KR20090083430A - 통신 제어 장치, 무선 통신 장치, 통신 제어 방법 및 무선 통신 방법 - Google Patents

통신 제어 장치, 무선 통신 장치, 통신 제어 방법 및 무선 통신 방법 Download PDF

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Abstract

통신 제어 장치는, 윈도우(T2) 내에 무선 통신 장치로부터 수신한 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 윈도우(T2)에 계속되는 윈도우(T3) 내에서 IP 패킷의 수신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10A)의 대역과, 윈도우(T3) 내에서 IP 패킷의 수신에 이용하는 무선 IP 네트워크(1OB)의 대역의 비율을 나타내는 대역비(Ri)를 연산한다. 통신 제어 장치는 연산한 대역비(Ri)를 판별가능한 보완 대역량 통지 메시지를 무선 통신 장치에 송신한다.

Description

통신 제어 장치, 무선 통신 장치, 통신 제어 방법 및 무선 통신 방법{COMMUNICATION CONTROL APPARATUS, WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS, COMMUNICATION CONTROL METHOD AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}
본 발명은, 케어 오브 어드레스를 이용하여, 무선 IP 네트워크를 경유하는 통신을 실행하는 통신 제어 장치, 무선 통신 장치, 통신 제어 방법 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.
인터넷 프로토콜(IP)군이 사용되는 무선 통신 네트워크(이하, "무선 IP 네트워크"로 적절히 약기한다)에서는, 무선 통신 장치의 모빌리티를 향상시키기 위해서, 이른바 모바일 IP이 규정되어 있다(예컨대, 비특허문헌 1).
모바일 IP로는, 무선 통신 장치의 위치에 따라 동적으로 할당되는 케어 오브 어드레스(Care of Address)가 사용된다.
비특허문헌 1 : C.Perkins, "IP Mobility Support(RFC2002)", [online], 1996년 10월, IETF, [2006년 3월 15일 검색], 인터넷<URL:http//www.ietf.org /rfc/rfc2002.txt>
그런데, 현재에는, 무선 통신 장치가 복수의 무선 IP 네트워크(예컨대, 휴대 전화 네트워크와 무선 LAN 네트워크)를 이용할 수 있는 환경이 제공되고 있다.
그러나, 상술한 모바일 IP에 따라서 무선 통신 장치가 복수의 무선 IP 네트워크를 이용하면, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 모바일 IP로는, 각각의 무선 IP 네트워크에 있어서 케어 오브 어드레스가 무선 통신 장치에 할당된다. 무선 통신 장치는, 어느 무선 IP 네트워크에 의해서 할당된 1개의 케어 오브 어드레스밖에 이용할 수 없기 때문에, 복수의 무선 IP 네트워크를 "동시에" 이용할 수 없다.
이 때문에, 무선 통신 장치가 다른 무선 IP 네트워크에 핸드오버할 때는, 실행중인 통신이 두절된다. 또한, 실행중인 통신에 사용되고 있는 무선 IP 네트워크의 대역이 부족할 때에, 부족한 대역을 다른 무선 IP 네트워크에 의해서 보완한 것으로 한, 복수의 무선 IP 네트워크를 "심리스(seamless)"로 이용하는 것도 곤란하다.
그래서, 본 발명은, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이고, 복수의 무선 IP 네트워크를 동시에 이용하여, 실행중인 통신에 사용되고 있는 무선 IP 네트워크의 대역이 부족할 때에, 부족한 대역을 다른 무선 IP 네트워크에 의해서 보완할 수 있는 통신 제어 장치, 무선 통신 장치, 통신 제어 방법 및 무선 통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같은 특징을 갖고 있다. 우선, 본 발명의 제 1 특징은, 제 1 케어 오브 어드레스(케어 오브 어드레스(A1))가 무선 통신 장치(MN(300))의 위치에 따라 동적으로 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 1 무선 IP 네트워크(무선 IP 네트워크(10A)), 및 제 2 케어 오브 어드레스(케어 오브 어드레스(A2))가 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 2 무선 IP 네트워크(무선 IP 네트워크(10B))를 이용하여, 상기 무선 통신 장치와의 통신 경로를 제어하는 통신 제어 장치(스위칭 서버(100))이고, 상기 무선 통신 장치로부터 상기 제 1 무선 IP 네트워크를 경유하여 통신 목적지(IP 전화 단말(42))를 향해서 소정의 주기(IP 전화 단말(42))로 송신된 IP 패킷을 수신하여, 상기 통신 목적지에 중계하는 중계부(패킷 중계부(105))와, 상기 중계부가 감시 구간(윈도우(T2)) 내에 상기 무선 통신 장치로부터 수신한 상기 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지(윈도우(T3))에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 상향 대역비(대역비(Ri))를 연산하는 상향 대역비 연산부(대역 연산부(107))와, 상기 상향 대역비 연산부에 의해서 연산된 상기 상향 대역비를 판별가능한 상향 대역비 정보(보완 대역량 통지 메시지)를, 상기 무선 통신 장치에 송신하는 상향 송신 제어부(주 제어부(111))를 구비하는 것을 요지로 한다.
이러한 통신 제어 장치에 따르면, 무선 통신 장치로부터 수신한 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 상향 대역비가 연산되고, 연산된 상향 대역비를 판별가능한 상향 대역비 정보가 무선 통신 장치에 송신된다. 이 때문에, 무선 통신 장치는, 수신한 상향 대역비 정보에 근거하여, 제 1 무선 IP 네트워크 및 제 2 무선 IP 네트워크에 IP 패킷을 분배할 수 있다.
즉, 이러한 통신 제어 장치에 따르면, 복수의 무선 IP 네트워크를 동시에 이용하여, 실행중인 통신에 사용되고 있는 무선 IP 네트워크의 대역이 부족할 때에, 부족한 대역을 다른 무선 IP 네트워크에 의해서 보완할 수 있다. 이 때문에, 단순한 무선 IP 네트워크의 교체가 아니라, 복수의 무선 IP 네트워크를 "심리스(seamless)"로 이용할 수 있다.
