JP5166981B2 - ＷｉＭＡＸ通信システム - Google Patents

Description

本発明は、一の移動端末が他の移動端末に対してデータパケットを送信するＷｉＭＡＸ通信システムに関する。

次世代の高速移動体通信方式としてＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)が国際的に注目を集め、このＷｉＭＡＸにおいてモバイルＩＰを適用したシステムの導入が開始されている。

モバイルＩＰは、ホームエージェント(ＨＡ：Home Agent)を用いて、移動端末のデータ通信を実現する技術である。このＨＡは、移動端末が本来属するネットワークであるホームリンクで用いるホームアドレス(ＨｏＡ：Home Address)と、移動端末の移動先であるホームリンク以外のネットワークである外部リンクで用いる気付けアドレス(ＣｏＡ：Care of Address)との対応関係を管理している（特許文献１参照）。

図８は、一般的なモバイルＩＰを適用したＷｉＭＡＸの全体のシステムの説明図である。図８に示すＷｉＭＡＸ通信システム１００は、移動端末（ＭＳ）１２−１、１２−２と、基地局（ＢＳ）１１４ａ、１１４ｂと、ＡＳＮＧＷ（Access Service Network Gateway）１６と、ＨＡ１８とを備え、基地局１１４ａ、１１４ｂとＡＳＮＧＷ１６とはネットワーク２０で接続され、ＡＳＮＧＷ１６とＨＡ１８とはＣＳＮ（Connectivity Service Network）２２で接続されている。

移動端末１２−１、１２−２は、通信機能を有するコンピュータや携帯電話等であり、基地局１１４ａ、１１４ｂは、移動端末と無線通信するための無線装置であり、移動端末１２−１、１２−２は基地局１１４ａと無線接続される。ＡＳＮＧＷ１６は、移動端末１２−１、１２−２と、基地局１１４ａ、１１４ｂとを管理、制御をし、ＨＡ１８は、移動端末１２−１、１２−２が識別符号として有するホームアドレスと移動端末１２−１、１２−２の位置情報とを関連付けた登録、管理を行うサーバであり、ネットワーク２０は、ルータやレイヤ２スイッチ等で構成され、ＣＳＮ２２は、インターネット等への接続サービスを提供するネットワークであり、ルータやレイヤ２スイッチ等で構成されている。

ＷｉＭＡＸ通信システム１００において、移動端末１２−１が移動端末１２−２に対してデータパケットを送信する場合には、先ず、基地局１１４ａにＳＦ（Service Flow）経由でデータパケットを送信する。基地局１１４ａと、ＡＳＮＧＷ１６との間にはデータパス(Data Path)が生成され、このＤＰを経由して基地局１１４ａからＡＳＮＧＷ１６にデータパケットが送信される。さらに、ＡＳＮＧＷ１６と、ＨＡ１８との間にはＭＩＰ（Mobile IP）トンネルが生成され、このＭＩＰトンネルによってデータパケットがＨＡ１８に送信される。ＨＡ１８で受信されたデータパケットは基地局１１４ａからＨＡ１８まで送信された経路を戻る形で基地局１１４ｂに送信されて、基地局１１４ｂから移動端末１２−２に転送される。

また、移動端末１２−２が無線接続されている基地局１１４ａから基地局１１４ｂに無線接続を変更するハンドオーバしたとする。移動端末１２−１が移動端末１２−２に対してデータパケットを送信する場合は、上述した移動端末１２−２が基地局１１４ａに無線接続されている場合と同様に、基地局１１４ａ、ＡＳＮＧＷ１６、ＨＡ１８、ＡＳＮＧＷ１６、基地局１１４ａと経由してデータパケットが送信された後に、基地局１１４ａと基地局１１４ｂとの間に形成されたＤＰを経由して基地局１１４ａから基地局１１４ｂに送信された後に、基地局１１４ｂから移動端末１２−２に送信される。

特開２００６−８７０７８号公報

しかしながら、移動端末１２−１が、基地局１１４ａに無線接続されている移動端末１２−２と通信する場合又は移動端末１２−２が基地局１１４ａから基地局１１４ｂにハンドオーバした後に、移動端末１２−１と通信する場合のいずれの場合において、必ず基地局１１４ａ、ＡＳＮＧＷ１６、ＨＡ１８との間でデータパケットの送受信を行わなければならない。ＡＳＮＧＷ１６との通信では、基地局１１４ａとＡＳＮＧＷ１６との間はネットワーク２０で接続されている。ＷｉＭＡＸ通信システム１００が大規模なシステムである場合には、基地局１１４ａ又は基地局１１４ｂとＡＳＮＧＷ１６とを接続するネットワーク２０は広域に渡り、また、多くのルータを経由して接続されるために通信遅延が生じる。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、移動端末間で通信する際の通信遅延を最小限に抑えることが可能なＷｉＭＡＸ通信システムを提供することを目的とする。

