(57)【要約】【課題】通信帯域の変動時に配下のモバイルネットワークノードがネットワーク輻輳と判断してしまうのを防止する通信装置を得ること。【解決手段】本発明は、モバイルルータとして動作する通信装置であって、自装置の現在位置、移動速度、使用中の通信メディアタイプ、電波強度、通信速度および対向装置との間のネットワーク遅延を収集し、統計情報として保持しておく統計情報管理部１３と、統計情報管理部１３で保持されている統計情報に基づいて、自装置の移動に伴い発生する、通信帯域の変動を予測する移動計画管理部１４と、移動計画管理部１４での変動予測結果に基づいて、収容しているＩＰ端末から送信されるユーザトラフィック量を制御するＴＣＰプロキシ機能部１１と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイルＩＰを利用してネットワークモビリティを実現する通信システムにおいて、モバイルルータとして動作する通信装置であって、
自装置の現在位置、移動速度、使用中の通信メディアタイプ、電波強度、通信速度および対向装置との間のネットワーク遅延を収集し、統計情報として保持しておく統計情報管理手段と、
前記統計情報管理手段で保持されている統計情報に基づいて、自装置の移動に伴い発生する、通信帯域の変動を予測する変動予測手段と、
前記変動予測手段での変動予測結果に基づいて、収容しているＩＰ端末から送信されるユーザトラフィック量を制御するトラフィック量制御手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記トラフィック量制御手段は、ＴＣＰのウィンドウ制御によりユーザトラフィック量を制御することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記統計情報管理手段は、前記統計情報を収集する際、さらに、ネットワークプレフィックス情報も併せて収集して保持しておき、
前記変動予測手段は、さらに、前記統計情報管理手段で保持されている統計情報およびネットワークプレフィックス情報に基づいて、ハンドオーバの発生タイミングを予測し、
前記前記変動予測手段によるハンドオーバの発生タイミング予測結果に基づいて、ハンドオーバ処理で使用するＣｏＡをハンドオーバ先のアクセスポイントとなるアクセスルータから予め取得することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記統計情報に基づいて、通信可能なエリアが近隣にあるかどうかを確認し、通信可能なエリアが近隣にない場合には、検索頻度を下げて接続ポイントの検索を行うことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の通信装置の移動管理を行うホームエージェントとしての機能を有する通信装置であって、
移動管理対象の通信装置で予測された、通信帯域の変動予測結果を取得し、取得した変動予測結果に基づいて、当該通信装置に向けて送信されるユーザトラフィック量を制御することを特徴とする通信装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の通信装置の移動管理を行うホームエージェントとしての機能を有する通信装置であって、
移動管理対象の通信装置で収集された前記統計情報および当該通信装置の目的地情報を取得し、取得した統計情報に基づいて、当該通信装置の移動に伴い発生する、通信帯域の変動を予測し、さらに、予測結果に基づいて、当該通信装置の通信相手先から当該通信装置に向けて送信されるユーザトラフィック量を制御することを特徴とする通信装置。
【請求項７】
移動管理対象の通信装置が複数存在する場合、当該通信装置の各々から取得した統計情報に基づいて、より精度の高い統計情報を新たに生成し、当該新たに生成した統計情報を用いて通信帯域の変動を予測することを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
移動管理対象の通信装置からの要求に応じて、前記新たに生成した統計情報を要求元の通信装置へ通知することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
モバイルＩＰを利用してネットワークモビリティを実現する通信システムにおいて、モバイルルータが実行するトラフィック量制御方法であって、
自装置の現在位置、移動速度、使用中の通信メディアタイプ、電波強度、通信速度および対向装置との間のネットワーク遅延を収集する情報収集ステップと、
前記情報収集ステップで収集した各情報に基づいて、自装置の移動に伴い発生する、通信帯域の変動を予測する変動予測ステップと、
前記変動予測ステップでの変動予測結果に基づいて、収容しているＩＰ端末から送信されるユーザトラフィック量を制御するトラフィック量制御ステップと、
