WO2023166667A1 - 無線通信システム - Google Patents

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WO2023166667A1
WO2023166667A1 PCT/JP2022/009151 JP2022009151W WO2023166667A1 WO 2023166667 A1 WO2023166667 A1 WO 2023166667A1 JP 2022009151 W JP2022009151 W JP 2022009151W WO 2023166667 A1 WO2023166667 A1 WO 2023166667A1
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WO
WIPO (PCT)
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communication
packet
line control
control device
wireless
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/009151
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English (en)
French (fr)
Inventor
智也 庄司
直人 高橋
雄也 下尾
日向子 河野
節夫 阿部
Original Assignee
株式会社日立国際電気
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立国際電気 filed Critical 株式会社日立国際電気
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Priority to JP2024504269A priority patent/JPWO2023166667A1/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/46—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for vehicle-to-vehicle communication [V2V]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication system used in a mobile network with autonomous distributed access, and more particularly to a radio communication system that selectively realizes highly efficient or highly reliable communication by efficiently using a plurality of radio devices. .
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a general ad-hoc network.
  • FIG. 12 A conventional wireless communication system will be described with reference to FIG.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a wireless communication system.
  • mobile communication stations 10-1 to 10-4 provided in a plurality of mobile units (#1 to #4) include a communication terminal 1, a line control device 2, and the like. , radio equipment 3, and radio communication is performed with the radio equipment 3 of each mobile communication station 10.
  • FIG. 12 A conventional wireless communication system will be described with reference to FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a wireless communication system.
  • mobile communication stations 10-1 to 10-4 provided in a plurality of mobile units (#1 to #4) include a communication terminal 1, a line control device 2, and the like. , radio equipment 3, and radio communication is performed with the radio equipment 3 of each mobile communication station 10.
  • FIG. 12 A conventional wireless communication system will be described with reference to FIG.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a wireless communication system.
  • mobile communication stations 10-1 to 10-4 provided in a plurality of mobile units (#1 to #4) include a
  • the line control device 2 bundles a plurality of radio devices 3 and controls communication between the communication terminal 1 and the radio device 3 . Since the mobile communication station 10-4 is configured to be connected to a single radio device 3, it does not have the line control device 2. FIG. The reason why the mobile communication station 10-3 is provided with the line control device 2 is that there is a possibility that a plurality of other radio devices 3 will be connected in the future.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of the configuration of a conventional wireless device.
  • the conventional radio equipment 3 is composed of a network section 31, a radio access control section 32, a radio signal processing section 33 and a high frequency section .
  • the network unit 31 mainly serves as an interface with a user terminal such as a personal computer, and exchanges network information, so-called IP (Internet Protocol) packets, input from the user terminal with the wireless access control unit 32 via a wire.
  • IP Internet Protocol
  • the radio access control unit 32 determines whether the frequency resource, the so-called radio line, is not in use, or whether it is time for the local station to transmit. As a result of this determination, if it is determined that transmission is possible, after generating frames in which control information is added to IP packets, the frames are concatenated into a plurality of frames, information is encrypted, etc., and radio signal processing is performed. Transfer to section 33 .
  • the radio signal processing unit 33 After performing coding and interleaving for correcting communication errors, the radio signal processing unit 33 performs modulation processing for forming a carrier wave, gives a synchronization signal, a control signal, etc., and sends it to the high frequency unit 34. Forward.
  • the high-frequency unit 34 converts the carrier wave input from the radio signal processing unit 33 into a high-frequency carrier wave, amplifies it to a specified power, and then transmits it from the antenna 35 .
  • the wireless device 3 on the other side receives the high frequency signal at the high frequency unit 34 via the antenna 35 , converts it into a carrier wave, and outputs the carrier wave to the wireless signal processing unit 33 .
  • the radio signal processing unit 33 performs demodulation to detect a synchronization signal and a control signal from the carrier wave, and restores digital information. After the restoration, the erroneous information is corrected and transmitted to the radio access control unit 32 .
  • the radio access control unit 32 decrypts the encrypted digital information as necessary, determines whether the received digital information is a frame, determines whether it is concatenated if it is a frame, and determines whether it is concatenated. If so, disassemble the frame. After that, according to the control information stored in the decomposed frame, response processing, adjustment of transmittable time, and the like are performed. Also, if an IP packet is stored in the frame, it is output to the network section 31 .
  • the network unit 31 determines from the IP packet received from the wireless access control unit 32 whether the packet is for the user terminal to be connected, and transfers the packet to the user terminal via wire.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of the configuration of a conventional line control device.
  • the conventional line control device 2 comprises a network section 21, an access control section 22, and a line connection section 23, as shown in FIG.
  • the network unit 21 includes a network relay unit 21a that performs communication with the communication terminal 1, and a monitor control unit 21b that monitors the network state.
  • the access control unit 22 controls connection between the network unit 21 and each wireless device communication unit in the line connection unit 23 .
  • the line connection unit 23 has a plurality of wireless device communication units corresponding to the plurality of wireless devices 3 .
  • the network relay unit 21 a receives packets from the communication terminal 1 and transfers them to the access control unit 22 .
  • the access control unit 22 outputs the transferred data to each wireless device communication unit in the line connection unit 23 and transfers the data to the wireless device 3 .
  • Data from the wireless device 3 is received by each wireless device communication unit of the line connection unit 23 , output to the network unit 21 via the access control unit 22 , and transferred to the communication terminal 1 .
  • FIG. 15 A conventional transmission/reception frame and transmission/reception data will be described with reference to FIG.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing transmitted/received frames and transmitted/received data.
  • the transmission/reception frames shown in FIG. 15 are between wireless devices, and the transmission/reception data are between communication terminals.
  • a WLAN Wireless Local Area Network
  • the payload portion is data transmitted and received by the communication terminal, and matches the subsequent IP Packet.
  • Source Address and Destination Address are communication terminal IDs, indicating the communication terminal that is the transmission source of the data and the mobile communication terminal that is the final destination.
  • the payload of this IP Packet is TCP Segment and UDP Segment.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing a conventional communication flow.
  • the wireless device 3 exchanges messages with the wireless devices 3 on the same frequency using an ad-hoc routing method (S1, S2, S4, S5). After the image exchange, the wireless device 3 that has collected the mobile network information notifies the line control device 2 of the network connection (S3, S6).
  • the line control device 2 Upon receiving the notification, the line control device 2 receives an IP packet addressed to another mobile communication terminal 1 from the communication terminal (terminal) 1 (S7), and transfers the IP packet to the wireless device 3 (S8, S9).
  • the IP packet is transferred by specifying one wireless device 3 as the transfer destination from the metric (number of relays) information that is an evaluation index. do. If the metric information is the same, the IP packet is transferred to the wireless device 3 that previously notified the network connection.
  • Another mobile wireless device 3 that has received the IP packet transmits the IP packet to the mobile line control device 2 (S10), and the line control device 2 outputs the IP packet to the terminal 1 (S11). ). In this way conventional communication takes place.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2019/058418 "Communication Device”
  • Patent Document 2 International Publication No. 2021/024353 “Communication Device, Communication System and Communication Method”
  • Patent Document 3 International Publication There is No. 2021/161493 entitled “Wireless Communication Apparatus and Wireless Communication Method”
  • Patent Literature 1 discloses a communication device that determines whether or not communication control information can be compressed based on the exchange of routing control information using an ad-hoc routing protocol, and performs compression.
  • Patent Literature 2 discloses a communication device that is used in a wireless communication system using ad-hoc routing and stabilizes a communication link of the communication device.
  • Patent Literature 3 discloses a wireless communication device that divides a divisible IP packet to generate multiplexed cells, concatenates and transmits the multiplexed cells according to the transmission capacity determined by the communication situation. .
  • the conventional wireless communication system uses only one wireless device and does not consider stable communication using a plurality of wireless devices. Ta.
  • Patent Documents 1 to 3 do not describe a configuration for performing highly efficient or highly reliable communication by effectively using a plurality of wireless devices in one data transfer.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a wireless communication system that effectively utilizes multiple wireless devices to achieve high-speed or highly reliable communication.
  • the present invention provides a mobile communication station having a plurality of wireless devices, a line control device for controlling the lines of the wireless devices, and a communication terminal connected to the line control device.
