(57)【要約】【課題】アドホックネットワークが固定外部ネットワークと接続するためのゲートウェイを効率的に選出可能なアドホックネットワークを含む通信システムを提供する。【解決手段】複数のモバイルルータＭＲによってアドホックネットワーク１が構成される場合に、外部ネットワーク２との間のゲートウェイＧＷとなるモバイルルータが、ゲートウェイ優先度及び無線リンク情報を含むゲートウェイ通知パケットを複数のモバイルルータ間で送受信しあうことにより、各モバイルルータがゲートウェイの継続、取りやめ、又は新たにゲートウェイトなることを判断することにより、ゲートウェイの選出と変更を行い、特別なノードを必要とせずに、各モバイルルータの自律分散制御により、ゲートウェイの選出と変更を実現する。【選択図】図１
2010157838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動通信装置がアドホックネットワークを構成する移動ネットワークである第１のネットワークと、前記第１のネットワークに無線通信可能に接続される固定ネットワークである第２のネットワークと、を備え、前記第１のネットワークが第２のネットワークと通信を行うための予め設定されたゲートウェイ数以下の前記移動通信装置がゲートウェイとなって、第２のネットワークと通信を行うアドホックネットワークを含む通信システムであって、
前記複数の移動通信装置がそれぞれ、
第２のネットワークと無線リンクで接続可能な場合又は前記第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域を含む無線リンク情報の少なくとも１つが所定の品質以上で接続可能な場合に、ゲートウェイになり、自身がゲートウェイであることを通知するため、自身のＩＰアドレスとともに、ゲートウェイ優先度及び第２のネットワークとの前記無線リンク情報の少なくとも１つを含む所定のゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内の各移動通信装置に対しブロードキャスト又はマルチキャストし、
第１のネットワーク内の移動通信装置から送られてきた前記ゲートウェイ通知パケットは第１のネットワーク内において他の移動通信装置に対しブロードキャスト又はマルチキャストしつつ、重複した前記ゲートウェイ通知パケットは廃棄して、転送可能な全ての移動通信装置に前記ゲートウェイ通知パケットを送信することで、ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
自移動通信装置がゲートウェイになっている状態にあれば、第１のネットワーク内においてゲートウェイとなっている他の移動通信装置からの前記ゲートウェイ通知パケットのゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つの比較結果により第１のネットワーク内での自身の順位付けを行い、前記ゲートウェイ数以内の順位の場合には自身がゲートウェイを継続し、設定された前記ゲートウェイ数を超える順位の場合にはゲートウェイを取り止めるゲートウェイ制御手段、
を備えたことを特徴とするアドホックネットワークを含む通信システム。
【請求項２】
ゲートウェイ制御手段は、
前記ゲートウェイ数以内の順位にあり、ゲートウェイを継続する場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケット内にゲートウェイビットを立てて、ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
前記ゲートウェイ数を超える順位にあり、ゲートウェイを取り止める場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケットを前記ゲートウェイビットを立てずに第１のネットワーク内にフラッディングすることを特徴とする請求項１に記載のアドホックネットワークを含む通信システム。
【請求項３】
ゲートウェイ制御手段は、
ゲートウェイを取り止めた後、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数以内の順位となった場合、新たにゲートウェイとなり、前記ゲートウェイビットを立てて前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
ゲートウェイ継続中、新たにゲートウェイとなった移動通信装置からのゲートウェイビットが立っているゲートウェイ通知パケットを受信し、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数を超える順位となった場合に、ゲートウェイを取り止め、前記ゲートウェイ通知パケットを前記ゲートウェイビットを立てずに第１のネットワーク内にフラッディングしてゲートウェイを変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のアドホックネットワークを含む通信システム。
【請求項４】
ゲートウェイ制御手段は、
前記ゲートウェイ数以内の順位にあり、ゲートウェイを継続する場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
前記ゲートウェイ数を超える順位にあり、ゲートウェイを取り止める場合に、前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングしないことを特徴とする請求項１に記載のアドホックネットワークを含む通信システム。
【請求項５】
ゲートウェイ制御手段は、
ゲートウェイを取り止めた後、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数以内の順位となった場合、新たにゲートウェイとなり、前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
ゲートウェイ継続中、新たにゲートウェイとなった移動通信装置からのゲートウェイ通知パケットを受信し、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により、前記ゲートウェイ数を超える順位となった場合、ゲートウェイを取り止めるとともに、前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングしないことを特徴とする請求項１又は４に記載のアドホックネットワークを含む通信システム。
【請求項６】
ゲートウェイ制御手段が、
ゲートウェイになった状態で、ゲートウェイ通知パケットを受信し、自身及び受信した全ての前記ゲートウェイ通知パケット内のゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つを比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けを行った結果、設定された前記ゲートウェイ数以内の順位となり、自身がゲートウェイを継続する場合、自身の前記無線リンク情報に優遇度を乗ずるとともに、優遇度を乗じた前記無線リンク情報を含む前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングすることを特徴とする請求項１に記載のアドホックネットワークを含む通信システム。
【請求項７】
ゲートウェイ制御手段が、
ゲートウェイになった状態で、ゲートウェイ通知パケットを受信し、自身及び受信した全ての前記ゲートウェイ通知パケット内のゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つを比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けを行った結果、設定された前記ゲートウェイ数以内の順位となり、自身がゲートウェイを継続する場合、ハンドオーバー中及び無線パラメータ変更中には、前記無線リンク情報は前の値を保持し、さらに、ロス率は、ハンドオーバー、無線パラメータ変更後も、ロス率測定の期間内は前の値を保持することを特徴とする請求項１に記載のアドホックネットワークを含む通信システム。
【請求項８】
複数の移動通信装置がアドホックネットワークを構成する移動ネットワークである第１のネットワークと、前記第１のネットワークに無線通信可能に接続される固定ネットワークである第２のネットワークと、を備え、前記第１のネットワークの各移動通信装置が第２のネットワークと通信を行うためのゲートウェイとなって、第２のネットワークと通信を行うアドホックネットワークを含む通信システムであって、
前記複数の移動通信装置がそれぞれ、
第２のネットワークと無線リンクで接続可能な場合又は前記第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域を含む無線リンク情報の少なくとも１つが所定の品質以上で接続可能な状態である限り、該移動通信装置をゲートウェイとして動作させるゲートウェイ制御手段、
