(57)【要約】【課題】  高トラヒックな伝送時の移動においても、高速かつ簡便にハンドオーバが可能な無線通信システム及びその方法を提供すること。【解決手段】  基地局側に、ゲートウェイ部３に加えてインターセクトアダプタ５を設ける一方、移動端末１０には、インターセクトアダプタ５との間で通信を確立するインターセクトクライアント１２を配設する。そして、インターセクトアダプタ５が、インターセクトクライアント１２への送信済みパケットの識別番号情報をインターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ５に通知することで各インターセクトアダプタ５が送信済みパケットの識別番号情報を共有する。これによりハンドオーバ時にも、各アクセスポイントから途切れることなく、最新のパケットを送出することができる。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパケット通信網である上位ネットワークと接続する制御用ルータを備え、該制御用ルータに複数のアクセスポイントを接続し、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信システムであって、
該制御用ルータには、上位ネットワークと接続するためのゲートウェイ部を備えると共に、該ゲートウェイ部と各アクセスポイントの経路上に、インターセクト間通信網で接続された各アクセスポイントに対応するインターセクトアダプタ部を介設し、
移動端末には、該インターセクトアダプタ部との間で通信を確立するインターセクトクライアント部を配設し、
該インターセクトアダプタ部が、該インターセクトクライアント部への送信済みパケットの識別番号情報をインターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ部に通知することで各インターセクトアダプタ部が送信済みパケットの識別番号情報を共有可能に構成した
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記インターセクト間通信網、又はインターセクトアダプタ部・インターセクトクライアント部間の少なくともいずれかの通信において、イーサーネットフレームを透過させるフォーマットを用いる
請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記上位ネットワークがＩＰネットワークであって、前記フォーマットにイーサネット（登録商標）フレームを透過させるＧＲＥ(Generic Routing Encapsulation)を用いる
請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記上位ネットワークがＩＰネットワークであって、前記インターセクトアダプタ部の１つが、
ゲートウェイ部からの送信データに対して、少なくとも当該パケットの識別番号情報を含むインターセクトヘッダビットを付加して他のインターセクトアダプタ部にそのコピーを配信する一方、
受信した各インターセクトアダプタ部は、該インターセクトヘッダビットから少なくとも当該パケットの識別番号情報を取得して、インターセクトクライアント部に向け、イーサネット（登録商標）フレームを透過させるＧＲＥ(Generic Routing Encapsulation)を用いて該識別番号情報を含んだデータを送信する
請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
所定のパケット通信網である上位ネットワークと接続する制御用ルータを備え、該制御用ルータに複数のアクセスポイントを接続し、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信方法であって、
該制御用ルータには、上位ネットワークと接続するためのゲートウェイ部を備えると共に、該ゲートウェイ部と各アクセスポイントの経路上に、インターセクト間通信網で接続された各アクセスポイントに対応するインターセクトアダプタ部を介設し、
移動端末には、インターセクトクライアント部を配設し、
該インタークライアント部が、周期的にインターセクトアダプタ部に向けて接続要求を行う工程、
受信したインターセクトアダプタ部からの応答通知により当該インターセクトアダプタ部との間で通信を確立する工程、
インターセクトアダプタ部が、インターセクトクライアント部に対してパケットの識別番号情報を含む送信データを送信する工程、
インターセクトクライアント部が、該識別番号情報を当該インターセクトアダプタ部に通知する工程、
当該インターセクトアダプタ部が、インターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ部に該識別番号情報を通知する工程
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
前記インターセクト間通信網、又はインターセクトアダプタ部・インターセクトクライアント部間の少なくともいずれかの通信において、イーサーネットフレームを透過させるフォーマットを用いる
