中继装置、终端装置以及通信系统

申请号 CN200880131422.5 申请日 2008-10-07 公开(公告)号 CN102172072A 公开(公告)日 2011-08-31
申请人 富士通株式会社; 发明人 鹤冈哲明;
摘要 本 发明 提供中继装置、终端装置以及通信系统。终端装置在室外通过WiMAX(注册商标)连接与基站进行直接无线连接,在被该终端装置的用户等移到室内而从与基站的直接无线连接向经由中继装置与基站进行通信的中继连接切换的情况下,向中继装置发送连接 请求 。并且,中继装置在从终端装置接收到针对基站的连接请求的情况下,将该终端装置与基站之间的无线连接切换到经由该中继装置的WiMAX(注册商标)连接,当建立了终端装置与基站之间的中继连接时,在中继装置与终端装置之间以Wi-Fi(注册商标)连接、在中继装置与基站之间以WiMAX(注册商标)连接来对该终端装置与基站之间收发的数据进行中继处理。
权利要求

1.一种中继装置,其特征在于,具备:
连接控制单元,其在通过第一通信方式从具有无线通信的终端装置接收到针对规定的基站的连接请求的情况下,通过第二通信方式使上述规定的基站和自装置进行无线连接;

中继处理单元,其在通过上述连接控制单元建立了上述规定的基站与自装置之间的无线连接的情况下,使用上述第一通信方式和上述第二通信方式这两种通信方式来对上述终端装置与上述规定的基站之间收发的数据进行中继处理。
2.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述连接请求包含在上述终端装置发送该连接请求之前上述终端装置与所无线连接的规定的基站之间的发送功率控制信息,
上述连接控制单元在通过第二通信方式使上述规定的基站和自装置进行无线连接时,根据上述发送功率控制信息和从上述规定的基站接收的功率来确定发送功率。
3.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述连接控制单元在通过第二通信方式使上述规定的基站和自装置进行无线连接时,向上述终端装置中继来自上述规定的基站的无线连接的认证所涉及的控制消息,向上述规定的基站中继来自上述终端装置的无线连接的认证所涉及的控制消息,并直接控制与上述控制消息不同的消息。
4.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
针对通过上述连接控制单元进行无线连接的规定的基站的发送功率控制信息被保存在存储部中,
上述连接控制单元在通过第二通信方式使上述规定的基站和自装置进行无线连接时,将在上述存储部中保存的发送功率控制信息设为发送功率的初始值。
5.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述连接请求包含上下文信息,该上下文信息是上述终端装置的标识符、上述规定的基站的中心频率、上述规定的基站的标识符、与上述规定的基站连接的连接标识符、认证密钥以及加密密钥中的其中一种,
上述连接控制单元在通过第二通信方式使上述规定的基站和自装置进行无线连接时,将上述上下文信息保存在存储部中。
6.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述终端装置与自装置之间的通信是使用加密的对话来进行收发的。
7.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述连接控制单元在通过第二通信方式使上述规定的基站和自装置进行无线连接时,在测距信号被发送的定时进行无线连接。
8.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述连接控制单元在从上述终端装置接收到针对规定的基站的无线连接的切回请求的情况下,终止上述规定的基站与自装置之间的基于第二通信方式的无线连接。
9.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述连接控制单元在上述终端装置与自装置之间的通信终止了的情况下,终止上述规定的基站与自装置之间的基于第二通信方式的无线连接。
10.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述连接控制单元在通过第一通信方式从上述终端装置接收到针对规定的基站的初始连接的连接请求的情况下,通过第二通信方式使上述规定的基站和自装置进行无线连接。
11.根据权利要求1所述的中继装置,其特征在于,
上述连接控制单元在通过第一通信方式从多个终端装置接收到针对规定的基站的连接请求的情况下,通过第二通信方式使上述规定的基站和自装置进行无线连接,上述中继处理单元在通过上述连接控制单元建立了上述规定的基站与自装置之间的无线连接的情况下,使用上述第一通信方式和上述第二通信方式这两种通信方式来对在上述多个终端装置与规定的基站之间多路收发的数据进行中继处理。
12.一种终端装置,其特征在于,具有:
第一通信单元,其通过第一通信方式与具有无线通信的中继装置进行无线连接;
第二通信单元,其通过第二通信方式与规定的基站进行无线连接;以及
连接请求发送单元,其在从上述规定的基站与自装置之间的直接无线连接向上述规定的基站与自装置之间的经由上述中继装置的无线连接切换的情况下,向上述中继装置发送连接请求。
13.根据权利要求12所述的终端装置,其特征在于,还具有:
认证消息接收单元,其在通过上述连接请求发送单元被切换到上述规定的基站与自装置之间的经由上述中继装置的无线连接的情况下,从上述中继装置接收与认证有关的控制消息;和
认证消息发送单元,其在通过上述连接请求发送单元被切换到上述规定的基站与自装置之间的经由上述中继装置的无线连接的情况下,向上述中继装置发送与认证有关的控制消息。
14.根据权利要求12所述的终端装置,其特征在于,还具有,
切回请求发送单元,其在通过上述连接请求发送单元被切换到上述规定的基站与自装置之间的经由上述中继装置的无线连接后,监视来自上述规定的基站的信号,并在该信号的接收灵敏度足够时向上述中继装置发送针对规定的基站的连接的切回请求。