本発明に係るＷｉＭＡＸ通信システムは、移動端末と、前記移動端末が無線接続される基地局と、前記移動端末と前記基地局とを配下で管理するＡＳＮＧＷとを備えるＷｉＭＡＸ通信システムであって、一の基地局に第１、第２移動端末が無線接続され、前記一の基地局は、データパケットの送信先が設定された第１テーブルを有し、前記第１移動端末から送信されたデータパケットの送信先を確認し、前記データパケットの送信先と前記第１テーブルとを照合し、前記データパケットの送信先の移動端末が、前記第２移動端末であると確認した場合に前記データパケットを前記第２移動端末に送信することを特徴とする。この場合、前記一の基地局は、前記移動端末同士の通信の認否が設定された第３テーブルを有し、前記第２移動端末が、前記第３テーブルによって通信が認められている場合に、前記データパケットを前記第２移動端末に送信してもよい。

また、ＷｉＭＡＸ通信システムでは、他の基地局は、前記データパケットの送信先が設定された第２テーブルを有し、前記第２移動端末が前記一の基地局から前記他の基地局へハンドオーバした場合に、前記一の基地局は、前記第１テーブルに設定された情報を更新し、前記データパケットの送信先の移動端末が、前記第２移動端末であると確認した場合に前記データパケットを前記他の基地局に送信し、前記他の基地局は、前記一の基地局との間でデータパスを生成し、前記データパスを経由して取得した前記第１テーブルの更新された情報に基づき、前記第２テーブルを更新し、受信した前記データパケットの送信先を確認し、前記データパケットの送信先と前記第２テーブルとを照合し、前記データパケットの送信先の移動端末が、前記第２移動端末であると確認した場合に前記データパケットを前記第２移動端末に送信する。この場合、前記一の基地局は、前記第３テーブルに設定された情報を更新し、前記他の基地局は、前記移動端末同士の通信の認否が設定された第４テーブルを有し、前記データパスを経由して取得した前記第２テーブルの更新された情報に基づき、前記第４テーブルを更新し、前記第２移動端末が、前記第４テーブルによって通信が認められている場合に、前記データパケットを前記第２移動端末に送信してもよい。

さらに、ＷｉＭＡＸ通信システムは、前記第１移動端末が前記一の基地局から前記他の基地局へハンドオーバした場合に、前記一の基地局は、前記第１テーブルに設定された情報を更新し、前記他の基地局は、前記データパスを経由して取得した前記第１テーブルの更新された情報に基づき、前記第２テーブルを更新し、前記第１移動端末から送信されたデータパケットの送信先を確認し、前記データパケットの送信先と前記第２テーブルとを照合し、前記データパケットの送信先の移動端末が、前記第２移動端末であると確認した場合に前記データパケットを前記第２移動端末に送信する。この場合、前記一の基地局は、前記第３テーブルに設定された情報を更新し、前記他の基地局は、前記データパスを経由して取得した前記第２テーブルの更新された情報に基づき、前記第４テーブルを更新し、前記第２移動端末が、前記第４テーブルによって通信が認められている場合に、前記データパケットを前記第２移動端末に送信してもよい。

さらにまた、ＷｉＭＡＸ通信システムでは、前記データパケットの送信先の確認は、前記データパケットに含まれている送信先の移動端末のＩＰアドレスに基づいて行うのが好ましい。

本発明によれば、基地局での折り返し通信をすることにより、同じ基地局に無線接続されている移動端末同士の通信、基地局を跨いだ移動端末同士の通信におけるパケット転送の遅延を防ぐことができる。また、ＡＳＮＧＷ、ＨＡを経由せずに、基地局で折り返して通信することにより、ＡＳＮＧＷ、ＨＡのＣＰＵ資源や、これら経由する伝送路の帯域資源の消費を抑えることができる。さらに、ＡＳＮＧＷ、ＨＡで行っていた課金処理を基地局で代替し、課金処理によるＡＳＮＧＷ、ＨＡでのトラフィックの集中を防ぐことができる。

以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るＷｉＭＡＸ通信システム１０の説明図であり、図２は、基地局１４ａ、１４ｂの構成の説明図であり、図３は、基地局１４ａが備えるテーブルＴａ１（第１テーブル）、テーブルＴａ２（第３テーブル）の説明図である。なお、図８に示したＷｉＭＡＸ通信システム１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１に示すＷｉＭＡＸ通信システム１０は、移動端末１２−１（第１移動端末）、１２−２（第２移動端末）、１２−３が無線接続される基地局１４ａ（一の基地局）と、基地局１４ｂ（他の基地局）とを配下に有するＡＳＮＧＷ１６と、ＨＡ１８とを備える。基地局１４ａ、１４ｂと、ＡＳＮＧＷ１６とはネットワーク２０を介して有線で接続され、ＡＳＮＧＷ１６とＨＡ１８とはＣＳＮ２２を介して接続されている。

図２に示すように、基地局１４ａは、テーブルＴａ１、Ｔａ２と、移動端末１２−１〜１２−３、ＡＳＮＧＷ１６とのデータパケットの転送処理を行うデータパケット転送処理部３０と、前記テーブルＴａ１、Ｔａ２を設定、更新するプロトコル制御部５０とを備える。

