(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継ネットワークに接続された対向装置と、当該中継ネットワークに接続する複数のＩＰアドレスの体系が互いに異なる事業者ネットワークのそれぞれに対応する複数の通信インタフェースを備えた無線中継装置により構成される無線通信システムであって、
前記無線中継装置は、
前記複数の通信インタフェースのそれぞれを用いて前記対向装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定する設定手段と、
前記仮想的な通信回線の中から一の仮想的な通信回線を選択する選択手段と、
前記選択された一の仮想的な通信回線を前記対向装置に通知する通知手段と、
前記選択された一の仮想的な通信回線を用いて、前記対向装置と通信する通信手段とを備え、
前記対向装置は、
前記無線中継装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定する設定手段と、
前記無線中継装置から通知された仮想的な通信回線を用いて、前記無線中継装置と通信する通信手段とを備え、
前記無線中継装置の設定手段および前記対向装置の設定手段は、レイヤ２のブリッジにより構成され、双方の仮想終端部間でＬ２ＴＰ（Layer 2 Tunneling Protocol）を設定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線中継装置の通知手段は、前記複数の通信インタフェースの中の所定の通信インタフェースに対応する事業者ネットワークを介して、前記対向装置に通知する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線中継装置の選択手段は、前記複数の通信インタフェースで無線通信回線が確立している中で、受信電力、エラー率、事前設定した優先度、期待されるスループット、仮想的な通信回線の確立状態の少なくとも１つに基づき最適なインタフェースを選択する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記対向装置は外部の装置に対して、前記無線中継装置の通信状態、品質に応じた制御メッセージを送信する機能、または当該品質情報を保持し外部の装置からの問い合わせに対して応答する機能を有する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
中継ネットワークに接続された対向装置と、当該中継ネットワークに接続する複数のＩＰアドレスの体系が互いに異なる事業者ネットワークのそれぞれに対応する複数の通信インタフェースを備えた無線中継装置により構成される無線通信システムの無線通信方法であって、
前記無線中継装置は、
前記複数の通信インタフェースのそれぞれを用いて前記対向装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定するステップと、
前記仮想的な通信回線の中から一の仮想的な通信回線を選択するステップと、
前記複数の通信インタフェースの中の所定の通信インタフェースに対応する事業者ネットワークを介して、前記選択された一の仮想的な通信回線を前記対向装置に通知するステップと、
前記選択された一の仮想的な通信回線を用いて前記対向装置と通信するステップとを有し、
前記対向装置は、
前記無線中継装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定するステップと、
前記無線中継装置から通知された仮想的な通信回線を用いて、前記無線中継装置と通信するステップとを有し、
前記無線中継装置と前記対向装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定するステップは、レイヤ２のブリッジを用い、双方の仮想終端部間でＬ２ＴＰ（Layer 2 Tunneling Protocol）を設定する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
請求項５に記載の無線通信方法において、
前記無線中継装置の選択するステップは、前記複数の通信インタフェースで無線通信回線が確立している中で、受信電力、エラー率、事前設定した優先度、期待されるスループット、仮想的な通信回線の確立状態の少なくとも１つに基づき最適なインタフェースを選択する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
請求項５に記載の無線通信方法において、
前記対向装置は外部の装置に対して、前記無線中継装置の通信状態、品質に応じた制御メッセージを送信し、または当該品質情報を保持し外部の装置からの問い合わせに対して応答する
ことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）に接続する無線端末と、ＷＡＮ側の複数の事業者ネットワークとの間で中継処理を行う無線中継装置および無線中継方法に関する。ここで、ＷＡＮ側の複数の事業者ネットワークとは、無線ＬＡＮ、ＨＳＰＡ（High speed packet access）、ＷＣＤＭＡ（Wide band code division multiple access ）、ＥＤＧＥ（Enhanced data rates for GSM evolution ）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access ）などである。
【背景技術】
【０００２】
ＨＳＰＡやＷｉＭＡＸ等の移動通信網と無線ＬＡＮを比較した場合、一般的に移動通信網はカバーエリアは広いが通信速度は遅く、無線ＬＡＮはカバーエリアは狭いが通信速度は速いという特徴がある。そこで、移動通信網と無線ＬＡＮのそれぞれの特徴を活かすために、移動通信網と無線ＬＡＮの双方に接続できる２つ以上のＩＦを備え、通常は無線端末を移動通信網に接続しながら、無線ＬＡＮとの接続が可能な状況になれば無線ＬＡＮに切り替える無線中継装置がある（特許文献１）。
【０００３】
この場合は、移動通信網と無線ＬＡＮのハンドオーバ方法として、無線ＬＡＮの受信レベル（ＲＳＳＩ）を監視し、当該受信レベルが閾値以下であれば移動通信網に接続し、当該受信レベルが閾値を超えれば無線ＬＡＮに接続する方法がある。たとえば、移動通信網エリア内に無線ＬＡＮエリアが局所的に存在しているときに、無線中継装置が移動通信網エリア内かつ無線ＬＡＮエリア外にいれば、無線ＬＡＮの受信レベルが閾値以下であるので移動通信網に接続する。また、無線中継装置が無線ＬＡＮエリア内に入り、無線ＬＡＮの受信レベルが閾値を超えれば無線ＬＡＮに接続する。
【０００４】
図６は、従来の無線中継装置の構成例を示す。
図６において、無線端末１は無線中継装置１０を介して、無線インタフェースが異なる複数の事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３のいずれかの無線基地局（ＡＰ）に接続され、さらに中継ネットワーク１００に接続される。なお、中継ネットワーク１００は、インターネット等のネットワークであってもよい。
【０００５】
無線中継装置１０は、事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３とそれぞれ個別に無線接続するネットワーク側接続部１１〜１３と、無線端末１と無線接続するローカル側接続部１４と、ネットワーク側接続部１１〜１３とローカル側接続部１４との間を接続する接続制御部１５を備える。事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３は、たとえば無線ＬＡＮ、ＨＳＰＡ、ＷＣＤＭＡ、ＥＤＧＥ、ＷｉＭＡＸ等であり、ネットワーク側接続部１１〜１３はそれぞれ対応する事業者ネットワークと通信する無線インタフェースである。
【０００６】
接続制御部１５は、ネットワーク側接続部１１〜１３に接続される通信終端部１５１〜１５３と、ローカル側接続部１４に接続される通信終端部１５４と、通信終端部１５１〜１５３と通信終端部１５４との間の接続を切り替える通信中継部１５５を備える。通信中継部１５５は、上記の無線ＬＡＮのＲＳＳＩ等に基づいて、中継に用いるネットワーク側接続部１１〜１３を選択して対応する通信終端部１５１〜１５３に接続し、ネットワーク側接続部１１〜１３とローカル側接続部１４との間でのデータトラヒック等の中継を行う。
【０００７】
ネットワーク側の通信終端部１５１〜１５３は、それぞれに対応する事業者ネットワークを介して通信を行うためのＩＰアドレスを有し、端末１からネットワークへの通信について見てみると、通信中継部１５５は、端末側から届いたＩＰパケットの送信元アドレスを各々の通信終端部のＩＰアドレスに変換し、対応する通信終端部に渡してネットワーク側接続部１１〜１３を介して事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３に送出する。また、事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３から届いたＩＰパケットについては宛先アドレスを無線端末１のＩＰアドレスに変換し、通信中継部１５５、ローカル側の通信終端部１５４、ローカル側接続部１４を介して無線端末１に送出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−０２１８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