  • a wireless communication system that communicates via a network, in which a line control device of a mobile communication station on the transmitting side is set according to a first communication method or a second communication method set by a communication terminal on the transmitting side. is generated, the packet is transmitted from a plurality of radio devices in the mobile communication station on the transmitting side, and the line control device of the mobile communication station on the receiving side transmits the packet to the plurality of radio devices in the mobile communication station on the receiving side that received the packet.
  • a packet is input from the device, and if the communication method of the packet is the first communication method, the first normally received packet is output to the communication terminal on the receiving side, and if the communication method of the packet is the second communication method.
  • the packets are rearranged in order of transmission and output to the communication terminal on the receiving side.
  • the line control device on the transmitting side transmits packets in which the same identifier and different sequence numbers are assigned to transmission data from a plurality of wireless devices on the transmitting side to the receiving side.
  • the line control device on the receiving side rearranges the packets received by the radio device on the receiving side in order of the sequence numbers.
  • the line control device on the transmitting side receives packets in which the same identifier and the same sequence number are assigned to the transmission data from the plurality of wireless devices on the transmitting side.
  • a packet is transmitted to a plurality of wireless devices on the receiving side, and the line control device on the receiving side adopts the first received packet among the packets received by the wireless device on the receiving side, and performs processing to discard packets other than this packet. .
  • information on the communication type of the first communication method or the second communication method is set in the generated packet, and the line control device on the receiving side determines the communication type in the packet. information is acquired and reception is performed by the corresponding communication method.
  • the line control device on the transmitting side performs transmission processing in accordance with the first communication method or the second communication method according to the communication quality of a plurality of wireless devices on the transmitting side.
  • a line control device of a mobile communication station on the transmitting side generates a packet of a communication method set according to a first communication method or a second communication method set by a communication terminal on the transmitting side, The packet is transmitted from a plurality of radio devices in the mobile communication station on the transmitting side, and the line control device of the mobile communication station on the receiving side inputs the packet from the plurality of radio devices in the mobile communication station on the receiving side.
  • the packet communication method is the first communication method
  • the first normally received packet is output to the communication terminal on the receiving side
  • the packet communication method is the second communication method
  • the transmission order is rearranged Since the wireless communication system outputs packets to the communication terminal on the receiving side, it is possible to effectively use a plurality of wireless devices and realize highly efficient or highly reliable communication.
  • FIG. 10 is a flowchart showing transmission processing (1);
  • FIG. 10 is a flowchart showing transmission processing (2);
  • FIG. 10 is a flow diagram showing transmission processing (3);
  • FIG. 10 is a flow chart showing transmission processing (4);
  • FIG. 4 is a flow diagram showing reception processing (1);
  • FIG. 10 is a flow diagram showing reception processing (2);
  • 1 is a diagram showing an example of a general ad-hoc network;
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radio communication system
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional wireless device
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional line control device
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing transmitted/received frames and transmitted/received data
  • 1 is a schematic diagram showing a conventional communication flow
  • a line control device of a mobile communication station on the transmitting side is configured to transmit data from a communication terminal on the transmitting side to a first communication (high reliability/HRE communication) method or a second communication method.
  • high rate/HRA communication high rate/HRA communication
  • a packet of the set communication method is generated, the packet is transmitted from a plurality of wireless devices in the mobile communication station on the transmitting side, and the mobile communication station on the receiving side
  • a line control unit inputs packets from a plurality of radio units in the mobile communication station on the receiving side that received the packets, and if the communication method of the packets is the first communication method, the first normally received packet is sent to the receiving side.
  • the communication method of the packet is the second communication method
  • the packets are rearranged in order of transmission and output to the communication terminal on the receiving side, so multiple wireless devices can be effectively used. Therefore, highly efficient or highly reliable communication can be realized.
  • the high-reliability communication means that packets in which the same ID and the same sequence number are assigned to single data are duplicated and transmitted from a plurality of wireless devices to the corresponding wireless devices of the other party, and the line control of the other party is performed.
  • This is a communication method in which the device adopts and acquires the first received packet, and discards the other packets.
  • high-speed (high-efficiency) communication means that packets in which the same ID and different sequence numbers are assigned to continuous data are transmitted from a plurality of wireless devices to corresponding wireless devices of the other party, and the line control device of the other party. This is a communication method in which packets are rearranged in order of sequence numbers and acquired.
  • This radio communication system is based on the configuration shown in FIG. is effective.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the configuration of this line control device.
  • the line control device 2 basically has a network section 21, an access control section 22, and a line connection section 23. It controls line connection between 3 and communication terminal 1 .
  • the network unit 21 of the line control device 2 includes a network relay unit 21a that performs communication with the communication terminal 1, and a monitor control unit 21b that monitors the network state.
  • the monitor-and-control unit 21b enables high-reliability communication within the access control unit 22, which is a feature of the present embodiment.
  • the line connection unit 23 has a plurality of wireless device communication units corresponding to the plurality of wireless devices 3 .
  • the line connection unit 23 has a plurality of wireless device communication units corresponding to the plurality of wireless devices 3 .
  • multiple wireless device communication units and corresponding wireless devices 3 are used for one related data transfer.
  • the access control unit 22 controls connection between the network unit 21 and each wireless device communication unit in the line connection unit 23 .
  • the high-reliability/high-speed communication control unit 22a in the access control unit 22 receives an IP packet from the network relay unit 21, the user instructs high-reliability communication or high-speed communication via the monitoring control unit 21a.
  • a WHR (Wireless High Reliability Packet)-VPN (Virtual Private Network) packet shown in FIG. 2 is generated. This WHR-VPN packet is given information of high-reliability communication or high-speed communication (high-rate communication).
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a WHR-VPN packet.
  • a WHR-VPN packet consists of a WHR-VPN IP Packet Header and a WHR-VPN IP Packet Payload, as shown in FIG.
  • the WHR-VPN packet uses the IP packet input from the communication terminal 1 as the Original IP Packet, adds Routing Label, UUID (Universally Unique Identifier) Number, Sequence Number, and Time Stamp to the VPN IP Packet Payload, and further adds it to It is assumed that the packet is packed (encapsulated) in an IP packet for a line control device connected to a terminal of another mobile device as a destination.
  • Routing Label UUID (Universally Unique Identifier) Number
  • Sequence Number Sequence Number
  • Time Stamp Time Stamp
  • Labeling types include HRE (High Reliability Packet) and HRA (High Rate Packet).
  • HRE is labeled as a packet for reliable communication (high reliability packet)
  • HRA is labeled as a high rate communication packet (high rate packet).
  • the line control device 2 on the transmitting side duplicates a packet with the same UUID and Sequence Number for single data and transmits it from a plurality of radio devices 3 with different frequencies, and the corresponding radio device on the receiving side 3 receives and outputs to the line control device 2, and when the line control device 2 receives duplicate packets, it adopts the packet received earlier and discards the packet received later for communication. It outputs to the terminal 1.
  • the flow of highly reliable communication will be described later.
  • the line control device 2 on the transmitting side transmits packets with the same UUID and different Sequence Numbers for related continuous data from a plurality of radio devices 3 with different frequencies, and the corresponding radio device on the receiving side 3 receives the packets and outputs them to the line control device 2, and the packets received by the line control device 2 are rearranged in the order of the Sequence Number and output to the communication terminal 1 as a series of data packets.
  • the flow of high-rate communication will be described later.
  • the UUID Number is information obtained by synthesizing the unique ID of the line control device 2 and the ID information associated with each TCP and UDP segment shown in FIG. Sequence Number sets the cycle number associated with the UUID Number, and Time Stamp sets the WHR-VPN packet generation time.
  • the network relay section 21 a receives a packet from the communication terminal 1 and transfers it to the access control section 22 .
  • the user sets high-reliability communication or high-rate communication to the high-reliability/high-speed communication control unit 22a via the monitoring control unit 21b, IP packets are generated according to the setting, and Controls communication.
  • IP packets are generated according to the setting, and Controls communication.
  • the access control unit 22 outputs the transferred data to each wireless device communication unit in the line connection unit 23 and transfers the data to the wireless device 3 .
  • Data from the wireless device 3 is received by each wireless device communication unit of the line connection unit 23 , output to the network unit 21 via the access control unit 22 , and transferred to the communication terminal 1 .
  • the high-reliability/high-speed communication control unit 22a of the access control unit 22 of the line control device 2 on the receiving side refers to the Routing Label of the received IP packet, determines high-reliability communication or high-rate communication, and controls the corresponding reception. I do.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of HRE (High Reliability) packet transmission/reception.
