(57)【要約】【課題】移動先に関する情報を簡便にかつ確実に提供する。【解決手段】本発明によるハンドオーバ方法によれば、モバイルＩＰを用いた移動通信システムにおいて、アクセスルータ装置間でアクセスネットワークに関する情報が交換され、移動端末のハンドオーバに際して先に交換した近隣のアクセスルータ装置に関する情報およびアクセスネットワーク情報を提供することにより、事前に移動先を決定し効率的なハンドオーバ処理を実施することができる。【選択図】図１ 
2005143088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックボーンネットワークに接続するバックボーンネットワークインタフェースと、アクセスネットワークに接続するアクセスネットワークインタフェースを有するアクセスルータ装置と、アクセスネットワークを移動しながらアクセスルータ装置を介してバックボーンネットワークに接続する移動端末と、から構成される移動通信システムのハンドオーバ方法において、
アクセスルータ装置はアクセスネットワークインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報をバックボーンネットワークに向けて送信し、他のアクセスルータ装置から送信された前記アクセスネットワークインタフェース情報を受信したアクセスルータ装置は、それらを周辺アクセスネットワーク情報として記憶し、移動端末のハンドオーバ時に移動先ルータ候補情報として移動端末に通知し、移動先ルータ候補情報を取得した移動端末は、該情報をもとに移動先ルータを決定してハンドオーバ処理を実施することを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項２】
第１のアクセスルータ装置が、特定の無線周波数で接続するアクセスネットワークとのインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報を、有線のバックボーンネットワークへマルチキャスト送信するステップと、
第２のアクセスルータ装置が第１のアクセスルータ装置から受信した前記アクセスネットワークインタフェース情報を、周辺アクセスネットワーク情報として記憶するステップと、
アクセスネットワーク上の移動端末がハンドオーバするときに、第２のアクセスルータ装置が前記移動端末に前記周辺アクセスネットワーク情報の全て、あるいは一部を移動先ルータ候補情報として通知するステップと、
前記移動端末が取得した前記移動先ルータ候補情報を基に移動先アクセスルータ装置を決定してハンドオーバ処理を実施するステップと、
を有するハンドオーバ方法。
【請求項３】
前記アクセスネットワークインタフェース情報が、アクセスネットワークインタフェースに付与されたアドレス、および自己の位置情報を含み、
第２のアクセスルータ装置は、受信した前記アクセスネットワークインタフェース情報の位置情報と自位置とから所定の距離以内にあるか否かを判定し、所定の距離以内にある一つ以上のアクセスルータ装置の前記アクセスネットワークインタフェース情報を前記周辺アクセスネットワーク情報とすることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のハンドオーバ方法。
【請求項４】
前記移動端末は、受信した前記移動先ルータ候補情報を基に自位置に最も近い第1のアクセスルータ装置を移動先アクセスルータ装置に決定してハンドオーバ処理を実施することを特徴とする請求項３に記載のハンドオーバ方法。
【請求項５】
第２のアクセスルータ装置は、前記アクセスネットワークインタフェース情報を自位置に近い順に前記周辺アクセスネットワーク情報として記憶していることを特徴とする請求項３に記載のハンドオーバ方法。
【請求項６】
第２のアクセスルータ装置は、前記周辺アクセスネットワーク情報に含まれる前記アクセスネットワークインタフェース情報を、自位置に近い順に整列させた後に前記移動先ルータ候補情報として前記移動端末に通知することを特徴とする請求項３に記載のハンドオーバ方法。
【請求項７】
前記アクセスネットワークインタフェース情報はルータ広告メッセージに付加されること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のハンドオーバ方法。
【請求項８】
さらに、前記アクセスネットワークインタフェース情報にはアクセスネットワークを識別するネットワーク識別子を含み、前記移動端末は、前記移動先ルータ候補情報に基づいて、接続可能なネットワーク識別子を有するアクセスルータ装置の中から、前記移動先アクセスルータ装置を決定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のハンドオーバ方法。
【請求項９】
特定の無線周波数で接続するアクセスネットワークとのインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報を収集して、有線のバックボーンネットワークに向けてマルチキャスト送信するアクセスネットワーク情報処理部と、
