JP3580250B2 - 無線通信システム、ネットワークおよび無線通信システムに用いられる移動端末 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システム、ネットワークおよび無線通信システムに用いられる移動端末に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、この種の無線通信システムにおいて、使用者が移動した場合、データの配信経路、すなわちルーティングを制御する技術として、例えば特開２０００−１８３９７４号公報、特開２０００−１８３９７５号公報がある。これらの公報に記載された技術では、いくつかの基地局をまとめて１つのドメインを形成し、ドメイン間をまたがる場合に、モバイルＩＰの技術を用いてルーティング制御するものである。
【０００３】
この従来技術では、ドメイン内ならびにドメイン間のルーティングを効率良く行うことは可能であるが、あくまでも基地局は同一の通信システムを前提においているため、そのまま複数の通信システムに適用することができない。
【０００４】
ところで、現在のディジタルセルラーシステムでは、音声通話だけではなく、データ通信のニーズも多い。こうしたデータ通信のニーズに対し、伝送レートの高速化が検討されている。
【０００５】
このような高速データ通信のトレンドに従い、データレートが高くなればなるほど、１つあたりの通信セルで処理すべき負荷も高くなり、かつ伝送のための周波数帯域を多く消費するため、必然的に使用周波数も高くせざるを得ず、電波の届く距離も短くなる。従って、セルのサイズが小さくなる。このような高速データ通信システムにおいては、既存の通信システムとの併用が考えられる。具体的には、後述する実施形態で詳述するように、高速ではあるがサービスエリアが狭くスポット的に配置された通信システム１と、低速では有るがサービスエリアが広く網羅的に配置された通信システム２とが並存することが考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の通信システムを用い、通信システムを切り替えながら通信を行えるようにする無線通信システム、ネットワークおよび無線通信システムに用いられる移動端末を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、互いに異なる複数の通信システムで移動端末と通信を行うように構成された無線通信システムであって、各々の通信システムの基地局は、各通信システムごとにそれぞれ同一のサブネットワークに属し、各サブネットは各々に対して設けられたゲートウェイを介してインターネットに接続されており、移動端末は、それぞれの通信システムにアクセス可能な複数の移動局ネットワークインターフェースと、各々の通信システムの基地局が形成するセルのセル位置情報と当該移動端末の現在位置とに基づき、現在位置が位置するセルに応じて移動局ネットワークインターフェースによりアクセスする通信システムを切り替える手段とを有し、通信システムを切り替える手段は、前記セル位置情報と当該移動端末がナビゲーションシステムによって経路案内を行う場合の経路情報とに基づいて通信システムを切り替える地点を設定し、この切り替え地点と前記現在位置との関係に応じて前記切り替えを行うことを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、セル位置情報と移動端末の現在位置とに基づいて、通信システムの切り替えを適切に行うことができ、さらに、セル位置情報と当該移動端末がナビゲーションシステムによって経路案内を行う場合の経路情報とに基づいて通信システムを切り替える地点を設定し、この切り替え地点と現在位置との関係に応じて切り替えを行うようにしているので、通信システムの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の無線通信システムに用いられる移動端末を提供することができる。ここで、セル位置情報と経路情報とに基づいて通信システムを切り替える地点を設定し、この切り替え地点と現在位置との関係に応じて通信システムの切り替えを行うようにした場合、請求項３に記載の発明のように、次の切り替え地点に基づいて切り替えを行うより前に、現在使用中の通信システムの通信が維持できないことを判定すると、セル位置情報を修正するようにすれば、次回からより正しいセル位置情報を用いて通信システムの切り替えを行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す。この無線通信システムは、通信システム１、２で構成されている。通信システム１は、例えばＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ−Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）や無線ＬＡＮのように、高速で通信を行うことができるがサービスエリアが狭く離散的（スポット的）に通信を行うシステムであり、通信システム２は、携帯電話やＰＨＳのように、比較的低速で通信を行うがサービスエリアが広く網羅的に通信を行う行うことができるシステムである。例えば、図２に示すように、通信システム１では、離散的に配置された狭域セル１−１、１−２、１−３、１−４、…において高速で通信が行われ、通信システム２では、網羅的に配置された広域セル２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６、…において比較的低速で通信が行われる。
【００２３】
通信システム１における基地局ＢＳ１−１、ＢＳ１−２、ＢＳ１−３、…は、同一のサブネットワーク（サブネット１）に属し、サブネット１は、ゲートウェイＧＷ１を介して、インターネットに接続されている。また、通信システム２における基地局ＢＳ２−１、ＢＳ２−２、ＢＳ２−３、…は、同一のサブネットワーク（サブネット２）に属し、サブネット２は、ゲートウェイＧＷ２を介して、インターネットに接続されている。そして、移動端末２０は、通信システム１、２のいずれかを用いて、インターネットを介しサーバにアクセスする。
【００２４】
また、移動端末２０は、通信システム１にアクセス可能な移動局ネットワークインターフェースＭＳ１と、通信システム２にアクセス可能な移動局ネットワークインターフェースＭＳ２とを備え、通信システム１、２のうちのいずれか一方で通信を行うように構成されている。この場合、移動局ネットワークインターフェースＭＳ１は、サブネット１のＩＰ（インターネット）アドレスを用いてアクセスを行い、移動局ネットワークインターフェースＭＳ２は、サブネット２のＩＰアドレスを用いてアクセスを行う。
【００２５】
ここで、移動端末２０は、通信システム１では基地局ＢＳ１−１、ＢＳ１−２、ＢＳ１−３、…のいずれかと通信を行い、通信システム２では基地局ＢＳ２−１、ＢＳ２−２、ＢＳ２−３、…のいずれかと通信を行うが、それぞれの通信システムにおいて、移動端末２０と通信を行う基地局は、いわゆるローミングによって決定される。ローミングとは、同一の通信システムにおいて、異なる基地局間でハンドオーバーしていく技術である。
【００２６】
図３に、移動端末２０の具体的な構成を示す。移動端末２０は、上記した移動局ネットワークインターフェースＭＳ１、ＭＳ２を構成する通信機２１ａ、２１ｂと、通信機２１ａ、２１ｂと移動端末２０内の各部との信号の送受を行うインターフェース２２ａ、２２ｂと、通信システム切替部２３と、ネットワークドライバ２４と、アプリケーション部２５と、受信電力モニタ２６と、通信品質評価部２７と、制御部２８とから構成されている。なお、移動端末２０において、図では各部がブロック的な構成として示されているが、ハードウェアとして必然的に構成される部分以外は、コンピュータを用いて実現することができる。
【００２７】
通信システム切替部２３は、制御部２８からの待機／送受切替信号に基づいて、インターフェース２２ａ、２２ｂを介し、通信機２１ａ、２１ｂをそれぞれ送受信可能状態（アクティブな状態）、待機状態（アクティブでない状態のいずれかにする。ここで、待機状態とは、例えば、受信することはできるが送信することができないような状態をいう。なお、以下の説明では、通信機２１ａ、２１ｂの送受信可能状態を、通信システム１、２の送受信可能状態とし、通信機２１ａ、２１ｂの待機状態を、通信システム１、２の待機状態とする。
【００２８】
受信電力モニタ２６は、通信機２１ａ、２１ｂの受信電力、すなわち通信システム１、２での受信電力をインターフェース２２ａ、２２ｂを介して検出する。通信品質評価部２７は、ネットワークドライバ２４から、通信機２１ａ、２１ｂのうち現在通信に使用されている通信機による通信品質の評価、すなわち通信システム１、２のうち現在通信に使用されている通信システムの通信品質の評価を行う。この通信品質の評価としては、例えばビットエラーレート（ＢＥＲ）を用いることができる。
【００２９】
アプリケーション部２５は、Ｗｅｂブラウザ、電子メールなどのための種々のアプリケーションソフトからなり、これらのアプリケーションソフトによって通信が行われる。この場合、通信利用状況、すなわち送受信を実際に行っていることを示す情報が制御部２８に通知される。
【００３０】
制御部２８は、受信電力モニタ２６の出力信号、通信品質評価部２７の出力信号などによって、通信システム１、２のいずれか一方を送受信可能状態に、他方を待機状態にするように制御を行う。この制御処理を図４に示す。
【００３１】
まず、制御部２８は、初期化処理として通信システム１、２を待機状態にする（ステップ１０１）。次に、受信電力モニタ２６によって検出された通信システム１の受信電力に基づき、通信システム１で通信が可能か否かを判定する（ステップ１０２）。
【００３２】
移動端末２０が狭域セル１−１、１−２、１−３、１−４、…のいずれかに位置し、通信システム１で通信が可能な場合には、通信システム１を送受信可能状態にする（ステップ１０３）。
【００３３】
次に、通信システム２が送受信可能状態になっているか否かを判定する（ステップ１０４）。最初にこのステップ１０４に到来したときには、初期化処理によって通信システム２が待機状態になっているため、その判定がＮＯになる。但し、その後の処理を経て、このステップ１０４に到来したとき、通信システム２が送受信可能状態になっていなければ、通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ１０５）。
【００３４】
