JP2004282249A - 移動通信システムに用いる移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノード、ハンドオーバ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハンドオーバに要する時間を削減し、またＭＮが候補ＡＲ以外のＡＲにハンドオーバした場合にも対応する。
【解決手段】ＭＭＲはＭＮの移動予測から候補ＡＲを選定した後、その候補ＡＲの一覧をＭＮに通知する（Ｓ０１）。ＭＮは常に各ＡＲが送信しているＢｅａｃｏｎを監視し、現在ハンドオーバしそうなＡＲが一覧の通りであるか調べる。その一覧の通りに移動している場合は、その一覧の内容を用いてハンドオーバを行う。一方、一覧の通りでない場合（Ｓ０２）、移動先のエリアＭ’が候補ＡＲの一覧に含まれていないので、ＭＮは自身が予測外の移動をしようとしていることがわかる。この場合、ＭＮは候補ＡＲ以外のＡＲ配下にハンドオーバしそうであること、すなわち予測外行動であること、をＭＭＲに通知する。ＭＭＲは予測外行動であることの通知を受けた場合には、候補ＡＲを新たに選定し直す。
【選択図】 図１
【解決手段】ＭＭＲはＭＮの移動予測から候補ＡＲを選定した後、その候補ＡＲの一覧をＭＮに通知する（Ｓ０１）。ＭＮは常に各ＡＲが送信しているＢｅａｃｏｎを監視し、現在ハンドオーバしそうなＡＲが一覧の通りであるか調べる。その一覧の通りに移動している場合は、その一覧の内容を用いてハンドオーバを行う。一方、一覧の通りでない場合（Ｓ０２）、移動先のエリアＭ’が候補ＡＲの一覧に含まれていないので、ＭＮは自身が予測外の移動をしようとしていることがわかる。この場合、ＭＮは候補ＡＲ以外のＡＲ配下にハンドオーバしそうであること、すなわち予測外行動であること、をＭＭＲに通知する。ＭＭＲは予測外行動であることの通知を受けた場合には、候補ＡＲを新たに選定し直す。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システム、ハンドオーバ制御方法に関し、特に高速で移動し、ハンドオーバしながらデータの送受信を行っている移動ノードに対し、瞬断の短い通信環境を実現する移動通信システム、ハンドオーバ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のアクセスルータ（Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ；以下、ＡＲと略称する）及びＡＲを管理する移動管理ルータ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｏｕｔｅｒ；以下、ＭＭＲと略称する）とを含む有線ネットワークと、無線ネットワークとからなるパケット通信網においては、無線環境上における移動ノード（Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｏｄｅ：以下、ＭＮと略称する）の移動に伴い、接続相手であるアクセスルータの切替処理である、ハンドオーバ（Ｈａｎｄｏｖｅｒ）が生じる。
【０００３】
従来のハンドオーバ手法では、ハンドオーバ中に、２つの手順が行われる。すなわち、（Ａ）ＭＮと移動先ＡＲの「接続処理」と、（Ｂ）ＭＮの「位置登録」と、の２つの手順が行われる。このハンドオーバの手順中は通信が瞬断する可能性がある。このため、これらの手順に要する時間を短縮することが重要である。
従来のハンドオーバ手法が、非特許文献１乃至非特許文献４に開示されている。以下、これらの文献に開示されているハンドオーバ処理について図面を参照して説明する。
【０００４】
図１３には、非特許文献１、非特許文献２に開示されているハンドオーバ手法の概要が示されている。非特許文献１では、ＭＮが位置登録を行うノード（Ｍｏｂｏｌｉｔｙ Ａｎｃｈｏｒ Ｐｏｉｎｔ；以下、ＭＡＰと略称する）を階層型に配置することによって、（Ｂ）ＭＮの「位置登録」に要する時間を軽減している。
【０００５】
ハンドオーバの具体的な手順は以下の通りである。同図に示されているように、ＭＮが、ｐＡＲがデフォルトゲートウェイになっているｐＮｅｔｗｏｒｋから、ｎＡＲがデフォルトゲートウェイになっているｎＮｅｔｗｏｒｋに移動することを想定している。同図において、ハンドオーバはＳ１１乃至Ｓ１７の手順によって行われる。
Ｓ１１：ＭＮがｎＡＲへの無線接続を確立する。
Ｓ１２：ＭＮがｎＡＲにＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信する。
Ｓ１３：ｎＡＲがＭＮにＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ１４：ＭＮがｎＮｅｔｗｏｒｋで用いるＣａｒｅ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ（ｎＣＯＡ）を作成する。
Ｓ１５：ＭＮがＭＡＰ、ｐＡＲにＢｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅを送信する。
Ｓ１６：ｎＡＲがＭＮにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信する。
Ｓ１７：ＭＮがｎＡＲにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ１８：ＭＡＰ、ｐＡＲがＭＮ宛のデータをｎＮｅｔｗｏｒｋに転送し始める。
【０００６】
同図中のＳ１２〜Ｓ１４、Ｓ１６〜Ｓ１７が（Ａ）「接続処理」の手順である。なお、Ｓ１２及びＳ１６のＳｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎはＳ１３、Ｓ１７のＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信させるためのトリガーの役目だけを果たしており、省略されることがある。
同図に示されているハンドオーバの際、（Ａ）「接続処理」で行われることは以下の通りである。すなわち、ＭＮにおいては、ｎＡＲのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの取得、取得した情報をもとにｎＡＲへのデフォルトルートの切り替え、ｎＣＯＡの作成、である。
【０００７】
ＡＲにおいては、ＭＮのＩＰアドレス（ｎＣＯＡ）、ＭＡＣアドレスの取得、取得した情報をもとにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｔａｂｌｅの更新、である。
同図中のＳ１５、Ｓ１８の手順が（Ｂ）ＭＮの「位置登録」の手順である。
一方、図１４には、非特許文献３に開示されているハンドオーバ手法の概要が示されている。非特許文献３のハンドオーバ手法では、ＭＮがｎＡＲとの無線接続を確立する前に、ＭＮがｐＡＲを経由してｎＡＲと通信を行い、（Ａ）「接続処理」に必要な情報の通知が行われる。同図において、ハンドオーバはＳ２１乃至Ｓ２８の手順によって行われる。
Ｓ２１：ＭＮが無線リンクの状況を監視することによって、もうすぐｎＡＲにハンドオーバしそうであることが分かる。
Ｓ２２：ＭＮはｐＡＲを経由してｎＡＲにＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒ Ｐｒｏｘｙを送信する。Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒ Ｐｒｏｘｙを受信することによってＭＮのＭＡＣアドレスがｎＡＲに通知される。
Ｓ２３：ｎＡＲが、通知されたＭＮのＭＡＣアドレスから、ＭＮが自分にハンドオーバした場合に用いるＣＯＡ（ｎＣＯＡ）を作成する。
Ｓ２４：ｎＡＲはｎＣＯＡでＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ２５：ｎＡＲがｐＡＲを経由してＭＮにＰｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。Ｐｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを受信することによって、ＭＮにｎＡＲのＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、ｎＣＯＡが通知される。
Ｓ２６：ＭＮはｎＡＲとの無線接続を確立する。
Ｓ２７：ＭＮはｎＡＲとの無線接続を確立したことをトリガーにして、（Ａ）ＭＮと移動先ＡＲの「接続処理」（ｎＣＯＡの使用開始、ｎＡＲへのデフォルトルートの切り替え）を行う。
Ｓ２８：ｎＡＲはＭＮが自分との無線接続を確立したことをトリガーにして、事前に通知されているＭＮのＭＡＣアドレス、ｎＣＯＡを用いてＮｅｉｇｈｂｏｒＴａｂｌｅの更新を行う。
【０００８】
以上説明した非特許文献３のハンドオーバ手法は、ハンドオーバの処理の一部を無線接続切り替えの処理の前に行う。このため、非特許文献１、非特許文献２よりも通信の瞬断が少ないハンドオーバを行うことが可能である。
さらに、図１５には、非特許文献４に開示されているハンドオーバ手法の概要が示されている。
【０００９】
非特許文献４のハンドオーバ手法では、マルチキャストを用いることで、（Ｂ）ＭＮの「位置登録」に要する時間を軽減している。非特許文献４のハンドオーバ手法では、ＭＮが位置登録を行い、このＭＮ宛のデータをマルチキャストするノードを、マルチキャスト対応Ｇａｔｅ Ｗａｙ（以下、ＧＷと略称する）と呼ぶ。
【００１０】
ＧＷはＭＮ宛のデータをｐＮｅｔｗｏｒｋだけでなく、隣接する他のＡＲ（図１５においてはｎＡＲとｐＡＲ）にもマルチキャストし続けている。ＡＲは、ＭＮが自分との無線接続を確立していない間は、受信したＭＮ宛のデータをバッファリングする。ＭＮが使用しているアプリケーションによっては、ＡＲは受信したデータの一部、もしくは全てを削除する場合もある。同図において、ハンドオーバはＳ３１乃至Ｓ３９の手順によって行われる。
Ｓ３１：ＭＮがｎＡＲへの無線接続を確立する。
Ｓ３２：ＭＮがｎＡＲにＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信する。
Ｓ３３：ｎＡＲがＭＮにＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ３４：ＭＮがｎＮｅｔｗｏｒｋで用いるＣａｒｅ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ（ｎＣＯＡ）を作成する。
Ｓ３５：ＭＮがｎＡＲにＪｏｉｎを送信する。
Ｓ３６：ｎＡＲがＭＮにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信する。
Ｓ３７：ＭＮがｎＡＲにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ３８：ｎＡＲがＭＮ宛のデータの送信を始める。
Ｓ３９：ＭＮがＧＷにＢｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅを送信する。
【００１１】
以上説明した非特許文献４のハンドオーバ手法では、ＧＷがＭＮ宛のデータを常に周辺のＡＲにマルチキャストしているため、（Ｂ）ＭＮの「位置登録」に要する時間がほとんどなくなっている。
ところで、非特許文献のハンドオーバ手法４において、ＧＷがマルチキャストするＡＲの範囲は様々に変更することが可能である。例えば、ＭＮが移動し得る周辺ＡＲの全てに対してマルチキャストを行うことや、ＭＮが高速で移動している場合等にＭＮの進行方向に絞ってマルチキャストを行うことが可能である。
【００１２】
【非特許文献１】
