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JP2012222378A - Terminal keep-alive system and keep-alive interval determination method - Google Patents

Terminal keep-alive system and keep-alive interval determination method Download PDF

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JP2012222378A
JP2012222378A JP2011082401A JP2011082401A JP2012222378A JP 2012222378 A JP2012222378 A JP 2012222378A JP 2011082401 A JP2011082401 A JP 2011082401A JP 2011082401 A JP2011082401 A JP 2011082401A JP 2012222378 A JP2012222378 A JP 2012222378A
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wireless
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JP2011082401A
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Hitomi Nakamura
仁美 中村
Masayuki Hanaoka
誠之 花岡
Takashi Ishikawa
崇 石川
Shinji Murai
真治 村井
Tadashi Yano
正 矢野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To balance terminal power consumption reduction and network load reduction with shortening of fault detection time in the keep-alive processing between a server and a radio terminal (a first problem); and to determine the optimal keep-alive interval according to changes in a communication environment due to movement of a terminal (a second problem).SOLUTION: The terminal state which is detected by keep-alive between a radio access network and a terminal is notified from the radio access network to a server so as to omit the keep-alive between the server and the terminal. Also in order to solve the above-mentioned second problem, the present invention is provided with means of detecting a communication environment dynamically by coordination between the terminal and the server, and based on the above-mentioned detection results, keep-alive interval is changed.

Description

本発明は、端末とサーバ間のキープアライブ技術に関し、特に端末、サーバとアクセス網の連携により効率的にキープアライブを行う技術、および端末の移動に伴う通信環境の変化に応じてキープアライブ間隔を調整する技術に関する。 The present invention relates to a keep alive technique between a terminal and a server, and in particular, a technique for efficiently keeping alive by cooperation between a terminal, a server, and an access network, and a keep alive interval according to a change in a communication environment accompanying the movement of the terminal. It relates to the technology to adjust.

近年、FTTH(Fiber to the Home)をはじめとする固定アクセス網に急速に普及したIP電話システムにおいては、端末とサーバ間の接続性維持、確認のために、比較的高い頻度で端末とサーバ間のキープアライブ処理を実施する。例えば、IP電話の呼制御にSIP (Session Initiation Protocol)(非特許文献1)を使用する場合、端末とサーバ間のキープアライブ処理はデフォルトで3600秒毎に行われる。また、NAT (Network Address Translation)やファイアウォールが存在するシステムでは、NATやファイアウォールのセッション情報を維持するため数十秒〜数分毎に端末とサーバ間のキープアライブ処理を実施する場合もある。これは、一般的なNAT/ファイアウォール装置において、一定時間通信が行われない場合は該当するセッション情報を削除し、サーバから端末への通信を禁止するためである。端末とサーバ間のキープアライブ間隔は基本的に実装依存とされているが、固定網においては端末とサーバの設置環境に応じて、接続性を維持するために十分に小さい値に設定されている。 In recent years, in IP telephone systems that have rapidly spread to fixed access networks such as FTTH (Fiber to the Home), a relatively high frequency is used between terminals and servers to maintain and check connectivity between terminals and servers. Perform the keep-alive process. For example, when SIP (Session Initiation Protocol) (Non-Patent Document 1) is used for call control of an IP phone, keepalive processing between the terminal and the server is performed every 3600 seconds by default. Further, in a system in which NAT (Network Address Translation) or a firewall exists, a keep alive process may be performed between the terminal and the server every tens of seconds to several minutes in order to maintain NAT and firewall session information. This is because in a general NAT / firewall apparatus, if communication is not performed for a certain period of time, the corresponding session information is deleted and communication from the server to the terminal is prohibited. The keep-alive interval between the terminal and server is basically implementation-dependent, but in the fixed network, it is set to a sufficiently small value to maintain connectivity according to the installation environment of the terminal and server. .

一方、携帯電話をはじめとするセルラ系の無線アクセス網においては、これまで音声データの通信品質保証が困難であったためIP電話の導入は見送られてきた。しかし、2010年以降に開始される3.9G移動通信方式LTE (Long Term Evolution)では、通信速度向上、QoS(Quality of Service)機能の導入により、IP電話を実用化できる見通しである。また将来的には、端末が固定網、異種無線網間をシームレスに移動するようになり、複数のアクセス網を共通のIP電話コア網を用いて収容するFMC (Fixed Mobile Convergence)(非特許文献2)の構想もある。   On the other hand, in cellular radio access networks such as mobile phones, the introduction of IP phones has been postponed because it has been difficult to guarantee the communication quality of voice data. However, 3.9G mobile communication system LTE (Long Term Evolution), which will be launched after 2010, is expected to be able to put IP phones into practical use by improving communication speed and introducing QoS (Quality of Service) functions. In the future, terminals will move seamlessly between fixed and heterogeneous wireless networks, and FMC (Fixed Mobile Convergence) that accommodates multiple access networks using a common IP telephone core network (non-patent literature) There is also the concept of 2).

IETF RFC 3261 “SIP: Session Initiation Protocol”, Jun. 2002.IETF RFC 3261 “SIP: Session Initiation Protocol”, Jun. 2002. Jeong-Je Cho, Jin-Ho Hwang, Nak-Po Kim, ”Novel FMC network composition methods in 3W(WiBro, WiFi and WCDMA) environments”, IEEE Advanced Communication Technology (ICACT) 12th Internationa Conference, Feb. 2010, Volume 1. pp.855 - 858.Jeong-Je Cho, Jin-Ho Hwang, Nak-Po Kim, “Novel FMC network composition methods in 3W (WiBro, WiFi and WCDMA) environments”, IEEE Advanced Communication Technology (ICACT) 12th Internationa Conference, Feb. 2010, Volume 1 pp.855-858.

無線環境では、多くの場合、端末バッテリー容量や通信リソースに制限がある。そのため無線網にIP電話システムを導入する際に、端末とサーバ間のキープアライブ間隔を、固定網と同じく数分〜数時間単位に設定すると、端末やネットワークに過度な負荷をかける可能性がある。特に、携帯電話のようにエリアが広く、端末バッテリー容量の小さいシステムではこの影響が顕著に出ると想定される。しかしながら、この問題を解決するために、キープアライブ間隔を延長すると、障害検出に時間がかかってしまい、サービス品質が低下する。そこで、障害を検出するまでの時間を長くすることなく、端末の消費電力低減、ネットワークの負荷低減を実現するキープアライブ方法の実現が課題となる(第一の課題)。   In a wireless environment, terminal battery capacity and communication resources are often limited. Therefore, when an IP telephone system is introduced into a wireless network, if the keep alive interval between the terminal and the server is set in units of several minutes to several hours as in the fixed network, an excessive load may be applied to the terminal and the network. . In particular, it is assumed that this effect is conspicuous in a system having a large area such as a mobile phone and a small terminal battery capacity. However, if the keep alive interval is extended in order to solve this problem, it takes time to detect a failure and the service quality deteriorates. Therefore, the realization of a keep-alive method for reducing the power consumption of the terminal and the load of the network without increasing the time until the failure is detected becomes a problem (first problem).

また、現在の技術によれば、端末やサーバの設置環境に応じてキープアライブ間隔を固定的に設定している。しかし、今後FMCが実現すると端末の移動の度に通信環境が変化するようになる。そこで、各通信環境に適したキープアライブ間隔を、動的に検出、設定することが課題となる(第二の課題)。   Further, according to the current technology, the keep alive interval is fixedly set according to the installation environment of the terminal or server. However, if FMC is realized in the future, the communication environment will change every time the terminal moves. Therefore, it is an issue to dynamically detect and set a keep alive interval suitable for each communication environment (second issue).

上記第一の課題を解決するために、無線アクセス網と端末間のキープアライブにより検出した端末状態を、無線アクセス網からサーバに通知することにより、サーバと端末間のキープアライブを省略する。   In order to solve the first problem, the state of the terminal detected by the keep-alive between the wireless access network and the terminal is notified from the wireless access network to the server, and the keep-alive between the server and the terminal is omitted.

また、上記第二の課題を解決するために、本発明は、端末とサーバの連携により通信環境を動的に検出する手段を備え、前記検出結果に基づいてキープアライブ間隔を変更することを特徴とする。   In order to solve the second problem, the present invention includes means for dynamically detecting a communication environment by cooperation between a terminal and a server, and changes a keep alive interval based on the detection result. And

本発明によれば、端末消費電力低減と障害検出時間短縮を両立する効率的な端末とサーバ間のキープアライブが可能となる。
また端末が異種アクセス網間を移動する場合にも、各環境に応じた最適な端末とサーバ間のキープアライブ間隔の設定が可能となる。
According to the present invention, efficient keep-alive between a terminal and a server that achieves both reduction in terminal power consumption and reduction in failure detection time becomes possible.
Further, even when the terminal moves between different types of access networks, it is possible to set an optimum keep alive interval between the terminal and the server according to each environment.

実施例1のシステム構成例。1 is a system configuration example of Embodiment 1. アプリサーバ61が備えるアプリ接続管理DB62の構成例。6 is a configuration example of an application connection management DB 62 provided in the application server 61. 無線GW21が備える無線接続DB22の構成例。The structural example of wireless connection DB22 with which wireless GW21 is provided. マッピングサーバ63が備えるマッピングDB64の構成例。A configuration example of the mapping DB 64 provided in the mapping server 63. アプリサーバ61の装置構成例。An example of a device configuration of the application server 61. アプリサーバ61が備えるアプリキープアライブ間隔決定ルーチン103の構成例。6 is a configuration example of an application keep alive interval determination routine 103 provided in the application server 61. 端末1の装置構成例。An example of the device configuration of terminal 1. 端末1が備える情報取得方式決定ルーチン152の構成例。6 is a configuration example of an information acquisition method determination routine 152 provided in the terminal 1. 端末1における無線電波強度の判定方法例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a method for determining the radio field intensity in the terminal 1. 端末1が無線GW21に接続するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the terminal 1 connects to the wireless GW 21. 無線GW21に接続中の端末1が圏外移動するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the terminal 1 connected to the wireless GW 21 moves out of range. 端末1が無線GW21から無線GW31に移動するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the terminal 1 moves from the wireless GW 21 to the wireless GW 31. 端末1が無線GW31から無線GW41に移動するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the terminal 1 moves from the wireless GW 31 to the wireless GW 41. 端末1が無線GW41から無線GW51に移動するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the terminal 1 moves from the wireless GW 41 to the wireless GW 51. 端末1がUDPをTCPに変更するシステム動作フロー例。System operation flow example in which terminal 1 changes UDP to TCP. 端末1が無線アクセス網を再選択するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which terminal 1 reselects a radio access network. 端末1がPush型通信からPull型通信に変更するシステム動作フロー例。System operation flow example in which terminal 1 changes from push-type communication to pull-type communication. LTEにおける図9のシステム動作フローの実装例。10 shows an implementation example of the system operation flow of FIG. 9 in LTE. アプリサーバ1が異常発生により再起動するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the application server 1 restarts when an error occurs. 実施例2のシステム構成例。FIG. 3 is a system configuration example of Embodiment 2. FIG. モバイルルータ1010における端末キープアライブDB1011の構成例。6 shows a configuration example of a terminal keep alive DB 1011 in the mobile router 1010. モバイルルータ1010におけるNAT DB1012の構成例。2 shows a configuration example of NAT DB 1012 in mobile router 1010. キープアライブ中継サーバ1041におけるキープアライブ中継DB1042の構成例。6 shows a configuration example of a keep-alive relay DB 1042 in the keep-alive relay server 1041. キープアライブ中継サーバ1041におけるサーバキープアライブDB1043の構成例。6 shows a configuration example of a server keep alive DB 1043 in the keep alive relay server 1041. モバイルルータ1010の装置構成例。An example of a device configuration of the mobile router 1010. モバイルルータ1010が備える端末キープアライブ状況報告ルーチン1101の構成例。6 is a configuration example of a terminal keep alive status report routine 1101 provided in the mobile router 1010. モバイルルータ1010が備えるNAT DB管理ルーチン1100の構成例。4 is a configuration example of a NAT DB management routine 1100 provided in the mobile router 1010. モバイルルータ1010が無線アクセス網1020に接続し、端末1001がモバイルルータ1010に接続するシステム動作フロー例1。System operation flow example 1 in which the mobile router 1010 is connected to the wireless access network 1020 and the terminal 1001 is connected to the mobile router 1010. モバイルルータ1010が無線アクセス網1020に接続し、端末1001がモバイルルータ1010に接続するシステム動作フロー例2。System operation flow example 2 in which the mobile router 1010 is connected to the wireless access network 1020 and the terminal 1001 is connected to the mobile router 1010. 端末1001が圏外移動するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the terminal 1001 moves out of range. アプリサーバ1044が再起動するシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the application server 1044 is restarted. 無線アクセス網の切替えによりモバイルルータ1010のグローバルアドレスが変更されるシステム動作フロー例。An example of a system operation flow in which the global address of the mobile router 1010 is changed by switching wireless access networks.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

<実施例1>
実施例1では、複数の無線システムと、前記複数の無線システムに接続可能な端末と、前記端末を収容するアプリサーバ(例えば、SIPサーバ)とから構成される通信システムにおいて、前記アプリサーバと前記端末間のアプリキープアライブ間隔を、端末の通信環境に応じて動的に変更する例を示す。また、アプリサーバが無線アクセス網から端末接続情報を取得できる場合には、その情報を利用してアプリケーション上のアプリキープアライブ間隔を長く設定する例を示す。 尚、実施例1では、端末1と無線GW21との接続を維持するための端末1と無線GW21とのキープアライブを「無線接続キープアライブ」と、端末1とアプリサーバ61との接続を維持するためのキープアライブを「アプリキープアライブ」と定義する。
<Example 1>
In the first embodiment, in a communication system including a plurality of wireless systems, a terminal connectable to the plurality of wireless systems, and an application server (for example, a SIP server) that accommodates the terminals, the application server and the An example of dynamically changing the application keep alive interval between terminals according to the communication environment of the terminals will be described. In addition, when the application server can acquire the terminal connection information from the wireless access network, an example in which the application keep alive interval on the application is set long by using the information is shown. In the first embodiment, the keep-alive between the terminal 1 and the wireless GW 21 for maintaining the connection between the terminal 1 and the wireless GW 21 is “wireless connection keep-alive”, and the connection between the terminal 1 and the application server 61 is maintained. The keep alive is defined as “app keep alive”.

1.システム構成例
図1は、実施例1におけるシステム構成例を示す図である。図1において、1は複数の無線インタフェースを備えた端末を示し、(20、30a、30b、40、50)は端末1と通信可能な無線アクセス網を示し、(21、31、41、51)は無線アクセス網(20、30a、30b、40、50)に設置される無線GW (Gateway)を示し、(22、32、42、52)は無線GW(21、31、41、51)が保持する無線接続DB (Data Base)を示し、60は無線アクセス網(20、30a、30b、40、50)を収容するIPコア網を示し、61はIPコア網60に接続されるアプリサーバを示し、62はアプリサーバ61が保持するアプリ接続DBを示し、63はアプリサーバ61と無線GW(21、31、41、51)間の通信を中継するマッピングサーバを示し、64はマッピングサーバ63が保持するマッピングDBを示す。
1. System Configuration Example FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration example according to the first embodiment. In FIG. 1, 1 indicates a terminal having a plurality of wireless interfaces, (20, 30a, 30b, 40, 50) indicates a wireless access network capable of communicating with terminal 1, (21, 31, 41, 51) Indicates a wireless GW (Gateway) installed in the wireless access network (20, 30a, 30b, 40, 50), and (22, 32, 42, 52) is held by the wireless GW (21, 31, 41, 51) Wireless connection DB (Data Base), 60 indicates an IP core network accommodating wireless access networks (20, 30a, 30b, 40, 50), 61 indicates an application server connected to the IP core network 60 , 62 indicates an application connection DB held by the application server 61, 63 indicates a mapping server that relays communication between the application server 61 and the wireless GW (21, 31, 41, 51), and 64 indicates a mapping server 63 Indicates the mapping DB to be used.

ここで図1のシステムにおける無線アクセス網(20、30a、30b、40、50)は、無線GW(21、31、41、51)の機能に応じて、”NAT有無”および”アプリ連携有無”の観点から計4種類に分類される。”NAT無”の無線アクセス網では、端末にグローバルアドレスを付与するが、”NAT有”の無線アクセス網では、端末にプライベートアドレスを付与し無線GWにおいてプライベートアドレスとグローバルアドレスの相互変換を行う。NAT機能を有する無線GW21はNATセッション毎にNATセッションタイマが設定できる。また”アプリ連携有”の無線アクセス網では、マッピングサーバを介して、無線アクセス網からサーバへの端末接続情報通知、サーバからの無線アクセス網のへのNAT制御を行うが、”アプリ連携無”の無線アクセス網では、無線GWがそのような通信インタフェースを備えないとする。   Here, the wireless access network (20, 30a, 30b, 40, 50) in the system of FIG. 1 is “NAT presence / absence” and “application linkage presence / absence” depending on the function of the wireless GW (21, 31, 41, 51). It is classified into a total of 4 types from the viewpoint of In a “NAT-free” wireless access network, a global address is assigned to the terminal. In a “NAT-enabled” wireless access network, a private address is assigned to the terminal, and the wireless GW performs mutual conversion between the private address and the global address. The wireless GW 21 having the NAT function can set a NAT session timer for each NAT session. In addition, in the wireless access network with “application cooperation”, the terminal connection information notification from the wireless access network to the server and the NAT control from the server to the wireless access network are performed via the mapping server. In the wireless access network, it is assumed that the wireless GW does not include such a communication interface.

無線GW(21、31、41、51)が保持する無線接続DB(22、32、42、52)は、無線アクセス網(20、30a、30b、40、50)における端末接続状況を管理する目的で使用される。例えば図2bに示すように、無線接続DB32は、無線アクセス網におけるユーザIDを示す無線ユーザID32-1、無線アクセス網(30a、30b)への接続状態を示す無線接続状態32-2、無線アクセス網(30a、30b)から端末に割当てたIPアドレスを示す割当てアドレス32-3等から構成される。   The wireless connection DB (22, 32, 42, 52) held by the wireless GW (21, 31, 41, 51) is the purpose of managing the terminal connection status in the wireless access network (20, 30a, 30b, 40, 50) Used in. For example, as shown in FIG. 2b, the wireless connection DB 32 includes a wireless user ID 32-1 indicating a user ID in the wireless access network, a wireless connection state 32-2 indicating a connection state to the wireless access network (30a, 30b), a wireless access It consists of an assigned address 32-3 indicating the IP address assigned to the terminal from the network (30a, 30b).

マッピングサーバ63が保持するマッピングDB64は、アプリ接続DB62と、”アプリ連携機能”を有する無線接続DB(22、32)との対応関係を管理する目的で使用される。例えば図3に示すように、マッピングDB64は、アプリケーション上のユーザIDを示すアプリユーザID64-1、アプリユーザID64-1のユーザが無線アクセス網(20、30a、30b)との接続に使用する無線ユーザID64-2、無線ユーザID64-2における接続状態を示す無線接続状態64-3、無線アクセス網(20、30a、30b)から割り当てられたIPアドレスを示す割当てアドレス64-4等から構成される。   The mapping DB 64 held by the mapping server 63 is used for the purpose of managing the correspondence relationship between the application connection DB 62 and the wireless connection DB (22, 32) having the “application cooperation function”. For example, as shown in FIG. 3, the mapping DB 64 includes an application user ID 64-1 indicating a user ID on the application, and a wireless access network (20, 30a, 30b) used by the user of the application user ID 64-1. Consists of user ID 64-2, wireless connection state 64-3 indicating the connection state of wireless user ID 64-2, assigned address 64-4 indicating the IP address assigned from the wireless access network (20, 30a, 30b), etc. .

以上で示した図1のシステムを、携帯電話網の標準化団体3GPP(3rd Generation Partnership Project)のシステム(詳細は3GPP TS 23.402を参照)に当てはめると、無線アクセス網(20、30a、30b、40、50)はLTE、CDMA2000、WiMAX、無線LAN等の各種無線アクセス網に相当し、無線GW(21、31、41、51)はLTEのPDN-GW(Packet Data Network - Gateway)や、CDMA2000のPDSN (Packet Data Serving Node)やHA (Home Agent)、WiMAXのCSN(Connectivity Service Network)-GW、無線LANのWAG (WLAN Access Gateway)等に相当し、マッピングサーバ63はPCRF (Policy and Charging Rules Function)に相当し、アプリサーバ61はAF (Application Function)に相当する。しかし、本発明はこれに限定されず、3GPPに準拠しないシステムに対しても適用可能である。 The system of Figure 1 shown above, when fitted to the system standardization organization 3GPP cellular network (3 rd Generation Partnership Project) (see 3GPP TS 23.402 for details), a radio access network (20,30a, 30b, 40 , 50) corresponds to various wireless access networks such as LTE, CDMA2000, WiMAX, wireless LAN, etc., and wireless GWs (21, 31, 41, 51) are LTE PDN-GW (Packet Data Network-Gateway) and CDMA2000 It corresponds to PDSN (Packet Data Serving Node), HA (Home Agent), WiMAX CSN (Connectivity Service Network) -GW, wireless LAN WAG (WLAN Access Gateway), etc., and mapping server 63 is PCRF (Policy and Charging Rules Function) ) And the application server 61 corresponds to AF (Application Function). However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a system that does not conform to 3GPP.

