JP4270096B2 - 移動端末との通信方法、および、移動端末 - Google Patents

Description

本発明は移動データ通信システムに係り、特に移動端末がネットワーク間を移動している間に通信を維持する技術に関する。

一般にIPネットワークは、与えられているIPアドレス群が異なる複数のサブネットワークを互いに接続することにより構成され、サブネットワークに接続される端末にはサブネットワークごとに割り当てられているIPアドレス群の中からIPアドレスが与えられる。一般にサブネットワーク内ではIPアドレスに基づいてパケットを転送しているため、移動端末は別のサブネットワークに移動するたびに異なるIPアドレスを割り当ててもらう必要がある。

インターネットの通信プロトコルとして現在広く用いられているIPv4や、現在普及しつつあるIPv6を用いた移動端末が、他のサブネットワークに移動する場合、移動前のサブネットワークで利用していたIPアドレス宛てのパケットは移動前のサブネットワークに届くために、移動後のサブネットワークでは、移動前のサブネットワークで利用していたIPアドレスをそのまま使用した通信を保つことができない。

上記の問題を解決するために移動端末が他のサブネットワークに移動した場合にも通信を引き続いて保つことを可能にするMobile IPと呼ばれる技術が提案されている。

たとえば、IPv6に基づく、Mobile IPv6では、移動端末は、上記サブネットワークの中に、移動端末が普段属しているサブネットワークをホームネットワークとして定める。移動端末にはホームネットワークで使用するIPアドレスとしてホームアドレス（Home Address）が割り当てられ、ホームネットワークには、当該サブネットワークをホームネットワークとする移動端末の位置情報を管理する機能を持つホームエージェントを置く。

各サブネットワークには、IPv6アドレスの上位がプレフィックスアドレスとして割り当てられる。各サブネットワークには、広告ルータと呼ぶルータを、少なくとも一つ設ける。広告ルータは、当該サブネットワークのプレフィックスアドレスを含むルータ広告(Router Advertisement)をサブネットワーク内の移動端末宛てに送信し、移動端末がどのプレフィックスアドレスを持つサブネットワークに属しているかを知らせる。また、サブネットワーク内の移動端末から、現在属しているサブネットワークの情報の通知を要求された場合にも上記の広告によって応答する。

各移動端末は移動先のサブネットワークにおいて、そのサブネットワークのプレフィックスアドレスを上記のルータ広告から得て、IPv6のauto configuration機能、あるいはDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)によりアドレスを割り当ててもらうことにより、移動先のサブネットワークで使用する気付アドレス(Care-of Address)を生成する。移動端末は生成した気付アドレスと自分のホームアドレスとの対応付け情報（binding update）をホームエージェント装置（以下、ホームエージェントという）に通知し、以後ホームエージェントは移動端末のホームアドレス宛に届いたIPv6パケットを捕捉してカプセル化して気付アドレス宛てに送り、移動端末は気付アドレス宛てに届いたカプセル化されたパケットを受信し、カプセルをはずして、自端末のホームアドレス宛てに届いたIPv6パケットを取り出す。

また、ルータの機能を持つ移動端末（モバイルルータという）と、モバイルルータとともに移動する、Mobile IPの機能を持たない移動端末と、で構成されるモバイルネットワークにおいて、通信の継続を提供するプロトコルの標準化が、IETFのNEMO(NEtwork MObility)ワーキンググループにおいて検討されている。

また、基地局と、基地局の無線通信範囲外にある移動端末との通信を行うために、移動端末間でマルチホップ通信を行うアドホックネットワークを使用した方法がある。（例えば特許文献１）。

特開2003-230167号公報

上記従来技術では、基地局と1ホップで接続していない移動端末への気付アドレスの割り当てが考慮されていないため、他の移動端末は、当該移動端末にパケットを送ることができない。これは、移動端末がホームエージェントにBinding updateを行えないため、ホームエージェントは移動端末のホームアドレス宛のパケットを移動端末へ転送できないためである。

また、これらの移動端末同士がアドホックネットワークのような他のネットワークを使用すればホームエージェントを経由せずに通信が可能な場合であっても、これら移動端末間のホームアドレス宛に行われる通信は、ホームエージェントを経由し、このため、通信経路が長くなる、トラフィックが無駄に増える、などの問題があった。

本発明は、広告ルータと2ホップ以上（マルチホップ）で通信を行う移動端末に気付アドレスを割り当て、当該移動端末は、割り当てされた気付アドレスをホームエージェントに登録する通信方法を提供する。

また、本発明は、マルチホップで通信可能な移動端末、もしくは当該移動端末とともに移動するサブネットワーク内の移動端末に、ホームエージェントを経由しない通信経路を提供することを可能とする。

