JP2010028873A - 端末局 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハンドオーバ切り替え後の移動端末局に対するデータ転送時間を短くする端末局を得ること。
【解決手段】有線LANで接続された複数の基地局を有する通信システム上で、接続する基地局を切り替えるハンドオーバを行ないながら複数の基地局の1つと無線通信を行う移動可能な端末局において、複数の基地局から送信される基地局との通信効率に関する通信効率情報を各基地局から受信する通信IF部24と、通信効率情報に基づいて複数の基地局からハンドオーバ先の基地局を選択するAP選択部30と、を備え、AP選択部30は、通信効率情報に含まれる基地局毎の最大伝送レートに応じて、通信効率情報に所定の重み付け処理を行い、所定の重み付け処理が行われた通信効率情報に基づいてハンドオーバ先の基地局を選択する。
【選択図】図15

Description

本発明は、移動体通信システムにおける端末局に関するものである。
近年、無線LAN技術が急速に発展している。無線LANにおいては、移動端末が基地局から高速移動する際のハンドオーバにおいて、ハンドオーバ先への再接続を効率よく処理させることが望まれる。IEEE(Inter-Access Point Protocol)802.11で規格された無線LANではハンドオーバに関しての規定が明確になされていないため、IEEE802.11fで規定されている異種ベンダー間のローミングに使用されるIAPP(Inter-Access Point Protocol)プロトコルを使用する場合が多い。
例えば、移動端末(端末局)が移動してハンドオーバを行った場合、移動端末はハンドオーバ元基地局との接続を切断するためのディオーセンティケーション(Deauthentication)フレームやディスアソシエーション(Deassociation)フレームをハンドオーバ元基地局に送信する。その後、移動端末は再接続を行うためのリアソシエーション(Reassociation)要求フレームをハンドオーバ先基地局に送信している。そして、IAPPによってハンドオーバ先基地局とハンドオーバ元基地局間でハンドオーバした移動端末に関する情報の転送を行い、移動端末と基地局(ハンドオーバ先基地局)の再接続を行っている。
このようなハンドオーバにおいては、移動端末局がハンドオーバ元基地局から急速に離れる場合、ハンドオーバ元基地局に送信したデータのAck(確認応答)が移動端末局に返らない場合が生じる。このような場合、IEEE802.11では「Recovery Procedure and retransmit limit」によってデータ再送を定義し、定義したデータ再送を利用することによってデータの欠落を防ぐとともに、データ通信のスループットを安定させている。
特許文献1に記載の移動体通信システムにおいては、無線移動局が無線基地局からの下り通信品質の劣化の程度に応じて、無線通信プロトコルレイヤ2又はレイヤ3の無線制御データの再送回数を設定している。
また、複数の基地局と接続可能な状態での移動端末は、各無線基地局との無線劣化を比較することによって、効率の良い無線通信を行える基地局との接続を選択する技術が開発されている。
特許文献2に記載の無線通信システムにおいては、複数のアクセスポイントのゾーンが重なっているオーバーラップゾーンに位置するユーザ端末が、どのアクセスポイントと接続して無線通信を行うかを選択している。ユーザ端末は、まずIEEE802.11の規定に基づくビーコンに含まれるSupported rates(アクセスポイントが動作できる通信速度)の値(情報)を参照することで、オーバラップゾーンのアクセスポイント候補を認識している。そして、認識したアクセスポイント候補の中から利用するアクセスポイントを選択している。
特開2003―318804号公報 特開2003―264870号公報
上記前者の従来の技術によれば、無線制御データの再送回数の設定によって、データ転送のスループットを安定にすることは可能となるが、呼切断フレームであるディオーセンティケーションフレームやディスアソシエーションフレームを送信する場合、移動端末局は既にハンドオーバ先基地局に接続したい状況であるため、移動端末局へのデータの再送は不要な状況であるにも関わらずデータ再送されてしまう。このため、ハンドオーバ時の呼切断時間が長くなるといった問題があった。
また、上記後者の従来技術では、無線劣化等に基づいてアクセスポイントを選択しているため、ハンドオーバを検出した際にサポートしている基地局との最大送信レートが低い基地局を選択する可能性がある。このため、データ欠落を防ぐためにハンドオーバ元基地局によってデータをバッファリングして基地局間転送したとしても、基地局との送信レートが小さいことに起因した遅延や瞬断が発生するといった問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ハンドオーバ切り替え後の移動端末局に対するデータ転送時間を短くする端末局を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、有線LANで接続された複数の基地局を有する通信システム上で、接続する基地局を切り替えるハンドオーバを行ないながら前記複数の基地局の1つと無線通信を行う移動可能な端末局において、前記複数の基地局から送信される前記基地局との通信効率に関する通信効率情報を前記各基地局から受信する受信部と、前記通信効率情報に基づいて前記複数の基地局からハンドオーバ先の基地局を選択する選択部と、を備え、前記選択部は、前記通信効率情報に含まれる基地局毎の最大伝送レートに応じて、前記通信効率情報に所定の重み付け処理を行い、前記所定の重み付け処理が行われた通信効率情報に基づいて前記ハンドオーバ先の基地局を選択することを特徴とする。
この発明によれば、基地局毎の最大伝送レートに応じて、通信効率情報に所定の重み付け処理を行い、所定の重み付け処理が行われた通信効率情報に基づいてハンドオーバ先の基地局を選択するので、最大伝送レートが大きな基地局が優先的に選択されやすくなり、ハンドオーバ切り替え後の端末局に対するデータ転送時間を短くすることが可能になるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信システムの構成を示す図である。 図2は、実施の形態1に係る端末局の構成を示すブロック図である。 図3は、実施の形態1に係る基地局の構成を示すブロック図である。 図4は、実施の形態1に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。 図5は、実施の形態2に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。 図6は、実施の形態3に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。 図7は、実施の形態4に係る基地局の構成を示すブロック図である。 図8は、実施の形態4に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。 図9は、MACフレームの基本フォーマットを示す図である。 図10は、IPヘッダの構成を示す図である。 図11は、UDPデータの構成を示す図である。 図12は、TCPデータの構成を示す図である。 図13は、実施の形態5に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。 図14は、実施の形態6にかかる通信システムの構成を示す図である。 図15は、実施の形態6に係る端末局の構成を示すブロック図である。 図16−1は、複数の基地局から1つの基地局を選択する手順を示すフローチャートである。 図16−2は、送信レートの制御処理の手順を示すフローチャートである。
以下に、本発明にかかるハンドオーバ方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信システムの構成を示す図である。通信システムは、複数の基地局(AP(Access Point))1X,1Yと複数の端末局(STA(Station))2A〜2Dからなり、複数の基地局1X,1Yと複数の端末局2A〜2Dは、ともに無線LAN(IEEE802.11a,b,g)に準拠している。また、各基地局1X,1Yは有線LAN3で接続されている。
端末局2A〜2Dは、PDA(Personal Digital Assistant)やノート型パーソナルコンピュータ等の移動可能な端末装置であり、コンピュータ装置等からなる基地局1X,1Yと情報の送受信を行う。
ここでは、高速で移動する端末局2Aがハンドオーバ(ハンドオフ)元基地局1Xからハンドオーバ先基地局1Yへハンドオーバする場合について説明する。すなわち、端末局2Aは、基地局1Xと基地局1Yの間を高速で移動し、端末局2Aが基地局1Xとの無線区間の劣化に伴い、複数基地局から所定の基準に基づいて基地局1Yを選択してハンドオーバを実施する。
つぎに、端末局2A〜2Dの構成について説明する。なお、端末局2A〜2Dは同様の構成を有するので、ここでは端末局2Aを例にとって説明する。図2は、実施の形態1に係る端末局の構成を示すブロック図である。端末局2Aは、入力部21、出力部22、記憶部23、通信IF部24、算出部(検出部)25、設定部26、制御部29からなる。
入力部21は、キーボード、マウス等を備えて構成されており、種々の情報の入力を行う。出力部22は、液晶ディスプレイ等を備えて構成され、種々の情報の表示、出力を行う。記憶部23は、HDD(Hard Disk Drive)、RAM(Random Access Memory)等を備えて構成され、種々の情報を記憶する。