そして、通信システム１で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ１０６）。また、通信システム１で通信を実施しているときの通信品質の評価を通信品質評価部２７から得（ステップ１０７）、その通信品質の評価に基づいて通信システム１での通信が維持可能であるか否かを判定する（ステップ１０８）。通信システム１での通信が維持可能である場合は、ステップ１０６からステップ１０８の処理を繰り返す。
【００３５】
また、移動端末２０がそれまで位置していた狭域セルから移動し、通信システム１での通信が維持できなくなると、次に通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ１０９）。
【００３６】
そして、通信システム１が送受信可能状態になっている場合（ステップ１１０の判定がＹＥＳの場合）には、通信システム１を待機状態にする（ステップ１１１）。続いて、通信システム２で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ１１２）。また、受信電力モニタ２６から通信システム１での受信電力を得（ステップ１１３）、その受信電力に基づいて通信システム１で通信を開始することができるか否かを判定する（ステップ１１４）。通信システム１で通信を開始することができない場合は、ステップ１１２〜ステップ１１４の処理を繰り返す。
【００３７】
その後、移動端末２０が狭域セルのいずれかに再度入り、通信システム１で通信を開始することができることを判定すると、上記したステップ１０３以降の処理に移行し、通信システム１で通信を実施するようにする。
【００３８】
このような制御とすることにより、高速な通信システムを優先的に使用して、トータルの伝送効率を高めるとともに、使用していない通信システムを待機状態にすることにより、消費電力を抑制できる。
【００３９】
なお、上記した実施形態では、通信システム１、２の一方を送受信可能状態にし、他方を待機状態にするものを示したが、通信システム１、２の両方を送受信可能状態にしておき、通信システム１で通信を行えるときには通信システム１で通信を行い、通信システム１の通信が維持できなくなった場合に、通信システム２で通信を行うようにしてもよい。この場合の制御部２８の制御処理を図５に示す。
【００４０】
まず、制御部２８は、初期化処理として通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ２０１）。次に、受信電力モニタ２６によって検出された通信システム１での受信電力に基づき、通信システム１で通信が可能か否かを判定する（ステップ２０２）。
【００４１】
通信システム１で通信が可能な場合には、通信システム１を送受信可能状態にする（ステップ２０３）。そして、通信システム１で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ２０４）。また、通信システム１で通信を実施しているときの通信品質の評価を通信品質評価部２７から得（ステップ２０５）、その通信品質の評価に基づいて通信システム１での通信が維持可能であるか否かを判定する（ステップ２０６）。通信システム１での通信が維持可能である場合は、ステップ２０４〜ステップ２０６の処理を繰り返す。
【００４２】
また、通信システム１での通信が維持できなくなると、次に通信システム２が送受信可能状態になっているか否かを判定する（ステップ２０７）。これは、通信システム２が一時的に広域セルの圏外に入り、切断されることも有り得るので、その接続をチェックするために行う。通信システム２が送受信可能状態になっていなければ、通信システム２を送受信可能な状態にする。（ステップ２０８）。
【００４３】
そして、通信システム２で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ２０９）。また、受信電力モニタ２６から通信システム１での受信電力を得（ステップ２１０）、その受信電力に基づいて通信システム１で通信を開始することができるか否かを判定する（ステップ２１１）。通信システム１で通信を開始することができない場合は、ステップ２０９〜ステップ２１１の処理を繰り返す。
【００４４】
その後、通信システム１で通信を開始することができることを判定すると、上記したステップ２０３以降の処理に移行し、通信システム１で通信を実施するようにする。
【００４５】
このような制御とすることにより、サービスエリアの広い広域セルにおいて通信を行うことができる通信システム２を常にバックアップとして動かしておくことで、通信システムの切り替え時に通信が瞬断するのを防止することができる。
【００４６】
なお、上記した実施形態では、２つの通信システムとした場合について説明したが、３つ以上の通信システムとしてもよく、その場合には、より高速の通信システムが選択されていくように、通信システムが切り替えられる。
【００４７】
このように、この実施形態によれば、移動端末２０がどこに移動しても、その場所で利用可能な、最も高速の通信システムを選択して通信することができる。また、通信システムごとにサブネットを分けているため、移動端末２０と通信を行う場合のルーティングを容易に行うことができる。
【００４８】
但し、上記したように２つの通信システム１、２を用いた場合、移動端末２０からサーバへ通信する上り回線については、移動端末２０でどちらの通信システムを使うかがわかっているため通常通り通信を行うことができるが、サーバから移動端末２０に通信する下り回線については、通信システム１、２のいずれを使うかがわからず、そのためのルーティングが必要となる。
【００４９】
以下、この下り回線のルーティングについて説明する。このルーティングを行うため、この実施形態では、モバイルＩＰの技術を利用している。図６に示すように、通信システム１が属するサブネット１内のゲートウェイＧＷ１にホームエージェントＨＡを設置し、通信システム２のサブネット２内のゲートウェイＧＷ２にフォーリンエージェントＦＡを設置する。移動端末２０が通信システム１のサービスエリア内にいる場合には、ホームアドレスを用いたアクセスを行い、移動端末２０が通信システム２のサービスエリア内にいる場合には、フォーリンエージェントＦＡが決める気付アドレスを用いたアクセスを行う。この場合の信号のやり取りを図７、図８に示す。なお、この実施形態では、ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２とも、それぞれＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバを兼ねるものとしている。
【００５０】
図７は、移動端末２０の起動時に通信システム１が利用可能な場合の信号のやり取りを示している。まず、移動端末２０は、通信システム１を用いてホームエージェントＨＡにホームＩＰアドレスを要求する。ゲートウェイＧＷ１はＤＨＣＰサーバを兼ねているので、その要求に対しホームＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。次に、移動端末２０は、ホームエージェントＨＡにホームアドレスを登録する。この後、上り、下り回線とも、ホームアドレスを用いてサーバと通信することができる。この場合、アプリケーションソフトによってその通信が行われる。
【００５１】
また、移動端末２０が通信システム１から通信システム２に切り替えて通信を行うことになると、移動端末２０は、通信システム２を用いてフォーリンエージェントＦＡに気付ＩＰアドレスを要求する。ゲートウェイＧＷ２はＤＨＣＰサーバを兼ねているので、その要求に対し気付ＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。次に、移動端末２０は、ホームエージェントＨＡに気付ＩＰアドレスの登録を行う。この場合、気付ＩＰアドレスは、フォーリンエージェントＦＡからインターネットを介してホームエージェントＨＡに登録される。この後、上り回線は、ホームアドレスを用いることにより、サーバと通信を行うことができる。また、下り回線は、サーバからホームアドレスを用いてインターネット経由でホームエージェントＨＡに送信が行われ、ホームエージェントＨＡから気付ＩＰアドレスを用いてインターネット経由でフォーリンエージェントＦＡに送信が行われ、さらにフォーリンエージェントＦＡから基地局ＢＳ２を介して移動端末２０に送信が行われる。すなわち、下り回線の場合、ホームエージェントＨＡとフォーリンエージェントＦＡによるＩＰトンネリングを用いて、サーバから移動端末２０への送信が行われる。
【００５２】
この後、移動端末２０が通信システム１から通信システム２に切り替えて通信を行うことになると、移動端末２０は、通信システム１を用いてホームエージェントＨＡに、ホームセグメント（通信システム１での通信）に戻ったことを通知する。この場合、不要になったＩＰアドレスを解放（返却）するようにしてもよい。このようにすれば、ＩＰアドレス空間の有効利用を図ることができる。なお、ＩＰアドレスを解放した場合は、通信システム２に切り替えるときに上記した気付ＩＰアドレスを再度取得する必要があるが、ＩＰアドレスを解放しなかった場合には、気付ＩＰアドレスを再度取得する必要はない。
【００５３】
この後は、上記したのと同様、上り、下り回線とも、ホームアドレスを用いてサーバと通信することができる。
【００５４】
図８に、移動端末２０の起動時に通信システム１が利用できない場合の信号のやり取りを示す。まず、移動端末２０は、通信システム２を用いてフォーリンエージェントＦＡに気付ＩＰアドレスを要求する。フォーリンエージェントＦＡは、その要求に対し気付ＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。次に、移動端末２０は、ホームアドレスを確保するための要求を行う。この要求は、フォーリンエージェントＦＡからインターネットを介してホームエージェントＨＡに伝えられ、ホームアドレスが確保される。そして、ホームエージェントＨＡからフォーリンエージェントＦＡを介し、さらに基地局ＢＳ２を介して、移動端末２０にホームアドレスが通知される。移動端末２０は、確保されたホームアドレスを制御ソフトによって保存する。そして、通信を行う場合に、上り回線は、移動端末２０からホームアドレスを用いてサーバに送信が行われ、下り回線は、サーバから、ホームエージェントＨＡ、フォーリンエージェントＦＡによるＩＰトンネリングを用いて移動端末２０に送信が行われる。
