JP2021190858A

JP2021190858A - 通信システム及び通信制御方法

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Publication number: JP2021190858A
Application number: JP2020094767A
Authority: JP
Inventors: 堅三郎藤嶋; Kenzaburo Fujishima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2021-12-13
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: JP7502083B2

Abstract

【課題】通信を継続すべきアプリケーションのデータ通信を継続する通信システム及び制御方法を提供する。【解決手段】通信システムにおいて、無線サブシステム１３−１、２内で移動体端末２の接続が確立した時点で、無線サブシステムからパケット処理装置１２−１、２に対して接続確立メッセージを伝送する。パケット処理装置は、接続確立メッセージを受信すると、受信した接続確立メッセージから移動体ＩＤと無線サブシステムを特定し、端末接続状態管理テーブルの該当部分を接続中に変化させる。無線サブシステム内で移動体端末の接続が切断した時点で、無線サブシステムらパケット処理装置に対して接続切断メッセージが伝送される。パケット処理装置が接続切断メッセージを受信すると、受信した接続切断メッセージから移動体ＩＤと無線サブシステム１３を特定し、端末接続状態管理テーブル１の該当部分を切断中に変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、アプリケーションのパケットデータを複数の無線システムで伝送し、無線システム切替時にも安定的に伝送を継続する通信システムに関する。

国際鉄道連合ＵＩＣ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＵｎｉｏｎｏｆＲａｉｌｗａｙｓ）は、現在無線列車制御システムに活用しているＧＳＭ−Ｒのライフタイムが２０３０年ごろに終了することを想定した新無線システムへのリプレース、及びＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）や５Ｇ等の広帯域無線システムを活用し、鉄道システム自体の高度化を推進するために、次世代鉄道向け無線通信システムＦＲＭＣＳ（ＦｕｔｕｒｅＲａｉｌｗａｙＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）の規格策定を進めている。

ＦＲＭＣＳでは、ＬＴＥや５Ｇなどの既存無線アクセス技術をカスタマイズせずに、そのまま活用してコスト低減を狙い、既存無線アクセス技術を用いて鉄道システムを実現する多様なアプリケーションが要求する通信品質の実現を志向している。

また、ＧＳＭ−ＲからＬＴＥや５Ｇなどへのマイグレーションを想定し、例えば列車がＧＳＭ−Ｒでカバレッジが形成されたエリアから５Ｇでカバレッジが形成されたエリアへ移動する際も、ＥＴＣＳ（ＥｕｒｏｐｉａｎＴｒａｉｎＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ）による列車制御情報の双方向伝送を途絶させずに、かつ当該列車制御情報を取り扱うアプリケーションに意識させずに、無線システムをＧＳＭ−Ｒから５Ｇにスムーズに切り替えること、すなわち無線システム間のシームレスハンドオーバの実現がＦＲＭＣＳの要件として定められている。

無線システム間のシームレスハンドオーバ実現方法は、例えば特許文献１（特開２００４−２７４４５８号公報）及び特許文献２（特開２０１２−１１４７４２号公報）に開示されている。

特許文献１（特開２００４−２７４４５８号公報）には、異なる無線アクセス方式で通信を行う複数の無線アクセスネットワークと、これらの無線アクセスネットワークとコアネットワークを接続するエッジノードとを備え、前記無線アクセスネットワーク内に存在する移動通信端末装置からの前記複数の異なる無線アクセス方式による通信データを切替えて前記コアネットワーク側へ送信する異種無線システム間のハンドオーバ制御システムであって、前記移動通信端末装置は、複数の異なる無線アクセスネットワークを利用できる位置に存在してデータの送信を行う場合に、利用可能な複数の前記無線アクセスネットワークに対して同一のデータを同時に送信する通信手段を備え、前記エッジノードは、異なる前記無線アクセスネットワークを介して受信した前記移動通信端末装置からの同一のデータのうち、所定の基準にしたがっていずれかの１つのデータを選択して前記コアネットワーク側に送出するデータ選択手段を備えることを特徴とする異種無線システム間のハンドオーバ制御システムが開示されている（請求項１参照）。

特許文献２（特開２０１２−１１４７４２号公報）では、複数種類の無線通信方式の少なくとも一つを使用して無線通信を行なう異種無線通信システムに適用される無線通信装置であって、相互に異なる方式で無線通信を行なう複数の無線モジュールと、アプリケーションを動作させるアプリケーション部と、動作させる前記無線モジュールを切り替えると共に、前記無線モジュールを切り替える際に、前記アプリケーション部に対して、前記無線モジュールを切り替える旨の通知を行なうスイッチ部と、を備え、前記アプリケーション部は、データを取得している最中に、前記スイッチ部から前記通知を受けた場合、取得すべきデータのうち未取得のデータのみを取得するリジューム機能を起動することを特徴とする無線通信装置が開示されている（請求項１参照）。