본 발명의 제 2 특징은, 본 발명의 제 1 특징에 관한 것으로, 상기 상향 대역비 연산부는 소정의 주기(예컨대, 1초)로 상기 상향 대역비를 연산하고, 상기 상향 송신 제어부는, 상기 상향 대역비 연산부에 의해서 상기 소정의 주기로 연산된 상기 상향 대역비에 근거하여, 상기 상향 대역비 정보를 상기 소정의 주기로 송신하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제 3 특징은, 본 발명의 제 1 특징에 관한 것으로, 상기 상향 송신 제어부는, 상기 감시 구간에서의 상기 기 수신 수량과 상기 상향 대역비에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 필요한 대역을 상기 제 1 무선 IP 네트워크에 의해서 확보할 수 있다고 판정한 경우, 상기 상향 대역비 정보의 송신을 중지하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제 4 특징은, 본 발명의 제 1 특징에 관한 것으로, 상기 무선 통신 장치로부터, 상기 IP 패킷의 송신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 IP 패킷의 송신에 이용하는 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 하향 대역비를 판별가능한 하향 대역비 정보(보완 대역량 통지 메시지)를 수신하는 정보 수신부(통신 인터페이스부(101) 및 주 제어부(111))와, 상기 제 1 케어 오브 어드레스 및 상기 제 2 케어 오브 어드레스에 대응지어진 상기 무선 통신 장치의 가상 어드레스(홈 IP 어드레스(AH))를 취득하는 가상 어드레스 취득부(주 제어부(111) 및 기억부(113))와, 상기 정보 수신부가 수신한 상기 하향 대역비 정보에 근거하여, 상기 통신 목적지로부터 수신한 상기 가상 어드레스를 포함하는 IP 패킷에 상기 제 1 케어 오브 어드레스를 부가하여 상기 제 1 무선 IP 네트워크에 송신, 또는 상기 통신 목적지로부터 수신한 상기 가상 어드레스를 포함하는 IP 패킷에 상기 제 2 케어 오브 어드레스를 부가하여 상기 제 2 무선 IP 네트워크에 송신하는 하향 송신부(송신 패킷 분배 처리부(109))를 구비하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제 5 특징은, 제 1 케어 오브 어드레스(케어 오브 어드레스(A1))가 위치에 따라 동적으로 할당되는 제 1 무선 IP 네트워크(무선 IP 네트워크(10A)), 및 제 2 케어 오브 어드레스(케어 오브 어드레스(A2))가 할당되는 제 2 무선 IP 네트워크(무선 IP 네트워크(10B))를 이용하여, 통신 제어 장치(스위칭 서버(100))를 통해서 통신 목적지(IP 전화 단말(42))와의 통신을 실행하는 무선 통신 장치(MN(300))로서, 상기 통신 목적지로부터 상기 제 1 무선 IP 네트워크를 경유하여 소정의 주기(예컨대, 20 ms)로 송신된 IP 패킷을 수신하는 수신부(무선 통신 카드(301))와, 상기 수신부가 감시 구간(윈도우(T2)) 내에 상기 통신 제어 장치로부터 수신한 상기 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지(윈도우(T3))에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 하향 대역비(대역비(Ri))를 연산하는 하향 대역비 연산부(대역 연산부(307))와, 상기 하향 대역비 연산부에 의해서 연산된 상기 하향 대역비를 판별가능한 하향 대역비 정보(보완 대역량 통지 메시지)를 상기 통신 제어 장치에 송신하는 하향 송신 제어부(주 제어부(311))를 구비하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제 6 특징은, 본 발명의 제 5 특징에 관한 것으로, 상기 하향 대역비 연산부는, 소정의 주기(예컨대, 1초)로 상기 하향 대역비를 연산하고, 상기 하향 송신 제어부는, 상기 하향 대역비 연산부에 의해서 상기 소정의 주기로 연산된 상기 하향 대역비에 근거하여, 상기 하향 대역비 정보를 상기 소정의 주기로 송신하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제 7 특징은, 본 발명의 제 5 특징에 관한 것으로, 상기 하향 송신 제어부는, 상기 감시 구간에서의 상기 기 수신 수량과 상기 하향 대역비에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 필요한 대역을 상기 제 1 무선 IP 네트워크에 의해서 확보할 수 있다고 판정한 경우, 상기 하향 대역비 정보의 송신을 중지하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제 8 특징은, 본 발명의 제 5 특징에 관한 것으로, 상기 통신 제어 장치로부터, 상기 IP 패킷의 송신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 IP 패킷의 송신에 이용하는 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 상향 대역비(대역비(Ri))를 판별가능한 상향 대역비 정보(보완 대역량 통지 메시지)를 수신하는 정보 수신부(무선 통신 카드(303) 및 주 제어부(311))와, 상기 제 1 케어 오브 어드레스 및 상기 제 2 케어 오브 어드레스에 대응지어진 상기 무선 통신 장치의 가상 어드레스(홈 IP 어드레스(AH))를 기억하는 가상 어드레스 기억부(기억부(313))와, 상기 정보 수신부가 수신한 상기 상향 대역비 정보에 근거하여, 상기 가상 어드레스와 상기 제 1 케어 오브 어드레스를 포함하는 IP 패킷을 상기 제 1 무선 IP 네트워크에 송신, 또는 상기 가상 어드레스와 상기 제 2 케어 오브 어드레스를 포함하는 IP 패킷을 상기 제 2 무선 IP 네트워크에 송신하는 상향 송신부(송신 패킷 분배 처리부(309))를 구비하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제 9 특징은, 제 1 케어 오브 어드레스가 무선 통신 장치의 위치에 따라 동적으로 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 1 무선 IP 네트워크, 및 제 2 케어 오브 어드레스가 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 2 무선 IP 네트워크를 이용하여, 상기 무선 통신 장치와의 통신 경로를 제어하는 통신 제어 방법으로서, 상기 무선 통신 장치로부터 상기 제 1 무선 IP 네트워크를 경유하여 통신 목적지를 향해서 소정의 주기로 송신된 IP 패킷을 수신하고, 상기 통신 목적지에 중계하는 단계와, 상기 중계하는 단계에 있어서, 감시 구간 내에 상기 무선 통신 장치로부터 수신한 상기 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 상향 대역비를 연산하는 단계와, 상기 상향 대역비를 연산하는 단계에 있어서 연산된 상기 상향 대역비를 판별가능한 대역비 정보를, 상기 무선 통신 장치에 송신하는 단계를 포함하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제 10 특징은, 제 1 케어 오브 어드레스가 위치에 따라 동적으로 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 1 무선 IP 네트워크, 및 제 2 케어 오브 어드레스가 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 2 무선 IP 네트워크를 이용하여, 통신 제어 장치를 통해서 통신 목적지와의 통신을 실행하는 무선 통신 방법으로서, 상기 통신 목적지로부터 상기 제 1 무선 IP 네트워크를 경유하여 소정의 주기로 송신된 IP 패킷을 수신하는 단계와, 상기 수신하는 단계에 있어서, 감시 구간 내에 상기 무선 통신 장치로부터 수신한 상기 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 하향 대역비를 연산하는 단계와, 상기 하향 대역비를 연산하는 단계에 있어서 연산된 상기 하향 대역비를 판별가능한 하향 대역비 정보를 상기 통신 제어 장치에 송신하는 단계를 포함하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 특징에 따르면, 복수의 무선 IP 네트워크를 동시에 이용하여, 실행중인 통신에 사용되고 있는 무선 IP 네트워크의 대역이 부족할 때에, 부족한 대역을 다른 무선 IP 네트워크에 의해서 보완할 수 있는 통신 제어 장치, 무선 통신 장치, 통신 제어 방법 및 무선 통신 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 통신 시스템의 전체 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 통신 제어 장치의 기능 블록 구성도이 다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 무선 통신 장치의 기능 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 통신 제어 장치 ~ 무선 통신 장치 사이에서 실행되는 통신 시퀀스도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 IP 패킷의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 보완 대역의 판정에 사용되는 윈도우의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 통신 제어 장치에 의한 보완 대역의 일례를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 한편, 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사의 부분에는, 동일 또는 유사의 부호를 붙이고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 다른 것에 유의하여야 한다.
따라서, 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호간에도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
(통신 시스템의 전체 개략 구성)
도 1은 본 실시 형태에 따른 통신 시스템(1)의 전체 개략 구성도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 통신 시스템(1)에는, 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)가 포함된다. 무선 IP 네트워크(10A)(제 1 무선 IP 네트워크)는, IP 패킷을 전송할 수 있는 IP 네트워크이다. 무선 IP 네트워크(10A)에서는, 무선 통신 장치(300)(이하, MN(300)로 약기한다)의 위치에 따라, 케어 오브 어드레스(A1)(제 1 케어 오브 어드레스)가 동적으로 MN(300)에 할당된다. 본 실시 형태에서는, 무선 IP 네트워크(10A)는, 무선 통신 방식으로서 CDMA(구체적으로는, 3GPP2의 규격인 HRPD)를 이용하는 휴대 전화 네트워크이다.
무선 IP 네트워크(10B)(제 2 무선 IP 네트워크)는, 무선 IP 네트워크(10A)와 마찬가지로 IP 패킷을 전송할 수 있다. 무선 IP 네트워크(10B)에서는, 케어 오브 어드레스(A2)(제 2 케어 오브 어드레스)가 MN(300)에 할당된다.
본 실시 형태에서는, 무선 IP 네트워크(10B)는, 무선 통신 방식으로서, IEEE802.16e의 규정에 준거한 모바일 WiMAX를 이용한다.
한편, 케어 오브 어드레스(A1)는, MN(300)이 무선 IP 네트워크(10A)에 접속했을 때에, 무선 IP 네트워크(10A)로부터 부여된다. 마찬가지로, 케어 오브 어드레스(A2)는, MN(300)이 무선 IP 네트워크(10B)에 접속했을 때에, 무선 IP 네트워크(10B)로부터 부여된다.
또, 본 실시 형태에서는, 케어 오브 어드레스(A1) 및 케어 오브 어드레스(A2)는 홈 IP 어드레스(AH)(가상 어드레스)와 대응지어진다.
스위칭 서버(100) 및 MN(300)은 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)를 동시에 이용하여 통신을 실행할 수 있다. 구체적으로는, 스위칭 서버(100) 및 MN(300)은, IP 패킷의 송수신에 사용되는 무선 IP 네트워크(10A)의 대역(전송 속도)이 부족한 경우, 무선 IP 네트워크(10B)를 이용하여 상기 부족한 대역을 보완한다.