データパケット転送処理部３０は、移動端末１２−１〜１２−３や、基地局１４ａ、１４ｂやＡＳＮＧＷ１６から受信したデータパケットの転送先を決定する経路決定処理部３２と、移動端末１２−１〜１２−３との間で送受信されるデータパケットの種類を識別するパケット識別部３４と、移動端末１２−１〜１２−３との基地局１４ａとの無線通信の処理をする無線ＩＦ処理部３６と、ＤＰでデータパケットを送受信する際の処理をするＤＰ処理部３８と、基地局１４ｂ、ＡＳＮＧＷ１６との有線による通信の処理をする有線ＩＦ処理部４０を有する。

プロトコル制御部５０は、移動端末１２−１〜１２−３の無線接続、ネットワークエントリ（ＡＳＮＧＷ１６、ＨＡ１８への所定の制御、管理）に関する処理をするＭＳ接続処理部５２と、基地局１４ａ、１４ｂ間のコネクション又は、基地局１４ａとＡＳＮＧＷ１６間のコネクションであるＤＰ、及び移動端末１２−１〜１２−３と基地局１４ａ、１４ｂ間のコネクションであるＳＦを生成、解消するＳＦ・ＤＰ生成処理部５４と、ＣＳＮ２２に接続されている図示しないＡＡＡ等サーバから移動端末１２−１〜１２−３同士のグループ間通信の認否情報を取得し、テーブルＴａ２に設定するＭＳ情報取得処理部５６と、移動端末１２−１〜１２−３のハンドオーバを処理する移動制御処理部５８と、図示しないＤＨＰＣサーバ等により移動端末１２−１〜１２−３に付与される各ＩＰアドレスを取得するＩＰアドレス取得処理部６０とを有する。

テーブルＴａ１には、ＭＳ接続処理部５２で取得した移動端末１２−１〜１２−３の各ＩＤと、ＩＰアドレス取得処理部６０で取得した移動端末１２−１〜１２−３のＩＰアドレスと、トラフィックの上り、下りの方向毎に、入力、出力に対してＳＦの識別番号、ＤＰの識別番号が設定される。また、テーブルＴａ２には、移動端末１２−１〜１２−３同士のグループ間通信の認否が設定されている。

なお、基地局１４ｂも基地局１４ａと同様の構成であり、テーブルＴａ１の代わりに、テーブルＴａ３（第２テーブル）を、テーブルＴａ２の代わりに、テーブルＴａ４（第４テーブル）を備える。

次に、基地局１４ａの動作について、説明する。

先ず、ＭＳ接続処理部５２は、移動端末１２−１〜１２−３が基地局１４ａに無線接続するときに移動端末１２−１〜１２−３の加入者ＩＤとして、例えば、ＭＡＣアドレスを各移動端末から取得する。また、ＩＰアドレス取得処理部６０は図示しないＤＨＣＰサーバから移動端末１２−１〜１２−３へ付与されたＩＰアドレスを取得する。さらに、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４では、基地局１４ａとＡＳＮＧＷ１６との通信結果に基づいてＤＰを生成するとともに、移動端末１２−１〜１２−３と基地局１４ａ間にＳＦを生成する。

具体的には、テーブルＴａ１の経路情報「１」、「２」に対して、ＭＳ接続処理部５２は移動端末１２−１の加入者ＩＤとしてＩＤ１を設定し、ＩＰアドレス取得処理部６０は、移動端末１２−１のＩＰアドレスとしてＩＰ１を設定する。また、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、経路情報「１」に対して、上り方向において、入力の無線ＩＦに生成されるＳＦとしてＳＦ１を設定し、出力のＡＳＮＧＷ１６に生成されるＤＰとしてＤＰ１を設定する。さらに、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、経路情報「２」に対して、下り方向において、入力のＡＳＮＧＷ１６に生成されるＤＰとしてＤＰ２を設定し、出力の無線ＩＦに生成されるＳＦとしてＳＦ１を設定する。移動端末１２−２についても、移動端末１２−１と同様に、テーブルＴａ１の経路情報「３」、「４」に対して、加入者ＩＤとしてＩＤ２、ＩＰアドレスとしてＩＰ２、ＳＦとしＳＦ２、ＤＰとしてＤＰ２を設定する。さらに、移動端末１２−３についても、テーブルＴａ１の経路情報「５」、「６」に対して、加入者ＩＤとしてＩＤ３、ＩＰアドレスとしてＩＰ３、ＳＦとしＳＦ３、ＤＰとしてＤＰ３を設定する（図３参照）。

また、ＣＳＮ２２に接続されているＡＡＡサーバから移動端末１２−１〜１２−３間のグループ間通信の認否を取得し、Ｇｒｏｕｐ１情報がテーブルＴａ２に設定される。テーブルＴａ２では、移動端末１２−１と移動端末１２−２との通信は許可されているが、移動端末１２−１、１２−２と移動端末１２−３との通信は許可されていない。

