無線通信システム
【課題】無線リンク確立後にＩＰ通信を迅速に開始する。
【解決手段】無線通信システム１が、第１通信規約に従って動作可能な第１無線通信ネットワーク１０と、第２通信規約に従って動作可能な第２無線通信ネットワーク２０と、第１通信規約および第２通信規約に従って動作可能な移動局３０とを備える。移動局３０は、第１基地局１００および第２基地局２００と無線通信する移動局通信部と、垂直ハンドオーバを実行する移動局制御部とを備える。第２基地局２００は、使用可能ＩＰアドレスを記憶する基地局記憶部と、使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームＦＢ，ＦＰＲを生成する基地局制御部と、第１ＭＡＣフレームＦＢ，ＦＰＲを送信する基地局通信部とを備える。垂直ハンドオーバの過程において移動局通信部が第１ＭＡＣフレームＦＢ，ＦＰＲを受信する。
【解決手段】無線通信システム１が、第１通信規約に従って動作可能な第１無線通信ネットワーク１０と、第２通信規約に従って動作可能な第２無線通信ネットワーク２０と、第１通信規約および第２通信規約に従って動作可能な移動局３０とを備える。移動局３０は、第１基地局１００および第２基地局２００と無線通信する移動局通信部と、垂直ハンドオーバを実行する移動局制御部とを備える。第２基地局２００は、使用可能ＩＰアドレスを記憶する基地局記憶部と、使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームＦＢ，ＦＰＲを生成する基地局制御部と、第１ＭＡＣフレームＦＢ，ＦＰＲを送信する基地局通信部とを備える。垂直ハンドオーバの過程において移動局通信部が第１ＭＡＣフレームＦＢ，ＦＰＲを受信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話（２Ｇ、３Ｇ等）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）等の様々な無線通信システムが普及している。無線通信システムにおいては、時刻や移動局の位置等に応じて通信環境が大きく変動するため、移動局は、通信環境に応じて適切な接続先を選択しハンドオーバを実行する必要がある。無線通信システム間でのシームレスなハンドオーバを実現するために、メディア独立ハンドオーバ（Media Independent Handover、ＭＩＨ）が提案されている（非特許文献１）。メディア独立ハンドオーバは、垂直ハンドオーバまたはシステム間ハンドオーバとも称される。
【０００３】
特許文献１には、垂直ハンドオーバを実行する際、新しい無線リンク（レイヤ２レベルのアソシエーション）を確立するために無線レベルハンドオーバをトリガし、新しい無線リンクを使用してインターネットプロトコル接続（レイヤ３接続）を確立する（すなわち、ＤＨＣＰサーバ（Dynamic Host Configuration Protocol Server）からＩＰアドレス（Internet Protocol Address）を取得する）ことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５０２４３３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE 802.21, Media Independent Handover（MIH）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスを取得する際には、（１）端末からのDHCP Discoverメッセージのブロードキャスト、（２）サーバからのDHCP Offerメッセージによる候補ＩＰアドレスの提示、（３）端末からのDHCP RequestメッセージによるＩＰアドレスの使用要求、（４）サーバからのDHCP Ackメッセージの送信、というステップを経るため、数１０ミリ秒から数１０秒の時間が必要である。特許文献１の技術によれば、無線リンク確立の完了後にハンドオーバ先ネットワーク内のＤＨＣＰサーバが移動局にＩＰアドレスを割り当てるから、無線リンク確立直後には移動局とハンドオーバ先ネットワークとの間でのＩＰ通信（レイヤ３通信）を行うことができず、垂直ハンドオーバ前後でＩＰ通信が中断する可能性がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、無線リンク確立後にＩＰ通信を迅速に開始することが可能な無線通信システム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】
【０００８】
本発明に係る無線通信システムは、第１通信規約に従って動作可能な第１無線通信ネットワークと、前記第１通信規約とは異なる第２通信規約に従って動作可能な第２無線通信ネットワークと、前記第１通信規約および前記第２通信規約に従って動作可能な移動局と
を備える無線通信システムであって、前記移動局は、前記第１無線通信ネットワークに含まれる第１基地局および前記第２無線通信ネットワークに含まれる第２基地局と無線通信する移動局通信部と、前記第１基地局から前記第２基地局への垂直ハンドオーバを実行する移動局制御部とを備え、前記第２基地局は、前記第２基地局に対して垂直ハンドオーバしてくる前記移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰ（Internet Protocol）アドレスを記憶する基地局記憶部と、前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣ（Media Access Control）フレームを生成する基地局制御部と、前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する基地局通信部とを備え、垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において、前記移動局通信部が前記第１ＭＡＣフレームを受信し、前記移動局制御部が前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスを選択して、選択した使用希望ＩＰアドレスを示す第２ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第２ＭＡＣフレームを前記第２基地局に送信する。
【０００９】
本発明によれば、第１ＭＡＣフレームが使用可能ＩＰアドレスを含むので、移動局と第２基地局とが無線リンクを確立する前に、移動局が第２基地局（第２無線通信ネットワーク）にて使用するＩＰアドレスを取得することができる。したがって、無線リンクが確立された直後からＩＰ通信（レイヤ３通信）を開始することが可能である。
【００１０】
本発明の好適な態様において、前記第２基地局の前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記基地局制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記基地局通信部が前記移動局に送信し、前記移動局通信部が前記新たな第１ＭＡＣフレームを受信し、前記移動局制御部が前記新たな第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能な別のＩＰアドレスを選択して、選択した前記使用可能な別のＩＰアドレスを示す第２ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第２ＭＡＣフレームを前記第２基地局に送信する。
【００１１】
以上の構成によれば、第２ＭＡＣフレームが示す使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、新たな使用可能ＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを移動局に送信するので、無線リンク確立後に再度のＩＰアドレス取得が必要となることが防止される。したがって、無線リンク確立後の迅速なＩＰ通信開始がより確実に実現される。また、第２無線通信ネットワークにおけるＩＰアドレスの重複が防止されるので、第２無線通信ネットワークにおけるＩＰ通信が安定化する。
【００１２】
本発明の好適な態様において、前記第２無線通信ネットワークは複数の前記第２基地局を備え、無線通信システムは、各前記第２基地局の位置情報および識別情報を取得する管理サーバ通信部と、前記位置情報および前記識別情報を記憶する管理サーバ記憶部とを含む管理サーバをさらに備え、前記移動局通信部は、前記移動局自身の現在地情報を前記管理サーバに送信し、前記管理サーバは、受信した前記現在地情報と各前記第２基地局の前記位置情報とに基づいて、前記移動局と無線通信可能な範囲に各前記第２基地局が存在するか否かを判定する管理サーバ判定部をさらに備え、前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記識別情報を前記移動局へ送信し、前記移動局制御部は、前記移動局受信部が受信した前記識別情報により特定される前記第２基地局のうちから垂直ハンドオーバ先を選択し、選択した第２基地局に対して前記第１ＭＡＣフレームの送信を要求する送信要求ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部は、前記送信要求ＭＡＣフレームを送信し、前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記送信要求ＭＡＣフレームに応答して、前記移動局に対する前記第１ＭＡＣフレームを生成する。
【００１３】
以上の構成によれば、移動局と無線通信可能な範囲に存在する第２基地局の識別情報が移動局に送信されるので、移動局が垂直ハンドオーバ候補の第２基地局を認識することができる。そのため、第２基地局が第１ＭＡＣフレームをブロードキャストする必要がなくなるので、セキュリティをより向上させることが可能である。
【００１４】
本発明の好適な態様において、前記管理サーバ記憶部は、前記第２無線通信ネットワークの各前記第２基地局の通信品質情報を記憶し、前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記通信品質情報を前記移動局へ送信し、前記移動局制御部は、前記通信品質情報に基づいて垂直ハンドオーバ先の第２基地局を選択する。
以上の構成によれば、垂直ハンドオーバ後に実現される通信品質に応じて第２基地局を選択するので、垂直ハンドオーバ後の通信品質をより高めることが可能である。
【００１５】
本発明の好適な態様において、前記管理サーバ記憶部は、前記第２無線通信ネットワークの各前記第２基地局の認証方式および暗号化鍵を記憶し、前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記認証方式および前記暗号化鍵を前記移動局へ送信し、前記移動局制御部は、前記移動局通信部に受信された前記認証方式および前記暗号化鍵に基づいて前記第２基地局との認証を実行する。
以上の構成によれば、移動局が接続する可能性のあるネットワークの認証方式および暗号化鍵を記憶しておかなくてもよいから構成が簡易となる。さらに、認証方式および暗号化鍵が現在接続中のネットワークを介して移動局に送信されるから、現在接続中のネットワークのセキュリティが保たれている限り安全に認証方式および暗号化鍵が送信される。
【００１６】
本発明の好適な態様において、前記第１ＭＡＣフレームおよび前記第２ＭＡＣフレームの各々は、通信相手の発見、通信相手の認証、または通信相手とのアソシエーションのために送信されるマネジメントフレームのいずれかである。
以上の構成によれば、ＩＰ層（レイヤ３）での通信が行われる前に第２基地局から移動 局へ送信されるマネジメントフレームに使用可能ＩＰアドレスが搭載される。
【００１７】
本発明に係る基地局は、自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰアドレスを記憶する記憶部と、前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームを生成する制御部と、前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する通信部とを備え、垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスから前記移動局が選択した使用希望ＩＰアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第２ＭＡＣフレームを前記通信部が受信し、受信した前記第２ＭＡＣフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する。
【００１８】
好ましくは、前記制御部は、前記通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記通信部が前記移動局に送信する。
【００１９】
本発明に係るネットワークは、自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰアドレスを記憶する記憶部と、前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームを生成する制御部と、前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する通信部とを備える基地局を備え、垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスから前記移動局が選択した使用希望ＩＰアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第２ＭＡＣフレームを前記基地局の前記通信部が受信し、受信した前記第２ＭＡＣフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する。
【００２０】
好ましくは、前記基地局の前記制御部は、前記通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記通信部が前記移動局に送信する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを示す図である。
【図２】第１実施形態に係る第１基地局を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る第２基地局を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る移動局を示すブロック図である。