具体的には、本発明は、上記移動端末が他のサブネットワークまたはホームネットワークとの通信を行う際の基地局端末を兼ねる広告ルータが、気付アドレス割り当てのためにルータ広告を送信し、ルータ広告を受信した移動端末が、他の移動端末に該ルータ広告を転送することを特徴とする。

また、本発明は、移動端末に割り当てられているアドレスと移動端末とともに移動するネットワークのアドレスをアドホックネットワーク上に広告することで、冗長な通信経路を回避することを特徴とする。

より、具体的な、本発明による通信方法は、一態様によれば、通信パケットの送受信機能を備える移動端末と、移動端末と通信する基地局端末とからなるネットワークと、移動端末を管理するホームエージェントとからなる通信システムにおいて、基地局端末はそれぞれ自端末が属するサブネットワークを構成し、基地局端末と1ホップで通信可能な移動端末と、1ホップで通信できない移動端末とは、互いに無線リンクで接続され、サブネットワークに属しており、1ホップで通信可能な移動端末と、1ホップで通信できない移動端末とに、サブネットワークの気付アドレスを割り当て、ホームエージェントは、1ホップで通信できない移動端末宛の通信パケットを、サブネットワークの気付アドレス宛に転送し、1ホップで通信可能な移動端末は、通信パケットを受信し、1ホップで通信できない移動端末へ転送することを特徴とする。

さらに、上記基地局端末は、サブネットワークのネットワークプリフィックスアドレスを広告し、広告されたネットワークプリフィックスアドレスを受信した移動端末は、無線リンクで接続された、サブネットワークに属する他の移動端末に、ネットワークプリフィックスアドレスを転送し、ネットワークプリフィックスアドレスを転送された移動端末は、気付アドレスを生成し、ホームエージェントに登録することを特徴とする。

さらに、1ホップで通信可能な移動端末に、さらに移動ネットワークが接続されている場合、ホームエージェントは、移動ネットワーク内の移動端末宛の、通信パケットを、1ホップで通信可能な移動端末に転送し、1ホップで通信可能な移動端末が、通信パケットを、移動ネットワークに転送することを特徴とする。

さらに、サブネットワークに属する移動端末は、移動端末に割り当てられて気付アドレスを使用してマルチホップ通信経路を構築することを特徴とする。

本発明による通信方法は、他の一態様によれば、通信パケットの送受信機能を備える移動端末と、移動端末と通信する基地局端末とからなるネットワークと、移動端末を管理するホームエージェントとからなる通信システムにおいて、複数の移動端末は、基地局端末が構成するサブネットワークに属しており、かつ、互いに、基地局端末を経由しない他の無線ネットワークを構成しており、ホームエージェントが属するサブネットワークをホームネットワークとする他の移動端末宛の通信パケットを受信した移動端末は、他の移動端末が他の無線ネットワークに属している場合に、ホームエージェントを経由せずに、通信パケットを転送することを特徴とする。

さらに、上記移動端末は、自端末のホームネットワークにおけるホームアドレスを他の無線ネットワークに属している、他の移動端末に広告し、広告されたホームアドレスを受信した他の移動端末は、当該ホームアドレスを宛先とする通信パケットの転送先として、ホームアドレスを持つ移動端末の他の無線ネットワークにおけるアドレスを、ルーティングテーブルに登録し、当該ホームアドレスを宛先とする通信パケットを受信した場合に、他の無線ネットワークにおけるアドレスへ転送することを特徴とする。

さらに、基地局端末と通信可能な複数の移動端末各々に、さらに移動ネットワークが接続されている場合、基地局端末と通信可能な移動端末が、接続されている移動ネットワーク内の移動端末から、基地局端末と通信可能な他の移動端末に接続されている他の移動ネットワーク内の移動端末宛の通信パケットを受信したら、サブネットワークにおいて、ホームエージェントを経由せずに、通信パケットを、基地局端末と通信可能な他の移動端末へ転送し、転送された通信パケットを受信した、基地局端末と通信可能な他の移動端末は、接続されている他の移動ネットワーク内の移動端末宛に通信パケットを転送することを特徴とする。

さらに、上記移動端末は、基地局と通信するための無線インターフェースと、他の無線ネットワークで通信するための無線通信インターフェースを具備し、基地局端末は、サブネットワークのネットワークプリフィックスアドレスを広告し、移動端末は、複数の無線インターフェースに優先度を設け、より優先度が高い無線インターフェースを用いるネットワークにおける広告されたネットワークプリフィックスアドレスを受信した場合に、気付アドレスを生成し更新することを特徴とする。

