JP4684920B2 - ハンドオーバ方法、ハンドオーバシステム、基地局、及びアクセスルータ - Google Patents

Description

本発明は、移動端末装置が通信システム間でハンドオーバする際に用いられるハンドオーバ方法に関し、特に、異なる種別の通信システム間で移動端末装置をハンドオーバするためのハンドオーバ方法、ハンドオーバシステム、及び通信システムで用いられる基地局及びアクセスルータに関するものである。

近年、モバイルインターネットの発展に伴って、移動端末装置が接続ポイントを切り替えるハンドオーバの処理によって通信品質（例えば、通信レート）が劣化してしまうということが問題となっている。

例えば、ハンドオーバの際には、ハンドオーバを行う移動端末装置（以下ハンドオーバ端末装置と呼ぶ）のフローがハンドオーバ先の基地局に転送されることになるが、このフローがバースト的にハンドオーバ先の基地局に流入することで、ハンドオーバ先の基地局に元々接続されていた移動端末装置のパケットがロスしてしまい、これによって、通信品質の劣化が生じる。

図４を参照して詳しく説明すると、ここでは、ＭＮ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｏｄｅ（移動端末装置））１１がＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ（基地局））１２に接続され、ＢＳ１２はＡＲ（アクセスルータ（Ａｃｃｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ））１２ａに接続されて、ＭＮ１１はＦＴＰ（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ１３からファイルをダウンロードしており（符号Ｆ１で示す）、一方、４台の既存ＭＮ１４−１乃至１４−４がＢＳ１５に接続され、ＢＳ１５はＡＲ１５ａに接続されて、ＭＮ１４−１乃至１４−４はＦＴＰサーバ１６からそれぞれファイルをダウンロードしている（符号Ｆ２で示す）。ここで、ＭＮ１１が移動してＢＳ１５へハンドオーバすると、ＭＮ１１へのトラフィックはＢＳ１５へ向かうことになる（符合Ｆ３で示す）。

すると、４台の既存ＭＮ１４−１乃至１４−４でネットワークリソースを共有していた状態に対して、新たにＭＮ１１宛てのトラフィックがＢＳ１５に加わるため、ＢＳ１５において一時的に輻輳が生じ、ハンドオーバ端末装置であるＭＮ１１のパケットのみならず、既存ＭＮ１４−１乃至１４−４のパケットもロスしてしまう可能性がある。

特に、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）では、ＴＣＰ Ｒｅｎｏをはじめ、多くのバージョンにおいて、パケットロスの発生をトリガとして通信レートが大きく下がるため、ハンドオーバ端末装置とともに既存移動端末装置の通信レートも大きく下がってしまうことになる。

ところで、従来は、例えばセルラーネットワーク内等の同一無線システム内におけるハンドオーバがほとんどであったが、今後は、無線ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）からセルラーネットワークへのハンドオーバ等、異なる種別の無線システム（通信システム）間におけるハンドオーバが盛んになると予想される。例えば、図７に示すように、ＭＮ１１が別のＭＮ１１ａとインターネットＮＥＴ及び通信システムＸを介して通信している際、ＭＮ１１が移動して、別の種別の通信システムＹを介して通信を行う際には、異なる種別の通信システム間でハンドオーバを行う必要がある。

ところが、異なる種別の無線システム間ではその特徴が大きく異なるものが少なくない。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ ２０００ １ｘ等の所謂第３世代携帯電話の通信速度が最大でも数百ｋｂｐｓであるのに対し、無線ＭＡＮの１つであるＩＥＥＥ ８０２．１６−２００４では最大数十Ｍｂｐｓと、１００倍程度も通信速度が速くなる。

このような異なる種別の通信システム間におけるハンドオーバにおいては、上述した通信品質の劣化等の問題がより顕著になると考えられる。図５を参照すると、いま、ＭＮ１１が高速通信の可能な無線システム２１に接続されて、ＦＴＰサーバ１３からファイルを高速にダウンロードしているとする。

