JP2013219455A - Radio communication system, base station, and terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線基地局に複数の産業用機器が収容される無線通信システムに関する。特に通信の際に利用する無線リソースの消費量を抑制する技術に関する。 The present invention relates to a wireless communication system in which a plurality of industrial devices are accommodated in a wireless base station. In particular, the present invention relates to a technique for suppressing consumption of radio resources used during communication.
自動販売機やスマートメータ等の産業用機器が、ＩＰネットワークに接続された機器同士で、相互に通信を行うＭ２Ｍ(Machine to MachineもしくはMachine to Management)システムにより、人間の手を介さずに機器の情報収集や、最適な制御を行う事が可能となる。 Industrial machines such as vending machines and smart meters can communicate with each other between devices connected to an IP network, using the M2M (Machine to Machine or Machine to Management) system. It is possible to collect information and perform optimal control.
点在するＭ２Ｍシステムの端末（以下、Ｍ２Ｍ端末）は無線基地局に収容され、Ｍ２Ｍ端末は定期的に自身の管理データをサーバに送信する為、無線基地局とセッションを確立して通信を行う。 The scattered M2M system terminals (hereinafter referred to as M2M terminals) are accommodated in the radio base station, and the M2M terminal periodically transmits its management data to the server, and thus establishes a session with the radio base station for communication. .
近年、Ｍ２Ｍ端末はスマートメータの普及などにより、爆発的な増加が予測されており、また、より精度の高い制御を実施する為、Ｍ２Ｍ端末の情報送信タイミングの短縮が見込まれ、無線リソースの逼迫が問題となっている。 In recent years, M2M terminals are expected to increase explosively due to the spread of smart meters and the like, and in order to carry out more accurate control, the information transmission timing of M2M terminals is expected to be shortened, and radio resources are tight. Is a problem.
上記特許文献１では、セッション管理手段が、固定端末のためのセッションと移動端末のためのセッションとについて、端末の種別を示す種別情報と通信の実施の状態を示す状態情報とを含むセッション情報を保持する。そして、セッション整理手段は、セッション管理手段にて保持されているセッション情報に基づき、種別情報が移動端末であり、かつ通信が行われない状態が第１の監視時間以上継続しているセッションを切断するという方法を開示しており、移動しない固定端末については、セッションを切らないことで産業用機器のセッションを張る際のオーバヘッドを削減する先行技術が開示されている。 In the above-mentioned Patent Document 1, the session management means includes session information including type information indicating the type of the terminal and status information indicating the state of communication for the session for the fixed terminal and the session for the mobile terminal. Hold. Then, based on the session information held by the session management unit, the session organizing unit disconnects a session whose type information is a mobile terminal and in which communication is not performed for the first monitoring time or longer. For fixed terminals that do not move, prior art is disclosed that reduces overhead when establishing a session for an industrial device by not cutting the session.
近年では、スマートメータ等の位置が固定されたＭ２Ｍ機器端末の増加が予測される。このような固定端末の増加により無線リソースが逼迫すると考えられる。Ｍ２Ｍ端末からデータを送信する際には、一般的には送信データ量は小さく、通信の開始、終了等の制御に掛る無線リソースのオーバヘッドが大きいことが問題である。こうした課題の解決手段として、上記特許文献１において、位置が固定された端末については、その種別情報を元に、セッションを切断しないという技術が知られている。 In recent years, an increase in the number of M2M device terminals whose positions such as smart meters are fixed is expected. It is considered that radio resources are tight due to such an increase in fixed terminals. When transmitting data from an M2M terminal, the amount of transmission data is generally small, and there is a problem that the overhead of radio resources for controlling the start and end of communication is large. As a means for solving such a problem, a technique is known in Patent Document 1 in which a session is not disconnected for a terminal whose position is fixed based on its type information.
また、通常、基地局装置が接続されるネットワークはＩＰ網（インターネットプロトコル・ネットワーク）によって構成され、各情報はパケットに分割され、各パケットには、送信元と宛先のＩＰアドレス情報などの、オーバヘッドが存在する。従来技術では、端末を特定するセッションＩＤ等を用いて、上記のＩＰアドレスなどのオーバヘッドを圧縮する技術（ヘッダコンプレッション）が公知である。 In general, the network to which the base station apparatus is connected is configured by an IP network (Internet protocol network), and each piece of information is divided into packets. Each packet has overhead such as IP address information of the source and destination. Exists. In the prior art, a technique (header compression) for compressing the overhead such as the IP address using a session ID for specifying a terminal is known.
しかしながら、固定端末の数が増加することは、切断されないセッションが増加することを意味し、セッション数の増大は、セッションを識別するためのセッションＩＤのビット数が増加することを示し、セッションＩＤのビット数の増大によって、端末や基地局では通信処理のオーバヘッドが大きくなってしまう、という問題があった。 However, an increase in the number of fixed terminals means an increase in sessions that are not disconnected, and an increase in the number of sessions indicates that the number of bits of the session ID for identifying the session increases, The increase in the number of bits has a problem that the communication overhead is increased in the terminal and the base station.
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、通信の開始、終了等の制御に掛る無線リソースの消費を抑制しながら、セッション数の増大も抑制して、固定端末が増加した場合であっても無線リソースの逼迫を回避する技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and when the number of fixed terminals increases while suppressing the increase in the number of sessions while suppressing the consumption of radio resources for control of the start and end of communication, etc. Even so, an object of the present invention is to provide a technique for avoiding tightness of radio resources.
本発明は、所定のデータを測定するデータ測定部と、基地局と無線通信を行う第１の無線通信部と、前記データを含むパケットを生成して前記第１の無線通信部に前記パケットの送信を指令する端末制御部と、を有して位置が固定された端末と、複数の前記端末と無線通信を行う第２の無線通信部と、前記第２の無線通信部で受信したパケットを解析する基地局制御部と、前記基地局制御部からの指令に応じて前記受信したパケットを転送する転送部と、を有する基地局と、を備えた無線通信システムであって、前記基地局制御部は、ひとつの受信周期を複数のセグメントに分割し、各セグメント毎にユニークなセッションＩＤを設定して、前記端末に前記セグメントとセッションＩＤを固定して割り当て、前記セッションＩＤと前記セグメントに対応して前記端末が送信する前記パケットのヘッダ情報を変換情報として保持し、前記端末制御部は、前記基地局から前記割り当てられた前記セグメントとセッションＩＤを保持し、前記セッションＩＤと前記測定したデータを含むパケットを生成してヘッダコンプレッションを実行し、前記割り当てられたセグメントに対応する前記受信周期になると前記生成したパケットを前記基地局に送信し、前記基地局制御部は、前記端末から受信した前記パケットから前記セッションＩＤを抽出し、前記パケットを受信した前記受信周期から前記セグメントを特定し、前記抽出したセッションＩＤと前記特定したセグメントで前記変換情報を検索して前記セッションＩＤとセグメントが一致するヘッダ情報を取得し、前記パケットのデータと前記ヘッダ情報から新たなパケットを生成するヘッダデコンプレッションを実行し、前記生成した新たなパケットを前記転送部から送信する。 The present invention provides a data measuring unit that measures predetermined data, a first wireless communication unit that performs wireless communication with a base station, a packet that includes the data, and the packet that is transmitted to the first wireless communication unit. A terminal control unit that commands transmission, a terminal having a fixed position, a second wireless communication unit that performs wireless communication with the plurality of terminals, and a packet received by the second wireless communication unit A base station comprising: a base station control unit that performs analysis; and a transfer unit that transfers the received packet in response to a command from the base station control unit, wherein the base station control The unit divides one reception period into a plurality of segments, sets a unique session ID for each segment, and fixes and assigns the segment and the session ID to the terminal, and assigns the session ID and the segment Header information of the packet transmitted by the terminal corresponding to the mobile station is held as conversion information, the terminal control unit holds the allocated segment and session ID from the base station, the session ID and the session ID Generate a packet including the measured data, execute header compression, and transmit the generated packet to the base station when the reception period corresponding to the allocated segment is reached. The session ID is extracted from the packet received from the packet, the segment is identified from the reception cycle in which the packet is received, the conversion information is searched for the extracted session ID and the identified segment, and the session ID Get the header information with the matching segment, and the packet data and Run the header decompression of generating new packets from the serial header information, and transmits a new packet the generated from the transfer unit.
本発明によれば、無線基地局へのデータ送信頻度が閾値以上である端末は、データ送信タイミング毎に行っていたセッションの確立に関する制御上のオーバヘッドを削減するのに加え、ヘッダ情報（ＩＰアドレス情報）などのＩＰネットワーク上で情報を伝送するために必要となるオーバヘッドの削減も合わせて実現可能である。これにより、端末が増加した場合であっても無線リソースの逼迫を回避することが可能となる。 According to the present invention, a terminal whose data transmission frequency to a radio base station is equal to or greater than a threshold reduces header overhead (IP address) in addition to reducing control overhead related to session establishment performed at each data transmission timing. The overhead required for transmitting information on the IP network can also be reduced. Thereby, even when the number of terminals increases, it becomes possible to avoid tightness of radio resources.
