JP2008113224A - 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完しながら通信を実行するにあたって、送信側に対して狭帯域化を示す送信帯域制御Ｍsgを常に最小の到達時間で送信できる通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法を提供する。
【解決手段】一の無線通信経路10Aを経て受信したパケットに基づいて当該送信帯域の狭帯域化を示す送信帯域制御情報を生成する送信帯域制御情報生成手段(109,309)と、他の無線通信経路10Bを経て受信したパケットに基づいて当該送信帯域の狭帯域化を示す送信帯域制御情報を生成する送信帯域制御情報生成手段(109,309)と、複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、生成された送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択する送信帯域制御情報送出経路制御手段(115,315)とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して通信を実行することが可能な新規な通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法に関するものである。

例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）群が用いられる無線通信ネットワーク（以下、“無線ＩＰネットワーク”と適宜省略する）では、無線通信装置のモビリティを向上させるため、いわゆるモバイルＩＰが規定されている（例えば、非特許文献１）。

モバイルＩＰでは、無線通信装置の位置に応じて動的に割り当てられる気付けＩＰアドレス（Care of Address）が用いられる。
C. Perkins、"IP Mobility Support (RFC2002)"、［online］、１９９６年１０月、ＩＥＴＦ、［平成１８年３月１５日検索］、インターネット＜URL: http: //www.ietf.org /rfc/rfc2002.txt

ところで、昨今では、無線通信装置が複数の無線ＩＰネットワーク（例えば、携帯電話ネットワークと無線ＬＡＮネットワーク）を用いることができる環境が提供されつつある。

このような環境が提供されれば、実行中の通信に用いられている無線ＩＰネットワークの帯域が不足しているときに、不足する帯域を他の無線ＩＰネットワークによって補完するといった、複数の無線ＩＰネットワークを同時に用いることが考えられる。

しかしながら、一の無線ＩＰネットワークをマスタ経路とし、他の無線ＩＰネットワークをスレーブ経路として、マスタ経路で不足した帯域をスレーブ経路で補完する場合、補完を要する帯域に対してスレーブ経路における許容帯域が満たないと、スレーブ経路に送出する補完帯域分のパケットは、帯域が不足しているために、経路上に存在するバッファに一時的に蓄積されて順次送出されることになる。このため、受信側においては、マスタ経路を介して受信したパケットとスレーブ経路を介して受信したパケットとの間に遅延を生じることになる。この遅延は、ＶｏＩＰパケットにおいては、ＳＮ（シーケンス番号）の追い越しとして現れる。

ＶｏＩＰなどのリアルタイムアプリケーションでは、ネットワーク内でのパケットの追い越しを吸収するために、ジッタバッファを設けるが、経路間の遅延が大きくなって、ジッタバッファのバッファ容量を超えると、容量を超えて遅延したパケットは、受信しても廃棄されることになる。このため、許容帯域を超えるパケットの送出を継続させると、経路上に存在するバッファに蓄積されるパケット量が増大して（バッファの限界量まで）、蓄積量に応じた遅延差を生じることになり、ついには、補完のつもりで送出したパケットのすべてが、受信側で破棄されることになる。

特に無線通信経路においては、許容帯域がフェージング等の伝搬環境の変化に依存するため、通信開始初期はスレーブ経路の許容帯域が充分であっても、その後の伝搬環境の悪化により狭帯域となって上記の現象が生じ易くなる。これを回避する方法としては、例えば、スレーブ経路での受信パケットに基づいて、当該スレーブ経路の許容帯域の変動、特に帯域の狭帯域化を的確に検知し、狭帯域化が検知されたときは、その旨を示す送信帯域制御メッセージ（以下、メッセージを適宜、Ｍsgと略記する）をパケット送信側に送信して、許容帯域以上の補完を避けるようにすることが考えられる。

この許容帯域の変動は、マスタ経路側においても生じるので、マスタ経路においても同様に受信パケットに基づいて、当該マスタ経路の狭帯域化を検知して、狭帯域化を示す送信帯域制御Ｍsgをパケット送信側に送信して、許容帯域以上の送信を避けるようにすることが考えられる。

しかし、この場合、送信帯域制御Ｍsgを制御対象の狭帯域化した無線通信経路からパケット送信側に送信するようにすると、送信帯域制御Ｍsg自体のパケット送信側への到達に遅れが生じるため、その遅れ分、パケット送信経路における滞留が増大して、つまり遅延時間が増大して、滞留解消に要する時間が多く必要になることになる。

また、送信帯域制御Ｍsgを制御対象の無線通信経路とは異なる他の無線通信経路からパケット送信側に送信することも考えられるが、この場合も、当該他の無線通信経路の許容帯域が狭帯域化していると、同様の問題が生じることになる。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の異なる無線通信経路が利用可能で、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完しながら通信を実行するにあたって、パケット送信側に対して送信帯域の狭帯域化を示す送信帯域制御Ｍsgを常に最小の到達時間で送信でき、無線通信経路内でのパケットの滞留を最小限に抑えることが可能な通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係る発明は、無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御装置であって、
前記一の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記無線通信装置から当該一の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第１上り方向送信帯域制御情報を生成する第１上り方向送信帯域制御情報生成手段と、
前記他の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記無線通信装置から当該他の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第２上り方向送信帯域制御情報を生成する第２上り方向送信帯域制御情報生成手段と、
前記複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、前記無線通信装置に対して前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択する上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段と、
を有することを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の通信制御装置において、前記上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報を一定期間送信していない無線通信経路を最適な送出経路として選択することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の通信制御装置において、前記上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、最大の許容帯域を有する無線通信経路を、前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報の最適な送出経路として選択することを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の通信制御装置において、前記上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、前記無線通信装置からの送信パケットの滞留解消時間が最も短い無線通信経路を、前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報の最適な送出経路として選択することを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項５に係る発明は、通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と無線通信する無線通信装置であって、
前記一の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記通信制御装置から当該一の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第１下り方向送信帯域制御情報を生成する第１下り方向送信帯域制御情報生成手段と、
前記他の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記通信制御装置から当該他の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第２下り方向送信帯域制御情報を生成する第２下り方向送信帯域制御情報生成手段と、
前記複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、前記通信制御装置に対して前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択する下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段と、
を有することを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の無線通信装置において、前記下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報を一定期間送信していない無線通信経路を最適な送出経路として選択することを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項５または６に記載の無線通信装置において、前記下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、最大の許容帯域を有する無線通信経路を、前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報の最適な送出経路として選択することを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項５に記載の無線通信装置において、前記下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、前記通信制御装置からの送信パケットの滞留解消時間が最も短い無線通信経路を、前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報の最適な送出経路として選択することを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項９に係る発明は、無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御方法であって、
前記一の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記無線通信装置から当該一の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第１上り方向送信帯域制御情報を生成するステップと、
前記他の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記無線通信装置から当該他の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第２上り方向送信帯域制御情報を生成するステップと、
前記複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、前記無線通信装置に対して前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択するステップと、
を含むことを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項１０に係る発明は、通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と無線通信する無線通信方法であって、
前記一の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記通信制御装置から当該一の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第１下り方向送信帯域制御情報を生成するステップと、
前記他の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記通信制御装置から当該他の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第２下り方向送信帯域制御情報を生成するステップと、
前記複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、前記通信制御装置に対して前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択するステップと、
を含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、複数の異なる無線通信経路を同時に用い、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して通信を実行するにあたって、複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、パケット送信側に対して送信帯域の狭帯域化を示す送信帯域制御Ｍsgを送出する最適な送出経路が選択されるので、送信帯域制御Ｍsgを常に最小の到達時間でパケット送信側に送信でき、無線通信経路内でのパケットの滞留を最小限に抑えることが可能な通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法を提供することことができる。

