JP5307493B2 - Wireless communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異なる無線通信ネットワーク間でのハンドオーバが可能な無線通信装置に関するものである。 The present invention relates to a radio communication apparatus capable of performing handover between different radio communication networks.
近年、IETF(Internet Engineering Task Force)では、ユビキタス環境の実現に向けて、例えば携帯電話ネットワークや無線LAN等、異なる複数の無線通信ネットワーク間でのハンドオーバを可能として、シームレスな移動を行うIPモビリティ技術が検討されている。このIPモビリティ技術における具体的なプロトコルとしては、通信端末個々の移動をサポートするモバイルIPv4およびモバイルIPv6(以下、これらを総称してモバイルIPと略称する)があり、ネットワーク単位での移動をサポートするNEMO(Network Mobility)がある。 In recent years, the Internet Engineering Task Force (IETF) has developed an IP mobility technology that enables seamless movement by enabling handover between a plurality of different wireless communication networks such as a mobile phone network and a wireless LAN in order to realize a ubiquitous environment. Is being considered. Specific protocols in this IP mobility technology include Mobile IPv4 and Mobile IPv6 (hereinafter collectively referred to as Mobile IP) that support movement of individual communication terminals, and support movement in units of networks. There is NEMO (Network Mobility).
ところで、通信端末が複数の無線通信ネットワーク間でハンドオーバを行う場合、ハンドオーバによって、通信パケットのヘッダ構成(ヘッダ長)が変化する場合がある。通信パケットのヘッダ構成とは、例えば、PPPoE(Point to Point Protocol over Ethernet)、IP(Internet Protocol)、UDP(User Datagram Protocol)およびRTP(Real time Transport Protocol)といった、各レイヤのプロトコルの種類(プロトコルスタック)に応じて決定されるものであり、当該ヘッダ構成が変化すると、パケットに含まれるアプリケーションデータ(ペイロード)の大きさが同じでも、ヘッダ長の変化に応じてパケット全体の大きさが変化することになる。 By the way, when a communication terminal performs handover between a plurality of wireless communication networks, the header configuration (header length) of a communication packet may change due to handover. The header configuration of the communication packet is, for example, a protocol type (protocol) of each layer such as PPPoE (Point to Point Protocol over Ethernet), IP (Internet Protocol), UDP (User Datagram Protocol), and RTP (Real time Transport Protocol). When the header configuration changes, the size of the entire packet changes according to the change in the header length even if the size of the application data (payload) included in the packet is the same. It will be.
ハンドオーバ元の無線通信ネットワークと、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークとが異なる場合には、通信パケットのヘッダ構成は各無線通信ネットワークにおいて異なる構成となり得る。特に、モバイルIPでは、ある通信端末が移動して、本来の無線通信ネットワークから他の無線通信ネットワークにハンドオーバした際に、当該通信端末向けに送信されるパケットには、ホームエージェント(HA)によるカプセル化(転送用IPアドレスの付与)が行われる場合があるため、通信パケットのヘッダ構成が変化しやすい。 When the handover source radio communication network and the handover destination radio communication network are different, the header configuration of the communication packet may be different in each radio communication network. In particular, in a mobile IP, when a certain communication terminal moves and is handed over from the original wireless communication network to another wireless communication network, a packet transmitted to the communication terminal is encapsulated by a home agent (HA). Since there is a case where transfer (assignment of an IP address for transfer) is performed, the header configuration of the communication packet is likely to change.
無線通信で利用できる通信帯域は、一般的に、有線通信で利用できる通信帯域より狭くなっている。そのため、無線通信においては、例えばVoIPなどのリアルタイム性を有するアプリケーションに対して、所定の通信品質を満たすためのQoS(Quality of Service)制御が重要となる。かかるQoS制御では、通信を行うアプリケーションに対して、通信に使用できる許容帯域の分配が行われる。許容帯域の分配を受けたアプリケーションは、当該許容帯域に収まるように、アプリケーションデータを符号化し、無線通信を行う(例えば、特許文献1参照)。 The communication band that can be used for wireless communication is generally narrower than the communication band that can be used for wired communication. Therefore, in wireless communication, for example, QoS (Quality of Service) control for satisfying a predetermined communication quality is important for an application having real-time characteristics such as VoIP. In such QoS control, an allowable band that can be used for communication is distributed to an application that performs communication. The application that has received the distribution of the allowable bandwidth encodes the application data so as to be within the allowable bandwidth and performs wireless communication (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示の符号化方法においては、ハンドオーバによって生じる通信パケットのヘッダ構成の変化を考慮していない。通信端末がハンドオーバし、当該ハンドオーバによって通信パケットのヘッダ構成(ヘッダ長)が変化すると、各アプリケーションの通信パケット全体の大きさも変化することになる。特に、無線通信区間では、通信パケットの変化による影響を受けやすいため、ハンドオーバ前のヘッダ構成において、許容帯域に収まるように符号化されているアプリケーションデータであっても、ハンドオーバ後のヘッダ構成においては、許容帯域を超過してしまうという問題がある。
However, the encoding method disclosed in
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、ハンドオーバ時に、無線通信ネットワークにおける許容帯域に収まるように、無線通信パケットのヘッダ構成の変化に応じてアプリケーションデータの符号化を変化させることが可能な無線通信装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention made in view of such a point is to change the encoding of application data in accordance with a change in the header configuration of a wireless communication packet so that it can be within an allowable bandwidth in the wireless communication network at the time of handover. An object of the present invention is to provide a wireless communication device that can be used.
上記目的を達成する請求項1に係る無線通信装置の発明は、
第1無線通信ネットワーク、および該第1無線通信ネットワークと異なる第2無線通信ネットワークに接続して無線通信を実行する無線通信部と、
自装置から通信相手までの前記第2無線通信ネットワークを経由した片道の遅延時間を算出する算出部と、
前記第1無線通信ネットワークから前記第2無線通信ネットワークへハンドオーバを行うに伴って、無線区間のヘッダ長が変更される場合、該変更されるヘッダ長と、前記算出部により算出された前記第2無線通信ネットワークの遅延時間とに基づいて、パケットの送信間隔を変更する変更部と、
を備えることを特徴とするものである。
The invention of a wireless communication device according to
A wireless communication unit that performs wireless communication by connecting to a first wireless communication network and a second wireless communication network different from the first wireless communication network;
A calculation unit for calculating a one-way delay time via the second wireless communication network from the own device to a communication partner;
When the header length of the radio section is changed as the handover from the first radio communication network to the second radio communication network is performed, the changed header length and the second calculated by the calculation unit A changing unit that changes a packet transmission interval based on a delay time of the wireless communication network ;
It is characterized by providing.
また、前記算出部は、前記通信相手から自装置までの前記第2無線通信ネットワークを経由した片道の遅延時間を算出し、前記変更部は、該片道の遅延時間と、前記変更されるヘッダ長と、に基づいて、パケットの送信間隔を変更することが望ましい。
Further, the calculation unit calculates a one-way delay time via the second wireless communication network from the communication partner to the own device, and the change unit calculates the one-way delay time and the header length to be changed. If, based on, it is desirable to change the transmission interval of the packet.
