WO1998059463A1

WO1998059463A1 - Systeme de communication, procede de commande des transmissions et controleur de communication

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Publication number: WO1998059463A1
Application number: PCT/JP1998/002803
Authority: WO
Inventors: Masahiko Hirono
Original assignee: Ntt Mobile Communications Network Inc.
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 1998-12-30
Also published as: DE69827759T2; JP3713281B2; EP0933898B1; EP0933898A4; US6424818B1; EP0933898A1; DE69827759D1

Description

明細書

通信システム、通信制御方法および通信制御装置技術分野この発明は、無線端末と網側との間で無線による通信を行う通信システム、通信制御方法および通信制御装置に関する。技術背景

昨今、移動通信サービスが普及し、「モバイルコンピューティング」という言葉も一般的に定着している。現在普及しているモバイルコンピューティングは、移動通信業者に加入している携帯電話にアダプタを介してパーソナルコンビュ一夕を接続することにより実施されている。この種のモバイルコンピュ一ティングが行われる通信システムの一形態を図 1 1に示す。

図 1 1において、 1 一 1はモバイルコンビューティングを行うための移動局であり、パーソナルコンビュ一夕 1 aと、無線端末 l bと、両者を接続するァダプ夕 1 cとにより構成されている。ここで、無線端末 l bは、移動通信網サービスに加入している無線端末であり、例えば携帯電話である。

2— 1〜 2— hは移動通信網の基地局であり、上記無線端末 1 bとの間で無線チャネルを介した交信を行う。 3は移動通信交換局としての機能および移動通信制御局としての機能を備えた移動通信交換制御手段である。 4は公衆網である。上記移動通信交換制御手段 3は、この公衆網 4に接続されている。 5は例えば企業の L A Nであり、公衆網 4に接続されている。

以上の構成において、利用者が、パーソナルコンピュータ 1 aから無線端末 1 bを介して所望のサービスアクセス点に向けて発信すると、移動通信交換制御手段 3による制御の下、無線端末 1 bと基地局 2— 1〜2— hのいずれかの基地局との間の無線チャネルが確立され、さらに当該基地局と所望のサービスアクセス点とを結ぶチャネルが確立される。利用者は、このようにして確立された通信チャネルを利用し、パーソナルコンピュータ 1 aにより、公衆網 4を経由したプロバイダからの情報提供サービスを受けたり、企業の L A N 5にアクセスすることができる。この場合、無線端末 l bは、基地局との間の無線通信を行うためのモデムとしての機能をパーソナルコンピュータ 1 aに提供する。

また、図 1 1に示す構成と同一の原理によるものであるが、移動局がネットヮ —ク事業者とのィン夕フェースにアクセスすることにより、 L A Nゃィン夕一ネットプロバイダとの接続を行い、かつ、無線チャネルを介したパケット転送により L A N等からの情報サ一ビスを受けることができるシステムが実用化されている。なお、この種のシステムについては、例えば N T T移動通信網株式会社発行、 N T T D 0 C o M oテクニカルジャーナル平成 9年 7月号 P . 6〜9に開示されている。

以上のような技術により、これまで音声が主体であった移動通信サ一ビスも、デ一夕通信、特にパソコン通信のような電話接続向けのデー夕通信のみならず L A N接続をも考慮したサービスへと進化しつつある。

そして、今後、移動通信網を利用した技術は、各端末が無線回線を介して相互に接続され、広範囲に亙って自由に移動することができる広義の無線 L A Nの実現へと発展するものと考えられる。

しかしながら、将来、以上説明したような移動通信網を利用した多様な通信サ一ビス（デ一夕通信、音声通信）を提供しょうとする場合、以下の問題がある。

( 1 ) 移動局と所望のサービスアクセス点との間の通信路が無線チャネルを含んでいるので、この無線チャネルが良好でない場合または移動局が基地局の無線ゾ —ン内に所在していない場合には通信サ一ビスを受けることができない。ここで、日常の行動範囲であれば、利用者が通信可能なエリアを捜し、そのエリア内で通信を行う等の対処方法を採ることができる。しかし、利用者が車や列車により移動しているときはこのような対処を採ることができない。

( 2 ) 特に新幹線などの高速移動体の中の利用者がデ一夕通信を行おうとすると、トンネルや切り通しの影響で、通信中に回線断が頻発する。従って、効率的かつユーザフレンドリーなサービスを提供することができない。

( 3 ) また、上記のように回線断が頻発し、不完了呼が増加すると、呼接続のためのオーバへッドが結果的に無駄なものとなり、通信システムの効率が低下することとなる。

( 4 ) 上述した広義の無線 L A Nを構築するためには、各端末（この場合、無線端末または移動局）が広範囲に亙って移動する場合でも、常に移動先において元の L A N環境をそのまま使用することができるようにする必要がある。しかしながら、従来の移動通信網の利用技術は、エージェント機能が不十分なため、各無線端末にその移動先で常に元の L A N環境を利用させることが困難である。発明の開示この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、劣悪な通信環境下においてもユーザフレンドリーな通信サービスを無線端末のュ一ザに提供することができる通信システム、通信制御方法および通信制御装置を提供することにある。

かかる目的を達成するため、本発明に係る通信システムでは、無線端末と網側との間に通信制御装置を介在させる。なお、好ましい態様においては、各無線端末は移動体内に持ち込まれるものであり、通信制御装置はそのような移動体の中に予め配置される。