15.根据权利要求12所述的终端装置,其特征在于,还具有,
直接连接切换单元,其在通过上述连接请求发送单元被切换到上述规定的基站与自装置之间的经由上述中继装置的无线连接后,当上述中继装置与自装置之间的通信终止时,切换到上述规定的基站与自装置之间的直接无线连接。
16.根据权利要求12所述的终端装置,其特征在于,
上述连接请求单元不是使上述规定的基站和自装置进行直接无线连接,而是向上述中继装置发送针对规定的基站的初始连接的连接请求。
17.一种通信系统,其特征在于,具有终端装置和中继装置,
上述终端装置具有:
第一通信单元,其通过第一通信方式与上述中继装置进行无线连接;
第二通信单元,其通过第二通信方式与规定的基站进行无线连接;以及
连接请求发送单元,其在从上述规定的基站与上述终端装置之间的直接无线连接切换到上述规定的基站与上述终端装置之间的经由上述中继装置的无线连接的情况下,向上述中继装置发送连接请求,
上述中继装置具有:
连接控制单元,其在通过第一通信方式从上述终端装置接收到针对上述规定的基站的连接请求的情况下,通过第二通信方式使上述规定的基站和上述中继装置进行无线连接;

中继处理单元,其在通过上述连接控制单元建立了上述规定的基站与上述中继装置之间的无线连接的情况下,使用上述第一通信方式和上述第二通信方式这两种通信方式来对上述终端装置与上述规定的基站之间收发的数据进行中继处理。
18.一种中继方法,其特征在于,包含:
连接控制步骤,在通过第一通信方式从具有无线通信的终端装置接收到针对规定的基站的连接请求的情况下,通过第二通信方式使规定的基站和自装置进行无线连接;和中继处理步骤,在通过上述连接控制步骤建立了上述规定的基站与自装置之间的无线连接的情况下,使用上述第一通信方式和上述第二通信方式这两种通信方式来对上述终端装置与上述规定的基站之间收发的数据进行中继处理。
19.一种中继程序,其特征在于,使计算机执行:
连接控制步骤,在通过第一通信方式从具有无线通信的终端装置接收到针对规定的基站的连接请求的情况下,通过第二通信方式使规定的基站和自装置进行无线连接;和中继处理步骤,在通过上述连接控制步骤建立了上述规定的基站与自装置之间的无线连接的情况下,使用上述第一通信方式和上述第二通信方式这两种通信方式来对上述终端装置与上述规定的基站之间收发的数据进行中继处理。
20.一种中继连接切换方法,其特征在于,包含:
第一通信步骤,通过第一通信方式与具有无线通信的中继装置进行无线通信;
第二通信步骤,通过第二通信方式与规定的基站进行无线通信;以及
连接请求发送步骤,在从上述规定的基站与自装置之间的直接无线连接向上述规定的基站与自装置之间的经由上述中继装置的无线连接切换的情况下,向上述中继装置发送连接请求。
21.一种中继连接切换程序,其特征在于,使计算机执行:
第一通信步骤,通过第一通信方式与具有无线通信的中继装置进行无线通信;
第二通信步骤,通过第二通信方式与规定的基站进行无线通信;以及
连接请求发送步骤,在从上述规定的基站与自装置之间的直接无线连接向上述规定的基站与自装置之间的经由上述中继装置的无线连接切换的情况下,向上述中继装置发送连接请求。

说明书全文

中继装置、终端装置以及通信系统

技术领域

[0001] 本发明涉及中继装置、终端装置以及通信系统。

背景技术

[0002] 近几年,在室外配设基站并经由该基站来提供大范围服务区的移动接入系统正处于实用化。例如,如图12所示那样,除了便携电话等便携终端以外,移动接入系统还适用于安装有具有无线I/F功能的PC(Personal Computer:个人计算机)卡的PC、车载终端等各种各样的高速数据通信用途。另外,图12是用于说明现有技术涉及的移动接入系统的图。
[0003] 并且,例如在作为IEEE802.16e进行标准化的移动WiMAX(“WiMAX”是注册商标)(Worldwide Interoperability for Microwave Access:全球互通微波存取)中,采用OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access:正交频分多址)作为无线通信方式,在使用多个以64QAM(Quadrature Amplitude Modulation:正交振幅调制)那样的较高的编码速度进行调制的子载波基础上,通过MIMO(Multiple Input Multiple Output:多重输入多重输出)技术的活用等来实现数十Mbps(Megabit per second:每秒兆比特)的通信速度。
[0004] 但是,在上述那样的无线系统中,由于基站一般被配设在室外,所以当在室内利用该无线系统时,电波环境会比在室外恶化。另外,在WiMAX(注册商标)等无线通信技术中,由于根据电波环境来变更通信方式,所以电波环境的恶化也会导致通信速度降低。
[0005] 另一方面,有很多家庭在室内能够利用通过ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line:非对称数字用户环路)或光纤宽带等连接的有线或者无线LAN(Local Area Network:局域网)。并且,在终端侧,由于标准配置有线LAN(Ethernet(注册商标)等)的接口或无线LAN(Wi-Fi(“Wi-Fi为注册商标“)(Wireless Fidelity:无线保真)等),所以在上述室内能够利用各种各样的通信。
[0006] 这种能够利用各种各样的通信的终端例如在室外利用无线连接服务、而在室内利用室内连接的通信单元来进行通信,但是在切换到不同的连接方式的情况下,会切断通信中的会话(连接)。于是,作为用于不切断通信中的连接来持续进行通信的技术,有移动IP(Internet Protocol:网际协议)技术。
[0007] 移动IP技术从表面上看能够使用相同的IP地址来切换到不同的连接方式。例如,如图13所示那样,移动IP技术在室外通过无线连接服务(WiMAX(注册商标))连接,在维持该连接的状态下,在室内切换到基于Ethernet(注册商标)的连接。另外,图13是用于说明现有技术涉及的移动IP技术的图。