公衆無線ＬＡＮサービスの提供や移動通信サービスの提供は、一般的に異なる事業者が行うことが多い。したがって、一般的にはそれぞれの事業者のもつＩＰアドレスの領域が異なることから、事業者ネットワークでＩＰアドレスの体系が異なる。この場合、従来の無線中継装置は、無線ＬＡＮから移動通信網等へハンドオーバすると、ＩＰアドレスを再取得し、ハンドオーバ前と異なるＩＰアドレスとなる。その結果、当該無線中継装置を介して接続される中継ネットワークのサーバと無線端末との間で行われていた通信は、ハンドオーバによって通信が一旦切断され、別のＩＰアドレスによって再開されることとなる。よって、トラヒックの断続が生じて上位アプリケーションでの通信セッションが維持されない問題がある。
【００１０】
本発明は、データ通信を中断させることなくハンドオーバを行い、安定した無線通信を実現することができる無線中継装置および無線中継方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、中継ネットワークに接続された対向装置と、当該中継ネットワークに接続する複数のＩＰアドレスの体系が互いに異なる事業者ネットワークのそれぞれに対応する複数の通信インタフェースを備えた無線中継装置により構成される無線通信システムであって、無線中継装置は、複数の通信インタフェースのそれぞれを用いて対向装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定する設定手段と、仮想的な通信回線の中から一の仮想的な通信回線を選択する選択手段と、選択された一の仮想的な通信回線を対向装置に通知する通知手段と、選択された一の仮想的な通信回線を用いて、対向装置と通信する通信手段とを備える。対向装置は、無線中継装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定する設定手段と、無線中継装置から通知された仮想的な通信回線を用いて、無線中継装置と通信する通信手段とを備える。無線中継装置の設定手段および対向装置の設定手段は、レイヤ２のブリッジにより構成され、双方の仮想終端部間でＬ２ＴＰを設定する構成である。
【００１３】
第１の発明における無線中継装置の通知手段は、複数の通信インタフェースの中の所定の通信インタフェースに対応する事業者ネットワークを介して、対向装置に通知する構成である。
【００１４】
第１の発明における無線中継装置の選択手段は、複数の通信インタフェースで無線通信回線が確立している中で、受信電力、エラー率、事前設定した優先度、期待されるスループット、仮想的な通信回線の確立状態の少なくとも１つに基づき最適なインタフェースを選択する構成である。
【００１５】
また、第１の発明における対向装置は外部の装置に対して、無線中継装置の通信状態、品質に応じた制御メッセージを送信する機能、または当該品質情報を保持し外部の装置からの問い合わせに対して応答する機能を有する。
【００１７】
第２の発明は、中継ネットワークに接続された対向装置と、当該中継ネットワークに接続する複数のＩＰアドレスの体系が互いに異なる事業者ネットワークのそれぞれに対応する複数の通信インタフェースを備えた無線中継装置により構成される無線通信システムの無線通信方法であって、無線中継装置は、複数の通信インタフェースのそれぞれを用いて対向装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定するステップと、仮想的な通信回線の中から一の仮想的な通信回線を選択するステップと、複数の通信インタフェースの中の所定の通信インタフェースに対応する事業者ネットワークを介して、選択された一の仮想的な通信回線を対向装置に通知するステップと、選択された一の仮想的な通信回線を用いて対向装置と通信するステップとを有し、対向装置は、無線中継装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定するステップと、無線中継装置から通知された仮想的な通信回線を用いて、無線中継装置と通信するステップとを有し、無線中継装置と対向装置との間で複数の仮想的な通信回線を設定するステップは、レイヤ２のブリッジを用い、双方の仮想終端部間でＬ２ＴＰを設定する。
【００１８】
第２の発明における無線中継装置の選択するステップは、複数の通信インタフェースで無線通信回線が確立している中で、受信電力、エラー率、事前設定した優先度、期待されるスループット、仮想的な通信回線の確立状態の少なくとも１つに基づき最適なインタフェースを選択する。
【００１９】