次に、本発明の一実施の形態について、図を参照して説明する。

（通信システムの全体概略構成）
図１は、本実施の形態に係る通信システム１の全体概略構成図である。図１に示すように、通信システム１には、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂが含まれる。無線ＩＰネットワーク１０Ａは、ＩＰパケットを伝送することができるＩＰネットワークである。無線ＩＰネットワーク１０Ａでは、無線通信装置３００（以下、ＭＮ３００と省略する）の位置に応じて、気付けＩＰアドレスＡ１が動的にＭＮ３００に割り当てられる。本実施の形態では、無線ＩＰネットワーク１０Ａは、無線通信方式としてＣＤＭＡ（具体的には、３ＧＰＰ２の規格であるＨＲＰＤ）を用いる携帯電話ネットワークである。

無線ＩＰネットワーク１０Ｂは、無線ＩＰネットワーク１０Ａと同様にＩＰパケットを伝送することができる。無線ＩＰネットワーク１０Ｂでは、気付けＩＰアドレスＡ２がＭＮ３００に割り当てられる。本実施の形態では、無線ＩＰネットワーク１０Ｂは、無線通信方式として、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅの規定に準拠したモバイルＷｉＭＡＸを用いる。

なお、気付けＩＰアドレスＡ１は、ＭＮ３００が無線ＩＰネットワーク１０Ａに接続した際に、無線ＩＰネットワーク１０Ａから付与される。同様に、気付けＩＰアドレスＡ２は、ＭＮ３００が無線ＩＰネットワーク１０Ｂに接続した際に、無線ＩＰネットワーク１０Ｂから付与される。

また、本実施の形態では、気付けＩＰアドレスＡ１および気付けＩＰアドレスＡ２は、ホームＩＰアドレスＡＨ（仮想アドレス）と対応付けられる。

スイッチングサーバ１００およびＭＮ３００は、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを同時に用いて通信を実行することができる。具体的には、スイッチングサーバ１００およびＭＮ３００は、無線ＩＰネットワーク１０Ａをマスタ経路として用いてＩＰパケットの送受信を行い、このマスタ経路の帯域（転送レート）が不足する場合に、無線ＩＰネットワーク１０Ｂをスレーブ経路として用いて、当該不足する帯域をスレーブ経路で補完する。なお、スレーブ経路は、無線ＩＰネットワーク１０Ｂの一つに限らず、利用可能な複数の無線ＩＰネットワークを同時に用いる場合もある。

無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂは、インターネット２０に接続される。また、インターネット２０には、スイッチングサーバ１００が接続される。スイッチングサーバ１００は、ＭＮ３００との無線通信経路を制御する通信制御装置を構成するもので、無線ＩＰネットワーク１０Ａを経由してＭＮ３００にＩＰパケットを送信することができるとともに、無線ＩＰネットワーク１０Ｂを経由してＭＮ３００にＩＰパケットを送信することができる。

スイッチングサーバ１００は、ＩＰパケットのルーティング処理を実行するＶＰＮルータ機能を有しており、ＭＮ３００とスイッチングサーバ１００との間にＶＰＮ（ＩＰＳｅｃ）によるトンネルを確立することによって、ＯＳＩ第３層の仮想化を実現して、ＭＮ３００のＩＰモビリティを確保する。

すなわち、本実施の形態では、モバイルＩＰ（例えば、ＲＦＣ２００２）とは異なり、ＭＮ３００は、無線ＩＰネットワーク１０Ａを経由して設定されたマスタ経路と、無線ＩＰネットワーク１０Ｂを経由して設定されたスレーブ経路との両方の無線通信経路を同時に用いながら、通信先（具体的には、ＩＰ電話端末４０）との通信を実行することができる。

スイッチングサーバ１００は、インターネット２０に接続された通信ネットワーク１０Ｃを経由して、ＩＰ電話端末４０と接続される。ＩＰ電話端末４０は、音声信号とＶｏＩＰパケットとを相互に変換したり、ＩＰパケットを送受信したりする。

具体的には、スイッチングサーバ１００（通信制御装置）は、ＭＮ３００（無線通信装置）がＩＰ電話端末４０（通信先）に向けて所定の周期（２０ｍｓ）で送信したＩＰパケット（ＶｏＩＰパケット）を受信して、ＩＰ電話端末４０に中継するとともに、ＩＰ電話端末４０がＭＮ３００に向けて所定の周期（２０ｍｓ）で送信したＩＰパケット（ＶｏＩＰパケット）を受信して、ＭＮ３００に中継する。

次に、通信システム１の機能ブロック構成について説明する。具体的には、通信システム１に含まれるスイッチングサーバ１００およびＭＮ３００の機能ブロック構成について、図２を参照して説明する。なお、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、スイッチングサーバ１００およびＭＮ３００は、当該装置としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した論理ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。

（スイッチングサーバ１００）
図２に示すように、スイッチングサーバ１００は、受信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ａ）１０１Ｒｘ、受信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ｂ）１０３Ｒｘ、受信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ｃ）１０５Ｒｘ、送信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ａ）１０１Ｔｘ、送信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ｂ）１０３Ｔｘ、送信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ｃ）１０５Ｔｘ、受信パケット監視手段１０７、送信帯域算出手段１０９、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１１、パケット送出経路制御手段１１３、制御Ｍsg送出経路制御手段１１５、送信経路選択手段１１７を有している。