【図５】ＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。
【図６】無線ＬＡＮのＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。
【図７】マネジメントフレームのＭＡＣヘッダ部分のフォーマットを示す図である。
【図８】ビーコンフレームのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。
【図９】アソシエーション要求フレームのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。
【図１０】アソシエーション応答フレームのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。
【図１１】第１実施形態の垂直ハンドオーバの動作を示すシーケンス図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る無線通信システムを示す図である。
【図１３】第２実施形態に係る移動局を示すブロック図である。
【図１４】第２実施形態に係る管理サーバを示すブロック図である。
【図１５】プローブ応答フレームのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。
【図１６】第２実施形態の垂直ハンドオーバの動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第1実施形態
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る無線通信システム１は、移動通信規約（例えば、第２世代携帯電話規格（２Ｇ）、第３世代携帯電話規格（３Ｇ）、Long Term Evolution（ＬＴＥ）等）に従って動作可能な移動通信ネットワーク１０と、無線ＬＡＮ通信規約（例えば、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、またはIEEE 802.11n）に従って動作可能な無線ＬＡＮネットワーク２０と、移動通信規約および無線ＬＡＮ通信規約に従って動作可能な移動局３０とを備える。移動局３０は移動通信ネットワーク１０または無線ＬＡＮネットワーク２０を介してインターネット４００に接続可能である。
【００２３】
移動通信ネットワーク１０は複数の第１基地局１００とゲートウェイ１２とを備える。第１基地局１００は無線リンクを介して移動局３０と無線接続することが可能である。ゲートウェイ１２は各第１基地局１００の上位（よりインターネット４００に近い側）に配置され、第１基地局１００とインターネット４００とを相互に接続する。ゲートウェイ１２はＤＨＣＰサーバとしても機能し、移動通信ネットワーク１０と接続中の移動局３０にＩＰアドレスを割り当てることが可能である。したがって、移動局３０は第１基地局１００およびゲートウェイ１２を介してインターネット４００に接続可能である。なお、第１基地局１００の上位かつゲートウェイ１２の下位にＤＨＣＰサーバの機能を有する交換局を設けることも可能である。
【００２４】
無線ＬＡＮネットワーク２０は１つの第２基地局２００を備える。第２基地局２００は例えば無線ＬＡＮアクセスポイントであり、ＤＨＣＰサーバとしても機能することが可能である。第２基地局２００は無線リンクを介して移動局３０と無線接続することが可能であり、インターネット４００と接続することが可能である。すなわち、移動局３０は第２基地局２００を介してインターネット４００に接続可能である。
【００２５】
第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にはネットワーク識別子であるＳＳＩＤ（Service Set Identifier）が割り振られる。移動局３０はＳＳＩＤによって第２基地局２００および無線ＬＡＮネットワーク２０を識別する。
【００２６】
移動局３０は、移動局３０自身の無線通信可能範囲Ｒ内に位置する第１基地局１００および第２基地局２００と無線通信することが可能である。移動局３０は、垂直ハンドオーバプロトコル（MIHプロトコル等）に従って、第１基地局１００（移動通信ネットワーク１０）と第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）との間で垂直ハンドオーバを実行することが可能である。
【００２７】
なお、移動局３０は、単一の基地局のみと無線通信を行うことも可能であるし、複数の基地局と同時に無線通信を行うことも可能である。例えば、図１に示すように、移動局３０の無線通信可能範囲Ｒ内に２つの基地局（第１基地局１００および第２基地局２００）が存在する場合には、これら２つの基地局と同時に無線通信を行うこと（マルチホーミングによる無線通信を行うこと）も可能である。
【００２８】
図２に第１基地局１００の構成の一例を示す。第１基地局１００は、通信部１１０と、制御部１２０と、記憶部１３０と、移動通信インタフェース１４０とを備える。移動通信インタフェース１４０にはアンテナ１４２が接続されている。移動通信インタフェース１４０およびアンテナ１４２は移動通信規約に適応されている。通信部１１０は移動通信インタフェース１４０およびアンテナ１４２を介して移動局３０と移動通信を実行する。制御部１２０は、移動局３０との移動通信、特に垂直ハンドオーバを制御する。
【００２９】
図３に第２基地局２００の構成の一例を示す。第２基地局２００は、通信部２１０と、制御部２２０と、記憶部２３０と、無線ＬＡＮインタフェース２４０とを備える。無線ＬＡＮインタフェース２４０にはアンテナ２４２が接続されている。無線ＬＡＮインタフェース２４０およびアンテナ２４２は無線ＬＡＮ通信規約に適応されている。通信部２１０は無線ＬＡＮインタフェース２４０およびアンテナ２４２を介して移動局３０と無線通信を実行する。
【００３０】
制御部２２０は、ＩＰアドレス管理部２２２とＭＡＣフレーム生成部２２４とＩＰアドレス衝突判定部２２６とを備える。ＩＰアドレス管理部２２２は、第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にて使用されるＩＰアドレスを管理する。具体的には、ＩＰアドレス管理部２２２は、無線ＬＡＮネットワーク２０のＩＰアドレス空間（使用し得るＩＰアドレスの範囲。例えば192.0.0.0〜192.0.0.255）と無線ＬＡＮネットワーク２０にて既に使用されているＩＰアドレスとに基づいて使用可能な（すなわち、新たな割当てが可能な）ＩＰアドレスを特定し、記憶部２３０に記憶する。また、動的ＩＰアドレスのリース期間が経過した場合、ＩＰアドレス管理部２２２はその動的ＩＰアドレスの割当てを終了し使用可能ＩＰアドレスとして記憶部２３０に記憶する。ＭＡＣフレーム生成部２２４は、無線ＬＡＮ端末（例えば移動局３０）との無線通信に用いるＭＡＣフレームＦを生成する。ＭＡＣフレームＦは、マネジメントフレームＦＭ、制御フレーム、およびデータフレームに大別される。通信相手の発見、通信相手の認証、または通信相手とのアソシエーションのために送信されるマネジメントフレームＦＭについての詳細は後述する。ＩＰアドレス衝突判定部２２６は、移動局３０が選択した使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定する（詳細は後述する）。また、制御部２２０は、移動局３０との無線通信、特に第２基地局２００への垂直ハンドオーバを制御（実行）する。
【００３１】
図４に移動局３０の構成の一例を示す。図４に示すように、移動局３０は、通信部４０と、制御部５０と、記憶部６０と、移動通信インタフェース７０と、無線ＬＡＮインタフェース８０とを備える。移動通信インタフェース７０にはアンテナ７２が接続され、無線ＬＡＮインタフェース８０にはアンテナ８２が接続されている。移動通信インタフェース７０およびアンテナ７２は移動通信規約に適応されており、無線ＬＡＮインタフェース８０およびアンテナ８２は無線ＬＡＮ通信規約に適応されている。通信部４０は、移動通信インタフェース７０およびアンテナ７２を介して第１基地局１００（移動通信ネットワーク１０）と無線通信を行い、無線ＬＡＮインタフェース８０およびアンテナ８２を介して第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）と無線通信を実行する。
【００３２】
制御部５０は、ハンドオーバ判定部５２と、ＭＡＣフレーム生成部５６と、ハンドオーバ実行部５８とを備える。ハンドオーバ判定部５２は、通信品質（例えば、信号対干渉比）等の基準に基づいて、移動局３０がハンドオーバを実行すべきか否かを判定する。ＭＡＣフレーム生成部５６は、無線ＬＡＮ基地局（例えば第２基地局２００）との無線通信に用いるＭＡＣフレームＦを生成する。ハンドオーバ実行部５８は、垂直ハンドオーバプロトコル（MIHプロトコル等）に従って第１基地局１００（移動通信ネットワーク１０）と第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）との間で垂直ハンドオーバを実行する。
【００３３】
第１基地局１００の通信部１１０および制御部１２０、第２基地局２００の通信部２１０および制御部２２０内の各要素、ならびに移動局３０の通信部４０および制御部５０内の各要素は、それぞれの装置（第１基地局１００、第２基地局２００、移動局３０）内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）がコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。各コンピュータプログラムは、それぞれの装置内にある図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶される。
また、第１基地局１００の記憶部１３０、第２基地局２００の記憶部２３０、および移動局３０の記憶部６０は、各種の情報（ハンドオーバ閾値情報等）を記憶する記憶媒体であり、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。
【００３４】
第２基地局２００と移動局３０との間で互いに送受信されるＭＡＣフレームＦのフォーマットについて以下に詳述する。図５は、一般的なＭＡＣフレームＦのフォーマットを示す図である。ＭＡＣフレームＦはＭＡＣ層のＰＤＵ（Protocol Data Unit）であり、ＭＡＣヘッダ部分とフレームボディ部分とＦＣＳ（Frame Check Sequence）部分とを含むビット列である。ＦＣＳ部分にはＭＡＣフレームＦの誤り制御信号が格納される。ＭＡＣフレームＦのフレームボディ部分（ペイロード）には送信データが格納される。具体的には、ＭＡＣ層（レイヤ２）の上位層であるＩＰ層（レイヤ３）のＰＤＵであるＩＰパケットが格納される。ＩＰパケットはヘッダ部分とデータ部分（ペイロード）とを含む。また、ＩＰパケットのデータ部分にはＩＰ層の上位層であるトランスポート層（レイヤ４）のＰＤＵであるＴＣＰセグメント（又はＵＤＰセグメント。以下同様）が格納される。ＴＣＰセグメントはヘッダ部分とデータ部分（ペイロード）とを含む。
【００３５】
ＭＡＣヘッダ部分には、ＭＡＣフレームＦの伝送制御に関与するパラメータが格納される。図６に、IEEE 802.11に規定される無線ＬＡＮのＭＡＣヘッダの基本フォーマットを示す。無線ＬＡＮのＭＡＣヘッダは、フレーム制御、デュレーション／ＩＤ、アドレス１、アドレス２、アドレス３、シーケンス制御、アドレス４、およびＱｏＳ制御の各フィールドを備える。各アドレスフィールド（アドレス１〜アドレス４）には、用途に応じた任意のアドレス（例えば送信元ＭＡＣアドレス）が格納されるように規定される。
【００３６】
無線ＬＡＮで用いられるＭＡＣフレームＦは、前述の通り、マネジメントフレームＦＭ、制御フレーム、およびデータフレームに大別される。このうち、マネジメントフレームＦＭは以下のフレームを含む（IEEE Computer Society、"IEEE Std 802.11.TM-2007"、IEEE Standard for Information technology、Telecommunications and information exchange between systems、Local and metropolitan area networks、Specific requirements、Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications（２００７年６月１２日）のSubclause 7.1.3.1.2参照）。
・通信相手の発見（スキャニング）に使用されるビーコンフレームＦＢ、プローブ要求フレームＦＰＱ、およびプローブ応答フレームＦＰＲ
・通信相手の認証に使用される認証要求フレームおよび認証応答フレーム
・通信相手とのアソシエーション確立の際に使用されるアソシエーション要求フレームＦＡＱおよびアソシエーション応答フレームＦＡＲ
【００３７】
図７は、マネジメントフレームＦＭのＭＡＣヘッダ部分のフォーマットの一例を示す図である。マネジメントフレームＦＭのＭＡＣヘッダ部分は、アドレス１として宛先ＭＡＣアドレスを、アドレス２として送信元ＭＡＣアドレスを、アドレス３としてＢＳＳ（Basic Service Set）ＩＤを含み、アドレス４フィールドおよびＱｏＳ制御フィールドを含まない。
【００３８】
マネジメントフレームＦＭは、ＭＡＣ層の無線通信制御のためのパラメータを示す複数の情報要素ＩＥ（Information Element）をフレームボディ部分に含む。従来のマネジメントフレームに含まれる情報要素ＩＥはIEEE Std 802.11.TM-2007のPart 11, Subclause 7.2.3（Management Frames）に規定されている。
【００３９】
図８は、本発明にて新たに提案されるビーコンフレームＦＢのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。本発明に係るビーコンフレームＦＢは新たな情報要素ＩＥとして使用可能ＩＰアドレスをさらに含む。ビーコンフレームＦＢは第２基地局２００が生成し送信するフレームである。
【００４０】
図９は、本発明にて新たに提案されるアソシエーション要求フレームＦＡＱのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。本発明に係るアソシエーション要求フレームＦＡＱは新たな情報要素ＩＥとして使用希望ＩＰアドレスをさらに含む。アソシエーション要求フレームＦＡＱは移動局３０が生成し送信するフレームである。
【００４１】
