JP6584260B2 - Wireless communication system and wireless communication method - Google Patents
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Description
本発明は、通信端末からセルラーネットワーク(移動通信網)を介して確立された通信路によりデータが自発的にサーバーへ送信される無線通信システムに関し、通信端末の増大により移動体通信網内に保持される情報量の増大に伴うシステムの負荷を抑制する上で好適な無線通信システムに関するものである。 The present invention relates to a wireless communication system in which data is spontaneously transmitted to a server through a communication path established from a communication terminal via a cellular network (mobile communication network), and is retained in the mobile communication network due to an increase in the number of communication terminals. The present invention relates to a radio communication system suitable for suppressing the load on the system accompanying an increase in the amount of information to be performed.
一般にセルラーネットワーク(移動通信網)においては、それぞれIMSI(International Mobile Subscriber Identity)と呼ばれる加入者識別子がMTC(Machine Type Communication)端末(以下、通信端末という。)につきそれぞれ割り当てられる。 Generally, in a cellular network (mobile communication network), a subscriber identifier called IMSI (International Mobile Subscriber Identity) is assigned to each MTC (Machine Type Communication) terminal (hereinafter referred to as a communication terminal).
このIMSIは、SIM(Subscriber Identity Module Card)カード等を介して通信端末内に入力されることとなる。セルラーネットワーク(移動通信網)の加入者の識別は、各通信端末に割り当てられた電話番号のみならず、このIMSIを介して行われる。 This IMSI is input into the communication terminal via a SIM (Subscriber Identity Module Card) card or the like. The identification of the subscriber of the cellular network (mobile communication network) is performed not only through the telephone number assigned to each communication terminal but also through this IMSI.
このIMSIに紐付けられる情報としては、無線端末のIPアドレス、在圏情報、ベアラID、外部ネットワーク情報、QoS(Quality of Service)情報等であるが、これらの情報は、あくまでIMSIを介して通信端末毎に管理されることとなる。 Information associated with the IMSI includes the IP address of the wireless terminal, the location information, the bearer ID, the external network information, the QoS (Quality of Service) information, and the like. It will be managed for each terminal.
このようなIMSIに紐付けられる各種情報は、通信端末の電源投入や、発着信に応じて更新、生成、削除が行われる。またこのIMSIに紐付けられる各種情報は、通信端末が特にデータを送受信していない場合においても、その接続状態を管理する必要がある。 Various types of information associated with such IMSI are updated, generated, and deleted in response to power-on of the communication terminal and outgoing / incoming calls. In addition, various information associated with the IMSI needs to manage the connection state even when the communication terminal does not transmit or receive data.
ところで、近年において、人間の介在無しに自動車や家電等の機器同士が無線通信して情報交換を行うM2M(Machine to Machine)システムや、世の中に存在する様々な物体(モノ)に通信機能を持たせて自動認識や遠隔計測等を行うIoT(Internet of Things)が進展しつつある。 By the way, in recent years, M2M (Machine to Machine) system in which devices such as automobiles and home appliances communicate with each other wirelessly without human intervention and various objects (things) in the world have communication functions. IoT (Internet of Things), which performs automatic recognition, remote measurement, etc., is being developed.
その結果、大規模数の通信端末が、いわゆるセルラーネットワーク(移動通信網)を介して無線通信することが予想される。 As a result, it is expected that a large number of communication terminals communicate wirelessly via a so-called cellular network (mobile communication network).
その結果、移動通信網に接続されたサーバーには、大規模な数の通信端末からデータが定期的に送信されることとなる。 As a result, data is periodically transmitted from a large number of communication terminals to a server connected to the mobile communication network.
大規模な数の通信端末とサーバーとの通信を制御する移動通信網は、かかる通信量の増加に伴う膨大な制御処理を余儀なく行わざるを得なくなり、大量なハードウェアリソースを用意し、或いは高度な分散制御を実施する必要が生じる。 A mobile communication network that controls communication between a large number of communication terminals and a server is forced to perform enormous control processing as the amount of communication increases, so that a large amount of hardware resources are prepared or advanced It is necessary to implement distributed control.
これらの問題点を解決するために、特許文献1において移動通信網と直接通信を行う通信端末を削減する技術が開示されている。
In order to solve these problems,
この特許文献1の開示技術によれば、複数個の通信端末の中から他の通信端末のためのゲートウェイとして機能させるものを用意することで、このゲートウェイとして機能する通信端末を介して他の複数の通信端末を束ねて通信量を減らし、制御処理量の低減を図ることが可能となる。
According to the technology disclosed in
上述した特許文献1の開示技術によれば、移動通信網と直接通信を行う通信端末を削減することで、通信端末の発着信の際に発生する制御処理量の削減は可能である。
According to the technology disclosed in
しかしながら、この特許文献1の開示技術では、移動通信網の中に保持される通信端末の情報量を削減することができない。
However, the disclosed technique disclosed in
また特許文献1の開示技術によれば、ゲートウェイになる通信端末を用意し、これを介して他の複数の通信端末を束ねて制御する形態であるため、広範囲に亘り通信端末を展開する場合には、各領域においてそれぞれゲートウェイを設置する必要が生じてしまう。
In addition, according to the disclosed technique of
また、かかるゲートウェイの端末を設置するための設計が必要となり、実用化に向けた労力の負担が増加してしまうという問題点もある。 In addition, a design for installing such a gateway terminal is required, and there is a problem that the burden of labor for practical use increases.
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、通信端末から移動通信網を介して確立された通信路によりデータが自発的にサーバーへ送信される無線通信システムにおいて、大規模な数の通信端末が移動通信網を利用する場合においても、当該移動通信網内にて取り扱われ、保持される情報量の増加を抑制することで、制御処理量を軽減させ、ひいてはシステムの負荷を抑制することが可能な無線通信システム及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and in a wireless communication system in which data is spontaneously transmitted from a communication terminal to a server through a communication path established via a mobile communication network, Even when a large number of communication terminals use a mobile communication network, the amount of control processing can be reduced by suppressing an increase in the amount of information handled and held in the mobile communication network, and thus the system An object of the present invention is to provide a wireless communication system and method capable of suppressing the load on the wireless communication system.
第1発明に係る無線通信システムは、複数の通信端末と、前記通信端末から移動通信網を介して通信路が確立されてデータが送信されるサーバーとを含む無線通信システムであって、前記移動通信網は、同一のIMSI(International Mobile Subscriber Identity)が割り当てられた複数の前記通信端末の登録処理が可能である登録可能時間帯と、不能である登録不能時間帯とを、前記移動通信網内において交互に設け、前記通信端末は、電源投入に伴い前記移動通信網に対して前記通信端末の登録要求情報を前記移動通信網に送信し、前記移動通信網は、前記通信端末からの前記登録要求情報を前記登録可能時間帯に受信した場合には前記通信端末の登録処理を行い登録が完了した旨を示す登録完了情報を前記通信端末に送信するとともに、前記登録要求情報を受信したタイミングの前記登録可能時間帯を前記登録不能時間帯へと変更し、前記登録要求情報を前記登録不能時間帯に受信した場合には前記登録要求情報の送信を再試行するタイミングを示す再試行タイマー値を前記通信端末に送信し、前記通信端末は、前記登録完了情報を受信した場合には前記データを送信するまでの時間間隔である送信周期を確定するために前記サーバーと情報を交換して前記送信周期を確定後前記送信周期に基づき前記データを前記移動体通信網を介して前記サーバーに送信し、前記再試行タイマー値を受信した場合には前記再試行タイミング値に基づき前記登録要求情報を前記移動通信網に再度送信することを特徴とする。 A radio communication system according to a first aspect of the present invention is a radio communication system including a plurality of communication terminals and a server to which data is transmitted after a communication path is established from the communication terminals via a mobile communication network. communication network, a registrable time zone can be the same IMSI (International mobile Subscriber Identity) is the registration processing of the plurality of communication terminals assigned, and a registration downtime period is impossible, in the mobile communication network The communication terminal transmits the registration request information of the communication terminal to the mobile communication network when the power is turned on, and the mobile communication network transmits the registration from the communication terminal. When the request information is received in the registerable time zone, registration processing of the communication terminal is performed, registration completion information indicating that registration is completed is transmitted to the communication terminal, and the registration requirement Timing to change the registration possible time zone at the timing of receiving the request information to the registration impossible time zone, and retry transmission of the registration request information when the registration request information is received in the registration impossible time zone The communication terminal transmits a retry timer value indicating to the communication terminal, and when the communication terminal receives the registration completion information, the communication terminal communicates with the server to determine a transmission cycle that is a time interval until the data is transmitted. After exchanging information and determining the transmission cycle, the data is transmitted to the server via the mobile communication network based on the transmission cycle, and when the retry timer value is received, the retry timing value is set. The registration request information is transmitted again to the mobile communication network.