本発明の無線通信装置は、ハンドオーバを行うに伴って、無線区間のヘッダ長が変更される場合、該変更されるヘッダ長と、ハンドオーバ先のネットワークの遅延時間とに基づいて、データの符号化のパラメータを変更し、ハンドオーバが完了すると、変更したパラメータに基づいて送信するデータを符号化するように制御するので、ハンドオーバ時に、無線通信ネットワークにおける許容帯域に収まるように、無線通信パケットのヘッダ構成の変化に応じてアプリケーションデータの符号化を変化させることが可能となる。 The wireless communication apparatus of the present invention encodes data based on the header length to be changed and the delay time of the handover destination network when the header length of the wireless section is changed with handover. When the handover is completed, the data to be transmitted is controlled to be encoded based on the changed parameter. Therefore, at the time of handover, the header configuration of the radio communication packet is set so as to be within the allowable bandwidth in the radio communication network. It becomes possible to change the encoding of the application data in accordance with the change of.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置が使用可能な通信ネットワークの概略構成を示す図である。図1において、移動ノードである無線通信装置11は、対向ノードである相手通信端末12との間で、リアルタイム通信系のアプリケーションであるVoIPによる通話を行うものとする。無線通信装置11は、第1無線通信ネットワーク15と第2無線通信ネットワーク16との間で、ハンドオーバが可能となっている。第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16は、パケットネットワーク17を介して、インターネット18に結合されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a communication network that can be used by a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, it is assumed that a
ここで、第1無線通信ネットワーク15は、例えばcdma2000 EV−DOからなり、第2無線通信ネットワーク16は、例えばLTE(Long Term Evolution)の携帯電話ネットワークからなる。なお、図1において、符号15aは、第1無線通信ネットワーク15のアクセスポイントを示し、符号16aは、第2無線通信ネットワーク16の基地局を示している。尚、符号15aは、ネットワークに接続するためにサービス側が設置した基地局を意味するものであり、アクセスポイントに限定するものではない。従って、以下、符号15aを基地局と表記することもある。
Here, the first
相手通信端末12は、例えば送受話器12aが接続され、ソフトフォンがインストールされたパーソナルコンピュータからなり、図示しないインターネットサービスプロバイダを介してインターネット18に接続されている。
For example, the
また、パケットネットワーク17およびインターネット18には、それぞれ通信を制御するSIP(Session Initiation Protocol)サーバ21および22が接続されている。さらに、インターネット18には、無線通信装置11宛の受信パケットを、無線通信装置11が接続されている無線通信ネットワークに転送するホームエージェント(HA)23が接続されている。
Further, SIP (Session Initiation Protocol)
図1に示す通信ネットワークにおいては、HA23に、無線通信装置11が本来属する無線通信ネットワークで用いるホームアドレスを登録するとともに、ハンドオーバ時に、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークの気付けアドレス(care of address)を登録することにより、異なる無線通信ネットワーク間でのハンドオーバを可能としている。なお、このようなIPモビリティ技術については、上述したモバイルIPや、NEMOにおいて公知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
In the communication network shown in FIG. 1, the home address used in the wireless communication network to which the
本実施の形態では、無線通信装置11は、HA23に第1無線通信ネットワーク15のIPアドレスを気付けアドレス(第1無線CoA)として登録して、第1無線通信ネットワーク15を介して相手通信端末12と通信を行っている状態から、第2無線通信ネットワーク16へハンドオーバするものとする。
In the present embodiment, the
図2は、図1に示した本実施の形態に係る無線通信装置11の概略構成を示す機能ブロック図である。無線通信装置11は、第1無線通信ネットワーク15に対応する第1無線I/F(インターフェース)31と、第2無線通信ネットワーク16に対応する第2無線I/F32と、VoIPのアプリケーションを実行する実行部を構成する電話機能部33と、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16への接続を制御する通信処理部34と、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の無線情報を取得する無線情報取得部35と、第1無線通信ネットワーク15と第2無線通信ネットワーク16との間のハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部36と、VoIPなどのアプリケーションに対して無線帯域の分配を行うQoS制御部39と、を有する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of
通信処理部34は、無線通信を実行する無線通信部を構成するもので、電話機能部33と相手通信端末12との間で、第1無線通信ネットワーク15または第2無線通信ネットワーク16を介して通話を行うとともに、ハンドオーバ制御部36による制御のもとに、HA23と通信するように、第1無線I/F31または第2無線I/F32の接続を制御する。
The
無線情報取得部35は、第1無線I/F31および第2無線I/F32から、それぞれ対応する第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の通信品質および無線通信パケットのヘッダ構成を取得し、その取得した通信品質およびヘッダ構成をハンドオーバ制御部36に供給するとともに、現在、通話に使用している第1無線通信ネットワーク15の通信品質を電話機能部33に供給する。ここで、通信品質は、例えば、無線状態を表すRSSI(Received Signal Strength Indicator)を取得する。なお、通話に使用していない第2無線通信ネットワーク16の無線状態は、例えば、基地局16aから送信される報知情報を受信して取得する。
The wireless
また、無線情報取得部35は、第1無線I/F31および第2無線I/F32から、それぞれ対応する第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16における、通信アプリケーション向け許容帯域情報(通信アプリケーションが使用できる帯域)を取得する。かかる許容帯域情報は、例えば、第1無線通信ネットワーク15の基地局(アクセスポイント)15aおよび第2無線通信ネットワーク16の基地局16aといった各基地局により管理されている場合や、基地局(アクセスポイント)15aおよび基地局16aなど複数の基地局をまとめて管理する情報サーバ(図示せず)によって管理されている場合がある。許容帯域情報を各基地局15a、16aや情報サーバが管理しておらず、利用できる許容帯域情報が存在しない場合には、無線情報取得部35は、第1無線I/F31および第2無線I/F32における受信強度(RSSI)や、第1無線I/F31および第2無線I/F32に基地局15aおよび基地局16aから割当てられた無線スロット数(論理チャネル数)などを基に、予め保持しているルックアップテーブルなどを参照して、概算的な許容帯域情報を取得することができる。無線情報取得部35は、取得した許容帯域情報をQoS制御部39に供給する。
In addition, the wireless
QoS制御部39は、無線情報取得部35から供給された許容帯域情報を基に、VoIPアプリケーションや、映像などのストリーミングアプリケーションといった通信アプリケーションに対して、上り/下りの許容帯域の分配を行う。例えば、QoS制御部39は、リアルタイムアプリケーション(VoIPなど)と、非リアルタイムアプリケーション(Webアクセス/FTPなど)とに通信アプリケーションを大別し、リアルタイムアプリケーションに対して優先的に許容帯域を分配することにより、アプリケーション毎の所定の通信品質(例えば低遅延、広帯域)にあった通信制御を行うことができる。QoS制御部39は、VoIPアプリケーションに分配した許容帯域を、電話機能部33に通知する。
Based on the allowable bandwidth information supplied from the wireless
ハンドオーバ制御部36は、第1無線通信ネットワーク15への接続中、ハンドオーバを予定するか否か、すなわちハンドオーバの準備を開始するか否かを決定する。このため、ハンドオーバ制御部36は、無線情報取得部35から取得される第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16のそれぞれの無線状態(通信品質)を監視し、無線リンクを形成して通話を行っている第1無線通信ネットワーク15の無線状態が、予め設定した当該第1無線通信ネットワーク15におけるハンドオーバ予定決定閾値よりも悪くなり、かつ第2無線通信ネットワーク16の無線状態がハンドオーバ予定決定閾値以上となった場合には、第2無線通信ネットワーク16へのハンドオーバ予定を決定する、すなわちハンドオーバ準備の開始を決定する。
The
また、ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ元の無線通信ネットワーク(ここでは、第1無線通信ネットワーク15)におけるハンドオーバ元の上り/下り絶対遅延時間Tdup1/Tddn1を計測し、さらに、ハンドオーバの予定を決定すると、ハンドオーバ先の無線通信ネットワーク(ここでは、第2無線通信ネットワーク16)におけるハンドオーバ先の上り/下り絶対遅延時間Tdup2/Tddn2を計測する。ハンドオーバ制御部36は、これらの情報と、無線情報取得部35から供給される無線通信パケットのヘッダ構成とを、所要のハンドオーバ情報として電話機能部33に供給する。したがって、本実施の形態では、ハンドオーバ制御部36は、自装置(無線通信装置11)から通信相手(相手通信端末12)までの無線通信ネットワークを経由した片道の遅延時間を算出する算出部を構成している。
In addition, the