受信インターフェース部１０１Ｒｘおよび送信インターフェース部１０１Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ａに対応する通信インターフェース部を構成するもので、例えばＩＥＥＥ８０２．３ａｂによって規定される１０００ＢＡＳＥ−Ｔによって構成され、インターネット２０に接続され、無線ＩＰネットワーク１０Ａに接続されている。

同様に、受信インターフェース部１０３Ｒｘおよび送信インターフェース部１０３Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ｂに対応する通信インターフェース部を構成するもので、例えばＩＥＥＥ８０２．３ａｂによって規定される１０００ＢＡＳＥ−Ｔによって構成され、インターネット２０に接続され、無線ＩＰネットワーク１０Ｂに接続されている。

本実施の形態では、上述したようにＩＰＳｅｃによるＶＰＮが設定されるため、これら無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂにそれぞれ対応する通信インターフェース部が送受信するＩＰパケット、具体的には、スイッチングサーバ１００とＭＮ３００との間において送受信されるＶｏＩＰパケット（具体的には、ＭＮ３００が送信するＶｏＩＰパケット）は、図３（ａ）に示す構成を有する。すなわち、ＶｏＩＰパケットは、ホームＩＰヘッダ（ホームＩＰアドレスＡＨ）、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダおよびペイロードがカプセル化されて、気付けＩＰアドレス（気付けＩＰアドレスＡ１または気付けＩＰアドレスＡ２）が付加される。

なお、スイッチングサーバ１００とＭＮ３００との間において送受信されるアクセス制御パケットは、図３（ｂ）に示す構成を有する。すなわち、アクセス制御パケットは、データリンク層ヘッダ、気付けＩＰアドレス、ＴＣＰヘッダおよび制御コードによって構成される。

受信インターフェース部１０５Ｒｘおよび送信インターフェース部１０５Ｔｘは、通信ネットワーク１０Ｃに対応する通信インターフェース部を構成するもので、インターネット２０に接続されてＩＰ電話端末４０との通信の実行に用いられる。

受信パケット監視手段１０７は、受信インターフェース部１０１Ｒｘおよび受信インターフェース部１０３Ｒｘで受信したＩＰパケットのジッタを吸収するジッタバッファを有しており、受信したＩＰパケットを送信インターフェース部１０５Ｔｘを経てＩＰ電話端末４０に送信する。また、受信パケット監視手段１０７は、受信インターフェース部１０１Ｒｘおよび受信インターフェース部１０３Ｒｘで受信したＩＰパケットを、送信帯域算出手段１０９に供給するとともに、ＭＮ３００からの後述する第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgを受信して送信帯域制御Ｍsg解析手段１１１に供給する。

送信帯域算出手段１０９は、所定の周期（例えば、１０００ｍｓ）で、受信パケット監視手段１０７からの無線ＩＰネットワーク１０Ａを経由した受信パケットに基づいて、ＭＮ３００が無線ＩＰネットワーク１０Ａに送出するＩＰパケットの第１上り方向送信帯域を算出し、その算出した現時点の第１上り方向送信帯域が直前に算出した第１上り方向送信帯域に対して狭帯域化している場合には、現時点で算出した第１上り方向送信帯域を、制御Ｍsg送出経路制御手段１１５に供給するとともに、送信帯域の狭帯域化を示す第１上り方向送信帯域制御Ｍsgとして送信経路選択手段１１７に供給する。

また、送信帯域算出手段１０９は、受信パケット監視手段１０７からの無線ＩＰネットワーク１０Ｂを経由した受信パケットに基づいて、同様にして、所定の周期で、ＭＮ３００が無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送出するＩＰパケットの第２上り方向送信帯域を算出し、その算出した現時点の第２上り方向送信帯域が直前に算出した第２上り方向送信帯域に対して狭帯域化している場合には、現時点で算出した第２上り方向送信帯域を、制御Ｍsg送出経路制御手段１１５に供給するとともに、送信帯域の狭帯域化を示す第２上り方向送信帯域制御Ｍsgとして送信経路選択手段１１７に供給する。

したがって、本実施の形態において、送信帯域算出手段１０９は、第１上り方向送信帯域制御情報生成手段および第２上り方向送信帯域制御情報生成手段を構成している。

なお、送信帯域算出手段１０９において、受信パケットに基づいて送信帯域を算出するにあたっては、例えば、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂの各経路に対して、監視期間Ｔchkでの受信パケットを計数し、その受信パケット数（受信レート）に基づいて送信帯域を算出する。この場合、監視期間Ｔchkは一定（例えば、５００ｍｓ）とすることもできるし、算出した送信帯域に応じて、次の監視期間Ｔchkを送信帯域が大きい程、短くすることもできる。

送信帯域制御Ｍsg解析手段１１１は、受信パケット監視手段１０７から受信したＭＮ３００からの後述する第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、当該スイッチングサーバ１００が無線ＩＰネットワーク１０Ａに送出するＩＰパケットの第１下り方向送信帯域と、当該スイッチングサーバ１００が無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送出するＩＰパケットの第２下り方向送信帯域とを解析して、それらの解析結果をパケット送出経路制御手段１１３および制御Ｍsg送出経路制御手段１１５に供給する。

パケット送出経路制御手段１１３は、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１１で解析された第１下り方向送信帯域および第２下り方向送信帯域に基づいて送信経路選択手段１１７を制御する。

これにより、送信経路選択手段１１７は、受信インターフェース部１０５Ｒｘを経て受信したＩＰ電話端末４０からのＶｏＩＰパケットを、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１１で解析された第１下り方向送信帯域および第２下り方向送信帯域に応じて、送信インターフェース部１０１Ｔｘおよび送信インターフェース部１０３Ｔｘに振り分けて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを介してＭＮ３００に送信する。なお、送信経路選択手段１１７は、受信インターフェース部１０５Ｒｘが受信したＩＰパケットのジッタを吸収するジッタバッファを有している。

具体的には、送信経路選択手段１１７は、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１１から受信した第１下り方向送信帯域の情報に基づいて、ＩＰ電話端末４０から受信したホームＩＰアドレスＡＨを含むＩＰパケットに、気付けＩＰアドレスＡ１を付加して、その気付けＩＰアドレスＡ１が付加されたＩＰパケットを、送信インターフェース部１０１Ｔｘから無線ＩＰネットワーク１０Ａに送信する。