また、第２の発明における対向装置は外部の装置に対して、無線中継装置の通信状態、品質に応じた制御メッセージを送信し、または当該品質情報を保持し外部の装置からの問い合わせに対して応答する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、複数の事業者ネットワークに接続する通信インタフェースを用い、無線中継装置と中継ネットワーク（たとえば、インターネット）に接続されている対向装置との間での仮想的な通信回線（たとえば、ＶＰＮ）を設定することにより、当該無線中継装置は、仮想的な通信回線によって対向装置と直接接続しているような構成とすることができる。その結果、対向装置を介してＬＡＮまたはインターネット上のサーバ等にアクセスすることとなるので、ＩＰアドレスが切り替わるという問題が論理的に解決することができる。また、複数の通信インタフェースを同時に接続していることにより、１つの無線回線が切断しても、すぐに他の無線回線を利用して通信を継続できるため、通信の安定性を確保することができる。
【００２１】
なお、事業者ネットワークによっては、ＩＰアドレスの取得までにかかる時間が大きい場合があり、ユーザにとってその期間はネットワーク接続サービスが受けられない問題があるが、複数の通信インタフェースを同時に接続して移行先の仮想的な通信回線の準備を確認してから切り替え処理を行うことにより、通信断時間の短縮を図ることができる。
【００２２】
これらの仮想的な通信回線の切替は、無線中継装置において各通信インタフェースを監視しながら最適なインタフェースを判断し、その結果を対向装置へ通知することによって、対向装置と同期を取りながら行うことができる。
【００２３】
また、特に仮想的な通信路として、レイヤ２を透過する方式を適用することで、ＤＴＣＰ−ＩＰなど同一のサブネット内にサーバ−クライアントが存在することが必要となる映像配信プロトコルが利用できること、端末間でのファイル共有が簡易な設定にて行うことができること、ＭＡＧＩＣパケットによるWakeUp on LAN を利用できること、ＩＰマルチキャストによるデータの受信が簡易に行うことができることといった効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の無線通信システムの実施例１を示す図である。
【図２】仮想接続制御部１７，２５の制御処理例を示すシーケンス図である。
【図３】本発明の無線通信システムの実施例２を示す図である。
【図４】本発明の無線通信システムの実施例３を示す図である。
【図５】本発明の無線通信システムの実施例４を示す図である。
【図６】従来の無線中継装置の構成例を示す図である。
【図７】対向装置の宅内における構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の無線通信システムの実施例１の構成を示す。
図１において、無線通信システムは、無線端末１、無線中継装置１０、事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３、中継ネットワーク１００、事業者ネットワークＤ１０４、対向装置２０、サーバ装置３０により構成される。なお、本実施例では、無線中継装置１０は屋外に存在し、事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３のいずれかを介して中継ネットワーク１００に接続される。あるいは、無線中継装置１０を屋内で利用し、有線の事業者ネットワークを介して中継ネットワーク１００に接続される構成でもよい。中継ネットワーク１００は、たとえばインターネットや地域ＩＰ網等のネットワークである。対向装置２０は、ホームネットワーク等のＬＡＮ内に存在し、接続する事業者ネットワークＤ１０４側のインタフェースは１つである。この事業者ネットワークＤ１０４は、いわゆるＩＳＰ（Internet Service Provider ）事業者の有するＩＰネットワークであり、対向装置２０は事業者ネットワークＤ１０４を介して中継ネットワーク１００に接続される。サーバ装置３０は、対向装置２０が存在するＬＡＮに接続される。
【００２６】
なお、無線端末１は個別の装置として記載しているが、無線中継装置の筐体内に無線端末機能として実装する形態であっても、本発明の構成としてはかまわない。
【００２７】
事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３は、無線中継装置１０のネットワーク側接続部１１〜１３とそれぞれ対応する無線プロトコルによって通信を行い、中継ネットワーク１００と無線中継装置１０との間でトラヒックを転送する。たとえば、公衆無線ＬＡＮネットワーク、ＨＳＰＡネットワーク、ＷＣＤＭＡネットワーク、ＥＤＧＥネットワーク、ＷｉＭＡＸネットワーク等である。
【００２８】
無線中継装置１０は、事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３に接続するネットワーク側接続部１１〜１３、無線端末１に接続するローカル側接続部１４、接続制御部１５により構成され、さらに接続制御部１５はネットワーク側の通信終端部１５１〜１５３、ローカル側の通信終端部１５４、通信中継部１５５に加えて、仮想接続部１６と仮想接続制御部１７を備えた構成である。仮想接続部１６は、仮想終端部１６１〜１６３および仮想中継部１６４により構成される。
