(57)【要約】【課題】無線区間のシグナリングを低減し、移動端末間の経路を最適化できる基地局、移動局およびパケット通信システム並びに通信制御方法を提供する。【解決手段】基地局に、帰属する移動局のネットワーク層アドレスを取得する帰属移動局ネットワーク層アドレス取得手段と、他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を取得するレイヤ２アドレス解決情報取得手段と、パケットのネットワーク層アドレスを参照し、前記帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび前記レイヤ２アドレス解決情報に基づいて、パケットの転送経路を決定する転送経路決定手段と備えることにより達成される。【選択図】図４
2006333406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局への無線アクセスを提供する基地局であって：
帰属する移動局のネットワーク層アドレスを取得する帰属移動局ネットワーク層アドレス取得手段；
他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を取得するレイヤ２アドレス解決情報取得手段；
パケットのネットワーク層アドレスを参照し、前記帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび前記レイヤ２アドレス解決情報に基づいて、パケットの転送経路を決定する転送経路決定手段：
備えることを特徴とする基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局であって：
前記帰属移動局ネットワーク層アドレス取得手段は、移動局の自基地局への帰属およびハンドオフによる帰属先基地局が切り替えられる場合における自基地局への帰属処理の際に、移動局のネットワーク層アドレスを収集することを特徴とする基地局。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基地局において：
帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を作成し、上位ノードおよび周辺基地局のうち少なくとも一方に通知するレイヤ２アドレス解決情報通知手段；
備えることを特徴とする基地局。
【請求項４】
請求項３に記載の基地局において：
前記レイヤ２アドレス解決情報通知手段は、移動局の自基地局への帰属およびハンドオフによる帰属先基地局が切り替えられる場合における自基地局への帰属処理の際に、帰属した移動局のネットワーク層アドレスおよび移動局が帰属する基地局のデータリンク層アドレスのマッピングを、移動局へのレイヤ２アドレス解決情報として作成し、上位ルータおよび同一サブネット内の全基地局のうち少なくとも一方に通知することを特徴とする基地局。
【請求項５】
請求項４に記載の基地局において：
前記レイヤ２アドレス解決情報通知手段は、Ｐｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを上位ルータおよび同一サブネット内の全基地局のうち少なくとも一方に送信することにより、帰属した移動局のネットワーク層アドレスおよび移動局が帰属する基地局のデータリンク層アドレスのマッピングを通知することを特徴とする基地局。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の基地局において：
前記レイヤ２アドレス解決情報取得手段は、同一サブネット内の他の基地局から送信されたＰｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔにより、前記他の基地局に帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび送信元基地局のデータリンク層アドレスのマッピングを、移動局への経路情報として取得することを特徴とする基地局。
【請求項７】
パケット通信システム上の移動局であって：
ネットワーク層アドレスを帰属する基地局に通知するネットワーク層アドレス通知手段；
を備えることを特徴とする移動局。
【請求項８】
請求項７に記載の移動局であって：
前記ネットワーク層アドレス通知手段は、基地局への帰属およびハンドオフによる帰属先基地局が切り替えられる場合における帰属処理の際に、ネットワーク層アドレスを帰属する基地局に通知することを特徴とする移動局。
【請求項９】
基地局と、移動局とを備えるパケット通信システムであって：
前記移動局は、
ネットワーク層アドレスを帰属する基地局に通知するネットワーク層アドレス通知手段；
を備え、
前記基地局は、
前記ネットワーク層アドレスを取得する帰属移動局ネットワーク層アドレス取得手段；
他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を取得するレイヤ２アドレス解決情報取得手段；
パケットのネットワーク層アドレスを参照し、前記帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび前記レイヤ２アドレス解決情報に基づいて、パケットの転送経路を決定する転送経路決定手段：
備えることを特徴とするパケット通信システム。
【請求項１０】
基地局と、移動局とを備えるパケット通信システムにおける通信制御方法であって：
前記移動局がネットワーク層アドレスを帰属する基地局に通知するネットワーク層アドレス通知ステップ；
前記基地局が、前記ネットワーク層アドレスを取得する帰属移動局ネットワーク層アドレス取得ステップ；
他の基地局が、前記他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を通知するレイヤ２アドレス解決情報通知ステップ；