  • the user sets high-reliability communication to the line control device 2 for data addressed to mobile #2 terminal (S01).
  • Subsequent ad-hoc routing message exchange and network connection notification are performed in the same manner as in FIG. 15 (S1 to S6).
  • the line control device 2 of the mobile unit #1 inquires of the line control unit 2 of the mobile unit #2 whether it supports HRE communication or HRA communication using a WHR Discovery message (S21-S23). Then, a reply is obtained from the line control device 2 of the mobile unit #2 using a WHR Discovery message (S24-S26).
  • the HRE packet is input from the terminal 1 (S35), and the HRE packet is sent to the wireless device #F1 and the wireless device #F2. (S36, S37), and an HRE packet is transmitted from each wireless device to the corresponding wireless device of mobile #2 (S38, S40).
  • the radio equipment of mobile unit #2 transmits the received HRE packet to the line control unit 2 of mobile unit #2 (S39, S42), and the line control unit 2 adopts the first received HRE packet to the terminal. 1, and the HRE packet received after that is discarded and not transmitted to terminal 1.
  • the transmitting side uses a plurality of wireless devices 3 to transmit the same data through a plurality of wireless routes, and the receiving side receives the same data using a plurality of wireless devices 3 through different wireless routes. This increases the probability that data transmitted via any wireless route will be received normally, thus achieving high reliability.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow of HRA (high rate) packet transmission and reception.
  • the user sets high-rate (high-throughput) communication to the line control device 2 for data addressed to mobile #2 terminal (S02).
  • S1-S6 ad-hoc routing message exchange and notification of network connection
  • S21-S26 inquiry and response using the WHR Discovery message
  • the line controller 2 of the mobile unit #1 determines that the HRA packet can be transmitted to the mobile unit #2
  • the HRA packet is input from the terminal 1 (S45), and the HRA packet is sent to the wireless units #F1 and #F2. (S46, S47), and an HRA packet is transmitted from each wireless device to the corresponding wireless device of mobile #2 (S48, S50).
  • the radio equipment of mobile unit #2 transmits the received HRA packet to the line control unit 2 of mobile unit #2 (S49, S51), and the line control unit 2 stores the received HRA packet and sets Sequence Number. is confirmed, rearranged so as to be in the order of SequenceNumber and output the IP packet to terminal 1.
  • the transmitting side attaches the same ID and different sequence numbers to a series of related data and transmits them from a plurality of wireless devices through different wireless routes, Since the related data are received by different wireless routes and rearranged in order of sequence numbers, the related data can be transmitted in parallel, thereby achieving high speed.
  • Communication quality information collected by the line control device 2 from the radio device 3 includes, for example, RSSI (Received Signal Strength Indicator), number of received subcarriers, equalization error, line usage rate, and combinations thereof.
  • RSSI is the received signal strength
  • the number of received subcarriers is the number of effective subcarriers in OFDM and OFDMA, and is the number of effective subcarriers per symbol when received
  • the equalization error is the frequency characteristic.
  • the line utilization rate is the radio line utilization rate, which is calculated from the carrier detection time for each single time.
  • FIG. 5 is a flow diagram showing transmission processing (1)
  • FIG. 6 is a flow diagram showing transmission processing (2)
  • FIG. 7 is a flow diagram showing transmission processing (3)
  • FIG. FIG. 4 is a flowchart showing transmission processing (4); 5 to 8 are connected by a series of processes.
  • each wireless device checks whether network connection to the target mobile unit has been established (S101).
  • the confirmation process is performed by exchanging messages by ad-hoc routing or the like.
  • the line control device 2 determines whether a plurality of wireless devices 3 are connected to the target mobile network (S102).
  • the process proceeds to (A). If a plurality of wireless devices 3 are connected to the target mobile network (Yes), the mobile network information notified from the mobile communication station of the target mobile is checked (S103). The information obtained here is the reply to the WHR Discovery message.
  • the arrival index (metric: number of relays) of the mobile network connection has the same value (S104). If the metrics are the same value (Yes), the transfer setting information for the target destination of the target mobile unit in the line control device 2 is confirmed (S105), and the process proceeds to (B). If the metrics are not the same value (if No), the wireless device 3 to be transferred is designated as the wireless device 3 with the smaller metric (S106), and the process proceeds to (A).
  • the line control device 2 determines the contents of the transfer setting information from (B) shown in FIG. 5 (S201). If “high efficiency transfer (HRA communication)" is set in the transfer setting information, the process proceeds to (C). Also, when the "target wireless device” is set, the process proceeds to (A). This (A) is the same as (A) in FIG.
  • the judgment processing S201 when "automatic" is set in the judgment processing S201, the following processing is started for each number of wireless devices 3 that are notification sources of the mobile network (S202). First, the quality information of the wireless device 3 is confirmed (S203). In order to perform HRE communication or HRA communication, communication quality needs to satisfy the conditions. As confirmation processing, it is determined whether or not the number of subcarriers received from the target mobile unit is equal to or greater than a specific number (threshold value/SCth) (S204).
  • a specific number threshold value/SCth
  • step S208 If the number of received subcarriers is less than SCth (No), the process proceeds to step S208. If the number of received subcarriers is greater than or equal to SCth (Yes), the RSSI and equivalent error average and coefficient of variation are calculated (S205). Then, the average line usage rate and coefficient of variation are calculated (S206), and registered as the wireless device 3 to be transferred (S207). The above processing is performed for the number of wireless devices 3 that are notification sources of the mobile network, the processing ends (S208), and the process proceeds to (D).
  • the line control device 2 determines the number of wireless devices 3 to be transferred (S301). If the number of wireless devices 3 to be transferred is "0", the wireless device 3 with the highest RSSI average is designated as the target wireless device (S302), and the process proceeds to (A). (A) is the same as (A) in FIGS. Also, when the number of wireless devices 3 to be transferred is "one", the process proceeds to (A).
  • the processing for the number of wireless devices to be transferred or less is started (S303). First, it is determined whether the average RSSI is less than or equal to a specific value (threshold/RssiTH) or whether the coefficient of variation is greater than or equal to a specific value (threshold/RssiCV) (S304). If the RSSI average is neither less than or equal to the specific value and the coefficient of variation is neither greater than or equal to the specific value (No), the process proceeds to step S306.
  • the line is registered as a low-quality wireless line (S305).
  • the line control device 2 confirms the number of high-quality wireless lines (S401). If there are "two or more" high-quality wireless lines, go to (C). (C) is the same as (C) in FIG. Then, the HRA packet is transferred to the HRA (high rate) target wireless device 3 (S402), and the process ends.
  • step S404 the line control device 2 confirms the number of low-quality wireless lines (S404). If the number of low-quality wireless lines is "1 line”, the process proceeds to step S403; (High Reliability Communication) The HRE packet is transferred to the target wireless device 3 (S405), and the process ends. In step S405, if the average line usage rate is 59% or higher, one line with the lowest usage rate is selected, and data is transferred to the target wireless device 3 using conventional IP packets. End the process. As described above, the transmission processing as shown in FIGS. 5 to 8 is performed.
  • FIG. 9 is a flowchart showing reception processing (1)
  • FIG. 10 is a flowchart showing reception processing (2).
  • the line control device 2 checks the received packet (S501). Then, the packet type is determined (S501). Reception processing corresponding to an HRA packet, an HRE packet, or a normal IP packet is performed depending on the determined packet type.
  • the packet is transferred to the wired side (communication terminal 1) as it is (S503), and the process ends. If the packet type is "HRA packet”, the Sequence Number is divided by the buffer size N (S504) to obtain the Sequence Head. This Sequence Head is used in the processing described later.
  • HRA Hash list HRA hash value list
  • S506 HRA Hash list
  • S507 HR list in the HASH entry
  • G The HR list is a list of Sequence Number, Time Stamp, and extracted IP packets. Also, if it is not registered in the HRA Hash list, move to (H).
  • the packet type is "HRE packet”
  • the data matching the UUID and Sequence Number is checked from the HRE hash value list (HRE Hash list) (S508). Then, it is determined whether the UUID and Sequence Number have been registered in the HRE Hash list (S509). If not registered, the process proceeds to (I). S510), the process ends.
  • the line control device 2 determines whether or not the same sequence number is registered (S511). If registered, the received HRA packet is discarded (S512), and the process ends. If not registered, the Sequence Number, extracted IP packet, and Time Stamp are registered in the HR list (S513).