ここで、ＭＮ１１が移動して低速通信しか行うことのできない無線システム２２へハンドオーバすると、無線システム２１に接続していた際の大量のトラフィックが一気に無線システム２２へ流れ込むことになる。無線システム２２では、ＢＳ１５は低速でしかパケットを移動端末装置（ＭＮ）に届けることができない関係上、ＭＮ１１宛てのパケットでＢＳ１５（ＢＳ１５のバッファ）が一気にオーバーフローしてしまう可能性が高く、同一の無線システム間におけるハンドオーバに比べて影響が大きい。

このような不具合を防止するため、階層化モビリティプロトコルを用いた場合のサブドメインを統括するＢＲ（Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｏｕｔｅｒ）配下のＢＳ間において、ハンドオーバを行う際のトラフィック制御を行うようにしたものがある（非特許文献１参照、以下従来例と呼ぶ）。

図６を参照すると、従来例においては、ＢＲ２３は通常のバッファの他に、キャッシュバッファと呼ばれるバッファを有しており、ＢＲ２３はハンドオーバ端末装置であるＭＮ１１のハンドオーバ後、ＭＮ１１宛てのフローをキャッシュバッファにキャッシュして、少しずつ通常のバッファに送り出す。この際、ＢＲ２３では送り出す速度を調整するために所謂ウィンドウ制御手法を用いて、ウィンドウサイズ分だけバッファされたパケットを送り出す。

ウィンドウサイズの初期値は”１”であり、ＢＲ２３はＭＮ１１からのＡＣＫ（応答信号）を受信すると、ウィンドウサイズを”１”ずつ増加させる。ＢＲ２３がデュープリケイト（ｄｕｐｌｉｃａｔｅ）ＡＣＫを受信するか又は所定の時間内にＡＣＫを受信しない等パケットロスを検出すると、ＢＲ２３は再度ウィンドウサイズを”１”とする。

また、フローのキャッシュを開始してから予め設定した時間が経過すると、ＢＲ２３はキャッシュ内のパケットを一気に通常のバッファに送り出し、処理を終了する。このような処理を行なうことによって、ハンドオーバ端末装置宛のフローは少しずつハンドオーバ先のネットワークに追加されて、ＢＳ１５における輻輳状態を回避できることになる。

Ｇｒａｃｅｆｕｌ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ ｉｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，"２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｗｉｒｅｄ／Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ （ＷＷＩＣ ２００４）， ｐｐ．１２０−１３１，２００４年２月

ところが、従来例においては、移動端末装置がハンドオーバする度に、移動端末装置毎にキャッシュバッファを作成する必要がある。複数のＢＳが存在するサブドメインを統括するＢＲにおいては、多くの移動端末装置を管理しており、頻繁にサブドメイン内のハンドオーバが発生する可能性は少なくない。そして、頻繁なキャッシュバッファの作成及び削除はＢＲに対して余分な処理負荷を要求することになる。

また、キャッシュバッファ用のメモリ空間を予め多めに準備する必要等、メモリ空間に要するコストが増加する。加えて、キャッシュバッファ毎にウィンドウ制御を行うため、その処理負荷も大きくなってしまう。

さらに、ハンドオーバ先のＢＳが有する帯域に余裕があっても、ハンドオーバ端末装置宛のパケットは全てキャッシュされることになって、ＴＣＰのスロースタートと同様にウィンドウ制御により徐々にパケットが送り出されるため、ネットワークリソースを有効に利用できないことがある。なお、ＴＣＰの再送タイマーはそれほど長いわけではないので、キャッシュバッファにパケットがキャッシュされている際に、ＴＣＰの送信側で再送タイマーが満了して、不必要な再送処理が発生することもある。

加えて、従来例では、同一無線システム間のハンドオーバを想定しているが、異なる種別の無線システム間におけるハンドオーバを考慮すると（特に、図５に示すような高速通信可能な無線システムから低速通信しかサポートしてない無線システムにハンドオーバすることを考慮すると）、大量のパケットがキャッシュバッファにキャッシュされ、上述したようにＴＣＰの送信側での再送タイマーが満了してしまい、再送処理が発生する可能性が高くなる。

そして、再送されたパケットは、キャッシュバッファの最後尾にキューイングされるので、キューイング遅延のためにその再送パケットが送り出されるまでに再度ＴＣＰの送信側で再送タイマーが満了しまい、再送処理が繰り返される可能性が高くなる。