特開２００４−２７４４５８号公報特開２０１２−１１４７４２号公報

複数の無線システムでカバレッジを確保したエリア内を移動する移動体に対し、当該移動体の移動に伴い当該移動体がデータ伝送可能な無線システムが変化しても、同一アプリケーションに関するデータ通信を継続することが本発明の狙いである。

移動体が広帯域の無線システムのカバレッジから狭帯域の無線システムのカバレッジへ移動しても、アプリケーションが無線システムの切り替えを意識しなくてもよければ、無線システムの切り替え前後で各アプリケーションの動作は変化しない。その結果、広帯域無線システム内で稼働しているアプリケーションのデータ通信が狭帯域無線システムの伝送能力を超えるため、狭帯域無線システムにおいてアプリケーションのパケットロスが発生する。

ここで注意すべきは、無線システムの切り替え後にも通信継続が必要なアプリケーションと不要なアプリケーションが存在する点である。先行技術文献では、無線システムを切り替えるときにアプリケーションのデータ通信を継続するが、前述したパケットロスの問題を回避できない。

本発明は、無線通信システムを切り替えても通信を継続するアプリケーションと、通信を終了するアプリケーションとを区別して、通信を継続するアプリケーションに対してのみ選択的に無線システム間シームレスハンドオーバを提供する無線システムを提供することを目的とする。

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、少なくとも一つのアプリケーションのパケットデータフローを複数の無線システム上で統括的に取り扱う通信システムであって、前記少なくとも一つのアプリケーション毎にデータ伝送に使用する１又は複数の無線システムが定義された情報を保持し、ある無線システムにおいて移動体端末の接続が確立した時点で、前記定義に基づいて、当該無線システムにおいて少なくとも一つのアプリケーションのそれぞれについて選択的にデータ伝送可否を判定することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、通信を継続すべきアプリケーションのデータ通信を継続できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。

通信システムの実施例を示す図である。パケット処理装置の実施例を示す図である。端末接続状態管理テーブルの実施例を示す図である。無線システム適用ポリシーテーブルの実施例を示す図である。受信パケット処理部が実行する処理のフローチャートである。送信パケット処理部が実行する処理のフローチャートである。

＜実施例１＞
図１は、本発明による通信システムの実施例を示す。

通信システムでは、全体として、多数の移動体に実装されたアプリケーションと通信するセンタ側のアプリケーションサーバ群を有するセンタ側装置群１と、各移動体端末２が、無線サブシステム１３を介して無線通信を実施する。移動体端末２は複数存在してもよい。

アプリケーション処理装置１１は、有線ネットワークインターフェースを持ち、典型的には、汎用サーバや産業用ＰＣで構成される。本実施例では、アプリケーション毎に別々の装置を使用することを想定するが、複数のアプリケーションが同一の装置上で動作してもよい。但し、その場合は、複数のネットワークインターフェースを持つか、アプリケーション毎に別のポート番号を割り当てる。また、アプリケーション処理装置１１は、センタ側と移動体端末側にそれぞれに配置され、アプリケーション処理装置１１同士で無線を介して片方向又は双方向の通信を行う。

パケット処理装置１２は、本発明特有の機能を有する装置であり、論理的にはアプリケーション処理装置１１と無線サブシステム１３との間に配置する。

パケット処理装置１２は、アプリケーション処理装置１１から入力されたパケットを必要に応じて複製して１又は複数の無線サブシステム１３に転送し、無線サブシステム１３から入力されたパケットのうち、複数の無線サブシステム１３を通過した同一パケットの存在に注意しつつ、重複するパケットを破棄して、必要なパケットのみを適切なアプリケーション処理装置１１に転送する。パケット処理装置１２は、条件付きの入力パケット複写機能及び重複排除機能を有するＬ３ルータとして機能し、有線ネットワークインターフェースを具備する汎用サーバで構成され、ソフトウェアで機能が実現される。

