて、パケットを当該移動端末に転送するように構成されているためである。 In a conventional wireless communication system, each time a mobile terminal moves between cells, the mobile terminal needs to perform location registration with the wireless communication system via a base station (access node) that manages a destination cell. It was. The reason is that the conventional wireless communication system is configured to manage the identification information of the mobile terminal and the current location of the mobile terminal as location information, and forward the packet to the mobile terminal based on the location information. This is because.
また、従来の無線通信システムにおいて、パケットの優先制御のため、1つのパケットに1つの到着予定時刻を付与する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 Also, in a conventional wireless communication system, a technique is known in which one scheduled arrival time is given to one packet for packet priority control (for example, Patent Document 1).
今後、無線通信システムでは、生体情報通信等といった未来型通信のような大容量トラフィック(例えば、ギガビットクラス)を取り扱うことが予想されている。これに伴って、無線伝送容量の大容量化に向けて、無線チャネルの高密度化を目的に、基地局が管理するセルのサイズの極小化が想定されている。また、移動端末の多様化によって、超高速に移動する移動端末に対するサービス提供を考慮する必要性も生じる。
しかしながら、従来の無線通信システムでは、セルのサイズの極小化が行われた場合や、高速移動する移動端末に対してサービスを提供する場合等では、移動端末によるセル間移動の頻度が大きくなることによって、位置登録の頻度も増大し、ネットワークの処理負荷や通信品質の劣化等が懸念されるという問題点があった。 However, in the conventional wireless communication system, when the cell size is minimized or when a service is provided to a mobile terminal that moves at high speed, the frequency of inter-cell movement by the mobile terminal increases. As a result, the frequency of location registration increases, and there is a problem that there is a concern about the processing load of the network and the deterioration of communication quality.
また、上述の特許文献1に開示されている技術も、移動端末が移動した場合のルーティング(経路制御)について考慮するものではない。
In addition, the technique disclosed in
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、ある一定の条件の下、移動端末によるセル間移動の度に位置登録を必要としない無線通信システム、ゲートウェイ、ノード及びアクセスノードを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a wireless communication system, a gateway, a node, and an access node that do not require location registration every time a mobile terminal moves between cells under certain conditions. For the purpose.
本発明の第1の特徴は、複数のアクセスノードのいずれかを介して移動端末にパケットを転送する無線通信システムであって、時刻情報とアクセスノードの識別情報とを関連付ける複数の移動予測情報を記憶する移動予測情報記憶部と、各アクセスノードまでのパケットの第1の転送時間を管理する第1の転送時間記憶部と、前記複数の移動予測情報と前記第1の転送時間と現在時刻とに基づいて、前記パケットの宛先アクセスノードを決定する宛先アクセスノード決定部とを具備することを要旨とする。 A first feature of the present invention is a wireless communication system that transfers a packet to a mobile terminal via one of a plurality of access nodes, and includes a plurality of pieces of movement prediction information that associates time information with access node identification information. A movement prediction information storage unit to store; a first transfer time storage unit that manages a first transfer time of a packet to each access node; the plurality of movement prediction information, the first transfer time, and a current time; And a destination access node determination unit that determines a destination access node of the packet based on the above.
本発明の第2の特徴は、複数のアクセスノードのいずれかを介して移動端末にパケットを転送する無線通信システムで用いられるゲートウェイであって、時刻情報とアクセスノードの識別情報とを関連付ける複数の移動予測情報と、アクセスノードまでのパケットの第1の転送時間と、現在時刻とに基づいて、受信した前記パケットの宛先アクセスノードを決定する宛先アクセスノード決定部と、前記宛先アクセスノードに対応する第1の移動予測情報を前記パケットに付与する付与部と、前記第1の移動予測情報が付与された前記パケットをルーティングするルーティング部とを具備することを要旨とする。 A second feature of the present invention is a gateway used in a wireless communication system that transfers a packet to a mobile terminal via any one of a plurality of access nodes, and includes a plurality of times for associating time information with identification information of an access node. A destination access node determination unit that determines a destination access node of the received packet based on the movement prediction information, the first transfer time of the packet to the access node, and the current time, and corresponds to the destination access node The gist of the present invention is to include a granting unit for giving the first movement prediction information to the packet and a routing unit for routing the packet to which the first movement prediction information is given.
かかる発明によれば、宛先アクセスノード決定部が、複数の移動予測情報と第1の転送時間と現在時刻とに基づいて、パケットの宛先アクセスノードを決定するため、移動端末がセル間移動を行った場合であっても、当該移動端末が再度位置登録を行うことなく、当該パケットを当該移動端末に転送することが可能となる。 According to this invention, since the destination access node determination unit determines the destination access node of the packet based on the plurality of pieces of movement prediction information, the first transfer time, and the current time, the mobile terminal performs inter-cell movement. Even in this case, the mobile terminal can transfer the packet to the mobile terminal without performing location registration again.
本発明の第2の特徴において、前記宛先アクセスノード決定部は、統計的に電波状況の悪い領域を前記移動端末が通過する通過時刻を考慮して、前記パケットの宛先アクセスノードを決定することができる。 In the second aspect of the present invention, the destination access node determination unit may determine a destination access node of the packet in consideration of a transit time when the mobile terminal passes through an area where the radio wave condition is statistically bad. it can.
かかる発明によれば、移動端末が、統計的に電波状況の悪い領域である二つのセルが重なり合っている領域に存在する場合(すなわち、セル間移動中の場合)、宛先アクセスノード決定部は、移動元のアクセスノードではなく移動先のアクセスノードに対してパケットを転送することによって、パケットロスを防ぐことが可能となる。 According to this invention, when the mobile terminal exists in a region where two cells that are statistically in poor radio wave conditions overlap (that is, when moving between cells), the destination access node determination unit By transferring the packet to the destination access node instead of the source access node, packet loss can be prevented.
本発明の第2の特徴において、前記宛先アクセスノードから前記移動予測情報の修正要求を受信した場合、前記移動端末との間の無線リンクを確立しているアクセスノードの識別情報と該無線リンクの確立時刻とを検出する検出部と、前記検出結果に基づいて、前記移動予測情報を修正する移動予測情報修正部と、修正した前記移動予測情報を前記宛先アクセスノードに通知する通知部とを具備することができる。 In the second aspect of the present invention, when a request for correcting the movement prediction information is received from the destination access node, identification information of an access node that has established a radio link with the mobile terminal and the radio link A detection unit that detects an establishment time; a movement prediction information correction unit that corrects the movement prediction information based on the detection result; and a notification unit that notifies the corrected movement prediction information to the destination access node. can do.
かかる発明によれば、移動端末が既に通過してしまったセルを管理するアクセスノードが、当該移動端末宛てのパケットを受信した場合、修正した移動予測情報に基づいて、当該移動端末が存在するセルを管理するアクセスノードに対して、当該パケットを再転送することが可能となる。 According to this invention, when the access node that manages the cell that the mobile terminal has already passed receives a packet addressed to the mobile terminal, the cell in which the mobile terminal exists is based on the corrected movement prediction information. It is possible to retransmit the packet to the access node that manages the packet.
本発明の第2の特徴において、前記検出結果に基づいて、前記宛先アクセスノードと前記移動端末との間で無線リンクが確立される予定確立時刻を算出する算出部を具備し、前記通知部は、前記移動予測情報の代わりに、前記予定確立時刻を前記宛先アクセスノードに通知することができる。 In the second aspect of the present invention, the method includes a calculation unit that calculates a scheduled establishment time at which a radio link is established between the destination access node and the mobile terminal based on the detection result, and the notification unit includes The schedule establishment time can be notified to the destination access node instead of the movement prediction information.
かかる発明によれば、移動端末が未だ到着していないため、当該移動端末宛てのパケットをバッファリングしているアクセスノードに対して、当該移動端末の到着時刻を通知することができる。 According to this invention, since the mobile terminal has not yet arrived, the arrival time of the mobile terminal can be notified to the access node that buffers the packet addressed to the mobile terminal.