【００２９】
対向装置２０は、事業者ネットワークＤ１０４に接続するネットワーク接続部２１、ＬＡＮに接続するネットワーク接続部２２および接続制御部２３により構成され、さらに接続制御部２３は事業者ネットワーク側の通信終端部２３１、ＬＡＮ側の通信終端部２３２、通信中継部２３３に加えて、仮想接続部２４と仮想接続制御部２５を備えた構成である。仮想接続部２４は、仮想終端部２４１〜２４３および仮想中継部２４４により構成される。なお、対向装置２０の設置形態は実施例１の形態に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、対向装置２０がＬＡＮ内に設置される場合には、ネットワーク接続部２１のＰＰＰｏＥ終端機能は、宅内のブロードバンドルータに実装される。すなわち、事業者ネットワークＤ１０４にブロードバンドルータが接続され、さらに対向装置２０、サーバ装置３０が接続されるか、またはブロードバンドルータにハブを介して対向装置２０、サーバ装置３０が接続される。ここで、ＰＰＰｏＥの使用は接続するＩＳＰに依存することであり、本接続手段を使用することは必須ではない。また、仮想接続制御部２５には、サーバ装置３０に対して情報通知／指示を行う外部装置制御部２６と、サーバ装置３０からの問い合わせを受ける無線中継装置状態保持部２７が接続される。
【００３０】
無線端末１は、たとえば無線ＬＡＮインタフェースを備えるノートＰＣであり、サーバ装置３０との間でデータの送受信を行う。たとえば、宛先をサーバ装置３０とし、送信元を当該無線端末１とするＩＰパケットを生成し、無線中継装置１０のローカル側接続部１４に対して送出する。なお、ＩＰパケットを無線媒体で送信するために、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１規格の送信手順に従ってＩＰパケットの送信処理が行われる。ここで、無線端末１は、無線中継装置１０のローカル側のネットワークに接続することになるから、無線端末１のＩＰアドレスは、無線中継装置１０のローカル側サブネットのＩＰアドレスが利用される。
【００３１】
ローカル側接続部１４は、無線端末１から送信されたデータを受信し、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の受信手順に従って受信処理を行い、接続制御部１５の通信終端部１５４に出力する。通信終端部１５４は、ＩＰパケットを抽出して、通信中継部１５５へ出力する。通信中継部１５５は、いわゆるＮＡＰＴ（Network Address Port Translation）機能を有し、入力されたＩＰパケットの送信元アドレスをサーバ装置３０からみた一意のＩＰアドレス[vv.vv.vv.vv] に変換して、仮想接続部１６の仮想中継部１６４に出力する。サーバ装置３０から無線中継装置１０は、常にこのＩＰアドレスが見える。なお、通信中継部１５５は、ＮＡＰＴではなくルータとしても通信可能である。この場合は、通信中継部２３３からみて、無線端末１にＩＰパケットを送信するためのネクストホップのルータのＩＰアドレスが一意に見える形となる。
【００３２】
仮想接続部１６の仮想中継部１６４は、仮想接続制御部１７からの通知に従って、仮想終端部１６１〜１６３のいずれかにＩＰパケットを転送する。なお、仮想接続制御部１７の動作については後述する。仮想終端部１６１〜１６３は、それぞれ対向装置２０の仮想接続部２４における仮想終端部２４１〜２４３と対応付けられており、これらとの間で仮想的なトンネルを構成して通信を行う。具体的には、ＶＰＮ（Virtual Private Network ）機能を利用して仮想的なトンネルを構成する場合には、ＶＰＮヘッダを付加して通信終端部１５１〜１５３へ出力する。
【００３３】
通信終端部１５１〜１５３は、入力されたＶＰＮヘッダが付加されたＩＰパケットに対して、さらに、当該通信終端部が事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３により付与されたＩＰアドレスを送信元アドレスとし、宛先を対向装置２０の通信終端部２３１のＩＰアドレスとするＩＰヘッダを付加して、ネットワーク側接続部１１〜１３に出力する。
【００３４】