무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)는 인터넷(20)에 접속된다. 또한, 인터넷(20)에는 중계 센터(30)가 접속된다.
중계 센터(30)에는, MN(300)이 송수신하는 IP 패킷을 중계하는 네트워크 기기가 설치된다. 구체적으로는, 중계 센터(30)에는 스위칭 서버(100), 및 VPN 라우터(200A, 200B)가 설치된다.
스위칭 서버(100)는 MN(300)과의 통신 경로를 제어한다. 본 실시 형태에 있어서, 스위칭 서버(100)는 통신 제어 장치를 구성한다. 구체적으로는, 스위칭 서버(100)는, 무선 IP 네트워크(10A) 또는 무선 IP 네트워크(10B)를 경유하여, MN(300)에 IP 패킷을 송신할 수 있다.
VPN 라우터(200A, 200B)는 IP 패킷의 라우팅 처리를 실행한다. 또한, VPN 라우터(200A, 200B)는, MN(300) ~ 스위칭 서버(100) 사이에, VPN(IPSec)에 의한 터널을 확립한다. 상기 터널을 확립함으로써, OSI 제 3 층의 가상화를 실현하여, MN(300)의 IP 모빌리티가 확보된다.
즉, 본 실시 형태에서는, 모바일 IP(예컨대, RFC2002)와는 달리, MN(300)는 무선 IP 네트워크(10A)를 경유하여 설정된 통신 경로, 및 무선 IP 네트워크(10B)를 경유하여 설정된 통신 경로의 양 통신 경로를 동시에 이용하면서, 통신 목적지(구체적으로는, IP 전화 단말(42))와의 통신을 실행할 수 있다.
중계 센터(30)(스위칭 서버(100))는, 소정의 통신 네트워크(도시 생략)를 경유하여, 유저 구내(40)와 접속된다. 유저 구내(40)에는, IP 전화 교환기(41) 및 IP 전화 단말(42)이 설치된다. IP 전화 교환기(41)는, 상기 소정의 통신 네트워크와 IP 전화 단말(42) 사이에서 IP 패킷(구체적으로는, VoIP 패킷)을 중계한다. IP 전화 단말(42)은, 음성 신호와 VoIP 패킷을 서로 변환하거나, IP 패킷을 송수신하거나 한다.
즉, 본 실시 형태에서는, MN(300)은 스위칭 서버(100)를 통해서 IP 전화 단말(42)(통신 목적지)과의 통신을 실행한다.
(통신 시스템의 기능 블록 구성)
다음으로, 통신 시스템(1)의 기능 블록 구성에 대하여 설명한다. 구체적으로는, 통신 시스템(1)에 포함되는 스위칭 서버(100) 및 MN(300)의 기능 블록 구성에 대하여 설명한다. 한편, 이하, 본 발명과의 관련이 있는 부분에 대하여 주로 설명한다. 따라서, 스위칭 서버(100) 및 MN(300)은, 상기 장치로서의 기능을 실현하는 데에 있어서 필수적인, 도시하지 않는 혹 설명을 생략한 논리 블록(전원부 등)을 구비하는 경우가 있다는 것에 유의해야 한다.
(1) 스위칭 서버(100)
도 2는 스위칭 서버(100)의 기능 블록 구성도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 스위칭 서버(100)는, 통신 인터페이스부(101), 통신 인터페이스부(103), 패킷 중계부(105), 대역 연산부(107), 송신 패킷 분배 처리부(109), 주 제어부(111) 및 기억부(113)를 구비한다.
통신 인터페이스부(101)는 VPN 라우터(200A) 및 VPN 라우터(200B)와 접속된다. 통신 인터페이스부(101)는, 예컨대, IEEE802. 3ab에 의해서 규정되는 1000 BASE-T에 의해서 구성할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, IPSec에 의한 VPN이 설정되기 때문에, 통신 인터페이스부(101)가 송수신하는 IP 패킷, 구체적으로는, 스위칭 서버(100)와 MN(300) 사이에서 송수신되는 VoIP 패킷(구체적으로는, MN(300)이 송신하는 VoIP 패킷)은, 도 5(a)에 나타내는 구성을 갖는다. 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 홈 IP 헤더(홈 IP 어드레스(AH)), TCP/UDP 헤더 및 페이로드는 캡슐화되어, 케어 오브 어드레스(케어 오브 어드레스(A1) 또는 케어 오브 어드레스(A2))가 부가된다.
한편, 스위칭 서버(100)와 MN(300) 사이에서 송수신되는 액세스 제어 패킷은, 도 5(b)에 나타내는 구성을 갖는다. 액세스 제어 패킷은, 데이터 링크층 헤더, 케어 오브 어드레스, TCP 헤더 및 제어 코드에 의해서 구성된다. 한편, 제어 코드의 상세에 대해서는 후술한다.
통신 인터페이스부(103)는 IP 전화 교환기(41) 및 IP 전화 단말(42)과의 통 신의 실행에 사용된다.
패킷 중계부(105)는 통신 인터페이스부(101) 및 통신 인터페이스부(103)가 송수신하는 IP 패킷을 중계한다. 구체적으로는, 패킷 중계부(105)는 송신 패킷 분배 처리부(109) 또는 주 제어부(111)의 지시에 따라서 IP 패킷을 중계한다. 또한, 패킷 중계부(105)는 통신 인터페이스부(101) 및 통신 인터페이스부(103)가 수신한 IP 패킷의 지터를 흡수하는 지터 버퍼를 갖는다.
한편, 본 실시 형태에서는, 패킷 중계부(105)는 MN(300)으로부터 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)를 경유하여 IP 전화 단말(42)을 향해서 소정의 주기(20 ms)로 송신된 IP 패킷(VoIP 패킷)을 수신하여, IP 전화 단말(42)에 중계하는 중계부를 구성한다.
대역 연산부(107)는 MN(300)으로부터 IP 패킷을 수신하기 위해서 필요한 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)의 대역(전송 속도)을 연산한다.
구체적으로는, 대역 연산부(107)는 패킷 중계부(105)가 윈도우(T2)(도 6 참조) 내에 MN(300)로부터 수신한 IP 패킷의 수량(기 수신 수량)에 근거하여, 대역비(Ri)(상향 대역비)를 연산한다. 본 실시 형태에 있어서, 대역 연산부(107)는 상향 대역비 연산부를 구성한다.
대역 연산부(107)는, 전반 시간 프레임(윈도우(T2)) 계속되는 후반 시간 프레임, 구체적으로는, 윈도우(T3)(도 6 참조) 내에서 MN(300)로부터의 IP 패킷의 수신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10A)의 대역과, 후반 시간 프레임 내에 있어서 MN(300)로부터의 IP 패킷의 수신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10B)의 대역과의 비 율을 나타내는 대역비(Ri)를 연산한다.
한편, 본 실시 형태에 있어서, 윈도우(T2)는 감시 구간을 구성한다. 또한, 윈도우(T3)는 윈도우(T2)의 완료로부터 다음 윈도우(T2)의 완료까지의 구간이다.
대역 연산부(107)는 소정의 주기(예컨대, 1초)로 대역비(Ri)를 연산하고, 연산한 대역비(Ri)를 주 제어부(111)에 출력한다.
한편, 대역 연산부(107)는, 음성 부호화측(CODEC)의 종별이나 부호화 레이트에 따라 필요한 대역을 연산하고, 연산한 대역에 근거하여 대역비(Ri)를 연산할 수 있다. 또한, 대역비(Ri)의 구체적인 연산예에 관해서는 후술한다.
송신 패킷 분배 처리부(109)는 패킷 중계부(105)를 통해서 통신 인터페이스부(101)로부터 송신되는 IP 패킷을, 무선 IP 네트워크(10A) 또는 무선 IP 네트워크(10B)에 분배하는 처리를 실행한다.
구체적으로는, 송신 패킷 분배 처리부(109)는, 주 제어부(111)가 MN(300)로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지(하향 대역비 정보)에 근거하여, IP 전화 단말(42)로부터 수신한 홈 IP 어드레스(AH)를 포함하는 IP 패킷에, 케어 오브 어드레스(A1)를 부가한다. 케어 오브 어드레스(A1)가 부가된 IP 패킷은 통신 인터페이스부(101)로부터 무선 IP 네트워크(10A)에 송신된다.
