(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のアクセス・ルータを含むモバイルIPネットワーク内でハンドオフの決定を行うモバイル端末を提供する。【解決手段】モバイル端末において、モバイルIPネットワーク内でディジタル・データの送信と受信が可能な送信／受信回路と、この送信／受信回路に接続されたモバイルIPハンドオフ処理回路とを備え、モバイルIPハンドオフ処理回路が、モバイルIPネットワーク内の第1のアクセス・ルータのネットワーク・アドレスを、このモバイルIPネットワーク内の第2のアクセス・ルータに送信し、地理的に近いアクセス・ルータ群のケイパビリティを明らかにするケイパビリティ地図をさらに備え、モバイルIPハンドオフ処理回路が、このケイパビリティ地図に記憶された1つ以上のケイパビリティをモバイルIPネットワーク内の1つのアクセス・ルータに送信する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル・インターネット環境において、アクセス・ルータ間でモバイル端末のインターネット・プロトコル（IP）のシームレスなハンドオフを可能にするためのターゲット・アクセス・ルータを発見する方法であって、
（1）第1のアクセス・ルータから、モバイル端末を通じ、第1のアクセス・ルータを同定する識別子を第2のアクセス・ルータに対して送信することにより、地理的に隣接していることを発見するステップと；
（2）ステップ（1）において送信された識別子に基づき、第1のアクセス・ルータと第2のアクセス・ルータでアクセス・ルータのケイパビリティ情報を共有するステップと；
（3）ステップ（2）で共有されたアクセス・ルータのケイパビリティ情報に基づき、モバイル端末のハンドオフ操作のためのターゲット・アクセス・ルータを選択するステップとを含む方法。
【請求項２】
第2のアクセス・ルータから第1のアクセス・ルータに対してIPパケットを送信し、この送信されたIPパケットに応答した第1のアクセス・ルータからアクセス・ルータのケイパビリティ情報を受信することによってステップ（2）を実行する、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
ステップ（3）において、ターゲット・アクセス・ルータの選択を、モバイル端末の運動方向にも基づいて行なう、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
第2のアクセス・ルータからモバイル端末を介して第1のアクセス・ルータに対してアクセス・ルータのケイパビリティ情報を送信することによりステップ（2）を実行する、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
第1のアクセス・ルータが、この第1のアクセス・ルータに記憶されているケイパビリティ情報に基づいてステップ（3）を実行する、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
所定の期間にわたって第1のアクセス・ルータから第2のアクセス・ルータに対してモバイル端末がハンドオフされない場合に、第1のアクセス・ルータに関するケイパビリティ情報を除去するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
モバイル端末のケイパビリティ条件をステップ（2）で共有されたアクセス・ルータのケイパビリティ情報と比較することによってステップ（3）を実行する、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
（a）第2のアクセス・ルータに対応するビーコンを検出し、ビーコン情報を第1のアクセス・ルータに供給するステップと；
（b）隣接アクセス・ルータ群の中にステップ（a）で供給されたビーコン情報に対応しているものがあるかどうかを判断するため、第1のアクセス・ルータが隣接アクセス・ルータ群に質問するステップとをさらに含む、請求項3に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（1）が、第1のアクセス・ルータのIPアドレスを第2のアクセス・ルータに送信するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
モバイル端末において、ソース・アクセス・ルータから複数ある潜在的ターゲット・アクセス・ルータの1つへのモバイル・インターネット・プロトコル（IP）のハンドオフを容易にする方法であって、
（1）複数ある潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちの2つ以上によるサービスを受けるエリアに入ったことを検出するステップと；
（2）モバイル端末から複数ある潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちの1つ以上にソース・アクセス・ルータのアドレスを送信するステップと；
（3）複数ある潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちの1つ以上から受信したケイパビリティ情報に基づき、ソース・アクセス・ルータから複数ある潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちの1つに対してIPハンドオフ操作を実行するステップとを含む方法。
【請求項１１】
モバイル端末に要求される帯域幅ケイパビリティに基づいてターゲット・アクセス・ルータを選択することにより、モバイル端末においてステップ（3）を実行する、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
複数ある潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちの1つ以上からソース・アクセス・ルータが受信したケイパビリティ情報に基づき、ソース・アクセス・ルータがステップ（3）を実行する、請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（3）が、複数ある潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちでモバイル端末が要求するケイパビリティに最も適合した1つのターゲット・アクセス・ルータに対してIPハンドオフを実行するステップを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１４】
モバイル端末にやはりサポートされている音声チャネルのハンドオフ操作とはまったく独立にステップ（3）を実行する、請求項10に記載の方法。
【請求項１５】
アクセス・ルータ間でハンドオフを決定する際に用いられるケイパビリティ情報をモバイル通信網において共有する方法であって、
（1）第1のアクセス・ルータのサービスを現在受けているモバイル端末が第2のアクセス・ルータのサービスを受けるエリアに入る条件を検出するステップと；
（2）モバイル端末から第1のアクセス・ルータのネットワーク・アドレスを第2のアクセス・ルータに送信するステップと；
（3）第1のアクセス・ルータと第2のアクセス・ルータでケイパビリティ情報を交換し、各アクセス・ルータが他方のアクセス・ルータのケイパビリティを学習するステップとを含む方法。
【請求項１６】
（4）ステップ（3）において交換されたケイパビリティ情報を利用してモバイルIP端末のためのハンドオフを決定するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
第2のアクセス・ルータから第1のアクセス・ルータに対し、ケイパビリティ情報を要求するIPパケットを送信し、第1のアクセス・ルータから、この第1のアクセス・ルータのケイパビリティを記述するケイパビリティ情報を含むIPパケットを受信することによりステップ（3）を実行する、請求項15に記載の方法。
【請求項１８】
ケイパビリティ情報が、アクセス・ルータの1つによってサポートされている帯域幅を含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１９】
ケイパビリティ情報が、アクセス・ルータの1つに関係するダイナミックな負荷状況を含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２０】