また、上述の状態でフローのキャッシュを開始してから予め設定した時間が経過すると、キャッシュ内のパケットが一気に送り出されることで輻輳が発生し、前述したハンドオーバに起因する不具合が発生してしまう。一方、タイマー（予め設定した時間）を長く設定すると、輻輳が発生しにくくなるものの、ハンドオーバ端末装置のフローは長時間再送が繰り返され、長時間スループットの低下に晒されてしまうことがある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ハンドオーバの際の処理負荷を少なくするとともに、スループットが低下することが少なく、しかも再送処理が発生することが極めて少ないハンドオーバ方法、ハンドオーバシステム、基地局、及びアクセスルータを提供することにある。

本発明は、複数の通信システムのいずれかに選択的に接続される移動端末装置が前記通信システム間でハンドオーバするためのハンドオーバ方法であって、前記移動端末装置が前記ハンドオーバを行う際に、ネットワークに滞留する該装置宛のパケット量をスループットの移動平均値及び往復遅延量に応じて滞留パケット量として見積もる第１のステップと、前記滞留パケット量とバッファ残量とに基づいて、パケット廃棄率を求める第２のステップと、該パケット廃棄率に応じて、受信した前記移動端末装置宛のパケットを廃棄する第３のステップと、を有することを特徴とするハンドオーバ方法を提供する。

本発明では、前記第３のステップでは、パケットを受信する都度、前記滞留パケット量から当該パケットのサイズを減算する。

さらに、本発明は、複数の通信システムのいずれかに基地局及びアクセスルータを介して選択的に接続される移動端末装置が前記通信システム間でハンドオーバする際に用いられるハンドオーバシステムであって、前記移動端末装置には、前記通信システム間でハンドオーバを行う際、ネットワークに滞留する自装置宛のパケット量をスループットの移動平均値及び往復遅延量に応じて滞留パケット量として見積もる滞留パケット見積もり手段と、前記基地局及び前記アクセスルータのいずれか一方を選択局として、該選択局に前記滞留パケット量を通知する通知手段とが備えられ、前記選択局には、前記滞留パケット量とバッファ残量とに基づいて、パケット廃棄率を求めるパケット廃棄率算出手段と、該パケット廃棄率に応じて、受信した前記移動端末装置宛のパケットを廃棄するパケット廃棄手段とが備えられていることを特徴とするハンドオーバシステムを提供する。

本発明では、前記パケット廃棄手段は、パケットを受信する都度、前記滞留パケット量から当該パケットのサイズを減算する。

また、本発明は、通信システムに対応して備えられ、当該通信システムに移動端末装置を接続するための基地局であって、前記移動端末装置が前記通信システム間でハンドオーバする際、該移動端末装置から、スループットの移動平均値及び往復遅延量に応じて見積もられたネットワークに滞留する該装置宛のパケット量を表す滞留パケット量を受信する受信手段と、前記滞留パケット量とバッファ残量とに基づいてパケット廃棄率を求めるパケット廃棄率算出手段と、該パケット廃棄率に応じて前記移動端末装置宛のパケットを廃棄するパケット廃棄手段と、を有することを特徴とする基地局を提供する。

本発明では、この基地局において、前記パケット廃棄率算出手段は、前記滞留パケット量を受信すると、当該移動端末装置についてその端末識別子に対応付けて少なくとも前記滞留パケット量及び前記パケット廃棄率を有するハンドオーバ端末エントリを生成して、該エントリをハンドオーバノードリストに格納する第１の手段と、パケットを受信した際、前記ハンドオーバノードリストに当該パケットに係る端末識別子が存在しない場合に当該パケットをパケットバッファに格納する第２の手段と、パケットを受信した際、前記ハンドオーバノードリストに当該パケットに係る端末識別子が存在する場合に当該パケットを前記パケット廃棄手段に渡す第３の手段と、を有する。