請求項５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記上位ネットワークがＩＰネットワークであって、前記フォーマットにイーサネット（登録商標）フレームを透過させるＧＲＥ(Generic Routing Encapsulation)を用いる
請求項６に記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記上位ネットワークがＩＰネットワークであって、前記インターセクトアダプタ部の１つが、
ゲートウェイ部からの送信データに対して、少なくとも当該パケットの識別番号情報を含むインターセクトヘッダビットを付加して他のインターセクトアダプタ部にそのコピーを配信する一方、
受信した各インターセクトアダプタ部は、該インターセクトヘッダビットから少なくとも当該パケットの識別番号情報を取得して、インターセクトクライアント部に向け、イーサネット（登録商標）フレームを透過させるＧＲＥ(Generic Routing Encapsulation)を用いて該識別番号情報を含んだデータを送信する
請求項６に記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアクセスポイントを制御用ルータに接続して、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信システムと、該システムにおける通信方法に関し、より詳しくはハンドオーバを高速化かつ容易にする技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、諸機関において新世代（第４世代）ワイヤレスアクセスシステムについて検討が行われている。このシステムにおいては、高速移動時において１００Ｍｂｐｓ以上のトラヒックが有線のみならず無線回線においても伝送される可能性がある。
【０００３】
ところが、従来のハンドオーバ技術では、送信済みのパケットの情報を、セルを構成する各アクセスポイント間で通信するか、移動端末から新しいアクセスポイントに対して通知するため、ハンドオーバには時間がかかる問題がある。
【０００４】
特に上記のような新世代ワイヤレスアクセスシステムにおいて、高トラヒックの情報が伝送され、高速移動時にセル間ハンドオーバを行うためには、格段の高速化が必要となる。
従来、マルチセル環境においてハンドオーバを高速化する技術としては特許文献１に開示される技術がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３７６２６号公報
【０００６】
該技術は、複数のサブネット間を移動する移動端末に対して、静的あるいは動的にマルチキャストパケットを割り当て、送信元から移動体ホストに対してマルチキャストパケットを送信し、その移動端末がハンドオーバを行う場合に、ハンドオーバに関与する２つのサブネットの双方にマルチキャストパケットの配送を行うものである。
【０００７】
本技術は、マルチキャストアドレスが、多数のホスト・端末間で共通に使用されることに着目したものである。すなわち、送信元ホストは、マルチキャストパケットにて送信データを移動端末に向けて送信する。一方、移動端末が他のセルに移動する場合に、上流のルータに対して受け取ったマルチキャストパケットを移動前・後双方のセルに配送することを要求する。
そして、後のセルに移動した後に、前のセルへのマルチキャストパケットの配送は不要である旨をルータに通知する。
【０００８】
このような方法は、移動端末からゲートウェイルータにセルの指定を行うものであり汎用性には優れるが、複雑な通信要求が必要となり、高速な切り換えを実現しうるものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、高トラヒックな伝送時の移動においても、高速かつ簡便にハンドオーバが可能な無線通信システム及びその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】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような無線通信システムを提供する。
すなわち、請求項１に記載の発明は、所定のパケット通信網である上位ネットワークと接続する制御用ルータを備え、該制御用ルータに複数のアクセスポイントを接続し、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信システムを提供する。
そして、制御用ルータには、上位ネットワークと接続するためのゲートウェイ部を備えると共に、該ゲートウェイ部と各アクセスポイントの経路上に、インターセクト間通信網で接続された各アクセスポイントに対応するインターセクトアダプタ部を介設する。一方、移動端末には、該インターセクトアダプタ部との間で通信を確立するインターセクトクライアント部を配設する。
【００１１】