次に、移動端末１２−１から基地局１４ａに送信されたデータパケットの転送処理について説明する。

移動端末１２−１からデータパケットを受信した基地局１４ａは、経路決定処理部３２が当該データパケットのトラフィック方向を確認する。当該データパケットが上り方向のトラフィックである場合には、当該データパケットの送信先ＩＰアドレスを確認し、テーブルＴａ１を参照して、送信先を決定する。

経路決定処理部３２が確認したＩＰアドレスがＩＰ２である場合には、経路決定処理部３２は、テーブルＴａ１の経路情報「３」又は「４」から送信先が移動端末１２−２であること及び移動端末１２−２が基地局１４ａに無線接続していることを確認する。次に、経路決定処理部３２は、テーブルＴａ２を参照して、移動端末１２−１と移動端末１２−２との通信の認否について確認する。前記テーブルＴａ２では、移動端末１２−１と移動端末１２−２との通信は許可されているので、経路決定処理部３２は、データパケットをパケット識別部３４に送信する。パケット識別部３４では、受信したデータパケットの種別を確認し、必要に応じて課金処理及び送信優先制御処理をした後に無線ＩＦ処理部３６に送信し、無線ＩＦ処理部３６からＳＦ２に従って移動端末１２−２にデータパケットが転送される。

また、経路決定処理部３２が確認したＩＰアドレスがＩＰ３である場合には、経路決定処理部３２は、テーブルＴａ１の経路情報「５」又は「６」から送信先が移動端末１２−３であること及び移動端末１２−３が基地局１４ａに無線接続していることを確認する。次に、経路決定処理部３２は、テーブルＴａ２を参照して、移動端末１２−１と移動端末１２−３との通信の認否について確認する。テーブルＴａ２では、移動端末１２−１と移動端末１２−３との通信は許可されていないので、経路決定処理部３２は、データパケットを経路情報「１」に従って転送する。経路情報「１」の出力ポートは有線であるので、経路決定処理部３２は、データパケットをＤＰ処理部３８に送信し、有線ＩＦ処理部４０を経てＤＰ１を経由してＡＳＮＧＷ１６に転送され、さらにＨＡ１８に転送される。ＨＡ１８は、移動端末１２−１〜１２−３がＡＳＮＧＷ１６の管理下であるという情報を有しているので、ＡＳＮＧＷ１６から送信されてきたデータパケットを移動端末１２−３に送信するために、ＡＳＮＧＷ１６に転送する。ＡＳＮＧＷ１６は、受信したデータパケットをＤＰ３によって基地局１４ａに転送する。

基地局１４ａでは、経路決定処理部３２がＤＰ３によって転送されてきたデータパケットのトラフィック方向が下りであることを確認した後に、テーブルＴａ１でＤＰ３と関連付けられているＳＦ３に送信することを決定し、無線ＩＦ処理部３６から移動端末１２−３にデータパケットが転送される。

さらに、ＩＰアドレスがＩＰ１、ＩＰ２のいずれでもない場合には、経路決定処理部３２は、テーブルＴａ１からデータパケットの送信先の移動端末が基地局１４ａに無線接続されていないことを確認した後、データパケットを経路情報「１」に従ってＤＰ処理部３８に送信する。ＤＰ処理部３８に送信されたデータパケットは、有線ＩＦ処理部４０からＤＰ１を経由してＡＳＮＧＷ１６に転送され、さらにＨＡ１８に転送される。ＨＡ１８は、データパケットの送信先を確認し、送信先にデータパケットを転送する。

以上説明したように、ＷｉＭＡＸ通信システム１０は、移動端末１２−１〜１２−３が無線接続される基地局１４ａと、移動端末１２−１〜１２−３と基地局１４ａとを配下で管理するＡＳＮＧＷ１６とを備える。

ＷｉＭＡＸ通信システム１０では、基地局１４ａ（一の基地局）に移動端末１２−１（第１移動端末）、移動端末１２−２（第２移動端末）が無線接続され、基地局１４ａは、データパケットの送信先が設定されたテーブルＴａ１を有し、移動端末１２−１から送信されたデータパケットの送信先を確認し、前記データパケットの送信先と前記テーブルＴａ１とを照合し、前記データパケットの送信先の移動端末が、移動端末１２−２であると確認した場合に前記データパケットを移動端末１２−２に送信する。このように、同じ基地局１４ａに無線接続されている移動端末１２−１、１２−２同士の通信をする場合に、ＡＳＮＧＷ１６、ＨＡ１８を経由せずに、基地局１４ａで折り返して通信することにより、ＡＳＮＧＷ１６、ＨＡ１８のＣＰＵ資源や、これら経由する伝送路の帯域資源の消費を抑えることができる。特にＰｕｓｈ−Ｔｏ−Ｔａｌｋのように音声を中心としたリアルタイム通信におけるパケット転送の遅延を効果的に防ぐことができる。

また、基地局１４ａは、移動端末１２同士の通信認否が設定されたテーブルＴａ２を有し、移動端末１２−２が、前記テーブルＴａ２によって通信が認められている場合に、前記データパケットを移動端末１２−２に送信する。これにより、ＡＳＮＧＷ１６やＨＡ１８で行っていた課金処理を基地局１４ａで代替し、課金処理によるＡＳＮＧＷ１６やＨＡ１８でのトラフィックの集中を防ぐことができる。