2. 装置構成例と特徴機能
次に、図4〜7を用いて、本発明の特長となるアプリサーバ61と端末1の機能について説明する。
2. Device Configuration Example and Characteristic Functions Next, functions of the application server 61 and the terminal 1, which are features of the present invention, will be described with reference to FIGS.

図4は、アプリサーバ61の装置構成例を示す。本構成例において、アプリサーバ61のハードウェアは一般的なサーバ装置と同様であり、不揮発性の情報記憶デバイスであるハードディスク61-1と、揮発性の情報記憶デバイスであるメモリ61-2と、プログラムおよびデータを逐次読み込んで演算を行うCPU (Central Processing Unit)61-3と、外部装置との通信を中継するNIC (Network Interface Card)61-4と、各ユニットを接続するバス61-5から構成される。   FIG. 4 shows a device configuration example of the application server 61. In this configuration example, the hardware of the application server 61 is the same as a general server device, a hard disk 61-1 that is a nonvolatile information storage device, a memory 61-2 that is a volatile information storage device, From a CPU (Central Processing Unit) 61-3 that reads and calculates programs and data sequentially, a NIC (Network Interface Card) 61-4 that relays communications with external devices, and a bus 61-5 that connects each unit Composed.

また、アプリサーバ61の機能を実現するプログラムおよびデータは、実行時にメモリ61-2に展開され、それらは少なくともアプリケーション特有の処理を行うアプリ処理ルーチン100と、端末との通信状況を管理するアプリ接続DB62と、経路上のNAT有無を判定するNAT有無判定ルーチン101と、無線アクセス網からの端末接続状態の取得可否、NAT制御可否を判定するアプリ連携有無判定ルーチン102と、NAT有無判定ルーチン101およびアプリ連携有無判定ルーチン102の判定結果に基づき端末のアプリキープアライブ間隔を決定するキープアライブ間隔決定ルーチン103と、アプリ連携有の場合に無線アクセス網から端末接続状態を取得する無線接続状態取得ルーチン104と、を含む。これらのうち、NAT有無判定ルーチン101、アプリ連携有無判定ルーチン102、アプリキープアライブ間隔決定ルーチン103を備える点が、本発明における特徴である。 アプリ接続DB62は、端末1との通信状況を管理する目的で用いられ、例えば図2aのようにアプリケーション上のユーザIDを示すアプリユーザID62-1、端末の通信モード(Push/Pull)を示すアプリ通信モード62-2、アプリ通信モード62-2がPushである場合にアプリサーバ61への接続状態を示すアプリ接続状態62-3、端末がアプリサーバ61からの制御信号を受け付けるIPアドレス、トランスポートプロトコル、ポート番号を示すアプリ通信アドレス62-4、アプリ接続状態62-3の取得方法を示すアプリ接続状態取得方法62-5等から構成される。アプリサーバ61は、アプリ接続DB62の通信モード62-2が”Push”である端末に対して定期的にアプリキープアライブを実施する。一方、図2aのユーザC(userC@appserver)のように通信モード62-2に”Pull”が設定されている場合には、電波状況の良いときに端末主導で情報をPullするため、アプリサーバ61側での端末1の状態管理や、端末1とアプリサーバ61間のアプリキープアライブは不要となる。。   In addition, programs and data that realize the functions of the application server 61 are expanded in the memory 61-2 at the time of execution, and they are at least an application processing routine 100 that performs application-specific processing and an application connection that manages the communication status with the terminal DB 62, NAT presence / absence determination routine 101 for determining the presence / absence of NAT on the route, app connection presence / absence determination routine 102 for determining whether or not to obtain the terminal connection status from the radio access network, NAT control availability, and NAT presence / absence determination routine 101 A keep alive interval determination routine 103 that determines an application keep alive interval of the terminal based on a determination result of the application cooperation presence / absence determination routine 102, and a wireless connection state acquisition routine 104 that acquires a terminal connection state from the wireless access network when the application cooperation is present. And including. Among these, a feature of the present invention is that it includes a NAT presence / absence determination routine 101, an application cooperation presence / absence determination routine 102, and an application keepalive interval determination routine 103. The application connection DB 62 is used for the purpose of managing the communication status with the terminal 1. For example, as shown in FIG. 2a, the application user ID 62-1 indicating the user ID on the application, and the application indicating the communication mode (Push / Pull) of the terminal When the communication mode 62-2 and the application communication mode 62-2 are Push, the application connection state 62-3 indicating the connection state to the application server 61, the IP address at which the terminal receives a control signal from the application server 61, and the transport An application communication address 62-4 indicating a protocol and a port number, an application connection state acquisition method 62-5 indicating an acquisition method of the application connection state 62-3, and the like. The application server 61 periodically performs an application keepalive for a terminal whose communication mode 62-2 of the application connection DB 62 is “Push”. On the other hand, when “Pull” is set in the communication mode 62-2 like the user C (userC @ appserver) in FIG. 2a, the application server pulls information led by the terminal when the radio wave condition is good. The state management of the terminal 1 on the 61 side and the application keepalive between the terminal 1 and the application server 61 are not required. .

NAT有無判定ルーチン101は、前述した通り、STUN等のNAT検出プロトコルを用いてもよいし、アプリケーションプロトコルがSIPである場合には、端末1から受信したSIPパケットにおいて、IPヘッダの送信元IPアドレスと、SIPヘッダ上のContactアドレスを比較することにより判定してもよい。ここでIPヘッダとSIP Contactアドレスの比較によりNATの存在が検知できる理由は、NATが存在する場合、端末1はIPヘッダとSIP Contactアドレスの双方に無線GWから割り当てられたプライベートアドレスを設定するが、途中の無線GWにてIPヘッダのアドレスのみがグローバルアドレスに変換されるためである。そこで、IPヘッダとSIP Contactアドレスの値は一致する場合は”NAT無し”、異なる場合は”NAT有り”と判定できる。 アプリ連携有無判定ルーチン104は、該アプリサーバに接続している端末1のアプリユーザID等をキーとして、マッピングサーバに端末1が接続している無線アクセス網のアプリ連携有無を問い合わせる。また、マッピングサーバ63から、該問い合わせに対するアプリ連携有無の判定結果を受信する。これにより、端末1が接続している無線アクセス網のアプリ連携機能の有無を判定することができる。後で図9を用いて詳細を説明するが、本システムにおいては、無線GWがアプリ連携機能を備える場合、端末1が無線GWに接続した際に、無線GWからマッピングサーバ63に該無線GWと接続している端末1の端末接続状態の通知を行うため、マッピングサーバ63は該端末接続状態を検索することにより、端末1が接続している無線アクセス網のアプリ連携有無を判定し、端末1が接続している無線アクセス網のアプリ連携有無をアプリサーバ61に通知できる。   As described above, the NAT presence / absence determination routine 101 may use a NAT detection protocol such as STUN. If the application protocol is SIP, the source IP address of the IP header in the SIP packet received from the terminal 1 It may be determined by comparing the Contact address on the SIP header. Here, the reason that the presence of NAT can be detected by comparing the IP header and the SIP Contact address is that if NAT exists, the terminal 1 sets the private address assigned by the wireless GW for both the IP header and the SIP Contact address. This is because only the IP header address is converted to a global address in the wireless GW on the way. Therefore, it can be determined that “NAT is absent” if the IP header and SIP Contact address values match, and “NAT present” if they are different. The application cooperation presence / absence determination routine 104 inquires of the mapping server about application cooperation of the wireless access network connected to the terminal 1 to the mapping server using the application user ID of the terminal 1 connected to the application server as a key. In addition, a determination result of presence / absence of application cooperation in response to the inquiry is received from the mapping server 63. Thereby, the presence or absence of the application cooperation function of the wireless access network to which the terminal 1 is connected can be determined. Details will be described later with reference to FIG. 9, but in this system, when the wireless GW has an application linkage function, when the terminal 1 connects to the wireless GW, the wireless GW and the mapping server 63 send the wireless GW In order to notify the terminal connection status of the connected terminal 1, the mapping server 63 searches for the terminal connection status to determine whether or not the application of the wireless access network to which the terminal 1 is connected is determined. The application server 61 can be notified of the presence / absence of application cooperation in the wireless access network to which is connected.

アプリキープアライブ間隔決定ルーチン103のアルゴリズムは、例えば図5のフローチャートで表わされる。本ルーチンでは、NAT有無判定ルーチン101とアプリ連携有無判定ルーチン102の判定結果に基づき条件分岐を行う(ステップ121、122、127)。   The algorithm of the application keep alive interval determination routine 103 is represented, for example, in the flowchart of FIG. In this routine, conditional branching is performed based on the determination results of the NAT presence / absence determination routine 101 and the application cooperation presence / absence determination routine 102 (steps 121, 122, and 127).

まずステップ121と122において、NAT有無判定ルーチン101で”NAT有”かつ” アプリ連携有無判定ルーチン104でアプリ連携有”と判定された場合には、アプリサーバ61は、図1のマッピングサーバ63経由で無線GW21に当該アプリキープアライブ通信用のNATセッションタイマを最大値(T_NAT_MAX)に設定するよう指示を出す(ステップ123)。具体的には、端末1がアプリキープアライブに使用するIPアドレスとポート番号(図2aのアプリ制御アドレス62-4にて管理する)に基づいてNATセッションを生成し、そのNATセッションタイマを最大値(T_NAT_MAX)に設定する旨の指示を行う。さらにアプリサーバ61は、その設定値(T_NAT_MAX)から予め定めたオフセット値(α)を差し引いた値を該端末のアプリキープアライブ間隔とする(ステップ124)。このように、NATセッションタイマの最大値(T_NAT_MAX)からオフセット値(α)を差し引いた値をアプリキープアライブ間隔とすることにより、各装置のタイマ精度の違いからNATセッションタイマとアプリキープアライブタイマにずれが生じるような環境においても、NATセッションタイマが満了する前にアプリキープアライブを実施することができ、NATセッションタイマを維持できる。   First, if it is determined in steps 121 and 122 that “NAT present” is determined by the NAT presence / absence determination routine 101 and “application cooperation presence / absence determination routine 104 is determined to have application cooperation”, the application server 61 passes through the mapping server 63 in FIG. Then, the wireless GW 21 is instructed to set the NAT session timer for the application keep alive communication to the maximum value (T_NAT_MAX) (step 123). Specifically, a NAT session is generated based on the IP address and port number (managed by application control address 62-4 in Fig. 2a) used by terminal 1 for application keepalive, and the NAT session timer is set to the maximum value. Instructs to set to (T_NAT_MAX). Further, the application server 61 sets a value obtained by subtracting a predetermined offset value (α) from the set value (T_NAT_MAX) as the application keep alive interval of the terminal (step 124). In this way, by subtracting the offset value (α) from the maximum value of the NAT session timer (T_NAT_MAX) as the application keep alive interval, the NAT session timer and the application keep alive timer can be used due to the difference in timer accuracy of each device. Even in an environment where deviation occurs, application keep-alive can be performed before the NAT session timer expires, and the NAT session timer can be maintained.

ここで本システムにおいては、無線GW21がアプリサーバ61からの指示に基づいてNATセッション毎に異なる値のタイマを設定できると仮定している。通常のNAT装置は、装置自身の基準に基づきNATセッションタイマの値を決定するが、本願発明では、ここで述べたように無線GW21が外部装置であるアプリサーバ61からの指示に基づき特定のNATセッションのタイマを延長可能とする。これにより、アプリキープアライブ間隔を長く設定することができ、ひいては端末1およびアプリサーバ61の処理負荷を低減することが可能となる。なお、”NAT有”かつ”アプリ連携有”の場合のシステム動作フローは後で図9と図10を用いて説明する。   Here, in this system, it is assumed that the wireless GW 21 can set a timer having a different value for each NAT session based on an instruction from the application server 61. A normal NAT device determines the value of the NAT session timer based on the device's own criteria. However, in the present invention, as described herein, a specific NAT is based on an instruction from the application server 61 in which the wireless GW 21 is an external device. The session timer can be extended. As a result, the application keep alive interval can be set longer, and as a result, the processing load on the terminal 1 and the application server 61 can be reduced. The system operation flow in the case of “NAT present” and “application cooperation present” will be described later with reference to FIGS. 9 and 10.

次に図5のステップ121と122において、”NAT有”かつ”アプリ連携無”と判定された場合には、アプリサーバ61は、NATセッションタイマの値(T_NAT)を取得し(ステップ125)、その値(T_NAT)から予め定めたオフセット値(α)を差し引いた値を該端末のアプリキープアライブ間隔とする(ステップ126)。ステップ125において、アプリサーバ61は、NATセッションタイマの値(T_NAT)を取得するために、予め調査したNATセッションタイマの値を無線アクセス網や無線GW毎にテーブルとして管理してもよいし、もしくは前述のSTUNやUPnP (Universal Plug and Play)等のプロトコルを用いて端末1と連携しながら動的にNATセッションタイマの値を取得してもよい。いずれの手段を用いるにせよ、NATセッションタイマの値を取得し、該端末のアプリキープアライブ間隔を該NATセッションのNATセッションタイマよりも短く設定することにより、端末1とアプリサーバ61間の接続性を維持することが可能となる。なお、”NAT有”かつ”アプリ連携無”の場合のシステム動作フローは後で図13を用いて説明する。   Next, when it is determined in steps 121 and 122 in FIG. 5 that “NAT present” and “application cooperation absent”, the application server 61 acquires the value of the NAT session timer (T_NAT) (step 125), A value obtained by subtracting a predetermined offset value (α) from the value (T_NAT) is set as the application keep alive interval of the terminal (step 126). In step 125, the application server 61 may manage the NAT session timer value checked in advance as a table for each radio access network or radio GW in order to obtain the NAT session timer value (T_NAT), or The NAT session timer value may be dynamically acquired in cooperation with the terminal 1 using the above-described protocol such as STUN or UPnP (Universal Plug and Play). Regardless of which means is used, the NAT session timer value is obtained, and the application keep alive interval of the terminal is set to be shorter than the NAT session timer of the NAT session. Can be maintained. The system operation flow in the case of “NAT present” and “no application cooperation” will be described later with reference to FIG.

また図5のステップ121と127において、”NAT無”かつ”アプリ連携有”と判定された場合には、アプリサーバ61は、アプリキープアライブ間隔を該無線アクセス網毎に定められているアプリキープアライブ間隔の最大値(T_MAX)に設定するか、もしくはアプリキープアライブを実施しないことを決定する(ステップ128)。ここで、アプリキープアライブの最大値(T_MAX)とは、該端末内でアプリケーションが正常に稼働しているか否かを確認する時間間隔であり、アプリケーションの安定性や、ユーザのアプリケーション操作の頻度等を考慮して定めるものとする。本ケースにおいては、アプリサーバ61は、無線GWの備える図2bの無線接続DB32の情報を定期的に確認することにより、仮想的にアプリキープアライブを行っていると見なし、実際に端末1とアプリサーバ61間で行うアプリキープアライブの間隔を長く設定している。これにより、障害検出までの時間を長くせずとも、端末1が送受信するパケット数を減らすことができ、端末消費電力を低減することが可能となる。また一方で、無線アクセス網毎に定められているアプリキープアライブ間隔の最大値(T_MAX)でアプリキープアライブを実施することにより、該端末1内でアプリケーションが正常に稼働していることを定期的に確認できる効果がある。なお、”NAT無”かつ”アプリ連携有” の場合のシステム動作フローは後で図11を用いて説明する。   If it is determined in steps 121 and 127 in FIG. 5 that “NAT is not present” and “application cooperation is present”, the application server 61 sets the application keep alive interval for each wireless access network. The maximum value of the alive interval (T_MAX) is set, or it is determined not to perform the application keep alive (step 128). Here, the maximum value of application keep alive (T_MAX) is a time interval for checking whether or not the application is operating normally in the terminal, such as the stability of the application, the frequency of the user's application operation, etc. Shall be determined in consideration of In this case, the application server 61 considers that the application keep-alive is virtually performed by periodically checking the information of the wireless connection DB 32 of FIG. The application keep alive interval between the servers 61 is set to be long. As a result, the number of packets transmitted and received by the terminal 1 can be reduced without increasing the time until failure detection, and the terminal power consumption can be reduced. On the other hand, by performing application keep alive at the maximum value of the application keep alive interval (T_MAX) defined for each wireless access network, it is periodically confirmed that the application is operating normally in the terminal 1. There is an effect that can be confirmed. The system operation flow in the case of “without NAT” and “with application linkage” will be described later with reference to FIG.

また図5のステップ121と127において、”NAT無”かつ”アプリ連携無”と判定された場合には、アプリキープアライブ間隔を、無線アクセス網毎に定められているアプリキープアライブ間隔の標準値(T_STD)に設定する(ステップ129)。このように無線アクセス網毎にアプリキープアライブ間隔の標準値を定めることにより、基地局のエリアの広さ等を考慮して適切な頻度でIP接続性の確認を目的としたアプリキープアライブを行うことが可能となる。なお、”NAT無”かつ”アプリ連携無” の場合のシステム動作フローは後で図12を用いて説明する。   If it is determined in steps 121 and 127 in FIG. 5 that “NAT is not present” and “application collaboration is not present”, the application keep alive interval is set to the standard value of the application keep alive interval determined for each wireless access network. Set to (T_STD) (step 129). In this way, by defining the standard value of the application keep alive interval for each radio access network, application keep alive is performed with the purpose of confirming IP connectivity at an appropriate frequency in consideration of the area of the base station area, etc. It becomes possible. The system operation flow in the case of “NAT-free” and “application linkage-free” will be described later with reference to FIG.

次に、図6を用いて端末1の装置構成例を示す。本構成例において、端末1のハードウェアは一般的な無線端末と同様であり、不揮発性の情報記憶デバイスであるハードディスク1-1と、揮発性の情報記憶デバイスであるメモリ1-2と、プログラムおよびデータを逐次読み込んで演算を行うCPU 1-3と、無線電波の送受信を行うアンテナ1-4(a〜d)と、アンテナ1-4(a〜d)の無線信号に対してアナログ-デジタル変換や変復調等を行う無線信号処理部1-5(a〜d)と、各ユニットを接続するバス1-6から構成される。   Next, a device configuration example of the terminal 1 will be shown using FIG. In this configuration example, the hardware of the terminal 1 is the same as that of a general wireless terminal, a hard disk 1-1 that is a nonvolatile information storage device, a memory 1-2 that is a volatile information storage device, and a program CPU 1-3 for sequentially reading and calculating data, antennas 1-4 (a to d) for transmitting and receiving radio waves, and analog to digital for radio signals of antennas 1-4 (a to d) A radio signal processing unit 1-5 (a to d) that performs conversion, modulation / demodulation, and the like and a bus 1-6 that connects each unit are configured.

また、端末1の機能を実現するプログラムおよびデータの一部は、実行時にメモリ1-2に展開され、それらは少なくともアプリケーション特有の処理を行うアプリ処理ルーチン150と、アプリサーバ61と通信しアプリキープアライブ間隔を決定するアプリキープアライブ間隔交渉ルーチン151と、アンテナ1-4(a〜d)および無線信号処理部1-5(a〜d)を制御する無線制御ルーチン156と、アンテナ1-4(a〜d)および無線信号処理部1-5(a〜d)より無線電波状況を取得し、それらの統計情報を算出する無線電波状況監視ルーチン155と、アプリキープアライブ間隔交渉ルーチン151が決定したアプリキープアライブ間隔、および無線電波状況監視ルーチン155が算出した統計情報に基づき、アプリキープアライブ処理に伴う消費電力量の予測値を算出する消費電力量予測ルーチン153と、消費電力量予測ルーチン153の結果に基づきアプリサーバ61との通信方法を決定する通信方法決定ルーチン154を含む。これらのうち、通信方法決定ルーチン154を備える点が、本発明における特徴の一つである。   In addition, a part of the program and data for realizing the functions of the terminal 1 are expanded in the memory 1-2 at the time of execution, and they communicate with the application processing routine 150 that performs at least application-specific processing and the application server 61 to maintain the application. An application keep alive interval negotiation routine 151 for determining the alive interval, a radio control routine 156 for controlling the antennas 1-4 (a to d) and the radio signal processing units 1 to 5 (a to d), and an antenna 1-4 ( a to d) and the radio signal processor 1-5 (a to d) acquire radio radio wave conditions, and the radio wave condition monitoring routine 155 for calculating statistical information thereof and the app keep alive interval negotiation routine 151 have been determined. A power consumption prediction routine that calculates a predicted value of the power consumption associated with the application keep alive process based on the application keep alive interval and the statistical information calculated by the radio wave condition monitoring routine 155. And a communication method determination routine 154 for determining a communication method with the application server 61 based on the result of the power consumption amount prediction routine 153. Among these, the point that the communication method determination routine 154 is provided is one of the features of the present invention.