Ｄａｖｉｄ Ｂ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｃｈａｒｌｅｓ Ｅ．Ｐｅｒｋｉｎｓ，Ｊａｒｉ Ａｒｋｋｏ，“Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ＩＰｖ６”［ｏｎｌｉｎｅ］、ＩＥＴＦ ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｏｃｔ ２００２、［平成１５年３月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｏｂｉｌｅｉｐ−ｉｐｖ６−２１．ｔｘｔ＞
【非特許文献２】
Ｈｅｓｈａｍ Ｓｏｌｉｍａｎ，Ｃｌａｕｄｅ Ｃａｓｔｅｌｌｕｃｃｉａ，Ｋａｒｉｍ Ｅｌ−Ｍａｌｋｉ，Ｌｕｄｏｖｉｃ Ｂｅｌｌｉｅｒ，“Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＨＭＩＰｖ６）”［ｏｎｌｉｎｅ］、ＩＥＴＦ ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｏｃｔ ２００２、［平成１５年３月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｏｂｉｌｅｉｐ−ｈｍｉｐｖ６−０７．ｔｘｔ＞
【非特許文献３】
Ｒａｊｅｅｖ Ｋｏｏｄｌｉ，“Ｆａｓｔ ハンドオーバｓ ｆｏｒＭｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６”［ｏｎｌｉｎｅ］、ＩＥＴＦ ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｊｕｌ ２００２、［平成平成１５年３月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｆａｓｔ−ｍｉｐｖ６−０６．ｔｘｔ＞
【非特許文献４】
Ａｈｍｅｄ，Ｈｅｌｍｙ，“Ａ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ−ｂａｓｅｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ ＩＰ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ”，ＡＣＭ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐ ｏｎ Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２０００
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ＭＮが高速で移動している場合に、上述した従来のハンドオーバ手法を用いた場合の問題点について、以下説明する。
（問題点Ｉ）
まず、非特許文献１〜非特許文献４のどれにおいても、ハンドオーバに要する時間のうち、（Ａ）「接続処理」に要する時間を削減できない。この問題点Ｉについて、図１６を参照して説明する。
【００１４】
同図（ａ）に示されているように、ハンドオーバは、移動元ＡＲと移動先ＡＲの両方の電波が届く領域（以下、Ｏｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎと略称する）で起こる。このＯｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎは、ＭＮがｐＡＲとｎＡＲの両方と通信を行うことが可能な位置である。通信の瞬断を防ぐためには、Ｏｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎ内でハンドオーバの手順を終了する必要がある。
【００１５】
このＯｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎはセル半径が小さい無線技術を用いている場合に非常に狭くなることがある。そして、ＭＮが高速で移動している場合には、このＯｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎを非常に短い時間で通過してしまう場合がある。よって、ＭＮが高速で移動している場合は、ハンドオーバに要する時間は可能な限り短くする必要がある。
【００１６】
同図（ｂ）に示されているように、用いている無線技術によっては、ＭＮが高速で移動することにより無線リンクの品質が悪化し、パケットがロスする場合がある。無線リンクの品質の悪化は特にＯｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎで顕著である。非特許文献１〜非特許文献４においては、（Ａ）「接続処理」の際に、Ｏｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎにおいて最低でも３つのメッセージをやり取りしている。やり取りしているこれらのメッセージがロスした場合には、ハンドオーバの処理に非常に多くの時間がかかる場合がある。よって、ＭＮが高速で移動している場合は、無線リンクの品質が悪い場合にも安定したハンドオーバを実現することが必要である。
（問題点ＩＩ）
（Ｂ）ＭＮの「位置登録」に要する時間については、非特許文献４が最も時間を削減している。しかし、非特許文献４においてはＭＮがマルチキャスト範囲外にハンドオーバを行った場合に、大きな通信の瞬断が生じる可能性がある。この点について、図１７を参照して説明する。
【００１７】
同図に示されているように、ユーザが高速で移動する状況としては、自動車や電車等に乗車している状況が考えられる。そのような状況下においては、一般的にはユーザの進行方向に沿って、もしくは道路・線路に沿ってマルチキャストの範囲Ｍを設定すれば良い。
しかし、自動車が脇道に入った場合Ｃ１やユーザが自動車を降りた場合Ｃ２等に、範囲外のＡＲ配下にハンドオーバしてしまう可能性がある。さらに、安定したハンドオーバを行うためには、ＭＮが予測外のＡＲ配下にハンドオーバした場合Ｃ３も考慮するべきである。
【００１８】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的はハンドオーバに要する時間が削減でき、またＭＮが候補ＡＲ以外のＡＲにハンドオーバした場合にも対応することのできる移動通信システム、ハンドオーバ制御方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による移動管理ルータは、複数のアクセスルータと、移動しながら前記複数のアクセスルータ間においてハンドオーバ処理を行う移動ノードとを有する移動体通信システムにおいて、前記複数のアクセスルータを管理する移動管理ルータであって、前記移動ノードの移動先を予測する予測手段と、前記予測手段によって予測される予測移動先である候補アクセスルータそれぞれに、前記移動ノード宛のデータを予めマルチキャスト送信するマルチキャスト手段と、前記候補アクセスルータに、前記移動ノードがハンドオーバの際に各候補アクセスルータと通信を行うために必要な情報を該移動ノードに予め通知する第１の通知手段と、前記候補アクセスルータそれぞれが前記移動ノードと通信を行うために必要な情報を該候補アクセスルータに予め通知する第２の通知手段とを含むことを特徴とする。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００２０】
本発明の請求項２による移動管理ルータは、請求項１において、前記第１の通知手段は、前記候補アクセスルータの一覧を前記移動ノードに通知することを特徴とする。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００２１】
本発明の請求項３による移動管理ルータは、請求項１又は２において、前記移動ノードの現在位置に応じて前記マルチキャスト手段によってマルチキャスト送信する範囲を変更する範囲変更手段を更に含むことを特徴とする。こうすることにより、移動ノードの現在位置に応じて適切な範囲にマルチキャスト送信することができる。
【００２２】
本発明の請求項４によるアクセスルータは、他のルータとの間において移動する移動ノードによってハンドオーバ処理が行われるアクセスルータであって、前記移動ノードと通信を行うために、自ルータを管理する移動管理ルータから通知される情報に基づいて、前記移動ノードが自ルータの配下で用いる気付アドレスを作成する気付アドレス作成手段と、前記気付アドレス作成手段によって作成した気付アドレスを前記移動管理ルータに通知する手段とを含むことを特徴とする。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００２３】
本発明の請求項５による移動ノードは、複数のアクセス間を移動する際にハンドオーバ処理を行う移動ノードであって、自ノードの予測移動先である候補アクセスルータの一覧を受信する受信手段と、前記ハンドオーバ処理を行う際、該ハンドオーバ先のアクセスルータが前記受信手段によって受信した一覧に含まれているかどうか監視する監視手段と、前記監視手段による監視の結果、該ハンドオーバ先のアクセスルータが前記一覧に含まれていない場合には前記候補アクセスルータの選び直しを要求する手段とを含むことを特徴とする。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００２４】
本発明の請求項６による移動ノードは、請求項５において、自ノードの移動先に関する情報を通知する移動先情報通知手段を更に含むことを特徴とする。こうすることにより、移動ノードの現在位置に応じて適切な範囲にマルチキャスト送信することができる。
本発明の請求項７によるハンドオーバ制御方法は、移動ノードから通知された該移動ノードの移動情報に基づいて該移動ノードの移動経路を予測する予測ステップと、前記予測ステップにおいて予測された予測移動先である候補アクセスルータと前記移動ノードとが通信を行うために必要な情報を通知する通知ステップとを含み、前記候補アクセスルータ同士の間において前記移動ノードがハンドオーバ処理を行う際、前記通知ステップにおいて通知された情報に基づいて前記移動ノードと前記候補アクセスルータとが通信を行うことを特徴とする。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００２５】
本発明の請求項８によるハンドオーバ制御方法は、請求項７において、前記通知ステップにおいては、前記候補アクセスルータの一覧を前記移動ノードに通知し、
前記移動ノードのハンドオーバ先のアクセスルータが前記一覧に含まれていない場合には前記候補アクセスルータの選び直しを要求するステップを更に含むことを特徴とする。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図においては、他の図と同等部分に同一符号が付されている。
本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムでは、ＭＮが位置登録を行い、ＭＮの移動予測結果に基づいてＭＮ宛のデータのマルチキャストを行い、またＭＮの移動予測結果をＭＮに通知し、ＭＮと全候補ＡＲに接続処理に必要な情報を通知するノードとして、ＭＭＲ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｏｕｔｅｒ）を定義する。
【００２７】
また、本システムでは、以下の各事項が前提条件となる。
まず、ユーザは自動車や電車に乗って高速で移動していることを前提とする。よって、ＭＮが道路や線路に沿って直進的な運動を行う可能性が高い。