ケイパビリティ情報が、アクセス・ルータの1つによってサポートされているセキュリティ・スキームを含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２１】
ケイパビリティ情報が、アクセス・ルータの1つに関する地理的位置を含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２２】
ケイパビリティ情報が、アクセス・ルータの1つに付随する基地局によってサポートされている信号送信技術を含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２３】
ケイパビリティ情報が、アクセス・ルータの1つを利用するアクセス・コストを含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２４】
ステップ（1）が、モバイル端末が、少なくとも2つの潜在的ターゲット・アクセス・ルータによるサービスを受けるエリアに入る条件を検出するステップを含み、
ステップ（3）が、上記少なくとも2つの潜在的ターゲット・アクセス・ルータの両方に関する情報を交換するステップを含み、
ステップ（3）において交換されたケイパビリティ情報に基づき、少なくとも2つの潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちの一方を選択するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２５】
（4）所定の期間にわたって第1のアクセス・ルータからのハンドオフが検出されない場合に、第1のアクセス・ルータのケイパビリティ情報を除去するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２６】
ステップ（4）が、所定の方針に基づいて最適なターゲット・ルータを選択するステップを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項２７】
上記方針において、最低コストのアクセス・ルータを選択すべきことを指定する、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
（4）ステップ（3）の結果として得られたケイパビリティ情報に基づき、負荷の多いアクセス・ルータから負荷のより少ないアクセス・ルータへと1つ以上のモバイル端末を接続し直すステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２９】
ステップ（1）が、少なくとも2つの潜在的ターゲット・アクセス・ルータのサービスを受けるエリアに入ったことを検出するステップを含み、
（4）上記少なくとも2つの潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちで、モバイル端末上で実行されるアプリケーション・プログラムによって決まるケイパビリティと、上記少なくとも2つの潜在的ターゲット・アクセス・ルータのケイパビリティが最もよく一致したほうのアクセス・ルータを選択するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項３０】
1つのサービス・エリアがそれぞれ付随している複数のアクセス・ルータを含むモバイルIPネットワークにおけるモバイル端末のハンドオフ法であって、
（1）モバイルIPネットワーク内において、1つのモバイル端末に関するハンドオフ操作を開始させる要求を受信するステップと；
（2）モバイルIPネットワーク内で1つ以上のモバイル端末によって送信された情報に基づいてアクセス・ルータ間で情報を交換することによって以前に得られたケイパビリティ情報を複数のアクセス・ルータについて評価することにより、モバイル端末のためのハンドオフ操作を受信する最適アクセス・ルータを発見するステップと；
（3）最適なアクセス・ルータにハンドオフ操作を実行させるステップとを含む方法。
【請求項３１】
ステップ（2）が、ステップ（1）のモバイル端末に関係するケイパビリティ条件を、複数あるアクセス・ルータのそれぞれに関係するケイパビリティ情報と比較するステップを含む、請求項30に記載の方法。
【請求項３２】
ステップ（2）が、モバイル端末の帯域幅に関する条件を、各アクセス・ルータの帯域幅ケイパビリティと比較するステップを含む、請求項30に記載の方法。
【請求項３３】
ステップ（2）が、アクセス・コストに基づいてアクセス・ルータを1つ選択するステップを含む、請求項30に記載の方法。
【請求項３４】
ステップ（2）が、セキュリティ・スキームに基づいてアクセス・ルータを1つ選択するステップを含む、請求項30に記載の方法。
【請求項３５】
複数のアクセス・ルータを含むモバイルIPネットワーク内でハンドオフの決定に関与するモバイル端末であって、
モバイルIPネットワーク内でディジタル・データの送信と受信が可能な送信／受信回路と；
この送信／受信回路に接続されたモバイルIPハンドオフ処理回路とを備え、モバイルIPハンドオフ処理回路が、モバイルIPネットワーク内の第1のアクセス・ルータのネットワーク・アドレスを、このモバイルIPネットワーク内の第2のアクセス・ルータに送信するモバイル端末。
【請求項３６】
モバイル端末が必要とするケイパビリティを反映したケイパビリティ記憶エリアをさらに備え、上記モバイルIPハンドオフ処理回路が、このケイパビリティ記憶エリアに記憶された1つ以上のケイパビリティをモバイルIPネットワーク内の1つのアクセス・ルータに送信する、請求項35に記載のモバイル端末。
【請求項３７】
上記モバイルIPハンドオフ処理回路が、モバイル端末上で現在実行されているアプリケーションに依存した帯域幅条件を送信する、請求項35に記載のモバイル端末。
【請求項３８】
上記送信／受信回路と上記モバイルIPハンドオフ処理回路に接続された信号強度検出器をさらに備え、モバイルIPハンドオフ処理回路が、信号強度が閾値よりも小さくなったことを検出したことに応答して、モバイルIPネットワーク内でハンドオフ操作を開始する、請求項35に記載のモバイル端末。
【請求項３９】
それぞれが1つのサービス・エリア内でIPパケットを決められたルートで複数のモバイル端末に送るアクセス・ルータを複数備えるモバイルIPネットワークの中で使用されるアクセス・ルータであって、
（1）モバイル端末から、このモバイル端末と通信する別のアクセス・ルータのネットワーク・アドレスを受信するステップと；
（2）このネットワーク・アドレスを、地理的に近いアクセス・ルータ群のケイパビリティを明らかにするケイパビリティ地図にして記憶するステップと；
（3）記憶されたこのネットワーク・アドレスを用い、モバイルIPネットワーク内の第2のモバイル端末に関するハンドオフを決定するステップと
を実行するためのコンピュータ可読命令を実行するプロセッサを備えるアクセス・ルータ。
【請求項４０】
上記プロセッサが、
（4）ケイパビリティ情報を別のアクセス・ルータと交換し、上記アクセス・ルータとこの別のアクセス・ルータが、モバイル端末から受信したネットワーク・アドレスに基づいて他のアクセス・ルータのケイパビリティを認識するステップを実行するコンピュータ可読命令をさらに実行する、請求項39に記載のアクセス・ルータ。
【請求項４１】
上記プロセッサが、上記アクセス・ルータと上記別のアクセス・ルータの間で帯域幅ケイパビリティ情報を交換するコンピュータ可読命令を実行し、ステップ（3）の指示により、この帯域幅ケイパビリティ情報に基づいて1つのアクセス・ルータを選択する、請求項40に記載のアクセス・ルータ。
【請求項４２】
上記プロセッサが、上記アクセス・ルータと上記別のアクセス・ルータの間でダイナミック負荷情報を交換するコンピュータ可読命令を実行し、ステップ（3）の指示により、このダイナミック負荷情報に基づいて1つのアクセス・ルータを選択する、請求項40に記載のアクセス・ルータ。
【請求項４３】
上記プロセッサが、アクセス・ルータに記憶されている方針に基づき、モバイルIPネットワーク内の第2のモバイル端末に関するハンドオフを決定するコンピュータ可読命令を実行する、請求項40に記載のアクセス・ルータ。
【請求項４４】
上記方針により、アクセス・コストに基づいてアクセス・ルータが選択される、請求項43に記載のアクセス・ルータ。
【請求項４５】
上記プロセッサが、第2のモバイル端末から受信したケイパビリティ条件を以前にステップ（4）で得られたケイパビリティ情報と比較することによってハンドオフを決定するコンピュータ可読命令を実行する、請求項40に記載のアクセス・ルータ。
【請求項４６】