本構成において、インターセクトアダプタ部が、該インターセクトクライアント部への送信済みパケットの識別番号情報をインターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ部に通知することで各インターセクトアダプタ部が送信済みパケットの識別番号情報を共有可能に構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、インターセクト間通信網、又はインターセクトアダプタ部・インターセクトクライアント部間の少なくともいずれかの通信において、イーサーネットフレームを透過させるフォーマットを用いる構成を提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、上位ネットワークがＩＰネットワークであって、前記フォーマットにイーサネット（登録商標）フレームを透過させるＧＲＥ(Generic Routing Encapsulation)を用いることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、上位ネットワークがＩＰネットワークであって、インターセクトアダプタ部の１つが、ゲートウェイ部からの送信データに対して、少なくとも当該パケットの識別番号情報を含むインターセクトヘッダビットを付加して他のインターセクトアダプタ部にそのコピーを配信する一方、受信した各インターセクトアダプタ部は、該インターセクトヘッダビットから少なくとも当該パケットの識別番号情報を取得して、インターセクトクライアント部に向け、イーサネット（登録商標）フレームを透過させるＧＲＥ(Generic Routing Encapsulation)を用いて該識別番号情報を含んだデータを送信する構成を提供する。
【００１５】
本発明は、上記の無線通信システムにおける通信方法を提供することもできる。
すなわち、請求項５に記載の発明によると、所定のパケット通信網である上位ネットワークと接続する制御用ルータを備え、該制御用ルータに複数のアクセスポイントを接続し、移動端末が各アクセスポイント間とハンドオーバしながら通信するマルチセル環境の無線通信方法を提供する。
【００１６】
制御用ルータには、上位ネットワークと接続するためのゲートウェイ部を備えると共に、該ゲートウェイ部と各アクセスポイントの経路上に、インターセクト間通信網で接続された各アクセスポイントに対応するインターセクトアダプタ部を介設する。一方、移動端末には、インターセクトクライアント部を配設する。
【００１７】
このような構成において、本発明の方法は、インタークライアント部が、周期的にインターセクトアダプタ部に向けて接続要求を行う工程、受信したインターセクトアダプタ部からの応答通知により当該インターセクトアダプタ部との間で通信を確立する工程、インターセクトアダプタ部が、インターセクトクライアント部に対してパケットの識別番号情報を含む送信データを送信する工程、インターセクトクライアント部が、該識別番号情報を当該インターセクトアダプタ部に通知する工程、当該インターセクトアダプタ部が、インターセクト間通信網を経て他のインターセクトアダプタ部に該識別番号情報を通知する工程を含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、上記のインターセクト間通信網、又はインターセクトアダプタ部・インターセクトクライアント部間の少なくともいずれかの通信において、イーサーネットフレームを透過させるフォーマットを用いる構成を提供するものである。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、上位ネットワークがＩＰネットワークであって、前記フォーマットにイーサネット（登録商標）フレームを透過させるＧＲＥ(Generic Routing Encapsulation)を用いることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、上位ネットワークがＩＰネットワークであって、前記インターセクトアダプタ部の１つが、ゲートウェイ部からの送信データに対して、少なくとも当該パケットの識別番号情報を含むインターセクトヘッダビットを付加して他のインターセクトアダプタ部にそのコピーを配信する一方、受信した各インターセクトアダプタ部は、該インターセクトヘッダビットから少なくとも当該パケットの識別番号情報を取得して、インターセクトクライアント部に向け、イーサネット（登録商標）フレームを透過させるＧＲＥ(Generic Routing Encapsulation)を用いて該識別番号情報を含んだデータを送信する構成を提供するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記構成を備えることにより、高トラヒックの情報伝達時であっても、高速移動時のセル間ハンドオーバが可能であり、既存のネットワークにも適用することができる。
特に、移動端末とインターセクトアダプタ部との間にＧＲＥパケットを利用することで、商用ＩＰネットワークにおいてもデータの送達を確認しながら、通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
システム構成を図1に示す。本実施例ではデータ通信を行う上位ネットワークとしてＩＰネットワーク（１）を用いる。上位ネットワークにはパケット通信方式を用いる任意のネットワークを利用することができる。
【００２３】
そして、ＩＰネットワーク（１）に接続された制御用ルータ（２）が本発明を構成する要部の１つである。
