专利名称：移动通信终端以及路径选择方法
技术领域：
本发明涉及在并用基础设施网络以及自组织网络的无线通信系统中所使用的移动通信终端以及路径选择方法。
背景技术：
已知通过具有无线通信功能与路由选择功能的多个自主分布式移动通信终端来形成网络的移动自组织网络(MANET)(例如，参照非专利文献1。)。另外，还提出通过移动通信终端的多跳中继来确保向基础设施网络的基站的连接的多跳蜂窝(cellular)。此时，各移动通信终端可以通过单跳路径以及多跳路径中的任一个接入(access)路径向基站接入。因此，可以避免通信同时发生数多的高节点密度区域的基站的拥挤。
此外，还提出了这样的方法在通信开始时一律用单跳路径接入正上方的基站，在不可以通过单跳路径来通信时，在采用MANET的路由选择协议搜索路径后切换为多跳路径。(例如，参照非专利文献2。)。此时，与执行的应用(application)无关，接入路径选择的优先次序是固定的。
“Mobile ad-hoc Networks(manet)”，Joseph Macker and Scott Corson，IETFworking group，<URL:http://www.ietf.org/html.charters/manet-charter.html> “采用了混合移动网络中的基础设施型多跳的协作联网”，山田将人等、信学技报，MoMuC2005-66，pp47-52，Nov.2005.
可是，在通信开始时一律用单跳路径接入正上方的基站的情况下，在最初的接入路径中发生拥挤，在其通信NG的处理中处理负荷进一步增大。此外，还存在如下问题因为与执行的应用无关、做成按照一样的优先次序的接入路径，所以为了享受服务而要求的通信品质的特性、和单跳路径与多跳路径的接入路径的品质特性不相适应，成为效率差的通信，因此通信完成率较低。
鉴于上述问题点，本发明的目的是提供一种移动通信终端以及路径选择方法，其能够避免由于接入路径的优先次序为固定而导致的基站的拥挤，可以考虑应用而选择最佳的接入路径。
发明内容
为了实现上述目的，本发明的第1特征是，一种移动通信终端，其通过单跳路径或者基于其它终端的多跳路径的任一个接入路径与基础设施网络的基站进行通信，其具有应用处理部，其处理伴随与基站之间的通信的应用；和接入路径选择部，其根据与应用有关的信息来优先选择单跳路径或者多跳路径的任一个接入路径。这里所谓“基础设施网络”就是有线网络等静态网络，含有因特网、移动通信网、或有线局域网(LAN)、或者它们的组合等。由此，在“基站”中除了移动电话基站或者PHS基站之外还含有无线LAN的接入点等。此外，所谓“单跳路径”就是移动通信终端与基站直接通信的路径，所谓“多跳路径”就是移动通信终端(自终端)经由至少1个其它终端与基站通信的路径。
本发明第2特征是，在第1特征的移动通信终端中，接入路径选择部在由应用提供的服务是要求实时处理的服务属性时优先选择单跳路径，在服务属性不要求实时处理时优先选择多跳路径。所谓“要求实时处理的服务”就是严格要求进行通信的地点间的同时性(即时性)的服务，所谓“不要求实时处理的服务”就是不一定要求进行通信的地点间的同时性(即时性)的服务。
本发明第3特征是，在第1特征的移动通信终端中，接入路径选择部根据表示应用的种类的应用种类，优先选择单跳路径或者多跳路径的任一个接入路径。
本发明第4特征是，在第1～第3特征的任意一个特征的移动通信终端中，接入路径选择部选择接入路径与接入路径的无线方式的组合。
本发明第5特征是，一种路径选择方法，针对基础设施网络的基站，选择单跳路径或者基于其它终端的多跳路径的任一个接入路径，其含有以下步骤处理伴随与基站之间的通信的应用的步骤；和根据与应用有关的信息，优先选择单跳路径或者多跳路径的任一个接入路径的步骤。
根据本发明可以提供一种移动通信终端以及路径选择方法，其避免由于接入路径的优先次序为固定而导致的基站的拥挤，可以考虑应用而选择最佳的接入路径。
图1是表示本发明实施方式的无线通信系统的结构例的示意图。
图2是表示本发明实施方式的移动通信终端的硬件结构例的方框图。