또한, 송신 패킷 분배 처리부(109)는, 주 제어부(111)가 MN(300)로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지(하향 대역비 정보)에 근거하여, IP 전화 단말(42)로부터 수신한 홈 IP 어드레스(AH)를 포함하는 IP 패킷에, 케어 오브 어드레스(A2)를 부가한다. 케어 오브 어드레스(A2)가 부가된 IP 패킷은 통신 인터페이스부(101)로 부터 무선 IP 네트워크(10B)에 송신된다.
본 실시 형태에 있어서, 송신 패킷 분배 처리부(109)는 하향 송신부를 구성한다.
주 제어부(111)는 MN(300)에 송신하는 IP 패킷 및 MN(300)으로부터 수신하는 IP 패킷의 통신 경로를 제어한다. 또한, 주 제어부(111)는 액세스 제어 패킷의 처리를 실행한다.
구체적으로는, 주 제어부(111)는 대역 연산부(107)에 의해서 연산된 대역비(Ri)(상향 대역비)를 판별가능한 상향 대역비 정보, 구체적으로는, 보완 대역량 통지 메시지를 MN(300)에 송신한다. 본 실시 형태에 있어서, 주 제어부(111)는 상향 송신 제어부를 구성한다.
본 실시 형태에서는, 주 제어부(111)는 대역 연산부(107)에 의해서 소정의 주기(1초)로 연산된 대역비(Ri)에 근거하여, 보완 대역량 통지 메시지를 상기 소정의 주기(1초)로 송신한다.
또한, 주 제어부(111)는 MN(300)에의 IP 패킷의 송신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10A)의 대역과, MN(300)에의 IP 패킷의 송신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10B)의 대역과의 비율을 나타내는 대역비(Ri)(하향 대역비)를 판별가능한 보완 대역량 통지 메시지(하향 대역비 정보)를 MN(300)로부터 수신한다. 본 실시 형태에서는, 통신 인터페이스부(101)와 주 제어부(111)에 의해 정보 수신부가 구성된다.
주 제어부(111)는, MN(300)으로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지에 근거 하여, MN(300)에의 IP 패킷을, 무선 IP 네트워크(10A) 또는 무선 IP 네트워크(10B)의 어느 것에 분배하도록 송신 패킷 분배 처리부(109)를 제어한다.
상술한 보완 대역량 통지 메시지는 액세스 제어 패킷(도 5(b) 참조)을 이용하여 송수신된다. 표 1은 MN(300)으로부터 스위칭 서버(100)에 송신되는 액세스 제어 패킷의 내용의 일례를 나타낸다. 또한, 표 2는 스위칭 서버(100)로부터 MN(300)에 송신되는 액세스 제어 패킷의 내용의 일례를 나타낸다.
Figure 112009032579379-PCT00001
Figure 112009032579379-PCT00002
한편, 제어 코드는 액세스 제어 패킷의 페이로드 부분(도 5(b) 참조)의 선두의 1 바이트를 이용하여 표현된다. 또한, 제어 코드에 이어 MN(300)의 홈 IP 어드레스(AH)를 포함하여도 좋다. 스위칭 서버(100)는, MN(300)으로부터 표 1에 나타내는 내용의 액세스 제어 패킷을 수신한 경우, 표 2에 나타내는 액세스 제어 패킷(응답 패킷)을 MN(300)에 송신한다. 스위칭 서버(100)로부터 송신되는 액세스 제어 패킷에는, MN(300)으로부터 수신한 액세스 제어 패킷의 페이로드 부분이 카피된다.
또한, 주 제어부(111)는 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)를 경유하여 수신한 IP 패킷의 순서를 체크한다. 본 실시 형태에서는, 주 제어부(111)는 MN(300)과 IP 전화 단말(42) 사이에서 송수신되는 VoIP 패킷에 포함되는 RTP(Real-time Transport Protocol)의 시퀀스 번호를 체크한다. 또한, 주 제어부(111)는, 패킷 중계부(105)가 중계하는 IP 패킷의 통계 정보(예컨대, 패킷 손실, 스루풋, 지터 버퍼의 언더런(LAN) 카운트 및 오버런 카운트)를 취득하여, 취득한 정보를 MN(300)에 송신할 수 있다.
기억부(113)는 스위칭 서버(100)의 기능을 제공하는 애플리케이션 프로그램 등을 기억한다. 또한, 기억부(113)는 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B) 등의 네트워크에 관한 정보를 기억한다.
특히, 본 실시 형태에서는 케어 오브 어드레스(A1) 및 케어 오브 어드레스(A2)에 대응지어진 MN(300)의 홈 IP 어드레스(AH)를 기억한다. 구체적으로는, 주 제어부(111)는 MN(300)으로부터 통지된 케어 오브 어드레스(A1), 케어 오브 어드레스(A2) 및 홈 IP 어드레스(AH)를 기억부(113)에 기억시킨다. 본 실시 형태에서는, 주 제어부(111)와 기억부(113)에 의해, 가상 어드레스 취득부가 구성된다.
한편, 주 제어부(111)는, IP 전화 단말(42)로부터 송신된 IP 패킷에 포함되는 홈 IP 어드레스(AH)와, 인터넷(20)을 통해서 액세스가능한 홈 에이전트(도시 생략)에 등록되어 있는 홈 IP 어드레스와 대조할 수 있다. 주 제어부(111)가 상기 대조를 행함으로써, 홈 IP 어드레스(AH)가, 어느 통신 사업자에 의해서 MN(300)에 할당된 홈 IP 어드레스인지를 판정할 수 있다.
(2) MN(300)
도 3은 MN(300)의 기능 블록 구성도이다. MN(300)는, 스위칭 서버(100)와 마찬가지로, 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)를 동시에 이용하여 통신을 실행할 수 있다. 이하, 상술한 스위칭 서버(100)와 마찬가지의 기능 블록에 관해서는, 적절히 설명을 생략한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, MN(300)은 무선 통신 카드(301), 무선 통신 카드(303), 케어 오브 어드레스 인터페이스부(305A), 케어 오브 어드레스 인터페이스부(305B), 대역 연산부(307), 송신 패킷 분배 처리부(309), 주 제어부(311) 및 기억부(313)를 구비한다.
무선 통신 카드(301)는, 무선 IP 네트워크(10A)에서 사용되는 무선 통신 방식(3GPP2의 규격인 HRPD)의 무선 통신을 실행한다. 본 실시 형태에 있어서, 무선 통신 카드(301)는 IP 전화 단말(42)로부터 무선 IP 네트워크(10A)를 경유하여 소정의 주기(예컨대, 20 ms)로 송신된 IP 패킷(VoIP 패킷)을 수신하는 수신부를 구성한다.
무선 통신 카드(303)는 무선 IP 네트워크(10B)에서 사용되는 무선 통신 방식(모바일 WiMAX)에 준거한 무선 통신을 실행한다.
케어 오브 어드레스 인터페이스부(305A)는 무선 통신 카드(301)와 접속된다. 케어 오브 어드레스 인터페이스부(305A)는 무선 IP 네트워크(10A)에서 MN(300)에 할당된 케어 오브 어드레스(A1)에 근거하여 IP 패킷을 송수신한다.
케어 오브 어드레스 인터페이스부(305B)는 무선 통신 카드(303)와 접속된다. 케어 오브 어드레스 인터페이스부(305B)는 무선 IP 네트워크(10B)에서 MN(300)에 할당된 케어 오브 어드레스(A2)에 근거하여 IP 패킷을 송수신한다.
대역 연산부(307)는 스위칭 서버(100)로부터 IP 패킷을 수신하기 위해서 필요한 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)의 대역(전송 속도)을 연산한다.
구체적으로는, 대역 연산부(307)는 무선 통신 카드(301)가 윈도우(T2) 내에 스위칭 서버(100)로부터 수신한 IP 패킷의 수량(기 수신 수량)에 근거하여, 대역비(Ri)(하향 대역비)를 연산한다. 본 실시 형태에 있어서, 대역 연산부(307)는 하향 대역비 연산부를 구성한다.
