(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＲＳの通信システムにおいて、
通信ネットワーク上のトラヒックを監視し、その通信経路を制御する接続管理ノードが、
通信ネットワーク上のトラヒックの状態を取得するトラヒック情報監視手段と、
外部のノードにトラヒック情報テーブルを通知するトラヒック情報通信手段を備え、
外部のパケットデータネットワークとの網間接続を行うゲートウェイであるＧＧＳＮと、ユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮが、
公衆陸上移動網における、コストメトリックの情報を取得するコストメトリック情報監視手段と、
外部のノードにコストメトリック情報テーブルを通知するコストメトリック情報通信手段を備え、
前記ユーザ端末が、
前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルと、前記ＳＧＳＮから通知される前記コストメトリック情報テーブルを取得する情報テーブル受信手段と、
前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、最適の通信経路として判定し、前記ＳＧＳＮに対して当該最適の通信経路への接続を指定することにより、その接続を受ける前記通信経路制御手段を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記ユーザ端末は、
通信中にハンドオーバとなった場合には、現在の通信ネットワークの状態の情報を取得し、前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記ＳＧＳＮは、
前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルを受信する手段と、
前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、最適の通信経路として判定し、前記利用者のユーザ端末を当該最適の通信経路に接続する手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記ＳＧＳＮと前記ユーザ端末との間の通信を中継するＲＮＣにおいて、
前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルと、前記ＳＧＳＮから通知される前記コストメトリック情報テーブルを取得する手段と、
前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、最適の通信経路として判定し、前記利用者のユーザ端末を当該最適の通信経路に接続する手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の通信システム。
【請求項５】
前記接続管理ノードは、
利用者のユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知する通信経路制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の通信システム。
【請求項６】
前記接続管理ノードは、
利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングし、
前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続し、
当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出し、
当該ＳＧＳＮからアップリンクの前記コストメトリック情報テーブルを取得し、
取得した前記コストメトリック情報テーブルと、前記トラヒック情報テーブルを参照して最適の通信経路を判定し、
最適の通信経路として判定された前記ＧＧＳＮに接続し、
当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続し、
当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信することにより、
前記ユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知する通信経路制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の通信システム。
【請求項７】
前記接続管理ノードは、
利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングし、
前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続し、
当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出し、
当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続し、
当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信する、通信経路制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の通信システム。
【請求項８】
前記ユーザ端末は、
グローバルＩＰアドレスの割当てを備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の通信システム。
【請求項９】
ＧＰＲＳの通信システムの通信端末において、
通信ネットワーク上のトラヒックを監視する接続管理ノードから送信される、通信ネットワーク上のトラヒックの状態を示すトラヒック情報テーブルと、ＳＧＳＮから送信される、公衆陸上移動網のコストメトリックの状態を示すコストメトリック情報テーブルのそれぞれを受信する情報テーブル受信手段と、
前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続する通信経路制御手段を備え、
前記通信経路制御手段は、
前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、前記最適の通信経路として判定し、
前記ＳＧＳＮに対して当該最適の通信経路への接続を指定することにより、その接続を受けることを特徴とする通信端末。
【請求項１０】
通信中にハンドオーバとなった場合には、現在の通信ネットワークの状態の情報を取得し、前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続を切り換えることを特徴とする請求項９に記載の通信端末。
【請求項１１】
グローバルＩＰアドレスの割当てを備えることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の通信端末。
【請求項１２】
ＧＰＲＳの迂回ルート解決方法において、
通信ネットワーク上のトラヒックを監視しその通信経路を制御するために備えられた接続管理ノードが、
通信ネットワーク上のトラヒックの状態を取得するステップと、
外部のノードにトラヒック情報テーブルを通知するステップを備え、
外部のパケットデータネットワークとの網間接続を行うゲートウェイであるＧＧＳＮと、ユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮが、
公衆陸上移動網における、コストメトリックの情報を取得するステップと、
外部のノードにコストメトリック情報テーブルを通知するステップを備え、
前記ユーザ端末が、
前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルと、前記ＳＧＳＮから通知される前記コストメトリック情報テーブルを取得するステップと、
前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、前記最適の通信経路として判定するステップと、
前記ＳＧＳＮに対して当該最適の通信経路への接続を指定するステップを備え、
前記判定された最適の通信経路に接続することを特徴とする迂回ルート解決方法。
【請求項１３】
前記ユーザ端末は、
通信中にハンドオーバとなった場合には、現在の通信ネットワークの状態の情報を取得し、前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続を切り換えるステップを備えることを特徴とする請求項１２に記載の迂回ルート解決方法。
【請求項１４】
前記接続管理ノードは、
利用者のユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知するステップを備えることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の迂回ルート解決方法。