本発明による移動端末は、一態様によれば、通信パケットの送受信機能を備え、ホームエージェントが構成するホームネットワークに属する移動端末であって、1ホップで基地局端末と接続され、基地局端末が構成するサブネットワークに属し、基地局端末と1ホップで通信できない移動端末と、無線リンクで接続し、当該サブネットワークの気付アドレスを保持し、ホームエージェントから、サブネットワークの気付アドレス宛に転送された、無線リンクで接続された、1ホップで通信できない移動端末宛の通信パケットを受信し、受信した通信パケットを1ホップで通信できない移動端末へ転送することを特徴とする。

本発明による移動端末は、他の一態様において、通信パケットの送受信機能を備え、ホームエージェントが構成するホームネットワークに属する移動端末であって、基地局端末が構成するサブネットワークに属し、他の移動端末と、基地局端末を経由しない他の無線ネットワークを構成しており、ホームエージェントが属するサブネットワークをホームネットワークとする他の移動端末宛の通信パケットを受信し、ホームエージェントを経由せずに、他の無線ネットワークを用いて、他の移動端末に、通信パケットを転送することを特徴とする。

上記態様によれば、基地局と1ホップで接続していない移動端末が、さらには該移動端末とともに移動するネットワークに接続する移動端末が、サブネットを移動しても、移動先のサブネットに属する気付アドレスを生成することが可能になる。さらに、基地局や、気付アドレスを生成した該移動端末までの経路上にある他の移動端末は、該気付アドレス宛ての経路を構築することができるし、気付アドレスを生成した該移動端末はホームエージェントにBinding updateを行えるので、IPアドレスの変更をすることなく通信することが可能となる。

また、アドホックネットワークのような他のネットワークを使用することにより、ホームエージェントを経由せずに通信を行えるので、通信経路を短くすることや、トラフィックを軽減することが可能となる。

本発明によれば、基地局と1ホップで接続していない移動端末も、気付アドレスを用いた通信が可能になる。また、通信経路を短くし、トラフィックの増加を防ぐことが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図1は本発明の無線移動体通信方法の一実施形態を示した図である。基地局端末106と基地局端末107と端末108は、ネットワーク109と接続されており、それぞれ異なるサブネットワークに属している。

基地局端末106と基地局端末107は無線ネットワークとネットワーク109のゲートウェイ（ルータ）となっている。具体的には、基地局端末106は無線ＬＡＮインターフェースを具備した、無線LANネットワーク110のアクセスポイントとなっており、基地局端末107は、基地局経由で通信を行う公衆移動無線網（以下、セルラーネットワーク111という）の基地局である。

移動端末101〜105は、無線ＬＡＮインターフェースとセルラーネットワークインターフェースの両方を具備している。

端末101〜107のハードウェア構成の一例を図11に示す。各端末は、タイマB01、CPU B02、メモリB03と無線LANインターフェースB04、セルラーネットワークインターフェースB05と有線LANインターフェースB06 を具備している。移動端末101〜105は無線LANインターフェースB04もしくはセルラーネットワークインターフェースB05、有線LANインターフェースB06を用いてパケットの転送を行うことができる。

なお、移動端末101〜105は有線LANインターフェースB06を備えなくてもよく、基地局端末106はセルラーネットワークインターフェースB05を備えなくてもよく、基地局端末107は無線LANインターフェースB04を備えなくてもよい。

以下の説明における各端末の処理は、上記CPU B02がメモリB03に格納されているプログラムを実行することにより、実現されるものである。プログラムは、あらかじめ、メモリB03に格納されていても良いし、当該端末が利用可能な、着脱可能な記憶媒体、または通信媒体（有線、無線、光などのネットワーク、または当該ネットワーク上の搬送波やデジタル信号）を介して、必要に応じてメモリB03に導入されてもよい。

以下、移動端末もしくは基地局端末両方を指す場合は単に端末という。

移動端末101は無線ＬＡＮインターフェースB04を用いて移動端末102と通信可能な位置にあり、移動端末102は無線ＬＡＮインターフェースB04を用いて移動端末101と移動端末103と基地局端末106と通信可能な位置にあり、移動端末103は無線ＬＡＮインターフェースB04を用いて移動端末102と通信可能であり、セルラーネットワークインターフェースB05を用いて基地局端末107と通信可能な位置にある。

移動端末104、105は、互いに無線ＬＡＮインターフェースB04を用いて通信可能であり、セルラーネットワークインターフェースB05で基地局端末107と通信可能な位置にある。

移動端末101〜105と基地局端末106は、無線ネットワーク上で自律的に通信経路を構築するアドホックネットワーク経路制御機能を持っており、無線ＬＡＮインターフェースB04を使用しアドホックネットワークを構成する。アドホックネットワーク経路制御ソフトの経路制御プロトコルとしては、アドホックネットワークの経路制御プロトコルとしてIETF（Internet Engineering Task Force）において標準化の議論がされているプロトコルが使用可能である。