さらに、本システムにおいては、ネットワークの構成要素は、各ＡＲが管理するエリア情報を持っていることを前提としている。
【００２８】
なお、ＭＭＲはＭＮの移動予測をもとに、ＭＮが今後ハンドオーバしそうなＡＲ（以下、候補ＡＲと略称する）を予め多めに選定しておく、そして、ＭＭＲは、データをマルチキャストする際には、候補ＡＲの中からＭＮの近傍にいるもののみを選んで行うものとする。
以下、（Ａ）「接続処理」に要する時間を削減できないという問題点Ｉ、ＭＮがマルチキャスト範囲外にハンドオーバを行った場合に大きな通信の瞬断が生じるという問題点ＩＩ、という２つの問題点を解決する本システムの概要を述べる。
【００２９】
まず、上記問題点ＩＩを解決する手法について、図１を参照して説明する。
同図において、ＭＮは速度ｖで移動している。ＭＭＲはＭＮの移動予測から候補ＡＲを選定した後、その候補ＡＲの一覧をＭＮに通知する（Ｓ０１）。この一覧には、ＭＮが候補ＡＲ中のＡＲをどの様な順番でハンドオーバしていくか、という順序情報も含まれている。
【００３０】
ＭＮは常に各ＡＲが送信しているＢｅａｃｏｎを監視し、現在ハンドオーバしそうなＡＲが一覧の通りであるか調べる。その一覧の通りに移動している場合は、非特許文献４に開示されている手法に近似した手法（後に詳述する）でハンドオーバを行う。
しかしながら、もし一覧の通りでない場合（Ｓ０２）、移動先のエリアＭ’が候補ＡＲの一覧に含まれていないので、ＭＮは自身が予測外の移動をしようとしていることがわかる。この場合、非特許文献３に開示されている手法に近似した手法（後に詳述する）でハンドオーバを行う。そして、ＭＮは候補ＡＲ以外のＡＲ配下にハンドオーバしそうであること、すなわち予測外行動であること、をＭＭＲに通知する。ＭＭＲは予測外行動であることの通知を受けた場合には、候補ＡＲを新たに選定し直す。
【００３１】
次に、上記問題点Ｉを解決する手法について以下に述べる。
ＭＭＲは候補ＡＲを選んだ後、ＭＮが各候補ＡＲ配下で用いるＣＯＡを、各候補ＡＲに作成させる。ここでは、１ＡＲ〜ｘＡＲが選ばれたと仮定し、ＣＯＡ１〜ＣＯＡｘを作成させる。その後、（Ａ）「接続処理」に必要となる情報の一覧をＭＮと候補ＡＲに通知する。
【００３２】
ＭＮに通知される具体的な内容は、例えば、図２に示されている。すなわち、同図において、全候補ＡＲがＢｅａｃｏｎを送信する際に用いる識別情報（以下、ＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤと略称する）１００、全候補ＡＲのＩＰアドレス（ＩＰ−ＡＲ１〜ＩＰ−ＡＲｘ）２００、ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＡＲ１〜ＭＡＣ−ＡＲｘ）３００、各候補ＡＲ配下で用いるＣＯＡ（ＣＯＡ１〜ＣＯＡｘ）４００が、ＭＮに通知される。
【００３３】
また、全ての候補ＡＲには以下の内容が通知される。すなわち、ＭＮが対象ＡＲ配下で用いるＣＯＡ、ＭＮのＭＡＣアドレスが、各ＡＲに通知される。
なお、通知される具体的な内容は、用いている移動通信プロトコルによって異なる。
以上の情報が予めＭＮと候補ＡＲとにそれぞれ通知されていれば、ＭＮがハンドオーバを行った後、なんらメッセージのやり取りをすることなく、瞬時に（Ａ）「接続処理」を行うことが可能である。なお、ＭＮは移動先のＡＲが送信しているＢｅａｃｏｎ中に含まれているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤに基づいて、通知された情報の一覧の中から必要な情報を選び出す。
【００３４】
図３には、本システムにおける移動予測の手法が示されている。同図においては、ＭＮは、最初に、ｐＡＲをデフォルトルートとするｐＮｅｔｗｏｒｋに存在していたものとする。
その後、以下の手法により、移動予測がなされる。すなわち、ｐＮｅｔｗｏｒｋに移動したＭＮは（Ｓ１０１）、自分の移動情報をＭＭＲに通知する（Ｓ１０２）。この場合の移動情報は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等の機器によって測定されるＭＮの現在の位置と移動速度等である。この移動情報には、白動車・電車乗車中と言った環境情報を含むことも考えられる。
【００３５】
この移動情報を受取ったＭＭＲは、その移動情報に基づいて、今後の移動経路を予測し、ＭＮがどのＡＲの管理するエリアを通過するか予測する（Ｓ１０３）。同図においては、予測の結果、Ｓｔｅｐ１（ｐＡＲ）、Ｓｔｅｐ２（ｎＡＲ１）、Ｓｔｅｐ３（ｎＡＲ２）、Ｓｔｅｐ４（ｎＡＲ３）、Ｓｔｅｐ５（ｎＡＲ４、ｎＡＲ５）、Ｓｔｅｐ６（ｎＡＲ６、ｎＡＲ７、ｎＡＲ８）が候補ＡＲとして選ばれたとしている。
【００３６】
次に、図４を参照して、上記の移動予測、及び移動予測後におけるＭＭＲの候補ＡＲ選定、選定後における、候補ＡＲ一覧の情報、接続処理に必要な情報の通知する処理の概要を述べる。なお、移動予測後の動作は図２の場合と同様である。
最初に、ＭＮがｐＮｅｔｗｏｒｋに移動してくる（Ｓ１０１）。ＭＮはｐＮｅｔｗｏｒｋに移動した後、すぐにＭＭＲに自分の移動情報を通知する（Ｓ１０２）。
【００３７】
ＭＭＲは通知されたＭＮの移動情報から今後の移動経路を予測し、ＭＮがどのＡＲの管理するエリアを通過するか予測する（Ｓ１０３）。ＭＭＲは、全候補ＡＲにＭＮのＭＡＣアドレスを通知する（Ｓ１０４）。
候補ＡＲは、通知されたＭＮのＭＡＣアドレスから、ＭＮがハンドオーバ後に用いるＣＯＡを作成する（Ｓ１０５）。これにより、ｎＣＯＡ１〜ｎＣＯＡ８が作成される。候補ＡＲは作成したＣＯＡでＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する（Ｓ１０６）。候補ＡＲは自分が使用しているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤ、作成したＣＯＡをＭＭＲに通知する（Ｓ１０７）。
【００３８】
ＭＭＲはＭＮに移動予測結果、候補ＡＲが使用しているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＩＤ１〜Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＩＤ８）、ＩＰアドレス（ＩＰ ＡＲ１ 〜ＩＰ ＡＲ８）、ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ ＡＲ１〜ＭＡＣ ＡＲ８）、各候補ＡＲ配下で用いるＣＯＡ（ｎＣＯＡ１〜ｎＣＯＡ８）を通知する（Ｓ１０８）。
【００３９】
以降の処理は、後述するようにＭＮが移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合と、ＭＮが移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合とで異なるものになる（Ｓ１０９）。
図５には、本システムにおける、ＭＮ宛のデータのマルチキャストの実施例が示されている。ＭＭＲはＭＮの現在の位置から数Ｓｔｅｐ先の候補ＡＲに対してＭＮ宛のデータをマルチキャストする。
【００４０】
同図（ａ）の状態においては、現在の位置であるｐＡＲから１Ｓｔｅｐ先であるｎＡＲ１に対してＭＮ宛のデータをマルチキャストしている。一方、移動後の同図（ｂ）の状態においては、現在の位置であるｎＡＲ１から１Ｓｔｅｐ先であるｎＡＲ２に対してＭＮ宛のデータをマルチキャストしている。
どの程度先、すなわち何Ｓｔｅｐ先のＡＲに対してデータをマルチキャストするかは、ＭＮの移動速度や用いている無線技術のリンクの品質によって異なる。リンクの品質が極端に悪い場合、ＭＮがｎＡＲ１と無線接続を確立できないまま、次のｎＡＲ２に移動してしまう可能性があるからである。
【００４１】
各ＡＲは、ＭＮが無線接続を確立している場合は、ＭＮ宛のデータをＭＮに転送する。しかしながら、ＭＮが無線接続を確立してない場合は、データをバッファリング、もしくは必要ない場合は削除する。
バッファリングするか、削除するかは、ＭＮが用いている通信アプリケーションによって異なる。例えば、データ転送アプリケーション等、ロスのない通信を行うことが必要な場合はデータをバッファリングし、逆にＶｏｉｃｅ ｏｖｅｒＩＰアプリケーション等の様にパケットの伝播遅延を低く抑えたい場合は、伝播遅延を増大させるバッファリングはあえて行わない、という状況が考えられる。
【００４２】
ところで、ＭＮは常に各ＡＲが送信しているＢｅａｃｏｎを監視している。ＭＮは、このＢｅａｃｏｎ中に含まれているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤに基づいて、ＭＭＲから通知された情報の一覧を検索し、自らが予測通りにハンドオーバしているか常に監視している。
以下、（ａ）ＭＮが移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合について図６及び図７を、（ｂ）ＭＮが移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合について図８及び図９を、それぞれ参照して説明する。
（ａ）ＭＮが移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合
図６には、ＭＮが移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合の動作例が示されている（Ｓ１１１〜Ｓ１１６）。図７は図６中の各部の処理に対応するフローチャートである。なお、図６においては、ＭＮがｐＡＲからｎＡＲ１にハンドオーバしたとしている。
【００４３】
ＭＮはｎＡＲ１が送信するＢｅａｃｏｎメッセージに含まれているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤに基づいて、候補ＡＲ情報一覧の中から必要な情報を検索する（Ｓ１１０）。ＭＮがｎＡＲ１との無線接続を確立する（Ｓ１１１）。
ＭＮはｎＡＲ１との無線接続を確立したことをトリガーにして、Ｓ１１０で検索された情報を用いて、ＭＮと移動先ＡＲの接続処理を行う。具体的には、ｎＣＯＡ１の使用開始、デフォルトルート（ｎＡＲ１（ＩＰ−ｎＡＲ１、ＭＡＣ−ｎＡＲ１））の切り替えを行う（Ｓ１１２）。
【００４４】
ｎＡＲ１はＭＮが自分との無線接続を確立したことをトリガーにして、事前に通知されているＭＮのＭＡＣアドレス、ｎＣＯＡ１を用いてＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｔａｂｌｅの更新を行う（Ｓ１１３）。
ｎＡＲ１がＭＮ宛のデータを送信し始める。バッファされたデータがあれば同時に送信される（Ｓ１１４）。ｎＡＲ１がＭＭＲにＭＮのためのＢｉｎｄｉｎｇＵｐｄａｔｅを送信する（Ｓ１１５）。
【００４５】
最後に、ＭＭＲがデータをマルチキャストする範囲を変更（Ｓｔｅｐ２（ｎＡＲ１）とＳｔｅｐ３（ｎＡＲ２））する（Ｓ１１６）。
（ｂ）ＭＮが移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合
図８には、ＭＮが移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合の動作例が示されている（Ｓ１１０’〜Ｓ１２０’）。図９は図８中の各部の処理に対応するフローチャートである。なお、ＭＮは移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合には非特許文献３と同様の方法を用いてハンドオーバを行う。図８においては、ＭＮがｎＡＲ１から候補ＡＲ外のｎＡＲ９にハンドオーバしたとしている。
【００４６】