無線サブシステム１３は、例えばＬＴＥや５Ｇのシステム全体、すなわちコアネットワーク、基地局、移動体端末２を含むシステムである。無線サブシステム１３において、センタ側及び移動体端末側のパケット処理装置１２側に向いている端部には、論理的にはＬ３ルータ機能を有するノードが配置される。ＬＴＥであればＰ−ＧＷやＵＥが当該機能を提供する。つまり、アプリケーション処理装置１１から見て、センタ側のパケット処理装置１２、移動体端末側のパケット処理装置１２、及び無線サブシステム内のＬ３ルータ機能を提供する二つのノードの、合計４か所のＬ３ルータを通過するシステムであると考えられる。本発明の観点で、無線サブシステム１３は、センタ側の端部と移動体端末側の端部との間を通過するパケットを転送するＬ３ルータ群と考えられる。

図２は、本発明によるパケット処理装置１２の実施例を示す。

アプリケーション処理装置１１と無線サブシステム１３との間に、Ｌ２スイッチ１０２を配置している。アプリケーション処理装置１１はネットワークインターフェース１０１において他の装置を接続されており、無線サブシステム１３はＬ３ルータ相当のノード１０３がＬ２スイッチ１０２に対して露出している。Ｌ２スイッチ１０２は、ネットワークインターフェース１０１を有するパケット処理装置１２とも接続している。

パケット処理装置１２の内部について、ネットワークインターフェース１０１から入力されたパケットは、受信パケット処理部１０４に入力される。詳細は図５を用いて後述するが、受信パケット処理部１０４では、入力されたパケットがＬ３ルーティング対象であるか、当該パケット処理装置１２宛のメッセージあるかを判定し、入力されたパケットがＬ３ルーティング対象であれば送信パケット処理部１０７へ転送、入力されたパケットが当該パケット処理装置１２宛のメッセージであれば受信メッセージを解析して、解析した情報を各種テーブルに格納する。

端末接続状態管理テーブル１０５は、各端末がどの無線サブシステム１３に接続中であるか、又は切断中であるかの状態を保持する。詳細は図３を用いて後述する。

無線システム適用ポリシーテーブル１０６は、各アプリケーションがどの無線サブシステム１３でデータ伝送するかのポリシーが定義されたテーブルである。詳細は図４を用いて後述する。

送信パケット処理部１０７は。受信パケット処理部１０４から、入力パケットがそのままスルーで出力されたものと、当該パケットが関連付けられる移動体端末２及びアプリケーションを示すタグ情報とが入力される。

送信パケット処理部１０７の詳細な動作は図６にて後述するが、これらの入力に対し、どの無線サブシステム１３にパケットを転送するか、又はどのアプリケーション処理装置１１にパケットを転送するかを決定し、当該パケットを転送するＬ３ルータ相当の機能を実行する。

図３は、本発明による端末接続状態管理テーブル１０５の実施例を示す。

テーブルの縦方向には移動体端末２の識別子（移動体ＩＤ）が並んでおり、横方向には無線サブシステム１３が並んでいる。

移動体端末２毎に、データパスが確立している無線サブシステム１３は接続中（図中Ｏ印）、確立していない無線サブシステム１３は切断中（図中無印）のいずれかで状態を管理している。

状態遷移を考える。システム全体を起動した直後は、全ての欄が切断中の状態となる。無線サブシステム１３内で移動体端末２の接続が確立した時点で、無線サブシステム１３からパケット処理装置１２に対して接続確立メッセージが伝送される。パケット処理装置１２が接続確立メッセージを受信すると、受信パケット処理部１０４は受信した接続確立メッセージから移動体ＩＤと無線サブシステム１３を特定し、端末接続状態管理テーブル１０５の該当部分を接続中に変化させる。

接続確立メッセージは、接続確立のメッセージであること、及び当該移動体端末２に無線サブシステム１３内で払い出された外部アクセス用のＩＰアドレスを含む。

無線サブシステム１３内で移動体端末２の接続が切断した時点で、無線サブシステム１３からパケット処理装置１２に対して接続切断メッセージが伝送される。パケット処理装置１２が接続切断メッセージを受信すると、受信パケット処理部１０４は受信した接続切断メッセージから移動体ＩＤと無線サブシステム１３を特定し、端末接続状態管理テーブル１０５の該当部分を切断中に変化させる。

接続切断メッセージは、接続切断のメッセージであること、及び当該移動体端末２に払い出されており、切断により解放されたＩＰアドレスを含む。

どちらのメッセージに関しても、パケット処理装置１２は、当該メッセージがどの無線サブシステム１３から送信されたかを、当該メッセージが伝送されたＩＰパケットの送信元によって識別できる。メッセージの中に、送信元の無線サブシステム１３を特定する情報を追加してもよい。なお、移動体端末２に払い出されたＩＰアドレスと図３の移動体ＩＤは別途関連付けておくか、ＩＰアドレスを移動体ＩＤとしてもよい。本実施例では、移動体ＩＤはＩＰアドレスと等価のものとして扱う。

