JP3927176B2 - 長短距離組合せの無線通信システムおよびその方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の他の目的は、長短距離組合せ技術の無線通信双距離端末を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、長短距離組合せ技術の双距離ネットワークサーバを提供することにある。
本発明の長短距離組合せの無線通信システムは、長距離と短距離の無線通信サービスを提供するための双距離端末と、前記双距離端末に長距離の無線アクセスを提供するための少なくとも一つの長距離基地局と、前記双距離端末に短距離の無線アクセスを提供するための少なくとも一つの短距離アクセスポイントと、前記長距離基地局と短距離アクセスポイントとを接続し、長距離通信ネットワークと短距離通信ネットワークとの間に切替えを行い、双距離端末を切替えられたネットワークにアクセスさせ、ネットワークを切替えている期間に失われ可能なデータを格納し、ネットワークを切替えた後に格納されたデータを前記双距離端末に転送する双距離ネットワークサーバと、を備えることを特徴とする。
双距離端末をオンしてから、まず端末がある短距離APサービス範囲内にあるかどうかを検出し、範囲内にあれば、短距離APを通して短距離ネットワークに接続し、双距離帰属サーバにその位置を通知する。また、端末がいずれの短距離APサービス範囲内になければ、長距離サービスの基地局を捜索し、長距離基地局を通してネットワークに接続し、双距離帰属サーバにその位置を通知する。
本発明を説明する。前記の無線通信システムのネットワークフレームは、GSM/GPRS基地局及び長距離アクセスに関するネットワーク機能実体と、無線ローカルネットワークAP及び短距離アクセスに関するネットワーク機能実体と、長距離GSM/GPRSネットワークと短距離WLANネットワークをリンクする双距離ネットワークサーバと、長距離と短距離をコンパチブルする双距離端末とから構成される。その基本的なネットワーク構造は、図1に示される。本発明は図1の実例に限定されるものではなく、長距離3Gと短距離WLANとを結合するフレーム、又は他の長距離と短距離通信方式の結合フレームも含む。
1、双距離ネットワークにおいて双距離端末はオンにした後
本発明に記載されるシステムに対して、双距離端末は、ユーザによってオンにされてから、現在位置するネットワークの環境を自動的に探索し、もし無線ローカルエリアネットワークWLANネットワークが存在し、且つ検証する必要がなければ、WLANネットワークに直接接続され、一方、もし検出結果が現在のWLANネットワークの検証する必要とするものであれば、双距離端末はWLANによってアクセス検証がなされ、検証が成功であれば、現在のWLANネットワークに接続し、不成功であれば、引き続検出し、長距離GPRSネットワークに進入することになる。
双距離端末は、WLANネットワークに接続してから、WLANネットワークを介して双距離サーバに接続され、データ伝送を行う。
2.1短距離WLANネットワークから長距離GPRSネットワークへの切り替え
双距離端末が短距離WLANネットワークを離れ、GPRSネットワークへ入ろうとする時、ユーザは対応する切替対策により判別し、切替対策閾値(当該する切替対策閾値とは、短距離ネットワーク信号不可用閾値であってもよいし、短距離ネットワーク信号の最適でない閾値であってもよい)に達すれば、双距離端末は切替対策で短距離ラジオ周波数機能実体を介するデータ伝送を終止させ、長距離通信機能実体を起動し始め、この機能実体によって次の発生可能なデータ伝送を実現し、当該双距離端末のサービスレベルが、その切替えがシームレスな切替えとなるように要求されれば、ユーザは、WLANラジオ周波数機能実体が伝送されているデータを終止した時に、さらに端末中の短距離通信機能実体を介して、離脱しようとする短距離APに一つの長短距離切替えのビーコン信号を発信し、当該ビーコン信号がこの短距離APにより、双距離ネットワークサーバに伝送され、この双距離ネットワークサーバは対応するビーコン信号を受信してから、双距離端末が接続するであろう長距離ネットワーク機能実体に通知し、双距離端末のサービスレベルに基づいて長距離ネットワーク機能実体中のサービス配列位置を決定する。