【請求項１５】
前記接続管理ノードは、
利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングするステップと、
前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続するステップと、
当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出するステップと、
当該ＳＧＳＮからアップリンクの前記コストメトリック情報テーブルを取得するステップと、
取得した前記コストメトリック情報テーブルと、前記トラヒック情報テーブルを参照して最適の通信経路を判定するステップと、
最適の通信経路として判定された前記ＧＧＳＮに接続するステップと、
当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続するステップと、
当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信するするステップを備え、
前記ユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の迂回ルート解決方法。
【請求項１６】
前記接続管理ノードは、
利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングするステップと、
前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続するステップと、
当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出するステップと、
当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続するステップと、
当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信するするステップを備えることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の迂回ルート解決方法。
【請求項１７】
コンピュータを制御することによりＧＰＲＳの迂回ルートを解決する迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体において、
通信ネットワーク上のトラヒックを監視しその通信経路を制御するために備えられた接続管理ノードにおいて、
通信ネットワーク上のトラヒックの状態を取得するステップと、
外部のノードにトラヒック情報テーブルを通知するステップを実行し、
外部のパケットデータネットワークとの網間接続を行うゲートウェイであるＧＧＳＮと、ユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮにおいて、
公衆陸上移動網における、コストメトリックの情報を取得するステップと、
外部のノードにコストメトリック情報テーブルを通知するステップを実行し、
前記ユーザ端末において、
前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルと、前記ＳＧＳＮから通知される前記コストメトリック情報テーブルを取得するステップと、
前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、前記最適の通信経路として判定するステップと、
前記ＳＧＳＮに対して当該最適の通信経路への接続を指定するステップを実行し、
前記判定された最適の通信経路に接続することを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１８】
前記ユーザ端末において、
通信中にハンドオーバとなった場合には、現在の通信ネットワークの状態の情報を取得し、前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続を切り換えるステップを実行することを特徴とする、請求項１７に記載のコンピュータにより読み取り可能な迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１９】
前記接続管理ノードにおいて、
利用者のユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知するステップを実行することを特徴とする、請求項１７又は請求項１８に記載のコンピュータにより読み取り可能な迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体。
【請求項２０】
前記接続管理ノードにおいて、
利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングするステップと、
前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続するステップと、
当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出するステップと、
当該ＳＧＳＮからアップリンクの前記コストメトリック情報テーブルを取得するステップと、
取得した前記コストメトリック情報テーブルと、前記トラヒック情報テーブルを参照して最適の通信経路を判定するステップと、
最適の通信経路として判定された前記ＧＧＳＮに接続するステップと、
当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続するステップと、
当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信するするステップを実行し、
前記ユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知することを特徴とする、請求項１７又は請求項１８に記載のコンピュータにより読み取り可能な迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体。
【請求項２１】
前記接続管理ノードにおいて、
利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングするステップと、
前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続するステップと、
当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出するステップと、
当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続するステップと、
当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信するするステップを実行することを特徴とする、請求項１７又は請求項１８に記載のコンピュータにより読み取り可能な迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信によるＩＰ網（Internet Protocol Network）の利用に関し、特に、第三世代移動体通信システムＧＰＲＳ（General Packet Radio Service：汎用パケット無線サービス）における迂回ルート及び輻輳の問題を解決する通信システムとその迂回ルート解決方法、及び迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汎用パケット無線サービス（General Packet Radio Service：ＧＰＲＳ）とは、欧州統一規格のディジタル・セルラーシステムであるＧＳＭ（global system for mobile communication）ネットワークをバックボーンとしたパケット交換サービスである。
【０００３】
また、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）による通信システムには、例えば、特開２０００−２０１１７２号公報に開示された従来技術がある。
【０００４】
汎用パケット無線サービスの通信網を構成する主要なノードとして、ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）及びＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）という２種類のノードがある。これらＳＧＳＮ及びＧＧＳＮは、利用者のユーザ端末（通信端末、Mobile Station：ＭＳ）と通信先との間において、その通信を中継する。