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明の実施形態を示し、本発明を適用する通信システムのブロック図である。本実施形態は例示であり、本発明は図に示す実施形態の構成に限定されるものではない。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a block diagram of a communication system to which the present invention is applied. This embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment shown in the drawings.
図１に本発明を適用する無線通信システムの構成例を示す。位置が固定された端末（固定端末）１０１は基地局１０２と通信を行う。端末１０１は、少ない情報量のデータを間欠的にサーバ１０４に送信する。端末１０１と無線によって接続する基地局１０２は、有線にてゲートウェイ１０３に接続される。ゲートウェイ１０３は更にはＩＰ網（またはネットワーク）１０５に接続しており、端末１０１からの情報を収集するサーバ１０４と接続している。 FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system to which the present invention is applied. A terminal (fixed terminal) 101 whose position is fixed communicates with the base station 102. The terminal 101 intermittently transmits data with a small amount of information to the server 104. A base station 102 connected to the terminal 101 wirelessly is connected to the gateway 103 by wire. The gateway 103 is further connected to an IP network (or network) 105 and is connected to a server 104 that collects information from the terminal 101.
ここで、端末１０１は、前記背景技術で述べたように、自動販売機やスマートメータ等の産業用機器を構成し、ＩＰネットワークに接続された機器同士で、相互に通信を行うＭ２Ｍ(Machine to MachineもしくはMachine to Management)システムを構成するものである。 Here, as described in the background art, the terminal 101 constitutes an industrial device such as a vending machine or a smart meter, and the devices connected to the IP network communicate with each other with M2M (Machine to Machine or Machine to Management) system.
図２は本発明が適用される端末１０１のブロック図である。端末１０１はＲＦインタフェース１４０１にて基地局とデータ送受信を行い、高周波信号とベースバンド信号の相互変換はＲＦ信号処理部１４０２にて行われる。セグメント／固定セッションＩＤ情報１００３と、セッションＩＤ固定化閾値１００１及びデータ送信頻度１００２は端末メモリ１４０３に格納される。また、端末制御部１４０４が実行するプログラムは通信制御部１４１０として端末メモリ１４０３に格納される。端末制御部１４０４は、プログラムを実行するプロセッサを含む。端末制御部１４０４のプロセッサは、端末メモリ１４０３に読み込んだプログラムを実行することで機能部位として動作する。例えば、端末制御部１４０４のプロセッサは、通信制御プログラムを実行することで通信制御部１４１０として機能する。通信制御部１４１０は、後述するように、端末１０１の通信の頻度に基づいてセッションＩＤの固定化要求を行う。さらに、端末１０１がデータを送信するタイミングは、基地局１０２から受け付けたセグメントによって決定する。 FIG. 2 is a block diagram of the terminal 101 to which the present invention is applied. The terminal 101 performs data transmission / reception with the base station via the RF interface 1401, and mutual conversion between the high frequency signal and the baseband signal is performed by the RF signal processing unit 1402. The segment / fixed session ID information 1003, the session ID fixed threshold value 1001, and the data transmission frequency 1002 are stored in the terminal memory 1403. A program executed by the terminal control unit 1404 is stored in the terminal memory 1403 as the communication control unit 1410. The terminal control unit 1404 includes a processor that executes a program. The processor of the terminal control unit 1404 operates as a functional part by executing a program read into the terminal memory 1403. For example, the processor of the terminal control unit 1404 functions as the communication control unit 1410 by executing a communication control program. As will be described later, the communication control unit 1410 makes a session ID fixation request based on the communication frequency of the terminal 101. Furthermore, the timing at which the terminal 101 transmits data is determined by the segment received from the base station 102.
また、端末１０１は、定期的にデータの収集を行うデータ収集インタフェース１４０５を具備する。データ収集インタフェース１４０５は、端末１０１の環境情報（例えば、温度）や監視対象の値（例えば、端末１０１を設置した装置の商品数など）を所定の周期または所定のタイミングで測定する。端末制御部１４０４は所定のタイミングでデータ収集インタフェース１４０５から所定の測定値をデータとして取得して基地局１０２へ送信する。なお、上記ではデータ収集インタフェース１４０５で環境情報や監視対象の値を測定する例を示したが、図示はしないが、データ収集インタフェース１４０５に代わって、ひとつまたは複数種のセンサを用いて、複数種類の値を測定してもよい。 The terminal 101 also includes a data collection interface 1405 that periodically collects data. The data collection interface 1405 measures the environmental information (for example, temperature) of the terminal 101 and the value to be monitored (for example, the number of products of the device in which the terminal 101 is installed) at a predetermined cycle or a predetermined timing. The terminal control unit 1404 acquires a predetermined measurement value as data from the data collection interface 1405 at a predetermined timing and transmits it to the base station 102. In the above, an example in which the environment information and the value to be monitored are measured by the data collection interface 1405 is shown. However, although not shown, a plurality of types are used by using one or more types of sensors instead of the data collection interface 1405. May be measured.
図３は本発明が適用される基地局１０２のブロック図である。基地局１０２は、ＲＦインタフェース１５０１にて基地局１０２とデータ送受信を行い、高周波信号と、ベースバンド信号の相互変換はＲＦ信号処理部１５０２にて行われる。セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル５０２と、セッションＩＤ固定化閾値管理テーブルは基地局メモリ１２０３に格納される。 FIG. 3 is a block diagram of the base station 102 to which the present invention is applied. The base station 102 performs data transmission / reception with the base station 102 through the RF interface 1501, and mutual conversion between the high-frequency signal and the baseband signal is performed by the RF signal processing unit 1502. The segment / fixed session ID conversion table 502 and the session ID fixed threshold management table are stored in the base station memory 1203.
また、基地局制御部１５０４が実行するプログラムは通信管理部１５１０として基地局メモリ１５０３に格納される。基地局制御部１５０４は、プログラムを実行するプロセッサを含む。基地局制御部１５０４のプロセッサは、基地局メモリ１５０３に読み込んだプログラムを実行することで機能部位として動作する。例えば、基地局制御部１５０４のプロセッサは、通信管理プログラムを実行することで通信管理部１５１０として機能する。なお、通信管理部１５１０は、後述するようにセッションＩＤ固定化閾値１００１の決定、及びセグメント／固定セッションＩＤの決定等を実行する。また、通信管理部１５１０は、ゲートウェイ１０３とデータの送受信を行う有線インタフェース（転送部）１５０５に接続される。 A program executed by the base station control unit 1504 is stored as a communication management unit 1510 in the base station memory 1503. The base station control unit 1504 includes a processor that executes a program. The processor of the base station control unit 1504 operates as a functional part by executing a program read into the base station memory 1503. For example, the processor of the base station control unit 1504 functions as the communication management unit 1510 by executing a communication management program. Note that the communication management unit 1510 executes determination of a session ID fixation threshold 1001, determination of a segment / fixed session ID, and the like as will be described later. The communication management unit 1510 is connected to a wired interface (transfer unit) 1505 that transmits and receives data to and from the gateway 103.
基地局１０２は、端末１０１からデータを受信すると、ゲートウェイ１０３及びＩＰ網１０５を介してサーバ１０４に転送する。また、基地局１０２は端末１０１からセッションＩＤの固定化要求を受け付けると、端末１０１にセッションＩＤを割り当てて、当該端末１０１とはＩＰヘッダを削除したパケットで通信を行う。ここで、パケットからＩＰヘッダを削除することをヘッダコンプレッションという。そして、ＩＰヘッダのないパケットを受信した基地局１０２は、セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０からＩＰヘッダを生成し、データにＩＰヘッダを付加したパケットを生成してゲートウェイ１０３へ送信する。ここで、データにＩＰヘッダを付加したパケットを生成することをヘッダデコンプレッションという。 When receiving data from the terminal 101, the base station 102 transfers the data to the server 104 via the gateway 103 and the IP network 105. When the base station 102 receives a request for fixing the session ID from the terminal 101, the base station 102 assigns a session ID to the terminal 101 and communicates with the terminal 101 using a packet from which the IP header is deleted. Here, deleting the IP header from the packet is called header compression. The base station 102 that has received the packet without the IP header generates an IP header from the segment / fixed session ID conversion table 1520, generates a packet with the IP header added to the data, and transmits the packet to the gateway 103. Here, generating a packet with an IP header added to data is called header decompression.
一方、基地局１０２は端末１０１からセッションＩＤの解放通知を受け付けると、端末１０１にセッションＩＤに割り当てたセッションＩＤを削除して、当該端末１０１とはＩＰヘッダ付加したパケットで通信を行う。 On the other hand, when the base station 102 receives a session ID release notification from the terminal 101, the base station 102 deletes the session ID assigned to the session ID of the terminal 101, and communicates with the terminal 101 using a packet with an IP header added.
なお、基地局１０２は、図６で示すように、ひとつの受信フレーム周期を複数のセグメントに分割して端末１０１と通信を行う。このため、基地局１０２は端末１０１と通信を開始する際にセグメントＩＤを端末１０１に付与する。端末１０１は、セグメントＩＤで特定される時刻になると測定したデータを基地局１０２へ送信することができる。 Note that the base station 102 communicates with the terminal 101 by dividing one reception frame period into a plurality of segments as shown in FIG. For this reason, the base station 102 assigns a segment ID to the terminal 101 when starting communication with the terminal 101. The terminal 101 can transmit the measured data to the base station 102 at the time specified by the segment ID.