受信した前記アクセスネットワークインタフェース情報を周辺アクセスネットワーク情報として記憶する周辺アクセスネットワーク情報処理部と、
アクセスネットワーク上の移動端末からハンドオーバ開始の通知を受けたとき、前記周辺アクセスネットワーク情報処理部に記憶したアクセスネットワークインタフェース情報の全てあるいは一部を移動先ルータ候補情報として前記移動端末に通知する移動先ルータ候補情報処理部と
を有するアクセスルータ装置。
【請求項１０】
自己の位置を検出し、位置情報として管理する位置情報管理部をさらに有し、
前記アクセスネットワーク情報処理部は、アクセスネットワークインタフェース情報に前記位置情報を付加して送信し、
前記周辺アクセスネットワーク情報処理部は、受信した他のアクセスルータ装置の前記位置情報と、前記位置情報管理部から取得した自位置とから所定の距離以内にあるか否かを判定し、所定の距離以内にある前記他のアクセスルータ装置が送信した前記アクセスネットワークインタフェース情報を前記周辺アクセスネットワーク情報として記憶することを特徴とする請求項９に記載のアクセスルータ装置。
【請求項１１】
前記アクセスネットワークインタフェース情報は、アクセスネットワークインタフェースに付与されたアドレス、およびアクセスネットワークと通信する無線周波数情報を少なくとも含むことを特徴とする請求項１０に記載のアクセスルータ装置。
【請求項１２】
さらに前記アクセスネットワークインタフェース情報はアクセスネットワークを識別するネットワーク識別子を含むことを特徴とする請求項１１に記載のアクセスルータ装置。
【請求項１３】
前記周辺アクセスネットワーク情報処理部は、自位置に近いアクセスルータ装置の順にアクセスネットワークインタフェース情報を記憶することを特徴とする請求項１０に記載のアクセスルータ装置。
【請求項１４】
前記移動先ルータ候補情報処理部は、自位置から所定の距離以内にあるアクセスルータ装置のアクセスネットワークインタフェース情報を前記周辺アクセスネットワーク情報処理部から抽出し、自位置に近い順に整列させた後に移動先ルータ候補情報として移動端末に通知することを特徴とする請求項１２に記載のアクセスルータ装置。
【請求項１５】
前記アクセスネットワーク情報処理部は、前記アクセスネットワークインタフェース情報をルータ広告メッセージに付加して送信することを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載のアクセスルータ装置。
【請求項１６】
アクセスネットワークを移動しながら各々の特定の無線周波数で通信するアクセスルータ装置を介してバックボーンネットワークに接続する移動端末において、
接続しているアクセスルータ装置から、移動先の接続候補であるアクセスルータ装置のアドレスと前記特定の無線周波数情報とを含む移動先ルータ候補情報を取得して移動先アクセスルータ装置を決定する移動先ルータ選択部と、
当該移動先ルータ選択部の決定を受けて、取得した前記無線周波数で前記移動先アクセスルータ装置とハンドオーバ処理を開始するハンドオーバ制御部と
を有することを特徴とする移動端末。
【請求項１７】
前記移動先ルータ選択部は、ハンドオーバ開始前に前記移動先ルータ候補情報を要求するハンドオーバ要求メッセージを接続中のアクセスルータ装置に送信することを特徴とする請求項１６に記載の移動端末。
【請求項１８】
自己の位置を検出し、位置情報として管理する位置情報管理部をさらに有するとともに、前記移動先ルータ候補情報には前記接続候補であるアクセスルータ装置の位置情報を含み、
前記移動先ルータ選択部は、前記位置情報管理部から通知された位置情報と、取得した前記移動先ルータ候補情報に含まれる位置情報とに基づいて自位置に最も近いアクセスルータ装置を移動先アクセスルータ装置に決定することを特徴とする請求項１６または１７に記載の移動端末。
【請求項１９】
前記移動先ルータ候補情報は選択優先度の高い順に整列されており、前記移動先ルータ選択部は、取得した前記移動先ルータ候補情報の最上位に記載されたアクセスルータ装置を移動先アクセスルータ装置に決定することを特徴とする請求項１６に記載の移動端末。
【請求項２０】
さらに、前記移動先ルータ候補情報はアクセスネットワークを識別するネットワーク識別子を有し、
前記移動先ルータ選択部は、取得した前記ネットワーク識別子に基づいて、接続許可されるネットワーク識別子を有するアクセスルータ装置の中から、前記移動先アクセスルータ装置を決定することを特徴とする請求項１６に記載の移動端末。
【請求項２１】
外部ネットワークと接続する有線のバックボーンネットワークと、
特定の無線周波数で通信するアクセスネットワークと、
アクセスネットワークとのインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報を収集してバックボーンネットワークに向けてマルチキャスト送信するアクセスネットワーク情報処理部と、受信した前記アクセスネットワークインタフェース情報を周辺アクセスネットワーク情報として記憶する周辺アクセスネットワーク情報処理部と、アクセスネットワーク上の移動端末からハンドオーバ開始の通知を受けたとき、前記周辺アクセスネットワーク情報処理部に記憶したアクセスネットワークインタフェース情報の全てあるいは一部を移動先ルータ候補情報として前記移動端末に通知する移動先ルータ候補情報処理部とを具備するアクセスルータ装置と、
接続しているアクセスルータ装置から、移動先の接続候補であるアクセスルータ装置のアドレス、および前記特定の無線周波数情報を含む移動先ルータ候補情報を取得して、移動先アクセスルータ装置を決定する移動先ルータ選択部と、当該移動先ルータ選択部の決定を受けて、取得した前記無線周波数で前記移動先アクセスルータ装置とハンドオーバ処理を開始するハンドオーバ制御部とを具備する移動端末と、
を有する移動通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネットアクセスを目的とする移動通信システムにおいて、無線通信を行う移動端末がハンドオーバする先のアクセスルータ装置を探索する際の処理負荷を軽減し、通信効率の向上を実現するハンドオーバ方法および移動通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットシステムにおける移動管理方法の一つにモバイル（Ｍｏｂｉｌｅ）ＩＰがあり、ＩＰｖ４に対応するモバイルＩＰｖ４は、RFC3220（IP Mobility Support）にて標準化されている。また、ＩＰｖ６に対応するモバイルＩＰｖ６は、インターネットドラフトdraft-ietf-mobileip-ipv6(Mobility Support in IPv6)において現在も標準化が進められている。これらのプロトコルによって、移動端末が異なるネットワーク間を移動する場合にも、同一のアドレスを用いて通信を行うことが可能となる。
【０００３】
モバイルＩＰｖ６においては、移動端末はホームリンクから離れた場合に現在接続しているリンクのアクセスルータ装置から送信されるネットワーク情報から現在接続しているリンクのプレフィックス情報を取得することにより、そのリンクで一時的に使用するケアオブアドレスを生成する。その後、バインディングアップデートメッセージをホームエージェントに送信することにより、そのケアオブアドレスをプライマリケアオブアドレスとして、移動端末のホームリンク上のホームエージェントに登録する。ホームエージェントは移動端末からのバインディングアップデートメッセージを受信した後、ホームアドレスとケアオブアドレスを関連付けるバインディングキャッシュを作成もしくは更新する。
【０００４】
ホームエージェントはバインディングキャッシュを参照し、移動端末のホームリンク上のホームアドレス宛に送信されたパケットを代理受信し、代理受信したパケットをカプセル化して、移動端末のケアオブアドレスに転送するという処理を行う。移動端末は、ホームエージェントにより転送されたパケットのカプセル解除を行い、移動端末のホームアドレス宛のパケットを受け取ることができる。
【０００５】
さらに、モバイルＩＰの課題であるパケットロスの軽減を実現する方法として高速ハンドオーバ方法があり、特にモバイルＩＰｖ６に関してインターネットドラフトdraft-ietf-mobileip-fast-mipv6(Fast Handovers for Mobile IPv6)において現在も標準化が進められている。すなわち、移動端末が新しいケアオブアドレスを取得後、ホームエージェントに新しいケアオブアドレスの登録を行うまでの間にホームエージェントから古いケアオブアドレス宛に転送された移動端末のホームアドレス宛のパケットが宛先到達不能で破棄されてしまい、パケットロスが発生する。高速ハンドオーバ方法では、移動端末が現在接続しているアクセスルータ装置と移動先のアクセスルータ装置間で移動端末宛パケットのバッファリングおよび転送処理を行うことによってパケットロスの低減を図るが、移動端末が移動する先のアクセスルータ装置を特定とすることが課題となる。
【０００６】
従来より、この課題を解決するハンドオーバ方法としては、例えば特許文献１に記載されているようなものがあった。
【０００７】
図１６は従来の基地局装置の機能ブロック図である。
【０００８】
図１６において、基地局装置１００２の基地局切替情報受信回路１０２２は、移動端末が前回接続していた基地局（以下、前接続基地局とよぶ）の情報を含む基地局切替情報を取得し、基地局切替情報送信回路１０２３がネットワーク送受信回路によって接続された