【０００５】
図９は、従来の汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）による通信システムの構成を示すブロック図である。
【０００６】
ＳＧＳＮ４０ａは、公衆陸上移動網（Public Land Mobile Network：ＰＬＭＮ）１００内におけるユーザ端末（ＭＳ）２０ａやＧＧＳＮ６０とのデータの転送を行う。つまり、ＳＧＳＮ４０ａは、配下のノードである無線網制御装置（Radio Network Controller：ＲＮＣ）３０からのアップリンク(Uplink)の呼を取りまとめ、逆にＧＧＳＮ６０からのダウンリンク(Downlink)の呼を無線網制御装置３０に分散する。ＳＧＳＮ４０ａは、ＧＧＳＮ６０との間ではトンネリング（Tunneling）によるパケット転送を行う。
【０００７】
またここで、公衆陸上移動網（Public Land Mobile Network：ＰＬＭＮ）１００とは、ある移動通信事業者管轄下の一つの通信サービスエリアのことである。
【０００８】
また、ＳＧＳＮ４０ａは、ＨＬＲ（Home Location Register：ホームロケーションレジスタ）５０の持つ加入者情報データのコピーを常に受け取っている。ここで、ＨＬＲ５０とは、加入者情報（登録位置情報、課金情報など）のデータベースであり、そのデータのコピーをＳＧＳＮ４０ａ等に送信するものである。
【０００９】
ＧＧＳＮ６０は、外部のパケットデータネットワークとの網間接続を行う。つまり、ＧＧＳＮ６０は、配下のノードであるＳＧＳＮ４０ａからのアップリンクの呼を取りまとめ、外部のＩＰネットワーク等にアクセスするためのゲートウェイ（Gateway）である。ＧＧＳＮ６０は、ダウンリンクの呼に対して、ＳＧＳＮ４０ａまでのトンネル（Tunnel）を張る。
【００１０】
なお、図９においては、ＧＧＳＮ６０のアクセス先のネットワークをＩＰ網（Internet Protocol Network）２００としている。また、ＩＰ網２００の側に備えるＧＧＳＮを、本明細書においてはアクセスポイント（Access Point：ＡＰ）６１と呼ぶものとする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の汎用パケット無線サービスによる通信では、以下に述べるような問題点があった。
【００１２】
第三世代の移動体通信技術における、パケット交換無線システムである汎用パケット無線サービスの仕様では、ＩＰ網（Internet Protocol Network）とのゲート機能がＧＧＳＮに集約されている。このため、従来ではＧＧＳＮのノードでの輻輳が特に起こりやすいという問題点があった。
【００１３】
図１０は、従来の汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）による通信経路の切り換えを説明するための図である。
【００１４】
公衆陸上移動網１００においては、ＳＧＳＮ４０ａやＧＧＳＮ６０が複数箇所に備えられており、ここでは、そのそれぞれのノードを第１、第２、・・・、第ｎ、・・・として示している。利用者のユーザ端末２０ａの現在位置や、これらの各ノードにおける通信トラヒックに対応して、その通信経路を切り換えることにより、輻輳の発生等を防止し適切な通信を実現することが求められる。
【００１５】
即ち、ＩＰ網へのアクセスを行うＧＧＳＮ６０は、ユーザ端末２０ａからのアップリンク（Uplink）トラヒックによる輻輳が起こりやすいのである。
【００１６】
図１０においては、まず始めに利用者は、点線により示される位置においてユーザ端末２０ａからの通信を開始している。そのため、通信開始時においては、ユーザ端末２０ａから第１ＳＣＳＮ４０ａ、続いて第１ＧＧＳＮ６０、そしてＩＰ網２００の第１アクセスポイント６１に接続されている。
【００１７】
携帯電話でインターネットに接続する場合など、端末がＩＰパケットを送信する際には、アクセスポイントネーム（Access Point Name：ＡＰＮ）を指定しなければならない。アクセスポイントネームを基に、ＳＧＳＮにおいて接続先ＧＧＳＮアドレスが決定されるのであり、このように事実上、ユーザ端末（ＭＳ）において接続先ＧＧＳＮが決定されることとなる。
【００１８】
しかし、利用者が矢印に示されるように移動して、ユーザ端末２０ａと通信するＳＧＳＮが第（ｎ）ＳＧＳＮ４０ａに変更された後においても、従来では、ＧＧＳＮは変更されることなく最初の接続時における第１ＧＧＳＮ６０を経由することとなる。
【００１９】
このように、ユーザ端末２０ａがハンドオーバを繰り返して大きく移動した場合など、最初の接続時に設定したアクセスポイントを通信の最後まで使用し続けるため、遠廻りのルートを余儀なくされてしまう。また、各ＧＧＳＮは、それぞれが同等の負荷を請け負っている訳ではなく、特定のＧＧＳＮにトラヒックが集中しがちである。
【００２０】
例えば、図１０においては、移動後のユーザ端末からの通信の経路は、接続開始時と同じ第１ＧＧＳＮ６０に限らずに、第（ｎ）ＳＧＳＮ４０ａに近い第（ｎ）ＧＧＳＮ６０や、その他のトラヒックの少ないＧＧＳＮに接続できることが好ましい。
【００２１】
従来のＧＧＳＮの輻輳を解消するための従来技術には、その他に、株式会社ＮＴＴドコモネットワーク研究所による、『IMT-2000ネットワークevolutionに対する要求条件』（信学技報ＳＳＥ２０００−３６）がある。この信学技報ＳＳＥ２０００−３６の従来技術では、汎用パケット無線サービス方式ベースのネットワークとＩＰネットワークを統合した、新規のＩＰネットワークを構成することにより、ＧＧＳＮの輻輳を解決することが提案されている。
【００２２】
しかし、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）の標準のネットワーク体系のままで、新規のネットワークシステムを必要とすることなく、ＧＧＳＮの輻輳や通信経路の迂回の問題を解決することが求められている。
【００２３】
本発明の第１の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、第三世代移動体通信システムである汎用パケット無線サービスにおけるゲート機能を有するノードＧＧＳＮに対して、適切な迂回ルートの設定と更新を行い、その輻輳の発生を効果的に解消する通信システムとその迂回ルート解決方法、及び迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【００２４】
本発明の第２の目的は、３ＧＰＰの標準のネットワーク体系において、ＧＧＳＮの輻輳を効率良く解消する通信システムとその迂回ルート解決方法、及び迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の通信システムは、ＧＰＲＳの通信システムにおいて、通信ネットワーク上のトラヒックを監視し、その通信経路を制御する接続管理ノードが、通信ネットワーク上のトラヒックの状態を取得するトラヒック情報監視手段と、外部のノードにトラヒック情報テーブルを通知するトラヒック情報通信手段を備え、外部のパケットデータネットワークとの網間接続を行うゲートウェイであるＧＧＳＮと、ユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮが、公衆陸上移動網における、コストメトリックの情報を取得するコストメトリック情報監視手段と、外部のノードにコストメトリック情報テーブルを通知するコストメトリック情報通信手段を備え、前記ユーザ端末が、前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルと、前記ＳＧＳＮから通知される前記コストメトリック情報テーブルを取得する情報テーブル受信手段と、前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、最適の通信経路として判定し、前記ＳＧＳＮに対して当該最適の通信経路への接続を指定することにより、その接続を受ける前記通信経路制御手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明の通信システムでは、接続管理ノードは、通信ネットワーク上のトラヒックの状態を取得してその状態をユーザ端末等の外部のノードに通知し、ＧＧＳＮとユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮが、公衆陸上移動網におけるコストメトリックの情報を取得しその情報をユーザ端末等の外部ノードに通知し、ユーザ端末は、外部のノードより通知される通信ネットワークの状態の情報を取得して、取得した情報を基に最適の通信経路を判定し当該最適の通信経路に接続する。これにより、トラヒックの多い特定のＧＧＳＮにおける輻輳の発生を効果的に防止することが可能となる。