通信制御装置は、無線端末との間で無線通信を行うとともに基地局との間で無線通信を行うことにより、無線端末と網との情報の授受の中継を行うものである。ここで、通信制御装置は、無線端末との間の無線チャネル制御および基地局との間の無線チャネル制御を行う通信制御サーバと、通信制御サーバによって設定された各無線チャネルを使用し、無線端末との間の無線通信および基地局との間の無線通信を行う通信ュニッ卜とを具備している。

通信制御サーバが無線端末のために行うチャネル制御のうち主要なものを挙げると次の通りである。

まず、通信制御サーバは、無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該通信要求を拒否する旨の通知を当該無線端末に送信する。

また、これとは別の態様では、通信制御サーバは、無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該通信要求を保留し、当該無線チャネルを設定後、当該無線端末と網側との間の通信を開始させる。すなわち、ユーザから要求された即時型通信を提供することができない場合には、次善の策となる代わりの手段を提供するものである。

さらに別の態様では、通信制御サーバは、無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該無線端末にパケット送信要求を送り、当該無線端末からパケットが送信された場合にはそのパケットを蓄積し、前記基地局との間に無線チャネルを設定することができた時点で、蓄積したバケツトを網側に向けて送信する。

この他、通信制御サーバは、無線端末から優先度の異なった複数種類の通信要求を受信した場合の制御等、無線端末に対し、様々なエージェント機能を提供する。

本発明によれば、通信制御装置が無線端末の代わりに網側との間のチャネル制御を行うので、無線端末側の負荷が軽減される。また、通信制御装置が有するェージェント機能により、各無線端末のユーザに対し、網側との間の通信状態を秘匿したユーザフレンドリーな通信サービスを提供することができる。図面の簡単な説明図 1はこの発明の第 1の実施形態による通信システムの全体構成を示す図である。

図 2は同実施形態における通信制御装置の構成を示すブロック図である。図 3は同実施形態における通信制御装置の通信要求時の動作を示すフローチヤートである。

図 4は同実施形態における通信制御装置のモード 2での動作を示すフローチヤートである。

図 5は同実施形態における通信制御装置のモ一ド 3での動作を示すフローチヤートである。図 6〜図 8は同実施形態の変形例での動作を示すフローチャートである。図 9はこの発明の第 2の実施形態における通信制御装置の構成を示すプロック図である。

図 1 0はこの発明の第 3の実施形態における通信制御装置の構成を示すプロヅク図である。

図 1 1は従来の通信システムの全体構成を示す図である。発明の実施するための最良の形態

A ：第 1の実施の形態

( 1 ) 本実施形態の構成

図 1はこの発明の第 1の実施形態に係る通信システムの構成を示すプロック図である。

本実施形態に係る通信システムは、移動体側の構成要素と網側の構成要素とにより構成されている。

まず、移動体側の構成要素について説明する。

図 1において、 1 0— j ( j二；！〜 n ) は、各々移動体である。これらの移動体は、例えば新幹線あるいはその他の鉄道車両、バス、客船のような複数の無線端末を収容可能な旅客車両である。また、これらの移動体は、救急車両のような旅客車両でないものであってもよい。

各移動体 1 0— jには、通信制御装置 1 0と、この通信制御装置 1 0の配下の 1以上の無線端末 1 1一 j ( j = l〜！ II ) が配置されている。

各無線端末 1 1— j ( j - 1〜m) は、通信制御装置 1 0を介して網側との間で情報伝送を行うことができる。この網側との間で伝送される情報の種類および伝送の形式は特に限定されるものではない。すなわち、各無線端末は、音声、デ —夕等、様々な種類の情報を網側との間で授受することができる。また、各無線端末は、チャネル交換型トラフィック、パケット交換型トラフィヅク等、様々な形態で網側との間の情報伝送を行うことができる。

ただし、無線端末 1 1一 j ( j = l〜m) は、旅客等により移動体 1 0— j内に持ち込まれるものであり、既存の技術による周知の無線端末である。これらの無線端末は、例えば P D C方式による携帯電話、パーソナルコンピュータと携帯電話をアダプタにより接続したもの、あるいは無線機内蔵の P D Aであるが、これら以外のものであってもよい。本実施形態は、これらの無線端末に何らの改良を加えることなく実施することが可能である。

本実施形態の主要な特徴は、劣悪な通信環境下においても各無線端末の利用者に対してユーザフレンドリ一な通信サービス（後述）を提供する通信制御装置 1 0にある。

この通信制御装置 1 0は、通信制御サーバ 1 0 aと、通信ュニット 1 0 bと、複数の無線端末交信用のアンテナ 1 0 c— j ( j = l〜k ) とにより構成されている。

まず、通信制御サーバ 1 0 aは、次の機能を有している。

a . モード 1

このモード 1では、無線端末 1 1一 jからの要求に応じて、直ちに通信ュニット 1 0 bと網側との間に無線チャネルを設定し、この無線チャネルを利用した通信サービスを無線端末 1 1 一 jに提供する。すなわち、このモード 1では、即時型通信のサービスをユーザに提供する。このモード 1並びに後述するモ一ド 2および 3において、無線端末 1 1— jおよび通信制御装置 1 0間のチャネルと通信制御装置 1 0および網間のチャネルとは各々別個のものである。また、無線端末 1 1一 jから網側への直接のアクセスは行わない。

b . モ一ド 2

このモード 2では、網との間のチャネル状態が良好でない等の理由により、無線端末 1 1— jからの通信要求に応えることができない場合に、通信要求の予約を行う。そして、通信が可能な状態となった時点で、予約した通信要求を網側に送って無線チャネルを設定し、この無線チャネルを利用した通信サービスを無線端末 1 1一 jに提供する。

c . モード 3

このモード 3は、通信制御サーバ 1 0 aのエージェント機能が発揮されるモ一ドである。このモード 3では、チャネル状態が良好でない等の理由により、無線端末からの通信要求に応えることができない場合に、無線端末側が必要とするのであれば、パケット送信の要求を受け付ける。すなわち、通信制御サーバ 1 0 a は、無線端末 1 1からのデ一夕パケットを図示しないバッファ等の格納手段に保留し、網側との間の無線チャネルの状態が良好な期間を利用して、保留したデ一夕パケットの網側への送信を行うのである。