前記基地局が、他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を取得するレイヤ２アドレス解決情報取得ステップ；
前記基地局が、パケットのネットワーク層アドレスを参照し、前記帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび前記レイヤ２アドレス解決情報に基づいて、パケットの転送経路を決定する転送経路決定ステップ：
を有することを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局、移動局およびパケット通信システム並びに通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰで定義されている移動通信システムは、通信相手のトポロジー的位置に依らず、必ず最上位の交換機(GGSN: Gateway GPRS Support Node)を経由してパケットを転送する。例えば、図１Ａに示すように、同じ基地局に帰属している移動端末の同士の通信でもGGSNを経由してパケットが転送される。このため、経路が冗長になる。
【０００３】
一方、インターネットプロトコルに準拠したパケット通信システムは、図１Ｂに示すように、同じ基地局に帰属している移動端末同士で、基地局経由の通信ができる。このため、最適な経路で通信を行うことができる（例えば、非特許文献１、２参照）。
【０００４】
インターネットにおけるパケットの転送経路は、ＯＳＰＦ、ＲＩＰ、ＢＧＰなどの経路制御プロトコルによって作成される。Ｌａｙｅｒ２のフレーム転送先は、ＡＲＰ、Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＰｒｏｔｏｃｏｌなどのＬ２アドレス解決プロトコルで決定される。例えば、インターネットプロトコルに準拠したパケット通信システムにおいて、Ａｃｃｅｓｓ  Ｒｏｕｔｅｒ(AR)より下のネットワークは、Ｌａｙｅｒ２のプロトコルによりフレーム転送される。例えば、イーサネット（登録商標）といったプロトコルにより、フレームが転送される（例えば、非特許文献３参照）。
【０００５】
次に、移動端末(MN: Mobile Node)がＡＲ配下のレイヤ２ネットワークにおいて、フレームの転送先を決定する過程について、図２を参照して説明する。
【０００６】
移動端末１(MN_1)は、移動端末２(MN_2)宛のＩＰパケットを送る際に、レイヤ２フレームの宛先アドレスを発見する必要がある。ＭＮ_１は、宛先ＩＰアドレスがMN_2であるＥｔｈｅｒフレームの宛先アドレスを解決する（０）。例えば、MN_1は、MN_2のＩＰアドレスのサブネットプレフィックスを参照する。
【０００７】
MN_1は、MN_1のＩＰアドレスのサブネットプレフィックスを参照した結果、サブネットプレフィックスがMN_1と異なる場合は、MN_2がルータを跨った異なるサブネットに存在すると判定する。この場合、MN_1は、レイヤ２フレームの宛先アドレスをＡＲのＭＡＣアドレスに指定し、Ｌａｙｅｒ２フレームを送信する。例えば、MN_1は、Ｒｏｕｔｅｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔなどで事前に通知されたＡＲのＭＡＣアドレスをｄｓｔ  ｆｉｅｌｄに記載して送信する（３−１）。
【０００８】
一方、MN_1は、MN_2のＩＰアドレスのサブネットプレフィックスを参照した結果、MN_2のサブネットプレフィックスがMN_1と同じ場合は、MN_2はMN_1と同じサブネットにいると判定する。この場合、MN_1は、MN_2のＭＡＣアドレスを発見するために、Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎをサブネット内に送信し、MN_2に対してＭＡＣアドレスを通知するように要求する（１）。Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを受信したMN_2は、自身のＭＡＣアドレスを記載したＮｅｉｇｈｂｏｒ  ＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔをＭＮ_１に送信し、MN_1にMN_2のＭＡＣアドレスを通知する（２）。
【０００９】
Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを受信し、MN_2のＭＡＣアドレスを発見したMN_1は、Ｌａｙｅｒ２フレームの宛先アドレスをMN_2のＭＡＣアドレスに指定し、Ｌａｙｅｒ２フレームを送信する。例えば、MN_2は、Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔで通知されたMN_2のＭＡＣアドレスをｄｓｔ  ｆｉｅｌｄに記載して送信する（３−２）。
【００１０】
この方法によりMN_2宛パケットは、ＡＲを経由せず最適な経路で転送される。
【非特許文献１】J. Postel, “Internet Protocol,” Request For Comments 791, September, 1981.
【非特許文献２】S. Deering and R. Hinden, “Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification,” Request For Comments 2460, December, 1998.
【非特許文献３】”LAN/MAN CSMA/CD Access Method,” IEEE 802.3, March, 2002.
【非特許文献４】T. Narten, et al., “Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6),” Request For Comments 2461, December, 1998.