本発明では、前記移動端末装置からは前記滞留パケット量とともに前記往復遅延時間が送信されており、基地局において、前記第１の手段は前記ハンドオーバ端末エントリを生成する際前記往復遅延時間に基づいた計時時間を計時するタイマーを起動させ、前記パケット廃棄手段はパケットを受信する都度前記ハンドオーバ端末エントリ中の滞留パケット量から当該パケットサイズを差し引いて、前記タイマーがタイムアップするか又は前記滞留パケット量がゼロとなった時点で当該ハンドオーバ端末エントリを削除する。

加えて、本発明は、通信システムに対応して備えられ、当該通信システムに移動端末装置を接続してアクセスルートを規定するアクセスルータであって、前記移動端末装置が前記通信システム間でハンドオーバする際、該移動端末装置から、スループットの移動平均値及び往復遅延量に応じて見積もられたネットワークに滞留する該装置宛のパケット量を表す滞留パケット量を受信する受信手段と、前記滞留パケット量とバッファ残量とに基づいてパケット廃棄率を求めるパケット廃棄率算出手段と、該パケット廃棄率に応じて前記移動端末装置宛のパケットを廃棄するパケット廃棄手段と、を有することを特徴とするアクセスルータを提供する。

このアクセスルータにおいても、前記パケット廃棄率算出手段は、前記滞留パケット量を受信すると、当該移動端末装置についてその端末識別子に対応付けて少なくとも前記滞留パケット量及び前記パケット廃棄率を有するハンドオーバ端末エントリを生成して、該エントリをハンドオーバノードリストに格納する第１の手段と、パケットを受信した際、前記ハンドオーバノードリストに当該パケットに係る端末識別子が存在しない場合に当該パケットをパケットバッファに格納する第２の手段と、パケットを受信した際、前記ハンドオーバノードリストに当該パケットに係る端末識別子が存在する場合に当該パケットを前記パケット廃棄手段に渡す第３の手段と、を有する。

さらに、前記移動端末装置からは前記滞留パケット量とともに前記往復遅延時間が送信されており、アクセスルータにおいて、前記第１の手段は前記ハンドオーバ端末エントリを生成する際、前記往復遅延時間に基づいた計時時間を計時するタイマーを起動させ、前記パケット廃棄手段はパケットを受信する都度前記ハンドオーバ端末エントリ中の滞留パケット量から当該パケットのサイズを差し引いて、前記タイマーがタイムアップするか又は前記滞留パケット量がゼロとなった時点で当該ハンドオーバ端末エントリを削除する。

以上のように、本発明では、ハンドオーバの際、ネットワークに滞留するパケットの量を滞留パケット量として求めて、この滞留パケット量に応じて移動端末装置（ハンドオーバを行う移動端末装置（ハンドオーバ端末装置））宛てのパケットを廃棄するようにしたので、ハンドオーバ先において通信レートの落ち込みを防止できるという効果がある。

また、本発明では、スループットの移動平均値及び往復遅延量に応じて滞留パケット量を見積もり、この滞留パケット量とバッファ残量とに基づいてパケット廃棄率を求め、ハンドオーバ先においてハンドオーバ端末装置宛てのパケットをパケット廃棄率に応じて廃棄するようにしたので、例えば、種別の異なる通信システム間でハンドオーバを実施する際においても、ハンドオーバ先におけるスループットの落ち込みを回避することができるという効果がある。

本発明では、ハンドオーバの際パケット廃棄率に応じてハンドオーバ端末装置宛てのパケットを廃棄しているので、ハンドオーバの際の処理負荷を少なくすることができるばかりでなく、再送処理が発生することを極めて少なくすることができるという効果があり、しかも、ハンドオーバ端末装置のスループットを早期に回復できるという効果がある。

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。まず、図１を参照して、図示のネットワークシステムでは、ＭＮ１１は高速通信が可能な無線システム２１にＢＳ１２を介して接続され、ＦＴＰサーバ１３からファイルをダウンロードしており（符号Ｆ１で示す）、一方、ＭＮ１４−１乃至１４−３は低速通信しかサポートしない無線システム２２にＢＳ１５を介して接続され、ＦＴＰサーバ１６からそれぞれファイルをダウンロードしている（符号Ｆ２で示す）。図示の例では、ＢＳ１１及び１５はそれぞれＡＲ３１及び３２に接続されている。