本発明の第3の特徴は、複数のアクセスノードのいずれかを介して移動端末にパケットを転送する無線通信システムで用いられるノードであって、アクセスノードまでのパケットの第2の転送時間を記憶する第2の転送時間記憶部と、時刻情報とアクセスノードの識別情報とを関連付けており受信した前記パケットに付与されている複数の移動予測情報と、前記第2の転送時間と、現在時刻とに基づいて、前記パケットの宛先アクセスノードを決定する宛先アクセスノード決定部と、決定した前記宛先アクセスノードに対して前記パケットをルーティングすることを要旨とする。 A third feature of the present invention is a node used in a wireless communication system that transfers a packet to a mobile terminal via any of a plurality of access nodes, and stores a second transfer time of the packet to the access node A second transfer time storage unit, a plurality of pieces of movement prediction information associated with the received packet associated with the time information and the identification information of the access node, the second transfer time, the current time, Based on the above, the destination access node determination unit for determining the destination access node of the packet and routing the packet to the determined destination access node.
かかる発明によれば、宛先アクセスノード決定部は、受信したパケットに付与されている移動予測情報によって指示されているアクセスノードと異なるアクセスノードに当該パケットをルーティングすることによって、当該パケットの転送が遅延している場合等にも柔軟に対応することができる。 According to this invention, the destination access node determination unit delays transfer of the packet by routing the packet to an access node different from the access node indicated by the movement prediction information given to the received packet. It is possible to flexibly cope with the case where it is.
本発明の第4の特徴は、移動端末にパケットを転送するアクセスノードであって、前記移動端末との間の無線リンク情報を記憶する無線リンク情報記憶部と、前記パケットを受信した際に、前記無線リンク情報が、未だ確立されていないことを示す第1の状況又は既に接続が完了したことを示す第3の状況の場合、前記パケットをバッファリングするバッファと、前記無線リンク情報が、接続中であることを示す第2の状況である場合、前記移動端末に対して前記パケットを転送する転送部とを具備することを要旨とする。 A fourth feature of the present invention is an access node that forwards a packet to a mobile terminal, a radio link information storage unit that stores radio link information with the mobile terminal, and when the packet is received, In the first situation indicating that the radio link information is not yet established or in the third situation indicating that the connection has already been completed, a buffer for buffering the packet and the radio link information are connected In a second situation indicating that the packet is in the middle, the gist is to include a transfer unit that transfers the packet to the mobile terminal.
かかる発明によれば、移動端末が、未だ到着していない場合や既に通過してしまった場合、すなわち、当該移動端末との間で無線リンクが確立していない状態では、当該移動端末宛てのパケットをバッファリングすることによって、パケットロスを防ぐことができる。 According to this invention, when the mobile terminal has not yet arrived or has already passed, that is, when the radio link is not established with the mobile terminal, the packet addressed to the mobile terminal By buffering, packet loss can be prevented.
本発明の第4の特徴において、統計的に電波状況の悪い領域を前記移動端末が通過する通過時刻を管理しており、前記通過時刻の間、前記パケットをバッファリングすることができる。 In the fourth feature of the present invention, the transit time at which the mobile terminal passes through an area where the radio wave condition is statistically bad is managed, and the packet can be buffered during the transit time.
かかる発明によれば、統計的に電波状況の悪い領域を前記移動端末が通過する通過時刻の間、当該移動端末宛てのパケットをバッファリングすることによって、パケットロスを防ぐことができる。 According to this invention, packet loss can be prevented by buffering packets addressed to the mobile terminal during the passage time when the mobile terminal passes through an area where the radio wave condition is statistically bad.
本発明の第4の特徴において、前記無線リンク情報が前記第1の状況であるために、前記パケットがバッファリングされている場合、前記パケットのバッファリング時間、又は、バッファリングしているパケットのデータ量を監視する監視部と、前記バッファリング時間が所定時間を経過した場合、又は、前記データ量が所定の閾値を超えた場合、時刻情報とアクセスノードの識別情報とを関連付ける移動予測情報の修正要求を送信する修正要求送信部と、前記移動端末との間で無線リンクが確立される予定確立時刻を受信する予定確立時刻受信部とを具備することができる。 In the fourth aspect of the present invention, when the packet is buffered because the radio link information is in the first situation, the buffering time of the packet or the buffering packet A monitoring unit that monitors the amount of data, and movement prediction information that associates time information with access node identification information when the buffering time has passed a predetermined time, or when the data amount exceeds a predetermined threshold. A modification request transmission unit that transmits a modification request, and a schedule establishment time reception unit that receives a schedule establishment time at which a radio link is established with the mobile terminal can be provided.
かかる発明によれば、アクセスノードは、受信した予定確立時刻まで、パケットのバッファリングを継続することによって、バッファ容量を無駄に使用することなく、パケットロスを防ぐことができる。 According to this invention, the access node can prevent packet loss without using the buffer capacity wastefully by continuing the buffering of the packet until the received scheduled establishment time.
本発明の第4の特徴において、前記無線リンク情報が前記第3の状況であるために、前記パケットがバッファリングされている場合、時刻情報とアクセスノードの識別情報とを関連付ける移動予測情報の修正要求を送信する修正要求送信部と、修正された前記移動予測情報を受信する移動予測情報受信部と、前記修正された移動予測情報を前記パケットに付与し、該修正された移動予測情報に基づいて該パケットをルーティングするルーティング部とを具備することができる。 In the fourth aspect of the present invention, when the packet is buffered because the radio link information is in the third situation, correction of movement prediction information associating time information with access node identification information A correction request transmitting unit for transmitting a request, a movement prediction information receiving unit for receiving the corrected movement prediction information, and adding the corrected movement prediction information to the packet, based on the corrected movement prediction information And a routing unit for routing the packet.
かかる発明によれば、移動端末が既に通過してしまったセルを管理するアクセスノードに当該移動端末宛てのパケットが転送された場合であっても、ルーティング部が、修正された移動予測情報に基づいて、バッファリングしているパケットをルーティングすることによって、当該パケットを廃棄することなく当該移動端末に転送することが可能となる。 According to this invention, even when the packet addressed to the mobile terminal is transferred to the access node that manages the cell that the mobile terminal has already passed, the routing unit is based on the corrected movement prediction information. Thus, by routing the buffered packet, the packet can be transferred to the mobile terminal without being discarded.
以上説明したように、本発明によれば、ある一定の条件の下、移動端末MN1によるセル(エリア)間移動の度に位置登録を必要としない無線通信システム、ゲートウェイ、ノード及びアクセスノードを提供することができる。 As described above, according to the present invention, a wireless communication system, a gateway, a node, and an access node that do not require location registration each time the mobile terminal MN1 moves between cells (areas) under certain conditions are provided. can do.