端末101〜106は互いの無線ＬＡＮインターフェースB04の通信エリア内に存在する端末と無線リンクを形成し、また、移動端末101〜105は基地局端末107のセルラーネットワークインターフェースB05と通信可能であれば、基地局端末107と無線リンクを形成する。

図1においては、移動端末101〜103は、基地局端末106と無線ＬＡＮインターフェースB04を用いたサブネットワーク110を構成し、移動端末103〜105は、基地局端末107が構成するセルラーネットワークインターフェースB05を用いたサブネットワークに属している。また、移動端末104、105は、互いに無線ＬＡＮインターフェースB04を用いた無線リンクを形成している。

移動端末101〜105には、端末108をホームエージェント装置（以下、HA108という）としHA108が属するサブネットワーク112をホームネットワークとするホームアドレスが割り振られている。移動端末101〜105は、基地局端末106もしくは基地局端末107が属するネットワーク109に接続する場合、ネットワーク109に属する気付アドレスをインターフェース気付アドレスとして、各端末に設定する。

移動端末101〜105は、各端末に設定されているインターフェース気付アドレスのうちの一つを、後述するように、端末気付アドレスとしてHA108に登録する。以下、インターフェース気付アドレスもしくは端末気付アドレス両方を指す場合は単に気付アドレスという。

端末101〜106はアドホックネットワークを構成するルーティングアドレスとして無線LANインターフェースB04にアドホックルーティング用のアドレスを設定してもよいし、無線LANインターフェースB04に割り振られているインターフェース気付アドレスを用いてもよい。また、本実施形態で使用するアドレスはIPv6アドレスとし、無線LANインターフェースB04にはアドホックネットワーク用ルーティングアドレスが割り振られているとする。

次に、本実施形態における気付アドレスの設定方法について説明する。アドレスの自動設定方法は、IFTFから公表されている技術文書RFC2462（S. Thomson, T. Narten, “IPv6 Stateless Address Autoconfiguration”, 1998/12, <http://www.ietf.org/rfc/rfc2462.txt>）に示される方法を使用する。

基地局端末106と基地局端末107は広告ルータを兼ね、それぞれ、自端末が属している無線LANネットワーク110とセルラネットワーク111に係わる、ネットワークプリフィックスなどの情報を格納したルータ広告を広告している。

ルータ広告はIETFから公表されている技術文書RFC2461(T. Narten, E. Nordmark, W. Simpson, “Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6)”, 1998/12, <http://www.ietf.org/rfc/rfc2461.txt>)に示されるICMPパケットの一種のルータ広告（Router Advertisement）を利用して送信する。

移動端末101〜105は受信したルータ広告に含まれるネットワークプリフィックス情報と、自端末に与えられているインターフェース識別子より気付アドレスを設定する。インターフェース識別子は、手動で設定しても良いしRFC2373（R. Hinden, S. Deering, “IP Version 6 Addressing Architecture”, 1998/7, <http://www.ietf.org/rfc/rfc2373.txt>)に示される方法でインターフェースのMACアドレスを元に設定してもよい。気付アドレスにはルータ広告に含まれている有効時間を設定しておき、有効時間を経過した気付アドレスは有効ではないとして使用しない。

本実施形態では、移動端末102は基地局端末106が広告するルータ広告を受信し気付アドレスを設定し、上記ルータ広告と同じネットワークの情報を格納したルータ広告を移動端末101と移動端末103に転送する。

転送は、移動端末102が基地局端末106から受信したルータ広告を、再びブロードキャスト送信またはマルチキャスト送信することにより実現される。移動端末102から転送されたルータ広告を受信した移動端末101、103も、さらにルータ広告の転送を行う。

移動端末101、103により転送されたルータ広告は移動端末102に戻ってくることによりループが発生し無駄なトラフィックとなることがある。これを防ぐために基地局端末106はルータ広告にルータ広告を特定するID番号を付加して送信してもよい。具体的には、ネットワーク情報を格納した上記RFC2461で定義されているルータ広告を拡張して、ルータ広告部（201）にルータ広告を特定するID番号（202）を追加すればよい。

移動端末102は受信したルータ広告のIPヘッダーに含まれる、端末106の送信元アドレスとID番号をルータ広告受信リストに記録し、転送のためにルータ広告の送信元である端末106のアドレスを広告ルータのアドレスとしてブロードキャスト送信する。

ルータ広告受信リストの例を図3に示す。列301に送信元アドレス、列302に受信したルータ広告のID番号、列303にルータ広告に含まれていたネットワーク情報を登録する。

ルータ広告の転送のアルゴリズムを図4のフローチャートを用いて説明する。ルータ広告を受信（401）すると、受信したインターフェースがアドホックネットワークを構成するインターフェース（本実施形態では無線LANインターフェース）であるかチェックし（402）、アドホックネットワークを構成するインターフェースで受信していなければ（402でno）ルータ広告受信処理（406）を行う。