また、基地局１０２は、ＲＦインタフェース１５０１で受信したパケットを、有線インタフェース１５０５からゲートウェイ１０３へ転送する例を示したが、有線インタフェース１５０５に代わって図示しない無線インタフェースからゲートウェイ１０３へパケットを転送しても良い。 In addition, the base station 102 has shown an example in which the packet received by the RF interface 1501 is transferred from the wired interface 1505 to the gateway 103, but the packet is transferred from the wireless interface (not shown) to the gateway 103 instead of the wired interface 1505. Also good.
図４はヘッダコンプレッション３０１とヘッダデコンプレッション３０２の一例を示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the header compression 301 and the header decompression 302.
本実施形態の通信システムでは、通信頻度が所定値以上の端末１０１についてはヘッダコンプレッション３０１を実施してＩＰヘッダ１４２１に代わって固定セッションＩＤ１４２２を用いて通信量を低減することで、無線リソースの利用を低減する。ヘッダコンプレッション３０１では、イーサネット（登録商標）・フレームで構成されるＩＰパケット２０００からＩＰヘッダ１４２１に代わって、基地局１０２が発行した固定セッションＩＤ１４２２を付与してデータ１４２０を含むパケット２００１を送信する。ここで、固定セッションＩＤ１４２２は、例えば、１２ｂｉｔなどで構成され、ＩＰヘッダ１４２１に比してデータ量が小さい分、通信量を低減することができる。また、後述するように、基地局１０２が管理するセッション数を増大させるために、パケット２００１の送信は所定のセグメントで行われる。 In the communication system according to this embodiment, for the terminal 101 whose communication frequency is equal to or higher than a predetermined value, the header compression 301 is performed, and the fixed session ID 1422 is used in place of the IP header 1421 to reduce the communication amount, thereby using radio resources. Reduce. In header compression 301, a packet 2001 including data 1420 is transmitted with a fixed session ID 1422 issued by the base station 102 in place of the IP header 1421 from the IP packet 2000 formed of an Ethernet (registered trademark) frame. Here, the fixed session ID 1422 is composed of, for example, 12 bits, and the communication amount can be reduced by the amount of data smaller than that of the IP header 1421. Further, as will be described later, in order to increase the number of sessions managed by the base station 102, transmission of the packet 2001 is performed in a predetermined segment.
一方、通信頻度が所定値未満の端末１０１についてはＩＰヘッダ１４２１を削除せずに、通常のＩＰパケット２０００（ＩＰヘッダ１４２１＋データ１４２０）で通信を行う。なお、図中、ＩＰパケット２０００、パケット２００１では、イーサネット（登録商標）・フレームのプリアンブル（宛先ＭＡＣ、送信元ＭＡＣ）やＣＲＣ等の図示は省略した。なお、端末１０１は通信開始時などで基地局１０２からセッションＩＤ１４２２とセグメントを受信し、セグメント／固定セッションＩＤ情報１００３に保持しておく。 On the other hand, the terminal 101 whose communication frequency is less than the predetermined value communicates with a normal IP packet 2000 (IP header 1421 + data 1420) without deleting the IP header 1421. In the figure, in the IP packet 2000 and the packet 2001, the Ethernet (registered trademark) frame preamble (destination MAC, source MAC), CRC, and the like are not shown. Note that the terminal 101 receives the session ID 1422 and the segment from the base station 102 at the start of communication or the like, and holds them in the segment / fixed session ID information 1003.
ヘッダコンプレッションを実施したパケット２００１を受信した基地局１０２側では、端末１０１の送信元と送信先のＩＰアドレス情報（ＩＰヘッダ１４２１）と、発行した固定セッションＩＤ１４２２から作成したセグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０からＩＰヘッダ１４２１を復元するヘッダデコンプレッション３０２が実施される。 On the base station 102 side that has received the packet 2001 subjected to header compression, the segment / fixed session ID conversion table created from the IP address information (IP header 1421) of the source and destination of the terminal 101 and the issued fixed session ID 1422 Header decompression 302 is performed to restore the IP header 1421 from 1520.
基地局１０２では、端末１０１から受信したパケット２００１から固定セッションＩＤ１４２２を抽出し、パケット２００１を受信した時刻から、後述するようにセグメントＩＤを特定する。そして、基地局１０２は、セッションＩＤ１４２２とセグメントＩＤからセグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０を検索してＩＰアドレス情報を取得してＩＰヘッダ１４２１を復元する。基地局１０２は復元したＩＰヘッダ１４２１をデータ１４２０に付加してＩＰパケット２０００を復元し、ゲートウェイ１０３へ送信する。 In the base station 102, the fixed session ID 1422 is extracted from the packet 2001 received from the terminal 101, and the segment ID is specified as described later from the time when the packet 2001 is received. Then, the base station 102 searches the segment / fixed session ID conversion table 1520 from the session ID 1422 and the segment ID, acquires IP address information, and restores the IP header 1421. The base station 102 adds the restored IP header 1421 to the data 1420 to restore the IP packet 2000 and transmits it to the gateway 103.
上記の処理で全ての端末１０１にセッションＩＤを固定で割り付けた場合、基地局１０２が管理できるセッションＩＤには限りがあるため、端末１０１の数が増大していくと、セッションＩＤの枯渇が問題となる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅでは無線基地局１０２が管理できるセッションＩＤは４０９６個とされており、セッションＩＤを固定化した場合、全ての端末１０１を収容出来ない場合がある。 When session IDs are fixedly assigned to all the terminals 101 in the above processing, the session IDs that can be managed by the base station 102 are limited. Therefore, when the number of terminals 101 increases, there is a problem of depletion of session IDs. It becomes. In IEEE 802.16e, the radio base station 102 can manage 4096 session IDs. If the session IDs are fixed, all terminals 101 may not be accommodated.
そこで、本実施形態では、十分な数のセッションＩＤを確保する為、基地局１０２の受信データフレームをセグメントに分け、それぞれのセグメントにおいて、セッションＩＤを定義する管理とする。異なるセグメントに属する同一のセッションＩＤは、異なる端末として区別する。このような管理とすることでセッションＩＤの使いまわしを可能とする。端末１０１には基地局１０２からセグメントを指定しデータを送信させる。 Therefore, in this embodiment, in order to secure a sufficient number of session IDs, the received data frame of the base station 102 is divided into segments, and the session ID is defined in each segment. The same session IDs belonging to different segments are distinguished as different terminals. With this management, the session ID can be reused. The terminal 101 designates a segment from the base station 102 and transmits data.
さらには、基地局１０２は受信したセッションＩＤとセグメントをインデックスとして、ＩＰパケット２０００のＩＰヘッダ１４２１を検索する新たなパケットコンプレッション／パケットデコンプレッションを備える。 Furthermore, the base station 102 includes new packet compression / packet compression that searches the IP header 1421 of the IP packet 2000 using the received session ID and segment as an index.
更に、基地局１０２が管理するセッションＩＤの増加により基地局１０２のメモリが不足する事態を防止する為、端末１０１のセッションＩＤの固定化について条件を設け、基地局１０２が設定した送信頻度がセッションＩＤ固定化閾値１００１未満の端末１０１に対しては、セッションＩＤを固定で割り当てない。一方、基地局１０２は、送信頻度がセッションＩＤ固定化閾値１００１以上の端末１０１に着いてのみ、セッションＩＤを固定して割り当てる。 Further, in order to prevent a situation where the memory of the base station 102 is insufficient due to an increase in the session ID managed by the base station 102, a condition is set for fixing the session ID of the terminal 101, and the transmission frequency set by the base station 102 is set to A session ID is not fixedly assigned to the terminal 101 having an ID fixation threshold value less than 1001. On the other hand, the base station 102 fixes and assigns the session ID only when it arrives at the terminal 101 whose transmission frequency is the session ID fixing threshold 1001 or higher.
図５は、基地局１０２が管理するセグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０の一例を示す。セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０は、端末１０１を特定する情報を格納する識別子１５２１と、端末１０１に割り当てたセッションＩＤ１４２２を格納するセッションＩＤ１５２２と、端末１０１の送信先のＩＰアドレスを格納する宛先ＩＰ１５２３と、送信元である端末１０１のＩＰアドレスを格納する送信元ＩＰ１５２４と、端末１０１に割り当てたセグメントを格納するセグメントＩＤ１５２５からひとつのエントリが構成される。 FIG. 5 shows an example of the segment / fixed session ID conversion table 1520 managed by the base station 102. The segment / fixed session ID conversion table 1520 includes an identifier 1521 for storing information for identifying the terminal 101, a session ID 1522 for storing the session ID 1422 assigned to the terminal 101, and a destination IP 1523 for storing the destination IP address of the terminal 101. One entry is made up of a source IP 1524 that stores the IP address of the terminal 101 that is the source, and a segment ID 1525 that stores a segment assigned to the terminal 101.