第2発明に係る無線通信システムは、第1発明において、前記サーバーは、複数のEID(External Identifier)を保有するとともに前記EIDの中から前記通信端末を識別するための前記EIDを選択し、選択された前記EIDが前記通信端末に割り当てられていない場合は、前記EIDを割り当て可能状態とし、前記移動体通信網が有するIMSI使用中フラグを未使用を示す値に更新し、選択された前記EIDが前記通信端末に割り当てられている場合は、前記EIDを割り当て不可状態とし、前記移動体通信網が有するIMSI使用中フラグを使用中を示す値に更新し、前記移動通信網は、前記IMSI使用中フラグが使用中の場合を前記登録不能時間帯とするとともに、前記IMSI使用中フラグが未使用の場合を前記登録可能時間帯とすることを特徴とする。 A wireless communication system according to a second invention is the wireless communication system according to the first invention, wherein the server has a plurality of EIDs (External Identifiers) and selects the EID for identifying the communication terminal from the EID, and selects If the assigned EID is not assigned to the communication terminal, the EID is made assignable, the IMSI busy flag of the mobile communication network is updated to a value indicating unused, and the selected EID Is assigned to the communication terminal, the EID is made unassignable, and the IMSI busy flag of the mobile communication network is updated to a value indicating that the mobile communication network is in use. A case where the middle flag is in use is set as the non-registration time zone, and a case where the IMSI busy flag is not used is referred to as the registration possible time zone. It is characterized by doing.
第3発明に係る無線通信システムは、第2発明において、前記サーバーは、割り当て可能状態にある前記EIDがある場合には、一定時間経過後に割り当て不可状態へと変更することを特徴とする。 The wireless communication system according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the second aspect, when there is the EID that is in an assignable state, the server is changed to an unassignable state after a predetermined time has elapsed.
第4発明に係る無線通信システムは、第1発明乃至第3発明の何れか1つにおいて、前記送信周期は全ての前記通信端末で同一であることを特徴とする。 A wireless communication system according to a fourth aspect of the present invention is the wireless communication system according to any one of the first to third aspects, wherein the transmission cycle is the same for all the communication terminals.
第5発明に係る無線通信方法は、複数の通信端末と、前記通信端末から移動通信網を介して通信路が確立されてデータが送信されるサーバーとを含む無線通信システムによる無線通信方法であって、同一のIMSI(International Mobile Subscriber Identity)が割り当てられた複数の前記通信端末について、前記移動通信網に対する登録処理が可能である登録可能時間帯と、不能である登録不能時間帯とが、前記移動通信網内において交互に設けられ、前記通信端末の電源投入時に前記移動通信網に対して前記通信端末の登録要求情報が前記通信端末から前記移動通信網に送信され、前記通信端末からの前記登録要求情報を前記登録可能時間帯に受信した場合に前記移動体通信網から前記通信端末に対して前記通信端末の登録処理を行い登録が完了した旨を示す登録完了情報が送信されるとともに、前記登録要求情報を受信したタイミングの前記登録可能時間帯が前記登録不能時間帯へと変更され、前記登録要求情報が前記登録不能時間帯に受信された場合には前記登録要求情報の送信を再試行するタイミングを示す再試行タイマー値が前記通信端末に送信され、前記通信端末が前記登録完了情報を受信した場合には前記データを送信するまでの時間間隔である送信周期を確定するために前記サーバーと情報を交換して前記送信周期を確定後前記送信周期に基づき前記データが前記移動体通信網を介して前記サーバーに送信され、前記再試行タイマー値を受信した場合には前記再試行タイミング値に基づき前記登録要求情報が前記移動通信網に再度送信されることを特徴とする。 A wireless communication method according to a fifth aspect of the present invention is a wireless communication method by a wireless communication system including a plurality of communication terminals and a server to which data is transmitted by establishing communication paths from the communication terminals via a mobile communication network. Te, the same IMSI (International mobile Subscriber Identity) a plurality of the communication terminal assigned the registrable time zone can be registered processing for said mobile communication network, is impossible registration impossible time zone, the provided alternately in the mobile communication network, the registration request information of the communication terminal to the mobile communication network at power up of the communication terminal is sent to the mobile communication network from the communication terminal, wherein from said communication terminal When the registration request information is received in the registerable time zone, registration processing is completed by performing registration processing of the communication terminal from the mobile communication network to the communication terminal. Registration completion information indicating that the registration request information has been received is changed to the non-registration time zone, and the registration request information is received in the non-registration time zone. A retry timer value indicating the timing for retrying transmission of the registration request information is transmitted to the communication terminal, and when the communication terminal receives the registration completion information, the communication timer until the data is transmitted. After confirming the transmission cycle by exchanging information with the server to determine a transmission cycle that is a time interval, the data is transmitted to the server via the mobile communication network based on the transmission cycle, and the retry is performed. When the timer value is received, the registration request information is retransmitted to the mobile communication network based on the retry timing value.
上述した構成からなる本発明によれば、通信端末から移動通信網を介して確立された通信路によりデータが自発的にサーバーへ送信される無線通信システムにおいて、大規模な数の通信端末が移動通信網を利用する場合においても、当該移動通信網内にて取り扱われ、保持される情報量の増加を抑制することで、制御処理量を軽減させ、ひいてはシステムの負荷を抑制することが可能となる。 According to the present invention having the above-described configuration, a large number of communication terminals move in a wireless communication system in which data is spontaneously transmitted to a server through a communication path established via a mobile communication network. Even when using a communication network, it is possible to reduce the amount of control processing by suppressing an increase in the amount of information handled and retained in the mobile communication network, and thus to suppress the system load. Become.
以下、本発明を適用した無線通信システムを実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明をする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for implementing a wireless communication system to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用した無線通信システム1のネットワーク構成図を示している。無線通信システム1は、複数の通信端末2(通信端末2−1、2−2、2−3、・・)と、この通信端末との間で無線信号を送受信する基地局3を有する地域エリアネットワーク30と、一又は複数の地域エリアネットワーク30に接続されるコアネットワーク4と、コアネットワーク4に接続されるサーバー5とを備えている。
FIG. 1 shows a network configuration diagram of a
通信端末2は、いわゆるMTC(Machine Type Communication)端末であり、施設管理を始めとし、環境やインフラストラクチャー(電気、水、ガス等)をモニタリングするために配置されるものである。
The
この通信端末2は、基本的には定位置に固定して使用されるものであるが、これに限定されるものではなく、自由に持ち運び可能なモバイル端末として構成されていてもよい。
The
この通信端末2を地域毎に配設することにより、地域規模のネットワークを構成するようにしてもよい。
A network on a regional scale may be configured by arranging the
通信端末2は、定期的又は不定期的にモニタリングした各種情報を一時的に格納し、これを所定間隔を以ってサーバー5へ送信することで情報のアップロードを行う。
The
この通信端末2からサーバー5へのアップロードの間隔は、例えば数十分〜数時間間隔とされていてもよい。
The upload interval from the
通信端末2は、一般的には、基地局3との間で無線通信が可能な携帯電話機やスマートフォン等で構成される携帯情報端末で構成される場合を想定しているが、これ以外に例えばタブレット型端末、パーソナルコンピュータ(PC)、その他いかなる電子機器で構成されていてもよい。
The
通信端末2は、各種処理を実行するためのアプリケーション21に基づいて動作するものである。
The