アドホックネットワークを構成するインターフェースで受信していれば（402でyes）ルータ広告の送信元アドレスとID番号が一致する組がルータ広告受信リストにあるかチェックを行い（403）、ルータ広告受信リストに一致する組があれば（403でyes）なにもせずに終了する。一致する組がなければ（403でno）、TTLを１減算したルータ広告の転送（404）を、ブロードキャスト送信またはマルチキャスト送信により行い、送信元アドレスとID番号をルータ広告受信リストに登録（405）し、ルータ広告受信処理（406）を行う。

図４に示すアルゴリズムにより、基地局端末106からのルータ広告を受信した移動端末102は、無線リンクが確立している他の端末にルータ広告を転送する。移動端末101、103は移動端末102から転送されたルータ広告を受信し、気付アドレスを設定する。移動端末103は、基地局端末107が送信したルータ広告も受信する。

移動端末103がどちらのネットワークに属する端末気付アドレスを設定するかを決定する方法には、移動端末の通信インターフェースに優先度を設定しておき、優先度の高いインターフェースのインターフェース気付アドレスを移動端末気付アドレスとする方法がある。

図４のステップ406に示すルータ広告受信処理のフローチャートを図5に示す。移動端末はルータ広告を受信すると、上記RFC2462に示される方法で受信インターフェースの気付アドレスとして設定（501）を行い、受信したインターフェースより優先度の高いインターフェース気付アドレスが気付アドレスリストにあるかチェック（502）し、優先度の高いインターフェース気付アドレスがあれば（502でyes）処理を終了する。なければ（502でno）優先度が同じインターフェース気付アドレスが気付アドレスリストにあるかチェック（503）し、あれば（503でyes）受信したルータ広告のTTLの値と上記インターフェース気付アドレスのTTLの値を比較し（504）、受信したルータ広告のTTLの値が小さければ（504でyes）処理を終了する。

TTLの値が大きい（504でno）もしくは、優先度が同じインターフェース気付アドレスが気付アドレスリストにない（503でno）場合、広告ルータまでの経路があるかチェック（505）し経路がある場合（505でyes）移動端末の気付アドレスを更新（506）する。

本実施形態では、セルラーネットワークインターフェースB05（優先度2とする）よりも無線LANインターフェースB04（優先度1とする）の方の優先度が高いとすると、移動端末103は移動端末102が転送したルータ広告に含まれるネットワーク情報に基づく気付アドレスを設定する。移動端末104と移動端末105は基地局端末107が送信するルータ広告に基づく気付アドレスを設定する。

広告ルータへの経路の存在確認は、セルラーシステムのように基地局端末と直接無線リンクを構成する場合は、無線リンクが確立されていることを確認し、アドホックネットワークのようにマルチホップによるリンクを確立する場合は、広告ルータがルーティングテーブルに存在していることを確認するか、または、pingを用いて広告ルータと疎通確認を行うことにより行う。

各移動端末が備える気付アドレスリストの例を図６に示す。列601にインターフェース気付アドレスを登録し、列602にインターフェース気付アドレスの有効時間を登録する。列603にはインターフェースの優先度を登録する。列604にはどのインターフェースのインターフェース気付アドレスかを登録する。列605にはルータ広告のTTLを登録する。行606は基地局端末106が送信したルータ広告の情報の登録例を示し、行607は、基地局端末107が送信したルータ広告の情報の登録例を示す。

次に、本実施形態における気付アドレスでの通信経路の確立方法について図1と図7のフローチャートを用いて説明する。

移動端末101は、新しい気付アドレスが設定される（701）と、気付アドレスがアドホックネットワークを構成するインターフェースに設定されたものであるかチェック（702）し、アドホックネットワークを構成するインターフェース（本実施例では無線LANインターフェースB04）であれば（702でyes）、該気付アドレスも、アドホックネットワークでのルーティングアドレスの広告方法に従って広告（703）を行い、アドホックネットワークでの経路を構成しホームエージェントであるHA108に対してBinding Update（704）を行う。

移動端末102も上記方法により、気付アドレスを設定しHA108に対してBinding Updateを行う。移動端末102は移動端末101が広告する気付アドレスを受信すると、ルーティングテーブルに登録を行い、気付アドレスを用いた経路を構築する。

図8に、移動端末102が用いるルーティングテーブルの例を示す。

列801は宛先とネットマスク（ネットワーク長）、列802にネクストホップ、列803は送信に用いるインターフェースを示す。ネットマスクが128である宛先はホストルートを示し、64である宛先はネットワークルートを示す。