を備えたことを特徴とするアドホックネットワークを含む通信システム。
【請求項９】
複数の移動通信装置がアドホックネットワークを構成する移動ネットワークである第１のネットワークと、前記第１のネットワークに無線通信可能に接続される固定ネットワークである第２のネットワークと、を備え、前記第１のネットワークが第２のネットワークと通信を行うための予め設定されたゲートウェイ数以下の前記移動通信装置がゲートウェイとなって、第２のネットワークと通信を行うアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置であって、
第２のネットワークと無線リンクで接続可能な場合又は前記第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域を含む無線リンク情報の少なくとも１つが所定の品質以上で接続可能な場合に、ゲートウェイになり、自身がゲートウェイであることを通知するため、自身のＩＰアドレスとともに、ゲートウェイ優先度及び第２のネットワークとの前記無線リンク情報の少なくとも１つを含む所定のゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内の各移動通信装置に対しブロードキャスト又はマルチキャストし、
第１のネットワーク内の移動通信装置から送られてきた前記ゲートウェイ通知パケットは第１のネットワーク内において他の移動通信装置に対しブロードキャスト又はマルチキャストしつつ、重複した前記ゲートウェイ通知パケットは廃棄して、転送可能な全ての移動通信装置に前記ゲートウェイ通知パケットを送信し、
自移動通信装置がゲートウェイになっている状態にあれば、第１のネットワーク内においてゲートウェイとなっている他の移動通信装置からの前記ゲートウェイ通知パケットのゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つの比較結果により第１のネットワーク内での自身の順位付けを行い、前記ゲートウェイ数以内の順位の場合には自身がゲートウェイを継続し、設定された前記ゲートウェイ数を超える順位の場合にはゲートウェイを取り止めるゲートウェイ制御手段、
を備えたことを特徴とするアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置。
【請求項１０】
ゲートウェイ制御手段は、
前記ゲートウェイ数以内の順位にあり、ゲートウェイを継続する場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケット内にゲートウェイビットを立てて、ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
前記ゲートウェイ数を超える順位にあり、ゲートウェイを取り止める場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケットを前記ゲートウェイビットを立てずに第１のネットワーク内にフラッディングすることを特徴とする請求項９に記載のアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置。
【請求項１１】
ゲートウェイ制御手段は、
ゲートウェイを取り止めた後、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数以内の順位となった場合、新たにゲートウェイとなり、前記ゲートウェイビットを立てて前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
ゲートウェイ継続中、新たにゲートウェイとなった移動通信装置からのゲートウェイビットが立っているゲートウェイ通知パケットを受信し、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数を超える順位となった場合に、ゲートウェイを取り止め、前記ゲートウェイ通知パケットを前記ゲートウェイビットを立てずに第１のネットワーク内にフラッディングしてゲートウェイを変更することを特徴とする請求項９又は１０に記載のアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置。
【請求項１２】
ゲートウェイ制御手段は、
前記ゲートウェイ数以内の順位にあり、ゲートウェイを継続する場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
前記ゲートウェイ数を超える順位にあり、ゲートウェイを取り止める場合に、前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングしないことを特徴とする請求項９に記載のアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置。
【請求項１３】
ゲートウェイ制御手段は、
ゲートウェイを取り止めた後、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数以内の順位となった場合、新たにゲートウェイとなり、前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
ゲートウェイ継続中、新たにゲートウェイとなった移動通信装置からのゲートウェイ通知パケットを受信し、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により、前記ゲートウェイ数を超える順位となった場合、ゲートウェイを取り止めるとともに、前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングしないことを特徴とする請求項９又は１２に記載のアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置。
【請求項１４】
ゲートウェイ制御手段が、
ゲートウェイになった状態で、ゲートウェイ通知パケットを受信し、自身及び受信した全ての前記ゲートウェイ通知パケット内のゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つを比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けを行った結果、設定された前記ゲートウェイ数以内の順位となり、自身がゲートウェイを継続する場合、自身の前記無線リンク情報に優遇度を乗ずるとともに、優遇度を乗じた前記無線リンク情報を含む前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングすることを特徴とする請求項９に記載のアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置。
【請求項１５】
ゲートウェイ制御手段が、
ゲートウェイになった状態で、ゲートウェイ通知パケットを受信し、自身及び受信した全ての前記ゲートウェイ通知パケット内のゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つを比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けを行った結果、設定された前記ゲートウェイ数以内の順位となり、自身がゲートウェイを継続する場合、ハンドオーバー中及び無線パラメータ変更中には、前記無線リンク情報は前の値を保持し、さらに、ロス率は、ハンドオーバー、無線パラメータ変更後も、ロス率測定の期間内は前の値を保持することを特徴とする請求項９に記載のアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置。
【請求項１６】
複数の移動通信装置がアドホックネットワークを構成する移動ネットワークである第１のネットワークと、前記第１のネットワークに無線通信可能に接続される固定ネットワークである第２のネットワークと、を備え、前記第１のネットワークの各移動通信装置が第２のネットワークと通信を行うためのゲートウェイとなって、第２のネットワークと通信を行うアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置通であって、
第２のネットワークと無線リンクで接続可能な場合又は前記第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域を含む無線リンク情報の少なくとも１つが所定の品質以上で接続可能な状態である限り、該移動通信装置をゲートウェイとして動作させるゲートウェイ制御手段、