また通信端末2を構成するUE(User Equipment)としては、外部から装入されるSIM(Subscriber Identity Module Card)カード22と、このSIMカード22に接続される無線インターフェース23とを備えており、さらに情報検出部24と、これに接続される記憶部25を備えている。この記憶部25は、SIMカード22並びに無線インターフェース23にも接続されている。
The UE (User Equipment) constituting the
SIMカード22は、加入者を特定するためのID番号を始めとした各種情報が記述されたICカードである。
The
このSIMカード22には、IMSI (International Mobile Subscriber Identity) と呼ばれる加入者識別子が付与されている。このIMSIと電話番号とを結びつけることにより通信を可能とする。
This
このIMSIは、携帯電話事業者と契約する際に発行され、SIMカード毎に固有の識別子とされる。このため、通常は、このSIMカード22が装入される一の通信端末2に一のIMSIが割り当てられることになり、逆に一のIMSIが複数の通信端末2に割り当てられることは無い。
This IMSI is issued when making a contract with a mobile phone operator, and is a unique identifier for each SIM card. For this reason, normally, one IMSI is assigned to one
即ち、通常であれば複数の通信端末2−1、2−2、2−3、・・・があれば、互いに異なるIMSI#1、IMSI#2、IMSI#3、・・・が割り当てられる。
That is, if there are a plurality of communication terminals 2-1, 2-2, 2-3,... Normally,
但し、本発明では、図1に示すように、複数の通信端末2−1、2−2、2−3、・・・に対して互いに同一のIMSI#1が割り当てられることが前提となる。
However, in the present invention, as shown in FIG. 1, it is assumed that the
この複数の通信端末2−1、2−2、2−3、・・・への同一のIMSI#1の割り当ては、かかる同一のIMSI#1が割り当てられたSIMカード22を複数枚用意し、それぞれの通信端末2−1、2−2、2−3、・・・へ装入することで容易に実現できる。
To assign the
なお、上述した実施形態では、あくまでIMSIがSIMカード22に記憶される場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではない。即ち、物理的なSIMカード22を実装することなく、ソフトSIM或いはEmbedded SIM(eUICC)等のようなソフトウェア的なSIMを実装するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the IMSI is stored in the
無線インターフェース23は、基地局3と無線通信を行うために用いられるインターフェースである。この無線インターフェース23は、使用する無線通信の規格に応じて各種符号化復号化処理、変調処理等を施す。無線インターフェース23は、電波を送受信するためのアンテナも含まれる。
The
情報検出部24は、サーバー5へ送信すべき情報を取得する。この情報検出部24は、例えば、IPアドレス、在圏情報、ベアラID、外部ネットワーク情報、QoS(Quality of Service)情報等を取得するものであれば、無線通信可能なアンテナ等で具現化される。
The
また、情報検出部24は、電力の使用量や、通信端末2の使用状態、更にはユーザからの操作状態を判別するためのタッチパネルやメータ等で具現化される場合もある。また、この情報検出部24は、現在の位置情報を取得する、例えばGPS(Global Positioning System)であってもよい。
Moreover, the
情報検出部24の各種検出動作は、アプリケーション21に基づいて実行される。情報検出部24は、この検出した各種情報を記憶部25へ出力する。
Various detection operations of the
記憶部25は、情報検出部24から送られてくる検出情報を一時的に記憶するためのストレージ、バッファ、メモリ等で構成される。
The
記憶部25に一時的に記憶された検出情報は、アプリケーション21による制御の下で読み出されて、無線インターフェース23を介して基地局3へと送信される。
The detection information temporarily stored in the
基地局3の群から構成される地域エリアネットワーク30は、例えばLTE(Long Term Evolution)や3G等の規格に基づいて通信端末2との間で通信を行う。
The
地域エリアネットワーク30を構成する基地局3は、それぞれ地域毎に配設されるものであり、その通信範囲内に位置する通信端末2を管理するための機器である。
The
基地局3は、自身の通信範囲内にある通信端末2が無線通信を行う上でのいわゆる無線アクセスポイントとしての役割を果たし、更にその通信端末2がコアネットワーク4やサーバー5との間において通信を行う上でインターフェースとしての役割を果たすものである。
The
即ち、基地局3は、これを介して通信端末2がコアネットワーク4やサーバー5との間でデータの送受信を行うことを可能とするものである。
That is, the
コアネットワーク4は、MME(Mobility Management Entity)41と、HSS(Home Subscriber Server)42と、GW(Gateway)43と、通信インターフェース44とを備えている。
The
図中の破線は、制御信号の送受信が行われる関係を示すものであり、図中の実線は、通信端末2とサーバー5との間で送受信されるデータの経路を示すものである。
A broken line in the figure indicates a relationship in which control signals are transmitted and received, and a solid line in the figure indicates a path of data transmitted and received between the
MME41は、通信端末2の移動管理、認証(セキュリティ制御)の処理を行う。即ち、このMME41は、係る処理を行う上では、ベアラの確立や開放、通信端末2の位置登録やハンドオーバー等の移動制御、認証処理を行う。
The
またMME41は、GW43へのデータの転送経路設定や変更指示等も行う。具体的には、GW43を構成するS−GW、P−GW間の転送経路の設定処理等も行う。
The
HSS42は、加入者情報を管理するデータベースであり、通信端末2における各種の加入者プロファイル情報や、識別子、長期共有キー、各加入者が加入しているサービスプロファイル等が格納されている。
The
また、このHSS42は、通信端末2の位置情報や、解像度に関する情報も記録されている。これらの情報が通信端末2のアドレス情報とともにHSS42に記録されている。
Further, the
GW43は、S−GWとP−GWにより構成されている。S−GWは、基地局3とコアネットワーク4とのパケットデータの授受を中継し、MME41による制御の下で、通信のためのベアラリソースを確保する。
The
P−GWは、通信インターフェース44との通信を中継する。またこのP−GWは、各通信端末2に対するIP(Internet Protocol)アドレスの払出し、ベアラ確立時のパケット網への接続に関するユーザ認証、MME41による指示に基づくサービスの品質を制御するためのQoS(Quality of Service)制御やアプリケーションプログラムを実行する上での各種データの作成等の処理を行う。また、P−GWは、MME41による制御の下で、通信のためのベアラリソースを確保する。
The P-GW relays communication with the
通信インターフェース44は、GW43から送信されてくるパケットデータを、サーバー5へ送信し、またサーバー5から送られてくるパケットデータをGW43へ送信するための各種処理を行う。
The
通信インターフェース44は、例えば、MTC-IWF(Machine Type Communication Inter Working Function)、SCS(Service Capability Server)等のようなM2M(Machine to Machine)用のノードとして具現化されるものであってもよい。
The
サーバー5は、コアネットワーク4の通信インターフェース44を介して送信されてくるデータを記録するためのストレージで構成されている。このサーバー5は、既に記録されているデータを読み出してこれを通信インターフェース44を介してコアネットワーク4へ送信する。
The
次に、上述した構成からなる無線通信システム1の動作について説明をする。図2(a)は、この無線通信システム1の通信コンセプトを示す図である。無線通信システム1では、先ず複数の通信端末2−1、2−2、2−3、・・・間において共通のIMSI#1を割り当てる。
Next, the operation of the
共通のIMSI#1を複数の通信端末2−1、2−2、2−3、・・間で割り当てるということは、例えば何れか一の通信端末2−1がIMSI#1を使用してコアネットワーク4やサーバー5と通信経路を確立して通信を行っている場合には、他の一の通信端末2−2等は、当該IMSI#1を使用してコアネットワーク4やサーバー5と通信することができなくなる。
Assigning a
実際にこの無線通信システム1では、互いに共通のIMSI#1が割り当てられた複数の通信端末2−1、2−2、2−3、・・間においてコアネットワーク4やサーバー5と同時に通信経路が確立されるのを防止するための制御を行う。
Actually, in this
具体的には、仮に通信端末2−1がIMSI#1を使用してコアネットワーク4やサーバー5と通信経路の確立を試みる場合には、その通信を試みる時点AにおいてIMSI#1を他の通信端末2−2、2−3、・・・が使用して通信を行っているか否かを判別する。
Specifically, if the communication terminal 2-1 attempts to establish a communication path with the
その結果、時点AにおいてIMSI#1を他の通信端末2−2、2−3、・・・が使用して通信を行っていない旨を判定した場合には、その時点AにおいてIMSI#1を自由に使用して通信経路を確立することができることを意味する。
As a result, when it is determined at time A that the other communication terminals 2-2, 2-3,... Are not communicating using
このため、通信端末2−1は、IMSI#1を使用してコアネットワーク4やサーバー5と通信経路を確立して通信を行う。
For this reason, the communication terminal 2-1 establishes a communication path with the
これに対して、この通信端末2−1がIMSI#1を使用している時点Bにおいて他の通信端末2−2がIMSI#1を使用してコアネットワーク4やサーバー5と通信経路の確立を試みる場合も同様に、IMSI#1を他の通信端末2−1、2−3、・・・が使用して通信を行っているか否かを判別する。
On the other hand, at the time point B when this communication terminal 2-1
その結果、時点BにおいてIMSI#1を他の通信端末2−1が使用して通信を行っている旨を判定することとなるため、その時点BにおいてIMSI#1を自由に使用して通信経路を確立することができないこととなる。
As a result, since it is determined that the other communication terminal 2-1 is using the
かかる場合において、通信端末2−2は、所定時間経過後の時点CにおいてIMSI#1を使用してコアネットワーク4やサーバー5と通信経路の確立を試みることとなる。かかる場合においても同様に、時点CにおいてIMSI#1を他の通信端末2−1、2−3、・・・が使用して通信を行っているか否かを判別する。
In such a case, the communication terminal 2-2 attempts to establish a communication path with the
その結果、時点Cにおいて通信端末2−1がIMSI#1を使用した通信を完了しており、かつ他の通信端末2−3、・・がIMSI#1を未使用の場合には、IMSI#1が使用可能な状態となるため、これを使用してコアネットワーク4やサーバー5と通信経路の確立を行い、通信を開始する。
As a result, when the communication terminal 2-1 has completed communication using the
一方、時点Cにおいて通信端末2−1がIMSI#1を使用した通信を完了してないか、或いは他の通信端末2−3、・・がIMSI#1を使用して通信中の場合には、通信端末2−2は、所定時間経過後において再度同様に通信経路の確立を試みることとなる。
On the other hand, when the communication terminal 2-1 has not completed the communication using the
このような制御を行うことにより、複数の通信端末2−1、2−2、2−3、・・・間において共通のIMSI#1を割り当てる場合において、時間的に重複することなく互いに使用して通信経路を確立することができる。即ち、この無線通信システム1においては、複数の通信端末2−1、2−2、2−3間で、時分割で共通のIMSI#1を順番に使用することが可能となる。
By performing such control, when assigning a
実際に、IMSI#1が使用可能か否かを判別する際には、図2(b)に示すようなフラグが記述されるフラグテーブルを用いて行うようにしてもよい。
Actually, when determining whether or not
このフラグテーブルでは、IMSI毎にフラグを立てることができるように設定されており、そのフラグは、他の通信端末により使用中か、或いは未使用かを示すものとされる。 This flag table is set so that a flag can be set for each IMSI, and the flag indicates whether it is being used by another communication terminal or unused.