以上説明したモード 1〜3は、例えば通信制御装置 1 0に設けられたスィツチの設定等により、いずれか 1つが選択されるようになっている。なお、このようにスィツチによるモード設定を行う他、網側から無線によりモードを指定する情報を送り、この情報に従ってモード設定を行うようにしてもよい。また、各移動体の全てに上記モード 1〜3を備えた通信制御装置を設ける必要はなく、移動体によってはモード 1〜3のうち 1種類または 2種類の動作モードしか有していない通信制御装置を設けてもよい。

次に通信ユニット 1 0 bは、図 2に示すように、無線端末側インタフヱ一スュニット 2 0と、網側ィン夕フエ一スュニット 2 1と、アンテナ 2 2とにより構成されている。

ここで、無線端末側イン夕フエ一スユニット 2 0は、アンテナ 1 0 c— j ( j = l〜k ) のいずれかを介して無線端末 1 1— j ( j = l ~ m ) との交信を行う。また、網側イン夕フェースユニット 2 1は、アンテナ 2 2を介して網側と交信を行う。

次に網側の構成要素について説明する。

図 1において、 1 2— j ( j = l〜！ II ) は、各々移動通信網の基地局である。これらの基地局は、上記移動体 1 0— j ( j = l〜n ) の各通信制御装置あるいはこれら以外の移動局との間で無線通信を行う。

1 3は移動通信交換制御手段であり、移動通信交換局としての機能および移動通信制御局としての機能を有している。ここで、移動通信交換局としての機能には、移動体あるいは移動局の位置登録、追跡交換、データ伝送の際の認証、課金等の制御が含まれる。また、移動通信制御局としての機能には、各基地局と各移動体等との間のチヤネル制御等が含まれる。

移動通信交換制御手段 1 3は、公衆網 1 4に接続されている。また、公衆網 1 4には、 LAN 1 5— j (j = 1〜！ 1) が接続されている。

本実施形態では、各移動体 10— j (j = l〜！ 1) 内の各無線端末は、必要があれば、網側の LAN 15— j (j = l〜n) のいずれかとの接続を行い、当該 LANと一体となって移動可能な LANを構成する。このような移動可能な L A Nを構成するための手段として、 LAN 15— j ( j = 1〜n) にはモパイル I P (ィン夕一ネヅトプロトコル）エージェント 16— j ( j = 1 ~n) が、移動通信交換制御手段 13にはモパイル I Pエージヱン卜 17が設けられている。さらに詳述すると、次の通りである。

通常、 LANに接続された各端末は、その LANの通信環境を認識した上で、 LAN経由のサービスの提供を受けることになる。なお、この場合の LANの通信環境の要素とは、例えば I Pアドレス付与の方法、ネームサーバアドバイス、フアイャウォールの設置、プロキシサーバァドレス等である。

そして、 LANに接続された各端末が自由に移動できるようにするためには、各端末が元の通信環境を移動先でもそのまま使用できるようにする必要がある。このような問題を解決するための技術がモパイル I P技術なのである。

そして、図 1に示すシステムでは、このモパイル I P技術を利用するために、移動通信交換制御手段 13や LAN 1 5— j (j = l〜n) にモパイル I P — ジェン卜が各々設けられているのである。

このモパイル I Pの代表的なものに I P i n I Pがある。この種のモパイル I Pにより、例えば移動体 10 _ jの通信制御装置 1 0と L A N 1 5 _ jとの間の通信チャネルが確立されると、この移動体 10— j内の無線端末 1 l—jを通信制御装置 10を介して網側の LAN 15—nと接続することができ、これにより無線端末 1 1と LAN 15— nとの間の通信が可能となる。

( 2 ) 本実施形態の動作

図 3〜図 5は本実施形態における通信制御装置の動作を示すフローチャートである。以下、これらの図を参照し、ある移動体 10— jの中の無線端末 1 1— j が LAN 15- 1との接続を行うために発信した場合を例に本実施形態の動作を説明する。

まず、図 3に示すように、無線端末 1 1—jから通信要求が出力される（ステップ S l ) 。この通信要求は、 LAN 1 5— 1の入口であるサービスアクセス点のァドレスを含んでいる。

通信制御サーバ 10 aは、この通信要求を受信すると（ステップ S 2) 、通信ュニット 10 bに対し、状態問い合わせを出力する（ステップ S 3) 。

通信ュニヅト 10 bは、この状態問い合わせを受信すると（ステップ S 4) 、通信状態、すなわち、網側との間で良好な無線通信を行い得るか否かを検知し、その結果を含む応答を通信制御サーバ 10 aに送る（ステップ S 5) 。