(本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムの構成)
本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムの構成について、図1乃至図8を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、ゲートウェイGWと、複数のノード#1乃至#2と、複数のアクセスノード#1乃至#6とによる階層構造を形成するものである。
(Configuration of wireless communication system according to first embodiment of the present invention)
The configuration of the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the wireless communication system according to the present embodiment forms a hierarchical structure of a gateway GW, a plurality of
本実施形態では、無線通信システムが、IPネットワーク2に接続されている通信相手CNにより送信されたパケットを、複数のアクセスノード#1乃至#6のいずれかを介して移動端末MN1に転送するものとする。
In the present embodiment, the wireless communication system transfers a packet transmitted by a communication partner CN connected to the
また、本実施形態では、移動端末MN1は、時間にほぼ正確で一定方向に移動する電車1で移動しているものとする。また、本実施形態では、駅と駅との間に、1つのエリア(セル)#1乃至#6が形成されているものとする。また、本実施形態では、パケットは、インターネットプロトコルによって転送されるものとする。また、本実施形態に係る無線通信システムを構成する全ての装置が保持する時刻情報は、全て正確に一致しているものとする。
Further, in the present embodiment, it is assumed that the mobile terminal MN1 is moving on the
ゲートウェイGWは、IPネットワーク2に接続されており、IPネットワークとの間でパケットの送受信を行うものである。ゲートウェイGWは、図2に示すように、移動予測情報データベース11と、移動予測情報管理部12と、所要時間測定部13と、所要時間データベース14と、受信部15と、宛先アクセスノード決定部16と、ヘッダ付与部17と、ルーティング部18とを具備している。
The gateway GW is connected to the
移動予測情報データベース11は、移動端末MNごとに、「時刻情報」と「アクセスノードの識別情報」とを関連付ける複数の移動予測情報を記憶する移動予測情報記憶部である。 The movement prediction information database 11 is a movement prediction information storage unit that stores, for each mobile terminal MN, a plurality of movement prediction information that associates “time information” with “access node identification information”.
図3(a)に、移動予測情報データベース11によって管理される移動予測情報の一例(移動端末MN1のもの)を示す。図3(a)の例では、移動予測情報は、所定時刻を示す「時刻情報」と、当該所定時刻において移動端末MN1が無線リンクを確立している予定のアクセスノードを示す「アクセスノードの識別情報」と、移動端末MN1が当該アクセスノードに接続されている場合に用いるネットワークアドレスを示す「CoAアドレス」とを関連付けている。 FIG. 3A shows an example of the movement prediction information managed by the movement prediction information database 11 (for the mobile terminal MN1). In the example of FIG. 3A, the movement prediction information includes “time information” indicating a predetermined time and “access node identification” indicating an access node where the mobile terminal MN1 is scheduled to establish a radio link at the predetermined time. Information ”is associated with“ CoA address ”indicating a network address used when the mobile terminal MN1 is connected to the access node.
図3(a)に示す移動予測情報によれば、例えば、移動端末MN1は、時刻T1において、アクセスノードAR1と接続する予定であり、すなわち、アクセスノードAR1により管理されているエリア#1に存在する予定であり、その際に、CoAアドレスとして「CoA1」を用いる予定である。
According to the movement prediction information shown in FIG. 3A, for example, the mobile terminal MN1 is scheduled to connect to the access node AR1 at time T1, that is, exists in the
移動予測情報管理部12は、移動予測情報データベース11内に記憶されている移動予測情報についての管理処理を行うものである。
The movement prediction
具体的には、移動予測情報管理部12は、移動端末MN1が、時間にほぼ正確で一定方向に移動する電車1で移動していることを示す情報を、当該移動端末MN1から取得する。次に、移動予測情報管理部12は、上述の取得をトリガとして、電車1の運行表等から当該電車1の移動スケジュール表を作成する。
Specifically, the movement prediction
そして、移動予測情報管理部12は、上述の電車1の移動スケジュール表に基づいて、各アクセスノードAR1乃至AR6によって管理されている各エリア#1乃至#6を当該電車1が通過する時刻を算出して、上述の移動予測情報データベース11内の移動予測情報を作成する。
And the movement prediction
また、移動予測情報管理部12は、必要に応じて、移動端末MN1が各エリア#1乃至#6配下で用いるネットワークアドレス(CoAアドレス)を予め作成して、移動端末MN1及び各アクセスノードAR1乃至AR6に当該ネットワークアドレスを事前に配布するように構成されていてもよい。
In addition, the movement prediction
また、移動予測情報管理部12は、電車1のダイヤの乱れ等の付加情報を取得して、取得した付加情報に基づいて、電車1の移動スケジュール表及び移動予測情報データベース11内の移動予測情報を変更(修正)するように構成されている。ここで、移動予測情報管理部12は、電車1の管理会社や移動端末MN1等から上述の付加情報を取得するように構成されていてもよい。
Further, the movement prediction
また、移動予測情報管理部12は、アクセスノードARから移動予測情報の修正要求を受信した場合、受信した修正要求で指定されている移動端末MN1との間の無線リンクを確立しているアクセスノードの識別情報と当該無線リンクの確立時刻とを検出する。
When the movement prediction
この際、移動予測情報管理部12は、ゲートウェイGWの配下に接続されているアクセスノードAR1乃至AR6に対して、一斉呼び出し(ページング)を行うことによって、上述の移動端末MN1との間の無線リンクを確立しているアクセスノードから、当該アクセスノードの識別情報と当該無線リンクの確立時刻とを取得するように構成されていてもよい。
At this time, the movement prediction
また、移動予測情報管理部12は、上述のアクセスノードの識別情報と当該無線リンクの確立時刻とを取得する際に、当該アクセスノードから上述の付加情報を取得するように構成されていてもよい。
Further, the movement prediction
また、移動予測情報管理部12は、上述の検出結果に基づいて、移動予測情報データベース内の移動端末MN1に係る移動予測情報を修正し、修正した移動予測情報を当該アクセスノードARに通知するように構成されていてもよい。
Further, the movement prediction
また、移動予測情報管理部12は、アクセスノードARから移動予測情報の修正要求を受信した場合、修正した移動予測情報に基づいて、当該アクセスノードARと移動端末MN1との間で無線リンクが確立される予定確立時刻を算出し、算出した予定確立時刻を、当該アクセスノードARに通知するように構成されていてもよい。ここで、移動予測情報管理部12は、予定確立時刻として、当該アクセスノードARにより管理されているエリアに移動端末MN1が到着する予定到着時刻を用いてもよい。
Further, when the movement prediction
さらに、移動予測情報管理部12は、各アクセスノードARにより管理されているエリア内の無線リンクの品質を事前に統計的に管理するように構成されていてもよい。
Furthermore, the movement prediction
移動予測情報管理部12は、当該無線リンクの品質に基づいて、統計的に電波状況の悪い領域を移動端末MN1が通過する通過時刻を管理することができる。例えば、図4に示すように、移動予測情報管理部12は、セルが重なり合っている領域のように統計的に電波強度が著しく悪化する可能性がある領域(図4の斜線部分)を移動端末MN1が通過する通過時刻として、Tn乃至(Tn+γn)の間の期間γnや、Tn+1乃至(Tn+1+γn+1)の間の期間γn+1等を管理することができる。
The movement prediction
所要時間測定部13は、各アクセスノードAR1乃至AR6までのパケットの第1の転送時間、すなわち、ゲートウェイGWから送信されたパケットが各アクセスノードAR1乃至AR6に到着するのに要する時間を測定するものである。所要時間測定部13は、周期的に、Pingコマンド等を用いて、当該第1の転送時間を測定することができる。
The required
所要時間データベース14は、上述の第1の転送時間を管理する第1の転送時間記憶部である。図3(b)に、所要時間データベース14によって管理される第1の転送時間の一例を示す。図3(b)の例では、所要時間データベース14は、所定区間を示す「区間」と、当該所定区間をパケットが転送される際に要する時間を示す「所要時間」とを関連付けて記憶している。
The required
なお、図3(b)の例では、所要時間データベース14は、ゲートウェイGWと各アクセスノードAR1乃至AR6と間の区間における所要時間(第1の転送時間)αだけでなく、アクセスノードAR1乃至AR6とエリア#1乃至#6に存在する移動端末MN1との間の区間のそれぞれにおける所要時間βを記憶している。
In the example of FIG. 3B, the required
ここで、所要時間αは、所要時間測定部13によって測定されたものであり、所要時間βは、統計情報に基づいて生成されたものである。したがって、所要時間αと所要時間βを加算することによって、ゲートウェイGWと各エリア#1乃至#6に存在する移動端末MN1との間の区間における所要時間を算出することができる。
Here, the required time α is measured by the required
図3(b)に示す所要時間によれば、例えば、ゲートウェイGWとアクセスノードAR2との間の区間をパケットが転送される時間は「α2」であり、アクセスノードAR2とエリア#2に存在する移動端末MN1との間の区間をパケットが転送される時間は「β2」である。
According to the required time shown in FIG. 3B, for example, the time during which a packet is transferred through a section between the gateway GW and the access node AR2 is “α2”, and exists in the access node AR2 and the
受信部15は、IPネットワーク2を介して通信相手CNからパケットを受信したり、アクセスノードAR1乃至AR6から送信された移動予測情報の修正要求を受信したりするものである。
The receiving
宛先アクセスノード決定部16は、複数の移動予測情報と第1の転送時間と現在時刻とに基づいて、受信部15を介して受信したパケットの宛先アクセスノードを決定するものである。
The destination access
具体的には、宛先アクセスノード決定部16は、以下のように、宛先アクセスノードを決定する。ここで、現在時刻は、「T」であり、移動予測情報(時刻情報,アクセスノードの識別情報)は、(T1,AR1)、(T2,AR2)、…(Tn,ARn)であるものとする。また、T<T1とし、T1<T2<…<Tnとする。
Specifically, the destination access
さらに、ゲートウェイGWから各アクセスノードAR1乃至ARnまでパケットが転送されるのに要する第1の転送時間は、それぞれα1、α2、…αnである。 Furthermore, first transfer times required for packets to be transferred from the gateway GW to the access nodes AR1 to ARn are α1, α2,.