双距離端末は、長距離GPRSネットワークから短距離WLANネットワークへ入ろうとする時、対応する切替対策により判別し、切替対策閾値に達すれば、切替対策で長距離ラジオ周波数機能実体を介するデータ伝送を終止させ、短距離通信機能実体を起動し始め、この機能実体を利用して次の発生可能なデータ伝送が実現される。
同時に、双距離ネットワークサーバは、記憶方式を採用してこの切替プロセスにおいて失われる可能性のあるデータパケットを保持して、切替えが終わった後にこの双距離端末に再転送することにより、双距離端末の切替プロセス中にデータが失われることがないことを確保できる。
双距離端末は、一方の短距離小区から他方の短距離小区へ移動する時、双距離端末が入ろうとする短距離APを判別し、当該する小区情報を双距離ネットワークサーバに伝送することで、短距離小区間の切替えが実現される。また、双距離端末が他の短距離ネットワーク範囲内に位置したことを双距離ネットワークサーバの帰属サーバに通知し、帰属サーバはネットワーク中の他の端末からのアクセス及び通信を担当する。
ユーザは、必要に応じて、双距離端末が自動的に切替えるように予め切替の優先順位を自己定義し、例えば料金、伝送レート、品質安定性などに従って優先順位などを設定する。双距離端末は優先条件に基づいて自動的に識別して切替える。また、ユーザは、短距離カバーレンジに位置する場合であっても、短距離APを使用せずに、直接長距離で通信を行うこともできる。
長短距離ネットワークフレームに対して、最も重要な問題は、
(1)双距離端末が、長距離と短距離ラジオ周波数機能実体が動作状態にあることを常に保持し、存在可能な長距離または短距離ネットワーク環境をリアルタイムで検出し、双距離端末切替管理手段に絶えずに帰還され、所定のタイミングで又は必要の時に、既存のネットワークを介して双距離ネットワークサーバに返信されること;
(2)双距離端末が、既存のネットワークを支持するラジオ周波数機能実体が動作状態にあることを常に保持し、他のネットワークに対して定期または不定期に当該するラジオ周波数機能実体を起動させ、候補ネットワークが検出されること;
(3)双距離端末が、既存のネットワークを支持するラジオ周波数機能実体が動作状態にあることを常に保持し、他のネットワークに対して走査検出が行われず、既存のネットワークが使用不可である時のみ、他のネットワークに対して検出を行うこと;
である。
切替対策はネットワーク実現者の異なる状況によって選択され、以下のような2種類の切替対策が例として挙げられる。ただし、本発明に含まれる切替対策は以下の両例に限定されない。
(1)優先順位ネットワーク切替対策、すなわち、優先順位の高いネットワークが存在すると、既存のネットワークが使用可であるかどうかにかかわらず、このネットワークに切替え、ユーザは、必要に応じて各無線ネットワークの優先順位を自己定義、例えば伝送レート、使用料金などに基づき行えばよい。
(2)現在で使用されている無線ネットワーク信号が存在しない時のみ、他のネットワークに切替える。この切替対策とは、双距離端末の現在位置するネットワークは使用不可である時のみ、切替えを行い、そのネットワークは使用可であれば、高い優先順位のネットワークが存在しても切替えを行わないことを意味する。
データサービス機能実体は、長短距離データ伝送が発生されたかどうかを検出し、前記データ伝送は、長距離と短距離ネットワークとの間の双距離端末間のデータ伝送と、長距離または短距離ネットワーク中の双距離端末が外部ネットワークに対するデータ伝送を含む。
第1ステップは、長(又は短)距離ネットワーク機能実体により、ユーザの双距離ビーコン信号を検出し、切替えが発生したかどうか調査し、発生しなければ検出を繰り返して行う、発生した場合、第2ステップに進む。
第3ステップは、現在にはデータ伝送があるかどうかを判断し、なければ第1ステップに戻る。
第4ステップは、シームレスな切替えが必要であるかどうかを判断し、必要でなければ、第1ステップに戻る。
第5ステップは、データバッファリングを行い、切替動作が終わった後、バッファリングされているデータをユーザに送信する。
前記双距離端末は、デュアルネットワーク切替判別策略機能実体によって、長(短)通信機能実体のラジオ周波数機能モジュールの動作状態を制御し、すなわち、(1)長短距離ラジオ周波数機能モジュールが同時に動作したり、(2)状況によって、ステップ長が可変で動作したり、(3)一方のネットワークが存在しない時のみ、他方のラジオ周波数実体を起動して動作させ、ネットワークを捜索する。