を備えたことを特徴とするアドホックネットワークを含む通信システムのための移動通信装置。
【請求項１７】
複数の移動通信装置がアドホックネットワークを構成する移動ネットワークである第１のネットワークと、前記第１のネットワークに無線通信可能に接続される固定ネットワークである第２のネットワークと、を備え、前記第１のネットワークが第２のネットワークと通信を行うための予め設定されたゲートウェイ数以下の前記移動通信装置がゲートウェイとなって、第２のネットワークと通信を行うアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法であって、
前記各移動通信装置において、それぞれ
第２のネットワークと無線リンクで接続可能な場合又は前記第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域を含む無線リンク情報の少なくとも１つが所定の品質以上で接続可能な場合に、ゲートウェイになり、自身がゲートウェイであることを通知するため、自身のＩＰアドレスとともに、ゲートウェイ優先度及び第２のネットワークとの前記無線リンク情報の少なくとも１つを含む所定のゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内の各移動通信装置に対しブロードキャスト又はマルチキャストし、
第１のネットワーク内の移動通信装置から送られてきた前記ゲートウェイ通知パケットは第１のネットワーク内において他の移動通信装置に対しブロードキャスト又はマルチキャストしつつ、重複した前記ゲートウェイ通知パケットは廃棄して、転送可能な全ての移動通信装置に前記ゲートウェイ通知パケットを送信し、
自移動通信装置がゲートウェイになっている状態にあれば、第１のネットワーク内のゲートウェイとなっている他の移動通信装置からの前記ゲートウェイ通知パケットのゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つの比較結果により第１のネットワーク内での自身の順位付けを行い、前記ゲートウェイ数以内の順位の場合には自身がゲートウェイを継続し、設定された前記ゲートウェイ数を超える順位の場合にはゲートウェイを取り止めるゲートウェイ制御工程、
がなされることを特徴とするアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法。
【請求項１８】
ゲートウェイ制御工程において、
前記ゲートウェイ数以内の順位にあり、ゲートウェイを継続する場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケット内にゲートウェイビットを立てて、ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
前記ゲートウェイ数を超える順位にあり、ゲートウェイを取り止める場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケットを前記ゲートウェイビットを立てずに第１のネットワーク内にフラッディングすることを特徴とする請求項１７に記載のアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法。
【請求項１９】
ゲートウェイ制御工程において、
ゲートウェイを取り止めた後、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数以内の順位となった場合、新たにゲートウェイとなり、前記ゲートウェイビットを立てて前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
ゲートウェイ継続中、新たにゲートウェイとなった移動通信装置からのゲートウェイビットが立っているゲートウェイ通知パケットを受信し、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数を超える順位となった場合に、ゲートウェイを取り止め、前記ゲートウェイ通知パケットを前記ゲートウェイビットを立てずに第１のネットワーク内にフラッディングしてゲートウェイを変更することを特徴とする請求項１７又は１８に記載のアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法。
【請求項２０】
ゲートウェイ制御工程において、
前記ゲートウェイ数以内の順位にあり、ゲートウェイを継続する場合に、周期的又は前記無線リンク情報の変化時に、前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
前記ゲートウェイ数を超える順位にあり、ゲートウェイを取り止める場合に、前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングしないことを特徴とする請求項１７に記載のアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法。
【請求項２１】
ゲートウェイ制御工程において、
ゲートウェイを取り止めた後、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により前記ゲートウェイ数以内の順位となった場合、新たにゲートウェイとなり、前記ゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内にフラッディングし、
ゲートウェイ継続中、新たにゲートウェイとなった移動通信装置からのゲートウェイ通知パケットを受信し、自身の前記無線リンク情報又は受信したゲートウェイ通知パケットの前記無線リンク情報の変化により、前記ゲートウェイ数を超える順位となった場合、ゲートウェイを取り止めるとともに、前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングしないことを特徴とする請求項１７又は２０に記載のアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法。
【請求項２２】
ゲートウェイ制御工程において、
ゲートウェイになった状態で、ゲートウェイ通知パケットを受信し、自身及び受信した全ての前記ゲートウェイ通知パケット内のゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つを比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けを行った結果、設定された前記ゲートウェイ数以内の順位となり、自身がゲートウェイを継続する場合、自身の前記無線リンク情報に優遇度を乗ずるとともに、優遇度を乗じた前記無線リンク情報を含む前記ゲートウェイ通知パケットをフラッディングすることを特徴とする請求項１７に記載のアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法。
【請求項２３】
ゲートウェイ制御工程において、
ゲートウェイになった状態で、ゲートウェイ通知パケットを受信し、自身及び受信した全ての前記ゲートウェイ通知パケット内のゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つを比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けを行った結果、設定された前記ゲートウェイ数以内の順位となり、自身がゲートウェイを継続する場合、ハンドオーバー中及び無線パラメータ変更中には、前記無線リンク情報は前の値を保持し、さらに、ロス率は、ハンドオーバー、無線パラメータ変更後も、ロス率測定の期間内は前の値を保持することを特徴とする請求項１７に記載のアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法。
【請求項２４】
複数の移動通信装置がアドホックネットワークを構成する移動ネットワークである第１のネットワークと、前記第１のネットワークに無線通信可能に接続される固定ネットワークである第２のネットワークと、を備え、前記第１のネットワークの各移動通信装置が第２のネットワークと通信を行うためのゲートウェイとなって、第２のネットワークと通信を行うアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法であって、
前記各移動通信装置において、それぞれ、
第２のネットワークと無線リンクで接続可能な場合又は前記第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域を含む無線リンク情報の少なくとも１つが所定の品質以上で接続可能な状態である限り、該移動通信装置をゲートウェイとして動作させるゲートウェイ制御工程、