図7は、端末1における通信方法決定ルーチン154の実装例を示す。本ルーチンでは、まず端末の移動速度や、各無線システムのエリアの広さ、無線電波状況監視ルーチン155によって算出した無線電波状況等を考慮し、最適と思われる無線アクセス網を1つ選択する(ステップ171)。そして、前記選択した無線アクセス網を用いてアプリサーバ61と通信を行い、システムのデフォルトの情報配信方式 (ここではUDP利用、Push型とする)におけるアプリキープアライブ間隔(T_KA)をアプリキープアライブ間隔交渉ルーチン151において決定する(ステップ172)。さらに、決定したアプリキープアライブ間隔(T_KA)と無線電波状況監視ルーチン155によって算出した無線電波状況(RSSI)とに基づき、消費電力量予測ルーチン153を用いてアプリキープアライブ処理に伴う単位時間当たりの消費電力量の予測値(W_EXP)を計算する(ステップ173)。単位時間当たりの消費電力量の予測式は、例えば以下の(1)式のように近似できる。   FIG. 7 shows an implementation example of the communication method determination routine 154 in the terminal 1. In this routine, first, the radio access network that seems to be optimal is selected in consideration of the moving speed of the terminal, the area of each radio system, the radio wave condition calculated by the radio wave condition monitoring routine 155, etc. Step 171). Then, it communicates with the application server 61 using the selected wireless access network, and sets the application keep alive interval (T_KA) in the system default information distribution method (in this case, using UDP, Push type) as the application keep alive interval. The decision is made in the negotiation routine 151 (step 172). In addition, based on the determined app keep alive interval (T_KA) and the radio signal status (RSSI) calculated by the radio signal status monitoring routine 155, the power consumption prediction routine 153 is used to calculate the per unit time associated with the app keep alive process. A predicted power consumption value (W_EXP) is calculated (step 173). The prediction formula of the power consumption per unit time can be approximated as the following formula (1), for example.

T_EXP = C / T_KA * S(RSSI) ・・・(1)
ここで、Cは無線アクセス網毎に異なる定数、T_KAはアプリキープアライブ間隔、RSSIは無線電波状況、S(RSSI)は無線電波状況がRSSIである場合に単位データ量の送受信につき消費される電力量である。
T_EXP = C / T_KA * S (RSSI) (1)
Here, C is a constant that differs for each wireless access network, T_KA is the app keep alive interval, RSSI is the radio wave status, and S (RSSI) is the power consumed per unit data transmission / reception when the radio wave status is RSSI. Amount.

(1)式により算出した単位時間あたりの消費電力量の予測値(W_EXP)が予め無線アクセス網毎に定めた単位時間あたりの消費電力量の閾値(W_MAX)よりも小さい場合には、情報配信方式が適切であると判断し、そのまま処理を終了する(ステップ174)。一方、(1)式により算出した単位時間あたりの消費電力量の予測値(W_EXP)が、無線アクセス網毎に定めた単位時間あたりの消費電力量の閾値(W_MAX)よりも大きい場合には、以下の手順で情報配信方式の変更を行う。   When the predicted value of power consumption per unit time (W_EXP) calculated by equation (1) is smaller than the threshold (W_MAX) of power consumption per unit time determined in advance for each wireless access network, information distribution It is determined that the method is appropriate, and the process is terminated as it is (step 174). On the other hand, if the predicted power consumption per unit time (W_EXP) calculated by equation (1) is greater than the power consumption threshold (W_MAX) per unit time defined for each radio access network, Change the information distribution method according to the following procedure.

まず、ステップ171で選択した無線アクセス網の無線GWが”NAT有”かつ情報配信方式が”UDP利用”である場合には(ステップ175)、”UDP利用”を”TCP利用”に変更し(ステップ176)、再度キープアライブ間隔の交渉(ステップ172)のステップから実施する。一般的なNAT装置においては、コネクション管理を行わないUDPと比較して、コネクション管理を行うTCPのほうが、NATセッションタイマがより長く設定される。このため、ステップ172において情報配信方式のトランスポートプロトコルを”UDP利用”から”TCP利用”に変更することにより、アプリキープアライブ間隔を長くすることができ、結果として端末消費電力を削減できる効果が見込まれる。このように情報配信方式のトランスポートプロトコルを”UDP利用”から”TCP利用”に変更することによって、アプリキープアライブ間隔を長く設定するシステム動作フローは図14を用いて説明する。   First, when the wireless GW of the wireless access network selected in step 171 is “NAT present” and the information distribution method is “UDP use” (step 175), “UDP use” is changed to “TCP use” (step 175). Step 176) is performed again from the step of negotiating the keep-alive interval (step 172). In a general NAT device, the NAT session timer is set longer for TCP that performs connection management than UDP that does not perform connection management. For this reason, by changing the transport protocol of the information distribution method from “UDP use” to “TCP use” in step 172, the application keep alive interval can be lengthened, resulting in the effect of reducing terminal power consumption. Expected. The system operation flow for setting the application keep alive interval longer by changing the transport protocol of the information distribution method from “UDP use” to “TCP use” will be described with reference to FIG.

また、ステップ175において、”NAT無”または”UDP以外を利用”である場合には、無線信号処理部1-5(a〜d)より取得した無線電波状況等に基づいて他の無線アクセス網を利用可能であるかを確認し(ステップ177)、利用可能である場合には、接続する無線アクセス網をステップ171で選択した無線アクセス網からステップ177で選択した他の無線アクセス網に変更して(ステップ178)、再度アプリキープアライブ間隔の交渉(ステップ172)のステップから実施する。ステップ171の時点では、当該無線アクセス網におけるNATの有無や、アプリ連携機能の有無等の通信環境が必ずしも把握できていないため、ステップ178において、接続する無線アクセス網をステップ171で選択した無線アクセス網からステップ177で選択した他の無線アクセス網に変更することにより、より条件のよい、すなわち消費電力量がより少ない無線アクセス網を選択できる。なお、端末1は、一度接続した無線アクセス網のNAT有無やアプリ連携有無等のパラメータを記憶し、次回以降の無線アクセス網選択に利用してもよい。これにより、端末1が最適な無線アクセス網を選択するまでの時間を短縮できる効果が見込まれる。なお、無線アクセス網の再選択によりアプリキープアライブ間隔を延長するシステム動作フローは図15を用いて説明する。   In addition, if “NAT not used” or “use other than UDP” is selected in step 175, another wireless access network is determined based on the radio wave condition obtained from the wireless signal processing unit 1-5 (a to d). (Step 177), and if so, the wireless access network to be connected is changed from the wireless access network selected in step 171 to another wireless access network selected in step 177. (Step 178), and again from the step of negotiation of the application keep alive interval (Step 172). At the time of step 171, since the communication environment such as the presence or absence of NAT in the wireless access network and the presence or absence of the application cooperation function is not necessarily grasped, the wireless access network selected in step 171 as the wireless access network to be connected in step 178 By changing from the network to another radio access network selected in step 177, it is possible to select a radio access network with better conditions, that is, with less power consumption. Note that the terminal 1 may store parameters such as the presence / absence of NAT of the wireless access network once connected and the presence / absence of application cooperation, and may use the parameters for the next and subsequent wireless access network selections. As a result, it is expected that the time until the terminal 1 selects the optimum radio access network can be shortened. The system operation flow for extending the application keep alive interval by reselecting the wireless access network will be described with reference to FIG.

また、ステップ177において他の無線アクセス網を利用できない場合には、情報配信方式の通信モードをPush型通信からPull型通信に変更し(ステップ179)、処理を終了する。Push型通信は、情報の即時配信に向いている反面、無線電波状況と無関係にデータが送受信されるため、電波状況が悪い時には通信効率の低下、およびアプリサーバ61におけるパケット再送負荷が発生する。そこで電波状況が悪く消費電力量の増加が見込まれる場合には、一時的にPull型に切り替えることにより、これらの弊害を回避することができる。   If another wireless access network cannot be used in Step 177, the communication mode of the information distribution method is changed from Push type communication to Pull type communication (Step 179), and the process ends. Push-type communication is suitable for immediate distribution of information, but data is transmitted and received regardless of the radio wave condition. Therefore, when the signal condition is poor, communication efficiency is reduced and a packet retransmission load is generated in the application server 61. Therefore, when the radio wave condition is bad and an increase in power consumption is expected, these problems can be avoided by temporarily switching to the pull type.

例えば、図6の無線電波状況監視ルーチン155において、無線電波状況を監視し、その瞬間の無線電波状況が比較的良いと判断した際に、アプリ処理ルーチン150に通知し、アプリ処理ルーチン150はその通知を契機としてアプリサーバ61から情報をPullする構成が考えられる。ここで無線電波状況監視ルーチン155において、無線電波状況が良いか否かを判定する方法としては、例えば図8(a)に示すような無線電波強度の推移に基づき、図8(b)の短期統計値(無線電波強度の0.7分位点であるS_07)と、図8(c)の短期統計値の変動予測ΔSを算出し、現時点での無線電波強度SがS_07とΔSの和よりも大きければ、無線電波状況が良好であると判断する方法等が考えられる(図8(d))。   For example, in the radio wave condition monitoring routine 155 of FIG. 6, when the radio wave condition is monitored and it is determined that the radio wave condition at that moment is relatively good, the application process routine 150 is notified, and the application process routine 150 A configuration in which information is pulled from the application server 61 in response to the notification can be considered. Here, in the radio wave condition monitoring routine 155, as a method for determining whether or not the radio wave condition is good, for example, based on the transition of the radio wave intensity as shown in FIG. 8 (a), the short-term of FIG. 8 (b) Calculate the statistical value (S_07, which is the 0.7 quantile of the radio field strength) and the short-term statistical fluctuation prediction ΔS in Fig. 8 (c), and the current radio field strength S should be greater than the sum of S_07 and ΔS. For example, a method of judging that the radio wave condition is good can be considered (FIG. 8 (d)).

以上のように、無線電波状況が悪い時には情報配信方式の通信モードをPush型から一時的にPull型に切替え、さらに端末1の無線電波状況が良い時を見計らって通信を行うことにより、端末1の消費電力の低減、ならびにアプリサーバ61におけるパケット再送負荷を低減することが可能となる。このように情報配信方式の通信モードをPush型からPull型に切り替えるシステム動作フローは図16を用いて説明する。   As described above, when the radio wave condition is bad, the communication mode of the information distribution method is temporarily switched from the Push type to the Pull type, and further, the terminal 1 performs communication in anticipation when the radio wave condition of the terminal 1 is good. Power consumption and the packet retransmission load in the application server 61 can be reduced. A system operation flow for switching the communication mode of the information distribution method from the Push type to the Pull type will be described with reference to FIG.

なお、本実施例においては、端末1が無線アクセス網と情報配信方式の選択機能を備え、またアプリサーバ61がアプリキープアライブ間隔の決定機能を備える構成としたが、このように端末1とアプリサーバ61の機能を明確に分離せず、端末1とアプリサーバ61が互いに連携しつつこれらの機能を実現する構成としてもよい。また、端末1とアプリサーバ61が外部のサーバ(例えば、無線アクセス網選択ポリシーを管理するサーバ等)と連携しつつ処理を行ってもよい。   In this embodiment, the terminal 1 has a function of selecting a radio access network and an information distribution method, and the application server 61 has a function of determining an application keep alive interval. The functions of the server 61 may not be clearly separated, and the terminal 1 and the application server 61 may cooperate with each other to realize these functions. Further, the terminal 1 and the application server 61 may perform processing in cooperation with an external server (for example, a server that manages a wireless access network selection policy).

3. システム動作フロー例
次に、図9〜17を用いて本実施例におけるシステム動作フローの例を説明する。
3. System Operation Flow Example Next, an example of a system operation flow in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図9は、未接続状態の端末1が無線アクセス網20経由で無線GW21に接続し、その接続を利用してアプリサーバ61に位置登録を行う動作フローを示す。動作フローの中で、アプリサーバ61は端末1の通信環境を判定し、アプリキープアライブ間隔を決定する。   FIG. 9 shows an operation flow in which the unconnected terminal 1 connects to the wireless GW 21 via the wireless access network 20 and performs location registration in the application server 61 using the connection. In the operation flow, the application server 61 determines the communication environment of the terminal 1 and determines the application keep alive interval.

はじめに、端末1は未接続状態にあるが(ステップ301)、端末1の電源が投入されたことにより無線アクセス網20の存在を検知し、無線GW21との接続を確立する(ステップ302)。このときに、無線GW21は、無線ユーザ端末に割り当てた割り当てアドレスIP#2(例えば、192.168.20.1)を無線端末のユーザID(user-A@m-operator20)と無線接続状態32-2と対応づけて無線接続DB22で保持する。無線接続DB22は、図2bに示した無線接続DB32とほぼ同様の構成をとるが、割当てアドレス32-3に設定されるアドレスがNAT変換前のプライベートIPアドレスである点が異なる。無線GW21のアプリ連携機能は、端末1と無線接続確立をマッピングサーバ63に対して通知する(ステップ303)。接続確立では、無線GW21からマッピングサーバ63に、無線接続DBで保持している、無線ユーザID(user-A@m-operator20)、無線接続状態、割当アドレスIP#2(192.168.20.1)などが通知される。マッピングサーバ63は無線GW21から通知される端末1の接続情報(割当アドレスIP#2(192.168.20.1)、無線接続状態「接続中」)を図3のマッピングDBに記憶し(64-3、64-4など)、応答を返信する(ステップ304)。ここで、本実施例においては、無線ユーザIDとアプリユーザIDのマッピング情報(64-1、64-2)を、管理者が予めマッピングDB64に設定していると想定する。すなわち、ステップ303において、マッピングサーバ63は接続通知メッセージに含まれる無線ユーザID(user-A@m-operator20)に基づいてマッピングDB64を検索し、該当するエントリに割当てアドレスIP#2(192.168.20.1)と無線接続状態「接続中」を設定することとなる。   First, although the terminal 1 is in an unconnected state (step 301), the presence of the wireless access network 20 is detected when the terminal 1 is turned on, and a connection with the wireless GW 21 is established (step 302). At this time, the wireless GW 21 associates the assigned address IP # 2 (for example, 192.168.20.1) assigned to the wireless user terminal with the user ID (user-A @ m-operator20) of the wireless terminal and the wireless connection state 32-2. Then, it is held in the wireless connection DB 22. The wireless connection DB 22 has substantially the same configuration as the wireless connection DB 32 shown in FIG. 2B, except that the address set in the assigned address 32-3 is a private IP address before NAT conversion. The application cooperation function of the wireless GW 21 notifies the mapping server 63 of establishment of a wireless connection with the terminal 1 (step 303). In the connection establishment, the wireless user ID (user-A @ m-operator20), the wireless connection status, the assigned address IP # 2 (192.168.20.1), etc., stored in the wireless connection DB are transferred from the wireless GW 21 to the mapping server 63. Be notified. The mapping server 63 stores the connection information (assigned address IP # 2 (192.168.20.1), wireless connection state “connected”) of the terminal 1 notified from the wireless GW 21 in the mapping DB of FIG. 3 (64-3, 64 -4), a response is returned (step 304). Here, in this embodiment, it is assumed that the administrator sets mapping information (64-1, 64-2) between the wireless user ID and the application user ID in the mapping DB 64 in advance. That is, in step 303, the mapping server 63 searches the mapping DB 64 based on the wireless user ID (user-A @ m-operator20) included in the connection notification message, and assigns the address IP # 2 (192.168.20.1 to the corresponding entry). ) And the wireless connection state “connected” will be set.

次に、端末1はアプリサーバ61からPush型情報配信を受けるために、無線GW21から割り当てられたIPアドレス(192.168.20.1)とアプリユーザID(userA@appserver)、トランスポートプロトコルudp、ポート番号(例えば5002)をアプリサーバ61に通知し位置登録を行う(ステップ305)。ここで無線GW21はNAT機能を有するため(305a)、ステップ305の位置登録メッセージにおいて、端末1がアプリケーション情報(例えばSIP Contactアドレス)として設定するIPアドレス(無線GW21が端末1に割当てるプライベートIPアドレスIP#2(192.168.20.1))と、アプリサーバ61が受信する位置登録メッセージのIPヘッダに設定されているIPアドレス(無線GW21に付与されたグローバルIPアドレス(例えば、10.10.10.2))は異なる。これにより、アプリサーバ61の NAT有無判定ルーチン101は、NATの存在を検知する(ステップ306)。   Next, in order for the terminal 1 to receive push-type information distribution from the application server 61, the IP address (192.168.20.1) assigned by the wireless GW 21 and the application user ID (userA @ appserver), the transport protocol udp, the port number ( For example, 5002) is notified to the application server 61 to perform location registration (step 305). Here, since the wireless GW 21 has a NAT function (305a), the IP address set by the terminal 1 as application information (for example, SIP Contact address) in the location registration message in step 305 (the private IP address IP that the wireless GW 21 assigns to the terminal 1) # 2 (192.168.20.1)) is different from the IP address set in the IP header of the location registration message received by the application server 61 (global IP address assigned to the wireless GW 21 (for example, 10.10.10.2)). Thereby, the NAT presence / absence determination routine 101 of the application server 61 detects the presence of NAT (step 306).

また、アプリサーバ61は、位置登録メッセージを受信すると、アプリ接続DB62に、位置登録メッセージで通知されたIPアドレスIP#2、利用中のトランスポートプロトコル(UDP)とポート番号(192.168.20.12 udp 5002アプリ制御アドレス62-4)、アプリユーザID(userA@appserver)、通信モード(Push)62-2、アプリ接続状態(接続中)62-3を登録する。アプリ接続状態取得方法 (62-5)については、該端末が接続する無線アクセス網のアプリ連携有無が判明した後に設定される。さらに、アプリサーバ61のアプリ有無連携有無判定ルーチン104は、無線GW21のアプリ連携有無を調べるために、マッピングサーバ63に対して無線接続情報を問い合わせる(ステップ307)。マッピングサーバ63は、アプリサーバ61から通知された無線接続情報問い合わせ(ステップ307)に含まれる端末1のアプリケーション上のユーザIDを示すアプリユーザID(userA@appserver)と割当てアドレスIP#2(192.168.20.1)に該当する無線接続情報をマッピングDB64から検索し(ステップ308)、この場合は既にアプリユーザID(userA@appserver)とIPアドレス(192.168.20.1)に対応する無線GW21の接続情報が登録されているため成功応答を返信する(309)。アプリサーバ61のアプリ有無連携有無判定ルーチン104は成功応答を受信することにより、無線GW21が”アプリ連携有”であることを認識する。そして、アプリ接続DB62のアプリ接続状態取得方法62-5を“無線接続DBと同期”に設定する。 アプリサーバ61は、以上説明したNAT有無判定ルーチン101及びアプリ有無連携有無判定ルーチン104の処理により得た端末1の通信環境情報(“NAT有”、”アプリ連携有”)を利用して図5のアプリキープアライブ間隔決定ルーチン103を実施する。アプリサーバ61は、図5のステップ123において説明したように、無線GW21の該NATセッションに対するNATセッションタイマを最大値(T_NAT_MAX)に設定するように無線GW21に指示する(ステップ310、311)。NATセッションタイマ設定310には、割当アドレスIP#2(192.168.20.1)、トランスポートプロトコル(udp)、ポート番号、タイマを最大値に設定する命令、等が含まれており、無線GW21はこれらの情報に基づきNATセッションのタイマを最大値に設定する。なお、ここでのNATセッションとは、NATセッションタイマ設定310に含まれる割当アドレスIP#2(192.168.20.1)、トランスポートプロトコル(udp)、ポート番号等の情報を用いて生成されるものとする。また、アプリサーバ61は、図5のステップ124において決定したアプリキープアライブ間隔(T_NAT_MAX-α)をNIC61-4を介して端末1に通知する(ステップ312)。ここでステップ312はステップ305に対する応答メッセージである。   Further, when the application server 61 receives the location registration message, the application connection DB 62 receives the IP address IP # 2 notified by the location registration message, the transport protocol (UDP) and the port number being used (192.168.20.12 udp 5002 Application control address 62-4), application user ID (userA @ appserver), communication mode (Push) 62-2, application connection state (connected) 62-3 are registered. The application connection state acquisition method (62-5) is set after the presence / absence of application cooperation in the wireless access network to which the terminal is connected is determined. Further, the application presence / absence cooperation presence / absence determination routine 104 of the application server 61 inquires of the mapping server 63 about wireless connection information in order to check the presence / absence of application cooperation of the wireless GW 21 (step 307). The mapping server 63 includes an application user ID (userA @ appserver) indicating a user ID on the application of the terminal 1 included in the wireless connection information inquiry (step 307) notified from the application server 61 and an assigned address IP # 2 (192.168. 20.1) is searched from the mapping DB 64 (step 308) .In this case, the connection information of the wireless GW21 corresponding to the application user ID (userA @ appserver) and IP address (192.168.20.1) is already registered. Therefore, a success response is returned (309). By receiving the success response, the application presence / absence cooperation presence / absence determination routine 104 of the application server 61 recognizes that the wireless GW 21 is “application cooperation present”. Then, the application connection state acquisition method 62-5 of the application connection DB 62 is set to “synchronized with the wireless connection DB”. The application server 61 uses the communication environment information (“NAT present”, “application cooperation present”) of the terminal 1 obtained by the processing of the NAT presence / absence determination routine 101 and the application presence / absence cooperation presence / absence determination routine 104 described above. The application keep alive interval determination routine 103 is executed. The application server 61 instructs the wireless GW 21 to set the NAT session timer for the NAT session of the wireless GW 21 to the maximum value (T_NAT_MAX) as described in Step 123 of FIG. 5 (Steps 310 and 311). NAT session timer setting 310 includes assigned address IP # 2 (192.168.20.1), transport protocol (udp), port number, command to set the timer to the maximum value, etc. Set the NAT session timer to the maximum value based on the information. Note that the NAT session here is generated using information such as the assigned address IP # 2 (192.168.20.1), transport protocol (udp), and port number included in the NAT session timer setting 310. . Further, the application server 61 notifies the terminal 1 via the NIC 61-4 of the application keep alive interval (T_NAT_MAX-α) determined in step 124 of FIG. 5 (step 312). Here, step 312 is a response message to step 305.