制御用ルータ（２）にはＩＰネットワーク（１）に接続された周知のゲートウェイ部（３）と共に、それに伝送路（４）によって接続された複数のインターセクトアダプタ部（５）を配設する。
【００２４】
複数のインターセクトアダプタ部（５）間は路側網（４ａ）と呼ぶ相互のインターセクトアダプタ間で通信可能な伝送路を備えており、後述するように各インターセクトアダプタ部同士でゲートウェイ（３）とは独立して信号の授受が可能である。
【００２５】
さらに、無線通信システムにおけるセルを構成するアクセスポイント（６）が、上記インターセクトアダプタ（５）とそれぞれ接続されており、マルチセル環境の無線通信システムを形成している。
アクセスポイント（６）の構成は公知の通りであり、無線通信を行う変復調処理手段や、周波数変換処理手段、アンテナ等から構成されている。
【００２６】
本発明では、上記のように従来のゲートウェイ部（３）とアクセスポイント（６）から構成される基地局側の構成に加えて、ゲートウェイ部（３）とアクセスポイント（６）との間にインターセクトアダプタ部（５）を設けたことを１つの特徴とする。インターセクトアダプタ部（５）の詳細は後述する。
【００２７】
ここで、本実施例ではインターセクトアダプタ部（５）を制御用ルータ（２）に含めているが、装置としては外部に設けてもよく、アクセスポイント（６）に到る経路上のいずれかに配設すればよい。なお、この経路はイーサネット（登録商標）でも光ファイバでも接続可能である。
【００２８】
また、地域ＩＰ網のような途中経路にＩＰルータを挟むＩＰレイヤでの接続を置き換える場合でもインターセクトアダプタ部（５）とアクセスポイント間のイーサネット（登録商標）の透過通信がトンネリング技術を用いて実現することができる。
インターセクトアダプタ部（５）とのインターフェースを適宜変更することで、いかなる無線通信システムも接続することができる。
【００２９】
次に、移動端末（１０）の構成を説述する。
移動端末には、アクセスポイント（６）との間で無線通信を行う無線クライアント部（１１）と、それに接続されたインターセクトクライアント部（１２）を配設する。
インターセクトクライアント部（１２）には単数又は複数のコンピュータ（１３）を接続して、送受信するデータの利用が可能である。
【００３０】
無線クライアント部（１１）は公知の無線ＬＡＮカード、携帯電話通信カード、ＰＨＳ通信カードなどで構成され、変復調処理手段や、周波数変換手段、アンテナ等を含んでいる。
【００３１】
また、インターセクトクライアント部（１２）は、上記インターセクトアダプタ部（５）と通信を確立してデータ伝送の制御に係る情報を通信する。
この通信の例として、本発明では送受信したパケットに与えた固有の識別番号情報をやりとりすることで、インターセクトアダプタ部（５）側で送信済みのパケットをまず送信したインターセクトアダプタ部（５）が認知できるようにしている。この情報をインターセクトアダプタ部（５）間で共有することにより、本発明は高速なハンドオーバを実現するものである。
【００３２】
以下、本発明による下り方向（基地局側から移動端末側に向かう方向）の通信方向を詳述する。
図２は、ゲートウェイ部（３）、インターセクトアダプタ部（５）におけるＩＰデータの構成を示す説明図である。
基本的な通信方式として、まず下りＩＰデータは、インターセクトアダプタ部（５）間を通信可能なシーケンス番号（各パケットの識別番号）付きのパケット（ＩＳパケットと呼ぶ）に
変換される。
【００３３】
図示のように所定の長さより長いＩＰデータ（２０）は、所定長内の複数のブロック（２１）（２２）（２３）に分割される。
さらに各ブロックにはシーケンス番号を含んだＩＳヘッダ（２４）（２５）（２６）を先頭に付加してＩＳパケットを構成する。本実施例ではＩＳパケットは１５００バイトを上限としている。
【００３４】
各ＩＳパケットは、それぞれ伝送路の路側網（４ａ）を経て他のインターセクトアダプタ部（２７）（２８）にコピーして伝送される。
それぞれのインターセクトアダプタ部（２７）（２８）ではＩＳヘッダが取り出されて、シーケンス番号等の情報は抽出される。その上で、各ブロックを組み合わせ、対応するアクセスポイント（２９）（３０）に向けて送出する。
【００３５】
ＩＳヘッダの構成を図３に示す。ＩＳヘッダは全長６０バイトであり、４バイト以降にシーケンス番号（３１）、１６バイト以降にデータ長、２４バイト以降にデータのシーケンス番号などを含んでいる。次の表は図３における符号の内容である。
【表１】
2006229893.tif 000003
【００３６】
具体的なインターセクトアダプタ部（５）の処理は図４の通りである。
すなわち、工程１（Ｓ１）では、受信した各移動端末宛の下りＩＰデータをバッファリングする。
工程２（Ｓ２）において、各移動端末内のインターセクトクライアント部（１２）はその移動端末の位置に応じたアクセスポイント（６）を介して、各インターセクトアダプタ部（５）に接続要求を行い、インターセクトアダプタ部（５）はインターセクトクライアント部（１２）と接続する。
【００３７】
さらに、接続したインターセクトクライアント部（１２）に下りＩＰデータの送信（Ｓ３）、およびその送達確認（Ｓ４）を行う。送達確認はACK信号の送信で足りる。
工程５（Ｓ５）では、送達確認済みのシーケンス番号を他のインターセクトアダプタ部（５）に通知する。