通信IF部24は、基地局1X,1Yと情報の送受信を行うインタフェースである。通信IF部24と基地局1X,1Yの間では、後述するMACフレームとして、ビーコン(Beacon)フレーム、プローブ要求(Probe Request)フレーム、プローブ応答(Probe Response)フレーム、オーセンティケーション(Authentication)フレーム、ディオーセンティケーション(Deauthentication)フレーム、アソシエーション要求(Association Request)フレーム、アソシエーション応答(Association Response)フレーム、ディスアソシエーション(Disassociation)フレーム、リアソシエーション要求(Reassociation Request)フレーム、リアソシエーション応答(Reassociation Response)フレーム等が送受信される。
ビーコンフレームは、通信ネットワーク内の通信に必要な種々の情報を無線局(基地局1X,1Y、端末局2A〜2D)に報知するために送信されるフレームである。プローブ要求フレームは端末局が周辺に存在する基地局(無線セル)の有無を問い合わせるためのフレームであり、プローブ応答フレームは無線局が端末局からのプローブ要求フレームに対して応答するためのフレームである。
オーセンティケーション(認証)フレームは無線局間で認証を行うためのフレーム(接続要求情報)であり、ディオーセンティケーション(認証解除)フレームは無線局間の認証を解除するためのフレーム(接続解除情報)である。
アソシエーション要求フレームは端末局2A〜2Dが基地局1X,1Yに対して接続関係を要求するためのフレームであり、アソシエーション応答フレームは基地局1X,1Yが端末局2A〜2Dからのアソシエーション要求に対して接続関係を認めるか否かを応答するためのフレームであり、ディスアソシエーション(接続関係解除)フレームは端末局2A〜2Dと基地局1X,1Yの接続関係を解除するためのフレーム(接続解除情報)である。
リアソシエーション要求フレームは端末局2A〜2Dがハンドオーバする際に、ハンドオーバ先の基地局に接続関係を要求するためのフレーム(接続要求情報)であり、リアソシエーション応答フレームは基地局が端末局2A〜2Dからのリアソシエーション要求に対して、接続関係を認めるか否かを応答するためのフレームである。
算出部25は、基地局1X,1Yから受信した情報や記憶部23、設定部26において記憶している情報に基づいてハンドオーバの検出や情報の送受信に関する種々の設定を算出する。算出部25は、例えば基地局1Yから受信した情報に基づいてハンドオーバ先の基地局として基地局1Yの検出を行なう。
設定部26は、情報の送受信に関する種々の設定を記憶しておく。例えば、基地局1Xに対して呼を切断するためのディオーセンティケーションフレームやディスアソシエーションフレームの再送信回数(リトライ数)やAck(確認応答)受信タイマが設定される。
再送信回数は、端末局2Aから基地局1X,1Yにディオーセンティケーションフレームやディスアソシエーションフレームを送信する際、この送信に対する基地局1X,1Yからの応答がない場合等に、ディオーセンティケーションフレームやディスアソシエーションフレームを再送信する回数である。
Ack受信タイマとは、端末局2Aから基地局1X,1Yにディオーセンティケーションフレームやディスアソシエーションフレームを送信する際、この送信に対する基地局1X,1Yからの応答を待つ時間である。制御部29は、入力部21、出力部22、記憶部23、通信IF部24、算出部25、設定部26を制御する。
つぎに、基地局1X,1Yの構成について説明する。なお、基地局1X,1Yは同様の構成を有するので、ここでは基地局1Xを例にとって説明する。図3は、実施の形態1に係る基地局の構成を示すブロック図である。基地局1Xは、端末局2Aは、入力部11、出力部12、記憶部13、通信IF部14、算出部15、制御部19からなる。
入力部11は、キーボード、マウス等を備えて構成されており、種々の情報の入力を行う。出力部12は、液晶ディスプレイ等を備えて構成され、種々の情報の表示、出力を行う。記憶部13は、HDD、RAM等を備えて構成され、種々の情報を記憶する。
通信IF部14は、端末局2A〜2Dや他の基地局(ここでは基地局1Y)と情報の送受信を行うインタフェースである。通信IF部14は、端末局2A〜2Dとは無線通信によって通信を行い、他の基地局とは有線LAN3を介して通信を行なう。
算出部15は、端末局2A〜2Dや他の基地局1Yから受信した情報や記憶部13において記憶している情報に基づいて情報の送受信に関する種々の設定を算出する。制御部19は、入力部11、出力部12、記憶部13、通信IF部14、算出部15を制御する。
つぎに、図1に示した通信システムの各構成要素の動作について説明する。図4は、実施の形態1に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。端末局2Aが基地局(旧基地局)1Xとデータ(情報)の送受信を行っている状態から、端末局2Aが基地局(新基地局)1Yの方向へ移動すると、端末局2Aの算出部25はハンドオーバを検出する(ハンドオーバ先基地局の検出)。
端末局2Aが基地局1Xのゾーン(無線ゾーン)において基地局1Yのゾーン方向に移動すると(基地局1X,1Yと接続可能なオーバラップゾーン)、例えば端末局2Aの通信IF部24から基地局1Yにプローブ要求フレームを送信し、通信IF部24がこのプローブ要求フレームに対するプローブ応答フレームを基地局1Yから受信したか否かに基づいて、算出部25はハンドオーバの検出を行う。
端末局2Aが、ハンドオーバを検出すると、ハンドオーバ元基地局1Xに対して呼を切断するためのディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを送信する前に、設定部26に設定されているディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信回数を記憶部23で記憶する(10)。そして、設定部26におけるディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信回数を一時的に最小値に設定する(11)。
ここでの再送信回数の最小値は、端末局2Aの使用者(ユーザ)によって予め設定されるものであり、例えば最小値を0回に設定するとディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信を行わない。この後、ハンドオーバ元基地局1Xに対し、通信IF部24からディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを送信する。
端末局2Aは、送信したディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームに対するAck(確認応答)をハンドオーバ元基地局1Xから受信するか、または設定部26に設定してあるAck受信タイマ(応答待機時間)の満了時(12)(接続解除確認)に、記憶部23に記憶しておいたディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信回数を、設定部26に再設定する(13)。
端末局2Aの通信IF部24は、ハンドオーバ先基地局1Yに対して新規に接続するためのオーセンティケーションフレーム(認証要求)または再接続するためのリアソシエーション要求フレームを送信する。
ハンドオーバ先基地局1Yは、端末局2Aからのオーセンティケーションフレームまたはリアソシエーション要求フレームを通信IF部14で受信する。ハンドオーバ先基地局1Yは、端末局2Aからオーセンティケーションフレームを受信すると、端末局2Aとの接続を確立するため、通信IF部14から端末局2Aにオーセンティケーションフレーム(認証成立)を送信する。
また、ハンドオーバ先基地局1Yは、端末局2Aからリアソシエーション要求フレームを受信すると、端末局2Aとの接続を確立するため、通信IF部14から端末局2Aにリアソシエーション応答フレームを送信する。そして、端末局2Aの通信IF部24はハンドオーバ先基地局1Yから、オーセンティケーションフレームやリアソシエーション応答フレームを受信し、端末局2Aと基地局1Yの接続を確立する。
これにより、ハンドオーバした端末局2Aは、ディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信回数が最小値に設定された状態でハンドオーバ元基地局1Xに送信したディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームに対するAckをハンドオーバ元基地局1Xから受信するか、またはAck受信タイマの満了時に、ハンドオーバ先基地局1Yとの新たな接続処理を開始することができる。
このように実施の形態1によれば、ハンドオーバした端末局2Aは、ディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信回数が最小値に設定された状態でハンドオーバ元基地局1Xに送信したディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームに対するAckをハンドオーバ元基地局1Xから受信するか、またはAck受信タイマの満了時に、ハンドオーバ先基地局1Yとの新たな接続処理を開始することができるので、ハンドオーバ時の呼切断時間を短縮することが可能となり、データ瞬断時間を少なくすることができる。したがって、効率の良い無線通信を行うことが可能となる。
実施の形態2.