を含むことを特徴とするトラフィック量制御方法。
【請求項１０】
モバイルＩＰを利用してネットワークモビリティを実現する通信システムにおいて、モバイルルータの移動管理を行うホームエージェントが実行するトラフィック量制御方法であって、
管理対象のモバイルルータから当該モバイルルータの位置、移動速度、使用中の通信メディアタイプ、電波強度、通信速度および対向装置との間のネットワーク遅延を取得する情報取得ステップと、
前記情報取得ステップで取得した各情報に基づいて、管理対象のモバイルルータの移動に伴い発生する、通信帯域の変動を予測し、予測結果に基づいて、当該モバイルルータに向けて送信されるユーザトラフィック量を制御するユーザトラフィック量制御ステップと、
を含むことを特徴とするトラフィック量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイルＩＰ（Internet  Protocol）を利用してネットワークモビリティを実現している通信システムのモバイルルータまたはホームエージェントとして動作する通信装置、およびトラフィック量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットでＷＥＢブラウジングやダウンロードを行うなど、確実性が必要なＩＰ通信では、トランスポートレイヤにＴＣＰ（Transmission  Control  Protocol）が使用される。ＴＣＰでは、パケットの受信側端末は、パケットを正常に受信した場合、送信側端末に対して確認応答のパケットを返す。送信側端末は、この確認応答を受信することにより次のパケットを送信し、確認応答が来ない場合には同じパケットの再送を行うことで、データ転送の確実性を保っている。また、ＴＣＰでは、ウィンドウ制御と呼ばれる技術を使用して、効率的なデータ転送を実現している。このウィンドウ制御では、確認応答なしで送信できるパケット量（ウィンドウサイズと呼ばれる）に達するまでは、送信側端末は確認応答を待たずにパケットを送信し続け、受信側端末はウィンドウサイズに達した場合に、まとめて確認応答のパケットを返す。このウィンドウサイズをネットワークの状況に応じて変化させることで、輻輳制御を行う。
【０００３】
下記特許文献１には、ＴＣＰを使用したＩＰ通信システムの一例が記載されている。この特許文献１に記載のシステムでは、端末の近辺にＴＣＰプロキシ装置を配置し、各ＴＣＰプロキシ装置が接続距離に依存しない方式で高速データ転送を行うことにより、ＴＣＰの課題である接続距離が長くなるに従ってデータ転送速度が低下してしまうのを防止している。
【０００４】
また、ＩＰ通信に関連する他の技術として、ＩＰ通信中の無線端末が接続ポイント間を移動した場合でも通信を継続可能とするモバイルＩＰ（Mobile  IP）が下記非特許文献１および２で規定されている。
【０００５】
このモバイルＩＰを適用した場合、移動ＩＰ端末（Mobile  Node、以下ＭＮと記載する）は、ホームリンク（Home  Link）以外の外部ネットワーク（Foreign  Network）に移動すると、外部ネットワークのサブネットワークプレフィクスをネットワーク識別子とするCare-of  Address（以下ＣｏＡと記載する）をHome  Agent（以下ＨＡと記載する）に登録することにより、ＭＮは、自身に割当てられたＩＰアドレスであるホームアドレス（Home  Address、以下ＨｏＡと記載する）を変更することなく、通信相手（Correspond  Node、以下ＣＮと記載する）との通信を継続することが可能となる。
【０００６】
さらに、ＭＮを収容したルータが上位の通信装置であるアクセスルータと無線接続を行う構成のシステムにおいて、ルータがＩＰ通信を維持しつつ接続先のアクセスルータ（Access  Router、以下ＡＲと記載する）を切り替える動作を可能とするNEMO  Basic  Support  Protocol（以下、単にＮＥＭＯと記載する）が下記非特許文献３および４で規定されている。
【０００７】
このＮＥＭＯでは、配下に複数のサブネットを収容するルータ（Mobile  Router、以下ＭＲと記載する）がモバイルＩＰのＭＮと同等の機能をもつことにより、ＩＰサブネット自体のネットワークモビリティを実現する。ＮＥＭＯでは、モバイルＩＰの位置登録メッセージであるBinding  Update（以下ＢＵと記載する）に対して、ＭＲが収容するサブネットワーク（Mobile  Network  Prefix、以下ＭＮＰと記載する）を追加する拡張を行う。これにより、ＭＮＰに属するＩＰ端末（Mobile  Network  Node、以下ＭＮＮと記載する）は、ＭＲが移動して接続ポイントのＡＲを変更した場合でも、自身は位置登録などのシグナリングを実施することなく通信を継続することが可能である。ＭＮＮとＣＮ間のユーザトラフィックは、ＭＲ−ＨＡ間のＭＩＰトンネルによってＩＰ−ｉｎ−ＩＰカプセル化転送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１３６６８４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＩＥＴＦ（Internet  Engineering  Task  Force）  ＲＦＣ３３４４“IP  Mobility  Support  for  IPv4”