[0008] 另外,在作为IEEE802.16j进行标准化的WiMAX(注册商标)中,有使用了对来自基站“BS(Base Station)”的电波进行中继的中继器“RS(Relay Station)”的技术。例如,如图14所示那样,对使用了RS的技术来说,连接方式维持WiMAX(注册商标)不变,在终端侧从位于室外的BS向位于室内的RS切换。并且,RS与位于室外的BS连接,并对终端与BS之间的数据通信进行中继。另外,图14是用于说明现有技术涉及的使用了中继器的技术的图。
[0009] 另外,即使在室内,有时也会在公共设施、店铺等内单独配设可在室内应用的基站(小型基站“fBS(femto Base Station)”)。例如,如图15所示那样,在使用了小型基站的技术中,连接方式维持WiMAX(注册商标)不变,在终端侧从位于室外的BS向位于室内的fBS切换。并且,fBS不经由位于室外的BS地与无线接入网的GW(Gate Way:网关)连接。另外,图15是用于说明现有技术涉及的使用了小型基站的技术的图。
[0010] 另外,例如公开有一种通信系统,在该通信系统中,某个移动终端装置之外的其他装置经由该移动终端装置,从局域网访问该移动终端装置所属的电信运营商的网内的资源。
[0011] 专利文献1:日本特开2006-121728号公报
[0012] 但是,在上述的现有技术中,存在有如下问题,即无法无缝地切换连接。
[0013] 具体来讲,在图13所示的现有技术中,由于在无线接入网和有线接入网这些不同的网络服务之间切换连接,所以会花费切换连接所需的时间。其结果,在图13所示的现有技术中,无法迅速(无缝)地切换连接。并且,在图13所示的现有技术中,当在不同的网络中提供固有的服务时,由于无法持续利用该服务,所以导致服务质量下降。
[0014] 另外,在图14所示的现有技术中,当从WiMAX(注册商标)向WiMAX(注册商标)切换连接时,由于利用相同的频带,所以在上游与下游之间会发生电波干扰。并且,在图14所示的现有技术中,当进行经由RS的中继连接时,在一旦由于进行缓冲而利用TDD(Time Division Duplex:时分双工)格式的情况下,会为了防止中继定时发生偏差而扩充用于吸收该中继延迟的协议。
[0015] 另外,在图15所示的现有技术中,向室内引入BS的连接线路的费用较高,并且由于一般地,BS都是无线连接网运营商管理的管理对象,所以该BS的管理、运用等会比较繁琐。

发明内容

[0016] 于是,本发明的目的在于,提供一种能够迅速(无缝)地切换连接的中继装置、终端装置以及通信系统。
[0017] 本发明的一个方面是具有终端装置和中继装置的通信系统,其中,上述终端装置具备:第1通信单元,其利用第一通信方式与上述中继装置进行无线连接;第2通信单元,其利用第二通信方式与规定的基站进行无线连接;连接请求发送单元,在从上述规定的基站与该终端装置之间的直接无线连接向上述规定的基站与该终端装置之间的经由上述中继装置的连接切换时,该连接请求发送单元向上述中继装置发送连接请求,上述中继装置具备:连接控制单元,在以第一通信方式从上述终端装置接收到针对上述规定的基站的连接请求时,该连接控制单元以第二通信方式使上述规定的基站和该中继装置进行无线连接;和中继处理单元,在通过上述连接控制单元建立了上述规定的基站与该中继装置之间的无线连接时,该中继处理单元利用上述第一通信方式和上述第二通信方式这两种通信方式来对上述终端装置与上述规定的基站之间收发的数据进行中继处理。
[0018] 根据本发明,能够迅速(无缝)地切换连接。附图说明
[0019] 图1是用于说明实施例1涉及的系统构成的例子的图。
[0020] 图2是表示实施例1涉及的中继装置的构成例的图。
[0021] 图3是表示实施例1涉及的终端装置的构成例的图。
[0022] 图4是用于说明实施例1涉及的认证消息处理的图。
[0023] 图5是用于说明实施例1涉及的切断请求处理的图。
[0024] 图6是用于说明实施例1涉及的中继停止处理的图。
[0025] 图7是用于说明实施例1涉及的、从通信连接开始的时间点进行中继处理的情况的图。
[0026] 图8是表示被收发的构成的例子的图。
[0027] 图9是表示通信系统中的连接构成的例子的图。
[0028] 图10是表示执行中继程序的计算机的图。
[0029] 图11是表示执行中继连接切换程序的计算机的图。
[0030] 图12是用于说明现有技术涉及的移动接入系统的图。
[0031] 图13是用于说明现有技术涉及的移动IP技术的图。
[0032] 图14是用于说明现有技术涉及的使用了中继器的技术的图。
[0033] 图15是用于说明现有技术涉及的使用了小型基站的技术的图。
[0034] 附图标记说明:
[0035] 100...中继装置;101...区域内通信用I/F部;102...移动通信I/F部;110...存储部;111...上下文保持部;120...控制部;121...连接控制部;122...数据中继处理部;200...终端装置;201...区域内通信用I/F部;202...移动通信I/F部;
210...存储部;220...控制部;221...连接管理部;222...移动终端本体部。

具体实施方式

[0036] 下面参照附图对本发明涉及的中继装置、终端装置以及通信系统的实施例进行说明。
[0037] [系统构成]
[0038] 首先使用图1对实施例1涉及的系统构成进行说明。图1是用于说明实施例1涉及的系统构成的例子的图。本申请所公开的系统例如如图1所示那样,在室外以直接连接的方式、在室内以经由中继装置(桥接设备)的方式,并经由基站(BS)和网关装置(GW)等将能够WiMAX(注册商标)连接的终端装置和连接目标计算机连接起来。另外,连接目标计算机是经由互联网提供的各种各样的服务器
[0039] 在上述的构成中,本实施例的系统是具有终端装置和中继装置的通信系统,终端装置通过第一通信方式与中继装置无线连接。另外,终端装置通过第二通信方式与规定的基站无线连接。并且,在从规定的基站与终端装置之间的直接无线连接向规定的基站与终端装置之间的经由中继装置的无线连接切换的情况下,终端装置向中继装置发送连接请求。