图3是表示本发明实施方式的移动通信终端的功能构成例的方框图。
图4中，图4(a)是表示本发明实施方式的移动通信终端保存的接入路径优先次序模式表的图，图4(b)是表示本发明实施方式的移动通信终端保存的接入路径与无线通信接口的对应表的图。
图5是表示本发明实施方式的路径选择方法的步骤例的流程图。
图6中，图6(a)是在实时系服务处理时利用优先次序最高的接入路径进行通信之际的移动通信终端的动作时序图，图6(b)是在实时系服务处理时优先次序最高的接入路径不可通信的情况下的移动通信终端的动作时序图。
图7中，图7(a)是在非实时系服务处理时利用优先次序最高的接入路径进行通信之际的移动通信终端的动作时序图，图7(b)是在非实时系服务处理时优先次序最高的接入路径不可通信的情况下的移动通信终端的动作时序图。
图8是表示本发明实施方式的变形例的无线通信系统的结构例的示意图。
图9是表示其它实施方式的接入路径优先次序模式表的图。
符号说明1基础设施网络；2自组织网络；11～19移动通信终端；31、311第1基站；32、312第2基站；41应用服务器；101应用处理部；102接入路径选择部；103优先次序存储部；104信息包处理部；105路由选择处理部；106路由选择管理部；107第1无线通信接口；108第2无线通信接口；109对应表保存部；200总线；201CPU；202存储器；203输入装置；204输出装置；211第1天线；212第2天线；331第3基站；332第4基站；333第5基站；A1～A4覆盖区域；R1、R1a、R1b单跳路径；R2、R2a、R2b多跳路径。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下实施方式的附图的记载中对相同或者类似的部分标注相同或者类似的符号。
如图1所示，本发明实施方式的无线通信系统具有移动通信网等基础设施网络1、多个移动通信终端11～19、基础设施网络1的基站(接入点)31、32和经由基础设施网络1与多个移动通信终端11～19进行通信的应用服务器41。在图1的例中，作为各个移动通信终端11～19例示了移动电话终端，但也可以是具有无线通信功能的笔记本PC或者个人数字助理(PDA)等。在作为多个移动通信终端11～19使用移动电话终端时，基础设施网络1例如含有控制·结束无线技术的无线接入网络(RNC)；和进行位置控制、呼叫控制、以及服务控制的核心网(CN)等。或者，基础设施网络1也可以作为基于因特网协议(IP)的信息包(packet)网络来构成。
多个移动通信终端11～19中的第1～第6移动通信终端11～16属于第1基站31的覆盖区域A1，第7～第9移动通信终端17～19属于第2基站32的覆盖区域A2。在第1基站31的覆盖区域A1中因为节点密度高所以通信的同时发生数较多。由此，在第1基站31中通信量多，容易产生通信的拥挤。
另外，第1～第9移动通信终端11～19形成自组织网络2。形成的自组织网络2是利用各移动通信终端11～19的位置关系来决定可通信的区域的动态网络。因为同样构成各移动通信终端11～19，所以在以下的说明中对第1移动通信终端11进行详细地说明，省略对于剩下的移动通信终端12～19的详细说明。
移动通信终端11通过单跳路径R1经由第1基站31与应用服务器41进行通信，或者通过采用了自组织网络2的多跳路径R2经由第2基站32与应用服务器41进行通信。此外，单跳路径R1的无线方式与多跳路径R2的无线方式不同。
在多跳路径R2中因为通信速率(rate)容易时时刻刻发生变化，所以与单跳路径R1比较，难以确保稳定的品质特性。因此，第1移动通信终端11根据由应用提供的服务的服务属性来优先选择单跳路径R1或者多跳路径R2的某一个，由此既实现服务品质的维持，又可以避免第1基站31中的通信的拥挤。
如图2所示，移动通信终端11具有第1天线211、第2天线212、第1无线通信接口107、第2无线通信接口108、总线200、中央处理器(CPU)201、存储器202、输入装置203、以及输出装置204。第1无线通信接口107、第2无线通信接口108、中央处理器(CPU)201、存储器202、输入装置203、以及输出装置204经由总线200相互交换数据。