【００５５】
また、移動端末２０が通信システム１から通信システム２に切り替えて通信を行うことになると、移動端末２０は、制御ソフトにより保存されていたホームアドレスを用い、通信システム１からホームエージェントＨＡに、ホームセグメントに戻ったことを通知する。この場合、不要になったＩＰアドレスを解放するようにしてもよい。この後は、上記したのと同様、上り、下り回線とも、ホームアドレスを用いてサーバと通信を行うことができる。
【００５６】
なお、上記した実施形態では、２つの通信システムとした場合について説明したが、３つ以上の通信システムとした場合には、最も高速で通信を行う通信システムが属するサブネット内にホームエージェントＨＡを設置し、その他の通信システムが属するサブネット内にはフォーリンエージェントＦＡを設置するようにすればよい。
【００５７】
このように、モバイルＩＰ技術を用いることによって、通信システムが切り替わっても、回線接続を維持することができる。また、最も高速な通信システムが属するサブネット内にホームエージェントＨＡを置くことにより、高速にアクセスしているときのオーバヘッドを抑制できる。逆に、低速な通信システムで通信している場合には、もともとの通信速度が低いため、一旦ホームエージェントＨＡを経由して伝送しても、オーバヘッドの影響を少なくすることができる。なお、オーバヘッドとは、他のエージェントを経由してデータを伝送するこという。
【００５８】
また、ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２とも、それぞれＤＨＣＰサーバを兼ねるものとし、移動端末２０が、移動局ネットワークインターフェースＭＳ１、ＭＳ２のそれぞれにおいて使用するＩＰアドレスをＤＨＣＰサーバから一時的に取得するようにしているので、ＩＰアドレス空間の有効利用を図り、アドレス付与の手間を省くことができる。なお、通信システム１、２が使用するＩＰアドレスを固定アドレスとし、予め移動端末２０に付与しておくようにしてもよい。このようにすれば、アドレス付与の時間ロスをなくし、通信システムの切り替えをスムーズに行うことができる。
（第２実施形態）
図９に、本発明の第２実施形態に係る無線通信システムに用いられる移動端末の構成を示す。この実施形態では、移動端末２０にナビゲーションシステムを備えたものとしている。ナビゲーションシステムで経路案内を行う場合、基本的には運転者はこの経路に従って運転するはずである。したがって、この経路に沿って移動する場合に、どのような順序でどの通信システムに切り替えて行くべきかをあらかじめ把握することができる。この処理により、通信システムの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００５９】
このため、この実施形態では、図９に示すように、移動端末２０が、ナビゲーションシステム２９と、セル位置情報を記憶する記憶媒体３０を備え、これらを用いて通信システムの切り替えを行うようになっている。なお、図９中のその他の構成は第１実施形態と同様である。
【００６０】
ナビゲーションシステム２９は、移動端末２０の現在位置、および経路案内する場合の経路情報を制御部２８に出力する。記憶媒体３０は、図２に示す狭域セル１−１、１−２、１−３、１−４、…、広域セル２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６、…のそれぞれの位置および範囲を規定するセル位置情報（例えば、円の中心座標と半径）を記憶している。
【００６１】
ナビゲーションシステム２９は、経路案内を行う場合、図１０に示すように、現在地から目的地への経路を設定する。制御部２８は、その経路情報をナビゲーションシステム２９から取り込み、記憶媒体３０に記憶されているセル位置情報から、経路上のいずれで通信システムを切り替えるかの切り替え地点、例えば図１０に示すａ〜ｈの地点を決定し、図１１に示すような切り替えテーブルを作成する。この図１０に示す切り替えテーブルは、地点ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇ、ｈで通信システム１と通信システム２間の切り替えを行うことを示している。
【００６２】
図１２に、この第２実施形態における制御の制御処理を示す。制御部２８は、この制御処理に先立ち、ナビゲーションシステム２９からの経路情報に基づき、記憶媒体３０のセル位置情報を参照して図１１に示すような切り替えテーブルを作成する。
【００６３】
制御部２８は、図１２に示す制御処理を開始すると、ナビゲーションシステム２９から現在位置の情報を取り込み（ステップ３０１）、切り替えテーブルから使用セルが通信システム１の対象セルとなっているか否かを判定する（ステップ３０２）。使用セルが通信システム１の対象セルとなっているときには、通信システム１を送受信可能状態にする（ステップ３０３）。
【００６４】
次に、受信電力モニタ２６によって検出された通信システム１の受信電力に基づき、通信システム１で通信が可能か否かを判定する（ステップ３０４）。通信システム１で通信が可能な場合には、通信システム２が送受信可能状態になっているか否かを判定する（ステップ３０５）。通信システム２が送受信可能状態になっていなければ、通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ３０６）。
【００６５】
そして、通信システム１で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ３０７）。また、通信システム１で通信を実施しているときの通信品質の評価を通信品質評価部２７から得（ステップ３０８）、その通信品質の評価に基づいて通信システム１での通信が維持可能であるか否かを判定する（ステップ３０９）。通信システム１での通信が維持可能である場合は、ナビゲーションシステム２９から現在位置の情報を取り込み（ステップ３１０）、切り替えテーブルから通信システム２への切り替え地点に近づいたか否か、すなわち切り替え地点より所定距離内に入ったか否かを判定する（ステップ３１１）。通信システム２への切り替え地点に近づいていない場合には、ステップ３０７〜ステップ３１２の処理を繰り返す。
【００６６】
また、通信システム２への切り替え地点に近づいた場合には、通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ３１２）。そして、通信システム１が送受信可能状態になっているか否かを判定する（ステップ３１３）。通信システム２が送受信可能状態になっていなければ、通信システム１を待機状態にする（ステップ３１４）。
【００６７】
そして、通信システム２で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御し（ステップ３１５）、次にナビゲーションシステム２９から現在位置の情報を取り込み（ステップ３１６）、切り替えテーブルから通信システム１への切り替え地点に近づいたか否かを判定する（ステップ３１７）。通信システム１への切り替え地点に近づいていない場合には、ステップ３１５〜ステップ３１７の処理を繰り返す。通信システム１への切り替え地点に近づいた場合には、上記したステップ３０３以降の処理に移行し、通信システム１で通信を実施するようにする。
【００６８】
なお、ステップ３０４において通信システム１での通信が可能でないことを判定したとき、またステップ３０９において通信システム１での通信が維持可能でないことを判定したときには、記憶媒体３０に記憶されているセル位置情報が誤っているとしてそのセル位置情報を修正した後、通信システム２での通信に移行する。すなわち、セル位置情報は必ずしも正しいとは限らないため、移動端末２０がそのチェックを行い、誤っていればセル位置情報を修正するように学習を行う。
【００６９】
なお、上記した実施形態では、ナビゲーションシステム２９から経路情報を取得し、現在位置との関係から通信システムを切り替えるものを示したが、ナビゲーションシステム２９から現在位置の情報のみを取得し、現在位置とセル位置情報から使用する通信システムを決定するようにしてもよい。
【００７０】
また、この実施形態においても、第１実施形態と同様、３つ以上の通信システムにも適用することができる。
（第３実施形態）
図１３に、本発明の第３実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す。この実施形態では、ルータを用いて移動端末２０とサーバ間の通信システムの切り替えを行うように構成されている。具体的には、ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２をルータ兼用のものとし、移動端末２０では、ルータ３１を用いて通信システム１、２とアプリケーション部２５との接続が切り替えられるように構成されている。なお、図１３中のその他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７１】
図１４に、移動端末２０の具体的な構成を示す。この実施形態では、図３に示す通信システム切替部２３の代わりにルータ３１を用いて構成されている。ルータ３１は、ソフトウェアで実現することができる。このルータ３１によって、通信システム１のインターフェース２２ａ用のドライバｄｅｖ３−１と通信システム２のインターフェース２２ｂ用のドライバｄｅｖ３−２が、アプリケーション部２５用のドライバｄｅｖ３−３に選択的に接続される。
【００７２】
ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２におけるルータおよび移動端末２０におけるルータは、ルーティングテーブルを用いてルーティングを行う。図１５に、ルーティングテーブルＲ１、Ｒ２をゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２にそれぞれ設け、ルーティングテーブルＲ３をルータに設けた状態を示す。これらのルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３は、通信システム１、２のいずれを用いて通信を行うかによって更新される。
【００７３】
図１６（ａ）に、通信システム１で通信を行っている場合のルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３の一例を示し、図１６（ｂ）に、通信システム２で通信を行っている場合のルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３の一例を示す。
