(57)【要約】  本発明は、移動ＩＰ(Internet Protocol)を支援する無線システムで、移動ノードのハンドオーバー(Handover)を提供するためのシステムを提供する。前記移動ノードは、ハンドオフが必要な場合、現在通信中の第１のアクセスルータに隣接アクセスルータ情報を要請し、前記隣接アクセスルータ情報が受信されると、前記受信した隣接アクセスルータ情報を用いて第２のアクセスルータを対象アクセスルータとして選択する。前記第１のアクセスルータは、隣接アクセスルータと各々のアクセスルータ情報を交換し、前記移動ノードから隣接アクセスルータ情報要請を受けると、隣接アクセスルータ情報を前記移動ノードに提供し、前記移動ノードに伝送するデータを、移動ノードがハンドオーバーを行う第２のアクセスルータに伝える。前記第２のアクセスルータは、前記第１のアクセスルータから前記移動ノードに伝えるデータを受けると、前記該当移動ノードに前記データを伝送する。
2007508739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ＩＰ(Mobile Internet Protocol)を支援する無線ネットワークで、移動ノードのハンドオーバーを提供するためのシステムであって、
ハンドオフが必要な場合、現在通信中の第１のアクセスルータに隣接アクセスルータ情報を要請し、前記隣接アクセスルータ情報が受信されると、前記受信した隣接アクセスルータ情報を用いて第２のアクセスルータを対象アクセスルータとして選択する移動ノードと、
隣接アクセスルータと各々のアクセスルータ情報を交換し、前記移動ノードから隣接アクセスルータ情報要請を受けると、隣接アクセスルータ情報を前記移動ノードに提供し、前記移動ノードに伝送するデータを、移動ノードがハンドオーバーを行う第２のアクセスルータに伝える前記第１のアクセスルータと、
前記第１のアクセスルータから前記移動ノードに伝えるデータを受けると、前記該当移動ノードに前記データを伝送する前記第２のアクセスルータと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記移動ノードが、前記受信した隣接アクセスルータ情報に基づいてハンドオーバーの際に使用する無線媒体及びチャンネルに対する優先順位を決定し、前記決定された優先順位に応じてチャンネルを検索して対象アクセスルータを選択し、前記選択された対象アクセスルータにハンドオーバーを行うことを特徴とする、請求項１に記載の前記システム。
【請求項３】
前記第１のアクセスルータが、前記移動ノードから前記隣接アクセスルータ情報要請を受けると、前記隣接アクセスルータ情報を前記移動ノードに伝送し、前記移動ノードから高速バインディング更新メッセージを受信すると、前記移動ノードに伝送するデータを、移動ノードがハンドオーバーを行う前記第２のアクセスルータに伝えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２のアクセスルータが、前記移動ノードに伝送するデータを、前記第１のアクセスルータから受けると、前記該当移動ノードに前記データを伝送することを特徴とする、請求項３に記載の前記システム。
【請求項５】
前記隣接アクセスルータと各々のアクセスルータ情報の交換では、第１のアクセスルータが、所定の更新周期が到来した場合は自分の構成情報を前記隣接アクセスルータに伝送し、前記更新周期に達しない場合は自分の構成要素が変更されたか否かを判定して前記構成要素が変更されると、その変更された自分の構成情報を前記隣接アクセスルータに伝送し、前記隣接アクセスルータ情報を受信し、前記受信した隣接アクセスルータ情報を貯蔵されている該当隣接アクセスルータ情報と比べて構成情報の変更が存在すれば、前記該当隣接アクセスルータの情報を更新することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記隣接アクセスルータの間に各々のアクセスルータ情報は、アクセスルータ情報プロトコル(ＡＲＩＰ:Access Router Information Protocol)パケットを用いて交換されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＡＲＩＰパケットは、アクセスルータのアドレス情報、使用中の無線接続媒体情報、使用中のチャンネル情報、支援情報、サービス品質(ＱｏＳ)情報、認証情報、ネットワークプリフィックス情報及び音声情報のうち、少なくとも一つの情報を含むＡＲＩＰ情報領域を含むことを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記支援情報は、高速ハンドオーバー支援情報及びページング支援情報のうち、少なくとも一つの情報を含むことを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
移動ＩＰを支援する無線ネットワークで、移動ノードがハンドオーバーを行うための方法であって、
ハンドオフが必要な場合、移動ノードと現在通信中のアクセスルータに隣接アクセスルータ情報を要請するステップと、
前記隣接アクセスルータ情報を受信すると、前記受信した隣接アクセスルータ情報を用いて移動ノードがハンドオーバーを行う対象アクセスルータにハンドオーバーを行うステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記受信した隣接アクセスルータ情報を用いて対象アクセスルータにハンドオーバーを行うステップは、
前記受信した隣接アクセスルータ情報に応じてハンドオーバーの際に使用する無線媒体及びチャンネルに対する優先順位を決定するステップと、
前記決定された優先順位に応じてチャンネルを検索して対象アクセスルータを選択し、前記選択したアクセスルータにハンドオーバーを行うステップと、を含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記移動ノードが前記決定された優先順位を検索して対象アクセスルータの選択に失敗する場合、次の優先順位によるチャンネルを検索して対象アクセスルータを選択するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
移動ＩＰを支援する無線ネットワークのアクセスルータで、移動ノードのハンドオーバーを提供するための方法であって、
隣接アクセスルータとアクセスルータ情報を交換するステップと、
前記移動ノードから隣接アクセスルータ情報要請を受けると、隣接アクセスルータ情報を前記移動ノードに伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記移動ノードから高速バインディング更新メッセージを受信すると、前記移動ノードに伝送するデータを対象アクセスルータに伝えるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記アクセスルータから前記移動ノードに伝送するデータを受けると、前記データを前記該当移動ノードに伝送するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
隣接アクセスルータとアクセスルータ情報を交換するステップは、
所定の更新周期が到来した場合は自分の構成情報を前記隣接アクセスルータに伝送し、前記更新周期に達しない場合は自分の構成要素が変更されたか否かを判定して前記構成要素が変更されると、その変更された自分の構成情報を前記隣接アクセスルータに伝送するステップと、
隣接アクセスルータ情報を受信すると、前記受信した隣接アクセスルータ情報を貯蔵されている該当隣接アクセスルータ情報と比べて情報の変更が存在すれば、前記該当隣接アクセスルータの情報を更新するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
隣接アクセスルータとアクセスルータ情報を交換するステップは、
所定の周期ごとに自分の構成情報を前記隣接アクセスルータに伝送するステップと、
隣接アクセスルータ情報を受信すると、前記受信した隣接アクセスルータ情報を貯蔵されている該当隣接アクセスルータ情報と比べて情報の変更が存在すれば、前記該当隣接アクセスルータの情報を更新するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
移動ＩＰを提供する無線ネットワークで、移動ノードのハンドオーバーを提供するための方法であって、
隣接アクセスルータとアクセスルータ情報を交換するステップと、
ハンドオーバーが必要な場合、前記移動ノードが現在通信中の第１のアクセスルータに隣接アクセスルータ情報を要請するステップと、
前記第１のアクセスルータが移動ノードから隣接アクセスルータ情報要請を受けると、隣接アクセスルータ情報を前記移動ノードに提供するステップと、
前記移動ノードが、前記隣接アクセスルータ情報を受信すると、前記隣接アクセスルータ情報に応じてハンドオーバーを行う第２のアクセスルータを選択するステップと、
前記第１のアクセスルータから得られた以前の有効アドレス(care-of-address:ＣｏＡ)と前記第２のアクセスルータで使用する新たな有効アドレスとをバインディングする権利を前記第１のアクセスルータに与えるためのバインディングメッセージを伝送するステップと、
前記第１のアクセスルータが、前記バインディング更新メッセージを受信すると、前記移動ノードに伝送するデータを前記第２のアクセスルータに伝えて前記第２のアクセスルータが前記データを前記移動ノードに伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