また、各アクセスノードAR1乃至ARnから移動端末MN1までパケットが転送されるのに要する時間は、それぞれβ1、β2、…βnである。ここで、各アクセスノードAR1乃至ARnまでパケットが転送されるのに要する時間は、リアルタイムに取得できない場合には、β1、β2、…βnの統計値を用いるように構成されていてもよい。 Also, the time required for the packet to be transferred from each access node AR1 to ARn to the mobile terminal MN1 is β1, β2,. Here, when the time required for the packet to be transferred to each of the access nodes AR1 to ARn cannot be acquired in real time, the statistical values of β1, β2,... Βn may be used.
宛先アクセスノード決定部16は、「T+(αn+βn)(n=1,2,…n)」より大きく、かつ、最も「T+(αn+βn)」に近い「Tn」を決定し、決定した「Tn」に対応するアクセスノードARnを、宛先アクセスノードとして決定する。
The destination access
また、宛先アクセスノード決定部16は、(式1)によって、ゲートウェイGWから移動端末までのおおよそのパケット転送時間を示す「+」の平均値(α+β)Avを算出しておき、上述の宛先アクセスノードの決定方法において、(αn+βn)の代わりに、平均値(α+β)Avを用いるように構成されていてもよい。
また、宛先アクセスノード決定部16は、統計的に電波状況の悪い領域を移動端末MN1が通過する通過時刻を考慮して、パケットの宛先アクセスノードを決定するように構成されていてもよい。
Further, the destination access
具体的には、図4に示すように、宛先アクセスノード決定部16は、上述の方法で「ARn」を宛先アクセスノードとして決定した場合であっても、パケットが「ARn」に到着する時刻が「Tn+1」と「Tn+1+γn+1」との間であると判断される場合には、「ARn+1」を宛先アクセスノードとして決定する。
Specifically, as illustrated in FIG. 4, even when the destination access
ヘッダ付与部17は、宛先アクセスノード決定部16によって決定された宛先アクセスノードARnのアドレスを「終点アドレス(宛先アドレス)」とするヘッダを、受信したパケットに付与すると共に、当該宛先アクセスノードARnに対応する第1の移動予測情報を、受信したパケットに付与するものである。
The
図5の例では、ヘッダ付与部17は、IP in IPカプセル化によって、「始点アドレス=ゲートウェイGWのアドレス」及び「終点アドレス=アクセスノードAR1」とするカプセル化ヘッダを、受信したパケット(オリジナルのパケット)に対して付与する。
In the example of FIG. 5, the
また、ヘッダ付与部17は、IPヘッダの中継点オプションヘッダを拡張することによって、受信したパケット(オリジナルのパケット)に対して、時刻情報(到着時刻)とアクセスノードの識別情報(到着時刻に到着するアクセスノードのアドレス)とを関連付ける移動予測情報を付与する。
Further, the
図5の例では、ヘッダ付与部17は、アクセスノードAR1に対応する第1の移動予測情報と、アクセスノードAR2に対応する第2の移動予測情報と、アクセスノードAR3に対応する第3の移動予測情報とを含む中継点オプションヘッダを、オリジナルのパケットに対して付与している。
In the example of FIG. 5, the
ここで、パケットのオーバヘッドを考慮すると、付与される移動予測情報の数は少ない方が望ましい。 Here, considering the packet overhead, it is desirable that the number of pieces of movement prediction information to be given is small.
また、ヘッダ付与部17は、無線リンク上のMTU(Maximum Transfer Unit)を超えないように、移動予測情報を付与するように構成されている。
Moreover, the
さらに、ヘッダ付与部17は、付与されている移動予測情報の数を容易に判断することを可能とするために、中継点オプションヘッダを固定長にすることもできる。
Further, the
ルーティング部18は、第1の移動予測情報が付与されたパケットをルーティングするものである。図5の例では、ルーティング部18は、カプセル化ヘッダに基づいて、受信したパケットをノード#1又は#2に対してルーティングして転送する。
The
本実施形態では、移動予測情報データベース11、移動予測情報管理部12、所要時間測定部13、所要時間データベース14は、ゲートウェイGW内の機能として設けられているが、これらの機能の全部又は一部が、ゲートウェイGWと別個の装置として設けられていてもよい。
In this embodiment, the movement prediction information database 11, the movement prediction
ノード#1及び#2は、ゲートウェイGWから転送されたパケットを受信して、他のノードやアクセスノードに転送するものである。ノード#1の機能とノード#2の機能は、基本的に同一であるので、以下、ノード#1の機能について説明する。
ノード#1は、図6に示すように、所要時間測定部33と、所要時間データベース34と、受信部35と、宛先アクセスノード決定部36と、ヘッダ変更部37と、ルーティング部38とを具備するものである。
As shown in FIG. 6, the
所要時間測定部33は、ゲートウェイGWの所要時間測定部13と同様の機能を具備するものであり、各アクセスノードAR1乃至AR3までのパケットの第2の転送時間、すなわち、ノード#1から送信されたパケットが各アクセスノードAR1乃至AR3に到着するのに要する時間を測定するものである。所要時間測定部33は、周期的に、Pingコマンド等を用いて、当該第2の転送時間を測定することができる。
The required
所要時間データベース34は、上述の第2の転送時間を管理する第2の転送時間記憶部である。図6の例では、所要時間データベース34は、所定区間を示す「区間」と、当該所定区間をパケットが転送される際に要する時間を示す「所要時間」とを関連付けて記憶している。
The required
なお、図6の例では、所要時間データベース34は、ノード#1と各アクセスノードAR1乃至AR3と間の区間における所要時間(第2の転送時間)Aだけでなく、アクセスノードAR1乃至AR3とエリア#1乃至#3に存在する移動端末MN1との間の区間のそれぞれにおける所要時間Bを記憶している。
In the example of FIG. 6, the required
ここで、所要時間Aは、所要時間測定部33によって測定されたものであり、所要時間Bは、統計情報に基づいて生成されたものである。また、所要時間Bは、ゲートウェイGWの所要時間データベース13が管理する所要時間βと同じ値を取るものであってもよい。したがって、所要時間Aと所要時間Bを加算することによって、ノード#1と各エリア#1乃至#3に存在する移動端末MN1との間の区間における所要時間を算出することができる。
Here, the required time A is measured by the required
図6に示す所要時間によれば、例えば、ノード#1とアクセスノードAR2との間の区間をパケットが転送される時間は「A2」であり、アクセスノードAR2とエリア#2に存在する移動端末MN1との間の区間をパケットが転送される時間は「B2」である。
According to the required time shown in FIG. 6, for example, the time during which a packet is transferred in the section between the
受信部35は、ゲートウェイGWや他のノード等からパケットを受信するものである。
The receiving
宛先アクセスノード決定部36は、受信にしたパケットに付与されている移動予測情報と第2の転送時間と現在時刻とに基づいて、受信部35を介して受信したパケットの宛先アクセスノードを決定するものである。
The destination access
具体的には、宛先アクセスノード決定部36は、以下のように、宛先アクセスノードを決定する。ここで、現在時刻は、「T’」であり、受信したパケットに付与されている移動予測情報(時刻情報,アクセスノードの識別情報)は、(T1,AR1)、(T2,AR2)、…(Ta,ARa)であるものとする。また、T’<T1とし、T1<T2<…<Taとする。
Specifically, the destination access
さらに、ノード#1から各アクセスノードAR1乃至ARaまでパケットが転送されるのに要する第2の転送時間は、それぞれA1、A2、…Aaである。
Furthermore, the second transfer times required for the packet to be transferred from the
また、各アクセスノードAR1乃至ARaから移動端末MN1までパケットが転送されるのに要する時間は、それぞれB1、B2、…Baである。ここで、各アクセスノードAR1乃至ARaまでパケットが転送されるのに要する時間は、リアルタイムに取得できない場合には、B1、B2、…Baの統計値を用いるように構成されていてもよい。 In addition, the time required for a packet to be transferred from each access node AR1 to ARa to the mobile terminal MN1 is B1, B2,. Here, when the time required for the packet to be transferred to each of the access nodes AR1 to ARa cannot be acquired in real time, the statistical values of B1, B2,... Ba may be used.