図１０は、本発明にて新たに提案されるアソシエーション応答フレームＦＡＲのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。本発明に係るアソシエーション応答フレームＦＡＲは新たな情報要素ＩＥとして使用可能ＩＰアドレスをさらに含む。アソシエーション応答フレームＦＡＲは第２基地局２００が生成し送信するフレームである。
【００４２】
図１１は、第１実施形態の垂直ハンドオーバの動作を示すシーケンス図である。垂直ハンドオーバ開始前に移動局３０と第１基地局１００との間に無線接続が設定（確立）されている状況を想定する。第２基地局２００は、記憶部２３０に記憶された使用可能ＩＰアドレスを搭載したＭＡＣフレームＦ（ビーコンフレームＦＢ）を継続的（例えば１秒に１回）にブロードキャスト送信している。
【００４３】
移動局３０と第１基地局１００との間の通信環境が悪化した、または移動局３０が第１基地局１００より帯域幅の広い接続先に接続する必要が生じたこと等によりハンドオーバイベントが発生すると、移動局３０のハンドオーバ判定部５２がハンドオーバトリガを生成して第１基地局１００に送信し、垂直ハンドオーバ過程が開始する（ステップＳ１００）。
【００４４】
垂直ハンドオーバ過程が開始すると、移動局３０（通信部４０）は、パッシブスキャンを実行して、無線通信可能範囲Ｒ内に位置する第２基地局２００（通信部２１０）が送信するビーコンフレームＦＢを受信する（ステップＳ１１０）。ビーコンフレームＦＢは、第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にて使用可能なＩＰアドレスを示す。
【００４５】
ビーコンフレームＦＢは、第２基地局２００のＭＡＣフレーム生成部２２４により生成される。ＭＡＣフレーム生成部２２４は、記憶部２３０に記憶される使用可能ＩＰアドレスを読み出して、その全部または一部を情報要素ＩＥとしてビーコンフレームＦＢのフレームボディ部分に搭載する。
【００４６】
移動局３０の制御部５０（ＭＡＣフレーム生成部５６）は、受信したビーコンフレームＦＢが示す使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択し、その使用希望ＩＰアドレスを搭載したアソシエーション要求フレームＦＡＱを生成して通信部４０に転送する。通信部４０はアソシエーション要求フレームＦＡＱを第２基地局２００に送信する（ステップＳ１２０）。
【００４７】
ステップＳ１２０において、ＭＡＣフレーム生成部５６が使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択する方法は任意である。例えば、最も値の小さい使用可能ＩＰアドレスを使用希望ＩＰアドレスとして選択してもよいし、複数の使用可能ＩＰアドレスの中から乱数的に使用希望ＩＰアドレスを選択してもよい。以前に使用したことのあるＩＰアドレスを優先的に使用希望ＩＰアドレスとして選択してもよい。なお、使用可能ＩＰアドレスが１つのみ示されている場合には、その使用可能ＩＰを使用希望ＩＰアドレスとして選択する。
【００４８】
第２基地局２００のＩＰアドレス衝突判定部２２６は、通信部２１０に受信されたアソシエーション応答フレームＦＡＲが示す使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。具体的には、使用希望ＩＰアドレスが、既に他の移動局３０に割り当てられているか予約されている（割り当てられようとしている）場合には、使用不可能であると判定する。以下、ステップＳ１３０においてＩＰアドレスが衝突（重複）していると判定された場合を例示して説明する。ステップＳ１４０で、ＭＡＣフレーム生成部２２４が、記憶部２３０を参照して新たな使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を搭載したアソシエーション応答フレームＦＡＲを生成し、通信部２１０がそのアソシエーション応答フレームＦＡＲを移動局３０へ送信する。
【００４９】
ビーコンフレームＦＢはブロードキャストされるので複数の移動局３０により受信され得る。そのため、複数の移動局３０が第２基地局２００の周辺に位置する場合には、同じ使用可能ＩＰアドレスに対して複数の使用希望が発生する場合がある。ステップＳ１３０でＩＰアドレスの衝突判定を実行することにより、同一ネットワーク内でのＩＰアドレス重複が回避される。
【００５０】
移動局３０は、ステップＳ１２０と同様に、受信したアソシエーション応答フレームＦＡＲが示す使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択し、その使用希望ＩＰアドレスを搭載したアソシエーション要求フレームＦＡＱを生成し第２基地局２００に送信する（ステップＳ１５０）。
【００５１】
第２基地局２００のＩＰアドレス衝突判定部２２６は、ステップＳ１３０と同様、通信部２１０に受信されたアソシエーション要求フレームＦＡＱが示す使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０で、ＩＰアドレスが衝突（重複）しておらず使用可能であると判定されると、制御部２２０は垂直ハンドオーバを実行する（完了させる）。すなわち、第２基地局２００によるアソシエーション応答フレームＦＡＲの返信および移動局３０の認証（authentication）を経て、無線リンク（レイヤ２アソシエーション）の確立が完了する。
【００５２】
以上に説明した実施の形態によれば、ビーコンフレームＦＢが使用可能ＩＰアドレスを含むので、移動局３０と第２基地局２００とが無線リンクを確立する前に、移動局３０が第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にて使用するＩＰアドレスを取得することができる。したがって、無線リンクが確立された直後から迅速にＩＰ通信（レイヤ３通信）を開始することが可能である。
【００５３】
また、移動局３０が使用を希望するＩＰアドレスが無線ＬＡＮネットワーク２０にて使用可能であるか否かを無線リンク確立前に判定し、使用可能でない場合には再び使用可能ＩＰアドレスを移動局３０に送信するので、無線リンク確立後に再度のＩＰアドレス取得が必要となることが防止される。したがって、無線リンク確立後の迅速なＩＰ通信開始がより確実に実現される。また、無線ＬＡＮネットワーク２０におけるＩＰアドレスの重複が防止されるので、無線ＬＡＮネットワーク２０におけるＩＰ通信が安定化する。
【００５４】
第２実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各態様において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００５５】
図１２は、本発明の第２実施形態に係る無線通信システム１を示す概略図である。無線通信システムはさらに管理サーバ５００を備える。図１２では、管理サーバ５００はインターネット４００に直接接続されているが、管理サーバ５００は任意の箇所に配置され得る。例えば、移動通信ネットワーク１０内に配置されてもよく、無線ＬＡＮネットワーク２０内に配置されてもよい。
【００５６】
第２実施形態の無線ＬＡＮネットワーク２０は複数の第２基地局２００およびＤＨＣＰサーバ２２を備える。無線ＬＡＮネットワーク２０は１つのアドレス空間を有し、ＤＨＣＰサーバ２２はアドレス空間内で使用されているＩＰアドレスおよび使用可能ＩＰアドレス（未割当てＩＰアドレス）を統括的に把握している。各第２基地局２００のＩＰアドレス管理部２２２はＤＨＣＰサーバ２０から使用可能ＩＰアドレスを取得して記憶部２３０に記憶する。
また、各第２基地局２００には相異なるＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）が割り振られ、無線ＬＡＮネットワーク２０にはＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）が割り振られる。通信部２１０は、第２基地局２００のＢＳＳＩＤおよびＥＳＳＩＤのいずれか一方または双方（以下、識別情報と称する場合がある）を無線または有線で送信可能である。通信部２１０は、記憶部２３０に記憶される第２基地局２００の位置情報（緯度および経度等）を無線または有線で送信可能である。
【００５７】
図１３は、第２実施形態の移動局３０の構成例を示す図である。移動局３０の制御部５０は、移動局３０の現在地情報（緯度および経度等）を取得する現在地情報取得部５４をさらに含む。現在地情報取得部５４は、例えば図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）受信機から入力される情報に基づいて現在地情報を取得（算出）してもよいし、通信中の基地局から現在地情報を取得してもよい。
【００５８】
図１４は、管理サーバ５００の構成の一例を示す図である。管理サーバ５００は、通信部５１０と、制御部５２０と、記憶部５３０と、ネットワークインタフェース５４０とを備える。通信部５１０は、ネットワークインタフェース５４０を介して、インターネット４００に接続しているノードと通信して情報を取得する。例えば、各第２基地局２００の位置情報および識別情報を取得したり、移動局３０の現在地情報を取得したりすることが可能である。取得された情報は記憶部５３０に記憶される。制御部５２０はインターネット４００に接続しているノードを制御する要素であり、例えば、移動局３０の現在地情報と各第２基地局２００の位置情報とに基づいて、移動局３０の無線通信可能範囲Ｒに第２基地局２００が存在するか否かを判定することが可能である。
管理サーバ５００の通信部５１０および制御部５２０は、図示しないＣＰＵがコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。以上のコンピュータプログラムは不図示のＲＯＭに記憶される。また、記憶部５３０は前述の情報を記憶する記憶媒体であり、例えばＲＡＭである。
【００５９】
図１５は、本発明にて新たに提案されるプローブ応答フレームＦＰＲのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。本発明に係るプローブ応答フレームＦＰＲは新たな情報要素ＩＥとして使用可能ＩＰアドレスをさらに含む。プローブ応答フレームＦＰＲは移動局３０が送信するプローブ要求フレームＦＰＱに応答して第２基地局２００が生成し送信するフレームである。
【００６０】
図１６は、第２実施形態の垂直ハンドオーバの動作を示すシーケンス図である。垂直ハンドオーバ開始前に移動局３０と第１基地局１００との間に無線接続が設定（確立）されている状況を想定する。第２基地局２００は、移動局３０からのプローブ要求フレームＦＰＱに応じてプローブ応答フレームＦＰＲを送信する。各第２基地局２００は、第２基地局２００自身の位置情報および識別情報を随時に管理サーバ５００に送信し、通信部５１０に受信された位置情報および識別情報は記憶部５３０に記憶される。第２基地局２００からの情報送信は定期的に行われてもよく、管理サーバ５００からの要求に応じて行われてもよい。
【００６１】
ハンドオーバイベントが発生すると、移動局３０のハンドオーバ判定部５２がハンドオーバトリガを生成して第１基地局１００に送信し、垂直ハンドオーバ過程が開始する（ステップＳ２００）。垂直ハンドオーバ過程が開始すると、現在地情報取得部５４が取得した移動局３０の現在地情報を、通信部４０管理サーバ５００へ送信する（ステップＳ２１０）。
【００６２】
管理サーバ５００の制御部５２０は、受信した移動局３０の現在地情報と各第２基地局２００の位置情報とに基づいて、移動局３０の無線通信可能範囲Ｒに第２基地局２００が存在するか否かを判定する。すなわち、制御部５２０は判定部として機能する。通信部５１０は、無線通信可能範囲Ｒに存在する第２基地局２００の識別情報を移動通信ネットワーク１０を介して移動局３０に送信する（ステップＳ２２０）。
【００６３】
移動局３０の制御部５０（ＭＡＣフレーム生成部５６）は、通信部４０が受信した識別情報により特定される第２基地局２００のうち、最も信号対干渉比の値が大きい第２基地局２００を垂直ハンドオーバ先として選択し（ステップＳ２３０）、選択した第２基地局２００に対するプローブ要求フレームＦＰＱを生成する。通信部４０は、生成されたプローブ要求フレームＦＰＱを第２基地局２００へ送信する（ステップＳ２４０）。すなわち、第２実施形態の移動局３０はアクティブスキャンを実行することが可能である。このプローブ要求フレームＦＰＱはプローブ応答フレームＦＰＲの送信を要求するフレームであり、一般的なプローブ要求フレームＦＰＱと同様にブロードキャストされてもよいし、送信先（ＥＳＳＩＤまたはＢＳＳＩＤ）が特定されていてもよい。
【００６４】
第２基地局２００の通信部２１０がプローブ要求フレームＦＰＱを受信する。受信されたプローブ要求フレームＦＰＱに応じて、ＭＡＣフレーム生成部２２４がプローブ応答フレームＦＰＲを生成する。具体的には、ＭＡＣフレーム生成部２２４が記憶部２３０に記憶された使用可能ＩＰアドレスを読み出して、その全部または一部を情報要素ＩＥとしてプローブ応答フレームＦＰＲのフレームボディ部分に搭載する。通信部２１０がプローブ応答フレームＦＰＲを移動局３０に送信する（ステップＳ２５０）。なお、プローブ応答フレームＦＰＲは、第１実施形態のビーコンフレームＦＢと異なりブロードキャストはされず、１つの移動局３０に対して送信される。
【００６５】
移動局３０の制御部５０（ＭＡＣフレーム生成部５６）は、受信したプローブ応答フレームＦＰＲが示す使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択し（ステップＳ２６０）、その使用希望ＩＰアドレスを搭載したアソシエーション要求フレームＦＡＱを生成して通信部４０に転送する。通信部４０はアソシエーション要求フレームＦＡＱを第２基地局２００に送信する（ステップＳ２７０）。使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択する方法は、第１実施形態と同様に任意である。また、使用可能ＩＰアドレスが１つのみ示されている場合の扱いも同様である。
【００６６】
第２基地局２００の通信部２１０にアソシエーション要求フレームＦＡＱが受信されると、制御部２２０は垂直ハンドオーバを実行する（完了させる）。すなわち、第２基地局２００によるアソシエーション応答フレームＦＡＲの返信および移動局３０の認証（authentication）を経て、無線リンク（レイヤ２アソシエーション）の確立が完了する。
【００６７】