ＭＮはｎＡＲ９が送信するＢｅａｃｏｎメッセージに含まれているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤが候補ＡＲ一覧にないことを認識する（Ｓ１１０’）。すると、ＭＮがｎＡＲ１を経由してｎＡＲ９にＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｙを送信する（Ｓ１１１’）。Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｙを受信することによって、ＭＮのＭＡＣアドレスがｎＡＲ９に通知される。
【００４７】
ｎＡＲ９が、通知されたＭＮのＭＡＣアドレスから、ＭＮが自分にハンドオーバした場合に用いるＣＯＡ（ｎＣＯＡ９）を作成する（Ｓ１１２’）。ｎＡＲ９はｎＣＯＡ９でＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する（Ｓ１１３’）。
ｎＡＲ９がｎＡＲ１を経由してＭＮにＰｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する（Ｓ１１４’）。Ｐｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを受信することによって、ＭＮにｎＡＲ９のＩＰアドレス（ＩＰ−ｎＡＲ９）、ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ｎＡＲ９）、ｎＣＯＡ９が通知される。
【００４８】
ｎＡＲ１はＭＭＲに予測外行動の通知を行う（Ｓ１１５’）。ＭＭＲは予測外行動の通知を受信することによって、ＭＮがｎＡＲ１からｎＡＲ９にハンドオーバしそうであることが分かる。
ＭＭＲは予測外行動の通知を受けた後、マルチキャストを行う範囲をｎＡＲ１、ｎＡＲ９に変更する（Ｓ１１６’）。
【００４９】
ＭＮはｎＡＲ９との無線接続を確立する（Ｓ１１７’）。ＭＮはｎＡＲ９との無線接続を確立したことをトリガーにして、（１）ＭＮと移動先ＡＲの接続処理（ｎＣＯＡ９の使用開始、デフォルトルート（ｎＡＲ９（ＩＰ−ｎＡＲ９、ＭＡＣ−ｎＡＲ９））の切り替え）を行う（Ｓ１１８’）。
ｎＡＲ９はＭＮが自分との無線接続を確立したことをトリガーにして、事前に通知されているＭＮのＭＡＣアドレス、ｎＣＯＡ９を用いてＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｔａｂｌｅの更新を行う。ｎＡＲ９がＭＮ宛のデータを送信し始める。バッファされたデータがあれば同時に送信される（Ｓ１１９’）。
【００５０】
ｎＡＲ９がＭＭＲにＭＮのためのＢｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅを送信する（Ｓ１２０’）。
ＭＭＲは、ＭＮが予測の最後のＡＲまで移動した後、もしくは予測が外れた場合に、改めてＭＮの移動予測を行う。以降の手順は上記と同様である。
（移動管理ルータ）
以上説明した移動通信システムにおいては、以下のような移動管理ルータが実現されている。すなわち、図１０に示されているように、複数のアクセスルータと、移動しながら上記複数のアクセスルータ間においてハンドオーバ処理を行う移動ノードとを有する移動体通信システムにおいて、上記複数のアクセスルータを管理する移動管理ルータであり、上記移動ノードの移動先を予測する予測機能１００１と、上記予測機能１００１によって予測される予測移動先である候補アクセスルータそれぞれに、上記移動ノード宛のデータを予めマルチキャスト送信するマルチキャスト機能１００２と、上記候補アクセスルータに、上記移動ノードがハンドオーバの際に各候補アクセスルータと通信を行うために必要な情報を該移動ノードに予め通知するＡＲへの通知機能１００４と、上記候補アクセスルータそれぞれが上記移動ノードと通信を行うために必要な情報を該候補アクセスルータに予め通知するＭＮへの通知機能１００５とを含む移動管理ルータが実現されている。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００５１】
ここで、上記ＡＲへの通知機能１００４は、上記候補アクセスルータの一覧を上記移動ノードに通知する。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００５２】
また、図１０に示されているように、移動管理ルータは、上記移動ノードの現在位置に応じて上記マルチキャスト手段によってマルチキャスト送信する範囲を変更する範囲変更機能１００３を更に含んでいる。これにより、移動ノードの現在位置に応じて適切な範囲にマルチキャスト送信することができる。
（アクセスルータ）
以上説明した移動通信システムにおいては、以下のようなアクセスルータが実現されている。すなわち、図１１に示されているように、他のルータとの間において移動する移動ノードによってハンドオーバ処理が行われるアクセスルータであり、上記移動ノードと通信を行うために、自ルータを管理する移動管理ルータから通知される情報に基づいて、上記移動ノードが自ルータの配下で用いる気付アドレスを作成する気付アドレス作成機能２００１と、上記気付アドレス作成機能２００１によって作成した気付アドレスを上記移動管理ルータに通知する通知機能２００２とを含むアクセスルータが実現されている。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
（移動ノード）
以上説明した移動通信システムにおいては、以下のような移動ノードが実現されている。すなわち、図１２に示されているように、複数のアクセス間を移動する際にハンドオーバ処理を行う移動ノードであり、自ノードの予測移動先である候補アクセスルータの一覧を受信する一覧受信機能３００１と、上記ハンドオーバ処理を行う際、該ハンドオーバ先のアクセスルータが上記一覧受信機能３００１によって受信した一覧に含まれているかどうか監視する監視機能３００２と、上記監視機能３００２による監視の結果、該ハンドオーバ先のアクセスルータが上記一覧に含まれていない場合には上記候補アクセスルータの選び直しを要求する選び直し要求機能３００３とを含む移動ノードが実現されている。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００５３】
また、図１２に示されているように、移動ノードは、自ノードの移動先に関する情報を通知する移動先情報通知機能３００４を更に含んでいる。これにより、移動ノードの現在位置に応じて適切な範囲にマルチキャスト送信することができる。
（ハンドオーバ制御方法）
以上説明した移動通信システムにおいては、以下のようなハンドオーバ制御方法が実現されている。すなわち、移動ノードから通知された該移動ノードの移動情報に基づいて該移動ノードの移動経路を予測する予測ステップと、上記予測ステップにおいて予測された予測移動先である候補アクセスルータと上記移動ノードとが通信を行うために必要な情報を通知する通知ステップとを含み、上記候補アクセスルータ同士の間において上記移動ノードがハンドオーバ処理を行う際、上記通知ステップにおいて通知された情報に基づいて上記移動ノードと上記候補アクセスルータとが通信を行うハンドオーバ制御方法が実現されている。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００５４】
また、上記通知ステップにおいては、上記候補アクセスルータの一覧を上記移動ノードに通知し、
上記移動ノードのハンドオーバ先のアクセスルータが上記一覧に含まれていない場合には上記候補アクセスルータの選び直しを要求するステップを、更に含んでいるハンドオーバ制御方法が実現されている。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、移動管理ルータが候補アクセスルータを選び、移動ノード宛のデータを候補アクセスルータにマルチキャストする場合において、予め移動ノードと候補アクセスルータに接続処理に必要な情報を通知しておき、また、予め移動ノードに候補アクセスルータの一覧を通知しておくことにより、ハンドオーバ処理に要する時間が削減できるという効果がある。
【００５６】
また、一覧にないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合、移動ノードから移動管理ルータに候補アクセスルータの選び直しを要求することにより、移動ノードが候補アクセスルータ以外のアクセスルータにハンドオーバした場合にも対応することができ、瞬断の短いハンドオーバを実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＮが予測外のＡＲにハンドオーバを行った場合を、本システムによって解決する手法を示す図である。
【図２】接続処理する時間を削減できないという従来技術の問題点を、本システムによって解決する手法を示す図である。
【図３】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムにおける、移動予測の実施例を示す図である。
【図４】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムにおける、マルチキャストの実施例を示す図である。
【図６】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムにおける、移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合のハンドオーバ手順を示す図である。
【図７】移動ノードが移動予測通りのアクセスルータにハンドオーバする場合の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムにおける、移動予測以外のアクセスルータにハンドオーバする場合のハンドオーバ手順を示す図である。
【図９】移動ノードが移動予測外のアクセスルータにハンドオーバする場合の動作を示すフローチャートである。
【図１０】移動管理ルータの構成例を示すブロック図である。
【図１１】アクセスルータの構成例を示すブロック図である。
【図１２】移動ノードの構成例を示すブロック図である。
【図１３】非特許文献１、非特許文献２のハンドオーバ手法の概要を示す図である。
【図１４】非特許文献３のハンドオーバ手法の、接続処理の概要を示す図である。
【図１５】非特許文献４のハンドオーバ手法の概要を示す図である。
【図１６】接続処理する時間を削減できないという従来技術の問題点を示す図である。
【図１７】非特許文献４のハンドオーバ手法の問題点を示す図である。
【符号の説明】
ＡＲ アクセスルータ
ＭＮ 移動ノード
ＭＭＲ 移動管理ルータ
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システム、ハンドオーバ制御方法に関し、特に高速で移動し、ハンドオーバしながらデータの送受信を行っている移動ノードに対し、瞬断の短い通信環境を実現する移動通信システム、ハンドオーバ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のアクセスルータ（Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ；以下、ＡＲと略称する）及びＡＲを管理する移動管理ルータ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｏｕｔｅｒ；以下、ＭＭＲと略称する）とを含む有線ネットワークと、無線ネットワークとからなるパケット通信網においては、無線環境上における移動ノード（Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｏｄｅ：以下、ＭＮと略称する）の移動に伴い、接続相手であるアクセスルータの切替処理である、ハンドオーバ（Ｈａｎｄｏｖｅｒ）が生じる。