図1〜3、5に従って実施の形態2に係るハンドオーバ方法を説明する。実施の形態2においては、ハンドオーバ元基地局1Xに送信したディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームに対するAckを、ハンドオーバ元基地局1Xから受信する前またはAck受信タイマの満了前にハンドオーバ先基地局1Yとの新たな接続処理を開始する。
図5は、実施の形態2に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。端末局2Aが基地局(旧基地局)1Xとデータ(情報)の送受信を行っている状態から、端末局2Aが基地局(新基地局)1Yの方向へ移動すると、端末局2Aの算出部25はハンドオーバを検出する。
端末局2Aが、ハンドオーバを検出すると、ハンドオーバ元基地局1Xに対して呼を切断するためのディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを送信する前に、設定部26に設定されているディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信回数を記憶部23で記憶する(20)。そして、設定部26のディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信回数を一時的に最小値に設定する(21)。
端末局2Aは、ハンドオーバ元基地局1Xに対し、通信IF部24からディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを送信する。この後、端末局2Aは記憶部23に記憶しておいたディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームの再送信回数を、設定部26に再設定する(22)。そして、ディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを送信してからAck受信する最短時間(次の処理を行っても他の基地局等に衝突等の影響を与えない時間)だけ経過した後、端末局2Aの通信IF部24は、ハンドオーバ先基地局1Yに対して新規に接続するためのオーセンティケーションフレーム(認証要求)または再接続するためのリアソシエーション要求フレームを送信する。
すなわち、本実施の形態2においては、端末局2Aは送信したディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームに対するAck(確認応答)をハンドオーバ元基地局1Xから受信することやAck受信タイマの満了を待たずに(Ack受信タイマを走らせることなく)基地局1Yとの接続処理を開始する。
以下、実施の形態1と同様の処理手順によってハンドオーバ処理を実行する。すなわち、ハンドオーバ先基地局1Yは、端末局2Aからオーセンティケーションフレームを受信すると、通信IF部14から端末局2Aにオーセンティケーションフレーム(認証成立)を送信する。
また、ハンドオーバ先基地局1Yは、端末局2Aからリアソシエーション要求フレームを受信すると、通信IF部14から端末局2Aにリアソシエーション応答フレームを送信する。そして、端末局2Aの通信IF部24はハンドオーバ先基地局1Yから、オーセンティケーションフレームやリアソシエーション応答フレームを受信し、端末局2Aと基地局1Yの接続を確立する。
これにより、Ack受信する最短時間だけ経過した後、ハンドオーバ先基地局1Yとの新たな接続処理を開始することが可能となる。また、基地局1Xは端末局2Aからのディオーセンティケーションフレームを受信することによって、端末局2Aが移動して在圏エリアが離れたこと検出することが可能となる。このため、基地局1Xのタイマ満了(端末局2Aからのデータアクセスが無いかを監視)によって端末局2Aが移動して在圏エリアが離れたことを検出するよりも短時間で端末局2Aの移動を検出することが可能となり、圏外となった端末局2Aに関する情報を情報管理テーブルから早期に削除することができる。したがって、基地局1Xは新たなユーザを早期に収容することが可能となる。
このように実施の形態2によれば、Ack受信する最短時間だけ経過した後、ハンドオーバ先基地局1Yとの新たな接続処理を開始するので、ハンドオーバ時の呼切断時間がAck受信する最短時間に短縮することが可能となり効率的な無線通信を行うことが可能となる。
実施の形態3.
図1〜3、6に従って実施の形態3に係るハンドオーバ方法を説明する。実施の形態3においては、ハンドオーバ検出後に直ちにハンドオーバ先基地局1Yとの新たな接続処理を開始する。
図6は、実施の形態3に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。端末局2Aが基地局(旧基地局)1Xとデータ(情報)の送受信を行っている状態から、端末局2Aが基地局(新基地局)1Yの方向へ移動すると、端末局2Aの算出部25はハンドオーバを検出する。
端末局2Aの算出部25が、ハンドオーバを検出すると、端末局2Aの通信IF部24は、ハンドオーバ先基地局1Yに対して、新規に接続するためのオーセンティケーションフレーム(認証要求)または再接続するためのリアソシエーション要求フレームを送信する。
以下、実施の形態1と同様の処理手順によってハンドオーバ処理を実行する。すなわち、ハンドオーバ先基地局1Yは、端末局2Aからオーセンティケーションフレームを受信すると、通信IF部14から端末局2Aにオーセンティケーションフレーム(認証成立)を送信する。また、ハンドオーバ先基地局1Yは、端末局2Aからリアソシエーション要求フレームを受信すると、通信IF部14から端末局2Aにリアソシエーション応答フレームを送信する。そして、端末局2Aの通信IF部24はハンドオーバ先基地局1Yから、オーセンティケーションフレームやリアソシエーション応答フレームを受信し、端末局2Aと基地局1Yの接続を確立する。
このように実施の形態3によれば、ハンドオーバ検出後、ハンドオーバ先基地局1Yとの新たな接続処理を開始するので、ハンドオーバ時の呼切断時間を短縮することが可能となり効率的な無線通信を行うことが可能となる。
実施の形態4.