次に、本発明の第２実施形態である移動端末１２−２が基地局１４ａから基地局１４ｂにハンドオーバした場合の基地局１４ａ、１４ｂでのデータパケットの転送処理について説明する。図４は、第２実施形態に係るＷｉＭＡＸ通信システム１０Ａの説明図であり、図５は、ハンドオーバが完了した後の基地局１４ａのテーブルＴａ１、Ｔａ２、基地局１４ｂのテーブルＴａ３、Ｔａ４の説明図である。

先ず、基地局１４ａの移動制御処理部５８と、基地局１４ｂの移動制御処理部５８によって、移動端末１２−２が基地局１４ａから基地局１４ｂにハンドオーバする。このハンドーオーバの過程において、基地局１４ａのＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、移動端末１２−２に対して基地局１４ａと基地局１４ｂの間にＤＰとして、ＤＰ４を生成する。また、基地局１４ｂの移動制御処理部５８は、基地局１４ａの移動制御処理部５８から移動端末１２−２の加入者ＩＤ、ＩＰアドレス及びＳＦに関する無線接続情報を取得する。これらの情報に基づいて、基地局１４ｂのＭＳ接続処理部５２は移動端末１２−２との無線接続処理を実行し、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４はＳＦを生成する。

具体的には、基地局１４ａのＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、テーブルＴａ１の経路情報「３」、「４」を各々経路情報「７」、「８」として更新する。上り方向の経路情報「３」の入力のＳＦであるＳＦ２をＤＰとしてＤＰ４に変更するとともに、下り方向の経路情報「４」の出力のＳＦであるＳＦ２をＤＰとしてＤＰ４に変更する。

テーブルＴａ３の経路情報「２１」、「２２」に対して、基地局１４ｂのＭＳ接続処理部５２は、移動制御処理部５８が基地局１４ａの移動制御処理部５８から取得した移動端末１２−２の加入者ＩＤ、ＩＰアドレスに基づいて、加入者ＩＤとしてＩＤ２、ＩＰアドレスとしてＩＰ２を設定する。また、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、経路情報「２１」に対して、上り方向において、入力の無線ＩＦに生成されるＳＦとしてＳＦ４を設定し、出力の基地局１４ａに生成されるＤＰとしてＤＰ４を設定する。さらに、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、経路情報「２２」に対して、下り方向において、入力の基地局１４ａに生成されるＤＰとしてＤＰ４を設定し、出力の無線ＩＦに生成されるＳＦとしてＳＦ４を設定する（図５参照）。

次に、移動端末１２−１から基地局１４ａに対して送信されたデータパケットの転送処理について説明する。

移動端末１２−１からデータパケットを受信した基地局１４ａは、第１実施形態と同様に経路決定処理部３２が当該データパケットのトラフィック方向を確認する。当該データパケットが上り方向のトラフィックである場合には、当該データパケットの送信先ＩＰアドレスを確認し、テーブルＴａ１を参照して、送信先を決定する。

経路決定処理部３２が確認したＩＰアドレスがＩＰ２である場合には、経路決定処理部３２は、テーブルＴａ１の経路情報「７」又は「８」から送信先が移動端末１２−２であることを確認する。次に、経路決定処理部３２は、図５のテーブルＴａ２を参照して、移動端末１２−１と移動端末１２−２との通信の認否について確認する。前記テーブルＴａ２では、移動端末１２−１と移動端末１２−２との通信は許可されているので、経路決定処理部３２は、データパケットを経路情報「８」に従って転送する。経路情報「８」の出力ポートは有線であるので、経路決定処理部３２によってデータパケットがＤＰ処理部３８に送信され、有線ＩＦ処理部４０からＤＰ４を経由して基地局１４ｂに転送される。

基地局１４ｂでは、経路決定処理部３２がＤＰ４によって転送されてきたデータパケットのトラフィック方向が下りであることを確認した後に、テーブルＴａ４でＤＰ４と関連付けられているＳＦ４に転送することを決定し、パケット識別部３４にデータパケットが転送される。パケット識別部３４では、受信したデータパケットの種別を確認し、必要に応じて課金処理及び送信優先制御処理をした後に無線ＩＦ処理部３６に送信し、無線ＩＦ処理部３６からＳＦ４に従って移動端末１２−２にデータパケットが転送される。

なお、移動端末１２−１から基地局１４ａへ送信されたデータパケットの送信先のＩＰアドレスが移動端末１２−３である場合又は移動端末１２−２、１２−３以外の移動端末である場合の基地局１４ａのデータパケットの処理については、第１実施形態の場合と同様に行われる。

次に、移動端末１２−２から基地局１４ｂに対して送信されたデータパケットの転送処理について説明する。

移動端末１２−２からデータパケットを受信した基地局１４ｂは、経路決定処理部３２が当該データパケットのトラフィック方向を確認する。当該データパケットが上り方向のトラフィックである場合には、当該データパケットの送信先ＩＰアドレスを確認し、テーブルＴａ３を参照して、送信先を決定する。