時点Aでは、IMSI#1は未使用のフラグを立てておくことで、通信端末2−1は当該IMSI#1を使用して通信経路の確立を実現することが可能となる。また通信端末2−1がこのIMSI#1を使用して通信を行っている期間は、このIMSI#1のフラグを未使用から使用中に遷移させる。
At time A,
これにより、時点Bにおいて通信端末2−2がIMSI#1の使用状況を判別する際において、このテーブルのフラグを確認することにより、時点BにおいてIMSI#1が使用中であることから、通信端末2−2においては使用不可であることを容易に判別することが可能となる。
Accordingly, when the communication terminal 2-2 determines the usage status of the
また、通信端末2−1がIMSI#1を使用した通信を停止し、その通信経路を解放する際には、フラグを使用中から未使用に遷移させる。その結果、通信端末2−1が通信経路解放後の時点Cにおいて、通信端末2−2はそのフラグを確認することでIMSI#1が未使用であることから、使用可能である旨を容易に判別することが可能となる。
Further, when the communication terminal 2-1 stops the communication using the
なお、本発明においては、使用可否を示すフラグが記述されたIMSI毎のフラグテーブルを使用する場合に限定するものではない。 Note that the present invention is not limited to using a flag table for each IMSI in which a flag indicating availability is described.
例えばこのようなフラグテーブルを用いることなく、一の通信端末2が通信路確立をする際において、その通信端末2に割り当てられているIMSIの使用可否を判断し、IMSIが既に他の前記通信端末により使用中か否かを判断するものであればいかなる方法を用いてもよい。但し、以下では、フラグテーブルに基づいて判断する場合を例にとり説明をする。
For example, without using such a flag table, when one
図3は、本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける動作の概要を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an outline of operations in the radio communication system according to the embodiment of the present invention.
本実施形態に係る無線通信システム1では、コアネットワーク4が同一のIMSIが割り当てられた複数の通信端末2について、登録処理が可能である登録可能時間帯と不能である登録不能時間帯とを交互に設ける動作を行う。
In the
そして、通信端末2は、電源投入に伴いコアネットワーク4に対して通信端末2の登録要求情報をコアネットワーク4に送信する。
Then, the
コアネットワーク4は、通信端末2からの登録要求情報を登録可能時間帯に受信した場合には、通信端末2の登録処理を行い登録が完了した旨を示す登録完了情報を通信端末2に送信するとともに、登録可能時間帯を登録不能時間帯へと変更する。
When the
また、コアネットワーク4は、登録要求情報を登録不能時間帯に受信した場合には、登録要求情報の送信を再試行するタイミングを示す再試行タイマー値を通信端末2に送信する。
Further, when the
そして、通信端末2は、登録完了情報を受信した場合にはデータを送信するまでの送信周期を確定するためにサーバー5と情報交換を行い確定した送信周期に基づきデータをコアネットワーク4を介してサーバー5に送信する一方、再試行タイマー値を受信した場合には再試行タイミング値に基づき登録要求情報をコアネットワーク4に再度送信する。
When the
図3では、こうした無線通信システム1の動作の具体例として、同一のIMSIを有する通信端末2−1、2−2が時分割で通信する際、コアネットワーク4内において通信端末2−1、2−2の登録可否状態を周期的に変化させる様子が示されている。
In FIG. 3, as a specific example of the operation of the
そして図3に示す例では、まず通信端末2−1の電源が投入され、通信端末2−1のコアネットワーク4への登録処理が実行される。
In the example illustrated in FIG. 3, first, the communication terminal 2-1 is turned on, and the registration process of the communication terminal 2-1 in the
しかし、コアネットワーク4は登録不可状態であることから、コアネットワーク4から通信端末2−1に対して再試行タイマー値が送信される。この再試行タイマー値は、コアネットワーク4が登録可能状態となる時間帯を指定する情報であっても、任意の時間であってもよい。
However, since the
再試行タイマー値を受信した通信端末2−1は、再試行タイマー値により指定された時間の経過後、再度登録処理を実行する。 The communication terminal 2-1 that has received the retry timer value executes the registration process again after the time specified by the retry timer value has elapsed.
この再試行時、コアネットワーク4は登録可否の変化の周期における登録可能状態である場合には、通信端末2−1の登録処理は成功し、その後所定の時間間隔毎にコアネットワーク4に対してデータの送信を行う。
At the time of this retry, if the
なお、データの送信が行われない時間帯において通信端末2−1はアイドル状態となることで電力消費量を削減することができる。 Note that the power consumption can be reduced by causing the communication terminal 2-1 to enter an idle state during a time period during which no data is transmitted.
次に、通信端末2−2がコアネットワーク4に対して登録処理を実行する。このときコアネットワーク4は登録不可状態であることから、コアネットワーク4は通信端末2−2に対して再試行タイマー値を送信する。
Next, the communication terminal 2-2 executes a registration process for the
次に、通信端末2−2は、再試行タイマー値により指定された時間の経過後、再度登録処理を実行する。 Next, the communication terminal 2-2 executes the registration process again after the time designated by the retry timer value has elapsed.
この再試行時、コアネットワーク4は登録可否の変化の周期に従うと登録可能状態である時間帯A1となる。
At the time of this retry, the
しかし、この時間帯A1は通信端末2−1のデータ送信タイミングと重複する時間帯となっている。 However, this time zone A1 is a time zone overlapping with the data transmission timing of the communication terminal 2-1.
そのため、コアネットワーク4は再試行タイマー値において指定した時間帯A1について通信端末2−2の登録処理を可能としてしまうと、以後のデータ送信タイミングが通信端末2−1と重複してしまうことになる。
For this reason, if the
そのため、コアネットワーク4は時間帯A1について登録不可状態とする処理を実行する。
Therefore, the
こうして時間帯A1における通信端末2−2の登録処理は不成功となり、コアネットワーク4は再び通信端末2−2に対して再試行タイマー値を送信する。
Thus, the registration process of the communication terminal 2-2 in the time zone A1 becomes unsuccessful, and the
再度再試行タイマー値を受信した通信端末2−2は、再試行タイマー値に基づき登録処理を再試行する。この再試行時にはコアネットワーク4は登録可能状態にあることから、通信端末2−2による登録処理は成功し、以後通信端末2−2は所定時間毎にコアネットワーク4に対してデータの送信を行う。
The communication terminal 2-2 that has received the retry timer value again tries the registration process based on the retry timer value. Since the
こうして通信端末2−2のデータの送信タイミングは通信端末2−1のデータの送信タイミングと異なることになり、通信端末2−1と通信端末2−2の時分割によるデータの送信が可能となる。 In this way, the data transmission timing of the communication terminal 2-2 is different from the data transmission timing of the communication terminal 2-1, and the data transmission by the time division between the communication terminal 2-1 and the communication terminal 2-2 becomes possible. .
なお、通信端末2−2についてもデータの送信が行われない時間帯においてアイドル状態となることで電力消費量を削減することができる。 Note that power consumption can also be reduced by setting the communication terminal 2-2 in an idle state during a time period when data transmission is not performed.