がなされることを特徴とするアドホックネットワークを含む通信システムでの通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の移動通信装置により構成されるアドホックネットワークを備えた通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＥＴＦ(Internet Engineering Task Force)におけるＮＥＭＯ(Network Mobility)では、移動ネットワーク内にモバイルルータをおくことによって、移動ネットワークのハンドオーバー時に位置登録をする方法が規定されている(たとえば、下記非特許文献１)。また、ＩＥＴＦ  ＭＡＮＥＭＯ(MANET(Mobile Ad-hoc Network) for NEMO)では、ＮＥＭＯ対応の複数のモバイルルータがアドホックネットワークを構成した場合のモバイルルータ間の無線マルチホップ通信について開示されている(たとえば、下記非特許文献２及び３)。
【０００３】
【非特許文献１】V. Devarapalli, et al., "Network Mobility(NEMO) Basic Support Protocol", RFC(Request for Comment)3963, pp. 1-33, January 2005
【非特許文献２】P. Thubert, et al., "Nested Nemo Tree Discovery draft-thubert-tree-discovery-07.txt", IETF(Internet Engineering Task Force), pp. 1-28, August 1, 2008
【非特許文献３】P. Thubert, et al., "Network In Node Advertisement draft-thubert-nina-02.txt", IETF, pp. 1-32, February 4, 2008
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば上記非特許文献１は、ゲートウェイとなるモバイルルータのネットワークへの接続制御について開示したものであり、また上記非特許文献２及び３は、ゲートウェイとなるモバイルルータとアドホックネットワークを構成する各モバイルルータの経路制御について開示したものであり、ゲートウェイの選出方法等について開示したものはなかった。
【０００５】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小規模の移動ネットワークのモバイルルータや単体の移動ＩＰ端末からなる移動通信装置を複数リンクさせてマルチホップ通信を行うアドホックネットワークが、外部の固定ネットワークに接続する場合において、アドホックネットワークが固定ネットワークと接続するためのゲートウェイを効率的に選出可能なアドホックネットワークを含む通信システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、複数の移動通信装置がアドホックネットワークを構成する移動ネットワークである第１のネットワークと、前記第１のネットワークに無線通信可能に接続される固定ネットワークである第２のネットワークと、を備え、前記第１のネットワークが第２のネットワークと通信を行うための予め設定されたゲートウェイ数以下の前記移動通信装置がゲートウェイとなって、第２のネットワークと通信を行うアドホックネットワークを含む通信システムであって、前記複数の移動通信装置がそれぞれ、第２のネットワークと無線リンクで接続可能な場合又は前記第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域を含む無線リンク情報の少なくとも１つが所定の品質以上で接続可能な場合に、ゲートウェイになり、自身がゲートウェイであることを通知するため、自身のＩＰアドレスとともに、ゲートウェイ優先度及び第２のネットワークとの前記無線リンク情報の少なくとも１つ、の少なくとも１つを含む所定のゲートウェイ通知パケットを第１のネットワーク内の各移動通信装置に対しブロードキャスト又はマルチキャストし、第１のネットワーク内の移動通信装置から送られてきた前記ゲートウェイ通知パケットは第１のネットワーク内において他の移動通信装置に対しブロードキャスト又はマルチキャストしつつ、重複した前記ゲートウェイ通知パケットは廃棄して、転送可能な全ての移動通信装置に前記ゲートウェイ通知パケットを送信し、自移動通信装置がゲートウェイになっている状態にあれば、第１のネットワーク内においてゲートウェイとなっている他の移動通信装置からの前記ゲートウェイ通知パケットのゲートウェイ優先度又は前記無線リンク情報の少なくとも１つの比較結果により第１のネットワーク内での自身の順位付けを行い、前記ゲートウェイ数以内の順位の場合には自身がゲートウェイを継続し、設定された前記ゲートウェイ数を超える順位の場合にはゲートウェイを取り止めるゲートウェイ制御手段、を備えたことを特徴とするアドホックネットワークを含む通信システム等にある。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、特別なノードを必要とせず、アドホックネットワークを構成するモバイルルータ等からなる各移動通信装置の自律分散制御により、外部ネットワークとの間のゲートウェイとなる移動通信装置の選出と変更を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明によるアドホックネットワークを含む通信システム、該通信システムのための移動通信装置、及び該通信システムのための通信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、この発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、変形例として追記される各機能、工程の可能な組合せも全て含む。
【０００９】
図１はこの発明の一実施の形態によるアドホックネットワークを含む通信システムの構成の一例を示す図である。図１の通信システムは、移動ネットワークであるアドホックネットワーク１及び固定ネットワークである外部ネットワーク２を備えている。
【００１０】
アドホックネットワーク１は、移動ネットワーク１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを備え、移動ネットワーク１Ａ〜１Ｄは、有線リンク又は無線リンクで接続されたアドホックネットワークを構成している。
【００１１】
移動ネットワーク１Ａ〜１Ｄは、それぞれモバイルルータ(ＭＲ)１１〜１４と、これらのＭＲの下に、モバイルネットワークプリフィックス(ＭＮＰ)２１〜２４で管理される移動ネットワーク内端末(ＭＮ)３１〜３４を備える。
【００１２】
外部ネットワーク２(たとえば、インターネットやコアネットワーク)は、固定ネットワークであって、アクセスルータ(ＡＲ)４１〜４３、ＨＡ(ホームエージェント)５１と、アドホックネットワーク１内の端末ＭＮ３１〜３４の対向ノードとなるＣＮ(Correspond Node)６を備えている。
【００１３】
また、移動ネットワーク１ＡのＭＲ１１及び、移動ネットワーク１ＣのＭＲ１３は、無線リンクによって、それぞれＡＲ４１、ＡＲ４２及び、ＡＲ４３と接続されている。
【００１４】
このような移動ネットワーク１Ａ〜１Ｄは、具体的には、列車の複数台の車両ごとにモバイルルータが設置され連なって移動する、自動車、船舶や航空機などにモバイルルータが搭載され一体となって移動する、といった使用が想定される。
【００１５】
図１０は図１等の各モバイルルータ(ＭＲ)１１〜１４の構成の一例を示す図である。ＭＲは、１以上の有線又は無線のインタフェース７０−ｍ(ｍ＝１，２，…ｎ)と、パケット制御部７１とパケット転送処理部７２とを備えている。パケット制御部７１は、経路制御部７３，ゲートウェイ制御部７４を、パケット転送処理部７２は、パケット転送部７６，経路制御テーブル７７を、それぞれ備える。
【００１６】
パケット制御部７１の経路制御部７３は、基本的には自身配下の移動ネットワーク内のＭＮ間の通常のデータ通信の通信経路を管理するが、この点に関してはこの発明に関しては特に関係しないため説明は省略する。ゲートウェイ制御部７４は、後述するゲートウェイの優先度または、第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報の管理および、それらの情報を搭載したゲートウェイ通知パケット(ＧＷＯ：GateWay Option)のフラッディングを行うとともに、受信したゲートウェイ通知パケット内のゲートウェイの優先度または、第２のネットワークとの無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報と例えばメモリ(図示省略)に記憶しておいた自身の情報を比較し、ゲートウェイの選出および変更を行う。