  • step S514 it is determined whether or not all packets from Sequence Head to buffer size N have been registered. If the result of determination in step S514 is that registration has not been completed, the processing is terminated. If registration has been completed, the packets in the HR list are sorted in ascending order by Time Stamp, and the IP packets are sequentially transferred to communication terminal 1 (S515). exit.
  • a list (HR list) of Sequence Number, Time Stamp, and extracted IP packets is generated using UUID and Sequence Head as keys in the HR list. Register (S516) and terminate the process. Further, continuing from (I) of FIG. 9, if unregistered in determination processing S509, the UUID and Sequence Number in the header of the HRE packet are registered in the HRE hash list (S516), the IP packet is extracted from the HRE packet, and communication is performed. The data is transferred to terminal 1 (S518), and the process ends.
  • FIGS. 9 and 10 determines whether the received WHR packet is an HRE packet, an HRA packet, or a normal packet. Generate a cache list of received packets in each of the HRE and HRA. In the case of HRE, register the UUID and Sequence Number of the received HRE packet in the cache list, discard the registered packet if received, and extract the IP packet if it is an unregistered packet. , to the communication terminal 1.
  • HRA an HR list is generated from the UUID of the received packet, and the Sequence Number, Time Stamp, and IP packet are stored in the HR list of buffer size N.
  • the HRA buffer is received up to the buffer size N, and upon successful reception of all packets, the communication order is changed according to the Time Stamp, etc., and then transferred to the communication terminal 1 .
  • the line control device 2 of the mobile communication station on the transmitting side is set according to the high reliability (HRE) communication method or the high speed (HRA) communication method set by the communication terminal 1 on the transmitting side. is generated, the packet is transmitted from a plurality of wireless devices 3 in the mobile communication station on the transmitting side, and the line control device 2 in the mobile communication station on the receiving side transmits the packet to the plurality of mobile communication stations on the receiving side that received the packet.
  • the packet communication method is the HRE communication method
  • the first normally received packet is output to the communication terminal 1 on the receiving side
  • the packet communication method is the HRA communication method.
  • the packets are rearranged in order of transmission and output to the communication terminal 1 on the receiving side, there is an effect that high-speed or highly reliable communication can be realized by effectively using a plurality of wireless devices.
  • the present invention is suitable for wireless communication systems that effectively utilize multiple wireless devices to achieve high-speed or highly reliable communication.

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Abstract

【課題】　複数の無線装置を有効に利用して、高速度又は高信頼の通信を実現する無線通信システムを提供する。 【解決手段】　送信側の回線制御装置２が、高信頼（ＨＲＥ）通信方式又は高速度（ＨＲＡ）通信方式に従ってパケットを生成し、当該パケットを送信側の複数の無線装置３から送信させ、受信側の回線制御装置２が、パケットを受信した受信側の複数の無線装置３からパケットを入力し、パケットの通信方式がＨＲＥ通信方式であれば、最初に正常に受信したパケットを受信側の通信端末１に出力し、パケットの通信方式がＨＲＡ通信方式であれば、送信順に並び替えてパケットを受信側の通信端末１に出力する無線通信システムである。

Description

無線通信システム
　本発明は、自律分散アクセスの移動体ネットワークで用いられる無線通信システムに係り、特に、複数の無線装置を効率良く使用して、高効率又は高信頼の通信を選択的に実現する無線通信システムに関する。
［従来の技術］
　従来の移動体ネットワークでは、移動体の移動状況に応じて移動体に搭載される移動通信局と近隣の移動通信局とのアドホックルーティングによる通信経路を確立して通信が行われるようになっていた。
［一般的なアドホックネットワークの例：図１１］
　一般的なアドホックネットワークは、図１１に示すように、移動通信局間で自律的に移動通信局を検知し、自律的に通信経路の最適化を実施し、その場限りの無線ネットワークを構築し、移動通信局間の無線ネットワークの通信を実現するものである。
　図１１は、一般的なアドホックネットワークの例を示す図である。
［無線通信システムの構成：図１２］
　従来の無線通信システムについて図１２を参照にしながら説明する。図１２は、無線通信システムの構成概略図である。
　従来の無線通信システムは、図１２に示すように、複数の移動体（♯１～４）に設けられた移動通信局１０-1～１０-4は、通信端末１と、回線制御装置２と、無線装置３を備えており、各移動通信局１０の無線装置３との間で無線通信を行うようになっている。
　回線制御装置２は、複数の無線装置３を束ねるもので、通信端末１と無線装置３との間の通信を制御するものである。