【非特許文献２】ＩＥＴＦ  ＲＦＣ３７７５  “Mobility  Support  in  IPv6”
【非特許文献３】ＩＥＴＦ  ＲＦＣ３９６３  “Network  Mobility(NEMO)  Basic  Support  Protocol”
【非特許文献４】ＩＥＴＦ  ＲＦＣ５１７７  “Network  Mobility(NEMO)  Extensions  for  Mobile  IPv4”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は、上記非特許文献１〜４に記載されているような、ＩＰ端末やＩＰ端末を収容したルータのモビリティについては考慮されていない。そのため、ＭＲを含んだシステムに対して特許文献１に記載の技術（ＴＣＰプロキシ機能）を適用した場合、ＭＲおよびこれに収容されているＭＮＮ（以下、これらを総称して「移動体」と記載する）がハンドオーバする際の一時的な通信断や、移動体のハンドオーバまたは移動に伴う通信帯域の変動に起因して、ＴＣＰプロキシ間の転送がうまく行えない状況が発生する。またハンドオーバ等に伴い通信帯域が狭くなった場合、ＭＮＮとＣＮとの間のユーザトラフィック量（送受信されるユーザデータの量）を抑える必要があり、ユーザトラフィック量が減少するまで間にＭＮＮから出力されたユーザデータは、ＴＣＰプロキシ機能を有するＭＲまたはＭＲとは独立したＴＣＰプロキシ機能（装置）で一時的にバッファリングする必要がある。このことは、ＴＣＰプロキシ機能のバッファ量が少ない場合には、ユーザデータを保存できずに、データ破棄が発生することを意味する。
【００１１】
したがって、ＭＮＮ−ＣＮ間の通信をＴＣＰプロキシ機能により効率化する場合、移動に伴って通信帯域を測定しながらユーザトラフィック量の制御を行うと、急激な通信帯域の変動に追従できず、通信端末がネットワーク輻輳と判断する可能性がある。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動に伴い通信帯域が急激に変動した場合であってもＩＰ端末がネットワーク輻輳と判断してウィンドウサイズを小さくすることを回避して通信を継続させることが可能なモバイルルータまたはホームエージェントとして動作する通信装置、およびトラフィック量制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モバイルＩＰを利用してネットワークモビリティを実現する通信システムにおいて、モバイルルータとして動作する通信装置であって、自装置の現在位置、移動速度、使用中の通信メディアタイプ、電波強度、通信速度および対向装置との間のネットワーク遅延を収集し、統計情報として保持しておく統計情報管理手段と、前記統計情報管理手段で保持されている統計情報に基づいて、自装置の移動に伴い発生する、通信帯域の変動を予測する変動予測手段と、前記変動予測手段での変動予測結果に基づいて、収容しているＩＰ端末から送信されるユーザトラフィック量を制御するトラフィック量制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、過去に収集し保持しておいた統計情報に基づいて、通信帯域の変化を予測し、予測結果に基づいて、自身に接続中のＭＮＮが送信するユーザトラフィック量を制御することとしたので、通信帯域が急激に変化する前に予めトラフィック量を調整しておき、通信帯域の変動時にＭＮＮがネットワーク輻輳と判断してしまうのを防止できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明にかかる通信装置を含んだ通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１のモバイルルータの構成例を示す図である。
【図３】図３は、管理情報の一例を示した図である。
【図４】図４は、通信帯域の変化予測結果の一例を示す図である。