[0040] 具体来讲,终端装置在室外通过WiMAX(注册商标)连接与基站直接进行通信。并且,终端装置在被该终端装置的用户等移入室内,从而从与基站的直接通信向经由中继装置与基站进行通信的中继通信切换的情况下,向中继装置发送连接请求。另外,在室内的中继装置与终端装置之间的连接例如是Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接等,向中继通信的切换例如起因于接收到基于从中继装置定期发送的广播的通知。
[0041] 接着,在通过第一通信方式从终端装置接收到针对规定的基站的连接请求的情况下,中继装置通过第二通信方式无线连接规定的基站和中继装置。然后,在建立了规定的基站与中继装置之间的无线连接的情况下,中继装置使用第一通信方式和第二通信方式这两种通信方式来对终端装置与规定的基站之间收发的数据进行中继处理。
[0042] 对上述的例子进行具体说明,在通过Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接等从终端装置接收到针对基站的连接请求的情况下,中继装置将该终端装置与基站之间的连接切换到经由该中继装置的WiMAX(注册商标)连接。
[0043] 并且,当建立了终端装置与基站之间的中继通信时,中继装置通过在中继装置与终端装置之间以Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接、在中继装置与基站之间以WiMAX(注册商标)连接来对该终端装置与基站之间收发的数据进行中继处理。
[0044] 也就是说,为了即使在室内也使中继装置和终端装置从表面上看作为一个终端装置来工作,在基站一侧,无论终端装置是在室外还是在室内,都保持连接形态不变地继续通信。换句话说,在基站一侧,无论终端装置是在室外还是在室内,都通过WiMAX(注册商标)连接来继续通信。
[0045] 如上所述,对于通信系统来说,在终端装置与基站之间的连接中,当终端装置从通信环境良好的室外被移到通信环境恶劣的室内时,由于在不变更通信方式的情况下将该终端装置与基站之间的连接切换到经由中继装置的中继通信,所以能够迅速(无缝)地切换连接。
[0046] [中继装置的构成]
[0047] 接着,使用图2对实施例1涉及的中继装置的构成例进行说明。图2是表示实施例1涉及的中继装置的构成例的图。如图2所示那样,中继装置100具备区域内通信用I/F部101、移动通信I/F部102、存储部110以及控制部120。
[0048] 区域内通信用I/F部101与具有无线通信的终端装置连接来通过第一通信方式进行通信。例如,区域内通信用I/F部101与可无线通信的规定的终端装置连接,并通过Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接等进行通信。另外,例如在与室外相比通信环境恶劣的室内,区域内通信部I/F部101接收来自规定的终端装置的针对基站的连接请求。
[0049] 移动通信I/F部102与规定的基站连接来通过第二通信方式进行通信。例如,在区域内通信用I/F部101中接收到来自规定的终端装置的针对基站的连接请求后,移动通信I/F部102通过WiMAX(注册商标)连接等与规定的基站进行通信。另外,基于规定的终端装置的与基站之间的WiMAX(注册商标)连接虽然在室内也能利用,但是与室外相比通信环境变得恶劣。
[0050] 存储部110对控制部120的各种处理所需要的数据、控制部120的各种处理结果进行存储,尤其具有上下文保持部111。例如,存储部110存储用于使终端装置和基站进行中继连接的各种各样的信息(连接涉及的信息)。
[0051] 上下文保持部111存储上下文信息,该上下文信息是终端装置的标识符、规定的基站的中心频率、规定的基站的标识符、与规定的基站之间连接的连接标识符、认证密钥以及加密密钥中的其中一种。例如,上下文保持部111存储上下文信息,该上下文信息是作为终端的标识符的MAC地址、基站的中心频率、基站的标识符(BSID)、和基站的连接的连接标识符(CID)、在认证过程中使用的认证密钥、以及被加密收发的与连接有关的加密密钥中的其中一种(也可以是全部)。
[0052] 控制部120具有用于保存控制程序、规定各种处理步骤等的程序、以及所需数据的内部存储器,尤其具有连接控制部121和数据中继处理部122,并且通过它们来执行各种处理。
[0053] 在通过第一通信方式从具有无线通信的终端装置接收到针对规定的基站的连接请求的情况下,连接控制部121通过第二通信方式无线连接规定的基站和自装置。例如,在通过Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接等从终端装置接收到针对基站的连接请求的情况下,连接控制部121将该终端与基站之间的连接切换到经由该中继装置100的WiMAX(注册商标)连接。
[0054] 另外,来自终端装置的连接请求例如通过从中继装置100定期广播、或者对来自终端装置的广播进行响应,来表示该中继装置100的存在,并被终端装置发送。
[0055] 另外,连接请求包含上述的上下文信息,连接控制部121在通过第二通信方式与规定的基站进行连接时,将上下文信息保存在上下文保持部111中。
[0056] 例如,连接控制部121接受从终端装置发送来的连接请求中的、基站的标识符(BSID)、连接标识符(CID)或者其他上下文信息来尝试与基站之间的连接,并且将该上下文信息保存到上下文保持部111中。另外,作为上下文信息,除了上述信息之外,例如也可以是MAC层中的终端装置的状态所涉及的信息。
[0057] 在通过连接控制部121建立了规定的基站与自装置之间的无线连接的情况下,数据中继处理部122使用第一通信方式和第二通信方式这两种通信方式对终端装置与规定的基站之间收发的数据进行中继处理。