経路決定処理部３２は、ＩＰアドレスと、テーブルＴａ３とを照合して、基地局１４ｂに無線接続されている移動端末を確認した場合には、第１実施形態で基地局１４ａが無線接続されている移動端末を確認した場合と同じ処理をする。

経路決定処理部３２は、図５のテーブルＴａ３から基地局１４ｂには移動端末１２−２以外の移動端末が無線接続されていないことがわかる。従って、経路決定処理部３２は、経路情報「２２」に従って、データパケットをＤＰ処理部３８に送信し、有線ＩＦ処理部４０からＤＰ４を経由して基地局１４ａに転送される。

基地局１４ｂからデータパケットを受信した基地局１４ａは、経路決定処理部３２が当該データパケットのトラフィック方向を確認する。当該データパケットが上り方向のトラフィックである場合には、当該データパケットの送信先ＩＰアドレスを確認し、テーブルＴａ１を参照して、送信先を決定する。

経路決定処理部３２が確認したＩＰアドレスがＩＰ１である場合には、経路決定処理部３２は、図５のテーブルＴａ１の経路情報「１」、「２」から送信先が移動端末１２−１であること及び移動端末１２−１が基地局１４ａに無線接続していることを確認する。次に、経路決定処理部３２は、図５のテーブルＴａ２を参照して、移動端末１２−２と移動端末１２−１との通信の認否について確認する。前記テーブルＴａ２では、移動端末１２−２と移動端末１２−１との通信は許可されているので、経路決定処理部３２は、データパケットをパケット識別部３４に送信する。パケット識別部３４では、受信したデータパケットの種別を確認し、必要に応じて課金処理及び送信優先制御処理をした後に無線ＩＦ処理部３６に送信し、無線ＩＦ処理部３６からＳＦ１に従って移動端末１２−１にデータパケットが転送される。

なお、基地局１４ｂから基地局１４ａへ送信されたデータパケットの送信先のＩＰアドレスが移動端末１２−３である場合又は移動端末１２−１、１２−３以外の移動端末である場合の基地局１４ａのデータパケットの処理については、第１実施形態の場合と同様に行われる。

以上説明したように、ＷｉＭＡＸ通信システム１０Ａは、基地局１４ｂ（他の基地局）は、前記データパケットの送信先が設定されたテーブルＴａ３を有し、移動端末１２−２が基地局１４ａから基地局１４ｂへハンドオーバした場合に、基地局１４ａは、テーブルＴａ１に設定された情報を更新し、前記データパケットの送信先の移動端末が、移動端末１２−２であると確認した場合に前記データパケットを基地局１４ｂに送信し、基地局１４ｂは、基地局１４ａとの間でＤＰ４を生成し、前記ＤＰ４を経由して取得したテーブルＴａ１の更新された情報に基づき、テーブルＴａ３を更新し、受信した前記データパケットの送信先を確認し、前記データパケットの送信先とテーブルＴａ３とを照合し、前記データパケットの送信先の移動端末が、移動端末１２−２であると確認した場合に前記データパケットを移動端末１２−２に送信する。

移動端末１２−１と移動端末１２−２とは、基地局１４ａ、１４ｂを跨いだ折り返し通信をすることにより、ＡＳＮＧＷ１６、ＨＡ１８のＣＰＵ資源や、これらを経由する伝送路の帯域資源の消費を抑えることができる。

また、基地局１４ａは、テーブルＴａ２に設定された情報を更新し、基地局１４ｂは、前記移動端末同士の通信の認否が設定されたテーブルＴａ４を有し、前記ＤＰ４を経由して取得したテーブルＴａ３の更新された情報に基づき、テーブルＴａ４を更新し、移動端末１２−２が、テーブルＴａ４によって通信が認められている場合に、前記データパケットを移動端末１２−２に送信する。

次に、本発明の第３実施形態である移動端末１２−１が基地局１４ａから基地局１４ｂにハンドオーバした場合の基地局１４ａ、１４ｂでのデータパケットの処理について説明する。図６は、第３実施形態に係るＷｉＭＡＸ通信システム１０Ｂの説明図であり、図７は、ハンドオーバが完了した後の基地局１４ａのテーブルＴａ１、Ｔａ２、基地局１４ｂのテーブルＴａ３、Ｔａ４の説明図である。

先ず、基地局１４ａの移動制御処理部５８と、基地局１４ｂの移動制御処理部５８によって、移動端末１２−１が基地局１４ａから基地局１４ｂにハンドオーバする。このハンドーオーバの過程において、第２実施形態と同様に基地局１４ａのＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、移動端末１２−１に対して基地局１４ａと基地局１４ｂの間にＤＰとしてＤＰ５を生成する。また、基地局１４ｂの移動制御処理部５８は、基地局１４ａの移動制御処理部５８から移動端末１２−１の加入者ＩＤ、ＩＰアドレス及びＳＦに関する無線接続情報を取得する。これらの情報に基づいて、基地局１４ｂのＭＳ接続処理部５２は移動端末１２−１との無線接続処理を実行し、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４はＳＦを生成する。