以上に説明した実施の形態によれば、プローブ応答フレームＦＰＲが使用可能ＩＰアドレスを含むので、第１実施形態と同様の作用効果が奏される。また、無線接続可能範囲Ｒ内に存在する第２基地局２００の識別情報が移動局３０に送信されるので、移動局３０が垂直ハンドオーバ候補の第２基地局２００を認識することができる。そのため、第２基地局２００がビーコンフレームＦＢを送信する必要がなくなるので、セキュリティをより向上させることが可能である。さらに、複数の移動局３０が同じ使用可能ＩＰアドレスの使用を希望することが抑制されるので、ＩＰアドレス衝突判定が不要になり、構成を簡易にすることができる。
【００６８】
変形例
以上の実施の形態は、本発明から逸脱しない範囲において多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
【００６９】
変形例１
第１実施形態の移動局３０がアクティブスキャンを実行してもよい。すなわち、移動局３０がプローブ要求フレームＦＰＱを送信し、第２基地局２００がプローブ要求フレームＦＰＱに応答して、使用可能ＩＰアドレスを示すプローブ応答フレームＦＰＲを生成し送信してもよい。
【００７０】
変形例２
第１実施形態と第２実施形態は組み合わせることが可能である。例えば、垂直ハンドオーバトリガの発生後、移動局３０がビーコンフレームＦＢの受信を試み（ステップＳ１１０）、所定時間内にビーコンフレームＦＢが受信できなかった場合、現在地情報を第１基地局１００経由で管理サーバ５００へ送信して（ステップＳ２１０）、移動局３０近傍に存在する第２基地局２００の識別情報を管理サーバ５００から受信し（ステップＳ２２０）、識別情報に基づいてプローブ要求フレームＦＰＱを送信してもよい（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）。
また、第２実施形態の垂直ハンドオーバの動作において、第２基地局２００が使用希望ＩＰアドレスを受信した後に、第１実施形態と同様にＩＰアドレス衝突判定を実行する構成も採用可能である。
【００７１】
変形例３
第１実施形態では、垂直ハンドオーバトリガが発生してから移動局３０がビーコンフレームＦＢを受信したが（ステップＳ１１０）、垂直ハンドオーバ過程が実行されているか否かに関わらず、ビーコンフレームＦＢを継続的に受信してもよい。すなわち、移動局３０が継続的にパッシブスキャンを実行してもよい。以上の構成によれば、垂直ハンドオーバトリガが発生した時点で使用可能ＩＰアドレスが取得されている状態となり好適である。
【００７２】
変形例４
第２基地局２００を選択する基準は信号対干渉比に限られない。例えば、オペレータ情報（第２基地局２００を運営するキャリアの情報）を選択基準としてもよい。また、管理サーバ５００の記憶部５３０が各第２基地局２００から送信された通信品質情報を記憶し、移動局３０の無線通信可能範囲Ｒに存在する第２基地局２００の通信品質情報を通信部５１０が移動局３０へ送信し、移動局３０の制御部５０（ＭＡＣフレーム生成部５６）が通信品質情報に基づいて垂直ハンドオーバ先の第２基地局を選択してもよい。ここで、通信品質情報とは、リンク品質等のサービス品質（ＱｏＳ、Quality Of Service）であってもよいし、ユーザが体感する品質（ＱｏＥ、Quality Of Experience）であってもよく、また、これらの組合せであってもよい。
【００７３】
変形例５
移動局３０が第２基地局２００と認証を行う際に必要な情報が管理サーバ５００から提供されてもよい。すなわち、管理サーバ５００の記憶部５３０が各第２基地局２００の認証方式（ＷＥＰ，ＷＰＡ，ＷＰＡ２，IEEE 802.11i等）および認証方式に対応した暗号化鍵を記憶し、通信部５１０が無線通信可能範囲Ｒに存在する第２基地局２００の認証方式および暗号化鍵を前記移動局へ送信し、移動局３０のハンドオーバ実行部５８が通信部４０に受信された認証方式および暗号化鍵に基づいて第２基地局２００との認証を実行してもよい。
以上の構成によれば、接続する可能性のあるネットワークの認証方式および暗号化鍵を移動局３０が記憶しなくてもよいから構成が簡易となる。また、認証方式および暗号化鍵が現在接続中のネットワーク（例えば移動通信ネットワーク１０）を介して移動局３０に送信されるから、現在接続中のネットワークのセキュリティが保たれている限り安全に認証方式および暗号化鍵が送信されるので好適である。
【００７４】
変形例６
以上の実施形態では、移動局３０がハンドオーバ判定部５２を有したが、第１基地局１００がハンドオーバ判定部を有してもよい。この場合、第１基地局１００のハンドオーバ判定部がハンドオーバトリガを生成して移動局３０に送信することにより垂直ハンドオーバ過程が開始する。すなわち、ハンドオーバ判定部が設けられる箇所は任意である。
【００７５】
変形例７
ビーコンフレームＦＢ中の使用可能ＩＰアドレスが送信の度に異なるように、第２基地局２００のＭＡＣフレーム生成部２２４がビーコンフレームＦＢを生成してもよい。以上の構成によれば、複数の移動局３０から同一の使用可能ＩＰアドレスの使用希望が送信されることが抑制され得る。
【００７６】
変形例８
使用可能ＩＰアドレスが搭載されるＭＡＣフレームＦは任意のマネジメントフレームである。例えば、認証応答フレームに使用可能ＩＰアドレスが搭載されてもよい。すなわち、無線リンク（レイヤ２アソシエーション）が確立される前に第２基地局２００から移動局３０に送信されるＭＡＣフレームＦに、第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にて使用可能なＩＰアドレスが搭載されていればよい。
また、使用可能ＩＰアドレスおよび使用希望ＩＰアドレスを示す情報要素ＩＥが配置される箇所はフレームボディ部分の任意の箇所であり、図示された箇所に限定されるものでないことは当然に理解される。
【００７７】
変形例９
移動局３０が従う通信規約によって各インタフェースおよび各アンテナが適応される通信規約の種類が可変であることは当然である。また、移動局３０が従う通信規約の数に応じて無線インタフェース数およびアンテナ数が可変であることも当然である。
【００７８】
変形例１０
移動局３０は、複数の通信規約に従って複数の基地局（ネットワーク）と無線通信可能な任意の装置である。例えば、移動局３０は、携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
【００７９】
変形例１１
各装置（移動局３０、第１基地局１００、第２基地局２００、管理サーバ５００）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA（Field Programmable Gate Array），DSP（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１……無線通信システム、１０……移動通信ネットワーク、１００……基地局、１１０……通信部、１２０……制御部、１３０……記憶部、２０……無線ＬＡＮネットワーク、２００……基地局、２１０……通信部、２２０……制御部、２２２……ＩＰアドレス管理部、２２４……ＭＡＣフレーム生成部、２２６……ＩＰアドレス衝突判定部、２３０……記憶部、３０……移動局、４０……通信部、５０……制御部、５２……ハンドオーバ判定部、５４……現在地情報取得部、５６……ＭＡＣフレーム生成部、５８……ハンドオーバ実行部、６０……記憶部、５００……管理サーバ、５１０……通信部、５２０……制御部、５３０……記憶部、Ｆ……ＭＡＣフレーム、ＦＡＱ……アソシエーション要求フレーム、ＦＡＲ……アソシエーション応答フレーム、ＦＢ……ビーコンフレーム、ＦＭ……マネジメントフレーム、ＦＰＱ……プローブ要求フレーム、ＦＰＲ……プローブ応答フレーム、ＩＥ……情報要素、Ｒ……無線通信可能範囲。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話（２Ｇ、３Ｇ等）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）等の様々な無線通信システムが普及している。無線通信システムにおいては、時刻や移動局の位置等に応じて通信環境が大きく変動するため、移動局は、通信環境に応じて適切な接続先を選択しハンドオーバを実行する必要がある。無線通信システム間でのシームレスなハンドオーバを実現するために、メディア独立ハンドオーバ（Media Independent Handover、ＭＩＨ）が提案されている（非特許文献１）。メディア独立ハンドオーバは、垂直ハンドオーバまたはシステム間ハンドオーバとも称される。
【０００３】
特許文献１には、垂直ハンドオーバを実行する際、新しい無線リンク（レイヤ２レベルのアソシエーション）を確立するために無線レベルハンドオーバをトリガし、新しい無線リンクを使用してインターネットプロトコル接続（レイヤ３接続）を確立する（すなわち、ＤＨＣＰサーバ（Dynamic Host Configuration Protocol Server）からＩＰアドレス（Internet Protocol Address）を取得する）ことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５０２４３３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE 802.21, Media Independent Handover（MIH）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスを取得する際には、（１）端末からのDHCP Discoverメッセージのブロードキャスト、（２）サーバからのDHCP Offerメッセージによる候補ＩＰアドレスの提示、（３）端末からのDHCP RequestメッセージによるＩＰアドレスの使用要求、（４）サーバからのDHCP Ackメッセージの送信、というステップを経るため、数１０ミリ秒から数１０秒の時間が必要である。特許文献１の技術によれば、無線リンク確立の完了後にハンドオーバ先ネットワーク内のＤＨＣＰサーバが移動局にＩＰアドレスを割り当てるから、無線リンク確立直後には移動局とハンドオーバ先ネットワークとの間でのＩＰ通信（レイヤ３通信）を行うことができず、垂直ハンドオーバ前後でＩＰ通信が中断する可能性がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、無線リンク確立後にＩＰ通信を迅速に開始することが可能な無線通信システム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】
【０００８】
本発明に係る無線通信システムは、第１通信規約に従って動作可能な第１無線通信ネットワークと、前記第１通信規約とは異なる第２通信規約に従って動作可能な第２無線通信ネットワークと、前記第１通信規約および前記第２通信規約に従って動作可能な移動局と
を備える無線通信システムであって、前記移動局は、前記第１無線通信ネットワークに含まれる第１基地局および前記第２無線通信ネットワークに含まれる第２基地局と無線通信する移動局通信部と、前記第１基地局から前記第２基地局への垂直ハンドオーバを実行する移動局制御部とを備え、前記第２基地局は、前記第２基地局に対して垂直ハンドオーバしてくる前記移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰ（Internet Protocol）アドレスを記憶する基地局記憶部と、前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣ（Media Access Control）フレームを生成する基地局制御部と、前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する基地局通信部とを備え、垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において、前記移動局通信部が前記第１ＭＡＣフレームを受信し、前記移動局制御部が前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスを選択して、選択した使用希望ＩＰアドレスを示す第２ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第２ＭＡＣフレームを前記第２基地局に送信する。
【０００９】
本発明によれば、第１ＭＡＣフレームが使用可能ＩＰアドレスを含むので、移動局と第２基地局とが無線リンクを確立する前に、移動局が第２基地局（第２無線通信ネットワーク）にて使用するＩＰアドレスを取得することができる。したがって、無線リンクが確立された直後からＩＰ通信（レイヤ３通信）を開始することが可能である。
【００１０】
本発明の好適な態様において、前記第２基地局の前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記基地局制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記基地局通信部が前記移動局に送信し、前記移動局通信部が前記新たな第１ＭＡＣフレームを受信し、前記移動局制御部が前記新たな第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能な別のＩＰアドレスを選択して、選択した前記使用可能な別のＩＰアドレスを示す第２ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第２ＭＡＣフレームを前記第２基地局に送信する。
【００１１】
以上の構成によれば、第２ＭＡＣフレームが示す使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、新たな使用可能ＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを移動局に送信するので、無線リンク確立後に再度のＩＰアドレス取得が必要となることが防止される。したがって、無線リンク確立後の迅速なＩＰ通信開始がより確実に実現される。また、第２無線通信ネットワークにおけるＩＰアドレスの重複が防止されるので、第２無線通信ネットワークにおけるＩＰ通信が安定化する。
【００１２】