双距離端末は従来の端末と異なり、同時に長距離と短距離機能実体を有し、従って、これは存在可能な短距離、例えばWLAN及び長距離GSM/GPRSまたは3Gネットワークを同時に検出したり、または自動的に捜索したりすることができ、短距離と長距離機能実体を介して短距離または長距離データサービス(特殊データサービスである音声も含む)伝送を行うことができる。従来の端末ともう一つの異なる所は、デュアルネットワーク切替判別策略機能実体をさらに備える点であり、当該する双距離切替判別の条件で、そのネットワークに対して切替動作をさせ、双距離ネットワークサーバにビーコン信号を送信するように短距離通信機能実体又は長距離通信機能実体を指示する。同時に、オプションとして、データ管理及びデータバッファ機能実体を有し、その目的は、切替過程に当該するデータを管理及びバッファリングすることで、端末の共通機能実体が必要とされるデータ伝送が切替に起因して中止されたことが発生しないよう確保する。
Claims (25)
- 長距離と短距離の無線通信サービスを提供するための双距離端末と、
前記双距離端末に長距離の無線アクセスを提供するための少なくとも一つの長距離基地局と、
前記双距離端末に短距離の無線アクセスを提供するための少なくとも一つの短距離アクセスポイントと、
前記長距離基地局と短距離アクセスポイントとを接続し、長距離通信ネットワークと短距離通信ネットワークとの間で切替えを行い、双距離端末を切替えられたネットワークにアクセスさせ、ネットワークを切替えている期間に失われる可能のあるデータを格納し、ネットワークを切替えた後に格納されたデータを前記双距離端末に転送する双距離ネットワークサーバと、を備え、
前記双距離端末のサービスレベルが一方のネットワークから他方のネットワークへシームレス的に切替えることを要求する場合、ビーコン信号を前記双距離ネットワークサーバを介して前記双距離端末が接続しようとする切り替え先のネットワークに伝送し、前記双距離端末のサービスレベルに基づいて、該切り替え先のネットワークにおけるサービス配列位置または優先度を決定する
ことを特徴とする長短距離組合せの無線通信システム。 - 請求項1記載の長短距離組合せの無線通信システムに用いられる双距離ネットワークサーバであって、
長距離と短距離データ伝送を検出し、長距離と短距離データ伝送がある場合、データ伝送にアクセスサービスを提供するためのデータサービス機能実体と、
ネットワークを切替えている期間に失われる可能のあるデータを格納し、ネットワークを切替えた後に格納されたデータをデータサービス機能実体を通して双距離端末に転送するメモリ機能実体と、
管轄された双距離端末の双距離通信パラメータを登録し、ネットワークの切替えが起こった場合、データサービス機能実体を通してネットワークの切替え情報を取得し、端末データを更新し、双距離端末の情報を調べる時、データサービス機能実体に双距離端末の情報を通知する双距離帰属サーバと、
長距離と短距離ネットワーク及び外部ネットワークとを接続する外部ネットワークインタフェースと、
を備えることを特徴とする双距離ネットワークサーバ。 - 前記外部ネットワークインタフェースは、有線ネットワークを接続するインタフェースと、無線ネットワークを接続するインタフェースとを備えることを特徴とする請求項2記載の双距離ネットワークサーバ。
- 請求項1記載の長短距離組合せの無線通信システムに用いられる双距離端末であって、
ラジオ周波数機能モジュールを備え、物理層と一部MAC層又はリンク層の機能を実現し、短距離ネットワークにおいて動作されてデータ情報を取得する短距離通信機能実体と、
ラジオ周波数機能モジュールを備え、物理層と一部のリンク線層の機能を実現する長距離通信機能実体と、
ネットワークの切替え条件に基づいてネットワークの切替えを行い、双距離ネットワークサーバにビーコン信号を送信するように短距離通信機能実体又は長距離通信機能実体を指示する双距離ネットワーク切替条件判別機能実体と、
ネットワークを切替えている期間に失われる可能のあるデータを格納し、ネットワークを切替えた後に格納されたデータを双距離端末の上位共通機能実体に転送するデータ管理及びバッファ機能実体と、
表示及び入出力機能を実行する共通機能実体と、
を備えることを特徴とする双距離端末。 - 長短距離組合せの無線通信システムを使用して長距離と短距離無線通信を行う長短距離組合せの方法において、
双距離端末がある短距離アクセスポイントのカバーするサービスエリアに位置することを検出するステップと、