【０００３】
従来のハンドオーバ手法では、ハンドオーバ中に、２つの手順が行われる。すなわち、（Ａ）ＭＮと移動先ＡＲの「接続処理」と、（Ｂ）ＭＮの「位置登録」と、の２つの手順が行われる。このハンドオーバの手順中は通信が瞬断する可能性がある。このため、これらの手順に要する時間を短縮することが重要である。
従来のハンドオーバ手法が、非特許文献１乃至非特許文献４に開示されている。以下、これらの文献に開示されているハンドオーバ処理について図面を参照して説明する。
【０００４】
図１３には、非特許文献１、非特許文献２に開示されているハンドオーバ手法の概要が示されている。非特許文献１では、ＭＮが位置登録を行うノード（Ｍｏｂｏｌｉｔｙ Ａｎｃｈｏｒ Ｐｏｉｎｔ；以下、ＭＡＰと略称する）を階層型に配置することによって、（Ｂ）ＭＮの「位置登録」に要する時間を軽減している。
【０００５】
ハンドオーバの具体的な手順は以下の通りである。同図に示されているように、ＭＮが、ｐＡＲがデフォルトゲートウェイになっているｐＮｅｔｗｏｒｋから、ｎＡＲがデフォルトゲートウェイになっているｎＮｅｔｗｏｒｋに移動することを想定している。同図において、ハンドオーバはＳ１１乃至Ｓ１７の手順によって行われる。
Ｓ１１：ＭＮがｎＡＲへの無線接続を確立する。
Ｓ１２：ＭＮがｎＡＲにＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信する。
Ｓ１３：ｎＡＲがＭＮにＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ１４：ＭＮがｎＮｅｔｗｏｒｋで用いるＣａｒｅ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ（ｎＣＯＡ）を作成する。
Ｓ１５：ＭＮがＭＡＰ、ｐＡＲにＢｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅを送信する。
Ｓ１６：ｎＡＲがＭＮにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信する。
Ｓ１７：ＭＮがｎＡＲにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ１８：ＭＡＰ、ｐＡＲがＭＮ宛のデータをｎＮｅｔｗｏｒｋに転送し始める。
【０００６】
同図中のＳ１２〜Ｓ１４、Ｓ１６〜Ｓ１７が（Ａ）「接続処理」の手順である。なお、Ｓ１２及びＳ１６のＳｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎはＳ１３、Ｓ１７のＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信させるためのトリガーの役目だけを果たしており、省略されることがある。
同図に示されているハンドオーバの際、（Ａ）「接続処理」で行われることは以下の通りである。すなわち、ＭＮにおいては、ｎＡＲのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの取得、取得した情報をもとにｎＡＲへのデフォルトルートの切り替え、ｎＣＯＡの作成、である。
【０００７】
ＡＲにおいては、ＭＮのＩＰアドレス（ｎＣＯＡ）、ＭＡＣアドレスの取得、取得した情報をもとにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｔａｂｌｅの更新、である。
同図中のＳ１５、Ｓ１８の手順が（Ｂ）ＭＮの「位置登録」の手順である。
一方、図１４には、非特許文献３に開示されているハンドオーバ手法の概要が示されている。非特許文献３のハンドオーバ手法では、ＭＮがｎＡＲとの無線接続を確立する前に、ＭＮがｐＡＲを経由してｎＡＲと通信を行い、（Ａ）「接続処理」に必要な情報の通知が行われる。同図において、ハンドオーバはＳ２１乃至Ｓ２８の手順によって行われる。
Ｓ２１：ＭＮが無線リンクの状況を監視することによって、もうすぐｎＡＲにハンドオーバしそうであることが分かる。
Ｓ２２：ＭＮはｐＡＲを経由してｎＡＲにＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒ Ｐｒｏｘｙを送信する。Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒ Ｐｒｏｘｙを受信することによってＭＮのＭＡＣアドレスがｎＡＲに通知される。
Ｓ２３：ｎＡＲが、通知されたＭＮのＭＡＣアドレスから、ＭＮが自分にハンドオーバした場合に用いるＣＯＡ（ｎＣＯＡ）を作成する。
Ｓ２４：ｎＡＲはｎＣＯＡでＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ２５：ｎＡＲがｐＡＲを経由してＭＮにＰｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。Ｐｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを受信することによって、ＭＮにｎＡＲのＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、ｎＣＯＡが通知される。
Ｓ２６：ＭＮはｎＡＲとの無線接続を確立する。
Ｓ２７：ＭＮはｎＡＲとの無線接続を確立したことをトリガーにして、（Ａ）ＭＮと移動先ＡＲの「接続処理」（ｎＣＯＡの使用開始、ｎＡＲへのデフォルトルートの切り替え）を行う。
Ｓ２８：ｎＡＲはＭＮが自分との無線接続を確立したことをトリガーにして、事前に通知されているＭＮのＭＡＣアドレス、ｎＣＯＡを用いてＮｅｉｇｈｂｏｒＴａｂｌｅの更新を行う。
【０００８】
以上説明した非特許文献３のハンドオーバ手法は、ハンドオーバの処理の一部を無線接続切り替えの処理の前に行う。このため、非特許文献１、非特許文献２よりも通信の瞬断が少ないハンドオーバを行うことが可能である。
さらに、図１５には、非特許文献４に開示されているハンドオーバ手法の概要が示されている。
【０００９】
非特許文献４のハンドオーバ手法では、マルチキャストを用いることで、（Ｂ）ＭＮの「位置登録」に要する時間を軽減している。非特許文献４のハンドオーバ手法では、ＭＮが位置登録を行い、このＭＮ宛のデータをマルチキャストするノードを、マルチキャスト対応Ｇａｔｅ Ｗａｙ（以下、ＧＷと略称する）と呼ぶ。
【００１０】
ＧＷはＭＮ宛のデータをｐＮｅｔｗｏｒｋだけでなく、隣接する他のＡＲ（図１５においてはｎＡＲとｐＡＲ）にもマルチキャストし続けている。ＡＲは、ＭＮが自分との無線接続を確立していない間は、受信したＭＮ宛のデータをバッファリングする。ＭＮが使用しているアプリケーションによっては、ＡＲは受信したデータの一部、もしくは全てを削除する場合もある。同図において、ハンドオーバはＳ３１乃至Ｓ３９の手順によって行われる。
Ｓ３１：ＭＮがｎＡＲへの無線接続を確立する。
Ｓ３２：ＭＮがｎＡＲにＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信する。
Ｓ３３：ｎＡＲがＭＮにＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ３４：ＭＮがｎＮｅｔｗｏｒｋで用いるＣａｒｅ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ（ｎＣＯＡ）を作成する。
Ｓ３５：ＭＮがｎＡＲにＪｏｉｎを送信する。
Ｓ３６：ｎＡＲがＭＮにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信する。
Ｓ３７：ＭＮがｎＡＲにＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する。
Ｓ３８：ｎＡＲがＭＮ宛のデータの送信を始める。
Ｓ３９：ＭＮがＧＷにＢｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅを送信する。
【００１１】
以上説明した非特許文献４のハンドオーバ手法では、ＧＷがＭＮ宛のデータを常に周辺のＡＲにマルチキャストしているため、（Ｂ）ＭＮの「位置登録」に要する時間がほとんどなくなっている。
ところで、非特許文献のハンドオーバ手法４において、ＧＷがマルチキャストするＡＲの範囲は様々に変更することが可能である。例えば、ＭＮが移動し得る周辺ＡＲの全てに対してマルチキャストを行うことや、ＭＮが高速で移動している場合等にＭＮの進行方向に絞ってマルチキャストを行うことが可能である。
【００１２】
【非特許文献１】
Ｄａｖｉｄ Ｂ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｃｈａｒｌｅｓ Ｅ．Ｐｅｒｋｉｎｓ，Ｊａｒｉ Ａｒｋｋｏ，“Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ＩＰｖ６”［ｏｎｌｉｎｅ］、ＩＥＴＦ ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｏｃｔ ２００２、［平成１５年３月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｏｂｉｌｅｉｐ−ｉｐｖ６−２１．ｔｘｔ＞
【非特許文献２】
Ｈｅｓｈａｍ Ｓｏｌｉｍａｎ，Ｃｌａｕｄｅ Ｃａｓｔｅｌｌｕｃｃｉａ，Ｋａｒｉｍ Ｅｌ−Ｍａｌｋｉ，Ｌｕｄｏｖｉｃ Ｂｅｌｌｉｅｒ，“Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＨＭＩＰｖ６）”［ｏｎｌｉｎｅ］、ＩＥＴＦ ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｏｃｔ ２００２、［平成１５年３月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｏｂｉｌｅｉｐ−ｈｍｉｐｖ６−０７．ｔｘｔ＞
【非特許文献３】
Ｒａｊｅｅｖ Ｋｏｏｄｌｉ，“Ｆａｓｔ ハンドオーバｓ ｆｏｒＭｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６”［ｏｎｌｉｎｅ］、ＩＥＴＦ ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｊｕｌ ２００２、［平成平成１５年３月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｆａｓｔ−ｍｉｐｖ６−０６．ｔｘｔ＞
【非特許文献４】
Ａｈｍｅｄ，Ｈｅｌｍｙ，“Ａ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ−ｂａｓｅｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ ＩＰ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ”，ＡＣＭ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐ ｏｎ Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２０００
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ＭＮが高速で移動している場合に、上述した従来のハンドオーバ手法を用いた場合の問題点について、以下説明する。
（問題点Ｉ）