基地局１０２は、セグメントＩＤ１４２２の固定要求を受信した端末１０１からＭＡＣアドレスを取得して識別子１５２１へ格納し、送信先のＩＰアドレスと端末１０１のＩＰアドレスを取得して、それぞれ宛先ＩＰ１５２３と送信元ＩＰ１５２４へ格納する。さらに、基地局１０２は、端末１０１の通信を許可する時間帯を示すセグメントＩＤを決定し、セグメントＩＤ１５２５に格納する。基地局１０２は、決定したセッションＩＤとセグメントＩＤを端末１０１に通知する。 The base station 102 acquires the MAC address from the terminal 101 that has received the request for fixing the segment ID 1422, stores it in the identifier 1521, acquires the IP address of the transmission destination and the IP address of the terminal 101, and sets the destination IP 1523 and the transmission source respectively. Store in IP1524. Further, the base station 102 determines a segment ID indicating a time zone during which the terminal 101 is allowed to communicate, and stores it in the segment ID 1525. The base station 102 notifies the terminal 101 of the determined session ID and segment ID.
なお、基地局１０２は、セグメントＩＤ１４２２の固定化を要求しない端末１０１については、識別子１５２１とセッションＩＤ１５２２及びセグメントＩＤ１５２５を付与することができる。 Note that the base station 102 can assign an identifier 1521, a session ID 1522, and a segment ID 1525 to the terminal 101 that does not require the segment ID 1422 to be fixed.
なお、セッションＩＤは同一のセグメントＩＤ内でユニークな値であればよい。また、識別子１５２１は端末１０１のＭＡＣアドレスに限定されるものではなく、無線通信システム内でユニークな識別子であればよい。 The session ID may be a unique value within the same segment ID. Further, the identifier 1521 is not limited to the MAC address of the terminal 101, and may be any identifier unique within the wireless communication system.
図６は、基地局１０２が管理するセグメントの一例を示す図である。図示の例では、基地局１０２のひとつの受信フレーム周期を４つのセグメントに分割した例を示す。図示の例では、セグメントＩＤ＝１に割り当てられた端末１０１は、基地局１０２の受信フレーム周期の０〜１／４の期間で基地局１０２と通信を行い、セグメントＩＤ＝２に割り当てられた端末１０１は、基地局１０２の受信フレーム周期の１／４〜２／４の期間で基地局１０２と通信を行い、セグメントＩＤ＝３に割り当てられた端末１０１は、基地局１０２の受信フレーム周期の２／４〜３／４の期間で基地局１０２と通信を行い、セグメントＩＤ＝４に割り当てられた端末１０１は、基地局１０２の受信フレーム周期の３／４〜４／４の期間で基地局１０２と通信を行うことを示している。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a segment managed by the base station 102. In the illustrated example, an example in which one reception frame period of the base station 102 is divided into four segments is shown. In the illustrated example, the terminal 101 assigned to segment ID = 1 communicates with the base station 102 in a period of 0 to 1/4 of the reception frame period of the base station 102, and the terminal assigned to segment ID = 2. 101 communicates with the base station 102 in a period of ¼ to 2/4 of the reception frame period of the base station 102, and the terminal 101 assigned to the segment ID = 3 is 2 of the reception frame period of the base station 102. The terminal 101 that communicates with the base station 102 in the period of / 4 to 3/4 and is assigned to the segment ID = 4 is in the range of 3/4 to 4/4 of the reception frame period of the base station 102. To communicate with.
ひとつの受信フレーム周期を複数のセグメントに分割することで、セッションＩＤを増やすことなく、基地局１０２が管理可能なセッションＩＤをセグメントの数に応じて増大させることができる。 By dividing one received frame period into a plurality of segments, the session ID that can be managed by the base station 102 can be increased according to the number of segments without increasing the session ID.
なお、基地局１０２が図示しない移動端末を収容する場合も、移動端末にセグメントＩＤとセッションＩＤを発行するようにしても良い。 Even when the base station 102 accommodates a mobile terminal (not shown), a segment ID and a session ID may be issued to the mobile terminal.
図７は、端末１０１が基地局１０２に対してセグメントＩＤを固定することを依頼したときのシーケンス図である。図示の例では、端末１０１は通信開始時に基地局１０２からセグメントＩＤとセッションＩＤ固定化閾値１００１を受信して、セグメントＩＤをセグメント／固定セッションＩＤ情報１００３に格納する。その後、端末１０１は所定の送信タイミングになると、セグメントＩＤに対応する期間内で基地局１０２へデータ１４２０を送信する（Ｓ７０１）。 FIG. 7 is a sequence diagram when the terminal 101 requests the base station 102 to fix the segment ID. In the illustrated example, the terminal 101 receives the segment ID and the session ID fixed threshold 1001 from the base station 102 at the start of communication, and stores the segment ID in the segment / fixed session ID information 1003. Thereafter, when the predetermined transmission timing is reached, the terminal 101 transmits data 1420 to the base station 102 within a period corresponding to the segment ID (S701).
データ送信頻度１００２は、端末１０１毎に無線通信システムの管理者などが設定した１日当たりのアクセス回数を保持する。なお、端末１０１が基地局１０２へアクセスする度に、端末制御部１４０４はデータ送信頻度１００２を測定するようにしてもよい。端末制御部１４０４は、所定のタイミング（例えば、１日ごと）でデータ送信頻度１００２をセッションＩＤ固定化閾値１００１と比較する。端末１０１では、基地局１０２が管理するセッション数の増加により基地局１０２のメモリ等のリソースが不足するのを防止する為、端末１０１のセッションＩＤを固定化する必要があるか否かを判定する（Ｓ７０２）。 The data transmission frequency 1002 holds the number of accesses per day set by the administrator of the wireless communication system for each terminal 101. Note that the terminal control unit 1404 may measure the data transmission frequency 1002 every time the terminal 101 accesses the base station 102. The terminal control unit 1404 compares the data transmission frequency 1002 with the session ID fixing threshold 1001 at a predetermined timing (for example, every day). The terminal 101 determines whether or not the session ID of the terminal 101 needs to be fixed in order to prevent a shortage of resources such as the memory of the base station 102 due to an increase in the number of sessions managed by the base station 102. (S702).
この判定の結果、データ送信頻度１００２が、セッションＩＤ固定化閾値１００１よりも大きい場合、端末１０１は基地局１０２に対して、セッションＩＤ固定依頼５０１を発行する（Ｓ７０３）。逆に、データ送信頻度１００２が、セッションＩＤ固定化閾値１００１よりも小さい場合、セッションＩＤ固定依頼を発行しない。この場合端末１０１と基地局１０２間でヘッダコンプレッションは行われない。 If the result of this determination is that the data transmission frequency 1002 is greater than the session ID fixation threshold 1001, the terminal 101 issues a session ID fixation request 501 to the base station 102 (S703). Conversely, if the data transmission frequency 1002 is smaller than the session ID fixation threshold 1001, no session ID fixation request is issued. In this case, header compression is not performed between the terminal 101 and the base station 102.
基地局１０２により発行されるセッションＩＤ固定化閾値１００１は、基地局１０２が管理する全セグメントに対しての固定セッションＩＤの払い出し数によって決定される。固定セッションＩＤの払い出し数と、セッションＩＤ固定化閾値１００１については、後述する。セッションＩＤ固定化依頼を受け付けた基地局１０２は、セグメントＩＤ内で未使用のセッションＩＤとセグメントＩＤを取得して、セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０内の対象の端末１０１のエントリに格納する（Ｓ７０４）。 The session ID fixing threshold 1001 issued by the base station 102 is determined by the number of fixed session IDs issued for all segments managed by the base station 102. The number of fixed session IDs to be paid out and the session ID fixing threshold 1001 will be described later. The base station 102 that has received the session ID fixation request acquires an unused session ID and segment ID in the segment ID, and stores them in the entry of the target terminal 101 in the segment / fixed session ID conversion table 1520 ( S704).
そして、基地局１０２は、固定化するセッションＩＤとセグメントＩＤを端末１０１へ送信する（Ｓ７０５）。さらに、基地局１０２は、端末１０１に対してヘッダコンプレッションの実施通知を送信する（Ｓ７０６）。 Then, the base station 102 transmits the session ID and segment ID to be fixed to the terminal 101 (S705). Further, the base station 102 transmits a header compression execution notification to the terminal 101 (S706).
セッションＩＤとセグメントＩＤ及びヘッダコンプレッションの実施通知を受信した端末１０１は、セッションＩＤとセグメントＩＤをセグメント／固定セッションＩＤ情報１００３へ格納して、次回の通信からヘッダコンプレッションを実施する。 The terminal 101 that has received the session ID, the segment ID, and the header compression execution notification stores the session ID and the segment ID in the segment / fixed session ID information 1003, and executes the header compression from the next communication.
図８は、基地局１０２にて管理されるセッションＩＤの固定化を判定するための閾値管理テーブル１５３０の一例である。 FIG. 8 is an example of a threshold management table 1530 for determining whether the session ID managed by the base station 102 is fixed.
セッションＩＤの固定化を判定するための閾値管理テーブル１５３０は、全セグメントに対しての固定セッションＩＤの払い出し数１５３１と、端末１０１のデータ送信頻度閾値（／ｄａｙ）１５３２の２つのパラメータが設定される。２つのパラメータの設定は無線通信システムの管理者などにより行われ、端末１０１への通知は、端末１０１の初回登録アクセス時、および端末１０１からのデータ受信のａｃｋにて行われる。 In the threshold management table 1530 for determining whether session IDs are fixed, two parameters, a fixed session ID payout number 1531 for all segments and a data transmission frequency threshold (/ day) 1532 of the terminal 101 are set. The The setting of the two parameters is performed by an administrator of the wireless communication system, and the notification to the terminal 101 is performed at the time of the first registration access of the terminal 101 and the ack of data reception from the terminal 101.