【非特許文献５】3GPP TS 25.321, “Medium Access Control (ＭＡＣ) protocol specification,”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【００１２】
上記のＬａｙｅｒ２フレーム宛先アドレス解決法は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）をベースとして発展したＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮでも踏襲されている。
【００１３】
しかし、無線の伝送帯域が限られている場合には、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決のためのシグナリングは、無線区間のｏｖｅｒｈｅａｄとなる問題がある。
【００１４】
また、Ｌａｙｅｒ２フレームのヘッダに送信元および宛先アドレスのフィールドがあることも、ヘッダｏｖｅｒｈｅａｄの要因となる問題がある。
【００１５】
一方、３ＧＰＰで定義されている無線のＬａｙｅｒ２プロトコルであるＭＡＣ層は、ＭＡＣヘッダのフィールドにＭＮのＬａｙｅｒ２アドレスを記載するフィールドしかない。これは、ＭＮがパケットの宛先によらずＬａｙｅｒ２フレームを全て基地局に送信することで、Ｌａｙｅｒ２フレーム宛先アドレス解決のためのシグナリング、およびＭＡＣヘッダのｏｖｅｒｈｅａｄを削減するという効果がある。しかし、前述のように３ＧＰＰの移動通信システムでは、基地局に送信されたＬ２フレームが、ＩＰパケットの宛先に依らずＧＧＳＮを経由してしまうため、経路が冗長になるという問題がある。
【００１６】
以上述べたように、Ｉｎｔｅｒｎｅｔに無線ＬＡＮのＡｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ(AP)を導入したシステムでは、経路を最適化できる。しかし、無線区間のｏｖｅｒｈｅａｄが大きくなり、３ＧＰＰで定義されている移動通信システムでは、無線区間のｏｖｅｒｈｅａｄは削減できるが、経路が冗長になるというトレードオフがある。
【００１７】
そこで本発明においては、無線区間のシグナリングを低減し、移動端末間の経路を最適化できる基地局、移動局およびパケット通信システム並びに通信制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の基地局は、移動局への無線アクセスを提供する基地局であって、帰属する移動局のネットワーク層アドレスを取得する帰属移動局ネットワーク層アドレス取得手段と、他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を取得するレイヤ２アドレス解決情報取得手段と、パケットのネットワーク層アドレスを参照し、前記帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび前記レイヤ２アドレス解決情報に基づいて、パケットの転送経路を決定する転送経路決定手段とを備えることを特徴の１つとする。
【００１９】
このように構成することにより、基地局は、帰属する移動局のネットワーク層アドレスを取得し、受信したレイヤ２フレームのＩＰパケット内の宛先ＩＰアドレスを参照して、移動局の帰属情報に基づいて、レイヤ２フレームを転送することができる。
【００２０】
また、本発明の移動局は、パケット通信システム上の移動局であって、ネットワーク層アドレスを帰属する基地局に通知するネットワーク層アドレス通知手段を備えることを特徴の１つとする。
【００２１】
このように構成することにより、帰属する基地局に対して、ネットワーク層アドレスを通知することができる。
【００２２】
また、本発明のパケット通信システムは、基地局と、移動局とを備えるパケット通信システムであって、前記移動局は、ネットワーク層アドレスを帰属する基地局に通知するネットワーク層アドレス通知手段を備え、前記基地局は、前記ネットワーク層アドレスを取得する帰属移動局ネットワーク層アドレス取得手段と、他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を取得するレイヤ２アドレス解決情報取得手段と、パケットのネットワーク層アドレスを参照し、前記帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび前記レイヤ２アドレス解決情報に基づいて、パケットの転送経路を決定する転送経路決定手段とを備えることを特徴の１つとする。
【００２３】
このように構成することにより、移動局は、帰属する基地局に対して、ネットワーク層アドレスを通知することができ、基地局は、帰属する移動局のネットワーク層アドレスを取得し、受信したレイヤ２フレームのＩＰパケット内の宛先ＩＰアドレスを参照して、移動局の帰属情報に基づいて、レイヤ２フレームを転送することができる。
【００２４】
また、本発明の通信制御方法は、基地局と、移動局とを備えるパケット通信システムにおける通信制御方法であって、前記移動局がネットワーク層アドレスを帰属する基地局に通知するネットワーク層アドレス通知ステップと、前記基地局が、前記ネットワーク層アドレスを取得する帰属移動局ネットワーク層アドレス取得ステップと、他の基地局が、前記他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を通知するレイヤ２アドレス解決情報通知ステップと、前記基地局が、他の基地局に帰属する移動局へのレイヤ２アドレス解決情報を取得するレイヤ２アドレス解決情報取得ステップと、前記基地局が、パケットのネットワーク層アドレスを参照し、前記帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび前記レイヤ２アドレス解決情報に基づいて、パケットの転送経路を決定する転送経路決定ステップとを有することを特徴の１つとする。
【００２５】
このようにすることにより、移動局は、帰属する基地局に対して、ネットワーク層アドレスを通知することができ、基地局は、帰属する移動局のネットワーク層アドレスを取得し、受信したレイヤ２フレームのＩＰパケット内の宛先ＩＰアドレスを参照して、移動局の帰属情報に基づいて、レイヤ２フレームを転送することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の実施例によれば、無線区間のシグナリングを低減し、移動端末間の経路を最適化できる基地局、移動局およびパケット通信システム並びに通信制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