대역 연산부(307)는, 윈도우(T3) 내에서, 스위칭 서버(100)로부터의 IP 패킷의 수신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10A)의 대역과, 후반 시간 프레임 내에 있어서 스위칭 서버(100)로부터의 IP 패킷의 수신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10B)의 대역의 비율을 나타내는 대역비(Ri)를 연산한다.
대역 연산부(307)는 소정의 주기(예컨대, 1초)로 대역비(Ri)를 연산하여, 연산한 대역비(Ri)를 주 제어부(311)에 출력한다.
송신 패킷 분배 처리부(309)는, 주 제어부(311)가 스위칭 서버(100)로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지(상향 대역비 정보)에 근거하여, 무선 IP 네트워크(10A) 또는 무선 IP 네트워크(10B)에 분배하는 처리를 실행한다. 본 실시 형태에 있어서, 송신 패킷 분배 처리부(309)는 상향 송신부를 구성한다.
구체적으로는, 송신 패킷 분배 처리부(309)는, 수신한 보완 대역량 통지 메시지에 근거하여, 홈 IP 어드레스(AH)와 케어 오브 어드레스(A1)를 포함하는 IP 패킷을 무선 IP 네트워크(10A)에 송신할 수 있다. 또한, 송신 패킷 분배 처리부(309)는, 수신한 보완 대역량 통지 메시지에 근거하여, 홈 IP 어드레스(AH)와 케어 오브 어드레스(A2)를 포함하는 IP 패킷을 무선 IP 네트워크(10B)에 송신할 수 있다.
주 제어부(311)는, 스위칭 서버(100)의 주 제어부(111)(도 2 참조)와 마찬가지로, 스위칭 서버(100)에 송신하는 IP 패킷 및 스위칭 서버(100)로부터 수신하는 IP 패킷의 통신 경로를 제어한다. 또한, 주 제어부(311)는 액세스 제어 패킷의 처리를 실행한다.
구체적으로는, 주 제어부(311)는 대역 연산부(307)에 의해서 연산된 대역비(Ri)(하향 대역비)를 판별가능한 보완 대역량 통지 메시지(하향 대역비 정보)를 스위칭 서버(100)에 송신한다. 본 실시 형태에 있어서, 주 제어부(311)는 하향 송신 제어부를 구성한다.
본 실시 형태에서는, 주 제어부(311)는 대역 연산부(307)에 의해서 소정의 주기(1초)로 연산된 대역비(Ri)에 근거하여, 보완 대역량 통지 메시지를 상기 소정의 주기(1초)로 송신한다.
또한, 주 제어부(311)는 스위칭 서버(100)에의 IP 패킷의 송신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10A)의 대역과, 스위칭 서버(100)에의 IP 패킷의 송신에 이용하는 무선 IP 네트워크(10B)의 대역의 비율을 나타내는 대역비(Ri)(상향 대역비)를 판별가능한 보완 대역량 통지 메시지(상향 대역비 정보)를 스위칭 서버(100)로부터 수신한다. 본 실시 형태에서는, 무선 통신 카드(301) 및/또는 무선 통신 카드(303)와 주 제어부(311)에 의해 정보 수신부가 구성된다.
주 제어부(311)는, 스위칭 서버(100)로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지에 근거하여, 스위칭 서버(100)에의 IP 패킷을, 무선 IP 네트워크(10A) 또는 무선 IP 네트워크(10B)의 어느 것에 분배하도록 송신 패킷 분배 처리부(309)를 제어한다.
기억부(313)는 MN(300)의 기능을 제공하는 애플리케이션 프로그램 등을 기억한다. 또한, 기억부(313)는 케어 오브 어드레스(A1) 및 케어 오브 어드레스(A2)에 대응지어진 MN(300)의 홈 IP 어드레스(AH)를 기억한다. 본 실시 형태에 있어서, 기억부(313)는 가상 어드레스 기억부를 구성한다.
(통신 시스템의 동작)
다음으로, 상술한 통신 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 구체적으로는, (1) 스위칭 서버(100) ~ MN(300) 사이에서의 IP 패킷(VoIP 패킷)의 송수신, (2)무선 IP 네트워크(10B)에 의한 대역 보완의 필요 여부 판정, (3) 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)에의 IP 패킷(VoIP 패킷)의 분배, (4) 동작예에 대하여 설명한다.
(1) 스위칭 서버(100) ~ MN(300) 사이에서의 IP 패킷의 송수신
도 4는 스위칭 서버(100) ~ MN(300) 사이에서 실행되는 통신 시퀀스도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 단계 S10에 있어서, 스위칭 서버(100) 및 MN(300)은 VoIP 패킷을 송수신한다. 한편, VoIP 패킷은, MN(300)과 IP 전화 단말(42)(도 1 참조)의 음성 통화에 수반되어 송수신된다.
구체적으로는, MN(300)은, IP 전화 단말(42)에 할당되어 있는 IP 어드레스를 포함하는 페이로드나 홈 IP 어드레스(AH)가 캡슐화되어, 케어 오브 어드레스(A1)를 송신원 어드레스로 하는 IP 패킷(도 5(a) 참조)을 송신한다.
또한, 스위칭 서버(100)는, IP 전화 단말(42)로부터 송신된 VoIP 패킷이 캡슐화되어, 케어 오브 어드레스(A1)를 목적지 어드레스로 하는 IP 패킷을 송신한다.
한편, 도면 중의 "■"은, VoIP 패킷이 경유하는 네트워크에 마킹되어 있다(이하 동일). 단계 S10에서는, 모든 VoIP 패킷은 무선 IP 네트워크(10A) 및 인터넷(20)을 경유한다.
단계 S20A에서, MN(300)는 무선 IP 네트워크(10A)와 무선 IP 네트워크(10B)를 이용하여 수신해야 되는 "하향"의 대역비(Ri)를 연산한다. 또한, 단계 S20B에서, 스위칭 서버(100)는, 무선 IP 네트워크(10A)와 무선 IP 네트워크(10B)를 이용하여 수신해야 되는 "상향"의 대역비(Ri)를 연산한다. 단계 S20A 및 S20B에서는, 윈도우(T2)(도 6 참조) 내에 수신한 VoIP 패킷의 수량(기 수신 수량)에 근거하여, 대역비(Ri)가 연산된다. 한편, 대역비(Ri)의 구체적인 연산 방법에 관해서는 후술한다.
단계 S30A에서, 스위칭 서버(100)는, "상향"의 대역비(Ri)의 연산 결과에 근거하여, 보완 대역량 통지 메시지(상향 대역비 정보)를 MN(300)에 송신한다.
단계 S30B에서, MN(300)는, "하향"의 대역비(Ri)의 연산 결과에 근거하여, 보완 대역량 통지 메시지(하향 대역비 정보)를 스위칭 서버(100)에 송신한다.
단계 S40A에서, 스위칭 서버(100)는, MN(300)으로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지(하향 대역비 정보)에 근거하여, 윈도우(T3)(도 6 참조) 내에 송신할 수 있는 수량의 VoIP 패킷을 무선 IP 네트워크(10A)에 송신한다.
단계 S40B에서, MN(300)는, 스위칭 서버(100)로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지(상향 대역비 정보)에 근거하여, 윈도우(T3) 내에 송신할 수 있는 수량의 VoIP 패킷을 무선 IP 네트워크(10A)에 송신한다.
단계 S50A에서, 스위칭 서버(100)는, MN(300)으로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지(하향 대역비 정보)에 근거하여, 윈도우(T3) 내에서 무선 IP 네트워크(10A)에 송신하는 수량의 VoIP 패킷을 제외한 나머지의 수량의 VoIP 패킷을 무선 IP 네트워크(10B)에 송신한다.
단계 S50B에서, MN(300)는, 스위칭 서버(100)로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지(상향 대역비 정보)에 근거하여, 윈도우(T3) 내에서 무선 IP 네트워크(10A)에 송신하는 수량의 VoIP 패킷을 제외한 나머지의 수량의 VoIP 패킷을 무선 IP 네트워크(10B)에 송신한다.