また、送信経路選択手段１１７は、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１１から受信した第２下り方向送信帯域の情報に基づいて、ＩＰ電話端末４０から受信したホームＩＰアドレスＡＨを含むＩＰパケットに、気付けＩＰアドレスＡ２を付加して、その気付けＩＰアドレスＡ２が付加されたＩＰパケットを、送信インターフェース部１０３Ｔｘから無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送信する。

制御Ｍsg送出経路制御手段１１５は、送信帯域算出手段１０９から供給された第１上り方向送信帯域および第２上り方向送信帯域と、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１１で解析された第１下り方向送信帯域および第２下り方向送信帯域とに基づいて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂの帯域状態を管理し、それらの帯域状態に基づいて送信経路選択手段１１７を制御して、送信帯域算出手段１０９で生成された第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御ＭsgのＭＮ３００への最適な送出経路を選択する。なお、第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgは、それぞれアクセス制御パケット（図３（ｂ）参照）を用いて送受信する。

したがって、本実施の形態において、制御Ｍsg送出経路制御手段１１５は、上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段を構成している。この制御Ｍsg送出経路制御手段１１５による第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgの送出経路の具体的な選択処理については、後述する。

なお、本実施の形態のスイッチングサーバ１００は、上記の機能の他にも、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを経由してＭＮ３００とＩＰ電話端末４０との間において送受信されるＩＰパケットの順序を、ＶｏＩＰパケットに含まれるＲＴＰ（real-time transport protocol）のシーケンス番号（ＳＮ）を用いてチェックする機能も有している。また、スイッチングサーバ１００は、中継するＩＰパケットの統計情報（例えば、パケットロス、スループット、ジッタバッファのアンダーランカウントおよびオーバランカウント）を取得して、取得した情報をＭＮ３００に送信する機能も有している。

さらに、スイッチングサーバ１００は、ＩＰ電話端末４０が送信したＩＰパケットに含まれるホームＩＰアドレスＡＨと、インターネット２０を介してアクセス可能なホームエージェント（図示せず）に登録されているホームＩＰアドレスとの照合を行う機能を有しており、これによりホームＩＰアドレスＡＨが、何れの通信事業者によってＭＮ３００に割り当てられたホームＩＰアドレスであるかを判定することができるようになっている。

（ＭＮ３００）
ＭＮ３００は、スイッチングサーバ１００と同様に、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを同時に用いて通信を実行することができる。以下、上述したスイッチングサーバ１００と同様の機能ブロックについては、適宜説明を省略する。

図２に示すように、ＭＮ３００は、受信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ａ）３０１Ｒｘ、受信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ｂ）３０３Ｒｘ、送信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ａ）３０１Ｔｘ、送信インターフェース部（Ｉ／Ｆ Ｂ）３０３Ｔｘ、アプリケーション（アプリ）処理手段３０５、受信パケット監視手段３０７、送信帯域算出手段３０９、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１１、パケット送出経路制御手段３１３、制御Ｍsg送出経路制御手段３１５、送信経路選択手段３１７を有している。

受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび送信インターフェース部３０１Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ａにおいて用いられる無線通信方式（３ＧＰＰ２の規格であるＨＲＰＤ）の無線通信を実行する。本実施の形態は、ＩＰ電話端末４０との間で、無線ＩＰネットワーク１０Ａを経由して所定の周期（例えば、２０ｍｓ）でＩＰパケット（ＶｏＩＰパケット）を送受信する。これら受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび送信インターフェース部３０１Ｔｘは、ＭＮ３００に内蔵されるか、あるいは無線通信カードで構成される。

受信インターフェース部３０３Ｒｘおよび送信インターフェース部３０３Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ｂにおいて用いられる無線通信方式（モバイルＷｉＭＡＸ）に準拠した無線通信を実行するもので、同様に、ＭＮ３００に内蔵されるか、あるいは無線通信カードで構成される。

なお、受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび送信インターフェース部３０１Ｔｘ、並びに受信インターフェース部３０３Ｒｘおよび送信インターフェース部３０３Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０ＢにおいてＭＮ３００に割り当てられた気付けＩＰアドレスＡ１および気付けＩＰアドレスＡ２に基づいてＩＰパケットを送受信する。

受信パケット監視手段３０７は、受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび受信インターフェース部３０３Ｒｘで受信したＩＰパケットのジッタを吸収するジッタバッファを有しており、受信したＩＰパケットをアプリ処理制御３０５に供給する。また、受信パケット監視手段３０７は、受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび受信インターフェース部３０３Ｒｘで受信したＩＰパケットを、送信帯域算出手段３０９に供給するとともに、スイッチングサーバ１００からの上述した第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgを受信して送信帯域制御Ｍsg解析手段３１１に供給する。

アプリ処理手段３０５は、アプリに応じて受信パケット監視手段３０７からの受信ＩＰパケットを処理するとともに、アプリに従ってＩＰパケット（例えば、ＶｏＩＰパケット）を生成して送信経路選択手段３１７に送出する。なお、アプリ処理手段３０５は、気付けＩＰアドレスＡ１および気付けＩＰアドレスＡ２に対応付けられるＭＮ３００のホームＩＰアドレスＡＨを記憶している。

送信帯域算出手段３０９は、スイッチングサーバ１００の送信帯域算出手段１０９と同様に、所定の周期（例えば、１０００ｍｓ）で、受信パケット監視手段３０７からの無線ＩＰネットワーク１０Ａを経由した受信パケットに基づいて、スイッチングサーバ１００が無線ＩＰネットワーク１０Ａに送出するＩＰパケットの第１下り方向送信帯域を算出し、その算出した現時点の第１下り方向送信帯域が直前に算出した第１下り方向送信帯域に対して狭帯域化している場合には、現時点で算出した第１下り方向送信帯域を、制御Ｍsg送出経路制御手段３１５に供給するとともに、送信帯域の狭帯域化を示す第１下り方向送信帯域制御Ｍsgとして送信経路選択手段３１７に供給する。

また、送信帯域算出手段３０９は、受信パケット監視手段３０７からの無線ＩＰネットワーク１０Ｂを経由した受信パケットに基づいて、同様にして、所定の周期で、スイッチングサーバ１００が無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送出するＩＰパケットの第２下り方向送信帯域を算出し、その算出した現時点の第２下り方向送信帯域が直前に算出した第２下り方向送信帯域に対して狭帯域化している場合には、現時点で算出した第２下り方向送信帯域を、制御Ｍsg送出経路制御手段３１５に供給するとともに、送信帯域の狭帯域化を示す第２下り方向送信帯域制御Ｍsgとして送信経路選択手段３１７に供給する。