本発明の実施例にかかるパケット通信システムは、インターネットプロトコルに準拠したノードとリンクから構成される。本実施例においては、ノードとして、移動局、例えば移動ノード（ＭＮ）、基地局および上位局（ＡＲ）を備える場合について説明する。
【００２９】
本実施例にかかるパケット通信システムでは、移動局が起動される場合の基地局帰属処理およびハンドオフが行われる場合の基地局への再帰属処理を契機として、基地局およびＡＲに移動局宛パケットのＬａｙｅｒ２アドレス解決情報が登録され、登録されたＬａｙｅｒ２アドレス解決情報に基づいてＬ２フレームの転送が行われる。
【００３０】
本実施例にかかる移動局１００について、図３を参照して説明する。
【００３１】
移動局１００は、アンテナを備える送受信部１０２と、記憶部１０４と、送受信部１０２および記憶部１０４と接続された処理部１０６とを備える。処理部１０６は、送受信部１０２および記憶部１０４と接続されたネットワーク層アドレス通知部１０８を備える。
【００３２】
送受信部１０２は、メッセージの送受信を行う。記憶部１０４は、移動局のネットワーク層アドレスを記憶する。ネットワーク層アドレス通知部１０８は、移動局のネットワーク層アドレスを帰属する基地局に通知する。
【００３３】
次に、本実施例にかかる基地局２００について、図４を参照して説明する。
【００３４】
基地局２００は、アンテナを備える送受信部２０２と、記憶部２０４と、送受信部２０２および記憶部２０４と接続された処理部２０６とを備える。処理部２０６は、送受信部２０２および記憶部２０４と接続された帰属移動局ネットワーク層アドレス取得手段としての帰属移動局ネットワーク層アドレス登録部２０８、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報通知部２１０、レイヤ２アドレス解決情報取得手段としてのＬａｙｅｒ２アドレス解決情報登録部２１２および転送経路決定部２１４を備える。
【００３５】
送受信部２０２は、メッセージの送受信を行う。記憶部２０４は、後述する帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルおよびＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅを記憶する。帰属移動局ネットワーク層アドレス登録部２０８は、帰属する移動局のネットワーク層アドレスを記憶部２０４に登録する。Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報通知部２１０は、帰属する移動局へのＬａｙｅｒ２アドレス解決情報を上位ノード、および周辺基地局に通知する。すなわち、基地局２００が移動局１００の代理として、移動局１００へのレイヤ２の宛先アドレスをＡＲおよび同一サブネット内の基地局に通知する。このようにすることにより、無線区間のシグナリングを低減し、無線リソースの有効利用を図ることができる。また、このようにすることにより、移動局間の経路の最適化を実現できる。
【００３６】
Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報登録部２１２は、パケット通信システム上の他の基地局に帰属する移動局へのＬａｙｅｒ２アドレス解決情報を記憶する。転送経路決定部２１４は、パケットのネットワーク層アドレスを参照し、パケットの転送経路を決定する。
【００３７】
次に、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報を登録する方法について説明する。
【００３８】
最初に、移動局１００の動作について、図５を参照して説明する。
【００３９】
本実施例にかかる移動局１００は、起動された場合およびハンドオフに伴う（再）帰属処理の過程で、基地局２００に移動局のネットワーク層アドレスを通知する。
【００４０】
ネットワーク層アドレス通知部１０８は、移動局(ＭＮ_1)１００の電源がＯＮされた場合に（１）、基地局２００１への帰属処理中に、帰属する基地局２００１に対して自身のネットワーク層アドレスを通知する（２）。例えば、ネットワーク層アドレス通知部１０８は、Ｌ２  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅにおいて、MN_1のＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓを基地局(Node B_1)２００１に通知する。
【００４１】
また、ネットワーク層アドレス通知部１０８は、ハンドオフに伴う切り替え先の基地局２００２への再帰属処理中に、帰属する基地局２００２に対して自身のネットワーク層アドレスを通知する（７）。例えば、移動局１００がハンドオフを行い（６）、基地局(Node B_2)２００２に帰属するようになった場合に、ネットワークアドレス通知部１０８は、Ｌ２  Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅにおいて、MN_1のＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓを基地局(Node B_2)２００２に通知する（７）。
【００４２】
ネットワーク層アドレスの例としては、ＩＰｖ６またはＩＰｖ４アドレスである。
【００４３】
このようにすることにより、Ｌａｙｅｒ２フレームを形成する場合に宛先Ｌａｙｅｒ２アドレスを指定することなく、任意の宛先ＩＰアドレスに対してパケットを送信できる。この場合、移動局１００と基地局２００１および２００２との接続がｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔであるため、移動局１００のＬａｙｅｒ２は、宛先ＩＰアドレスに依らず、基地局２００に対してＬａｙｅｒ２フレームを送信すればよい。例えば、本実施例が適用できる無線プロトコルとして、３ＧＰＰで定義されているＭＡＣプロトコルがある（例えば、非特許文献５参照）。
【００４４】
次に、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報を登録する場合の移動局１００の動作フローについて、図６を参照して説明する。
【００４５】
移動局１００は、基地局２００への（再）帰属処理を開始する（ステップＳ６０２）。
【００４６】
次に、ネットワーク層アドレス通知部１０８は、帰属しようとする基地局に対して自身のネットワーク層アドレスを通知する（ステップＳ６０４）。
【００４７】
次に、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報を登録する方法における基地局(Node B)２００の動作について、図５を参照して説明する。
【００４８】