一方、対向装置２０のネットワーク接続部２１は、無線中継装置１０から送信されたＩＰパケットを受信すると、接続制御部２３の通信終端部２３１へ転送する。通信終端部２３１はＩＰパケットを抽出して、仮想接続部２４の仮想終端部２４１〜２４３のいずれかへ転送する。ここで、どの仮想終端部へ転送するかについて、通信終端部２３１はＩＰパケットに含まれるポート番号によって識別する。すなわち、無線中継装置１０の各仮想終端部１６１〜１６３との間では、それぞれ固有のポート番号によりＶＰＮ接続を行う。なお、ここで複数の仮想終端部２４１〜２４３をもたず、１つの仮想終端部が無線中継装置１０側の複数の仮想終端部１６１〜１６３との通信を担ってもよい。その場合には、ポート番号による振り分けは不要となり、実装ＶＰＮ機能として独自のパスの管理を行う。仮想終端部２４１〜２４３は、ＶＰＮヘッダを除去し、仮想中継部２４４を介して通信中継部２３３へＩＰパケットを出力する。
【００３５】
通信中継部２３３はルータ機能を備え、仮想終端部２４１〜２４３が出力したＩＰパケットについてＬＡＮ側に転送する。
【００３６】
以下、仮想接続制御部１７，２５の制御処理について説明する。図２には、事業者ネットワークをＨＳＰＡやＷＣＤＭＡ（３Ｇ）から公衆無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ）に切り替える手順を示す。
【００３７】
無線中継装置１０と対向装置２０との間では、複数の事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３により複数のＶＰＮが設定される可能性があり、そのうち最適なＶＰＮを無線中継装置１０と対向装置２０とで共有することによって、たとえばスループット面で最適な通信を行うことができる。どのＶＰＮが最適であるかについては、そのＶＰＮに対応する事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３の無線特性に依存するところ、対向装置２０が直接接続しているのは事業者ネットワークＤ１０４であるため、対向装置２０からはどのＶＰＮが最適であるか、無線中継装置１０がどのＶＰＮを選択しているかをＶＰＮの利用状況をモニタ、またはＶＰＮの生存確認手段を用いることで、対向装置２０側で判断する方法もある。しかし、この場合には切り替え判断に時間を要するおそれがある。そこで、無線中継装置１０の仮想接続制御部１７と対向装置２０の仮想接続制御部２５の間でメッセージを交換することによって、最適なＶＰＮの選択を行う。
【００３８】
具体的には、無線中継装置１０の仮想接続制御部１７は、各ネットワーク側接続部１１〜１３について、受信信号電力やチャネルの利用率等の無線通信回線の統計値、リンク確立状態、有線であれば接続の有無等を取得する。当該無線通信回線の統計値に基づいて、たとえば、無線通信回線が確立しているネットワーク側接続部１１〜１３の中で、最も高速に通信を行うことが期待できる通信回線の受信信号電力が閾値を超えている場合には、当該ネットワーク側接続部によるＶＰＮを選択する。なお、ＶＰＮを選択するための方法としては、無線接続が確立しているものの中から、無線品質、予め定めた優先順位、通信事業者の選択ポリシー、利用するアプリケーションの特性に基づいた選択ポリシー（ＶｏＩＰならば接続の継続性を重視して移動通信網を選択し、ファイルダウンロードならば高速性を重視して無線ＬＡＮを選択する等）を基準として選択することができる。無線中継装置１０の仮想接続制御部１７は、対向装置２０の仮想接続制御部２５に対して選択したＶＰＮを通知する。対向装置２０の仮想接続制御部２５は、通知されたＶＰＮを使用する。
【００３９】
ここで、通知メッセージを送受するために用いる通信回線は実装に依存し、常時接続性を優先するならば３Ｇ回線を利用し、ＷｉＦｉ経由での通信中に省電力のために３Ｇを休止するような場合には、ＷｉＦｉ経由にて通知メッセージを送受してもよい。また、この通知メッセージは切替の発生時のみでなく、定常的に無線中継装置１０と対向装置２０の間で送受信することで生存確認および状態の確認を行うことができる。
【００４０】
なお、対向装置２０のネットワーク接続部２２においてサーバからのＩＰパケットが受信された場合には、当該ＩＰパケットは、ネットワーク接続部２２、通信終端部２３２、通信中継部２３３を介して仮想中継部２４４へ転送される。仮想中継部２４４は、仮想接続制御部２５により通知されたＶＰＮに対応する仮想終端部を選択してＩＰパケットを転送する。当該ＩＰパケットは、選択されたＶＰＮを通して無線中継装置１０の仮想中継部１６４に転送され、通信中継部１５５、通信終端部１５４、ローカル側接続部１４と経由して無線端末１に転送される。
【００４１】
図２の例は、無線中継装置１０の仮想接続制御部１７は３Ｇ−ＶＰＮからＷｉＦｉ−ＶＰＮへの切り替えを指示するとともに、対向装置２０の仮想接続制御部２５は、仮想接続制御部１７から例えば３Ｇ回線経由の通知によりＷｉＦｉ−ＶＰＮへの切り替えを指示する。
【００４２】