図２は、本実施の形態によるＡＲの構成を本実施例に必要な限度で示すブロック図である。同図において、ＡＲ３１及び３２は、パケット分類（Ｐａｃｋｅｔ Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒ）部４１（このパケット分類部４１はパケット廃棄率算出手段としての機能を有している）、メモリ部４２、パケット廃棄（Ｐａｃｋｅｔ Ｄｒｏｐｐｅｒ）部４３（パケット廃棄手段）、パケットバッファ（Ｐａｃｋｅｔ Ｂｕｆｆｅｒ）部４４、及び下位レイヤ（Ｌｏｗｅｒ Ｌａｙｅｒ）部４５を有しており、パケット分類部４１では受信パケットを後述するようにして振り分ける。

メモリ部４２には、図３に示すハンドオーバノードリスト（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｎｏｄｅ Ｌｉｓｔ（ＨＯＮＬ））が格納されており、このＨＯＮＬには、後述するようにして、ハンドオーバ端末装置毎にエントリ（ハンドオーバ端末エントリ）が蓄積される。そして、ハンドオーバ端末エントリには、ＩＰアドレス（ＩＰ Ａｄｄｒｅｓｓ（端末識別子））フィールド毎に、滞留パケット量（Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｆｌｙｉｎｇ ｐａｃｋｅｔｓ）フィールド、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ（ｍｓｅｃ）：往復遅延時間）フィルード、及び廃棄率（Ｄｒｏｐ Ｒａｔｅ（％））フィールドが規定されており、パケット廃棄部４３ではＨＯＮＬ（つまり、ハンドオーバ端末エントリ）に応じてパケット廃棄を行う。そして、パケットバッファ部４４では、パケット分類部４１及びパケット廃棄部４３からのパケットをキューイングし、下位レイヤ部４５によってキューイングされたパケットが送信される。

図１及び図２を参照して、ＭＮ１１では所定の期間毎の最大ＲＴＴ及びスループットの移動平均値を保持しており、図１において、いまＭＮ１１が移動して、ハンドオーバが発生したとする。この際、ＭＮ１１では、例えば、ＩＥＥＥ ８０２．２１等に記載されているように、ハンドオーバの発生を予告するトリガ信号を受信する。これによって、ＭＮ１１では現在ネットワーク中に滞留しているＭＮ１１宛てのパケット量を滞留パケット量として見積もる。この見積もりは、例えば、数１によって計算される（数１は、ネットワーク中に滞留する最大のパケット量を表す）。

（数１）
滞留パケット量（Ｂ）＝１２５×［スループットの移動平均（Ｍｂ／ｓ）］［往復遅延時間（ｍｓ）］

数１を用いて、ＭＮ１１はネットワーク内に滞留する滞留パケット量を見積もると、最大ＲＴＴ値とともにこの滞留パケット量をハンドオーバ先であるＢＳ１５に接続されているＡＲ３２に通知する。なお、この通知は、例えば、ＩＥＥＥ ８０２．２１によって標準化が予定されているＭＩＨ（Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｈａｎｄｏｖｅｒ）メッセージフォーマット等に準拠したメッセージを用いて行われる。

また、ＢＳ１２がＭＮ１１のスループットを計測している場合には、ＢＳ１２がＭＮ１１にスループットの移動平均値をＭＩＨメッセージ等で伝えるようにしてもよい。この場合には、ＭＮ１１でスループットの移動平均値を保持する必要はない。

ハンドオーバ端末装置であるＭＮ１１から滞留パケット量及び最大ＲＴＴ値を受信すると、ＡＲ３２では、例えば、パケット分類部４１において、図３に示すＨＯＮＬにハンドオーバ端末装置に関するエントリ（ハンドオーバ端末エントリ）を作成する（ＨＯＮＬにはハンドオーバを行う移動端末装置毎にエントリが作成される）。前述のように、ＨＯＮＬ（つまり、ハンドオーバ端末エントリ）には、ＭＮ１１（ＡＲ３２への通知を行ったハンドオーバ端末装置）のＩＰアドレスを登録するＩＰアドレスフィールド、通知された滞留パケット量を登録する滞留パケット量フィールド、通知された最大ＲＴＴ値を登録するＲＴＴフィールド、及びパケット廃棄の割合を登録する廃棄率フィールドが規定される。