本発明の好適な態様において、前記第２無線通信ネットワークは複数の前記第２基地局を備え、無線通信システムは、各前記第２基地局の位置情報および識別情報を取得する管理サーバ通信部と、前記位置情報および前記識別情報を記憶する管理サーバ記憶部とを含む管理サーバをさらに備え、前記移動局通信部は、前記移動局自身の現在地情報を前記管理サーバに送信し、前記管理サーバは、受信した前記現在地情報と各前記第２基地局の前記位置情報とに基づいて、前記移動局と無線通信可能な範囲に各前記第２基地局が存在するか否かを判定する管理サーバ判定部をさらに備え、前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記識別情報を前記移動局へ送信し、前記移動局制御部は、前記移動局受信部が受信した前記識別情報により特定される前記第２基地局のうちから垂直ハンドオーバ先を選択し、選択した第２基地局に対して前記第１ＭＡＣフレームの送信を要求する送信要求ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部は、前記送信要求ＭＡＣフレームを送信し、前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記送信要求ＭＡＣフレームに応答して、前記移動局に対する前記第１ＭＡＣフレームを生成する。
【００１３】
以上の構成によれば、移動局と無線通信可能な範囲に存在する第２基地局の識別情報が移動局に送信されるので、移動局が垂直ハンドオーバ候補の第２基地局を認識することができる。そのため、第２基地局が第１ＭＡＣフレームをブロードキャストする必要がなくなるので、セキュリティをより向上させることが可能である。
【００１４】
本発明の好適な態様において、前記管理サーバ記憶部は、前記第２無線通信ネットワークの各前記第２基地局の通信品質情報を記憶し、前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記通信品質情報を前記移動局へ送信し、前記移動局制御部は、前記通信品質情報に基づいて垂直ハンドオーバ先の第２基地局を選択する。
以上の構成によれば、垂直ハンドオーバ後に実現される通信品質に応じて第２基地局を選択するので、垂直ハンドオーバ後の通信品質をより高めることが可能である。
【００１５】
本発明の好適な態様において、前記管理サーバ記憶部は、前記第２無線通信ネットワークの各前記第２基地局の認証方式および暗号化鍵を記憶し、前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記認証方式および前記暗号化鍵を前記移動局へ送信し、前記移動局制御部は、前記移動局通信部に受信された前記認証方式および前記暗号化鍵に基づいて前記第２基地局との認証を実行する。
以上の構成によれば、移動局が接続する可能性のあるネットワークの認証方式および暗号化鍵を記憶しておかなくてもよいから構成が簡易となる。さらに、認証方式および暗号化鍵が現在接続中のネットワークを介して移動局に送信されるから、現在接続中のネットワークのセキュリティが保たれている限り安全に認証方式および暗号化鍵が送信される。
【００１６】
本発明の好適な態様において、前記第１ＭＡＣフレームおよび前記第２ＭＡＣフレームの各々は、通信相手の発見、通信相手の認証、または通信相手とのアソシエーションのために送信されるマネジメントフレームのいずれかである。
以上の構成によれば、ＩＰ層（レイヤ３）での通信が行われる前に第２基地局から移動 局へ送信されるマネジメントフレームに使用可能ＩＰアドレスが搭載される。
【００１７】
本発明に係る基地局は、自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰアドレスを記憶する記憶部と、前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームを生成する制御部と、前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する通信部とを備え、垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスから前記移動局が選択した使用希望ＩＰアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第２ＭＡＣフレームを前記通信部が受信し、受信した前記第２ＭＡＣフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する。
【００１８】
好ましくは、前記制御部は、前記通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記通信部が前記移動局に送信する。
【００１９】
本発明に係るネットワークは、自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰアドレスを記憶する記憶部と、前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームを生成する制御部と、前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する通信部とを備える基地局を備え、垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスから前記移動局が選択した使用希望ＩＰアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第２ＭＡＣフレームを前記基地局の前記通信部が受信し、受信した前記第２ＭＡＣフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する。
【００２０】
好ましくは、前記基地局の前記制御部は、前記通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記通信部が前記移動局に送信する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを示す図である。
【図２】第１実施形態に係る第１基地局を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る第２基地局を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る移動局を示すブロック図である。
【図５】ＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。
【図６】無線ＬＡＮのＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。
【図７】マネジメントフレームのＭＡＣヘッダ部分のフォーマットを示す図である。
【図８】ビーコンフレームのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。
【図９】アソシエーション要求フレームのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。
【図１０】アソシエーション応答フレームのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。
【図１１】第１実施形態の垂直ハンドオーバの動作を示すシーケンス図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る無線通信システムを示す図である。
【図１３】第２実施形態に係る移動局を示すブロック図である。
【図１４】第２実施形態に係る管理サーバを示すブロック図である。
【図１５】プローブ応答フレームのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。
【図１６】第２実施形態の垂直ハンドオーバの動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第1実施形態
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る無線通信システム１は、移動通信規約（例えば、第２世代携帯電話規格（２Ｇ）、第３世代携帯電話規格（３Ｇ）、Long Term Evolution（ＬＴＥ）等）に従って動作可能な移動通信ネットワーク１０と、無線ＬＡＮ通信規約（例えば、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、またはIEEE 802.11n）に従って動作可能な無線ＬＡＮネットワーク２０と、移動通信規約および無線ＬＡＮ通信規約に従って動作可能な移動局３０とを備える。移動局３０は移動通信ネットワーク１０または無線ＬＡＮネットワーク２０を介してインターネット４００に接続可能である。
【００２３】
移動通信ネットワーク１０は複数の第１基地局１００とゲートウェイ１２とを備える。第１基地局１００は無線リンクを介して移動局３０と無線接続することが可能である。ゲートウェイ１２は各第１基地局１００の上位（よりインターネット４００に近い側）に配置され、第１基地局１００とインターネット４００とを相互に接続する。ゲートウェイ１２はＤＨＣＰサーバとしても機能し、移動通信ネットワーク１０と接続中の移動局３０にＩＰアドレスを割り当てることが可能である。したがって、移動局３０は第１基地局１００およびゲートウェイ１２を介してインターネット４００に接続可能である。なお、第１基地局１００の上位かつゲートウェイ１２の下位にＤＨＣＰサーバの機能を有する交換局を設けることも可能である。
【００２４】
無線ＬＡＮネットワーク２０は１つの第２基地局２００を備える。第２基地局２００は例えば無線ＬＡＮアクセスポイントであり、ＤＨＣＰサーバとしても機能することが可能である。第２基地局２００は無線リンクを介して移動局３０と無線接続することが可能であり、インターネット４００と接続することが可能である。すなわち、移動局３０は第２基地局２００を介してインターネット４００に接続可能である。
【００２５】
第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にはネットワーク識別子であるＳＳＩＤ（Service Set Identifier）が割り振られる。移動局３０はＳＳＩＤによって第２基地局２００および無線ＬＡＮネットワーク２０を識別する。
【００２６】
移動局３０は、移動局３０自身の無線通信可能範囲Ｒ内に位置する第１基地局１００および第２基地局２００と無線通信することが可能である。移動局３０は、垂直ハンドオーバプロトコル（MIHプロトコル等）に従って、第１基地局１００（移動通信ネットワーク１０）と第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）との間で垂直ハンドオーバを実行することが可能である。
【００２７】
なお、移動局３０は、単一の基地局のみと無線通信を行うことも可能であるし、複数の基地局と同時に無線通信を行うことも可能である。例えば、図１に示すように、移動局３０の無線通信可能範囲Ｒ内に２つの基地局（第１基地局１００および第２基地局２００）が存在する場合には、これら２つの基地局と同時に無線通信を行うこと（マルチホーミングによる無線通信を行うこと）も可能である。
【００２８】
図２に第１基地局１００の構成の一例を示す。第１基地局１００は、通信部１１０と、制御部１２０と、記憶部１３０と、移動通信インタフェース１４０とを備える。移動通信インタフェース１４０にはアンテナ１４２が接続されている。移動通信インタフェース１４０およびアンテナ１４２は移動通信規約に適応されている。通信部１１０は移動通信インタフェース１４０およびアンテナ１４２を介して移動局３０と移動通信を実行する。制御部１２０は、移動局３０との移動通信、特に垂直ハンドオーバを制御する。
【００２９】
図３に第２基地局２００の構成の一例を示す。第２基地局２００は、通信部２１０と、制御部２２０と、記憶部２３０と、無線ＬＡＮインタフェース２４０とを備える。無線ＬＡＮインタフェース２４０にはアンテナ２４２が接続されている。無線ＬＡＮインタフェース２４０およびアンテナ２４２は無線ＬＡＮ通信規約に適応されている。通信部２１０は無線ＬＡＮインタフェース２４０およびアンテナ２４２を介して移動局３０と無線通信を実行する。
【００３０】
制御部２２０は、ＩＰアドレス管理部２２２とＭＡＣフレーム生成部２２４とＩＰアドレス衝突判定部２２６とを備える。ＩＰアドレス管理部２２２は、第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にて使用されるＩＰアドレスを管理する。具体的には、ＩＰアドレス管理部２２２は、無線ＬＡＮネットワーク２０のＩＰアドレス空間（使用し得るＩＰアドレスの範囲。例えば192.0.0.0〜192.0.0.255）と無線ＬＡＮネットワーク２０にて既に使用されているＩＰアドレスとに基づいて使用可能な（すなわち、新たな割当てが可能な）ＩＰアドレスを特定し、記憶部２３０に記憶する。また、動的ＩＰアドレスのリース期間が経過した場合、ＩＰアドレス管理部２２２はその動的ＩＰアドレスの割当てを終了し使用可能ＩＰアドレスとして記憶部２３０に記憶する。ＭＡＣフレーム生成部２２４は、無線ＬＡＮ端末（例えば移動局３０）との無線通信に用いるＭＡＣフレームＦを生成する。ＭＡＣフレームＦは、マネジメントフレームＦＭ、制御フレーム、およびデータフレームに大別される。通信相手の発見、通信相手の認証、または通信相手とのアソシエーションのために送信されるマネジメントフレームＦＭについての詳細は後述する。ＩＰアドレス衝突判定部２２６は、移動局３０が選択した使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定する（詳細は後述する）。また、制御部２２０は、移動局３０との無線通信、特に第２基地局２００への垂直ハンドオーバを制御（実行）する。
【００３１】
図４に移動局３０の構成の一例を示す。図４に示すように、移動局３０は、通信部４０と、制御部５０と、記憶部６０と、移動通信インタフェース７０と、無線ＬＡＮインタフェース８０とを備える。移動通信インタフェース７０にはアンテナ７２が接続され、無線ＬＡＮインタフェース８０にはアンテナ８２が接続されている。移動通信インタフェース７０およびアンテナ７２は移動通信規約に適応されており、無線ＬＡＮインタフェース８０およびアンテナ８２は無線ＬＡＮ通信規約に適応されている。通信部４０は、移動通信インタフェース７０およびアンテナ７２を介して第１基地局１００（移動通信ネットワーク１０）と無線通信を行い、無線ＬＡＮインタフェース８０およびアンテナ８２を介して第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）と無線通信を実行する。
【００３２】
制御部５０は、ハンドオーバ判定部５２と、ＭＡＣフレーム生成部５６と、ハンドオーバ実行部５８とを備える。ハンドオーバ判定部５２は、通信品質（例えば、信号対干渉比）等の基準に基づいて、移動局３０がハンドオーバを実行すべきか否かを判定する。ＭＡＣフレーム生成部５６は、無線ＬＡＮ基地局（例えば第２基地局２００）との無線通信に用いるＭＡＣフレームＦを生成する。ハンドオーバ実行部５８は、垂直ハンドオーバプロトコル（MIHプロトコル等）に従って第１基地局１００（移動通信ネットワーク１０）と第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）との間で垂直ハンドオーバを実行する。