また、仮想接続制御部２５に接続される外部装置制御部２６は、無線中継装置１０が選択した事業者ネットワークやその通信媒体の品質情報をサーバ装置３０に通知または指示する。無線中継装置状態保持部２７は、無線中継装置側の状態を保持してサーバ装置３０からの問い合わせを受ける。これにより、事業者ネットワークの状態に応じて、サーバ装置３０（例えば映像サーバ）に対して例えば配信映像のレート変更を指示し、配信品質を動的に制御することができる。
【００４３】
ここで、定常的に無線中継装置１０から対向装置２０に対して上記の生存確認及び状態の確認を行う通知メッセージ送信することで、対向装置にて保持する通信媒体の品質情報の精度を向上することができる。
【００４４】
なお、ここで示すシーケンス、メッセージは一例であり、実装に応じて順番が入れ替わってもかまわない。また、本図では複数のＶＰＮが同時に確立する例を示しているが、電力消費をおさえるために、同時に利用する通信インタフェースを１つとする実装に対して本発明を適用してもかまわない。
【００４５】
また、無線中継装置１０から対向装置２０に対して通知メッセージを送信する場合、対向装置２０から応答メッセージを送信する場合、ＩＰヘッダのＤＳＣＰ値に優先度のフラグを付加するなどの仕組みを追加することで、制御メッセージのＩＰ網内の転送時の優先度を上げることを行ってもよい。
【００４６】
以上のように、無線中継装置１０からインターネット上の対向装置２０に対して仮想的なトンネルを構築して、サーバから見て一意なＩＰアドレスを用いてサーバ装置３０との通信を行う。これにより、サーバ装置３０から見て、突然通信相手のＩＰアドレスが切り替わることがなくなり、データ通信が途切れることなく論理的な面で安定した通信を行うことができる。また、各ネットワーク側接続部１１〜１３がそれぞれ仮想的なトンネルを構成して、仮想接続制御部１７がこれらの仮想的なトンネルの中から最適なものを選択し移行先での通信の準備が整っていることを判断の後に切り替えを行うことで、通信回線自体の断時間を短くでき、物理的な面でも安定した通信を行うことができ、かつ、状況に応じた最適な通信サービスを提供することができる。
【実施例２】
【００４７】
図３は、本発明の無線通信システムの実施例２の構成を示す。
本実施例の特徴は、図１に示す実施例１のサーバ装置３０の接続位置を、対向装置２０のＬＡＮからインターネット等の中継ネットワーク１００に変更したことにある。サーバ装置３０は、たとえばＷｅｂサービス、メールサービス、ＦＴＰサービス等のサービスを提供する。
【００４８】
基本的な動作は実施例１と同様であるが、本実施例の対向装置２０の通信中継部２３３は、ＮＡＰＴ機能により、ＩＰパケットの送信元アドレスを対向装置２０のグローバルＩＰアドレスに変換し、事業者ネットワークＤ１０４側の通信終端部２３１を介してインターネット経由でサーバ装置３０へ送信する。
【実施例３】
【００４９】
図４は、本発明の無線通信システムの実施例３の構成を示す。
本実施例の特徴は、図１に示す実施例１においてＶＰＮにより実現した仮想的なトンネルを、レイヤ２を透過的に運ぶＶＰＮにより実現したことにある。ここではＬ２ＴＰv3（Layer 2 Tunneling Protocol version 3）を用いて説明する。これに伴い、無線中継装置１０の通信中継部１５６および対向装置２０の通信中継部２３４は、ルータ（レイヤ３）でなく、ブリッジ（レイヤ２）により構成される。すなわち、無線端末１、無線中継装置１０のローカル側のサブネット、グローバル側のサブネット、対向装置２０のサブネットが全て同一のサブネットとなる。また、各処理部の間での信号は、レイヤ２の信号が交換される。
【００５０】
無線中継装置１０の仮想終端部１６１〜１６３は、対向装置２０の仮想終端部２４１〜２４３との間でＬ２ＴＰを設定する。すなわち、仮想中継部１６４は入力したレイヤ２のフレームに対してＬ２ＴＰヘッダを付加して、通信終端部１５１〜１５３へ出力する。通信終端部１５１〜１５３は、Ｌ２ＴＰパケットに対して、当該通信終端部のＩＰアドレスを送信元とし、対向装置２０のＩＰアドレスを宛先としたＩＰパケットを、ネットワーク側接続部１１〜１３を介して事業者ネットワークＡ１０１〜事業者ネットワークＣ１０３に送信する。
【００５１】
対向装置２０のネットワーク接続部２１を介して通信終端部２３１に入力したＩＰパケットは、仮想終端部２４１〜２４３のいずれかに転送され、当該仮想終端部においてＬ２ＴＰヘッダが除去されて仮想中継部２４４を介して通信中継部２３４に転送される。通信中継部２３４は、ＡＲＰ等の手順に基づいてレイヤ２フレームを通信終端部２３２、ネットワーク接続部２２、ＬＡＮ経由でサーバ装置３０へ送信する。
【００５２】
このような構成によると、全ての処理をレイヤ２に閉じて実施できるため、ＩＰスタックが不要となり、構成が単純化されるメリットがある。また、当該構成によると、レイヤ２で複数本の仮想的なトンネルを構成した場合には、たとえば、無線中継装置１０のブリッジと各仮想終端部１６１〜１６３が直接接続されている場合に生じるブロードキャストパケットの折り返しによるフラッディングの問題が、これらの間に仮想中継部１６４を設けることによって、ブリッジへの入力が一元化されることとなり、解消されるメリットがある。