【００７４】
通信システム１で通信を行う場合、ゲートウェイＧＷ１のルーティングテーブルＲ１には、サブネット１に対してｄｅｖ１−１、サブネット３（アプリケーションソフトが動作する部分を示す）に対してｄｅｖ１−１、その他に対してｄｅｖ１−０が与えられ、ゲートウェイＧＷ２のルーティングテーブルＲ２には、サブネット２に対してｄｅｖ２−２、その他に対してｄｅｖ２−０が与えられ、移動端末２０内のルーティングテーブルＲ３には、サブネット３に対してｄｅｖ３−３、その他に対してｄｅｖ３−１が与えられているものとする。
【００７５】
ここで、サーバから移動端末２０にデータを送信するに際しサブネット３の指定がなされると、ゲートウェイＧＷ１のルーティングテーブルＲ１にサブネット３があるため、サーバからのデータがｄｅｖ１−１に出力される。出力されたデータは、通信システム１のいずれかの基地局ＢＳ１（図１５ではＢＳ１−２）から移動端末２０に送信される。移動端末２０では、その送信信号を通信システム１で受信する。ルータ３１では、ルーティングテーブルＲ３にサブネット３があるため、通信システム１からの受信信号は、ｄｅｖ３−３に出力される。
【００７６】
一方、移動端末２０からサーバにデータを送信する場合には、アプリケーション部２５でその他の指定がなされると、アプリケーション部２５からのデータがｄｅｖ３−１に出力され、通信システム１から通信システム１のいずれかの基地局ＢＳ１（図１５ではＢＳ１−２）を介してゲートウェイＧＷ１にデータが送られる。ゲートウェイＧＷ１ではルーティングテーブルＲ１を参照して受信したデータをｄｅｖ１−０に出力し、サーバに送信する。
【００７７】
このようにして、通信システム１を用いた場合の、下り回線および上り回線のルーティングが行われる。
【００７８】
また、通信システム２で通信を行う場合も上記と同様に、図１６（ｂ）に示すルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を用いて、下り回線および上り回線のルーティングが行われる。
【００７９】
従って、通信システム１と通信システム２の切り替えを行うためには、ルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を更新（書き換え）するようにすればよい。図１７に、ルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を更新する場合の信号のやり取りを示す。
【００８０】
最初に、通信システム１で通信を開始すると、移動端末２０は、通信システム１を用いてゲートウェイＧＷ１に通信システム１のＩＰアドレスを要求する。ゲートウェイＧＷ１は第１実施形態と同様、ＤＨＣＰサーバを兼ねているので、ＩＰアドレスの要求に対し通信システム１のＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。これによって、移動端末２０は、ルーティングテーブルＲ３を図１６（ａ）に示すように更新する。
【００８１】
次に、移動端末２０は、通信システム１を用いてゲートウェイＧＷ１にルーティング情報（ルーティングテーブルＲ１、Ｒ２を図１６（ａ）に示すように変更する指令）を伝達する。このルーティング情報は、さらに、ゲートウェイＧＷ１からインターネットを介してゲートウェイＧＷ２に伝達される。ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２は、ルーティング情報によりルーティングテーブルＲ１、Ｒ２を、それぞれ図１６（ａ）に示すように更新する。これらのルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を用いることにより、アプリケーションソフトによって、サーバと通信を行うことができる。
【００８２】
また、移動端末２０が通信システム１から通信システム２に切り替えて通信を行うことになると、移動端末２０は、通信システム２を用いてゲートウェイＧＷ２にＭＳ２のＩＰアドレスを要求する。ゲートウェイＧＷ２は第１実施形態と同様、ＤＨＣＰサーバを兼ねているので、ＩＰアドレスの要求に対しＭＳ２のＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。これによって、移動端末２０は、ルーティングテーブルＲ３を図１６（ｂ）に示すように更新する。
【００８３】
次に、移動端末２０は、通信システム２を用いてゲートウェイＧＷ２にルーティング情報（ルーティングテーブルＲ１、Ｒ２を図１６（ｂ）に示すように変更する指令）を伝達する。このルーティング情報は、さらに、ゲートウェイＧＷ２からインターネットを介してゲートウェイＧＷ１に伝達される。ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２は、ルーティング情報によりルーティングテーブルＲ１、Ｒ２を、それぞれ図１６（ｂ）に示すように更新する。これらのルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を用いることにより、アプリケーションソフトによって、サーバと通信を行うことができる。
【００８４】
この実施形態によれば、通信システム１、２とアプリケーションソフトが動作する部分との間にルータ３１を設け、アプリケーションソフトが通信システムとは異なる固有のサブネット（上記したサブネット３）のアドレスを持つことにより、同一の発信者アドレスで通信することができる。このため、モバイルＩＰによるトンネリングを用いなくとも、途絶えることなく通信システムの切り替えを行うことができる。また、ＩＰトンネリングがないため、伝送のオーバヘッドがなく、効率の良い通信を行うことができる。
【００８５】
また、ルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を書き換えることにより、データの通信経路を通信システム１、２のいずれかに切り替えることができるため、通信システムの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００８６】
なお、この実施形態における制御部２８は、上記したルーティングテーブルの書き換えを行う以外は、第１、第２実施形態と同様の制御処理を行う。具体的には、第１、第２実施形態において通信システム１、２で通信を実施する処理の部分が、この実施形態では、ルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を書き換える処理に変更される。
【００８７】
なお、ルータ３１としては、ルータ機能を持つ切り替え手段であれば、他の構成のものとしてもよい。
【００８８】
また、この実施形態においても、第１、第２実施形態と同様、３つ以上の通信システムにも適用することができる。
【００８９】
また、上記した第１ないし第３実施形態において、移動端末を構成する各部は、それぞれの機能を実現する手段として把握されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。
【図２】各基地局が形成するセルを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態における移動端末の具体的な構成を示す図である。
【図４】図３中の制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図５】図３中の制御部の他の制御処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態において下り回線のルーティングを説明するための図である。
【図７】下り回線のルーティングにおける信号のやり取りを示す図である。
【図８】下り回線のルーティングにおける他の信号のやり取りを示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態における移動端末の具体的な構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態において経路情報と切り替え地点の関係を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態において使用する切り替えテーブルを示す図である。
【図１２】図９中の制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態における移動端末の具体的な構成を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態においてルーティングを用いた通信システムの切り替えを説明するための図である。
【図１６】ルーティングテーブルの一例を示す図である。
【図１７】ルーティングテーブルを更新する場合の信号のやり取りを示す図である。
【符号の説明】
２０…移動端末、２１ａ、２１ｂ…通信機、
２２ａ、２２ｂ…インターフェース、２３…通信システム切替部、
２４…ネットワークドライバ、２５…アプリケーション部、
２６…受信電力モニタ、２７…通信品質評価部、２８…制御部、
２９…ナビゲーションシステム、３０…記憶媒体、３１…ルータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システム、ネットワークおよび無線通信システムに用いられる移動端末に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、この種の無線通信システムにおいて、使用者が移動した場合、データの配信経路、すなわちルーティングを制御する技術として、例えば特開２０００−１８３９７４号公報、特開２０００−１８３９７５号公報がある。これらの公報に記載された技術では、いくつかの基地局をまとめて１つのドメインを形成し、ドメイン間をまたがる場合に、モバイルＩＰの技術を用いてルーティング制御するものである。
【０００３】
この従来技術では、ドメイン内ならびにドメイン間のルーティングを効率良く行うことは可能であるが、あくまでも基地局は同一の通信システムを前提においているため、そのまま複数の通信システムに適用することができない。
【０００４】
ところで、現在のディジタルセルラーシステムでは、音声通話だけではなく、データ通信のニーズも多い。こうしたデータ通信のニーズに対し、伝送レートの高速化が検討されている。
【０００５】