【図５】図５は、通信帯域の変化予測結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる通信装置およびトラフィック量制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信装置を含んだ通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示した通信システムは、本発明にかかる通信装置であるモバイルルータ（ＭＲ）１と、ＭＲ１に配下の移動ネットワークに接続し、ＭＲ１とともに移動を行うＩＰ端末（ＭＮＮ）２と、ＭＲ１の接続先である複数のアクセスルータ（ＡＲ）３1，３2，３3，…，３nと、インターネットなどの固定網に配置され、ＭＲ１の移動管理を行うホームエージェント（ＨＡ）４と、ＭＮＮ２の通信相手であり、たとえば固定網に配置されたＩＰ端末（ＣＮ）５と、を含んでいる。なお、ＭＮＮ２とＣＮ５間のユーザトラフィックは、ＭＲ１とＨＡ４間のＭＩＰトンネルによりＩＰ−ｉｎ−ＩＰカプセル化転送されている。
【００１８】
また、ＭＲ１は、初期状態として、ＡＲ３1配下での位置登録が完了し、ＡＲ３1に接続した状態にあるものとする。この状態で、ＭＲ１とＭＮＮ２を含む移動体がＡＲ３2配下（通信エリア）に移動した場合、ＭＲ１は、ＡＲ３2からのルータ広告を受信するようになる。そして、ルータ広告の受信によりＡＲ３2配下で使用可能な気付アドレス（ＣｏＡ＃２とする）を取得し、ＨＡ４に対してＣｏＡ＃２を位置登録することにより、ＭＮＮ２とＣＮ５間の通信を継続させることが可能である。
【００１９】
図２は、実施の形態１のモバイルルータ（ＭＲ）の構成例を示す図である。本実施の形態のＭＲ１は、ルーティング処理部１０、無線通信部２０、地理情報測定部３０および移動計画設定部４０を備える。
【００２０】
ルーティング処理部１０は、ＴＣＰプロキシ機能部１１、ネットワークモビリティ制御部１２、統計情報管理部１３および移動計画管理部１４を備え、本実施の形態のモバイルルータの特徴的な処理（詳細については後述する）を実行する。
【００２１】
無線通信部２０は、それぞれ異なる無線通信方式に対応した複数の通信メディア（図示せず）を有し、任意の通信メディアを使用して、アクセスルータ（ＡＲ）との無線接続を行う。なお、図２では、単一の無線通信部２０を備えた構成のモバイルルータ１を示しているが、モバイルルータ１は複数の無線通信部２０を備えるようにしてもよい。
【００２２】
地理情報測定部３０は、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）などの測位システムを利用し、自装置（ＭＲ１）の位置情報を取得する。移動計画設定部４０は、ＭＲ１とＭＮＮ２を含んでいる移動体の行き先（目的地）を設定させる機能を利用者に提供する。
【００２３】
ＴＣＰプロキシ機能部１１（トラフィック量制御手段に相当）は、ＭＮＮ２との間の通信を制御する機能を有し、ＨＡ４との間のＭＩＰトンネルを使用してＭＮＮ２が送受信するユーザデータの転送を行うとともに、ＭＮＮ２からＣＮ５へのユーザトラフィックを制御する。ＣＮ５側がＴＣＰプロキシ機能部１１と同様の機能を実現する構成要素（以下、説明の便宜上「対向ＴＣＰプロキシ機能部」と記載する）を有する場合、ユーザトラフィック制御は、ＭＮＮ２に対する擬似的な確認応答の返信、および、ウィンドウサイズの調節により行う。擬似的な確認応答の返信動作（擬似確認応答動作）については特に規定しないが、ＴＣＰプロキシ機能部１１は、ＭＮＮ２からＣＮ５宛に送信されたパケットを受け取ると、その確認応答をすぐにＭＮＮ２へ返送する。このような制御手順は、たとえば、上述した特許文献１や特開２００８−１７２５２１号公報に記載されている。
【００２４】
また、ＣＮ５側が対向ＴＣＰプロキシ機能部を有する場合、ＴＣＰプロキシ機能部１１は、対向ＴＣＰプロキシ機能部との間で、たとえばＵＤＰ（User  Datagram  Protocol）を利用してＴＣＰ使用時よりも高速にデータ伝送を行うとともに、独自の再送制御を行い、高速かつ確実にデータを送受信する。
【００２５】
ネットワークモビリティ制御部１２は、ＮＥＭＯの位置登録を通信可能なＡＲ経由でＨＡ４に対して実行し、ＨＡ４とＭＲ１間にＭＩＰトンネルを形成することにより、ＣＮ５とＭＮＮ２との間の通信を継続させる。また、ＴＣＰプロキシ機能部１１に対して使用可能なＭＩＰトンネルを通知する。
【００２６】
統計情報管理部１３は、移動体の平均移動速度（すなわち自装置の平均移動速度、以下、単に「移動速度」と記載する）、無線通信部２０が現在使用中の通信メディアタイプおよび電波強度、現在の通信速度、対向ＴＣＰプロキシ機能部との間のネットワーク遅延および現在位置を所定のタイミングで収集し、収集したそれらの情報を統計情報として保持する。上記の各情報のうち、移動速度および現在位置は地理情報測定部３０から取得する。また、現在使用中の通信メディアタイプおよび電波強度は無線通信部２０から取得し、現在の通信速度およびネットワーク遅延はＴＣＰプロキシ機能部１１から取得する。なお、移動速度は、位置情報（現在位置および過去に取得した位置情報）に基づいて算出するようにしてもよい。また、統計情報管理部１３は、ネットワークモビリティ制御部１２からＩＰネットワークトポロジ上の位置であるネットワークプレフィクスも併せて取得し、上記の各情報とともに保存するようにしてもよい。このネットワークプレフィクスの利用した動作については実施の形態２で説明する。