移動ＩＰを支援する無線ネットワークで、移動ノードのハンドオーバーを提供するための方法であって、
隣接アクセスルータとアクセスルータ情報を交換するステップと、
前記移動ノードが、ハンドオーバーが必要な場合、現在通信中の第１のアクセスルータに隣接アクセスルータ情報を要請するステップと、
前記第１のアクセスルータが隣接アクセスルータ情報要請を受けると、隣接アクセスルータ情報を提供するステップと、
前記移動ノードが、高速バインディング応答メッセージが受信されるまえに、前記第１のアクセスルータとの通信が中止すると、前記隣接アクセスルータ情報を用いて対象アクセスルータである第２のアクセスルータに高速隣接広告メッセージを伝送するステップと、
前記第２のアクセスルータが、前記高速隣接広告メッセージを受信すると、前記高速隣接広告メッセージに応じて前記移動ノードに伝送するデータを前記第１のアクセスルータに要請し、前記第１のアクセスルータから前記移動ノードに伝送するデータが受信されると、前記該当移動ノードに前記データを伝送するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
移動ＩＰを提供する無線ネットワークで、移動ノードのハンドオフを提供するための方法であって、
隣接アクセスルータとアクセスルータ情報を交換するステップと、
前記移動ノードが、ハンドオーバーが必要な場合、現在通信中の第１のアクセスルータに隣接アクセスルータ情報を要請するステップと、
前記第１のアクセスルータが隣接アクセスルータ情報要請を受けると、隣接アクセスルータ情報を提供するステップと、
前記移動ノードが前記隣接アクセスルータ情報を受信すると、前記受信した隣接アクセスルータ情報に応じてハンドオフを行う第２のアクセスルータを選択し、前記選択した第２のアクセスルータで使用する予想される新たな有効アドレスを含む準備高速バインディング更新メッセージを前記第１のアクセスルータに伝送するステップと、
前記第１のアクセスルータが前記準備高速バインディング更新メッセージを受信すると、前記第２のアクセスルータにハンドオーバー開始メッセージを伝送し、前記予想される新たな有効アドレスの重複検査を実行した後に、前記移動ノードにハンドオーバー応答メッセージを伝送するステップと、
前記第１のアクセスルータは、前記移動ノードが前記第１のアクセスルータから獲得した以前の有効アドレスと前記第２のアクセスルータで使用する新たな有効アドレスとに対して非活性状態のバインディングエントリーを生成するステップと、
前記第１のアクセスルータは高速バインディング更新メッセージを受信した後に、前記非活性状態のバインディングエントリーを活性化し、高速バインディング応答メッセージを前記移動ノードと前記第２のアクセスルータとに伝送するステップと、
前記移動ノードが前記高速バインディング応答メッセージを受信した後に、第２のアクセスルータにハンドオフを行うステップと、を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ＩＰ(Internet Protocol)を使用する無線システムで、端末の移動性を保障するためのシステム及び方法に係り、特に、無線ネットワークで移動ＩＰ端末のハンドオーバー(handover)を提供するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線システムは携帯電話またはＰＣＳ(Personal Cellular System)などが適用される移動通信システム、無線ローカルループ(ＷＬＬ:Wireless Local Loop)及び無線ＬＡＮ(Local Area Network)などに分けられる。このような無線システムは独立的なシステムとして開発されてきたが、前記システムは現在ＩＰを用いて統合する趨勢である。ＩＰを用いてシステムを統合するために提案される方法では、各システムが移動ＩＰを用いて通信を行う。前記システムで端末が移動ＩＰを用いて通信を行うとき、端末が無線チャンネルと通信を行う対象はアクセスルータ(ＡＲ:Access Router)となる。前記アクセスルータが使用される代表的な例としては無線ＬＡＮシステムがある。
【０００３】
次に、無線ＬＡＮシステムで移動ＩＰを使用する場合について説明する。基本的に、無線ＬＡＮシステムは無線チャンネルを用いてアクセスルータと通信を行うので、一つのアクセスルータと通信を行う範囲内では端末の移動性を保障できる。かかる移動性の保障は端末の完全な移動性を保障することではない。すなわち、一つの端末が特定のアクセスルータ領域で通信を行うとき、他のアクセスルータに移動する場合が発生する。この場合、無線ＬＡＮシステムは端末に対して移動通信システムでのように、移動性を保障するためにハンドオーバーを提供しなければならない。すなわち、無線ＬＡＮシステムでも端末の位置を管理してハンドオーバーの際に継ぎ目のない通信を提供すべきである。このようにハンドオーバーの際にも絶えず通信を提供するために移動ＩＰ技術が用いられる。前記ＩＰ技術はバージョンに応じてバージョン４の移動ＩＰｖ４とバージョン６の移動ＩＰｖ６に分けられる。以下の説明では、バージョンにかかわらず、移動ＩＰを用いる端末を“移動ノード(mobile node)”として称する。
【０００４】
前記移動ＩＰｖ４では、移動ノードの移動性を提供するためにＨＡ(Home Agent)とＦＡ(Foreign Agent)を定義する。また、ＨＡとＦＡを通じて移動ノードの位置管理を行う。ＨＡは移動ノードのホームネットワークに存在し、ＦＡは移動ノードがハンドオーバーした対象ネットワークに存在する。まず、移動ノードはハンドオーバーを行う度ごとに自分の現在の位置情報をＨＡに知らせる。前記ＨＡは移動ノードの位置情報を貯蔵し、移動ノードに伝送するデータが存在するときに該当データをカプセル化した後、ＦＡに伝える。その後、前記ＦＡは前記ＨＡからカプセル化したデータを受けて自分のネットワーク内にある移動ノードに伝える。
【０００５】
上述したように、移動ノードにデータが伝えられる場合、データは常にＨＡを通じて伝えられるため、データの伝送経路が最適化しない問題点がある。したがって、この問題点を改善するために経路最適化(Route Optimization:ＲＯ)技法が提案されている。一方、バージョン６の移動ＩＰｖ６技法はバージョン６のＩＰｖ６技法の長所を取り入れ、バージョン６のＩＰｖ６ネットワークで移動ノードを支援するために提案された。このようなＩＰｖ６技法では、移動ノードにデータを伝えるときに基本的にＲＯ技術を用いるので、移動ノードがトンネルの末端となり、カプセル化データを逆カプセル化する。
【０００６】
一方、移動ＩＰプロトコルは、ＯＳＩ ７階層のモデルのうち、第３の階層(Layer ３:Ｌ３)におけるハンドオーバーを提供する。しかしながら、Ｌ３でハンドオーバーによる通信が行われるまえに、通信が完了されるべき第２の階層(Ｌ２)におけるハンドオーバーに対する方法は論議されていない。さらに、移動ノードのハンドオーバーの際に長い遅延時間が発生することにより、移動ノードが絶えず通信を行いにくい。このような問題点を解決するために、高速移動ＩＰあるいは階層的移動ＩＰなどの技術が提案された。かかる技術は単なる移動ＩＰを用いて通信を行うが、ハンドオーバーの際に発生する遅延時間を低めることができる。しかしながら、前記技術も移動ＩＰのようにＬ３におけるハンドオーバーを取り扱う。すなわち、Ｌ２ハンドオーバーに対しては考慮しない。したがって、Ｌ２ハンドオーバーの最適化及びこれによるＬ２、Ｌ３ハンドオーバーの際のＬ２ハンドオーバーとＬ３のハンドオーバーとの相互関係に対しては適宜な方法が提案されていない。
【０００７】
以下、Ｌ２ハンドオーバー過程における時間遅延について説明する。Ｌ３ハンドオーバー過程での時間遅延は基本的に次のような無線ネットワークの特性により発生する。
【０００８】
無線ネットワークでは、一種類の媒体を使用しても、干渉現象を防止するために隣接無線ネットワークとは異なるチャンネルを用いて通信を行う。したがって、移動ノードがハンドオーバーを行うためには、自分がハンドオーバーしようとする対象無線ネットワークで使用している媒体情報及びチャンネル情報を基本的に認知すべきである。このような情報を得るために、移動ノードのＬ２は、無線ネットワークで使用可能なすべての媒体及びチャンネルについて検討しなければならない。このように移動ノードが使用可能なすべての媒体及びチャンネルに対する情報を得るための過程を“チャンネル検索”という。かかるチャンネル検索過程を行った後に、移動ノードはハンドオーバーの実行に最適な媒体及びチャンネルを選択する。前記最適の媒体及びチャンネルを決定した後に、前記決定された媒体及びチャンネルに該当するアクセスルータ(Access Router:ＡＲ)を選択した後、Ｌ２におけるハンドオーバー過程を行う。これを図１を参照して説明する。
【０００９】
図１は、ＩＰネットワークを通じて通信を行うアクセスルータと移動ノードの移動経路を示した図である。図１において、インターネットネットワーク１３１はバージョン４あるいはバージョン６のＩＰネットワークである。前記ネットワーク１３１は第１及び第２のルータ１２１，１２２に連結される。前記第１及び第２のルータ１２１,１２２は、多数のアクセスルータ１１１，１１２，１１３，１１４に連結されている。図１では、第１のルータ１２１が第１及び第２のアクセスルータ１１１，１１２に連結され、第２のルータ１２２は第３及び第４のアクセスルータ１１３，１１４に連結されている。
【００１０】