【００２７】
また、本発明の通信システムでは、ＳＧＳＮが、コストメトリック情報監視手段により公衆陸上移動網におけるコストメトリックの状態を監視して、コストメトリック情報通信手段によりその情報を示すコストメトリック情報テーブルを外部のノードに通知することができるため、通信ネットワーク上の各種ノードにおいて、コストメトリックの状態の情報を容易に入手することができ、各ノードの側において、最新のコストメトリックの状態に基づく通信経路の選択等の処理を行うことが容易になる。
【００２８】
また、本発明の通信システムは、ユーザ端末において、情報テーブル受信手段により、接続管理ノードから通知されるトラヒック情報テーブルや、ＳＧＳＮから通知されるコストメトリック情報テーブルを取得することができ、かつユーザ端末内の通信経路制御手段により、これら各テーブルの情報を基に最適の通信経路を判定し当該最適の通信経路に接続することができる。
【００２９】
また、本発明の通信システムは、通信経路の選択において、まずコストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路を選択した後に、その選択された通信経路の中からトラヒックの良好な経路を選択するため、この方法によって、経路コストが最良の経路とあまり変わらない範囲内において、相対的なトラヒックの小さいＧＧＳＮ６０を選択することができる。
【００３０】
請求項２の本発明の通信システムは、前記ユーザ端末は、通信中にハンドオーバとなった場合には、現在の通信ネットワークの状態の情報を取得し、前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続を切り換えることを特徴とする。
【００３１】
本発明の通信システムは、ユーザ端末においてハンドオーバの発生時に、自動的に最新のネットワークの状態の情報を入手して、最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続を切り換えることができる。
【００３２】
請求項３の本発明の通信システムは、前記ＳＧＳＮは、前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルを受信する手段と、前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、最適の通信経路として判定し、前記利用者のユーザ端末を当該最適の通信経路に接続する手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
本発明の通信システムは、ＳＧＳＮの側において、ユーザ端末が通信する最適の通信経路を判定して接続させることができる。
【００３４】
請求項４の本発明の通信システムは、前記ＳＧＳＮと前記ユーザ端末との間の通信を中継するＲＮＣにおいて、前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルと、前記ＳＧＳＮから通知される前記コストメトリック情報テーブルを取得する手段と、前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、最適の通信経路として判定し、前記利用者のユーザ端末を当該最適の通信経路に接続する手段を備えることを特徴とする。
【００３５】
本発明の通信システムは、ＲＮＣの側において、ユーザ端末が通信する最適の通信経路を判定して接続させることができる。
【００３６】
請求項５の本発明の通信システムは、前記接続管理ノードは、利用者のユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知する通信経路制御手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
本発明の通信システムは、ユーザ端末への着呼の最適の通信経路を接続管理ノードにより判定し、この最適の通信経路によりユーザ端末に着呼させることができる。
【００３８】
請求項６の本発明の通信システムは、前記接続管理ノードは、利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングし、前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続し、当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出し、当該ＳＧＳＮからアップリンクの前記コストメトリック情報テーブルを取得し、取得した前記コストメトリック情報テーブルと、前記トラヒック情報テーブルを参照して最適の通信経路を判定し、最適の通信経路として判定された前記ＧＧＳＮに接続し、当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続し、当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信することにより、前記ユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知する通信経路制御手段を備えることを特徴とする。
【００３９】
本発明の通信システムは、接続管理ノードが、通信ネットワーク上の各種ノードと通信して最新のネットワークの情報を取得し、取得したネットワークの情報に基づいてユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、この最適の通信経路によりユーザ端末に着呼させることができる。
【００４０】
請求項７の本発明の通信システムは、前記接続管理ノードは、利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングし、前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続し、当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出し、当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続し、当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信する、通信経路制御手段を備えることを特徴とする。
【００４１】
本発明の通信システムは、接続管理ノードが、より簡略に通信ネットワーク上の各種ノードと通信して最新のネットワークの情報を取得し、取得したネットワークの情報に基づいてユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、この最適の通信経路によりユーザ端末に着呼させることができる。
【００４２】
請求項８の本発明の通信システムは、前記ユーザ端末は、グローバルＩＰアドレスの割当てを備えることを特徴とする。
【００４３】
本発明の通信システムは、ユーザ端末においてグローバルＩＰアドレスの割当てを備えるため、この割当てられたグローバルＩＰアドレスを指定する方式により、外部のノードからユーザ端末への接続ができる。
【００４４】
請求項９の本発明の通信端末は、ＧＰＲＳの通信システムの通信端末において、通信ネットワーク上のトラヒックを監視する接続管理ノードから送信される、通信ネットワーク上のトラヒックの状態を示すトラヒック情報テーブルと、ＳＧＳＮから送信される、公衆陸上移動網のコストメトリックの状態を示すコストメトリック情報テーブルのそれぞれを受信する情報テーブル受信手段と、前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続する通信経路制御手段を備え、前記通信経路制御手段は、前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、前記最適の通信経路として判定し、前記ＳＧＳＮに対して当該最適の通信経路への接続を指定することにより、その接続を受けることを特徴とする。
【００４５】
本発明の通信端末では、通信ネットワーク上のトラヒックの状態を監視する接続管理ノードからのトラヒック状態の通知を受け、ＧＧＳＮとユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮからの、公衆陸上移動網におけるコストメトリックの情報の通知を受け、これらの取得した情報を基に最適の通信経路を判定し当該最適の通信経路に接続する。これにより、トラヒックの多い特定のＧＧＳＮにおける輻輳の発生を効果的に防止することが可能となる。
【００４６】
請求項１０の本発明の通信端末は、通信中にハンドオーバとなった場合には、現在の通信ネットワークの状態の情報を取得し、前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続を切り換えることを特徴とする。