ＡＲ３２では、例えば、数２を用いて廃棄率を算出する。
（数２）
廃棄率（％）＝ＩＦ（ＡＦＰ−ＲＯＢ×ＭＡＲ）／ＡＦＰ≦０，０
Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，（ＡＦＰ−ＲＯＢ×ＭＡＲ）／ＡＦＰ
但し、ＡＦＰ：滞留パケット量（Ｂ）、ＲＯＢ：パケットバッファ部のバッファ残量（Ｂ）、ＭＡＲ：安全マージンを取るための割合（０＜ＭＡＲ≦１）である。

廃棄率（％）がゼロである場合、ＨＯＮＬからハンドオーバ端末装置に関するエントリは削除される。なお、ＨＯＮＬにエントリを作成する前に、まず廃棄率を計算し、廃棄率がゼロ以外である際にエントリを作成するようにしてもよい。

以下、ＭＮ１１に関するエントリの廃棄率がゼロ以外となった場合について説明する。ＡＲ３２では、パケットを受信すると、まずパケット分類部４１で受信パケットの送信元アドレスフィールドをチェックする。送信元アドレスがＨＯＮＬにおいていずれのエントリのＩＰアドレスフィールドにも登録されていないと、パケット分類部４１では直接パケットバッファ部４４に当該パケットをキューイングする。

一方、送信元アドレスがＨＯＮＬにおいていずれかのエントリのＩＰアドレスフィールドに登録されていると、パケット分類部４１では当該パケットをパケット廃棄部４３に渡す。パケット廃棄部４３では、当該パケットについて、このパケットの送信元アドレスの登録があるエントリ中の廃棄率フィールドに記載されている廃棄率に応じてランダムにパケットを廃棄する。

そして、廃棄されなかったパケットについて、パケット廃棄部４３は当該パケットをパケットバッファ４４にキューイングする。そして、パケット廃棄部４３では、パケットを受信する都度、このパケットサイズをエントリ中の滞留パケット量フィールドに記載されている値から減算する。

滞留パケット量フィールドの値がゼロになるか、又はエントリの作成時刻からＲＴＴフィールドに記載されている値のα（パラメータ）倍時間が経過すると、パケット廃棄部４３は当該エントリを削除する。なお、ＨＯＮＬにハンドオーバ端末装置について既存エントリがある際に新規にエントリ作成する場合、又は既存エントリを削除する際に他のエントリが残存している場合の廃棄率の計算は数３によって行われる。

（数３）
廃棄率（％）＝ＩＦΣ（ＡＦＰ）−（ＲＯＢ×ＭＡＲ）／ΣＡＦＰ≦０，０
Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，Σ（ＡＦＰ）−（ＲＯＢ×ＭＡＲ）／Σ（ＡＦＰ）
数３においては、全エントリ中の廃棄率が一様に変更されることになる。

一方、数４に示す廃棄率を用いるようにしてもよい。
（数４）
廃棄率（％）＝ＩＦΣ（ＡＦＰ）−（ＲＯＢ×ＭＡＲ）／ΣＡＦＰ≦０，０
Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，Σ（ＡＦＰ）−（ＲＯＢ×ＭＡＲ）／ＡＦＰ
ここでは、各エントリに対して数４が実行され、エントリ毎に異なる廃棄率が設定されることになる。

上述の例では、ＡＲがパケット廃棄処理等の機能（パケット廃棄機能）を有するとして説明したが、このパケット廃棄機能はＢＳが有していてもよい。

このようにして、本実施の形態では、ハンドオーバ端末装置がスループットの移動平均値及びＲＴＴに応じて滞留パケット量を見積もり、ハンドオーバ先の基地局又はアクセスルータにおいて、滞留パケット量とバッファ残量（空きバッファ量）とに基づいてパケット廃棄率を求めて、ハンドオーバ先の基地局又はアクセスルータがハンドオーバ端末装置宛てのパケットをパケット廃棄率に応じて廃棄するようにしている。これにより、種別の異なる通信システム間でハンドオーバを実施する際においてハンドオーバ先におけるスループットの落ち込みを回避することができるばかりでなく、ハンドオーバの際の処理負荷を少なくすることができ、再送処理が発生することを極めて少なくすることができる。