また、通信端末2−1のデータ送信タイミングとなる上述した時間帯A1の他、2回目のデータ送信タイミングとなる時間帯A2、および通信端末2−2のデータ送信タイミングとなる時間帯B1についても、通信端末2間でデータ送信タイミングを異ならせるため、他の通信端末2の登録を不可とする必要がある。
In addition to the above-described time zone A1 serving as the data transmission timing of the communication terminal 2-1, the time zone A2 serving as the second data transmission timing and the time zone B1 serving as the data transmission timing of the communication terminal 2-2 are also described. In order to make the data transmission timing different between the
そこで、時間帯A2及び時間帯B1についてもコアネットワーク4は登録不可状態とする処理を行う。
Therefore, the
次に、本実施形態に係る無線通信システムの動作について詳細に説明する。図4は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作を示すフローチャートである。 Next, the operation of the wireless communication system according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the radio communication system according to the embodiment of the present invention.
まず、ステップS1において、サーバー5は、通信端末2を識別するためのIDであるEID(External Identifier)群のうちから1つのEIDを使用可能とすべく(活性化すべく)選択する。ここではEID♯1が選択される。
First, in step S <b> 1, the
次に、サーバー5はステップS2において、コアネットワーク4に対しIMSIの使用状態を示すIMSIフラグテーブルにおける当該IMSIのフラグを「未使用」に更新売るよう要求するフラグ更新要求を送信する。
Next, in step S2, the
次に、フラグ更新要求を受信したコアネットワーク4は、ステップS3において、フラグ更新要求に従い、保有するIMSIテーブルのフラグを「未使用」に更新する。
Next, in step S3, the
次に、一定時間の経過後、ステップS4において、サーバー5は使用中のEIDが存在する場合には、このEIDを使用不可とすべく(非活化すべく)選択する。ここではEID♯1が活性化されていたため、EID♯1が使用不可とされる。
Next, after elapse of a certain time, in step S4, if there is an EID being used, the
この際、ステップS5において、サーバー5は、コアネットワーク4のIMSIテーブルにおいてフラグを「使用中」と更新するよう要求するフラグ更新要求が送信される。
At this time, in step S <b> 5, the
次に、フラグ更新要求を受信したコアネットワーク4は、ステップS6において、フラグ更新要求に従い、保有するIMSIテーブルのフラグを「使用中」に更新する。
Next, in step S6, the
さらに一定時間の経過後、サーバー5は、次のEID♯2を使用可能とする(ステップS9)。こうして本実施形態に係る無線通信システムでは、多数用意されたEIDの全てが順次使用されていく。一度使用されたEIDは、次のEIDの使用周期まで使用されないことになる。
Further, after a predetermined time has elapsed, the
次に、ステップS7において、電源がOFFとされていた一の通信端末2において電源が投入される。通信端末2において電源が投入された場合には、ステップS8へ移行する。
Next, in step S7, the power is turned on in one
ステップS8に移行した場合において、通信端末2は、基地局3を介してコアネットワーク4に対してUE登録処理を要求する。コアネットワーク4は、その電源が投入された通信端末2についてUE登録を行う。
When the process proceeds to step S <b> 8, the
このUE登録の過程において、コアネットワーク4は、共通に使用しているIMSI#1が現時点において使用可能か否かを判別する。この使用状況の判別は、上述したフラグテーブルを参照することで行う。
In the process of UE registration, the
その結果、フラグテーブルに記述されているIMSI#1のフラグが現時点において未使用であるため、使用可能である旨を判別した場合には、後述するステップS14へ移行する。
As a result, when it is determined that the
これに対して、フラグテーブルに記述されているIMSI#1のフラグが現時点において使用中であるため、使用不可である旨を判別した場合には、ステップS12へ移行する。
On the other hand, if the
また、サーバー5はEID♯1の活性化後、一定時間が経過するとステップS9に移行し、EID♯2を活性化する。そしてステップS10においてサーバー5からコアネットワーク4に対してIMSI使用中フラグの更新要求を行い、ステップS11においてコアネットワーク4はフラグテーブルのIMSI♯1の使用中フラグを「未使用」へと更新する。
Further, the
フラグテーブルIMSI#1のフラグを、未使用から使用中に更新することにより、他の通信端末2はこのIMSI#1を使用できなくなる結果、複数の通信端末2においてIMSI#1の使用が重複してしまうのを防止することが可能となる。
By updating the flag in the flag
また、コアネットワーク4は、そのアクセスしてきた通信端末2についてUE登録処理を完了させる。このフラグの更新並びにUE登録処理の完了後、ステップS16へ移行する。
Further, the
また、ステップS12へ移行した場合、コアネットワーク4は、タイマー値を、基地局3を介して通信端末2へ送信する。かかるタイマー値を受信した通信端末2は、タイマー値に記述されている時間の経過後、再度ステップS8に戻り、UE登録を要求する。
When the process proceeds to step S <b> 12, the
即ち、フラグテーブルIMSI#1のフラグが未使用になり、IMSI#1が使用可能となるまで、このステップS8、S12を繰り返すこととなる(ステップS13、S15)。
That is, the steps S8 and S12 are repeated until the flag of the flag
なお、このタイマー値は、コアネットワーク4によって生成されるものであるが、具体的にはランダムな値の中から一つを選択してこれをタイマー値としてもよいし、所定の定数をタイマー値としてもよい。
Note that this timer value is generated by the
ステップS13では、コアネットワーク4によりIMSI♯1が使用可能であると判定される。その場合には、ステップS14においてIMSI♯1のフラグが「使用中」へと更新される。
In step S13, it is determined by the
そして、ステップS16に移行して、通信端末2は、基地局3、コアネットワーク4を介して必要に応じてサーバー5との間で通信を行う。
And it transfers to step S16 and the
かかる場合には、通信端末2は、アプリケーション21における識別子の登録や割り当て、情報検出部24による情報検出のタイミングや間隔、更には取得した情報の送信間隔等の設定、情報検出部24をGPSで構成する場合には、その地理的位置の登録等の各種データをサーバー5に対して送信する。
In such a case, the
また、サーバー5は、ステップS17において通信端末2に対してEID♯2の割り当てを行う。なお、次のEID周期では、割り当て済みのEIDは活性化されないよう処理される。
Further, the
そして、サーバー5は、これらのデータを受信した上で自身のストレージに記録した上でその応答をコアネットワーク4、基地局3を介して通信端末2へと返信する(ステップS18)。
The
次にステップS19へ移行し、通信端末2からコアネットワーク4に至るまでの通信経路を解放する。
Next, the process proceeds to step S19, where the communication path from the
また、EID♯2の活性化後、一定時間が経過するとステップS20に移行し、サーバー5はEID♯3を活性化する。そしてステップS21においてコアネットワーク4はフラグテーブルのIMSI使用中フラグを「未使用」へと更新する。
In addition, when a certain time has elapsed after activation of
こうして用意されたEIDの活性化が一巡すると、EID♯1が非活化される(ステップS22)。
When the activation of the prepared EID is completed,
また、コアネットワーク4において、IMSIのフラグが「使用中」に更新される(ステップS23)。
In the
また、サーバー5は、EID♯2については既に割り当てられているため、以後のEID周期で活性化しないようにする。
Further, since the
次に、ステップS24において通信端末2からサーバー5に向けてデータの送信要求が行われた場合には、ステップS25へ移行する。
Next, when a data transmission request is made from the
次に、ステップS25において、通信路の確立が行われる。 Next, in step S25, a communication path is established.
次に、ステップS26においてデータの送信が行われる。ここで送信されるデータは、通信端末2における情報検出部24において検出された各種情報等である。
Next, data transmission is performed in step S26. The data transmitted here is various information detected by the
次に、ステップS27において通信路の開放が行われる。 Next, in step S27, the communication path is opened.
次に、サーバー5によりEID♯3の活性化が行われ、割り当て可能な状態とされる。
Next, activation of
そして、ステップS29においてサーバー5は、コアネットワーク4のIMSIテーブルにおいてフラグを「未使用」と更新するよう要求するフラグ更新要求が送信される。
In step S <b> 29, the
次に、フラグ更新要求を受信したコアネットワーク4は、ステップS30において、フラグ更新要求に従い、保有するIMSIテーブルのフラグを「未使用」に更新する。
Next, in step S30, the
上述した構成からなる本発明によれば、共通のIMSIを複数の通信端末2により互いに時間的に重複することなく共用することが可能となる。
According to the present invention configured as described above, a common IMSI can be shared by a plurality of
その結果、大規模な数の通信端末2がコアネットワーク4を利用する場合においても、当該コアネットワーク4内において取り扱われ、保持される情報量の増加を抑制することができ、制御処理量を軽減させ、ひいてはシステムの負荷を抑制することが可能となる。
As a result, even when a large number of
特に上述したフラグテーブルを介してIMIS毎にその使用状況を管理することにより、共通のIMSIを使用する通信端末2間において通信が時間的に重複しないように効率よく制御することが可能となる。
In particular, by managing the usage status for each IMIS via the above-described flag table, it is possible to efficiently control communication so as not to overlap in time between
次に、上述した図4に示すフローチャートの詳細なシーケンスについて説明をする。図5は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの詳細なシーケンスの前半を説明するための図である。 Next, the detailed sequence of the flowchart shown in FIG. 4 will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the first half of a detailed sequence of the wireless communication system according to the embodiment of the present invention.