これにより、ハンドオーバによりアクセスポイントひいてはインターセクトアダプタ部（５）が変更になっても通信の継続が可能になる。
【００３８】
ここで、本発明におけるハンドオーバ時において、現在通信をしているアクセスポイント（６）、インターセクトアダプタ部（５）からの通信接続が確認された場合、各移動端末内のインターセクトクライアント部（１２）からは周期的なインターセクトアダプタ部（５）に対する接続要求（周期確認メッセージの伝送）がされる。
インターセクトアダプタ部（５）からの応答通知を受け、ＩＰアドレス等の設定を行い、リンク確立を行い、ハンドオーバを行う手順である。
【００３９】
上りデータに関しては、前述のリンクが確立された後、通信を継続させるため、移動端末側はどこまでが送達されたかを認識しており、その次のＩＰデータから送出すればよい。
【００４０】
インターセクトアダプタ部（５）およびインターセクトクライアント部（１２）間の通信にはブロードキャストおよびユニキャストのイーサフレームを使用する。このため、本発明で用いる無線通信システムの通信路はイーサフレームを透過させる必要性がある。
【００４１】
図５に本発明のハンドオーバの際に用いるプロトコルスタックを、また、イーサフレームの透過範囲を図６に示す。
また、各種有線系ネットワークに対応させるため、インターセクトクライアント部（５）からインターセクトクライアント部（１２）へのＩＰデータ送達確認のためにもシーケンス番号を使用する。
【００４２】
このシーケンス番号の付け方として、ルータやMobile ＩＰ、3GPP2で使用されているカプセル化/トンネリングフォーマットであるＧＲＥ（Generic Routing Encapsulation）を使用する。
【００４３】
図５においてＩＰ制御部分がＧＲＥである。イーサネット（登録商標）上を通常ＩＰパケットとして送受信し、ＩＰヘッダ20 byte＋ＧＲＥヘッダ8 byteの後ろに、ＩＰパケットを始め様々なプロトコルをカプセル化して伝送する。
基本的なＧＲＥヘッダの使用方法としてＩＳアダプタ/クライアントの識別子としてイーサヘッダ内のＭＡＣアドレス(図６の中のDA（４０）,SA（４１）)を用いる。
【００４４】
また、下り回線（アダプタ側からクライアント側）のＩＰパケットはシーケンス番号を含み、上り回線のパケットは最後に受信した下りシーケンス番号をAck番号として含むことにより、アダプタ側は受信したAck番号までのデータを送達確認済みであると見なす。
【００４５】
図７にアクセスポイント（６）・移動端末（１０）間で伝送されるＧＲＥをベースとしたパケット構成を示す。また、表１にハンドオーバで用いるメッセージフォーマットを示す。
【００４６】
【表２】
2006229893.tif 000004
【００４７】
次に、本発明に係る各機能を順に詳述する。
まず、移動端末とアクセスポイント・インターセクトクライアント部との接続・切断機能について説明する。
インターセクトクライアント部（１２）は以下の条件のいずれかにより接続の可否を検知し、インターセクトアダプタ部（５）に対して端末接続要求メッセージを送信する。
（条件１）Ｌ２（レイヤ２）接続と独立に、端末から一定周期でメッセージを繰り返し送信する。応答があった時点で接続を検知する。
（条件２）通信メディアクライアントがL2接続検知を行い、これをインターセクトクライアント部（１２）に通知する。
【００４８】
インターセクトアダプタ部（５）／インターセクトクライアント部（１２）は図７のパケット構成をベースとして表１に示すメッセージフォーマットを用いて、接続、切断機能を使用する。
ここでAck/シーケンス番号は後述するＩＰデータ送達確認のために使用する。送信元および宛先ＭＡＣアドレス／ＩＰアドレスについてはともにブロードキャストアドレスに設定して送信し、インターセクトクライアント部（１２）はこれを受信する。
【００４９】
次に、ＩＰアドレス割り当て機能について説明する。初期接続の場合、上述した端末接続メッセージを制御局から移動端末へのＩＰアドレス割り当てのために使用する。
なお、クライアント端末がすでにＩＰアドレスを持っている場合(ハンドオーバ接続の場合)は割り当て済みＩＰアドレスを使用するが、インターセクトアダプタ部（５）はＩＰアドレス使用の有無によらず基本的にＭＡＣアドレスにより移動端末を識別する。この具体的な割り当て手法についても後述する。
【００５０】
セル外に出た場合などの切断検知および端末切断機能は次の通りである。
インターセクトアダプタ部（５）／クライアントは以下の条件で端末の切断を検知する。
（条件１）  インターセクトクライアント部（１２）からの一定周期（100ms〜1s程度）の周期確認が途切れた(本実施例では連続３回と設定している) 場合に、インターセクトアダプタ部（５）は端末切断を検知する。同様に、移動端末のインターセクトクライアント部（１２）はインターセクトアダプタ部（５）からの応答が途切れた場合に端末切断を検知する。
（条件２）  アクセスポイント／移動端末がL2（レイヤ２）切断検知を行い、インターセクトアダプタ部（５）／インターセクトアダプタ部（５）に通知する。
【００５１】
本発明の基地局側及び移動端末側におけるデータ送受信・送達確認機能を次に説明する。