図1,2,7〜12に従って実施の形態4に係るハンドオーバ方法を説明する。実施の形態4においては、端末局2Aがハンドオーバした後、基地局1Xにディオーセンティケーションフレーム等を送信することによってデータのバッファリングを行わせ、ハンドオーバに伴うデータの欠落を防止する。
図7は、実施の形態4に係る基地局の構成を示すブロック図である。図7の各構成要素のうち図3に示す実施の形態1〜3の基地局1Xと同一の機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
図7に示すように基地局1Xは、バファリング部16を備えている。バファリング部16は、端末局2Aがハンドオーバする際、端末局2A宛てのデータ(端末局2Aに送信するためのデータ)のバファリングを行う。バファリングされたデータは、端末局2Aのハンドオーバ先基地局1Yに転送される。
図8は、実施の形態4に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。端末局2Aが基地局(旧基地局)1Xとデータの送受信を行っている状態から、端末局2Aが基地局(新基地局)1Yの方向へ移動すると、端末局2Aの算出部25はハンドオーバを検出する。
端末局2Aが、ハンドオーバを検出すると、ハンドオーバ元基地局1Xに対して呼を切断するためのディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを基地局1Xに送信する。
トラヒックの少ない無線通信を行うためIEEE802.11では、「Power Management」として端末局のパワーセーブモードが定義されている。パワーセーブモードでスリープ状態におちる場合には、端末局は消費電力を抑えるためにディオーセンティケーションフレーム等の送信フレームの「パワー管理ビット」を立てて送信を行う。そして、基地局では端末局がスリープ状態の場合はデータのバッファリングを行い、この端末局宛てのデータがある場合には、ビーコン(Beacon)送信時のTIM(Traffic Indication Map)情報によって端末局宛てのデータが届いていることを端末局に対して通知する。端末局は定期的にビーコンを受信しており、TIM情報によって自らの端末局宛てのデータが基地局1Xに届いていると認識した場合にはPS(Power Save)―POLLによってこのデータを引き取る。
また、IAPP(Inter-Access Point Protocol)によってデータ転送を行う場合、ハンドオーバ元基地局(旧AP)からハンドオーバ先基地局(新AP)への端末局(STA)の登録情報転送時に、ハンドオーバ元基地局に端末局宛てのデータが転送されてしまい、ハンドオーバ先基地局へハンドオーバした端末局に届けるデータの欠落が発生する可能性がある。
したがって、本実施の形態4においては、端末局2Aがハンドオーバした際に基地局1Xに送信するディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを、MACフレームにおいて「Power(パワー)管理」のビットを立てた状態で送信する。これにより、基地局1Xにデータのバッファリングを行わせることが可能となり、ハンドオーバに伴うデータの欠落を防止する。
ここで、IEEE802.11のMACフレームについて説明する。図9は、IEEE802.11のMACフレームの基本フォーマットを示す図である。MACフレーム40は、「フレーム制御」、「Duration/ID」、「MACアドレス1」、「MACアドレス2」、「MACアドレス3」、「シーケンス制御」、「MACアドレス4」、「フレーム本体」、「FCS(Frame Check Sequence)」からなる。
「Duration/ID」は、パワーセーブモードの端末局を識別する際などに使用する。「シーケンス制御」は、MACフレームのシーケンス番号などに使用する。「フレーム本体」は、送信データを格納する。「FCS」は、MACヘッダとフレーム本体の誤り検出符号を格納する。「MACアドレス1」、「MACアドレス2」、「MACアドレス3」、「MACアドレス4」には、受信局アドレス、送信局アドレス、宛て先局アドレス、送信元局アドレスなどが格納される。
「フレーム制御」には、「プロトコルバージョン」、「Type」、「Sub−Type」、「To Ds」、「From DS」、「More Frag」、「Retry」、「Power管理」、「More Data」、「Wep」、「Order」が含まれる。
「プロトコルバージョン」はIEEE802.11のMACプロトコルのバージョンを示し、「Type」と「Sub−Type」はフレームタイプを示し、「To Ds」は受信局が基地局であるか端末局であるかを示し、「From DS」は送信局が基地局であるか端末局であるかを示し、「More Frag」は上位レイヤを複数のフレームに分割する際このフレームに後続するフラグメントフレームがあるか否かを示し、「Retry」は再送されたフレームであるか否かを示し、「Power管理」はパワーセーブモードであるか否かを示し、「More Data」はパワーセーブモードの無線局宛てのフレームで使用する場合はこのフレームに続くパワーセーブモード局宛てフレームの有無を示し、「Wep」はフレーム本体(送信データ)が暗号化されているか否かを示し、「Order」はパケットを中継する際に中継順序を入れ替えてよいか否かを示す。
「Power管理」のビットは、「1」の時にパワーセーブ(省電力)モードであることを示し、「0」の時にパワーセーブモードでないことを示す。本実施の形態4においては、「Power(パワー)管理」のビットを立てた状態(「Power管理」のビットが「1」)でMACフレームを送信する。
端末局2Aが基地局1Xにディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを、MACフレームにおいて「Power管理」のビットを立てた状態で送信すると(30)、基地局1Xの通信IF部14は、端末局2Aから送信されたパワー管理ビットONのディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを通信IF部14によって受信する。
ディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを受信した基地局1Xの算出部15は、受信したフレームの管理ビットがONか否かをチェックする。そして、基地局1Xのバファリング部16は、受信したフレームの管理ビットがONであることを確認すると、すぐに端末局2Aとの切断処理を行わず端末局2A宛てのデータのバファリングを開始する(31)。
端末局2Aは、ハンドオーバを検出して基地局1Xにディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを送信した後、基地局1Yに対し接続を要求するためのリアソシエーション要求フレームを送信する。
ハンドオーバ元基地局1Xとハンドオーバ先基地局1Yは、IEEE802.11に規定されているIAPPのシーケンス処理を実行する。すなわち、端末局2Aからリアソシエーション要求フレームを受信した基地局1Yは、通信IF部14からデータのセキュリティを確保するための暗号化に関する情報を含む「IAPP:Send Security Block」フレーム(転送要求情報)を基地局1Xに送信する。
基地局1Xは、通信IF部14で「IAPP:Send Security Block」フレームを受信すると、このフレームに対する確認応答として、端末局2Aに関する情報を含む「IAPP:Ack Security Block」を通信IF部14から基地局1Yに送信する。