行804は、移動端末の101の気付アドレス（CoAと記す）101へのホストルートCoA101/128について、ネクストホップがアドホックネットワーク用ルーティングアドレス（AoAと記す）101、送信インターフェースとして無線LANインターフェース（以下WLAN）B04が登録されている例を示し、行805は、移動端末101のAoA101へのホストルートAoA101/128について、直接通信できる送信インターフェースとしてWLANが登録されている例を示す。

行806は、端末106へのホストルートである端末106/128について送信インターフェースとしてWLAN B04が登録されている例を示す。行807は移動端末103のAoA103へのホストルートAoA103 /128について送信インターフェースとしてWLAN B04が登録されている例を示す。

行808は移動端末102の端末気付アドレスCoA102の属するネットワークへのネットワークルートCoA102/64についての登録例を示し、行809は移動端末102のアドホックネットワーク用ルーティングアドレスAoA102が属するネットワークルートAoA102/64について登録されている例を示す。行810にはデフォルトルートが登録されている例を示す。

端末106も上記方法と同様にして、移動端末101の気付アドレス宛のパケットは移動端末102に転送するようにルーティングテーブルを作成する。

Binding Updateを受けたHA108は、移動端末101のホームアドレス宛のパケットを新しい気付アドレス宛にIP in IPのカプセル化を行い端末106へ転送する。端末106は上述のルーティングテーブルを参照し、パケットを移動端末102に転送する。移動端末102も図8に示すルーティングテーブルを参照し移動端末101にパケットを転送する。

また、移動端末は、気付アドレスリストのもっとも優先度の高いインターフェース気付アドレスの有効時間がなくなると、有効時間の残っている最も優先度の高いインターフェース気付アドレスを移動端末気付アドレスとして設定する。この場合の処理も図7のフローチャートに示されるアルゴリズムに従う。

アドホックネットワークでのルーティングアドレスの広告方法はルーティングプロトコルによって異なる。本実施形態では、RFC3626（T. Clausen, P. Jacquet, “Optimized Link State Routing Protocol (OLSR)” 2003/10, http://www.ietf.org/rfc/rfc3626.txt)に示されるルーティングプロトコルOLSR（Optimized Link State Routing）を、扱うアドレス空間を32bitから128bitに拡大することによりIPv6用に拡張して使用しているとする。OLSRでは端末が複数のアドレスを持っている場合、そのうちの一つをメインアドレスとし、他のアドレスをインターフェースアドレスと定めるMID（Multiple Interface Declaration）メッセージとして広告することにより、端末の複数のアドレスに対する通信経路を構築する。端末の気付アドレスをMIDメッセージの中に格納することにより、気付アドレスに対する通信経路を構築することができる。

次に、アドホックネットワークを使い、HA108を経由せずに移動端末101〜105同士が通信を行う方法について説明する。

移動端末101〜105は、アドホックネットワークを構成するルーティングアドレスとして、無線LANインターフェースB04に設定されているアドホックネットワーク用ルーティングアドレスと、（端末気付アドレスが設定されていれば）端末気付アドレスと、ホームアドレスをルーティングアドレスとして広告をする。

端末気付アドレスの広告の場合と同様にホームアドレスをMIDメッセージの中に格納して広告することにより、受信した移動端末は、送信した移動端末のホームアドレスに対する通信経路を構築可能となる。

例えば、本実施形態において、移動端末104と移動端末105は、複数アドレスの一つとしてホームアドレスを広告している。このため移動端末104のルーティングテーブルには移動端末105のホームアドレスがホストルートとして登録される。

移動端末104のルーティングテーブルの例を図12に示す。図12において、列801〜803は図8と同様である。

行C04は、移動端末105のホームアドレス（HoAと記す）105へのホストルートHoA105/128について、ネクストホップがAoA105、送信インターフェースがWLAN B04として登録されている例を示し行C05は、移動端末105のAoA105へのホストルートAoA105/128について、直接通信できる送信インターフェースとしてWLAN B04が登録されている例を示す。

行C06は、移動端末105のCoA105へのホストルートCoA105/128についてネクストホップがAoA105、送信インターフェースとしてWLAN B04が登録されている例を示す。

行C07は移動端末104の端末気付アドレスCoA104の属するネットワークへのネットワークルートCoA104/64についてのが登録例を示し、行C08は移動端末104のAoA104が属するネットワークへのネットワークルートAoA104/64について登録されている例を示す。行809にはデフォルトルートが登録されている例を示す。

移動端末104は、移動端末105のホストアドレス宛てにパケットを送信する場合、図12に示すルーティングテーブルを走査し、もっとも適切なインターフェースからパケットを送信する。つまり、移動端末105のホームアドレスがルーティングテーブルの行C04に登録されているため、移動端末105のホームアドレス宛てのパケットは無線LANインターフェースB04からアドホックネットワーク用ルーティングアドレスへ送信され、HA108を経由せずに移動端末105へ到達する。

