JP5647948B2 - 無線通信システム - Google Patents
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Description
を備える無線通信システムであって、前記移動局は、前記第1無線通信ネットワークに含まれる第1基地局および前記第2無線通信ネットワークに含まれる第2基地局と無線通信する移動局通信部と、前記第1基地局から前記第2基地局への垂直ハンドオーバを実行する移動局制御部とを備え、前記第2基地局は、前記第2基地局に対して垂直ハンドオーバしてくる前記移動局にとって使用可能な1以上の使用可能IP(Internet Protocol)アドレスを記憶する基地局記憶部と、前記使用可能IPアドレスの全部または一部を示す第1MAC(Media Access Control)フレームを生成する基地局制御部と、前記第1MACフレームを無線で送信する基地局通信部とを備え、垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において、前記移動局通信部が前記第1MACフレームを受信し、前記移動局制御部が前記第1MACフレームに示された前記使用可能IPアドレスを選択して、選択した使用希望IPアドレスを示す第2MACフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第2MACフレームを前記第2基地局に送信する。
以上の構成によれば、垂直ハンドオーバ後に実現される通信品質に応じて第2基地局を選択するので、垂直ハンドオーバ後の通信品質をより高めることが可能である。
以上の構成によれば、移動局が接続する可能性のあるネットワークの認証方式および暗号化鍵を記憶しておかなくてもよいから構成が簡易となる。さらに、認証方式および暗号化鍵が現在接続中のネットワークを介して移動局に送信されるから、現在接続中のネットワークのセキュリティが保たれている限り安全に認証方式および暗号化鍵が送信される。
以上の構成によれば、IP層(レイヤ3)での通信が行われる前に第2基地局から移動 局へ送信されるマネジメントフレームに使用可能IPアドレスが搭載される。
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る無線通信システム1は、移動通信規約(例えば、第2世代携帯電話規格(2G)、第3世代携帯電話規格(3G)、Long Term Evolution(LTE)等)に従って動作可能な移動通信ネットワーク10と、無線LAN通信規約(例えば、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、またはIEEE 802.11n)に従って動作可能な無線LANネットワーク20と、移動通信規約および無線LAN通信規約に従って動作可能な移動局30とを備える。移動局30は移動通信ネットワーク10または無線LANネットワーク20を介してインターネット400に接続可能である。
また、第1基地局100の記憶部130、第2基地局200の記憶部230、および移動局30の記憶部60は、各種の情報(ハンドオーバ閾値情報等)を記憶する記憶媒体であり、例えばRAM(Random Access Memory)である。
・通信相手の発見(スキャニング)に使用されるビーコンフレームFB、プローブ要求フレームFPQ、およびプローブ応答フレームFPR
・通信相手の認証に使用される認証要求フレームおよび認証応答フレーム
・通信相手とのアソシエーション確立の際に使用されるアソシエーション要求フレームFAQおよびアソシエーション応答フレームFAR
本発明の第2実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各態様において作用や機能が第1実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
また、各第2基地局200には相異なるBSSID(Basic Service Set Identifier)が割り振られ、無線LANネットワーク20にはESSID(Extended Service Set Identifier)が割り振られる。通信部210は、第2基地局200のBSSIDおよびESSIDのいずれか一方または双方(以下、識別情報と称する場合がある)を無線または有線で送信可能である。通信部210は、記憶部230に記憶される第2基地局200の位置情報(緯度および経度等)を無線または有線で送信可能である。
管理サーバ500の通信部510および制御部520は、図示しないCPUがコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。以上のコンピュータプログラムは不図示のROMに記憶される。また、記憶部530は前述の情報を記憶する記憶媒体であり、例えばRAMである。
以上の実施の形態は、本発明から逸脱しない範囲において多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
第1実施形態の移動局30がアクティブスキャンを実行してもよい。すなわち、移動局30がプローブ要求フレームFPQを送信し、第2基地局200がプローブ要求フレームFPQに応答して、使用可能IPアドレスを示すプローブ応答フレームFPRを生成し送信してもよい。
第1実施形態と第2実施形態は組み合わせることが可能である。例えば、垂直ハンドオーバトリガの発生後、移動局30がビーコンフレームFBの受信を試み(ステップS110)、所定時間内にビーコンフレームFBが受信できなかった場合、現在地情報を第1基地局100経由で管理サーバ500へ送信して(ステップS210)、移動局30近傍に存在する第2基地局200の識別情報を管理サーバ500から受信し(ステップS220)、識別情報に基づいてプローブ要求フレームFPQを送信してもよい(ステップS230,S240)。
また、第2実施形態の垂直ハンドオーバの動作において、第2基地局200が使用希望IPアドレスを受信した後に、第1実施形態と同様にIPアドレス衝突判定を実行する構成も採用可能である。
第1実施形態では、垂直ハンドオーバトリガが発生してから移動局30がビーコンフレームFBを受信したが(ステップS110)、垂直ハンドオーバ過程が実行されているか否かに関わらず、ビーコンフレームFBを継続的に受信してもよい。すなわち、移動局30が継続的にパッシブスキャンを実行してもよい。以上の構成によれば、垂直ハンドオーバトリガが発生した時点で使用可能IPアドレスが取得されている状態となり好適である。