図４は、本発明による無線システム適用ポリシーテーブル１０６の実施例を示す。

テーブルの縦方向にはアプリケーションの識別子が並んでおり、横方向には無線サブシステム１３が並んでいる。

このテーブルは、アプリケーション毎に各無線サブシステムを用いてデータ伝送をするか（図中Ｏ印）、又はしないか（図中無印）というポリシーを管理するものである。例えば、アプリケーションＩＤ１のアプリケーションは、無線サブシステム１と無線サブシステム２を用いてデータを伝送するポリシーであることを示す。実際に使用する無線サブシステムは移動体端末２の接続状態に依存し、無線サブシステム１と無線サブシステム２の両方が接続中である移動体端末２に対しては両方の無線サブシステムを使用し、いずれか片方のみ接続中である移動体端末２に対しては当該移動体端末２が接続中の無線サブシステムのみを使用するという考え方で、移動体端末２の無線サブシステム接続状態に応じて決定する。

このテーブルは、既定値としてシステム起動とともに既定値に初期化してもよい。又は、初期状態を全てデータ伝送しない（無印）として、ポリシー設定のためのポリシー設定メッセージを定義し、このポリシー設定メッセージを、アプリケーション処理装置１１を送信元、パケット処理装置１２を宛先とするＩＰパケットに載せてアプリケーション処理装置１１から伝送してもよい。受信パケット処理部１０４は、このポリシー設定メッセージを受信すると、受信したポリシー設定メッセージの内容を解析して、無線システム適用ポリシーテーブル１０６を更新する。

ポリシー設定メッセージは、アプリケーション識別子が特定できる情報、各アプリケーションが各無線システムでデータ通信を実行してよいか否かを示す各１ビットの情報を含む。複数アプリケーションの設定が可能となるようにメッセージの内容を定義してもよい。また、各アプリケーション処理装置１１が送信可能なメッセージは、当該アプリケーション処理装置１１上で稼働するアプリケーションに関するポリシーのみを設定可能とし、他のアプリケーション処理装置１１に関するポリシーを設定ができないようにポリシーアクセス権限を定めてもよい。

図５は、本発明による受信パケット処理部１０４が実行する処理のフローチャートである。図５に示す処理フローは、入力されたパケットそれぞれについて実行される。

Ｓ１００１では、受信パケット処理部１０４にパケットが入力される。複数パケットが連続して入力された場合は、このフローを連続動作させるか、複数パケットについて並列的に動作させる。

Ｓ１００２では、入力パケットの宛先ＩＰアドレスを検査し、宛先ＩＰアドレスが当該受信パケット処理部１０４のものか、アプリケーション処理装置１１や無線サブシステム１３のものかを判定する。入力パケットが受信パケット処理部１０４宛である場合は、当該パケット処理部のポリシー更新又は端末接続状態の遷移、すなわちパケット処理装置１２内のテーブル更新処理が後続するため、Ｓ１００５へ進む。一方、入力パケットがアプリケーション処理装置１１宛又は無線サブシステム１３宛である場合は、Ｌ３ルーティングの対象となるためＳ１００３へ進む。

Ｓ１００３では、Ｌ３ルーティングの対象となった入力パケットに関連する移動体端末２及びアプリケーションを特定する。移動体端末２及びアプリケーションを関連付ける情報は、当該入力パケットの宛先ＩＰアドレス、及び送信元ＩＰアドレスと同ポート番号を用いるとよい。なお、必要に応じてＴＣＰやＵＤＰのポート番号を用いてもよい。

当該入力ＩＰパケットがアプリケーション処理装置１１から無線サブシステム１３側に向けたパケットである場合、送信元がアプリケーションに関連付けられ、宛先が移動体端末２に関連付けられる。逆方向のパケットでは逆の関係となる。このＩＰアドレスの照合のため、アプリケーション処理装置１１のＩＰアドレスは、固定値として受信パケット処理部１０４に予め保持される。移動体端末２のＩＰアドレスは、図３で述べた接続確立メッセージから判明する移動体端末２のＩＰアドレスを受信パケット処理部１０４が保持する。

以上の処理によって、入力ＩＰパケットに対して移動体識別子とアプリケーション識別子のタグを生成する。

Ｓ１００４では、入力されたＩＰパケットそのもの、及びＳ１００３で生成した当該ＩＰパケットに関連する情報を含むタグ情報のセットを送信パケット処理部１０７へ出力する。