단계 S50A 및 단계 S50B에서는, VoIP 패킷은 무선 IP 네트워크(10B) 및 인터넷(20)을 경유(도면 중의 ■ 참조)한다. 즉, 윈도우(T3) 내에서 무선 IP 네트워크(10A)에 송신할 수 있는 수량의 VoIP 패킷을 제외한 나머지의 수량의 VoIP 패킷을 송신하기 위해서 필요한 대역이 무선 IP 네트워크(10B)에 의해서 보완된다.
(2) 무선 IP 네트워크(10B)에 의한 대역 보완의 필요 여부 판정
상술한 바와 같이, 스위칭 서버(100) 및 MN(300)은, 도 6에 나타내는 윈도우를 이용하여 대역 보완의 필요 여부를 판정한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 윈도우(T1)는 1초(1,000 ms)로 설정된다. 윈도우(T2)는 윈도우(T1)의 반의 크기인 500 ms로 설정된다. 즉, 윈도우(T1) - 윈도우(T2)(후반 시간 프레임)도 500 ms로 된다.
이하, 스위칭 서버(100)에 있어서의 대역 보완의 필요 여부 판정을 예로서 설명한다. 한편, MN(300)에 있어서도 스위칭 서버(100)와 같은 대역 보완의 필요 여부 판정이 실행된다.
(2.1) 전제
스위칭 서버(100)는 윈도우(T2) 내에서 MN(300)로부터 수신한 VoIP 패킷을 카운트한다. 본 실시 형태에서는, 윈도우(T2)의 크기는 500 ms로 고정된다.
허용할 수 있는 지터 버퍼의 시간은 tjit(예컨대, 1OOms)로 한다. 사용하는 리얼타임 애플리케이션(본 실시 형태에서는, VoIP)의 프레임 길이는 Tf(20 ms)로 한다. 또한, 윈도우(T2)에 있어서 수신한 VoIP 패킷의 수량을 Ct로 한다.
윈도우(T2)에서는, T2/Tf 개(500/20 = 25)의 VoIP 패킷을 수신할 수 있기 때문에, 윈도우(T2)의 종료 타이밍에 있어서, Ct개(예컨대, 20개)의 VoIP 패킷을 수신하고 있는 경우, (T2/Tf-Ct)만큼 VoIP 패킷의 전송이 지연되고 있는 것을 나타내고 있다.
(2.2) 제 1 라운드에 있어서의 대역 보완 처리
MN(300)는, 윈도우(T2), 즉, 500 ms 사이에 T2/Tf개(예컨대, 25개)의 VoIP 패킷을 이미 송신하고 있기 때문에, 스위칭 서버(100)는, 윈도우(T2)의 종료 타이밍에 있어서, 대역 보완의 필요 여부를(수학식 1)에 근거하여 판정한다.
Figure 112009032579379-PCT00003
한편, (수학식 1)에 있어서, "1"은 허용도이며, 통신 시스템(1)의 특성 등에 따라, 적당한 값이 설정된다.
(수학식 1)에 의해서 대역 보완을 실행한다고 판정된 경우, 윈도우(T2)에 있 어서, 필요 대역에 대하여 Ct/(T2/Tf) 상당의 대역밖에 무선 IP 네트워크(10A)에서 확보할 수 없었던 것을 나타내고 있다. 그래서, 스위칭 서버(100)는, (수학식 2)에 근거하여, 대역비(Ri)를 연산한다.
Figure 112009032579379-PCT00004
여기서, 주 경로는 무선 IP 네트워크(10A)이며, 부 경로는 무선 IP 네트워크(10B)이다. 또한, 부 경로의 무선 통신의 상태가 소정의 임계값 이하인 경우, 대역 보완은 실행되지 않는다. 구체적으로는, 부 경로, 즉, 무선 IP 네트워크(10B)로부터 송신된 무선 신호의 수신 전계 강도에 근거하여 상정되는 스루풋이 소정의 임계값 이하인 경우, 스위칭 서버(100)는 대역 보완을 실행하지 않는다.
스위칭 서버(100)는, (수학식 2)에 근거하여 연산한 대역비(Ri)(소수점 버림)를 보완 대역량 통지 메시지에 의해서 MN(300)에 통지한다. MN(300)는, 대역 보완에 이용되는 부 경로, 즉, 무선 IP 네트워크(10B)의 무선 통신의 상태가 소정의 임계값을 상회하는 경우, 무선 IP 네트워크(10B)에 의한 대역 보완을 실행한다.
(2.3) 제 2 라운드에 있어서의 대역 보완 처리
제 1 라운드에 계속되는 제 2 라운드, 즉, 제 1 라운드(윈도우(T1))의 다음 윈도우(T1n)(도 6 참조)에서는, MN(300)은, 보완 대역량 통지 메시지에 의해서 MN(300)에 통지한 대역비(Ri)(예컨대, 1:2)에 근거하여 대역 보완을 실행한다. 스위칭 서버(100)는, 윈도우(T1)에서도 계속해서 윈도우(T2n)(도 6 참조) 내에서 MN(300)로부터 수신한 VoIP 패킷을 카운트한다.
여기서, 제 1 라운드에 있어서 연산된 대역비를 R1로 한다. 또한, 제 2 라운드에 있어서의 윈도우(T2) 내에서 주 경로를 경유하여 수신한 VoIP 패킷의 수량을 Ctm1 및 제 2 라운드에 있어서의 윈도우(T2) 내에서 부 경로를 경유하여 수신한 VoIP 패킷의 수량을 Cts1로 한다.
스위칭 서버(100)는, (수학식 3)을 이용하여 제 1 라운드에 계속되는 제 2 라운드에 있어서의 대역비(R2)를 연산한다.
Figure 112009032579379-PCT00005
한편, 스위칭 서버(100)는, 제 3 라운드 이후에서도, (수학식 3)을 이용하여 마찬가지로 대역비(Ri)를 연산한다.
(3) IP 패킷의 분배
다음으로, 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)에의 IP 패킷(VoIP 패킷)의 분배 방법에 대하여 설명한다. 이하, 스위칭 서버(100)에 있어서의 IP 패킷의 분배를 예로서 설명한다. 한편, MN(300)에 있어서도 스위칭 서버(100)와 마찬가지로 IP 패킷을 분배할 수 있다.
스위칭 서버(100)는, 무선 IP 네트워크(10A)를 이용하여, VoIP 패킷을 소정의 주기(20 ms)로 송신한다. 또한, 스위칭 서버(100)는, MN(300)으로부터 보완 대역량 통지 메시지를 수신하면, 아래와 같이 VoIP 패킷을 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)에 분배한다.
스위칭 서버(100)는, MN(300)으로부터 수신한 보완 대역량 통지 메시지에 포함되는 대역비 R1(소수점 버림)에 근거하여, 1/R1에 1회의 비율로 무선 IP 네트워크(10B)에 VoIP 패킷을 송신한다. 예컨대, R1 = 3인 경우, 스위칭 서버(100)는, 3회 계속하여 주 경로(무선 IP 네트워크(10A))에 VoIP 패킷을 송신한 후, 1회만 부 경로(무선 IP 네트워크(10B))에 VoIP 패킷을 송신한다.
즉, 송신해야 할 VoIP 패킷(RTP 패킷)의 시퀀스 번호(또는 송신 No.)를 N으로 하면, 스위칭 서버(100)는 (수학식 4)에 따라서 VoIP 패킷을 분배한다.
Figure 112009032579379-PCT00006
한편, 스위칭 서버(100)는, 제 1 라운드 이후에 있어서도 (수학식 4)에 따라서 VoIP 패킷을 분배한다.
(4) 동작예
도 7은 스위칭 서버(100)에 의한 대역 보완의 동작예를 게시한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 스위칭 서버(100)는 윈도우(T2)(0 ~ 0.5초) 내에서, 20개(Ct)의 VoIP 패킷을 무선 IP 네트워크(10A)를 경유하여 수신한다.
그래서, 스위칭 서버(100)는, 상술한 (수학식 1) 및 (수학식 2)에 근거하여, 무선 IP 네트워크(10B)를 이용하여 대역 보완을 실행한다. 구체적으로는, 스위칭 서버(100)는, 연산한 대역비(Ri)(소수점 버림)를 보완 대역량 통지 메시지에 의해서 MN(300)에 통지한다.