まず、非特許文献１〜非特許文献４のどれにおいても、ハンドオーバに要する時間のうち、（Ａ）「接続処理」に要する時間を削減できない。この問題点Ｉについて、図１６を参照して説明する。
【００１４】
同図（ａ）に示されているように、ハンドオーバは、移動元ＡＲと移動先ＡＲの両方の電波が届く領域（以下、Ｏｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎと略称する）で起こる。このＯｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎは、ＭＮがｐＡＲとｎＡＲの両方と通信を行うことが可能な位置である。通信の瞬断を防ぐためには、Ｏｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎ内でハンドオーバの手順を終了する必要がある。
【００１５】
このＯｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎはセル半径が小さい無線技術を用いている場合に非常に狭くなることがある。そして、ＭＮが高速で移動している場合には、このＯｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎを非常に短い時間で通過してしまう場合がある。よって、ＭＮが高速で移動している場合は、ハンドオーバに要する時間は可能な限り短くする必要がある。
【００１６】
同図（ｂ）に示されているように、用いている無線技術によっては、ＭＮが高速で移動することにより無線リンクの品質が悪化し、パケットがロスする場合がある。無線リンクの品質の悪化は特にＯｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎで顕著である。非特許文献１〜非特許文献４においては、（Ａ）「接続処理」の際に、Ｏｖｅｒｌａｐ Ｒｅｇｉｏｎにおいて最低でも３つのメッセージをやり取りしている。やり取りしているこれらのメッセージがロスした場合には、ハンドオーバの処理に非常に多くの時間がかかる場合がある。よって、ＭＮが高速で移動している場合は、無線リンクの品質が悪い場合にも安定したハンドオーバを実現することが必要である。
（問題点ＩＩ）
（Ｂ）ＭＮの「位置登録」に要する時間については、非特許文献４が最も時間を削減している。しかし、非特許文献４においてはＭＮがマルチキャスト範囲外にハンドオーバを行った場合に、大きな通信の瞬断が生じる可能性がある。この点について、図１７を参照して説明する。
【００１７】
同図に示されているように、ユーザが高速で移動する状況としては、自動車や電車等に乗車している状況が考えられる。そのような状況下においては、一般的にはユーザの進行方向に沿って、もしくは道路・線路に沿ってマルチキャストの範囲Ｍを設定すれば良い。
しかし、自動車が脇道に入った場合Ｃ１やユーザが自動車を降りた場合Ｃ２等に、範囲外のＡＲ配下にハンドオーバしてしまう可能性がある。さらに、安定したハンドオーバを行うためには、ＭＮが予測外のＡＲ配下にハンドオーバした場合Ｃ３も考慮するべきである。
【００１８】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的はハンドオーバに要する時間が削減でき、またＭＮが候補ＡＲ以外のＡＲにハンドオーバした場合にも対応することのできる移動通信システム、ハンドオーバ制御方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による移動管理ルータは、複数のアクセスルータと、移動しながら前記複数のアクセスルータ間においてハンドオーバ処理を行う移動ノードとを有する移動体通信システムにおいて、前記複数のアクセスルータを管理する移動管理ルータであって、前記移動ノードの移動先を予測する予測手段と、前記予測手段によって予測される予測移動先である候補アクセスルータそれぞれに、前記移動ノード宛のデータを予めマルチキャスト送信するマルチキャスト手段と、前記候補アクセスルータに、前記移動ノードがハンドオーバの際に各候補アクセスルータと通信を行うために必要な情報を該移動ノードに予め通知する第１の通知手段と、前記候補アクセスルータそれぞれが前記移動ノードと通信を行うために必要な情報を該候補アクセスルータに予め通知する第２の通知手段とを含むことを特徴とする。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００２０】
本発明の請求項２による移動管理ルータは、請求項１において、前記第１の通知手段は、前記候補アクセスルータの一覧を前記移動ノードに通知することを特徴とする。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００２１】
本発明の請求項３による移動管理ルータは、請求項１又は２において、前記移動ノードの現在位置に応じて前記マルチキャスト手段によってマルチキャスト送信する範囲を変更する範囲変更手段を更に含むことを特徴とする。こうすることにより、移動ノードの現在位置に応じて適切な範囲にマルチキャスト送信することができる。
【００２２】
本発明の請求項４によるアクセスルータは、他のルータとの間において移動する移動ノードによってハンドオーバ処理が行われるアクセスルータであって、前記移動ノードと通信を行うために、自ルータを管理する移動管理ルータから通知される情報に基づいて、前記移動ノードが自ルータの配下で用いる気付アドレスを作成する気付アドレス作成手段と、前記気付アドレス作成手段によって作成した気付アドレスを前記移動管理ルータに通知する手段とを含むことを特徴とする。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００２３】
本発明の請求項５による移動ノードは、複数のアクセス間を移動する際にハンドオーバ処理を行う移動ノードであって、自ノードの予測移動先である候補アクセスルータの一覧を受信する受信手段と、前記ハンドオーバ処理を行う際、該ハンドオーバ先のアクセスルータが前記受信手段によって受信した一覧に含まれているかどうか監視する監視手段と、前記監視手段による監視の結果、該ハンドオーバ先のアクセスルータが前記一覧に含まれていない場合には前記候補アクセスルータの選び直しを要求する手段とを含むことを特徴とする。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００２４】
本発明の請求項６による移動ノードは、請求項５において、自ノードの移動先に関する情報を通知する移動先情報通知手段を更に含むことを特徴とする。こうすることにより、移動ノードの現在位置に応じて適切な範囲にマルチキャスト送信することができる。
本発明の請求項７によるハンドオーバ制御方法は、移動ノードから通知された該移動ノードの移動情報に基づいて該移動ノードの移動経路を予測する予測ステップと、前記予測ステップにおいて予測された予測移動先である候補アクセスルータと前記移動ノードとが通信を行うために必要な情報を通知する通知ステップとを含み、前記候補アクセスルータ同士の間において前記移動ノードがハンドオーバ処理を行う際、前記通知ステップにおいて通知された情報に基づいて前記移動ノードと前記候補アクセスルータとが通信を行うことを特徴とする。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００２５】
本発明の請求項８によるハンドオーバ制御方法は、請求項７において、前記通知ステップにおいては、前記候補アクセスルータの一覧を前記移動ノードに通知し、
前記移動ノードのハンドオーバ先のアクセスルータが前記一覧に含まれていない場合には前記候補アクセスルータの選び直しを要求するステップを更に含むことを特徴とする。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図においては、他の図と同等部分に同一符号が付されている。
本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムでは、ＭＮが位置登録を行い、ＭＮの移動予測結果に基づいてＭＮ宛のデータのマルチキャストを行い、またＭＮの移動予測結果をＭＮに通知し、ＭＮと全候補ＡＲに接続処理に必要な情報を通知するノードとして、ＭＭＲ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｏｕｔｅｒ）を定義する。
【００２７】
また、本システムでは、以下の各事項が前提条件となる。
まず、ユーザは自動車や電車に乗って高速で移動していることを前提とする。よって、ＭＮが道路や線路に沿って直進的な運動を行う可能性が高い。
さらに、本システムにおいては、ネットワークの構成要素は、各ＡＲが管理するエリア情報を持っていることを前提としている。
【００２８】
なお、ＭＭＲはＭＮの移動予測をもとに、ＭＮが今後ハンドオーバしそうなＡＲ（以下、候補ＡＲと略称する）を予め多めに選定しておく、そして、ＭＭＲは、データをマルチキャストする際には、候補ＡＲの中からＭＮの近傍にいるもののみを選んで行うものとする。
以下、（Ａ）「接続処理」に要する時間を削減できないという問題点Ｉ、ＭＮがマルチキャスト範囲外にハンドオーバを行った場合に大きな通信の瞬断が生じるという問題点ＩＩ、という２つの問題点を解決する本システムの概要を述べる。
【００２９】
まず、上記問題点ＩＩを解決する手法について、図１を参照して説明する。
同図において、ＭＮは速度ｖで移動している。ＭＭＲはＭＮの移動予測から候補ＡＲを選定した後、その候補ＡＲの一覧をＭＮに通知する（Ｓ０１）。この一覧には、ＭＮが候補ＡＲ中のＡＲをどの様な順番でハンドオーバしていくか、という順序情報も含まれている。
【００３０】
ＭＮは常に各ＡＲが送信しているＢｅａｃｏｎを監視し、現在ハンドオーバしそうなＡＲが一覧の通りであるか調べる。その一覧の通りに移動している場合は、非特許文献４に開示されている手法に近似した手法（後に詳述する）でハンドオーバを行う。
しかしながら、もし一覧の通りでない場合（Ｓ０２）、移動先のエリアＭ’が候補ＡＲの一覧に含まれていないので、ＭＮは自身が予測外の移動をしようとしていることがわかる。この場合、非特許文献３に開示されている手法に近似した手法（後に詳述する）でハンドオーバを行う。そして、ＭＮは候補ＡＲ以外のＡＲ配下にハンドオーバしそうであること、すなわち予測外行動であること、をＭＭＲに通知する。ＭＭＲは予測外行動であることの通知を受けた場合には、候補ＡＲを新たに選定し直す。
【００３１】
次に、上記問題点Ｉを解決する手法について以下に述べる。
ＭＭＲは候補ＡＲを選んだ後、ＭＮが各候補ＡＲ配下で用いるＣＯＡを、各候補ＡＲに作成させる。ここでは、１ＡＲ〜ｘＡＲが選ばれたと仮定し、ＣＯＡ１〜ＣＯＡｘを作成させる。その後、（Ａ）「接続処理」に必要となる情報の一覧をＭＮと候補ＡＲに通知する。
【００３２】
ＭＮに通知される具体的な内容は、例えば、図２に示されている。すなわち、同図において、全候補ＡＲがＢｅａｃｏｎを送信する際に用いる識別情報（以下、ＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤと略称する）１００、全候補ＡＲのＩＰアドレス（ＩＰ−ＡＲ１〜ＩＰ−ＡＲｘ）２００、ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＡＲ１〜ＭＡＣ−ＡＲｘ）３００、各候補ＡＲ配下で用いるＣＯＡ（ＣＯＡ１〜ＣＯＡｘ）４００が、ＭＮに通知される。
【００３３】
また、全ての候補ＡＲには以下の内容が通知される。すなわち、ＭＮが対象ＡＲ配下で用いるＣＯＡ、ＭＮのＭＡＣアドレスが、各ＡＲに通知される。