次に、ハンドオーバ制御部36による、ハンドオーバ元上り/下り絶対遅延時間Tdup1/Tddn1、ハンドオーバ先上り/下り絶対遅延時間Tdup2/Tddn2の取得方法について説明する。
Next, a method of acquiring the handover source uplink / downlink absolute delay time Tdup1 / Tddn1 and the handover destination uplink / downlink absolute delay time Tdup2 / Tddn2 by the
(絶対遅延時間Tdup1/Tddn1、Tdup2/Tddn2の取得方法)
ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ元上り/下り絶対遅延時間Tdup1/Tddn1およびハンドオーバ先上り/下り絶対遅延時間Tdup2/Tddn2は、例えば、以下に説明する第1〜第4の絶対遅延時間取得方法のいずれかによって取得する。
(Acquisition method of absolute delay time Tdup1 / Tddn1, Tdup2 / Tddn2)
The
(a)第1の絶対遅延時間取得方法
電話機能部33および/または通信処理部34を制御して、無線通信装置11と時間同期しているHA23に対して送信タイムスタンプを有する計測用パケットの送信を要求し、これにより、HA23から、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の双方に計測用パケットを送信させる。無線通信装置11は、HA23から送信された計測用パケットを、対応する第1無線I/F31および第2無線I/F32を介してそれぞれ受信し、その受信時刻と計測用パケットのタイムスタンプとから、対応するネットワークの上り/下り絶対遅延時間Tdup1/Tddn1およびTdup2/Tddn2を計測する。なお、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークの下り絶対遅延時間が、通話中の受信パケットから計測できる場合には、当該無線通信ネットワークへの計測用パケットの送出は省略することができる。
(A) First Absolute Delay Time Acquisition Method Control of the
(b)第2の絶対遅延時間取得方法
電話機能部33および/または通信処理部34を制御して、無線通信装置11と時間同期しているHA23に対してその旨を通知し、これにより、上記第1の絶対遅延時間取得方法と同様に、HA23から、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の双方に計測用パケットを送信して、対応するネットワークの上り/下り絶対遅延時間Tdup1/Tddn1およびTdup2/Tddn2を計測する。
(B) Second Absolute Delay Time Acquisition Method The
(c)第3の絶対遅延時間取得方法
電話機能部33および/または通信処理部34を制御して、無線通信装置11から該無線通信装置11と時間同期しているHA23に対して、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の双方から、PINGやRTCP等の計測用パケットを送信し、その返信を受信して、対応するネットワークの上り/下り絶対遅延時間Tdup1/Tddn1およびTdup2/Tddn2を計測する。
(C) Third Absolute Delay Time Obtaining Method The
なお、上記(a)〜(c)では、相手通信端末(CN)12とHA23との間のネットワークは切替わらないので、この間の絶対遅延時間は考慮していない。
In the above (a) to (c), since the network between the counterpart communication terminal (CN) 12 and the
(d)第4の絶対遅延時間取得方法
IEEE802.21において検討されているハンドオーバ技術を利用して、各無線通信ネットワークの下りの絶対遅延時間を取得する。IEEE802.21(Media Independent Handover(MIH))では、異種無線通信ネットワーク(WiFi、WiMAX、携帯電話など)間のハンドオーバ技術として、ハンドオーバを制御する手段(図2では、ハンドオーバ制御部36)をMIHユーザと定義し、MIHF(MIH Function)がMIHユーザからの要求に基づいて、通信デバイスの無線情報を取得して、MIHユーザに提供することを考えている。また、MIHユーザが、自らの端末内のMIHFを通して、接続しているネットワーク内のインフォメーションサーバから情報を取得することも考えられている。
(D) Fourth Absolute Delay Time Acquisition Method The downlink absolute delay time of each wireless communication network is acquired using the handover technique studied in IEEE 802.21. In IEEE 802.21 (Media Independent Handover (MIH)), as a handover technique between different types of wireless communication networks (WiFi, WiMAX, mobile phones, etc.), a means for controlling handover (in FIG. 2, the handover control unit 36) is an MIH user. It is considered that MIHF (MIH Function) acquires wireless information of a communication device based on a request from the MIH user and provides it to the MIH user. It is also considered that an MIH user acquires information from an information server in a connected network through MIHF in his / her terminal.
図3は、この第4の絶対遅延時間取得方法を説明するための図である。図3において、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16は、他の無線通信ネットワークとともに、インターネット18を構成する基幹ネットワーク60に接続され、この基幹ネットワーク60に、遅延時間を計測する計測用サーバ61が直接接続されている。また、第1無線通信ネットワーク15には、第1インフォメーションサーバ62が接続され、第2無線通信ネットワーク16には、第2インフォメーションサーバ63が接続されている。相手通信端末12は、プロバイダ65を介して基幹ネットワーク60に接続される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the fourth absolute delay time acquisition method. In FIG. 3, a first
第1インフォメーションサーバ62は、遅延時間計測の基準とする、計測用サーバ61からアクセスポイント15aまでの片道のネットワーク遅延基準時間Tn1と、アクセスポイント15aから当該アクセスポイント15aに接続される無線通信装置までの上下の無線遅延基準時間Trup1、Trdn1とを保持する。同様に、第2インフォメーションサーバ63は、遅延時間計測の基準とする、計測用サーバ61から基地局16aまでの片道のネットワーク遅延基準時間Tn2と、基地局16aから当該基地局16aに接続される無線通信装置までの上下の無線遅延基準時間Trup2、Trdn2を保持する。
The
ここで、ネットワーク遅延基準時間Tn1およびTn2は、アクセスポイント15aと計測用サーバ61との間、および基地局16aと計測用サーバ61との間で、それぞれパケット(PINGやRTCPなど)を送受信して往復時間を測り、その往復時間を1/2して取得する。
Here, the network delay reference times Tn1 and Tn2 are transmitted / received between the
また、第1無線通信ネットワーク15における上下の無線遅延基準時間Trup1、Trdn1は、アクセスポイント15aに接続された、当該アクセスポイント15aと時間同期した無線通信装置に、アクセスポイント15aからパケットを送り、パケットを受信した無線通信装置は受信した時間を記録してパケット送り返すことで、上り・下りのそれぞれの遅延時間を計算する。
The upper and lower radio delay reference times Trup1 and Trdn1 in the first
同様に、第2無線通信ネットワーク16における上下の無線遅延基準時間Trup2、Trdn2は、基地局16aに接続された、当該基地局16aと時間同期した無線通信装置に、基地局16aからパケットを送り、パケットを受信した無線通信装置は受信した時間を記録してパケット送り返すことで、上り・下りのそれぞれの遅延時間を計算する。
Similarly, the upper and lower radio delay reference times Trup2 and Trdn2 in the second
ハンドオーバ制御部36は、第1無線通信ネットワーク15への接続時において、当該第1無線通信ネットワーク15に接続されている第1インフォメーションサーバ62からMIHFを介してネットワーク遅延基準時間Tn1と無線遅延基準時間Trdn1,Trup1とを取得する。また、ハンドオーバ制御部36は、遅延時間を測りたい相手先(ここでは、無線通信装置11と時間同期していない相手通信端末12)とパケットの送受信を行い、相手と自らの無線通信装置11との間の往復時間(Tn3+Trdn3+Tn3+Trup3)を計測する。この値から、以下のようにして、相手通信端末12と計測用サーバ61との間の片道の遅延時間(Tn3-Tn1)を求めて、無線通信装置11と相手通信端末12との間のハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1に相当するTn3+Trdn3とを計算する。
When connecting to the first
[数1]
Tn3-Tn1={(Tn3+Trdn3+Tn3+Trup3)-(Tn1+Trdn1+Tn1+Trup1)}/2
Tddn1=Tn3+Trdn3=Tn1+Trdn1+(Tn3-Tn1)
[Equation 1]
Tn3-Tn1 = {(Tn3 + Trdn3 + Tn3 + Trup3)-(Tn1 + Trdn1 + Tn1 + Trup1)} / 2
Tddn1 = Tn3 + Trdn3 = Tn1 + Trdn1 + (Tn3-Tn1)
なお、無線通信装置11と相手通信端末12との間のハンドオーバ元上り絶対遅延時間Tdup1に相当するTn3+Trup3は、Tdup1=Tn3+Trup3=Tn1+Trup1+(Tn3-Tn1)、により求めることができる。
Tn3 + Trup3 corresponding to the handover source upstream absolute delay time Tdup1 between the