第1无线通信接口107为了与基础设施网络1侧直接通信而使用，具有遵循了例如W-CDMA方式或者GSM(Global System for MobileCommunications)方式等的结构。与此相对，第2无线通信接口108可以通过自组织网络2来通信，具有遵循了例如具备IEEE802.11a、IEEE802.11b、或者IEEE802.11g等自组织方式的无线LAN方式的结构。
此外，作为输入装置203可以使用例如麦克风、键盘、摄像装置、或者滚动按钮(scroll button)等。作为输出装置204可以使用例如扬声器以及液晶显示装置(LCD)等显示器。存储器202由ROM以及RAM或者非易失性存储器来构成，存储由CPU201执行的控制程序(固件)，并且作为在由CPU201执行控制程序时使用的作业领域等来使用。
CPU201通过执行在存储器202中存储的控制程序来实现各种功能。
在图3中表示移动通信终端11的功能结构。通过图2的CPU201来实现应用处理部101、接入路径选择部102、信息包处理部104、路由选择处理部105、以及路由选择管理部106的各自功能。在图2的存储器202内构成优先次序存储部103以及对应表保存部109。
应用处理部101对伴随与基站31、32之间的通信的应用进行处理。这里作为“伴随与基站之间的通信的应用”，有意做成从终端侧向网络侧开始接入的终端主导型的应用，含有例如图像/语音电话发送、图像/语音分发、Web接入、以及邮件等。
接入路径选择部102根据应用的服务属性来优先选择单跳路径R1或者多跳路径R2的任一个接入路径。即，在提供的服务是要求实时处理的服务(以下称为“实时系服务”。)时优先选择单跳路径R1，在提供的服务是不要求实时处理的服务(以下称为“非实时系服务”。)时优先选择多跳路径R2。
如图4(a)所示，优先次序存储部103对应服务属性和优先次序模式来存储。在优先次序模式中优先次序最高的“第1优先路径”和优先次序仅次于第1优先路径的“第2优先路径”相对应起来。
在图4(a)的例子中，优先次序模式1对应于实时系的服务属性，优先次序模式2对应于非实时系的服务属性。“优先次序模式1”将单跳路径R1作为第1优先路径，将多跳路径R2作为第2优先路径。“优先次序模式2”将多跳路径R2作为第1优先路径，将单跳路径R1作为第2优先路径。
因此，接入路径选择部102判断应用处理部101处理的应用的服务属性，并参照优先次序存储部103，由此选择对应于服务属性的优先次序模式。
作为一例，语音通信相当于服务属性为实时系的应用，邮件相当于服务属性为非实时系的应用。
路由选择处理部105在多跳路径R2中处理DSR(Dynamic SourceRouting)或者AODV(Ad-hoc On-Demand Vector Routing)等路由选择协议，来实现MANET路由选择(关于AODV路由选择协议，参照例如IETF RFC3561“Ad hoc On-Demand Distance Vector(AODV)Routing”等。)。
路由选择管理部106管理网络的路由选择信息。具体来说，路由选择管理部106管理自组织网络2中的路由选择信息，并且管理是否可以与基站31、32通信的信息。在上述的AOVD等中，路由选择管理部106管理路由选择处理部105生成的路由表。
信息包处理部104按照优先次序模式的路径，取得用路由选择管理部106管理的路由选择信息，确认有无向应用服务器41的路径，在有路径时生成发送用的信息包。
如图4(b)所示，对应表保存部109保存接入路径和接口的对应表。在图4(b)的例子中，第1无线通信接口107对应于单跳路径R1，第2无线通信接口108对应于多跳路径R2。
由此，信息包处理部104通过参照对应表保存部109，采用与接入路径选择部102选择的接入路径对应的接口来收发信息包。
第1无线通信接口107依据单跳路径R1的无线方式，利用单跳路径R1进行信息包的收发。第2无线通信接口108依据单跳路径R1的无线方式，利用多跳路径R2进行信息包的收发。