宛先アクセスノード決定部36は、受信したパケットに付与されている移動予測情報の中から、「T’+(Aa+Ba)(a=1,2,…a)」より大きく、かつ、最も「T’+(Aa+Ba)」に近い「Ta」を決定し、決定した「Ta」に対応するアクセスノードARaを、宛先アクセスノードとして決定する。
The destination access
また、宛先アクセスノード決定部36は、上述のゲートウェイGWの宛先アクセスノード決定部16と同様に、統計的に電波状況の悪い領域を移動端末MN1が通過する通過時刻を考慮して、パケットの宛先アクセスノードを決定するように構成されていてもよい。
Similarly to the destination access
ヘッダ変更部37は、受信部35を介して受信したパケットのヘッダを、宛先アクセスノード決定部36による決定に応じて変更するものである。
The
具体的には、ヘッダ変更部37は、カプセル化ヘッダの「終点アドレス(宛先アドレス)」を、宛先アクセスノード決定部36によって決定された宛先アクセスノードARaのアドレスに変更すると共に、中継オプションヘッダを、当該宛先アクセスノードに対応する移動予測情報を「第1の移動予測情報」とするように変更する。
Specifically, the
この際、ヘッダ変更部37は、一旦、IP in IPカプセル化を解き、「始点アドレス=ノード#1のアドレス」及び「終点アドレス=アクセスノードARa」とするカプセル化ヘッダを、受信したパケット(オリジナルのパケット)に対して付与する。
At this time, the
ここで、ヘッダ変更部37は、宛先アクセスノード決定部36によって決定された宛先アクセスノードのアドレスが、受信したパケットのカプセル化ヘッダに設定されている場合、当該カプセル化ヘッダの「終点アドレス(宛先アドレス)」を変更しない。
Here, when the address of the destination access node determined by the destination access
また、ヘッダ変更部37は、設定されている到着時刻が、現在時刻よりも古い時刻である移動予測情報を削除するように構成されていてもよい。
Further, the
ルーティング部38は、カプセル化ヘッダに基づいて、受信したパケットをルーティングするものである。
The
アクセスノードAR1乃至AR6は、それぞれエリア#1乃至#6に存在する移動端末MNとの間で、無線リンクを確立して無線通信を行うものである。例えば、基地局やアクセルルータ等が、アクセスノードAR1乃至AR6に該当する。アクセスノードAR1乃至AR6の機能は、基本的に同一であるため、以下、アクセスノードAR1の機能について説明する。
The access nodes AR1 to AR6 establish radio links with the mobile terminals MN existing in the
アクセスノードAR1は、図7に示すように、受信部51と、無線リンク情報管理部52と、バッファ53と、送信部54と、移動予測情報修正要求部55と、到着予定時刻受信部56と、ヘッダ変換部57とを具備する。
As shown in FIG. 7, the access node AR1 includes a
受信部51は、ノード#1からのパケットを受信し、受信したパケットを送信部54に転送する。
The receiving
無線リンク情報管理部52は、移動端末MNとの間の無線リンク情報を記憶するものである。具体的には、無線リンク情報管理部52は、図8に示すように、「移動端末ID」と「接続状況」と「確立時刻」とを関連付けて記憶する。
The radio link
「接続状況」は、「移動端末ID」により識別される移動端末MNとの間の無線リンクが未だ確立されていないことを示す「未到着(第1の状況)」、「移動端末ID」により識別される移動端末MNとの間の無線リンクが接続中であることを示す「接続中(第2の状況)」、移動端末ID」により識別される移動端末MNとの間の無線リンクの接続が既に完了したことを示す「通過(第3の状況)」のいずれかである。 “Connection status” is based on “unarrived (first status)” and “mobile terminal ID” indicating that a radio link with the mobile terminal MN identified by “mobile terminal ID” has not been established yet. Connection of the radio link with the mobile terminal MN identified by “connected (second situation), mobile terminal ID” indicating that the radio link with the identified mobile terminal MN is being connected Is one of “passing (third situation)” indicating that it has already been completed.
ずなわち、「接続状況」が「未到着(第1の状況)」である場合には、移動端末MN1は、アクセスノードAR1が管理するエリア#1に未だ到着していない。また、「接続状況」が「接続中(第2の状況)」である場合には、移動端末MN1は、エリア#1内に存在している。さらに、「接続状況」が「通過(第3の状況)」である場合には、移動端末MN1は、エリア#1を既に通過している。
In other words, when the “connection status” is “not arrived (first status)”, the mobile terminal MN1 has not yet arrived in the
また、「確立時刻」は、「接続状況」が「接続中(第2の状況)」である場合、当該無線リンクが確立された時刻を示すものである。 The “establishment time” indicates the time when the wireless link is established when the “connection status” is “connected (second status)”.