[0058] 例如,当通过连接控制部121建立了终端装置与基站之间的中继通信时,数据中继处理部122通过在中继装置100与终端装置之间以Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接、在中继装置100与基站之间以WiMAX(注册商标)连接来对该终端装置与基站之间收发的数据进行中继处理。
[0059] [终端装置的构成]
[0060] 接着使用图3对实施例1涉及的终端装置的构成例进行说明。图3是表示实施例1涉及的终端装置的构成例的图。如图3所示那样,终端装置200具备区域内通信用I/F部
201、移动通信I/F部202、存储部210以及控制部220。
[0061] 区域内通信用I/F部201通过第一通信方式与具有无线通信的中继装置进行无线连接。例如,区域内通信用I/F部201与能够进行无线通信的中继装置100连接,通过Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接等进行通信。另外,例如区域内通信用I/F部201在与室外相比通信环境恶劣的室内从终端装置200向中继装置100发送针对基站的连接请求。
[0062] 移动通信I/F部202通过第二通信方式与规定的基站进行无线连接。例如,移动通信I/F部202在与室内相比通信环境优良的室外通过WiMAX(注册商标)连接等与基站进行通信。另外,基于终端装置200与基站的WiMAX(注册商标)连接虽然也能够在室内利用,但是与室外相比通信环境恶劣。
[0063] 存储部210存储控制部220的各种处理所需的数据、和控制部220的各种处理结果。
[0064] 控制部220具有用于保存控制程序、规定了各种处理步骤等的程序、以及所需数据的内部存储器,尤其具有连接管理部221和移动终端本体部222,并通过它们执行各种处理。
[0065] 在从规定的基站与自装置之间的直接无线连接向规定的基站与自装置之间的经由中继装置100的无线连接切换的情况下,连接管理部221向中继装置100发送连接请求。例如,在从室外的基于WiMAX(注册商标)连接(移动通信I/F部202)的与基站的直接连接向经由中继装置100与基站进行通信的中继通信切换的情况下,连接管理部221向中继装置100发送连接请求。
[0066] 另外,室内的中继装置100与终端装置200之间的连接例如是Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接等,向中继通信的切换例如起因于接收到基于从中继装置100定期发送的广播的通知。
[0067] 移动终端本体部222实施与基于连接管理部221的终端装置200与基站的中继通信所涉及的控制不同的处理。例如,移动终端本体部222实施不经由中继装置100的与基站进行的连接所涉及的控制等终端装置200的基本连接的控制。
[0068] [发送功率的确定]
[0069] 另外,在终端装置200与基站的通信中,在进行经由中继装置100的中继通信的情况下,该中继装置100控制终端装置200与基站之间的发送功率。对于与发送功率的控制有关的参数来说,由于终端装置200和中继装置100的电波环境未必相同,所以无法继续使用终端装置200与基站之间的连接时的参数。因此,下面对终端装置200与基站之间的发送功率进行说明。
[0070] 具体来讲,来自终端装置200的连接请求包含在终端装置200发送该连接请求之前终端装置200与所无线连接的规定的基站之间的发送功率控制信息。并且,在通过第二通信方式将规定的基站和自装置无线连接时,中继装置100根据发送功率控制信息和从规定的基站接收的功率来确定发送功率。
[0071] 也就是说,中继装置100取得与终端装置200的发送功率控制有关的参数、和与该终止装置200的接收电波强度有关的信息,并根据取得的信息与该中继装置100从基站接收的电波强度之间的差值来计算发送功率,从而确定合适的发送功率。
[0072] 例如,在WiMAX(注册商标)中,闭环(Closed Loop)的每个子载波通过下式来控制功率。
[0073] Pnew=Plast+(C/Nnew-C/Nlast)-(10log10(Rnew)-10log10(Rlast))+Offset[0074] 上式被变形为下式,将脉冲串的参数变动量例如设为“0”来将假想的脉冲串的子载波功率控制为基准。
[0075] Pnew=Plast-ref+C/Nnew-10log10(Rnew)+Offset
[0076] 并且,中继装置100从终端装置200接收终端装置200的Plast-ref和针对该终端装置200所连接的基站的RSSI(Receive Signal Strength Indication:接收信号的强度指示),并将中继装置100从基站接收电波时的RSSI之间的差值作为相抵消的功率的量,将对终端装置200的Plast-ref进行调整而得到的功率作为该中继装置100的Plast-ref。
[0077] 另一方面,对于开环(Open Loop)的功率控制来说,中继装置100从终端装置200接收与发送功率控制有关的参数,并在中继装置100自身从基站接收的RSSI的基础上计算子载波功率。另外,即使是开环,也可以进行如下处理,即在功率无台阶差地转发的保留模式(retain mode)下,在转发发送功率时,按照接收来自与终端装置200进行中继通信的基站的RSSI,并使与中继装置100的RSSI之间的差值作为相抵消的功率的方式来调整偏移量。
[0078] 下面对上式中的定义进行说明。
[0079] Pnew:当前UL帧中的新的UL脉冲串的功率
[0080] C/Nnew:当前UL帧中的新的UL脉冲串的标准化C/N
[0081] Rnew:当前UL帧中的新的UL脉冲串的重复因子
[0082] Plast:在最新被发送的UL帧中具有最大值为(C/N 10log10(R))的脉冲串的功率[0083] C/Nlast:与Plast相关联的标准化C/N(因此,指在最新被发送的UL帧中具有最大值为(C/N-10log10(R))的脉冲串)
[0084] Rlast:与Plast相关联的重复因子R(因此,指在最新被发送的UL帧中具有最大值为(C/N-10log10(R)的脉冲串))