通信制御サーバ 10 aは、この通信ュニット 10 bからの応答を受信すると (ステップ S 6) 、通信が可能であるか否かを判断する（ステップ S 7) 。そして、通信制御サーバ 10 aは、通信が可能であると判断した場合、チヤネル確立のための処理を行う（ステップ S 8) 。すなわち、上記サービスアクセス点との接続を要求する通信要求情報を生成する。次に通信制御サーバ 10 aは、この通信要求情報を通信ュニット 10 bを介して網側の基地局に送って上記サービスアクセス点までのチャネルを確立するとともに（ステップ S 10) 、通信要求応答を無線端末 1 1一 jに送る（ステップ S 9) 。通信要求応答を受信した通信ユニット 10 bは、 L AN 1 5— 1との間でデータ伝送を開始する（ステップ S 1 1 ) 。

—方、通信制御サーバ 10 aは、ステップ S 7において通信不可と判断した場合、その時点において設定されているモードに対応した処理を実行する（ステツブ S 13 ) 。

まず、モード 1が設定されている場合、通信制御サーバ 10 aは、無線端末 1 1一 jからの通信要求を拒否し（ステップ S 14) 、無線端末 1 1— jに要求受付拒否の通知を発信する（ステップ S 15) 。その結果、無線端末側では、当該通信要求処理を終了する。

次に、ステップ S 7において通信不可と判断されたときにモード 2が設定されていたとする。この場合の動作は図 4に示すフローに従うこととなる。

まず、通信制御サーバ 10 aは、通信要求の予約を行う（ステップ S 16) 。すなわち、その後訪れる送信の機会に備えて、上記サービスアクセス点のアドレスを含む通信要求情報を記憶するのである。次に通信制御サーバ 10 aは、通信ュニット 10 bに対し、状態問い合わせを出力する（ステップ S 17) 。

通信ユニット 10 bは、この状態問い合わせを受信すると（ステップ S 18) 、通信状態を検知し、検知した通信状態を含む応答を通信制御サーバ 10 aに送信する（ステップ S 19) 。

通信制御サーバ 10 aは、この応答を受信すると（ステップ S 20) 、通信が可能か否かを判断する（ステップ S 21) 。

そして、通信制御サーバ 10 aは、通信可能であると判断した場合、前掲図 3 のステップ S 8~S 10と同様、チャネル確立のための通信要求処理（ステップ S 22) 、無線端末 1 1に対する通信要求応答の発信（ステップ S 23) および通信ユニット 10 bに対する通信要求の送信（ステップ S 24) を行う。

上記通信要求応答を受けた通信ュニット 10 bは、 LAN 1 5— 1との間でデ一夕伝送を開始する（ステップ S 25) 。

一方、ステップ S 2 1において通信不可と判断した場合、通信制御サーバ 10 aは、通信ュニット 1 Obに対し、再び通信要求の予約を行う。

以下、ステップ S 2 1において、通信可と判断されるまで、ステップ S 17から S 21までの処理が繰り返される。

なお、実際には無線端末 1 l _jからの通信要求に応じて夕イマ（図示しない）が計時を開始し、この夕イマの計時終了までに通信要求可の判断がない場合、計時終了をもって通信制御サーバ 10 aは通信要求を拒否し、無線端末 1 1— jに対して通信要求の不完了通知を発信する。

次に、ステップ S 7において通信不可と判断されたときにモード 3が設定されていたとする。この場合の動作は図 5に示すフローに従うこととなる。

まず、通信制御サーバ 10 aは、無線端末 1 1— jに対し、バケツト送信要求を送る（ステップ S 26) 。

無線端末 1 1— jは、このバケツト送信要求を受信すると（ステップ S 27) 、通信制御サーバ 10 aに向けてパケットを送信する（ステップ S 28) 。

通信制御サーバ 10 aは、このパケットを受信すると、図示しないバッファ等の格納手段に格納する（ステップ S 29) 。次に通信制御サーバ 10 aは、無線端末 1 1— jのためのパケヅト送信チヤネルの予約を行う（ステップ S 30) 。すなわち、無線端末 1 1一 jからのパケヅトを送信するための無線チャネルを設定する処理を開始するのである。

まず、通信制御サーバ 10 aは、通信ュニット 10 bに対し、状態問い合わせを出力する（ステップ S 31) 。

通信ユニット 10bは、この状態問い合わせを受付けると（ステップ S 32) 、通信状態を含む応答を通信制御サーバ 10 aに送る（ステップ S 33) 。

通信制御サーバ 10 aは、この通信ュニット 10 bからの応答を受け取ると (ステップ S 34) 、通信が可能であるか否かを判断する（ステップ S 35) 。そして、通信制御サーバ 10 aは、通信が可能であると判断した場合、バケツ卜送信チャネルの予約を行った無線端末 1 1— jのために、網側との間に無線チャネルを設定し、上記格納手段に格納した無線端末 1 1一 jからのバケツトを網側に向けて送信する（ステップ S 36および S 37) 。

次いで通信制御サーバ 10 aは無線端末 1 1に対し、バケツト送信完了通知を発信し（ステップ S 38) 、無線端末 1 1はバケツト送信完了を認識する（ステップ S 39 ) 。

一方、ステップ S 35において通信制御サーバ 10 aが通信不可と判断した場合、通信ュニット 1 O bに対し、再びバケツト送信チャネルの予約を行う（ステップ S 30) 。以下、ステップ S 35において、通信可と判断されるまで、ステップ S 30からステップ S 35までの処理が繰り返される。