第１のアクセスルータ１１１がＩＥＥＥ ８０２.１１ａ規格のネットワークチャンネルを、第２のアクセスルータ１１２はＩＥＥＥ ８０２.１１ｂ規格のネットワークチャンネルを、第３のアクセスルータ１１３はＩＥＥＥ ８０２.１１ａ/ｂ規格のネットワークチャンネルを、第４のアクセスルータ１１４はＩＥＥＥ ８０２.１１ｇ規格のネットワークチャンネルを有すると仮定する。また、移動ノード１０１は第１のアクセスルータ１１１に最初に連結されて無線ネットワークチャンネルを通じて通信を行う。移動ノード１０１が第１のアクセスルータ１１１に位置する場合は参照符号１０１ａで示し、第２のアクセスルータ１１２に位置する場合は参照符号１０１ｂで示し、第３のアクセスルータ１１３に位置する場合は参照符号１０１ｃで示した。
【００１１】
このように移動ノードは移動しながら通信を行うアクセスルータを変更することができる。すなわち、移動ノードが特定のアクセスルータのみに存在する場合、ハンドオーバーには問題が発生しない。しかしながら、他のアクセスルータに移動する場合、ハンドオーバーが行われるべきなので、ハンドオーバーの実行による問題点が発生する。このような場合について詳しく説明する。
【００１２】
例えば、現在移動ノードが存在する第１のアクセスルータ１１１のネットワーク領域で、第１のアクセスルータ１１１と通信を行うときに移動ノードがネットワーク領域を変更する場合が発生する。すなわち、参照符号１０のように移動ノード１０１ａが第２のアクセスルータ１１２のネットワーク領域に移動することができる。このように移動ノードのネットワーク領域の変更により、第１のアクセスルータ１１１から第２のアクセスルータ１１２にアクセスルータが変わる場合、前記第１及び第２のアクセスルータ１１１，１１２は相異なる通信規格を使用することができる。すなわち、第１のアクセスルータ１１１がＩＥＥＥ ８０２.１１ａ規格を用い、第２のアクセスルータ１１２はＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ規格を用いる場合、相異なる接続技術を用いることにより、次のような問題点が発生する。
【００１３】
まず、移動ノード１０１ａは、隣接ネットワークで使用する通信規格及びチャンネルがわからないため、隣接ネットワークで使用する通信規格及びチャンネルを検知すべきである。前記通信規格とチャンネルを検知するために移動ノードは、現在接続されているネットワークで使用する規格ＩＥＥＥ ８０２.１１ａを用いて前記規格で使用するすべてのチャンネルに対する検査を行う。しかしながら、隣接ネットワークではＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ規格のネットワークを使用するので、その情報を得ることができない。前記移動ノードはＩＥＥＥ ８０２．１１ａ規格以外の自分が保有している使用可能な他の規格の接続技術を用いて再びチャンネルを検査する。前記移動ノードがＩＥＥＥ ８０２．１１ａ,ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ,ＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ規格のすべての技術を使用できると、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ ８０２．１１ｇのうち、一つを選択して前記選択された該当通信規格を通じて隣接ネットワークのチャンネルを検査する。この際、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂが選択されると、移動ノードは隣接ネットワークで使用するチャンネルを検知しうる。しかしながら、移動ノードがＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ規格を選択すれば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ規格を用いてすべてのチャンネルを検査した後に再びＩＥＥＥ ８０２．１１ｂを用いて隣接ネットワークのチャンネルを検査すべきである。
【００１４】
このように移動ノードが自分の使用可能なすべての規格に対して各々の規格によるすべての隣接ネットワークのチャンネルを一つずつ検査する場合の所要時間は通信に悪い影響を与える。基本的な移動ＩＰのみならず、高速ハンドオーバー及び階層的移動ＩＰ(Hierarchical Mobile IP)技術でも、時間遅延問題が発生する。さらに、移動ノードがバッテリーなどの携帯用電源を使用する場合、このような長い検索時間はバッテリーの使用時間を減らす。また、ハンドオーバーの実行遅延はサービス品質の低下をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明の目的は、無線ネットワークで移動ノードのハンドオーバーの実行時に遅延時間を低めるシステム及び方法を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、無線ネットワークで移動ノードのハンドオーバーの際に消耗電力を節減するシステム及び方法を提供することである。
【００１７】
本発明のまた他の目的は、無線ネットワークで移動ノードのハンドオーバーの際にサービス品質の低下を防止するシステム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
このような目的を達成するために、本発明は、移動ＩＰを支援する無線ネットワークで、移動ノードのハンドオーバーを提供するためのシステムを提供する。前記移動ノードは、ハンドオフが必要な場合、現在通信中の第１のアクセスルータに隣接アクセスルータ情報を要請し、前記隣接アクセスルータ情報が受信されると、前記受信した隣接アクセスルータ情報を用いて第２のアクセスルータを対象アクセスルータとして選択する。前記第１のアクセスルータは、隣接アクセスルータと各々のアクセスルータ情報を交換し、前記移動ノードから隣接アクセスルータ情報要請を受けると、隣接アクセスルータ情報を前記移動ノードに提供し、前記移動ノードに伝送するデータを、移動ノードがハンドオーバーを行う第２のアクセスルータに伝える。前記第２のアクセスルータは、前記第１のアクセスルータから前記移動ノードに伝えるデータを受けると、前記該当移動ノードに前記データを伝送する。
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明は、移動ＩＰを提供する無線ネットワークで、移動ノードのハンドオーバーを提供するための方法を提供する。前記方法は、隣接アクセスルータとアクセスルータ情報を交換するステップと、ハンドオーバーが必要な場合、前記移動ノードが現在通信中の第１のアクセスルータに隣接アクセスルータ情報を要請するステップと、前記第１のアクセスルータが移動ノードから隣接アクセスルータ情報要請を受けると、隣接アクセスルータ情報を前記移動ノードに提供するステップと、前記移動ノードが、前記隣接アクセスルータ情報を受信すると、前記隣接アクセスルータ情報に応じてハンドオーバーを行う第２のアクセスルータを選択するステップと、前記第１のアクセスルータから得られた以前の有効アドレス(care-of-address:ＣｏＡ)と前記第２のアクセスルータで使用する新たな有効アドレスとをバインディングする権利を前記第１のアクセスルータに与えるためのバインディングメッセージを伝送するステップと、前記第１のアクセスルータが、前記バインディング更新メッセージを受信すると、前記移動ノードに伝送するデータを前記第２のアクセスルータに伝えて前記第２のアクセスルータが前記データを前記移動ノードに伝送するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、移動ノードのハンドオーバーの速度を高めることができる。また、異種網の間でも速いハンドオーバーを行える。その上、高速のハンドオーバーを行える端末の場合、高速ハンドオーバーを支援するアクセスルータの選択が可能なので、ネットワークの効率を増大させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００２２】
本発明は、従来の技術による問題点を解決するために、それぞれ地理的に隣接したアクセスルータが自分の無線ネットワークで使用する媒体情報とチャンネル情報を周期的に交換し、その情報を移動ノードに知らせる方法を提供する。前記方法を用いることにより、移動ノードがすべての媒体、すべてのチャンネルに対する検査を行わず、所定の媒体、チャンネルに対する検査のみを行うことにより、ハンドオーバーを速い時間に完了する。すなわち、本発明は、ハンドオーバー時間を減らし、移動ノードの消耗電力を節減し、サービス品質の低下を防止することのできるプロトコルを提案する。本発明において、アクセスルータ間の情報を交換するために使用するプロトコルはアプリケーションレベルのプロトコルである。
【００２３】
まず、図２を参照して本発明による無線ネットワークで、各アクセスルータ間の情報を伝える方法について説明する。図２は、本発明によるＩＰネットワークを使用するアクセスルータと移動ノードの移動経路とを示した図である。図２は図１と同じ構成を有すると仮定して説明する。
【００２４】
したがって、第１のアクセスルータ２１１はＩＥＥＥ ８０２.１１ａ規格のネットワークチャンネルを、第２のアクセスルータ２１２はＩＥＥＥ ８０２.１１ｂ規格のネットワークチャンネルを、第３のアクセスルータ２１３はＩＥＥＥ ８０２.１１ａ/ｂ規格のネットワークチャンネルを、第４のアクセスルータ２１４はＩＥＥＥ ８０２.１１ｇ規格のネットワークチャンネルを有すると仮定する。また、移動ノード２０１は、第１のアクセスルータ２１１に最初に連結されて無線チャンネルを通じて通信を行う。移動ノード２０１が、第１のアクセスルータ２１１に存在する場合を参照符号２０１ａで示し、第２のアクセスルータ２１２に存在する場合を参照符号２０１ｂで示した。さらに、第３のアクセスルータ２１３に存在する場合を参照符号２０１ｃで示した。