バッファ53は、送信部54からの指示に応じて、受信部51から転送されたパケットをバッファリングするものである。また、バッファ53は、各パケットのバッファリング時間及びバッファリングしているパケットのデータ量を管理している。
The
送信部54は、無線リンク情報管理部52を参照して、受信部51から受信したパケットの宛先移動端末MNに係る無線リンク情報に応じて、当該パケットをバッファリングするか、又は、当該パケットを転送するかについて決定するものである。
The
具体的には、送信部54は、受信部51から受信したパケットの宛先移動端末MNに係る無線リンク情報が「未到着(第1の状況)」又は「通過(第3の状況)」である場合、当該パケットをバッファ53においてバッファリングする。一方、送信部54は、上述の無線リンク情報が「接続中(第2の状況)」である場合、当該パケットを当該宛先移動端末MNに対して転送する。
Specifically, in the
また、送信部54は、無線リンク情報管理部52を監視しており、バッファ53内でバッファリングされているパケットの宛先移動端末に係る無線リンク情報が「接続中(第2の状況)」に変更された場合、当該パケットを当該宛先移動端末MNに転送する。
The
ここで、送信部54は、当該パケットを当該宛先移動端末MNに転送するにあたって、当該パケットに付与されているカプセル化ヘッダ(図5参照)を削除する。
Here, when transferring the packet to the destination mobile terminal MN, the
また、送信部54は、統計的に電波状況の悪い領域を移動端末MNが通過する通過時刻を管理しており、上述の無線リンク情報が「接続中(第2の状況)」である場合であっても、当該通過時刻の間、当該パケットをバッファ53にバッファリングするように構成されていてもよい。
Further, the
また、送信部54は、到着予定時刻受信部56から通知された移動端末MNの到着時刻に、バッファ53内にバッファリングされている当該移動端末MN宛てのパケットを送信できるように準備する。すなわち、送信部54は、上述の到着時間以降は、当該移動端末MN宛てのパケットをバッファリングしている領域を、他のパケットのバッファリング用領域として割り当てることができる。
In addition, the
また、送信部54は、ヘッダ変換部57から送信されたパケットを、当該パケットのヘッダに基づいてルーティングして転送する。
In addition, the
さらに、送信部54は、ゲートウェイGWから一斉呼び出し(ページング)を受信した場合、無線リンク情報管理部52を参照して、当該一斉呼び出しで指定されている移動端末MNとの間で無線リンクを確立しているか否かを検索し、無線リンクが確立されている場合、その旨及び無線リンクの確立時刻をゲートウェイGWに通知するように構成されている。
Further, when receiving a general call (paging) from the gateway GW, the
移動予測情報修正要求部55は、バッファ53を監視しており、「無線リンク情報」が「未到着(第1の状況)」である特定のパケットのバッファリング時間が所定時間を経過した場合、当該パケットに付与されている移動予測情報の修正要求をゲートウェイGWに送信する。
The movement prediction information
また、移動予測情報修正要求部55は、バッファ53を監視しており、バッファ53内にバッファリングされているパケット(「無線リンク情報」が「未到着(第1の状況)」であるパケット)のデータ量が所定の閾値を超えた場合、移動予測情報の修正要求をゲートウェイGWに送信する。
Further, the movement prediction information
また、移動予測情報修正要求部55は、無線リンク情報が「通過(第3の状況)」であるために、バッファリングされているパケットに付与されている移動予測情報の修正要求を送信する。
Further, since the radio link information is “pass (third situation)”, the movement prediction information
さらに、移動予測情報修正要求部55は、上述の移動予測情報の修正要求に応じてゲートウェイGWから送信された移動予測情報(修正された移動予測情報)を受信してヘッダ変換部57に通知する。
Further, the movement prediction information
到着予定時刻受信部56は、ゲートウェイGWから、バッファ53内でバッファリングされているパケットの宛先移動端末MNとの間で無線リンクが確立される予定確立時刻を受信するものである。
The scheduled arrival
ヘッダ変換部57は、移動予測情報修正要求部55から通知された移動予測情報(修正された移動予測情報)に応じて、バッファ53内にバッファされているパケットのヘッダを変換するものである。
The
例えば、ヘッダ変換部57は、修正された移動予測情報を、該当するパケットの中継オプションヘッダに挿入する。そして、ヘッダ変換部57は、修正された移動予測情報を付与したパケットを送信部54に転送する。
For example, the
(本実施形態に係る無線通信システムの動作)
図9乃至図12を参照して、本実施形態に係る無線通信システムの動作を説明する。第1に、図9を参照して、本実施形態に係るゲートウェイGWの動作を説明する。
(Operation of the wireless communication system according to the present embodiment)
The operation of the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, the operation of the gateway GW according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図9に示すように、ステップ1001において、ゲートウェイGWの所要時間測定部13が、所定周期で、所要時間データベース14の内容を更新する。
As shown in FIG. 9, in step 1001, the required
ステップ1002において、ゲートウェイGWの受信部15が、IPネットワーク2を介して、通信相手CNから移動端末MN1宛てのパケットを受信した場合、本動作は、ステップ1003に進む。
In step 1002, when the receiving
宛先アクセスノード決定部16は、ステップ1003乃至1006に示す方法で、受信したパケットの宛先アクセスノードを決定する。ここで、「T」は、現在時刻を示し、「ARn」は、移動予測情報データベース11内の「Tn」に対応するアクセスノードである。また、「αn」は、ゲートウェイGWとアクセスノードARnとの間の区間においてパケットの転送に要する所要時間(第1の転送時間)を示し、「βn」は、アクセスノードARnとエリア#n内の移動端末MN1との間の区間においてパケットの転送に要する所要時間を示す。「αn」及び「βn」は、所要時間データベース14内に記憶されているものである。
The destination access
ステップ1003乃至1006に示す方法で、宛先アクセスノード決定部16は、「T+(αn+βn)(n=1,2,…n)」より大きく、かつ、最も「T+(αn+βn)」に近い「Tn」を決定し、決定した「Tn」に対応するアクセスノードARnを、宛先アクセスノードとして決定する。
In the method shown in
ステップ1007において、ヘッダ付与部17は、アクセスノードARnに対応する第1の移動予測情報と、アクセスノードARn+1に対応する第2の移動予測情報と、アクセスノードARn+2に対応する第3の移動予測情報とを、受信したパケットに付与する。
In step 1007, the
具体的には、ヘッダ付与部17は、アクセスノードARnを宛先アドレスとするカプセル化ヘッダで、受信したパケットをカプセル化すると共に、第1乃至第3の移動予測情報を含む中継オプションヘッダを当該パケットに挿入する。
Specifically, the
ステップ1008において、ルーティング部18は、カプセル化ヘッダに基づいて当該パケットをルーティングする。
In step 1008, the
第2に、図10を参照して、本実施形態に係るノード#1の動作を説明する。
Secondly, the operation of the
図10に示すように、ステップ2001において、ノード#1の所要時間測定部33が、所定周期で、所要時間データベース34の内容を更新する。
As shown in FIG. 10, in step 2001, the required
ステップ2002において、ノード#1の受信部35が、ゲートウェイGWから移動端末MN1宛てのパケットを受信した場合、本動作は、ステップ2003に進む。ここで、受信したパケットのカプセル化ヘッダの宛先アドレスは、アクセスノードAR1のアドレスとなっている。
In step 2002, when the
宛先アクセスノード決定部36は、ステップ2003乃至2007に示す方法で、受信したパケットの宛先アクセスノードを決定する。ここで、「T’」は、現在時刻を示し、「Ta」は、受信したパケットに挿入されているa番目の移動予測情報内の到着時刻を示す。また、「Aa」は、ノード#1とa番目の移動予測情報内のアクセスノードARaとの間の区間においてパケットの転送に要する所要時間(第2の転送時間)を示し、「Ba」は、アクセスノードARaとエリア#n内の移動端末MN1との間の区間においてパケットの転送に要する所要時間を示す。「Aa」及び「Ba」は、所要時間データベース34内に記憶されているものである。
The destination access
ステップ2003乃至2007に示す方法で、宛先アクセスノード決定部36は、受信したパケットに付与されている複数の移動予測情報の中から、「T’+(Aa+Ba)(a=1,2,…a)」より大きく、かつ、最も「T’+(Aa+Ba)」に近い「Ta」を決定し、決定した「Ta」に対応するアクセスノードARaを、宛先アクセスノードとして決定する。
In the method shown in
ステップ2007において、宛先アクセスノード決定部36によって決定された宛先アクセスノードARaが、第1の移動予測情報に対応するものである場合、当該パケットのヘッダは変更されることなく、本動作は、ステップ2010に進む。
In step 2007, when the destination access node ARa determined by the destination access
また、宛先アクセスノード決定部36によって宛先アクセスノードARaを決定することができなかった場合も、当該パケットのヘッダは変更されることなく、本動作は、ステップ2010に進む。
Even when the destination access node ARa cannot be determined by the destination access
一方、宛先アクセスノード決定部36によって決定された宛先アクセスノードARaが、第2(又は第3)の移動予測情報に対応するものである場合、本動作は、ステップ2008に進む。
On the other hand, if the destination access node ARa determined by the destination access
ステップ2008において、ヘッダ変更部37は、当該宛先アクセスノードARaを宛先アドレスとするカプセル化ヘッダで、受信したパケットをカプセル化すると共に、中継オプションヘッダから第1(及び第2)の移動予測情報を削除する。
In step 2008, the
ステップ2010において、ルーティング部38は、カプセル化ヘッダに基づいて当該パケットをルーティングする。
In step 2010, the
第3に、図11を参照して、本実施形態に係るアクセスノードAR1の動作を説明する。 Thirdly, with reference to FIG. 11, the operation of the access node AR1 according to the present embodiment will be described.