Ｓ１００５では、入力されたＩＰパケットが当該パケット処理装置１２を宛先としたものである、すなわちパケット処理装置１２が持つテーブルのアップデートを要求するメッセージであることを前提として、メッセージの内容を確定する。メッセージの種類としては、端末の接続状態を変更する要求か、各アプリケーションのデータ伝送に適用する無線サブシステム１３を決定するためのポリシーを変更する要求かの２種類である。メッセージの中身については、図３及び図４で説明しているので省略するが、端末の接続状態を変更を要求するメッセージであればＳ１００６、ポリシーを変更する要求であればＳ１００７に進む。

Ｓ１００６では、図３で説明した通り、受信したメッセージ内容に応じて端末接続状態管理テーブル１０５を更新する。

Ｓ１００７では、図４で説明した通り、受信したメッセージ内容に応じて無線システム適用ポリシーテーブル１０６を更新する。

Ｓ１００４、Ｓ１００６、又はＳ１００７の処理が終了すると、当該パケットに関する受信パケット処理は完了する。

図６は、本発明による送信パケット処理部１０７が実行する処理のフローチャートである。

Ｓ１１０１では、受信パケット処理部１０４のフローチャート中のＳ１００４から送信対象のＩＰパケットと、移動体端末２及びアプリケーションを特定するためのタグ情報のセットが送信パケット処理部１０７に入力される。このセットが入力されるたびに図６の処理が実行される。

Ｓ１１０２では、入力パケットの宛先IPアドレスを検査して、宛先ＩＰアドレスがアプリケーション処理装置１１のものか、無線サブシステム１３のものかを判定する。具体的には、入力されたＩＰパケットの宛先ＩＰアドレス、及び必要に応じてＴＣＰやＵＤＰの宛先ポート番号を参照して、この参照情報がアプリケーション処理装置１１を指すか、無線サブシステム１３を指すかを判定する。宛先が無線サブシステム１３を指している場合はＳ１１０３に進み、アプリケーション処理装置１１を指している場合はＳ１１０９に進む。

Ｓ１１０３からＳ１１０８は、入力パケットのあて先が無線サブシステム１３の場合の処理群で、稼働中の全ての無線サブシステム１３を対象に、各無線サブシステム１３が当該ＩＰパケットの宛先であるか否かを判定し、宛先となる全ての無線サブシステム１３に入力パケットを転送するｆｏｒループとなる。

Ｓ１１０４では、入力パケットのタグ情報に含まれる識別子が示すアプリケーションが、ｆｏｒループのインデックスが指す無線サブシステム１３を使用したデータ伝送を実施するか否かを、図４の無線システム適用ポリシーテーブル１０６を基準として判定する。当該アプリケーションが当該無線サブシステム１３を使用しない場合は、以降の処理をスキップして次の無線サブシステム１３に関する判定を行うため、Ｓ１１０８に進む。当該アプリケーションが当該無線サブシステム１３を使用する場合は、Ｓ１１０５に進む。

Ｓ１１０５では、入力パケットのタグ情報に含まれる識別子が示す移動体端末２が、ｆｏｒループのインデックスが指す無線サブシステム１３に接続中か否かを、図３の端末接続状態管理テーブル１０５を基準として判定する。当該移動体端末２が当該無線サブシステム１３に接続中でない場合は、以降の処理をスキップして次の無線サブシステム１３に関する判定を行うため、Ｓ１１０８に進む。当該移動体端末２が当該無線サブシステム１３に接続中の場合は、Ｓ１１０６に進む。

Ｓ１１０４とＳ１１０５では、入力パケットに関連するアプリケーションが当該無線サブシステムのデータ伝送対象であり、かつ当該移動体端末２が当該無線サブシステムに接続中であるＡＮＤ条件で判定して、移動体端末２とアプリケーションの関係を判定している。

Ｓ１１０６では、無線サブシステム１３への転送対象となった入力パケットを複製して、当該無線サブシステム１３へ転送するため、ＭＡＣアドレスを当該無線サブシステム１３のＬ３ルータ相当ノードのものに書き換えるＬ３ルータ機能を実施する。ｆｏｒループを通して、ある一つの入力パケットが複数の無線サブシステム１３へ転送される場合、入力パケットのＭＡＣアドレスのみを各無線サブシステム１３のものに書き換えた同一内容のパケットが出力される。

Ｓ１１０７では、Ｓ１１０６で生成された転送パケットをネットワークインターフェース１０１に送る。全無線サブシステムに関してＳ１１０８までの処理が完了すると、当該入力パケットに関する処理が完了する。