接着，参照图5所示的流程图，来说明本发明实施方式的路径选择方法。
在步骤S101中，当应用处理部101处理应用来享受服务时，接入路径选择部102判断应用的服务属性。在判定为应用的服务属性是实时系时，向步骤S102转移。在判定为应用的服务属性是非实时系时，向步骤S103转移。
在步骤S102中，接入路径选择部102从优先次序存储部103取得与实时系服务对应的接入路径的优先次序模式。其结果，在图4(a)的例子中选择优先次序模式1。其结果，作为第1优先路径选择单跳路径R1。
另一方面，在步骤S103中，接入路径选择部102从优先次序存储部103取得与非实时系服务对应的接入路径优先次序模式。在图4(a)的例子中选择优先次序模式2。因此，作为第1优先路径选择多跳路径R2。
在步骤S104中，信息包处理部104按照优先次序模式的路径取得用路由选择管理部106管理的路由选择信息，判断有无向应用服务器41的路径。在判定为有向应用服务器41的路径时，向步骤S105转移。与此相对，在判定为没有向应用服务器41的路径时，选择优先次序次高的接入路径(第2优先路径)，并再次判断有无路径。
在步骤S105中，采用与步骤S104中判定为有路径的接入路径对应的接口(第1无线通信接口107或者第2无线通信接口108)，执行信息包的收发。即，在单跳路径R1的情况下用第1无线通信接口107执行信息包的收发，在多跳路径R2的情况下用第2无线通信接口108执行信息包的收发。
接着，参照图6的时序图，说明在实时系服务时的第1移动通信终端11与应用服务器41之间的通信步骤。首先，采用图6(a)的时序图，对采用了第1优先路径(这里是单跳路径R1)的通信步骤进行说明。
当在步骤S201中执行应用而开始通信时，在步骤S202中，接入路径选择部102从优先次序存储部103选择路径次序模式1。由此，作为第1优先路径选择单跳路径R1。
在步骤S203中，信息包处理部104确认具有与应用服务器41之间的单跳路径R1。此外，信息包处理部104通过参照对应表保存部109，开始采用了第1无线通信接口107的信息包的收发动作。
在步骤S204中，信息包处理部104以及第1无线通信接口107向第1基站31发送信息包。
在步骤S205中，第1基站31经由基础设施网络1向应用服务器41发送信息包。
在步骤S206中，应用服务器41经由基础设施网络1向第1基站31发送信息包。
在步骤S207中，第1基站31向第1移动通信终端11发送信息包。
接着，采用图6(b)的时序图，对于在实时系服务时之中、在利用第1优先路径(这里是单跳路径R1)开始通信时成为了不可连接的情况的通信步骤进行说明。其中，关于与图6(a)重复的步骤省略说明。
在步骤S214中，信息包处理部104以及第1无线通信接口107向第1基站31发送信息包。
在步骤S215中，假设在从第1基站31向应用服务器41发送信息包时成为不可连接。
在步骤S216中，信息包处理部104当检测到不可连接时，对其它终端例如广播路径搜索(路径请求)信息包。其结果，从第1移动通信终端11向图1所示的第4移动通信终端14、第5移动通信终端15、第6移动通信终端16以及第7移动通信终端17顺次传送路径搜索(路径请求)信息包。
在步骤S217中，第7移动通信终端17对第1移动通信终端11例如以单播(unicast)的方式来回复路径应答信息包。这样来执行一连串的路由选择处理。
在步骤S218以及S219中，信息包处理部104以及第2无线通信接口108经由多跳路径R2、即第4～第7移动通信终端14～17向第2基站32发送信息包。
在步骤S220中，第2基站32经由基础设施网络1向应用服务器41发送信息包。
在步骤S221中，应用服务器41经由基础设施网络1向第2基站32发送信息包。
在步骤S222以及步骤S223中，第2基站32经由多跳路径R2、即第4～第7移动通信终端14～17向第1移动通信终端11发送信息包。