本実施例にかかる基地局２００は、移動局１００の帰属処理を契機として、ＡＲ３００および同一サブネット内の基地局２００に対して、帰属移動局のＬａｙｅｒ２アドレス解決情報を通知する。また、本実施例にかかる基地局２００は、自分以外の他の基地局に帰属する移動局１００のＬａｙｅｒ２アドレス解決情報を取得する。
【００４９】
帰属移動局ネットワーク層アドレス登録部２０８は、移動局の帰属処理が行われる場合に、移動局１００からネットワーク層アドレスが通知されると、記憶部２０４に記憶されている帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルに、通知されたネットワーク層アドレスを登録する（３）。例えば、基地局(Node B_1)２００１の帰属移動局ネットワーク層アドレス登録部２０８は、移動局(MN_1)１００からネットワークアドレスが通知された場合、基地局(Node B_1)２００１の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルに、移動局(MN_1)のＩＰアドレス(MN_1 IP address)を登録する。
【００５０】
帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルは、自身に帰属している移動局のネットワーク層アドレスが登録されているテーブルである。なお、テーブルのエントリーは、移動局が基地局から脱退処理を行う際に削除される。
【００５１】
Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報通知部２１０は、移動局の帰属処理を契機として、帰属した移動局のネットワーク層アドレスおよび移動局が帰属する基地局（自分自身）のデータリンク層アドレスのマッピング(mapping)を、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報として作成し、ＡＲ３００および同一サブネット内の基地局のうち少なくとも一方に通知する（４）。例えば、基地局(Node B_1)２００１のＬａｙｅｒ２アドレス解決情報通知部２１０は、Ｐｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ（例えば、非特許文献４参照）をＡＲ宛にｕｎｉｃａｓｔにより通知する。また、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報通知部２１０は、図７に示すように同一サブネット内にｍｕｌｔｉｃａｓｔしてもよい（４）。
【００５２】
ＡＲのみにｕｎｉｃａｓｔで送信した場合、ＡＲは、MN_1  ＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓとＮｏｄｅ  Ｂ＿１  ＭＡＣ  ａｄｄｒｅｓｓとのマッピング(mapping)をＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅに登録する。その結果、上記のアドレスのｍａｐｐｉｎｇ(NCE: Neighbor Cache Entry)は、図５に示すようにＡＲに作成される（５）。例えば、ＡＲのＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅには、”MN_1 IP addr→Node B_１ MAC addr REACHABLE”が登録される。
【００５３】
一方、同一サブネット内にｍｕｌｔｉｃａｓｔで送信した場合、NCEは図７に示すようにＡＲの他に同一サブネット内の基地局にも作成される。その結果、上記のアドレスのマッピング(NCE: Neighbor Cache Entry)は、図７に示すようにＡＲおよび基地局(Node B_2)２００２に作成される（５−ａ）（５−ｂ）。例えば、ＡＲおよび基地局(Node B_2)２００２のＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅには、”MN_1 IP addr→Node B_１ MAC addr REACHABLE”が登録される。このようにすることにより基地局間で経路を最適化できる。
【００５４】
データリンク層アドレスの例としては、ＩＥＥＥ８０２．３  ＭＡＣアドレス（例えば、非特許文献３参照）が挙げられる。
【００５５】
一方、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報通知部２１０は、同一サブネット内のｅｎｔｉｔｙよりＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを受信する。Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報通知部２１０は、同一サブネット内のｅｎｔｉｔｙより送信されたＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎにより、帰属している移動局のＬａｙｅｒ２アドレス解決を要求された場合には、Ｐｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを送信し、基地局のデータリンク層アドレスを、対象移動局の宛先Ｌａｙｅｒ２アドレスとして通知する。
【００５６】
Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報登録部２１２は、同一サブネット内の他の基地局からＰｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを受信した場合、Ｐｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔで通知された移動局のネットワーク層アドレス、および送信元基地局のデータリンク層アドレスをＮＣＥに登録する。
【００５７】
次に、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報を登録する場合における基地局２００の動作フローについて、図８Ａを参照して説明する。
【００５８】
移動局１００の帰属処理中に移動局のネットワーク層アドレスが通知される（ステップＳ８０２）。
【００５９】
次に、帰属移動局ネットワーク層アドレス登録部２０８が、帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルに、通知された移動局のネットワーク層アドレスを登録する（ステップＳ８０４）。
【００６０】
次に、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報通知部２１０が、帰属した移動局のネットワーク層アドレスおよび帰属する基地局のデータリンク層アドレスをＡＲおよび同一サブネット内の基地局に通知する（ステップＳ８０６）。