【００２７】
移動計画管理部１４（変動予測手段に相当）は、利用者に設定された行き先（目的地）から特定される移動方向の情報を移動計画設定部４０から取得し、取得した移動方向情報と、統計情報管理部１３で管理されている統計情報とに基づいて、移動に伴う通信帯域の変動を予測する。
【００２８】
図３は、統計情報管理部１３が収集および管理する管理情報の一例を示した図である。図示したように、管理情報には、地点（位置）、通信メディア、平均移動速度、通信速度と遅延（ネットワーク遅延）、電波強度などの情報が含まれる。移動計画管理部１４は、この統計情報を利用し、現在のＭＲ１の位置（地点）および移動速度に基づいて、現在使用可能な通信メディア、使用可能な通信メディアごとの通信品質（平均通信速度、平均ネットワーク遅延および平均電波強度）を求める（推測する）ことが可能である。また移動計画設定部４０において、行き先設定がされている場合には、設定されている目的地までの移動計画ルート上の所定の地点における平均通信速度、平均ネットワーク遅延および平均電波強度を求めることが可能である。
【００２９】
つづいて、本実施の形態のＭＲ１の詳細動作を説明する。ここでは簡単化のため、単一の通信メディアが使用可能なＭＲ１について説明する。また、ＭＲ１は、移動計画設定部４０により移動体の目的地および移動経路が設定されており、設定内容に従い、図１で示した初期状態（ＡＲ３1に接続した状態）から移動を開始し、ＡＲ３2配下を経由してＡＲ３3配下へ移動する場合の動作について説明する。また、この移動中にはＭＮＮ２からＣＮ５に向かってユーザトラフィックが発生しているものとする。
【００３０】
ＭＲ１は、移動に伴い、ＡＲ３1からＡＲ３2への接続ポイントの切り替えを行う場合、およびＡＲ３2からＡＲ３3への接続ポイントの切り替えを行う場合にハンドオーバを実行し、ＨＡ４に対して位置登録を行う。
【００３１】
このとき、移動計画管理部１４は、これまでに統計情報管理部１３が収集し、管理している統計情報（図３参照）と移動計画設定部４０で設定されている目的地までの移動経路とに基づいて、目的地までの移動経路上での通信帯域の変化を予測する。
【００３２】
図４は、移動計画管理部１４による通信帯域の変化予測結果の一例を示す図であり、移動開始から目的地までの通信帯域の変化予測結果を示している。すなわち、ＭＲ１を含んだ移動体の移動に伴い、地点ａに到達した際には通信帯域が大幅に増加し、その後、地点ｂに到達してからしばらくの間はそれほど大きくない範囲で通信帯域が変動し、さらに地点ｃに到達した際には通信帯域が半減する（大きく減少する）と予測した場合の例を示している。
【００３３】
また、移動計画管理部１４は、上記の通信帯域の変化予測結果に従い、通信帯域が変動するタイミングおよび変動量をＴＣＰプロキシ機能部１１に対して通知する。すなわち、移動計画管理部１４は、所定のタイミングで地理情報測定部３０から現在位置を取得し、上記予測結果との比較結果から通信帯域が変動するかどうかを判断し、変動すると判断した場合、その旨を通知する。なお、移動計画管理部１４は、現在位置を所定のタイミングで地理情報測定部３０から取得するのではなく、統計情報管理部１３が各種情報（統計情報に含まれる各種情報）を収集する際に地理情報測定部３０から出力される現在位置を受け取り、通信帯域が変動するかどうかの判断を行うようにしてもよい。すなわち、統計情報管理部１３による各種情報の収集動作につづいて（または収集動作と同時に）移動計画管理部１４が、通信帯域が変動するかどうかを判断するようにしてもよい。
【００３４】
移動計画管理部１４の動作の具体例について説明する。たとえば、予測結果が図４に示したものである場合、移動計画管理部１４は、現在位置と予測結果の比較を行い、自装置（ＭＲ１）が図４の地点ａに接近したことを検出すると、ＴＣＰプロキシ機能部１１に対して通信帯域が増加することを指示する。指示においては変化後の通信帯域または通信帯域の変化量を通知する。
【００３５】
移動計画管理部１４から通信帯域の増加通知を受けたＴＣＰプロキシ機能部１１は、自バッファサイズと変化後（地点ａ以降）の予測通信帯域に基づいてＭＮＮ２から送信されるユーザデータの量（ユーザトラフィック量）を制御する。具体的には、地点ａ通過後に送信可能と見込まれる量までユーザトラフィックの量を増加させる。すなわち、ＭＮＮ２に対してウィンドウサイズを大きくするよう通知し、またＭＮＮ２が送信したデータに対する確認応答を遅延なく送信する。これにより、ＭＮＮ２は通信帯域が増大したことを認識し、送信するユーザトラフィック量を増加させる。通信帯域の増加指示を受けた地点から地点ａまでの間に受信したユーザトラフィックのうち、増加した分のユーザトラフィックは、ＭＲ１のＴＣＰプロキシ機能部１１のバッファにてバッファリングされ、地点ａに到達した後、ＭＩＰトンネル経由でＣＮ５宛に送信される。