以下の説明においては、ＩＰデータパケットを含め、全ての下り(制御用ルータから移動端末方向)メッセージはＧＲＥの機構を用い送達確認のためのシーケンス番号を含むものとする。
また、全ての上り(移動端末から制御用ルータ方向)メッセージには、移動端末が受信済みの下りパケットシーケンス番号をAck番号として含むものとする。
【００５２】
このAck番号を受信したインターセクトアダプタ部（５）は当該番号までのデータを送信済みとみなし、路側網（４ａ）を通じて他のインターセクトアダプタ部（５）にも通知する。
下りＩＰデータパケット送信時は、最後に送ったシーケンス番号を1インクリメントしたシーケンス番号をＧＲＥヘッダのシーケンス番号部に含めて送信する。
【００５３】
それ以外の端末接続応答メッセージ等の制御系データ送信時にもシーケンス番号は含めるが、こちらは最後に送ったシーケンス番号をインクリメントせずにそのまま含める。
上りパケット送信時の場合はパケット種別に関わらず、最後に受けたシーケンス番号をAck番号としてすべての送信パケットに含める。
【００５４】
インターセクトアダプタ部（５）は，最新の下りＩＰデータパケット送信
時点から一定時間以内にAckを受信しなかった場合、Ack受信済みの次のシーケンス番号の下りＩＰデータパケットから以降を再送する。
このとき移動端末側は，Ackまとめ送りの待ち時間を制御局側の再送待ち時間よりも短く設定する必要がある。
【００５５】
本発明の無線通信システムにおけるハンドオーバ機能について説明する。
本発明の方法において、周期確認・端末接続等全ての上りメッセージは移動端末が最後に受信した下りＩＰデータパケットのシーケンス番号をAck番号として含む。
Ack番号を受信したインターセクトアダプタ部（５）は，路側網（４ａ）内ブロードキャストの仕組みにより、その移動端末に対し送達確認ができているシーケンス番号を他のインターセクトアダプタ部（５）と共有する。
【００５６】
これにより、通信途中で移動端末が接続するアクセスポイントおよびインターセクトアダプタ部（５）を順次変更すれば、変更先インターセクトアダプタ部（５）で受信済みシーケンス番号の続きからＩＰデータパケットを受信することができる。
本構成により、従来の問題であった、ハンドオーバ時の遅延が生じることなく、シームレスで高速なハンドオーバを実現することができる。
【００５７】
本発明では、上記のようなハンドオーバ機能を応用する機能として、移動端末が使用する通信メディアを切替える制御を行う機能を実装することもできる。
移動端末は各通信メディアを順番に、あるいは同時に使用し、その時々で使用するメディアを担当するインターセクトクライアント部（１２）の間をハンドオーバすることができる。
また、図１のように、複数のクライアント端末コンピュータを接続する場合は、標準で１台接続したクライアント端末上のＩＰマスカレード機能等を使用することにより容易に実現可能である。
【００５８】
本発明では、インターセクトアダプタ部（５）とアクセスポイント間をインターネットや広域プライベートネットワークサービスを利用可能とするため、次のようなＩＰのトンネル処理を行う。
まず、インターセクトアダプタ部（５）あるいはアクセスポイントから受信したイーサフレームは、ＩＰプロトコル上のカプセル化パケット(ＧＲＥ，ＴＣＰ等)として、通常のＩＰ/イーサパケット送信手段によりルータ側に送信する。
そして、ルータから受信したカプセル化パケットは中身のイーサフレームを取り出した上、そのままの形でインターセクトアダプタ部・アクセスポイントに送信する。
【００５９】
以下には、制御用ルータ（２）の機能について詳述する。
本発明の特徴であるインターセクトアダプタ部（５）の構成を図８に示す。基本的には、ＩＰデータ制御部（５０）、無線通信機器制御部（５１）、ＩＳ網通信制御部（５２）からなり、その他の管理制御を行う保守運用管理制御部（５３）を有している。
【００６０】
まず、ＩＰデータ制御部（５０）の有する諸機能を順に説明する。
（１）ＩＰアドレスキャッシュ機能
本機能は，ゲートウェイ部（３）からのＩＰアドレスキャッシュ要求にて受信した移動端末端末割当用のＩＰアドレスをプールし、移動端末への割当可否を管理する。また、同時にＤＮＳサーバのアドレスもゲートウェイ部（３）より受信し、移動端末通知用に管理する。
【００６１】
（２）ＩＰアドレス割当機能
ＩＰアドレス割当時のシーケンスは以下の通りである。
(ア) 移動端末からの周期確認メッセージを受信すると、無線サービスエリア内に進入したことを検知し、周期応答メッセージを移動端末に送信する。
(イ)端末接続要求(ＩＰ割当)を受信すると、ＩＰアドレス未設定を確認後、    あらかじめゲートウェイ部（３）より取得し、キャッシュテーブル内にある    アドレスを付与する。そして、端末接続応答(ＩＰ割当)メッセージに、取    得したＩＰアドレスを設定し、移動端末に通知する。
(ウ) 同時にＩＰ付与通知をＩＳ網を通じて同一制御用ルータ内の他のインターセクトアダプタ部（５）にも伝え、アダプタ内のＩＰ管理用テーブルを更新する。
【００６２】
（３）ＩＰアドレス検査機能
（ア）ＩＰアドレス割当済移動端末の判定においては、端末接続要求メッセージのＩＰアドレスフィールドが設定済であるか否かで判定する。
