説明

中継装置及び中継装置の制御方法

【課題】直近の中継装置用ゲートウェイを接続先として決定できる中継装置及び中継装置の制御方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る中継装置101は、基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置101であって、基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部117と、基地局の識別情報と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報とを関連付けて記憶する記憶部119と、基地局側通信部117が接続先の基地局の識別情報を受信すると、当該識別情報に関連付けられているアドレス情報を記憶部119から読み出し、当該アドレス情報に対応する中継装置用ゲートウェイに接続することを決定する制御部121とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、中継装置及び中継装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
移動局が基地局と通信するためには、移動局は基地局からの無線電波が届く範囲(サービスエリア)に位置する必要がある。しかし、山岳地帯や高層ビル等が建ち並ぶ市街地では、障害物が多いため無線電波が届きにくい領域が存在する。また、屋外に設置された基地局からは、電波が届かない領域(例えば、建物の内部や地下)が多く存在する。特に、IEEE標準規格802.16eを基に規格化されたWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)(登録商標)等の高速無線通信方式では、2.5GHz以上の高周波数帯の電波が使用されるが、このような電波は直進性が強く、障害物を回りこむ性質が弱い。そのため、WiMAX等は障害物の影響を強く受ける。このような電波が届かない領域をカバーするため、基地局と移動局との間の無線信号を中継する中継装置(レピータ)が必要となる。
【0003】
近年、基地局と移動局との間の無線信号を中継する以外の機能を有する中継装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の中継装置は、移動局(端末)が、異なるプロトコルが規定された複数のサーバからサービス提供を受ける場合に、中継装置が、接続すべきサーバ(移動局がサービスを受けたいサーバ)を移動局の代わりに選択するものである。具体的には、中継装置は、移動局から要求電文を受信すると、要求する情報の種類を表す対象情報を抽出する。続いて、中継装置は、対象情報に基づいて接続すべきサーバを決定する。そして、中継装置は、決定されたサーバのコマンド列に要求電文を変換し、決定されたサーバとの接続後、変換されたコマンド列をサーバに送信する。中継装置が、サーバ毎のプロトコルに対応するため、移動局は、プロトコルに対応する要求電文を送信する必要がなくなる。
【0004】
ところで、中継装置は、移動局にサービス提供を行うサーバ以外にも、中継装置をIP(Internet Protocol)ネットワークに接続するための中継装置用のゲートウェイにも接続される。中継装置が接続すべきゲートウェイは、特許文献1のように移動局からのサービス要求により変化するものではないため、予め中継装置毎に設定されているものである。具体的には、中継装置は、接続すべきゲートウェイのIPアドレスを有し、当該IPアドレスによって特定されるゲートウェイに接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平10−145451号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、中継装置は、基地局のサービスエリアを補完するという性質上、基地局に比べ容易に設置場所を変更することができる。そのため、中継装置は、設置場所の変更により、接続先のゲートウェイから離れることがある。中継装置の接続先のゲートウェイは予め設定されているため、中継装置により近いゲートウェイが存在する場合でも、中継装置は、直近のゲートウェイに接続することができない。接続先のゲートウェイが中継装置から離れているほど、通信損失が問題となる。
【0007】
また、中継装置の接続先のゲートウェイが予め設定されていると、中継装置は、新たに設置されたゲートウェイに接続することができず、ゲートウェイ毎に管理する中継装置の数(リソース)に偏りが発生する。リソースが集中したゲートウェイは、パフォーマンスが低下し、データパケットの疎通等の処理が遅延したりする。新たなゲートウェイを設置しても、ゲートウェイ毎の処理負荷を分散させることができないため、既存のゲートウェイの処理負荷が軽減されることはない。
【0008】
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、直近の中継装置用ゲートウェイを接続先として決定できる中継装置及び中継装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した諸課題を解決すべく、第1の観点に係る中継装置の発明は、
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置であって、