【００３６】
さらに、移動計画管理部１４は、ＭＲ１が地点ｂに接近したことを検出すると、ＴＣＰプロキシ機能部１１に対して通信帯域が減少することを通知する。ＴＣＰプロキシ機能部１１は、通信帯域が変動することを通知されると、上記の地点ａに近づいた場合と同様に自バッファサイズと変化後（地点ｂ以降）の予測通信帯域に基づいて、ユーザトラフィック量の制御動作を行う。しかしながら、通信帯域の変動量が自バッファサイズにより吸収可能であると判断した場合、すなわちＭＮＮ２がこれまでのユーザトラフィック量で送信し続けても、自身のバッファによりバッファリング可能であり、かつ地点ｂ通過後の予測通信帯域で十分に送信可能であると判断できる場合、ＭＮＮ２に対してユーザトラフィック量の変更指示は行わない。これにより、ＭＮＮ２は通信帯域の変動を検知することなく、通信を継続することが可能である。
【００３７】
その後、移動計画管理部１４は、通信帯域の変動が予測される地点に接近したことを検出する毎に、通信帯域の変動内容をＴＣＰプロキシ機能部１１へ通知し、ＴＣＰプロキシ機能部１１は、通知内容に基づき、必要に応じてユーザトラフィック量の変更指示をＭＮＮ２に対して行う。たとえば、ＭＲ１が地点ｃに接近したことを検出すると、移動計画管理部１４は、ＴＣＰプロキシ機能部１１に対して通信帯域が減少することを通知し、ＴＣＰプロキシ機能部１１は、自バッファ量および地点ｃ通過後の予測通信帯域に基づいて、ユーザトラフィック量を減少させる必要があると判断し、地点ｃ通過後に送信可能であると見込まれる量までユーザトラフィックの量を減少させる。すなわち、ＭＮＮ２に対してウィンドウサイズを小さくするよう通知し、またＭＮＮ２が送信したデータに対する確認応答を遅延させて送信する。これにより、ＭＮＮ２は通信帯域が減少したことを認識し、送信するユーザトラフィック量を減少させる。
【００３８】
以上の制御により、たとえば、図４の地点ａ到達後に通信帯域を計測してからユーザトラフィック量を増加させる、または、地点ｃ到達後に通信帯域を測定してからユーザトラフィック量を減少させるといった制御を行う場合と比較して、通信効率の向上が期待できる。また、地点ｃ到達後に通信帯域を測定してからユーザトラフィック量を減少させた場合において、ＭＮＮ２から送信されるデータがＴＣＰプロキシ機能部１１のバッファ量を超えた場合に、ＭＮＮ２がネットワーク輻輳であると判断し、ＭＮＮ２が自立的にユーザトラフィック量を制限してしまうのを防止できる。
【００３９】
このように、本実施の形態の通信装置（モバイルルータ）は、過去に収集し保持しておいた統計情報（ある地点についての、移動速度，使用中の通信メディアタイプおよび電波強度，通信速度，対向ＴＣＰプロキシ機能部との間のネットワーク遅延などを含んだ情報）および目的地までの移動経路に基づいて、目的地までの移動経路上での通信帯域の変化を予測し、予測結果と現在位置との比較結果に従って自身に接続中のＭＮＮが送信するユーザトラフィック量（ユーザデータの量）を決定（制御）することとした。これにより、通信帯域が急激に変化する前に予めトラフィック量を調整しておき、通信帯域が実際に変動した際にＭＮＮがネットワーク輻輳と判断してしまうのを防止できる。すなわち、通信効率を向上させることができる。
【００４０】
なお、上記説明では、移動計画管理部１４が、目的地までの移動経路すべてにわたる通信帯域の変動予測を予め行い、図４に示したような変動予測結果を得ておくかのように説明を行ったが、一定時間間隔で複数回に分けて予測する、または一定距離ごと（一定距離を移動するごと）に複数回に分けて予測を行うようにするなどしてもよい。
【００４１】
また、ＣＮ５側が対向ＴＣＰプロキシ機能部を有する場合について説明を行ったが、ＣＮ５側がこの機能を有していない場合であっても、同様のユーザトラフィック量制御が可能である。すなわち、ＣＮ５側が対向ＴＣＰプロキシ機能部を有していない場合、ＴＣＰプロキシ機能部１１は、ＣＮ５との間でもＴＣＰ通信を行うことによりユーザトラフィック制御が実現できる。この場合、ＭＮＮ２からのＴＣＰおよびＣＮ５からのＴＣＰの双方がＭＲ１（ＴＣＰプロキシ機能部１１）で一旦終端される。また、この場合、ＴＣＰプロキシ機能部１１は、ＣＮ５から送信されるユーザトラフィック量の制御（ウィンドウ制御）を併せて行うようにしてもよい。
【００４２】