双距離端末が短距離アクセスポイントのカバーするサービスエリアに位置する場合、短距離アクセスポイントを通して短距離ネットワークに接続され、且つ双距離帰属サーバにその位置を通知するステップと、
双距離端末が短距離アクセスポイントのカバーするサービスエリアのいずれかにも位置しない場合、長距離通信サービスでの基地局を通して長距離ネットワークに接続され、且つ双距離帰属サーバにその位置を通知するステップと、
双距離端末が長距離ネットワークのサービスエリアから短距離ネットワークのサービスエリアに入る時、または短距離ネットワークのサービスエリアから長距離ネットワークのサービスエリアに入る時、ビーコン信号を双距離ネットワークサーバを介して前記双距離端末が接続しようとする切り替え先のネットワークに伝送し、前記双距離端末のサービスレベルに基づいて、該切り替え先のネットワークにおけるサービス配列位置または優先度を決定し、長距離ネットワークと短距離ネットワークとの間でネットワークの切替えを行うステップと、
ネットワークを切替えている期間に失われる可能のあるデータを格納し、ネットワークを切替えた後に格納されたデータをデータサービス機能実体を通して双距離端末に転送するステップと、
を含むことを特徴とする長短距離組合せの無線通信方法。 - 双距離端末により位置する短距離ネットワークが無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)を有することを検出した時、前記双距離端末はWLANネットワークに接続し、短距離ネットワークへの接続が成功しなかった場合、前記双距離端末は繰り返して検出しつつあり、且つ長距離ネットワークに接続するステップを更に含むことを特徴とする請求項5記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記双距離端末はWLANネットワークに接続した場合、前記双距離端末はWLANネットワークを通して双距離サーバにアクセスしてデータ転送を行うことを特徴とする請求項6記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 双距離端末が短距離WLANネットワークから離れて長距離ネットワークに入る期間、もし予定の切替え閾値に達した場合、双距離端末は短距離ラジオ周波数機能実体を通してデータを伝送することを終止し、長距離通信機能実体を起動させ、データを転送するステップを更に含むことを特徴とする請求項6記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記予定の切替え閾値は、短距離ネットワーク信号使用不可閾値、または短距離ネットワーク信号の非最適的な閾値であることを特徴とする請求項8記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 双距離端末が長距離ネットワークから短距離ネットワークに入ろうとする時、もし予定の切替え閾値に達した場合、双距離端末は長距離ラジオ周波数機能実体を通してデータを伝送することを終止し、短距離通信機能実体を起動させ、データを転送するステップを更に含むことを特徴とする請求項5記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 双距離端末は一方の短距離小区から他方の短距離小区に移動する時、双距離端末は入ろうとする短距離アクセスポイントを判別し、対応する小区情報を双距離ネットワークサーバに伝送することによって、短距離小区間の切替えを実現するステップを更に含むことを特徴とする請求項6記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 双距離端末は一方の短距離小区から他方の短距離小区に移動する時、双距離端末は既に他の短距離小区に位置したことを双距離ネットワークサーバの帰属サーバに通知し、帰属サーバはネットワーク中の他の端末からのアクセス及び通信を担当するステップを更に含むことを特徴とする請求項11記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記双距離端末がある短距離アクセスポイントのカーバーサービスエリアに位置するかを検出するステップは、