これ以降、端末1は待機状態になり、無線GW21との接続を維持するための無線接続キープアライブ(ステップ313〜315)と、決定したアプリキープアライブ間隔(T_NAT_MAX-α)を用いて行われるアプリサーバ61との接続を維持するためのアプリキープアライブ(ステップ316)を定期的に実行する。なお、アプリキープアライブ時には、無線GW21のNAT情報が更新されるため(ステップ316a)、NATセッションタイマ(T_NAT_MAX)よりも短い周期でアプリキープアライブを行うことにより、アプリサーバ61から端末1へ向かう通信経路を維持することが可能となる。また、本システムにおいては、無線接続キープアライブ間隔(T_M20)よりもアプリキープアライブ間隔(T_NAT_MAX)のほうを長く設定することにより、端末1の消費電力を低減する。このような設定が可能となる理由は、無線GW21のアプリ連携機能により、無線接続キープアライブの結果がアプリサーバ61に通知されるためである。   After this, the terminal 1 enters a standby state, and the application is performed using the wireless connection keep alive (steps 313 to 315) for maintaining the connection with the wireless GW 21 and the determined application keep alive interval (T_NAT_MAX-α). An application keep alive (step 316) for maintaining the connection with the server 61 is periodically executed. Note that during application keep alive, the NAT information of the wireless GW 21 is updated (step 316a), so communication from the application server 61 to the terminal 1 is performed by performing application keep alive with a cycle shorter than the NAT session timer (T_NAT_MAX). The route can be maintained. Further, in this system, the power consumption of the terminal 1 is reduced by setting the application keep alive interval (T_NAT_MAX) longer than the wireless connection keep alive interval (T_M20). The reason why such setting is possible is that the application connection function of the wireless GW 21 notifies the application server 61 of the result of the wireless connection keepalive.

図17は、3GPPの第3.9世代無線通信方式LTE(Long Term Evolution)における、図9のフローの実装例を示す。本フローにおいて、無線GW21はLTEのPDN-GW であり、マッピングサーバ63はPCRFであり、アプリサーバはSIPサーバである。   FIG. 17 shows an implementation example of the flow of FIG. 9 in 3GPP 3.9th generation wireless communication scheme LTE (Long Term Evolution). In this flow, the wireless GW 21 is an LTE PDN-GW, the mapping server 63 is a PCRF, and the application server is a SIP server.

はじめに、端末1は未接続状態にあるが(ステップ601)、端末1の電源が投入されたことにより無線アクセス網20の存在を検知し、無線GW21(PDN-GW)との接続を確立する(ステップ602)。このときに、無線GW21(PDN-GW)は、無線ユーザ端末に割当てた割当アドレス(192.168.20.1)を無線端末のユーザID (userA@m-operator20)と無線接続状態32-2と対応付けて無線接続DB32で保持する。また無線GW21(PDN-GW)はアプリ連携機能を有するため、Diameter CCRメッセージにより端末1の接続確立をマッピングサーバ63(PCRF)に対して通知する(ステップ603)。ステップ603では、無線GW21(PDN-GW)からマッピングサーバ63(PCRF)に、無線接続DB32で保持している、無線ユーザID(userA@m-operator20)、無線接続状態、割当アドレス(192.168.20.1)などが通知される。マッピングサーバ63(PCRF)は端末1の接続情報を図3のマッピングDBに記憶し、応答を返信する(ステップ604)。   First, although the terminal 1 is in an unconnected state (step 601), the presence of the wireless access network 20 is detected when the terminal 1 is turned on, and a connection with the wireless GW 21 (PDN-GW) is established ( Step 602). At this time, the wireless GW 21 (PDN-GW) associates the assigned address (192.168.20.1) assigned to the wireless user terminal with the user ID (userA @ m-operator20) of the wireless terminal and the wireless connection state 32-2. Stored in the wireless connection DB32. Further, since the wireless GW 21 (PDN-GW) has an application linkage function, the connection establishment of the terminal 1 is notified to the mapping server 63 (PCRF) by a Diameter CCR message (step 603). In step 603, the wireless user ID (userA @ m-operator20), the wireless connection state, and the assigned address (192.168.20.1) stored in the wireless connection DB 32 from the wireless GW 21 (PDN-GW) to the mapping server 63 (PCRF). ) Etc. are notified. The mapping server 63 (PCRF) stores the connection information of the terminal 1 in the mapping DB of FIG. 3, and returns a response (step 604).

次に、端末1はアプリサーバ61(SIPサーバ)にSIP REGISTERを送信し位置登録を行う(ステップ605)。位置登録605では、アプリユーザID(userA@appserver)、割当アドレス(192.168.20.1)、トランスポートプロトコル(udp)、ポート番号などが通知される。ここで無線GW21(PDN-GW)はNAT機能を有するため(605a)、ステップ605の位置登録メッセージにおいて、端末1がアプリケーション情報として設定するIPアドレス(割当アドレス192.168.20.1)と、実際にIPヘッダに設定されるIPアドレス(無線GW21に付与されたグローバルIPアドレス(例えば、10.10.10.2))は異なる。これにより、アプリサーバ61(SIPサーバ)はNATの存在を検知する(ステップ606)。   Next, the terminal 1 transmits a SIP REGISTER to the application server 61 (SIP server) to perform location registration (step 605). In the location registration 605, an application user ID (userA @ appserver), an assigned address (192.168.20.1), a transport protocol (udp), a port number, and the like are notified. Here, since the wireless GW21 (PDN-GW) has a NAT function (605a), in the location registration message in step 605, the IP address (assigned address 192.168.20.1) that the terminal 1 sets as application information and the actual IP header (The global IP address assigned to the wireless GW 21 (for example, 10.10.10.2)) is different. Thereby, the application server 61 (SIP server) detects the presence of NAT (step 606).

また、アプリサーバ61(SIPサーバ)は、位置登録メッセージを受信すると、アプリ接続DB62に、位置登録メッセージで通知されたIPアドレスIP#2、利用中のトランスポートプロトコル(UDP)とポート番号(192.168.20.1 udp 5002アプリ制御アドレス62-4)、アプリユーザID(userA@appserver)、通信モード(Push)62-2、アプリ接続状態(接続中)62-3を登録する。アプリ接続状態取得方法 (62-5)については、該端末が接続する無線アクセス網のアプリ連携有無が判明した後に設定される。さらに、アプリサーバ61(SIPサーバ)のアプリ有無連携有無判定ルーチン104は、無線GW21(PDN-GW)のアプリ連携有無を調べるために、マッピングサーバ63(PCRF)に対してDiameter AARメッセージを送信し、無線接続情報を問い合わせる(ステップ607)。Diameter AAR607には、アプリユーザID(userA@appserver)と割当てアドレスIP#2(192.168.20.1)が含まれる。なお現在の標準規格においては、Diameter AARにより無線接続状況を問い合わせることはできないため、本処理を行うためにはメッセージの拡張が必要となる。マッピングサーバ63(PCRF)は、アプリサーバ61(SIPサーバ)から通知されたDiameter AAR607に含まれる端末1のアプリユーザID(userA@appserver)と割当てアドレスIP#2(192.168.20.1)に該当する無線接続情報をマッピングDB64から検索し(ステップ608)、この場合は既にアプリユーザID(userA@appserver)と割当てアドレスIP#2(192.168.20.1)に該当する無線GW21(PDN-GW)の接続情報が登録されているため成功応答を返信する(609)。アプリサーバ61(SIPサーバ)のアプリ連携有無判定ルーチン104は成功応答609を受信することにより無線GW21(PDN-GW)が”アプリ連携有”であることを認識する。そして、アプリ接続DB62のアプリ接続状態取得方法62-5を”無線接続DBと同期”に設定する。   Further, when the application server 61 (SIP server) receives the location registration message, the application connection DB 62 receives the IP address IP # 2 notified by the location registration message, the transport protocol (UDP) and the port number being used (192.168). .20.1 udp 5002 application control address 62-4), application user ID (userA @ appserver), communication mode (Push) 62-2, application connection status (connected) 62-3 are registered. The application connection state acquisition method (62-5) is set after the presence / absence of application cooperation in the wireless access network to which the terminal is connected is determined. Further, the application presence / absence cooperation determination routine 104 of the application server 61 (SIP server) transmits a Diameter AAR message to the mapping server 63 (PCRF) in order to check the presence / absence of application cooperation of the wireless GW 21 (PDN-GW). The wireless connection information is inquired (step 607). The Diameter AAR 607 includes an application user ID (userA @ appserver) and an assigned address IP # 2 (192.168.20.1). In the current standard, since the wireless connection status cannot be inquired by Diameter AAR, the message needs to be expanded to perform this processing. The mapping server 63 (PCRF) is a wireless device corresponding to the application user ID (userA @ appserver) and the assigned address IP # 2 (192.168.20.1) of the terminal 1 included in the Diameter AAR607 notified from the application server 61 (SIP server). The connection information is searched from the mapping DB 64 (step 608) .In this case, the connection information of the wireless GW21 (PDN-GW) corresponding to the application user ID (userA @ appserver) and the assigned address IP # 2 (192.168.20.1) is already present. Since it is registered, a success response is returned (609). The application cooperation presence / absence determination routine 104 of the application server 61 (SIP server) receives the success response 609 and recognizes that the wireless GW 21 (PDN-GW) is “with application cooperation”. Then, the application connection state acquisition method 62-5 of the application connection DB 62 is set to “synchronize with the wireless connection DB”.

アプリサーバ61(SIPサーバ)は、以上の処理により得た端末1の通信環境情報(“NAT有”、”アプリ連携有”)を利用して図5のアプリキープアライブ間隔決定ルーチン103を実施し、NATセッションタイマの延長(ステップ610、611)と、アプリキープアライブ間隔(T_NAT_MAX-α)の通知を行う(ステップ612)。なお、ステップ610、611のDiameter AAR/RARメッセージにおいて、NATタイマを設定する機能は本発明独自のものであり、標準規格の拡張が必要となる。   The application server 61 (SIP server) executes the application keep alive interval determination routine 103 of FIG. 5 using the communication environment information (“NAT present”, “application cooperation present”) of the terminal 1 obtained by the above processing. Then, extension of the NAT session timer (steps 610 and 611) and notification of an application keep alive interval (T_NAT_MAX-α) are performed (step 612). Note that the function of setting the NAT timer in the Diameter AAR / RAR message in steps 610 and 611 is unique to the present invention, and it is necessary to extend the standard.

これ以降、端末1は待機状態になり、無線GW21(PDN-GW)との接続を維持するための無線接続キープアライブ(ステップ613〜615)と、アプリサーバ61(SIPサーバ)との接続を維持するためのアプリキープアライブ(ステップ616)を定期的に実行する。   Thereafter, the terminal 1 enters a standby state, and maintains the connection between the wireless connection keepalive (steps 613 to 615) for maintaining the connection with the wireless GW21 (PDN-GW) and the application server 61 (SIP server). The application keep alive (step 616) is periodically executed.

次に図10を用いて、無線接続キープアライブの結果をアプリサーバ61に通知するシステム動作フローの例を示す。 はじめに、端末1は無線GW21とアプリサーバ61に接続しており(ステップ331)、無線接続キープアライブ(ステップ332、333)と、アプリキープアライブ(ステップ334)を定期的に実行している。ところが、端末1の移動により、無線アクセス網20の無線電波が届かなくなってしまったとする(ステップ335)。無線GW21は、端末1の無線接続キープアライブが一定時間行われないことにより、圏外移動を検知し(ステップ336)、無線接続DB32の端末1の無線接続情報とNAT情報(図示していない)を削除して(ステップ337)、マッピングサーバ63に端末1の無線ユーザID(userA@m-operator20)、割当アドレス(192.168.20.1)を含む切断通知を行う(ステップ338)。マッピングサーバ63は、マッピングDBを参照して無線ユーザID(userA@m-operator20)、割当アドレス(192.168.20.1)に対応するアプリユーザID(userA@appserver)を含む切断通知をアプリサーバ61に転送する(ステップ339)。アプリサーバ61は、切断通知を受信すると、アプリ接続DB62のアプリユーザID(userA@appserver)に対応するアプリ接続情報を削除(ステップ340)し、マッピングサーバに応答の返信(ステップ341、342)を行う。   Next, an example of a system operation flow for notifying the application server 61 of the result of the wireless connection keepalive will be described with reference to FIG. First, the terminal 1 is connected to the wireless GW 21 and the application server 61 (step 331), and periodically executes wireless connection keepalive (steps 332 and 333) and application keepalive (step 334). However, it is assumed that the radio wave of the radio access network 20 does not reach due to the movement of the terminal 1 (step 335). The wireless GW 21 detects out-of-service movement when the wireless connection keep-alive of the terminal 1 is not performed for a certain period of time (step 336), and the wireless connection information and NAT information (not shown) of the terminal 1 in the wireless connection DB 32 are detected. After deleting (step 337), the disconnection notification including the wireless user ID (userA @ m-operator20) of the terminal 1 and the assigned address (192.168.20.1) is sent to the mapping server 63 (step 338). The mapping server 63 refers to the mapping DB and forwards the disconnection notification including the wireless user ID (userA @ m-operator20) and the application user ID (userA @ appserver) corresponding to the assigned address (192.168.20.1) to the application server 61. (Step 339). Upon receiving the disconnection notification, the application server 61 deletes the application connection information corresponding to the application user ID (userA @ appserver) in the application connection DB 62 (step 340), and returns a response (steps 341 and 342) to the mapping server. Do.

以上のように、無線アクセス網で行う無線接続キープアライブの結果をアプリサーバ61に通知することにより、アプリサーバ61と端末1間のキープアライブ間隔を長く設定しても、アプリサーバ61が適切なタイミングで端末接続情報を更新できるようになる。このため、端末1の消費電力を低減できるとともに、アプリサーバ61の処理負荷をも低減することが可能となる。   As described above, by notifying the application server 61 of the result of the wireless connection keep alive performed in the wireless access network, the application server 61 can appropriately operate even if the keep alive interval between the application server 61 and the terminal 1 is set long. The terminal connection information can be updated at the timing. For this reason, the power consumption of the terminal 1 can be reduced, and the processing load of the application server 61 can be reduced.

次に図18を用いて、アプリサーバ61の異常発生を端末1に通知し、端末1から再度位置登録を実施するシステム動作フローの例を示す。   Next, an example of a system operation flow for notifying the terminal 1 of the occurrence of an abnormality in the application server 61 and performing location registration again from the terminal 1 will be described with reference to FIG.

はじめに、端末1は、無線GW21とアプリサーバ61に接続しており(ステップ701)、無線接続キープアライブ(ステップ702、703)と、アプリキープアライブ(ステップ706)を定期的に実行している。また、動作フローでは、アプリサーバ61の障害検出のために、アプリサーバ61とマッピングサーバ63の間でもキープアライブ(ステップ704、705)を定期的に実施しているとする。この状態において、アプリサーバ61に異常が発生し、アプリサーバ61が再起動を行ったとする(ステップ707)。マッピングサーバ63は、アプリサーバ61の再起動を検出すると(ステップ708)、再起動を行ったアプリサーバを示すアプリサーバIDを含むアプリサーバ再起動通知を無線GW21経由で端末1に通知する(ステップ709)。端末1は、アプリサーバ再起動通知を受けると、該アプリサーバIDで識別されるアプリサーバ61に対して再度位置登録を行い(ステップ710)、再びキープアライブ間隔の交渉、待ち受け状態への移行が行われる(ステップ711)。   First, the terminal 1 is connected to the wireless GW 21 and the application server 61 (step 701), and periodically executes wireless connection keepalive (steps 702 and 703) and application keepalive (step 706). In the operation flow, it is assumed that keep alive (steps 704 and 705) is also periodically performed between the application server 61 and the mapping server 63 in order to detect a failure of the application server 61. In this state, it is assumed that an abnormality has occurred in the application server 61 and the application server 61 has been restarted (step 707). When the mapping server 63 detects the restart of the application server 61 (step 708), the mapping server 63 notifies the terminal 1 via the wireless GW 21 of an application server restart notification including the application server ID indicating the restarted application server (step 708). 709). When the terminal 1 receives the application server restart notification, the terminal 1 performs location registration again with respect to the application server 61 identified by the application server ID (step 710), and again negotiates the keep-alive interval and shifts to the standby state. Performed (step 711).

以上のように、アプリサーバ61の異常をマッピングサーバ63が検知し、無線GW21経由で端末1に通知することにより、端末1とアプリサーバ61間のキープアライブ間隔を長く設定しても、端末1がアプリサーバ61の異常発生を迅速に検知できるようになり、サービス品質を向上できる効果がある。   As described above, even if the keep alive interval between the terminal 1 and the application server 61 is set long by the mapping server 63 detecting the abnormality of the application server 61 and notifying the terminal 1 via the wireless GW 21, the terminal 1 However, it becomes possible to quickly detect the occurrence of an abnormality in the application server 61, and the service quality can be improved.

次に、図11を用いて端末1が無線GW21から無線GW31に移動するシステム動作フローの例を示す。無線GW21はNAT機能を備えるが、無線GW31はNAT機能を備えていない。   Next, an example of a system operation flow in which the terminal 1 moves from the wireless GW 21 to the wireless GW 31 will be described with reference to FIG. The wireless GW 21 has a NAT function, but the wireless GW 31 does not have a NAT function.

はじめに、端末1は無線GW21とアプリサーバ61に接続中の状態にある(ステップ361)。ところが、無線電波状況の変化により、端末1は無線アクセス網20から無線アクセス網30aへの移動を決定し、無線GW31との接続を確立する(ステップ362)。無線GW31はアプリ連携機能を有するため、このときに端末1の接続確立をマッピングサーバ63に対して通知する(ステップ363)。接続確立には、無線ユーザID(userA@m-operator30)及び端末1が無線GW31から割り当てられたIPアドレス(IP#3(10.10.10.1))が含まれる。マッピングサーバは接続確立に含まれる端末1の接続情報を図3のマッピングDBに記憶し、応答を返信する(ステップ364)。   First, the terminal 1 is connected to the wireless GW 21 and the application server 61 (step 361). However, due to a change in the radio wave condition, the terminal 1 decides to move from the radio access network 20 to the radio access network 30a and establishes a connection with the radio GW 31 (step 362). Since the wireless GW 31 has an application linkage function, at this time, the connection establishment of the terminal 1 is notified to the mapping server 63 (step 363). The connection establishment includes the wireless user ID (userA @ m-operator30) and the IP address (IP # 3 (10.10.10.1)) to which the terminal 1 is assigned from the wireless GW 31. The mapping server stores the connection information of the terminal 1 included in the connection establishment in the mapping DB of FIG. 3, and returns a response (step 364).

次に、端末1はアプリサーバ61との接続を維持するために、無線GW31から新たに割り当てられたIPアドレス(IP#3(10.10.10.1))を端末1のアプリユーザID(userA@appserver)と対応して、アプリサーバ61に対して通知する(ステップ365)。ここで無線GW31はNAT機能を有しないため、ステップ365の位置登録メッセージにおいて、端末1がアプリケーション情報として設定するIPアドレスと(IP#3(10.10.10.1))、実際にIPヘッダに設定されるIPアドレス(10.10.10.1)は一致する。これにより、アプリサーバ61のNAT有無判定ルーチン101は、無線GW31にはNAT機能が存在しないと判断する。   Next, in order to maintain the connection with the application server 61, the terminal 1 uses the IP address (IP # 3 (10.10.10.1)) newly assigned from the wireless GW 31 as the application user ID (userA @ appserver) of the terminal 1. Correspondingly, the application server 61 is notified (step 365). Here, since the wireless GW 31 does not have a NAT function, the IP address set by the terminal 1 as application information (IP # 3 (10.10.10.1)) in the location registration message in step 365 is actually set in the IP header. The IP address (10.10.10.1) matches. Thereby, the NAT presence / absence determination routine 101 of the application server 61 determines that the wireless GW 31 does not have a NAT function.