また、本実施の形態では、簡単化のために、単一の通信メディアを備えたＭＲ１を想定して説明を行ったが、複数の通信メディアを備えた構成であってもよい。この場合、ネットワークモビリティ制御部１２は、ＴＣＰプロキシ機能部１１に対して、複数のＭＩＰトンネルが使用可能であることを通知する。また、移動計画管理部１４は、それぞれの通信メディアに対する通信帯域の変動をＴＣＰプロキシ機能部１１に通知する。
【００４３】
また、目的地および移動経路が設定されているものとして説明を行ったが、これらの情報は設定されていなくてもよい。ただし、統計情報にはタイムスタンプ（情報を収集した日時の情報）またはそれに相当する情報が含まれているものとする。この場合、移動計画管理部は、統計情報と現在位置から移動方向を特定し、移動方向、現在位置および統計情報に基づいて、通信帯域の変動を予測する。すなわち、移動方向がわかれば、現在位置と移動速度から今後の移動経路が予測できるため、たとえばＮ秒後に到達していると予測される位置（予想到達位置）と統計情報から、当該予想到達位置での通信帯域を予測することが可能である。
【００４４】
また、ＭＮＮ２からＣＮ５宛に送信されるユーザトラフィックを想定して説明を行ったが、ＣＮ５からＭＮＮ２宛に送信されるユーザトラフィックでも同様の制御が可能である。この場合、ＭＲ１の移動に伴う予測通信帯域をＨＡ４に通知し、ＨＡ４では、ＭＲ１のＴＣＰプロキシ機能部１１における制御と同様の制御を実行するように構成する。ＨＡ４への予測帯域の通知は、位置登録のＢＵメッセージの拡張、ＭＩＰトンネルでユーザトラフィックをＩＰ−ｉｎ−ＩＰカプセル化する際のヘッダ部の拡張などで容易に通知が可能である。
【００４５】
また、上記説明では、移動計画管理部１４が地理情報測定部３０から現在位置を取得するタイミングについては特に規定していないが、このタイミングを移動速度に基づいて可変としてもよい。すなわち、地理情報測定部３０が現在位置の情報を取得する際に移動速度情報も併せて取得する、または、前回取得した位置情報および今回の位置情報と前回の取得から今回の取得までの経過時間に基づいて移動速度を推測し、取得または推測した移動速度情報に応じて、高速なほどより短い周期で位置情報（現在位置）を取得するようにする。これにより、通信帯域の変動に対する追従性を向上させるとともにユーザトラフィック量の制御動作を必要以上に短い周期で実行してしまうのを防止できる。同様に、統計情報管理部１３による統計情報の収集するタイミングを移動速度に応じて変化させるようにしてもよい。
【００４６】
実施の形態２．
つづいて、実施の形態２のモバイルルータについて説明する。なお、本実施の形態にかかるモバイルルータを含んだ通信システム構成およびモバイルルータ自体の構成は実施の形態１と同様である（図１および図２参照）。また、実施の形態１と同様に、ＭＲ１は、移動計画設定部４０により移動体の目的地および移動経路が設定されており、設定内容に従い、図１で示した初期状態（ＡＲ３1に接続した状態）から移動を開始し、ＡＲ３2配下を経由してＡＲ３3配下へ移動する場合の動作について説明する。初期状態からＡＲ３3配下へ移動している間にはＭＮＮ２からＣＮ５に向かってユーザトラフィックが発生しているものとする。以下の動作説明では、実施の形態１のモバイルルータと異なる部分を中心に説明を行い、説明を省略した部分については実施の形態１と同様であるものとする。
【００４７】
本実施の形態のモバイルルータ（ＭＲ１）の動作について説明する。本実施の形態のＭＲ１においては、ＩＰネットワークトポロジ上の位置を示すネットワークプレフィックスを統計情報に含まれる情報の一つとして保持しておき、このネットワークプレフィックスを考慮してハンドオーバ制御を行うことを特徴とする。
【００４８】
すなわち、本実施の形態のＭＲ１の統計情報管理部１３は、実施の形態１で示した位置、移動速度、使用しているメディア情報、など（図３参照）に加えて、ネットワークプレフィックスも併せて収集し、保持しておく。そして、移動計画管理部１４は、統計情報管理部１３で保持されている統計情報に基づいて通信帯域の変化を予測する際に、ネットワークプレフィックスの変化（接続可能なＡＲの変化）についても併せて予測する。図５は、本実施の形態の移動計画管理部１４による通信帯域の変化予測結果の一例を示す図であり、移動経路上の区間ごとの通信帯域の変化予測結果に加えて、各区間で接続可能なＡＲの変化予測結果についても併記している。具体的には、移動開始から地点ｂまでの区間ではＡＲ３1と通信可能であること、地点ｂから地点ｃまでの区間ではＡＲ３2と通信可能であること、地点ｃ通過後はＡＲ３3と通信可能であることを、通信帯域の予測結果とともに示している。
【００４９】