このような高速データ通信のトレンドに従い、データレートが高くなればなるほど、１つあたりの通信セルで処理すべき負荷も高くなり、かつ伝送のための周波数帯域を多く消費するため、必然的に使用周波数も高くせざるを得ず、電波の届く距離も短くなる。従って、セルのサイズが小さくなる。このような高速データ通信システムにおいては、既存の通信システムとの併用が考えられる。具体的には、後述する実施形態で詳述するように、高速ではあるがサービスエリアが狭くスポット的に配置された通信システム１と、低速では有るがサービスエリアが広く網羅的に配置された通信システム２とが並存することが考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の通信システムを用い、通信システムを切り替えながら通信を行えるようにする無線通信システム、ネットワークおよび無線通信システムに用いられる移動端末を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、互いに異なる複数の通信システムで移動端末と通信を行うように構成された無線通信システムであって、各々の通信システムの基地局は、各通信システムごとにそれぞれ同一のサブネットワークに属し、各サブネットは各々に対して設けられたゲートウェイを介してインターネットに接続されており、移動端末は、それぞれの通信システムにアクセス可能な複数の移動局ネットワークインターフェースと、各々の通信システムの基地局が形成するセルのセル位置情報と当該移動端末の現在位置とに基づき、現在位置が位置するセルに応じて移動局ネットワークインターフェースによりアクセスする通信システムを切り替える手段とを有し、通信システムを切り替える手段は、前記セル位置情報と当該移動端末がナビゲーションシステムによって経路案内を行う場合の経路情報とに基づいて通信システムを切り替える地点を設定し、この切り替え地点と前記現在位置との関係に応じて前記切り替えを行うことを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、セル位置情報と移動端末の現在位置とに基づいて、通信システムの切り替えを適切に行うことができ、さらに、セル位置情報と当該移動端末がナビゲーションシステムによって経路案内を行う場合の経路情報とに基づいて通信システムを切り替える地点を設定し、この切り替え地点と現在位置との関係に応じて切り替えを行うようにしているので、通信システムの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の無線通信システムに用いられる移動端末を提供することができる。ここで、セル位置情報と経路情報とに基づいて通信システムを切り替える地点を設定し、この切り替え地点と現在位置との関係に応じて通信システムの切り替えを行うようにした場合、請求項３に記載の発明のように、次の切り替え地点に基づいて切り替えを行うより前に、現在使用中の通信システムの通信が維持できないことを判定すると、セル位置情報を修正するようにすれば、次回からより正しいセル位置情報を用いて通信システムの切り替えを行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す。この無線通信システムは、通信システム１、２で構成されている。通信システム１は、例えばＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ−Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）や無線ＬＡＮのように、高速で通信を行うことができるがサービスエリアが狭く離散的（スポット的）に通信を行うシステムであり、通信システム２は、携帯電話やＰＨＳのように、比較的低速で通信を行うがサービスエリアが広く網羅的に通信を行う行うことができるシステムである。例えば、図２に示すように、通信システム１では、離散的に配置された狭域セル１−１、１−２、１−３、１−４、…において高速で通信が行われ、通信システム２では、網羅的に配置された広域セル２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６、…において比較的低速で通信が行われる。
【００２３】
通信システム１における基地局ＢＳ１−１、ＢＳ１−２、ＢＳ１−３、…は、同一のサブネットワーク（サブネット１）に属し、サブネット１は、ゲートウェイＧＷ１を介して、インターネットに接続されている。また、通信システム２における基地局ＢＳ２−１、ＢＳ２−２、ＢＳ２−３、…は、同一のサブネットワーク（サブネット２）に属し、サブネット２は、ゲートウェイＧＷ２を介して、インターネットに接続されている。そして、移動端末２０は、通信システム１、２のいずれかを用いて、インターネットを介しサーバにアクセスする。
【００２４】
また、移動端末２０は、通信システム１にアクセス可能な移動局ネットワークインターフェースＭＳ１と、通信システム２にアクセス可能な移動局ネットワークインターフェースＭＳ２とを備え、通信システム１、２のうちのいずれか一方で通信を行うように構成されている。この場合、移動局ネットワークインターフェースＭＳ１は、サブネット１のＩＰ（インターネット）アドレスを用いてアクセスを行い、移動局ネットワークインターフェースＭＳ２は、サブネット２のＩＰアドレスを用いてアクセスを行う。
【００２５】
ここで、移動端末２０は、通信システム１では基地局ＢＳ１−１、ＢＳ１−２、ＢＳ１−３、…のいずれかと通信を行い、通信システム２では基地局ＢＳ２−１、ＢＳ２−２、ＢＳ２−３、…のいずれかと通信を行うが、それぞれの通信システムにおいて、移動端末２０と通信を行う基地局は、いわゆるローミングによって決定される。ローミングとは、同一の通信システムにおいて、異なる基地局間でハンドオーバーしていく技術である。
【００２６】
図３に、移動端末２０の具体的な構成を示す。移動端末２０は、上記した移動局ネットワークインターフェースＭＳ１、ＭＳ２を構成する通信機２１ａ、２１ｂと、通信機２１ａ、２１ｂと移動端末２０内の各部との信号の送受を行うインターフェース２２ａ、２２ｂと、通信システム切替部２３と、ネットワークドライバ２４と、アプリケーション部２５と、受信電力モニタ２６と、通信品質評価部２７と、制御部２８とから構成されている。なお、移動端末２０において、図では各部がブロック的な構成として示されているが、ハードウェアとして必然的に構成される部分以外は、コンピュータを用いて実現することができる。
【００２７】
通信システム切替部２３は、制御部２８からの待機／送受切替信号に基づいて、インターフェース２２ａ、２２ｂを介し、通信機２１ａ、２１ｂをそれぞれ送受信可能状態（アクティブな状態）、待機状態（アクティブでない状態のいずれかにする。ここで、待機状態とは、例えば、受信することはできるが送信することができないような状態をいう。なお、以下の説明では、通信機２１ａ、２１ｂの送受信可能状態を、通信システム１、２の送受信可能状態とし、通信機２１ａ、２１ｂの待機状態を、通信システム１、２の待機状態とする。
【００２８】
受信電力モニタ２６は、通信機２１ａ、２１ｂの受信電力、すなわち通信システム１、２での受信電力をインターフェース２２ａ、２２ｂを介して検出する。通信品質評価部２７は、ネットワークドライバ２４から、通信機２１ａ、２１ｂのうち現在通信に使用されている通信機による通信品質の評価、すなわち通信システム１、２のうち現在通信に使用されている通信システムの通信品質の評価を行う。この通信品質の評価としては、例えばビットエラーレート（ＢＥＲ）を用いることができる。
【００２９】
アプリケーション部２５は、Ｗｅｂブラウザ、電子メールなどのための種々のアプリケーションソフトからなり、これらのアプリケーションソフトによって通信が行われる。この場合、通信利用状況、すなわち送受信を実際に行っていることを示す情報が制御部２８に通知される。
【００３０】
制御部２８は、受信電力モニタ２６の出力信号、通信品質評価部２７の出力信号などによって、通信システム１、２のいずれか一方を送受信可能状態に、他方を待機状態にするように制御を行う。この制御処理を図４に示す。
【００３１】
まず、制御部２８は、初期化処理として通信システム１、２を待機状態にする（ステップ１０１）。次に、受信電力モニタ２６によって検出された通信システム１の受信電力に基づき、通信システム１で通信が可能か否かを判定する（ステップ１０２）。
【００３２】
移動端末２０が狭域セル１−１、１−２、１−３、１−４、…のいずれかに位置し、通信システム１で通信が可能な場合には、通信システム１を送受信可能状態にする（ステップ１０３）。
【００３３】
次に、通信システム２が送受信可能状態になっているか否かを判定する（ステップ１０４）。最初にこのステップ１０４に到来したときには、初期化処理によって通信システム２が待機状態になっているため、その判定がＮＯになる。但し、その後の処理を経て、このステップ１０４に到来したとき、通信システム２が送受信可能状態になっていなければ、通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ１０５）。
【００３４】
そして、通信システム１で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ１０６）。また、通信システム１で通信を実施しているときの通信品質の評価を通信品質評価部２７から得（ステップ１０７）、その通信品質の評価に基づいて通信システム１での通信が維持可能であるか否かを判定する（ステップ１０８）。通信システム１での通信が維持可能である場合は、ステップ１０６からステップ１０８の処理を繰り返す。
【００３５】
また、移動端末２０がそれまで位置していた狭域セルから移動し、通信システム１での通信が維持できなくなると、次に通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ１０９）。
【００３６】
そして、通信システム１が送受信可能状態になっている場合（ステップ１１０の判定がＹＥＳの場合）には、通信システム１を待機状態にする（ステップ１１１）。続いて、通信システム２で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ１１２）。また、受信電力モニタ２６から通信システム１での受信電力を得（ステップ１１３）、その受信電力に基づいて通信システム１で通信を開始することができるか否かを判定する（ステップ１１４）。通信システム１で通信を開始することができない場合は、ステップ１１２〜ステップ１１４の処理を繰り返す。