したがって、本実施の形態において、送信帯域算出手段３０９は、第１下り方向送信帯域制御情報生成手段および第２下り方向送信帯域制御情報生成手段を構成している。

なお、送信帯域算出手段３０９において、受信パケットに基づいて送信帯域を算出するにあたっては、上述したスイッチングサーバ１００の送信帯域算出手段１０９と同様に、例えば、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂの各経路に対して、監視期間Ｔchkでの受信パケットを計数し、その受信パケット数（受信レート）に基づいて送信帯域を算出する。

送信帯域制御Ｍsg解析手段３１１は、受信パケット監視手段３０７から受信したスイッチングサーバ１００からの上述した第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、当該ＭＮ３００が無線ＩＰネットワーク１０Ａに送出するＩＰパケットの第１上り方向送信帯域と、当該ＭＮ３００が無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送出するＩＰパケットの第２上り方向送信帯域とを解析して、それらの解析結果をパケット送出経路制御手段３１３および制御Ｍsg送出経路制御手段３１５に供給する。

パケット送出経路制御手段３１３は、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１１で解析された第１上り方向送信帯域および第２上り方向送信帯域に基づいて送信経路選択手段３１７を制御する。

これにより、送信経路選択手段３１７は、アプリ処理手段３０５からのＶｏＩＰパケットを、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１１で解析された第１上り方向送信帯域および第２上り方向送信帯域に応じて、送信インターフェース部３０１Ｔｘおよび送信インターフェース部３０３Ｔｘに振り分けて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを介してスイッチングサーバ１００に送信する。

具体的には、送信経路選択手段３１７は、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１１から受信した第１上り方向送信帯域の情報に基づいて、アプリ処理手段３０５からのホームＩＰアドレスＡＨを含むＩＰパケットに、気付けＩＰアドレスＡ１を付加して、その気付けＩＰアドレスＡ１が付加されたＩＰパケットを、送信インターフェース部３０１Ｔｘから無線ＩＰネットワーク１０Ａに送信する。

また、送信経路選択手段３１７は、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１１から受信した第２上り方向送信帯域の情報に基づいて、アプリ処理手段３０５からのホームＩＰアドレスＡＨを含むＩＰパケットに、気付けＩＰアドレスＡ２を付加して、その気付けＩＰアドレスＡ２が付加されたＩＰパケットを、送信インターフェース部３０３Ｔｘから無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送信する。

制御Ｍsg送出経路制御手段３１５は、送信帯域算出手段３０９から供給された第１下り方向送信帯域および第２下り方向送信帯域と、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１１で解析された第１上り方向送信帯域および第２上り方向送信帯域とに基づいて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂの帯域状態を管理し、それらの帯域状態に基づいて送信経路選択手段３１７を制御して、送信帯域算出手段３０９で生成された第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgのスイッチングサーバ１００への送出経路を選択する。なお、これら第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgは、上述した第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgと同様に、それぞれアクセス制御パケット（図３（ｂ）参照）を用いて送受信する。

したがって、本実施の形態において、制御Ｍsg送出経路制御手段３１５は、下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段を構成している。この制御Ｍsg送出経路制御手段３１５による第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgの送出経路の具体的な選択処理については、後述する。

なお、本実施の形態のＭＮ３００は、スイッチングサーバ１００と同様に、ＩＰ電話端末４０との間において送受信されるＩＰパケットの順序を、ＶｏＩＰパケットに含まれるＲＴＰのシーケンス番号（ＳＮ）を用いてチェックする機能も有している。

（送信帯域制御Ｍsgの送出経路選択処理）
次に、上述したスイッチングサーバ１００の制御Ｍsg送出経路制御手段１１５による第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgの送出経路の選択処理、並びに、ＭＮ３００の制御Ｍsg送出経路制御手段３１５による第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgの送出経路の選択処理について説明する。なお、これらの送信帯域制御Ｍsgの送出経路選択処理は、スイッチングサーバ１００側およびＭＮ３００側において同様なので、ここではスイッチングサーバ１００がＭＮ３００に送信帯域制御Ｍsgを送出する場合を代表して説明する。

図４は、送信帯域制御Ｍsgの経路選択処理を示すフローチャートである。先ず、使用中の無線通信経路の優先順位を設定して、優先順に経路をソーティングして帯域状態を検証する（ステップＳ１）。

この経路の検証においては、先ず、検証する経路（Ｌ）が、送信帯域制御Ｍsgによる制御対象の経路（Ｌobj）か否かを判定し（ステップＳ２）、制御対象の経路の場合には送出候補から除いて（ステップＳ３）、次の経路を検証する。これに対し、制御対象の経路でなければ、現時点までの所定の期間（Ｔth：例えば、１０００ms）において、狭帯域化によって送信帯域が更新されたか否かを判定し（ステップＳ４）、更新されていれば送出候補から除いて（ステップＳ５）、次の経路を検証する。ここで、ステップＳ４の判定は、例えば、対応する経路における送信帯域制御Ｍsgの履歴から判定することができる。

ステップＳ４において、現時点までの所定の期間（Ｔth）、狭帯域化による送信帯域の更新がされていなければ、次に、現時点までの一定期間内（例えば、数秒）に、当該経路に対してＭＮ３００からの送信帯域制御Ｍsgで指示された狭帯域化の送信帯域に変動があるか否かを判定する（ステップＳ６）。

ここで、変動がない場合には、当該経路の許容帯域は、少なくとも直前の一定期間は送信帯域以上であるので、以後の経路の検証を行うことなく、この経路を送信帯域制御Ｍsgの送出経路（Ｌmsg）として（ステップＳ７）、送信経路選択手段１１７を制御し、これにより送信帯域制御Ｍsgを当該送出経路（Ｌmsg）から送出して（ステップＳ８）、処理を終了する。

これに対し、ステップＳ６において、ＭＮ３００からの送信帯域制御Ｍsgで指示された送信帯域に変動がある場合には、次に、その変動が断続的に狭帯域化する指示であったか否かを判定する（ステップＳ９）。その結果、断続的に狭帯域化する指示であった場合には、当該経路内にパケットの滞留などが生じている可能性があるため、送出候補から除いて（ステップＳ１０）、次の経路を検証する。これに対し、断続的に狭帯域化する指示でない場合には、送出の候補として、上記一定期間内の当該経路における最低送信帯域（Ｂmin(Ｌ)）を取得して（ステップＳ１１）、次の経路を検証する。