이 결과, 스위칭 서버(100)는 무선 IP 네트워크(10B)를 경유하여 VoIP 패킷을 MN(300)로부터 수신한다. 구체적으로는, 스위칭 서버(100)는, 「0.5 ~ 1.0초」 및 「1.0 ~ 1.5초」의 각 윈도우(양 윈도우를 포함해서 윈도우(T3)로 한다)에 있어서, 무선 IP 네트워크(10B)를 경유하여 각각 5개의 VoIP 패킷을 수신한다.
스위칭 서버(100)는, 다음 윈도우(T2)(1.0 ~ 1.5초) 내에서, 무선 IP 네트워크(10A)를 경유하여 수신한 VoIP 패킷의 개수(Ctml), 및 무선 IP 네트워크(10A)를 경유하여 수신한 VoIP 패킷의 개수(Cts1)를 카운트한다.
한편, MN(300)는, 0.5초사이에 25개의 VoIP 패킷을 송신한다. 즉, 스위칭 서버(100)가 0.5초사이에 25개의 VoIP 패킷을 수신하지 않고 있는 경우(예컨대, 1.0 ~ 1.5초 또는 2.0 ~ 2.5초), 무선 IP 네트워크(10A) 또는 무선 IP 네트워크(10B)에서 VoIP 패킷이 상실한 것을 의미한다.
예컨대, 1.0 ~ 1.5초이면, MN(300)는, 수신한 보완 대역량 통지 메시지에 근거하여, 무선 IP 네트워크(10A)에 20개의 VoIP 패킷을 송신하고, 무선 IP 네트워크(10B)에 5개의 VoIP 패킷을 송신한다. 그러나 스위칭 서버(100)는, 무선 IP 네트워크(10A)를 경유하고 15개의 VoIP 패킷밖에 수신하지 않고 있다.
스위칭 서버(100)는, 상술한 (수학식 3)을 이용하여, 대역비(R2)를 연산한다. 스위칭 서버(100)는, 윈도우(T2)(1.0 ~ 1.5초) 내에서, 보완 대역량을 증가한다고 판정한다. 이 결과, 스위칭 서버(100)는, 「1.5 ~ 2.0초」 및 「2.0 ~ 2.5초」의 각 윈도우에 있어서, 무선 IP 네트워크(10B)를 경유하여 각각 10개의 VoIP 패킷을 수신한다. 스위칭 서버(100)는 이하와 같은 처리를 반복한다.
(작용·효과)
스위칭 서버(100)에 의하면, MN(300)로부터 수신한 IP 패킷(VoIP 패킷)의 기 수신 수량에 근거하여, 대역비(Ri)(상향 대역비)가 연산되고, 연산된 대역비(Ri)를 판별가능한 보완 대역량 통지 메시지가 MN(300)에 송신된다. 이 때문에, MN(300)는, 수신한 보완 대역량 통지 메시지에 근거하여, 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)에 IP 패킷을 분배할 수 있다.
즉, 스위칭 서버(100)에 의하면, 복수의 무선 IP 네트워크를 동시에 이용하고, 실행중인 통신에 사용되고 있는 무선 IP 네트워크의 대역이 부족할 때에, 부족한 대역을 다른 무선 IP 네트워크에 의해서 보완할 수 있다. 즉, 단순한 무선 IP 네트워크의 대체가 아니라, 복수의 무선 IP 네트워크를 "심리스"로 이용할 수 있다.
또한, 무선 IP 네트워크(10A)에서 MN(300)에 할당되는 케어 오브 어드레스(A1), 및 무선 IP 네트워크(10B)에서 할당되는 케어 오브 어드레스(A2)는, MN(300)에 있어서 홈 IP 어드레스(AH)와 대응지어져 있기 때문에, MN(300)는 동시에 복수의 케어 오브 어드레스를 이용하여 통신을 실행할 수 있다.
한편, 스위칭 서버(100)는, 상술한 바와 같이, 상향 방향의 통신 상태의 감시와, 하향의 VoIP 패킷의 분배를 실행하지만, MN(300)은, 하향의 통신 상태의 감시와, 상향의 VoIP 패킷의 분배를, 스위칭 서버(100)와 마찬가지의 방법에 의해 실행한다. 즉, 스위칭 서버(100) 및 MN(300)을 포함하는 통신 시스템(1)에 의하면, 상향 및 하향의 양 방향에서, 복수의 무선 IP 네트워크를 동시에 이용하여, 실행중인 통신에 사용되고 있는 무선 IP 네트워크의 대역이 부족할 때에, 부족한 대역을 다른 무선 IP 네트워크에 의해서 보완할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 스위칭 서버(100)(MN(300))는, 소정의 주기(1초)로 연 산된 대역비(Ri)에 근거하여, 대역비(Ri)를 판별가능한 보완 대역량 통지 메시지를 상기 소정의 주기(1초)로 송신한다. 이 때문에, 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)의 상태의 변화에 빠르게 대응하여, 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)의 상태에 따른 적절한 수량의 IP 패킷(VoIP 패킷)을 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)에 분배할 수 있다.
(그 밖의 실시 형태)
상술한 바와 같이, 본 발명의 1 실시 형태를 통하여 본 발명의 내용을 개시했지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은, 본 발명을 한정하는 것으로 이해하면 안된다. 이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시의 형태가 자명해진다.
예컨대, 통신 시스템(1)에는, 무선 IP 네트워크(10A) 및 무선 IP 네트워크(10B)가 포함되어 있었지만, 이용하는 무선 IP 네트워크는 더 많더라도 상관없다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 상향 및 하향의 양 방향에서, 부족한 대역이 보완되어 있지만, 상향 혹은 하향만의 대역을 보완하는 형태로서도 상관없다.
또한, 스위칭 서버(100)의 주 제어부(111)는, 패킷 중계부(105)가 윈도우(T2) 내에 MN(300)로부터 수신한 IP 패킷의 수량(기 수신 수량)과, 대역비(Ri)에 근거하여, 윈도우(T3) 내에서 MN(300)로부터의 IP 패킷의 수신에 필요한 대역을 무선 IP 네트워크(10A)에 의해서 확보할 수 있다고 판정한 경우, 보완 대역량 통지 메시지의 송신을 중지할 수도 있다. 한편, MN(300)는, 대역비(Ri)를 판별가능한 보완 대역량 통지 메시지를 수신하지 않는 경우, 현재 설정되어 있는 대역비(Ri)에 근거하여, IP 패킷의 분배 처리를 계속하면 바람직하다.
마찬가지로, MN(300)의 주 제어부(311)는, 무선 통신 카드(301)가 윈도우(T2) 내에 스위칭 서버(100)로부터 수신한 IP 패킷의 수량(기 수신 수량)과, 대역비(Ri)에 근거하여, 윈도우(T3)(후반 시간 프레임) 내에서 IP 패킷의 수신에 필요한 대역을 무선 IP 네트워크(10A)에 의해서 확보할 수 있다고 판정한 경우, 보완 대역량 통지 메시지의 송신을 중지할 수도 있다.
이러한 변경예에 의하면, 스위칭 서버(100)(MN(300))에 있어서의 처리 부하가 저감됨과 동시에, 무선 IP 네트워크(10B)(또는 무선 IP 네트워크(10A))에의 보완 대역량 통지 메시지의 송신의 억제에 의해서, 무선 IP 네트워크의 보다 효율적인 이용을 도모할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 스위칭 서버(100)는 보완 대역량 통지 메시지를 소정의 주기(1초)로 송신했지만, 보완 대역량 통지 메시지는 반드시 상기 소정의 주기로 송신하지 않더라도 상관없다.
상술한 실시 형태에서는, 보완 대역량 통지 메시지에 대역비(Ri)를 포함하는 형태로 했지만, 연산한 대역비(Ri)에 근거하여, 무선 IP 네트워크의 대역(전송 속도) 혹은 무선 IP 네트워크를 경유하여 전송해야 되는 IP 패킷의 수량을 보완 대역량 통지 메시지에 포함시키는 형태로서도 좋다.
또한, 상술한 무선 통신 카드(301)(또는 무선 통신 카드(303))는 무선 통신 장치에 내장되어 있는 무선부이더라도 좋다.
이와 같이, 본 발명은, 여기서는 기재하지 않고 있는 다양한 실시의 형태 등을 포함하는 것은 물론이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는, 상술의 설명으로부터 타당한 특허청구의 범위에 따른 발명 특정 사항에 의해서만 정해지는 것이다.