【００１７】
このゲートウェイ制御部７４は、自身がアドホックネットワーク１におけるゲートウェイとなったことで、ルータ広告(ＲＡ：Router Advertisement)を拡張したゲートウェイ通知パケット(ＧＷＯ)を、アドホックネットワーク１内の隣接ノードにブロードキャスト又はマルチキャストする。ゲートウェイ通知パケット（ＧＷＯ）を受信した隣接ノードでは、ゲートウェイ制御部７４で重複チェックをするとともに、さらに、隣接ノードにブロードキャストまたはマルチキャストし、これを繰り返すことにより、アドホックネットワーク１内でゲートウェイ通知パケット（ＧＷＯ）がフラッディングされる。
【００１８】
ＧＷＯはアドホックネットワーク１内でフラッディングされて全てのＭＲに伝達され、ＭＲ１１〜１４の各ゲートウェイ制御部７４は、ＧＷＯからアドホックネットワーク１内のゲートウェイの情報を得て、ゲートウェイになること、ゲートウェイの継続、取り止め等の判断を行う。
【００１９】
パケット転送処理部７２のパケット転送部７６は、経路制御テーブル７７を参照してパケットの転送先を振り分けるパケット転送機能を備える。
【００２０】
なお、無線リンク情報の種々の品質基準、ゲートウェイ数等、後述する判断処理に必要な基準値等は、各ＭＲ内のゲートウェイ制御部７４の例えば上述のメモリに格納されている。
【００２１】
また、パケット制御部７１及びパケット転送処理部７２がゲートウェイ制御手段を構成する。
【００２２】
次に、メッセージフォーマットについて図１１を用いて説明する。図１１は上述のゲートウェイ通知パケット(ＧＷＯ)のフォーマットの一例を説明するための図であり、(ａ)はデータ構成を示し、(ｂ)は(ａ)の各データ(パラメータ)のビット数、値、内容を示した表を示す。このフォーマットは、ルータ広告(ＲＡ：Router Advertisement)のオプション(option)フォーマットにおける、ゲートウェイ通知パケット(ＧＷＯ)として、新たなフォーマットを定義したものである。
【００２３】
フォーマットのタイプ「Type」として、新たに未使用の値(例えば”２１０”)を定義する。８オクテット単位のオプション長「Length」、ゲートウェイとして動作しているかを示すフラグ「Ｉ」(ゲートウェイビット)、モバイルルータがホームネットワークに接続されているか否かを示すフラグ「Ｈ」、バッテリ動作をしているかを示すフラグ「Ｂ」、ＧＷＯの新鮮さを表し、ゲートウェイが送信の度に＋１インクリメントして送信する「Sequence Number(シーケンス番号)」、ゲートウェイ又は情報の有効期限を示す「GW Lifetime(ＧＷライフタイム)」、ゲートウェイの優先度である「GW Preference(ゲートウェイ優先度)」を有する。
【００２４】
さらに、ゲートウェイ通知パケットの送信元のゲートウェイのＩＰアドレス(又はＩＤ情報)である「Gateway Address(ゲートウェイアドレス)」、ゲートウェイとアクセスルータとの無線リンクの品質コストを示し、ルータ広告などの制御パケットあるいはユーザパケットの受信率(ロス率)、あるいは受信信号レベル(受信信号強度)等の無線リンク品質や遅延等が定義される「Uniform Path Metric」、無線リンクの帯域幅を示す「BandWidth」を有する。
【００２５】
つぎに、図１のように構成された通信システムの特にアドホックネットワークにおけるゲートウェイ選出とゲートウェイ変更の処理全体を説明する。図１２は図１のアドホックネットワーク１のモバイルルータＭＲ１１〜１４と外部ネットワーク２のアクセスルータＡＲ４１，ＡＲ４３の間でのゲートウェイ選出とゲートウェイ変更時の動作シーケンスの一例を説明するタイムテーブルである。
【００２６】
なお、アドホックネットワーク１での予め規定されたゲートウェイ数は例えば「１」とする。
【００２７】
まず、ＭＲ１１とＡＲ４１との無線リンク、及びＭＲ１３とＡＲ４３との無線リンクが確立された場合、又はリンク状態が所定品質以上で接続可能な場合、ＭＲ１１とＭＲ１３はそれぞれアドホックネットワーク１におけるゲートウェイ(ＧＷ)となり(図１２ではＭＲ１３が先にＧＷになっている)、それぞれゲートウェイを示す「Ｉ」ビットを立てたゲートウェイ通知パケットＧＷＯ(ＭＲ１１)とＧＷＯ(ＭＲ１３)を送信する。
【００２８】
なお、リンク状態の品質とは、後述するように外部ネットワーク２との無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域を含む無線リンク情報の少なくとも１つが予め定められた所定の品質以上であることを示す。またＭＲは、ゲートウェイである間、周期的又は無線リンク情報の変化時にＧＷＯを送信(フラッディング)する。ゲートウェイを取り止めた場合には、ゲートウェイを示す「Ｉ」ビットを立てずにＧＷＯをフラッディングするか、又は自ＭＲのためのＧＷＯのフラッディングは行わない。また、全てのＭＲは、他のＭＲからのＧＷＯをそれ以外のＭＲ(送信元を除いた隣接する全てのＭＲ)に、シーケンス番号（Sequence Number）をインクリメントして転送する。また重複したＧＷＯは廃棄する。
【００２９】
ここでは、ＧＷＯ(ＭＲ１１)の優先度又は無線リンク情報のコストを「中」、ＧＷＯ(ＭＲ１３)の優先度又は無線リンク情報のコストを「低」とする。ＭＲ１１では、自身の優先度又は無線リンク情報のコストと受信したＧＷＯの優先度又は無線リンク情報のコストと比較し、自身の方が高いためゲートウェイを継続する。ＭＲ１３では、自身の優先度又は無線リンク情報のコストと受信したＧＷＯの優先度又は無線リンク情報のコストと比較し、自身の方が低いためゲートウェイを取り止める(非ＧＷ)。
【００３０】
さらに、ゲートウェイを取り止めたＭＲ１３では、次回ＧＷＯを送信するタイミングが来た時、自らのＧＷＯを送信しない、又は、「Ｉ」ビットを立てずにＧＷＯを送信することにより、自身がゲートウェイでないことを他のモバイルルータに通知する(以上、ゲートウェイ選出)。
【００３１】
次に、ゲートウェイでないＭＲ１３において、自身の優先度又は無線リンク情報のコストが「高」になり、受信したＧＷＯ(ＭＲ１１)より、自身の優先度が又は無線リンク情報のコストが高くなった場合、ＭＲ１３は新たにゲートウェイ(ＧＷ)となり、「Ｉ」ビットを立てて、優先度又は無線リンク情報のコスト「高」のＧＷＯ(ＭＲ１３)を送信する。ＭＲ１１では、自身の優先度又は無線リンク情報のコストより高い、ＧＷＯ(ＭＲ１３)を受信することにより、ＧＷを取りやめる(以上、ゲートウェイ変更)。
【００３２】
つづいて、以上のように構成されたアドホックネットワークを含む通信システムにおけるゲートウェイ選出の動作について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。また図１３には各ＭＲでのゲートウェイ選出、変更時の動作を示すフローチャートを示す。
【００３３】
(１)ゲートウェイ選出
まず、システム設定により、第１のネットワークであるアドホックネットワーク１が第２のネットワークである外部ネットワーク２と接続するためのゲートウェイ数として、１が設定されている場合のアドホックネットワーク１内でゲートウェイ選出が行われるまでを説明する。
【００３４】
図２は、アドホックネットワーク１におけるゲートウェイであるＭＲ１１、ＭＲ１３からゲートウェイ通知メッセージＧＷＯがフラッディングされる様子を示す図である。図２において、ＭＲ１１とＡＲ４１及び、ＭＲ１３とＡＲ４３が無線リンクで接続された場合、又は無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などを含む無線リンク情報のうちの１つ又は複数又は全ての情報(以下単に無線リンク情報とも記す)で予め設定された所定の品質以上で接続可能な場合(図１３のＳ１)[図２の太線矢印参照]、ＭＲ１１とＭＲ１３は、それぞれ自律的にアドホックネットワーク１におけるゲートウェイとなる(図１３のＳ２)。この時点で、アドホックネットワーク１内の各移動ネットワーク１Ａ〜１Ｄは、ゲートウェイＭＲ１１、ＭＲ１３を介して、外部ネットワーク２と接続可能となる。
【００３５】
ＭＲ１１、ＭＲ１３は、アドホックネットワーク１におけるゲートウェイとなったことで、上述のゲートウェイ通知パケット(ＧＷＯ)を、アドホックネットワーク１内にフラッディングする(図１３のＳ３)。
【００３６】
図２の例では、ＭＲ１１は、自身に隣接する(１ホップである)ＭＲ１２及びＭＲ１４に、それぞれ図２の細実線矢印で示すＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を送信する。以下、メッセージ(パケット)に含ませる情報は、カッコ内に記載して表現する。
【００３７】