一方、Ｓ１１０２にて入力パケットの宛先がアプリケーション処理装置１１であると判定された場合、基本的には、受信したパケットをそのままアプリケーション処理装置１１に転送するため、ＭＡＣアドレスのみアプリケーション処理装置１１のものに書き換えるＬ３ルータ機能を提供する。ただし、同一情報源から複数の無線サブシステム１３を通過した複製パケットをアプリケーション処理装置１１へ転送しないよう、複数到着した同一パケットのうち後着したパケットを破棄する。

Ｓ１１０９では、入力パケットが既に受信済みか否かを判定する。受信済みのパケットであるかの情報は、受信済みのパケットに関するシーケンス番号（ＴＣＰであればヘッダに含まれる、ＵＤＰであれば別途付与）を送信パケット処理部１０７で一時的に記憶することで準備できる。Ｓ１１０９では、一時的に記憶された情報と入力パケットの情報との比較によって、パケットの重複を判定する。入力パケットが受信済みであればＳ１１１３に進み、受信済みでなければＳ１１１０へ進む。

Ｓ１１１０では、入力パケットが受信済みでない場合に、入力パケット内のシーケンス番号の情報を読み取り、一時的に記憶する。

Ｓ１１１１では、アプリケーション処理装置１１への転送対象となった入力パケットを当該アプリケーション処理装置１１へ転送するため、ＭＡＣアドレスを当該アプリケーション処理装置１１のものに書き換えるＬ３ルータ機能を実施する。

Ｓ１１１２では、Ｓ１１１１で生成された転送パケットをネットワークインターフェース１０１に送出する。

Ｓ１１１３では、Ｓ１１０９にて入力パケットが受信済みと判定された場合に、アプリケーション処理装置１１へ余分な複製パケットの転送を防ぐため、入力パケットを破棄する。初回受信パケットはＳ１１１０からＳ１１１２の処理でアプリケーション処理装置１１へ転送済みであるため、Ｓ１１１３では受信済みパケットと同一内容の後着パケットが破棄される。

以上に説明したように、本発明の実施例の通信システムは、少なくとも一つのアプリケーション（アプリケーション処理装置１１）のパケットデータフローを複数の無線システム（無線サブシステム１３）上で統括的に取り扱う通信システムであって、少なくとも一つのアプリケーション１１毎にデータ伝送に使用する１又は複数の無線システム１３が定義された情報を保持し、ある無線システム１３で移動体端末２の接続が確立した時点で、前記定義に基づいて、当該無線システム１３において少なくとも一つのアプリケーション１１のそれぞれについて選択的にデータ伝送可否を判定するので、移動体端末２の移動に伴い広帯域無線システムから狭帯域無線システムにアプリケーションデータの通信路を切り替える際に、全てのアプリケーションデータが輻輳状態となる事態を回避し、通信を継続すべきアプリケーションがデータ通信を継続できる。

また、ある時点で、あるアプリケーション１１に関するデータ伝送について、複数の無線システム１３の使用が移動体端末２に許容されている状態において、該アプリケーション１１は、許容されている複数の無線システム１３を通して同一のパケットデータを伝送するので、複数の無線システム１３と接続を確立している移動体端末２が、複数の無線システムを通した同一パケットデータの並行伝送によって、データ伝送を安定化でき、パスダイバーシチによる無線通信の信頼性を向上し、無線システム１３の間でのシームレスハンドオーバを実現できる。

また、ある時点で、あるアプリケーション１１に関するデータ伝送について、複数の無線システム１３の使用が移動体端末２に許容されている状態において、複数の無線システム１３の一つにおいて移動体端末２が通信不可となった場合、移動体端末２が少なくとも一つの他の無線システム１３において通信可能であれば、当該アプリケーションに関するデータを伝送するので、通信を継続すべきアプリケーションが他の無線システム１３を使ってデータ通信を継続できる。

また、パケット処理装置１２は、パケットデータが関連付けられるアプリケーション１１及び移動体端末２を特定し、特定されたアプリケーション１１が使用可能であり、かつ特定された移動体端末２が接続確立済みの全ての無線システム１３を通して、同一のパケットデータを伝送するので、複数の無線システム１３と接続を確立している移動体端末２が、複数の無線システムを通して同一パケットデータを並行伝送でき、パスダイバーシチによる無線通信の信頼性を向上し、無線システム１３の間でのシームレスハンドオーバを実現できる。