図11に示すように、ステップ3001において、アクセスノードAR1の受信部51が、ノード#1から送信されたパケットを受信して送信部54に転送する。
As illustrated in FIG. 11, in step 3001, the
ステップ3002において、送信部54は、無線リンク情報管理部52を参照して、当該パケットの宛先移動端末MN1に係る無線リンク情報を確認する。
In
当該無線リンク情報が「接続中(第2の状況)」である場合、ステップ3003において、送信部54が、当該パケットに付与されているカプセル化ヘッダ(図5参照)を削除して、接続中である無線リンクを介して当該パケットを移動端末MN1に対して送信する。
When the wireless link information is “connected (second situation)”, in step 3003, the
一方、当該無線リンク情報が「通過(第3の状況)」である場合、ステップ3004において、送信部54が、当該パケットをバッファ53内にバッファリングする。
On the other hand, when the radio link information is “pass (third situation)”, the
ステップ3005において、移動予測情報修正要求部55が、移動予測情報の修正要求をゲートウェイGWに送信する。
In step 3005, the movement prediction information
ステップ3006において、移動予測情報修正要求部55が、ゲートウェイGWから修正された移動予測情報を受信し、ステップ3007において、ヘッダ変換部57が、修正された移動予測情報に基づいて、バッファリングされているパケットのヘッダを変換し、ステップ3008において、送信部54が、変換したヘッダに基づいて、当該パケットをルーティングして転送する。ここで、当該パケットは、例えば、アクセスノード#2等の他のアクセスノードに転送される。
In step 3006, the movement prediction information
また、当該無線リンク情報が「未到着(第1の状況)」である場合、ステップ3009において、送信部54が、当該パケットをバッファ53内にバッファリングする。
If the radio link information is “not arrived (first situation)”, the
送信部54は、ステップ3010において、当該無線リンク情報が「接続中(第2の状況)」に変更されたことを検知すると、ステップ3003において、当該パケットを移動端末MN1に対して送信する。
When detecting that the radio link information has been changed to “connected (second situation)” in
一方、ステップ3011において、当該無線リンク情報が「接続中(第2の状況)」に変更されることなく、当該パケットのバッファリング時間が所定時間を経過した場合(又は、当該無線リンク情報が「未到着(第1の状況)」である移動端末宛てのパケットのデータ量が所定の閾値を超えた場合)、送信部54は、ステップ3012において、ゲートウェイGWに対して、当該パケットの宛先移動端末MN1に係る移動予測情報の修正を要求する。
On the other hand, if the buffering time of the packet has passed a predetermined time without changing the wireless link information to “connected (second situation)” in step 3011 (or the wireless link information is “ In a case where the data amount of the packet addressed to the mobile terminal that has not arrived (first situation) exceeds a predetermined threshold value), in step 3012, the
ステップ3013において、到着予定時刻受信部56は、ゲートウェイGWから当該宛先移動端末MN1の到着予定時刻を受信する。送信部54は、到着予定時刻に、当該パケットを移動端末MN1に対して送信するように準備する(ステップ3003)。
In step 3013, the estimated arrival
次に、図12を参照して、本実施形態に係る無線通信システムにおいて、移動予測情報を修正する動作を示す。 Next, with reference to FIG. 12, the operation | movement which corrects movement prediction information in the radio | wireless communications system which concerns on this embodiment is shown.
ステップ4001において、アクセスノードAR1の送信部54は、ノード#1から受信したパケットの宛先移動端末MN1に係る無線リンク情報が「通過(第3の状況)」である場合、当該パケットをバッファリングすると共に、ゲートウェイGWに対して、当該パケットの宛先移動端末MN1に対応する移動予測情報を修正するように要求する。
In
ステップ4002において、ゲートウェイGWの宛先アクセスノード決定部16は、受信した移動予測情報修正要求に応じて、当該宛先移動端末MN1宛てのパケットに挿入すべき移動予測情報を再度算出する。図12の例では、アクセスノードAR3に対応する移動予測情報を、第1の移動予測情報をして当該パケットに挿入すべきであると算出されたものとする。
In
ステップ4003において、ゲートウェイGWの移動予測情報管理部12は、修正した第1の移動予測情報として、アクセスノードAR3に対応する移動予測情報を、アクセスノードAR1に対して送信する。
In step 4003, the movement prediction
ステップ4004において、アクセスノードAR1のヘッダ変換部57は、バッファリングされているパケットに対して、アクセスノードAR3のアドレスを宛先アドレス(アクセスノードAR1のアドレスを発信元アドレス)とするカプセル化ヘッダを付与すると共に、アクセスノードAR2に対応する移動予測情報を第1の移動予測情報として付与する。
In
ステップ4005において、アクセスノードAR1の送信部54は、上述のカプセル化ヘッダに基づいて、当該パケットをアクセルノードAR3にルーティングして転送する。
In step 4005, the
ステップ4006において、アクセスノードAR3の送信部54は、アクセスノードAR1から受信したパケットの宛先移動端末MN1に係る無線リンク情報が「接続中(第2の状況)」であることを確認して、当該パケットを宛先移動端末MN1に送信する。
In
(本実施形態に係る無線通信システムの作用・効果)
本実施形態に係る無線通信システムによれば、宛先アクセスノード決定部16が、複数の移動予測情報と第1の転送時間と現在時刻とに基づいて、パケットの宛先アクセスノードARを決定するため、移動端末MN1がセル(エリア)間移動を行った場合であっても、当該移動端末MN1が再度位置登録を行うことなく、当該パケットを当該移動端末MN1に転送することが可能となる。
(Operations and effects of the wireless communication system according to this embodiment)
According to the wireless communication system according to the present embodiment, the destination access
また、本実施形態に係るゲートウェイGWによれば、移動端末MN1が、統計的に電波状況の悪い領域である二つのセル(エリア#n及び#n+1)が重なり合っている領域に存在する場合(すなわち、セル間移動中の場合)、宛先アクセスノード決定部16は、移動元のアクセスノードARnではなく移動先のアクセスノードARn+1に対してパケットを転送することによって、パケットロスを防ぐことが可能となる。
Further, according to the gateway GW according to the present embodiment, the mobile terminal MN1 is present in a region where two cells (areas #n and # n + 1) that are statistically in a poor radio wave condition are overlapped (that is, The destination access
また、本実施形態に係るゲートウェイGWによれば、移動端末MN1が既に通過してしまったセル(エリア#1)を管理するアクセスノードAR1が、当該移動端末MN1宛てのパケットを受信した場合、修正した移動予測情報に基づいて、当該移動端末MN1が存在するセル(エリア#3)を管理するアクセスノードAR3に対して、当該パケットを再転送することが可能となる。 Also, according to the gateway GW according to the present embodiment, when the access node AR1 managing the cell (area # 1) that the mobile terminal MN1 has already passed through receives a packet addressed to the mobile terminal MN1, the correction is made. Based on the movement prediction information, the packet can be retransmitted to the access node AR3 that manages the cell (area # 3) in which the mobile terminal MN1 exists.