ＭＲ１１からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を受信したＭＲ１２は、隣接するＭＲ１３からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)の受信がなければ、そのままＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を、ＭＲ１３に送信する。
【００３８】
また、ＭＲ１１からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を受信したＭＲ１４は、隣接するＭＲ１３からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)の受信がなければ、そのままＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を、ＭＲ１３に送信する(図１３のＳ４、Ｓ５)。
【００３９】
ＭＲ１２からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)及び、ＭＲ１４からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を受信したＭＲ１３は(図１３のＳ６)、これらのＧＷＯについて、ゲートウェイアドレスとシーケンス番号をチェックし、ゲートウェイアドレスとシーケンス番号がそれぞれ同じ場合、いずれもＭＲ１１から同じタイミングで送信されたＧＷＯであると判断する。
【００４０】
また、ＭＲ１３は、隣接するＭＲ１２、ＭＲ１４の双方からＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を受信したため(図１３のＳ７)、ＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)をこれ以上送信しない(図１３のＳ８)。
【００４１】
仮に何らかの理由で隣接するＭＲ１２、ＭＲ１４のどちらかからＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を受信しなかった場合には(図１３のＳ７)、未受信(該ＧＷＯの送信元でない)の隣接するＭＲに対して、ＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を送信する(図１３のＳ９)。
【００４２】
図２の例では、同様にＭＲ１３は、自身に隣接する(１ホップである)ＭＲ１２及びＭＲ１４に、それぞれ図２の一点鎖線矢印で示すＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)をフラッディングする(図１３のＳ３)。
【００４３】
ＭＲ１３からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を受信したＭＲ１２は、隣接するＭＲ１１からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)の受信がなければ、そのままＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を、ＭＲ１１に送信する。
【００４４】
また、ＭＲ１３からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を受信したＭＲ１４は、隣接するＭＲ１１からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)の受信がなければ、そのままＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を、ＭＲ１１に送信する(図１３のＳ４，Ｓ５)。
【００４５】
ＭＲ１２からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)及び、ＭＲ１４からのＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を受信したＭＲ１１は(図１３のＳ６)、これらのＧＷＯについて、ゲートウェイアドレスとシーケンス番号をチェックし、ゲートウェイアドレスとシーケンス番号が同じ場合、いずれもＭＲ１３から同じタイミングで送信されたＧＷＯであると判断する。
【００４６】
また、ＭＲ１１は、隣接するＭＲ１２、ＭＲ１４の双方からＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を受信したため(図１３のＳ７)、ＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)をこれ以上送信しない(図１３のＳ８)。
【００４７】
仮に何らかの理由で隣接するＭＲ１２、ＭＲ１４のどちらかからＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を受信しなかった場合には(図１３のＳ７)、未受信の隣接するＭＲに対して、ＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を送信する(図１３のＳ９)。
【００４８】
ここで、ＭＲ１は、ＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を受信することにより、自身以外にゲートウェイ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)が存在していることを認識する。同様に、ＭＲ３は、ＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)を受信することにより、自身以外にゲートウェイ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)が存在していることを認識する(図１３のＳ１０)。
【００４９】
次に、自身以外にゲートウェイが存在していることを認識したゲートウェイ(ＭＲ１１，ＭＲ１３)は、自身のゲートウェイの優先度、又は外部ネットワーク２との無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域等からなる無線リンク情報のうちの１つ又は複数又は全てと、受信したＧＷＯによる他のＭＲのゲートウェイの優先度、又は外部ネットワーク２との無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域等からなる無線リンク情報のうちの１又は複数又は全てと、を比較することにより、すべてのゲートウェイにおける自身の順位付けを行う(図１３のＳ１１)。
【００５０】
図２では、ＭＲ１１は、自身のゲートウェイ優先度又は無線リンク情報と受信したＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)によるＭＲ１３のゲートウェイ優先度又は無線リンク情報とを比較して、自身の順位付けを行い(図１３のＳ１１)、システム設定数すなわち設定されたゲートウェイ数以内の順位の場合には(図１３のＳ１２)、自身がゲートウェイを継続し(図１３のＳ１３)、設定ゲートウェイ数を超える順位の場合にはゲートウェイを取り止める(図１３のＳ１４)。
【００５１】
同様に、ＭＲ１３は、自身の情報と受信したＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)内のゲートウェイ優先度又は外部ネットワークとの無線リンク情報を比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けをおこない(図１３のＳ１１)、システム設定数以内の順位の場合には(図１３のＳ１２)、自身がゲートウェイを継続し(図１３のＳ１３)、設定数を超える順位の場合にはゲートウェイを取り止める(図１３のＳ１４)。
【００５２】
ここでは、ＭＲ１１の方が、順位が高いとし、ＭＲ１１はゲートウェイを継続し、ＭＲ１３はゲートウェイを取り止める。ここで、アドホックネットワーク１内の各移動ネットワーク１Ａ〜１Ｄは、ゲートウェイＭＲ１１を介して、外部ネットワーク２と接続可能であるが、ＭＲ１３を介して、外部ネットワーク２と接続できなくなる。
【００５３】
次に図３では、外部ネットワーク２との接続ゲートウェイを継続するＭＲ１１は、周期的又は無線リンク情報の変化時に、ＧＷＯ内のゲートウェイであることを示すゲートウェイビットを立て(Ｉ bit=ON)、ＭＲ１１アドレスを付した、図３の細実線矢印で示すＧＷＯをアドホックネットワーク１内にフラッディングし、外部ネットワーク２との接続ゲートウェイを取り止めたＭＲ１３は、周期的又は無線リンク情報の変化時に、ＧＷＯ内のゲートウェイであることを示すゲートウェイビットを立てず(Ｉ bit=OFF)、ＭＲ１３アドレスを付した、図３の一点鎖線矢印で示すＧＷＯをアドホックネットワーク１内にフラッディングする(図１３のＳ１５)。