また、アプリサーバ61は、無線GW31のアプリ連携有無を調べるためにアプリ連携有無判定ルーチン104を実行して、マッピングサーバ63に対して端末1のアプリユーザID(userA@appserver)とIPアドレス(IP#3)を含む無線接続情報を問い合わせる(ステップ366)。マッピングサーバ63は、マッピングDBから、アプリサーバ61から通知された端末1のアプリユーザID(userA@appserver)とIPアドレス(IP#3(10.10.10.1))に該当する無線接続情報を検索する(ステップ367)。この場合は既にアプリユーザID(userA@appserver)とIPアドレス(IP#3(10.10.10.1))に対応する無線GW31の接続情報が登録されているため成功応答を返信する(368)。これにより、アプリサーバ61のアプリ有無連携有無判定ルーチン102は無線GW31が”アプリ連携有”であると判定する。   Further, the application server 61 executes an application cooperation presence / absence determination routine 104 in order to check the application cooperation presence / absence of the wireless GW 31, and sends the application user ID (userA @ appserver) of the terminal 1 and the IP address (IP Queries the wireless connection information including # 3) (step 366). The mapping server 63 searches the mapping DB for wireless connection information corresponding to the application user ID (userA @ appserver) and IP address (IP # 3 (10.10.10.1)) of the terminal 1 notified from the application server 61 ( Step 367). In this case, since the connection information of the wireless GW 31 corresponding to the application user ID (userA @ appserver) and the IP address (IP # 3 (10.10.10.1)) has already been registered, a success response is returned (368). Accordingly, the application presence / absence cooperation presence / absence determination routine 102 of the application server 61 determines that the wireless GW 31 is “application cooperation present”.

アプリサーバ61は、以上のNAT有無判定ルーチン101及びアプリ有無連携有無判定ルーチン102の処理により得た端末1の通信環境情報(“NAT無”、”アプリ連携有”)を利用して図5のアプリキープアライブ間隔決定ルーチン103を実施し、端末1にキープアライブ間隔(T_MAX)の通知を行う(ステップ369)。具体的には、通信環境情報(“NAT無”、”アプリ連携有”)であるので、アプリキープアライブ間隔決定ルーチン103のステップ128によって、無線アクセス網30aのアプリキープアライブ間隔の最大値であるT_MAXがアプリキープアライブと決定されT_MAXが端末1に通知される。これ以降(あるいは372以降)、端末1とアプリサーバの間でT_MAXの間隔でアプリキープアライブが実行される。   The application server 61 uses the communication environment information (“NAT absent”, “application linkage present”) of the terminal 1 obtained by the processing of the NAT presence / absence determination routine 101 and the application presence / absence cooperation presence / absence determination routine 102 shown in FIG. The application keep alive interval determination routine 103 is executed to notify the terminal 1 of the keep alive interval (T_MAX) (step 369). Specifically, since it is communication environment information (“NAT-free”, “application-linked”), it is the maximum value of the application keep-alive interval of the wireless access network 30a according to step 128 of the application keep-alive interval determination routine 103. T_MAX is determined to be application keepalive, and T_MAX is notified to the terminal 1. After this (or after 372), application keepalive is executed at intervals of T_MAX between the terminal 1 and the application server.

端末1は、無線GW31との接続確立(ステップ362)、アプリサーバ61の情報更新に成功する(ステップ369の応答を受信する)と、無線GW21との接続を切断する(ステップ370)。無線GW21は、端末1の無線ユーザID(userA@m-operator20)を含む切断通知をマッピングサーバ63に通知する(ステップ371、372)。マッピングサーバ63は無線GW21から端末1の切断通知を受信すると、マッピングDBの該無線ユーザID(userA@m-operator20)に対応する無線接続状態64-3を”切断中”とし、また割当てアドレス64-4を削除する。   When the terminal 1 establishes a connection with the wireless GW 31 (step 362) and succeeds in updating the information of the application server 61 (receives a response at step 369), the terminal 1 disconnects the connection with the wireless GW 21 (step 370). The wireless GW 21 notifies the mapping server 63 of a disconnection notification including the wireless user ID (userA @ m-operator20) of the terminal 1 (steps 371 and 372). When the mapping server 63 receives the disconnection notification of the terminal 1 from the wireless GW 21, the mapping server 63 sets the wireless connection state 64-3 corresponding to the wireless user ID (userA @ m-operator20) in the mapping DB to “disconnecting” and assigns the address 64 -4 is deleted.

ステップ370で無線GW21との接続を切断すると、端末1は待機状態になり、無線GW31との接続を維持するための無線接続キープアライブ(ステップ373、374)と、アプリサーバ61との接続を維持するためのアプリキープアライブ(ステップ375)を定期的に実行する。なお、本システムにおいては、無線接続キープアライブ間隔(T_M30)よりもアプリキープアライブ間隔(T_MAX)のほうを長く設定することにより、端末1の消費電力を低減する。このような設定が可能となる理由は、無線GW31のアプリ連携機能により、無線接続キープアライブの結果がアプリサーバ61に通知されるためである。   When the connection with the wireless GW 21 is disconnected in step 370, the terminal 1 enters a standby state, and the wireless connection keepalive (steps 373 and 374) for maintaining the connection with the wireless GW 31 and the connection with the application server 61 are maintained. Application keep alive (step 375) is periodically executed. In this system, the power consumption of the terminal 1 is reduced by setting the application keep alive interval (T_MAX) longer than the wireless connection keep alive interval (T_M30). The reason why such setting is possible is that the application connection function of the wireless GW 31 notifies the application server 61 of the result of the wireless connection keepalive.

次に、図12を用いて端末1が無線GW31から無線GW41に移動するシステム動作フローの例を示す。   Next, an example of a system operation flow in which the terminal 1 moves from the wireless GW 31 to the wireless GW 41 will be described with reference to FIG.

はじめに、端末1は無線GW31とアプリサーバ61に接続中の状態にある(ステップ391)。ところが、無線電波状況の変化により、端末1は無線アクセス網30aから無線アクセス網40への移動を決定し、無線GW41との接続を確立する(ステップ392)。無線GW41はアプリ連携機能を有しないため、本動作フローにおいては無線GW41からマッピングサーバ63への通知は行われない。   First, the terminal 1 is connected to the wireless GW 31 and the application server 61 (step 391). However, due to the change in the radio wave condition, the terminal 1 decides to move from the radio access network 30a to the radio access network 40 and establishes a connection with the radio GW 41 (step 392). Since the wireless GW 41 does not have an application linkage function, notification from the wireless GW 41 to the mapping server 63 is not performed in this operation flow.

次に、端末1はアプリサーバ61との接続を維持するために、無線GW41から新たに割り当てられたIPアドレスと、アプリキープアライブに利用するトランスポートプロトコル(udp)、ポート番号を、アプリサーバ61に対して通知する(ステップ393)。ここで無線GW41はNAT機能を有しないため、ステップ393の再位置登録メッセージにおいて、端末1がアプリケーション情報として設定するIPアドレスと、実際にIPヘッダに設定されるIPアドレスは一致する。これにより、アプリサーバ61のNAT有無判定ルーチンは、無線GW41にはNAT機能が存在しないと判断する。   Next, in order for the terminal 1 to maintain the connection with the application server 61, the IP address newly assigned from the wireless GW 41, the transport protocol (udp) used for application keep alive, and the port number are displayed. (Step 393). Here, since the wireless GW 41 does not have a NAT function, the IP address set as the application information by the terminal 1 matches the IP address actually set in the IP header in the relocation registration message in step 393. Thereby, the NAT presence / absence determination routine of the application server 61 determines that the wireless GW 41 does not have a NAT function.

また、アプリサーバ61は無線GW41のアプリ連携有無を調べるためにアプリ連携有無判定ルーチンを実行して、マッピングサーバ63に対して無線接続情報を問い合わせる(ステップ394)。マッピングサーバ63は、アプリサーバ61から通知された端末1のアプリユーザID(userA@appserver)とIPアドレスIP#4に該当する無線接続情報をマッピングDBから検索する(ステップ395)。この場合は、無線GW31の接続情報である、ユーザID(userA@appserver)、無線ユーザIDUserA@m-operator30に対して割り当てアドレスIP#3はマッピングDBに保持されているが、無線GW41の接続情報である、ユーザID(userA@appserver)、無線ユーザIDUserA@m-operator30に対して割り当てアドレスIP#4が登録されていないため、マッピングサーバ63は、アプリサーバ61に失敗応答を返信する(396)。これにより、アプリサーバ61のアプリ有無連携判定ルーチンは、無線GW41が”アプリ連携無”であることを認識する。   In addition, the application server 61 executes an application cooperation presence / absence determination routine to check the presence / absence of application cooperation of the wireless GW 41, and inquires of the mapping server 63 about wireless connection information (step 394). The mapping server 63 searches the mapping DB for wireless connection information corresponding to the application user ID (userA @ appserver) and the IP address IP # 4 of the terminal 1 notified from the application server 61 (step 395). In this case, the allocation address IP # 3 is stored in the mapping DB for the user ID (userA @ appserver) and the radio user ID UserA @ m-operator30, which is the connection information of the wireless GW31, but the connection information of the wireless GW41 Since the assigned address IP # 4 is not registered for the user ID (userA @ appserver) and wireless user ID UserA @ m-operator30, the mapping server 63 returns a failure response to the application server 61 (396) . Thereby, the application presence / absence cooperation determination routine of the application server 61 recognizes that the wireless GW 41 is “no application cooperation”.

アプリサーバ61は、以上のNAT有無判定ルーチン及びアプリ有無連携判定ルーチンの処理により得た端末1の通信環境情報(“NAT無”、”アプリ連携無”)を利用して図5のキープアライブ間隔決定ルーチン103を実施し、端末1にアプリキープアライブ間隔(T_STD)の通知を行う(ステップ397)。具体的には、通信環境情報(“NAT無”、”アプリ連携無”)であるので、アプリキープアライブ間隔決定ルーチン103のステップ129によって、無線アクセス網40のアプリキープアライブ間隔の標準値であるT_STDがアプリキープアライブと決定されT_STDが端末1に通知される。これ以降、端末1とアプリサーバの間でT_STDの間隔でアプリキープアライブが実行される。   The application server 61 uses the communication environment information (“NAT absent”, “no application linkage”) of the terminal 1 obtained by the above processing of the NAT presence / absence determination routine and the application presence / absence cooperation determination routine, and the keep alive interval of FIG. The determination routine 103 is executed, and the application keep alive interval (T_STD) is notified to the terminal 1 (step 397). Specifically, since it is communication environment information (“NAT No”, “No Application Cooperation”), it is the standard value of the application keep alive interval of the wireless access network 40 according to step 129 of the application keep alive interval determination routine 103. T_STD is determined to be application keepalive, and T_STD is notified to the terminal 1. Thereafter, application keep-alive is executed between the terminal 1 and the application server at intervals of T_STD.

端末1は、無線GW41との接続確立、アプリサーバ61の情報更新に成功すると、無線GW31との接続を切断し(ステップ398)、無線GW31は端末1の切断をマッピングサーバ63に通知する(ステップ399、400)。   When the terminal 1 succeeds in establishing the connection with the wireless GW 41 and updating the information of the application server 61, the terminal 1 disconnects from the wireless GW 31 (step 398), and the wireless GW 31 notifies the mapping server 63 of the disconnection of the terminal 1 (step 398). 399, 400).

これ以降、端末1は待機状態になり、無線GW41との接続を維持するための無線接続キープアライブ(ステップ401、402)と、アプリサーバ61との接続を維持するためのアプリキープアライブ(ステップ403、404)を定期的に実行する。なお、本システムにおいては、無線GW41がアプリ連携機能を備えないため、アプリキープアライブ間隔(T_STD)を比較的小さい値に設定する。(アプリキープアライブ間隔を、アプリ連携がある場合のアプリキープアライブ間隔よりも小さい値とする。)このように、アプリ連携がある場合のアプリキープアライブ間隔よりもアプリキープアライブ間隔を短くすることにより、アプリ連携機能を有しない無線システムにおいてもアプリサーバが適切な精度で端末の接続状態を管理することが可能となる。   After this, the terminal 1 enters a standby state, and the wireless connection keep alive (steps 401 and 402) for maintaining the connection with the wireless GW 41 and the application keep alive (step 403) for maintaining the connection with the application server 61. , 404) is executed periodically. In this system, since the wireless GW 41 does not have an application linkage function, the application keep alive interval (T_STD) is set to a relatively small value. (The app keep alive interval is set to a value smaller than the app keep alive interval when there is an application linkage.) In this way, by shortening the app keep alive interval than the app keep alive interval when there is an application linkage. Even in a wireless system that does not have an application linkage function, the application server can manage the connection state of the terminal with appropriate accuracy.

次に、図13を用いて端末1が無線GW41から無線GW51に移動するシステム動作フローの例を示す。   Next, an example of a system operation flow in which the terminal 1 moves from the wireless GW 41 to the wireless GW 51 will be described with reference to FIG.

はじめに、端末1は無線GW41とアプリサーバ61に接続中の状態にある(ステップ421)。ところが、無線電波状況の変化により、端末1は無線アクセス網40から無線アクセス網50への移動を決定し、無線GW51との接続を確立する(ステップ422)。無線GW51はアプリ連携機能を有しないため、本動作フローにおいては無線GW51からマッピングサーバ63への通知は行わない。   First, the terminal 1 is connected to the wireless GW 41 and the application server 61 (step 421). However, due to the change in the radio wave condition, the terminal 1 decides to move from the radio access network 40 to the radio access network 50 and establishes a connection with the radio GW 51 (step 422). Since the wireless GW 51 does not have an application linkage function, notification from the wireless GW 51 to the mapping server 63 is not performed in this operation flow.

次に、端末1はアプリサーバ61との接続を維持するために、無線GW51から新たに割り当てられたIPアドレス(IP#5)と、アプリキープアライブに利用するトランスポートプロトコル(udp)、ポート番号をアプリユーザID(userA@@appserver)とともに、アプリサーバ61に対して通知する(ステップ423)。ここで無線GW51はNAT機能を有するため、ステップ423の再位置登録メッセージにおいて、端末1がアプリケーション情報として設定するIPアドレスと、実際にIPヘッダに設定されるIPアドレスは異なる。これにより、アプリサーバ61のNAT有無判定ルーチンは、無線GW51がNAT機能を備えていることを検知する(ステップ424)。   Next, in order for the terminal 1 to maintain the connection with the application server 61, the IP address (IP # 5) newly assigned from the wireless GW 51, the transport protocol (udp) used for the application keep alive, and the port number Is notified to the application server 61 together with the application user ID (userA @@ appserver) (step 423). Here, since the wireless GW 51 has a NAT function, the IP address set by the terminal 1 as application information in the relocation registration message in step 423 is different from the IP address actually set in the IP header. Thereby, the NAT presence / absence determination routine of the application server 61 detects that the wireless GW 51 has a NAT function (step 424).

また、アプリサーバ61は無線GW51のアプリ連携有無を調べるためにアプリ連携有無判定ルーチンを実行して、マッピングサーバ63に対して無線接続情報を問い合わせる(ステップ425)。マッピングサーバ63は、アプリサーバ61から通知された端末1のアプリユーザID(userA@appserver)とIPアドレス(IP#5)に該当する無線接続情報をマッピングDBから検索する(ステップ426)。この場合は無線GW51の接続情報、すなわちIPアドレス(IP#5)に対応する無線接続状態が登録されていないため、マッピングサーバはアプリサーバに失敗応答を返信する(427)。これにより、アプリサーバ61のアプリ連携有無判定ルーチンは無線GW41が”アプリ連携無”であることを認識する。   Further, the application server 61 executes an application cooperation presence / absence determination routine to check the presence / absence of application cooperation of the wireless GW 51 and inquires of the mapping server 63 about wireless connection information (step 425). The mapping server 63 searches the mapping DB for wireless connection information corresponding to the application user ID (userA @ appserver) and IP address (IP # 5) of the terminal 1 notified from the application server 61 (step 426). In this case, since the wireless GW 51 connection information, that is, the wireless connection state corresponding to the IP address (IP # 5) is not registered, the mapping server returns a failure response to the application server (427). Thereby, the application cooperation presence / absence determination routine of the application server 61 recognizes that the wireless GW 41 is “no application cooperation”.

アプリサーバ61は、以上のNAT有無判定ルーチン及びアプリ連携有無判定ルーチンの処理により得た端末1の通信環境情報(“NAT有”、”アプリ連携無”)を利用して図5のキープアライブ間隔決定ルーチン103を実施する。
NATセッションタイマ(T_NAT)の検出と(ステップ428)、端末1へのキープアライブ間隔(T_NAT-α)の通知を行う(ステップ429)。具体的には、通信環境情報(“NAT有”、”アプリ連携無”)であるので、アプリキープアライブ間隔決定ルーチン103のステップ125において無線GW51のIP#5に対して設定されている
NATセッションタイマ(T_NAT)を取得し、ステップ126において、NATセッションタイマ(T_NAT)を用いてアプリキープアライブ間隔を決定する。アプリサーバはNICを介して端末1に決定したアプリキープアライブ間隔を通知する。これ以降、端末1とアプリサーバの間でT_NAT-αの間隔でアプリキープアライブが実行される。
The application server 61 uses the communication environment information (“NAT present”, “no application collaboration”) of the terminal 1 obtained by the processing of the above NAT presence / absence determination routine and application cooperation presence / absence determination routine, and the keep alive interval of FIG. A decision routine 103 is executed.
The NAT session timer (T_NAT) is detected (step 428), and the keep-alive interval (T_NAT-α) is notified to the terminal 1 (step 429). Specifically, since it is communication environment information (“NAT present”, “no application cooperation”), it is set for IP # 5 of the wireless GW 51 in step 125 of the application keep alive interval determination routine 103.
A NAT session timer (T_NAT) is acquired, and in step 126, an application keep alive interval is determined using the NAT session timer (T_NAT). The application server notifies the terminal 1 of the determined application keep alive interval via the NIC. Thereafter, application keepalive is executed between the terminal 1 and the application server at intervals of T_NAT-α.

端末1は、無線GW51との接続確立、アプリサーバ61の情報更新に成功すると、無線GW41との接続を切断する(ステップ430)。   When the terminal 1 succeeds in establishing the connection with the wireless GW 51 and updating the information of the application server 61, the terminal 1 disconnects the connection with the wireless GW 41 (step 430).

これ以降、端末1は、待機状態になり、無線GW51との接続を維持するための無線接続キープアライブ(ステップ431、432)と、アプリサーバ61との接続を維持するためのアプリキープアライブ(ステップ433、434)を定期的に実行する。なお、アプリキープアライブ実行時には、無線GW51のNAT情報が更新されるため(ステップ433a、434a)、NATセッションタイマ(T_NAT)よりも短い周期でアプリキープアライブを行うことにより、アプリサーバ61から端末1へ向かう通信経路を維持することが可能となる。   After this, the terminal 1 enters a standby state, the wireless connection keep alive (steps 431 and 432) for maintaining the connection with the wireless GW 51, and the application keep alive (step for maintaining the connection with the application server 61). 433, 434) are executed periodically. Since the NAT information of the wireless GW 51 is updated when the application keep alive is executed (steps 433a and 434a), the application keep alive is performed at a cycle shorter than the NAT session timer (T_NAT), so that the application server 61 can change the terminal 1 It is possible to maintain a communication path toward the destination.

以上の図9〜13では、アプリサーバ61が端末1の通信環境情報に応じてアプリキープアライブ間隔を決定するシステム動作フローの例を示したが、NATセッションタイマが短い場合や、無線電波状況の悪い環境においては、アプリキープアライブ処理による端末消費電力が許容値を超えてしまう状況も考えられる。そこで以下では、端末消費電力が許容値を超える場合に、端末1がアプリサーバ61との通信方法を動的に変更するシステム動作フローの例を示す。   9 to 13 described above, an example of a system operation flow in which the application server 61 determines the application keep alive interval according to the communication environment information of the terminal 1 is shown. However, when the NAT session timer is short, In a bad environment, there may be a situation where the terminal power consumption by the application keep alive process exceeds an allowable value. Therefore, in the following, an example of a system operation flow in which the terminal 1 dynamically changes the communication method with the application server 61 when the terminal power consumption exceeds the allowable value will be described.

図14は、端末1がアプリケーションのトランスポートプロトコルをUDPからTCPに変更することにより、キープアライブ間隔を延ばし、消費電力を低減するシステム動作フローを示す。   FIG. 14 shows a system operation flow in which the terminal 1 changes the transport protocol of the application from UDP to TCP, thereby extending the keep alive interval and reducing power consumption.