全ての経路に対して検証した結果、送信帯域制御Ｍsgを送出する経路（Ｌmsg）が得られなかった場合には、次に、候補の経路の有無を判定する（ステップＳ１２）。その結果、候補がある場合には、候補の経路の最低送信帯域（Ｂmin（Ｌ））の内、最も高い値を有する経路を、送信帯域制御Ｍsgの送出経路（Ｌmsg）として（ステップＳ１３）、ステップＳ８において当該送出経路（Ｌmsg）から送信帯域制御Ｍsgを送出して処理を終了する。

一方、ステップＳ１２において、候補の経路が得られなかった場合には、全ての経路に対して、先の優先順位に従って、経路内のパケット滞留が解消するのに要する時間（Ｔsty（Ｌ））を推定し（ステップＳ１４）、解消時間（Ｔsty（Ｌ））が最も短い経路を送信帯域制御Ｍsgの送出経路（Ｌmsg）として（ステップＳ１５）、ステップＳ８において当該送出経路（Ｌmsg）から送信帯域制御Ｍsgを送出して処理を終了する。

なお、ステップＳ１４で求める滞留の解消時間（Ｔsty（Ｌ））は、例えば、ＭＮ３００からの送信帯域制御Ｍsgで指示された送信帯域の変動に基づいて推定する。すなわち、図５に示すように、狭帯域化する前のパケットの受信時刻とシーケンス番号（ＳＮ）との関係は、
ＳＮ＝tan（θ）×ｔ
の直線で表される。ここで、θは直線の傾き、ｔは時刻を示す。また、送信側におけるパケットの送信時刻とＳＮとの関係は、
ＳＮ＝tan（θ）×ｔ＋Ｓdly
の直線で表される。ここで、Ｓdlyは、経路での遅延によって生じるＳＮの開きで、経路の特性に依存する値である。

図５において、時刻ｔ１に当該経路の帯域が帯域Ｂ１から帯域Ｂ２に変動したものとする。この場合、監視期間Ｔchkでの受信パケット数に基づいて送信帯域を算出すると、最大でＴchk遅れた時刻ｔ２において帯域の変動を検知することになる。この時点で、送信側ではＳＮ２までＩＰパケットを送信したと仮定すると、経路上に滞留するパケットが解消するまでには、ＳＮ２が帯域Ｂ２にて受信されるまでの時間（Ｔcan）を要することになる。

ここで、送信特性に基づくＳＮ２は、
ＳＮ２＝tan（θ）×Ｔchk＋Ｓdly＋ＳＮ１
で表される。これに対し、帯域Ｂ２に基づくＳＮ２は、
ＳＮ２＝tan（γ）×（Ｔchk＋Ｔcan）＋ＳＮ１
となる。したがって、時刻ｔ２を基点として、滞留の解消に要する時間（Ｔcan）は、
Ｔcan＝〔｛tan（θ）×Ｔchk＋Ｓdly｝／tan（γ）〕−Ｔchk
となるので、現在の時刻をｔ３とすると、残りの解消時間（Ｔsty）は、
Ｔsty＝Ｔcan＋ｔ２−ｔ３
となる。

この解消時間（Ｔsty）を、優先順位に従って各経路において算出して、解消時間が最小となる経路を選択する。なお、経路の許容帯域の変動に伴って、送信帯域が複数回更新される場合には、その検知タイミングに依存して、更新回数分多重化して解消時間を推定する。

さらに、本実施の形態では、送信帯域制御Ｍsgを送出した後に、当該送信帯域制御Ｍsgを送出した経路に対する送信帯域制御Ｍsgを受信した場合には、先に送出した送信帯域制御Ｍsgが相手に到達せずに、経路上に滞留している可能性が高い。このため、他経路にて送信帯域制御Ｍsgの再送出を試行する。

図６は、この送信帯域制御Ｍsgの再送出処理を示すフローチャートである。先ず、相手（ここでは、ＭＮ３００）からの送信帯域制御Ｍsgを受信したら（ステップＳ２１）、当該受信した送信帯域制御Ｍsgによる送信帯域制御対象の経路から所定期間内（例えば、１０００ｍｓ）に送信帯域制御Ｍsgを送出したか否かを判定し（ステップＳ２２）、送信していれば、当該送出経路を除いた経路にて図４に従って最適経路を選択するとともに（ステップＳ２３）、再度、送信帯域制御Ｍsgを生成して（ステップＳ２４）、この再度生成した送信帯域制御Ｍsgを新規に選択した経路から送出する（ステップＳ２５）。

（通信システムの動作）
次に、上述した通信システムの一例の動作について、図７を参照しながら説明する。図７は、スイッチングサーバ１００とＭＮ３００との間において実行される通信シーケンス図である。図７に示すように、ステップＳ３０において、スイッチングサーバ１００およびＭＮ３００は、無線ＩＰネットワーク１０Ａ（マスタ経路）およびインターネット２０を経由してＶｏＩＰパケットを送受信する。なお、ＶｏＩＰパケットは、ＭＮ３００とＩＰ電話端末４０（図１参照）との音声通話に伴って送受信される。

具体的には、ＭＮ３００は、ＩＰ電話端末４０に割り当てられているＩＰアドレスを含むペイロードやホームＩＰアドレスＡＨがカプセル化され、気付けＩＰアドレスＡ１を送信元アドレスとするＩＰパケット（図３（ａ）参照）を送信する。

また、スイッチングサーバ１００は、ＩＰ電話端末４０が送信したＶｏＩＰパケットがカプセル化され、気付けＩＰアドレスＡ１を宛先アドレスとするＩＰパケットを送信する。

なお、図中の“黒く塗り潰して示す四角”印は、ＶｏＩＰパケットが経由するネットワークにマーキングされている（以下同）。ステップＳ３０では、すべてのＶｏＩＰパケットは、無線ＩＰネットワーク１０Ａ（マスタ経路）およびインターネット２０を経由している。

この状態では、スイッチングサーバ１００では、送信帯域算出手段１０９において、無線ＩＰネットワーク１０Ａの上り方向の送信帯域が１００％と算出されている。同様に、ＭＮ３００では、送信帯域算出手段３０９において、無線ＩＰネットワーク１０Ａの下り方向の送信帯域が１００％と算出されている。