基地局1Yは、通信IF部14で「IAPP:Ack Security Block」を受信すると、通信IF部14から端末局2Aの移動に関する情報等を含む「IAPP:Move Request」フレームを基地局1Xに送信する。
基地局1Xは、通信IF部14で「IAPP:Move Request」フレームを受信すると、通信IF部14から端末局2Aの移動に関する情報等を含む「IAPP:Move Response」フレームを基地局1Yに送信する。
この後、基地局1Xが基地局1Yに対する端末局2A宛てのデータをバッファリングしていた場合、基地局1Xの通信IF部14は基地局1Yに対してバファリングしていたデータを転送する(32)。そして、基地局1Xへのデータ転送を行った後、基地局1Xは端末局2Aと接続していた際(ハンドオーバの検出前)の端末局2Aの登録情報を記憶部13から削除する(33)。
ハンドオーバ先基地局1Yの通信IF部14は、端末局2Aに対して接続要求に対する接続応答としてリアソシエーション応答フレームを送信する。そして、端末局2Aの通信IF部24がこのリアソシエーション応答フレームを受信することによって、端末局2Aと基地局1Yの接続が確立する。そして、端末局2Aは、ハンドオーバの際に基地局1Xでバファリングされていたデータを基地局1Yから受信する。
なお、端末局2Aが基地局1Xからのビーコンを受信することができる状態であれば、基地局1XはIEEE802.11で規定されているパワーセーブモードと同様の方法によって、端末局2Aはハンドオーバ切替中であっても基地局1Xからバファリング中のデータを受信することができる。すなわち、基地局1Xは、端末局2A宛てのデータがある場合には、ビーコン送信時のTIM情報によって端末局2A宛てのデータが届いていることを端末局2Aに対して通知する。端末局2Aは定期的にビーコンを受信しており、TIM情報によって自らの端末局宛てのデータが基地局1Xに届いていると認識した場合にはPS―POLLによってこのデータを引き取る。
なお、本実施の形態4においては、端末局2Aがハンドオーバを検出した際に、「パワー管理」のビットを立てたMACフレームを端末局2Aが基地局1Xに送信する構成としたが、端末局2Aが基地局1Xに送信するMACフレームにおいて「パワー管理」のビットを立てるか否かを端末局2Aが接続中のサービスやプロトコルに応じて選択する構成としてもよい。
この場合、端末局2Aによって使用されているサービスを把握するためにIPヘッダのプロトコルタイプ50、IPレイヤの上位レイヤであるTCPヘッダやUDPヘッダの先頭に位置する発信元ポート番号51、宛先ポート番号52をモニタしてこのモニタした情報を保存(記憶)しておく。そして、記憶しておいたプロトコルタイプ50、発信元ポート番号51、宛先ポート番号52の情報に基づいて「パワー管理」のビットを立てるか否かを決定する。
図10はIPヘッダの構成を示す図であり、図11はUDPデータの構成を示す図であり、図12はTCPデータの構成を示す図である。図10に示すようにIPヘッダ60は、プロトコルタイプ50を含んでいる。プロトコルタイプ50は、IPヘッダの後続のデータ部で用いられる上位プロトコルの種類を示している。
図11に示すようにUDPデータ61は、発信元ポート番号51と宛先ポート番号52を含んでいる。また、図12に示すようにTCPデータ62は、発信元ポート番号51と宛先ポート番号52を含んでいる。発信元ポート番号51はデータの送信元のアプリケーションプログラムを示し、宛先ポート番号52はデータの受信先のアプリケーションプログラムを示している。
端末局2Aによって使用されているサービスをプロトコルタイプ50で把握する場合は、端末局2Aのプロトコルタイプ50を算出部25で抽出して記憶部23で記憶しておく。そして、基地局1Xにハンドオーバを指示する際(ディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを送信する際)に、端末局2Aが現在通信しているデータがリアルタイム性の強いUDPデータ(リアルタイム)である場合は図8で説明したハンドオーバ方法による処理を実行させない。このように、端末局2Aが現在行っている通信がリアルタイム性の強いUDPデータである場合は、図8で説明したハンドオーバ方法による処理を実行させないことによってデータ通信のリアルタイム性を維持させる。
一方、基地局1Xにハンドオーバを指示する際に、端末局2Aが現在通信しているデータが信頼性の高いTCPデータである場合は図8で説明したハンドオーバ方法による処理を実行させる。すなわち、この場合端末局2Aは、基地局1Xにディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを送信する際、送信フレームの「パワー管理ビット」を立てて送信を行う。これにより、端末局2Aが現在行っている通信が信頼性の高いTCPデータである場合は図8で説明したハンドオーバ方法による処理を実行させることによって無線LAN(L2(レイヤ2))におけるデータの欠落を防止する。
また、端末局2Aによって使用されているサービスをTCPヘッダやUDPヘッダの先頭にある発信元ポート番号51、宛先ポート番号52で把握する場合は、予め端末局2Aの記憶部23において、各ポート番号(最大65536個)に対するハンドオーバのON/OFFをポート番号テーブルとして記憶しておく。ここでのハンドオーバのONは、図8で説明したハンドオーバ方法による処理を実行させることを示し、ハンドオーバのOFFは図8で説明したハンドオーバ方法による処理を実行させないことを示す。ポート番号テーブルにおいて、各ポート番号に対するハンドオーバのON/OFFは任意に設定可能であり、図8で説明したハンドオーバ方法による処理を実行させたいサービスのポート番号に対してハンドオーバをONに設定しておく。
端末局2Aはプロトコル番号によって通信中のTCPデータやUDPデータを確認した後に、プロトコル番号とともにポート番号も記憶部23で記憶しておく。そして、端末局2Aが基地局1Xにハンドオーバを指示する際に、ポート番号テーブル内の各ポート番号に対するハンドオーバのON/OFFの情報に基づいて、図8で説明したハンドオーバ方法による処理を実行させるか否かを決定する。
このように、端末局2Aがハンドオーバした際に基地局1Xに送信するディオーセンティケーションフレームまたはディスアソシエーションフレームを、MACフレームにおいて「パワー管理」のビットを立てた状態で送信するので、基地局1Xにデータのバッファリングを行わせることが可能となる。
また、端末局2Aによって「パワー管理」のビットを立てるか否かを選択する場合は、端末局2Aが通信するサービスに応じて基地局1Xにデータのバッファリングを行わせるか否かを決定することが可能となり、サービスの内容に応じてデータの欠落を防止することを優先するかデータ通信のリアルタイム性を優先させるかを選択することが可能となる。
このように実施の形態4によれば、端末局2Aがハンドオーバした際に、「パワー管理」のビットを立てたMACフレームを送信するので、基地局1Xにデータのバッファリングを行わせることが可能となる。したがって、ハンドオーバに伴うデータの欠落を防止することが可能となる。また、端末局2Aによって「パワー管理」のビットを立てるか否かを選択できるので、端末局2Aが通信するサービスに応じてハンドオーバに伴うデータの欠落を防止することが可能となる。
実施の形態5.