　尚、移動体通信局１０-4は、単一の無線装置３が接続される構成であるので、回線制御装置２を備えていない。また、移動通信局１０-3は、回線制御装置２が設けられているのは、今後他の無線装置３が複数接続される可能性があるためである。
［従来の無線装置：図１３］
　次に、従来の無線装置について図１３を参照しながら説明する。図１３は、従来の無線装置の構成概略図である。
　従来の無線装置３は、図１３に示すように、ネットワーク部３１、無線アクセス制御部３２、無線信号処理部３３と高周波部３４によって構成される。
　ネットワーク部３１は、主にパソコン等のユーザ端末とのインタフェースとなり、無線アクセス制御部３２とのユーザ端末から有線を経由して入力されたネットワーク情報、いわゆるＩＰ（Internet Protocol）パケットのやりとりを行う。
　無線アクセス制御部３２は、ネットワーク部３１から受けたＩＰパケットを元に、周波数資源、いわゆる無線回線が使用中ではないこと、もしくは自局の送信可能時間かどうかを判定する。
　この判定の結果、送信可能と判断した場合、ＩＰパケットに制御情報を付与したフレームという単位に生成した後、フレームを複数に連結し、情報への暗号化等を実施した上で、無線信号処理部３３へ転送する。
　無線信号処理部３３は、通信の誤りを訂正するための符号化やインタリーブを行った後に、搬送波にするための変調処理を行い、そして、同期信号・制御信号等を付与し、高周波部３４へ転送する。
　高周波部３４は、無線信号処理部３３から入力された搬送波を周波数の高い高周波に変換し、規定の電力に増幅した後に、アンテナ３５から送信する。
　対向となる無線装置３は、アンテナ３５を介して高周波部３４で高周波を受信し、搬送波に変換した後に、無線信号処理部３３に出力する。
　無線信号処理部３３は、復調を行って搬送波から同期信号、制御信号を検出し、デジタル情報に復元する。復元後、誤った情報の訂正処理を行い、無線アクセス制御部３２へ送信する。
　無線アクセス制御部３２は、必要に応じて暗号化されたデジタル情報を復号し、受信したデジタル情報がフレームかどうかを判別し、フレームであれば連結されているかどうかを判別して、連結されていれば、フレームを分解する。
　その後、分解したフレーム内に格納された制御情報に従って、応答処理や送信可能時間の調整等を実施する。また、フレームにＩＰパケットが格納されている場合は、ネットワーク部３１へ出力する。
　ネットワーク部３１は、無線アクセス制御部３２から受信したＩＰパケットから接続するユーザ端末向けのパケットかどうかを判断し、ユーザ端末に対して有線を経由してパケットを転送する。
［従来の回線制御装置：図１４］
　次に、従来の回線制御装置について図１４を参照しながら説明する。図１４は、従来の回線制御装置の構成概略図である。
　従来の回線制御装置２は、図１４に示すように、ネットワーク部２１、アクセス制御部２２、回線接続部２３で構成されている。
　ネットワーク部２１は、通信端末１との間の通信を実施するネットワーク中継部２１ａと、ネットワーク状態を監視する監視制御部２１ｂがある。
　アクセス制御部２２は、ネットワーク部２１と回線接続部２３内の各無線装置通信部との接続を制御する。
　回線接続部２３は、複数の無線装置３に対応して無線装置通信部を複数備えるものである。
　従来の回線制御装置２における処理として、ネットワーク中継部２１ａは、通信端末１からのパケットを受信し、アクセス制御部２２へ転送する。
　アクセス制御部２２は、転送されたデータを、回線接続部２３内の各無線装置通信部に出力し、無線装置３へ転送する。
　また、無線装置３からのデータは、回線接続部２３の各無線装置通信部で受信され、アクセス制御部２２を介してネットワーク部２１に出力され、通信端末１に転送される。
［送受信フレームと送受信データ：図１５］
　従来の送受信フレームと送受信データについて図１５を参照しながら説明する。図１５は、送受信フレームと送受信データを示す概略図である。
　図１５に示す送受信フレームは、無線装置間のものであり、送受信データは、通信端末間のものである。
　具体的には、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）フレームは、無線装置間の送受信フレームを示すもので、送信元の無線装置のＩＤとされるSource MAC Address、宛先の無線装置のＩＤとされるDestination MAC Address等で構成される。
　Payloadとなる部分は、通信端末が送受信するデータであり、以降のIP Packetと一致する。
　IP Packetも同様にSource Address、Destination Addressは通信端末のＩＤとして、データの送信元の通信端末と最終宛先となる移動体の通信端末を示すものとなる。
　このIP PacketのペイロードがTCP Segment、UDP Segmentとなる。
［従来の通信の流れ：図１６］
　次に、従来の通信の流れについて図１６を参照しながら説明する。図１６は、従来の通信の流れを示す概略図である。
　無線装置３は、同一周波数の無線装置３との間でアドホックルーティング方式によるメッセージ交換を実施する（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５）。イメージ交換実施後に、移動体ネットワークの情報を収集した無線装置３が回線制御装置２に対し、ネットワーク接続の旨を通知する（Ｓ３，Ｓ６）。
　上記通知を受信した回線制御装置２は、通信端末（端末）１から他移動体通信端末１を宛先としたＩＰパケットを受信する（Ｓ７）と、無線装置３へＩＰパケットを転送する（Ｓ８，Ｓ９）。
　この時、複数の無線装置３から同一のネットワーク接続が通知されていた場合は、評価指標となるメトリック（中継数）情報から転送先の無線装置３を1つに特定して、ＩＰパケットを転送する。同一のメトリック情報だった場合は、先にネットワーク接続を通知した無線装置３を対象としてＩＰパケットを転送する。
　ＩＰパケットを受信した別の移動体の無線装置３は、その移動体の回線制御装置２にＩＰパケットを送信し（Ｓ１０）、更に回線制御装置２が当該ＩＰパケットを端末１に出力する（Ｓ１１）。
　このようにして、従来の通信が行われる。
［関連技術］
　尚、関連する先行技術として、国際公開第２０１９／０５８４１８号「通信装置」（特許文献１）、国際公開第２０２１／０２４３５３号「通信装置、通信システム及び通信方法」（特許文献２）、国際公開第２０２１／１６１４９３号「無線通信装置及び無線通信方法」（特許文献３）がある。
　特許文献１には、アドホックルーティングプロトコルによる経路制御情報の交換に基づいて通信制御情報の圧縮可能か否かを判断して圧縮を行う通信装置が示されている。
　特許文献２には、アドホックルーティングによる無線通信システムで用いられ、通信装置の通信リンクを安定させる通信装置が示されている。
　特許文献３には、分割可能なＩＰパケットを分割して多重化セルを生成し、通信状況によって決定される送信容量に合わせて多重化セルを連結して送信する無線通信装置が示されている。
国際公開第２０１９／０５８４１８号 国際公開第２０２１／０２４３５３号 国際公開第２０２１／１６１４９３号
　しかしながら、従来の無線通信システムでは、通信自体は成立しているが、複数の無線装置が無線ネットワークに接続しているにもかかわらず、１つのデータ転送には１つの無線装置しか使用していないため、接続された複数の無線装置を有効利用できていないという問題点があった。
　尚、複数の無線装置にＩＰパケットを複製して転送することも可能であるが、その場合、同一のＩＰパケットの複数が他の移動体の通信端末に入力されることになるため、再送要求等があると通信順序の不正等からサービス不全を起こす可能性があり、単純なデータ複製による転送は困難である。
　また、無線ネットワークにおける回線が不安定な場合にも、従来の無線通信システムでは、１つの無線装置のみを使用しており、複数の無線装置を用いて安定した通信を行うことが考慮されていなかった。
　尚、特許文献１～３には、１つのデータ転送において、複数の無線装置を有効に利用して、高効率又は高信頼の通信を行うことについての構成の記載がない。
　本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、複数の無線装置を有効に利用して、高速度又は高信頼の通信を実現する無線通信システムを提供することを目的とする。
　上記従来例の問題点を解決するための本発明は、複数の無線装置と、無線装置の回線制御を行う回線制御装置と、回線制御装置に接続する通信端末とを有する移動通信局が複数無線ネットワークにより通信を行う無線通信システムであって、送信側の移動通信局の回線制御装置が、送信側の通信端末から設定される第１の通信方式又は第２の通信方式に従って設定される通信方式のパケットを生成し、当該パケットを送信側の移動通信局内の複数の無線装置から送信させ、受信側の移動通信局の回線制御装置が、パケットを受信した受信側の移動通信局内の複数の無線装置からパケットを入力し、パケットの通信方式が第１の通信方式であれば、最初に正常に受信したパケットを受信側の通信端末に出力し、パケットの通信方式が第２の通信方式であれば、送信順に並び替えてパケットを受信側の通信端末に出力するものである。