また、パケット処理装置１２は、受信したパケットデータ、又は受信したパケットデータの一意性を示す情報（例えばシーケンス番号）を一時的に記憶し、記憶された情報を参照しながらパケットデータを受信し、新たに受信したパケットデータ又は新たに受信したパケットデータの一意性を示す情報（例えばシーケンス番号）が記憶された内容と同一であると判定された場合、新たに受信したパケットデータを破棄する重複排除処理を実行するので、無線通信の信頼性を高めるために複数の無線システム１３で並行伝送された同一データパケットを、そのままアプリケーション１１に渡さずに、パケット処理装置１２内で余分なパケットを破棄するため、アプリケーション１１側は複数の無線システム１３を使用しているかによらず、重複がないパケットデータ処理を実装すればよいため、アプリケーション１１が直接処理するパケットデータ量を削減できる。

また、パケット処理装置１２は、アプリケーション１１が使用可能な無線システム１３を定義する情報を記憶し、無線システム１３と移動体端末２との間の接続確立及び接続切断に関する通知を無線システム１３から受信し、移動体端末２が接続可能な無線システムの接続情報を記憶するので、予め設定されるアプリケーション１１ごとに使用可能な無線システム１３と、移動体端末２ごとのリアルタイムな無線システム１３ごとの接続状態に基づいて、移動体端末２の無線システム１３の接続状態に応じたリアルタイムな無線システムのハンドオーバを実現できる。

また、パケット処理装置１２は、入力されたパケットデータの一意性を示す情報として、アプリケーション１１と移動体端末２の組み合わせ毎に独立なシーケンス番号を当該パケットデータに付与した後、シーケンス番号が付与されたパケットデータを無線システム１３を通して伝送するので、入力されたデータパケットがＵＤＰ等のプロトコルに従ったもののようにシーケンス番号を保有しない場合でも、データパケットごとに一意性を持たせるようになるため、無線システムからアプリケーションの方向に伝送されるデータパケットのうち、複数無線システムを通過したデータパケットの重複を排除できる。その結果、アプリケーションが直接処理するパケットデータ量を削減できる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

１…センタ側装置群
２…移動体端末
１１…アプリケーション処理装置
１２…パケット処理装置
１３…無線サブシステム
１０１…ネットワークインターフェース
１０２…Ｌ２スイッチ
１０３…Ｌ３ルータ相当ノード
１０４…受信パケット処理部
１０５…端末接続状態管理テーブル
１０６…無線システム適用ポリシーテーブル
１０７…送信パケット処理部