以上説明した本実施形態によれば、次の効果が得られる。

a. 移動体に配置された通信制御装置が当該移動体内の各無線端末の代わりに網側との間のチャネル制御を行うので、無線端末側の負荷が軽減される。例えば本実施形態において移動体内で無線端末を使用した場合、無線端末の送信出力を従来の 1/100程度に低減することができ、電池容量の消耗を抑制することができる。

b. 通信制御装置が有するエージヱント機能により、各無線端末のユーザに対し、網側との間の通信状態を秘匿したユーザフレンドリーな通信サービスを提供することができる。 C . 不完了呼となる無駄な網側への発信が抑制されるため、網側のオーバヘッドの量を低減することができる。また、通信完了率が向上し、無線チャネルの有効利用が図られる。

( 3 ) 変形例

以下、上記第 1の実施形態の各変形例について説明する。

ぐ第 1の変形例 >

この変形例は、上記第 1の実施形態における図 3のフローを図 6に示すフローに置き換えたものである。なお、図 6に示された各ステップのうち図 3にも示された各ステツプは、図 3において付されたものと同じステップ番号が付されている。また、図 6においてステップ S 1 3より前の各ステップは、図 3に示したものと全く同様な内容であるので、図示が省略されている。

本変形例において、ユーザは、複数種類の通信要求を無線端末から通信制御サーバに送ることができる。また、ユーザはこれらの各通信要求に優先度を付けることができる。本変形例においては、これらの通信要求が優先度順に取り扱われることとなる。

例えばモード 1が設定されている状態において、無線端末から通信制御サーバに対し、第 1希望として即時型通信要求が、第 2希望としてパケット送信要求が送られたとする。

この場合において、チャネル不足等の理由により第 1希望の即時型通信要求が拒否されたとすると、処理はステップ S 7 (図 3参照）およびステップ S 1 3を介してステップ S 1 0 1へ進む。そして、通信制御サーバは、第 2希望であるパケット送信が可能であるか否かを判断する。ここで、パケット送信が可能である場合には、バケツト送信の条件を含んだバケツト送信可能通知を無線端末に送る (ステップ S 1 0 2 ) 。なお、バケツト送信が不可能である場合には、上記第 1 の実施形態と同様、要求受付拒否（ステップ S 1 4 ) がなされることとなる。無線端末は、上記パケット送信可能通知を受け取ると、パケット送信が必要か否かを判断し（ステップ S 1 0 3 ) 、必要であればパケット送信を行う旨を通信制御サーバに通知する（ステップ S 1 0 4 ) 。

この結果、図 5に示すフローに従い、無線端末から通信制御サーバおよび通信ユニットを介して網側にパケット送信が行われる。なお、このパケット送信のフ口一については、既に上記第 1の実施形態において図 5を参照して説明したので、ここでの重複した説明は省略する。

このように、本変形例によれば、通信制御サーバが無線端末からの第 1希望の即時型通信要求に応えることができない場合でも、可能であれば第 2希望のパケット送信要求に応えることができ、ユーザフレンドリーなサービスを提供することができる。

<第 2の変形例 >

この変形例は、上記第 1の実施形態における図 4および図 5の各フローを図 7 および図 8に示す各フローに置き換えたものである。なお、図 7および図 8に示された各ステップのうち図 4および図 5にも示された各ステップは、図 4および図 5において付されたものと同じステツプ番号が付されている。

本変形例は、無線端末からの即時型通信要求に応えることができず、通信予約 (モード 2 ) を行った場合の動作に改良を加えたものである。

まず、モード 2が設定されているときに、無線端末から通信制御サーバに即時型通信要求が送られ、チャネル不足等の理由によりこの即時型通信要求が拒否されたとすると、ステップ S 7 (図 3参照）を介して図 7のステップ S 1 6へ進み、通信制御サーバは、通信要求の予約処理を行う（ステップ S 1 6 ~ S 2 1 ) 。この通信要求の予約処理中、バケツト送信を受け付けることが可能な状態となると、通信制御サーバは、パケット送信の条件を含んだパケット送信可能通知を無線端末に送る（ステップ S 1 1 0 ) 。

無線端末は、このパケット送信可能通知を受け取ると、パケット送信が必要か否かを判断する（ステップ S 1 1 1 ) 。そして、バケツト送信の必要がないのであれば送信不要通知を通信制御サーバに送る（ステップ S 1 1 2 ) 。通信制御サ —パは、この送信不要通知を受け取ると、即時型通信の予約処理（ステップ S 1 6 - S 2 1 ) に戻る。

一方、ステップ S 1 1 1においてバケツト送信が必要な場合、無線端末は通信制御サーバに対し、バケツト送信通知を送る（ステップ S 1 1 3 ) 。

この結果、図 8に示すフローに従い、無線端末から通信制御サーバおよび通信ュニッ卜を介して網側にパケッ卜送信が行われる。なお、このバケツ卜送信の内容については、既に上記第 1の実施形態において図 5を参照して説明したものと同じであるので、ここでの重複した説明は省略する。

パケット送信が完了すると、通信制御サーバは、送信完了通知を無線端末に送り（ステップ S 3 8 ) 、通信予約処理中か否かを判断する（ステップ S 1 1 4 ) 。そして、通信予約処理中である場合にはステップ S 1 6 (図 7 ) に戻る。

なお、パケット送信中に、即時型通信が可能な状態となったときは、優先度の高い即時型通信処理を優先的に実行する。この場合、処理途中のパケット送信処理は中止される。

本変形例によれば、通信制御サーバが無線端末からの即時型通信要求に応えることができず、通信予約処理を行っているときであっても、可能であれば無線端末からのパケット送信の要求に応えることができるため、ュ一ザフレンドリーなサービスを提供することができる。