また、ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバの予定を決定すると、ハンドオーバ先のネットワーク遅延基準時間Tn2および無線遅延基準時間Trdn2を取得するため、現在接続している第1無線通信ネットワーク15の第1インフォメーションサーバ62を経由して、ハンドオーバ先の第2無線通信ネットワーク16の第2インフォメーションサーバ63に、当該無線通信装置11の位置情報を送信して、ネットワーク遅延基準時間Tn2および無線遅延基準時間Trdn2の返信を要求する。これにより、第2インフォメーションサーバ63は、位置情報と各基地局の接続ユーザ数とを考慮して、接続されると思われる基地局16aのネットワーク遅延基準時間Tn2および無線遅延基準時間Trdn2を、第1インフォメーションサーバ62を経由して無線通信装置11へ返信する。
Further, when the
ハンドオーバ制御部36は、第2インフォメーションサーバ63から返信されるハンドオーバ先のネットワーク遅延基準時間Tn2および無線遅延基準時間Trdn2を受信し、その取得情報と、算出した(Tn3-Tn1)とを用いて、以下のようにして、無線通信装置11と相手通信端末12との間のハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2に相当するTn4+Trdn4とを計算する。
The
[数2]
Tddn2=Tn4+Trdn4=(Tn2+Trdn2)+(Tn3-Tn1)
[Equation 2]
Tddn2 = Tn4 + Trdn4 = (Tn2 + Trdn2) + (Tn3-Tn1)
なお、ハンドオーバ制御部36は、第2インフォメーションサーバ63に無線遅延基準時間Trup2の返信も要求することにより、無線通信装置11と相手通信端末12との間のハンドオーバ先上り絶対遅延時間Tdup2に相当するTn4+Trup4を、Tdup2=Tn4+Trup4=(Tn2+Trup2)+(Tn3-Tn1)、により求めることができる。
Note that the
上記の第1〜第4の絶対遅延時間取得方法のいずれかによって取得した上り/下り絶対遅延時間Tdup1/Tddn1、Tdup2/Tddn2は、他の無線通信ネットワークについて同様にして取得した下り絶対遅延時間とともに、無線通信ネットワーク毎に、ハンドオーバ制御部36内のメモリ(図示せず)に記憶して、電話機能部33に供給する。
The uplink / downlink absolute delay times Tdup1 / Tddn1 and Tdup2 / Tddn2 acquired by any one of the first to fourth absolute delay time acquisition methods described above together with the downlink absolute delay times acquired in the same manner for other wireless communication networks. For each wireless communication network, it is stored in a memory (not shown) in the
以上のようにして、ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ予定決定の情報、ハンドオーバ元上り/下り絶対遅延時間Tdup1/Tddn1、ハンドオーバ先上り/下り絶対遅延時間Tdup2/Tddn2を含む情報を取得して、それらの情報を電話機能部33に供給する。
As described above, the
また、ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ予定を決定すると、通信処理部34を制御して、第2無線I/F32を第2無線通信ネットワーク16に接続する。その後、ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ先の第2無線通信ネットワーク16を介してHA23にRegistration Request(NEMOでは、Binding Update)を送信して、HA23にハンドオーバ先の気付けアドレス(care of address)を登録する。
Further, when determining the handover schedule, the
その際、ハンドオーバ制御部36は、Registration RequestメッセージのRegistration Request Fieldの8ビットを通信処理部34にセットし(NEMOでは、Multiple care of addressを使用し)、第1無線通信ネットワーク15でも第2無線通信ネットワーク16でも通信できるようにする。
At that time, the
その後、ハンドオーバ制御部36は、HA23から返信されるハンドオーバ完了情報であるRegistration Reply(NEMOでは、Binding Acknowledge)を受信したら、ハンドオーバ元の第1無線通信ネットワーク15の気付けアドレスの登録を解除し、接続を切断して、以後は、ハンドオーバ先の第2無線通信ネットワーク16を介してVoIPアプリケーションを継続するように通信処理部34を制御するとともに、受信したハンドオーバ完了情報を電話機能部33に供給する。
After that, when receiving the Registration Reply (Binding Acknowledge in NEMO), which is the handover completion information returned from the
電話機能部33は、VoIPアプリケーションなどのソフトフォンの実行部であり、ハンドオーバ制御部36から供給される無線通信パケットのヘッダ構成および各無線通信ネットワークの絶対遅延時間と、QoS制御部39から供給される許容帯域とに基づき、VoIPアプリケーションの音声符号化用のパラメータを設定して音声データの符号化を行う。電話機能部33は、音声符号化用パラメータの設定を、ハンドオーバ制御部36からハンドオーバの通知を受けるたびに行う。
The
電話機能部33は、無線通信パケットのヘッダ構成および各無線通信ネットワークの絶対遅延時間から、無線通信装置11および相手通信端末12それぞれの、音声データの符号化制御テーブル(つまり音声符号化に用いるパラメータ)を作成し、相手通信端末12の符号化制御テーブルについては、第1無線I/F31又は第2無線I/F32を通じて相手通信端末12に送付する。次いで、電話機能部33は、上りの許容帯域に基づき、無線通信装置11の符号化制御テーブルから、自装置の音声符号化レートを設定すると共に、下りの許容帯域については、相手通信端末12が当該下り許容帯域に基づき、相手通信端末12の符号化制御テーブルから音声符号化レートを設定できるように、第1無線I/F31又は第2無線I/F32を通じて相手通信端末12に通知する。したがって、本実施の形態では、電話機能部33は、送信するデータを所定のパラメータに基づいて符号化する符号化部と、ハンドオーバを行うに伴って、無線区間のヘッダ長が変更される場合、該変更されるヘッダ長と、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークの遅延時間とに基づいて、符号化部のパラメータを変更する変更部と、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークへのハンドオーバが完了すると、符号化部が変更したパラメータに基づいて送信するデータを符号化するように制御する制御部と、を構成している。
From the header configuration of the wireless communication packet and the absolute delay time of each wireless communication network, the
図6は、モバイルIPv4(リバーストネリングなし)によってIPモビリティを実現する場合の、各通信区間における無線通信パケットのヘッダ構成の一例を示す図である。図6において、第2無線通信ネットワークにおける通信パケットのヘッダ構成(ヘッダ長)は、第1無線通信ネットワークにおける通信パケットのヘッダ構成に対し、PPPoEを追加した構成となっている。なお、リバーストネリングとは、モバイルIPにおけるパケット転送オプションの1つであり、リバーストネリングオプションが無効(リバーストネリングなし)の場合には、無線通信装置11から相手通信端末12への通信パケットは、HA23を経由することなく直接相手通信端末12に送信される。リバーストネリングオプションが有効(リバーストネリングあり)の場合には、無線通信装置11から相手通信端末12への通信パケットは、HA23を経由してから相手通信端末12に送信される。なお、リバーストネリングの有無に関わらず、相手通信端末12から無線通信装置11への通信パケットは、HA23を経由して無線通信装置11に送信される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a header configuration of a radio communication packet in each communication section when IP mobility is realized by mobile IPv4 (without reburst tunneling). In FIG. 6, the header configuration (header length) of the communication packet in the second wireless communication network is a configuration in which PPPoE is added to the header configuration of the communication packet in the first wireless communication network. Note that reburst tunneling is one of packet transfer options in mobile IP. When the reburst tunneling option is invalid (no reburst tunneling), communication packets from the
図7は、図6において、無線通信装置11から相手通信端末12に送信される上りの通信パケットのヘッダ構成を示す図であり、図7(a)は第1無線通信ネットワーク15を経由する場合のヘッダ構成、図7(b)は第2無線通信ネットワーク16を経由する場合のヘッダ構成を示す。リバーストネリングがない場合、無線通信装置11から相手通信端末12へのパケットは相手通信端末12に(HA23を経由しないで)直接送られる。そのため、無線通信装置11から相手通信端末12へのパケットのヘッダ長は、第1無線ネットワーク15を経由する場合、図7(a)に示すように、Ether(14)+IPv4(20)+UDP(8)+RTP(12)の合計54バイトになり、第2無線ネットワーク16を経由する場合、図7(b)に示すように、さらにPPPoE(6)を加えた合計60バイトになる。
FIG. 7 is a diagram illustrating a header configuration of an upstream communication packet transmitted from the
図8は、図6において、HA23から無線通信装置11に送信される下りの通信パケットのヘッダ構成を示す図であり、図8(a)は第1無線通信ネットワーク15を経由する場合のヘッダ構成、図8(b)は第2無線通信ネットワーク16を経由する場合のヘッダ構成を示す。リバーストネリングがない場合、相手通信端末12から無線通信装置11へのパケットの宛先は無線通信装置11のホームアドレスになるため、一度HA23を経由してから、無線通信装置11に送られる。そのため、相手通信端末12からHA23へのパケットのヘッダ長は、Ether(14)+IPv4(20)+UDP(8)+RTP(12)の合計54バイトであるが、当該パケットはHA23でカプセル化(無線通信装置11のIPアドレスが付与)されるため、第1無線通信ネットワークを経由する場合には、図8(a)に示すように、IPv4(20)を加えた合計74バイトになり、第2無線ネットワーク16を経由する場合には、図8(b)に示すように、さらにPPPoE(6)を加えた合計80バイトになる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a header configuration of a downlink communication packet transmitted from the