はじめに、端末1は未接続状態にある(ステップ451)。ところが、端末1の電源が投入された等の理由により、無線アクセス網50の存在を検知し、無線GW51との接続を確立する(ステップ452)。また、端末1はアプリサーバ61からPush型情報配信を受けるために、アプリサーバ61に対して位置登録を行う(ステップ453)。アプリサーバ61は図13のステップ424〜428と同様の手順を踏み、アプリキープアライブ間隔(T_NAT_UDP-α)を決定(ステップ454)、その値を端末1に通知する(ステップ455)。   First, the terminal 1 is in an unconnected state (step 451). However, the presence of the wireless access network 50 is detected and the connection with the wireless GW 51 is established due to, for example, the terminal 1 being powered on (step 452). Further, the terminal 1 performs location registration with the application server 61 in order to receive push-type information distribution from the application server 61 (step 453). The application server 61 follows the same procedure as steps 424 to 428 in FIG. 13, determines the application keep alive interval (T_NAT_UDP-α) (step 454), and notifies the terminal 1 of the value (step 455).

端末1は、通知されたアプリキープアライブ間隔T_NAT_UDP-αに基づいて図7の通信方法決定ルーチン154のステップ173からを実施し、消費電力量の許容値超過を判定する(ステップ456)。すなわち、アプリキープアライブ間隔T_NAT_UDP-αを用いて(1)式により算出した単位時間あたりの消費電力量の予測値(W_EXP)が予め無線アクセス網50で定めた単位時間あたりの消費電力量の閾値(W_MAX)を超えているか否かを判定する。ここで、(1)式により算出した単位時間あたりの消費電力量の予測値(W_EXP)が予め無線アクセス網50で定めた単位時間あたりの消費電力量の閾値(W_MAX)を超えている場合には現在の設定が”NAT有”かつ情報配信方式のトランスポートプトロコルが”UDP利用”であるため、“UDP利用”を“TCP利用”に変更して再度アプリサーバ61へ位置登録を行う(ステップ457)。アプリサーバ61は、再度アプリキープアライブ間隔決定ルーチン103を実行してキープアライブ間隔(T_NAT_TCP-α)を決定し(ステップ458)、その値を端末1へ通知する(ステップ459)。ここで一般的なNATでは、コネクション管理を行わないUDPのNATセッションタイマよりも、コネクション管理を行うTCPのNATセッションタイマを長く設定する。このため、TCPへの変更によりキープアライブ間隔が長くなり、消費電力量を閾値未満とすることができる(ステップ460)。以降、端末1は待機状態となり定期的にアプリキープアライブ(ステップ461、462)を実施するが、その消費電力は比較的低い値に抑えられる。   Based on the notified application keep alive interval T_NAT_UDP-α, the terminal 1 performs the communication method determination routine 154 of FIG. 7 from step 173 to determine whether the power consumption exceeds the allowable value (step 456). That is, the predicted value of power consumption per unit time (W_EXP) calculated by equation (1) using the application keep alive interval T_NAT_UDP-α is a threshold value of power consumption per unit time determined in advance by the wireless access network 50. It is determined whether or not (W_MAX) is exceeded. Here, when the predicted value (W_EXP) of power consumption per unit time calculated by equation (1) exceeds the threshold (W_MAX) of power consumption per unit time determined in advance by the wireless access network 50 Since the current setting is “NAT present” and the transport protocol of the information distribution method is “UDP use”, change “UDP use” to “TCP use” and register the location to the application server 61 again (step 457). The application server 61 executes the application keep alive interval determination routine 103 again to determine the keep alive interval (T_NAT_TCP-α) (step 458), and notifies the value to the terminal 1 (step 459). Here, in general NAT, a TCP NAT session timer that performs connection management is set longer than a UDP NAT session timer that does not perform connection management. For this reason, the keep alive interval becomes longer due to the change to TCP, and the power consumption can be made less than the threshold (step 460). Thereafter, the terminal 1 enters a standby state and periodically performs application keep alive (steps 461 and 462), but its power consumption is suppressed to a relatively low value.

なお、本動作フローのようにUDPからTCPへ変更するのではなく、最初からTCPを用いる方法も考えられるが、コネクション管理を行うTCPは、多数の端末を収容するアプリサーバの処理負荷を向上させる問題がある。そこで、本動作フローのようにUDPが不適切と判断された状況に限り、TCPに切り替えて接続することにより、アプリサーバの処理負荷を最低限に抑えることが可能となる。   It is possible to use TCP from the beginning instead of changing from UDP to TCP as in this operation flow. However, TCP that performs connection management improves the processing load on the application server that accommodates a large number of terminals. There's a problem. Therefore, only when the UDP is determined to be inappropriate as in this operation flow, the processing load on the application server can be minimized by switching to TCP for connection.

次に、図15を用いて、端末1が無線アクセス網を再選択する動作フローの例を示す。はじめに、端末1は未接続状態にあり(ステップ481)、図14のステップ451〜459と同様の処理を実施する(ステップ482)。ところが、本ケースでは何らかの理由により、図14で説明したように使用するトランスポートプロトコルをUDPからTCPへ変更してもなお消費電力量が閾値を超過してしまったとする(ステップ483)。すなわち、アプリキープアライブ間隔T_NAT_TCP-αを用いて(1)式により算出した単位時間あたりの消費電力量の予測値(W_EXP)が予め無線アクセス網50で定めた単位時間あたりの消費電力量の閾値(W_MAX)を超えている場合である。ここで端末1は、図7の通信方法決定ルーチン152のステップ177に従い、他の無線アクセス網を使用であるかどうかを再検索する(ステップ484)。無線アクセス網30aの使用が可能であるため無線アクセス網30aへの接続を試みる(ステップ485)。無線アクセス網30aを収容する無線GW31は、”NAT無”かつ”アプリ連携有”のため、”NAT有”かつ”アプリ連携無”の無線GW51よりも、アプリキープアライブ間隔が長く設定される可能性が高い。そのため、最初に無線電波状況がよいと判断して接続した無線GW51よりも、無線GW31のほうが結果的に消費電力を低く抑えることができる。端末1は、実際に無線アクセス網に接続するまでNATの有無やアプリ連携機能の有無等の通信環境を把握できないため、本動作フロー例のように途中で無線アクセス網を再選択することは、より条件のよい無線アクセス網の選択可能性を高める効果がある。   Next, an example of an operation flow in which the terminal 1 reselects a radio access network will be shown using FIG. First, the terminal 1 is in an unconnected state (step 481), and performs the same processing as steps 451 to 459 in FIG. 14 (step 482). However, in this case, for some reason, even if the transport protocol used is changed from UDP to TCP as described with reference to FIG. 14, the power consumption still exceeds the threshold (step 483). That is, the predicted value of power consumption per unit time (W_EXP) calculated by equation (1) using the application keep alive interval T_NAT_TCP-α is a threshold value of power consumption per unit time determined in advance by the wireless access network 50. (W_MAX) is exceeded. Here, in accordance with step 177 of the communication method determination routine 152 of FIG. 7, the terminal 1 searches again whether or not another radio access network is used (step 484). Since use of the wireless access network 30a is possible, connection to the wireless access network 30a is attempted (step 485). The wireless GW 31 that accommodates the wireless access network 30a can be set to have a longer application keep-alive interval than the wireless GW 51 that is "NAT-enabled" and "application-linked", because it is "NAT-free" and "application-linked". High nature. As a result, the wireless GW 31 can lower the power consumption as a result, compared to the wireless GW 51 that is initially determined to have good radio wave conditions. Since terminal 1 cannot grasp the communication environment such as the presence or absence of NAT or the presence or absence of the application cooperation function until it actually connects to the wireless access network, reselecting the wireless access network in the middle of this operation flow example, This has the effect of increasing the possibility of selecting a radio access network with better conditions.

次に、図16を用いて、端末1が情報配信方式の通信モードをPush型通信からPull型通信に切り替える動作フローの例を示す。はじめに、端末1は未接続状態にあり(ステップ501)、図14のステップ451〜459と同様の処理を実施する(ステップ502)。ところが、本ケースでは何らかの理由により、使用するトランスポートプロトコルをUDPからTCPへ変更しても単位時間あたりの消費電力量の予測値(W_EXP)が予め無線アクセス網50で定めた単位時間あたりの消費電力量の閾値閾値(W_MAX)を超過し(ステップ503)、また図15で説明した無線アクセス網の再選択にも失敗したとする(ステップ504)。ここで端末1は、図7の通信方法決定ルーチン152のステップ179に従い、情報配信方式の通信モードをPush型からPull型へ変更することを端末1のアプリユーザIDとIPアドレスとともにアプリサーバ61に通知する (ステップ505)。この情報は、アプリサーバ61が備えるアプリ接続DB62(図2a)の通信モード(62-2)に格納され、アプリサーバ61は端末1へのPush型通知を停止する。そして、端末1は無線電波状況を監視し、比較的電波状況の良い時に限り(ステップ506)、アプリサーバ61への情報問合せを行う(ステップ507、508)。このように、端末1が無線電波状況のよいときを見計らって通信を行うことにより、通信効率を向上することができ、ひいては端末1の消費電力を低減することが可能となる。また、情報配信方式の通信モードをPush型をPull型に変更することにより、無線電波状況が悪い時にアプリサーバ61で発生する再送処理負荷を低減することが可能となる。   Next, an example of an operation flow in which the terminal 1 switches the communication mode of the information distribution method from Push type communication to Pull type communication will be described using FIG. First, the terminal 1 is in an unconnected state (Step 501), and performs the same processing as Steps 451 to 459 in FIG. 14 (Step 502). However, in this case, even if the transport protocol to be used is changed from UDP to TCP for some reason, the estimated power consumption per unit time (W_EXP) is the consumption per unit time defined in the wireless access network 50 in advance. It is assumed that the threshold value (W_MAX) of the electric energy is exceeded (step 503) and the reselection of the radio access network described with reference to FIG. 15 has failed (step 504). Here, according to step 179 of the communication method determination routine 152 in FIG. 7, the terminal 1 changes the communication mode of the information distribution method from Push type to Pull type together with the application user ID and IP address of the terminal 1 to the application server 61. Notification is made (step 505). This information is stored in the communication mode (62-2) of the application connection DB 62 (FIG. 2a) provided in the application server 61, and the application server 61 stops the push-type notification to the terminal 1. The terminal 1 monitors the radio wave condition, and makes an information inquiry to the application server 61 (steps 507 and 508) only when the radio wave condition is relatively good (step 506). In this way, communication is performed in anticipation of when the terminal 1 has a good radio wave condition, so that the communication efficiency can be improved and the power consumption of the terminal 1 can be reduced. Further, by changing the communication mode of the information distribution method from the Push type to the Pull type, it is possible to reduce the retransmission processing load generated in the application server 61 when the radio wave condition is bad.

以上、本実施例では、端末が複数の無線システム間を自由に移動する通信システムにおいて、アプリサーバから端末への情報配信方式、およびアプリサーバと端末間のアプリキープアライブ間隔を、端末の通信環境に応じて動的に変更するシステムの構成例を示した。   As described above, in the present embodiment, in a communication system in which a terminal freely moves between a plurality of wireless systems, the information distribution method from the application server to the terminal, and the application keep alive interval between the application server and the terminal are defined as the communication environment of the terminal. A system configuration example that dynamically changes according to the above is shown.

本実施例では、端末とアプリサーバ間にNAT機能が存在する場合には、アプリキープアライブ間隔をNATセッションタイマよりも短い値に設定する。また端末とアプリサーバ間にNAT機能が存在せず、かつ無線接続キープアライブによって無線アクセス網が取得する無線アクセス網の端末接続情報をアプリサーバが取得できる場合には、アプリキープアライブ間隔を無線アクセス網毎に予め定めた最大値に設定する。また端末とアプリサーバ間にNAT機能が存在せず、かつ無線接続キープアライブによって無線アクセス網が取得する無線アクセス網の端末接続情報をアプリサーバが取得できない場合には、アプリキープアライブ間隔を無線アクセス網毎に予め定めた標準値に設定する。以上により、端末とアプリサーバ間の接続性を維持できる範囲内でアプリキープアライブ間隔を短縮し、端末の消費電力量を低減することが可能となる。さらに、このような手順で決定したアプリキープアライブ間隔での端末消費電力量が許容範囲を超える場合には、トランスポート層のプロトコルをUDPからTCPに変換、もしくは無線アクセス網の再選択、もしくは情報配信方式の通信モードををPush型からPull型に変更することにより、端末消費電力とアプリサーバの処理負荷を低減できる効果が得られる。   In this embodiment, when the NAT function exists between the terminal and the application server, the application keep alive interval is set to a value shorter than the NAT session timer. If there is no NAT function between the terminal and the application server, and the application server can acquire the terminal connection information of the wireless access network that the wireless access network acquires by wireless connection keepalive, the application keepalive interval is wirelessly accessed. Set to the maximum value predetermined for each network. In addition, if there is no NAT function between the terminal and the application server, and the application server cannot acquire the terminal connection information of the wireless access network that the wireless access network acquires by wireless connection keepalive, the application keepalive interval is wirelessly accessed. Set to a standard value predetermined for each network. As described above, the application keep alive interval can be shortened within a range in which the connectivity between the terminal and the application server can be maintained, and the power consumption of the terminal can be reduced. Furthermore, if the terminal power consumption at the application keep alive interval determined in this way exceeds the allowable range, the transport layer protocol is converted from UDP to TCP, or the radio access network is reselected, or information By changing the communication mode of the distribution method from Push type to Pull type, it is possible to reduce the terminal power consumption and the processing load of the application server.

<実施例2>
実施例1では、端末自身が直接無線アクセス網に接続するシステムを想定したが、実施例2では、端末がモバイルルータを介して無線アクセス網に接続するシステムを想定する。モバイルルータは、無線アクセス網(携帯電話網、WiMAX、公衆無線LAN等)に接続するWANインタフェースと、端末を収容するLANインタフェースとを備え、WANとLANのトラフィックを相互に中継する装置である。モバイルルータが用いられるシステムにおいては、無線アクセス網と接続するモバイルルータの消費電力低減、無線アクセス網のトラフィック削減が重要な課題となる。そこで、本実施例では、モバイルルータが配下の複数の端末のキープアライブ情報を集約してWANインタフェースに送信することにより、モバイルルータキープアライブメッセージ数を削減し、モバイルルータの消費電力低減、無線アクセス網のトラフィック削減を実現する例を示す。実施例2においては、端末とモバイルルータとの間のとの接続を維持するための端末とモバイルルータとのキープアライブを「端末キープアライブ」と定義する。モバイルルータ1010とキープアライブ中継サーバと接続を維持するための確認を「モバイルルータキープアライブ」と定義する。また、モバイルルータ1010とキープアライブ中継サーバ間のキープアライブ間隔を「モバイルルータキープアライブ間隔」と定義する。
端末1と無線GW21との接続を維持するための端末1と無線GW21とのキープアライブを「無線接続キープアライブ」と、端末1とアプリサーバ61との接続を維持するためのキープアライブを「アプリキープアライブ」と定義する。
<Example 2>
In the first embodiment, a system in which the terminal itself is directly connected to the wireless access network is assumed. In the second embodiment, a system in which the terminal is connected to the wireless access network via the mobile router is assumed. A mobile router is a device that includes a WAN interface connected to a wireless access network (such as a cellular phone network, WiMAX, and a public wireless LAN) and a LAN interface that accommodates a terminal, and relays WAN and LAN traffic to each other. In a system using a mobile router, reduction of power consumption of the mobile router connected to the radio access network and reduction of traffic of the radio access network are important issues. Therefore, in this embodiment, the mobile router aggregates keepalive information of a plurality of terminals under its control and transmits it to the WAN interface, thereby reducing the number of mobile router keepalive messages, reducing power consumption of the mobile router, and wireless access. An example of realizing network traffic reduction will be shown. In the second embodiment, the keep alive between the terminal and the mobile router for maintaining the connection between the terminal and the mobile router is defined as “terminal keep alive”. The confirmation for maintaining the connection between the mobile router 1010 and the keep-alive relay server is defined as “mobile router keep-alive”. Further, a keep alive interval between the mobile router 1010 and the keep alive relay server is defined as a “mobile router keep alive interval”.
Keeping the connection between the terminal 1 and the wireless GW 21 is “wireless connection keep alive”, and maintaining the connection between the terminal 1 and the application server 61 is “application”. It is defined as “keep alive”.

1. システム構成例
図19は、実施例2におけるシステム構成例を示す図である。図19において、(1001、1002)は端末を示し、(1020、1030)は無線アクセス網を示し、1010は端末(1001、1002)を収容するLANインタフェースと、無線アクセス網(1020、1030)に接続するWANインタフェースとを備えたモバイルルータを示し、1040は無線アクセス網(1020、1030)を収容するIPコア網を示し、1041はIPコア網1040に設置されるキープアライブ中継サーバを示し、 (1044、1045)はIPコア網1040に設置され端末(1001、1002)を収容するアプリサーバを示す。
1. System Configuration Example FIG. 19 is a diagram illustrating a system configuration example according to the second embodiment. In FIG. 19, (1001, 1002) indicates a terminal, (1020, 1030) indicates a radio access network, 1010 indicates a LAN interface that accommodates the terminals (1001, 1002), and a radio access network (1020, 1030). A mobile router having a WAN interface to be connected, 1040 indicates an IP core network accommodating radio access networks (1020, 1030), 1041 indicates a keep-alive relay server installed in the IP core network 1040, 1044 and 1045) are application servers installed in the IP core network 1040 and accommodating terminals (1001 and 1002).

ここで、本発明の特徴は、モバイルルータ1010が複数の端末(1001、1002)のキープアライブ情報を集約してキープアライブ中継サーバ1041に通知し、キープアライブ中継サーバ1041がその情報を展開してアプリサーバ(1044、1045)に通知する点である。   Here, the feature of the present invention is that the mobile router 1010 aggregates keepalive information of a plurality of terminals (1001, 1002) and notifies the keepalive relay server 1041, and the keepalive relay server 1041 expands the information. The point is to notify the application server (1044, 1045).

また、キープアライブ中継サーバ1041は、モバイルルータ1010から通知された端末キープアライブ情報の集約結果を展開するために、キープアライブ中継DB1042を備える。キープアライブ中継DB1042は、例えば、図21aに示すように、モバイルルータID(1042-1)、端末ID(1042-2)、アプリID(1042-3)、端末通信アドレス(1042-4)、状態(1042-5)、アプリサーバ通信アドレス(1042-6)等から構成される。   Further, the keep-alive relay server 1041 includes a keep-alive relay DB 1042 in order to develop the aggregation result of terminal keep-alive information notified from the mobile router 1010. The keep-alive relay DB 1042, for example, as shown in FIG.21a, mobile router ID (1042-1), terminal ID (1042-2), application ID (1042-3), terminal communication address (1042-4), status (1042-5), application server communication address (1042-6), and the like.

さらに、キープアライブ中継サーバ1041は、アプリサーバ(1044、1045)に対してキープアライブ処理を実施し、その状態を端末(1001、1002)に通知することも可能である。この場合、アプリサーバ(1044、1045)のキープアライブ状況を管理するためにサーバキープアライブDB1043を保持する。サーバキープアライブDB1043は、例えば図21bに示すようにアプリサーバ通信アドレス(1043-1)、状態(1043-2)等から構成される。   Furthermore, the keep-alive relay server 1041 can perform keep-alive processing on the application servers (1044, 1045) and notify the terminal (1001, 1002) of the state. In this case, the server keep alive DB 1043 is held to manage the keep alive status of the application servers (1044, 1045). The server keep alive DB 1043 includes, for example, an application server communication address (1043-1), a state (1043-2), etc. as shown in FIG. 21b.

2. 装置構成例と特徴機能
次に、図22、図23a、図23bを用いて、モバイルルータ1010の装置構成と特徴機能を説明する。
2. Device Configuration Example and Feature Function Next, the device configuration and feature function of the mobile router 1010 will be described with reference to FIGS. 22, 23a, and 23b.

図22は、モバイルルータ1010の装置構成例を示す。本構成例において、モバイルルータ1010のハードウェアは一般的なモバイルルータ装置と同様であり、不揮発性の情報記憶デバイスであるハードディスク1010-1と、揮発性の情報記憶デバイスであるメモリ1010-2と、プログラムおよびデータを逐次読み込んで演算を行うCPU1010-3と、無線アクセス網(1020、1030)との通信を中継するアンテナ(1010-4a、1010-4b)およびWAN無線信号処理部(1010-5a、1010-5b)と、端末(1001、1002)との通信を中継するアンテナ1010-6およびLAN無線信号処理部1010-7と、各ユニットを接続するバス1010-8から構成される。   FIG. 22 shows a device configuration example of the mobile router 1010. In this configuration example, the hardware of the mobile router 1010 is the same as that of a general mobile router device, a hard disk 1010-1 that is a nonvolatile information storage device, and a memory 1010-2 that is a volatile information storage device. , CPU1010-3 that reads and calculates programs and data sequentially, and antennas (1010-4a, 1010-4b) and WAN wireless signal processing unit (1010-5a) that relay communications between the wireless access networks (1020, 1030) , 1010-5b) and an antenna 1010-6 and a LAN wireless signal processing unit 1010-7 that relay communication between terminals (1001, 1002), and a bus 1010-8 that connects each unit.