【００２５】
このような構成で、第１のアクセスルータ２１１は第１のルータ２２１を通じて第２のアクセスルータ２１２に自分の使用規格とチャンネル情報を伝える。このような伝送経路を参照符号２０１で示した。また、第２のアクセスルータ２１２も第１のルータ２２１を通じて第１のアクセスルータ２１１に自分の使用規格とチャンネル情報を伝える。その伝送経路を参照符号２０２で示した。第２のアクセスルータ２１２と第３のアクセスルータ２１３は、第２のアクセスルータ２１２に連結された第１のルータ２２１を通じてインターネット２３１にデータを伝える。その後、第３のアクセスルータ２１３に連結された第２のルータ２２２を通じて第３のアクセスルータ２１３に情報を伝える。その伝送経路を参照符号２０３で示した。このような情報には、規格情報、チャンネル情報、サービス品質(ＱｏＳ:Quality of Service)情報及び保安情報などが含まれうる。以下、“情報”、“規格情報とチャンネル情報”又は“規格とチャンネル情報”の表現は上述した情報を全部代表して使用することであり、ネットワークで必要とされる他の情報及びハンドオーバーに必要な他の情報をさらに含むこともできる。このようにネットワークでハンドオーバーの実行時に必要な情報は従来の技術分野でよく知られているため、ここではその説明を省略する。
【００２６】
反対の場合、第３のアクセスルータ２１３と第２のアクセスルータ２１２は、第３のアクセスルータ２１３に連結された第２のルータ２２２を通じてインターネット２３１にデータを伝える。その後、第２のアクセスルータ２１３に連結された第１のルータ２２１を通じて第２のアクセスルータ２１２に規格情報及びチャンネル情報を伝える。このような経路を参照符号２０４で示した。参照符号２０５及び参照符号２０６の経路も同じく伝えられる例を示した場合である。
【００２７】
上述した動作を行うためには、各アクセスルータは自分の情報を地理的に隣接したアクセスルータに伝送しうるべきである。さらに、各アクセスルータは自分の隣接アクセスルータに存在する情報を必要とする。本発明では、特定のアクセスルータがその隣接アクセスルータに存在する情報を確認する方法を次の二種に分ける。
【００２８】
第１の方法では、ネットワークを管理する管理者が各アクセスルータに隣接したアクセスルータをはっきり定義する。これは最も単純な方法でネットワークの構成が変わらない限り、有用な方法である。しかしながら、この方法はすべてのアクセスルータごとに管理者が直接隣接アクセスルータを設定しなければならない。また、アクセスルータの追加及び変更時に管理者が一つずつ隣接 アクセスルータを新たに定義すべきである。
【００２９】
第２の方法では、各アクセスルータが隣接したアクセスルータの情報を移動ノードによって自動的に認知する。この方法では、移動ノードがハンドオーバーを行いながら、ハンドオーバーをするまえのネットワークに対する情報、すなわち、自分と通信を行うアクセスルータ情報を現在のネットワークのアクセスルータに知らせることにより、その情報を用いて隣接アクセスルータに対する情報を得る。このような方法を用いて各アクセスルータは新たなアクセスルータが加えられても、その情報を自動的に認知することができる。
【００３０】
図３は、本発明の好ましい実施形態に応じて移動ノードがハンドオーバーを行う場合、各アクセスルータで行われる動作を示した流れ図である。図３を参照してアクセスルータの間で情報が交換された後に、特定のアクセスルータから他のアクセスルータに移動ノードがハンドオーバーを行う場合の全体的な過程について説明する。この場合、移動ノード２０１ａが第１のアクセスルータ２１１から第２のアクセスルータ２１２に移動する場合を例として説明する。
【００３１】
第１のアクセスルータ２１１と第２のアクセスルータ２１２は互いに隣接したアクセスルータなので、アクセスルータの間で使用する規格とチャンネル情報を既に交換したと仮定する。さらに、アクセスルータ間の情報交換については、図４を参照してより詳しく説明する。図３のステップ３００では、アクセスルータ間の情報交換が既に行われたと仮定する。しかしながら、前記過程が最初に行われる場合なら、特定の移動ノードからハンドオーバーの要請が存在した後、互いに隣接したアクセスルータであることを認知する。しかしながら、一般に大部分の場合、このようなことが情報交換の遂行後に発生するので、ステップ３００は既に行われた状態として仮定する。したがって、第１のアクセスルータ２１１と第２のアクセスルータ２１２は使用されるＩＥＥＥ規格とチャンネルに対する情報を既に把握している。
【００３２】
この場合、特定の移動ノード２０１ａが参照符号１０に沿い第２のアクセスルータ２１２に移動すれば、移動ノード２０１ａは第１のアクセスルータ２１１にハンドオーバーを要求するようになる。この際、移動ノード２０１ａはハンドオーバーの対象となるアクセスルータに対する情報を第１のアクセスルータ２１１に要請する。このようなハンドオーバーの要求を第１のアクセスルータ２１１が受信すると、すなわち、ステップ３１０の検査結果、特定の移動ノードからハンドオーバーが要求されると、第１のアクセスルータ２１１はステップ３２０に進む。ステップ３２０で、前記第１のアクセスルータ２１１は、移動ノード２０１ａが要求したアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２で使用する規格とチャンネル情報を移動ノード２０１ａに伝える。その後、ステップ３３０で、第１のアクセスルータ２１１は前記移動ノード２０１ａに設定されたチャンネルを解除し、通信を中止する。このような過程は移動ノード２０１ａでも行われ、移動ノード２０１ａは前記第１のアクセスルータ２１１にチャンネルを解除し、第２のアクセスルータ２１２にチャンネルを設定してハンドオーバーを行う。このような方式で、移動ノード２０１ａは第２のアクセスルータ２１２に存在する移動ノード２０１ｂとなる。
【００３３】
図４は、本発明による無線ネットワークで、アクセスルータが隣接ネットワーク情報、すなわち、隣接アクセスルータに対する情報を周期的に更新する過程を示した流れ図である。以下、“ネットワーク情報”とはアクセスルータの情報をいう。図４を参照して本発明による無線ネットワークで、アクセスルータが隣接ネットワーク情報を更新する過程について詳しく説明する。また、図４の過程は図２の第１のアクセスルータ２１１で行われる場合と仮定して説明する。
【００３４】
前記第１のアクセスルータ２１１は、ステップ４００で待機状態を保持する。図４に用いられる待機状態は、第１のアクセスルータ２１１が動作を行わない状態、あるいは、本発明に関連した動作を行わない状態をいう。
【００３５】
前記待機状態で、第１のアクセスルータ２１１はステップ４１０に進んで更新周期が到来したかを判定する。本発明では、アクセスルータと隣接したアクセスルータとが周期的に自分の情報を交換するための所定の更新周期を有すると仮定する。前記更新周期は、例えば、３０秒に設定することができる。前記更新周期が到来した場合、第１のアクセスルータ２１１はステップ４４０に進む。しかしながら、更新周期が到来しない場合はステップ４２０に進む。
【００３６】
前記第１のアクセスルータ２１１は、ステップ４２０で、自分のネットワーク構成(又は環境)が変更されたどうかを検査する。前記ネットワーク構成又は環境の変更はチャンネルの変更または使用中の規格の変更などに該当する。この場合、第１のアクセスルータ２１１はステップ４３０に進み、そうでない場合はステップ４００の待機状態に戻る。前記第１のアクセスルータ２１１は、ステップ４３０で、変更された構成情報を更新して貯蔵し、ステップ４４０に進む。前記第１のアクセスルータ２１１は、ステップ４４０で、自分のネットワーク構成情報を隣接したアクセスルータに伝える。上述したように、前記第１のアクセスルータ２１１は自分の隣接アクセスルータである第２のアクセスルータ２１２にネットワーク情報を伝送する。前記第１のアクセスルータ２１１は図３を参照して説明した方式で隣接アクセスルータを決定しうる。
【００３７】
上述したアクセスルータ間の情報を交換する方法は、周期的な情報交換方法及びネットワーク構成に変化が存在するときに隣接ネットワークのアクセスルータにその情報を知らせる方法に分けられる。前記方法はそれぞれ長所及び短所を有するので、ネットワーク管理政策に応じて選択が可能である。
【００３８】
図５は、本発明の好ましい実施形態に応じてアクセスルータが隣接アクセスルータからネットワーク情報を受信する過程を示した流れ図である。図５を参照して本発明の実施形態によるアクセスルータで隣接アクセスルータからネットワーク情報を受信する過程について詳しく説明する。また、図５の過程は図２の第１のアクセスルータ２１１で行われる場合と仮定して説明する。
【００３９】
ステップ５００で、第１のアクセスルータ２１１は待機状態を保持する。図５に用いられる待機状態は第１のアクセスルータ２１１が動作を行わない状態、あるいは、本発明に関連した動作を行わない状態をいう。
【００４０】