接着，参照图7的时序图，对在非实时系服务时的第1移动通信终端11与应用服务器41之间的通信步骤进行说明。首先，采用图7(a)的时序图，对于使用了第1优先路径(在这里是多跳路径R2)的通信步骤进行说明。
当在步骤S301中实行应用而开始通信时，在步骤S302中接入路径选择部102从优先次序存储部103选择路径次序模式1。其结果，作为优先路径选择多跳路径R2。
在步骤S303中，信息包处理部104确认具有与应用服务器41之间的多跳路径R2。此外，信息包处理部104通过参照对应表保存部109来开始利用了第2无线通信接口108的信息包收发动作。
在步骤S304中，信息包处理部104以及第2无线通信接口108对其它终端例如广播路径搜索(路径请求)信息包。其结果，从第1移动通信终端11向第4移动通信终端14、第5移动通信终端15、第6移动通信终端16以及第7移动通信终端17顺次传送路径搜索(路径请求)信息包。
在步骤S305中，第7移动通信终端17对第1移动通信终端11例如以单播的方式来回复路径应答信息包。这样来执行一连串的路由选择处理。
在步骤S306以及S307中，信息包处理部104以及第2无线通信接口108经由多跳路径R2、即第4～第7移动通信终端14～17向第2基站32发送信息包。
在步骤S308中，第2基站32经由基础设施网络1向应用服务器41发送信息包。
在步骤S309中，应用服务器41经由基础设施网络1向第2基站32发送信息包。
在步骤S310以及步骤S311中，第2基站32经由多跳路径R2、即第4～第7移动通信终端14～17向第1移动通信终端11发送信息包。
接着，采用图7(b)的时序图，对于在非实时系服务时之中、在利用第1优先路径(这里是多跳路径R2)开始通信时成为了不可连接的情况的通信步骤进行说明。其中，关于与图7(a)重复的步骤省略说明。
在步骤S314中，信息包处理部104以及第2无线通信接口108对其它终端广播路径搜索(路径请求)信息包。其结果，从第1移动通信终端11向第4移动通信终端14、第5移动通信终端15、以及第6移动通信终端16顺次传送信息包，不可从第6移动通信终端16向第7移动通信终端17发送信息包。其结果，作为与第2基站32进行通信的终端选择第6移动通信终端16。
在步骤S315以及步骤S316中，信息包处理部104以及第2无线通信接口108经由多跳路径R2、即第4～第7移动通信终端14～17向第2基站32发送信息包。
在步骤S317中，假设在从第2基站32向应用服务器41发送信息包时成为了不可连接。
在步骤S318中，信息包处理部104以及第1无线通信接口107向第1基站31发送信息包。
在步骤S319中，第1基站31经由基础设施网络1向应用服务器41发送信息包。
在步骤S320中，应用服务器41经由基础设施网络1向第1基站31发送信息包。
在步骤S321中，第1基站31向第1移动通信终端11发送信息包。
如以上详细说明的这样，根据本发明的实施方式，在针对基础设施网络1的基站存在单跳路径R1和多跳路径R2等多个路径的无线通信系统中，根据要享受的服务的服务属性来选择优先路径，因此可以使为了享受服务而要求的通信品质的特性、和单跳路径R1以及多跳路径R2的接入路径的品质特性相宜。此外，针对非实时系服务，将多跳路径R2设为第1优先路径，因此可以避免第1基站31的拥挤，提高通信的完成率。
(变形例)上述实施方式的第1移动通信终端11以单跳路径R1的无线方式与多跳路径R2的无线方式来实施通信。即，单跳路径R1以及多跳路径R2的各无线方式仅仅为1个。但是，作为本发明实施方式的变形例，单跳路径的无线方式以及多跳路径各自的无线方式可以存在多个。通过采用这样的方式，向应用服务器41的路径成为多个，这样有分散基站的负荷的效果。
关于本发明实施方式的变形例的无线通信系统，如图8所示，除了第1以及第2基站311、312之外还具有第3～第5基站331～333，这一点与图1不同。第1以及第2基站311、312和第3～第5基站331～333，依据不同的无线方式来构成。以下，将第1以及第2基站311、312的无线方式称为“第1无线方式”，将第3～第5基站331～333的无线方式称为“第2无线方式”。