また、モバイルルータ1010の機能を実現するプログラムおよびデータは、実行時にメモリ1010-2に展開され、それらは少なくともNATセッション情報を生成/更新/削除するNAT管理ルーチン1100と、NATセッション情報を保持するNAT DB1012と、端末(1001、1002)との間でキープアライブ処理を実施する端末キープアライブルーチン1102と、複数の端末(1001、1002)の端末キープアライブ状況を保持する端末キープアライブDB1012と、端末キープアライブ状況の集約結果をキープアライブ中継サーバ1041に通知する端末キープアライブ状況報告ルーチン1101と、キープアライブ中継サーバ1041に対してキープアライブ処理を実施する中継サーバキープアライブルーチン1103とを含む。これらのうち、端末キープアライブルーチン1102、端末キープアライブ状況報告ルーチン1101、端末キープアライブDB1011を備える点が、本発明における特徴である。   In addition, programs and data for realizing the functions of the mobile router 1010 are expanded in the memory 1010-2 at the time of execution, and they hold at least a NAT management routine 1100 for generating / updating / deleting NAT session information and NAT session information. A terminal keep alive routine 1102 that performs keep alive processing between the NAT DB 1012 and the terminals (1001, 1002), a terminal keep alive DB 1012 that holds the terminal keep alive status of a plurality of terminals (100 1, 1002), and a terminal It includes a terminal keep alive status report routine 1101 for notifying the keep alive status aggregation result to the keep alive relay server 1041 and a relay server keep alive routine 1103 for performing keep alive processing on the keep alive relay server 1041. Among these, a terminal keep alive routine 1102, a terminal keep alive status report routine 1101, and a terminal keep alive DB 1011 are features of the present invention.

端末キープアライブDB1011は、例えば図20aのように、端末ID(1011-1)、アプリID(1011-2)、NAT変換前の端末通信アドレスを示すLAN通信アドレス(1011-3)、キープアライブ状態(1011-4)等から構成される。   For example, as shown in FIG. 20a, the terminal keep alive DB 1011 includes a terminal ID (1011-1), an application ID (1011-2), a LAN communication address (1011-3) indicating a terminal communication address before NAT conversion, and a keep alive state. (1011-4) etc.

NAT DB1012は、例えば図20bに示すように、NAT変換前のプライベートアドレスを示すLAN通信アドレス(1012-1)と、NAT変換後のグローバルアドレスを示すWAN通信アドレス(1012-2)等から構成される。モバイルルータでは、このNATDBに基づいて、NAT変換が行われる。   For example, as shown in FIG.20b, the NAT DB 1012 is composed of a LAN communication address (1012-1) indicating a private address before NAT conversion, a WAN communication address (1012-2) indicating a global address after NAT conversion, and the like. The In the mobile router, NAT conversion is performed based on this NATDB.

図23aは、端末キープアライブ状況報告ルーチン1101の実装例を示す。本ルーチンは、モバイルルータ1010とキープアライブ中継サーバ1041間のキープアライブパケット交換時、端末キープアライブDB1011の情報更新時、およびNAT DB1012の情報更新時に実行される。処理内容は以下の通りである。はじめに、モバイルルータ101は、端末キープアライブDB1011、NAT DB1012で保持する情報のうち、前回送信したモバイルルータキープアライブの情報と、現在端末キープアライブ状況として保持している端末キープアライブDB1011、NAT DB1の情報との差分を抽出する(ステップ1121)。そして、モバイルルータ101は、前記抽出した差分の端末キープアライブ情報をキープアライブ中継サーバ1041に通知し(ステップ1122)、処理を終了する。このように、前回モバイルルータキープアライブを送信した時の端末キープアライブDB1011及びNAT DB1012と現時点で保持している端末キープアライブDB1011及びNAT DB1012の情報の差分の情報のみを通知することにより、情報量を圧縮し、無線アクセス網のトラフィック削減、モバイルルータ1010の消費電力低減を実現できる。なお、本ルーチンを実施するシステム動作フローの例を後で図24〜26を用いて説明する。   FIG. 23a shows an implementation example of the terminal keep alive status report routine 1101. FIG. This routine is executed when the keepalive packet is exchanged between the mobile router 1010 and the keepalive relay server 1041, when the information of the terminal keepalive DB 1011 is updated, and when the information of the NAT DB 1012 is updated. The processing contents are as follows. First, the mobile router 101 includes the information of the mobile router keepalive transmitted last time and the information of the terminal keepalive DB1011 and NAT DB1 currently held as the terminal keepalive status among the information held by the terminal keepalive DB1011 and NAT DB1012. A difference from the information is extracted (step 1121). Then, the mobile router 101 notifies the extracted terminal keep-alive information of the difference to the keep-alive relay server 1041 (step 1122), and ends the process. In this way, by notifying only the difference information between the terminal keepalive DB 1011 and NAT DB 1012 when the mobile router keep alive was last transmitted and the current terminal keep alive DB 1011 and NAT DB 1012 information, To reduce the traffic of the wireless access network and the power consumption of the mobile router 1010. An example of a system operation flow for executing this routine will be described later with reference to FIGS.

また、モバイルルータ1010は、無線アクセス網の変更によりWAN側のグローバルアドレスが変化した際に、図23bに示すNAT管理ルーチン1100を実施することにより、端末(1001、1002)からアプリサーバ(1043、1044)への再位置登録にともなう処理負荷を低減する。すなわち、従来のシステムにおいては、モバイルルータ1010のWAN側グローバルアドレスが変更された際に、モバイルルータ1010のNAT DB1012がリセットされるため、モバイルルータ1010配下の端末(1001、1002)からアプリサーバ(1044、1045)に対して再度位置登録を行い、モバイルルータ1010のNATセッション情報を再度生成する必要があった。しかし、本発明のシステムによれば、図23bに示すようにモバイルルータ1010は、変更後のグローバルアドレスを用いてNAT DB1012のWAN通信アドレス1012-2(図20b参照)を更新することにより(図23bのステップ1123)、端末(1001、1002)からアプリサーバ(1044、1045)への再位置登録を不要としている。なお、本ルーチンを適用したシステム動作フローの例は、後で図28を用いて説明する。   In addition, when the global address on the WAN side changes due to the change of the wireless access network, the mobile router 1010 executes the NAT management routine 1100 shown in FIG.23b, so that the application server (1043, 1044) to reduce the processing load accompanying relocation registration. That is, in the conventional system, when the WAN-side global address of the mobile router 1010 is changed, the NAT DB 1012 of the mobile router 1010 is reset, so that the application server (1001, 1002) from the mobile router 1010 subordinate terminal (1001, 1002) 1044, 1045), it is necessary to perform location registration again and generate NAT session information of the mobile router 1010 again. However, according to the system of the present invention, as shown in FIG.23b, the mobile router 1010 updates the WAN communication address 1012-2 (see FIG.20b) of the NAT DB 1012 with the changed global address (see FIG.20b). Step 1123 of 23b), relocation registration from the terminal (1001, 1002) to the application server (1044, 1045) is unnecessary. An example of a system operation flow to which this routine is applied will be described later with reference to FIG.

3. システム動作フロー例
次に、図24〜28を用いて、実施例2におけるシステム動作フローの例を示す。
3. System Operation Flow Example Next, an example of a system operation flow in the second embodiment will be described with reference to FIGS.

図24〜25は、モバイルルータ1010が無線アクセス網1020に接続した後、さらに端末1001がモバイルルータ1010に接続するシステム動作フローの例を示す。はじめに、端末1001、端末1002、モバイルルータ1010は未接続状態にある。次に、モバイルルータ1010の電源が投入されると、モバイルルータ1010は、最も電波状況の良い無線アクセス網1020に接続され、無線アクセス網1020からグローバルアドレス(IP#G1)を付与される(ステップ1202)。そして、モバイルルータ1010は、無線アクセス網1020の接続を利用してキープアライブ中継サーバ1041に接続し、モバイルルータ1010とキープアライブ中継サーバ間のモバイルルータキープアライブ間隔(T_MR1020)を決定する。この時点で、モバイルルータ1010の端末キープアライブDB1011にはまだ何も設定されていない。また、キープアライブ中継サーバ1041のキープアライブ中継DB1042にはモバイルルータID(1042-1)のみが設定されている。なお、モバイルルータキープアライブ間隔(T_MR1020)の決定方法の詳細はここでは述べないが、例えば、実施例1で示したアプリキープアライブ間隔の決定アルゴリズムが使用できる。その場合、モバイルルータ1010の通信環境に応じて、接続性を維持できる範囲でモバイルルータキープアライブ間隔をできるだけ長く設定するため、消費電力低減、ネットワーク負荷低減に貢献することが可能となる。以上により、モバイルルータ1010の接続処理が完了し、以降、定期的にモバイルルータキープアライブ(ステップ1204〜1206)が実施される。モバイルルータキープアライブには、モバイルルータ1010が保持する端末キープアライブDB1011に格納されている情報のうち、前回モバイルルータキープアライブを送信した時の情報と現時点で保持している情報との差分の情報が含まれる。モバイルルータキープアライブで通知された情報は、キープアライブ中継サーバ1041のキープアライブ中継DB1042に格納される。   24 to 25 show examples of a system operation flow in which the terminal 1001 is further connected to the mobile router 1010 after the mobile router 1010 is connected to the radio access network 1020. First, the terminal 1001, the terminal 1002, and the mobile router 1010 are not connected. Next, when the power of the mobile router 1010 is turned on, the mobile router 1010 is connected to the radio access network 1020 with the best radio wave condition, and is given a global address (IP # G1) from the radio access network 1020 (step # 1). 1202). Then, the mobile router 1010 connects to the keep alive relay server 1041 using the connection of the radio access network 1020, and determines the mobile router keep alive interval (T_MR 1020) between the mobile router 1010 and the keep alive relay server. At this point, nothing has been set in the terminal keepalive DB 1011 of the mobile router 1010 yet. Further, only the mobile router ID (1042-1) is set in the keepalive relay DB 1042 of the keepalive relay server 1041. The details of the method for determining the mobile router keep alive interval (T_MR1020) will not be described here, but for example, the application keep alive interval determining algorithm shown in the first embodiment can be used. In that case, according to the communication environment of the mobile router 1010, the mobile router keep alive interval is set as long as possible within a range in which connectivity can be maintained, so that it is possible to contribute to power consumption reduction and network load reduction. As described above, the connection process of the mobile router 1010 is completed, and thereafter, the mobile router keepalive (steps 1204 to 1206) is periodically performed. In the mobile router keep alive, of the information stored in the terminal keep alive DB 1011 held by the mobile router 1010, the difference information between the information when the mobile router keep alive was last sent and the information currently held Is included. Information notified by the mobile router keepalive is stored in the keepalive relay DB 1042 of the keepalive relay server 1041.

次に、端末1001の電源が投入され、端末1001は、モバイルルータ1010に対して接続し、プライベートアドレス(IP#P1)の割当てを受ける(ステップ1207)。そして、端末1001はモバイルルータ1010に対して端末キープアライブ要求を送信する(ステップ1208)。端末キープアライブ要求(1208)には、端末1001とモバイルルータ1010との間のキープアライブ間隔を示す端末キープアライブ間隔(T_TM1001)、端末キープアライブ対象となるアプリケーションのID、該アプリケーションが使用する通信アドレス(IPアドレス、ポート番号)等が含まれる。モバイルルータ1010は、端末キープアライブ要求(1208)を受信すると、該情報を端末キープアライブDB1011に格納し、さらに各アプリケーションの通信アドレスに対応するNATセッション情報を生成し、生成したNATセッション情報をNAT DB1012に設定する。モバイルルータでは、このNAT DNに基づいて、NAT変換が行われる。図24の説明においでは、プライベートアドレス(IP#P1)と、グローバルアドレス(IP#G1)とのNAT変換が行われる。また、これらのアドレスに対応するポート番号も変換される。また、モバイルルータ1010は、端末1001が新規に接続されたことをキープアライブ中継サーバ1041に通知し(ステップ1211)、キープアライブ中継サーバ1041は、ステップ1211で通知された情報をキープアライブ中継DB1042に格納する。さらに、モバイルルータ1010は、端末1001に応答を返信し、キープアライブ中継サーバ1041のアドレスを通知する(ステップ1212)。   Next, the terminal 1001 is powered on, and the terminal 1001 connects to the mobile router 1010 and receives assignment of a private address (IP # P1) (step 1207). The terminal 1001 transmits a terminal keep alive request to the mobile router 1010 (step 1208). The terminal keep alive request (1208) includes a terminal keep alive interval (T_TM1001) indicating a keep alive interval between the terminal 1001 and the mobile router 1010, an ID of an application to be a terminal keep alive, and a communication address used by the application. (IP address, port number) etc. are included. Upon receiving the terminal keep alive request (1208), the mobile router 1010 stores the information in the terminal keep alive DB 1011, further generates NAT session information corresponding to the communication address of each application, and generates the generated NAT session information as NAT. Set to DB1012. In the mobile router, NAT conversion is performed based on the NAT DN. In the description of FIG. 24, NAT conversion between a private address (IP # P1) and a global address (IP # G1) is performed. In addition, port numbers corresponding to these addresses are also converted. Also, the mobile router 1010 notifies the keep-alive relay server 1041 that the terminal 1001 is newly connected (step 1211), and the keep-alive relay server 1041 sends the information notified in step 1211 to the keep-alive relay DB 1042. Store. Furthermore, the mobile router 1010 returns a response to the terminal 1001 and notifies the address of the keepalive relay server 1041 (step 1212).

次に、端末1001は、アプリサーバ1044、1045に対して位置登録を行う(図24ステップ1213、図25ステップ1217)。位置登録要求にはキープアライブ中継サーバ1041とモバイルルータ1010のIDが含まれている。アプリサーバ(1044、1045)は、位置登録要求で通知された情報を使用して、キープアライブ中継サーバ1041にモバイルルータキープアライブ状況を問い合わせる(図24ステップ1214、図25ステップ1218)。この例では、モバイルルータキープアライブで通知された端末1001の情報が事前にキープアライブ中継サーバ1041に通知されているので、問い合わせに成功し、キープアライブ中継サーバ1041とアプリサーバ(1044、1045)間のサーバキープアライブ間隔(T_SV1044、T_SV1045)が通知される(図24ステップ1215、図25ステップ1219)。サーバキープアライブ間隔(T_SV1044、T_SV1045)は、アプリサーバ(1044、1045)とキープアライブ中継サーバ1041の負荷を上げない程度に長く、またサービスレベルを低下させない程度に短く設定される。   Next, the terminal 1001 performs location registration with the application servers 1044 and 1045 (step 1213 in FIG. 24, step 1217 in FIG. 25). The location registration request includes the IDs of the keep-alive relay server 1041 and the mobile router 1010. The application server (1044, 1045) uses the information notified by the location registration request to inquire the keepalive relay server 1041 about the mobile router keepalive status (step 1214 in FIG. 24, step 1218 in FIG. 25). In this example, since the information of the terminal 1001 notified by the mobile router keepalive is notified to the keepalive relay server 1041 in advance, the inquiry is successful, and the keepalive relay server 1041 and the application server (1044, 1045) The server keep alive interval (T_SV1044, T_SV1045) is notified (step 1215 in FIG. 24, step 1219 in FIG. 25). The server keep alive interval (T_SV 1044, T_SV 1045) is set long enough not to increase the load on the application servers (1044, 1045) and the keep alive relay server 1041, and short enough not to decrease the service level.

次に、アプリサーバ(1044、1045)は、端末1001との間で実施するアプリキープアライブ間隔(T_AP1044、T_AP1045)を決定し、端末1001に応答を返信する(図24ステップ1216、図25ステップ1220)。なお、本実施例では、アプリキープアライブ(T_AP1044、T_AP1045)を非常に長く(例えば1日〜1週間)設定し、キープアライブメッセージを中継するモバイルルータ1010の負荷を低減する点に特徴がある。   Next, the application server (1044, 1045) determines an application keep alive interval (T_AP1044, T_AP1045) to be executed with the terminal 1001, and returns a response to the terminal 1001 (FIG. 24 step 1216, FIG. 25 step 1220). ). The present embodiment is characterized in that the application keep alive (T_AP1044, T_AP1045) is set to be very long (for example, one day to one week) to reduce the load on the mobile router 1010 that relays the keep alive message.

以上で端末1001の接続処理が終了し、以降、端末1001とモバイルルータ1010間の端末キープアライブ(ステップ1220〜1230)、モバイルルータ1010とキープアライブ中継サーバ1041間のモバイルルータキープアライブ(ステップ1230〜1233)、キープアライブ中継サーバ1041とアプリサーバ(1044、1045)間のサーバキープアライブ(ステップ1234〜1241)、端末1001とアプリサーバ(1044、1045)間のアプリキープアライブ(ステップ1242〜1245)が定期的に実施されるようになる。   The connection processing of the terminal 1001 is completed as described above, and thereafter, the terminal keepalive between the terminal 1001 and the mobile router 1010 (steps 1220 to 1230), and the mobile router keepalive between the mobile router 1010 and the keepalive relay server 1041 (steps 1230 to 1230). 1233), server keep alive (steps 1234 to 1241) between the keep alive relay server 1041 and the application servers (1044 and 1045), and application keep alive (steps 1242 to 1245) between the terminal 1001 and the application servers (1044, 1045). It will be implemented regularly.

なお、図24〜25では端末1001の接続フローについて示したが、端末1002についても同様の手順が適用される。   24 to 25 show the connection flow of the terminal 1001, the same procedure is applied to the terminal 1002.

次に、図26を用いて端末1が圏外移動するシステム動作フローの例を示す。はじめに、端末1001は、モバイルルータ1010とアプリサーバ(1044、1045)に接続しており、端末キープアライブ、モバイルルータキープアライブ、サーバキープアライブ、アプリキープアライブを定期的に実施している(ステップ1301)。ところが、端末1001の移動により、端末1001とモバイルルータ1010間の通信が切断される(ステップ1302)。モバイルルータ1010は、端末キープアライブに失敗することによって端末1001の圏外移動を検出し(1303)、端末キープアライブDB1011、NAT DB1012の中から端末1001に関する情報を削除する。そして、キープアライブ中継サーバ1041に対して端末キープアライブ状況更新を送信し(ステップ1305)、端末1001の離脱を通知する(図23aの端末キーピアライブ状況報告ルーチンによって計算された差分をモバイルキープアライブによって通知する)。キープアライブ中継サーバ1041は、端末1001の情報をキープアライブ中継DB1042から検索し、端末1001が接続している(端末ID1042-2に対応する)アプリサーバID1042-3を特定し、該アプリサーバIDに対応するアプリサーバ(1044、1045)に対して端末1001の離脱通知を送信する(ステップ1306、1308)。アプリサーバ(1044、1045)は、端末1001の位置登録情報を削除し、応答を返信する(ステップ1307、1309)。キープアライブ中継サーバ1041は、モバイルルータ1010に応答を返信する(1310)。以降、キープアライブ中継DB1042のアプリサーバ通信アドレス1042-6に基づいてキープアライブ中継サーバ1041主導で実施されるサーバキープアライブ、端末キープアライブDB1011に基づいてモバイルルータ1010主導で実施される端末キープアライブ端末とアプリサーバ(1044、1045)間の接続状態に基づいて端末主導で実施されるアプリキープアライブは実施されず、モバイルルータキープアライブのみが実施されるようになる(ステップ1311、1312)。 以上のように、モバイルルータ1010が端末1001の端末キープアライブ状況の変化をキープアライブ中継サーバ1041に通知することにより、端末1001とアプリサーバ(1044、1045)間のアプリキープアライブ間隔を長く設定しても、アプリサーバ(1044、1045)が端末1001の状態を正しく把握できるようになる。   Next, an example of a system operation flow in which the terminal 1 moves outside the service area will be described with reference to FIG. First, the terminal 1001 is connected to the mobile router 1010 and the application server (1044, 1045), and periodically performs terminal keepalive, mobile router keepalive, server keepalive, and application keepalive (step 1301). ). However, the movement of the terminal 1001 disconnects the communication between the terminal 1001 and the mobile router 1010 (step 1302). The mobile router 1010 detects the out-of-service movement of the terminal 1001 due to failure of the terminal keep alive (1303), and deletes information related to the terminal 1001 from the terminal keep alive DB 1011 and the NAT DB 1012. Then, the terminal keep alive status update is transmitted to the keep alive relay server 1041 (step 1305), and the terminal 1001 is notified of the detachment (the difference calculated by the terminal key peer live status reporting routine in FIG. 23a is used as the mobile keep alive). Notify by). The keep-alive relay server 1041 retrieves information on the terminal 1001 from the keep-alive relay DB 1042, identifies the application server ID 1042-3 to which the terminal 1001 is connected (corresponding to the terminal ID 1042-2), and sets the application server ID as the application server ID. A terminal 1001 leave notification is transmitted to the corresponding application server (1044, 1045) (steps 1306, 1308). The application server (1044, 1045) deletes the location registration information of the terminal 1001, and returns a response (steps 1307, 1309). The keep-alive relay server 1041 returns a response to the mobile router 1010 (1310). Thereafter, the server keepalive that is implemented by the keepalive relay server 1041 based on the application server communication address 1042-6 of the keepalive relay DB1042, and the terminal keepalive terminal that is implemented by the mobile router 1010 based on the terminal keepalive DB1011 Based on the connection state between the mobile phone and the application server (1044, 1045), the application keep alive implemented by the terminal is not performed, and only the mobile router keep alive is performed (steps 1311, 1312). As described above, when the mobile router 1010 notifies the keepalive relay server 1041 of the change in the terminal keepalive status of the terminal 1001, the app keepalive interval between the terminal 1001 and the app server (1044, 1045) is set longer. However, the application server (1044, 1045) can correctly grasp the state of the terminal 1001.