【００６１】
次に、Ｐｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを受信した基地局(Node B_1)２００１の動作について、図８Ｂを参照して説明する。
【００６２】
他の基地局からＰｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔを受信すると、Ｌａｙｅｒ２アドレス解決情報登録部２１２は、ｍｅｓｓａｇｅで通知された移動局のネットワーク層アドレスおよび送信元基地局のデータリンク層アドレスをＮＣＥに登録する（ステップＳ８０８）。
【００６３】
次に、Ｌａｙｅｒ２アドレスを解決する方法について説明する。
【００６４】
本実施例においては、ＡＲが移動局宛パケットを受信してから、その移動局にパケットが到達する場合と（下り）、移動局がパケットを送信してから同一サブネット内で転送される場合（上り）に分けて説明する。
【００６５】
最初に、ＡＲが移動局宛パケットを受信してから、その移動局にパケットが到達するまでの処理（下り）について、図９、図１０および図１１を参照して説明する。
【００６６】
最初に、ＡＲの動作について説明する。
【００６７】
ＡＲ３００は、Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌに準拠した方法で、移動局宛ＩＰアドレスが格納されたパケットをＬ２フレーム化して転送する。ＡＲのＮＣＥには、対象とする移動局のＩＰアドレスが宛先として格納されたパケットを、宛先の移動局が帰属する基地局のデータリンク層アドレスを宛先として、Ｌ２フレームを転送するよう登録されている。
【００６８】
例えば、移動局(MN_1)１００１宛のパケットがＡＲに到達する（１）。ＡＲは、Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅから移動局１００１のＩＰアドレス(MN_1 IP addr)に対するＬａｙｅｒ２アドレスを検索する。Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  ＣａｃｈｅにＥｎｔｒｙが無い場合には、ＡＲはＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎを送信し、アドレス解決を行う（２）。
【００６９】
また、ＡＲ３００は、アドレス解決したＬａｙｅｒ２宛先アドレス、すなわち宛先の移動局(MN_1)１００１が帰属している基地局（Node B_1）２００１のＭＡＣアドレスをＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｆｒａｍｅに記載する（３）。
【００７０】
次に、ＡＲが移動局宛パケットを受信してから、その移動局にパケットが到達する場合（下り）におけるＡＲの動作フローについて、図１０を参照して説明する。
【００７１】
ＡＲが移動局宛のパケットを受信する（ステップＳ１００２）。
【００７２】
次に、ＡＲは、ＮＣ(Neighbor Cache)を参照し、Ｌ２フレームの宛先アドレスを解決する。この場合、アドレスは、宛先の移動局が帰属している基地局のデータリンク層アドレスである。
【００７３】
次に、下りにおける基地局２００の動作について説明する。
【００７４】
基地局(Node B_1)２００１の転送経路決定部２１４は、ＡＲから送信されたＬ２フレームを受信すると、フレームボディ内のＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスを参照する。転送経路決定部２１４は、参照した宛先ＩＰアドレスが、記憶部２０４に保存している帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルに登録されているか否か検索する。登録されている場合、転送経路決定部２１４は、宛先移動局が自身に帰属していると判定し、ＩＰパケットを無線のＬ２フレームでフレーム化し、無線区間に転送する。
【００７５】
一方、登録されていない場合は、記憶部２０４に保存しているＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅ内に宛先ＩＰアドレスが登録されている否か検索する。登録されている場合、ＮＣＥで指定されたＬａｙｅｒ２アドレス宛にＬ２フレームをフレーム化する。ＮＣＥにも登録されていない場合は、対処パケットを破棄する。
【００７６】
例えば、基地局(Node B_1)２００１の転送経路決定部２１４は、Ｌ２フレームを受信すると、ＩＰパケットの宛先アドレス(MN_1 IP addr)が、基地局(Node B_1)の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルにあるか否か検索する。基地局(Node B_1)の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルにある場合、無線区間に転送する（４）。この場合、転送経路決定部２１４は、無線のＬ２フレームでカプセル化して移動局１００１に転送する（５）。
【００７７】
次に、下りにおける基地局の動作フローについて、図１１を参照して説明する。
【００７８】
最初にＬ２フレームを受信する（ステップＳ１１０２）。
【００７９】
次に、転送経路決定部２１４は、受信したＬ２フレームボディ内のＩＰパケットの宛先アドレスを参照する（ステップ１１０４）。
【００８０】
次に、転送経路決定部２１４は、帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルに登録があるか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。
【００８１】
帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルに登録がある場合（ステップＳ１１０６：ＹＥＳ）、転送経路決定部２１４は、無線のＬ２フレームにフレーム化し、無線区間に転送する（ステップＳ１１０８）。
【００８２】
一方、帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルに登録がない場合（ステップＳ１１０６：ＮＯ）、転送経路決定部２１４は、ＮＣに登録があるか否かを判断する（ステップＳ１１１０）。
【００８３】
ＮＣに登録がある場合（ステップＳ１１１０：ＹＥＳ）、転送経路決定部２１４は、ＮＣＥに登録されているデータリンク層アドレス宛にＬ２フレームを作成して転送する（ステップＳ１１１２）。
【００８４】