前記基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部と、
基地局の識別情報と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報とを関連付けて記憶する記憶部と、
前記基地局側通信部が接続先の基地局の識別情報を受信すると、当該識別情報に関連付けられているアドレス情報を前記記憶部から読み出し、当該アドレス情報に対応する中継装置用ゲートウェイに接続することを決定する制御部と
を備える中継装置である。
【0010】
また、第2の観点に係る発明は、第1の観点に係る中継装置において、前記記憶部は、前記基地局側通信部が識別情報を受信するよりも前に予め、関連付けられた前記識別情報及び前記アドレス情報を記憶することを特徴とするものである。
【0011】
また、第3の観点に係る発明は、第1の観点に係る中継装置において、
前記基地局側通信部は、接続先の基地局の識別情報と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報とを受信し、
前記制御部は、受信された前記識別情報と前記アドレス情報とを関連付けて前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とするものである。
【0012】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【0013】
例えば、本発明を方法として実現させた第4の観点に係る中継装置の制御方法の発明は、
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置の制御方法において、当該中継装置が、
基地局の識別情報と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報とを関連付けて記憶するステップと、
接続先の基地局の識別情報を受信するステップと、
当該識別情報に関連付けられているアドレス情報を前記記憶部から読み出すステップと、
当該アドレス情報に対応する中継装置用ゲートウェイに接続することを決定するステップと
を含む中継装置の制御方法である。
【発明の効果】
【0014】
上記のように構成された本発明に係る中継装置及び中継装置の制御方法によれば、中継装置は、直近の中継装置用ゲートウェイを接続先に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線通信システム構成図である。
【図2】図2は、本発明の一実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図3】図3は、本発明の一実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。
【0017】
図1は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線通信システム構成図である。無線通信システム11は、基地局BS(Base Station)(BS1及びBS2)と、移動局MS(Mobile Station)(MS1及びMS2)と、中継装置101と、基地局用ゲートウェイ103(103−1及び103−2)と、中継装置用ゲートウェイ105(105−1及び105−2)とから構成されている。無線通信システム11の通信方式がWiMAXである場合、無線通信システム11には、例えば時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式が採用される。中継装置101は、WiMAX等の無線通信方式において、基地局BSと移動局MSとの間で送受信される無線信号を中継する。移動局MSは、基地局BSのセル(通信可能エリア)の範囲外に位置していても、中継装置101を介して基地局BSと無線信号を送受信できる。
【0018】
中継装置101は、移動可能であり、図1のように。移動局MS1と基地局BS1との間で送受信される無線信号を中継する位置から、移動局MS2と基地局BS2との間で送受信される無線信号を中継する位置に移動するものとする。
【0019】
基地局用ゲートウェイ103は、当該ゲートウェイに接続されている基地局BSの位置や無線通信状態などの基地局情報を管理するものであり、WiMAXシステムにおいては、ASN−GW(アクセスサービスネットワークゲートウェイ)と称されるものである。図1では、基地局用ゲートウェイ103−1及び103−2が基地局BS1及びBS2にそれぞれ有線で接続されているため、基地局用ゲートウェイ103−1及び103−2は、基地局BS1及びBS2をそれぞれ管理する。
【0020】
中継装置用ゲートウェイ105は、中継装置101の位置や無線通信状態などの中継装置情報を管理するものである。また、中継装置用ゲートウェイ105は、外部ネットワーク(コアネットワーク)と接続されるものであり、音声データとデジタルデータとを変換する。中継装置用ゲートウェイ105は、複数の基地局用ゲートウェイ103と有線で接続することができ、図1では、中継装置用ゲートウェイ105−1及び105−2は、基地局用ゲートウェイ103−1及び103−2の双方に接続されている。
【0021】
図2は、本発明の一実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【0022】