　本発明は、上記無線通信システムにおいて、第２の通信方式では、送信側の回線制御装置が、送信データに同一の識別子と異なるシーケンス番号を付与したパケットを送信側の複数の無線装置から受信側の複数の無線装置に送信し、受信側の回線制御装置が受信側の無線装置で受信したパケットをシーケンス番号の順序に並び替える処理を行うものである。
　本発明は、上記無線通信システムにおいて、第１の通信方式では、送信側の回線制御装置が、送信データに同一の識別子と同一のシーケンス番号を付与したパケットを送信側の複数の無線装置から受信側の複数の無線装置に送信し、受信側の回線制御装置が受信側の無線装置で受信したパケットについて最初に受信したパケットを採用し、当該パケット以外のパケットを破棄する処理を行うものである。
　本発明は、上記無線通信システムにおいて、第１の通信方式又は第２の通信方式の通信種類の情報が、生成されるパケット内に設定され、受信側の回線制御装置が、パケット内の通信種類の情報を取得して対応する通信方式での受信を行うものである。
　本発明は、上記無線通信システムにおいて、送信側の回線制御装置が、送信側の複数の無線装置の通信品質に応じて第１の通信方式又は第２の通信方式での送信処理を行うものである。
　本発明によれば、送信側の移動通信局の回線制御装置が、送信側の通信端末から設定される第１の通信方式又は第２の通信方式に従って設定される通信方式のパケットを生成し、当該パケットを送信側の移動通信局内の複数の無線装置から送信させ、受信側の移動通信局の回線制御装置が、パケットを受信した受信側の移動通信局内の複数の無線装置からパケットを入力し、パケットの通信方式が第１の通信方式であれば、最初に正常に受信したパケットを受信側の通信端末に出力し、パケットの通信方式が第２の通信方式であれば、送信順に並び替えてパケットを受信側の通信端末に出力する無線通信システムとしているので、複数の無線装置を有効に利用して、高効率又は高信頼の通信を実現できる効果がある。
本回線制御装置の構成概略図である。 ＷＨＲ－ＶＰＮパケットを示す概略図である。 ＨＲＥ（高信頼）パケット送受信の流れを示す概略図である。 ＨＲＡ（高レート）パケット送受信の流れを示す概略図である。 送信処理（１）を示すフロー図である。 送信処理（２）を示すフロー図である。 送信処理（３）を示すフロー図である。 送信処理（４）を示すフロー図である。 受信処理（１）を示すフロー図である。 受信処理（２）を示すフロー図である。 一般的なアドホックネットワークの例を示す図である。 無線通信システムの構成概略図である。 従来の無線装置の構成概略図である。 従来の回線制御装置の構成概略図である。 送受信フレームと送受信データを示す概略図である。 従来の通信の流れを示す概略図である。
　本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
　本発明の実施の形態に係る無線通信システム（本システム）は、送信側の移動通信局の回線制御装置が、送信側の通信端末から第１の通信（高信頼／ＨＲＥ通信）方式又は第２の通信（高レート／ＨＲＡ通信）方式が設定され、設定される通信方式のパケットを生成し、当該パケットを送信側の移動通信局内の複数の無線装置から送信させ、受信側の移動通信局の回線制御装置が、パケットを受信した受信側の移動通信局内の複数の無線装置からパケットを入力し、パケットの通信方式が第１の通信方式であれば、最初に正常に受信したパケットを受信側の通信端末に出力し、パケットの通信方式が第２の通信方式であれば、送信順に並び替えてパケットを受信側の通信端末に出力するものとしているので、複数の無線装置を有効に利用して、高効率又は高信頼の通信を実現できるものである。
　ここで、高信頼通信とは、単独のデータに同一のＩＤと同一のシーケンス番号を付与したパケットを複製して複数の無線装置から対応する相手先の無線装置に送信し、相手先の回線制御装置が最初に受信したパケットを採用して取得し、その他のパケットは破棄する通信方式である。
　また、高速（高効）通信とは、連続するデータに同一のＩＤと異なるシーケンス番号を付与したパケットを複数の無線装置から対応する相手先の無線装置に送信し、相手先の回線制御装置がシーケンス番号の順序にパケットを並び替えて取得する通信方式である。
［本無線通信システム］
　本無線通信システムは、図１２に示した構成を基にしており、特に、複数の無線装置を有する移動通信局同士の通信において、データ伝送に複数の無線装置を用いることで、本実施の形態が有効に作用するものである。
［本回線制御装置：図１］
　本回線制御装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本回線制御装置の構成概略図である。
　本回線制御装置２は、図１に示すように、ネットワーク部２１と、アクセス制御部２２と、回線接続部２３とを基本的に有しており、複数の無線装置３を束ねて、無線装置３と通信端末１との回線接続を制御している。
　［ネットワーク部２１］
　本回線制御装置２のネットワーク部２１は、通信端末１との間の通信を実施するネットワーク中継部２１ａと、ネットワーク状態を監視する監視制御部２１ｂとを備えている。
　監視制御部２１ｂは、通信端末１のユーザからの高効率通信（高速通信）又は高信頼通信の指示が入力された場合に、本実施の形態の特徴部分であるアクセス制御部２２内の高信頼・高速通信制御部２２ａに出力する。
　［回線接続部２３］
　回線接続部２３は、複数の無線装置３に対応して無線装置通信部を複数備えるものである。
　特に、後述する高信頼・高速通信制御部２２ａの制御により、１つの関連するデータ転送に複数の無線装置通信部及び対応する無線装置３が使用されることになる。
　［アクセス制御部２２］
　アクセス制御部２２は、ネットワーク部２１と回線接続部２３内の各無線装置通信部との接続を制御する。
　アクセス制御部２２における高信頼・高速通信制御部２２ａは、ネットワーク中継部２１よりＩＰパケットを受信した際に、監視制御部２１ａを経由してユーザから高信頼通信又は高速通信が指示されている場合に、図２に示すＷＨＲ（Wireless High Reliability Packet）－ＶＰＮ（Virtual Private Network）パケットを生成する。
　このＷＨＲ－ＶＰＮパケットには、高信頼通信又は高速通信（高レート通信）の情報が付与される。
　［ＷＨＲ－ＶＰＮパケット：図２］
　ＷＨＲ－ＶＰＮパケットについて図２を参照しながら説明する。図２は、ＷＨＲ－ＶＰＮパケットを示す概略図である。
　ＷＨＲ－ＶＰＮパケットは、図２に示すように、WHR-VPN IP Packet Header と WHR-VPN IP Packet Payload とから構成されている。
　ＷＨＲ－ＶＰＮパケットは、通信端末１から入力されたＩＰパケットをOriginal IP Packet として、VPN IP Packet Payload において、Routing Label、UUID (Universally Unique Identifier) Number、Sequence Number、Time Stamp を付与し、更にそれを宛先となる他移動体の端末に接続される回線制御装置向けＩＰパケットに梱包（カプセル化）したものとする。
　上記 Routing Label には、高信頼通信又は高速通信（高レート通信）の情報が付与され、ラベリングされる。
　ラベリングの種類としては、ＨＲＥ（High Reliability Packet）とＨＲＡ（High Rate Packet）とがある。
　ＨＲＥは、高信頼性通信を行うパケット（高信頼性パケット）としてラベリングされ、ＨＲＡは、高レート通信パケット（高レートパケット）としてラベリングされる。
　［高信頼通信／ＨＲＥ］
　高信頼通信は、送信側の回線制御装置２で、単独のデータについて、同一の UUID、Sequence Number のパケットを複製して複数の異なる周波数の無線装置３から伝送し、受信側で対応する無線装置３が受信して回線制御装置２に出力し、回線制御装置２で重複してパケットを受信した場合には、正常に先に受信したパケットを採用し、後から受信したパケットを破棄して通信端末１に出力するものである。
　尚、高信頼通信の流れについては後述する。
　［高速通信（高レート通信）／ＨＲＡ］
　高レート通信は、送信側の回線制御装置２で、関連する連続のデータについて、同一の UUID、異なるSequence Number のパケットを複数の異なる周波数の無線装置３から伝送し、受信側で対応する無線装置３が受信して回線制御装置２に出力し、回線制御装置２で受信したパケットについて、Sequence Number の順に並び変えて一連のデータのパケットを通信端末１に出力するものである。
　尚、高レート通信の流れについては後述する。
　また、UUID Number は、回線制御装置２のユニークＩＤ及び図１５に示したTCP、UDPセグメント毎に関連付けされたＩＤ情報を合成した情報とする。
　Sequence Number は、UUID Numberに紐づけされたサイクル番号、Time Stamp は、ＷＨＲ－ＶＰＮパケットの生成時間を設定する。
　本回線制御装置２における処理として、ネットワーク中継部２１ａは、通信端末１からのパケットを受信し、アクセス制御部２２へ転送する。