【００３７】
その後、移動端末２０が狭域セルのいずれかに再度入り、通信システム１で通信を開始することができることを判定すると、上記したステップ１０３以降の処理に移行し、通信システム１で通信を実施するようにする。
【００３８】
このような制御とすることにより、高速な通信システムを優先的に使用して、トータルの伝送効率を高めるとともに、使用していない通信システムを待機状態にすることにより、消費電力を抑制できる。
【００３９】
なお、上記した実施形態では、通信システム１、２の一方を送受信可能状態にし、他方を待機状態にするものを示したが、通信システム１、２の両方を送受信可能状態にしておき、通信システム１で通信を行えるときには通信システム１で通信を行い、通信システム１の通信が維持できなくなった場合に、通信システム２で通信を行うようにしてもよい。この場合の制御部２８の制御処理を図５に示す。
【００４０】
まず、制御部２８は、初期化処理として通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ２０１）。次に、受信電力モニタ２６によって検出された通信システム１での受信電力に基づき、通信システム１で通信が可能か否かを判定する（ステップ２０２）。
【００４１】
通信システム１で通信が可能な場合には、通信システム１を送受信可能状態にする（ステップ２０３）。そして、通信システム１で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ２０４）。また、通信システム１で通信を実施しているときの通信品質の評価を通信品質評価部２７から得（ステップ２０５）、その通信品質の評価に基づいて通信システム１での通信が維持可能であるか否かを判定する（ステップ２０６）。通信システム１での通信が維持可能である場合は、ステップ２０４〜ステップ２０６の処理を繰り返す。
【００４２】
また、通信システム１での通信が維持できなくなると、次に通信システム２が送受信可能状態になっているか否かを判定する（ステップ２０７）。これは、通信システム２が一時的に広域セルの圏外に入り、切断されることも有り得るので、その接続をチェックするために行う。通信システム２が送受信可能状態になっていなければ、通信システム２を送受信可能な状態にする。（ステップ２０８）。
【００４３】
そして、通信システム２で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ２０９）。また、受信電力モニタ２６から通信システム１での受信電力を得（ステップ２１０）、その受信電力に基づいて通信システム１で通信を開始することができるか否かを判定する（ステップ２１１）。通信システム１で通信を開始することができない場合は、ステップ２０９〜ステップ２１１の処理を繰り返す。
【００４４】
その後、通信システム１で通信を開始することができることを判定すると、上記したステップ２０３以降の処理に移行し、通信システム１で通信を実施するようにする。
【００４５】
このような制御とすることにより、サービスエリアの広い広域セルにおいて通信を行うことができる通信システム２を常にバックアップとして動かしておくことで、通信システムの切り替え時に通信が瞬断するのを防止することができる。
【００４６】
なお、上記した実施形態では、２つの通信システムとした場合について説明したが、３つ以上の通信システムとしてもよく、その場合には、より高速の通信システムが選択されていくように、通信システムが切り替えられる。
【００４７】
このように、この実施形態によれば、移動端末２０がどこに移動しても、その場所で利用可能な、最も高速の通信システムを選択して通信することができる。また、通信システムごとにサブネットを分けているため、移動端末２０と通信を行う場合のルーティングを容易に行うことができる。
【００４８】
但し、上記したように２つの通信システム１、２を用いた場合、移動端末２０からサーバへ通信する上り回線については、移動端末２０でどちらの通信システムを使うかがわかっているため通常通り通信を行うことができるが、サーバから移動端末２０に通信する下り回線については、通信システム１、２のいずれを使うかがわからず、そのためのルーティングが必要となる。
【００４９】
以下、この下り回線のルーティングについて説明する。このルーティングを行うため、この実施形態では、モバイルＩＰの技術を利用している。図６に示すように、通信システム１が属するサブネット１内のゲートウェイＧＷ１にホームエージェントＨＡを設置し、通信システム２のサブネット２内のゲートウェイＧＷ２にフォーリンエージェントＦＡを設置する。移動端末２０が通信システム１のサービスエリア内にいる場合には、ホームアドレスを用いたアクセスを行い、移動端末２０が通信システム２のサービスエリア内にいる場合には、フォーリンエージェントＦＡが決める気付アドレスを用いたアクセスを行う。この場合の信号のやり取りを図７、図８に示す。なお、この実施形態では、ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２とも、それぞれＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバを兼ねるものとしている。
【００５０】
図７は、移動端末２０の起動時に通信システム１が利用可能な場合の信号のやり取りを示している。まず、移動端末２０は、通信システム１を用いてホームエージェントＨＡにホームＩＰアドレスを要求する。ゲートウェイＧＷ１はＤＨＣＰサーバを兼ねているので、その要求に対しホームＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。次に、移動端末２０は、ホームエージェントＨＡにホームアドレスを登録する。この後、上り、下り回線とも、ホームアドレスを用いてサーバと通信することができる。この場合、アプリケーションソフトによってその通信が行われる。
【００５１】
また、移動端末２０が通信システム１から通信システム２に切り替えて通信を行うことになると、移動端末２０は、通信システム２を用いてフォーリンエージェントＦＡに気付ＩＰアドレスを要求する。ゲートウェイＧＷ２はＤＨＣＰサーバを兼ねているので、その要求に対し気付ＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。次に、移動端末２０は、ホームエージェントＨＡに気付ＩＰアドレスの登録を行う。この場合、気付ＩＰアドレスは、フォーリンエージェントＦＡからインターネットを介してホームエージェントＨＡに登録される。この後、上り回線は、ホームアドレスを用いることにより、サーバと通信を行うことができる。また、下り回線は、サーバからホームアドレスを用いてインターネット経由でホームエージェントＨＡに送信が行われ、ホームエージェントＨＡから気付ＩＰアドレスを用いてインターネット経由でフォーリンエージェントＦＡに送信が行われ、さらにフォーリンエージェントＦＡから基地局ＢＳ２を介して移動端末２０に送信が行われる。すなわち、下り回線の場合、ホームエージェントＨＡとフォーリンエージェントＦＡによるＩＰトンネリングを用いて、サーバから移動端末２０への送信が行われる。
【００５２】
この後、移動端末２０が通信システム１から通信システム２に切り替えて通信を行うことになると、移動端末２０は、通信システム１を用いてホームエージェントＨＡに、ホームセグメント（通信システム１での通信）に戻ったことを通知する。この場合、不要になったＩＰアドレスを解放（返却）するようにしてもよい。このようにすれば、ＩＰアドレス空間の有効利用を図ることができる。なお、ＩＰアドレスを解放した場合は、通信システム２に切り替えるときに上記した気付ＩＰアドレスを再度取得する必要があるが、ＩＰアドレスを解放しなかった場合には、気付ＩＰアドレスを再度取得する必要はない。
【００５３】
この後は、上記したのと同様、上り、下り回線とも、ホームアドレスを用いてサーバと通信することができる。
【００５４】
図８に、移動端末２０の起動時に通信システム１が利用できない場合の信号のやり取りを示す。まず、移動端末２０は、通信システム２を用いてフォーリンエージェントＦＡに気付ＩＰアドレスを要求する。フォーリンエージェントＦＡは、その要求に対し気付ＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。次に、移動端末２０は、ホームアドレスを確保するための要求を行う。この要求は、フォーリンエージェントＦＡからインターネットを介してホームエージェントＨＡに伝えられ、ホームアドレスが確保される。そして、ホームエージェントＨＡからフォーリンエージェントＦＡを介し、さらに基地局ＢＳ２を介して、移動端末２０にホームアドレスが通知される。移動端末２０は、確保されたホームアドレスを制御ソフトによって保存する。そして、通信を行う場合に、上り回線は、移動端末２０からホームアドレスを用いてサーバに送信が行われ、下り回線は、サーバから、ホームエージェントＨＡ、フォーリンエージェントＦＡによるＩＰトンネリングを用いて移動端末２０に送信が行われる。
【００５５】
また、移動端末２０が通信システム１から通信システム２に切り替えて通信を行うことになると、移動端末２０は、制御ソフトにより保存されていたホームアドレスを用い、通信システム１からホームエージェントＨＡに、ホームセグメントに戻ったことを通知する。この場合、不要になったＩＰアドレスを解放するようにしてもよい。この後は、上記したのと同様、上り、下り回線とも、ホームアドレスを用いてサーバと通信を行うことができる。
【００５６】
なお、上記した実施形態では、２つの通信システムとした場合について説明したが、３つ以上の通信システムとした場合には、最も高速で通信を行う通信システムが属するサブネット内にホームエージェントＨＡを設置し、その他の通信システムが属するサブネット内にはフォーリンエージェントＦＡを設置するようにすればよい。
【００５７】
このように、モバイルＩＰ技術を用いることによって、通信システムが切り替わっても、回線接続を維持することができる。また、最も高速な通信システムが属するサブネット内にホームエージェントＨＡを置くことにより、高速にアクセスしているときのオーバヘッドを抑制できる。逆に、低速な通信システムで通信している場合には、もともとの通信速度が低いため、一旦ホームエージェントＨＡを経由して伝送しても、オーバヘッドの影響を少なくすることができる。なお、オーバヘッドとは、他のエージェントを経由してデータを伝送するこという。