基地局１０２は全セグメントのセッションＩＤ払い出し数を管理し、セッションＩＤ払い出し数に応じて端末１０１に通知するデータ送信頻度の閾値１５３２を決定し、セッションＩＤ固定化閾値１００１をとして端末１０１へ送信する。 The base station 102 manages the number of session IDs issued for all segments, determines a data transmission frequency threshold value 1532 to be notified to the terminal 101 according to the number of session ID payments, and transmits it to the terminal 101 as a session ID fixed threshold value 1001. .
例えば、全てのセグメントにおいて固定セッションＩＤの払い出し数が、７０００であった場合、一日の送信頻度が５回以上の端末１０１のみがセッションＩＤを固定化する。セッションＩＤを固定化するための閾値管理テーブル１５３０により、固定セッションＩＤの払い出し数が多くなった場合、よりアクセス頻度の高い端末１０１の固定セッションＩＤを優先して維持する事が出来る。一方、端末１０１の一日のデータ送信頻度が５階未満になると、端末１０１に割り当てられたセグメントＩＤは解放されて固定化を終了する。 For example, when the number of fixed session IDs to be paid out is 7000 in all segments, only the terminal 101 whose daily transmission frequency is five times or more fixes the session ID. When the number of fixed session IDs to be paid out increases by the threshold management table 1530 for fixing the session ID, the fixed session ID of the terminal 101 having a higher access frequency can be preferentially maintained. On the other hand, when the daily data transmission frequency of the terminal 101 becomes less than the fifth floor, the segment ID assigned to the terminal 101 is released and the fixing ends.
図８の閾値管理テーブル１５３０では、セッションＩＤを固定化した端末１０１の数が増大するにつれて、データ送信頻度閾値（回数／ｄａｙ）を増大させて、通信頻度の高い端末１０１のみにセッションＩＤを固定させ、通信頻度の低い端末１０１のセッションＩＤは固定化しない。 In the threshold management table 1530 of FIG. 8, the data transmission frequency threshold (number of times / day) is increased as the number of terminals 101 with fixed session IDs increases, and the session ID is fixed only to the terminals 101 with high communication frequency. Thus, the session ID of the terminal 101 with low communication frequency is not fixed.
以上の図７の処理と図８の閾値管理テーブル１５３０によって、データ送信頻度１００２が、セッションＩＤ固定化閾値１００１よりも大きい端末１０１は、セッションＩＤを固定化して、ＩＰヘッダ１４２１に代わって固定のセッションＩＤ１４２２を付加したパケット２００１によって基地局１０２と通信する。セッションＩＤはＩＰヘッダ１４２１よりもデータ量が少ないため、無線通信リソースの消費を抑制できる。 7 and the threshold management table 1530 in FIG. 8, the terminal 101 whose data transmission frequency 1002 is larger than the session ID fixation threshold 1001 has the session ID fixed and fixed instead of the IP header 1421. The base station 102 communicates with the packet 2001 to which the session ID 1422 is added. Since the session ID has a data amount smaller than that of the IP header 1421, consumption of wireless communication resources can be suppressed.
また、基地局１０２は、１回の受信フレーム周期を複数のセグメントに分割し、セッションＩＤをセグメント内でユニークな値とすることで、セッションＩＤの最大値を増大することなくセグメントの数に応じて管理するセッション数を増大させることができる。 In addition, the base station 102 divides one reception frame period into a plurality of segments, and sets the session ID to a unique value within the segment, so that the maximum value of the session ID is not increased and the number of segments can be increased. The number of sessions managed can be increased.
図９は、ヘッダコンプレッションの実施通知を受信した後に、端末１０１から基地局１０２へデータを送信する為のシーケンス図である。端末１０１はデータ送信タイミングになると、データの収集を行い、割り当てられたセグメントＩＤに対応する時刻を待って、データ送信頻度１００２とセッションＩＤ固定化閾値１００１の比較を行う（Ｓ７０２）。データ送信頻度１００２がセッションＩＤ固定化閾値１００１以上であれば、ヘッダコンプレッション３０１を実行する。ヘッダコンプレッション３０１では固定セッションＩＤ１４２２とデータ１４２０からパケット２００１を生成し、基地局１０２へ送信する。 FIG. 9 is a sequence diagram for transmitting data from the terminal 101 to the base station 102 after receiving the header compression execution notification. At the data transmission timing, the terminal 101 collects data, waits for the time corresponding to the allocated segment ID, and compares the data transmission frequency 1002 with the session ID fixing threshold 1001 (S702). If the data transmission frequency 1002 is equal to or higher than the session ID fixing threshold 1001, the header compression 301 is executed. In header compression 301, packet 2001 is generated from fixed session ID 1422 and data 1420 and transmitted to base station 102.
基地局１０２では、ヘッダコンプレッションを実施されたパケット２００１を受信すると、ヘッダデコンプレッション３０２を実施してＩＰヘッダ１４２１を再生する。ヘッダデコンプレッション３０２では、パケット２００１からセッションＩＤ１４２２を抽出し、受信フレーム周期からセグメントＩＤを決定する。基地局１０２は、セッションＩＤ１４２２とセグメントＩＤからセグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０を検索し、セッションＩＤ１５２２とセグメントＩＤ１５２５が一致するエントリから宛先ＩＰ１５２３と送信元ＩＰ１５２４を取得する。そして、基地局１０２はセグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０から取得した宛先ＩＰ１５２３と送信元ＩＰ１５２４からＩＰヘッダ１４２１を生成し、ＩＰパケット２０００を再生してゲートウェイ１０３からサーバ１０４へ送信する。 When the base station 102 receives the packet 2001 subjected to the header compression, the base station 102 performs the header decompression 302 and reproduces the IP header 1421. In header decompression 302, session ID 1422 is extracted from packet 2001, and a segment ID is determined from the received frame period. The base station 102 searches the segment / fixed session ID conversion table 1520 from the session ID 1422 and the segment ID, and acquires the destination IP 1523 and the source IP 1524 from the entry in which the session ID 1522 and the segment ID 1525 match. Then, the base station 102 generates an IP header 1421 from the destination IP 1523 and the source IP 1524 acquired from the segment / fixed session ID conversion table 1520, reproduces the IP packet 2000, and transmits it from the gateway 103 to the server 104.
なお、データ送信頻度１００２がセッションＩＤ固定化閾値１００１未満であれば、後述するように、セッションＩＤの解放を基地局１０２へ通知して、セッションＩＤの固定化を終了する。 If the data transmission frequency 1002 is less than the session ID fixing threshold 1001, release of the session ID is notified to the base station 102 as described later, and the fixing of the session ID is terminated.
図１０は、端末１０１の通信制御部１４１０で行われるデータ送信処理の一例を示すフローチャートである。端末１０１の通信制御部１４１０は所定のデータ送信タイミングになると（Ｓ１１）、データ収集インターフェース１４０５から送信するデータの収集を行う（Ｓ１２）。次に、通信制御部１４１０は、管理者によって設定されたデータ送信頻度１００２と、基地局１０２より通知されたセッションＩＤ固定化閾値１００１の比較を行う（Ｓ１３）。データ送信頻度１００２がセッションＩＤ固定化閾値１００１以上で、かつヘッダコンプレッション実施通知受領済みである場合（Ｓ１４でＹｅｓ）は、割り当てられたセグメントＩＤに対応する時刻になるまで待機する（Ｓ１５）。セグメントＩＤに、対応する時刻になると通信制御部１４１０は、割り当てられたセッションＩＤとセグメントＩＤでヘッダコンプレッションを実施し（Ｓ１６）、基地局１０２にデータを送信する（Ｓ１７）。 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a data transmission process performed by the communication control unit 1410 of the terminal 101. When the communication control unit 1410 of the terminal 101 reaches a predetermined data transmission timing (S11), it collects data to be transmitted from the data collection interface 1405 (S12). Next, the communication control unit 1410 compares the data transmission frequency 1002 set by the administrator with the session ID fixing threshold 1001 notified from the base station 102 (S13). When the data transmission frequency 1002 is the session ID fixing threshold 1001 or more and the header compression execution notification has been received (Yes in S14), the process waits until the time corresponding to the allocated segment ID is reached (S15). When the time corresponding to the segment ID is reached, the communication control unit 1410 performs header compression with the assigned session ID and segment ID (S16), and transmits data to the base station 102 (S17).