なお、通知される具体的な内容は、用いている移動通信プロトコルによって異なる。
以上の情報が予めＭＮと候補ＡＲとにそれぞれ通知されていれば、ＭＮがハンドオーバを行った後、なんらメッセージのやり取りをすることなく、瞬時に（Ａ）「接続処理」を行うことが可能である。なお、ＭＮは移動先のＡＲが送信しているＢｅａｃｏｎ中に含まれているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤに基づいて、通知された情報の一覧の中から必要な情報を選び出す。
【００３４】
図３には、本システムにおける移動予測の手法が示されている。同図においては、ＭＮは、最初に、ｐＡＲをデフォルトルートとするｐＮｅｔｗｏｒｋに存在していたものとする。
その後、以下の手法により、移動予測がなされる。すなわち、ｐＮｅｔｗｏｒｋに移動したＭＮは（Ｓ１０１）、自分の移動情報をＭＭＲに通知する（Ｓ１０２）。この場合の移動情報は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等の機器によって測定されるＭＮの現在の位置と移動速度等である。この移動情報には、白動車・電車乗車中と言った環境情報を含むことも考えられる。
【００３５】
この移動情報を受取ったＭＭＲは、その移動情報に基づいて、今後の移動経路を予測し、ＭＮがどのＡＲの管理するエリアを通過するか予測する（Ｓ１０３）。同図においては、予測の結果、Ｓｔｅｐ１（ｐＡＲ）、Ｓｔｅｐ２（ｎＡＲ１）、Ｓｔｅｐ３（ｎＡＲ２）、Ｓｔｅｐ４（ｎＡＲ３）、Ｓｔｅｐ５（ｎＡＲ４、ｎＡＲ５）、Ｓｔｅｐ６（ｎＡＲ６、ｎＡＲ７、ｎＡＲ８）が候補ＡＲとして選ばれたとしている。
【００３６】
次に、図４を参照して、上記の移動予測、及び移動予測後におけるＭＭＲの候補ＡＲ選定、選定後における、候補ＡＲ一覧の情報、接続処理に必要な情報の通知する処理の概要を述べる。なお、移動予測後の動作は図２の場合と同様である。
最初に、ＭＮがｐＮｅｔｗｏｒｋに移動してくる（Ｓ１０１）。ＭＮはｐＮｅｔｗｏｒｋに移動した後、すぐにＭＭＲに自分の移動情報を通知する（Ｓ１０２）。
【００３７】
ＭＭＲは通知されたＭＮの移動情報から今後の移動経路を予測し、ＭＮがどのＡＲの管理するエリアを通過するか予測する（Ｓ１０３）。ＭＭＲは、全候補ＡＲにＭＮのＭＡＣアドレスを通知する（Ｓ１０４）。
候補ＡＲは、通知されたＭＮのＭＡＣアドレスから、ＭＮがハンドオーバ後に用いるＣＯＡを作成する（Ｓ１０５）。これにより、ｎＣＯＡ１〜ｎＣＯＡ８が作成される。候補ＡＲは作成したＣＯＡでＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する（Ｓ１０６）。候補ＡＲは自分が使用しているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤ、作成したＣＯＡをＭＭＲに通知する（Ｓ１０７）。
【００３８】
ＭＭＲはＭＮに移動予測結果、候補ＡＲが使用しているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＩＤ１〜Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＩＤ８）、ＩＰアドレス（ＩＰ ＡＲ１ 〜ＩＰ ＡＲ８）、ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ ＡＲ１〜ＭＡＣ ＡＲ８）、各候補ＡＲ配下で用いるＣＯＡ（ｎＣＯＡ１〜ｎＣＯＡ８）を通知する（Ｓ１０８）。
【００３９】
以降の処理は、後述するようにＭＮが移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合と、ＭＮが移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合とで異なるものになる（Ｓ１０９）。
図５には、本システムにおける、ＭＮ宛のデータのマルチキャストの実施例が示されている。ＭＭＲはＭＮの現在の位置から数Ｓｔｅｐ先の候補ＡＲに対してＭＮ宛のデータをマルチキャストする。
【００４０】
同図（ａ）の状態においては、現在の位置であるｐＡＲから１Ｓｔｅｐ先であるｎＡＲ１に対してＭＮ宛のデータをマルチキャストしている。一方、移動後の同図（ｂ）の状態においては、現在の位置であるｎＡＲ１から１Ｓｔｅｐ先であるｎＡＲ２に対してＭＮ宛のデータをマルチキャストしている。
どの程度先、すなわち何Ｓｔｅｐ先のＡＲに対してデータをマルチキャストするかは、ＭＮの移動速度や用いている無線技術のリンクの品質によって異なる。リンクの品質が極端に悪い場合、ＭＮがｎＡＲ１と無線接続を確立できないまま、次のｎＡＲ２に移動してしまう可能性があるからである。
【００４１】
各ＡＲは、ＭＮが無線接続を確立している場合は、ＭＮ宛のデータをＭＮに転送する。しかしながら、ＭＮが無線接続を確立してない場合は、データをバッファリング、もしくは必要ない場合は削除する。
バッファリングするか、削除するかは、ＭＮが用いている通信アプリケーションによって異なる。例えば、データ転送アプリケーション等、ロスのない通信を行うことが必要な場合はデータをバッファリングし、逆にＶｏｉｃｅ ｏｖｅｒＩＰアプリケーション等の様にパケットの伝播遅延を低く抑えたい場合は、伝播遅延を増大させるバッファリングはあえて行わない、という状況が考えられる。
【００４２】
ところで、ＭＮは常に各ＡＲが送信しているＢｅａｃｏｎを監視している。ＭＮは、このＢｅａｃｏｎ中に含まれているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤに基づいて、ＭＭＲから通知された情報の一覧を検索し、自らが予測通りにハンドオーバしているか常に監視している。
以下、（ａ）ＭＮが移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合について図６及び図７を、（ｂ）ＭＮが移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合について図８及び図９を、それぞれ参照して説明する。
（ａ）ＭＮが移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合
図６には、ＭＮが移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合の動作例が示されている（Ｓ１１１〜Ｓ１１６）。図７は図６中の各部の処理に対応するフローチャートである。なお、図６においては、ＭＮがｐＡＲからｎＡＲ１にハンドオーバしたとしている。
【００４３】
ＭＮはｎＡＲ１が送信するＢｅａｃｏｎメッセージに含まれているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤに基づいて、候補ＡＲ情報一覧の中から必要な情報を検索する（Ｓ１１０）。ＭＮがｎＡＲ１との無線接続を確立する（Ｓ１１１）。
ＭＮはｎＡＲ１との無線接続を確立したことをトリガーにして、Ｓ１１０で検索された情報を用いて、ＭＮと移動先ＡＲの接続処理を行う。具体的には、ｎＣＯＡ１の使用開始、デフォルトルート（ｎＡＲ１（ＩＰ−ｎＡＲ１、ＭＡＣ−ｎＡＲ１））の切り替えを行う（Ｓ１１２）。
【００４４】
ｎＡＲ１はＭＮが自分との無線接続を確立したことをトリガーにして、事前に通知されているＭＮのＭＡＣアドレス、ｎＣＯＡ１を用いてＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｔａｂｌｅの更新を行う（Ｓ１１３）。
ｎＡＲ１がＭＮ宛のデータを送信し始める。バッファされたデータがあれば同時に送信される（Ｓ１１４）。ｎＡＲ１がＭＭＲにＭＮのためのＢｉｎｄｉｎｇＵｐｄａｔｅを送信する（Ｓ１１５）。
【００４５】
最後に、ＭＭＲがデータをマルチキャストする範囲を変更（Ｓｔｅｐ２（ｎＡＲ１）とＳｔｅｐ３（ｎＡＲ２））する（Ｓ１１６）。
（ｂ）ＭＮが移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合
図８には、ＭＮが移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合の動作例が示されている（Ｓ１１０’〜Ｓ１２０’）。図９は図８中の各部の処理に対応するフローチャートである。なお、ＭＮは移動予測外のＡＲにハンドオーバする場合には非特許文献３と同様の方法を用いてハンドオーバを行う。図８においては、ＭＮがｎＡＲ１から候補ＡＲ外のｎＡＲ９にハンドオーバしたとしている。
【００４６】
ＭＮはｎＡＲ９が送信するＢｅａｃｏｎメッセージに含まれているＷｉｒｅｌｅｓｓＩＤが候補ＡＲ一覧にないことを認識する（Ｓ１１０’）。すると、ＭＮがｎＡＲ１を経由してｎＡＲ９にＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｙを送信する（Ｓ１１１’）。Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｙを受信することによって、ＭＮのＭＡＣアドレスがｎＡＲ９に通知される。
【００４７】
ｎＡＲ９が、通知されたＭＮのＭＡＣアドレスから、ＭＮが自分にハンドオーバした場合に用いるＣＯＡ（ｎＣＯＡ９）を作成する（Ｓ１１２’）。ｎＡＲ９はｎＣＯＡ９でＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する（Ｓ１１３’）。
ｎＡＲ９がｎＡＲ１を経由してＭＮにＰｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信する（Ｓ１１４’）。Ｐｒｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを受信することによって、ＭＮにｎＡＲ９のＩＰアドレス（ＩＰ−ｎＡＲ９）、ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ｎＡＲ９）、ｎＣＯＡ９が通知される。
【００４８】
ｎＡＲ１はＭＭＲに予測外行動の通知を行う（Ｓ１１５’）。ＭＭＲは予測外行動の通知を受信することによって、ＭＮがｎＡＲ１からｎＡＲ９にハンドオーバしそうであることが分かる。
ＭＭＲは予測外行動の通知を受けた後、マルチキャストを行う範囲をｎＡＲ１、ｎＡＲ９に変更する（Ｓ１１６’）。
【００４９】
ＭＮはｎＡＲ９との無線接続を確立する（Ｓ１１７’）。ＭＮはｎＡＲ９との無線接続を確立したことをトリガーにして、（１）ＭＮと移動先ＡＲの接続処理（ｎＣＯＡ９の使用開始、デフォルトルート（ｎＡＲ９（ＩＰ−ｎＡＲ９、ＭＡＣ−ｎＡＲ９））の切り替え）を行う（Ｓ１１８’）。
ｎＡＲ９はＭＮが自分との無線接続を確立したことをトリガーにして、事前に通知されているＭＮのＭＡＣアドレス、ｎＣＯＡ９を用いてＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｔａｂｌｅの更新を行う。ｎＡＲ９がＭＮ宛のデータを送信し始める。バッファされたデータがあれば同時に送信される（Ｓ１１９’）。
【００５０】
ｎＡＲ９がＭＭＲにＭＮのためのＢｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅを送信する（Ｓ１２０’）。
ＭＭＲは、ＭＮが予測の最後のＡＲまで移動した後、もしくは予測が外れた場合に、改めてＭＮの移動予測を行う。以降の手順は上記と同様である。
（移動管理ルータ）