【００４７】
請求項１１の本発明の通信端末は、グローバルＩＰアドレスの割当てを備えることを特徴とする。
【００４８】
請求項１２の本発明の迂回ルート解決方法は、ＧＰＲＳの迂回ルート解決方法において、通信ネットワーク上のトラヒックを監視しその通信経路を制御するために備えられた接続管理ノードが、通信ネットワーク上のトラヒックの状態を取得するステップと、外部のノードにトラヒック情報テーブルを通知するステップを備え、外部のパケットデータネットワークとの網間接続を行うゲートウェイであるＧＧＳＮと、ユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮが、公衆陸上移動網における、コストメトリックの情報を取得するステップと、外部のノードにコストメトリック情報テーブルを通知するステップを備え、前記ユーザ端末が、前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルと、前記ＳＧＳＮから通知される前記コストメトリック情報テーブルを取得するステップと、前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、前記最適の通信経路として判定するステップと、前記ＳＧＳＮに対して当該最適の通信経路への接続を指定するステップを備え、前記判定された最適の通信経路に接続することを特徴とする。
【００４９】
本発明の迂回ルート解決方法では、接続管理ノードにおいて、通信ネットワーク上のトラヒックの状態を取得してその状態をユーザ端末等の外部のノードに通知し、ＧＧＳＮとユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮにおいて、公衆陸上移動網におけるコストメトリックの情報を取得しその情報をユーザ端末等の外部ノードに通知し、ユーザ端末が、外部のノードより通知される通信ネットワークの状態の情報を取得して、取得した情報を基に最適の通信経路を判定し当該最適の通信経路に接続する。これにより、トラヒックの多い特定のＧＧＳＮにおける輻輳の発生を効果的に防止することが可能となる。
【００５０】
請求項１３の本発明の迂回ルート解決方法は、前記ユーザ端末は、通信中にハンドオーバとなった場合には、現在の通信ネットワークの状態の情報を取得し、前記取得した情報を基に最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路に接続を切り換えるステップを備えることを特徴とする。
【００５１】
請求項１４の本発明の迂回ルート解決方法は、前記接続管理ノードは、利用者のユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知するステップを備えることを特徴とする。
【００５２】
請求項１５の本発明の迂回ルート解決方法は、前記接続管理ノードは、利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングするステップと、前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続するステップと、当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出するステップと、当該ＳＧＳＮからアップリンクの前記コストメトリック情報テーブルを取得するステップと、取得した前記コストメトリック情報テーブルと、前記トラヒック情報テーブルを参照して最適の通信経路を判定するステップと、最適の通信経路として判定された前記ＧＧＳＮに接続するステップと、当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続するステップと、当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信するするステップを備え、前記ユーザ端末への着呼の最適の通信経路を判定し、当該最適の通信経路により前記着呼を通知することを特徴とする。
【００５３】
請求項１６の本発明の迂回ルート解決方法は、前記接続管理ノードは、利用者のユーザ端末への外部からの着呼が発生した場合に、当該データパケットをバッファリングするステップと、前記トラヒック情報テーブルを参照してトラヒックの良好なＧＧＳＮを選択して接続するステップと、当該ＧＧＳＮを介してＨＬＲから当該ユーザ端末が位置登録されたＳＧＳＮを検出するステップと、当該ＧＧＳＮから、当該ユーザ端末を位置登録した前記ＳＧＳＮに接続するステップと、当該ＳＧＳＮから当該ユーザ端末に接続して前記着呼を送信するするステップを備えることを特徴とする。
【００５４】
請求項１７の本発明のコンピュータにより読み取り可能な迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体は、コンピュータを制御することによりＧＰＲＳの迂回ルートを解決する迂回ルート解決プログラムを記録した記録媒体において、通信ネットワーク上のトラヒックを監視しその通信経路を制御するために備えられた接続管理ノードにおいて、通信ネットワーク上のトラヒックの状態を取得するステップと、外部のノードにトラヒック情報テーブルを通知するステップを実行し、外部のパケットデータネットワークとの網間接続を行うゲートウェイであるＧＧＳＮと、ユーザ端末との間を中継するＳＧＳＮにおいて、公衆陸上移動網における、コストメトリックの情報を取得するステップと、外部のノードにコストメトリック情報テーブルを通知するステップを実行し、前記ユーザ端末において、前記接続管理ノードから通知される前記トラヒック情報テーブルと、前記ＳＧＳＮから通知される前記コストメトリック情報テーブルを取得するステップと、前記コストメトリック情報テーブルにおいて良好な経路コストが示される通信経路であって、かつ前記トラヒック情報テーブルにおいて最もトラヒックが良好な通信経路を、前記最適の通信経路として判定するステップと、前記ＳＧＳＮに対して当該最適の通信経路への接続を指定するステップを実行し、前記判定された最適の通信経路に接続することを特徴とする。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。また、本発明の通信システムにおいては、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）標準の規格に外れることなく、輻輳の防止や解消、適切な迂回ルートの設定等を処理するものである。
【００６１】
図１は、本発明の第１の実施の形態による通信システムの構成を示すブロック図である。本発明の通信システムは、図１に示されるように、各ＧＧＳＮ６０のトラヒック状態を一元管理する接続管理ノード１０を導入することを特徴とする。
【００６２】
図２は、本実施の形態のユーザ端末２０とＳＧＳＮ４０の構成を示すブロック図であり、図３は、本実施の形態の接続管理ノード１０の構成を示すブロック図である。
【００６３】
図２を参照すると、本実施の形態のユーザ端末２０（通信端末）は、外部と無線通信を行う通信部２１と、ＳＧＳＮ４０や接続管理ノード１０から情報テーブルを取得する情報テーブル受信部２２と、取得した情報テーブルを基にアップリンク（Uplink）の最適な通信経路を選択してその通信を行う通信経路制御部２３を備える。また、ユーザ端末２０は、グローバルＩＰアドレスを備えて、ＩＰアドレスによる外部からの接続を受け付ける。
【００６４】
また、本実施の形態のＳＧＳＮ４０は、ユーザ端末２０や他のノードとの間の通信を制御する通信部４１と、コストメトリック情報テーブルを記録するコストメトリック情報記憶部４２と、コストメトリックの情報を管理しコストメトリック情報記憶部４２のデータを最近の情報に随時更新するコストメトリック情報監視部４３と、コストメトリック情報テーブルのデータをユーザ端末２０等に対して通知するコストメトリック情報通知部４４を備えている。なお、ここでは本発明における特有の機能を特に表示するものであり、通常のユーザ端末２０やＳＧＳＮ４０が備えるべきその他の機能も備えているものとする。
【００６５】
図３を参照すると、本実施の形態の接続管理ノード１０は、他のノードとの間で通信する通信部１１と、トラヒック情報テーブルを記録するトラヒック情報記憶部１２と、各ＧＧＳＮ６０のトラヒックを監視しトラヒック情報記憶部１２のデータを最新の情報に随時更新するトラヒック情報監視部１３と、トラヒック情報テーブルをユーザ端末２０に通知するトラヒック情報通知部１４と、各種の情報テーブルを基にダウンリンク（Downlink）の最適な通信経路を選択する通信経路制御部１５を備えている。
【００６６】
ＧＧＳＮのトラヒック管理