モバイルIPネットワーク内に複数のアクセス・ルータを備えるシステムであって、各アクセス・ルータにコンピュータ可読命令が含まれており、そのコンピュータ可読命令が実行されるときには、
（1）第1のモバイル端末から、モバイルIPネットワーク内の別のアクセス・ルータに関係したIPアドレスを受信するステップと；
（2）この別のアクセス・ルータに関係したIPアドレスを利用して、この別のアクセス・ルータのケイパビリティを発見するステップと；
（3）この別のアクセス・ルータのケイパビリティを、複数あるアクセス・ルータのそれぞれを各アクセス・ルータに関係するケイパビリティにマッピングするケイパビリティ地図の中に記憶させるステップと；
（4）第2のモバイル端末に関するIPサービスのハンドオフを実行させる要求に応答して、以前に記憶したケイパビリティ地図に基づき、このハンドオフを実行する最適な1つのアクセス・ルータを発見するステップが実行されるシステム。
【請求項４７】
各アクセス・ルータが、第2のモバイル端末から受信したケイパビリティ条件を上記ケイパビリティ地図と比較するステップを実行するコンピュータ可読命令を含む、請求項46に記載のシステム。
【請求項４８】
各アクセス・ルータが、以前に記憶したケイパビリティ地図を方針と比較することによって最適な1つのアクセス・ルータを発見するステップを実行するコンピュータ可読命令を含む、請求項46に記載のシステム。
【請求項４９】
ステップ（1）の後に、第1のアクセス・ルータがモバイル端末に最近サービスを提供したかどうかを検証し、第1のアクセス・ルータが最近モバイル端末にサービスを提供しなかったのであれば、ステップ（2）でケイパビリティ情報を共有することを禁止するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５０】
上記検証ステップが、第2のアクセス・ルータから第1のアクセス・ルータにIPパケットを送信し、第1のアクセス・ルータから、モバイル端末が第1のアクセス・ルータによるサービスを最近受けたことを確認する応答を受信するステップを含む、請求項49に記載の方法。
【請求項５１】
ステップ（2）が、第2のアクセス・ルータに付随したアクセス・ポイントに関する情報を共有するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、全体として、通信網に関するものである。より詳細には、本発明は、移動通信網においてシームレスな移動を可能にするメカニズムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
モバイル機器のための通信網としては、セルラー通信システム、モバイル・インターネット・プロトコル（IP）ネットワーク、ページング・システムなどが挙げられる。セルラー通信システムでは、一般に、送信塔とその送信塔に関係する基地局の間で局所的通信リンクを“ハンドオフ”することにより、モバイル端末が場所を移動できるようになっている。同様に、IP対応の装置（例えばワイヤレスのパーソナル・ディジタル・アシスタント（PDA）やモバイル・コンピュータ）は、モバイルIPネットワークにより、インターネットへの接続を維持したまま、地理的に分散したエリアを動き回ることが可能になっている。
【０００３】
モバイル装置は、さまざまな基地局とインフラストラクチャーとを利用し、音声に基づいた接続とIP接続の両方を提供することができる。例えばウエブ対応の携帯電話は、第1の伝送チャネルを利用して音声接続を維持し、第2の（独立な）伝送チャネルを利用してモバイルIP接続を維持することで、ハンドオフが2つのチャネルにおいて互いに独立に起こるようにすることができよう。別の方法として、音声サービスをIPサービスと合体させ、単一の接続を両方のサービスに対して維持することもできる。音声接続は、合体されたサービスにおいてIPを通じて提供することもできる。
【０００４】
図1は、3つのサービス・エリアSA1、SA2、SA3をカバーする従来のモバイルIPネットワークを示している。上述のように音声サービス用に独立した伝送網を設けることができるが、簡単のため、IPサービスだけを図示してある。
【０００５】
図1に示したように、モバイル端末MTは、基地局BS1（アクセス・ポイントAPとも呼ばれる）のサービスを受けるサービス・エリアSA1の中にある。基地局BS1は、アクセス・ルータAR1に接続されている。このアクセス・ルータAR1はさらに、インターネットへのアクセスを提供するインターネット・サービス・プロバイダISP1に接続されている。他の基地局、例えばBS3もアクセス・ルータAR1に接続し、モバイル端末が異なるサービス・エリアを通過することがあっても、モバイル端末で共通IPアドレスが用いられるようにすることができる。言い換えるならば、モバイル端末がサービス・エリアSA1とサービス・エリアSA3の間で移動するときにラジオ周波数チャネルのハンドオフがある場合でも、そのモバイル端末で通信するときに使用されるIPアドレスを変える必要がなくてすむ。というのも、インターネット接続が同じアクセス・ルータAR1によって提供されるからである。
【０００６】
第2のサービス・エリアSA2は、別の基地局BS2のサービスを受ける。この基地局BS2はさらに、異なるアクセス・ルータAR2に接続されている。このネットワークのトポロジーのため、アクセス・ルータAR1とAR2は、関係するサービス・エリアの内部を動き回っているモバイル端末と通信するのに、IPアドレスの異なるブロックを使用する。モバイル端末MTがサービス・エリアSA1からサービス・エリアSA2に移動するとき、インターネット接続をアクセス・ルータAR1からアクセス・ルータAR2にハンドオフするのに何らかのメカニズムが必要とされる。同様に、サービス・エリアSA1とSA2が大きな論理距離によって隔てられている場合（例えばアクセス・ルータAR1とAR2が異なるISPに接続されている場合）には、モバイル端末がサービス・エリアSA2に入ったとすると、サービス・エリアSA1で以前に動作していたモバイル端末に送信されたデータをサービス・エリアSA2に転送できるようにするのに何らかの調整メカニズムが必要とされる。
【０００７】
IP接続をハンドオフするための従来の1つのスキームを図2に示してある。サービス・エリアSA1はアクセス・ルータAR1によるサービスを受ける。このアクセス・ルータAR1は、特定のモバイル端末MTと通信するための“ホーム・エージェント”に指定される。モバイル端末MTがサービス・エリアSA1の内部を動いている間は、アクセス・ルータAR1が、このアクセス・ルータAR1に割り当てられたIPアドレスを用いてモバイル端末と通信する。IPパケット（例えばe-メール、ウエブ・ページなど）がインターネットを通じてインターネット・サービス・プロバイダISP1に送信され、このインターネット・サービス・プロバイダISP1がトラフィックをアクセス・ルータAR1に転送する。するとアクセス・ルータAR1は、サービス・エリアSA1内で特定のIP接続がモバイル端末に関係していることを知る。
【０００８】
モバイル端末MTが、異なるアクセス・ルータAR2のサービスを受ける異なるサービス・エリアSA2に移動すると、以前にアクセス・ルータAR1に送信されたパケットはもはやこのモバイル端末に到達しない。従来の1つの解決法は、サービス・エリアSA2にアクセス・ルータAR2が存在していることを通知（例えば放送）し、モバイル端末MTがサービス・エリアSA2に入ったとき、このモバイル端末MTがアクセス・ルータAR2の存在を通知され、サービス・エリアSA2内で通信を行なうための新しいIPアドレスを受信することである。次に、モバイル端末MTまたはアクセス・ルータAR2は、（例えば地上線LLまたはインターネットを通じて）ホーム・エージェントAR1に接続更新情報を送り、パケットがサービス・エリアSA2内のモバイル端末に到達できるようにするIPアドレスをホーム・エージェントAR1が知るようにする。ホーム・エージェントは、このアドレスを“世話役”アドレスとして取り扱い、元のIPアドレスに続くすべてのパケットを新しいIPアドレスに転送する。要するに、2つの独立したIPアドレス（すなわちホーム・エージェントのアドレスと、新しいそれぞれの結合点で変化する世話役アドレス）を利用してモバイル端末と通信を行なう。このスキームは、インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース（IETF）のコメント要求（RFC）第2002号（1996年10月）に記載されている。
【０００９】