上記の通り、無線通信装置11が送受信する無線通信パケットのヘッダ構成は、上りと下りや、ハンドオーバの前後(第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークとの間)で異なる。QoS制御部39が電話機能部33に分配する許容帯域は、符号化された音声データを含むペイロードだけではなく、上記ヘッダ構成を含むパケット全体に対するものであるため、ハンドオーバ前後でヘッダ長が異なる場合には、パケット全体の大きさが変化することになり、音声データのデータ量が許容帯域を超過してしまう場合がある。
As described above, the header configuration of the wireless communication packet transmitted and received by the
図5は、本発明の一実施形態にかかる無線通信装置11の動作フローを示す図であり、
これ以降、図6に示すネットワークおよび無線通信パケットのヘッダ構成を例に、図5に示す動作フローの詳細を説明する。なお、図6において、無線通信装置11は無線通信を行うが、相手通信端末12は、有線による通信を行うものとする。また、図6において、相手通信端末12は、VoIPアプリケーションなどのソフトフォンの実行部である電話機能部53を備えており、当該電話機能部53は、無線通信装置11から送付される符号化制御テーブルに基づき、自端末(相手通信端末12)から無線通信装置11に対する音声データの符号化レートを設定するものである。また、第1無線通信ネットワークにおける上り/下りの絶対遅延時間はそれぞれ200/100msec、第2無線通信ネットワークにおける上り/下りの絶対遅延時間はそれぞれ50/50msecであるものとする。
FIG. 5 is a diagram showing an operation flow of the
Hereinafter, the details of the operation flow shown in FIG. 5 will be described using the header configuration of the network and wireless communication packet shown in FIG. 6 as an example. In FIG. 6, it is assumed that the
図5に示す動作フローにおいて、無線通信装置11の電話機能部33は、先ず、ハンドオーバ制御部36から、現在接続している第1無線通信ネットワーク15の無線情報を取得する。電話機能部33が取得する無線情報には、第1無線通信ネットワーク15を経由する相手通信端末12への上り/下りの絶対遅延時間と、第1無線通信ネットワーク15における上り/下り通信パケットのヘッダ長とが含まれる。
In the operation flow shown in FIG. 5, the
電話機能部33は、取得した上りの絶対遅延時間および上り通信パケットのヘッダ長に基づいて、無線通信装置11から相手通信端末12への音声データの符号化に用いる、自装置用(無線通信装置11)符号化制御テーブルを生成し、さらに、取得した下りの絶対遅延時間および下り通信パケットのヘッダ長に基づいて、相手通信端末12から無線通信装置11への音声データの符号化に用いる、相手端末用(相手通信端末12)符号化制御テーブルを生成する。
The
図9は、電話機能部33による、符号化制御テーブルの生成フローチャートである。電話機能部33は、先ず、取得したヘッダ長を基に、符号化制御テーブル作成の基礎となる、第1無線通信ネットワーク15における上り/下りの符号化レート表を生成する(ステップS101、S102)。図11(a)は、第1無線通信ネットワーク15における上りの符号化レート表を示す図であり、図13(a)は、第1無線通信ネットワーク15における下りの符号化レート表を示す図である。なお、電話機能部33は、図4に示す基準符号化レート表を基に、ヘッダ長およびパケットの送信間隔などに応じて、図11および図13に示す符号化レート表を作成するものであるが、例えば、無線通信ネットワークの種別などに応じて、予め当該符号化レート表を自装置内に保持しておくこともできる。
FIG. 9 is a flowchart for generating an encoding control table by the
図11および図13に示す符号化レート表には、パケット送信間隔(20/40/60msec)と音声品質(Quality)とに基づく、1秒あたりの音声パケットのデータ量[bps](ヘッダおよびペイロード含む)が記載されている。音声品質(Quality)が高い(1:最低〜10:最高、基準レートは4)ほどデータ量は増加し、また、パケット送信間隔が長くなる(20ms:最短〜60ms:最長)ほど、送信データ量のうちヘッダの示す割合が減少するため、データ通信量は減少する。例えば、1秒間の音声データを20ms間隔のパケットで送信する場合と、40ms間隔のパケットで送信する場合を比較すると、20ms間隔の場合にはパケット数が50個になり、40msの場合にはパケット数は25個になる。この場合、各パケットのヘッダ長を一定とすると、40ms間隔でパケットを送信したほうが、20msに比べ、パケット25個分(50−25=25)、同じ時間の音声データに対して送信すべきヘッダ情報の総量を少なくすることが出来る。つまり、電話機能部33は、できるだけ長い時間間隔で音声パケットを送信すると、送信データ全体に対するペイロード(音声データ)の割合を高めることができる。なお、音声パケットの送信間隔が長い場合には、1つのパケットロスが与える音声データの再生品質への影響も大きくなるため、例えば、無線区間の許容帯域が十分に大きい場合には、送信間隔を長くできる無線通信ネットワークであっても、短い送信間隔で音声パケットを送信することも考えられることに留意されたい。
The coding rate table shown in FIG. 11 and FIG. 13 includes the data amount [bps] of the voice packet per second (header and payload) based on the packet transmission interval (20/40/60 msec) and the voice quality (Quality). Included). The higher the voice quality (1: lowest to 10: highest, the reference rate is 4), the larger the data amount, and the longer the packet transmission interval (20 ms: shortest to 60 ms: longest), the transmission data amount. Since the ratio indicated by the header decreases, the amount of data communication decreases. For example, when comparing voice data for 1 second in packets with a 20 ms interval and transmission with packets with a 40 ms interval, the number of packets is 50 for a 20 ms interval, and the packet is for 40 ms. The number will be 25. In this case, assuming that the header length of each packet is constant, sending a packet at intervals of 40 ms is a header to be sent for voice data of the same time for 25 packets (50-25 = 25) compared to 20 ms. The total amount of information can be reduced. That is, the
次に、電話機能部33は、第1無線通信ネットワーク15を経由する相手通信端末12への上り/下りの絶対遅延時間を取得し(ステップS103)、自装置(無線通信装置11)および相手端末(相手通信端末12)が、音声パケットの送信間隔をどの程度まで長くすることができるか、つまり、端末内にパケットをどの程度の時間蓄積しておけるかを判断するため、蓄積可能時間(Tdlypkc)を算出する(ステップS104)。蓄積可能時間(Tdlypkc)は、数3の通り、通信アプリケーションの再生に許容できる遅延時間(Tdlyprm)と、再生端末がデータパケットを受信してから実際に再生するまでのジッタバッファ滞留時間(Tdlyjtr)と、取得した絶対遅延時間(Tdlynet)と、音声パケットの符号化/復号化時間(Tdlyenc)と、に基づいて決定される。なお、数3の計算は、上り/下りそれぞれの絶対遅延時間に対して行われるため、上り/下りそれぞれに対しての、蓄積可能時間(Tdlypkc)が算出されることになる。上りの蓄積可能時間(Tdlypkc)は、自装置(無線通信装置11)から相手端末(相手通信端末12)への音声パケットの送信間隔を示すものであり、下りの蓄積可能時間(Tdlypkc)は、相手端末(相手通信端末12)から自装置(無線通信装置11)への音声パケットの送信間隔を示すものである。
[数3]
Tdlypkc=Tdlyprm-Tdlyjtr-Tdlynet-Tdlynec
Next, the
[Equation 3]
Tdlypkc = Tdlyprm-Tdlyjtr-Tdlynet-Tdlynec
図6においては、第1無線通信ネットワークにおける上り/下りの絶対遅延時間(Tdlypkc)はそれぞれ200/100msecであり、通信アプリケーションの再生に許容できる遅延時間(Tdlyprm)は400ms、ジッタバッファ滞留時間(Tdlyjtr)は160ms、音声パケットの符号化/復号化時間(Tdlyenc)は20msであるものとする。そのため、上りの蓄積可能時間(Tdlypkc)は20ms(Tdlypkc=400-160-200-20=20)となり、下りの蓄積可能時間(Tdlypkc)は120ms(Tdlypkc=400-160-100-20=120)となる。 In FIG. 6, the uplink / downlink absolute delay time (Tdlypkc) in the first wireless communication network is 200/100 msec, the delay time (Tdlyprm) allowable for reproduction of the communication application is 400 ms, and the jitter buffer residence time (Tdlyjtr). ) Is 160 ms, and the voice packet encoding / decoding time (Tdlyenc) is 20 ms. Therefore, the upstream accumulative time (Tdlypkc) is 20 ms (Tdlypkc = 400-160-200-20 = 20), and the downstream accumulative time (Tdlypkc) is 120 ms (Tdlypkc = 400-160-100-20 = 120). It becomes.