なお、上述の説明から明らかなように、移動端末装置には滞留パケット見積もり機能及び通知機能が備えられ、アクセスルータ及び基地局のいずれか一方には、パケット廃棄率算出機能及びパケット廃棄機能が備えられていることになる。

種別の異なる通信システム間におけるハンドオーバ手法として好適に利用できる。

本発明の実施の形態によるハンドオーバシステムの一例が用いられるネットワーク構成を示す図である。 図１に示すアクセスルータの構成を本実施の形態に関連する部分のみで示す図である。 図１に示すアクセスルータが保持するハンドオーバノードリストの一例を示す図である。 ハンドオーバによって引き起こされる不具合を説明するための図である。 異なる種別の通信システム間においてハンドオーバによって引き起こされる不具合を説明するための図である。 従来のハンドオーバ方法を説明するための図である。 異なる種別の通信システム間におけるハンドオーバを説明するための図である。

符号の説明

１１，１４−１〜１４−４ 移動端末装置（ＭＮ）
１２，１５ 基地局（ＢＳ）
１３，１６ ＦＴＰサーバ
２１，２２ 通信システム
３１，３２ アクセスルータ（ＡＲ）
４１ パケット分類部
４２ メモリ部
４３ パケット廃棄部
４４ パケットバッファ部
４５ 下位レイヤ（Ｌｏｗｅｒ Ｌａｙｅｒ）部

Claims (10)