その後、ステップＳ４０Ａにおいて、スイッチングサーバ１００により無線ＩＰネットワーク１０Ａの上り方向の送信帯域の狭帯域化が検知されると、その旨を示す送信帯域制御Ｍsg（第１上り方向送信帯域制御Ｍsg）が生成されて、無線ＩＰネットワーク１０Ａを介してＭＮ３００に送信される（ステップＳ５０Ａ）。

同様に、ステップＳ４０Ｂにおいて、ＭＮ３００により無線ＩＰネットワーク１０Ａの下り方向の送信帯域の狭帯域化が検知されると、その旨を示す送信帯域制御Ｍsg（第１下り方向送信帯域制御Ｍsg）が生成されて、無線ＩＰネットワーク１０Ａを介してスイッチングサーバ１００に送信される（ステップＳ５０Ｂ）。

ステップＳ６０Ａにおいて、スイッチングサーバ１００は、ＭＮ３００から受信した第１下り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、無線ＩＰネットワーク１０Ａに送信するＶｏＩＰパケットの送信帯域を制御して、ＶｏＩＰパケットを無線ＩＰネットワーク１０Ａに送信する。

ステップＳ６０Ｂにおいて、ＭＮ３００は、スイッチングサーバ１００から受信した第１上り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、無線ＩＰネットワーク１０Ａに送信するＶｏＩＰパケットの送信帯域を制御して、ＶｏＩＰパケットを無線ＩＰネットワーク１０Ａに送信する。

ステップＳ７０Ａにおいて、スイッチングサーバ１００は、ＭＮ３００から受信した第１下り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、スレーブ経路である無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送信するＶｏＩＰパケットの送信帯域を算出し、その算出した送信帯域に従って無線ＩＰネットワーク１０ＢにＶｏＩＰパケットを送信する。

ステップＳ７０Ｂにおいて、ＭＮ３００は、スイッチングサーバ１００から受信した第１上り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、スレーブ経路である無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送信するＶｏＩＰパケットの送信帯域を算出し、その算出した送信帯域に従って無線ＩＰネットワーク１０ＢにＶｏＩＰパケットを送信する。

これらステップＳ７０ＡおよびステップＳ７０Ｂによって、ＶｏＩＰパケットは、無線ＩＰネットワーク１０Ｂおよびインターネット２０を経由する。つまり、無線ＩＰネットワーク１０Ａにて不足する帯域が無線ＩＰネットワーク１０Ｂによって補完される。

その後は、無線ＩＰネットワーク１０Ｂに対して、スイッチングサーバ１００では、受信パケットに基づいて無線ＩＰネットワーク１０Ｂの上り方向の送信帯域の狭帯域化を検知し、狭帯域化が検知されたときはその旨を示す第２上り方向送信帯域制御Ｍsgを生成して、この第２上り方向送信帯域制御Ｍsgを図４および図６に示したフローチャートに従って、最適な送出経路からＭＮ３００に送出する。

同様に、無線ＩＰネットワーク１０Ｂに対して、ＭＮ３００では、受信パケットに基づいて無線ＩＰネットワーク１０Ｂの下り方向の送信帯域の狭帯域化を検知し、狭帯域化が検知されたときはその旨を示す第２下り方向送信帯域制御Ｍsgを生成して、この第２下り方向送信帯域制御Ｍsgを、同様に、図４および図６に示したフローチャートに従って、最適な送出経路からスイッチングサーバ１００に送出する。

また、マスタ経路である無線ＩＰネットワーク１０Ａに対しても、スイッチングサーバ１００では、受信パケットに基づいて無線ＩＰネットワーク１０Ａの上り方向の送信帯域の狭帯域化を検知し、狭帯域化が検知されたときはその旨を示す第１上り方向送信帯域制御Ｍsgを生成して、この第１上り方向送信帯域制御Ｍsgを、同様に、図４および図６に示したフローチャートに従って、最適な送出経路からＭＮ３００に送出する。

同様に、無線ＩＰネットワーク１０Ａに対して、ＭＮ３００では、受信パケットに基づいて無線ＩＰネットワーク１０Ａの下り方向の送信帯域の狭帯域化を検知し、狭帯域化が検知されたときはその旨を示す第１下り方向送信帯域制御Ｍsgを生成して、この第１下り方向送信帯域制御Ｍsgを、同様に、図４および図６に示したフローチャートに従って、最適な送出経路からスイッチングサーバ１００に送出する。

これにより、スイッチングサーバ１００では、ＭＮ３００から受信した第１下り方向送信帯域制御Ｍsgまたは第２下り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、ＩＰ電話端末４０から受信したＶｏＩＰパケットを無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂに配分して送信し、ＭＮ３００では、スイッチングサーバ１００から受信した第１上り方向送信帯域制御Ｍsgまたは第２上り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、ＶｏＩＰパケットを無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂに配分して送信する。

以上のように、本実施の形態のスイッチングサーバ１００によれば、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂを経てそれぞれ受信したパケット、並びに、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂの下り方向送信帯域の狭帯域化をそれぞれ示す第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂの帯域状態を監視し、その監視結果に基づいて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂの上り方向送信帯域の狭帯域化をそれぞれ示す第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgを送出する最適な経路を選択するようにしたので、第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgを常に最小の到達時間でＭＮ３００に送出でき、無線通信経路内でのパケットの滞留を最小限に抑えることができる。したがって、許容帯域の変動による到達時間の遅延により再生されずに破棄されるパケット数を有効に低減することができ、無線ＩＰネットワーク１０Ａにおいて不足する帯域を、無線ＩＰネットワーク１０Ｂを用いて補完しつつ、ＶｏＩＰパケットを確実にＭＮ３００に送信することができる。

同様に、本実施の形態のＭＮ３００によれば、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂを経てそれぞれ受信したパケット、並びに、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂの上り方向送信帯域の狭帯域化をそれぞれ示す第１上り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２上り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂの帯域状態を監視し、その監視結果に基づいて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂの下り方向送信帯域の狭帯域化をそれぞれ示す第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgを送出する最適な経路を選択するようにしたので、第１下り方向送信帯域制御Ｍsgおよび第２下り方向送信帯域制御Ｍsgを常に最小の到達時間でスイッチングサーバ１００に送出でき、無線通信経路内でのパケットの滞留を最小限に抑えることができる。したがって、許容帯域の変動による到達時間の遅延により再生されずに破棄されるパケット数を有効に低減することができ、無線ＩＰネットワーク１０Ａにおいて不足する帯域を、無線ＩＰネットワーク１０Ｂを用いて補完しつつ、ＶｏＩＰパケットを確実にスイッチングサーバ１００に送信することができる。