ステップS104において、上り/下りの蓄積可能時間(Tdlypkc)が算出されると、電話機能部33は、上り/下りの符号化レート表と、上り/下りの蓄積可能時間(Tdlypkc)とを基に、無線通信装置11が用いる自装置用符号化制御テーブルおよび相手通信端末12が用いる相手端末用符号化制御テーブルを作成する(ステップS105〜S112)。図12(a)および図14(a)は、それぞれ、第1無線通信ネットワークにおける、自装置用および相手端末用の符号化制御テーブルを示す図である。
In step S104, when the up / down accumulation time (Tdlypkc) is calculated, the
蓄積可能時間(Tdlypkc)が60ms以上の場合(ステップS105でYes)、電話機能部33は、符号化レート表のうち最も効率の良い60msの列に従って音声データの符号化を行うように、60msの列の各エントリを符号化制御テーブルに登録する(ステップS106)。図6の場合、下りの蓄積可能時間(Tdlypkc)は120msであるため、相手端末用符号化制御テーブルには、図14(a)に示すように、図13(a)の符号化レート表の60msの列の各エントリが登録されることになる。
When the accumulation possible time (Tdlypkc) is 60 ms or more (Yes in step S105), the
蓄積可能時間(Tdlypkc)が60msを下回るが(ステップS105でNo)、40ms以上の場合(ステップS107でYes)、電話機能部33は、符号化レート表のうち60msの次に効率の良い40msの列に従って音声データの符号化を行うように、40msの列の各エントリを符号化制御テーブルに登録する(ステップS108)。
When the possible storage time (Tdlypkc) is less than 60 ms (No in step S105), but when it is 40 ms or more (Yes in step S107), the
蓄積可能時間(Tdlypkc)が40msを下回るが(ステップS107でNo)、20ms以上の場合(ステップS109でYes)、電話機能部33は、20msの列に従って音声データの符号化を行うように、まず。20msの列のうち、基準レート(Quality=4)以上のエントリを符号化制御テーブルに登録する(ステップS111)。次に、電話機能部33は、20msの列のうち、基準レートを下回るエントリについては符号化制御テーブルに登録せず、40msの列に移動し、40msの列のエントリのうち、20msの基準レートのビットレート(例えば図11(a)では34,400bps)を下回るエントリ(例えば、図11(a)では、Quality6以下のエントリのビットレートが、34,400bpsを下回る)を、符号化制御テーブルに登録する(ステップS112)。これは、音声通信においては所望の通信品質(基準レート以上)を維持する必要がある一方、通信品質を維持できないような許容帯域において通信効率の悪い20ms間隔でパケット送信を行うことは得策ではないため、再生遅延を多少に犠牲にし、音声の通信品質を高めるための措置である。図6の場合、上りの蓄積可能時間(Tdlypkc)は20msであるため、自装置用符号化制御テーブルには、図12(a)に示すように、図11(a)の符号化レート表の20msの列はQualityが10〜4のエントリが登録され、次いで、40msの列のQualityが6〜1のエントリが登録されることになる。
If the possible storage time (Tdlypkc) is less than 40 ms (No in step S107), but 20 ms or more (Yes in step S109), the
蓄積可能時間が20msも下回る場合(ステップ)には、20msの列に従って音声データの符号化を行うように、20msの列の各エントリを符号化制御テーブルに登録する(ステップS110)。 If the accumulable time is less than 20 ms (step), each entry in the 20 ms column is registered in the encoding control table so that the audio data is encoded according to the 20 ms column (step S110).
図10は、図9とは異なる、符号化制御テーブルの生成フローチャートである。なお、図10に示すフローチャートのステップS201〜S204、S214〜S217の処理ついては、図9に示すフローチャートのステップS101〜S104、S109〜S112の処理と同等であるため、説明を省略する。 FIG. 10 is an encoding control table generation flowchart different from FIG. Note that the processing in steps S201 to S204 and S214 to S217 in the flowchart shown in FIG. 10 is the same as the processing in steps S101 to S104 and S109 to S112 in the flowchart shown in FIG.
ステップS205において、蓄積可能時間(Tdlypkc)が60ms以上の場合、電話機能部33は、QoS制御部39より、許容帯域(Bprm)を取得する(ステップS206)。電話機能部33は、取得した許容帯域(Bprm)が所定の帯域(Bth)以上である場合、つまり、無線区間が十分に広帯域である場合には、20msの列に従って音声データの符号化を行うように、20msの列の各エントリを符号化制御テーブルに登録する(ステップS208)。これは、音声パケットの送信間隔が長い場合には、1つのパケットロスが与える音声データの再生品質への影響も大きくなるため、例えば、無線区間の許容帯域が十分に大きい場合には、送信間隔を長くできる無線通信ネットワークであっても、短い送信間隔で音声パケットを送信する方が良いためである。無線区間が広帯域ではない場合には、60msの列の各エントリを符号化制御テーブルに登録する(ステップS209)。
In step S205, when the accumulable time (Tdlypkc) is 60 ms or more, the
ステップS210において、蓄積可能時間(Tdlypkc)が40ms以上の場合、電話機能部33は、QoS制御部39より、許容帯域(Bprm)を取得する(ステップS211)。電話機能部33は、取得した許容帯域(Bprm)が所定の帯域(Bth)以上である場合、つまり、無線区間が十分に広帯域である場合には、20msの列に従って音声データの符号化を行うように、20msの列の各エントリを符号化制御テーブルに登録する(ステップS208)。無線区間が広帯域ではない場合には、電話機能部33は、40msの列の各エントリを符号化制御テーブルに登録する(ステップS213)。
In step S210, when the accumulable time (Tdlypkc) is 40 ms or more, the
電話機能部33は、相手端末用符号化制御テーブルを生成すると、当該相手端末用符号化制御テーブルを、相手通信端末12に送付する。
When the
次に、電話機能部33は、QoS制御部39からVoIPアプリケーションに分配された上り/下りの許容帯域を取得し、下りの許容帯域については、相手通信端末12に情報を通知する。電話機能部33は、上りの許容帯域を基に、図12(a)に示す自装置用符号化制御テーブルから、許容帯域に合った符号化レートを取得し、当該符号化レートに応じた音声パケットを相手通信端末12に送信する。なお、無線通信装置11の電話機能部33から相手通信端末12に通知される下り許容帯域については、例えば、無線通信装置11および相手通信端末12間の伝送遅延時間に応じた無線状態変化などを考慮し、一定時間の間に取得した下り許容帯域の平均値を用いたり、一定時間の間に取得した下り許容帯域のうち最も低い値を用いたりすることも考えられる。
Next, the
相手通信端末12の電話機能部53は、無線通信装置11の電話機能部33から通知された下り許容帯域を基に、図14(a)に示す符号化制御テーブルから、許容帯域に合った符号化レートを取得し、当該符号化レートに応じた音声パケットを無線通信装置11に送信する。
The
無線通信装置11と相手通信端末12とが、第1無線通信ネットワークを経由して通信している間も、ハンドオーバ制御部36は、無線情報取得部35から取得される第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16のそれぞれの無線状態(通信品質)を監視し、無線リンクを形成して通話を行っている第1無線通信ネットワーク15の無線状態が、予め設定した当該第1無線通信ネットワーク15におけるハンドオーバ予定決定閾値よりも悪くなり、かつ第2無線通信ネットワーク16の無線状態がハンドオーバ予定決定閾値以上となった場合には、第2無線通信ネットワーク16へのハンドオーバ予定を決定する。
While the
ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバの予定を決定すると、電話機能部33にハンドオーバの開始を通知する。電話機能部33は、当該通知に応じて、ハンドオーバ制御部36から、ハンドオーバ先である第2無線通信ネットワーク16の無線情報を取得する。電話機能部33が取得する無線情報には、第2無線通信ネットワーク16を経由する相手通信端末12への上り/下りの絶対遅延時間と、第2無線通信ネットワーク16における上り/下りの通信パケットのヘッダ長が含まれる。しかし、ハンドオーバ制御部36がハンドオーバを完了するまでの間は、ハンドオーバ先である第2無線通信ネットワーク16の無線情報を取得することができない場合があるため、その場合、電話機能部33は、予め保持している仮の無線情報を利用する。当該仮の無線情報には、第2無線通信ネットワーク16を経由する相手通信端末12への仮の下り絶対遅延時間と、第2無線通信ネットワーク16における仮の下りパケットヘッダ長が含まれる。以降の説明は、電話機能部33は、仮の無線情報に基づいて処理を行うものとする。
When determining the handover schedule, the
電話機能部33は、先ず、仮の下り絶対遅延時間および仮の下りパケットヘッダ長に基づいて、相手通信端末12から無線通信装置11への音声データの符号化に用いる、相手端末用符号化制御テーブルを生成する。
First, the
当該符号化制御テーブルの作成は、図9に示すフローチャートに沿って行われる。ステップS102において、電話機能部33は、図13(b)に示す、第2無線通信ネットワーク16における下りの符号化レート表を作成する。ここで、仮の下り絶対遅延時間を50msとすると、ステップS104において算出される蓄積可能時間(Tdlypkc)は、170msとなる。そのため、第2無線通信ネットワークにおける相手端末用符号化制御テーブルには、図14(b)に示すように、図13(b)の符号化レート表の60msの列の各エントリがそのまま登録されることになる(ステップS106)。
The encoding control table is created according to the flowchart shown in FIG. In step S102, the
電話機能部33は、相手端末用符号化制御テーブルを生成すると、当該相手端末用符号化制御テーブルを、相手通信端末12に送付する。