1. 複数の通信システムのいずれかに選択的に接続される移動端末装置が前記通信システム間でハンドオーバするためのハンドオーバ方法であって、
   前記移動端末装置が前記ハンドオーバを行う際に、ネットワークに滞留する該装置宛のパケット量である滞留パケット量をスループットの移動平均値と往復遅延量の積に基づいて見積もる第１のステップと、
   前記滞留パケット量とバッファ残量とに基づいて、前記滞留パケット量のうち前記バッファ残量を超えた分のパケットが廃棄されるようにパケット廃棄率を求める第２のステップと、
   該パケット廃棄率に応じて、受信した前記移動端末装置宛のパケットを廃棄する第３のステップと、
   を有することを特徴とするハンドオーバ方法。
2. 前記第３のステップでは、パケットを受信する都度、前記滞留パケット量から当該パケットのサイズを減算するようにしたことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ方法。
3. 複数の通信システムのいずれかに基地局及びアクセスルータを介して選択的に接続される移動端末装置が前記通信システム間でハンドオーバする際に用いられるハンドオーバシステムであって、
   前記移動端末装置には、前記通信システム間でハンドオーバを行う際、ネットワークに滞留する自装置宛のパケット量である滞留パケット量をスループットの移動平均値と往復遅延量の積に基づいて見積もる滞留パケット見積もり手段と、
   前記基地局及び前記アクセスルータのいずれか一方を選択局として、該選択局に前記滞留パケット量を通知する通知手段とが備えられ、
   前記選択局には、前記滞留パケット量とバッファ残量とに基づいて、前記滞留パケット量のうち前記バッファ残量を超えた分のパケットが廃棄されるようにパケット廃棄率を求めるパケット廃棄率算出手段と、
   該パケット廃棄率に応じて、受信した前記移動端末装置宛のパケットを廃棄するパケット廃棄手段とが備えられている
   ことを特徴とするハンドオーバシステム。
4. 前記パケット廃棄手段は、パケットを受信する都度、前記滞留パケット量から当該パケットのサイズを減算するようにしたことを特徴とする請求項３記載のハンドオーバシステム。
5. 通信システムに対応して備えられ、当該通信システムに移動端末装置を接続するための基地局であって、
   前記移動端末装置が前記通信システム間でハンドオーバする際、該移動端末装置から、スループットの移動平均値と往復遅延量の積に基づいて見積もられたネットワークに滞留する該装置宛のパケット量を表す滞留パケット量を受信する受信手段と、
   前記滞留パケット量とバッファ残量とに基づいて、前記滞留パケット量のうち前記バッファ残量を超えた分のパケットが廃棄されるようにパケット廃棄率を求めるパケット廃棄率算出手段と、
   該パケット廃棄率に応じて前記移動端末装置宛のパケットを廃棄するパケット廃棄手段と、
   を有することを特徴とする基地局。
6. 前記パケット廃棄率算出手段は、
   前記ハンドオーバの際に前記滞留パケット量が受信されると、当該移動端末装置についてその端末識別子に前記滞留パケット量及び前記パケット廃棄率を対応付けたハンドオーバ端末エントリを、ハンドオーバノードリストの一要素として該ハンドオーバノードリストに追加して記憶する第１の手段と、
   パケットを受信した際、前記ハンドオーバノードリストに当該パケットに係る端末識別子が存在しない場合に当該パケットをパケットバッファに格納する第２の手段と、
   パケットを受信した際、前記ハンドオーバノードリストに当該パケットに係る端末識別子が存在する場合に当該パケットを前記パケット廃棄手段に渡す第３の手段と、
   を有することを特徴とする請求項５記載の基地局。
7. 前記移動端末装置からは前記滞留パケット量とともに前記往復遅延時間が送信されており、
   前記第１の手段は、前記ハンドオーバ端末エントリを前記ハンドオーバノードリストに追加する際、前記往復遅延時間に基づいた計時時間を計時するタイマーを起動させ、
   前記パケット廃棄手段は、パケットを受信する都度前記ハンドオーバ端末エントリ中の滞留パケット量から当該パケットのサイズを差し引いて、前記タイマーがタイムアップするか又は前記滞留パケット量がゼロとなった時点で当該ハンドオーバ端末エントリを前記ハンドオーバノードリストから削除する
   ことを特徴とする請求項６記載の基地局。
8. 通信システムに対応して備えられ、当該通信システムに移動端末装置を接続してアクセスルートを規定するアクセスルータであって、
   前記移動端末装置が前記通信システム間でハンドオーバする際、該移動端末装置から、スループットの移動平均値と往復遅延量の積に基づいて見積もられたネットワークに滞留する該装置宛のパケット量を表す滞留パケット量を受信する受信手段と、
   前記滞留パケット量とバッファ残量とに基づいて、前記滞留パケット量のうち前記バッファ残量を超えた分のパケットが廃棄されるようにパケット廃棄率を求めるパケット廃棄率算出手段と、
   該パケット廃棄率に応じて前記移動端末装置宛のパケットを廃棄するパケット廃棄手段と、
   を有することを特徴とするアクセスルータ。
9. 前記パケット廃棄率算出手段は、
   前記ハンドオーバの際に前記滞留パケット量が受信されると、当該移動端末装置についてその端末識別子に前記滞留パケット量及び前記パケット廃棄率を対応付けたハンドオーバ端末エントリを、ハンドオーバノードリストの一要素として該ハンドオーバノードリストに追加して記憶する第１の手段と、
   パケットを受信した際、前記ハンドオーバノードリストに当該パケットに係る端末識別子が存在しない場合に当該パケットをパケットバッファに格納する第２の手段と、
   パケットを受信した際、前記ハンドオーバノードリストに当該パケットに係る端末識別子が存在する場合に当該パケットを前記パケット廃棄手段に渡す第３の手段と、
   を有することを特徴とする請求項８記載のアクセスルータ。
10. 前記移動端末装置からは前記滞留パケット量とともに前記往復遅延時間が送信されており、
    前記第１の手段は、前記ハンドオーバ端末エントリを前記ハンドオーバノードリストに追加する際、前記往復遅延時間に基づいた計時時間を計時するタイマーを起動させ、
    前記パケット廃棄手段は、パケットを受信する都度前記ハンドオーバ端末エントリ中の滞留パケット量から当該パケットのサイズを差し引いて、前記タイマーがタイムアップするか又は前記滞留パケット量がゼロとなった時点で当該ハンドオーバ端末エントリを前記ハンドオーバノードリストから削除する
    ことを特徴とする請求項９記載のアクセスルータ。

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