各移动终端11～19可对应于第1无线方式和第2无线方式。因此，属于例如第1基站311的覆盖区域A1以及第4基站332的覆盖区域A3的第1移动通信终端11，可以选择与第1基站311或者第4基站332中的哪一个进行通信。
同样，属于第2基站312的覆盖区域A2以及第5基站333的覆盖区域A4的第7移动通信终端17，可以选择与第2基站312或者第5基站333中的哪一个进行通信。
由此，作为第1移动通信终端11的接入路径，存在第1无线方式的单跳路径R1a、第2无线方式的单跳路径R1b、第1无线方式的多跳路径R2a、以及第2无线方式的多跳路径R2b共计4条。
在这样的无线通信系统中，上述的接入路径选择部102选择接入路径与接入路径的无线方式的组合，由此可以实现更高度的接入路径选择处理。
作为一例，当第1无线方式比第2无线方式品质特性好时，实时系服务时的接入路径的优先次序被设定成第1无线方式的单跳路径R1a＞第2无线方式的单跳路径R1b＞第1无线方式的多跳路径R2a＞第2无线方式的多跳路径R2b。
(其它的实施方式)如上所述，本发明通过实施方式进行了叙述，不应该理解为构成其公开的一部分的论述以及附图限定本发明。根据该公开，对于本领域技术人员来说各种代替实施方式、实施例以及运用技术是显而易见的。
在上述实施方式中说明了这样的一例各移动通信终端11～16根据服务属性来优先选择单跳路径R1或者多跳路径R2的任一个。可是各移动通信终端11～16也可以根据表示应用的种类的应用种类来优先选择单跳路径R1或者多跳路径R2的任一个。
例如，如图9所示，关于“语音通信”、“邮件”、以及“文件下载”的各种应用种类，分配不同的接入路径的优先次序模式。通过对每个应用设定不同的接入路径的优先次序模式，可以实现细致的接入路径选择。
这样应该理解本发明包含在此没有记载的各种实施方式等。因此，本发明只受依据该公开的适当的权利要求范围的发明特定事项的限定。
权利要求
1.一种移动通信终端，其通过单跳路径或者基于其它终端的多跳路径的任一个接入路径与基础设施网络的基站进行通信，其特征在于，具有应用处理部，其处理伴随与所述基站之间的通信的应用；和接入路径选择部，其根据与所述应用有关的信息，优先选择所述单跳路径或者所述多跳路径的任一个接入路径。
2.根据权利要求1所述的移动通信终端，其特征在于，所述接入路径选择部，在由所述应用提供的服务是要求实时处理的服务属性时优先选择所述单跳路径，在所述服务属性不要求所述实时处理时优先选择所述多跳路径。
3.根据权利要求1所述的移动通信终端，其特征在于，所述接入路径选择部根据表示所述应用的种类的应用种类，优先选择所述单跳路径或者所述多跳路径的任一个接入路径。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的移动通信终端，其特征在于，所述接入路径选择部选择所述接入路径与所述接入路径的无线方式的组合。
5.一种路径选择方法，针对基础设施网络的基站，选择单跳路径或者基于其它终端的多跳路径的任一个接入路径，其特征在于，含有以下步骤处理伴随与所述基站之间的通信的应用的步骤；和根据与所述应用有关的信息，优先选择所述单跳路径或者所述多跳路径的任一个接入路径的步骤。
全文摘要
本发明提供一种移动通信终端以及路径选择方法，其避免由于接入路径的优先次序为固定而导致的基站的拥挤，可以考虑应用而选择最佳的接入路径。通过单跳路径或者多跳路径的任一个接入路径与基础设施网络的基站进行通信的移动通信终端(11)具有应用处理部(101)，其处理伴随与基站之间的通信的应用；和接入路径选择部(102)，其根据应用来优先选择单跳路径或者多跳路径的任一个接入路径。
文档编号H04W84/18GK101031153SQ200710078748
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月26日 优先权日2006年2月28日
发明者森田正范, 铃木俊博, 小林基成, 卡恩阿西克 申请人:株式会社Ntt都科摩