一方、データ送信頻度１００２がセッションＩＤ固定化閾値１００１以上ではあるが、基地局１０２からヘッダコンプレッション実施通知を受信済みでない場合（Ｓ１３，Ｓ１４でＮｏ）はステップＳ１８に進む。この場合では、ヘッダコンプレッション実施通知を受信していないので、ステップＳ１８へ進んで、固定セッションＩＤ発行依頼を基地局１０２に送信した後、ステップＳ１９でデータ１４２０にＩＰヘッダ１４２１を付加したＩＰパケット２０００を基地局１０２に送信する（Ｓ１７）。 On the other hand, if the data transmission frequency 1002 is equal to or higher than the session ID fixing threshold 1001, but the header compression execution notification has not been received from the base station 102 (No in S13 and S14), the process proceeds to step S18. In this case, since the header compression execution notification has not been received, the process proceeds to step S18, and after the fixed session ID issuance request is transmitted to the base station 102, the IP packet 2000 in which the IP header 1421 is added to the data 1420 in step S19. Is transmitted to the base station 102 (S17).
ステップＳ１３の判定で、データ送信頻度１００２がセッションＩＤ固定化閾値１００１未満の場合は、セッションＩＤを固定化した後に、図８で示したように固定セッションＩＤ払い出し数１５３１が増大したことからセッションＩＤ固定化閾値１００１も増大し、データ送信頻度１００２がセッションＩＤ固定化閾値１００１未満に変化した場合と、セッションＩＤ固定化閾値１００１とデータ送信頻度１００２が共に変化せずに、データ送信頻度１００２がセッションＩＤ固定化閾値１００１未満でセッションＩＤの固定化を行っていない場合の二通りがある。 If it is determined in step S13 that the data transmission frequency 1002 is less than the session ID fixing threshold 1001, the session ID is issued after the fixed session ID payout number 1531 increases as shown in FIG. The immobilization threshold 1001 also increases, and the data transmission frequency 1002 changes to less than the session ID immobilization threshold 1001, and the session ID immobilization threshold 1001 and the data transmission frequency 1002 do not both change, and the data transmission frequency 1002 is the session. There are two cases where the session ID is not fixed with an ID fixation threshold value less than 1001.
通信制御部１４１０は、前記二通りの場合を判定して、端末１０１のデータ送信頻度１００２がセッションＩＤ固定化閾値１００１よりも低く、かつ固定セッションＩＤが割り当てられていない場合（Ｓ２０でＮｏ）はＩＰヘッダ１４２１をデータ１４２０に付加した（Ｓ２３）ＩＰパケット２０００を基地局１０２に送信する（Ｓ１７）。一方、固定セッションＩＤが割り当てられている場合は、固定セッションＩＤの解放を行い（Ｓ２１）、基地局１０２に固定セッションＩＤ開放通知を行う（Ｓ２２）。そして、通信制御部１４１０は固定セッションＩＤの解放後、データ１４２０にＩＰヘッダ１４２１を付加したＩＰパケット２０００を基地局１０２に送信する（Ｓ２３、Ｓ１７）。 The communication control unit 1410 determines the above two cases, and when the data transmission frequency 1002 of the terminal 101 is lower than the session ID fixed threshold 1001 and no fixed session ID is assigned (No in S20). An IP packet 2000 with the IP header 1421 added to the data 1420 (S23) is transmitted to the base station 102 (S17). On the other hand, if a fixed session ID is assigned, the fixed session ID is released (S21), and a fixed session ID release notification is sent to the base station 102 (S22). Then, after releasing the fixed session ID, the communication control unit 1410 transmits the IP packet 2000 in which the IP header 1421 is added to the data 1420 to the base station 102 (S23, S17).
以上の処理により、端末１０１の通信制御部１４１０は、所定の送信タイミング（所定の周期等）になる度に、セッションＩＤが固定化されていればヘッダコンプレッションを実行して送信するデータ量を低減する。また、通信制御部１４１０は、所定の送信タイミングになる度にデータ送信頻度１００２とセッションＩＤ固定化閾値１００１を比較して、セッションＩＤ固定化の要否の判定を行うため、セッションＩＤ固定化閾値１００１の変化に応じて、セッションＩＤの固定化と解放を行うことができ、有限のセッションＩＤ固定化を有効に利用することができる。 With the above processing, the communication control unit 1410 of the terminal 101 reduces the amount of data to be transmitted by executing header compression if the session ID is fixed every time a predetermined transmission timing (a predetermined cycle or the like) is reached. To do. In addition, the communication control unit 1410 compares the data transmission frequency 1002 with the session ID fixation threshold 1001 every time a predetermined transmission timing is reached, and determines whether or not session ID fixation is necessary. According to the change of 1001, session ID can be fixed and released, and finite session ID fixation can be used effectively.
図１１は、基地局１０２の通信管理部１５１０で行われるデータ送受信処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、基地局１０２が端末１０１からパケット２００１またはＩＰパケット２０００を受信する度に実行される。 FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of data transmission / reception processing performed by the communication management unit 1510 of the base station 102. This process is executed every time the base station 102 receives the packet 2001 or the IP packet 2000 from the terminal 101.
基地局１０２の通信管理部１５１０は、端末１０１からのデータを受信した後、受信データがヘッダコンプレッションされているか否かの判定を行う（Ｓ３０）。受信したパケットにＩＰヘッダ１４２１が無ければヘッダコンプレッションが施されたパケット２００１であると判定してステップＳ３１へ進む。 After receiving the data from the terminal 101, the communication management unit 1510 of the base station 102 determines whether or not the received data is header compressed (S30). If the received packet does not have the IP header 1421, it is determined that the packet is subjected to header compression, and the process proceeds to step S31.
ステップＳ３１では、受信したパケット２００１が、固定セッションＩＤ解放通知であるか否かを判定する。通信管理部１５１０は、受信したパケット２００１が、固定セッションＩＤ解放通知でなければステップＳ３２へ進む。 In step S31, it is determined whether or not the received packet 2001 is a fixed session ID release notification. If the received packet 2001 is not a fixed session ID release notification, the communication management unit 1510 proceeds to step S32.
ステップＳ３２では、通信管理部１５１０がパケット２００１から固定セッションＩＤの抽出を行う。また、通信管理部１５１０はパケット２００１を受信した時刻からセッションＩＤを決定する。 In step S32, the communication management unit 1510 extracts a fixed session ID from the packet 2001. Also, the communication management unit 1510 determines a session ID from the time when the packet 2001 is received.
そして、ステップＳ３３で通信管理部１５１０は、抽出したセッションＩＤとセグメントＩＤを、セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０から検索して宛先ＩＰ１５２３と送信元ＩＰ１５２４を取得してヘッダデコンプレッションを実施する。通信管理部１５１０はヘッダデコンプレッションによりＩＰヘッダ１４２１を復元する。 In step S33, the communication management unit 1510 searches the segment / fixed session ID conversion table 1520 for the extracted session ID and segment ID, obtains the destination IP 1523 and the source IP 1524, and performs header decompression. The communication management unit 1510 restores the IP header 1421 by header decompression.
ステップＳ３４では、通信管理部１５１０が受信したパケットに含まれるデータ１４２０に、ＩＰヘッダ１４２１を付加してＩＰパケット２０００を生成する。 In step S 34, an IP packet 2000 is generated by adding an IP header 1421 to the data 1420 included in the packet received by the communication management unit 1510.
ステップＳ３５で、通信管理部１５１０は生成したＩＰパケット２０００をゲートウェイ１０３へ送信する。 In step S <b> 35, the communication management unit 1510 transmits the generated IP packet 2000 to the gateway 103.
一方、ステップＳ３１の判定で、受信したパケット２００１が、固定セッションＩＤ解放通知である場合にはステップＳ３６に進む。 On the other hand, if it is determined in step S31 that the received packet 2001 is a fixed session ID release notification, the process proceeds to step S36.
ステップＳ３６では、通信管理部１５１０が固定セッションＩＤ解放通知を送信した端末１０１のＭＡＣアドレスを取得して、セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０を検索する。そして、通信管理部１５１０は取得したＭＡＣアドレスを含むエントリを削除してセグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０を更新し、当該端末１０１の固定セッションＩＤを解放する。 In step S36, the communication management unit 1510 acquires the MAC address of the terminal 101 that has transmitted the fixed session ID release notification, and searches the segment / fixed session ID conversion table 1520. Then, the communication management unit 1510 deletes the entry including the acquired MAC address, updates the segment / fixed session ID conversion table 1520, and releases the fixed session ID of the terminal 101.
一方、ステップＳ３０の判定で、受信したパケットにＩＰヘッダ１４２１があればヘッダコンプレッションのないＩＰパケット２０００であると判定してステップＳ３７へ進む。ステップＳ３７では、通信管理部１５１０がＩＰパケット２０００の内容を解析する。ステップＳ３８では、ＩＰパケット２０００の内容が固定セッションＩＤ発行依頼であるか否かを判定し、固定セッションＩＤ発行依頼の場合は、ステップＳ３９へ進む。 On the other hand, if it is determined in step S30 that the received packet has an IP header 1421, it is determined that the IP packet 2000 has no header compression, and the process proceeds to step S37. In step S37, the communication management unit 1510 analyzes the contents of the IP packet 2000. In step S38, it is determined whether or not the content of the IP packet 2000 is a fixed session ID issuance request. If it is a fixed session ID issuance request, the process proceeds to step S39.