第2基地局200を選択する基準は信号対干渉比に限られない。例えば、オペレータ情報(第2基地局200を運営するキャリアの情報)を選択基準としてもよい。また、管理サーバ500の記憶部530が各第2基地局200から送信された通信品質情報を記憶し、移動局30の無線通信可能範囲Rに存在する第2基地局200の通信品質情報を通信部510が移動局30へ送信し、移動局30の制御部50(MACフレーム生成部56)が通信品質情報に基づいて垂直ハンドオーバ先の第2基地局を選択してもよい。ここで、通信品質情報とは、リンク品質等のサービス品質(QoS、Quality Of Service)であってもよいし、ユーザが体感する品質(QoE、Quality Of Experience)であってもよく、また、これらの組合せであってもよい。
移動局30が第2基地局200と認証を行う際に必要な情報が管理サーバ500から提供されてもよい。すなわち、管理サーバ500の記憶部530が各第2基地局200の認証方式(WEP,WPA,WPA2,IEEE 802.11i等)および認証方式に対応した暗号化鍵を記憶し、通信部510が無線通信可能範囲Rに存在する第2基地局200の認証方式および暗号化鍵を前記移動局へ送信し、移動局30のハンドオーバ実行部58が通信部40に受信された認証方式および暗号化鍵に基づいて第2基地局200との認証を実行してもよい。
以上の構成によれば、接続する可能性のあるネットワークの認証方式および暗号化鍵を移動局30が記憶しなくてもよいから構成が簡易となる。また、認証方式および暗号化鍵が現在接続中のネットワーク(例えば移動通信ネットワーク10)を介して移動局30に送信されるから、現在接続中のネットワークのセキュリティが保たれている限り安全に認証方式および暗号化鍵が送信されるので好適である。
以上の実施形態では、移動局30がハンドオーバ判定部52を有したが、第1基地局100がハンドオーバ判定部を有してもよい。この場合、第1基地局100のハンドオーバ判定部がハンドオーバトリガを生成して移動局30に送信することにより垂直ハンドオーバ過程が開始する。すなわち、ハンドオーバ判定部が設けられる箇所は任意である。
ビーコンフレームFB中の使用可能IPアドレスが送信の度に異なるように、第2基地局200のMACフレーム生成部224がビーコンフレームFBを生成してもよい。以上の構成によれば、複数の移動局30から同一の使用可能IPアドレスの使用希望が送信されることが抑制され得る。
使用可能IPアドレスが搭載されるMACフレームFは任意のマネジメントフレームである。例えば、認証応答フレームに使用可能IPアドレスが搭載されてもよい。すなわち、無線リンク(レイヤ2アソシエーション)が確立される前に第2基地局200から移動局30に送信されるMACフレームFに、第2基地局200(無線LANネットワーク20)にて使用可能なIPアドレスが搭載されていればよい。
また、使用可能IPアドレスおよび使用希望IPアドレスを示す情報要素IEが配置される箇所はフレームボディ部分の任意の箇所であり、図示された箇所に限定されるものでないことは当然に理解される。
移動局30が従う通信規約によって各インタフェースおよび各アンテナが適応される通信規約の種類が可変であることは当然である。また、移動局30が従う通信規約の数に応じて無線インタフェース数およびアンテナ数が可変であることも当然である。
移動局30は、複数の通信規約に従って複数の基地局(ネットワーク)と無線通信可能な任意の装置である。例えば、移動局30は、携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、UMPC(Ultra-Mobile Personal Computer)でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
各装置(移動局30、第1基地局100、第2基地局200、管理サーバ500)においてCPUが実行する各機能は、CPUの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array),DSP(Digital Signal Processor)等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
Claims (10)
- 第1通信規約に従って動作可能な第1無線通信ネットワークと、
前記第1通信規約とは異なる第2通信規約に従って動作可能な第2無線通信ネットワークと、
前記第1通信規約および前記第2通信規約に従って動作可能な移動局と
を備える無線通信システムであって、
前記移動局は、
前記第1無線通信ネットワークに含まれる第1基地局および前記第2無線通信ネットワークに含まれる第2基地局と無線通信する移動局通信部と、
前記第1基地局から前記第2基地局への垂直ハンドオーバを実行する移動局制御部とを備え、
前記第2基地局は、
前記第2基地局に対して垂直ハンドオーバしてくる前記移動局にとって使用可能な1以上の使用可能IP(Internet Protocol)アドレスを記憶する基地局記憶部と、
前記使用可能IPアドレスの全部または一部を示す第1MAC(Media Access Control)フレームを生成する基地局制御部と、
前記第1MACフレームを無線で送信する基地局通信部とを備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において、前記移動局通信部が前記第1MACフレームを受信し、前記移動局制御部が前記第1MACフレームに示された前記使用可能IPアドレスを選択して、選択した使用希望IPアドレスを示す第2MACフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第2MACフレームを前記第2基地局に送信する