一方、ＮＣに登録がない場合（ステップＳ１１１０：ＮＯ）、転送経路決定部２１４は、受信したＬ２フレームを破棄する（ステップＳ１１１４）。
【００８５】
次に、下りにおける移動局１００の動作について、説明する。
【００８６】
移動局は、Ｌ２フレームを受信すると、フレーム内のＬ２ＩＤより自身宛のフレームであることを確認すると、Ｌ３にＩＰパケットを上げる。
【００８７】
次に、移動局がパケットを送信してから同一サブネット内で転送される処理（上り）について、図１２〜図１６を参照して説明する。
【００８８】
最初に、上りにおける移動局１００の動作について説明する。
【００８９】
移動局１００が任意の宛先ＩＰアドレスに対してパケットを送信する場合、宛先に依らず、移動局のＬ２ＩＤを記載した無線のＬ２フレームを基地局に送信する。これにより、ＩＥＥＥ８０２．１１のような無線ＬＡＮのように無線区間で宛先ＩＰアドレスのＬａｙｅｒ２アドレス解決を行う必要は無い。
【００９０】
例えば、移動局(MN_1)１００１は、無線のＬ２フレームでカプセル化して、基地局(Node B_1)２００１に転送する（１）。すなわち、宛先ＩＰアドレスに依らず、基地局(Node B_1)２００１に転送する。また、Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＰｒｏｔｏｃｏｌなどでＬａｙｅｒ２宛先アドレスを解決する必要もない。
【００９１】
次に、上りにおける移動局１００の動作フローについて、図１３を参照して説明する。
【００９２】
Ｌａｙｅｒ３からＩＰパケットを受信する（ステップＳ１３０２）。
【００９３】
次に、ＩＰパケットの宛先に依らず、基地局２００に対して無線のＬ２フレームを送信する（ステップＳ１３０４）。
【００９４】
次に、上りにおける基地局２００の動作について説明する。
【００９５】
無線リンクからＬ２フレームを受信した基地局２００１は、受信したＬ２フレームにおけるフレームボディ内のＩＰパケットの宛先アドレスを参照する。参照した宛先ＩＰアドレスが、記憶部２０４に保存している帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルに登録されているか否かを検索する。登録されている場合は、宛先移動局が自身に帰属していると判定し、ＩＰパケットを無線のＬ２フレームでフレーム化し、無線区間に転送する（４）。
【００９６】
例えば、無線リンクからＬ２フレームを受信した場合、基地局２００１の転送経路決定部２１４は、ＩＰパケットの宛先アドレス、例えばＣＮ  ＩＰ  ａｄｄｒが、基地局(Node B_1)２００１の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルにあるか否かを検索する。存在する場合、転送経路決定部２１４は、同じ基地局配下に帰属していると判定し、再度無線のＬ２フレームで無線区間に転送する。この場合、転送経路決定部２１４は、Ｌ２  ＩＤを宛先ＣＮのＩＤに設定する。
【００９７】
一方、ＩＰパケットの宛先アドレスが、基地局(Node B_1)２００１の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルに登録されていない場合、図１４に示すように、記憶部２０４に保存しているＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅ内に宛先ＩＰアドレスが登録されているか否か検索する。登録されていれば、ＮＣＥで指定されたＬａｙｅｒ２アドレス宛にＬ２フレームをフレーム化する（２）。
【００９８】
例えば、転送経路決定部２１４は、ＩＰパケットの宛先アドレス、例えばＣＮ  ＩＰ  ａｄｄｒが、基地局(Node B_1)２００１の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルおよびＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅにあるか検索する。Ｎｏｄｅ  Ｂ＿１  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅに存在する場合には、ＣＮが帰属するＮｏｄｅ  ＢのＭＡＣアドレス(Node B_2 MACaddr)を記載して、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）でフレーム化して、転送する（２）。
【００９９】
転送されたＩＰパケットを受信した基地局(Node B_2)２００２は、ＩＰパケットの宛先アドレス、例えばＣＮ  ＩＰ  ａｄｄｒが、基地局(Node B_2)２００２の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルにあるか否かを検索する（３）。ＩＰパケットの宛先アドレスが、基地局(Node B_2)２００２の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルにある場合、無線のＬ２フレームでカプセル化してＣＮに転送する（４）。
【０１００】
また、ＩＰパケットの宛先アドレスが、ＮＣＥにも登録されていない場合は、宛先アドレスは、ＡＲの先に存在すると判定し、図１５に示すように、ＡＲのデータリンク層アドレスを宛先としてＬ２フレームを作成して、ＡＲに転送する（２）。
【０１０１】
例えば、転送経路決定部２１４は、ＩＰパケットの宛先アドレス(CN IP addr)が基地局(Node B_1)の帰属移動局ＩＰアドレス管理テーブルにあるか否かを検索する。存在しない場合、ＡＲのＭＡＣアドレスを記載して、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）でフレーム化する。
【０１０２】
次に、上りにおける基地局２００の動作フローについて、図１６を参照して説明する。
【０１０３】
最初に、無線Ｌ２フレームを受信する（ステップＳ１６０２）。
【０１０４】
次に、転送経路決定部２１４は、Ｌ２フレームボディ内のＩＰパケットの宛先アドレスを参照する（ステップＳ１６０４）。
【０１０５】
次に、転送経路決定部２１４は、帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルに登録があるか否かを判断する（ステップＳ１６０６）。
【０１０６】
帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルに登録がある場合（ステップＳ１６０６：ＹＥＳ）、転送経路決定部２１４は、無線のＬ２フレームにフレーム化し、無線区間に転送する（ステップＳ１６０８）。
【０１０７】
一方、帰属移動局ネットワーク層アドレス管理テーブルに登録がない場合（ステップＳ１６０６：ＮＯ）、転送経路決定部２１４は、ＮＣに登録があるか否かを判断する（ステップＳ１６１０）。