ステップＳ３９では、固定セッションＩＤ発行依頼を送信した端末１０１に割り当てる固定セッションＩＤとセグメントＩＤを決定する。また、通信管理部１５１０は端末１０１のＭＡＣアドレスを受信したパケット２００１から抽出する。 In step S39, a fixed session ID and a segment ID assigned to the terminal 101 that has transmitted the fixed session ID issue request are determined. Further, the communication management unit 1510 extracts the MAC address of the terminal 101 from the received packet 2001.
そして、ステップＳ４０では、セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０のＭＡＣアドレスを識別子１５２１とするエントリを加えて、ＩＰヘッダ１４２１の情報と、固定セッションＩＤ及びセグメントＩＤをそれぞれ格納する。これにより、通信管理部１５１０は、固定セッションＩＤを発行した端末１０１の情報についてセグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０を更新する。 In step S40, an entry with the MAC address of the segment / fixed session ID conversion table 1520 as the identifier 1521 is added, and the information of the IP header 1421, the fixed session ID, and the segment ID are stored. Thereby, the communication management unit 1510 updates the segment / fixed session ID conversion table 1520 with respect to the information of the terminal 101 that has issued the fixed session ID.
ステップＳ４１では、通信管理部１５１０が端末１０１に対するヘッダコンプレッションの実施通知を生成する。そして、ステップＳ４２で通信管理部１５１０が固定セッションＩＤとセグメントＩＤ及びヘッダコンプレッションの実施通知を端末１０１に送信して処理を終了する。 In step S41, the communication management unit 1510 generates a header compression execution notification for the terminal 101. In step S42, the communication management unit 1510 transmits a fixed session ID, a segment ID, and a header compression execution notification to the terminal 101, and ends the process.
一方、ステップＳ３６の判定で、受信したＩＰパケット２０００の内容が固定セッションＩＤ発行依頼でない場合には、ステップＳ３４へ進んで、サーバ１０４を宛先とするＩＰパケット２０００を生成してから、ステップＳ３５でゲートウェイ１０３へ送信する。 On the other hand, if it is determined in step S36 that the content of the received IP packet 2000 is not a fixed session ID issuance request, the process proceeds to step S34 to generate an IP packet 2000 destined for the server 104, and then in step S35. Transmit to the gateway 103.
上記の処理により、基地局１０２は、ヘッダコンプレッションを実施したパケット２００１を受信すると、セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル１５２０からＩＰヘッダ１４２１を復元し、ＩＰパケット２０００を生成してゲートウェイ１０３へ送信することができる。また、基地局１０２は、固定セッションＩＤ発行依頼を受信すると、端末１０１のＭＡＣアドレスを識別子１５２１とするエントリを生成して、固定セッションＩＤとセグメントＩＤを割り当ててから、ヘッダコンプレッションの実施通知を送信することで、端末１０１にヘッダコンプレッションを実行させることができる。また、基地局１０２は、固定セッションＩＤ解放通知を受信すると、端末１０１のＭＡＣアドレスを識別子１５２１とするエントリを削除して、当該端末１０１に割り当てられた固定セッションＩＤとセグメントＩＤを解放することができる。これにより、閾値管理テーブル１５３０の固定セッションＩＤ発行依頼払い出し数１５３１の変化に応じてデータ送信頻度閾値１５３２が変化したばあいでも通信量を低減するヘッダコンプレッションを実施する端末１０１の数を自動的に変更することができる。 Through the above processing, when the base station 102 receives the packet 2001 subjected to header compression, the base station 102 restores the IP header 1421 from the segment / fixed session ID conversion table 1520, generates an IP packet 2000, and transmits the packet to the gateway 103. Can do. Further, when receiving the request for issuing the fixed session ID, the base station 102 generates an entry with the MAC address of the terminal 101 as the identifier 1521, assigns the fixed session ID and the segment ID, and transmits a header compression execution notification. By doing so, the terminal 101 can be caused to execute header compression. Further, when the base station 102 receives the fixed session ID release notification, the base station 102 may delete the entry having the MAC address of the terminal 101 as the identifier 1521 and release the fixed session ID and the segment ID assigned to the terminal 101. it can. As a result, even if the data transmission frequency threshold 1532 changes in accordance with the change in the fixed session ID issuance request payout number 1531 in the threshold management table 1530, the number of terminals 101 that perform header compression to reduce the communication amount is automatically set. Can be changed.
本発明によれば、無線の基地局１０２へのデータ送信頻度が閾値以上である端末は、データ送信タイミング毎に行っていたセッションの確立に関する制御上のオーバヘッドを削減するのに加え、ＩＰアドレス情報などのＩＰネットワーク上で情報を伝送するために必要となるオーバヘッドの削減も合わせて実現可能である。これにより、端末が増加した場合であっても無線リソースの逼迫を回避することが可能となる。 According to the present invention, a terminal whose frequency of data transmission to the wireless base station 102 is equal to or higher than a threshold reduces IP overhead information in addition to reducing control overhead related to session establishment performed at each data transmission timing. It is also possible to reduce overhead required for transmitting information on an IP network. Thereby, even when the number of terminals increases, it becomes possible to avoid tightness of radio resources.
以上のように、本発明は、端末を収容する基地局がＩＰネットワークに接続される無線通信システムに適用するができる。 As described above, the present invention can be applied to a wireless communication system in which a base station that accommodates a terminal is connected to an IP network.
１０１ 端末
１０２ 基地局
１０３ ゲートウェイ
１０４ サーバ
１０５ ＩＰネットワーク
１００１ セッションＩＤ固定化閾値
１００２ データ送信頻度
１００３ セグメント／固定セッションＩＤ情報
１４０３ 端末メモリ
１４０４ 端末制御部
１４１０ 通信制御部
１５０４ 基地局制御部
１５０３ メモリ
１５１０ 通信管理部
１５２０ セグメント／固定セッションＩＤ変換テーブル
１５３０ 閾値管理テーブル
101 Terminal 102 Base Station 103 Gateway 104 Server 105 IP Network 1001 Session ID Fixed Threshold 1002 Data Transmission Frequency 1003 Segment / Fixed Session ID Information 1403 Terminal Memory 1404 Terminal Controller 1410 Communication Controller 1504 Base Station Controller 1503 Memory 1510 Communication Management 1520 segment / fixed session ID conversion table 1530 threshold management table
Claims (14)
基地局と無線通信を行う第１の無線通信部と、
前記データを含むパケットを生成して前記第１の無線通信部に前記パケットの送信を指令する端末制御部と、を有して位置が固定された端末と、
複数の前記端末と無線通信を行う第２の無線通信部と、
前記第２の無線通信部で受信したパケットを解析する基地局制御部と、
前記基地局制御部からの指令に応じて前記受信したパケットを転送する転送部と、を有する基地局と、を備えた無線通信システムであって、
前記基地局制御部は、
ひとつの受信周期を複数のセグメントに分割し、各セグメント毎にユニークなセッションＩＤを設定して、前記端末に前記セグメントとセッションＩＤを固定して割り当て、
前記セッションＩＤと前記セグメントに対応して前記端末が送信する前記パケットのヘッダ情報を変換情報として保持し、
前記端末制御部は、
前記基地局から前記割り当てられた前記セグメントとセッションＩＤを保持し、前記セッションＩＤと前記測定したデータを含むパケットを生成してヘッダコンプレッションを実行し、前記割り当てられたセグメントに対応する前記受信周期になると前記生成したパケットを前記基地局に送信し、
前記基地局制御部は、
前記端末から受信した前記パケットから前記セッションＩＤを抽出し、前記パケットを受信した前記受信周期から前記セグメントを特定し、前記抽出したセッションＩＤと前記特定したセグメントで前記変換情報を検索して前記セッションＩＤとセグメントが一致するヘッダ情報を取得し、前記パケットのデータと前記ヘッダ情報から新たなパケットを生成するヘッダデコンプレッションを実行し、前記生成した新たなパケットを前記転送部から送信することを特徴とする無線通信システム。 A data measuring unit for measuring predetermined data;
A first wireless communication unit that performs wireless communication with a base station;
A terminal control unit that generates a packet including the data and instructs the first wireless communication unit to transmit the packet;
A second wireless communication unit that performs wireless communication with a plurality of the terminals;
A base station control unit for analyzing a packet received by the second wireless communication unit;
A base station having a transfer unit that transfers the received packet in response to a command from the base station control unit,
The base station controller
Dividing one reception period into a plurality of segments, setting a unique session ID for each segment, and fixing and assigning the segment and session ID to the terminal,
Holding the header information of the packet transmitted by the terminal corresponding to the session ID and the segment as conversion information,
The terminal control unit
The base station holds the allocated segment and session ID, generates a packet including the session ID and the measured data, performs header compression, and sets the reception period corresponding to the allocated segment. Then, the generated packet is transmitted to the base station,
The base station controller
The session ID is extracted from the packet received from the terminal, the segment is identified from the reception cycle in which the packet is received, and the conversion information is searched for the extracted session ID and the identified segment to search for the session Obtaining header information whose ID and segment match, executing header decompression for generating a new packet from the packet data and the header information, and transmitting the generated new packet from the transfer unit A wireless communication system.