【００５３】
なお、ここではＬ２ＴＰｖ３のトンネルを直接、無線中継装置１０と対向装置２０の間に張る形態を示しているが、セキュリティを高めるために、無線中継装置１０と対向装置２０の間にＩＰＳｅｃなどの暗号化通信路を確立し、その中でＬ２ＴＰｖ３などのトンネルを張る構成を取ってもかまわない。
【００５４】
ここで、端末装置１に対するＩＰアドレスの付与について、ＤＨＣＰサーバの設置形態に基づいて説明する。対向装置２０がある宅内と、無線中継装置１０の無線端末１側は同一のサブネットとなるので常時、無線中継装置１０がＶＰＮを介して対向装置２０と接続されていれば、機能的には宅内にのみＤＨＣＰサーバが１つ存在すればよい。しかし、ここでは無線中継装置１０においても宅内と同一のサブネットのＩＰアドレスを端末に払い出すＤＨＣＰサーバを設置するものとする。無線中継装置１０側のＤＨＣＰサーバがもつアドレスプールの領域は、宅内で利用するＩＰアドレス（宅内ＤＨＣＰの払い出し領域、固定付与アドレス）を避けたＩＰアドレスとする。これにより、無線中継装置１０がネットワークに接続する前の無線端末１の接続、無線中継装置１０がネットワークに接続していない状態での無線端末１からのＤＨＣＰのリース延長要求に対応できる。なお、無線中継装置１０側のＤＨＣＰサーバのアドレスプールの設定については、予め宅内用と無線中継装置用に分けて設計して手動で入力してもよい。また、無線中継装置１０をネットワークに接続した状態において、無線中継装置１０側のＤＨＣＰサーバが複数の擬似的なＤＨＣＰクライアントとして、宅内のＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスを取得してその値を保持する機能を実装してもよいが、この場合は宅内のＤＨＣＰサーバにおけるリース期間を十分に長く設定することが必要となる。
【実施例４】
【００５５】
図５は、本発明の無線通信システムの実施例４の構成を示す。
本実施例の特徴は、図３に示す実施例２のサーバ装置３０の接続位置を、対向装置２０のＬＡＮからインターネット等の中継ネットワーク１００に変更したことにある。サーバ装置３０は、たとえばＷｅｂサービス、メールサービス、ＦＴＰサービス等のサービスを提供する。
【００５６】
基本的な動作は実施例３と同様であるが、本実施例の対向装置２０の通信中継部２３４は、ＡＲＰ等の手順に基づいて端末装置１が送信したＩＰパケットを含むEthernet（登録商標）フレームをＮＡＰＴ機能部２３５へ出力し、ＮＡＰＴ機能部２３５は送信元を当該対向装置のＩＰアドレスとし、宛先をインターネットに接続のサーバ装置３０とするＩＰパケットを作成して、事業者ネットワークＤ１０４側の通信終端部２３１を介してインターネット経由でサーバ装置３０へ送信する。
【００５７】
ここで、無線端末１、サーバ３０に対してＩＰパケットを送信するために必要となるゲートウェイアドレスは、無線中継装置１０側のＤＨＣＰサーバが無線端末１にＩＰアドレスを払い出す際に、ＮＡＰＴ機能２３５のＬＡＮ側に付与したアドレス値を通知する。なお、このゲートウェイアドレスとして無線中継装置１０のＩＰアドレスを通知した場合には、無線端末１からサーバ装置３０への通信はＶＮ、対向装置２０を経由せず、無線中継装置１０から直接、アクセス網、中継網を介してインターネット上のサーバにＩＰパケットは転送される。
【符号の説明】
【００５８】
１    無線端末
１０  無線中継装置
１１〜１３  ネットワーク側接続部
１４    ローカル側接続部
１５    接続制御部
１５１〜１５３  ネットワーク側の通信終端部
１５４  ローカル側の通信終端部
１５５  通信中継部（ルータ機能）
１５６  通信中継部（ブリッジ）
１６    仮想接続部
１６１〜１６３  仮想終端部
１６４  仮想中継部
１７    仮想接続制御部
２０    対向装置
２１，２２  ネットワーク接続部
２３    接続制御部
２３１，２３２  通信終端部
２３３  通信中継部（ルータ機能）
２３４  通信中継部（ブリッジ）
２３５  ＮＡＰＴ機能部
２４    仮想接続部
２４１〜２４３  仮想終端部
２４４  仮想中継部
２５    仮想接続制御部
３０    サーバ装置
１００  中継ネットワーク
１０１  事業者ネットワークＡ
１０２  事業者ネットワークＢ
１０３  事業者ネットワークＣ
１０４  事業者ネットワークＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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