ぐ第 3の変形例 >

本変形例では、無線端末側ィン夕フェースュニヅト 2 0と、網側ィン夕フエ一スュニット 2 1との間にデータ変換手段を介在させる。このデ一夕変換手段としては、例えばバッファ等の通信速度変換手段が考えられる。この通信速度変換手段を用いた場合、例えば基地局と通信制御サーバ間をパケット通信とし、通信制御サーバと無線端末間を 9 6 0 0 b p s、 3 2 k b p s等の低速度の連続通信とするといつた制御を行うことができる。

<第 4の変形例 >

上記実施形態のモード 3 (パケット送信モード）では通信制御サーバが無線端末からのバケツトをバッファに格納するが、このバッファの容量は有限である。従って、あまりに大きなサイズのパケットが無線端末から送信されると、そのパケヅ卜がバッファに入りきらず（すなわち、パケヅト欠落）、無線端末はバケツトを再送することとなり、パケットの送信遅延が増加する。逆に、あまりに小さなサイズのバケツ卜が無線端末から送信されると、バッファに一定量のデ一夕が蓄積されるまでの時間が長引き、各パケッ卜が網側へ向けて送信されるまでの遅延時間が長くなることとなる。そこで、この変形例では、通信制御サーバがバッファに蓄積可能なパケッ卜の最大量を各無線端末に提示し、適切なサイズのパケッ卜が各無線端末から送信されるようにする。これによりバケツト送信の遅延時間を最小にし、バケツト欠落の発生を防止することができる。

<第 5の変形例〉

上記実施形態では、通信ュニットにより網側との間の無線通信が可能か否かの判断をしたが、この変形例ではさらに詳細な判断をする。すなわち、移動体が基地局の圏内にあるときであっても、その時点の当該基地局経由のトラフィック量により、例えば音声通信なら可能であるが広帯域の通信は拒否せざるを得ない、といった事態が起こり得る。そこで、この変形例では、通信ユニットにより、移動体内のユーザに提供可能な無線資源を求め、通信制御サーバがこの求めた範囲で通信サービスを提供する。例えば使用可能な無線資源が乏しい場合には、通信制御サーバが通信速度の規制を行う。また、例えば使用可能な無線資源が乏しいときに広帯域の通信要求があつたときは、当該通信要求については予約を行い、十分な無線資源が確保された時点で予約した通信要求に応える、といった制御を通信制御サーバが行う。

<第 6の変形例 >

本変形例では図 1における通信制御サーバ 1 0 aにモパイルイン夕ネットプロトコルを付加する。この場合、無線端末 1 1— j ( j = l〜m) をルー夕で区切つたサブネットとして含む L A Nを構成することが可能であり、そのような L A Nを通信制御装置 1 0の配下として収容することができる。その場合、サブネッ卜に収容された各無線端末 1 1— jはそれ自体にモバイルイン夕一ネットプロトコルを有しなくても、通信制御サーバ 1 0 aにより、アクセスした L A N 1 5— j ( j = l〜n ) における L A N環境の遠隔使用が可能になる。

<第 7の変形例 >

移動体の中ではなく、ホームオフイスのような固定された空間内に通信制御装置 1 0を設け、その近辺の無線端末と基地局との間のチャネル制御を行わせる。 B ：第 2の実施形態

図 9はこの発明の第 2の実施形態における通信制御装置 1 0の構成を示すブ口ック図である。以下、この図 9を参照し、この発明の第 2の実施形態について説明する。なお、図 9において上述した第 1の実施形態の各部と対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

一般に、移動通信においては、例えば鉄道車両がトンネルに入るとき、あるいは自動車が見通しの悪い道路を走行するとき等に、伝搬損失が大きくなり、通信不能となり易い。

しかし、その一方、例えば鉄道車両、定期バス、定期貨物トラックのように、場所的、時間的に走行予定が定まっている移動体の場合、その走行予定からトンネル等の通信障害エリアに入る時期を推定することが可能である。さらに、実際の走行位置の確認、走行速度、走行距離、走行時間などの補正データにより通信障害エリアに入る時期を補正し、高精度に通信障害の発生時期を予測することができる。

また、自動車のように走行予定が定まっていない移動体でも、レーダ等で移動前方の通信障害物を検出することにより、通信障害の発生を推定することができる。

そこで、本実施形態では、図 9に示すように、検出手段 3 0が移動通信制御装置 1 0に設けられている。この検出手段 3 0は、移動体の移動状態およびその他のデ一夕から通信障害の発生する時期を推定し、その時期が訪れる旨を事前に通信制御サーバ 1 0 aに報告する手段である。この場合の通信障害発生時期の報告の仕方としては例えば次のようなものが考えられる。

a . —定時間間隔で通信障害発生の発生が予想される時刻を演算し、予測される通信障害発生時刻を通信制御サーバ 1 0 aに逐一報告する。

b . —定時間間隔で通信障害発生の発生が予想される時刻を演算し、所定時間後 (例えば 3 0秒後）に通信障害が発生すると予測される場合に、その時点で'通信制御サーバに通信障害発生の予告を行う。