前記基地局制御部は、
前記端末にセッションＩＤを固定して割り当てるか否かを判定する送信頻度閾値を前記端末に送信し、前記端末から前記セッションＩＤを固定化する要求を受け付けたときに前記セッションＩＤとセグメントを固定化して割り当て、
前記端末制御部は、
当該端末が前記パケットを送信する頻度が、前記基地局から受信した送信頻度閾値以上になると、前記基地局へセッションＩＤを固定化する要求を送信することを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1,
The base station controller
A transmission frequency threshold for determining whether or not to assign a session ID to the terminal is transmitted to the terminal, and the session ID and the segment are fixed when a request for fixing the session ID is received from the terminal. Assign
The terminal control unit
A wireless communication system, wherein when a frequency at which the terminal transmits the packet is equal to or higher than a transmission frequency threshold received from the base station, a request for fixing a session ID is transmitted to the base station.
前記セグメントは、
前記分割した受信周期のうちセグメントのＩＤに応じた受信タイミングを特定することを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1,
The segment is
A radio communication system characterized by identifying a reception timing corresponding to a segment ID in the divided reception cycle.
前記変換情報は、
前記ヘッダ情報として前記端末が送信する前記パケットの宛先と送信元を含むＩＰヘッダと、セッションＩＤと、セグメントのＩＤとを対応付けて保持することを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1,
The conversion information is
A wireless communication system, wherein the header information includes an IP header including a destination and a source of the packet transmitted by the terminal, a session ID, and a segment ID in association with each other.
前記基地局制御部は、
前記端末にセッションＩＤを固定して割り当てるか否かを判定する送信頻度閾値を前記端末に送信し、前記端末から前記セッションＩＤを固定化する要求を受け付けたときに前記セッションＩＤとセグメントを前記端末に固定化して割り当てた後に、前記ヘッダコンプレッションを実行可能な通知を前記端末に送信し、
前記端末制御部は、
前記セッションＩＤとセグメントを前記基地局から受信し、前記ヘッダコンプレッションを実行可能な通知を前記基地局から受信した後に、前記ヘッダコンプレッションの実行を開始することを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 2,
The base station controller
A transmission frequency threshold value for determining whether or not to assign a session ID to the terminal is transmitted to the terminal, and when the request for fixing the session ID is received from the terminal, the session ID and segment are assigned to the terminal. After fixing and assigning to the terminal, a notification that the header compression can be executed is transmitted to the terminal,
The terminal control unit
A wireless communication system, wherein the execution of the header compression is started after receiving the session ID and the segment from the base station and receiving the notification that the header compression can be executed from the base station.
前記基地局制御部は、
前記送信頻度閾値を格納する閾値管理情報を有し、
前記閾値管理情報は、
全ての前記セグメントの固定化したセッションＩＤの払い出し数の変化に応じた前記端末の送信頻度閾値を格納し、
前記基地局制御部は、
前記端末に前記送信頻度閾値を送信することを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 2,
The base station controller
Threshold management information for storing the transmission frequency threshold;
The threshold management information is
Storing the transmission frequency threshold of the terminal according to the change in the number of payouts of the fixed session ID of all the segments;
The base station controller
A wireless communication system, wherein the transmission frequency threshold value is transmitted to the terminal.
前記閾値管理情報は、
全ての前記セグメントの固定化したセッションＩＤの払い出し数が増大するにつれて、前記端末の送信頻度閾値を増大することを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 2,
The threshold management information is
A wireless communication system characterized by increasing a transmission frequency threshold of the terminal as the number of fixed session IDs of all the segments increases.
前記端末制御部は、
前記基地局が前記セッションＩＤを固定化して当該端末に割り当てた後、当該端末が前記パケットを送信する頻度が、前記基地局から受信した送信頻度閾値未満になると、前記基地局へセッションＩＤを解放する通知を送信することを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 2,
The terminal control unit
After the base station fixes the session ID and assigns it to the terminal, the session ID is released to the base station when the frequency at which the terminal transmits the packet is less than the transmission frequency threshold received from the base station. A wireless communication system characterized by transmitting a notification to be transmitted.
前記第２の無線通信部で受信したパケットを解析する基地局制御部と、
前記基地局制御部からの指令に応じて前記受信したパケットを転送する転送部と、を有する基地局であって、
前記基地局制御部は、
ひとつの受信周期を複数のセグメントに分割し、各セグメント毎にユニークなセッションＩＤを設定して、前記端末に前記セグメントとセッションＩＤを固定して割り当て、
前記セッションＩＤと前記セグメントに対応して前記端末が送信する前記パケットのヘッダ情報を変換情報として保持し、
前記端末から受信した前記パケットから前記セッションＩＤを抽出し、前記パケットを受信した前記受信周期から前記セグメントを特定し、前記抽出したセッションＩＤと前記特定したセグメントで前記変換情報を検索して前記セッションＩＤとセグメントが一致するヘッダ情報を取得し、前記パケットのデータと前記ヘッダ情報から新たなパケットを生成するヘッダデコンプレッションを実行し、前記生成した新たなパケットを前記転送部から送信することを特徴とする基地局。 A second wireless communication unit that performs wireless communication with a plurality of the terminals;
A base station control unit for analyzing a packet received by the second wireless communication unit;
A transfer unit that transfers the received packet in response to a command from the base station control unit,
The base station controller
Dividing one reception period into a plurality of segments, setting a unique session ID for each segment, and fixing and assigning the segment and session ID to the terminal,
Holding the header information of the packet transmitted by the terminal corresponding to the session ID and the segment as conversion information,
The session ID is extracted from the packet received from the terminal, the segment is identified from the reception cycle in which the packet is received, and the conversion information is searched for the extracted session ID and the identified segment to search for the session Obtaining header information whose ID and segment match, executing header decompression for generating a new packet from the packet data and the header information, and transmitting the generated new packet from the transfer unit A base station.
前記基地局制御部は、
前記端末にセッションＩＤを固定して割り当てるか否かを判定する送信頻度閾値を前記端末に送信し、前記端末から前記セッションＩＤを固定化する要求を受け付けたときに前記セッションＩＤとセグメントを固定化して割り当てることを特徴とする基地局。 The base station according to claim 9, wherein
The base station controller
A transmission frequency threshold for determining whether or not to assign a session ID to the terminal is transmitted to the terminal, and the session ID and the segment are fixed when a request for fixing the session ID is received from the terminal. A base station characterized by being assigned.
前記基地局制御部は、
前記送信頻度閾値を格納する閾値管理情報を有し、
前記閾値管理情報は、
全ての前記セグメントの固定化したセッションＩＤの払い出し数の変化に応じた前記端末の送信頻度閾値を格納し、
前記基地局制御部は、
前記端末に前記送信頻度閾値を送信することを特徴とする基地局。 The base station according to claim 10, wherein
The base station controller
Threshold management information for storing the transmission frequency threshold;
The threshold management information is
Storing the transmission frequency threshold of the terminal according to the change in the number of payouts of the fixed session ID of all the segments;
The base station controller
A base station that transmits the transmission frequency threshold to the terminal.
基地局と無線通信を行う第１の無線通信部と、
前記データを含むパケットを生成して前記第１の無線通信部に前記パケットの送信を指令する端末制御部と、を有して位置が固定された端末であって、
前記端末制御部は、
前記基地局の受信周期を複数に分割したセグメントと、各セグメント毎にユニークなセッションＩＤを前記基地局から割り当てられ、前記割り当てられた前記セグメントとセッションＩＤを保持し、前記セッションＩＤと前記測定したデータを含むパケットを生成してヘッダコンプレッションを実行し、前記割り当てられたセグメントに対応する前記受信周期になると前記生成したパケットを前記基地局に送信することを特徴とする端末。 A data measuring unit for measuring predetermined data;
A first wireless communication unit that performs wireless communication with a base station;
A terminal control unit that generates a packet including the data and instructs the first wireless communication unit to transmit the packet;
The terminal control unit
A segment obtained by dividing the reception cycle of the base station into a plurality of segments, and a unique session ID is allocated to each segment from the base station, the allocated segment and session ID are held, and the session ID and the measurement are performed. A terminal that generates a packet including data, executes header compression, and transmits the generated packet to the base station when the reception period corresponding to the allocated segment is reached.
前記端末制御部は、
当該端末にセッションＩＤを固定して割り当てるか否かを判定する送信頻度閾値を前記基地局から受信し、当該端末が前記パケットを送信する頻度が、前記基地局から受信した送信頻度閾値以上になると、前記基地局へセッションＩＤを固定化する要求を送信することを特徴とする端末。 The terminal according to claim 12, wherein
The terminal control unit
When a transmission frequency threshold for determining whether or not to assign a fixed session ID to the terminal is received from the base station, and the frequency at which the terminal transmits the packet is equal to or higher than the transmission frequency threshold received from the base station A terminal that transmits a request for fixing a session ID to the base station.
前記端末制御部は、
前記基地局が前記セッションＩＤを固定化して当該端末に割り当てた後、当該端末が前記パケットを送信する頻度が、前記基地局から受信した送信頻度閾値未満になると、前記基地局へセッションＩＤを解放する通知を送信することを特徴とする端末。 The terminal according to claim 12, wherein
The terminal control unit
After the base station fixes the session ID and assigns it to the terminal, the session ID is released to the base station when the frequency at which the terminal transmits the packet is less than the transmission frequency threshold received from the base station. A terminal characterized by transmitting a notification to be performed.
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