また、本実施の形態のＭＲ１のＴＣＰプロキシ機能部１１では、実施の形態１で説明した動作と同じ動作を行う。ネットワークモビリティ制御部１２は、移動計画管理部１４での予測結果（接続可能なＡＲの変化予測結果）に基づいて、接続先切り替え（ハンドオーバ）を実行する。すなわち、地理情報測定部３０で取得された位置情報に基づいて地点ｂに接近したことを検出すると、地点ｂ通過後のＡＲ３2への接続先切り替えに伴う位置登録の発生に備えて、ＡＲ３2に切り替える場合の位置登録で使用するＣｏＡを取得する。その後、地点ｂへ到達すると直ちに、接続先をＡＲ３2に切り替るための位置登録をＨＡ４に対して行う。このネットワークモビリティ制御部１２の制御動作により、本実施の形態のＭＲ１は、ＡＲ３2からのルータ広告を受信する前に、位置登録を開始することができる。その結果、安定したハンドオーバが実現でき、ハンドオーバを失敗して通信断が発生する頻度の低減や通信が途切れる時間の短縮化が図れる。
【００５０】
このように、本実施の形態のモバイルルータは、実施の形態１のモバイルルータが収集・保持しておく統計情報に加え、ネットワークプレフィックス情報も併せて収集・保持しておき、実施の形態１で説明した通信帯域制御（ウィンドウ制御）とともに、ハンドオーバの必要性を判定し、ハンドオーバの実行位置（接続先であるアクセスルータの切り替えポイント）に近づいてきたことを検出した場合には、ハンドオーバ動作（位置登録処理）で使用するＣｏＡを取得することとした。これにより、ハンドオーバ実行位置に到達後は、ルータ広告を受信してＣｏＡを取得することなく直ちに、位置登録を実行することができ、その結果、通信断を回避することが可能となる。取得しておいたＣｏＡを使用した位置登録を実行することとした。これにより、通信断となる時間（通信が途切れる時間）を短縮化できる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、ＭＮＮ２からＣＮ５に向けて送信されたユーザデータを取り扱う場合の例について説明したが、ＣＮ５からＭＮＮ２に向けて送信されたユーザデータを取り扱う場合も同様の制御が可能である。
【００５２】
ＣＮ５からＭＮＮ２に向けて送信されたユーザデータを対象とした制御を実現する場合、たとえば、ＭＲ１は、設定されている目的地までの移動経路を予めＨＡ４に通知しておき、また、統計情報を収集するごとに統計情報をＨＡ４に通知する。ＨＡ４への通知は、実施の形態１でも説明したように、拡張したＢＵメッセージなどを利用して行う。ＨＡ４は、ＭＲ１の統計情報管理部１３と同様の機能を有し、さらに、自身が管理するＭＲそれぞれから統計情報を通知された場合には、それらに基づいてより精度の高い統計情報を作成する。そして、統計情報と各ＭＲの目的地までの移動経路に基づいて、通信帯域の変化をＭＲごとに予測し、さらに、通信帯域の変化予測結果と各ＭＲの現在位置に基づいて、ＣＮ５からＭＮＮ２へのユーザトラフィック制御を行う（ウィンドウサイズを決定し、決定結果をＣＮ５に対して通知する）。なお、もっと単純に、通信帯域の変動予測結果を各ＭＲがＨＡ４へ通知し、ＨＡ４は、各ＭＲから通知された予測結果を利用して、ＣＮ５からＭＮＮ２へのユーザトラフィックを制御するようにしてもよい。また、ＨＡ４は、各ＭＲからの要求に応じて、保持している統計情報をＭＲに通知する機能を有するようにしてもよい。これにより、たとえば、ＭＲに新しい通信メディアに対応する無線通信部を追加した場合、当該ＭＲが追加された通信メディアに対する統計情報を持っていない場合においても、ＨＡ４から通知された統計情報を利用して、通信帯域制御やハンドオーバ制御を行うことが可能となる。
【００５３】
また、ＭＲ１は、統計情報管理部１３で保持している統計情報を利用し、以下のような動作を行うことも可能である。すなわち、ＭＲ１では、統計情報に基づき、無線通信部２０が有している通信メディアの通信可能エリアが近隣にないことを判断した場合、無線通信部２０は、接続ポイントの検索頻度を下げて検索を行う。これにより、接続ポイントを検索するために消費するエネルギーを抑えることが可能であり、省エネルギー化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる通信装置は、無線ＩＰ通信を行う通信装置に有用であり、特に、ＩＰ通信を行っている状態で移動を行い、無線アクセスポイントのアクセスルータを切り替えてもＩＰ通信を維持可能なモバイルルータに適している。
【符号の説明】
【００５５】
１  モバイルルータ（ＭＲ）
２  ＩＰ端末（ＭＮＮ）
３1，３2，３3，３n  アクセスルータ（ＡＲ）
４  ホームエージェント（ＨＡ）
５  ＩＰ端末（ＣＮ）
１０  ルーティング処理部
１１  ＴＣＰプロキシ機能部
１２  ネットワークモビリティ制御部
１３  統計情報管理部
１４  移動計画管理部
２０  無線通信部
３０  地理情報測定部
４０  移動計画設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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