When the
相手通信端末12の電話機能部53は、無線通信装置11からの相手端末用符号化制御テーブルを受信すると、ハンドオーバ元の無線通信ネットワーク(第1無線通信ネットワーク)における相手端末用符号化制御テーブルと、ハンドオーバ先の無線通信ネットワーク(第2無線通信ネットワーク)における相手端末用符号化制御テーブルとの、2つの符号化制御テーブルを保持することになる。相手通信端末12の電話機能部53は、ハンドオーバにより無線通信ネットワークが切り替わる際のパケットサイズが許容帯域を越えないように、2つの符号化制御テーブルのうち、パケットサイズが短くなる方の符号化制御テーブルを用いて、音声データの符号化を行う。
When the
ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバが完了すると、電話機能部33にハンドオーバの完了を通知する。電話機能部33は、当該ハンドオーバ通知を、相手通信端末12に通知する。相手通信端末12の電話機能部53は、当該ハンドオーバ通知を受信すると、ハンドオーバ元の無線通信ネットワーク(第1無線通信ネットワーク)における相手端末用符号化制御テーブルを破棄し、以降の音声データの符号化は、ハンドオーバ先の無線通信ネットワーク(第2無線通信ネットワーク)における相手端末用符号化制御テーブルを用いて行う。
When the handover is completed, the
電話機能部33は、ハンドオーバ完了通知に応じて、ハンドオーバ制御部36から、ハンドオーバ先である第2無線通信ネットワーク16の無線情報を取得する。電話機能部33が取得する無線情報には、第2無線通信ネットワーク16を経由する相手通信端末12への上り/下りの絶対遅延時間と、第2無線通信ネットワーク16における上り/下りの通信パケットのヘッダ長が含まれる。電話機能部33は、取得した取得した上りの絶対遅延時間および上りパケットのヘッダ長に基づいて、無線通信装置11から相手通信端末12への音声データの符号化に用いる、自装置用符号化制御テーブルを生成する。なお、先に作成した相手用符号化制御テーブルについて、電話機能部33が保持する仮の無線情報(第2無線通信ネットワーク16を経由する相手通信端末12への仮の下り絶対遅延時間と、第2無線通信ネットワーク16における仮の下りパケットヘッダ長)と、実際に取得した無線情報とが異なる場合には、電話機能部33は、再度取得した取得した下りの絶対遅延時間および下りパケットのヘッダ長に基づいて、相手端末用符号化制御テーブルを作成し、相手通信端末12に送付する。
The
当該符号化制御テーブルの作成は、図9に示すフローチャートに沿って行われる。ステップS102において、電話機能部33は、図11(b)に示す、第2無線通信ネットワーク15における上りの符号化レート表を作成する。また、図6において、第2無線通信ネットワークの上り絶対遅延時間は50msであるため、ステップS104において算出される蓄積可能時間(Tdlypkc)は、170msとなる。そのため、第2無線通信ネットワークにおける自装置用符号化制御テーブルには、図12(b)に示すように、図11(b)の符号化レート表の60msの列の各エントリがそのまま登録されることになる(ステップS106)。
The encoding control table is created according to the flowchart shown in FIG. In step S102, the
次に、電話機能部33は、QoS制御部39からVoIPアプリケーションに分配された上り/下りの許容帯域を取得し、下りの許容帯域については、相手通信端末12に情報を通知する。電話機能部33は、上りの許容帯域を基に、図12(b)に示す、第2無線通信ネットワーク16における自装置用符号化制御テーブルから、許容帯域に合った符号化レートを取得し、当該符号化レートに応じた音声パケットを相手通信端末12に送信する。相手通信端末12の電話機能部53は、無線通信装置11の電話機能部33から通知された下り許容帯域を基に、図14(b)に示す第2無線通信ネットワーク16における符号化制御テーブルから、許容帯域に合った符号化レートを取得し、当該符号化レートに応じた音声パケットを無線通信装置11に送信する。
Next, the
このように、本実施形態によれば、無線通信装置11は、ハンドオーバを行うに伴って、無線区間のヘッダ長が変更される場合、該変更されるヘッダ長と、ハンドオーバ先のネットワークの遅延時間とに基づいて、符号化制御テーブルを変更し、ハンドオーバが完了すると、変更した符号化制御テーブルに基づいて送信するデータを符号化するように制御するので、ハンドオーバ時に、無線通信ネットワークにおける許容帯域に収まるように、無線通信パケットのヘッダ構成の変化に応じてアプリケーションデータの符号化を変化させることが可能となる。
Thus, according to the present embodiment, when the header length of the radio section is changed as the handover is performed, the
また、無線通信装置11は、自装置から相手通信端末12までの第2無線通信ネットワーク16を経由した片道の遅延時間を算出し、該片道の遅延時間と、ハンドオーバに伴い変更されたヘッダ長と、に基づいて、相手通信端末12の符号化制御テーブルを変更し、当該変更した相手通信端末12の符号化制御テーブルを該相手通信端末12に対して送信するため、相手通信端末12も、ハンドオーバ時に、無線通信ネットワークにおける許容帯域に収まるように、無線通信パケットのヘッダ構成の変化に応じてアプリケーションデータの符号化を変化させることが可能となる。これは、特に、相手端末(相手通信端末12)が、相手端末自身が送受信するパケットのヘッダ長ではなく、自装置(無線通信装置11)が送受信するパケットヘッダ長に基づいて作成されたパラメータ(符号化制御テーブル)に基づいて音声データの符号化を行うため、相手端末に対し、自装置の環境に合わせた符号化を行わせることができる点で重要である。
Also, the
(無線通信パケットのヘッダ構成の変形例)
図15は、モバイルIPv4(リバーストネリングあり)によってIPモビリティを実現する場合の、各通信区間における通信パケットのヘッダ構成を示す図である。図15において、第2無線通信ネットワークにおける通信パケットのヘッダ構成(ヘッダ長)は、第1無線通信ネットワークにおける通信パケットのヘッダ構成に対し、PPPoEを追加した構成となっている。図15では、リバーストネリングオプションが有効(リバーストネリングあり)であるため、無線通信装置11から相手通信端末12への通信パケットは、HA23を経由してから相手通信端末12に送信される。また、相手通信端末12から無線通信装置11への通信パケットも同様に、HA23を経由して無線通信装置11に送信される。なお、図6の場合と同様に、第1無線通信ネットワークにおける上り/下りの絶対遅延時間はそれぞれ200/100msec、第2無線通信ネットワークにおける上り/下りの絶対遅延時間はそれぞれ50/50msecであるものとする。
(Modified example of header configuration of wireless communication packet)
FIG. 15 is a diagram illustrating a header configuration of a communication packet in each communication section when IP mobility is realized by mobile IPv4 (with reburst tunneling). In FIG. 15, the header configuration (header length) of the communication packet in the second wireless communication network is a configuration in which PPPoE is added to the header configuration of the communication packet in the first wireless communication network. In FIG. 15, since the reburst tunneling option is valid (with reburst tunneling), the communication packet from the
図16は、図15において送信される通信パケットのヘッダ構成を示す図であり、図16(a)は第1無線通信ネットワーク15を経由する場合のヘッダ構成、図16(b)は第2無線通信ネットワーク16を経由する場合のヘッダ構成を示す。なお、図15においては、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16いずれにおいても、無線区間の上りパケットと下りパケットのヘッダ構成は等しくなる。リバーストネリングが有効である場合、無線通信装置11と相手通信端末12との間のパケットは、一度HA23を経由してから送られる。そのため、相手通信端末12からHA23へのパケットのヘッダ長は、Ether(14)+IPv4(20)+UDP(8)+RTP(12)の合計54バイトであるが、当該パケットはHA23でカプセル化(無線通信装置11のIPアドレスが付与)されるため、第1無線通信ネットワークを経由する場合には、図16(a)に示すように、IPv4(20)を加えた合計74バイトになり、第2無線ネットワーク16を経由する場合には、図16(b)に示すように、さらにPPPoE(6)を加えた合計80バイトになる。
FIG. 16 is a diagram showing a header configuration of the communication packet transmitted in FIG. 15, FIG. 16 (a) is a header configuration when passing through the first
この場合も、電話機能部33は、図9に示すフローチャートのとおり、符号化制御テーブルを生成する。図17(a)は、第1無線通信ネットワーク15における符号化レート表(上り下り共通)を示す図であり、図17(b)は、第2無線通信ネットワーク15における下りの符号化レート表(上り下り共通)を示す図である。また、18(a)は第1無線通信ネットワーク15における自装置用符号化制御テーブルを示す図であり、18(b)は第2無線通信ネットワーク16における自装置用符号化制御テーブルを示す図である。図15の場合、第1無線通信ネットワークの上り絶対遅延時間は200msであるため、ステップS104において算出される蓄積可能時間(Tdlypkc)は、20msとなる。そのため、第1無線通信ネットワーク15における自装置用符号化制御テーブルには、図18(a)に示すように、図17(a)の符号化レート表の20msの列のうち、Qualityが10〜4のエントリが登録され、次いで、40msの列のうち、Qualityが7〜1のエントリが登録されることになる。また、第2無線通信ネットワークの上り絶対遅延時間は50msであるため、ステップS104において算出される蓄積可能時間(Tdlypkc)は、170msとなる。そのため、第2無線通信ネットワークにおける自装置用符号化制御テーブルは、図18(b)に示すように、図17(b)の符号化レート表の60msの列がそのまま登録されることになる。
Also in this case, the