【００５８】
また、ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２とも、それぞれＤＨＣＰサーバを兼ねるものとし、移動端末２０が、移動局ネットワークインターフェースＭＳ１、ＭＳ２のそれぞれにおいて使用するＩＰアドレスをＤＨＣＰサーバから一時的に取得するようにしているので、ＩＰアドレス空間の有効利用を図り、アドレス付与の手間を省くことができる。なお、通信システム１、２が使用するＩＰアドレスを固定アドレスとし、予め移動端末２０に付与しておくようにしてもよい。このようにすれば、アドレス付与の時間ロスをなくし、通信システムの切り替えをスムーズに行うことができる。
（第２実施形態）
図９に、本発明の第２実施形態に係る無線通信システムに用いられる移動端末の構成を示す。この実施形態では、移動端末２０にナビゲーションシステムを備えたものとしている。ナビゲーションシステムで経路案内を行う場合、基本的には運転者はこの経路に従って運転するはずである。したがって、この経路に沿って移動する場合に、どのような順序でどの通信システムに切り替えて行くべきかをあらかじめ把握することができる。この処理により、通信システムの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００５９】
このため、この実施形態では、図９に示すように、移動端末２０が、ナビゲーションシステム２９と、セル位置情報を記憶する記憶媒体３０を備え、これらを用いて通信システムの切り替えを行うようになっている。なお、図９中のその他の構成は第１実施形態と同様である。
【００６０】
ナビゲーションシステム２９は、移動端末２０の現在位置、および経路案内する場合の経路情報を制御部２８に出力する。記憶媒体３０は、図２に示す狭域セル１−１、１−２、１−３、１−４、…、広域セル２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６、…のそれぞれの位置および範囲を規定するセル位置情報（例えば、円の中心座標と半径）を記憶している。
【００６１】
ナビゲーションシステム２９は、経路案内を行う場合、図１０に示すように、現在地から目的地への経路を設定する。制御部２８は、その経路情報をナビゲーションシステム２９から取り込み、記憶媒体３０に記憶されているセル位置情報から、経路上のいずれで通信システムを切り替えるかの切り替え地点、例えば図１０に示すａ〜ｈの地点を決定し、図１１に示すような切り替えテーブルを作成する。この図１０に示す切り替えテーブルは、地点ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇ、ｈで通信システム１と通信システム２間の切り替えを行うことを示している。
【００６２】
図１２に、この第２実施形態における制御の制御処理を示す。制御部２８は、この制御処理に先立ち、ナビゲーションシステム２９からの経路情報に基づき、記憶媒体３０のセル位置情報を参照して図１１に示すような切り替えテーブルを作成する。
【００６３】
制御部２８は、図１２に示す制御処理を開始すると、ナビゲーションシステム２９から現在位置の情報を取り込み（ステップ３０１）、切り替えテーブルから使用セルが通信システム１の対象セルとなっているか否かを判定する（ステップ３０２）。使用セルが通信システム１の対象セルとなっているときには、通信システム１を送受信可能状態にする（ステップ３０３）。
【００６４】
次に、受信電力モニタ２６によって検出された通信システム１の受信電力に基づき、通信システム１で通信が可能か否かを判定する（ステップ３０４）。通信システム１で通信が可能な場合には、通信システム２が送受信可能状態になっているか否かを判定する（ステップ３０５）。通信システム２が送受信可能状態になっていなければ、通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ３０６）。
【００６５】
そして、通信システム１で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御する（ステップ３０７）。また、通信システム１で通信を実施しているときの通信品質の評価を通信品質評価部２７から得（ステップ３０８）、その通信品質の評価に基づいて通信システム１での通信が維持可能であるか否かを判定する（ステップ３０９）。通信システム１での通信が維持可能である場合は、ナビゲーションシステム２９から現在位置の情報を取り込み（ステップ３１０）、切り替えテーブルから通信システム２への切り替え地点に近づいたか否か、すなわち切り替え地点より所定距離内に入ったか否かを判定する（ステップ３１１）。通信システム２への切り替え地点に近づいていない場合には、ステップ３０７〜ステップ３１２の処理を繰り返す。
【００６６】
また、通信システム２への切り替え地点に近づいた場合には、通信システム２を送受信可能状態にする（ステップ３１２）。そして、通信システム１が送受信可能状態になっているか否かを判定する（ステップ３１３）。通信システム２が送受信可能状態になっていなければ、通信システム１を待機状態にする（ステップ３１４）。
【００６７】
そして、通信システム２で通信を実施するようにネットワークドライバ２４を制御し（ステップ３１５）、次にナビゲーションシステム２９から現在位置の情報を取り込み（ステップ３１６）、切り替えテーブルから通信システム１への切り替え地点に近づいたか否かを判定する（ステップ３１７）。通信システム１への切り替え地点に近づいていない場合には、ステップ３１５〜ステップ３１７の処理を繰り返す。通信システム１への切り替え地点に近づいた場合には、上記したステップ３０３以降の処理に移行し、通信システム１で通信を実施するようにする。
【００６８】
なお、ステップ３０４において通信システム１での通信が可能でないことを判定したとき、またステップ３０９において通信システム１での通信が維持可能でないことを判定したときには、記憶媒体３０に記憶されているセル位置情報が誤っているとしてそのセル位置情報を修正した後、通信システム２での通信に移行する。すなわち、セル位置情報は必ずしも正しいとは限らないため、移動端末２０がそのチェックを行い、誤っていればセル位置情報を修正するように学習を行う。
【００６９】
なお、上記した実施形態では、ナビゲーションシステム２９から経路情報を取得し、現在位置との関係から通信システムを切り替えるものを示したが、ナビゲーションシステム２９から現在位置の情報のみを取得し、現在位置とセル位置情報から使用する通信システムを決定するようにしてもよい。
【００７０】
また、この実施形態においても、第１実施形態と同様、３つ以上の通信システムにも適用することができる。
（第３実施形態）
図１３に、本発明の第３実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す。この実施形態では、ルータを用いて移動端末２０とサーバ間の通信システムの切り替えを行うように構成されている。具体的には、ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２をルータ兼用のものとし、移動端末２０では、ルータ３１を用いて通信システム１、２とアプリケーション部２５との接続が切り替えられるように構成されている。なお、図１３中のその他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７１】
図１４に、移動端末２０の具体的な構成を示す。この実施形態では、図３に示す通信システム切替部２３の代わりにルータ３１を用いて構成されている。ルータ３１は、ソフトウェアで実現することができる。このルータ３１によって、通信システム１のインターフェース２２ａ用のドライバｄｅｖ３−１と通信システム２のインターフェース２２ｂ用のドライバｄｅｖ３−２が、アプリケーション部２５用のドライバｄｅｖ３−３に選択的に接続される。
【００７２】
ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２におけるルータおよび移動端末２０におけるルータは、ルーティングテーブルを用いてルーティングを行う。図１５に、ルーティングテーブルＲ１、Ｒ２をゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２にそれぞれ設け、ルーティングテーブルＲ３をルータに設けた状態を示す。これらのルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３は、通信システム１、２のいずれを用いて通信を行うかによって更新される。
【００７３】
図１６（ａ）に、通信システム１で通信を行っている場合のルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３の一例を示し、図１６（ｂ）に、通信システム２で通信を行っている場合のルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３の一例を示す。
【００７４】
通信システム１で通信を行う場合、ゲートウェイＧＷ１のルーティングテーブルＲ１には、サブネット１に対してｄｅｖ１−１、サブネット３（アプリケーションソフトが動作する部分を示す）に対してｄｅｖ１−１、その他に対してｄｅｖ１−０が与えられ、ゲートウェイＧＷ２のルーティングテーブルＲ２には、サブネット２に対してｄｅｖ２−２、その他に対してｄｅｖ２−０が与えられ、移動端末２０内のルーティングテーブルＲ３には、サブネット３に対してｄｅｖ３−３、その他に対してｄｅｖ３−１が与えられているものとする。
【００７５】
ここで、サーバから移動端末２０にデータを送信するに際しサブネット３の指定がなされると、ゲートウェイＧＷ１のルーティングテーブルＲ１にサブネット３があるため、サーバからのデータがｄｅｖ１−１に出力される。出力されたデータは、通信システム１のいずれかの基地局ＢＳ１（図１５ではＢＳ１−２）から移動端末２０に送信される。移動端末２０では、その送信信号を通信システム１で受信する。ルータ３１では、ルーティングテーブルＲ３にサブネット３があるため、通信システム１からの受信信号は、ｄｅｖ３−３に出力される。
【００７６】