Claims

少なくとも一つのアプリケーションのパケットデータフローを複数の無線システム上で統括的に取り扱う通信システムであって、
前記少なくとも一つのアプリケーション毎にデータ伝送に使用する１又は複数の無線システムが定義された情報を保持し、
ある無線システムにおいて移動体端末の接続が確立した時点で、前記定義に基づいて、当該無線システムにおいて少なくとも一つのアプリケーションのそれぞれについて選択的にデータ伝送可否を判定することを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムであって、
ある時点で、あるアプリケーションに関するデータ伝送について、前記複数の無線システムの使用が前記移動体端末に許容されている状態において、前記許可されている複数の無線システムを通して、該アプリケーションに関する同一のパケットデータを伝送することを特徴とする通信システム。
請求項２に記載の通信システムであって、
ある時点で、あるアプリケーションに関するデータ伝送について、前記複数の無線システムの使用が前記移動体端末に許容されている状態において、該複数の無線システムの一つにおいて該移動体端末が通信不可となった場合、該移動体端末が少なくとも一つの他の前記無線システムにおいて通信可能であれば、当該アプリケーションに関するデータを伝送することを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムであって、
前記アプリケーションから前記１又は複数の無線システムに送信されるパケットデータに対する処理を実行するパケット処理装置を備え、
前記パケット処理装置は、
前記パケットデータが関連付けられるアプリケーション及び移動体端末を特定し、
前記特定されたアプリケーションが使用可能であり、かつ前記特定された移動体端末が接続確立済みの全ての無線システムを通して、同一のパケットデータを伝送することを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムであって、
前記１又は複数の無線システムから前記アプリケーションに送信されるパケットデータに対する処理を実行するパケット処理装置を備え、
前記パケット処理装置は、
受信したパケットデータ、又は前記受信したパケットデータの一意性を示す情報を一時的に記憶し、
前記記憶された情報を参照しながらパケットデータを受信し、
新たに受信したパケットデータ又は前記新たに受信したパケットデータの一意性を示す情報が前記記憶された内容と同一であると判定された場合、新たに受信したパケットデータを破棄する重複排除処理を実行することを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムであって、
前記１又は複数の無線システムと前記アプリケーションとの間で送受信されるパケットデータに対する処理を実行するパケット処理装置を備え、
前記パケット処理装置は、
前記アプリケーションが使用可能な無線システムを定義する情報を記憶し、
前記無線システムと前記移動体端末との間の接続確立及び接続切断に関する通知を前記無線システムから受信し、前記移動体端末が接続可能な無線システムの接続情報を記憶することを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムであって、
前記１又は複数の無線システムと前記アプリケーションとの間で送受信されるパケットデータに対する処理を実行するパケット処理装置を備え、
前記パケット処理装置は、入力されたパケットデータの一意性を示す情報として、前記アプリケーションと前記移動体端末の組み合わせ毎に独立なシーケンス番号を当該パケットデータに付与した後、前記シーケンス番号が付与されたパケットデータを前記無線システムを通して伝送することを特徴とする通信システム。
複数の無線システム上で少なくとも一つのアプリケーションのパケットデータフローを統括的に取り扱う通信システムにおける通信制御方法であって、
前記通信システムは、前記少なくとも一つのアプリケーション毎にデータ伝送に使用する１又は複数の無線システムが定義された情報を保持し、
前記通信制御方法は、前記通信システムが、ある無線システムにおいて移動体端末の接続が確立した時点で、前記定義に基づいて、当該無線システムにおいて少なくとも一つのアプリケーションのそれぞれについて選択的にデータ伝送可否を判定することを特徴とする通信制御方法。
請求項８に記載の通信制御方法であって、
前記通信システムは、ある時点で、あるアプリケーションに関するデータ伝送について、前記複数の無線システムの使用が前記移動体端末に許容されている状態において、前記許可されている複数の無線システムを通して、該アプリケーションに関する同一のパケットデータを伝送することを特徴とする通信制御方法。
請求項９に記載の通信制御方法であって、
前記通信システムは、ある時点で、あるアプリケーションに関するデータ伝送について、前記複数の無線システムの使用が前記移動体端末に許容されている状態において、該複数の無線システムの一つにおいて該移動体端末が通信不可となった場合、該移動体端末が少なくとも一つの他の前記無線システムにおいて通信可能であれば、当該アプリケーションに関するデータを伝送することを特徴とする通信制御方法。
請求項８に記載の通信制御方法であって、
前記通信システムは、前記アプリケーションから前記１又は複数の無線システムに送信されるパケットデータに対する処理を実行するパケット処理装置を有し、
前記通信制御方法は、前記パケット処理装置が、前記パケットデータが関連付けられるアプリケーション及び移動体端末を特定し、前記特定されたアプリケーションが使用可能であり、かつ前記特定された移動体端末が接続確立済みの全ての無線システムを通して、同一のパケットデータを伝送することを特徴とする通信制御方法。
請求項８に記載の通信制御方法であって、
前記通信システムは、前記１又は複数の無線システムから前記アプリケーションに送信されるパケットデータに対する処理を実行するパケット処理装置を有し、
前記通信制御方法は、前記パケット処理装置が、受信したパケットデータ、又は前記受信したパケットデータの一意性を示す情報を一時的に記憶し、前記記憶された情報を参照しながらパケットデータを受信し、新たに受信したパケットデータ又は前記新たに受信したパケットデータの一意性を示す情報が前記記憶された内容と同一であると判定された場合、新たに受信したパケットデータを破棄する重複排除処理を実行することを特徴とする通信制御方法。
請求項８に記載の通信制御方法であって、
前記通信システムは、前記１又は複数の無線システムと前記アプリケーションとの間で送受信されるパケットデータに対する処理を実行するパケット処理装置を有し、
前記通信制御方法は、前記パケット処理装置が、前記アプリケーションが使用可能な無線システムを定義する情報を記憶し、前記無線システムと前記移動体端末との間の接続確立及び接続切断に関する通知を前記無線システムから受信し、前記移動体端末が接続可能な無線システムの接続情報を記憶することを特徴とする通信制御方法。
請求項８に記載の通信制御方法であって、
前記通信システムは、前記１又は複数の無線システムと前記アプリケーションとの間で送受信されるパケットデータに対する処理を実行するパケット処理装置を有し、
前記通信制御方法は、前記パケット処理装置が、入力されたパケットデータの一意性を示す情報として、前記アプリケーションと前記移動体端末の組み合わせ毎に独立なシーケンス番号を当該パケットデータに付与した後、前記シーケンス番号が付与されたパケットデータを前記無線システムを通して伝送することを特徴とする通信制御方法。