また、本実施形態に係るゲートウェイGWによれば、移動端末MN1が未だ到着していないため、当該移動端末MN1宛てのパケットをバッファリングしているアクセスノードAR1に対して、当該移動端末MN1の到着時刻を通知することができる。 Further, according to the gateway GW according to the present embodiment, since the mobile terminal MN1 has not yet arrived, the arrival of the mobile terminal MN1 with respect to the access node AR1 buffering a packet addressed to the mobile terminal MN1. The time can be notified.
また、本実施形態に係るノード#1によれば、宛先アクセスノード決定部36は、受信したパケットに付与されている第1の移動予測情報によって指示されているアクセスノードAR1と異なるアクセスノードAR2に当該パケットをルーティングすることによって、当該パケットの転送が遅延している場合等にも柔軟に対応することができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係るアクセスノードAR1によれば、移動端末MN1が、未だ到着していない場合や既に通過してしまった場合、すなわち、当該移動端末MN1との間で無線リンクが確立していない状態では、当該移動端末宛てのパケットをバッファリングすることによって、パケットロスを防ぐことができる。 Further, according to the access node AR1 according to the present embodiment, when the mobile terminal MN1 has not yet arrived or has already passed, that is, a radio link has been established with the mobile terminal MN1. In the absence, packet loss can be prevented by buffering packets addressed to the mobile terminal.
また、本実施形態に係るアクセスノードAR1によれば、統計的に電波状況の悪い領域を移動端末MN1が通過する通過時刻の間、当該移動端末MN1宛てのパケットをバッファリングすることによって、パケットロスを防ぐことができる。 Further, according to the access node AR1 according to the present embodiment, a packet loss is performed by buffering a packet addressed to the mobile terminal MN1 during a transit time when the mobile terminal MN1 passes through an area where the radio wave condition is statistically bad. Can be prevented.
また、本実施形態に係るアクセスノードAR1によれば、受信した予定確立時刻まで、パケットのバッファリングを継続することによって、バッファ容量を無駄に使用することなく、パケットロスを防ぐことができる。 Also, according to the access node AR1 according to the present embodiment, packet loss can be prevented without wasting buffer capacity by continuing buffering of packets until the received scheduled establishment time.
また、本実施形態に係るアクセスノードAR1によれば、移動端末MN1が既に通過してしまったセル(エリア#1)を管理するアクセスノードAR1に当該移動端末MN1宛てのパケットが転送された場合であっても、送信部54が、修正された移動予測情報に基づいて、バッファリングしているパケットをルーティングすることによって、当該パケットを廃棄することなく当該移動端末MN1に転送することが可能となる。
Further, according to the access node AR1 according to the present embodiment, when a packet addressed to the mobile terminal MN1 is transferred to the access node AR1 that manages a cell (area # 1) that the mobile terminal MN1 has already passed. Even if it exists, it becomes possible for the
AR…アクセスノード
GW…ゲートウェイ
MN…移動端末
1…電車
2…IPネットワーク
11…移動予測情報データベース
12…移動予測情報管理部
13、33…所要時間測定部
14、34…所要時間データベース
15、35、51…受信部
16、36…宛先アクセスノード決定部17…ヘッダ付与部
18、38…ルーティング部
37、57…ヘッダ変更部
52…無線リンク情報管理部
53…バッファ
54…送信部
55…移動予測情報修正要求部
56…到着予定時刻受信部
AR ... access node GW ... gateway MN ...
Claims (3)
前記移動端末との間の無線リンク情報を記憶する無線リンク情報記憶部と、
前記パケットを受信した際に、前記無線リンク情報が前記移動端末との無線リンクが未だ確立されていないことを示す第1の状況の場合及び前記無線リンク情報が既に無線リンクの接続が完了したことを示す第3の状況の場合、前記パケットをバッファリングするバッファと、
前記無線リンク情報が、接続中であることを示す第2の状況である場合、前記移動端末に対して前記パケットを転送する転送部と、
前記無線リンク情報が前記第1の状況であるために、前記パケットがバッファリングされている場合、前記パケットのバッファリング時間、又は、バッファリングしているパケットのデータ量を監視する監視部と、
前記バッファリング時間が所定時間を経過した場合、又は、前記データ量が所定の閾値を超えた場合、前記アクセスノードによって管理されているエリアを通過する時刻を示す時刻情報とアクセスノードの識別情報とを関連付ける移動予測情報の修正要求をゲートウェイに送信する修正要求送信部と、
前記移動端末との間で無線リンクが確立される予定確立時刻を前記ゲートウェイから受信する予定確立時刻受信部とを具備し、
前記予定確立時刻は、前記修正要求で指定されている移動端末との間の無線リンクを確立しているアクセスノードの識別情報と前記無線リンクの確立時刻との検出結果に基づいて前記移動端末に係る前記移動予測情報を修正し、修正した前記移動予測情報に基づいて算出され、
前記転送部は、受信した前記予定確立時刻に前記パケットを前記移動端末に対して送信するよう準備することを特徴とするアクセスノード。 An access node that forwards packets to a mobile terminal,
A radio link information storage unit for storing radio link information with the mobile terminal;
When the packet is received, the wireless link information is in a first situation indicating that a wireless link with the mobile terminal has not yet been established, and the wireless link information has already been connected to the wireless link. A buffer for buffering the packet; and
When the wireless link information is a second situation indicating that the wireless link information is being connected, a transfer unit that transfers the packet to the mobile terminal;
When the packet is buffered because the radio link information is in the first situation, a monitoring unit that monitors the buffering time of the packet or the data amount of the buffered packet;
When the buffering time has passed a predetermined time, or when the data amount exceeds a predetermined threshold, time information indicating the time of passing through the area managed by the access node and access node identification information; A correction request transmission unit that transmits a correction request for movement prediction information to associate with the gateway ,
A schedule establishment time receiving unit for receiving a schedule establishment time at which a radio link is established with the mobile terminal from the gateway ;
The scheduled establishment time is determined based on a detection result of identification information of an access node that establishes a radio link with the mobile terminal specified in the modification request and the establishment time of the radio link. The movement prediction information is corrected, calculated based on the corrected movement prediction information,
The access node , wherein the transfer unit prepares to transmit the packet to the mobile terminal at the received scheduled establishment time .
前記移動端末との間の無線リンク情報を記憶する無線リンク情報記憶部と、
前記パケットを受信した際に、前記無線リンク情報が前記移動端末との無線リンクが未だ確立されていないことを示す第1の状況の場合及び前記無線リンク情報が既に無線リンクの接続が完了したことを示す第3の状況の場合、前記パケットをバッファリングするバッファと、
前記無線リンク情報が、接続中であることを示す第2の状況である場合、前記移動端末に対して前記パケットを転送する転送部と、
前記無線リンク情報が前記第3の状況であるために、前記パケットがバッファリングされている場合、前記アクセスノードによって管理されているエリアを通過する時刻を示す時刻情報とアクセスノードの識別情報とを関連付ける移動予測情報の修正要求をゲートウェイに送信する修正要求送信部と、
修正された前記移動予測情報を受信する移動予測情報受信部と、
前記修正された移動予測情報を前記パケットに付与し、該修正された移動予測情報に基づいて該パケットをルーティングするルーティング部とを具備することを特徴とするアクセスノード。 An access node that forwards packets to a mobile terminal,
A radio link information storage unit for storing radio link information with the mobile terminal;
When the packet is received, the wireless link information is in a first situation indicating that a wireless link with the mobile terminal has not yet been established, and the wireless link information has already been connected to the wireless link. A buffer for buffering the packet; and
When the wireless link information is a second situation indicating that the wireless link information is being connected, a transfer unit that transfers the packet to the mobile terminal;
When the packet is buffered because the radio link information is in the third situation, time information indicating the time of passing through the area managed by the access node and access node identification information A correction request transmission unit that transmits a correction request for the associated movement prediction information to the gateway ;
A movement prediction information receiving unit for receiving the corrected movement prediction information;
An access node, comprising: a routing unit that assigns the modified movement prediction information to the packet and routes the packet based on the modified movement prediction information.
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