一方、移動端末２０からサーバにデータを送信する場合には、アプリケーション部２５でその他の指定がなされると、アプリケーション部２５からのデータがｄｅｖ３−１に出力され、通信システム１から通信システム１のいずれかの基地局ＢＳ１（図１５ではＢＳ１−２）を介してゲートウェイＧＷ１にデータが送られる。ゲートウェイＧＷ１ではルーティングテーブルＲ１を参照して受信したデータをｄｅｖ１−０に出力し、サーバに送信する。
【００７７】
このようにして、通信システム１を用いた場合の、下り回線および上り回線のルーティングが行われる。
【００７８】
また、通信システム２で通信を行う場合も上記と同様に、図１６（ｂ）に示すルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を用いて、下り回線および上り回線のルーティングが行われる。
【００７９】
従って、通信システム１と通信システム２の切り替えを行うためには、ルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を更新（書き換え）するようにすればよい。図１７に、ルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を更新する場合の信号のやり取りを示す。
【００８０】
最初に、通信システム１で通信を開始すると、移動端末２０は、通信システム１を用いてゲートウェイＧＷ１に通信システム１のＩＰアドレスを要求する。ゲートウェイＧＷ１は第１実施形態と同様、ＤＨＣＰサーバを兼ねているので、ＩＰアドレスの要求に対し通信システム１のＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。これによって、移動端末２０は、ルーティングテーブルＲ３を図１６（ａ）に示すように更新する。
【００８１】
次に、移動端末２０は、通信システム１を用いてゲートウェイＧＷ１にルーティング情報（ルーティングテーブルＲ１、Ｒ２を図１６（ａ）に示すように変更する指令）を伝達する。このルーティング情報は、さらに、ゲートウェイＧＷ１からインターネットを介してゲートウェイＧＷ２に伝達される。ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２は、ルーティング情報によりルーティングテーブルＲ１、Ｒ２を、それぞれ図１６（ａ）に示すように更新する。これらのルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を用いることにより、アプリケーションソフトによって、サーバと通信を行うことができる。
【００８２】
また、移動端末２０が通信システム１から通信システム２に切り替えて通信を行うことになると、移動端末２０は、通信システム２を用いてゲートウェイＧＷ２にＭＳ２のＩＰアドレスを要求する。ゲートウェイＧＷ２は第１実施形態と同様、ＤＨＣＰサーバを兼ねているので、ＩＰアドレスの要求に対しＭＳ２のＩＰアドレスを移動端末２０に付与する。これによって、移動端末２０は、ルーティングテーブルＲ３を図１６（ｂ）に示すように更新する。
【００８３】
次に、移動端末２０は、通信システム２を用いてゲートウェイＧＷ２にルーティング情報（ルーティングテーブルＲ１、Ｒ２を図１６（ｂ）に示すように変更する指令）を伝達する。このルーティング情報は、さらに、ゲートウェイＧＷ２からインターネットを介してゲートウェイＧＷ１に伝達される。ゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２は、ルーティング情報によりルーティングテーブルＲ１、Ｒ２を、それぞれ図１６（ｂ）に示すように更新する。これらのルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を用いることにより、アプリケーションソフトによって、サーバと通信を行うことができる。
【００８４】
この実施形態によれば、通信システム１、２とアプリケーションソフトが動作する部分との間にルータ３１を設け、アプリケーションソフトが通信システムとは異なる固有のサブネット（上記したサブネット３）のアドレスを持つことにより、同一の発信者アドレスで通信することができる。このため、モバイルＩＰによるトンネリングを用いなくとも、途絶えることなく通信システムの切り替えを行うことができる。また、ＩＰトンネリングがないため、伝送のオーバヘッドがなく、効率の良い通信を行うことができる。
【００８５】
また、ルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を書き換えることにより、データの通信経路を通信システム１、２のいずれかに切り替えることができるため、通信システムの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００８６】
なお、この実施形態における制御部２８は、上記したルーティングテーブルの書き換えを行う以外は、第１、第２実施形態と同様の制御処理を行う。具体的には、第１、第２実施形態において通信システム１、２で通信を実施する処理の部分が、この実施形態では、ルーティングテーブルＲ１〜Ｒ３を書き換える処理に変更される。
【００８７】
なお、ルータ３１としては、ルータ機能を持つ切り替え手段であれば、他の構成のものとしてもよい。
【００８８】
また、この実施形態においても、第１、第２実施形態と同様、３つ以上の通信システムにも適用することができる。
【００８９】
また、上記した第１ないし第３実施形態において、移動端末を構成する各部は、それぞれの機能を実現する手段として把握されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。
【図２】各基地局が形成するセルを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態における移動端末の具体的な構成を示す図である。
【図４】図３中の制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図５】図３中の制御部の他の制御処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態において下り回線のルーティングを説明するための図である。
【図７】下り回線のルーティングにおける信号のやり取りを示す図である。
【図８】下り回線のルーティングにおける他の信号のやり取りを示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態における移動端末の具体的な構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態において経路情報と切り替え地点の関係を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態において使用する切り替えテーブルを示す図である。
【図１２】図９中の制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態における移動端末の具体的な構成を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態においてルーティングを用いた通信システムの切り替えを説明するための図である。
【図１６】ルーティングテーブルの一例を示す図である。
【図１７】ルーティングテーブルを更新する場合の信号のやり取りを示す図である。
【符号の説明】
２０…移動端末、２１ａ、２１ｂ…通信機、
２２ａ、２２ｂ…インターフェース、２３…通信システム切替部、
２４…ネットワークドライバ、２５…アプリケーション部、
２６…受信電力モニタ、２７…通信品質評価部、２８…制御部、
２９…ナビゲーションシステム、３０…記憶媒体、３１…ルータ。
Claims (3)
- 互いに異なる複数の通信システムで移動端末と通信を行うように構成された無線通信システムであって、
各々の通信システムの基地局は、各通信システムごとにそれぞれ同一のサブネットワークに属し、各サブネットは各々に対して設けられたゲートウェイを介してインターネットに接続されており、
前記移動端末は、それぞれの通信システムにアクセス可能な複数の移動局ネットワークインターフェースと、前記各々の通信システムの基地局が形成するセルのセル位置情報と当該移動端末の現在位置とに基づき、前記現在位置が位置するセルに応じて前記移動局ネットワークインターフェースによりアクセスする通信システムを切り替える手段とを有し、
前記通信システムを切り替える手段は、前記セル位置情報と当該移動端末がナビゲーションシステムによって経路案内を行う場合の経路情報とに基づいて通信システムを切り替える地点を設定し、この切り替え地点と前記現在位置との関係に応じて前記切り替えを行うことを特徴とする無線通信システム。 - 互いに異なる複数の通信システムで移動端末と通信を行うように構成された無線通信システムであって、
各々の通信システムの基地局は、各通信システムごとにそれぞれ同一のサブネットワークに属し、各サブネットは各々に対して設けられたゲートウェイを介してインターネットに接続されており、
前記移動端末は、それぞれの通信システムにアクセス可能な複数の移動局ネットワークインターフェースと、
前記各々の通信システムの基地局が形成するセルのセル位置情報と当該移動端末の現在位置とに基づき、前記現在位置が位置するセルに応じて前記移動局ネットワークインターフェースによりアクセスする通信システムを切り替える手段とを有する無線通信システムに用いられる移動端末であって、
前記複数の通信システムのそれぞれに対してアクセス可能な複数の移動局ネットワークインターフェースと、
前記複数の基地局のそれぞれが形成するセルのセル位置情報と、当該移動端末の現在位置とに基づき、前記現在位置が位置するセルに応じて前記移動局ネットワークインターフェースによりアクセスする通信システムを切り替える手段とを有し、
前記通信システムを切り替える手段は、前記セル位置情報と当該移動端末がナビゲーションシステムによって経路案内を行う場合の経路情報とに基づいて通信システムを切り替える地点を設定し、この切り替え地点と前記現在位置との関係に応じて前記切り替えを行うことを特徴とする移動端末。 - 次の切り替え地点に基づいて切り替えを行うより前に、現在使用中の通信システムの通信が維持できないことを判定したときに、前記セル位置情報を修正する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の移動端末。
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