中継装置101は、基地局BSと通信を行うドナーノード(MS部)111と、移動局MSと通信を行うサービスノード(BS部)113とを備えている。中継装置101は、一体型又は分離型である。一体型の中継装置101は、一つの筐体内にドナーノード111とサービスノード113とを備えるものである。分離型の中継装置101では、ドナーノード111とサービスノード113とをそれぞれ独立して配置することが可能である。一体型又は分離型のドナーノード111とサービスノード113とは、LAN(Local Area Network)ケーブル等の信号ケーブルにより接続される。
【0023】
まず、ドナーノード111の機能ブロックについて説明する。ドナーノード111は、基地局側通信部117と、記憶部119と、制御部121とを備えている。基地局側通信部117及び記憶部119は、制御部121に接続されている。
【0024】
基地局側通信部117は、アンテナを介して基地局BSと無線信号を送受信する。基地局側通信部117は、受信した無線信号に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行うことによりベースバンド信号を生成し、制御部121に送る。また、基地局側通信部117は、ベースバンド信号に対してアップコンバート及び増幅等を行うことにより、無線信号を生成し、アンテナを介して当該無線信号を基地局BSに送信する。
【0025】
記憶部119は、基地局BSの識別情報と当該基地局BSに直近の中継装置用ゲートウェイ105のアドレス情報とを関連付けて記憶するものであり、ワークメモリなどとしても機能する。基地局BSの識別情報とは、基地局毎に一意に割り当てられる識別子(BSID)等である。中継装置用ゲートウェイ105のアドレス情報とは、中継装置用ゲートウェイ毎に一意に割り当てられるIPアドレスやMAC(Media Access Control)アドレス等である。基地局BSに直近の中継装置用ゲートウェイとは、基地局BSから最も近い(最も有線経路が短い)位置にある中継装置用ゲートウェイである。識別情報とアドレス情報とを関連付けた記憶とは、識別情報により特定される基地局BSと当該基地局BSに直近の中継装置用ゲートウェイ105との対応関係が特定できる態様での記憶である。
【0026】
記憶部119には、中継装置101の製造時、設置時又は設置後などに定期的又は不定期的に、最新の基地局BSの識別情報と当該基地局BSに直近の中継装置用ゲートウェイ105のアドレス情報とを更新して記憶される。記憶部119の情報の更新は、例えば、中継装置101の管理者が予めオフラインで最新情報を中継装置101に入力し、後述する制御部121が入力された情報を記憶部119に記憶させることにより行われる。また、記憶部119の情報の更新を、中継装置101が基地局BSから最新情報をオンラインで受信することにより実現することもできる。基地局BS及び中継装置用ゲートウェイ105がそれぞれ自局(自装置)の位置情報を有している場合、基地局BSは、中継装置用ゲートウェイ105から中継装置用ゲートウェイ105の位置情報を受信することができる。基地局BSは、接続されている全ての中継装置用ゲートウェイ105から位置情報を受信することにより、直近の中継装置用ゲートウェイ105を把握することができる。そして、基地局BSは、直近の中継装置用ゲートウェイ105からアドレス情報を受信し、当該アドレス情報を自局の識別情報と共に中継装置101(ドナーノード111)に送信する。基地局側通信部117が識別情報及びアドレス情報を受信すると、中継装置101の制御部121は、受信した識別情報及びアドレス情報を関連付けて記憶部119に記憶させることができる。
【0027】
なお、本実施形態では、ドナーノード111のみが、記憶部119を有するが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、サービスノード113のみが記憶部を有し、当該記憶部が、ドナーノード111及びサービスノード113の各種情報を記憶することもできる。また、ドナーノード111及びサービスノード113の双方が記憶部を有し、双方の記憶部がデータを分散して記憶することもできる。
【0028】
制御部121は、ドナーノード111及びサービスノード113の各機能ブロックをはじめとしてドナーノード111及びサービスノード113の全体を制御及び管理する。ここで、制御部121は、CPU(中央処理装置)等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ(例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ))によって構成したりすることもできる。なお、本実施形態では、ドナーノード111のみが、制御部121を有するが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、サービスノード113のみが制御部を有し、当該制御部が、ドナーノード111及びサービスノード113の全体を制御及び管理することができる。また、ドナーノード111及びサービスノード113の双方が制御部を有し、各々の制御部が関連する各々のユニットを制御及び管理することもできる。制御部121が行う処理については、後述の図3の説明にて詳述する。
【0029】
続いて、サービスノード113の機能ブロックについて説明する。サービスノード113は、移動局側通信部123を備えている。移動局側通信部123は、制御部121に接続されている。
【0030】