しかも、スイッチングサーバ１００およびＭＮ３００において、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂの上り方向および下り方向のそれぞれについて、送信帯域の狭帯域化を示す送信帯域制御Ｍsgを生成して送信側に送出するようにしたので、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび１０Ｂの通信方式に適応して、帯域変動をリアルタイムで検出して送信帯域を制御することができる。したがって、ＶｏＩＰなどのリアルタイムアプリケーションにおいて、許容帯域の変動による到達時間の遅延により再生されずに破棄パケット数を有効に低減することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、通信システム１には、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂが含まれていたが、用いる無線ＩＰネットワークは、さらに多くても構わない。また、上述した実施の形態では、上り方向および下り方向の両方向において、不足する送信帯域が補完されていたが、上り方向或いは下り方向のみの送信帯域を補完する形態としても構わない。さらに、送信帯域制御Ｍsgの送出経路は、利用可能な未使用の無線通信経路があれば、この経路を用いることもできる。

また、上記実施の形態では、送信帯域制御Ｍsgによる送信帯域の制御は、対応する無線経路に限らず、他の無線経路についても互いに補うように同時に実行したり、あるいは更に他の無線経路を有する場合には、その無線経路を新たに用いて狭帯域分を補完したりすることもできる。例えば、スイッチングサーバ１００において、ＭＮ３００からの第２下り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送信するパケットの送信帯域を狭帯域化する場合には、その狭帯域分を補うように無線ＩＰネットワーク１０Ａに送信するパケットの帯域を増加させるように送信帯域を制御したり、あるいはその狭帯域分を更に他の無線経路で新たに補完するように制御したりすることもできる。

本発明の実施の形態に係る通信システムの全体概略構成図である。 図１に示すスイッチングサーバおよびＭＮの機能ブロック構成図である。 図１に示す実施の形態に係るＩＰパケットの構成図である。 図１に示す実施の形態による送信帯域制御Ｍsgの経路選択処理を示すフローチャートである。 送信帯域の変動によるパケットの滞留時間を説明するための図である。 図１に示す実施の形態による送信帯域制御Ｍsgの再送出処理を示すフローチャートである。 図１に示す実施の形態によるスイッチングサーバとＭＮとの間において実行される一例の通信シーケンス図である。

符号の説明

１ 通信システム
１０Ａ，１０Ｂ 無線ＩＰネットワーク
２０ インターネット
４０ ＩＰ電話端末
１００ スイッチングサーバ
１０１Ｒｘ，１０３Ｒｘ，１０５Ｒｘ 受信インターフェース部
１０１Ｔｘ，１０３Ｔｘ，１０５Ｔｘ 送信インターフェース部
１０７ 受信パケット監視手段
１０９ 送信帯域算出手段
１１１ 送信帯域制御Ｍsg解析手段
１１３ パケット送出経路制御手段
１１５ 制御Ｍsg送出経路制御手段
１１７ 送信経路選択手段
３００ モバイルノード（ＭＮ）
３０１Ｒｘ，３０３Ｒｘ 受信インターフェース部
３０１Ｔｘ，３０３Ｔｘ 送信インターフェース部
３０５ アプリケーション（アプリ）処理手段
３０７ 受信パケット監視手段
３０９ 送信帯域算出手段
３１１ 送信帯域制御Ｍsg解析手段
３１３ パケット送出経路制御手段
３１５ 制御Ｍsg送出経路制御手段
３１７ 送信経路選択手段

Claims (10)

1. 無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御装置であって、
   前記一の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記無線通信装置から当該一の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第１上り方向送信帯域制御情報を生成する第１上り方向送信帯域制御情報生成手段と、
   前記他の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記無線通信装置から当該他の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第２上り方向送信帯域制御情報を生成する第２上り方向送信帯域制御情報生成手段と、
   前記複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、前記無線通信装置に対して前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択する上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段と、
   を有することを特徴とする通信制御装置。
2. 前記上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報を一定期間送信していない無線通信経路を最適な送出経路として選択することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、最大の許容帯域を有する無線通信経路を、前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報の最適な送出経路として選択することを特徴とする請求項１または２に記載の通信制御装置。
4. 前記上り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、前記無線通信装置からの送信パケットの滞留解消時間が最も短い無線通信経路を、前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報の最適な送出経路として選択することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
5. 通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と無線通信する無線通信装置であって、
   前記一の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記通信制御装置から当該一の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第１下り方向送信帯域制御情報を生成する第１下り方向送信帯域制御情報生成手段と、
   前記他の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記通信制御装置から当該他の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第２下り方向送信帯域制御情報を生成する第２下り方向送信帯域制御情報生成手段と、
   前記複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、前記通信制御装置に対して前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択する下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段と、
   を有することを特徴とする無線通信装置。
6. 前記下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報を一定期間送信していない無線通信経路を最適な送出経路として選択することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、最大の許容帯域を有する無線通信経路を、前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報の最適な送出経路として選択することを特徴とする請求項５または６に記載の無線通信装置。
8. 前記下り方向送信帯域制御情報送出経路制御手段は、前記一の無線通信経路および前記他の無線通信経路のうち、前記通信制御装置からの送信パケットの滞留解消時間が最も短い無線通信経路を、前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報の最適な送出経路として選択することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
9. 無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御方法であって、
   前記一の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記無線通信装置から当該一の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第１上り方向送信帯域制御情報を生成するステップと、
   前記他の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記無線通信装置から当該他の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第２上り方向送信帯域制御情報を生成するステップと、
   前記複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、前記無線通信装置に対して前記第１上り方向送信帯域制御情報または前記第２上り方向送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択するステップと、
   を含むことを特徴とする通信制御方法。
10. 通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と無線通信する無線通信方法であって、
    前記一の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記通信制御装置から当該一の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第１下り方向送信帯域制御情報を生成するステップと、
    前記他の無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて前記通信制御装置から当該他の無線通信経路に送信するパケットの送信帯域の狭帯域化を示す第２下り方向送信帯域制御情報を生成するステップと、
    前記複数の無線通信経路の帯域状態に基づいて、前記通信制御装置に対して前記第１下り方向送信帯域制御情報または前記第２下り方向送信帯域制御情報を送出する最適な送出経路を選択するステップと、
    を含むことを特徴とする無線通信方法。

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