具体的には、基地局１４ａのＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、テーブルＴａ１の経路情報「１」、「２」を各々経路情報「９」、「１０」として更新する。上り方向の経路情報「１」の入力のＳＦであるＳＦ２をＤＰとしてＤＰ５に変更するとともに、下り方向の経路情報「２」の出力のＳＦであるＳＦ１をＤＰとしてＤＰ５に変更する。

テーブルＴａ３の経路情報「２３」、「２４」に対して、基地局１４ｂのＭＳ接続処理部５２は、移動制御処理部５８が基地局１４ａの移動制御処理部５８から取得した移動端末１２−１の加入者ＩＤ、ＩＰアドレスに基づいて、加入者ＩＤとしてＩＤ１、ＩＰアドレスとしてＩＰ１を設定する。また、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、経路情報「２３」に対して、上り方向において、入力の無線ＩＦに生成されるＳＦとしてＳＦ５を設定し、出力の基地局１４ａに生成されるＤＰとしてＤＰ５を設定する。さらに、ＳＦ・ＤＰ生成処理部５４は、経路情報「２４」に対して、下り方向において、入力の基地局１４ａに生成されるＤＰとしてＤＰ５を設定し、出力の無線ＩＦに生成されるＳＦとしてＳＦ５設定する（図７参照）。

次に、移動端末１２−１から基地局１４ｂに対して送信されたデータパケットの転送処理について説明する。

移動端末１２−１からデータパケットを受信した基地局１４ｂでは、経路決定処理部３２が当該データパケットのトラフィック方向を確認する。当該データパケットが上り方向のトラフィックである場合には、当該データパケットの送信先ＩＰアドレスを確認し、テーブルＴａ３を参照して、送信先を決定する。

経路決定処理部３２が確認したＩＰアドレスがＩＰ２である場合には、第１実施形態と同様に、経路決定処理部３２は、テーブルＴａ３の経路情報「２１」又は「２２」から送信先が移動端末１２−２であること及び移動端末１２−２が基地局１４ｂに無線接続していることを確認する。次に、経路決定処理部３２は、テーブルＴａ４を参照して、移動端末１２−１と移動端末１２−２との通信の認否について確認する。前記テーブルＴａ２では、移動端末１２−１と移動端末１２−２との通信は許可されているので、経路決定処理部３２は、データパケットをパケット識別部３４に送信する。パケット識別部３４では、受信したデータパケットの種別を確認し、必要に応じて課金処理及び送信優先制御処理をした後に無線ＩＦ処理部３６に送信し、無線ＩＦ処理部３６からＳＦ４に従って移動端末１２−２にデータパケットが転送される。

なお、移動端末１２−１から基地局１４ｂへ送信されたデータパケットの送信先のＩＰアドレスが移動端末１２−２以外の移動端末である場合の基地局１４ａ、１４ｂのデータパケットの処理については、第２実施形態の場合と同様に、経路情報「２３」に従って、データパケットをＤＰ処理部３８に送信し、有線ＩＦ処理部４０からＤＰ５を経由して基地局１４ａに転送される。

以上説明したように、ＷｉＭＡＸ通信システム１０Ｂでは、移動端末１２−１が基地局１４ａから基地局１４ｂへハンドオーバした場合に、基地局１４ａは、テーブルＴａ１に設定された情報を更新し、基地局１４ｂは、前記ＤＰ４、５を経由して取得したテーブルＴａ１の更新された情報に基づき、テーブルＴａ３を更新し、移動端末１２−１から送信されたデータパケットの送信先を確認し、前記データパケットの送信先とテーブルＴａ３テーブルとを照合し、前記データパケットの送信先の移動端末が、移動端末１２−２であると確認した場合に前記データパケットを移動端末１２−２に送信する。また、基地局１４ａは、テーブルＴａ２に設定された情報を更新し、基地局１４ｂは、前記ＤＰ４、５を経由して取得したテーブルＴａ３の更新された情報に基づき、テーブルＴａ４を更新し、移動端末１２−２が、テーブルＴａ４によって通信が認められている場合に、前記データパケットを移動端末１２−２に送信する。

なお、上記実施形態では基地局１４ａ、１４ｂを跨いだ移動端末１２同士の通信では、基地局１４ａ、１４ｂの双方のパケット識別部３４でデータパケットの種別の確認処理、課金処理を行っているが、どちらか基地局１４ａ又は基地局１４ｂのどちらか一方でデータパケットの種別の確認処理、課金処理をするようにしてもよい。