第１のアクセスルータ２１１は待機状態を保持し、ステップ５１０に進んで隣接したアクセスルータから情報を受信したかどうかを検査する。ステップ５１０の検査結果、隣接したアクセスルータから規格及びチャンネル情報を有するネットワーク情報を受信した場合、第１のアクセスルータ２１１はステップ５２０に進んで内部に貯蔵した該当隣接アクセスルータの既存ネットワーク情報と比較を行う。その後、第１のアクセスルータ２１１はステップ５３０に進んで前記隣接したアクセスルータから受信されたネットワーク情報が既存の該当隣接アクセスルータのネットワーク情報と相異なる場合、すなわち、ネットワーク情報が変更された場合、ステップ５４０に進み、そうでない場合はステップ５００に戻る。第１のアクセスルータ２１１は、ステップ５４０で、前記隣接したアクセスルータから受信された該当アクセスルータのネットワーク情報を更新して貯蔵する。このように隣接したアクセスルータからネットワーク情報が変更された場合、連続的に隣接したアクセスルータのネットワーク情報を更新して保持することができる。
【００４１】
図６は、本発明の好ましい実施形態によるネットワークの移動ノードでハンドオーバーを行う過程を示した流れ図である。図６を参照して本発明によるネットワークの移動ノードでハンドオーバーを行う過程を詳しく説明する。また、前記過程を、図２に示したように、第１のアクセスルータ２１１に位置する移動ノード２０１ａが第２のアクセスルータ２１２に移動する場合と仮定して説明する。
【００４２】
移動ノード２０１ａは、ステップ６００で、通信モードあるいは待機モードを行う。ここで、“通信モード”とは移動ノード２０１ａが第１のアクセスルータ２１１と通信を行う状態を示し、“待機モード”とは移動ノード２０１ａが特定のアクセスルータと通信を行わない状態を示す。このような状態で、移動ノード２０１ａはステップ６０２に進んでハンドオーバーが必要であるか否かを検査する。前記検査結果、ハンドオーバーが必要な場合、ステップ６０４に進む。ここで、ハンドオーバーが必要であるか否かは、現在通信を行うアクセスルータから受信される信号の強度と他のアクセスルータから受信される信号の強度とを比較することにより判断できる。
【００４３】
ステップ６０４で、移動ノード２０１ａは自分と通信を行う第１のアクセスルータ２１１に隣接ネットワーク情報を要求する。その後、移動ノード２０１ａはステップ６０６で第１のアクセスルータ２１１から隣接ネットワーク情報を受信する。この際、受信される隣接ネットワーク情報は一つのアクセスルータに対する情報でない多数のアクセスルータの情報となり得る。これはセルラーシステムで隣接したセルからわかることができる。第１のアクセスルータ２１１から隣接ネットワークの情報を受信した後、前記移動ノード２０１ａはステップ６０８に進んで媒体及びチャンネルの優先順位を決定する。この際、特定の媒体を決定した後、それに対するチャンネルを設定する。第１のアクセスルータ２１１から三つの隣接アクセスルータ情報が受信され、三つのアクセスルータはＩＥＥＥ規格の８０２.１１ａのネットワーク環境を有する二つの隣接アクセスルータと、ＩＥＥＥ規格の８０２.１１ｇのネットワーク環境を有する一つの隣接アクセスルータとを含むと仮定する。さらに、前記移動ノード２０１ａは、各隣接アクセスルータが使用するチャンネルの情報、すなわち、ＩＥＥＥ規格の８０２.１１ａのネットワーク環境を有する二つの隣接アクセスルータが使用するチャンネル情報と、ＩＥＥＥ規格の８０２.１１ｇの一つの隣接アクセスルータが使用するチャンネル情報とを得ることができる。したがって、特定の規格を決定した後に該当チャンネルを検査する方法を使用すれば、すべてのチャンネルを検査せず、ハンドオーバーを行うアクセスルータを決定しうる。
【００４４】
本発明では、このような優先順位を決定する方法については具体的に説明しない。このように優先順位が決定されれば、移動ノード２０１ａはステップ６１０に進んで優先順位に応じてチャンネルを検索する。特定のチャンネルを検索する度ごとにステップ６１２に進んでハンドオーバーを行う対象ネットワークを検索したか否かを判定する。その結果、対象ネットワークの検索がなされた場合、移動ノード２０１ａはステップ６１４に進む。しかしながら、ステップ６１２で対象ネットワークの検索がなされない場合、移動ノード２０１ａはステップ６１０に進んで次の優先順位によるチャンネル又は規格を変更し、その変更されたチャンネル及び規格に応じて新たな検索を行う。
【００４５】
このようにハンドオーバーを行う特定のネットワークの検索が完了すると、移動ノード２０１ａはＬ２ハンドオーバーを行う。その後、その上位のレイヤーに対するハンドオーバー処理を行う。移動ノード２０１ａは、ハンドオーバー過程が完了すれば、すなわち、図２の第２のアクセスルータ２１２の領域に移動すると、ステップ６００に進行して通信モード又は待機モードを行う。
【００４６】
上述したように、移動ノードがハンドオーバーを行う過程を図２を参照して説明する。移動ノード２０１ａが第１のアクセスルータ２１１から第２のアクセスルータ２１２に移動する場合、移動ノードは現在通信中のネットワークから受信される信号の強度などを用いてハンドオーバーを行う直前状態を感知する。その際、移動ノードは現在通信中のネットワークの第１のアクセスルータ２１１に隣接無線ネットワークに対する情報を要請する。その情報を用いて移動ノードは次の情報を得ることができる。まず、移動ノード２０１ａがどの管理領域に存在するかを把握し、隣接アクセスルータ間の距離も把握することができる。また、アクセスルータで提供可能な機能を示す情報も得る。移動ノード２０１ａはこのような情報を用いて隣接無線ネットワークに対する情報を得ることができ、隣接アクセスルータのうち、移動ノードの通信に最適なアクセスルータを選択してハンドオーバーを行える。
【００４７】
しかしながら、現在の移動ＩＰ技術は移動ノードが最適のアクセスルータを選択しうる技術を提供しない。したがって、本発明はアクセスルータ情報プロトコル(ＡＲＩＰ:Access Router Information Protocol)パケットを用いて効率的なハンドオーバーを行う方法を提案する。前記ＡＲＩＰパケットは異種ネットワーク(Heterogeneous Network)間のハンドオーバーの際にも使用が可能である。以下、ＡＲＩＰパケットを使用する場合について詳しく説明する。
【００４８】
現在の移動ノードが無線ネットワークをハンドオーバーするためには、従来の技術でも説明したように、各々の無線ネットワークに対してすべてのチャンネルに対する検索を行うべきである。これにより、移動ノードに好適なアクセスルータを選択し、その最適のアクセスルータを選択した後、Ｌ２ハンドオーバーを始める。本発明によるＡＲＩＰパケットを適用すると、移動ノードは隣接無線ネットワークに対する情報を把握することができる。したがって、隣接ネットワークで使用するチャンネルのみに対して検索を行えるので、ハンドオーバーにかかる時間を低める。
【００４９】
前記ＡＲＩＰパケットは次の表１のような構成を有する。
【００５０】
【表１】
2007508739.tif 000003
【００５１】
さらに、次の表２は前記ＡＲＩＰパケットの末端に位置づけるＡＲＩＰ情報領域の情報種類及びその構成を示す。
【００５２】
【表２】
2007508739.tif 000004
【００５３】
表２における各領域の長さは次の通りである。Address of Access Routerは１２８ビットであり、Medium Infoは３２ビットであり、Channel Infoは３２ビットであり、QoS Infoは３２ビットであり、Flagsは３２ビットであり、Authentication Infoは１２８ビットであり、Address Prefixは１２８ビットであり、Optionsは可変長を有する。
【００５４】
本発明によるＡＲＩＰパケットで各アクセスルータ間の情報交換は次の通りである。まず、移動ノードのＬ２ハンドオーバーにかかる遅延時間を減らすために、Ｌ２情報を伝える。例えば、無線ネットワークで使用する媒体に応じてＡＲＩＰパケットに他の情報が含まれるが、ＩＥＥＥ ８０２.１１を使用すると、拡張サービスセットＩＤ(ＥＳＳＩＤ:Extended Service Set ID)とチャンネル情報とが含まれる。表２において、Address of Access Routerはアクセスルータのアドレスを示し、Medium Info、Channel Infoは使用する無線接続媒体及びチャンネルを示す。Flagsは現在該当パケットを伝送するアクセスルータが高速ハンドオーバー、ページングなどを支援するかに対する情報を示す。Authentication InfoとQoS Infoは該当アクセスルータで提供するＱｏＳ情報と使用中の認証情報を示し、Address Prefixは現在のアクセスルータが管理するネットワークで使用するアドレスのprefixを示す。各情報の有無に応じて必要な事項が存在する場合、Optionsを用いて情報を伝える。
【００５５】
例えば、８０２.１１無線ＬＡＮを使用する場合、ＥＳＳＩＤなどの情報を伝える。また、Ｌ３ハンドオーバーにかかる遅延時間を減らすために、Ｌ３情報が含まれることができる。さらに、他の移動ノードのハンドオーバーを支援するためのアプリケーション情報も含まれうる。
【００５６】
図７は、本発明に応じてＡＲＩＰパケットを用いて移動ノードがPredictive高速ハンドオーバーを行う過程を示した信号流れ図である。図７を参照して本発明によるＡＲＩＰパケットを用いるPredictive高速ハンドオーバーの実行時に、移動ノードとアクセスルータとの間の信号流れ及び動作について詳しく説明する。
【００５７】
図７の移動ノード(ＭＮ:Mobile Node)２０１は図２に示した移動ノードを例示し、第１のアクセスルータ２１１は以前のアクセスルータ(ＰＡＲ：previous Access Router)として、第２のアクセスルータ２１２はハンドオーバー対象となる新たなアクセスルータ(ＮＡＲ:New Access Router)として動作する。