上記のスキームでは、ハンドオフの前にターゲット・アクセス・ルータ（AR2）が元のアクセス・ルータ（AR1）が知られていることを仮定している（例えばモバイル端末MTがアクセス・ルータAR2から通知を受信し、そのアクセス・ルータAR2と通信するためにIPアドレスを割り当てられる）。サービス・エリアが互いに重なった複数のアクセス・ルータがターゲット・エリア内に存在している場合には、モバイル端末が1つのアクセス・ルータを選択するのは容易でない。例えばモバイル端末が、あるサービス・エリアの外に移動しながら高帯域幅のビデオ・データを受信していると仮定しよう。モバイル端末のIP接続のハンドオフを受信するのに、互いに重なった他の2つのサービス・エリアを利用することができる。これら2つのサービス・エリアは、2つの異なるサービス・プロバイダが制御する2つのアクセス・ルータからサービスを提供されているが、これら2つのアクセス・ルータの一方は、インターネットへの高速アクセスを提供することができるのに対し、他方はそれができない。モバイル端末は、これら2つのアクセス・ルータのうちの一方を指定または選択する方法がない。
【００１０】
別の問題は、ハンドオフの速度に関する。図2に示した従来のシナリオでは、ハンドオフ速度を大きくできない可能性がある。というのも、モバイル端末と新しいアクセス・ルータAR2の間でハンドシェークが必要とされるからである。パケットは、IP接続のハンドオフがスムーズに実行されない場合には失われる可能性がある。さらに、IP接続を音声品質の信号または音楽に使用する場合には、ハンドオフによる待ち時間のために接続が遮断される可能性があるが、これは受け入れられない。
【００１１】
モバイル・ネットワークでIP接続をハンドオフする際の別の問題点は、潜在的に異なる（したがって互換性のない）サービス・プロバイダのサービスを受ける（異なるアクセス技術を利用した）異質なネットワークが関係する場合に発生する。再び図1を参照すると、サービス・エリアSA1ではMCI社のサービスが提供され、サービス・エリアSA2ではAT&T社のサービスが提供される場合には、これら2つのサービス・プロバイダは、互いのシステムからIPサービスのハンドオフを受け入れるための調整メカニズムに同意している必要がある。さらに、新しいアクセス・ルータを各サービス・プロバイダのシステムに追加するときには、両方のシステムのすべてのアクセス・ルータが他方のシステムを認識しているようにするため、新しいそれぞれのアクセス・ルータに関する詳細をシステム全体に伝える必要がある。この方法によって障害を起こす点が1つ発生する可能性があるため、異なるサービス・プロバイダ間で調節を行なわねばならない。
【００１２】
IP環境においてシームレスなハンドオーバーを提供するという問題は、インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース（IETF）（すなわち文脈転送ワーキング・グループ、ハンドオフ候補発見ワーキング・グループ、シームレスな移動性（SeaMoby）とモバイルIPワーキング・グループ）で続けられている仕事に関係している。セッション関連情報を交換するために文脈転送が開発され、モバイルIPの接続性を事前に確立するため高速ハンドオフ・プロトコルが開発されている。両方のプロトコルでは、望む機能を要求したときにターゲット・アクセス・ルータがどれであるかわかることが仮定されている（図1を参照）。ハンドオフ候補の発見がSeaMobyワーキング・グループの憲章に含まれているとはいえ、物理的に隣接したアクセス・ルータを発見するプロトコルは、これまで研究されていない。しかしネットワーキング要素の物理的位置を得ることに関する研究は行なわれてきている。グローバル・ポジショニング・システム（GPS）などの位置探索技術は、測位システムに取り付けられた装置の物理的位置情報を提供する。他のシステムでは、そのような情報を用いて装置の位置を正確に求める。しかし位置はアクセス技術のカバー・エリアとはまったく関係がないため、候補を選択する目的で位置情報を利用することはできない。
【００１３】
ラジオ周波数技術に基づくロケーション・システムでは、モバイル・ノードの位置を明らかにするのにワイヤレス・アクセス技術の信号を利用している。GPSシステムとは異なり、得られた位置は、位置を明らかにするのに使用する基地局のカバー・エリアに関係している。しかし得られた位置は、モバイル・ノードに特有であり、アクセス・ルータ間の重なったカバー・エリアに関しては何も教えてくれない。したがって、これらシステムは、物理的に隣接したネットワーキング要素を明らかにするのには使用できない。さらに、位置の決定は、通常は、利用するアクセス技術に非常に固有なものであるため、多数あるアクセス技術のシナリオには適していない。得られた位置の精度不足に加え、物理的に隣接していることを明らかにするのに必要な重なったカバー・エリアに関する情報もない。
【非特許文献１】Internet Engineering Task Force (IETF) Request for Comments (RFC) number 2002 (October 1996).
【非特許文献２】R.Koodli and C.Perkins,“A Context Transfer Framework for Seamless Mobility,”Work in Progress, Internet Draft, February 2001
【非特許文献３】G.Tsirtsis et al.,“Fast Handovers for Mobile IPv6,”Work in Progress, Internet Draft, April 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
必要とされるのは、上記の問題のいくつかまたはすべてに対処するシステムと方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明の要約
本発明により、モバイル・ネットワーク（例えばモバイルIPネットワーク）においてシームレスなハンドオーバーを容易にするシステムと方法が提供される。本発明の第1の特徴によれば、アクセス・ルータが、このアクセス・ルータのサービス・エリアに入ってくるモバイル端末からの情報を受信することにより、地理的に隣接している他のアクセス・ルータについてダイナミックに学習することが可能になる。本発明の第2の特徴によれば、集中型スキームを必要とすることなく（例えばピアツーピア法を利用して）複数のアクセス・ルータがケイパビリティ情報を共有することができる。本発明の第3の特徴によれば、1つ以上のターゲット・アクセス・ルータに関するケイパビリティ情報と、モバイル・ノードの運動方向とに基づき、ターゲット・アクセス・ルータを選択することと、ハンドオフを決めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の他の特徴ならびに利点は、以下に示す詳細な説明、図面、特許請求の範囲を通じて明らかになろう。
発明の詳細な説明
図3は、本発明のさまざまな原理を利用したシステムを示している。図3からわかるように、第1のアクセス・ルータAR1が、モバイル端末MTが存在している可能性のある第1のサービス・エリア（図示せず）にサービスを提供する。図3には明記していないが、1つ以上の基地局が存在していて対応する地理的エリアをカバーしており、そのような基地局を通じて各アクセス・ルータがデータ・パケットを送受信することが仮定されている。また、各アクセス・ルータがインターネット対応（例えばIPプロトコル対応）の接続を提供し、各アクセス・ルータが受信したデータ・パケットを対応するサービス・エリア内の1つ以上のモバイル端末に転送できることも仮定されている。各アクセス・ルータは、そのアクセス・ルータと直接通信するのに用いられるIPアドレスと、アクセス・ルータが割り当てることのできるIPアドレス・ブロックとを備えている。このIPアドレス・ブロックは、各アクセス・ルータが、そのアクセス・ルータのサービスを受けるモバイル端末と通信するために利用する。わかりやすくするため、アクセス・ルータAR1が10.1.0.0というIPアドレスを持ち、アクセス・ルータAR2が10.2.0.0というIPアドレスを持つことが図示されている。
【００１７】