接続管理ノード１０は、各インターネットサービスプロバイダ（Internet Service Provider：ＩＳＰ）毎に設置し、その利用者の通信経路を管理する。この接続管理ノード１０は、ＧＧＳＮ６０のトラヒックを常に管理しており、その時点でのトラヒックが少ない順番にアクセスポイントネーム（Access Point Name：ＡＰＮ）を並べてテーブル化したトラヒック情報テーブル｛Ｔｘ｝を備える。
【００６７】
ここで、アクセスポイントネームとは、ユーザ端末２０が発呼の際に指定しなければならないＩＰ網へのアクセスポイント６１の名称であり、「．」で仕切られた文字列を指す。図４は、本実施の形態のトラヒック情報テーブル｛Ｔｘ｝の一例を示す図である。ここでは、個々のアクセスポイント６１のネームを、ＡＰＮｋ（ｋ＝１、２、・・・）と示している。例えば、第１１アクセスポイントのネームはＡＰＮ１１と示しているのである。また、図４では、各ＧＧＳＮ６０のトラヒックを、処理したパケットのオクテット（octet）数により示している。
【００６８】
また、接続管理ノード１０は、全てのユーザ端末２０に向けてトラヒック情報テーブルを一定周期でブロードキャストする。つまり、ユーザ端末２０には、最新のトラヒック情報テーブルが常時接続管理ノード１０から通知され、各ＧＧＳＮ６０のトラヒック情報を動的に得ることができる。
【００６９】
なお、ユーザ端末２０は、後述するように接続管理ノード１０からの情報を元に新たなアクセスポイント６１を指定するが、隣接するアクセスポイント６１がトラヒックの少ないアクセスポイント６１であっても、異なるインターネットサービスプロバイダの管轄であれば、これに切り換えることはできない。つまり、当該ユーザ端末２０から利用できるアクセスポイント６１のみが、接続の切り換えの対象である。
【００７０】
このため例えば、本実施の形態の接続管理ノード１０は、各インターネットサービスプロバイダ毎に、その利用者の接続の切り換えのために備えるものとしてもよい。また、携帯電話のみによるインターネットアクセスの場合においては、インターネットサービスプロバイダと移動通信事業者とが同一業者とすることもでき、この場合には各事業者毎に接続管理ノード１０を設置するものとしてもよい。また、もちろん一箇所の（又一台の）接続管理ノード１０により、複数のインターネットサービスプロバイダの利用者の接続の切り換えを、各インターネットサービスプロバイダ毎に個別に管理することも同様に可能である。
【００７１】
ＳＧＳＮ-ＧＧＳＮ間の経路最適化
ＧＧＳＮ６０配下で呼の中継をするノードＳＧＳＮ４０は、ＳＧＳＮ−ＧＧＳＮ間のアップリンク（Uplink）の経路ホップ数（＝コスト）が小さい順番に並べられた接続先アクセスポイントネームのテーブル（コストメトリック情報テーブル）｛Ｃｘ｝ｋ（ｋ＝１、２、・・・）を作成する。
【００７２】
コストメトリック情報テーブルは、従来のＳＧＳＮにおけるルーティングテーブルを拡張したものであり、ルーティング情報に基づいて常時更新する。また、コストメトリック情報テーブルは、各ＳＧＳＮ４０に固有に定められ、そのＳＧＳＮ４０中にて保存される。図５は、本実施の形態のコストメトリック情報テーブル｛Ｃｘ｝ｋの一例を示す図である。ここでは、個々のＳＧＳＮ４０が管理するコストメトリック情報テーブルを、下付きの添え字により示しているのであり、例えば、第３ＳＧＳＮ４０のコストメトリック情報テーブルは、｛Ｃｘ｝３と示されるのである。
【００７３】
ここで、本実施の形態による通信システムの通信経路の選択処理を説明する。図６は、本実施の形態の通信のユーザ端末２０からの発呼の通信経路の選択処理を説明するためのフローチャートである。
【００７４】
移動しているユーザ端末２０は、常時接続管理ノード１０からトラヒック情報テーブル｛Ｔｘ｝を受信できる（ステップ６０１）。更に、位置登録時においては、登録先のＳＧＳＮ（例えば、第（ｋ）ＳＧＳＮ４０）からコストメトリック情報テーブル｛Ｃｘ｝ｋを受け取る（ステップ６０２）。
【００７５】
ユーザ端末２０が移動して異なるＳＧＳＮ４０に位置登録した場合においては（例えば、第１ＳＧＳＮ４０から第２ＳＧＳＮ４０に移動）、必然的にコストメトリック情報テーブルが新しいものに更新されることになる（つまり、｛Ｃｘ｝１が｛Ｃｘ｝２に更新される）。
【００７６】
そして、ユーザ端末２０は、トラヒック情報テーブル及びコストメトリック情報テーブルを基に、最適なＧＧＳＮ６０を決定する（ステップ６０３）。
【００７７】
ここでの最適なＧＧＳＮ６０の選択方法としては、例えば、以下に述べられる方法等が可能である。まず、コストメトリック情報テーブルにおける上位にランクされたアクセスポイントネームに注目し、最上位のものとのコスト差が予め定められた一定値“Ｄ”以内にあるもの全てを抜き出す。次に、抜き出されたアクセスポイントネームをトラヒック情報テーブルから検索することにより、各アクセスポイントにおけるトラヒックを調べる。そして、抜き出された中で現在のトラヒックの状態が最も良好なアクセスポイントを（又、当該アクセスポイントに対応するＧＧＳＮ６０を）接続先として決定するのである。
【００７８】
この方式においては、一定値“Ｄ”の値を大きく設定した場合には、迂回ルートの問題が解決されないため、一定値“Ｄ”は小さく適切な値に設定する。この方法によって、経路コストが最良の経路とあまり変わらない範囲内において、相対的なトラヒックの小さいＧＧＳＮ６０を選択することができる。
【００７９】
ここで、この選択方法に基づいて、図４、図５の各テーブルから最適のアクセスポイント（又、これに対応するＧＧＳＮ）を選択する手順を説明する。
【００８０】
まず、ユーザ端末２０は受信した図５のコストメトリック情報テーブルから、アクセスポイントネームを抜き出す。ここでは、前述の一定値を（Ｄ＝３００（octet））とする。すると、最良の経路コストが示されているＡＰＮ１（コスト＝７００）からコスト差が３００（octet）（＝Ｄ）以内の条件を満たす、ＡＰＮ１、ＡＰＮ２、ＡＰＮ３が抜き出される。
【００８１】
続いて、抜き出された各アクセスポイントのトラヒックを、図４のトラヒック情報テーブルから検索すると、ＡＰＮ２が最もトラヒックが少ないことが示されている。これにより、ユーザ端末２０は、この第２アクセスポイントを接続先として選択するである。
【００８２】
図６のフローチャートの説明に戻ると、ユーザ端末２０は、その発呼時には、まず接続先インターネットサービスプロバイダをそのアクセスポイントネームにより指定して、ＳＧＳＮ４０にパケットを送信する（ステップ６０４）。
【００８３】
ＳＧＳＮ４０においては、加入者プロファイルを照合し、ネットワークＩＤをアクセスポイントネーム文字列の後ろに付加したアドレスであるＧＧＳＮ  ＩＰアドレスを得る。こうしてユーザ端末２０は、最初に指定したアクセスポイントネームに対応したＧＧＳＮ６０へ接続できることになる（ステップ６０５）。
【００８４】
また、以上のＧＧＳＮの選択処理は、ハンドオーバ（Handover）時にも同様に実行するのであり、利用者が移動してハンドオーバとなる度にテーブル探索を行い新しいアクセスポイントに切り換えを行う。
【００８５】
次に、本実施の形態の動作をより詳細に説明するために、ユーザ端末２０からの発呼の場合と着呼の場合とのそれぞれの場合における実施例を説明する。
【００８６】
ユーザ端末２０からの発呼の場合
図１のブロック図と、図６のフローチャートを参照して説明する。まず最初の通信を開始した時点では、ユーザ端末２０は破線の位置にある。
【００８７】
この時、ユーザ端末２０は大きく見て第１ＳＧＳＮ４０の制御エリアにあり、ここで電源を投入して第１ＳＧＳＮ４０に対して位置登録（Attach）を行う。第１ＳＧＳＮ４０では、各ＧＧＳＮ６０までのコストメトリックの小さい順番にアクセスポイントネームを並べたコストメトリック情報テーブルが、ルーティング情報に基づいて常に更新され記録されている。
【００８８】
ユーザ端末２０は、ここでの位置登録時において、コストメトリック情報テーブルを第１ＳＧＳＮ４０から受信し（ステップ６０２）、自身のMM context（又は、その他の記録媒体）に書き込む。ここでMM context（Mobility Management context）とは、汎用パケット無線サービスの仕様となっている加入者データのことであり、位置登録時にユーザ端末２０やＳＧＳＮ４０に保存される。
【００８９】
また、ユーザ端末２０には、ＧＧＳＮ６０でのトラヒックの小さい順番にアクセスポイントネームを並べたトラヒック情報テーブルが、常に接続管理ノード１０からブロードキャストされており、これを受信する（ステップ６０１）。
【００９０】