　この際に、ユーザから監視制御部２１ｂを介して高信頼・高速通信制御部２２ａに高信頼通信又は高レート通信が設定されている場合には、その設定に従ってＩＰパケットを生成し、当該設定の通信制御を行う。
　尚、処理フローで詳細を説明するが、高信頼通信及び高レート通信は通信状況に応じて行うか否かを判定して実施するようにしてもよい。
　アクセス制御部２２は、転送されたデータを、回線接続部２３内の各無線装置通信部に出力し、無線装置３へ転送する。
　また、無線装置３からのデータは、回線接続部２３の各無線装置通信部で受信され、アクセス制御部２２を介してネットワーク部２１に出力され、通信端末１に転送される。
　受信側の回線制御装置２のアクセス制御部２２の高信頼・高速通信制御部２２ａでは、受信したＩＰパケットのRouting Label を参照して、高信頼通信又は高レート通信を判別し、対応する受信制御を行う。
［ＨＲＥ（高信頼）パケット送受信の流れ：図３］
　次に、高信頼（ＨＲＥ）パケット送受信の流れについて図３を参照しながら説明する。図３は、ＨＲＥ（高信頼）パケット送受信の流れを示す概略図である。
　図３に示すように、ユーザが移動体＃２端末宛データに対し、高信頼通信を回線制御装置２に設定する（Ｓ０１）。その後のアドホックルーティング方式のメッセージ交換とネットワーク接続の通知は、図１５と同様に為される（Ｓ１～Ｓ６）。
　その後に、移動体＃１の回線制御装置２は、移動体＃２の回線制御装置２にＨＲＥ通信又はＨＲＡ通信に対応しているか否かを WHR Discovery メッセージにより問い合わせる（Ｓ２１～Ｓ２３）。そして、移動体＃２の回線制御装置２から WHR Discovery メッセージにより回答を得る（Ｓ２４～Ｓ２６）。
　そして、移動体＃２にＨＲＥパケットを送信可能と移動体＃１の回線制御装置２が判定すると、端末１からＨＲＥパケット入力し（Ｓ３５）、無線装置＃Ｆ１と無線装置＃Ｆ２にＨＲＥパケットを送信し（Ｓ３６，Ｓ３７）、各無線装置から移動体＃２の対応する無線装置にＨＲＥパケットを送信する（Ｓ３８，Ｓ４０）。
　移動体＃２の無線装置は、受信したＨＲＥパケットを移動体＃２の回線制御装置２に送信し（Ｓ３９，Ｓ４２）、当該回線制御装置２は、最初に受信したＨＲＥパケットを採用して端末１に出力し、その後に受信したＨＲＥパケットを破棄して端末１には送信しない。
　上記の高信頼通信は、送信側が、同一のデータを複数の無線装置３を使用して、複数の無線ルートで送信して、受信側が、複数の無線装置３で同一データを異なる無線ルートで受信するようにしているので、どれかの無線ルートで送信されたデータが正常に受信される確率が高くなり、高信頼性を実現している。
［ＨＲＡ（高速度／高レート）パケット送受信の流れ：図４］
　次に、高レート（ＨＲＡ）パケット送受信の流れについて図４を参照しながら説明する。図４は、ＨＲＡ（高レート）パケット送受信の流れを示す概略図である。
　図４に示すように、ユーザが移動体＃２端末宛データに対し、高レート（高スループット）通信を回線制御装置２に設定する（Ｓ０２）。その後のアドホックルーティング方式のメッセージ交換とネットワーク接続の通知（Ｓ１～Ｓ６）、WHR Discovery メッセージを用いた問合せと回答（Ｓ２１～Ｓ２６）は、図３と同様である。
　そして、移動体＃２にＨＲＡパケットを送信可能と移動体＃１の回線制御装置２が判定すると、端末１からＨＲＡパケット入力し（Ｓ４５）、無線装置＃Ｆ１と無線装置＃Ｆ２にＨＲＡパケットを送信し（Ｓ４６，Ｓ４７）、各無線装置から移動体＃２の対応する無線装置にＨＲＡパケットを送信する（Ｓ４８，Ｓ５０）。
　移動体＃２の無線装置は、受信したＨＲＡパケットを移動体＃２の回線制御装置２に送信し（Ｓ４９，Ｓ５１）、当該回線制御装置２は、受信したＨＲＡパケットを記憶して、Sequence Numberを確認し、Sequence Number の順番となるよう並び替えてＩＰパケットを端末１に出力する。
　上記の高速度（高レート）通信は、送信側が、関連する一連のデータを同一のＩＤと異なるシーケンス番号を付して複数の無線装置から異なる無線ルートで送信し、受信側が複数の無線装置で異なる無線ルートで受信して、関連あるデータをシーケンス番号順に並べ替えて取得するようにしているので、関連データを並列に送信できるので、高速性を実現している。
［通信品質情報］
　また、回線制御装置２が、無線装置３から収集する通信品質情報は、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、受信サブキャリア数、等化誤差、回線使用率、更にこれらの組み合わせがある。
　ＲＳＳＩは、受信信号強度であり、受信サブキャリア数は、ＯＦＤＭ，ＯＦＤＭＡにおける有効サブキャリア数で、受信した際の１シンボル単位の有効サブキャリア数であり、等化誤差は、周波数特性を考慮し、等化器にてシンボルを補償した際の合計補償値であり、回線使用率は、無線回線の使用率で、単一時間ごとのキャリア検出時間から算出するものである。
［本回線制御装置における送信処理フロー：図５～８］
　次に、本回線制御装置における送信処理について図５～８を参照しながら説明する。図５は、送信処理（１）を示すフロー図であり、図６は、送信処理（２）を示すフロー図であり、図７は、送信処理（３）を示すフロー図であり、図８は、送信処理（４）を示すフロー図である。図５～８は、一連の処理でつながっている。
　図５に示すように、本回線制御装置２が処理を開始すると、各無線装置にて、対象移動体のネットワーク接続が確立しているかを確認する（Ｓ１０１）。当該確認処理は、アドホックルーティングによるメッセージ交換等で為される。
　次に、本回線制御装置２は、複数の無線装置３で対象となる移動体ネットワークが接続されているか否かを判定する（Ｓ１０２）。
　複数の無線装置３で対象となる移動体ネットワークが接続されていない場合（Ｎｏの場合）は、（Ａ）に移行する。
　複数の無線装置３で対象となる移動体ネットワークが接続されている場合（Ｙｅｓの場合）は、対象移動体の移動通信局から通知された移動体ネットワークの情報を確認する（Ｓ１０３）。ここで得られる情報は、WHR Discovery メッセージへの回答である。
　処理Ｓ１０３の確認において、移動体ネットワーク接続の到達指標（メトリック：中継数）は同一の値か否かを判定する（Ｓ１０４）。
　メトリックが同一の値である場合（Ｙｅｓの場合）、回線制御装置２における対象移動体の対象宛先に対する転送設定情報を確認し（Ｓ１０５）、（Ｂ）に移行する。
　メトリックが同一の値でない場合（Ｎｏの場合）、転送対象の無線装置３をメトリックの小さい無線装置３に指定し（Ｓ１０６）、（Ａ）に移行する。
　図６に示すように、回線制御装置２は、図５に示した（Ｂ）から転送設定情報の内容を判定する（Ｓ２０１）。
　転送設定情報に「高効率転送（ＨＲＡ通信）」が設定されている場合には、（Ｃ）に移行する。
　また、「対象無線装置」が設定されている場合は、（Ａ）に移行する。この（Ａ）は、図５の（Ａ）と同じである。
　また、判定処理Ｓ２０１で、「自動」が設定されている場合には、移動体ネットワーク通知元の無線装置３の各々の台数について以下の処理を開始する（Ｓ２０２）。
　まず、無線装置３の品質情報を確認する（Ｓ２０３）。ＨＲＥ通信又はＨＲＡ通信を実行するには、通信品質が条件を満たしている必要がある。
　確認処理として、対象移動体からの受信サブキャリア数が特定数（しきい値／ＳＣｔｈ）以上か否かを判定する（Ｓ２０４）。
　受信サブキャリア数がＳＣｔｈ未満の場合（Ｎｏの場合）、処理Ｓ２０８に移行する。
　受信サブキャリア数がＳＣｔｈ以上の場合（Ｙｅｓの場合）、ＲＳＳＩ及び等価誤差の平均及び変動係数を計算する（Ｓ２０５）。
　そして、回線使用率の平均及び変動係数を計算し（Ｓ２０６）、転送対象の無線装置３として登録する（Ｓ２０７）。
　以上の処理を移動体ネットワーク通知元の無線装置３の台数について行い、処理を終了し（Ｓ２０８）、（Ｄ）に移行する。
　図７に示すように、図６の（Ｄ）に引き続いて、回線制御装置２は、転送対象の無線装置３の台数を判定する（Ｓ３０１）。
　転送対象の無線装置３の台数が、「０台」の場合、ＲＳＳＩの平均が最も高い無線装置３を対象無線装置に指定し（Ｓ３０２）、（Ａ）に移行する。（Ａ）は、図５，６の（Ａ）と同じである。
　また、転送対象の無線装置３の台数が、「１台」の場合も、（Ａ）に移行する。
　転送対象の無線装置３の台数が、「２台以上」の場合、転送対象無線装置の台数分以下の処理を開始する（Ｓ３０３）。
　まず、ＲＳＳＩの平均が特定の値（しきい値／ＲｓｓｉＴＨ）以下若しくは変動係数が特定の値（しきい値／ＲｓｓｉＣＶ）以上かを判定する（Ｓ３０４）。
　ＲＳＳＩの平均が特定の値以下でもなく変動係数が特定の値以上でもない場合（Ｎｏの場合）、処理Ｓ３０６に移行する。
　ＲＳＳＩの平均が特定の値以下であるか、または、変動係数が特定の値以上である場合（Ｙｅｓの場合）、低品質無線回線として登録する（Ｓ３０５）。
　次に、等価誤差の変動係数が特定の値（しきい値／ＥｑＥｒｒＣＶ）以上であるか否かを判定する（Ｓ３０６）。
　等価誤差の変動係数が特定の値以上であれば（Ｙｅｓの場合）、低品質無線回線として登録し（Ｓ３０７）、等価誤差の変動係数が特定の値未満であれば（Ｎｏの場合）、高品質無線回線として登録する（Ｓ３０８）。