本発明の1つの特徴によれば、各アクセス・ルータは、地理的に隣接した他のアクセス・ルータに関する情報を記憶した局所ケイパビリティ地図（図3の要素304と308）を生成して維持する。本発明の1つの側面によれば、モバイル端末MTがある1つのアクセス・ルータのサービスを受けるサービス・エリアに入っていくと、そのモバイル端末は、そのモバイル端末が出ていこうとしているサービス・エリアのためにそのアクセス・ルータのIPアドレスを送信する。言い換えるならば、各モバイル端末は、前に利用したアクセス・ルータに関する情報（前のアクセス・ルータのアイデンティティ、すなわちそのIPアドレス）を次のアクセス・ルータに送る。ある1つのアクセス・ルータのサービス・エリアから出て別のアクセス・ルータのサービス・エリアに入ることで、これら2つのアクセス・ルータが地理的に隣接していることが推定できる。それぞれのアクセス・ルータが他方のアクセス・ルータの存在を知ると、両方のアクセス・ルータはケイパビリティ情報を交換することができる。このケイパビリティ情報は、ターゲット・アクセス・ルータを選択して将来ハンドオフを行なうのに用いることができる。ケイパビリティ情報は、物理的に隣接したアクセス・ルータARの地図とともに、手作業で構成することもできる。
【００１８】
図3に示したように、アクセス・ルータAR1は、学習機能301、選択機能302、交換機能303を備えている。同様に、アクセス・ルータAR2は、ケイパビリティ地図308に加えてこれらの機能（要素305、306、307）を備えている。他のアクセス・ルータAR3とAR4も図示してあるが、内部の詳細は描いてない。一般に、各学習機能301と307は、1つのアクセス・ルータに付随するサービス・エリアに入っていくモバイル端末から情報（例えば前に利用したアクセス・ルータのIPアドレス）を受信する。
【００１９】
交換機能303と305は、学習機能に応答して2つのアクセス・ルータ間でケイパビリティ情報を交換する。例えばモバイル端末MTがアクセス・ルータAR1によってサポートされたサービス・エリアを出て、アクセス・ルータAR2のサービス・エリアに入ろうとするとき、このモバイル端末は、アクセス・ルータAR2に対し、元のアクセス・ルータAR1のIPアドレス（ここでは10.1.0.0）を送信する。それに応答して学習機能307がアクセス・ルータAR1のIPアドレスをケイパビリティ地図308に記憶させ、交換関数305がアクセス・ルータAR1に対して要求を（インターネットまたは他の手段により）送信することで、ケイパビリティ情報が交換されるようにする。その後、それぞれのアクセス・ルータの交換関数303と305が、個々のルータのケイパビリティに関するケイパビリティ情報（後で詳しく説明する）を交換する。例えば、アクセス・ルータAR1が28KBPSのリンク帯域幅をサポートでき、アクセス・ルータAR2が56KBPSのリンク帯域幅をサポートできるのであれば、この情報が各アクセス・ルータのケイパビリティ地図に記憶される。このようにして、各アクセス・ルータが、隣接したアクセス・ルータのケイパビリティについて学習する。
【００２０】
選択機能302と306は、ケイパビリティ地図304と308に記憶されているケイパビリティ情報に基づき、モバイル端末のためのターゲット・アクセス・ルータを選択する。例えばモバイル端末MTがアクセス・ルータAR1のサービスを受けるサービス・エリアを出て、多数のターゲット・アクセス・ルータ（例えばAR2とAR4）のサービスを受けるサービス・エリアに入ろうとするとき、アクセス・ルータAR1内の選択機能302がケイパビリティ地図304を参照し、どのアクセス・ルータがモバイル端末MTによって必要とされるケイパビリティに最も適しているかを判定する。運動検出スキームを用い、アクセス・ルータAR1に対し、モバイル端末が移動したときにそのモバイル端末にとって到達可能なアクセス・ルータARがどれであるかを伝える。あとでより詳しく説明することだが、ターゲット・アクセス・ルータの選択は、各アクセス・ルータに記憶されている方針に基づいて行なうことができる。
【００２１】
各アクセス・ルータに関係するケイパビリティとしては、静的ケイパビリティ（例えばアクセス・ルータによってサポートされる帯域幅；セキュリティ・プロトコル；サービス・プロバイダなど）と動的ケイパビリティ（例えば現在の負荷レバルまたはネットワーク遅延）が挙げられる。図3に示した実施例には、サポートされる帯域幅；セキュリティ・スキーム；アクセス・ルータに接続されたインターネット・サービス・プロバイダISP；アクセス・ルータのIPアドレス；サービス・パラメータの品質；ダイナミックな負荷状況が含まれている。
【００２２】
図3に示した機能のどれかまたはすべては、汎用または専用のディジタル・コンピュータで実行されるコンピュータ・ソフトウエアを用いて実現することができる。ケイパビリティ情報は、コンピュータのメモリ、関係データベース、これ以外のデータ構造のいずれかに記憶させることができる。従来のアクセス・ルータは、図3に示した機能を含むように変更することができる。
【００２３】
モバイル端末MTのユーザーが、1秒間に256キロバイト（KBPS）という接続帯域幅を必要とするIP接続で映画を見ていると仮定しよう。さらに、モバイル端末MTが、現在そのような帯域幅をサポートしているアクセス・ルータから出て、2つのアクセス・ルータAR2とAR4のサービスを受けるエリアに入ろうとしていると仮定しよう。アクセス・ルータAR1は、運動方向スキームにより、モバイル端末MTがサービス・エリアSA1から出たあとにアクセス・ルータAR2とAR4がこのモバイル端末をカバーできることを知る。アクセス・ルータAR1の選択機能302はケイパビリティ地図304を参照し、このエリア内の上記2つのアクセス・ルータのうちでアクセス・ルータAR4だけがそのような帯域幅をサポートしていると判断する。その後アクセス・ルータAR1は、モバイル端末MTとアクセス・ルータAR4の間のハンドオフを実現する。ハンドオフを実現する方法としては、文脈転送法（例えばR. KoodliとC. Perkins、「シームレスな移動のための文脈転送フレームワーク」、進展中の研究、インターネット・ドラフト、2001年2月を参照のこと）、または速いハンドオーバ法（例えばG. Tsirtsis他、“Fast Handovers for Mobile IPv6”Work in Progress, Internet Draft, April 2001を参照のこと）がある。
【００２４】
ハンドオフは、さまざまな方法で実現することができる。例えば、モバイル端末MTに対し、アクセス・ルータAR4と接触するように指示すること；ハンドオフを実現するためアクセス・ルータAR4にメッセージを送ること；これ以外の手段などが挙げられる。選択機能を別のアクセス・ルータ、プロセッサ、モバイル端末において実行できることにも注意されたい。
【００２５】
モバイル端末MTのユーザーが、128ビットの暗号化をサポートする高セキュリティの接続を要求すると仮定してみよう。モバイル端末MTが1つのサービス・エリアから別のサービス・エリアに移動するとき、このモバイル端末は、前のアクセス・ルータに対し、到達可能なアクセス・ルータのリストを伝える。前のアクセス・ルータは、モバイル端末MTの要求と、隣接している適切なアクセス・ルータについて記憶されているケイパビリティ情報とに基づき、ターゲット・アクセス・ルータを選択する。この選択プロセスについては後で詳しく説明する。他の選択スキームも、もちろん利用することができる。
【００２６】
図4は、異なるアクセス・ルータが、1つのアクセス・ルータに付随するサービス・エリアに入っていくモバイル端末に基づいて、物理的に隣接していることを学習し、ケイパビリティ情報を共有する際に使用できる方法における各ステップを示している。ステップ401では、モバイル端末MTがアクセス・ルータAR2のサービス・エリアを検出する。ステップ402では、モバイル端末がアクセス・ルータAR1のIPアドレスをアクセス・ルータAR2に送る。一実施態様では、モバイル端末MTのスイッチがオンになったときにIPアドレスは送られず、そのモバイル端末が運動しているときだけ送られる。
【００２７】
ステップ405では、アクセス・ルータAR1がアクセス・ルータAR2のケイパビリティ地図に存在しているかどうかを判定する。そうでない場合には、ステップ403において、アクセス・ルータAR2が、アクセス・ルータAR1のケイパビリティのリストを（例えばインターネットを通じて）アクセス・ルータAR1に要求する。ステップ404では、アクセス・ルータAR1とAR2がケイパビリティを交換し、両方のアクセス・ルータが互いのケイパビリティについて知ることになる。
【００２８】