[0085] 补偿:BS自上次发送之后所发送的功率校正项的累积
[0086] 另外,针对被无线连接的规定的基站的发送功率控制信息被保持在存储部中,中继装置100在通过第二通信方式无线连接规定的基站和自装置时,将在存储部中保持的发送功率控制信息作为发送功率的初始值。
[0087] 例如,中继装置100将针对每个连接的基站的过去的发送功率(或者是基准偏移量)预先保持在存储部210中。存储部210中保存的发送功率可以是与基站的连接结束时的功率,也可以是规定的连接期间内的发送功率的平均值。并且,中继装置100从终端装置200接收针对基站的连接请求,在该基站的发送功率控制信息被保持在存储部210中的情况下,将针对该基站的发送功率设定为初始值。
[0088] 另外,对于被设定的发送功率来说,虽然将存储部210中保存的发送功率设为初始值,但是由于是过去设定的发送功率的信息,所以有时多少会产生一些误差(但是,由于是过去设定的发送功率,所以可靠性较高,是允许范围的值)。所以,具体来讲,是根据存储部210中保持的发送功率控制信息来计算基准功率,来控制发送功率。
[0089] [认证消息处理]
[0090] 接着使用图4对实施例1涉及的认证消息处理进行说明。图4是用于说明实施例1涉及的认证消息处理的图。
[0091] 具体来讲,在通过第二通信方式无线连接规定的基站和自装置时,中继装置100向终端装置200中继与来自规定的基站的无线连接的认证有关的控制消息,向规定的基站中继与来自终端装置200的无线连接的认证有关的控制消息,并直接控制与控制消息不同的消息。
[0092] 另外,在被切换到规定的基站与自装置之间的经由中继装置100的无线连接的情况下,终端装置200从中继装置100接收与认证有关的控制消息。另外,在被切换到规定的基站与自装置之间的经由中继装置100的无线连接的情况下,终端装置200向中继装置100发送与认证有关的控制消息。
[0093] 如图4所示那样,中继装置100在该终端装置200与基站之间的中继通信开始以后也将终端装置200所涉及的认证处理委托给终端装置200,并与中继终端装置200与基站之间的用户包同样地转送与认证有关的控制消息。
[0094] 其中,中继装置100对与认证所涉及的控制消息不同的通常的消息进行直接控制。另外,接收到认证所涉及的控制消息的终端装置200实施认证所涉及的处理,并且经由中继装置100向基站发送认证所涉及的控制消息。
[0095] 也就是说,为了中继装置100在经由该中继装置100的中继通信开始后也使终端装置200处理在终端装置200与基站进行直接连接时处理的认证所涉及的处理,不是处理而是转送与认证有关的控制消息。
[0096] [切断请求处理]
[0097] 接着使用图5对实施例1涉及的切断请求处理进行说明。图5是用于说明实施例1涉及的切断请求处理的图。
[0098] 具体来讲,在被切换到规定的基站与自装置之间的经由中继装置100的无线连接以后,终端装置200对来自规定的基站的信号进行监视,在该信号的接收灵敏度足够的情况下,向中继装置100发送针对规定的基站的连接切回请求。并且,在从终端装置200接收到针对规定的基站的无线连接的切回请求的情况下,中继装置100终止规定的基站与自装置之间的基于第二通信方式的无线连接。
[0099] 例如,如图5所示那样,在被切换到与室内的基站之间的经由中继装置100的中继连接以后,终端装置也继续针对该基站的接收。并且,在被该终端装置200的用户移到室外等而导致针对基站的电波状态得到改善的情况下,终端装置200为了结束中继连接而向中继装置100发送连接切回请求。
[0100] 接着,从终端装置200接收到切回请求的中继装置100在该切回请求所包含的切换定时、或者根据该切回请求与终端装置200之间进行调整的切换定时以后,终止终端装置200与基站之间的中继连接。
[0101] 另外,在WiMAX(注册商标)的协议中,帧在5msec周期内被TDD分割,从而DL(DownLink:向下链路)和UL(UpLink:向上链路)被反复,数据按照该帧的帧编号被收发。因此,上述切换定时在以规定的帧编号进行收发的定时得以决定。
[0102] 也就是说,在改善了终端装置200的与基站的直接连接的通信环境的情况下,中继装置100从该终端装置200接收连接切回请求,在接收到的请求所包含的切换定时以后,终止与基站的中继连接。由此,终端装置200能够与基站直接连接。
[0103] [中继停止处理]
[0104] 接着使用图6对实施例1涉及的中继停止处理进行说明。图6是用于说明实施例1涉及的中继停止处理的图。
[0105] 具体来讲,在终端装置200与自装置之间的通信终止了的情况下,中继装置100终止规定的基站与自装置之间的基于第二通信方式的无线连接。另外,在被切换到规定的基站与自装置之间的经由中继装置100的无线连接后,终端装置200在中继装置100与自装置之间的通信被终止时切换到规定的基站与自装置之间的直接无线连接。
[0106] 例如,如图6所示那样,中继装置100将与终端装置200之间的定期的生存确认(保活)或数据收发的超时的测出等作为触发条件,来停止终端装置200与基站之间的中继连接。
[0107] 另外,例如终端装置200将与中继装置100之间的定期的生存确认或数据收发的超时的测出等作为触发条件,来从经由中继装置100的中继连接切换到与基站的直接连接。
[0108] 另外,终端装置200在从与基站的直接连接被切换到经由中继装置100的中继连接后,也继续针对基站的接收,在与该中继装置100的通信被终止了的情况下,也可以切换到被继续的与基站之间的直接连接。
[0109] 另外,在进行经由中继装置100的中继连接时终止了与该中继装置100的通信的情况下,终端装置200不仅向与基站的直接连接切换,也可以尝试经由中继装置100的再次连接。也就是说,基于终端装置200的中继连接或者基于直接连接的连接的建立根据通信的终止理由而决定。
[0110] 也就是说,中继装置100和/或终端装置200将相互的定期的生存确认或数据收发的超时的测出等作为触发条件,来停止中继连接,因此能够缩短通信终止的时间从而迅速地切换连接。