（イ）ＩＰアドレス検査においては、ＩＰアドレス／ＭＡＣアドレス対応テーブルに登録済か、登録済情報と一致するか、未登録もしくは登録済情報と不一致の場合はゲートウェイ部（３）のＩＰアドレス検査結果がOKであるかを検査する。
（ウ）ＩＰアドレス検査結果の送信においては、検査したＩＰアドレスを端末接続応答メッセージに設定し、移動端末に送信する。同メッセージにてＤＮＳサーバアドレスも同時に送信する。移動端末からはＩＰアドレス設定完了通知を受信する。
（エ）検査済ＩＰアドレスと移動端末端末ＭＡＣアドレスとの対応管理においては、ＩＰアドレス／ＭＡＣアドレス対応テーブルを更新し、検査したＩＰアドレスの対応情報をＩＰアドレス確認通知にてＩＳ網に通知する。受信した各制御局は，自局のＩＰアドレス／ＭＡＣアドレス対応テーブルを更新する。
【００６３】
（４）移動端末接続切断管理機能
（ア）移動端末端末接続管理テーブルへの移動端末端末情報登録においては、移動端末からの端末接続要求に対し、ＩＰアドレスを新規付与した場合、およびＩＰアドレス検査ＮＧのため再度付与した場合は、ＩＰアドレス設定完了通知の受信時
に移動端末端末の情報を登録する。移動端末からの端末接続要求に対し、ＩＰアドレス割当済でかつＩＰアドレス検査OKの場合は、端末接続応答送信後に移動端末端末の情報を登録する。
（イ）移動端末端末接続管理テーブルへの移動端末端末情報削除においては、移動端末からの切断通知受信時に管理デーブルから該当移動端末の情報を削除する。
【００６４】
（５）ＩＰデータ転送機能
本機能は、移動端末からのＩＰデータ要求を受けてゲートウェイ部（３）を介してＩＰ網に送信し、また、ＩＰ網からのＩＰデータ応答を受けて自制御局にＩＰデータを蓄積し、接続中の該当移動端末に対してＩＰデータを転送する機能である。ＩＰデータの送達確認および再送も行う。
（ア） 移動端末からのＩＰデータ要求受信においては、移動端末からのＩＰデータ要求に対して、ＩＰ網にＩＰデータを送信する。
（イ） ＩＰデータ応答の蓄積においては、ＩＰ網からのＩＰデータ応答を受信した制御局は、ＩＰデータ制御テーブルに蓄積ＩＰデータ情報としてＩＰデータ応答を登録する。
（ウ） 移動端末へのＩＰデータ応答転送においては、ＩＰ網からのＩＰデータ応答受信時、ＩＰデータ応答の宛先ＩＰアドレスが移動端末端末接続管理テーブルに登録されている場合、ＩＰデータ制御テーブルの蓄積ＩＰデータ情報を移動端末に転送する。
（エ） ＩＰデータの送達確認および再送においては、移動端末からＩＰデータ送達確認を受信し、受信済のシーケンス番号以前の蓄積ＩＰデータ情報をＩＰデータ制御テーブルから全て削除する。ＩＰデータ送達確認のタイムアウト監視を実施し、ＩＰデータ送達確認が制限時間内に受信できない場合は蓄積ＩＰデータ情報を再送する。
【００６５】
（６）ハンドオーバ機能
移動端末からのＩＰデータ送達確認を受信し、送信元移動端末のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、受信済シーケンス番号を、引継情報として路側網に送信する機能と路側網から引継情報を受信し、通知されたＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスに対応するＩＰデータ制御テーブルから、受信済シーケンス番号以前の蓄積ＩＰデータ情報を全て削除する機能がある。
【００６６】
次に、無線通信機器制御部（５１）の有する機能を説明する。
（１）ＩＰアドレス割当／検査機能
（ア） 周期確認メッセージを受信すると、移動端末が無線サービスエリア内に進入したことを検知し、周期応答メッセージを移動端末に送信する。
（イ） 端末接続要求(ＩＰ割当)を受信すると、ＩＰデータ制御に対してＩＰアドレス取得要求を行い、ＭＡＣアドレス及びクライアントコンピュータに対して割当て可能なグローバルＩＰアドレス(クライアントＩＰ)等を取得する。
（ウ） 端末接続応答(ＩＰ割当)メッセージに、取得したＩＰアドレスを設定し、移動端末に通知する。
（エ） ＩＰアドレス設定完了通知を受信すると、結果をＩＰデータ制御部（５０）に通知する。
【００６７】
（２）ＩＰデータ要求受信機能
（ア） データＩＰパケットを受信すると、受信パケットをＩＰデータ制御に通知する。
（イ） ＩＰデータ制御は受信したデータからＩＳパケットを作成し路側網に送信する。
【００６８】
（３）ＩＰデータ応答送信機能
（ア） ＩＰデータ制御は、ＩＳ網から受信したクライアント端末向けのＩＳパケットを無線通信機器制御に通知する。
（イ） 受信したデータからデータＩＰパケットを作成し、移動端末に通知する。
（ウ） 送達確認を受信すると、送達確認をＩＰデータ制御に通知する。
【００６９】
（４）端末接続通知機能
（ア） 移動端末はあらかじめ設定済みの周期で周期確認メッセージを制御局に送信する。
（イ） 制御局は周期確認メッセージを受信すると、移動局が無線サービスエリア内に進入したこと検知し、ＩＰアドレス割当／検査処理を行う。ただし、周期確認メッセージによらないレイヤ２機能による即時端末接続検知を行うことも可能とする。
【００７０】
（５）端末切断検知機能
（ア） 移動端末はあらかじめ決められている周期で周期確認を制御用ルータ側に通知し、それを受信した制御用ルータは周期応答を移動端末に送信する処理を繰り返す。