一実施態様では、各アクセス・ルータのケイパビリティ地図への入力内容は、アクセス・ルータ間で最後のハンドオフが起こってからあまりに長い時間が経過した場合に除去することができる（例えば図4のステップ406）。このような除去を行なうことのもとになる考え方は、次のようなものである。すなわち、1つのサービス・エリアから別のサービス・エリアへと移動する多数のモバイル端末によって時間経過とともにかなりの数のハンドオフが起こったとき、そのような時間が経過しても特定のアクセス・ルータからのハンドオフがまったくないことが、そのアクセス・ルータが除去されたこと、あるいは機能していないこと、あるいはそのアクセス・ルータがカバーしているエリアが変化したことを示している可能性があるため、隣接地図を変化させるという考え方である。
【００２９】
別の方法として、入力内容は、要求もしていないのに他のアクセス・ルータからケイパビリティが変化したことを示すメッセージが届いたときに変えることができる。例えば現在の負荷状況などのダイナミックなケイパビリティについてこのようなことが起こる可能性がある。アクセス・ルータは、ケイパビリティ地図にあるすべてのアクセス・ルータに要求を送信し、更新されたケイパビリティ情報を周期的に交換することができる。
【００３０】
上に概要を説明したように、最初のケイパビリティ地図は手作業で作り、その後それを時間経過とともにダイナミックに更新していくことができる。
【００３１】
図5は、ターゲット・アクセス・ルータを選択し、その選択したターゲット・アクセス・ルータに対するハンドオフを可能にする際に使用できる方法における各ステップを示している。ステップ501では、モバイル端末が、複数のアクセス・ルータARのサービス・エリアのそれぞれを、そのアクセス・ルータのカバー・エリアに入ったときに検出する。ステップ502では、これらアクセス・ルータARのリストが、現在サービスを提供しているアクセス・ルータ（例えばAR1）に送られる。ステップ503では、アクセス・ルータAR1が、到達可能なアクセス・ルータARと、ケイパビリティ地図に存在していてモバイル端末MTの要求と一般的なアクセス・ルータARの要求の両方を満たすアクセス・ルータARとが交差している部分を明らかにする。交差部分がない場合には、2つの異なった方針を適用することができる。方針1（ステップ504）では、アクセス・ルータAR1が、代わりに、到達可能なアクセス・ルータARと、ケイパビリティ地図にあるすべての隣接アクセス・ルータとが交差している部分を明らかにする。方針2を適用する場合（ステップ505）には、送られてきた要求に基づいたハンドオフが実現不能であることを示す失敗メッセージがモバイル端末MTに送られる。するとモバイル端末と協働している現在のアクセス・ルータARは、このモバイル端末を、隣接したアクセス・ルータのうちで、このモバイル端末による通話ができ、しかもこのモバイル端末の要求の一部に最も適した1つのアクセス・ルータに対してハンドオーバすることが可能であるかどうかを判断できるようになる。現在のアクセス・ルータがハンドオーバ・プロセスを開始させるのであれば、これもこのアクセス・ルータにとっての1つの方針決定になりうる。ステップ506では、アクセス・ルータAR1が、交差集合からターゲット・アクセス・ルータを1つ選択する。ステップ507では、アクセス・ルータAR1が、選択されたターゲット・アクセス・ルータに対してハンドオフを開始する。
【００３２】
各アクセス・ルータに対して別のアクセス・ルータにメッセージを送信するよう要求するのではなくケイパビリティ情報の共有を実行させるためには、各モバイル端末MTが1つのアクセス・ルータのケイパビリティを別のアクセス・ルータに直接に送信するという方法が可能であることに注意されたい。さらに、アクセス・ルータの中でケイパビリティのマッチングが起こるのではなく、各モバイル端末自身が、潜在的ターゲット・アクセス・ルータのうちの1つから送信されたケイパビリティ情報に基づき、どのターゲット・アクセス・ルータが最適であるかを判断することができる（例えばケイパビリティ地図をモバイル端末に送信し、そのモバイル端末が選択を行なうようにすることができよう）。別の方法として、ターゲット・アクセス・ルータの選択は、元のアクセス・ルータにおいて、そのルータが持つケイパビリティ地図に基づいて行なうこともできる。
【００３３】
サービス・エリア間の移動という文脈で上記の説明を行なったが、本発明の原理はサービス・エリア間の移動の有無とは関係がなく、アクセス・ルータ間で負荷をバランスさせることにも適用できる。例えば、1つのモバイル端末が、オーバーロードになったアクセス・ルータのサービスを受けているサービス・エリアに入ったとき、このオーバーロードになったアクセス・ルータは、現在そのモバイル端末にサービスを提供しているアクセス・ルータの存在について学習し、そのオーバーロードになったアクセス・ルータを通じて接続されているモバイル端末のうちのいくつかを、新たに発見したアクセス・ルータに切り換えることができる。
【００３４】
アクセス・ルータ間で交換することのできるケイパビリティはさまざまであり、その中には静的ケイパビリティや動的ケイパビリティが含まれる。具体的には、アクセス・ルータによってサポートされている帯域幅；ダイナミックな負荷状況；セキュリティ・スキーム；サービス品質（QoS）ケイパビリティ；ファイル形式（例えばMP3、JPEGなど）；アクセス・ルータの地理的位置；ストリーミング・メディアのサポート；送信技術（例えばCDMA、TDMA、GSM）；パワー・レベル；想定される信号幅；他のアクセス・ルータとの近接度；アクセス・ルータに接続されるインターネット・サービス・プロバイダISP；現在の天候状況；音声会議および／またはビデオ会議の設備；コスト（例えば1分あたりの料金、データ単位ごとの料金）；プロモーション情報（例えば、所定のアクセス・ルータを用いた場合にアクセスが無料になる）；通知などが挙げられる。2つ以上の送信技術（例えばIEEE 802.11とGSM）をサポートしているモバイル端末は、例えばケイパビリティに関する条件を指定することができる。それは、ハンドオフが受け入れられる前に、1つのアクセス・ルータを、どちらかの送信技術をサポートする1つの基地局と関係づける必要があるという条件である。さらに、アクセス・ルータは、各アクセス・ルータに付随したアクセス・ポイントに関する情報を交換することができる。この情報を利用するとアクセス・ルータを容易に選択することができる。これについて以下に詳しく説明する。
【００３５】
一実施態様では、モバイル端末が別のサービス・エリアに入ったときだけケイパビリティが交換されるが、本発明の別の実施態様では、サービス・エリアの移動がない場合でも、各アクセス・ルータが、そのケイパビリティ地図に記憶されている他のアクセス・ルータに対して周期的に（例えば1時間に1回、または1日に1回）質問を行なう。さらに、隣接情報を共有できるようにするため、潜在的ターゲット・アクセス・ルータのネットワーク・アドレス（またはアクセス・ルータに関する他の同定情報）はモバイル端末を通じて元の（現在の）アクセス・ルータに戻すことができるが、その逆ではないことに注意されたい。
【００３６】
本発明の1つの変形例によれば、アクセス・ルータは、1つのモバイル端末から受信した情報に基づき、情報を繰り返して共有することができる。例えば1つのモバイル端末が新しいサービス・エリアに入り、前のアクセス・ルータのIPアドレスを新しいアクセス・ルータに転送すると仮定しよう。ケイパビリティ地図に地理的情報（例えばアクセス・ルータの現在位置）または信号強度情報（例えば同じモバイル端末に関係した現在の信号強度）が含まれている場合には、新しいアクセス・ルータは、自身のケイパビリティ地図の中に記憶させるのに十分なほど近くに他のアクセス・ルータがあると推定することができる。
【００３７】
この原理は、モバイル端末そのものがアクセス・ルータになっている場合にも適用することができる。例えば、大きなスポーツ・イベントが大都市のスタジアムで開催されると仮定しよう。複数のサービス・プロバイダがアクセス・ルータおよび／または送信装置を搭載したトラックをスタジアムの近くに駐車させ、スポーツ・イベントを観戦しているユーザーのモバイル端末にサービスを提供することができる。モバイル端末の各ユーザーは、各トラックの位置とケイパビリティに基づき、1つのサービス・プロバイダ（とアクセス・ルータ）を選択することができる。トラックの1つは、広告を受信する意思のあるモバイル端末に対し、限られた帯域幅で自由にアクセスできるようにすることが可能である。別のトラックは、より広い帯域幅のアクセス（例えばビデオ速度）を提供できるが、1分間につき10セントのコストがかかる。各トラックに付随するアクセス・ルータは、各トラックに付随するアクセス・ルータ間を移動するモバイル端末を媒介として、他のアクセス・ルータとケイパビリティを共有することができる。送信装置を1つのトラックに設置する一方で、アクセス・ルータを別のトラックまたはトレーラに設置できることが理解できよう。一実施態様に関して上に説明したように、アクセス・ルータARの物理的隣接地図に含まれている特定のアクセス・ルータARからのハンドオーバが停止すると、そのアクセス・ルータは除去される。これは、その物理的隣接地図への入力内容が、その入力内容に伴う寿命を持っているからである。ハンドオーバが隣接したアクセス・ルータARで起こったり、隣接したアクセス・ルータARからハンドオーバが送信されたりしたとき、この寿命が更新される。