移動局側通信部123は、アンテナを介して移動局MSと無線信号を送受信する。移動局側通信部123は、受信した無線信号に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行うことによりベースバンド信号を生成し、制御部121に送る。また、移動局側通信部123は、ベースバンド信号に対してアップコンバート及び増幅等を行うことにより、無線信号を生成し、アンテナを介して当該無線信号を移動局MSに送信する。
【0031】
続いて、中継装置101が接続先の中継装置用ゲートウェイを決定する方法について、図1及び図3を参照して説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。なお、記憶部119は、図1に示される基地局BS1及びBS2の識別情報α1及びα2と、基地局BS1及びBS2に直近の中継装置用ゲートウェイ105のアドレス情報とを記憶しているものとする。本実施形態では、基地局BS1に直近の中継装置用ゲートウェイは、中継装置用ゲートウェイ105−1であり、基地局BS2に直近の中継装置用ゲートウェイは、中継装置用ゲートウェイ105−2であるとする。中継装置用ゲートウェイ105−1及び105−2のアドレス情報はそれぞれ、アドレス情報A1及びA2であるとする。つまり、記憶部119は、以下の表のような形で識別情報及び識別情報を関連付けて記憶することができる。
【0032】
【表1】

【0033】
中継装置101が、移動局MS1と基地局BS1との間で送受信される無線信号を中継する間は、中継装置101は、中継装置用ゲートウェイ105−1に接続している。そして、その後、中継装置101は、移動局MS2と基地局BS2との間の無線信号を中継する位置に移動するとする。中継装置101の接続先の中継装置用ゲートウェイ105−1のアドレス情報が記憶部119に記憶される場合、記憶部119には、アドレス情報A1が記憶されていることになる。
【0034】
中継装置101が移動すると、まず、ドナーノード111の基地局側通信部117が基地局BS2と同期信号を送受信する。そして、基地局BS2によって中継装置101の位置登録や中継装置101へのIPアドレスの割当などが完了することにより、中継装置101のネットワークエントリが完了する。つまり、ドナーノード111と基地局BS2との間の通信接続が確立される(ステップS101)。
【0035】
そして、基地局BS2は、自局の識別情報α2を含む信号を送信する。基地局側通信部117は、基地局BS2の識別情報α2を含む信号を受信し、制御部121に識別情報α2を送る(ステップS102)。なお、基地局BS2は、自局に直近の中継装置用ゲートウェイ105−2のアドレス情報A2を把握している場合は、識別情報α2と併せてアドレス情報A2を送る中継装置101に送ることができる。この場合、制御部121は、基地局側通信部117が受信した識別情報α2とアドレス情報A2とを関連付けて記憶部119に記憶させることができる。
【0036】
制御部121は、記憶部119に記憶されている情報から、識別情報α2に関連付けられているアドレス情報A2を読み出す(ステップS103)。
【0037】
制御部121は、基地局BS2に直近の中継装置用ゲートウェイは、アドレス情報A2に対応する中継装置用ゲートウェイ105−2であると判断する。よって、制御部121は、中継装置101の接続先を中継装置用ゲートウェイ105−2に決定する(ステップS104)。このとき、制御部121は、記憶部119に記憶されている中継装置101の接続先の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報をアドレス情報A1からアドレス情報A2に更新(上書き)することができる。
【0038】
制御部121は、中継装置用ゲートウェイ105−2を接続先に指定する接続要求を基地局側通信部117に送信させ、中継装置101は、基地局BS2を介して接続先として決定された中継装置用ゲートウェイ105−2と接続する(ステップS105)。
【0039】
このように本実施形態では、中継装置101の制御部121は、基地局側通信部117が接続先の基地局BS2の識別情報α2を受信すると、当該識別情報α2に関連付けられているアドレス情報A2を記憶部119から読み出し、当該アドレス情報A2に対応する中継装置用ゲートウェイ105−2に接続することを決定する。中継装置101は、記憶部119に基地局BS1及びBS2の識別情報α1及びα2と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイ105−1及び105−2のアドレス情報A1及びA2とを関連付けて記憶させておく。これにより、中継装置101は、移動により接続先の基地局が変わっても、基地局BS2の識別番号α2を取得することにより、当該基地局BS2に直近の中継装置用ゲートウェイ105−2を特定できる。そして、中継装置101は、中継装置用ゲートウェイ105−2のアドレス情報A2も有しているので、当該アドレス情報A2を基に中継装置用ゲートウェイ105−2に接続することができる。中継装置101は、直近の中継装置用ゲートウェイ105−2に接続できるため、通信損失を最小限に抑えることができる。また、中継装置101は、直近の中継装置用ゲートウェイ105に接続することができるので、中継装置101が密集するエリアに中継装置用ゲートウェイ105を新たに設置することにより、中継装置用ゲートウェイ105のリソースを分散させることができる。
【0040】