[0111] [从连接开始时的中继处理]
[0112] 接着使用图7对实施例1涉及的从通信连接开始定时开始进行中继处理的情况进行说明。图7是用于说明实施例1涉及的从通信开始定时开始进行中继处理的情况的图。
[0113] 具体来讲,终端装置200不是在规定的基站和自装置间进行直接无线连接,而是向中继装置100发送针对规定的基站的初始连接的连接请求。并且,在通过第一通信方式从终端装置200接收到针对规定的基站的初始连接的连接请求的情况下,中继装置100通过第二通信方式无线连接规定的基站和自装置。
[0114] 例如,如图7所示那样,终端装置200接收作为来自中继装置100的定期的广播的无线局广播,当检测出该中继装置100时,向中继装置100发送WiMAX(注册商标)连接的MAC地址以及连接所涉及的上下文信息。
[0115] 并且,接收到上下文信息的中继装置100根据该上下文信息,通过WiMAX(注册商标)的通信方式与规定的基站连接。接着,终端装置200经由中继装置100向基站(连接目标)发送认证所涉及的信息。然后,终端装置200通过经由中继装置100的中继连接来与基站进行数据的收发。
[0116] 另外,由终端装置200对连接目标的规定的基站预先进行扫描,在判断出经由中继装置100的连接是更稳定的连接时,在初始连接中利用经由中继装置100的中继连接。另外,终端装置200为了防备在经由中继装置100的中继连接中与该中继装置100的连接终止的情况而建立与规定的基站的直接连接。
[0117] 也就是说,在没有建立基站与终端装置200之间的连接、并且经由中继装置100的中继连接能够建立更加稳定的连接的情况下,终端装置200在初始连接中建立经由中继装置100的连接,并且还建立与基站的直接连接,因此能够持续利用更加稳定的服务。
[0118] [帧构成和连接构成]
[0119] 接着使用图8和图9对收发的帧构成和通信系统中的连接构成进行说明。图8是表示收发的帧构成的例子的图,图9是表示通信系统中的连接构成的例子的图。
[0120] 例如,在WiMAX(注册商标)中,如图8所示那样,采用通过子信道的分开使用和时间轴方向的分割能够收发来自不同终端装置的数据和发往不同终端装置的数据的接入方式。
[0121] 因此,如图9所示那样,在为同一基站的情况下,若已知多个终端装置的上下文信息,则能够接收发往多个终端装置的消息,或者能够代替多个终端装置来发送出发送数据。
[0122] 另外,对于终端装置向不同的基站请求了连接代理的情况,通过拒绝该代理来避免冲突,或者通过将中继装置100的连接目标的基站固定为一个来拒绝针对与被固定的基站不同的基站的代理请求。另外,还可以预先进行切换从而调整成同一基站。
[0123] 具体来讲,在通过第一通信方式从多个终端装置接收到针对规定的基站的连接请求的情况下,中继装置100通过第二通信方式无线连接规定的基站和自装置。并且,在建立了规定的基站与自装置之间的无线连接的情况下,中继装置100使用第一通信方式和第二通信方式这两种通信方式来对在多个终端装置与规定的基站之间多路收发的数据进行中继处理。
[0124] 例如,如图9所示那样,在通过Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接等从多个终端装置接收到针对规定的基站的连接请求的情况下,中继装置100将该多个终端装置与基站之间的连接切换到经由该中继装置100的WiMAX(注册商标)连接。
[0125] 并且,当建立了多个终端装置和基站的中继连接时,中继装置100在中继装置100与多个终端装置之间以Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接、在中继装置100与基站之间以WiMAX(注册商标)连接来对该多个终端装置与基站之间收发的数据进行中继处理。
[0126] [实施例1的效果]
[0127] 如上所述,通信系统在终端装置和基站的连接中,当终端装置的通信环境恶化,而切换到经由中继装置的中继连接时,能够在不变更通信方式的情况下切换该终端装置与基站之间的连接,从而能够迅速(无缝)地切换连接。
[0128] 例如,终端装置在室外通过WiMAX(注册商标)连接来与基站直接通信。并且,在被该终端装置的用户等移到室内而从与基站的直接通信切换到经由中继装置与基站进行通信的中继通信的情况下,终端装置向中继装置发送连接请求。接着,在通过Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接等从终端装置接收到针对基站的连接请求的情况下,中继装置将该终端装置与基站之间的连接切换到经由该中继装置的WiMAX(注册商标)连接。然后,当建立了终端装置与基站之间的中继通信后,中继装置在中继装置与终端装置之间以Ethernet(注册商标)/Wi-Fi(注册商标)连接、在中继装置与基站之间以WiMAX(注册商标)连接来对该终端装置与基站之间收发的数据进行中继处理。其结果,具有能够相互连接的中继装置和终端装置的通信系统能够迅速(无缝)地切换连接。
[0129] 上面对本发明的实施例进行了说明,但是除了上述的实施例以外,本发明也能够通过各种不同的方式来实施。因此,分为(1)加密、(2)切换定时的调整、(3)系统构成、(4)中继程序、(5)中继连接切换程序来说明不同的实施例。
[0130] (1)加密
[0131] 在上述的实施例1中,对保持原样不变地收发中继装置100与终端装置200之间的消息的情况进行了说明,但是本发明不限于此,也可以使用对中继装置100与终端装置200之间的消息进行了加密的对话来进行收发。
[0132] 例如,在对该中继装置100与终端装置200之间的消息进行加密收发的情况下,由于加密处理和解密处理等一般会增加处理负荷,所以中继装置100将该消息限定为加入者信息、认证消息、或者WiMAX(注册商标)区间内的用户对话等重要度较高的消息。