【００５８】
前記移動ノード２０１は、ステップ７００で、第１のアクセスルータ２１１からデータを受ける。このように移動ノードがデータを受信する状態で、ハンドオーバーが行われる場合を説明する。ステップ７０２では、本発明によるＡＲＩＰパケットを用いて第１のアクセスルータ２１１と隣接したアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２との間でネットワーク情報を交換する。
【００５９】
このような状態で、移動ノード２０１は第１のアクセスルータ２１１と通信を行うときに以前の第２の階層トリガー(Pre-L2 Trigger)が発生する場合がある。前記第２の階層トリガーは第２の階層のハンドオーバーを要求する場合である。すなわち、以前の第２の階層トリガーは、第１のアクセスルータ２１１からの信号の強度などが弱いので、他のアクセスルータを通じて通信を行うべきことを移動ノードの上位階層に知らせる。次に、移動ノード２０１はステップ７０６に進んで前記第１のアクセスルータ２１１に隣接ネットワーク情報を得るために本発明によるＡＲＩＰパケットを伝送して隣接ネットワーク情報を要求する。ここで、前記以前の第２の階層トリガーは、移動ノード２０１が特定のネットワークの領域内に進入した後、実際にハンドオーバーを行う(第２の階層から第３の階層に伝えられるハンドオーバー指示)までの時間のうち、いつでも発生することができ、これはネットワークの管理や他の要因に応じて決定される。
【００６０】
前記隣接ネットワークの情報が要求されると、第１のアクセスルータ２１１は、ステップ７０８で、第１のアクセスルータとその隣接ルータの情報を移動ノード２０１に伝える。前記移動ノード２０１は、ステップ７１０で、第２の階層トリガーを発生した後、ステップ７１２に進んで前記第１のアクセスルータ２１１に高速ハンドオーバーのために情報を要求するメッセージである代理のためのルータ要請メッセージ(ＲｔＳｏｌＰｒ:Router solicitation for proxy)を送信する。第１のアクセスルータ２１１は、ステップ７１４で、代理ルータ広告メッセージ(ＰｒＲｔＡｄｖ:proxy router advertisement)を用いて移動ノード２０１に自分のアクセスルータ情報を伝える。
【００６１】
その後、移動ノード２０１は予想される新たな有効アドレス(ＮＣｏＡ:prospective new care of address)を生成する。ステップ７１６で、移動ノード２０１は、前記生成された予想ＮＣｏＡを含む高速バインディング更新メッセージ(ＦＢＵ:fast binding update)を第１のアクセスルータ２１１に伝送する。前記ＦＢＵは、移動ノード２０１がトラフィックを第２のアクセスルータ２１２に伝送すべきことを第１のアクセスルータ２１１に知らせるメッセージである。したがって、前記ＦＢＵは、以前の有効アドレス(ＰＣｏＡ:previous CoA)、あるいは、以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２１１で有効なアドレス(ＣｏＡ)と第２のアクセスルータ、すなわち、新たなアクセスルータで有効なアドレス(ＣｏＡ)とをバインディングする権利を第１のアクセスルータ２１１に与える。これは、移動ノード２０１に伝えられるパケットを前記移動ノード２０１の位置変更に応じて第１のアクセスルータ２１１から第２のアクセスルータ２１２にトンネルするためである。
【００６２】
移動ノード２０１からＦＢＵメッセージを受信した第１のアクセスルータ２１１は、ステップ７１８で、新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２にハンドオーバー開始(ＨＩ:handover initiation)メッセージを伝送する。前記ＨＩメッセージは、第１のアクセスルータ２１１から新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に伝えられてハンドオーバーを開始するためである。前記第２のアクセスルータ２１２は、ステップ７２０で、第１のアクセスルータ２１１から受信されたＨＩメッセージによるハンドオーバー応答メッセージ(ＨＡＣＫ:handover acknowledgement)を以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２１１に伝送する。ＨＩメッセージとＨＡＣＫメッセージを伝える過程は予想ＮＣｏＡが使用可能であるかを検証するためである。
【００６３】
ハンドオーバー応答メッセージを受信した第１のアクセスルータ２１１は、ステップ７２２ａ及びステップ７２２ｂで、高速バインディング応答(ＦＢＡＣＫ:fast binding acknowledgement)メッセージを移動ノード２０１と第２のアクセスルータ２１２に伝える。その後、移動ノード２０１は、新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に接続するときに使用可能なＮＣｏＡ、すなわち、ＨＩに伝えられて新たなアクセスルータにより検証されたもの、あるいは、新たなアクセスルータにより割り当てられたものを使用すべきである。これにより、移動ノード２０１は、ステップ７２４で、第１のアクセスルータ２１１と連結されたチャンネルを遮断する。
【００６４】
第１のアクセスルータ２１１は、ステップ７２６で、移動ノードに伝えられるべきデータを新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に伝える。さらに、ステップ７２８で、移動ノード２０１は図６で上述したように受信された隣接ネットワーク情報に応じて優先順位を決定し、チャンネルを検査する。移動ノード２０１はハンドオーバーを行うために、隣接ネットワークを検索するときに、本発明によるＡＲＩＰパケットによる情報を用いて限定された数のチャンネルのみを検索することにより、隣接ネットワークに対する検索を行う。このようなチャンネル検査が完了すると、移動ノード２０１はステップ７３０で接続を用意する。
【００６５】
移動ノード２０１は、ステップ７３２で、高速隣接広告(ＦＮＡ:fast neighbor advertisement)メッセージを新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に伝送する。前記ＦＮＡメッセージは移動ノードから第２のアクセスルータに伝えられるメッセージであり、移動ノード２０１がＦＢＡＣＫメッセージを受けたときにＮＣｏＡを確定し、新たなアクセスルータに接続されたことを知らせる。このようにＦＮＡメッセージを受けた第２のアクセスルータ２１２は、以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２１１から受信されたデータを移動ノード２０１に伝送する。
【００６６】
図８は、本発明に応じてＡＲＩＰパケットを用いて移動ノードが反応的高速ハンドオーバー(Reactive Fast Handover)を行う過程を示した流れ図である。以下、図８を参照して本発明によるＡＲＩＰパケットを用いて反応的高速ハンドオーバーを行うときの移動ノードとアクセスルータとの間の信号流れ及びその各々の動作について詳しく説明する。
【００６７】
図８の移動ノード２０１は図２に示した移動ノード２０１を例示し、第１のアクセスルータ２１１は以前のアクセスルータ(ＰＡＲ)として動作し、第２のアクセスルータ２１２はハンドオーバーの対象となる新たなアクセスルータ(ＮＡＲ)として動作する。
【００６８】
前記移動ノード２０１は、ステップ８００で、第１のアクセスルータ２１１からデータを受信する。このようにデータを受信する状態で、移動ノード２０１のハンドオーバーが行われる場合を説明する。ステップ８０２では、本発明によるＡＲＩＰパケットを用いて第１のアクセスルータ２１１と隣接したアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２との間でネットワーク情報を交換する。
【００６９】
このような状態で、移動ノード２０１は第１のアクセスルータ２１１と通信を行う間に、以前の第２の階層トリガーが発生する場合がある。前記以前の第２の階層トリガーは第２の階層のハンドオーバーを要求する場合である。すなわち、第２の階層トリガーは、第１のアクセスルータ２１１からの信号の強度が弱くて他のアクセスルータを通じて通信を行うべきことを移動ノードの第２の階層で第３の階層に知らせる場合である。移動ノード２０１は、ステップ８０６で、前記第１のアクセスルータ２１１に、隣接ネットワーク情報を得るために、本発明によるＡＲＩＰパケットを伝送して隣接ネットワーク情報を要求する。ここで、前記以前の第２の階層トリガーは、移動ノード２０１が特定のネットワーク領域内に進入した後、実際にハンドオーバーを行う第２の階層トリガー(第２の階層から第３の階層に伝えられるハンドオーバー指示)までの時間のうち、いつでも発生することができ、これはネットワークの管理や他の要因に応じて決定される。
【００７０】
ステップ８０６で、移動ノード２０１から隣接アクセスネットワークの情報が要求されると、第１のアクセスネットワーク２１１は、ステップ８０８で、第１のアクセスネットワーク及びその隣接ネットワークの情報を移動ノード２０１に伝える。その後、移動ノード２０１はステップ８１０に進んで第２の階層トリガーを発生し、ステップ８１２に進んで前記第１のアクセスルータ２１１に高速ハンドオーバーのための情報を要求する代理のためのルータ要請(ＲｔＳｏｌＰｒ)メッセージを送信する。第１のアクセスルータ２１１は、ステップ８１４で、代理ルータ広告(ＰｒＲｔＡｄｖ)メッセージを用いて移動ノード２０１にアクセスルータ情報を伝える。