次に、本実施形態において、移動端末とともに移動するモバイルネットワークがあり、移動端末が上記モバイルネットワークと外部のネットワークとのルータ機能をもったモバイルルータとした場合について図9を用いて説明する。モバイルルータの構成例は図11に示すものと同様である。

移動端末901〜905はモバイルルータ901〜905とし、それぞれモバイルネットワーク906〜910が接続している。モバイルネットワークのネットワークプリフィックスはあらかじめ設定している。

本実施形態では、モバイルルータは有線LANインタフェースB06を用いて、モバイルネットワークとは有線LANで接続する。モバイルルータとモバイルネットワークの接続方法はモバイルネットワーク内の移動端末とモバイルルータが通信できればよく、有線LANに限定するものではない。

移動端末をモバイルルータにした場合、HA108は、ホームアドレスと端末気付アドレスに加え、モバイルルータと接続しているモバイルネットワークのネットワークプリフィックスも管理する。モバイルネットワークのネットワークプリフィックスは、図7のフローチャート704で示されるBinding Updateの際に、端末気付アドレスに加えてHA108に送信してもよいし、あらかじめHA108に登録しておいてもよい。

本実施形態において、例えばモバイルネットワーク906内の移動端末からモバイルネットワーク910内の移動端末に向けパケットが送信されると、モバイルルータ901はパケットをHA108に向け転送する。HA108は、モバイルネットワーク910に転送するために、IP in IPのカプセル化を行いモバイルルータ905にパケットを転送する。モバイルルータ905はカプセル化を解除し、モバイルネットワーク910にパケットを転送する。

モバイルネットワーク909内の移動端末から、モバイルネットワーク910内の移動端末宛てに送信されたパケットは、従来方法ではHA108を経由した経路を通ってモバイルネットワーク910へと到達するが、本実施例においては、以下に示すとおり、HA108を経由せずに、モバイルルータ904,905間で構成されるアドホックネットワークを経由して、モバイルネットワーク910内の移動端末に到達する。

OLSRは、移動端末は、自端末が、あるネットワークへのルータ（ゲートウェイ）となっている場合、自端末を経由するルートをアドホックネットワーク上に構築するために、HNA（Host and Network Association）メッセージに上記ネットワークのアドレスを格納して広告する。本実施形態では、モバイルルータ904、905は、HNAメッセージとしてそれぞれのモバイルルータに接続しているモバイルネットワーク909、910のネットワークプリフィックスを広告する。

図10は、広告されたネットワークプリフィックスを受信したモバイルルータ904のルーティングテーブルの例であり、図8のルーティングテーブルに、モバイルネットワーク910のネットワークプリフィックス（MoAと記す）910/64へのルートA01 とモバイルネットワーク909のMoA909/64へのルートA02が追加されている。モバイルネットワーク909への接続には有線LANインタフェース(eth0と記す)を用いるものとする。

モバイルルータ904は、モバイルネットワーク909内の移動端末からモバイルネットワーク910内のノード宛てに送信されたパケットを受信すると、図10に示すルーティングテーブルをチェックする。そして、該パケットをモバイルネットワーク910に届けるために、モバイルルータ905のアドホックネットワーク用ルーティングアドレスAoA905に転送し、モバイルルータ905は、転送されたパケットをモバイルネットワーク910に転送する。

以上により、HA108を経由しないモバイルネットワーク同士の通信が可能となる。

実施形態における移動端末ネットワークの構成の一例を示す図である。 実施形態におけるルータ広告のフォーマットの一例を示す図である。 実施形態におけるルータ広告受信リストの一例を示す図である。 実施形態におけるルータ広告転送処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態におけるルータ広告受信処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態における、移動端末が備える気付アドレスリストの一例を示す図である。 実施形態における、移動端末気付アドレスの変更処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態における、移動端末のルーティングテーブルの一例を示す図である。 実施形態における、モバイルルータネットワークの構成の一例を示す図である。 実施形態における、モバイルルータのルーティングテーブルの一例を示す図である。 実施形態における、各端末のハードウェア構成例である。 実施形態における、移動端末のルーティングテーブルの、他の一例を示す図である。

符号の説明

101、102、103、104、105：移動端末、106、107：基地局端末、108：ホームエージェント、109：ネットワーク、110：無線LANネットワーク、111：セルラーネットワーク、901、902、903、904、905：モバイルルータ、906、907、908、909、910：モバイルネットワーク。

Claims (6)