【００５４】
仮に、システム設定により、アドホックネットワーク１が外部ネットワーク２と接続するためのゲートウェイ数として「２」が設定されている場合には、ＭＲ１１、ＭＲ１３ともに、設定順位以内となり、ＭＲ１１、ＭＲ１３の双方がゲートウェイとなり、図４の例のように、それぞれＧＷＯ内のゲートウェイビットを立て(Ｉ bit=ON)、ＭＲ１１アドレスを付した、細実線矢印で示すＧＷＯ、ＧＷＯ内のゲートウェイビットを立て(Ｉ bit=ON)、ＭＲ１３アドレスを付した、一点鎖線矢印で示すＧＷＯ、をアドホックネットワーク１内にフラッディングする。この場合は、アドホックネットワーク１内の各移動ネットワーク１Ａ〜１Ｄは、ゲートウェイＭＲ１１、ＭＲ１３を介して、外部ネットワーク２と接続可能となる。
【００５５】
(２)ゲートウェイの変更
つぎに、図５〜図８を用いて、アドホックを構成するアドホックネットワーク１又はＭＲが移動することにより、外部ネットワーク２と接続するゲートウェイが変更される場合を説明する。
【００５６】
ゲートウェイ選出の説明における図３でゲートウェイを取り止めたＭＲ１３において、自身の無線リンク情報又は受信したＭＲ１１のＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)の無線リンク情報の変化により、自身の順位付けが設定ゲートウェイ数以内の順位となった場合(図１３のＳ１５→Ｓ６〜Ｓ１２)、図５のように、ＭＲ１３が新たにゲートウェイとなるとともに(ゲートウェイ再開：図１３のＳ１３)、ＧＷＯ内のゲートウェイであることを示すゲートウェイビットを立てて(Ｉ bit=ON)、一点鎖線矢印で示すＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)をアドホックネットワーク１内にフラッディングする(図１３のＳ１５)。
【００５７】
ＭＲ１１において、自身の無線リンク情報又は受信したＭＲ１３のＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)の無線リンク情報の変化により、自身の順位付けが設定ゲートウェイ数を超える順位の場合(図１３のＳ１５→Ｓ６〜Ｓ１２)、ゲートウェイを取り止めるとともに(図１３のＳ１４)、ゲートウェイビットを立てずに(Ｉ bit=OFF)、細実線矢印で示すＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)をアドホックネットワーク１内にフラッディングする(図１３のＳ１５)。
【００５８】
この時点で、アドホックネットワーク１内の各移動ネットワーク１Ａ〜１Ｄは、ゲートウェイＭＲ１３を介して、外部ネットワーク２と接続可能であるが、ＭＲ１１を介して、外部ネットワーク２と接続できなくなり、ゲートウェイ変更が行われたことになる。このＭＲ１３とＭＲ１１のそれぞれの動作は、非同期に行われるため、タイミングによっては、ＭＲ１１とＭＲ１３が同時にゲートウェイとなることもあるし、一時的にゲートウェイがなくなることもあるが、短時間でのゲートウェイ変更を可能とする。
【００５９】
また、図６のように、ＭＲ１１は、自身のゲートウェイの優先度又は外部ネットワーク２との無線リンク情報と、受信したＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)によるＭＲ１３のゲートウェイの優先度又は無線リンク情報とを比較して、自身の順位付けを行い、設定ゲートウェイ数以内の順位となり、ＭＲ１１がゲートウェイを継続し、同様に、ＭＲ１３は、自身の情報と受信したＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)内のゲートウェイの優先度又は無線リンク情報を比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けをおこない、設定ゲートウェイ数を超える順位となりゲートウェイを取り止める場合、ゲートウェイであるＭＲ１１は、周期的又は無線リンク情報の変化時に、図６に細実線矢印で示すＧＷＯをフラッディングし、外部ネットワーク２との接続ゲートウェイを取り止めたＭＲ１３は、ＧＷＯを送信しない場合もこの発明の範疇である(図１３のＳ１４以降の点線矢印に相当)。
【００６０】
この場合、ゲートウェイを取り止めたＭＲ１３において、自身の無線リンク情報又は受信したＭＲ１１の図７に細実線矢印で示すＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)の無線リンク情報の変化により、自身の順位付けが設定ゲートウェイ数以内の順位となった場合、図７の例のように、ＭＲ１３が新たにゲートウェイとなるとともに、一点鎖線矢印で示すＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)をアドホックネットワーク１内にフラッディングする。
【００６１】
次に、ＭＲ１１が、新たにゲートウェイとなったＭＲ１３からの図８に一点鎖線矢印で示すＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)を受信し、自身の無線リンク情報又は受信したＭＲ１３のＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１３アドレス)の無線リンク情報の変化により、自身の順位付けが設定ゲートウェイ数を超える順位の場合、図８の例のように、ゲートウェイを取り止め、ＧＷＯ(ゲートウェイアドレス＝ＭＲ１１アドレス)の送信も取り止める。この場合、ＭＲ１３がゲートウェイとなった後に、ＭＲ１１がゲートウェイを取り止めるため、ゲートウェイ変更には時間がかかるが、一時的にもゲートウェイがなくなることはない。
【００６２】
以上は、ゲートウェイの選出及び変更方法について説明した。次に、ゲートウェイに選出されたＭＲが、無線リンク情報のわずかな変動により、ゲートウェイ変更が頻繁に発生することを防ぐ方法を説明する。
【００６３】
ＭＲ１１が、外部ネットワーク２と無線リンクで接続され、一旦ゲートウェイとなった後に、ＧＷＯ(ゲートウェイ通知パケット)を受信し、自身の情報と受信したＭＲ１３のＧＷＯ内のゲートウェイの優先度又は無線リンク情報を比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けを行った結果、設定ゲートウェイ数以内の順位となり、自身がゲートウェイを継続した場合、外部ネットワーク２との無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの自身の無線リンク情報に優遇度を乗ずるとともに、優遇度を乗じた無線リンク情報をＧＷＯに搭載してフラッディングすることにより、一度選出されたゲートウェイにおける無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報のわずかな変動によるゲートウェイ切替えを発生させないようにする。
【００６４】
例えば、優遇度＝１．１(１０％の優遇度)がシステム設定されていて、(ＭＲ１１の無線リンク情報＝０．８)＞(ＭＲ１３の無線リンク情報＝０．７)でＭＲ１１がゲートウェイに選出された場合、ＭＲ１１の無線リンク情報×優遇度＝０．８×１．１＝０．８８となる。この時、ＭＲ１１の無線リンク情報＝０．７、ＭＲ１３の無線リンク情報＝０．７５と変動しても、(ＭＲ１１の無線リンク情報×優遇度＝０．７×１．１＝０．７７)＞(ＭＲ１３の無線リンク情報＝０．７５)となり、ＭＲ１１の方が優遇され、ゲートウェイ変更が発生しない。
【００６５】
仮に、この場合でも、ＭＲ１１の無線リンク情報＝０．７、ＭＲ１３の無線リンク情報＝０．８となると、(ＭＲ１１の無線リンク情報×優遇度＝０．７×１．１＝０．７７)＜(ＭＲ１３の無線リンク情報＝０．８)となり、ゲートウェイ変更が発生する。
【００６６】
次に、アドホックを構成するアドホックネットワーク１又は、ＭＲ１１が移動することにより、ＭＲ１１が外部ネットワーク２と接続するための接続先であるアクセスルータＡＲ１がＡＲ２に切り替わる場合、ＡＲ１からＡＲ２への切替が短時間ならば、ゲートウェイ変更が行われず、スムーズにハンドオーバーする方法を説明する。
【００６７】