また、上記実施形態では、移動端末１２−１〜１２−３のＩＤは、ＭＡＣアドレスであるが、これに限定されるものではない。

本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の第１実施形態に係るＷｉＭＡＸ通信システムの説明図である 第１実施形態における基地局の構成の説明図である。 基地局が備えるテーブルの説明図である。 本発明の第２実施形態に係るＷｉＭＡＸ通信システムの説明図である 第２実施形態における基地局が備えるテーブルの説明図である。 本発明の第３実施形態に係るＷｉＭＡＸ通信システムの説明図である 第３実施形態における基地局が備えるテーブルの説明図である。 従来の一般的なＷｉＭＡＸの全体のシステムの説明図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１００…ＷｉＭＡＸ通信システム
１２−１〜１２−３…移動端末
１４ａ、１４ｂ、１１４ａ、１１４ｂ…基地局 １６…ＡＳＮＧＷ
１８…ＨＡ ２０…ネットワーク
２２…ＣＳＮ ３０…データパケット転送処理部
３２…経路決定処理部 ３４…パケット識別部
３６…無線ＩＦ処理部 ３８…ＤＰ処理部
４０…有線ＩＦ処理部 ５０…プロトコル制御部
５２…ＭＳ接続処理部 ５４…ＳＦ・ＤＰ生成処理部
５６…ＭＳ情報取得処理部 ５８…移動制御処理部
６０…ＩＰアドレス取得処理部 Ｔａ１〜４…テーブルＴａ１〜Ｔａ４

Claims (6)

1. 移動端末と、前記移動端末が無線接続される基地局と、前記移動端末と前記基地局とを配下で管理するＡＳＮＧＷとを備えるＷｉＭＡＸ通信システムであって、
   一の基地局に第１、第２移動端末が無線接続され、
   前記一の基地局は、
   データパケットの送信先が設定された第１テーブルを有し、
   前記第１移動端末から送信されたデータパケットの送信先を確認し、
   前記データパケットの送信先と前記第１テーブルとを照合し、
   前記データパケットの送信先の移動端末が、前記第２移動端末であると確認した場合に前記データパケットを前記第２移動端末に送信し、
   他の基地局は、前記データパケットの送信先が設定された第２テーブルを有し、
   前記第２移動端末が前記一の基地局から前記他の基地局へハンドオーバした場合に、
   前記一の基地局は、
   前記第１テーブルに設定された情報を更新し、
   前記データパケットの送信先の移動端末が、前記第２移動端末であると確認した場合に前記データパケットを前記他の基地局に送信し、
   前記他の基地局は、
   前記一の基地局との間でデータパスを生成し、
   前記データパスを経由して取得した前記第１テーブルの更新された情報に基づき、前記第２テーブルを更新し、
   受信した前記データパケットの送信先を確認し、
   前記データパケットの送信先と前記第２テーブルとを照合し、
   前記データパケットの送信先の移動端末が、前記第２移動端末であると確認した場合に前記データパケットを前記第２移動端末に送信する
   ことを特徴とするＷｉＭＡＸ通信システム。
2. 請求項１記載のＷｉＭＡＸ通信システムにおいて、
   前記一の基地局は、
   前記移動端末同士の通信の認否が設定された第３テーブルを有し、
   前記第２移動端末が、前記第３テーブルによって通信が認められている場合に、前記データパケットを前記第２移動端末に送信する
   ことを特徴とするＷｉＭＡＸ通信システム。
3. 請求項２記載のＷｉＭＡＸ通信システムにおいて、
   前記一の基地局は、
   前記第３テーブルに設定された情報を更新し、
   前記他の基地局は、
   前記移動端末同士の通信の認否が設定された第４テーブルを有し、
   前記データパスを経由して取得した前記第２テーブルの更新された情報に基づき、前記第４テーブルを更新し、
   前記第２移動端末が、前記第４テーブルによって通信が認められている場合に、前記データパケットを前記第２移動端末に送信する
   ことを特徴とするＷｉＭＡＸ通信システム。
4. 請求項３記載のＷｉＭＡＸ通信システムにおいて、
   前記第１移動端末が前記一の基地局から前記他の基地局へハンドオーバした場合に、
   前記一の基地局は、
   前記第１テーブルに設定された情報を更新し、
   前記他の基地局は、
   前記データパスを経由して取得した前記第１テーブルの更新された情報に基づき、前記第２テーブルを更新し、
   前記第１移動端末から送信されたデータパケットの送信先を確認し、
   前記データパケットの送信先と前記第２テーブルとを照合し、
   前記データパケットの送信先の移動端末が、前記第２移動端末であると確認した場合に前記データパケットを前記第２移動端末に送信する
   ことを特徴とするＷｉＭＡＸ通信システム。
5. 請求項４記載のＷｉＭＡＸ通信システムにおいて、
   前記一の基地局は、
   前記第３テーブルに設定された情報を更新し、
   前記他の基地局は、
   前記データパスを経由して取得した前記第２テーブルの更新された情報に基づき、前記第４テーブルを更新し、
   前記第２移動端末が、前記第４テーブルによって通信が認められている場合に、前記データパケットを前記第２移動端末に送信する
   ことを特徴とするＷｉＭＡＸ通信システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のＷｉＭＡＸ通信システムにおいて、
   前記データパケットの送信先の確認は、前記データパケットに含まれている送信先の移動端末のＩＰアドレスに基づいて行う
   ことを特徴とするＷｉＭＡＸ通信システム。

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