　そして、以上の処理について無線装置の台数分の実施を終了し（Ｓ３０９）、（Ｅ）に移行する。
　図８に示すように、図７の（Ｅ）に引き続き、回線制御装置２は、高品質無線回線の本数を確認する（Ｓ４０１）。
　高品質無線回線が「２回線以上」の場合、（Ｃ）に移行する。（Ｃ）は、図６の（Ｃ）と同じである。そして、ＨＲＡ（高レート）対象の無線装置３に対してＨＲＡパケットを転送して（Ｓ４０２）、処理を終了する。
　高品質無線回線が「１回線」の場合、（Ａ）に移行する。（Ａ）は、図５～７の（Ａ）と同じである。そして、従来方式のＩＰパケットにて対象無線装置３にデータ転送を行い（Ｓ４０３）、処理を終了する。
　また、高品質無線回線が「０回線」の場合、回線制御装置２は、低品質無線回線の本数を確認する（Ｓ４０４）。
　低品質無線回線の本数が「１回線」であれば、処理Ｓ４０３に移行し、「２回線以上」の場合は、回線使用率の平均が５０％未満でかつ変動係数が０．２以下のＨＲＥ（高信頼通信）対象無線装置３に対してＨＲＥパケットを転送して（Ｓ４０５）、処理を終了する。
　尚、処理Ｓ４０５で、回線使用率の平均がいずれも５９％以上の場合は、最も使用率の少ない回線を１つ選択し、従来方式のＩＰパケットにて対象無線装置３にデータ転送を行い、処理を終了する。
　以上、図５～８に示したような送信処理が為される。
［本回線制御装置における受信処理フロー：図９，１０］
　本回線制御装置２における受信処理について図９，１０を参照しながら説明する。図９は、受信処理（１）を示すフロー図であり、図１０は、受信処理（２）を示すフロー図である。
　図９に示すように、回線制御装置２は、受信を開始すると、受信したパケットを確認する（Ｓ５０１）。そして、パケットの種類を判定する（Ｓ５０１）。判定したパケットの種類によってＨＲＡパケット、ＨＲＥパケット又は通常のＩＰパケットに対応した受信処理が為される。
　パケットの種類が「通常（従来）のＩＰパケット」の場合、有線側（通信端末１）へそのまま転送し（Ｓ５０３）、処理を終了する。
　パケットの種類が「ＨＲＡパケット」の場合、Sequence Number をバッファサイズＮで除算して（Ｓ５０４）、Sequence Head を求める。このSequence Head は、後述する処理で使用する。
　次に、ＨＲＡのハッシュ値のリスト（HRA Hash リスト）からUUID、Sequence Head に合致するデータを確認する（Ｓ５０５）。
　そして、UUID、Sequence Head が、HRA Hash リストに登録されていたかを判定し（Ｓ５０６）、登録済であれば、HASH エントリ内のＨＲリストを確認し（Ｓ５０７）、（Ｇ）に移行する。ＨＲリストは、Sequence Number、Time Stamp、抽出したＩＰパケットのリストである。
　また、HRA Hash リストに未登録であれば、（Ｈ）に移行する。
　判定処理Ｓ５０２に戻って、パケットの種類が、「ＨＲＥパケット」の場合、ＨＲＥのハッシュ値のリスト（HRE Hash リスト）からUUID、Sequence Number に合致するデータを確認する（Ｓ５０８）。
　そして、UUID、Sequence Number が、HRE Hash リストに登録されていたかを判定し（Ｓ５０９）、未登録であれば（Ｉ）に移行し、登録済であれば、受信したＨＲＥパケットを破棄して（Ｓ５１０）、処理を終了する。
　図１０に示すように、図９の（Ｇ）から引く続き、回線制御装置２は、同一Sequence 番号のものが登録されているか否かを判定する（Ｓ５１１）。
　登録済であれば、受信したＨＲＡパケットを破棄して（Ｓ５１２）、処理を終了する。
　未登録であれば、ＨＲリストにSequence Number 、抽出したＩＰパケット、Time Stampを登録する（Ｓ５１３）。
　そして、Sequence Head からバッファサイズＮまでのパケットが全て登録済か判定する（Ｓ５１４）。
　処理Ｓ５１４の判定結果、登録済でない場合は処理を終了し、登録済の場合、ＨＲリストのパケットを Time Stamp で昇順にソートし、ＩＰパケットを通信端末１に順次転送して（Ｓ５１５）、処理を終了する。
　また、図９の（Ｈ）から引き続き、処理Ｓ５０６で未登録の場合、ＨＲリストに UUID、Sequence Head をキーとして、Sequence Number、Time Stamp、抽出したＩＰパケットのリスト（ＨＲリスト）を生成して登録し（Ｓ５１６）、処理を終了する。
　また、図９の（Ｉ）から引き続き、判定処理Ｓ５０９で未登録の場合、ＨＲＥハッシュリストにＨＲＥパケットのヘッダ内の UUID、Sequence Number を登録し（Ｓ５１６）、ＨＲＥパケットからＩＰパケットを取り出し、通信端末１に転送して（Ｓ５１８）、処理を終了する。
　つまり、図９，１０の処理は、受信したＷＨＲパケットからＨＲＥパケット、ＨＲＡパケット又は通常のパケットを判定する。
　ＨＲＥ、ＨＲＡのそれぞれで受信パケットのキャッシュリストを生成する。
　ＨＲＥの場合は、受信したＨＲＥパケットのUUID、Sequence Number をキャッシュリストに登録し、登録済のパケットを受信した場合は、そのパケットを破棄し、未登録のパケットの場合は、ＩＰパケットを抽出後に、通信端末１に転送する。
　ＨＲＡの場合は、受信したパケットのUUIDからＨＲリストを生成し、Sequence Number、 Time Stamp、ＩＰパケットをバッファサイズＮのＨＲリストに格納する。
　バッファサイズＮまでＨＲＡバッファを受信し、全パケットの受信の成功をもって、Time Stamp 等による通信順序を入れ替えた後に、通信端末１に転送する。
［実施の形態の効果］
　本システムによれば、送信側の移動通信局の回線制御装置２が、送信側の通信端末１から設定される高信頼（ＨＲＥ）通信方式又は高速度（ＨＲＡ）通信方式に従って設定される通信方式のパケットを生成し、当該パケットを送信側の移動通信局内の複数の無線装置３から送信させ、受信側の移動通信局の回線制御装置２が、パケットを受信した受信側の移動通信局内の複数の無線装置３からパケットを入力し、パケットの通信方式がＨＲＥ通信方式であれば、最初に正常に受信したパケットを受信側の通信端末１に出力し、パケットの通信方式がＨＲＡ通信方式であれば、送信順に並び替えてパケットを受信側の通信端末１に出力するようにしているので、複数の無線装置を有効に利用して、高速度又は高信頼の通信を実現できる効果がある。
　本発明は、複数の無線装置を有効に利用して、高速度又は高信頼の通信を実現する無線通信システムに好適である。
　１…通信端末、　２…回線制御装置、　３…無線装置、　１０…移動通信局、　２１…ネットワーク部、　２１ａ…ネットワーク中継部、　２１ｂ…監視制御部、　２２…アクセス制御部、　２２ａ…高信頼・高速通信制御部、　２３…回線制御部、　３１…ネットワーク部、　３２…無線アクセス部、３３…無線信号処理部、　３４…高周波部、　３５…アンテナ

Claims (5)

  1. 　複数の無線装置と、前記無線装置の回線制御を行う回線制御装置と、前記回線制御装置に接続する通信端末とを有する移動通信局が複数無線ネットワークにより通信を行う無線通信システムであって、
    　送信側の移動通信局の回線制御装置は、前記送信側の通信端末から設定される第１の通信方式又は第２の通信方式に従って前記設定される通信方式のパケットを生成し、当該パケットを前記送信側の移動通信局内の複数の無線装置から送信させ、
    　受信側の移動通信局の回線制御装置は、前記パケットを受信した前記受信側の移動通信局内の複数の無線装置から前記パケットを入力し、前記パケットの通信方式が前記第１の通信方式であれば、最初に正常に受信したパケットを前記受信側の通信端末に出力し、前記パケットの通信方式が前記第２の通信方式であれば、送信順に並び替えて前記パケットを前記受信側の通信端末に出力する無線通信システム。
  2. 　前記第２の通信方式は、送信側の回線制御装置が、送信データに同一の識別子と異なるシーケンス番号を付与したパケットを送信側の複数の無線装置から受信側の複数の無線装置に送信し、受信側の回線制御装置が受信側の無線装置で受信した前記パケットをシーケンス番号の順序に並び替える処理である請求項１記載の無線通信システム。
  3. 　前記第１の通信方式は、送信側の回線制御装置が、送信データに同一の識別子と同一のシーケンス番号を付与したパケットを送信側の複数の無線装置から受信側の複数の無線装置に送信し、受信側の回線制御装置が受信側の無線装置で受信した前記パケットについて最初に受信したパケットを採用し、当該パケット以外のパケットを破棄する処理である請求項１又は２記載の無線通信システム。
  4. 　前記第１の通信方式又は前記第２の通信方式の通信種類の情報は、生成されるパケット内に設定され、
    　前記受信側の回線制御装置は、前記パケット内の通信種類の情報を取得して対応する通信方式での受信を行う請求項１乃至３のいずれか記載の無線通信システム。
  5. 　前記送信側の回線制御装置は、前記送信側の複数の無線装置の通信品質に応じて前記第１の通信方式又は前記第２の通信方式での送信処理を行う請求項１乃至４のいずれか記載の無線通信システム。
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