双距離端末が長距離と短距離ラジオ周波数機能実体を常に動作状態にし、長距離または短距離ネットワーク環境がリアルタイムで検出され、双距離端末切替管理手段に絶えず帰還され、所定のタイミングで又は必要な時に、既存のネットワークを介して双距離ネットワークサーバに返信されるステップを含むことを特徴とする請求項5記載の長短距離組合せの無線通信方法。 - 前記双距離端末がある短距離アクセスポイントのカーバーサービスエリアに位置するかを検出するステップは、
双距離端末が位置するネットワークのラジオ周波数機能実体を動作状態にし、候補ネットワークを検出するために定期または不定期的に他のネットワークのラジオ周波数機能実体を起動させるステップを含むことを特徴とする請求項5記載の長短距離組合せの無線通信方法。 - 前記双距離端末がある短距離アクセスポイントのカーバーサービスエリアに位置するかを検出するステップは、
双距離端末が位置するネットワークのラジオ周波数機能実体を動作状態にし、既存のネットワークが使用不可である時のみ、他のネットワークを検出するステップを含むことを特徴とする請求項5記載の長短距離組合せの無線通信方法。 - 他のネットワークが存在することを最後に見つかった時間間隔を関数とするステップ長可変検出方法により、不定期に他のネットワークのラジオ周波数機能実体を起動させて候補ネットワークとして検出されることを特徴とする請求項14記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記予定の切替え閾値は、優先順位の高いネットワークが存在する場合、双距離端末を優先順位の高いネットワークに切替えせるものであることを特徴とする請求項8記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記予定の切替え閾値は、現在使用されている無線ネットワーク信号が存在しない時のみ、双距離端末を他の無線ネットワークに切替えせるものであることを特徴とする請求項8記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記予定の切替え閾値は、優先順位の高いネットワークが存在する場合、双距離端末を優先順位の高いネットワークに切替えせるものであることを特徴とする請求項10記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記予定の切替え閾値は、現在使用されている無線ネットワーク信号が存在しない時のみ、双距離端末を他の無線ネットワークに切替えせるものであることを特徴とする請求項10記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記予定の切替え閾値は、優先順位の高いネットワークが存在する場合、双距離端末を優先順位の高いネットワークに切替えせるものであることを特徴とする請求項11記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記予定の切替え閾値は、現在使用されている無線ネットワーク信号が存在しない時のみ、双距離端末を他の無線ネットワークに切替えせるものであることを特徴とする請求項11記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 前記双距離ネットワークサーバは、双距離端末に合わせて、
長(又は短)距離ネットワーク機能実体により、ユーザからのビーコン信号を検出し、切替えが生じたかどうかを確認する第1ステップと、
双距離帰属レジスタに格納しているユーザ情報を更新する第2ステップと、
現在データ伝送があるかどうかを判断し、なければ第1ステップに戻る第3ステップと、
現在ネットワークの切替えが必要であるかどうかを判断し、必要でなければ第1ステップに戻る第4ステップと、
データ格納を行い、切替動作が終わった後、格納されているデータをユーザに送信する第5ステップと、
を実行することを特徴とする請求項5記載の長短距離組合せの無線通信方法。 - 長距離ネットワークに位置する一つの双距離端末は、短距離アクセスポイントのサービスエリアに入ることを要求し、且つ短距離ネットワークへの接続が成功しなかった時、前記双距離端末そのまま長距離通信を保持することを特徴とする請求項10記載の長短距離組合せの無線通信方法。
- 必要に応じて切替えの優先順位を予めに定義し、双距離端末が自動的に切替えることができることを特徴とする請求項5記載の長短距離組合せの無線通信方法。
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