【０１０８】
ＮＣに登録がある場合（ステップＳ１６１０：ＹＥＳ）、転送経路決定部２１４は、ＮＣＥに登録されているデータリンク層アドレス宛にＬ２フレームを作成して転送する（ステップＳ１６１２）。
【０１０９】
一方、ＮＣに登録がない場合（ステップＳ１６１０：ＮＯ）、転送経路決定部２１４は、ＡＲのデータリンク層アドレスを宛先として、Ｌ２フレームを作成し、転送する（ステップＳ１６１４）。
【０１１０】
次に、上りにおけるＡＲの動作について、図１５を参照して説明する。
【０１１１】
ＡＲは、基地局２００２から受信したＬ２フレームを自身が保有する経路制御表にしたがって転送する。その結果、ＩＰルータ網でＣＮまで転送される（３）。
【０１１２】
本発明の実施例では、ＩｎｔｅｒｎｅｔのようなＮＷをＩＰルータで構成し、かつ無線のＬａｙｅｒ２プロトコルを３ＧＰＰで定義されているＭＡＣプロトコルの方式を用いることで、無線リソースの有効利用かつ最適経路でパケットを転送する。
【０１１３】
本実施例においては、移動局は、起動時の基地局帰属処理、およびハンドオフに伴う基地局への再帰属処理において、自身のネットワーク層アドレスを通知する。
【０１１４】
基地局は、自身に帰属している移動局のネットワーク層アドレス一覧をテーブルとして記憶装置に記憶する。基地局は、端末の帰属処理および脱退処理を契機として、テーブルへのネットワーク層アドレス登録、削除を行う。基地局は、端末の（再）帰属処理を契機として、ＡＲおよび同じサブネット内に存在する基地局に対して、帰属する移動局のネットワーク層アドレスおよび基地局のデータリンク層アドレスを、移動局宛パケットのＬａｙｅｒ２アドレス解決情報として通知する。
【０１１５】
基地局およびＡＲは、他の基地局から通知された移動局のネットワーク層アドレス、および移動局が帰属する基地局のデータリンク層アドレスを、移動局宛パケットのＬａｙｅｒ２アドレス解決情報として記憶装置内のＮｅｉｇｈｂｏｒ  Ｃａｃｈｅに記憶する。
【０１１６】
また、基地局は、ＡＲから、自身に帰属する移動局のＬａｙｅｒ２アドレス解決要求を受けた場合は、帰属する移動局のネットワーク層アドレス、および基地局のデータリンク層アドレスをＡＲに通知する。Ｌ２フレームが転送されてきた基地局は、フレーム内のＩＰヘッダの宛先アドレスを参照し、自身のアドレス一覧テーブルを基にＬ２フレームの転送経路を決定する。このようにすることにより、無線リソースの有効利用、および経路最適化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明にかかる基地局、移動局およびパケット通信システム並びに通信制御方法は、パケット通信システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１Ａ】３Ｇ移動通信システムのパケット転送経路を示す説明図である。
【図１Ｂ】インターネットのパケット転送経路を示す説明図である。
【図２】レイヤ２宛先アドレス解決法を示す概要図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる移動局を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる基地局を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施例にかかるレイヤ２宛先アドレス解決情報通知法を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施例にかかる移動局の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例にかかるＰｒｏｘｙ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔのマルチキャスト送信の一例を示す説明図である。
【図８Ａ】本発明の一実施例にかかる基地局の動作を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明の一実施例にかかる基地局の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施例にかかるパケット通信システムにおける下りパケット転送を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施例にかかる上位局の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施例にかかる基地局の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施例にかかる同一基地局配下の端末同士の通信におけるパケット転送の一例を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施例にかかる移動局の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施例にかかる異なる基地局配下の端末同士の通信におけるパケット転送の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施例にかかる異なるＡＲ配下の端末同士の通信におけるパケット転送の一例を示す説明図である。
【図１６】本発明の一実施例にかかる基地局の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１９】
１００  移動局
２００  基地局
３００  上位局
【図１Ａ】
2006333406.tif 000003
【図１Ｂ】
2006333406.tif 000004
【図２】
2006333406.tif 000005
【図３】
2006333406.tif 000006
【図４】
2006333406.tif 000007
【図５】
2006333406.tif 000008
【図６】
2006333406.tif 000009
【図７】
2006333406.tif 000010
【図８Ａ】
2006333406.tif 000011
【図８Ｂ】
2006333406.tif 000012
【図９】
2006333406.tif 000013
【図１０】
2006333406.tif 000014
【図１１】
2006333406.tif 000015
【図１２】
2006333406.tif 000016
【図１３】
2006333406.tif 000017
【図１４】
2006333406.tif 000018
【図１５】
2006333406.tif 000019
【図１６】
2006333406.tif 000020