ここでまず、ユーザ端末２０がこの第１ＳＧＳＮ４０制御エリア中で発呼して通信を開始する場合には、まず、コストメトリック情報テーブルにおいて上位にランクされたアクセスポイントネームに注目し、最上位のものとのコスト差が予め定められた一定値“Ｄ”以内にあるもの全てを抜き出す。次に、抜き出されたアクセスポイントネームをトラヒック情報テーブルから検索し、最もトラヒックが良好なアクセスポイントを接続先として選択し（ステップ６０３）、これに接続する（ステップ６０４、６０５）。
【００９１】
即ち、本実施例のアクセスポイントの選択方法では、トラヒック情報よりもコストメトリック情報を優先しており、経路コストのあまり変わらない範囲で相対的なトラヒックが小さくなるようにＧＧＳＮ６０を選んで接続することができる。
【００９２】
図１の例では、ユーザ端末２０は、最初の接続の時点においては、アクセスポイントとして第１アクセスポイント６１、つまり第１ＧＧＳＮ６０を選択して接続している。
【００９３】
次に、ユーザ端末２０が通信を続けたまま移動して、実線の位置（第（ｎ）ＳＧＳＮ４０制御エリア内）に移動した場合のハンドオーバの処理を説明する。本実施の形態のユーザ端末２０は、利用者が移動してハンドオーバとなる度に、上記説明された方法と同様にしてテーブル探索を行い新しいアクセスポイントに切り換えを行う。
【００９４】
ユーザ端末２０は、現在位置に移動するまでに、パケット通信用の一斉呼び出しエリアであるRouteing Area（ルーティングエリア：ＲＡ）を数回またいでおり、その度に新たな位置登録（Routing Area Update：ルーティングエリア・アップデート）を、以下に説明する第（ｎ）ＳＧＳＮ４０の場合と同様に行っている。
【００９５】
ユーザ端末２０が、第（ｎ）ＳＧＳＮ４０制御エリア中のRouteing Areaに入ると、前述の位置登録の処理と同様に、Routing Area Update時において、第（ｎ）ＳＧＳＮ４０に固有なコストメトリック情報テーブルを受け取り、自身のMM
ｃｏｎｔｅｘｔに上書きする。
【００９６】
また、ユーザ端末２０には、依然としてトラヒック情報テーブルが接続管理ノード１０からブロードキャストされており、最新のトラヒック情報テーブルを参照することができる。
【００９７】
ユーザ端末２０は、コストメトリック情報テーブルの上位のアクセスポイントネームをトラヒック情報テーブルから抜き出し、更にトラヒック情報テーブルを検索して、抜き出された中の最もトラヒックの良好なアクセスポイントに接続を切り換える。図１の例では、アクセスポイントを第３アクセスポイント６１、つまり第３ＧＧＳＮ６０を選択し、これに接続を切り換えている。
【００９８】
以上の切り換えの処理を実行すると、図１の実線により示される新しい通信経路は、従来の場合においての図１０に示される発呼時から同じアクセスポイントに接続した場合の通信経路よりも、遥かにコストメトリックを小さく押さえることができる。更に、近傍の他のＧＧＳＮよりもトラヒックや輻輳が小さいＧＧＳＮを、選択して接続することができる。
【００９９】
以上の手続きにより、本実施の形態の通信システムは、アップリンク、ダウンリンクのコネクションを確立することができる。
【０１００】
ユーザ端末２０への着呼時
次に、外部から、ユーザ端末２０に着呼する場合の処理を説明する。図７と、図８は、本実施の形態のユーザ端末２０への着呼を説明するためのブロック図と、フローチャートである。また、ここでのユーザ端末２０は、グローバルＩＰアドレスを備えるものである。
【０１０１】
まず、ユーザ端末２０のＩＰアドレスを宛先とするダウンリンクパケットは、ゲート（ＧＧＳＮ６０）に到達する直前に必ず接続管理ノード１０を経由する。パケットが接続管理ノード１０に到達すると（ステップ８０１）、データパケットは、ひとまず接続管理ノード１０においてバッファリングされる。
【０１０２】
そして、接続管理ノード１０は、自らが備える各ＧＧＳＮ６０のトラヒック情報テーブルを参照して、トラヒックの少ないＧＧＳＮ６０を選択して接続し、ＨＬＲ５０にアクセスする（ステップ８０２）。図７の例では、第３ＧＧＳＮ６０を選択して接続している。
【０１０３】
この選択された第３ＧＧＳＮ６０は、ＨＬＲ５０の加入者情報テーブルを参照して、宛先端末のＩＰアドレス（destination address）を基にユーザ端末２０が位置登録しているＳＧＳＮ  ＩＰアドレスを検出する（ステップ８０３）。図７の例においては、ユーザ端末２０は第２ＳＧＳＮ４０に位置登録されている。
【０１０４】
この第２ＳＧＳＮ４０においては、ユーザ端末２０からの（つまり当該第２ＳＧＳＮ４０からの）アップリンクのコストメトリック情報テーブルを備えているため、第３ＧＧＳＮ６０から当該第２ＳＧＳＮ４０にアクセスして、そのコストメトリック情報テーブルを取得する（ステップ８０４）。ここで得られたコストメトリック情報テーブルは、接続管理ノード１０まで送信される。
【０１０５】
接続管理ノード１０においては、前に説明されたユーザ端末２０による通信経路の選択処理と同様にして、取得したコストメトリック情報テーブルと、自らが備えるトラヒック情報テーブルを基に、最適の通信経路を選択する（ステップ８０５）。
【０１０６】
この最適の通信経路の選択方法としては、例えば、前述の方法と同様にして、コストメトリック情報テーブルの上位のアクセスポイントネームを抜き出して、この抜き出されたアクセスポイントのトラヒックをトラヒック情報テーブルから検索し、抜き出されたアクセスポイントの中でトラヒックの状態が最良のものをアクセス先として選択する方法等が可能である。
【０１０７】
なお、本実施例において、ダウンリンクではなくアップリンクのテーブルを参照する方法を採用している理由は、各ＧＧＳＮ−ＳＧＳＮ間のダウンリンクのコストメトリック情報テーブルを、各ＧＧＳＮ６０が作成して、接続管理ノード１０がこれら全てのＧＧＳＮ６０から情報を聞き出す手法では、極めて効率が悪いからである。ここでは、アップリンクのテーブルを参照することにより、ダウンリンクのテーブルを参照した場合とほぼ同様の効果が、一箇所のＧＧＳＮ６０を参照するのみで得られるのである。
【０１０８】
図７の例では、この最適の接続先のＧＧＳＮとして、第２ＧＧＳＮ６０が選択され接続している。そして、先のステップ８０３において得られたＳＧＳＮ４０アドレス情報を用いて、第２ＧＧＳＮ６０から、利用者のユーザ端末２０を位置登録している第２ＳＧＳＮ４０に接続し、更に利用者のユーザ端末２０に接続する（ステップ８０６）。
【０１０９】
ただし、この一連のケースでは、移動ユーザ端末２０にもグローバルＩＰアドレスが割り当てられていなければならない。
【０１１０】
以上の手続きでアップリンク、ダウンリンクのコネクションを確立する。
【０１１１】
また、ユーザ端末２０に着呼した後のハンドオーバの処理は、先のユーザ端末２０からの発呼時において説明されたように、ユーザ端末２０の側において最適の通信経路を選択して切り替えを行うことができる。
【０１１２】
以上、説明したように本実施の形態の通信システムは、３ＧＰＰの標準のネットワーク体系から外れることなく、適切な迂回ルートの設定と更新を実現し、その輻輳の発生を効果的に解消することができる。
【０１１３】
次に、本発明の通信システムの、他の実施の形態を説明する。
【０１１４】
ユーザ端末２０からの発呼手順の他の実施の形態
接続先ＧＧＳＮ６０の決定に用いるトラヒック情報テーブルは、第１の実施の形態においては、接続管理ノード１０から常時通知されこれをユーザ端末２０が受信する方式であったが、この方式に限る必要はない。例えば、ユーザ端末２０からの発呼の際に、毎回ユーザ端末２０から接続管理ノード１０に問い合わせて、トラヒック情報テーブルを取得する形態も可能である。
【０１１５】
ユーザ端末２０への着呼手順の他の実施の形態
先に説明されたように、接続管理ノード１０は、通信相手のユーザ端末２０の位置を知るために、ＧＧＳＮ６０を介してＨＬＲ５０にアクセスしている。この時にアクセスするＧＧＳＮ６０は、この後に決定される最適の通信経路のＧＧＳＮ６０と同一である場合も多く発生するものと考えられる。また更に、先の図８の実施例においてはＧＧＳＮ−ＨＬＲ間及びＧＧＳＮ−ＳＧＳＮ間の往復シグナリングが発生している。
【０１１６】
このため、高速の接続を実現するために、ダウンリンクのパケットの送信の手順には通信経路の最適化の手順を含めない形態もまた効果的である。つまり、接続管理ノード１０は、トラヒック情報テーブルのみを参照して選択されたＧＧＳＮ６０のみに接続するのであり、ここで、ＨＬＲ５０を参照して利用者のユーザ端末２０を位置登録しているＳＧＳＮ４０が検出されたら、コストメトリック情報テーブルの取得を行わず、最適のＧＧＳＮ６０に切り換えることなく、直ちに当該ＧＧＳＮ６０と検出されたＳＧＳＮ４０を介して、データパケットをユーザ端末２０に送信するのである。
【０１１７】