次に、図27を用いてアプリサーバ1044が再起動するシステム動作フローの例を示す。はじめに、端末1001は、モバイルルータ1010とアプリサーバ(1044、1045)に接続しており、端末キープアライブ、モバイルルータキープアライブ、サーバキープアライブ、アプリキープアライブを定期的に実施している(ステップ1351)。ところが、アプリサーバ1044に異常が発生し、アプリサーバ1044 の再起動処理が行われる(ステップ1352)。キープアライブ中継サーバ1041は、サーバキープアライブによりアプリサーバ1044の再起動を検出(ステップ1353)し、モバイルルータ1010経由で端末1001にアプリサーバ1044が再起動したことを通知する(ステップ1354)。端末1001は、アプリサーバ1044の再起動通知を受けると、アプリサーバ1044に対して再位置登録を実施する(ステップ1355)。これにより、アプリサーバ1044に端末1001の位置情報が再登録される。続いてキープアライブ中継サーバ1041とアプリサーバ1044間の接続確立(ステップ1356〜1357)、端末1001へのアプリキープアライブ間隔通知(ステップ1358)が行われ、最初の定常状態に復帰する(ステップ1359)。   Next, an example of a system operation flow in which the application server 1044 is restarted will be described with reference to FIG. First, the terminal 1001 is connected to the mobile router 1010 and the application server (1044, 1045), and periodically performs terminal keepalive, mobile router keepalive, server keepalive, and application keepalive (step 1351). ). However, an abnormality occurs in the application server 1044, and the application server 1044 is restarted (step 1352). The keep-alive relay server 1041 detects restart of the application server 1044 by server keep-alive (step 1353), and notifies the terminal 1001 via the mobile router 1010 that the application server 1044 has been restarted (step 1354). Upon receiving the restart notification of the application server 1044, the terminal 1001 performs relocation registration with the application server 1044 (step 1355). As a result, the location information of the terminal 1001 is re-registered in the application server 1044. Subsequently, a connection between the keep alive relay server 1041 and the application server 1044 is established (steps 1356 to 1357), an application keep alive interval notification to the terminal 1001 is performed (step 1358), and the initial steady state is restored (step 1359). .

以上のように、キープアライブ中継サーバ1041がアプリサーバ1044のサーバキープアライブ状況の変化をモバイルルータ1010と端末1001に通知することにより、端末1001とアプリサーバ1044間のアプリキープアライブ間隔を長く設定しても、端末1001がアプリサーバ1044の異常を早期検知し、迅速に定常状態に復帰することが可能となる。   As described above, the keep-alive relay server 1041 notifies the mobile router 1010 and the terminal 1001 of changes in the server keep-alive status of the application server 1044, thereby setting a long application keep-alive interval between the terminal 1001 and the application server 1044. However, the terminal 1001 can detect an abnormality in the application server 1044 at an early stage, and can quickly return to a steady state.

次に、モバイルルータ1010が無線アクセス網を切り替えたことにより、グローバルアドレスが変更されるシステム動作フローの例を、図28を用いて示す。はじめに、端末1001は、モバイルルータ1010とアプリサーバ(1044、1045)に接続しており、端末キープアライブ、モバイルルータキープアライブ、サーバキープアライブ、アプリキープアライブを定期的に実施している(ステップ1401)。ところが、無線電波状況が変化した等の理由により、モバイルルータ1010は、無線アクセス網1020との接続を切断し(ステップ1402)、無線アクセス網1030との接続を新規に確立する(ステップ1403)。この際に、無線アクセス網1030は、モバイルルータ1010に、無線アクセス網1020が割り当てたグローバルアドレス(IP#G1)とは異なるグローバルアドレス(IP#G2)を割り当てる。次に、モバイルルータ1010は、無線アクセス網1030との接続を利用して、キープアライブ中継サーバ1041との接続を再確立し(ステップ1404)、モバイルルータキープアライブ間隔(T_MR1030)を再決定する。そして、モバイルルータ1010は、図23bのNAT管理ルーチン1100に従い、新しく割り当てられたグローバルアドレス(IP#G2)を用いてLAN通信アドレスがプライベートアドレスIP#P1に対するNAT DB1012のWAN通信アドレスを、無線アクセス網1020が割り当てたグローバルアドレス(IP#G1)から新しく割り当てられたグローバルアドレス(IP#G2)に更新する(ステップ1405)。モバイルルータ1010は、ここで、LAN通信アドレスプライベートアドレスIP#P1及びこれに対応するポート番号に対して、新しく割り当てられたグローバルアドレス(IP#G2)及びこれに対応するポート番号の組み合わせを生成する。また、キープアライブ中継サーバ1041に端末キープアライブ状況更新を送信し(ステップ1406)、WAN通信アドレスの変化(変更後のIPアドレス、ポート番号など)を通知する。キープアライブ中継サーバ1041は、アプリサーバ(1044、1045)に対して通信アドレス変更を通知する(ステップ1407、1409)。アプリサーバ(1044、1045)は端末位置情報を更新、応答を返信する(ステップ1408、1410)。キープアライブ中継サーバ1041は、モバイルルータ1010に応答を返信し(1411)、以降、定常状態に復帰する(ステップ1412)。   Next, FIG. 28 shows an example of a system operation flow in which the global address is changed by the mobile router 1010 switching the radio access network. First, the terminal 1001 is connected to the mobile router 1010 and the application server (1044, 1045), and periodically performs terminal keepalive, mobile router keepalive, server keepalive, and application keepalive (step 1401). ). However, the mobile router 1010 disconnects from the radio access network 1020 (step 1402) and establishes a new connection with the radio access network 1030 (step 1403) due to a change in the radio wave condition. At this time, the radio access network 1030 assigns a global address (IP # G2) different from the global address (IP # G1) assigned by the radio access network 1020 to the mobile router 1010. Next, the mobile router 1010 uses the connection with the radio access network 1030 to re-establish the connection with the keep alive relay server 1041 (step 1404), and re-determines the mobile router keep alive interval (T_MR 1030). Then, according to the NAT management routine 1100 of FIG. 23b, the mobile router 1010 uses the newly assigned global address (IP # G2), and the LAN communication address uses the NAT DB1012 WAN communication address for the private address IP # P1 as a wireless The global address (IP # G1) assigned by the network 1020 is updated to the newly assigned global address (IP # G2) (step 1405). Here, the mobile router 1010 generates a combination of the newly assigned global address (IP # G2) and the corresponding port number for the LAN communication address private address IP # P1 and the corresponding port number. . Also, the terminal keep-alive status update is transmitted to the keep-alive relay server 1041 (step 1406), and the change of the WAN communication address (changed IP address, port number, etc.) is notified. The keep-alive relay server 1041 notifies the application server (1044, 1045) of the communication address change (steps 1407, 1409). The application server (1044, 1045) updates the terminal location information and returns a response (steps 1408, 1410). The keep-alive relay server 1041 returns a response to the mobile router 1010 (1411), and thereafter returns to a steady state (step 1412).

以上のように、モバイルルータ1010は、グローバルアドレスの変更時にNAT情報を更新し、その情報をキープアライブ中継サーバ1041経由でアプリサーバ(1044、1045)に通知することにより、端末とアプリサーバ間の再位置登録を実施することなく、サービスを継続することが可能となる。図28の動作フローでは端末1001の一台のみがモバイルルータに接続している状況を想定したが、モバイルルータ1010が収容する端末台数が多いほど、本処理の効果は大きくなる。なぜならば、従来技術に従い、グローバルアドレス変更時に端末(M台)からアプリサーバ(N台)への再位置登録を実施したとすると、無線アクセス網を通過するメッセージ数はM×N×2(リクエスト+レスポンス)となる。しかし、図28の動作フローのようにモバイルルータ1010が各端末の代理でアドレス変更を通知した場合、無線アクセス網を通過するメッセージ数は端末台数やアプリサーバ台数によらず2 (リクエスト+レスポンス)となるためである。特に、携帯電話網のように消費電力の大きい無線アクセス網の場合、メッセージ数の削減には大きな効果が見込まれる。   As described above, the mobile router 1010 updates the NAT information when the global address is changed, and notifies the information to the application server (1044, 1045) via the keep-alive relay server 1041. The service can be continued without performing relocation registration. In the operation flow of FIG. 28, it is assumed that only one terminal 1001 is connected to the mobile router. However, the larger the number of terminals that the mobile router 1010 accommodates, the greater the effect of this process. This is because if the relocation registration from the terminal (M units) to the application server (N units) is performed when the global address is changed according to the conventional technology, the number of messages passing through the wireless access network is M × N × 2 (request + Response). However, when the mobile router 1010 notifies the address change on behalf of each terminal as shown in the operation flow of FIG. 28, the number of messages passing through the wireless access network is 2 (request + response) regardless of the number of terminals or the number of application servers. It is because it becomes. In particular, in the case of a radio access network with high power consumption such as a cellular phone network, a great effect is expected in reducing the number of messages.

1 端末、(20、30a、30b、40、50) 無線アクセス網、(21、31、41、51) 無線GW、(22、32、42、52) 無線接続DB、60 IPコア網、61 アプリサーバ、62 アプリ接続DB、63 マッピングサーバ、64 マッピングDB、100 アプリ処理ルーチン、101 NAT有無判定ルーチン、102 アプリ連携有無判定ルーチン、103 キープアライブ間隔決定ルーチン、104 無線接続状態取得ルーチン、151 アプリ処理ルーチン、152 キープアライブ間隔決定ルーチン、153 消費電力量予測ルーチン、154 通信方法決定ルーチン、155 無線電波状況監視ルーチン、156 無線制御ルーチン、(1001、1002) 端末、1010 モバイルルータ、1011 端末キープアライブDB、1012 NAT DB、(1020、1030) 無線アクセス網、1040 IPコア網、1041 キープアライブ中継サーバ、1042 キープアライブ中継DB、1043 サーバキープアライブDB、(1044、1045) アプリサーバ、1100 NAT管理ルーチン、 1101 端末キープアライブ状況報告ルーチン、1102 端末キープアライブルーチン、1103 中継サーバキープアライブルーチン。 1 Terminal, (20, 30a, 30b, 40, 50) Wireless access network, (21, 31, 41, 51) Wireless GW, (22, 32, 42, 52) Wireless connection DB, 60 IP core network, 61 apps Server, 62 application connection DB, 63 mapping server, 64 mapping DB, 100 application processing routine, 101 NAT presence / absence determination routine, 102 application cooperation presence / absence determination routine, 103 keep alive interval determination routine, 104 wireless connection status acquisition routine, 151 application processing Routine, 152 Keep alive interval determination routine, 153 Power consumption prediction routine, 154 Communication method determination routine, 155 Radio status monitoring routine, 156 Radio control routine, (1001, 1002) Terminal, 1010 Mobile router, 1011 Terminal keep alive DB , 1012 NAT DB, (1020, 1030) Wireless access network, 1040 IP core network, 1041 keepalive relay server, 1042 keepalive relay DB, 1043 server keepalive DB, (1044, 1045) Server, 1100 NAT management routine, 1101 terminal keepalive status reporting routine, 1102 terminal keepalive routine, and 1103 relay server keepalive routine.

Claims (9)

複数の無線システムと、前記無線システムに接続可能な端末と、前記端末と定期的にキープアライブパケットを交換するアプリサーバと、前記無線システムから通知される無線システムへの端末の接続情報を保持するマッピングサーバを含む通信システムであって、
前記アプリサーバは、
端末が接続している無線システムが、前記無線システムへの端末の接続情報を前記マッピングサーバに通知するか否かに基づいて、前記端末とのキープアライブ間隔を変更することを特徴とする通信システム。
A plurality of wireless systems, a terminal connectable to the wireless system, an application server that periodically exchanges keep-alive packets with the terminal, and connection information of the terminal to the wireless system notified from the wireless system are retained. A communication system including a mapping server,
The application server
A communication system, wherein a wireless system to which a terminal is connected changes a keep alive interval with the terminal based on whether or not to notify the mapping server of connection information of the terminal to the wireless system .
請求項1に記載の通信システムであって、
前記マッピングサーバと前記アプリサーバ間のキープアライブ処理を実施し、
前記マッピングサーバは、前記アプリサーバの異常を検出した際に、該アプリサーバに接続している端末に該アプリサーバで異常が発生したことを前記端末に通知し、
前記端末は、前記異常が発生したアプリサーバに再度位置登録を行うことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
The communication system according to claim 1,
Perform a keep-alive process between the mapping server and the application server,
When the mapping server detects an abnormality in the application server, it notifies the terminal connected to the application server that an abnormality has occurred in the application server,
The communication system according to claim 1, wherein the terminal performs location registration again with the application server in which the abnormality has occurred.
前記アプリサーバは、
前記端末との間にNAT が存在するか否かを判定する手段と、
前記無線システムのうちの一つから前記端末の接続情報を取得できるか否かを判定する手段と、を備え、
前記端末との間にNATが存在する場合には前記キープアライブ間隔をNATセッションタイマよりも短い値に設定し、前記端末との間にNATが存在せずかつ前記アプリサーバが前記無線システムから前記端末の接続情報を取得できる場合には、前記キープアライブ間隔を予め定めた最大値に設定し、前記端末との間にNATが存在せずかつ前記アプリサーバが前記無線システムから前記端末の接続情報を取得できない場合には、前記キープアライブ間隔を前記最大値よりも短い予め定めた標準値に設定することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
The application server
Means for determining whether or not NAT exists with the terminal;
Means for determining whether connection information of the terminal can be obtained from one of the wireless systems,
When NAT exists with the terminal, the keep alive interval is set to a value shorter than a NAT session timer, and there is no NAT between the terminal and the application server from the wireless system. If the connection information of the terminal can be acquired, the keep alive interval is set to a predetermined maximum value, no NAT exists between the terminal and the application server from the wireless system to the connection information of the terminal. 2. The communication system according to claim 1, wherein when the value cannot be acquired, the keep alive interval is set to a predetermined standard value shorter than the maximum value.
請求項3に記載の通信システムであって、
前記端末は、
前記アプリサーバとの交渉により決定したキープアライブ間隔および無線電波状況に基づいてキープアライブ処理に伴う単位時間当たりの消費電力量の予測値を計算し、前記単位時間あたりの消費電力量の予測値が事前に定めた閾値を超える場合には、トランスポート層のプロトコルをUDPからTCPに変更することを特徴とする通信システム。
The communication system according to claim 3,
The terminal
Based on the keep alive interval determined by negotiation with the application server and the radio wave condition, a predicted value of power consumption per unit time associated with the keep alive process is calculated, and the predicted value of power consumption per unit time is A communication system characterized by changing the protocol of the transport layer from UDP to TCP when a predetermined threshold is exceeded.
請求項3に記載の通信システムであって、
前記端末は、
前記アプリサーバとの交渉により決定したキープアライブ間隔および無線電波状況に基づいてキープアライブ処理に伴う単位時間当たりの消費電力量の予測値を計算し、前記単位時間あたりの消費電力量の予測値が事前に定めた閾値を超える場合に、接続する無線システムを前記複数の無線システムから再選択することを特徴とする通信システム。
The communication system according to claim 3,
The terminal
Based on the keep alive interval determined by negotiation with the application server and the radio wave condition, a predicted value of power consumption per unit time associated with the keep alive process is calculated, and the predicted value of power consumption per unit time is A communication system, wherein a wireless system to be connected is reselected from the plurality of wireless systems when a predetermined threshold value is exceeded.
請求項3に記載の通信システムであって、
前記端末は、
前記アプリサーバとの交渉により決定したキープアライブ間隔および無線電波状況に基づいてキープアライブ処理に伴う単位時間当たりの消費電力量の予測値を計算し、前記単位時間あたりの消費電力量の予測値が事前に定めた閾値を超える場合に、Push型通信からPull型通信に切り替えることを前記アプリサーバに通知
することを特徴とする通信システム。
The communication system according to claim 3,
The terminal
Based on the keep alive interval determined by negotiation with the application server and the radio wave condition, a predicted value of power consumption per unit time associated with the keep alive process is calculated, and the predicted value of power consumption per unit time is A communication system characterized by notifying the application server of switching from push-type communication to pull-type communication when a predetermined threshold value is exceeded.
少なくとも一つ以上の無線システムと、前記少なくとも一つ以上の無線システムに接続可能なモバイルルータと、前記モバイルルータに収容される複数の端末と、前記モバイルルータおよび前記無線システムを介して前記複数の端末とキープアライブを実施する少なくとも一つ以上のアプリサーバと、を含む通信システムであって、
前記モバイルルータは、
前記少なくとも一つ以上の無線システムに接続する第一の通信インタフェースと、前記複数の端末を収容する第二の通信インタフェースと、を備え、
前記第二の通信インタフェースを介して前記複数の端末と端末キープアライブを実施し、前記端末キープアライブによって収集した前記複数の端末のキープアライブ状況を集約して前記第一の通信インタフェースを介して前記端末が接続している前記無線アクセス網に送信することを特徴とする通信システム。
At least one wireless system, a mobile router connectable to the at least one wireless system, a plurality of terminals accommodated in the mobile router, and the plurality of terminals via the mobile router and the wireless system A communication system including a terminal and at least one application server that performs keep-alive,
The mobile router
A first communication interface for connecting to the at least one wireless system; and a second communication interface for accommodating the plurality of terminals.
The terminal keep alive is performed with the plurality of terminals via the second communication interface, the keep alive status of the plurality of terminals collected by the terminal keep alive is aggregated, and the terminal keep alive is collected via the first communication interface. A communication system characterized by transmitting to the radio access network to which a terminal is connected.
請求項7に記載の通信システムであって、
前記一つ以上の無線システムを介して前記モバイルルータと通信を行うキープアライブ中継サーバを備え、
前記キープアライブ中継サーバは、
前記モバイルルータから前記集約されたキープアライブ状況を受信し、前記アプリサーバから受信したキープアライブ状況の問い合わせに対応して、前記キープアライブ状況の問い合わせに含まれるモバイルルータ識別子に対応したモバイルルータの前記キープアライブ状況を前記アプリサーバに対して送信することを特徴とする通信システム。
The communication system according to claim 7,
A keep-alive relay server for communicating with the mobile router via the one or more wireless systems;
The keep-alive relay server is
The aggregated keepalive status is received from the mobile router, and in response to the keepalive status inquiry received from the app server, the mobile router corresponding to the mobile router identifier included in the keepalive status inquiry A communication system, wherein a keep-alive situation is transmitted to the application server.
請求項8に記載の通信システムにおいて、
前記モバイルルータは、
前記少なくとも一つ以上の無線システムから第一の通信アドレスの割当てを受けるとともに、前記端末には第二の通信アドレスを付与する機能と、
前記端末から前記アプリサーバへのパケットを中継する際に、前記端末に割当てた前記第二の通信アドレスおよび前記端末が該通信に割当てた第二のポート番号を、前記無線システムから割り当てられた前記第一の通信アドレスおよび前記モバイルルータが該通信に割当てた第一のポート番号に変換する変換機能と、
無線システムの切り替えにより切替後の無線システムから新たに第三の通信アドレスを割り当てられた際に、前記第二の通信アドレスおよび第二ポート番号に対応する、前記第三の通信アドレスおよび第三のポート番号の組合せを生成し、前記第三の通信アドレスおよび第三のポート番号の組合せを、前記キープアライブ中継サーバに送信することを特徴とする通信システム。
The communication system according to claim 8,
The mobile router
A function of receiving a first communication address assigned from the at least one wireless system and assigning a second communication address to the terminal;
When relaying a packet from the terminal to the application server, the second communication address assigned to the terminal and the second port number assigned to the communication by the terminal are assigned by the wireless system. A conversion function for converting to a first communication address and a first port number assigned to the communication by the mobile router;
When a third communication address is newly assigned from the wireless system after switching by switching the wireless system, the third communication address and the third port corresponding to the second communication address and the second port number are assigned. A communication system, wherein a combination of port numbers is generated, and the combination of the third communication address and the third port number is transmitted to the keep-alive relay server.
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