なお、図6および図15において、相手通信端末12から無線通信装置11へのパケットのヘッダ構成が、第1無線通信ネットワークおよび第2無線通信ネットワークそれぞれで同じであるため、図15の場合の第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の相手通信用符号化制御テーブルは、それぞれ、図14(a)および(b)に示す、図6の場合の第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の相手通信用制御テーブルと同じになる。
6 and 15, the header configuration of the packet from the
(自装置および相手端末がともに無線通信を行う場合の変形例)
図19は、無線通信装置11および相手通信端末12がともに無線通信を行う場合の、動作フローを示す図である。なお、図19においては、相手通信端末12は、無線通信端末11と同等の構成を有しており、相手通信端末12の電話機能部53、QoS制御部59、ハンドオーバ制御部56および無線情報取得部55は、それぞれ、無線通信装置11の電話機能部33、QoS制御部39、ハンドオーバ制御部36および無線情報取得部35と同等の機能を有するものである。
(Modification example when both own device and partner terminal perform wireless communication)
FIG. 19 is a diagram illustrating an operation flow when both the
無線通信装置11および相手通信端末12がともに無線通信を行う場合、原則として、無線通信装置11および相手通信端末12の双方が、それぞれが属する無線通信ネットワークについて、自装置および相手通信端末用の符号化制御テーブルを作成し、作成した相手通信端末用符号化制御テーブルを、通信相手(相手通信端末12または無線通信装置11)に送付する。そのため、無線通信装置11および相手通信端末12の双方は、自身が作成した自装置用符号化制御テーブルと、通信相手から送付された相手端末用符号化制御テーブルとの、2つの符号化制御テーブルを保持することになる。無線通信装置11および相手通信端末12は、それぞれ、狭い方の無線許容帯域を超過することがないように、2つの符号化制御テーブルのうち、パケットサイズが短くなる方の符号化制御テーブルを用いて、音声データの符号化を行う。
When both the
無線通信装置11がハンドオーバを開始すると、無線通信装置11は、図5に示す場合と同様に、相手端末用符号化制御テーブルを作成すると共に、相手通信端末12に対し、ハンドオーバ元およびハンドオーバ先の無線通信ネットワークにおける絶対遅延時間の差を通知する。相手通信端末12は、先に取得しているハンドオーバ元の無線通信ネットワークにおける絶対遅延時間に、無線通信装置11から通知された絶対遅延時間の差を加えることにより、無線通信装置11のハンドオーバ先のネットワークに対する、自端末用符号化制御テーブルを作成することができる。
When the
無線通信装置11のハンドオーバが完了すると、無線通信装置11は、図5に示す場合と同様に、自装置用符号化制御テーブルを作成すると共に、相手通信端末12に対し、ハンドオーバの完了を通知する。相手通信端末12は、ハンドオーバの完了通知を受け、無線通信装置11のハンドオーバ先のネットワークにおける絶対遅延時間を取得し、当該絶対遅延時間に応じて、自端末用符号化制御テーブルを作成することができる。
When the handover of the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、本発明は、VoIPのアプリケーションを実行する場合に限らず、映像や音楽等のマルチメディアデータをストリーミング再生する場合のようなリアルタイム通信系のアプリケーションを実行する場合にも有効に適用できる。また、符号化レート表における基準レートを、例えばQualityが5の場合と設定することにより、より高品質な音声通信を行うことが可能である。また、無線通信装置は、相手端末が自装置と同じ音声符号化アルゴリズムを用いることを前提に相手端末用制御テーブルを作成しているが、相手端末が自装置と異なる音声符号化アルゴリズムを用いている場合には、事前に符号化アルゴリズムの情報を交換し、相手端末の符号化アルゴリズムに応じた符号化制御テーブルを作成することもできる。また、符号化制御テーブル作成において、各無線通信ネットワークの帯域や、ジッタなどを考慮することも可能である。例えばジッタ(Tjtrtim)を考慮した場合、蓄積可能時間(Tdlypkc)は、数4により求めることが出来る。
[数4]
Tdlypkc=Tdlyprm-Tdlyjtr-Tdlynet-Tdlynec-Tjtrtim
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, the present invention is not limited to the case of executing a VoIP application, but can be effectively applied to the case of executing a real-time communication application such as streaming reproduction of multimedia data such as video and music. Also, by setting the reference rate in the coding rate table as, for example, the case where Quality is 5, higher-quality voice communication can be performed. In addition, the wireless communication device creates a control table for the partner terminal on the assumption that the partner terminal uses the same speech encoding algorithm as that of its own device, but the partner terminal uses a speech encoding algorithm different from that of its own device. If it is, the encoding algorithm information corresponding to the encoding algorithm of the counterpart terminal can be created by exchanging the encoding algorithm information in advance. Also, in creating the encoding control table, it is possible to consider the bandwidth of each wireless communication network, jitter, and the like. For example, when jitter (Tjtrtim) is taken into consideration, the accumulable time (Tdlypkc) can be obtained by
[Equation 4]
Tdlypkc = Tdlyprm-Tdlyjtr-Tdlynet-Tdlynec-Tjtrtim
11 無線通信装置
12 相手通信端末
12a 送受話器
15 第1無線通信ネットワーク
15a アクセスポイント(基地局)
16 第2無線通信ネットワーク
16a 基地局
17 パケットネットワーク
18 インターネット
21,22 SIPサーバ
23 ホームエージェント(HA)
31 第1無線I/F
32 第2無線I/F
33、53 電話機能部
34 通信処理部
35、55 無線情報取得部
36、56 ハンドオーバ制御部
39、59 QoS制御部
11
16 Second
31 First wireless I / F
32 Second wireless I / F
33, 53
Claims (2)
自装置から通信相手までの前記第2無線通信ネットワークを経由した片道の遅延時間を算出する算出部と、
前記第1無線通信ネットワークから前記第2無線通信ネットワークへハンドオーバを行うに伴って、無線区間のヘッダ長が変更される場合、該変更されるヘッダ長と、前記算出部により算出された前記第2無線通信ネットワークの遅延時間とに基づいて、パケットの送信間隔を変更する変更部と、
を備えた無線通信装置。 A wireless communication unit that performs wireless communication by connecting to a first wireless communication network and a second wireless communication network different from the first wireless communication network;
A calculation unit for calculating a one-way delay time via the second wireless communication network from the own device to a communication partner;
When the header length of the radio section is changed as the handover from the first radio communication network to the second radio communication network is performed, the changed header length and the second calculated by the calculation unit A changing unit that changes a packet transmission interval based on a delay time of the wireless communication network ;
A wireless communication device comprising:
前記変更部は、該片道の遅延時間と、前記変更されるヘッダ長と、に基づいて、パケットの送信間隔を変更することを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。 The calculation unit calculates a one-way delay time via the second wireless communication network from the communication partner to the own device,
The changing unit includes a delay time of the path該片, the header length is the change, on the basis of the radio communication apparatus according to claim 1, wherein changing the transmission interval of the packet.
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