図1〜3、13に従って実施の形態5に係るハンドオーバ方法を説明する。実施の形態5においては、端末局2Aがハンドオーバした後、基地局1Xにリアソシエーション要求フレームを送信することによってデータのバッファリングを行わせ、ハンドオーバに伴うデータの欠落を防止する。図13は、実施の形態5に係るハンドオーバの処理手順を示すシーケンス図である。
端末局2Aが基地局(旧基地局)1Xとデータの送受信を行っている状態から、端末局2Aが基地局(新基地局)1Yの方向へ移動すると、端末局2Aの算出部25はハンドオーバを検出する。
端末局2Aが、ハンドオーバを検出すると、ハンドオーバ元基地局1Xに対して新しい基地局にハンドオーバするためのリアソシエーション要求フレーム(接続切替の要求)を基地局1Xに送信する。このとき、端末局2Aが基地局1Xに送信するリアソシエーション要求フレームを、MACフレームにおいて「パワー管理」のビットを立てた状態で送信する(40)。
基地局1Xの通信IF部14は、端末局2Aから送信されたパワー管理ビットONのリアソシエーション要求フレームを通信IF部14によって受信する。リアソシエーション要求フレームを受信した基地局1Xの算出部15は、受信したフレームの管理ビットがONか否かをチェックする。そして、基地局1Xの算出部15は、受信したフレームの管理ビットがONであることを確認すると、端末局2Aが移動によりハンドオーバ先の他の基地局と接続をすることを要求しているか否かを確認する。
端末局2Aがハンドオーバ先の他の基地局と接続を確立したいか否かを確認するため、基地局1Xの算出部15は、端末局2Aから受信したリアソシエーション要求フレーム(MACフレーム)の宛て先MACアドレスが、自らのMACアドレスと一致するか否かを確認する。また、端末局2Aから受信したMACフレームのハンドオーバ元MACアドレスが、自らのMACアドレスと一致するか否かを確認する。
そして、基地局1Xの算出部15が、端末局2Aから受信したMACフレームの宛て先MACアドレスが、自らのMACアドレスと一致し、ハンドオーバ元MACアドレスが自らのMACアドレスと一致することを確認すると、端末局2Aがハンドオーバ先基地局1Yと接続することを要求していると判断し、端末局2A宛てのデータのバファリングを開始する(41)。
また、ハンドオーバ元基地局1Xは、IEEE802.11fにて規定されているハンドオーバ先基地局1Yからの「IAPP:Send Security Block」の受信を待たずハンドオーバ先基地局1Yに対して自ら「IAPP:Security Block Ack」によって端末局2Aに関する情報の転送を行う(42)。
この後、実施の形態2と同様の処理を行う。すなわち、基地局1Yは、「IAPP:Ack Security Block」を受信すると、「IAPP:Move Request」フレームを基地局1Xに送信する。
基地局1Xは、「IAPP:Move Request」フレームを受信すると、「IAPP:Move Response」フレームを基地局1Yに送信する。基地局1Xが基地局1Yに対する端末局2A宛てのデータをバッファリングしていた場合、基地局1Xの通信IF部14は基地局1Yに対してバファリングしていたデータを転送する(43)。そして、基地局1Xへのデータ転送を行った後、基地局1Xは端末局2Aと接続していた際の端末局2Aの登録情報を記憶部13から削除する(44)。
なお、実施の形態4で説明した場合と同様に、端末局2Aが基地局1Xに送信するMACフレームにおいて「パワー管理」のビットを立てるか否かを端末局2Aが接続中のサービスやプロトコルに応じて選択する構成としてもよい。
このように、基地局1Xは、端末局2Aがハンドオーバした際に端末局2Aから「パワー管理」のビットが立てられたリアソシエーション要求フレームを受信するとともに、このフレームの宛て先MACアドレスが、自らのMACアドレスと一致し、ハンドオーバ元MACアドレスが自らのMACアドレスと一致することを確認するので、基地局1Xは端末局2Aが移動によりハンドオーバ先の他の基地局と接続を確立したいか否かを確認することが可能となる。
これにより、基地局1Xは、基地局1Yからの「IAPP:Send Security Block」の受信を待つことなく「IAPP:Security Block Ack」によって端末局2Aに関する情報の転送を行うことが可能となる。
このように実施の形態5によれば、端末局2Aがハンドオーバした際に、基地局1Xにデータのバッファリングを行わせることが可能になるとともに、基地局1Yからの「IAPP:Send Security Block」の受信を待つことなく「IAPP:Security Block Ack」によって端末局2Aに関する情報の転送を行うことが可能となる。したがって、端末局2Aと基地局1Yの再接続処理を短縮することができるとともに、ハンドオーバに伴うデータの欠落を防止することが可能となる。
実施の形態6.
図1,3,14〜16に従って実施の形態6に係るハンドオーバ方法を説明する。実施の形態6においては、受信電力値と最大伝送レート値に基づいて複数の基地局から接続を行う基地局を選択する際に、最大伝送レート値が最大の基地局の受信電力値に所定の重み付けを行って各基地局の受信電力値を比較し、端末局と接続する基地局を選択する。
図14は実施の形態6にかかる通信システムの構成を示す図であり、図14の各構成要素のうち図1に示す実施の形態1〜5の通信システムと同一の機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
また、図15は実施の形態6に係る端末局の構成を示すブロック図であり、図15の各構成要素のうち図2に示す実施の形態1〜5の端末局と同一の機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
図14に示すように、通信システムは、複数の基地局(AP(Access Point))1X,1Y,1Zと複数の端末局(STA(Station))2A〜2Dからなり、複数の基地局1X,1Y,1Zと複数の端末局2A〜2Dは、ともに無線LAN(IEEE802.11a,b,g)に準拠している。また、各基地局1X,1Y,1Zは有線LAN3で接続されている。ここでは、高速で移動する端末局2Aがハンドオーバ元基地局1Xのゾーンから基地局1Yおよび基地局1Zのゾーン(オーバラップゾーン)へ移動する場合を示している。
図15に示すように、端末局2AはAP選択部30(選択部、判断部)、送信レート変更部31、送信レート測定部32を備える。AP選択部30は、端末局2Aの移動によりハンドオーバ可能な基地局(AP)の候補を抽出しておき、この基地局を選択候補APのIndex情報として記憶しておく。選択候補APのIndex情報内では、ハンドオーバ可能な基地局毎に異なる選択候補番号i(iは自然数)が割り当てられている。ハンドオーバ可能な基地局の候補は、算出部25によって基地局から受信した情報を識別すること等によって行う。
送信レート変更部31は、端末局2Aの送信レート値と後述する基準送信レート値の比較や、端末局2Aの受信電力値と後述する基準受信電力値の比較を行ない、この比較結果に基づいて送信レートの制御や基地局選択処理の指示を行なう。送信レート測定部32は、通信IF部24から送信するデータの送信レートを測定する。
つぎに、ハンドオーバの際に複数の基地局から1つの基地局を選択する手順について説明する。ここでは、端末局2Aが基地局1Xの無線ゾーンから高速で移動し、端末局2Aが基地局1Xとの無線区間の劣化に伴い、複数基地局(基地局1Y,1Z)から所定の基準に基づいて基地局1Yを選択してハンドオーバを実施する場合について説明する。