[0133] 另外,作为加密方法,可以利用如DES(Data Encryption Standard:数据加密标准)、AES(Advanced Encryption Standard:高级加密标准)等那样的众所周知的算法来设置独自的步骤。另外,中继装置100也可以利用如IPSEC(Security Architecture for Internet Protocol:网络层安全协议)、SSL(Secure Socket Layer:安全套接层)等那样的网络层以上的方法来与终端装置200进行通信。
[0134] (2)切换定时的调整
[0135] 另外,在上述的实施例1中,说明了决定在以规定的帧编号进行收发的定时作为连接的切换定时的情况,但是本发明不限于此,也可以在通过第二通信方式无线连接规定的基站和自装置时,在发送测距(Ranging)信号的定时进行无线连接。
[0136] 例如,在从终端装置200接收到针对基站的连接请求的情况下,中继装置100将该中继装置100开始进行发送的定时设为从对定期发送的周期测距信号进行发送时开始。另外,中继装置100同样也可以将开始进行发送的定时设为从发送BW测距信号时开始。
[0137] 也就是说,在WiMAX(注册商标)中,由于测距信号是以接收范围较大的调制方式被发送的,所以利用该发送的定时。另外,由于也是基站发送针对适当功率的校正指示的定时,所以利用该发送的定时。
[0138] (3)系统构成
[0139] 另外,对于上述说明中和附图中所示的处理步骤、控制步骤、具体名称、和包含各种数据以及参数的信息(例如图2所示的上下文保持部111中保存的信息等),除了特别说明的情况以外,可以进行任意的变更。
[0140] 另外,图示的各装置的各构成要素是功能概念的要素,不用必须构成为如图示那样的物理构成。即,各装置的分解及合并的具体方式并不被图示限定,可以根据各种负载和使用状况等,对其全部或者一部分以任意的单位进行功能上或者物理上的分解及合并来构成,例如将连接控制部121分解成处理与认证有关的控制消息的“认证处理部”和进行与连接有关的处理的“连接控制部”等。并且,对于在各装置进行的各处理功能来说,其全部或者任意的一部分可以通过CPU以及该CPU解析执行的程序来实现,或者可以作为基于布线逻辑的硬件来实现。
[0141] (4)中继程序
[0142] 在上述实施例中,对通过硬件逻辑来实现各种处理的情况进行了说明,但是本发明不限于此,也可以通过由计算机执行预先准备的程序来实现。因此,下面使用图10对执行中继程序的计算机的一个例子进行说明。该中继程序具有与上述实施例所示的中继装置100同样的功能。图10是表示执行中继程序的计算机的图。
[0143] 如图10所示那样,作为中继装置的计算机11具有通过总线18等连接的HDD13、CPU14、ROM15、以及RAM16。
[0144] 在ROM15或RAM16中,预先存储有发挥与上述实施例1所示的中继装置100同样的功能的中继程序,也就是说,如图10所示那样,预先存储有连接控制程序15a和中继处理程序15b。另外,对于这些程序15a~程序15b来说,与图2所示的中继装置100的各构成要素同样,也可以进行适当地合并或分解。
[0145] 并且,如图10所示那样,CPU14从ROM15或者RAM16读取这些程序15a~程序15b来执行,由此使程序15a~程序15b作为连接控制过程14a和中继处理过程14b发挥作用。另外,过程14a~过程14b与图2所示的区域内通信用I/F部101、移动通信I/F部102、连接控制部121、和数据中继处理部122对应。
[0146] 并且,CPU14根据RAM16或者HDD13中记录的数据来执行中继程序。
[0147] 另外,上述的各程序15a~程序15b无需最初就存储在ROM15中,也可以将各程序预先存储在例如被插入计算机11的软盘(FD)、CD-ROM、DVD盘、磁光盘、IC卡等“可移动物理介质”中,或者预先存储在设置在计算机11内部或外部的HDD等“固定用的物理介质”中,还可以预先存储在经由公用线路、互联网、LAN、WAN等与计算机11连接的“其他的计算机(或者服务器)”等中,由计算机11从它们中读取程序来执行。
[0148] (5)中继连接切换程序
[0149] 另外,在上述实施例中,对通过硬件逻辑来实现各种处理的情况进行了说明,但是本发明不限于此,也可以通过由计算机执行预先准备的程序来实现。因此,下面使用图11对执行中继连接切换程序的计算机的一个例子进行说明,该中继连接切换程序具有与上述实施例所示的终端装置200同样的功能。图11是表示执行中继连接切换程序的计算机的图。
[0150] 如图11所示那样,作为终端装置的计算机22具有经由总线28等被连接的HDD23、CPU24、ROM25、以及RAM26。
[0151] 在ROM25或者RAM26中,预先存储有发挥与上述实施例1所示的终端装置200同样的功能的中继连接切换程序,也就是说,如图11所示那样,预先存储有第一通信程序25a、第二通信程序25b、和连接请求发送程序25c。另外,对于这些程序25a~程序25c来说,与图3所示的终端装置200的各构成要素同样,可以适当地合并或分解。
[0152] 并且,如图11所示那样,CPU24从ROM25或者RAM26读取这些程序25a~程序25c来执行,由此使程序25a~程序25c作为第一通信过程24a、第二通信过程24b、和连接请求发送过程24c发挥作用。另外,过程24a~过程24c与图3所示的区域内通信用I/F部201、移动通信I/F部202、和连接管理部221对应。
[0153] 并且,CPU24根据RAM26或者HDD23中记录的数据来执行中继连接切换程序。
[0154] 另外,上述的各程序25a~程序25c无需最初就存储在ROM25中,也可以将各程序预先存储在例如被插入计算机22的软盘(FD)、CD-ROM、DVD盘、磁光盘、IC卡等“可移动物理介质”中,或者预先存储在设置在计算机22内部或外部的HDD等“固定用的物理介质”中,还可以预先存储在经由公用线路、互联网、LAN、WAN等与计算机22连接的“其他的计算机(或者服务器)”等中,由计算机22从它们中读取程序来执行。
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