以上説明した移動通信システムにおいては、以下のような移動管理ルータが実現されている。すなわち、図１０に示されているように、複数のアクセスルータと、移動しながら上記複数のアクセスルータ間においてハンドオーバ処理を行う移動ノードとを有する移動体通信システムにおいて、上記複数のアクセスルータを管理する移動管理ルータであり、上記移動ノードの移動先を予測する予測機能１００１と、上記予測機能１００１によって予測される予測移動先である候補アクセスルータそれぞれに、上記移動ノード宛のデータを予めマルチキャスト送信するマルチキャスト機能１００２と、上記候補アクセスルータに、上記移動ノードがハンドオーバの際に各候補アクセスルータと通信を行うために必要な情報を該移動ノードに予め通知するＡＲへの通知機能１００４と、上記候補アクセスルータそれぞれが上記移動ノードと通信を行うために必要な情報を該候補アクセスルータに予め通知するＭＮへの通知機能１００５とを含む移動管理ルータが実現されている。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００５１】
ここで、上記ＡＲへの通知機能１００４は、上記候補アクセスルータの一覧を上記移動ノードに通知する。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００５２】
また、図１０に示されているように、移動管理ルータは、上記移動ノードの現在位置に応じて上記マルチキャスト手段によってマルチキャスト送信する範囲を変更する範囲変更機能１００３を更に含んでいる。これにより、移動ノードの現在位置に応じて適切な範囲にマルチキャスト送信することができる。
（アクセスルータ）
以上説明した移動通信システムにおいては、以下のようなアクセスルータが実現されている。すなわち、図１１に示されているように、他のルータとの間において移動する移動ノードによってハンドオーバ処理が行われるアクセスルータであり、上記移動ノードと通信を行うために、自ルータを管理する移動管理ルータから通知される情報に基づいて、上記移動ノードが自ルータの配下で用いる気付アドレスを作成する気付アドレス作成機能２００１と、上記気付アドレス作成機能２００１によって作成した気付アドレスを上記移動管理ルータに通知する通知機能２００２とを含むアクセスルータが実現されている。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
（移動ノード）
以上説明した移動通信システムにおいては、以下のような移動ノードが実現されている。すなわち、図１２に示されているように、複数のアクセス間を移動する際にハンドオーバ処理を行う移動ノードであり、自ノードの予測移動先である候補アクセスルータの一覧を受信する一覧受信機能３００１と、上記ハンドオーバ処理を行う際、該ハンドオーバ先のアクセスルータが上記一覧受信機能３００１によって受信した一覧に含まれているかどうか監視する監視機能３００２と、上記監視機能３００２による監視の結果、該ハンドオーバ先のアクセスルータが上記一覧に含まれていない場合には上記候補アクセスルータの選び直しを要求する選び直し要求機能３００３とを含む移動ノードが実現されている。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００５３】
また、図１２に示されているように、移動ノードは、自ノードの移動先に関する情報を通知する移動先情報通知機能３００４を更に含んでいる。これにより、移動ノードの現在位置に応じて適切な範囲にマルチキャスト送信することができる。
（ハンドオーバ制御方法）
以上説明した移動通信システムにおいては、以下のようなハンドオーバ制御方法が実現されている。すなわち、移動ノードから通知された該移動ノードの移動情報に基づいて該移動ノードの移動経路を予測する予測ステップと、上記予測ステップにおいて予測された予測移動先である候補アクセスルータと上記移動ノードとが通信を行うために必要な情報を通知する通知ステップとを含み、上記候補アクセスルータ同士の間において上記移動ノードがハンドオーバ処理を行う際、上記通知ステップにおいて通知された情報に基づいて上記移動ノードと上記候補アクセスルータとが通信を行うハンドオーバ制御方法が実現されている。ハンドオーバの際の接続処理に必要な情報を、候補アクセスルータに予め通知することにより、ハンドオーバに要する時間を短くすることができる。
【００５４】
また、上記通知ステップにおいては、上記候補アクセスルータの一覧を上記移動ノードに通知し、
上記移動ノードのハンドオーバ先のアクセスルータが上記一覧に含まれていない場合には上記候補アクセスルータの選び直しを要求するステップを、更に含んでいるハンドオーバ制御方法が実現されている。候補ＡＲの一覧を予め通知しておくことにより、通知された一覧に含まれていないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合には候補アクセスルータの選び直しを要求でき、瞬断を短い時間に抑えることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、移動管理ルータが候補アクセスルータを選び、移動ノード宛のデータを候補アクセスルータにマルチキャストする場合において、予め移動ノードと候補アクセスルータに接続処理に必要な情報を通知しておき、また、予め移動ノードに候補アクセスルータの一覧を通知しておくことにより、ハンドオーバ処理に要する時間が削減できるという効果がある。
【００５６】
また、一覧にないアクセスルータにハンドオーバしそうな場合、移動ノードから移動管理ルータに候補アクセスルータの選び直しを要求することにより、移動ノードが候補アクセスルータ以外のアクセスルータにハンドオーバした場合にも対応することができ、瞬断の短いハンドオーバを実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＮが予測外のＡＲにハンドオーバを行った場合を、本システムによって解決する手法を示す図である。
【図２】接続処理する時間を削減できないという従来技術の問題点を、本システムによって解決する手法を示す図である。
【図３】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムにおける、移動予測の実施例を示す図である。
【図４】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムにおける、マルチキャストの実施例を示す図である。
【図６】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムにおける、移動予測通りのＡＲにハンドオーバする場合のハンドオーバ手順を示す図である。
【図７】移動ノードが移動予測通りのアクセスルータにハンドオーバする場合の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明による移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノードを採用した移動通信システムにおける、移動予測以外のアクセスルータにハンドオーバする場合のハンドオーバ手順を示す図である。
【図９】移動ノードが移動予測外のアクセスルータにハンドオーバする場合の動作を示すフローチャートである。
【図１０】移動管理ルータの構成例を示すブロック図である。
【図１１】アクセスルータの構成例を示すブロック図である。
【図１２】移動ノードの構成例を示すブロック図である。
【図１３】非特許文献１、非特許文献２のハンドオーバ手法の概要を示す図である。
【図１４】非特許文献３のハンドオーバ手法の、接続処理の概要を示す図である。
【図１５】非特許文献４のハンドオーバ手法の概要を示す図である。
【図１６】接続処理する時間を削減できないという従来技術の問題点を示す図である。
【図１７】非特許文献４のハンドオーバ手法の問題点を示す図である。
【符号の説明】
ＡＲ アクセスルータ
ＭＮ 移動ノード
ＭＭＲ 移動管理ルータ
Claims (8)
- 複数のアクセスルータと、移動しながら前記複数のアクセスルータ間においてハンドオーバ処理を行う移動ノードとを有する移動体通信システムにおいて、前記複数のアクセスルータを管理する移動管理ルータであって、前記移動ノードの移動先を予測する予測手段と、前記予測手段によって予測される予測移動先である候補アクセスルータそれぞれに、前記移動ノード宛のデータを予めマルチキャスト送信するマルチキャスト手段と、前記候補アクセスルータに、前記移動ノードがハンドオーバの際に各候補アクセスルータと通信を行うために必要な情報を該移動ノードに予め通知する第１の通知手段と、前記候補アクセスルータそれぞれが前記移動ノードと通信を行うために必要な情報を該候補アクセスルータに予め通知する第２の通知手段とを含むことを特徴とする移動管理ルータ。
- 前記第１の通知手段は、前記候補アクセスルータの一覧を前記移動ノードに通知することを特徴とする請求項１記載の移動管理ルータ。
- 前記移動ノードの現在位置に応じて前記マルチキャスト手段によってマルチキャスト送信する範囲を変更する範囲変更手段を更に含むことを特徴とする請求項１又は２記載の移動管理ルータ。
- 他のルータとの間において移動する移動ノードによってハンドオーバ処理が行われるアクセスルータであって、前記移動ノードと通信を行うために、自ルータを管理する移動管理ルータから通知される情報に基づいて、前記移動ノードが自ルータの配下で用いる気付アドレスを作成する気付アドレス作成手段と、前記気付アドレス作成手段によって作成した気付アドレスを前記移動管理ルータに通知する手段とを含むことを特徴とするアクセスルータ。
- 複数のアクセス間を移動する際にハンドオーバ処理を行う移動ノードであって、自ノードの予測移動先である候補アクセスルータの一覧を受信する受信手段と、前記ハンドオーバ処理を行う際、該ハンドオーバ先のアクセスルータが前記受信手段によって受信した一覧に含まれているかどうか監視する監視手段と、前記監視手段による監視の結果、該ハンドオーバ先のアクセスルータが前記一覧に含まれていない場合には前記候補アクセスルータの選び直しを要求する手段とを含むことを特徴とする移動ノード。
- 自ノードの移動先に関する情報を通知する移動先情報通知手段を更に含むことを特徴とする請求項５記載の移動ノード。
- 移動ノードから通知された該移動ノードの移動情報に基づいて該移動ノードの移動経路を予測する予測ステップと、前記予測ステップにおいて予測された予測移動先である候補アクセスルータと前記移動ノードとが通信を行うために必要な情報を通知する通知ステップとを含み、前記候補アクセスルータ同士の間において前記移動ノードがハンドオーバ処理を行う際、前記通知ステップにおいて通知された情報に基づいて前記移動ノードと前記候補アクセスルータとが通信を行うことを特徴とするハンドオーバ制御方法。
- 前記通知ステップにおいては、前記候補アクセスルータの一覧を前記移動ノードに通知し、
前記移動ノードのハンドオーバ先のアクセスルータが前記一覧に含まれていない場合には前記候補アクセスルータの選び直しを要求するステップを更に含むことを特徴とする請求項７記載のハンドオーバ制御方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003068589A JP2004282249A (ja) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | 移動通信システムに用いる移動管理ルータ、アクセスルータ、移動ノード、ハンドオーバ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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