【００３８】
図6は、第1のアクセス・ルータAR1に付随するサービス・エリアから、3つの異なるアクセス・ルータAR2、AR3、AR4によるサービスを受けるエリアに移動するモバイル端末MTを示している。スタジアムに到着したモバイル端末のユーザーは、アクセス・ルータAR1に付随するサービス・エリアから、スタジアムに駐車しているさまざまなトラックによってサポートされている重なった潜在的サービス・エリア（例えばアクセス・ルータAR2、AR3、AR4）へと移動する可能性がある。モバイル端末のユーザーがアクセス・ルータAR1に付随するサービス・エリアからスタジアムに移動してスタジアムの複数のアクセス・ルータに出会うと、アクセス・ルータAR1はスタジアムのアクセス・ルータのケイパビリティについて学習した後、スタジアムの各アクセス・ルータに関係するケイパビリティ情報と、（必要に応じて）各モバイル端末のケイパビリティ条件とに基づき、他のモバイル端末のハンドオフを選択的に制御することができる。このシナリオのもとでは、同じ地理的位置に入る2つの異なるモバイル端末に対し、各モバイル端末が必要とするケイパビリティを考慮して、異なるアクセス・ルータを割り当てることができる。
【００３９】
別の実施例として、モバイル端末のユーザーが、インターネットに自由にアクセスできるショッピング・モールに入ったと仮定しよう。ユーザーは、ショッピング・モールに近づくにつれ、永続的な広告の代わりにフリー・アクセス・ルータに切り換えるように求められる可能性がある。（ユーザーは、フリー・アクセス・ルータが利用できるところではフリー・アクセス・ルータを選ぶことを示すプロファイルをあらかじめ決めておくことができよう）。しかし同じ動きをする別のユーザーは、これとは異なり、モバイル端末で現在作動しているアプリケーション・プログラム（例えばビデオ電話コール）を理由に、自動的に料金のかかる高品質アクセス・ルータにハンドオフする可能性がある。ユーザーは、条件付きケイパビリティ条件を設定することもできる。例えば、ビデオ・コールがなされている（その場合、帯域幅を保証できる料金のかかるアクセス・ルータが選択される）のでなければフリー・アクセス・ルータをデフォルトにする。
【００４０】
モバイル端末が新しいサービス・エリアに入ったことを検出するにはさまざまな方法がある。1つの方法では、モバイル端末が、さまざまなアクセス・ルータに付随する隣接基地局のビーコンを聴くことによってアクセス・ルータを“助ける”というものである。隣接したこれらビーコンを聴き始めるというこの判断は、ハンドオーバが必要であると見なされたときに、モバイル端末が下すこと、あるいはアクセス・ルータARが開始させることができる。例えば、現在のアクセス・ルータARからモバイル端末への信号と、モバイル端末から現在のアクセス・ルータARへの信号のいずれかまたは両方は、フェードしていく可能性がある。モバイル端末とアクセス・ルータARの一方または両方は、ハンドオーバが必要であることを判断できる。（電力を節約するため、モバイル端末は、必要がないときに隣接したビーコンを常に聴いている必要はない）。現在のアクセス・ルータに関係する信号強度が閾値以下に低下し、別のアクセス・ルータに関係する信号強度がその値よりも大きくなったとモバイル端末が判断したとき、このモバイル端末は、上記の原理を利用してハンドオフ要求を開始することができる。
【００４１】
モバイル端末は、隣接基地局またはアクセス・ポイントからの信号が聞こえたとき、この情報を現在サービスを提供しているアクセス・ルータに戻す。この情報としては、これら基地局からの低レベル・リンク層情報と、基地局とつながっているアクセス・ルータARのIPアドレスのいずれかまたは両方が可能である。この情報は、その全体が、現在モバイル端末がつながっているアクセス・ルータARに転送される。これら基地局は、さまざまな送信技術を利用することができる。上記のように現在のアクセス・ルータが潜在的ターゲット・アクセス・ルータARのIPアドレスを利用できる場合には、現在のアクセス・ルータは、潜在的ターゲット・アクセス・ルータARのリストを直ちに利用できる。これらは、モバイル端末が聞くことのできるアクセス・ルータARであるため、モバイル端末からハンドオーバすることができるアクセス・ルータARのリストとなる。ターゲット・アクセス・ルータは、ケイパビリティに基づいて、あるいはハンドーオーバ可能なアクセス・ルータが2つ以上ある場合には、何らかの方針に基づいて、このリストから選択される。
【００４２】
モバイル端末が、聞くことのできる潜在的ターゲット・アクセス・ルータのIPアドレスを転送せず、リンク・レベル（例えば基地局識別子）の情報だけを転送する場合には、現在のアクセス・ルータARが、基地局がつながっている隣接したアクセス・ルータARの中からアクセス・ルータARを同定する。したがって現在のアクセス・ルータARは、隣接リストに載っているすべてのアクセス・ルータに、聞くことのできる基地局のIDをグループ同報通信する。これら基地局に属するアクセス・ルータARは、認証を伴った応答を返す。潜在的ターゲット・アクセス・ルータのリストがこのシナリオにおいてこのようにして形成され、前段落で説明したのと同様のプロセスを利用してターゲット・アクセス・ルータが同定される。このグループ同報通信メッセージは、基地局のリンク・レベルIDがケイパビリティ交換の際に交換される場合には使用しないようにすることができる。後者の方法では、元のアクセス・ルータが自身のケイパビリティ地図を参照し、どのアクセス・ルータがビーコンに関係しているかを判定する。
【００４３】
モバイル端末が現在のアクセス・ルータに隣接したアクセス・ルータの中から最適なターゲット・アクセス・ルータARを同定するのを助けることができず、しかも現在のアクセス・ルータARまたはモバイル端末が、ハンドオーバが必要であると判断した場合には、現在のアクセス・ルータARは、ターゲット・アクセス・ルータARを同定するため、以下の手続きを利用することができる。現在のアクセス・ルータARは、隣接したすべてのアクセス・ルータに対し、モバイル端末のIDを伴ったポーリング・メッセージをグループ同報通信する。隣接したアクセス・ルータARは、モバイル端末の信号を聞くことができるかどうかを判断するため、対応する基地局にポーリングする。これら基地局は、モバイル端末が応答すべきビーコンを送り出す。別の方法では、基地局がモバイル端末の制御信号を聞くことができる。信号を聞くことができる基地局は、この情報を対応するそれぞれのアクセス・ルータARに転送する。するとこれらアクセス・ルータARは、ポーリング・メッセージを送り出したアクセス・ルータARに応答する。アクセス・ルータARがポーリング・メッセージに応答すると、現在のアクセス・ルータARは潜在的ターゲット・アクセス・ルータARのリストを入手することになる。次に、現在のアクセス・ルータARは、ケイパビリティ情報または何らかの方針を利用して、モバイル端末のためのターゲット・アクセス・ルータARを同定する。
【００４４】
一実施態様では、いわゆる“サービスの拒否”攻撃またはエラーのあるケイパビリティ情報を避けるため、セキュリティ機能を備えている。この実施態様では、第2の（ターゲット）アクセス・ルータが、第1の（元の）アクセス・ルータに質問し、モバイル端末が最近第1のアクセス・ルータのサービスを受けたことを確認する。このような質問は、第2のアクセス・ルータから第1のアクセス・ルータにIPパケットを送信し、第1のアクセス・ルータから確認応答を受信することによって実現可能である。確認が成功しなかった場合には、ケイパビリティ交換操作が禁止され、第1のアクセス・ルータが第2のアクセス・ルータの隣接地図に加えられることはない。（こうすることにより、モバイル端末が東海岸のサービス・エリアを離れてオフになり、西海岸のサービス・エリアで再びオンになるという状況も避けられよう）。こうすることにより、悪意あるモバイル端末が実際には以前に第3のアクセス・ルータからサービスを受けていながら第1のアクセス・ルータからハンドオフされたと主張することを回避できよう。この機能は、第1のアクセス・ルータから第2のアクセス・ルータにパケットを自発的に送信して確認情報を提供することによっても実現可能である。