【００３３】
第１基地局１００の通信部１１０および制御部１２０、第２基地局２００の通信部２１０および制御部２２０内の各要素、ならびに移動局３０の通信部４０および制御部５０内の各要素は、それぞれの装置（第１基地局１００、第２基地局２００、移動局３０）内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）がコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。各コンピュータプログラムは、それぞれの装置内にある図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶される。
また、第１基地局１００の記憶部１３０、第２基地局２００の記憶部２３０、および移動局３０の記憶部６０は、各種の情報（ハンドオーバ閾値情報等）を記憶する記憶媒体であり、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。
【００３４】
第２基地局２００と移動局３０との間で互いに送受信されるＭＡＣフレームＦのフォーマットについて以下に詳述する。図５は、一般的なＭＡＣフレームＦのフォーマットを示す図である。ＭＡＣフレームＦはＭＡＣ層のＰＤＵ（Protocol Data Unit）であり、ＭＡＣヘッダ部分とフレームボディ部分とＦＣＳ（Frame Check Sequence）部分とを含むビット列である。ＦＣＳ部分にはＭＡＣフレームＦの誤り制御信号が格納される。ＭＡＣフレームＦのフレームボディ部分（ペイロード）には送信データが格納される。具体的には、ＭＡＣ層（レイヤ２）の上位層であるＩＰ層（レイヤ３）のＰＤＵであるＩＰパケットが格納される。ＩＰパケットはヘッダ部分とデータ部分（ペイロード）とを含む。また、ＩＰパケットのデータ部分にはＩＰ層の上位層であるトランスポート層（レイヤ４）のＰＤＵであるＴＣＰセグメント（又はＵＤＰセグメント。以下同様）が格納される。ＴＣＰセグメントはヘッダ部分とデータ部分（ペイロード）とを含む。
【００３５】
ＭＡＣヘッダ部分には、ＭＡＣフレームＦの伝送制御に関与するパラメータが格納される。図６に、IEEE 802.11に規定される無線ＬＡＮのＭＡＣヘッダの基本フォーマットを示す。無線ＬＡＮのＭＡＣヘッダは、フレーム制御、デュレーション／ＩＤ、アドレス１、アドレス２、アドレス３、シーケンス制御、アドレス４、およびＱｏＳ制御の各フィールドを備える。各アドレスフィールド（アドレス１〜アドレス４）には、用途に応じた任意のアドレス（例えば送信元ＭＡＣアドレス）が格納されるように規定される。
【００３６】
無線ＬＡＮで用いられるＭＡＣフレームＦは、前述の通り、マネジメントフレームＦＭ、制御フレーム、およびデータフレームに大別される。このうち、マネジメントフレームＦＭは以下のフレームを含む（IEEE Computer Society、"IEEE Std 802.11.TM-2007"、IEEE Standard for Information technology、Telecommunications and information exchange between systems、Local and metropolitan area networks、Specific requirements、Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications（２００７年６月１２日）のSubclause 7.1.3.1.2参照）。
・通信相手の発見（スキャニング）に使用されるビーコンフレームＦＢ、プローブ要求フレームＦＰＱ、およびプローブ応答フレームＦＰＲ
・通信相手の認証に使用される認証要求フレームおよび認証応答フレーム
・通信相手とのアソシエーション確立の際に使用されるアソシエーション要求フレームＦＡＱおよびアソシエーション応答フレームＦＡＲ
【００３７】
図７は、マネジメントフレームＦＭのＭＡＣヘッダ部分のフォーマットの一例を示す図である。マネジメントフレームＦＭのＭＡＣヘッダ部分は、アドレス１として宛先ＭＡＣアドレスを、アドレス２として送信元ＭＡＣアドレスを、アドレス３としてＢＳＳ（Basic Service Set）ＩＤを含み、アドレス４フィールドおよびＱｏＳ制御フィールドを含まない。
【００３８】
マネジメントフレームＦＭは、ＭＡＣ層の無線通信制御のためのパラメータを示す複数の情報要素ＩＥ（Information Element）をフレームボディ部分に含む。従来のマネジメントフレームに含まれる情報要素ＩＥはIEEE Std 802.11.TM-2007のPart 11, Subclause 7.2.3（Management Frames）に規定されている。
【００３９】
図８は、本発明にて新たに提案されるビーコンフレームＦＢのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。本発明に係るビーコンフレームＦＢは新たな情報要素ＩＥとして使用可能ＩＰアドレスをさらに含む。ビーコンフレームＦＢは第２基地局２００が生成し送信するフレームである。
【００４０】
図９は、本発明にて新たに提案されるアソシエーション要求フレームＦＡＱのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。本発明に係るアソシエーション要求フレームＦＡＱは新たな情報要素ＩＥとして使用希望ＩＰアドレスをさらに含む。アソシエーション要求フレームＦＡＱは移動局３０が生成し送信するフレームである。
【００４１】
図１０は、本発明にて新たに提案されるアソシエーション応答フレームＦＡＲのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。本発明に係るアソシエーション応答フレームＦＡＲは新たな情報要素ＩＥとして使用可能ＩＰアドレスをさらに含む。アソシエーション応答フレームＦＡＲは第２基地局２００が生成し送信するフレームである。
【００４２】
図１１は、第１実施形態の垂直ハンドオーバの動作を示すシーケンス図である。垂直ハンドオーバ開始前に移動局３０と第１基地局１００との間に無線接続が設定（確立）されている状況を想定する。第２基地局２００は、記憶部２３０に記憶された使用可能ＩＰアドレスを搭載したＭＡＣフレームＦ（ビーコンフレームＦＢ）を継続的（例えば１秒に１回）にブロードキャスト送信している。
【００４３】
移動局３０と第１基地局１００との間の通信環境が悪化した、または移動局３０が第１基地局１００より帯域幅の広い接続先に接続する必要が生じたこと等によりハンドオーバイベントが発生すると、移動局３０のハンドオーバ判定部５２がハンドオーバトリガを生成して第１基地局１００に送信し、垂直ハンドオーバ過程が開始する（ステップＳ１００）。
【００４４】
垂直ハンドオーバ過程が開始すると、移動局３０（通信部４０）は、パッシブスキャンを実行して、無線通信可能範囲Ｒ内に位置する第２基地局２００（通信部２１０）が送信するビーコンフレームＦＢを受信する（ステップＳ１１０）。ビーコンフレームＦＢは、第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にて使用可能なＩＰアドレスを示す。
【００４５】
ビーコンフレームＦＢは、第２基地局２００のＭＡＣフレーム生成部２２４により生成される。ＭＡＣフレーム生成部２２４は、記憶部２３０に記憶される使用可能ＩＰアドレスを読み出して、その全部または一部を情報要素ＩＥとしてビーコンフレームＦＢのフレームボディ部分に搭載する。
【００４６】
移動局３０の制御部５０（ＭＡＣフレーム生成部５６）は、受信したビーコンフレームＦＢが示す使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択し、その使用希望ＩＰアドレスを搭載したアソシエーション要求フレームＦＡＱを生成して通信部４０に転送する。通信部４０はアソシエーション要求フレームＦＡＱを第２基地局２００に送信する（ステップＳ１２０）。
【００４７】
ステップＳ１２０において、ＭＡＣフレーム生成部５６が使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択する方法は任意である。例えば、最も値の小さい使用可能ＩＰアドレスを使用希望ＩＰアドレスとして選択してもよいし、複数の使用可能ＩＰアドレスの中から乱数的に使用希望ＩＰアドレスを選択してもよい。以前に使用したことのあるＩＰアドレスを優先的に使用希望ＩＰアドレスとして選択してもよい。なお、使用可能ＩＰアドレスが１つのみ示されている場合には、その使用可能ＩＰを使用希望ＩＰアドレスとして選択する。
【００４８】
第２基地局２００のＩＰアドレス衝突判定部２２６は、通信部２１０に受信されたアソシエーション応答フレームＦＡＲが示す使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。具体的には、使用希望ＩＰアドレスが、既に他の移動局３０に割り当てられているか予約されている（割り当てられようとしている）場合には、使用不可能であると判定する。以下、ステップＳ１３０においてＩＰアドレスが衝突（重複）していると判定された場合を例示して説明する。ステップＳ１４０で、ＭＡＣフレーム生成部２２４が、記憶部２３０を参照して新たな使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を搭載したアソシエーション応答フレームＦＡＲを生成し、通信部２１０がそのアソシエーション応答フレームＦＡＲを移動局３０へ送信する。
【００４９】
ビーコンフレームＦＢはブロードキャストされるので複数の移動局３０により受信され得る。そのため、複数の移動局３０が第２基地局２００の周辺に位置する場合には、同じ使用可能ＩＰアドレスに対して複数の使用希望が発生する場合がある。ステップＳ１３０でＩＰアドレスの衝突判定を実行することにより、同一ネットワーク内でのＩＰアドレス重複が回避される。
【００５０】
移動局３０は、ステップＳ１２０と同様に、受信したアソシエーション応答フレームＦＡＲが示す使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択し、その使用希望ＩＰアドレスを搭載したアソシエーション要求フレームＦＡＱを生成し第２基地局２００に送信する（ステップＳ１５０）。
【００５１】
第２基地局２００のＩＰアドレス衝突判定部２２６は、ステップＳ１３０と同様、通信部２１０に受信されたアソシエーション要求フレームＦＡＱが示す使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０で、ＩＰアドレスが衝突（重複）しておらず使用可能であると判定されると、制御部２２０は垂直ハンドオーバを実行する（完了させる）。すなわち、第２基地局２００によるアソシエーション応答フレームＦＡＲの返信および移動局３０の認証（authentication）を経て、無線リンク（レイヤ２アソシエーション）の確立が完了する。
【００５２】
以上に説明した実施の形態によれば、ビーコンフレームＦＢが使用可能ＩＰアドレスを含むので、移動局３０と第２基地局２００とが無線リンクを確立する前に、移動局３０が第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にて使用するＩＰアドレスを取得することができる。したがって、無線リンクが確立された直後から迅速にＩＰ通信（レイヤ３通信）を開始することが可能である。
【００５３】
また、移動局３０が使用を希望するＩＰアドレスが無線ＬＡＮネットワーク２０にて使用可能であるか否かを無線リンク確立前に判定し、使用可能でない場合には再び使用可能ＩＰアドレスを移動局３０に送信するので、無線リンク確立後に再度のＩＰアドレス取得が必要となることが防止される。したがって、無線リンク確立後の迅速なＩＰ通信開始がより確実に実現される。また、無線ＬＡＮネットワーク２０におけるＩＰアドレスの重複が防止されるので、無線ＬＡＮネットワーク２０におけるＩＰ通信が安定化する。
【００５４】
第２実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各態様において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００５５】
図１２は、本発明の第２実施形態に係る無線通信システム１を示す概略図である。無線通信システムはさらに管理サーバ５００を備える。図１２では、管理サーバ５００はインターネット４００に直接接続されているが、管理サーバ５００は任意の箇所に配置され得る。例えば、移動通信ネットワーク１０内に配置されてもよく、無線ＬＡＮネットワーク２０内に配置されてもよい。
【００５６】
第２実施形態の無線ＬＡＮネットワーク２０は複数の第２基地局２００およびＤＨＣＰサーバ２２を備える。無線ＬＡＮネットワーク２０は１つのアドレス空間を有し、ＤＨＣＰサーバ２２はアドレス空間内で使用されているＩＰアドレスおよび使用可能ＩＰアドレス（未割当てＩＰアドレス）を統括的に把握している。各第２基地局２００のＩＰアドレス管理部２２２はＤＨＣＰサーバ２０から使用可能ＩＰアドレスを取得して記憶部２３０に記憶する。
また、各第２基地局２００には相異なるＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）が割り振られ、無線ＬＡＮネットワーク２０にはＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）が割り振られる。通信部２１０は、第２基地局２００のＢＳＳＩＤおよびＥＳＳＩＤのいずれか一方または双方（以下、識別情報と称する場合がある）を無線または有線で送信可能である。通信部２１０は、記憶部２３０に記憶される第２基地局２００の位置情報（緯度および経度等）を無線または有線で送信可能である。
【００５７】
図１３は、第２実施形態の移動局３０の構成例を示す図である。移動局３０の制御部５０は、移動局３０の現在地情報（緯度および経度等）を取得する現在地情報取得部５４をさらに含む。現在地情報取得部５４は、例えば図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）受信機から入力される情報に基づいて現在地情報を取得（算出）してもよいし、通信中の基地局から現在地情報を取得してもよい。
【００５８】