この実施の形態の場合においては、図３に示された接続管理ノード１０の通信経路制御部１５は、トラヒック情報テーブルに基づく最初のＧＧＳＮ６０の選択（図８のステップ８０２）を行うが、２度目のＧＧＳＮ６０の選択（図８のステップ８０５）を行わずにそのままユーザ端末２０に接続し、ダウンリンクのパケットを送信する。
【０１１８】
ＱｏＳ（quality of service）を自由に設定する実施の形態
最適化により選択される通信経路は、たとえ輻輳の小さなＧＧＳＮが選択されたとしても、ＳＧＳＮ−ＧＧＳＮ間のホップ数の大きい遠回りの経路が選択されたのではより多くの通信コストが掛かることとなり、適切な迂回ルートとはいえない。
【０１１９】
このため、本発明の通信システムでは、先の第１の実施の形態において説明されたように、まずコストメトリックテーブル｛Ｃｘ｝ｋの最上位のアクセスポイントのコストメトリックから、予め指定された範囲内（第１の実施の形態では、“Ｄ”＝３００（octet）までの範囲内）の上位に位置するアクセスポイントを選び、これに続いてその中からトラヒック状態を参照して通信経路を選択している。これにより、予め設定された範囲内にコストメトリックが収まる、良好なアクセスポイントを選択することができる。
【０１２０】
また、コストメトリックの範囲を指定する“Ｄ”の値を指定することにより、通信のＱｏＳを自由に設定することができる。
【０１２１】
つまり、本実施の形態の通信システムでは、“Ｄ”の値を通信事業者が利用者との契約に基づいて設定したり、各利用者が自由にその設定ができるものとし、所望のＱｏＳにより通信を実現するのである。例えば、比較的迂回ルートを通ることに寛容な利用者においては、“Ｄ”を大きく設定するとよい。逆に、短い通信経路を利用したい利用者は、“Ｄ”を小さく設定することによりスループットは大きいがホップ数の小さい、ＧＰＲＳのＱｏＳ仕様においては“peak throughput class”の高いサービスを受けることができる。
【０１２２】
ＲＮＣ３０やＳＧＳＮ４０により最適の経路を判定する実施の形態
ユーザ端末２０は、接続管理ノード１０からのトラヒック情報テーブル｛Ｔｘ｝を受信するためには、基地局とユーザ端末２０の間において無線通信を利用することが必要となる。しかし、無線通信の利用は、多くの無線リソースを必要とすることとなる。
【０１２３】
このため、第１の実施の形態においては、ユーザ端末２０により行っていた最適の通信経路の判定処理を、ユーザ端末２０以外の、ＲＮＣや基地局、ルータ、更にはＳＧＳＮ等により行うものとする実施の形態も、また効率的な通信を実現することができる。
【０１２４】
この実施の形態においては、先に説明されたユーザ端末２０における最適の通信経路の判定処理を、ＲＮＣやＳＧＳＮ等に代理させるプロキシ（proxy）機能を用いること等により実現することができる。即ち、ユーザ端末２０が電源“ＯＮ”となり位置登録を行う時に、自らのプロキシノード（proxy node）の指定後から、プロキシノードの側で接続先アクセスポイントの選択等のユーザ端末２０の処理を代理するのである。また、本実施の形態においては、最適の通信経路を判定するノードがＳＧＳＮでない場合には、同様にしてＳＧＳＮは、コストメトリックテーブルをそのノードに送信する。
【０１２５】
これにより、本実施の形態の通信システムでは、トラヒック情報テーブル｛Ｔｘ｝を、ＲＮＣやＳＧＳＮ等のプロキシノードまで送信すれば十分であり、ユーザ端末２０にまで通知する必要はなくなる。
【０１２６】
また更に、上記各実施の形態においては、ユーザ端末２０からの発呼の経路選択処理及び、ユーザ端末２０への着呼の着呼の経路選択処理の双方を行うものであったが、これらの経路選択処理の一方のみを実施する形態も同様に可能である。
【０１２７】
なお、上記各実施の形態、各実施例の本発明の通信システムは、接続管理ノード１０におけるトラヒック情報監視部１３や、通信経路制御部１５等の機能や、ユーザ端末２０における通信経路制御部２３等の機能やその他の機能をハードウェア的に実現することは勿論として、各機能を備えるコンピュータプログラムを、コンピュータ処理装置のメモリにロードされることで実現することができる。このコンピュータプログラムは、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体８０、９０に格納される。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置にロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御することにより、上述した各機能を実現する。
【０１２８】
以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の通信システムによれば、新規に接続管理ノードを導入することにより、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）標準の規格に外れることなく、モバイルインターネットアクセス時の諸問題を解決することができる。
【０１３０】
即ち、従来の問題点であった、通信中の端末が大きく移動した場合にも同一のアクセスポイントを必ず経由するために遠回りの迂回をする非効率や、各ＧＧＳＮのトラヒックを分散することができず、トラヒックの多い特定のＧＧＳＮにおいて輻輳が頻発する、といった問題点を解消することができる。
【０１３１】
また、本システムを採用することにより、発着呼のパケットの迂回ルート問題や輻輳問題を解消することができ、又、各ＧＧＳＮのトラヒックは独立した接続管理ノードにより管理されるため、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）標準の他のノードに従来以上の負荷が掛かることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態による通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の第１の実施の形態のユーザ端末とＳＧＳＮの構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の第１の実施の形態の接続管理ノードの構成を示すブロック図である。
【図４】  本発明の第１の実施の形態のトラヒック情報テーブル｛Ｔｘ｝の一例を示す図である。
【図５】  本発明の第１の実施の形態のコストメトリック情報テーブル｛Ｃｘ｝ｋの一例を示す図である。
【図６】  本発明の第１の実施の形態のユーザ端末からの発呼の通信経路の選択処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】  本発明の第１の実施の形態のユーザ端末への着呼を説明するためのブロック図である。
【図８】  本発明の第１の実施の形態のユーザ端末への着呼の通信経路の選択処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】  従来の汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）による通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】  従来の汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）による通信経路の切り換えを説明するための図である。
【符号の説明】
１０  接続管理ノード
１１  通信部
１２  トラヒック情報記憶部
１３  トラヒック情報監視部
１４  トラヒック情報通知部
１５  通信経路制御部
２０  ユーザ端末
２１  通信部
２２  情報テーブル受信部
２３  通信経路制御部
３０  無線網制御装置（Radio Network Controller：ＲＮＣ）
４０  ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）
４１  通信部
４２  コストメトリック情報記憶部
４３  コストメトリック情報監視部
４４  コストメトリック情報通知部
５０  ＨＬＲ（Home Location Register：ホームロケーションレジスタ）
６０  ＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）
６１  アクセスポイント（Access Point：ＡＰ）
８０、９０  記録媒体
１００  公衆陸上移動網（Public Land Mobile Network：ＰＬＭＮ）
２００  ＩＰ網（Internet Protocol Network）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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