まず、ステップS1において、サーバー5は、通信端末2を識別するためEID♯1を選択する。
First, in step S1, the
次に、サーバー5はステップS2において、コアネットワーク4に対してIMSIのフラグを「未使用」に更新売るよう要求するフラグ更新要求を送信する。
Next, in step S2, the
次に、フラグ更新要求を受信したコアネットワーク4は、ステップS3において、フラグ更新要求に従い、保有するIMSIテーブルのフラグを「未使用」に更新する。
Next, in step S3, the
次に、一定時間の経過後、ステップS4において、サーバー5によりEID♯1が使用不可とされる。
Next, after a predetermined time has elapsed,
この際、ステップS5において、サーバー5は、コアネットワーク4のIMSIテーブルにおいてフラグを「使用中」と更新するよう要求するフラグ更新要求が送信される。
At this time, in step S <b> 5, the
次に、フラグ更新要求を受信したコアネットワーク4は、ステップS6において、フラグ更新要求に従い、保有するIMSIテーブルのフラグを「使用中」に更新する。
Next, in step S6, the
また、一定時間の経過後、サーバー5は、次のEID♯2を使用可能とする(ステップS9)。
Further, after a predetermined time has elapsed, the
次に、ステップS7において通信端末2において電源が投入された場合には、Random Access Preambleを基地局3へ送信する(ステップS101)。このRandom Access Preambleは、基地局3に対する送信許可をもらうための要求が含まれている。基地局3は、Random Access Preambleを受信した場合に、送信タイミングの設定、通信リソースの割り当て等を行った後、Random Access Responseを通信端末2へ返信する(ステップS102)
Next, when power is turned on in the
次に、通信端末2と基地局3間の無線区間のチャネルの割り当てを要求するためのRRC Connection Requestを通信端末2から基地局3へ送信する(ステップS103)。基地局3は、このRRC Connection Requestを受けて、RRC Connection Setupを通信端末2へ送信する(ステップS104)。
Next, an RRC Connection Request for requesting assignment of a channel in the wireless section between the
通信端末2は、このRRC Connection Setupを受信した場合には、実際に通信端末2と基地局3、基地局3とコアネットワーク4におけるGW43のS−GWと、コアネットワーク4におけるGW43のS−GWとP−GW間の通信経路を確立するための要求であるNAS Attach Request、並びに通信端末2と基地局3間の無線区間のチャネルの割り当てが終了した旨を示すRRC Connection Setup Completeを基地局3へ送信する(ステップS105)。
When the
基地局3は、MME41に対して、NAS Attach Requestがあった旨、並びに通信端末2をコアネットワーク4側においてUE登録するための要求が盛り込まれたS1AP Initial UE Messageを送信する(ステップS106)。
The
MME41は、このS1AP Initial UE Messageを受信し、HSS42に対してAuthentication info Request を送信する(ステップS107)。このAuthentication info Requestは、ステップS12において規定される認証手続きの実行要求が含まれている。
The
HSS42は、このAuthentication info Requestを受けて、ステップS8において説明した、IMSI#1が現時点において使用可能か否かの判別処理を実行する。
In response to this Authentication info Request, the
また、ステップS8からステップS12へ移行する場合には、先ずHSS42からMME41に向けてIMSI#1が使用不可である旨のAuthentication Info Answerのメッセージを送信する(ステップS108)。
When the process proceeds from step S8 to step S12, first, an Authentication Info Answer message indicating that
MME41は、このIMSI#1が使用不可である旨のAuthentication Info Answerを受信した場合において、タイマー値T3346を生成し、これをAttach Rejectというメッセージに盛り込み、ステップS12に示すようにこれを基地局3を介して通信端末2へ送信する。
When the
IMSI♯1が使用不可である場合、上述したステップS101〜S107及びステップS8と同様の処理が繰り返される。
When
すなわち、通信端末2は再度Random Access Preambleを基地局3へ送信する(ステップS109)。
That is, the
基地局3は、Random Access Preambleを受信した場合に、送信タイミングの設定、通信リソースの割り当て等を行った後、Random Access Responseを通信端末2へ返信する(ステップS110)
When the
次に、通信端末2と基地局3間の無線区間のチャネルの割り当てを要求するためのRRC Connection Requestを通信端末2から基地局3へ送信する(ステップS111)。基地局3は、このRRC Connection Requestを受けて、RRC Connection Setupを通信端末2へ送信する(ステップS112)。
Next, an RRC Connection Request for requesting assignment of a wireless channel between the
通信端末2は、このRRC Connection Setupを受信した場合には、NAS Attach Request並びにRRC Connection Setup Completeを基地局3へ送信する(ステップS113)。
When receiving this RRC Connection Setup, the
基地局3は、MME41に対してS1AP Initial UE Messageを送信する(ステップS114)。
The
MME41は、このS1AP Initial UE Messageを受信し、HSS42に対してAuthentication info Request を送信する(ステップS115)。
The
HSS42は、このAuthentication info Requestを受けて、上述したステップS13(図4参照)で説明したように、IMSI#1が現時点において使用可能か否かの判別処理を実行する。
Upon receiving this Authentication info Request, the
このときはIMSI♯1は使用可能であるため、上述したステップS14(図4参照)においてIMSI使用中フラグを「使用中」へと更新する。
At this time, since
次に、フラグの更新処理の完了後、HSS42からMME41に向けてAuthentication Info Answerが送信される(ステップS116)。
Next, after completion of the flag update process, an Authentication Info Answer is transmitted from the
このAuthentication Info Answerの送信は、通信端末2がIMSI#1を使用して通信を行う認証手続の一つである。認証手続は、通信端末2、MME41、HSS42間において行われる。
The transmission of this Authentication Info Answer is one of authentication procedures in which the
MME41は、このAuthentication Info Answerを受けて、Authentication Requestを基地局3を介して通信端末2へ送信する(S117)。
Upon receiving this Authentication Info Answer, the
通信端末2は、このAuthentication Requestを受信し、認証手続を行った後、Authentication Responseを基地局3を介してMME41へ送信する(ステップS118)。
The
MME41は、このAuthentication Responseを受信して、位置情報を登録するための要求であるUpdate Location ReqをHSS42へ送信する(ステップS119)。
The
Update Location Reqを受信したHSS42は、通信端末2がMME41の配下において接続されたことを記憶することができる。次にHSS42は、MME41に対してUpdate Location Resを送信する(ステップS120)。このUpdate Location Resは、Update Location Reqに対する応答信号である。
The
MME41は、GW43に対して、基地局とS−GW、S−GWとP−GWとの間において通信経路の確立を要求するCreate Session Reqを送信する(ステップS121)。 MME41 transmits Create Session Req which requests | requires establishment of a communication path between a base station and S-GW, and S-GW and P-GW with respect to GW43 (step S121).