また、本実施形態では、記憶部119は、基地局側通信部117が接続先の基地局BS2から識別情報α2を受信するよりも前に予め、関連付けられた識別情報α1及びα2とアドレス情報A1及びA2とを記憶することができる。これにより、基地局側通信部117が接続先の基地局BS2から識別情報α2のみを受信すれば、制御部121は、直近の中継装置用ゲートウェイ105−2を特定できる。つまり、中継装置101は、接続先の基地局が変わる毎に、当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報を受信する必要がないので、その分中継装置101の処理負荷を軽減できる。
【0041】
また、本実施形態では、基地局側通信部117は、接続先の基地局BS2の識別情報α2と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイ105−2のアドレス情報A2とを受信し、制御部121は、受信された識別情報α2とアドレス情報A2とを関連付けて記憶部119に記憶させることができる。つまり、中継装置101は、接続先の基地局が変わる毎に、当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報を受信することにより、基地局と直近の中継装置用ゲートウェイとの最新の関係をリアルタイムで把握することができる。
【0042】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【0043】
例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【0044】
上述の本発明の実施形態の説明において、中継装置101の接続先の中継装置用ゲートウェイ105の特定は、中継装置101(ドナーノード111)のネットワークエントリが完了したときに行われるとして説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、基地局とゲートウェイ(基地局用ゲートウェイ及び中継装置用ゲートウェイを含む)との間の接続シーケンスを規定するRRM(Radio Resource Management)シーケンスにより、基地局が中継装置用ゲートウェイから中継装置用ゲートウェイの位置情報を取得することができる。そして、基地局は、直近の中継装置用ゲートウェイを特定し、中継装置に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報を送ることができる。中継装置は、当該アドレス情報を受信した段階で、直近の中継装置用ゲートウェイを特定することができる。
【符号の説明】
【0045】
11 無線通信システム
101 中継装置
103−1、103−2 基地局用ゲートウェイ
105−1、105−2 中継装置用ゲートウェイ
111 ドナーノード
113 サービスノード
117 基地局側通信部
119 記憶部
121 制御部
123 移動局側通信部
BS1、BS2 基地局
MS1、MS2 移動局
α1、α2 識別情報
A1、A2 アドレス情報

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置であって、
前記基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部と、
基地局の識別情報と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報とを関連付けて記憶する記憶部と、
前記基地局側通信部が接続先の基地局の識別情報を受信すると、当該識別情報に関連付けられているアドレス情報を前記記憶部から読み出し、当該アドレス情報に対応する中継装置用ゲートウェイに接続することを決定する制御部と
を備える中継装置。
【請求項2】
請求項1に記載の中継装置において、前記記憶部は、前記基地局側通信部が識別情報を受信するよりも前に予め、関連付けられた前記識別情報及び前記アドレス情報を記憶することを特徴とする中継装置。
【請求項3】
請求項1に記載の中継装置において、
前記基地局側通信部は、接続先の基地局の識別情報と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報とを受信し、
前記制御部は、受信された前記識別情報と前記アドレス情報とを関連付けて前記記憶部に記憶させることを特徴とする中継装置。
【請求項4】
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置の制御方法において、当該中継装置が、
基地局の識別情報と当該基地局に直近の中継装置用ゲートウェイのアドレス情報とを関連付けて記憶するステップと、
接続先の基地局の識別情報を受信するステップと、
当該識別情報に関連付けられているアドレス情報を前記記憶部から読み出すステップと、
当該アドレス情報に対応する中継装置用ゲートウェイに接続することを決定するステップと
を含む中継装置の制御方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−115568(P2013−115568A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−259285(P2011−259285)
【出願日】平成23年11月28日(2011.11.28)
【出願人】(000006633)京セラ株式会社 (13,660)
【Fターム(参考)】