한편, 일본 특허 출원 제 2006-322675 호(2006년 11월 29일 출원)의 전내용이, 참조에 의해, 본원 명세서에 포함되어 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 통신 제어 장치, 무선 통신 장치, 통신 제어 방법 및 무선 통신 방법은, 복수의 무선 IP 네트워크를 동시에 이용하여, 실행중인 통신에 사용되고 있는 무선 IP 네트워크의 대역이 부족할 때에, 부족한 대역을 다른 무선 IP 네트워크에 의해서 보완할 수 있기 때문에, 이동 통신 등의 무선 통신에 있어서 유용하다.

Claims (10)

  1. 제 1 케어 오브 어드레스(care of address)가 무선 통신 장치의 위치에 따라 동적으로 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 1 무선 IP 네트워크, 및 제 2 케어 오브 어드레스가 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 2 무선 IP 네트워크를 이용하여, 상기 무선 통신 장치와의 통신 경로를 제어하는 통신 제어 장치로서,
    상기 무선 통신 장치로부터 상기 제 1 무선 IP 네트워크를 경유하여 통신 목적지를 향해 소정의 주기로 송신된 IP 패킷을 수신하여, 상기 통신 목적지에 중계하는 중계부와,
    상기 중계부가 감시 구간내에 상기 무선 통신 장치로부터 수신한 상기 IP 패킷의 기(旣) 수신 수량에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 상향 대역비를 연산하는 상향 대역비 연산부와,
    상기 상향 대역비 연산부에 의해서 연산된 상기 상향 대역비를 판별가능한 상향 대역비 정보를 상기 무선 통신 장치에 송신하는 상향 송신 제어부
    를 구비하는 통신 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향 대역비 연산부는 소정의 주기로 상기 상향 대역비를 연산하고,
    상기 상향 송신 제어부는 상기 상향 대역비 연산부에 의해서 상기 소정의 주기로 연산된 상기 상향 대역비에 근거하여, 상기 상향 대역비 정보를 상기 소정의 주기로 송신하는
    통신 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향 송신 제어부는, 상기 감시 구간에서의 상기 기 수신 수량과 상기 상향 대역비에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지 에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 필요한 대역을 상기 제 1 무선 IP 네트워크에 의해서 확보할 수 있다고 판정한 경우, 상기 상향 대역비 정보의 송신을 중지하는 통신 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치로부터, 상기 IP 패킷의 송신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 IP 패킷의 송신에 이용하는 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 하향 대역비를 판별가능한 하향 대역비 정보를 수신하는 정보 수신부와,
    상기 제 1 케어 오브 어드레스 및 상기 제 2 케어 오브 어드레스에 대응지어진 상기 무선 통신 장치의 가상 어드레스를 취득하는 가상 어드레스 취득부와,
    상기 정보 수신부가 수신한 상기 하향 대역비 정보에 근거하여, 상기 통신 목적지로부터 수신한 상기 가상 어드레스를 포함하는 IP 패킷에 상기 제 1 케어 오브 어드레스를 부가하여 상기 제 1 무선 IP 네트워크에 송신, 또는 상기 통신 목적지로부터 수신한 상기 가상 어드레스를 포함하는 IP 패킷에 상기 제 2 케어 오브 어드레스를 부가하여 상기 제 2 무선 IP 네트워크에 송신하는 하향 송신부
    를 구비하는 통신 제어 장치.
  5. 제 1 케어 오브 어드레스가 위치에 따라 동적으로 할당되는 제 1 무선 IP 네트워크, 및 제 2 케어 오브 어드레스가 할당되는 제 2 무선 IP 네트워크를 이용하여, 통신 제어 장치를 통해서 통신 목적지와의 통신을 실행하는 무선 통신 장치로서,
    상기 통신 목적지로부터 상기 제 1 무선 IP 네트워크를 경유하여 소정의 주기로 송신된 IP 패킷을 수신하는 수신부와,
    상기 수신부가 감시 구간내에 상기 통신 제어 장치로부터 수신한 상기 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 하향 대역비를 연 산하는 하향 대역비 연산부와,
    상기 하향 대역비 연산부에 의해서 연산된 상기 하향 대역비를 판별가능한 하향 대역비 정보를 상기 통신 제어 장치에 송신하는 하향 송신 제어부
    를 구비하는 무선 통신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하향 대역비 연산부는 소정의 주기로 상기 하향 대역비를 연산하고,
    상기 하향 송신 제어부는 상기 하향 대역비 연산부에 의해서 상기 소정의 주기로 연산된 상기 하향 대역비에 근거하여, 상기 하향 대역비 정보를 상기 소정의 주기로 송신하는
    무선 통신 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 하향 송신 제어부는, 상기 감시 구간에서의 상기 기 수신 수량과 상기 하향 대역비에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 필요한 대역을 상기 제 1 무선 IP 네트워크에 의해서 확보할 수 있다고 판정한 경우, 상기 하향 대역비 정보의 송신을 중지하는 무선 통신 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 통신 제어 장치로부터, 상기 IP 패킷의 송신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 IP 패킷의 송신에 이용하는 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 상향 대역비를 판별가능한 상향 대역비 정보를 수신하는 정보 수신부와,
    상기 제 1 케어 오브 어드레스 및 상기 제 2 케어 오브 어드레스에 대응지어진 상기 무선 통신 장치의 가상 어드레스를 기억하는 가상 어드레스 기억부와,
    상기 정보 수신부가 수신한 상기 상향 대역비 정보에 근거하여, 상기 가상 어드레스와 상기 제 1 케어 오브 어드레스를 포함하는 IP 패킷을 상기 제 1 무선 IP 네트워크에 송신, 또는 상기 가상 어드레스와 상기 제 2 케어 오브 어드레스를 포함하는 IP 패킷을 상기 제 2 무선 IP 네트워크에 송신하는 상향 송신부
    를 구비하는 무선 통신 장치.
  9. 제 1 케어 오브 어드레스가 무선 통신 장치의 위치에 따라 동적으로 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 1 무선 IP 네트워크, 및 제 2 케어 오브 어드레스가 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 2 무선 IP 네트워크를 이용하여, 상기 무선 통신 장치와의 통신 경로를 제어하는 통신 제어 방법으로서,
    상기 무선 통신 장치로부터 상기 제 1 무선 IP 네트워크를 경유하여 통신 목 적지를 향해 소정의 주기로 송신된 IP 패킷을 수신하여, 상기 통신 목적지에 중계하는 단계와,
    상기 중계하는 단계에 있어서, 감시 구간 내에 상기 무선 통신 장치로부터 수신한 상기 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 상기 감시 구간의 완료로부터 다음 감시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 상향 대역비를 연산하는 단계와,
    상기 상향 대역비를 연산하는 단계에 있어서 연산된 상기 상향 대역비를 판별가능한 대역비 정보를 상기 무선 통신 장치에 송신하는 단계
    를 포함하는 통신 제어 방법.
  10. 제 1 케어 오브 어드레스가 위치에 따라 동적으로 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 1 무선 IP 네트워크, 및 제 2 케어 오브 어드레스가 상기 무선 통신 장치에 할당되는 제 2 무선 IP 네트워크를 이용하여, 통신 제어 장치를 통해서 통신 목적지와의 통신을 실행하는 무선 통신 방법으로서,
    상기 통신 목적지로부터 상기 제 1 무선 IP 네트워크를 경유하여 소정의 주기로 송신된 IP 패킷을 수신하는 단계와,
    상기 수신하는 단계에 있어서, 감시 구간 내에 상기 무선 통신 장치로부터 수신한 상기 IP 패킷의 기 수신 수량에 근거하여, 감시 구간의 완료로부터 다음 감 시 구간의 완료까지에 있어서의 상기 IP 패킷의 수신에 이용하는 상기 제 1 무선 IP 네트워크의 대역과, 상기 제 2 무선 IP 네트워크의 대역의 비율을 나타내는 하향 대역비를 연산하는 단계와,
    상기 하향 대역비를 연산하는 단계에 있어서 연산된 상기 하향 대역비를 판별가능한 하향 대역비 정보를 상기 통신 제어 장치에 송신하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 방법.
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