図16−1は、ハンドオーバの際に複数の基地局から1つの基地局を選択する手順を示すフローチャートである。端末局2Aは、記憶部23において予め判定用伝送レートβと判定用受信電力Γを記憶している。
判定用伝送レートβは、端末局2Aと接続する基地局を選択する際に判断基準となる、基地局1Y,1Zと端末局2A間における最大伝送レートである。ここでは、基地局と端末間の各最大伝送レートを判定用伝送レートβと比較することによって基地局と端末間における最大伝送レートの最大値を抽出する。
判定用受信電力Γは、端末局2Aと接続する基地局を選択する際に判断基準となる、基地局と端末間における受信電力(RSSI(Receive Signal Strength Indicator(無線信号強度)))である。
端末局2Aは、高速移動等により複数の基地局と接続可能になると、この基地局(選択候補AP)のいずれか1つとハンドオーバするため、この選択候補APに関する情報をこの選択候補APからのビーコンフレームやプローブ応答フレームから取得する。
端末局2Aの通信IF部24が選択候補APからビーコンフレームやプローブ応答フレームを受信すると、AP選択部30は選択候補AP毎にビーコンフレームやプローブ応答フレームから最大伝送レートや受信電力値を抽出し、選択候補APのIndex情報として記憶しておく。また、AP選択部30は選択候補AP毎に選択候補番号iを割り当てておく。
端末局2AのAP選択部30は、まず基地局選択の基準となる判定用伝送レートβと判定用受信電力Γの初期化(判定用伝送レートβ=0、判定用受信電力Γ=0)を行う(ステップS100)。また、AP選択部30は判断対象とする選択候補APの選択候補番号i(iは自然数)の初期化(i=1)を行う(ステップS110)。
AP選択部30は、選択候補の基地局の中から最大伝送レートの基地局を抽出するため、選択候補番号i=1の基地局から順番に最大伝送レートの確認を行う。まず、AP選択部30は最大伝送レートの確認を行う基地局の選択候補番号iが現時点で端末局2Aに登録されている基地局登録数(端末局2Aと接続可能な基地局数)を越えているか否かを判断する(ステップS120)。
AP選択部30が、選択候補番号iが現在の基地局登録数を越えていないと判断した場合(ステップS120、Yes)、選択候補番号iの基地局から受信して記憶部23に記憶している選択候補番号iの基地局(選択候補APi)の最大伝送レートをAP選択部30にロードする(ステップS130)。そして、AP選択部30はロードした選択候補番号iの基地局の最大伝送レートと判定用伝送レートβの比較をし、選択候補番号iの基地局の最大伝送レートの値が判定用伝送レートβの値より大きいか否かの判断を行う(ステップS140)。
AP選択部30が、選択候補番号iの基地局の最大伝送レートの値が判定用伝送レートβの値より大きいと判断した場合は(ステップS140、Yes)、現在の判定用伝送レートβの上書き更新を行う。すなわち、現在の判定用伝送レートβの値を選択候補番号iの基地局の最大伝送レートの値に書き換える(現在の判定用伝送レートβの値に選択候補番号iの基地局(選択候補APi)の最大伝送レートの値を代入する)。さらに、選択候補APのIndex情報内においてこの選択候補番号iを選択番号Iとして保存しておく(ステップS150)。この後、選択候補番号iをi=i+1に更新する(ステップS160)。
また、AP選択部30が選択候補番号iの基地局の最大伝送レートの値が判定用伝送レートβの値より大きくないと判断した場合も(ステップS140、No)、選択候補番号iをi=i+1に更新する(ステップS160)。
以後、AP選択部30が、最大伝送レートの確認を行う基地局の選択候補番号iが現時点で端末局2Aに登録されている基地局登録数を越えていると判断するまでステップS120〜160の処理を繰り返す。
AP選択部30が、最大伝送レートの確認を行う基地局の選択候補番号iが現時点で端末局2Aに登録されている基地局登録数を越えている(端末局2Aに登録さている最後の基地局)と判断すると(ステップS120、No)、AP選択部30は記憶しておいた選択番号Iに対応する基地局の受信電力値を、記憶部23に記憶している選択候補APのIndex情報から抽出し、この受信電力値に所定の値αを加算する(ステップS170)。α自体は任意に設定可能なパラメータ(値)であり、通信システムの環境における実測値から適当な値を算出して予め設定しておくものとする。例えば、最大伝送速度が大きい基地局を大きな優先度で優先的に選択させたい場合はαを大きく設定し、最大伝送速度が大きい基地局を小さな優先度で優先的に選択させたい場合はαを小さく設定する。所定値αを加算した選択番号Iに対応する基地局の受信電力値は、記憶部23において記憶しておく。
選択候補APのIndex情報内の選択候補番号iの初期化を行った後(ステップS180)、AP選択部30は選択候補番号i=1の基地局から順番に受信電力値の確認(判定用受信電力値Γとの比較)を行う。
まず、AP選択部30は受信電力値の確認を行う基地局の選択候補番号iが現時点で端末局2Aに登録されている基地局登録数を越えているか否かを判断する(ステップS190)。
AP選択部30が、選択候補番号iが現在の基地局登録数を越えていないと判断した場合(ステップS190、Yes)、選択候補番号iの基地局から受信して記憶部23に記憶している選択候補番号iの基地局の受信電力値をAP選択部30にロードする(ステップS200)。このとき、選択番号Iに対応する基地局の受信電力値は、所定値αを加算した受信電力値をロードする。そして、AP選択部30はロードした選択候補番号iの基地局の受信電力値と判定用受信電力値Γの比較をし、選択候補番号iの基地局の受信電力値が判定用受信電力値Γの値より大きいか否かの判断を行う(ステップS210)。
AP選択部30が、選択候補番号iの基地局の受信電力値が判定用受信電力値Γの値より大きいと判断した場合は(ステップS210、Yes)、現在の判定用受信電力値Γの上書き更新を行う。すなわち、現在の判定用受信電力値Γの値を選択候補番号iの基地局の受信電力値の値に書き換える(現在の判定用受信電力値Γに選択候補番号iの基地局の受信電力値を代入する)。さらに、選択候補APのIndex情報内においてこの選択候補番号iを選択番号Jとして保存しておく(ステップS220)。この後、選択候補番号iをi=i+1に更新する(ステップS230)。
また、AP選択部30が選択候補番号iの基地局の受信電力値が判定用受信電力値Γの値より大きくないと判断した場合も(ステップS210、No)、選択候補番号iをi=i+1に更新する(ステップS230)。
以後、AP選択部30が、受信電力値の確認を行う基地局の選択候補番号iが現時点で端末局2Aに登録されている基地局登録数を越えていると判断するまでステップS190〜230の処理を繰り返す。
AP選択部30が、受信電力値の確認を行う基地局の選択候補番号iが現時点で端末局2Aに登録されている基地局登録数を越えていると判断すると(ステップS190、No)、AP選択部30はAP選択部30が記憶しておいた選択番号Jに対応する基地局に接続するものと判断する(ステップS240)。この後、端末局2Aは基地局1Xから選択した基地局1Yへの接続切り替え処理を行う。
このように、最大伝送速度が最大の基地局の受信電力値に所定値αを加算した後、各基地局の受信電力値を比較するので、最大伝送速度が最大の基地局が端末局2Aの接続先として選択されやすくなる。