本実施形態においては、このような検出手段 3 0を利用することにより次のような動作が行われる。

まず、通信制御サーバ 1 0 aは、無線端末 1 l _ jからの通信要求があると、検出手段 3 0からの報告に基づき、所定時間以内に通信障害が発生するか否かを判断する。そして、通信制御サーバ 1 0 aは、所定時間内に通信障害が発生すると判断した場合、無線端末からの通信要求をチャネル予約状態とする。

その後、通信障害の発生予定時刻が経過し、かつ、その時点において良好な通信を行うことができると認められる場合に、通信制御サーバ 1 0 aは、予約された通信要求に従って無線端末 1 1— jと網側との間の通信チャネルを設定する。また、例えば無線端末 1 1— jが通信を行っているときに、所定時間内に通信障害が発生すると判断される場合もある。この場合、通信制御サーバ 1 0 aは、無線端末 1 1— jの通信を一旦終端するとともに、通信予約を行う。

その後、通信障害の発生予定時刻が経過し、かつ、その時点において良好な通信を行うことができると認められる場合に、通信制御サーバ 1 0 aは、予約したチャネルの再確立を行い、無線端末 1 1一 j と網側との間の通信を再開させる。本実施形態によれば、通信障害ェリァへの進入等による通信障害の発生を推定し、通信障害の起こらない期間を利用して網側との間のチャネル接続を行うので、通信中のチャネル断を未然に避けることができ、ユーザフレンドリ一な通信サービスを提供することができる。

C ：第 3の実施形態

図 1 0はこの発明の第 3の実施形態における通信制御装置 1 0の構成を示すブ口ヅク図である。

本実施の形態では、無線端末 1 1 一 jの適合性を判断する判定手段 4 0が通信制御装置 1 0に設けられている。

無線端末 1 1一 jからの通信要求に対し、判定手段 4 0は無線端末 1 1 一 jの適合性を判断し、判定結果を通信制御サーバ 1 0 aに出力する。通信制御サーバ 1 0 aは、無線端末 1 1一 jにシステム適合性ありと判断された場合に限り、無線端末 1 1— jについてのチャネル確立処理を行う。

なお、無線端末 1 1—jのシステム適合性を判定手段 4 0自体が判定するのではなく、判定手段 4 0が網側の交換局、あるいは他の無線端末に無線端末 1 1一 jのシステム適合性を問い合わせるようにしてもよい。

本実施形態は、具体的にはプリペイドカード、クレジットカード等を無線端末 1 1— jに装着して通信を行う公衆電話のようなシステムに有効である。このようにシステムに本実施形態を適用した場合、判定手段 4 0はクレジットカードナンパ、暗唱番号のようなユーザ I Dをクレジットカード会社の課金装置に問い合わせたり、プリペイドカードの残金を網側の交換局の課金装置に確認することにより、無線端末 1 1—jの適合性を判断する。

本実施形態によれば、無線端末の不正使用を防止することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 通信網と、

前記通信網に接続された基地局と、

1または複数の無線端末と、

前記無線端末と前記基地局との間に介在し、前記無線端末との間で無線通信を行うとともに前記基地局との間で無線通信を行うことにより、前記無線端末と前記網との情報の授受の中継を行う通信制御装置と

を有することを特徴とする通信システム。

2 . 前記通信制御装置は、移動体に配置され、当該移動体内の無線端末を対象として前記中継を行うことを特徴とする請求項 1に記載の通信システム。

3 . 前記通信制御装置は、

前記無線端末との間の無線チャネル制御および前記基地局との間の無線チヤネル制御を行う通信制御サーバと、

前記通信制御サーバによって設定された各無線チャネルを使用し、前記無線端末との間の無線通信および前記基地局との間の無線通信を行う通信ュニットとを具備することを特徴とする請求項 1に記載の通信システム。

4 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該通信要求を拒否する旨の通知を当該無線端末に送信する手段を具備することを特徴とする請求項 3に記載の通信システム。

5 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該通信要求を保留し、当該無線チャネルを設定後、当該無線端末と網側との間の通信を開始させる手段を具備することを特徴とする請求項 3に記載の通信システム。

6 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該無線端末にパケット送信要求を送り、当該無線端末からバケツ卜が送信された場合にはそのバケツトを蓄積し、前記基地局との間に無線チャネルを設定することができた時点で、蓄積したバケツトを網側に向けて送信する手段を具備することを特徴とする請求項 3に記載の通信システム。

7 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末から優先度の異なった複数種類の通信要求を受信した場合において優先度の高い通信要求に応えることができない場合に、優先度の低い通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルの制御を行う手段を具備することを特徴とする請求項 3に記載の通信システム。

8 . 前記通信制御サーバは、

( a ) 前記無線端末から即時型通信要求を受けた時点において当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合には、当該即時型通信要求については予約状態とし、

( b ) この通信予約中、パケット送信の受付が可能である場合には、当該無線端末にバケツト送信可能通知を送り、

( c ) 当該無線端末からパケットが送信された場合には、そのパケットを蓄積するとともに、送信可能な機会を捉えて当該バケツトを網側に送信し、

( d ) 前記基地局との間に必要な無線チャネルを設定することができた時点で前記予約状態にある通信要求に対応した通信を当該無線端末に開始させる

手段を具備することを特徴とする請求項 3に記載の通信システム。

9 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末との間で送受信されるデータと前記基地局との間で送受信されるデ一夕との変換を行う変換手段を具備することを特徴とする請求項 3に記載の通信システム。

1 0 . 前記通信制御サーバは、 L A Nを相手とした通信を制御するモパイルイン夕一ネットプロトコルを具備することを特徴とする請求項 3に記載の通信システム。