ＭＲ１１が、外部ネットワーク２と無線リンクで接続され、一旦ゲートウェイとなった後に、ＭＲ１３からのＧＷＯを受信し、自身の情報とＭＲ１３のＧＷＯ内のゲートウェイ優先度、又は外部ネットワーク２との無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報のうちの１つ又は複数又は全てを比較することにより、全てのゲートウェイにおける自身の順位付けをおこなった結果、設定ゲートウェイ数以内の順位となり、自身がゲートウェイを継続した後に、ＭＲ１１の移動や無線環境の変化によって、ＭＲ１１が外部ネットワーク２と接続するための接続先がＡＲ４１からＡＲ４２に切り替わる場合、一時的に、ＭＲ１１における外部ネットワーク２との無線リンクが遮断状態となったり、ロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報が劣化することがある。
【００６８】
その場合にも、ゲートウェイ切替えのバタつきが発生しないように、ハンドオーバー中は、外部ネットワーク２との無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報は最新の値を反映するのではなく、ハンドオーバー以前の値を保持し、さらに、ロス率、は、ハンドオーバー後も、ロス率測定の期間内は引き続き値を保持することにより、無線リンク情報の一時的な劣化によるゲートウェイの変更を防ぐことが可能となる。
【００６９】
同様に、無線の送信レートの変更などの無線パラメータ変更において、一時的に無線リンクが遮断状態となったり、ロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報が劣化することがあるが、その場合にも、無線パラメータ変更中は、外部ネットワーク２との無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報は最新の値を反映するのではなく、無線パラメータ変更以前の値を保持し、さらに、ロス率、は、無線パラメータ変更後も、ロス率測定の期間内は引き続き値を保持することにより、無線リンク情報の一時的な劣化によるゲートウェイの変更を防ぐことが可能となる。
【００７０】
以上の例では、アドホックを構成するアドホックネットワーク１と外部ネットワーク２のＡＲとの無線リンクの数、又はＡＲの数に制約がある場合を想定して、システム設定において接続されるゲートウェイ数に制約を設けた時のゲートウェイ選出の動作を説明した(代表ゲートウェイ方式)。
【００７１】
次に、アドホックを構成するアドホックネットワーク１と外部ネットワーク２のアクセスルータＡＲとの無線リンクの数、又はＡＲの数に制約がない場合の動作について説明する。アドホックネットワーク１が外部ネットワーク２と接続するためのゲートウェイ数に制約がない場合には、外部ネットワーク２と無線リンクで接続可能、又は無線リンクの上述の無線リンク情報で所定の品質以上で接続可能な全てのＭＲは、アドホックネットワーク１内のゲートウェイ数に無関係に、自律的にゲートウェイになり、他のゲートウェイの優先度や無線リンク情報と無関係で、引き続き、外部ネットワーク２と無線リンクで接続可能、又は無線リンク情報の情報で所定の品質以上で接続可能ならば、ゲートウェイを継続する(個別ゲートウェイ方式)。
【００７２】
次に図９では、ＭＲ１１とＡＲ４１及び、ＭＲ１３とＡＲ４３が無線リンクで接続された場合、又は無線リンクのロス率、遅延、受信信号強度、帯域などの無線リンク情報のうちの１又は複数又は全ての情報で所定の品質以上で接続可能な場合、ＭＲ１１とＭＲ１３は、アドホックネットワーク１におけるゲートウェイとなる。この時点で、アドホックネットワーク１内の各移動ネットワーク１Ａ〜１Ｄは、ゲートウェイＭＲ１１、ＭＲ１３を介して、第２のネットワークと接続可能となる。この後、ＭＲ１１とＭＲ１３は、ＧＷＯをフラッディングしても、しなくても、どちらでもよく、ＭＲ１１、ＭＲ１３ともに、互いのゲートウェイの優先度や無線リンク情報には無関係で、それぞれ自身の無線リンク情報に基づき、外部ネットワーク２と接続可能なすべてのＭＲは、ゲートウェイを継続する。
【００７３】
なお、アドホックネットワークは１ホップのホップ通信を行うものでもマルチポップ通信を行うものであってもよい。
【００７４】
以上説明したように、上記実施の形態では、複数のモバイルルータによってアドホックネットワークが構成される場合に、外部ネットワークとの間のゲートウェイとなるモバイルルータがゲートウェイ通知パケットを送信することにより、各モバイルルータがゲートウェイの継続、取りやめ、または、新たにゲートウェイトなることを判断することにより、ゲートウェイの選出と変更を行うこととした。これにより、特別なノードを必要とせず、各モバイルルータの自律分散制御により、ゲートウェイの選出と変更を実現できる。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、モバイルルータが移動ネットワークであるアドホックネットワークを構成する場合について説明したが、モバイルルータの代わりにワイヤレスルータ、移動ＩＰ端末または無線基地局がネットワークを構成する場合であっても上記実施の形態の処理が適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、上記実施の形態では、各モバイルルータは、モバイルネットワークプリフィックスおよびホームアドレスを管理するが、いずれかのみを管理することとしてもよい。
【００７７】
なお、モバイルルータの代わりに移動ＩＰ端末を採用する場合、移動ＩＰ端末は、ホームアドレスは管理するが、モバイルネットワークプリフィクスは管理しない。
【００７８】
モバイルルータの代わりにワイヤレスルータを採用する場合、外部ネットワークにホームエージェントが設置されず、モバイルルータとホームエージェント間での移動管理が行われないが、上記実施の形態の処理が可能であり、同様の効果を得られる。
【００７９】
また、ＴＰＣ(Transmission Control Protocol)の高速化のための帯域制御や輻輳回避制御などをゲートウェイとホームエージェント５１との対向接続のペアで連携した処理が行われる場合、ゲートウェイ変更に伴い、旧ゲートウェイと新ゲートウェイ間で制御のための情報をメッセージ交換することにより、処理の継続性を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の一実施の形態によるアドホックネットワークを含む通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図１の通信システムの動作を説明するための模式図である。
【図３】図１の通信システムの動作を説明するための模式図である。
【図４】図１の通信システムの動作を説明するための模式図である。
【図５】図１の通信システムの動作を説明するための模式図である。
【図６】図１の通信システムの動作を説明するための模式図である。
【図７】図１の通信システムの動作を説明するための模式図である。
【図８】図１の通信システムの動作を説明するための模式図である。
【図９】図１の通信システムの動作を説明するための模式図である。
【図１０】この発明による移動通信装置(モバイルルータ)の構成の一例を示す図である。
【図１１】この発明におけるゲートウェイ通知パケット(ＧＷＯ)のフォーマットの一例を示す図である。
【図１２】この発明におけるアドホックネットワークのモバイルルータと外部ネットワークのアクセスルータの間でのゲートウェイ選出とゲートウェイ変更時の動作シーケンスの一例を説明するタイムテーブルである。
【図１３】この発明における各モバイルルータでのゲートウェイ選出、変更時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１  アドホックネットワーク、１Ａ〜１Ｄ  移動ネットワーク、２  外部ネットワーク、６  対向ノード、１１〜１４  モバイルルータ(ＭＲ)(ゲートウェイ)、２１〜２４  モバイルネットワークプリフィックス(ＭＮＰ)、３１〜３４  移動ネットワーク内端末(ＭＮ)、４１〜４３  アクセスルータ(ＡＲ)、５１  ホームエージェント(ＨＡ)、７０−１〜７０−ｎ  インタフェース、７１  パケット制御部、７２  パケット転送処理部、７３  経路制御部、７４  ゲートウェイ御部、７６  パケット転送部、７７  経路制御テーブル。
【図１】
2010157838.tif 000003
【図２】
2010157838.tif 000004
【図３】
2010157838.tif 000005
【図４】
2010157838.tif 000006
【図５】
2010157838.tif 000007
【図６】
2010157838.tif 000008
【図７】
2010157838.tif 000009
【図８】
2010157838.tif 000010
【図９】
2010157838.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2010157838.tif 000013
【図１２】
2010157838.tif 000014
【図１３】
2010157838.tif 000015