GW43は、このCreate Session Reqを受けて、基地局とS−GWとの間の通信経路のS−GW側の設定、S−GWとP−GWとの間における通信経路の確立を行い、Create Session ResをMME41へ返信する(ステップS122)。このCreate Bearer Resには、基地局3とS−GW間の通信経路の基地局側を設定するための情報が含まれている。
Upon receiving this Create Session Req, the
MME41は、Create Session Resを受けてS−GWとP−GWとの間において通信経路が確立された旨、基地局とS−GW間の通信経路のS−GW側の設定が完了された旨を識別することができ、更に基地局3とS−GW間の通信経路の基地局側を設定するための情報を取得することが可能となる。
The
次に、MME41は、S−GWとP−GWとの間において通信経路の確立、基地局とS−GW間の通信経路のS−GW側の設定の完了が終了したことを示すInitial Context Setup Requestを基地局3へ送信する(ステップS123)。
Next, the
Initial Context Setup Requestには、MME41がGW43から受信したCreate Session Resに含まれる情報のみならず、通信端末2に対してコアネットワーク4におけるUE登録が承認されたことを示す信号(Attach accept)も含まれる。
The Initial Context Setup Request includes not only the information included in the Create Session Res received by the
基地局3は、このInitial Context Setup Requestを受けて、無線通信に必要な通信リソースを確保すると共に、RRC Connection Reconfigurationを通信端末2へ送信する(ステップS124)。RRC Connection Reconfigurationは、コアネットワーク4におけるUE登録が承認されたことの通知である。
Upon receiving this Initial Context Setup Request, the
通信端末2は、RRC Connection Reconfigurationを受信して自身の状態を、データを送信可能なアクティブ状態に移行させる。そして、通信端末2は、自身がアクティブ状態になり、データを送信できる状態になったことを示すRRC Connection Reconfiguration Completeを基地局3へ送信する(ステップS125)。基地局3は、このRRC Connection Reconfiguration Completeを受けて、通信端末2側においてデータの送信準備が完了していることを識別することができる。
The
次に、基地局3はRRC Connection Reconfiguration Completeを受けて、Initial Context Setup ResponseをMME41へ送信する(ステップS126)。Initial Context Setup Responseは、基地局3とGW間の通信路の設定が完了したことをMME41へ通知するための信号である。
Next, the
また通信端末2は、UL information Transferを上述したRRC Connection Reconfiguration Completeとは別に基地局3へ送信する(ステップS127)。このUL information Transferには、通信端末2につきUE登録が完了していることが記述されている。このため、基地局3は、UL information Transferを受信することで、当該通信端末2につきUE登録が完了していることを識別することが可能となる。
Moreover, the
次に、基地局3は、UL NAS TransportをMME41に送信する(ステップS128)。このUL NAS Transportには、通信端末2につきUE登録が完了している旨が含まれている。
Next, the
MME41は、このUL NAS Transportを受けて、Modify Bearer ReqをGW43へ送信する(ステップS129)。このModify Bearer Reqは、必要に応じてSGW-PGW間の通信路の更新を要求するための信号である。 MME41 receives this UL NAS Transport, and transmits Modify Bearer Req to GW43 (step S129). This Modify Bearer Req is a signal for requesting update of the communication path between SGW and PGW as necessary.
GW43は、このModify Bearer Reqを受けてSGW-PGW間の通信路の更新処理を行った後、Modify Bearer ResをMME41へ返信する(ステップS130)。
The
図6は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの詳細なシーケンスの後半を説明するための図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the second half of the detailed sequence of the wireless communication system according to the embodiment of the present invention.
ステップS123を終了させた段階で、基地局3、GW43、通信インターフェース44間において、ちょうど図1の実線で示される通信経路が確立されることとなる。このステップS123の終了後、ステップS16のデータ送信処理、ステップS17のEID♯2の割り当て及びステップS18の返信処理が行われることとなる。
At the stage where step S123 is completed, the communication path indicated by the solid line in FIG. 1 is established between the
そして、このステップS18の終了後、通信端末2とサーバー5との間で所定期間に亘り通信が行われなかった場合には、この確立された通信経路がステップS131〜ステップS136のフローを通じて解放される。
Then, after the completion of step S18, when communication is not performed between the
ステップS131では、先ず基地局3からMME41に対して、基地局3とS−GWとの通信路を解放するための要求であるS1 UE Context Release Requestを送信する(ステップS131)。
In step S131, first, an S1 UE Context Release Request, which is a request for releasing the communication path between the
MME41は、このS1 UE Context Release Requestを受けて、基地局3とS−GWとの通信路を要求するための信号であるRelease Access Bearer ReqをGW43へ送信する(ステップS132)。
In response to this S1 UE Context Release Request, the
GW43は、このRelease Access Bearer Reqを受けて通信路の解放処理を行い、Release Access Bearer ResをMME41へ送信する(ステップS133)。
The
MME41は、Release Access Bearer Resを受けてS1 UE Context Release Commandを基地局3へ送信する(ステップS134)。 MME41 receives Release Access Bearer Res and transmits S1 UE Context Release Command to base station 3 (step S134).
基地局3は、このS1 UE Context Release Commandを受信することで、GW43(S−GW側)において、通信路が解放されたことを識別することが可能となる。
By receiving this S1 UE Context Release Command, the
基地局3は、S1 UE Context Release Commandを受けて通信端末2との無線通信に使用した通信リソースを解放し、RRC Connection Releaseを通信端末2へ送信する(ステップS135)。
Upon receiving the S1 UE Context Release Command, the
通信端末2は、このRRC Connection Releaseを受けてGW43側において通信路が解放されたことを識別することができる。また基地局3は、S1 UE Context Release CompleteをMME41へ送信する(ステップS136)。このS1 UE Context Release Completeは、基地局3が無線通信のための通信リソースを解放したことをMME41に通知するための信号である。
Upon receiving this RRC Connection Release, the
次に、ステップS24において通信端末2からサーバー5に向けてデータの送信要求が行われた場合には、ステップS137において通信端末2と基地局3間の無線区間のチャネルの割り当てを要求するためのRRC Connection Requestを通信端末2から基地局3へ送信する。
Next, when a data transmission request is made from the
基地局3は、このRRC Connection Requestを受けて、RRC Connection Setupを通信端末2へ送信する(ステップS138)。
Upon receiving this RRC Connection Request, the
通信端末2は、このRRC Connection Setupを受信した場合には、実際に通信端末2と基地局3、基地局3とコアネットワーク4におけるGW43のS−GW間の通信経路を確立するための要求であるRRC Connection Setup Completeを基地局3へ送信する(ステップS139)。
When the
基地局3は、かかるRRC Connection Setup Completeを受信した場合には、INITIAL UE MESSAGEをコアネットワーク4におけるMME41へ送信する(ステップS140)。INITIAL UE MESSAGEには、基地局とS−GW、S−GWとP−GW間の通信経路を確立・更新するための要求が記述されている。
When receiving such RRC Connection Setup Complete, the
MME41は、INITIAL UE MESSAGEを受信し、GW43に対して、基地局とS−GWとの間の通信経路のS−GW側の設定を要求するCreate Bearer Reqを送信する(ステップS141)。 MME41 receives INITIAL UE MESSAGE and transmits Create Bearer Req requesting the setting on the S-GW side of the communication path between the base station and the S-GW to GW43 (step S141).
GW43は、このCreate Bearer Reqを受けて、基地局とS−GWとの間の通信経路のS−GW側の設定を行い、Create Bearer ResをMME41へ返信する(ステップS142)。このCreate Bearer Resには、基地局3とS−GW間の通信経路の基地局側を設定するための情報が含まれている。
The
MME41は、Create Bearer Resを受けて基地局側とS−GW間の通信経路のS−GW側の設定が完了した旨を識別することができ、更に基地局3とS−GW間の通信経路の基地局側を設定するための情報を取得することが可能となる。
Upon receiving Create Bearer Res, the
そして、MME41は、基地局とS−GWの間の通信経路のS−GW側の設定が終了したことを示すInitial Context Setup Requestを基地局3へ送信する(ステップS143)。Initial Context Setup Requestには、MME41がGW43から受信したCreate Bearer Resに含まれる情報も盛り込まれる。
And MME41 transmits Initial Context Setup Request which shows that the setup by the side of the S-GW of the communication path between a base station and S-GW was complete | finished to the base station 3 (step S143). The information included in Create Bearer Res received by the
基地局3は、このInitial Context Setup Requestを受けて、Security Mode Commandと、RRC Connection Reconfigurationを通信端末2へ送信する(ステップS144)。Security Mode Command は、セキュリティモードに移行する旨の要求である。ちなみに、このSecurity Mode Commandの送信は省略するようにしてもよい。
In response to this Initial Context Setup Request, the
通信端末2は、Security Mode Completeと、RRC Connection Completeを、基地局3へ送信する(ステップS145)。
The
このSecurity Mode Completeは、セキュリティモードに移行したことを示す信号である。 This Security Mode Complete is a signal indicating that the mode has been shifted to the security mode.
RRC Connection Completeは、通信端末2自身が既にアクティブ状態になってデータが送信できる状態になっていることを示す信号である。基地局3は、このRRC Connection Completeを受信することにより、通信端末2側においてはデータ送信が可能な状態になっていることを識別することができる。
RRC Connection Complete is a signal indicating that the
基地局3は、かかるRRC Connection Completeを受けて、Initial Context Setup CompleteをMME41へ送信する(ステップS146)。Initial Context Setup Completeは、基地局3とGW間の通信路の設定が完了したことをMME41へ通知するための信号である。
In response to the RRC Connection Complete, the
MME41は、このInitial Context Setup Completeを受けて、Modify Bearer ReqをGW43へ送信する(ステップS147)。このステップS147は省略するようにしてもよい。このModify Bearer Reqは、必要に応じてSGW-PGW間の通信路の更新を要求するための信号である。 MME41 receives this Initial Context Setup Complete, and transmits Modify Bearer Req to GW43 (step S147). This step S147 may be omitted. This Modify Bearer Req is a signal for requesting update of the communication path between SGW and PGW as necessary.