1 1 . 前記通信制御サーバは、蓄積可能なパケットサイズを前記無線端末に提示する手段を具備することを特徴とする請求項 6に記載の通信システム。

1 2 . 前記通信ユニットは、前記無線端末に提供可能な無線資源を検知する手段を具備し、

前記通信制御サーバは、検知された無線資源の範囲内で前記無線端末に通信サ —ビスを提供する制御を行うことを特徴とする請求項 3に記載の通信システム。

1 3 . 前記通信制御装置は、通信障害の発生時刻を推定する検出手段を具備し、この推定結果に基づいて前記無線端末からの通信要求の取り扱い方法の制御を行うことを特徴とする請求項 1に記載の通信システム。

1 4 . 前記通信制御装置は、通信要求を行った無線端末のシステム適合性を判断する判定手段を具備することを特徴とする請求項 1に記載の通信システム。

1 5 . 前記移動体が鉄道車両または自動車または船舶であることを特徴とする請求項 2に記載の通信システム。

1 6 . 1または複数の無線端末が網側との間で行う無線通信を制御する方法であつて、

通信制御装置が前記無線端末と前記網の基地局との間に介在し、前記無線端末との間で無線通信を行うとともに前記基地局との間で無線通信を行うことにより、前記無線端末と前記網との情報の授受の中継を行うことを特徴とする通信制御方法。

1 7 . 前記通信制御装置は、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該通信要求を拒否する旨の通知を当該無線端末に送信することを特徴とする請求項 1 6に記載の通信制御方法。

1 8 . 前記通信制御装置は、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該通信要求を保留し、当該無線チャネルを設定後、当該無線端末と網側との間の通信を開始させることを特徴とする請求項 1 6に記載の通信制御方法。

1 9 . 前記通信制御装置は、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該無線端末にバケツト送信要求を送り、当該無線端末からバケツ卜が送信された場合にはそのパケットを蓄積し、前記基地局との間に無線チャネルを設定することができた時点で、蓄積したバケツトを網側に向けて送信することを特徴とする請求項 1 6に記載の通信制御方法。

2 0 . 前記通信制御装置は、前記無線端末から優先度の異なった複数種類の通信要求を受信した場合において優先度の高い通信要求に応えることができない場合に、優先度の低い通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルの制御を行うことを特徴とする請求項 1 6に記載の通信制御方法。

2 1 . 前記通信制御装置は、

( b ) この通信予約中、パケット送信の受付が可能である場合には、当該無線端末にバケツ卜送信可能通知を送り、

ことを特徴とする請求項 1 6に記載の通信制御方法。

2 2 . 前記通信制御装置は、蓄積可能なパケットサイズを前記無線端末に提示することを特徴とする請求項 1 6に記載の通信制御方法。

2 3 . 前記通信制御装置は、前記無線端末に提供可能な無線資源を検知し、検知された無線資源の範囲内で前記無線端末に通信サービスを提供する制御を行うことを特徴とする請求項 1 6に記載の通信制御方法。

2 4 . 前記通信制御装置は、通信障害の発生時刻を推定し、この推定結果に基づいて前記無線端末からの通信要求の取り扱い方法を制御することを特徴とする請求項 1 6に記載の通信制御方法。

2 5 . 配下の無線端末との間の無線チャネル制御および網の基地局との間の無線チヤネル制御を行う通信制御サーバと、

前記通信制御サーバによって設定された各無線チャネルを使用し、前記無線端末との間の無線通信および前記基地局との間の無線通信を行う通信ュニットとを具備し、前記無線端末と前記網との間の通信を中継することを特徴とする通信制御装置。

2 6 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該通信要求を拒否する旨の通知を当該無線端末に送信する手段を具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。

2 7 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該通信要求を保留し、当該無線チャネルを設定後、当該無線端末と網側との間の通信を開始させる手段を具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装

2 8 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末から通信要求を受けた時点で当該通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルを設定できない場合に、当該無線端末にバケツト送信要求を送り、当該無線端末からバケツ卜が送信された場合にはそのバケツトを蓄積し、前記基地局との間に無線チャネルを設定することができた時点で、蓄積したバケツトを網側に向けて送信する手段を具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。

2 9 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末から優先度の異なった複数種類の通信要求を受信した場合において優先度の高い通信要求に応えることができない場合に、優先度の低い通信要求に対応した前記基地局との間の無線チャネルの制御を行う手段を具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。

3 0 . 前記通信制御サーバは、

手段を具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。

3 1 . 前記通信制御サーバは、前記無線端末との間で送受信されるデ一夕と前記基地局との間で送受信されるデータとの変換を行う変換手段を具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。

3 2 . L A Nを相手とした通信を制御するモバイルイン夕一ネヅトプロトコルを具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。

3 3 . 前記通信制御サーバは、蓄積可能なパケットサイズを前記無線端末に提示する手段を具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。

3 4 . 前記通信ユニットは、前記無線端末に提供可能な無線資源を検知する手段を具備し、

前記通信制御サーバは、検知された無線資源の範囲内で前記無線端末に通信サ一ビスを提供する制御を行うことを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。

3 5 . 当該通信制御装置の移動状態を検出するとともに、通信障害の発生時刻を推定する検出手段を具備し、この検出結果に基づいて前記無線端末からの通信要求の取り扱い方法を制御することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信システム。

3 6 . 通信要求を行った無線端末のシステム適合性を判断する判定手段を具備することを特徴とする請求項 2 5に記載の通信制御装置。