図１４は、管理サーバ５００の構成の一例を示す図である。管理サーバ５００は、通信部５１０と、制御部５２０と、記憶部５３０と、ネットワークインタフェース５４０とを備える。通信部５１０は、ネットワークインタフェース５４０を介して、インターネット４００に接続しているノードと通信して情報を取得する。例えば、各第２基地局２００の位置情報および識別情報を取得したり、移動局３０の現在地情報を取得したりすることが可能である。取得された情報は記憶部５３０に記憶される。制御部５２０はインターネット４００に接続しているノードを制御する要素であり、例えば、移動局３０の現在地情報と各第２基地局２００の位置情報とに基づいて、移動局３０の無線通信可能範囲Ｒに第２基地局２００が存在するか否かを判定することが可能である。
管理サーバ５００の通信部５１０および制御部５２０は、図示しないＣＰＵがコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。以上のコンピュータプログラムは不図示のＲＯＭに記憶される。また、記憶部５３０は前述の情報を記憶する記憶媒体であり、例えばＲＡＭである。
【００５９】
図１５は、本発明にて新たに提案されるプローブ応答フレームＦＰＲのフレームボディ部分のフォーマットを示す図である。本発明に係るプローブ応答フレームＦＰＲは新たな情報要素ＩＥとして使用可能ＩＰアドレスをさらに含む。プローブ応答フレームＦＰＲは移動局３０が送信するプローブ要求フレームＦＰＱに応答して第２基地局２００が生成し送信するフレームである。
【００６０】
図１６は、第２実施形態の垂直ハンドオーバの動作を示すシーケンス図である。垂直ハンドオーバ開始前に移動局３０と第１基地局１００との間に無線接続が設定（確立）されている状況を想定する。第２基地局２００は、移動局３０からのプローブ要求フレームＦＰＱに応じてプローブ応答フレームＦＰＲを送信する。各第２基地局２００は、第２基地局２００自身の位置情報および識別情報を随時に管理サーバ５００に送信し、通信部５１０に受信された位置情報および識別情報は記憶部５３０に記憶される。第２基地局２００からの情報送信は定期的に行われてもよく、管理サーバ５００からの要求に応じて行われてもよい。
【００６１】
ハンドオーバイベントが発生すると、移動局３０のハンドオーバ判定部５２がハンドオーバトリガを生成して第１基地局１００に送信し、垂直ハンドオーバ過程が開始する（ステップＳ２００）。垂直ハンドオーバ過程が開始すると、現在地情報取得部５４が取得した移動局３０の現在地情報を、通信部４０管理サーバ５００へ送信する（ステップＳ２１０）。
【００６２】
管理サーバ５００の制御部５２０は、受信した移動局３０の現在地情報と各第２基地局２００の位置情報とに基づいて、移動局３０の無線通信可能範囲Ｒに第２基地局２００が存在するか否かを判定する。すなわち、制御部５２０は判定部として機能する。通信部５１０は、無線通信可能範囲Ｒに存在する第２基地局２００の識別情報を移動通信ネットワーク１０を介して移動局３０に送信する（ステップＳ２２０）。
【００６３】
移動局３０の制御部５０（ＭＡＣフレーム生成部５６）は、通信部４０が受信した識別情報により特定される第２基地局２００のうち、最も信号対干渉比の値が大きい第２基地局２００を垂直ハンドオーバ先として選択し（ステップＳ２３０）、選択した第２基地局２００に対するプローブ要求フレームＦＰＱを生成する。通信部４０は、生成されたプローブ要求フレームＦＰＱを第２基地局２００へ送信する（ステップＳ２４０）。すなわち、第２実施形態の移動局３０はアクティブスキャンを実行することが可能である。このプローブ要求フレームＦＰＱはプローブ応答フレームＦＰＲの送信を要求するフレームであり、一般的なプローブ要求フレームＦＰＱと同様にブロードキャストされてもよいし、送信先（ＥＳＳＩＤまたはＢＳＳＩＤ）が特定されていてもよい。
【００６４】
第２基地局２００の通信部２１０がプローブ要求フレームＦＰＱを受信する。受信されたプローブ要求フレームＦＰＱに応じて、ＭＡＣフレーム生成部２２４がプローブ応答フレームＦＰＲを生成する。具体的には、ＭＡＣフレーム生成部２２４が記憶部２３０に記憶された使用可能ＩＰアドレスを読み出して、その全部または一部を情報要素ＩＥとしてプローブ応答フレームＦＰＲのフレームボディ部分に搭載する。通信部２１０がプローブ応答フレームＦＰＲを移動局３０に送信する（ステップＳ２５０）。なお、プローブ応答フレームＦＰＲは、第１実施形態のビーコンフレームＦＢと異なりブロードキャストはされず、１つの移動局３０に対して送信される。
【００６５】
移動局３０の制御部５０（ＭＡＣフレーム生成部５６）は、受信したプローブ応答フレームＦＰＲが示す使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択し（ステップＳ２６０）、その使用希望ＩＰアドレスを搭載したアソシエーション要求フレームＦＡＱを生成して通信部４０に転送する。通信部４０はアソシエーション要求フレームＦＡＱを第２基地局２００に送信する（ステップＳ２７０）。使用可能ＩＰアドレスから使用希望ＩＰアドレスを選択する方法は、第１実施形態と同様に任意である。また、使用可能ＩＰアドレスが１つのみ示されている場合の扱いも同様である。
【００６６】
第２基地局２００の通信部２１０にアソシエーション要求フレームＦＡＱが受信されると、制御部２２０は垂直ハンドオーバを実行する（完了させる）。すなわち、第２基地局２００によるアソシエーション応答フレームＦＡＲの返信および移動局３０の認証（authentication）を経て、無線リンク（レイヤ２アソシエーション）の確立が完了する。
【００６７】
以上に説明した実施の形態によれば、プローブ応答フレームＦＰＲが使用可能ＩＰアドレスを含むので、第１実施形態と同様の作用効果が奏される。また、無線接続可能範囲Ｒ内に存在する第２基地局２００の識別情報が移動局３０に送信されるので、移動局３０が垂直ハンドオーバ候補の第２基地局２００を認識することができる。そのため、第２基地局２００がビーコンフレームＦＢを送信する必要がなくなるので、セキュリティをより向上させることが可能である。さらに、複数の移動局３０が同じ使用可能ＩＰアドレスの使用を希望することが抑制されるので、ＩＰアドレス衝突判定が不要になり、構成を簡易にすることができる。
【００６８】
変形例
以上の実施の形態は、本発明から逸脱しない範囲において多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
【００６９】
変形例１
第１実施形態の移動局３０がアクティブスキャンを実行してもよい。すなわち、移動局３０がプローブ要求フレームＦＰＱを送信し、第２基地局２００がプローブ要求フレームＦＰＱに応答して、使用可能ＩＰアドレスを示すプローブ応答フレームＦＰＲを生成し送信してもよい。
【００７０】
変形例２
第１実施形態と第２実施形態は組み合わせることが可能である。例えば、垂直ハンドオーバトリガの発生後、移動局３０がビーコンフレームＦＢの受信を試み（ステップＳ１１０）、所定時間内にビーコンフレームＦＢが受信できなかった場合、現在地情報を第１基地局１００経由で管理サーバ５００へ送信して（ステップＳ２１０）、移動局３０近傍に存在する第２基地局２００の識別情報を管理サーバ５００から受信し（ステップＳ２２０）、識別情報に基づいてプローブ要求フレームＦＰＱを送信してもよい（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）。
また、第２実施形態の垂直ハンドオーバの動作において、第２基地局２００が使用希望ＩＰアドレスを受信した後に、第１実施形態と同様にＩＰアドレス衝突判定を実行する構成も採用可能である。
【００７１】
変形例３
第１実施形態では、垂直ハンドオーバトリガが発生してから移動局３０がビーコンフレームＦＢを受信したが（ステップＳ１１０）、垂直ハンドオーバ過程が実行されているか否かに関わらず、ビーコンフレームＦＢを継続的に受信してもよい。すなわち、移動局３０が継続的にパッシブスキャンを実行してもよい。以上の構成によれば、垂直ハンドオーバトリガが発生した時点で使用可能ＩＰアドレスが取得されている状態となり好適である。
【００７２】
変形例４
第２基地局２００を選択する基準は信号対干渉比に限られない。例えば、オペレータ情報（第２基地局２００を運営するキャリアの情報）を選択基準としてもよい。また、管理サーバ５００の記憶部５３０が各第２基地局２００から送信された通信品質情報を記憶し、移動局３０の無線通信可能範囲Ｒに存在する第２基地局２００の通信品質情報を通信部５１０が移動局３０へ送信し、移動局３０の制御部５０（ＭＡＣフレーム生成部５６）が通信品質情報に基づいて垂直ハンドオーバ先の第２基地局を選択してもよい。ここで、通信品質情報とは、リンク品質等のサービス品質（ＱｏＳ、Quality Of Service）であってもよいし、ユーザが体感する品質（ＱｏＥ、Quality Of Experience）であってもよく、また、これらの組合せであってもよい。
【００７３】
変形例５
移動局３０が第２基地局２００と認証を行う際に必要な情報が管理サーバ５００から提供されてもよい。すなわち、管理サーバ５００の記憶部５３０が各第２基地局２００の認証方式（ＷＥＰ，ＷＰＡ，ＷＰＡ２，IEEE 802.11i等）および認証方式に対応した暗号化鍵を記憶し、通信部５１０が無線通信可能範囲Ｒに存在する第２基地局２００の認証方式および暗号化鍵を前記移動局へ送信し、移動局３０のハンドオーバ実行部５８が通信部４０に受信された認証方式および暗号化鍵に基づいて第２基地局２００との認証を実行してもよい。
以上の構成によれば、接続する可能性のあるネットワークの認証方式および暗号化鍵を移動局３０が記憶しなくてもよいから構成が簡易となる。また、認証方式および暗号化鍵が現在接続中のネットワーク（例えば移動通信ネットワーク１０）を介して移動局３０に送信されるから、現在接続中のネットワークのセキュリティが保たれている限り安全に認証方式および暗号化鍵が送信されるので好適である。
【００７４】
変形例６
以上の実施形態では、移動局３０がハンドオーバ判定部５２を有したが、第１基地局１００がハンドオーバ判定部を有してもよい。この場合、第１基地局１００のハンドオーバ判定部がハンドオーバトリガを生成して移動局３０に送信することにより垂直ハンドオーバ過程が開始する。すなわち、ハンドオーバ判定部が設けられる箇所は任意である。
【００７５】
変形例７
ビーコンフレームＦＢ中の使用可能ＩＰアドレスが送信の度に異なるように、第２基地局２００のＭＡＣフレーム生成部２２４がビーコンフレームＦＢを生成してもよい。以上の構成によれば、複数の移動局３０から同一の使用可能ＩＰアドレスの使用希望が送信されることが抑制され得る。
【００７６】
変形例８
使用可能ＩＰアドレスが搭載されるＭＡＣフレームＦは任意のマネジメントフレームである。例えば、認証応答フレームに使用可能ＩＰアドレスが搭載されてもよい。すなわち、無線リンク（レイヤ２アソシエーション）が確立される前に第２基地局２００から移動局３０に送信されるＭＡＣフレームＦに、第２基地局２００（無線ＬＡＮネットワーク２０）にて使用可能なＩＰアドレスが搭載されていればよい。
また、使用可能ＩＰアドレスおよび使用希望ＩＰアドレスを示す情報要素ＩＥが配置される箇所はフレームボディ部分の任意の箇所であり、図示された箇所に限定されるものでないことは当然に理解される。
【００７７】
変形例９
移動局３０が従う通信規約によって各インタフェースおよび各アンテナが適応される通信規約の種類が可変であることは当然である。また、移動局３０が従う通信規約の数に応じて無線インタフェース数およびアンテナ数が可変であることも当然である。
【００７８】
変形例１０
移動局３０は、複数の通信規約に従って複数の基地局（ネットワーク）と無線通信可能な任意の装置である。例えば、移動局３０は、携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
【００７９】
変形例１１
各装置（移動局３０、第１基地局１００、第２基地局２００、管理サーバ５００）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA（Field Programmable Gate Array），DSP（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１……無線通信システム、１０……移動通信ネットワーク、１００……基地局、１１０……通信部、１２０……制御部、１３０……記憶部、２０……無線ＬＡＮネットワーク、２００……基地局、２１０……通信部、２２０……制御部、２２２……ＩＰアドレス管理部、２２４……ＭＡＣフレーム生成部、２２６……ＩＰアドレス衝突判定部、２３０……記憶部、３０……移動局、４０……通信部、５０……制御部、５２……ハンドオーバ判定部、５４……現在地情報取得部、５６……ＭＡＣフレーム生成部、５８……ハンドオーバ実行部、６０……記憶部、５００……管理サーバ、５１０……通信部、５２０……制御部、５３０……記憶部、Ｆ……ＭＡＣフレーム、ＦＡＱ……アソシエーション要求フレーム、ＦＡＲ……アソシエーション応答フレーム、ＦＢ……ビーコンフレーム、ＦＭ……マネジメントフレーム、ＦＰＱ……プローブ要求フレーム、ＦＰＲ……プローブ応答フレーム、ＩＥ……情報要素、Ｒ……無線通信可能範囲。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１通信規約に従って動作可能な第１無線通信ネットワークと、
前記第１通信規約とは異なる第２通信規約に従って動作可能な第２無線通信ネットワークと、
前記第１通信規約および前記第２通信規約に従って動作可能な移動局と
を備える無線通信システムであって、
前記移動局は、
前記第１無線通信ネットワークに含まれる第１基地局および前記第２無線通信ネットワークに含まれる第２基地局と無線通信する移動局通信部と、
前記第１基地局から前記第２基地局への垂直ハンドオーバを実行する移動局制御部とを備え、
前記第２基地局は、
前記第２基地局に対して垂直ハンドオーバしてくる前記移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰ（Internet Protocol）アドレスを記憶する基地局記憶部と、
前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣ（Media Access Control）フレームを生成する基地局制御部と、