（イ） 周期確認が規定時間内に一度も受信できない場合は、移動端末が無線サービスエリア外へ移動したことを検知し、端末切断処理を行う。ただし、周期確認メッセージによらないレイヤ２機能による即時端末切断検知を行うことも可能とする。
【００７１】
ＩＳ網通信制御部（５２）の機能は次の通りである。
（１）ブロードキャスト通信機能
ブロードキャスト通信方式とは、送信元が、ＩＳ網に接続されている全インターセクトアダプタ部（５）に対してパケットを送信し、ブロードキャストされたパケットに対して、受信側で必要なパケットのみ取り込み、処理を実行する方式である。
（２）フラグメント機能
送信ノード側においてアクセスポイントより送信要求されたデータサイズがＩＳヘッダ＋APデータ＝1500バイトを超える場合、路側網通信制御にてパケットサイズを1500バイト以下に分割し、（１）データ通番、（２）フラグメント通番を付与して送信する。受信ノード側では各通番に基づいて路側網通信制御にてデータ組立を行う。
【００７２】
データ通番とフラグメント通番は以下のとおりである。
（ア）データ通番  フラグメント化されたパケットの関連付けを行うためにデータ通番を使用する。
（イ）フラグメント通番  フラグメント時にフラグメント通番を付与し分割・組立を行う。
（ウ）パケット分割・組立の流れ  送信側では、APデータを最大長（1500バイト-ＩＳヘッダ長）以下になるように分割し、ＩＳヘッダを編集付与し、順次送信する。受信側では、ＩＳヘッダの内容に従って、APデータを組立て、組立てが完了した時点でアクセスポイントへ通知する。
【００７３】
（３）パケット連番付与機能
本機能は、送信ノード側にて送信する全てのパケットに通番を付与する機能である。送信キューより１つのパケットを取出して送信する時にパケット通番を付与してパケットを送信する。送信完了後、パケット通番を+1加算する。但し、通番によるパケット抜けのチェックはサポートしない。
【００７４】
本発明の構成は以上の通りである。
最後に、ハンドオーバ機能を検証するために図１に示すシステムにより図９に示すハンドオーバ時間を測定した。ハンドオーバ時間は、制御用ルータ（２）内の一方のインターセクトアダプタ部（５）と他方のインターセクトアダプタ部（５）に切り替わる時間を測定した。
【００７５】
そして、一方のインターセクトアダプタ部（５）に対するリンクが切れ、切断がインターセクトクライアント部（１２）において切断が検知されるまでの時間T1と、その後、インターセクトクライアント部（１２）からのＩＳアダプタ周期確認メッセージによって他方のインターセクトアダプタ部（５）が発見され、ＩＰが設定された後、リンクが確立されるまでの時間T2を測定している。
このT1とT2の合算値が切り替え時間になる。ここで周期確認メッセージは試験装置においては100msごとに送出される。
【００７６】
この実験において特にT2はインターセクトアダプタ部（５），そしてＩＳクライアントと接続されるワイヤレスアクセスシステムに依存する。本実験例では無線LANのアクセスポイントおよび移動端末無線装置を利用して測定を行った。
実験の結果、T1は周期確認メッセージが３回程度とれない場合は、切断と見なすため、その時間は300msから400msであった。また、T2は無線LANのアソシエーション時間が長く、平均で3808msであった。
そこで現状4108msから4208ms程度の切り替え時間がかかる。しかし、これはほとんどが無線LANのアソシエーションの種類とその基本構成時間に依存しており、本発明におけるハンドオーバの処理そのものの時間はT1のように十分に短時間であることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の無線通信システムの全体構成図である。
【図２】ＩＰパケット及びＩＳパケットの関係を示す説明図である。
【図３】ＩＳヘッダの構成を示す説明図である。
【図４】下り方向のデータ送信のフローチャートである。
【図５】本発明によるハンドオーバ時のプロトコルスタックの説明図である。
【図６】本実施例におけるイーサフレームの透過範囲を説明する説明図である。
【図７】アクセスポイントと移動端末間で伝送されるパケットの構成図である。
【図８】制御用ルータの構成図である。
【図９】実験例におけるハンドオーバの手順を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００７８】
１    ＩＰネットワーク
２    制御用ルータ
３    ゲートウェイ部
４    伝送路
４ａ  路側網（ＩＳ網）
５    インターセクトアダプタ部
６    アクセスポイント
１０    移動端末
１１    無線クライアント
１２    インターセクトクライアント部
１３    クライアントコンピュータ
【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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【図８】
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【図９】
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