【００７１】
その後、前記移動ノード２０１はステップ８１６で前記第１のアクセスルータ２１１と連結されたチャンネルを遮断する。前記移動ノード２０１は、ステップ８１８で、ハンドオーバーを行うために隣接ネットワークを検索するが、この際、ＡＲＩＰパケットによる情報を用いて限定された数のチャンネルのみを検索する。前記移動ノード２０１が以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２０１からＦＢＡＣＫメッセージを受信しなければ、例えば、ＦＢＵメッセージを伝送しないか、ＦＢＵを伝送した後にＦＢＡＣＫメッセージを受けるまえに第１のアクセスルータ２１１を離れる場合、移動ノード２０１はステップ８２２に進んで次のアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に、ＦＢＵメッセージをカプセル化して高速隣接広告(ＦＮＡ)メッセージを伝送する。前記ステップ８２２で、第２のアクセスルータ２１２はＮＣｏＡの使用が可能であるかどうかを検証する。仮に、ＮＣｏＡが使用中であれば、ＦＮＡメッセージに含まれているＦＢＵメッセージを捨て、隣接広告応答(ＮＡＡＣＫ:Neighbor Advertisement acknowledge)オプションを設定してルータ広告メッセージを用いて前記ＮＣｏＡを伝送する。移動ノード２０１から第２のアクセスルータ２１２に伝えられるＦＮＡメッセージは、移動ノード２０１が新たな有効アドレス(ＮＣｏＡ)を確定し、第２のアクセスルータ２１２に接続したことを知らせるために用いられる。
【００７２】
その後、移動ノード２０１は、第２のアクセスルータ２１２に接続して第１のアクセスルータ２１１にＦＢＵメッセージを伝送する。前記ＦＢＵメッセージは、移動ノード２０１が第１のアクセスルータ２１１に移動ノード２０１に伝送されるデータを第２のアクセスルータ２１２に伝送すべきことを知らせるメッセージである。したがって、ＦＢＵメッセージは、以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２１１の以前有効アドレス(ＰＣｏＡ)と新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２で有効な新たな有効アドレス(ＮＣｏＡ)とをバインディングする権利を第１のアクセスルータ２１１に与えてパケットが移動ノード２０１の位置する移動位置にトンネルされるようになる。
【００７３】
その後、第１のアクセスルータ２１１は、ＦＢＡＣＫメッセージをＦＢＵメッセージに対する応答として第２のアクセスルータ２１２に伝送する。これにより、第１のアクセスルータ２１１は、移動ノード２０１に伝えられるデータを第２のアクセスルータ２１２に伝える。その後、第２のアクセスルータ２１２は、第１のアクセスルータ２１１から受信したデータを移動ノード２０１に伝送する。
【００７４】
以上、図７及び図８を参照してＡＲＩＰパケットを用いて高速ハンドオーバーを行う方法について説明した。本発明に応じてＡＲＩＰパケットを通じてアクセスルータ間のネットワーク情報を交換することにより、各々のアクセスルータは、隣接ネットワークの情報を予め貯蔵できて一般的な高速ハンドオーバーのみを行う場合より、ハンドオーバーにかかる時間を低めることができる。すなわち、Ｌ２におけるチャンネル検索に対して、すべてのチャンネルでない限定されたチャンネルに対する検索のみを行うため、所要時間を減らすことができる。さらに、移動ノード２０１はハンドオーバーを行うためにネットワークを順次に検索するが、前記情報を用いて移動ノード２０１の状態に応じて優先順位を決定しうる。すなわち、移動ノード２０１がチャンネルの検索時にすべてのチャンネルでない限定された数のチャンネルに対して検索を行うことにより、高速のハンドオーバーを行える。また、移動ノード２０１は自分の所望のネットワークにハンドオーバーを行うこともできる。
【００７５】
このように移動ノードが所望のネットワークにハンドオーバーを行えるということは、ネットワークの性能を向上させる要因となる。例えば、移動ノードと現在のアクセスルータとが高速ハンドオーバーを支援すれば、移動ノードは高速のハンドオーバーを支援するネットワークにハンドオーバーを行うことが好ましい。このような事項はＡＲＩＰパケットに含まれた情報を用いて得られる。さらに、ＱｏＳ情報も同様に移動ノードで使用が可能である。
【００７６】
図９は、本発明の他の実施形態によるＡＲＩＰパケットを用いて移動ノードが速いハンドオーバーを行う過程を示した信号流れ図である。以下、図９を参照して本発明の他の実施形態によるＡＲＩＰパケットを用いてハンドオーバーを行うとき、移動ノードとアクセスルータとの間の信号流れ及び動作について詳しく説明する。
【００７７】
図９において、移動ノード(Mobile Node:ＭＮ)２０１は図２の移動ノード２０１を例示し、第１のアクセスルータ２１１は以前のアクセスルータ(ＰＡＲ)として、第２のアクセスルータ２１２はハンドオーバーの対象となる新たなアクセスルータ(ＮＡＲ)として動作する。
【００７８】
前記移動ノード２０１は、ステップ９００で、第１のアクセスルータ２１１からデータを受信する。このようにデータを受信する状態で、ハンドオーバーが行われる場合を説明する。さらに、ステップ９０２では、本発明によるＡＲＩＰパケットを用いて第１のアクセスルータ２１１と隣接したアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２との間でネットワーク情報が交換される。このような状態で、移動ノード２０１は第１のアクセスルータ２１１と通信を行う間に、ステップ９０４のように以前の第２の階層トリガーが発生する。ここで、前記以前の第２の階層トリガーは、移動ノード２０１が特定のネットワークに進入した後、実際にハンドオーバーを行う第２の階層トリガー(第２の階層から第３の階層に伝えられるハンドオーバー指示)までの時間のうち、いつでも発生することができる。前記以前の第２の階層トリガーの発生時間はネットワークの管理や他の要因に応じても決定される。その後、移動ノード２０１はステップ９０６に進んで前記第１のアクセスルータ２１１に隣接ネットワーク情報を得るために、本発明によるＡＲＩＰパケットを伝送して隣接ネットワーク情報を要求する。
【００７９】
このような隣接アクセスルータの情報が要求されると、第１のアクセスルータ２１１はステップ９０８に進んで第１のアクセスルータ２１１と隣接アクセスルータの情報を移動ノード２０１に伝える。その後、移動ノード２０１は受信した隣接アクセスルータ情報に基づいて自分の好みに応じてハンドオーバーを行うときに使用する無線媒体及びチャンネルに対する優先順位を決定する。本発明では、好みによる優先順位決定に対する説明は省略する。優先順位が決定されると、移動ノード２０１はステップ９１０に進んでハンドオーバーを行うための情報を要求するために、ＲｔＳｏｌＰｒを第１のアクセスルータ２１１に送信する。
【００８０】
第１のアクセスルータ２１１は、ステップ９１２で、代理ルータ広告メッセージ(ＰｒＲｔＡｄｖ)を移動ノード２０１に伝送し、移動ノード２０１は前記ＰｒＲｔＡｄｖメッセージを受信する。移動ノード２０１は前記選択された隣接アクセスルータで使用する予想される新たな有効アドレス(ＮＣｏＡ)を生成する。ステップ９１４で、移動ノード２０１は前記生成された予想ＮＣｏＡを含む準備高速バインディング更新(ＰＦＢＵ:prepare fast binding update)メッセージを生成して第１のアクセスルータ２１１に伝送する。前記ＰＦＢＵメッセージは、移動ノード２０１が第１のアクセスルータ２１１に、前記移動ノード２０１に伝送されるデータを第２のアクセスルータ２１２に伝送すべきことを知らせるメッセージである。
【００８１】
したがって、前記ＰＦＢＵは、以前の有効アドレス(ＰＣｏＡ)、すなわち、以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２１１で有効なアドレス(ＣｏＡ)と第２のアクセスルータ、すなわち、新たなアクセスルータで有効なアドレス(ＣｏＡ)とをバインディングする権利を第１のアクセスルータ２１１に与える。これは移動ノード２０１に伝えられるべきパケットを前記移動ノード２０１の新たな位置にトンネルするためである。
【００８２】
移動ノード２０１からアクセスルータに対するＰＦＢＵを受信した以前のアクセスルータ２１１は、新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２にハンドオーバー開始(ＨＩ)メッセージを伝送する。本発明の実施形態では、ＰＦＢＵメッセージを受けた第１のアクセスルータ２１１が、ステップ９１６で、新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２にＨＩメッセージを伝送する。前記ＨＩメッセージは、第１のアクセスルータ２１１から新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に伝えられてハンドオーバーを開始する。
【００８３】