無線通信システム。 - 前記第2基地局の前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記第2MACフレームが示す前記使用希望IPアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望IPアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のIPアドレスを示す新たな第1MACフレームを前記基地局制御部が生成し、前記新たな第1MACフレームを前記基地局通信部が前記移動局に送信し、前記移動局通信部が前記新たな第1MACフレームを受信し、前記移動局制御部が前記新たな第1MACフレームに示された前記使用可能な別のIPアドレスを選択して、選択した前記使用可能な別のIPアドレスを示す第2MACフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第2MACフレームを前記第2基地局に送信する
請求項1の無線通信システム。 - 前記第2無線通信ネットワークは複数の前記第2基地局を備え、
各前記第2基地局の位置情報および識別情報を取得する管理サーバ通信部と、前記位置情報および前記識別情報を記憶する管理サーバ記憶部とを含む管理サーバをさらに備え、
前記移動局通信部は、前記移動局自身の現在地情報を前記管理サーバに送信し、
前記管理サーバは、受信した前記現在地情報と各前記第2基地局の前記位置情報とに基づいて、前記移動局と無線通信可能な範囲に各前記第2基地局が存在するか否かを判定する管理サーバ判定部をさらに備え、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第2基地局の前記識別情報を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記移動局受信部が受信した前記識別情報により特定される前記第2基地局のうちから垂直ハンドオーバ先を選択し、選択した第2基地局に対して前記第1MACフレームの送信を要求する送信要求MACフレームを生成し、
前記移動局通信部は、前記送信要求MACフレームを送信し、
前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記送信要求MACフレームに応答して、前記移動局に対する前記第1MACフレームを生成する
請求項1または2に記載の無線通信システム。 - 前記管理サーバ記憶部は、前記第2無線通信ネットワークの各前記第2基地局の通信品質情報を記憶し、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第2基地局の前記通信品質情報を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記通信品質情報に基づいて垂直ハンドオーバ先の第2基地局を選択する
請求項3の無線通信システム。 - 前記管理サーバ記憶部は、前記第2無線通信ネットワークの各前記第2基地局の認証方式および暗号化鍵を記憶し、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第2基地局の前記認証方式および前記暗号化鍵を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記移動局通信部に受信された前記認証方式および前記暗号化鍵に基づいて前記第2基地局との認証を実行する
請求項4の無線通信システム。 - 前記第1MACフレームおよび前記第2MACフレームの各々は、通信相手の発見、通信相手の認証、または通信相手とのアソシエーションのために送信されるマネジメントフレームのいずれかである
請求項5の無線通信システム。 - 自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な1以上の使用可能IPアドレスを記憶する記憶部と、
前記使用可能IPアドレスの全部または一部を示す第1MACフレームを生成する制御部と、
前記第1MACフレームを無線で送信する通信部とを備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第1MACフレームに示された前記使用可能IPアドレスから前記移動局が選択した使用希望IPアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第2MACフレームを前記通信部が受信し、受信した前記第2MACフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する
基地局。 - 前記制御部は、前記通信部に受信された前記第2MACフレームが示す前記使用希望IPアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望IPアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のIPアドレスを示す新たな第1MACフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第1MACフレームを前記通信部が前記移動局に送信する
請求項7の基地局。 - 自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な1以上の使用可能IPアドレスを記憶する記憶部と、
前記使用可能IPアドレスの全部または一部を示す第1MACフレームを生成する制御部と、
前記第1MACフレームを無線で送信する通信部とを備える基地局を備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第1MACフレームに示された前記使用可能IPアドレスから前記移動局が選択した使用希望IPアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第2MACフレームを前記基地局の前記通信部が受信し、受信した前記第2MACフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する
ネットワーク。 - 前記基地局の前記制御部は、前記通信部に受信された前記第2MACフレームが示す前記使用希望IPアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望IPアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のIPアドレスを示す新たな第1MACフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第1MACフレームを前記通信部が前記移動局に送信する
請求項9のネットワーク。
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