前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する基地局通信部とを備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において、前記移動局通信部が前記第１ＭＡＣフレームを受信し、前記移動局制御部が前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスを選択して、選択した使用希望ＩＰアドレスを示す第２ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第２ＭＡＣフレームを前記第２基地局に送信する
無線通信システム。
【請求項２】
前記第２基地局の前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記基地局制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記基地局通信部が前記移動局に送信し、前記移動局通信部が前記新たな第１ＭＡＣフレームを受信し、前記移動局制御部が前記新たな第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能な別のＩＰアドレスを選択して、選択した前記使用可能な別のＩＰアドレスを示す第２ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第２ＭＡＣフレームを前記第２基地局に送信する
請求項１の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２無線通信ネットワークは複数の前記第２基地局を備え、
各前記第２基地局の位置情報および識別情報を取得する管理サーバ通信部と、前記位置情報および前記識別情報を記憶する管理サーバ記憶部とを含む管理サーバをさらに備え、
前記移動局通信部は、前記移動局自身の現在地情報を前記管理サーバに送信し、
前記管理サーバは、受信した前記現在地情報と各前記第２基地局の前記位置情報とに基づいて、前記移動局と無線通信可能な範囲に各前記第２基地局が存在するか否かを判定する管理サーバ判定部をさらに備え、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記識別情報を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記移動局受信部が受信した前記識別情報により特定される前記第２基地局のうちから垂直ハンドオーバ先を選択し、選択した第２基地局に対して前記第１ＭＡＣフレームの送信を要求する送信要求ＭＡＣフレームを生成し、
前記移動局通信部は、前記送信要求ＭＡＣフレームを送信し、
前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記送信要求ＭＡＣフレームに応答して、前記移動局に対する前記第１ＭＡＣフレームを生成する
請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記管理サーバ記憶部は、前記第２無線通信ネットワークの各前記第２基地局の通信品質情報を記憶し、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記通信品質情報を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記通信品質情報に基づいて垂直ハンドオーバ先の第２基地局を選択する
請求項３の無線通信システム。
【請求項５】
前記管理サーバ記憶部は、前記第２無線通信ネットワークの各前記第２基地局の認証方式および暗号化鍵を記憶し、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記認証方式および前記暗号化鍵を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記移動局通信部に受信された前記認証方式および前記暗号化鍵に基づいて前記第２基地局との認証を実行する
請求項４の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１ＭＡＣフレームおよび前記第２ＭＡＣフレームの各々は、通信相手の発見、通信相手の認証、または通信相手とのアソシエーションのために送信されるマネジメントフレームのいずれかである
請求項５の無線通信システム。
【請求項７】
自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰアドレスを記憶する記憶部と、
前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームを生成する制御部と、
前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する通信部とを備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスから前記移動局が選択した使用希望ＩＰアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第２ＭＡＣフレームを前記通信部が受信し、受信した前記第２ＭＡＣフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する
基地局。
【請求項８】
前記制御部は、前記通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記通信部が前記移動局に送信する
請求項７の基地局。
【請求項９】
自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰアドレスを記憶する記憶部と、
前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームを生成する制御部と、
前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する通信部とを備える基地局を備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスから前記移動局が選択した使用希望ＩＰアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第２ＭＡＣフレームを前記基地局の前記通信部が受信し、受信した前記第２ＭＡＣフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する
ネットワーク。
【請求項１０】
前記基地局の前記制御部は、前記通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記通信部が前記移動局に送信する
請求項９のネットワーク。
【請求項１】
第１通信規約に従って動作可能な第１無線通信ネットワークと、
前記第１通信規約とは異なる第２通信規約に従って動作可能な第２無線通信ネットワークと、
前記第１通信規約および前記第２通信規約に従って動作可能な移動局と
を備える無線通信システムであって、
前記移動局は、
前記第１無線通信ネットワークに含まれる第１基地局および前記第２無線通信ネットワークに含まれる第２基地局と無線通信する移動局通信部と、
前記第１基地局から前記第２基地局への垂直ハンドオーバを実行する移動局制御部とを備え、
前記第２基地局は、
前記第２基地局に対して垂直ハンドオーバしてくる前記移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰ（Internet Protocol）アドレスを記憶する基地局記憶部と、
前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣ（Media Access Control）フレームを生成する基地局制御部と、
前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する基地局通信部とを備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において、前記移動局通信部が前記第１ＭＡＣフレームを受信し、前記移動局制御部が前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスを選択して、選択した使用希望ＩＰアドレスを示す第２ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第２ＭＡＣフレームを前記第２基地局に送信する
無線通信システム。
【請求項２】
前記第２基地局の前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記基地局制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記基地局通信部が前記移動局に送信し、前記移動局通信部が前記新たな第１ＭＡＣフレームを受信し、前記移動局制御部が前記新たな第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能な別のＩＰアドレスを選択して、選択した前記使用可能な別のＩＰアドレスを示す第２ＭＡＣフレームを生成し、前記移動局通信部が前記第２ＭＡＣフレームを前記第２基地局に送信する
請求項１の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２無線通信ネットワークは複数の前記第２基地局を備え、
各前記第２基地局の位置情報および識別情報を取得する管理サーバ通信部と、前記位置情報および前記識別情報を記憶する管理サーバ記憶部とを含む管理サーバをさらに備え、
前記移動局通信部は、前記移動局自身の現在地情報を前記管理サーバに送信し、
前記管理サーバは、受信した前記現在地情報と各前記第２基地局の前記位置情報とに基づいて、前記移動局と無線通信可能な範囲に各前記第２基地局が存在するか否かを判定する管理サーバ判定部をさらに備え、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記識別情報を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記移動局受信部が受信した前記識別情報により特定される前記第２基地局のうちから垂直ハンドオーバ先を選択し、選択した第２基地局に対して前記第１ＭＡＣフレームの送信を要求する送信要求ＭＡＣフレームを生成し、
前記移動局通信部は、前記送信要求ＭＡＣフレームを送信し、
前記基地局制御部は、前記基地局通信部に受信された前記送信要求ＭＡＣフレームに応答して、前記移動局に対する前記第１ＭＡＣフレームを生成する
請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記管理サーバ記憶部は、前記第２無線通信ネットワークの各前記第２基地局の通信品質情報を記憶し、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記通信品質情報を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記通信品質情報に基づいて垂直ハンドオーバ先の第２基地局を選択する
請求項３の無線通信システム。
【請求項５】
前記管理サーバ記憶部は、前記第２無線通信ネットワークの各前記第２基地局の認証方式および暗号化鍵を記憶し、
前記管理サーバ通信部は、前記無線通信可能な範囲に存在する前記第２基地局の前記認証方式および前記暗号化鍵を前記移動局へ送信し、
前記移動局制御部は、前記移動局通信部に受信された前記認証方式および前記暗号化鍵に基づいて前記第２基地局との認証を実行する
請求項４の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１ＭＡＣフレームおよび前記第２ＭＡＣフレームの各々は、通信相手の発見、通信相手の認証、または通信相手とのアソシエーションのために送信されるマネジメントフレームのいずれかである
請求項５の無線通信システム。
【請求項７】
自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰアドレスを記憶する記憶部と、
前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームを生成する制御部と、
前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する通信部とを備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスから前記移動局が選択した使用希望ＩＰアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第２ＭＡＣフレームを前記通信部が受信し、受信した前記第２ＭＡＣフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する
基地局。
【請求項８】
前記制御部は、前記通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記通信部が前記移動局に送信する
請求項７の基地局。
【請求項９】
自局に対して垂直ハンドオーバしてくる移動局にとって使用可能な１以上の使用可能ＩＰアドレスを記憶する記憶部と、
前記使用可能ＩＰアドレスの全部または一部を示す第１ＭＡＣフレームを生成する制御部と、
前記第１ＭＡＣフレームを無線で送信する通信部とを備える基地局を備え、
垂直ハンドオーバを実行する前または垂直ハンドオーバの過程において前記移動局が受信した前記第１ＭＡＣフレームに示された前記使用可能ＩＰアドレスから前記移動局が選択した使用希望ＩＰアドレスが搭載され、かつ、前記移動局から送信される第２ＭＡＣフレームを前記基地局の前記通信部が受信し、受信した前記第２ＭＡＣフレームに基づいて前記制御部が垂直ハンドオーバを実行する
ネットワーク。
【請求項１０】
前記基地局の前記制御部は、前記通信部に受信された前記第２ＭＡＣフレームが示す前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能であるか否かを判定し、
前記使用希望ＩＰアドレスが使用可能でない場合、前記移動局にとって使用可能な別のＩＰアドレスを示す新たな第１ＭＡＣフレームを前記制御部が生成し、前記新たな第１ＭＡＣフレームを前記通信部が前記移動局に送信する
請求項９のネットワーク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−５０８５（Ｐ２０１３−５０８５Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２１５１（Ｐ２０１１−１３２１５１）
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]