前記第２のアクセスルータ２１２は、第１のアクセスルータ２１１から受信されたＨＩメッセージに応答してステップ９１８で重複アドレス検出(ＤＡＤ:duplicate address detection)を行い、その結果としてハンドオーバー応答メッセージ(ＨＡＣＫ)を以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２１１に伝える。ＨＩメッセージとＨＡＣＫメッセージを交換する過程は予想ＮＣｏａを使用できるかどうかを検証するためである。第２のアクセスルータからハンドオーバー応答メッセージを受信した第１のアクセスルータは、移動ノード２０１のＰＣｏＡ(ＰＡＲで使用するＣｏＡ)とＮＣｏＡ(ＮＡＲで使用するＣｏＡ)に対して非活性状態(freeze state)のバインディングエントリーを生成する。非活性化状態のバインディングエントリーは、移動ノード２０１から高速バインディング更新(ＦＢＵ)メッセージを受信するまでは活性化されず、非活性化状態のバインディングエントリーに対して以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２０１はトラフィックを第２のアクセスルータ２０２に伝送しない。
【００８４】
第１のアクセスルータ２１１がＨＡＣＫメッセージを受信すると、ステップ９２０で、準備高速バインディング応答(ＰＦＢＡＣＫ:prepare fast binding acknowledgement)メッセージを移動ノード２０１に伝送する。この際、ハンドオーバー応答メッセージを成功的に伝送した第２のアクセスルータ２１２を、移動ノード２０１は第２の階層と第３の階層情報のマッピング率(Ｌ２:Ｌ３)を用いて第２の階層トリガーの際にチャンネルを検索する対象として選定する。より詳しくは、本発明の実施形態では、以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２１１が第２のアクセスルータ２１２からハンドオーバー応答メッセージ(ＨＡＣＫ)を受信すると、準備高速バインディング応答(ＰＦＢＡＣＫ)メッセージを生成して移動ノード２０１に伝送する。
【００８５】
このように移動ノード２０１が準備高速バインディング応答メッセージを受信すると、ステップ９２２に進んで第２の階層トリガーを発生する。さらに、移動ノード２０１はステップ９２０で選択されたアクセスルータが使用するチャンネルに対して検索を行い、対象アクセスルータである第２のアクセスルータ２１２を選択する。その後、ステップ９２４で、移動ノード２０１は第１のアクセスルータ２１１に高速バインディング更新(ＦＢＵ)メッセージを伝送する。
【００８６】
その後、ＦＵＢメッセージを受信した第１のアクセスルータ２１１は、ステップ９２６ａ、９２６ｂで、高速バインディング応答メッセージ(ＦＢＡＣＫ)を移動ノード２０１と第２のアクセスルータ２１２に伝える。また、該当非活性化状態のバインディングエントリーを活性化し、他の非活性化状態のバインディングエントリーはタイムアウトによって自動的に消去できる。その後、移動ノード２０１は、新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に接続するときに使用可能なＮＣｏＡを使用すべきである(前記ＮＣｏＡはＨＩに伝えられて新たなアクセスルータによって検証されるか、あるいは新たなアクセスルータによって割り当てられる)。
【００８７】
これにより、移動ノード２０１は、ステップ９２８で、第１のアクセスルータ２１１と連結されたチャンネルを遮断する。ステップ９３０で、第１のアクセスルータ２１１は移動ノードに伝えられるべきデータを新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に伝える。また、移動ノード２０１は、ステップ９３２で、ハンドオーバーを行うために隣接ネットワークを検索するとき、本発明によるＡＲＩＰパケットによる情報を用いて限定された数のチャンネルのみを検索することにより、隣接ネットワークに対する検索を行う。このようなチャンネルの検査が完了すると、移動ノード２０１はステップ９３４で接続を用意する。
【００８８】
ステップ９３６で、移動ノード２０１は高速隣接広告(ＦＮＡ)メッセージを新たなアクセスルータである第２のアクセスルータ２１２に伝送する。移動ノード２０１から第２のアクセスルータ２１２に伝えられるＦＮＡメッセージは、移動ノード２０１がＦＢＡＣＫメッセージを受けたとき、ＮＣｏＡを確定し、新たなアクセスルータに接続されたことを知らせるために用いられる。このようにＦＮＡメッセージを受けた第２のアクセスルータ２１２は、ステップ９３８で、以前のアクセスルータである第１のアクセスルータ２１１から受信されたデータを移動ノード２０１に伝送する。
【００８９】
図９のような方式でＡＲＩＰパケットを用いてハンドオーバーを行う場合、次のような長所がある。第一に、逆アドレス転換(Reverse address translation:Ｌ２識別子をＬ３識別子にマッピングする過程)を省略しうる。第二に、このような方法を使用すると、ステップ９１８のように重複アドレス検査(ＤＡＤ)過程を具現することができる。最後に、チャンネル検索を選択されたアクセスルータとそのうち逆アドレス転換に成功したアクセスルータについてのみ行うため、チャンネル検索を減らすことができる。このような方法は移動ノードがハンドオーバーする候補アクセスルータでＤＡＤを予め行うオーバーヘッドを比較して選択的に使用することができる。すなわち、ＡＲＩＰを図７のように高速ハンドオーバーと連動して使用するか、あるいは、図９のようにＤＡＤを予め行う方法を使用するかに対する決定はトラフィックの重要度に応じて選択して使用できる。また、ＡＲＩＰを高速ハンドオーバーと連動して使用する場合、Predictive高速ハンドオーバーを主として発生し、反応的高速ハンドオーバーの発生可能性は非常に低い。
【００９０】
上述したように、移動ノードが無線ネットワークの間でハンドオーバーを行うときに、ＡＲＩＰパケットを用いて隣接したアクセスルータ間の情報を交換し、これを移動ノードに伝える。このような方法を通じて移動ノードがＬ２ハンドオーバーを行う場合、すべてのチャンネルに対する検索を行う必要はなく、アクセスルータから伝えられた情報を用いて限定された数のチャンネルのみを検索する。したがって、Ｌ２ハンドオーバーにかかる遅延時間を減らすことができる。本発明はこのように移動ノードが速いハンドオーバーを行うようにしてネットワークの性能を向上させる。一般に、移動ノードはハンドオーバーを行うために、各々の無線ネットワークに対してすべてのチャンネルに対する検索をしなければならない。しかしながら、本発明によれば、すべてのチャンネルに対して検索を行わず、アクセスルータから受信した隣接アクセスルータ情報に応じて限定されたチャンネルのみに対して検索を行う。すなわち。本発明によるＡＲＩＰパケットは異種網(Heterogeneous Network)間のハンドオーバーに対しても適用が可能なので、これを適用して移動ノードは隣接無線ネットワークに対する情報を把握して隣接ネットワークで使用するチャンネルのみに対する検索を行えるので、ハンドオーバーにかかる時間を減らすことができる。すなわち、Ｌ２におけるチャンネル検索に対してすべてのチャンネルでない限定されたチャンネルに対する検索のみを行うので、所要時間を低減する。これは、ＡＲＩＰパケットを高速ハンドオーバーに適用するか否かにかかわらず、ハンドオーバーを高速で行える要因となる。また、現在の移動ＩＰ技術は移動ノードが最適のアクセスルータを選択できる技術を提供しないので、本発明によるＡＲＩＰパケットの使用はより効率的なハンドオーバーを提供しうる。
【００９１】
以上、本発明の詳細について具体的な実施の形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】ＩＰネットワークを使用するアクセスルータと移動ノードの移動経路とを示した図。
【図２】本発明の実施形態に応じてＩＰネットワークを使用するアクセスルータと移動ノードの移動経路とを示した図。
【図３】本発明の実施形態に応じて移動ノードがハンドオーバーを行う場合、各移動アクセスルータで行われる動作を示した流れ図。
【図４】本発明の実施形態による無線ネットワークのアクセスルータで、隣接ネットワーク情報更新時の制御流れ図。
【図５】本発明の実施形態に応じてアクセスルータが隣接アクセスルータからネットワーク情報を受信する場合の制御流れ図。
【図６】本発明の実施形態によるネットワークの移動ノードで、ハンドオーバー実行時の制御流れ図。
【図７】本発明に応じてＡＲＩＰパケットを用いてPredictive高速ハンドオーバーを行う過程を示した信号流れ図。
【図８】本発明に応じてＡＲＩＰパケットを用いて反応的高速ハンドオーバーを行う過程を示した信号流れ図。
【図９】本発明の他の実施形態に応じてＡＲＩＰパケットを用いて速いハンドオーバーを行う過程を示した信号流れ図。
【符号の説明】
【００９３】
１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ  移動ノード
１１１，１１２，１１３，１１４  アクセスルータ
１２１  第１のルータ
１２２  第２のルータ
１３１  ＩＰネットワーク
２１１  第１のアクセスルータ
２１２  第２のアクセスルータ
２１３  第３のアクセスルータ
２１４  第４のアクセスルータ
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ  移動ノード
【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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【国際調査報告】
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