【００４５】
図7は、本発明の原理を実行する際に使用できるモバイル端末の可能な1つの具体例を示している。このモバイル端末701には、1つ以上の基地局と通信する送信／受信回路702が含まれている。基地局は、従来の音声に基づいた携帯電話網（例えばCDMA技術やTDMA技術）で使用されているのと同じでもよいし、そのような電話網とは独立していてもよい。しかし回路702は、モバイルIPネットワークを介して送られるIPパケットを含むディジタル・データを送信する。上記回路の受信部は、基地局から信号強度またはビーコン情報を受信し、それが信号強度検出器703で処理される。データ・インターフェイス回路704は、ディジタル・メッセージを、送信／受信回路702を通じた送信に適した形式に変換するとともに、逆の変換も行なう。この回路をどのように具体化するかに応じ、データ・インターフェイス回路704は必要とされない可能性もある。
【００４６】
モバイルIPハンドオフ処理回路705は、信号強度と、以前に記憶したケイパビリティ条件またはプロファイル706とに基づいて判断を下す。ケイパビリティ条件は、ユーザーが（例えばグラフィカル・ユーザー・インターフェイスまたはキーパッドを利用して）手作業で入力すること、あるいはさまざまなアプリケーション・プログラム707のどれがモバイル端末上で実行されているかに応じて自動的に設定することが可能である。例えばユーザーが、かなりの帯域幅を必要とする映画アプリケーションを実行している場合には、このアプリケーションは、この帯域幅に対応するケイパビリティ条件を自動的に設定することができる。その後、モバイル端末701は、新しいアクセス・ルータに対してハンドオフを試みるときにこの条件を送信する。
【００４７】
図7に示したいくつかの機能またはすべての機能を実現するには、アプリケーション専用の集積回路；ソフトウエアをプログラムされたマイクロプロセッサ；信号処理装置；専用回路；これらの組み合わせのいずれかを利用することができる。したがって図7に示した機能の構成は、ハードウエア回路の特別な構成にはよらない。
【００４８】
すでに説明したように、この明細書に記載したIPハンドオフ・メカニズムは、単一のモバイル端末の中の他のハンドオフ・メカニズムと共存することができる。例えば図7にはモバイルIPハンドオフ処理機能が示されているが、完全に異なる基準に基づいた音声接続を別にハンドオフすることを目的として、完全に独立したハンドオフ機能をモバイル端末の中に共存させることができる。別の方法として、音声接続は、IP接続を介して実現することもできる。すると音声のハンドオフは、判断プロセスに含めることができる。例えばパケットの待ち時間は、人間がエコーを認識するケイパビリティと、パケットが遅延した場合のパケット化された音声における遅延とが原因で、ターゲット・アクセス・ルータに関して決定を下すときにより大きな問題になる可能性がある。
【００４９】
“モバイル端末”という用語には、IP対応の携帯電話；ワイヤレスでアクセス可能なパーソナル・ディジタル・アシスタント（PDA）（例えばPALM社が製造しているもの）；ワイヤレス通信が可能なノートブック型コンピュータ；さまざまな送信技術（CDMA、GSM、TDMAなど）または媒体（ラジオ波、赤外線、レーザーなど）を通じてパケット化されたディジタル通信法を利用した通信が可能な他のモバイル装置が含まれるものと理解されたい。
【００５０】
“アクセス・ルータ”という用語には、IPパケットなどのパケットをルーティング情報に基づいてネットワーク内のアドレスに届ける、コンピュータで実現した装置が含まれるものと理解されたい。しかしアクセス・ルータは、情報を送信するのにさまざまな送信スキーム（例えばGSMやCDMA）を利用する可能性のある基地局／アクセス・ポイントとは別であることを理解しておく必要がある。図1に示したように、単一のアクセス・ルータを1つ以上の基地局と関係づけることができる。別の方法として、2つ以上のアクセス・ルータを単一の基地局と関係づけることもできる。
【００５１】
“モバイルIPネットワーク”という用語には、（たとえ送信技術が適合していなかったり、異なる搬送波で動作したりするネットワークであっても、）インターネット・プロトコルを用いてモバイル端末とワイヤレスで通信するネットワークが含まれるものと理解されたい。
【００５２】
本発明を実施するための現在のところ好ましい態様を含む特別な実施例に関して本発明を説明してきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に示した本発明の精神と範囲の中で、上に説明したシステムと技術に対する多数のバリエーションや変更が存在していることが理解できよう。この明細書に記載した方法のすべてのステップは、コンピュータ・ソフトウエアの形に具体化してコンピュータが読むことのできる媒体に記憶させ、汎用コンピュータまたは専用コンピュータに実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】3つのサービス・エリアSA1、SA2、SA3をカバーする従来のモバイルIPネットワークを示している。
【図２】IP接続をハンドオフするための従来のスキームを示しており、モバイル端末は、ホーム・エージェントAR1に登録されるだけでなく、第2のIPアドレスを用い、“世話役”エージェントAR2を通じて通信する。
【図３】複数のアクセス・ルータAR1とAR2を含む本発明のシステムを示しており、それぞれのアクセス・ルータは、地理的に隣接したアクセス・ルータのケイパビリティを記述するケイパビリティ地図（304と308）を備えている。
【図４】物理的に隣接していることを学習し、物理的に隣接したアクセス・ルータからケイパビリティ情報を獲得する方法における各ステップを示している。
【図５】以前に記憶したケイパビリティ情報に基づいてターゲット・アクセス・ルータを選択する方法における各ステップを示している。
【図６】第1のアクセス・ルータAR1に付随するサービス・エリアから、3つの異なるアクセス・ルータAR2、AR3、AR4によるサービスを受けるエリアに移動するモバイル端末MTを示している。
【図７】本発明のさまざまな側面を実行するための処理機能とメモリを備えたモバイル端末701を示している。
【図１】
2008005484.tif 000003
【図２】
2008005484.tif 000004
【図３】
2008005484.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008005484.tif 000007
【図６】
2008005484.tif 000008
【図７】
2008005484.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月13日(2007.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクセス・ルータを含むモバイルIPネットワーク内でハンドオフの決定に関与するモバイル端末であって、
モバイルIPネットワーク内でディジタル・データの送信と受信が可能な送信／受信回路と；
この送信／受信回路に接続されたモバイルIPハンドオフ処理回路とを備え、モバイルIPハンドオフ処理回路が、モバイルIPネットワーク内の第1のアクセス・ルータのネットワーク・アドレスを、このモバイルIPネットワーク内の第2のアクセス・ルータに送信し、
地理的に近いアクセス・ルータ群のケイパビリティを明らかにするケイパビリティ地図をさらに備え、上記モバイルIPハンドオフ処理回路が、このケイパビリティ地図に記憶された1つ以上のケイパビリティをモバイルIPネットワーク内の1つのアクセス・ルータに送信する、モバイル端末。
【請求項２】
上記モバイルIPハンドオフ処理回路が、モバイル端末上で現在実行されているアプリケーションに依存した帯域幅条件を送信する、請求項1に記載のモバイル端末。
【請求項３】
上記送信／受信回路と上記モバイルIPハンドオフ処理回路に接続された信号強度検出器をさらに備え、モバイルIPハンドオフ処理回路が、信号強度が閾値よりも小さくなったことを検出したことに応答して、モバイルIPネットワーク内でハンドオフ操作を開始する、請求項1に記載のモバイル端末。