GW43は、このModify Bearer Reqを受けてS−GWとP−GW間の通信路の更新処理を行った後、Modify Session ResをMME41へ返信する(ステップS148)。
The
このステップS148を終了させた段階で、基地局3、GW43、通信インターフェース44間において、ちょうど図1の実線で示される通信経路が確立されることとなる。このステップS148の終了後、ステップS26における通信端末2からサーバー5へのデータの送信が行われる。
At the stage where step S148 is completed, the communication path indicated by the solid line in FIG. 1 is established between the
このステップS26の終了後、通信端末2とサーバー5との間で所定期間に亘り通信が行われなかった場合には、この確立された通信経路をステップS149〜ステップS154のフローを通じて解放する。
If communication is not performed between the
ステップS149では、先ず基地局3からMME41に対して、基地局3とS−GWとの通信路を解放するための要求であるS1 UE Context Release Requestが送信される。
In step S149, first, S1 UE Context Release Request, which is a request for releasing the communication path between the
MME41は、このS1 UE Context Release Requestを受けて、基地局3とS−GWとの通信路を要求するための信号であるRelease Access Bearer ReqをGW43へ送信する(ステップS150)。
Upon receiving this S1 UE Context Release Request, the
GW43は、このRelease Access Bearer Reqを受けて通信路の解放処理を行い、Release Access Bearer ResをMME41へ送信する(ステップS151)。
The
MME41は、Release Access Bearer Resを受けてS1 UE Context Release Commandを基地局3へ送信する(ステップS152)。基地局3は、このS1 UE Context Release Commandを受信することで、GW43(S−GW側)において、通信路が解放されたことを識別することが可能となる。
MME41 receives Release Access Bearer Res and transmits S1 UE Context Release Command to base station 3 (step S152). By receiving this S1 UE Context Release Command, the
基地局3は、S1 UE Context Release Commandを受けて通信端末2との無線通信に使用した通信リソースを解放し、RRC Connection Releaseを通信端末2へ送信する(ステップS153)。通信端末2は、このRRC Connection Releaseを受けてGW43側において通信路が解放されたことを識別することができる。
In response to the S1 UE Context Release Command, the
また基地局3は、S1 UE Context Release CompleteをMME41へ送信する(ステップS154)。このS1 UE Context Release Completeは、基地局3が無線通信のための通信リソースを解放したことをMME41に通知するための信号である。
Further, the
1 無線通信システム
2 通信端末
3 基地局
4 コアネットワーク
5 サーバー
21 アプリケーション
22 SIMカード
23 無線インターフェース
24 情報検出部
25 記憶部
30 地域エリアネットワーク
44 通信インターフェース
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記移動通信網は、同一のIMSI(International Mobile Subscriber Identity)が割り当てられた複数の前記通信端末の登録処理が可能である登録可能時間帯と、不能である登録不能時間帯とを、前記移動通信網内において交互に設け、
前記通信端末は、電源投入に伴い前記移動通信網に対して前記通信端末の登録要求情報を前記移動通信網に送信し、
前記移動通信網は、前記通信端末からの前記登録要求情報を前記登録可能時間帯に受信した場合には前記通信端末の登録処理を行い登録が完了した旨を示す登録完了情報を前記通信端末に送信するとともに、前記登録要求情報を受信したタイミングの前記登録可能時間帯を前記登録不能時間帯へと変更し、前記登録要求情報を前記登録不能時間帯に受信した場合には前記登録要求情報の送信を再試行するタイミングを示す再試行タイマー値を前記通信端末に送信し、
前記通信端末は、前記登録完了情報を受信した場合には前記データを送信するまでの時間間隔である送信周期を確定するために前記サーバーと情報を交換して前記送信周期を確定後前記送信周期に基づき前記データを前記移動体通信網を介して前記サーバーに送信し、前記再試行タイマー値を受信した場合には前記再試行タイミング値に基づき前記登録要求情報を前記移動通信網に再度送信する
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system including a plurality of communication terminals and a server from which data is transmitted by establishing a communication path from the communication terminal via a mobile communication network,
The mobile communication network, a registrable time zone can be the same IMSI (International Mobile Subscriber Identity) registration processing of a plurality of the communication terminal assigned it, and a registration downtime period is impossible, the mobile communication Alternately in the network ,
The communication terminal transmits registration request information of the communication terminal to the mobile communication network when the power is turned on,
When the mobile communication network receives the registration request information from the communication terminal in the registration available time zone, the mobile communication network performs registration processing of the communication terminal and sends registration completion information indicating that registration is completed to the communication terminal. And when the registration request information is received, the registration request information is changed to the unregistration time zone, and the registration request information is received when the registration request information is received in the registration impossible time zone. Sending a retry timer value indicating the timing of retrying transmission to the communication terminal;
When the communication terminal receives the registration completion information, the communication terminal exchanges information with the server to determine a transmission cycle that is a time interval until the data is transmitted, and then determines the transmission cycle and then the transmission cycle. The data is transmitted to the server via the mobile communication network based on the information, and when the retry timer value is received, the registration request information is retransmitted to the mobile communication network based on the retry timing value. A wireless communication system.
選択された前記EIDが前記通信端末に割り当てられていない場合は、前記EIDを割り当て可能状態とし、前記移動体通信網が有するIMSI使用中フラグを未使用を示す値に更新し、
選択された前記EIDが前記通信端末に割り当てられている場合は、前記EIDを割り当て不可状態とし、前記移動体通信網が有するIMSI使用中フラグを使用中を示す値に更新し、
前記移動通信網は、前記IMSI使用中フラグが使用中の場合を前記登録不能時間帯とするとともに、前記IMSI使用中フラグが未使用の場合を前記登録可能時間帯とする
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 The server has a plurality of EIDs (External Identifiers) and selects the EID for identifying the communication terminal from the EIDs.
If the selected EID is not assigned to the communication terminal, the EID can be assigned, and the IMSI busy flag of the mobile communication network is updated to a value indicating unused,
If the selected EID is assigned to the communication terminal, the EID is disabled and the IMSI busy flag of the mobile communication network is updated to a value indicating that it is in use.
The mobile communication network uses the case where the IMSI busy flag is in use as the unregisterable time zone and the case where the IMSI busy flag is unused as the registerable time zone. Item 2. A wireless communication system according to Item 1.
同一のIMSI(International Mobile Subscriber Identity)が割り当てられた複数の前記通信端末について、前記移動通信網に対する登録処理が可能である登録可能時間帯と、不能である登録不能時間帯とが、前記移動通信網内において交互に設けられ、
前記通信端末の電源投入時に前記移動通信網に対して前記通信端末の登録要求情報が前記通信端末から前記移動通信網に送信され、
前記通信端末からの前記登録要求情報を前記登録可能時間帯に受信した場合に前記移動体通信網から前記通信端末に対して前記通信端末の登録処理を行い登録が完了した旨を示す登録完了情報が送信されるとともに、前記登録要求情報を受信したタイミングの前記登録可能時間帯が前記登録不能時間帯へと変更され、前記登録要求情報が前記登録不能時間帯に受信された場合には前記登録要求情報の送信を再試行するタイミングを示す再試行タイマー値が前記通信端末に送信され、
前記通信端末が前記登録完了情報を受信した場合には前記データを送信するまでの時間間隔である送信周期を確定するために前記サーバーと情報を交換して前記送信周期を確定後前記送信周期に基づき前記データが前記移動体通信網を介して前記サーバーに送信され、前記再試行タイマー値を受信した場合には前記再試行タイミング値に基づき前記登録要求情報が前記移動通信網に再度送信される
ことを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method using a wireless communication system including a plurality of communication terminals and a server from which data is transmitted by establishing a communication path from the communication terminal via a mobile communication network,
For the same IMSI (International Mobile Subscriber Identity) a plurality of the communication terminal assigned, the mobile registration time zone is capable registration process for the communication network, a registration downtime period is impossible, the mobile communication Provided alternately in the net ,
Registration request information of the communication terminal is transmitted from the communication terminal to the mobile communication network when the communication terminal is turned on.
Registration completion information indicating that registration is completed by performing registration processing of the communication terminal from the mobile communication network to the communication terminal when the registration request information from the communication terminal is received in the registration-enabled time zone When the registration request information is received, the registration possible time zone at the timing of receiving the registration request information is changed to the registration impossible time zone, and the registration request information is received in the registration impossible time zone. A retry timer value indicating the timing of retrying transmission of request information is transmitted to the communication terminal,
When the communication terminal receives the registration completion information, the communication terminal exchanges information with the server to determine the transmission cycle, which is a time interval until the data is transmitted, and then determines the transmission cycle to the transmission cycle. The data is transmitted to the server via the mobile communication network, and the registration request information is retransmitted to the mobile communication network based on the retry timing value when the retry timer value is received. A wireless communication method.
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