なお、受信電力値と最大伝送レート値に基づいて複数の基地局から接続を行う基地局を選択する場合に限られず、送信レートと最大伝送レート値に基づいて複数の基地局から接続を行う基地局を選択してもよい。この場合、最大伝送レート値が最大の基地局の送信レートに所定の重み付けを行って各基地局の送信レートを比較し、端末局2Aと接続する基地局を選択する。
つぎに、送信レートの制御処理について説明する。無線LANにおいてはマルチレートをサポートしている。例えば、IEEE802.11aの場合には無線の送信レートとして54,48,36,24,18,12,9,6Mbpsのマルチレートをサポートしており、IEEE802.11bの場合には無線の送信レートとして11,5.5,2,1Mbpsのマルチレートをサポートしている。
無線LANチップはできるだけ高速の送信レートでデータの送信を行おうとするが、無線が劣化すると送信レートを下げてデータの導通を維持(ハンドオーバ元基地局との接続を維持)する。例えば、最大のレートで接続していた場合には一段ずつレートを下げて今まで接続していた基地局とのデータ導通を維持する。
端末局2Aが高速移動する場合、このようなアルゴリズムを行なうと無線劣化が激しくなる。したがって、この場合ハンドオーバ元の基地局に接続できない状態であっても送信レートを最低レートまで下げた後、基地局の選択処理をするためデータ断が大きくなる。
そこで、本実施の形態6においては、ハンドオーバを実施するため際に判断基準となる伝送レートを予め設定しておき、この伝送レートより小さくなった場合は在圏している基地局とのデータ導通を維持することはせず、あらたな基地局を探しにいく(基地局の選択処理)。
図16−2は、送信レートの制御処理の処理手順を示すフローチャートである。端末局2Aの送信レート変更部31は、ハンドオーバを実行する際に送信レートを変更するか基地局の選択処理を行うかの判断基準となる送信レート値(基準送信レート値)と、ハンドオーバを実行する際に送信レートを変更するか基地局の選択処理を行うかの判断基準となる受信電力値(受信電力値)を、記憶部23からロードする(ステップS300)。端末局2Aの送信レート測定部32は、通信IF部24から送信するデータの送信レートを測定する。
そして、送信レート変更部31は、現在の端末局2Aの送信レート値と基準送信レート値を比較し、現在の端末局2Aの送信レート値が基準送信レート値よりも大きいか否かの判断を行う(ステップS310)。
送信レート変更部31が、現在の端末局2Aの送信レート値が基準送信レート値よりも大きいと判断すると(ステップ310、Yes)、送信レート変更部31は、現在の端末局2Aの受信電力値と基準受信電力値を比較し、現在の端末局2Aの受信電力値が基準受信電力値よりも大きいか否かの判断を行う(ステップS320)。ここでは、伝送レートが良い場合であっても端末局2Aが高速移動する場合は、受信電力値が急激に悪くなるこがあるため、端末局2Aの受信電力値と基準受信電力値を比較している。
送信レート変更部31が、現在の端末局2Aの送信レート値が基準送信レート値よりも大きくないと判断した場合(ステップ310、No)、または送信レート変更部31が、現在の端末局2Aの受信電力値が受信電力値よりも大きくないと判断した場合(ステップS320、No)、AP選択部30は選択候補の基地局の中から基地局を選択する(ステップS330)。このとき、AP選択部30は図11−1に示した処理手順に従って複数の基地局から1つの基地局を選択する。これにより、送信レートを最低レートまで下げる必要がなくなり、データ断が大きくなることを防止することができる。
また、送信レート変更部31が、現在の端末局2Aの受信電力値が受信電力値よりも大きいと判断すると(ステップS320、Yes)、送信レート変更部31は、通信IF部24による送信レートを下げるよう制御する(ステップS340)。
すなわち、送信レート変更部31によって、現在の端末局2Aの送信レート値が基準送信レート値よりも大きく、現在の端末局2Aの受信電力値が受信電力値よりも大きいと判断されると、送信レートを下げるよう制御される。これにより今まで接続していた通信を維持することが可能となる。
なお、本実施の形態6においては、最大伝送レート値が最大の基地局の受信電力値に所定の重み付けを行って各基地局の受信電力値を比較し、端末局と接続する基地局を選択することとしたが、受信電力値への重み付けは最大伝送レート値が最大の基地局の受信電力値に限られず、最大伝送レート値に応じた受信電力値への重み付けを行なうようにしてもよい。
また、本実施の形態6においては、端末局2Aの送信レート値と基準送信レート値の比較と端末局2Aの受信電力値と基準受信電力値の比較の両方を行なう構成としたが、これらの比較はいずれか一方のみであってもよい。
このように、実施の形態6によれば、受信電力値と最大伝送レート値に基づいて複数の基地局から接続を行う基地局を選択する際に、最大伝送レートが最大の基地局の受信電力値に所定の重み付け(所定値αの加算処理)を行うので、最大送信レートが最大の基地局が優先的に選択されやすくなる。したがって、ハンドオーバ切り替え後の端末局に対するデータ転送時間を短くすることが可能となる。また、基準送信レート値や受信電力値に基づいて送信レートを下げるか基地局の選択処理を行うかを判断するので、端末局2Aの送信レート値や受信電力値に応じて、データ断が大きくなることの防止と今まで接続していた通信を維持することが可能となる。したがって、通信システム内における通信効率が良くなる。
なお、実施の形態1〜6においては、基地局1X,1Yが入力部11、出力部12を備え、端末局2A〜2Dが入力部21、出力部22を備える構成としたが、基地局1X,1Yや端末局2A〜2Dの構成はこれらの構成に限られるものではない。例えば、基地局1X,1Yが外部の入力装置や出力装置と接続され、端末局2A〜2Dが外部の入力装置や出力装置と接続される構成としてもよい。
以上のように、ハンドオーバ方法、通信システムおよび端末局は、端末局が高速移動する際のハンドオーバに適している。
1X,1Y,1Z 基地局
2A〜2D 端末局
3 有線LAN3
11,21 入力部
12,22 出力部
13,23 記憶部
14,24 通信IF部
15,25 算出部
16 バファリング部
19,29 制御部
26 設定部
30 AP選択部
31 送信レート変更部
32 送信レート測定部
40 MACフレーム
60 IPヘッダ
61 UDPデータ
62 TCPデータ

Claims (3)

  1. 有線LANで接続された複数の基地局を有する通信システム上で、接続する基地局を切り替えるハンドオーバを行ないながら前記複数の基地局の1つと無線通信を行う移動可能な端末局において、
    前記複数の基地局から送信される前記基地局との通信効率に関する通信効率情報を前記各基地局から受信する受信部と、
    前記通信効率情報に基づいて前記複数の基地局からハンドオーバ先の基地局を選択する選択部と、を備え、
    前記選択部は、前記通信効率情報に含まれる基地局毎の最大伝送レートに応じて、前記通信効率情報に所定の重み付け処理を行い、前記所定の重み付け処理が行われた通信効率情報に基づいて前記ハンドオーバ先の基地局を選択することを特徴とする端末局。
  2. 前記所定の重み付け処理は、前記基地局からの受信電力値への重み付けであって、
    前記選択部は、重み付け処理された受信電力値を含む各基地局の受信電力値から、受信電力値が最大の基地局を前記ハンドオーバ先の基地局として選択することを特徴とする請求項1に記載の端末局。
  3. 前記重み付け処理は、前記最大伝送レートが最大値である基地局の受信電力値への重み付けであることを特徴とする請求項1または2に記載の端末局。
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