1. 無線による通信パケットの送受信機能を備える移動端末と、前記移動端末と無線通信する基地局端末とからなるネットワークと、前記移動端末を管理するホームエージェントとからなる通信システムにおける移動端末との通信方法であって、
   前記基地局端末と、前記基地局端末と1ホップで無線通信可能な移動端末と、前記基地局端末と1ホップで無線通信できない移動端末とが、前記ネットワークを構成する、第一のサブネットワークに属しており、
   前記1ホップで無線通信できない移動端末は、前記第一のサブネットワークとは異なる第二のサブネットワークをホームネットワークとし、前記1ホップで無線通信可能な移動端末との間に無線リンクが確立されている場合に、
   前記1ホップで無線通信できない移動端末に、当該移動端末のホームアドレスと前記無線リンクにおけるアドレスに対応する、前記第一のサブネットワークにおける気付アドレスを割り当て、
   前記1ホップで無線通信できない移動端末を管理するホームエージェントは、前記1ホップで無線通信できない移動端末の前記ホームアドレス宛の通信パケットを、当該移動端末の前記気付アドレスを宛先として、前記基地局端末に転送し、
   前記基地局端末は、受信した、前記気付アドレスを宛先とする前記通信パケットを、前記1ホップで無線通信可能な移動端末に転送し、
   前記1ホップで無線通信可能な移動端末は、受信した前記気付アドレスを宛先とする前記通信パケットを、前記1ホップで無線通信できない移動端末の前記無線リンクにおけるアドレスへ、前記無線リンクを介して転送する
   ことを特徴とする移動端末との通信方法。
2. 請求項1記載の移動端末との通信方法において、
   前記基地局端末は、前記第一のサブネットワークのネットワークプリフィックスアドレスを広告し、
   広告された前記ネットワークプリフィックスアドレスを受信した前記1ホップで無線通信可能な移動端末は、
   前記無線リンクで接続された、前記第一のサブネットワークに属する、前記1ホップで無線通信できない移動端末に、前記ネットワークプリフィックスアドレスを転送し、
   前記ネットワークプリフィックスアドレスを転送された前記1ホップで無線通信できない移動端末は、前記気付アドレスを生成し、
   前記ホームエージェントに登録する
   ことを特徴とする移動端末との通信方法。
3. 請求項1記載の移動端末との通信方法において、
   前記1ホップで通信可能な移動端末に、さらに移動ネットワークが接続されている場合、
   前記ホームエージェントは、前記移動ネットワーク内の移動端末宛の通信パケットを、前記1ホップで通信可能な移動端末に転送し、
   前記1ホップで通信可能な移動端末が、転送された前記通信パケットを、前記移動ネットワークに転送する
   ことを特徴とする移動端末との通信方法。
4. 請求項2記載の移動端末との通信方法において、
   前記1ホップで無線通信できない移動端末が、更に、第三のサブネットワークにも属している場合、当該移動端末のホームアドレスに対応する、前記第三のサブネットワークにおける気付アドレスを割り当て、
   前記1ホップで無線通信できない移動端末の、割り当てられた気付アドレスと、当該気付アドレスを用いる通信インターフェースと、当該通信インターフェースの優先度と、を対応付けて管理し、
   前記1ホップで無線通信できない移動端末に割り当てられた気付アドレスのうち、対応する通信インターフェースの優先度がより高い気付アドレスを、前記ホームエージェントに登録する
   ことを特徴とする移動端末との通信方法。
5. 無線による通信パケットの送受信機能を備え、第一のサブネットワークに属する移動端末であって、
   基地局端末と1ホップで通信できず、前記第一のサブネットワークとは異なる第二のサブネットワークをホームネットワークとし、当該移動端末との間に無線リンクが確立されている他の移動端末が、前記第一のサブネットワークに属している場合に、
   前記他の移動端末に割り当てられた、前記第二のサブネットワークにおけるホームアドレスに対応する前記第一のサブネットワークにおける気付アドレスと、前記無線リンクにおけるアドレスと、を示すルーティングテーブルを保持し、
   前記他の移動端末を管理するホームエージェントから転送される、前記他の移動端末の前記第一のサブネットワークにおける前記気付アドレスを宛先とする通信パケットを受信し、
   受信した前記気付アドレスを宛先とする前記通信パケットを、前記ルーティングテーブルを参照し、前記無線リンクを介して、前記他の移動端末へ転送する
   ことを特徴とする移動端末。
6. 請求項5記載の移動端末において、
   前記移動端末は、
   前記基地局端末が広告する、前記第一のサブネットワークのネットワークプリフィックスアドレスを受信し、
   前記無線リンクで接続された、前記第一のサブネットワークに属する前記他の移動端末に、前記ネットワークプリフィックスアドレスを転送し、
   転送した前記ネットワークプリフィックスアドレスに基づき前記他の移動端末が生成した、前記第一のサブネットワークにおける前記気付アドレスを取得する
   ことを特徴とする移動端末。

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