有線のローカルネットワークを介して前接続基地局に送信する。前接続基地局において、基地局切替情報受信回路１０２６は、移動端末が新たに接続した基地局（以下、移動先基地局とよぶ）から基地局切替情報を受信すると、それを端末局情報／基地局情報管理部１０２７が記憶する。以後、選択優先度送信回路１０２４が移動端末に対して自局からの移動先となりうる基地局装置を統計的に推定し、移動先の基地局情報を基地局情報送信回路１０２５が移動端末に提供する。これにより、移動端末はハンドオーバ先となる基地局を事前に決定することができ、高速ハンドオーバ方法との併用により、パケットロスの低減をより確実なものとすることができた。
【特許文献１】特開２００１−１０３５３１号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のモバイルＩＰを用いた移動通信システムでは、移動端末のハンドオーバに伴うパケットロスを低減するために、移動先となるアクセスルータ装置や基地局を事前に推定し、パケットのバッファリングおよび転送を行うものであるが、移動先を推定するための情報をすべてのアクセスルータ装置や基地局に手動にて入力する必要があり、特に大規模なネットワーク環境においては設定負担の軽減が大きな課題であった。また、この課題を解決する方法として開示された特許文献１では、移動先を推定するための情報を自動的に設定できる改善を行ったが、過去の接続情報を基に統計処理して移動先を推定する方法であるため、新規に基地局を設置した場合には、必要な情報が蓄積されるまでに幾らかの時間を要し、それまでの間は不確実なハンドオーバを強いられる可能性があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、移動先のアクセスルータ装置を推定するための情報を自動的に設定可能で、さらにその情報蓄積のための時間も不要とし、不確実要素を排除したハンドオーバを実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様では、バックボーンネットワークに接続するバックボーンネットワークインタフェースと、アクセスネットワークに接続するアクセスネットワークインタフェースを有するアクセスルータ装置と、アクセスネットワークを移動しながらアクセスルータ装置を介してバックボーンネットワークに接続する移動端末と、から構成される移動通信システムのハンドオーバ方法において、アクセスルータ装置はアクセスネットワークインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報をバックボーンネットワークに向けて送信し、他のアクセスルータ装置から送信された前記アクセスネットワークインタフェース情報を受信したアクセスルータ装置は、それらを周辺アクセスネットワーク情報として記憶し、移動端末のハンドオーバ時に移動先ルータ候補情報として移動端末に通知し、移動先ルータ候補情報を取得した移動端末は、該情報をもとに移動先ルータを決定してハンドオーバ処理を実施することにより、設定がアクセスルータ装置間で自律的に行われ、さらにアクセスルータ装置間で交換される設定情報に位置情報を含めることにより確実な移動先となるアクセスルータ装置の選択を行うことができる。またさらに、アクセスネットワークインタフェース情報を提供することにより、アクセスルータ装置を新規に設定した直後に生じていた不確実なハンドオーバの発生が削減される。
【００１２】
また、本発明の第２の態様にかかるハンドオーバ方法は、第１のアクセスルータ装置が、特定の無線周波数で接続するアクセスネットワークとのインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報を、有線のバックボーンネットワークへマルチキャスト送信するステップと、第２のアクセスルータ装置が第１のアクセスルータ装置から受信した前記アクセスネットワークインタフェース情報を、周辺アクセスネットワーク情報と
して記憶するステップと、アクセスネットワーク上の移動端末がハンドオーバするときに、第２のアクセスルータ装置が前記移動端末に前記周辺アクセスネットワーク情報の全て、あるいは一部を移動先ルータ候補情報として通知するステップと、前記移動端末が取得した前記移動先ルータ候補情報を基に移動先アクセスルータ装置を決定してハンドオーバ処理を実施するステップと、を有するものでる。
【００１３】
これにより、アクセスルータ装置間で自律的にアクセスネットワークインタフェース情報を交換することにより、ネットワーク構成の変化にもリアルタイムに追従し、常に最新の移動先ルータ情報を移動端末に提供し、効率的なハンドオーバを実現することができる。
【００１４】
また、本発明の第３の態様にかかるハンドオーバ方法は、アクセスネットワークインタフェース情報が、アクセスネットワークインタフェースに付与されたアドレス、および自己の位置情報を含み、第２のアクセスルータ装置は、受信したアクセスネットワークインタフェース情報の位置情報と自位置とから所定の距離以内にあるか否かを判定し、所定の距離以内にある一つ以上のアクセスルータ装置のアクセスネットワークインタフェース情報を周辺アクセスネットワーク情報とすることを特徴とするものである。
【００１５】
これにより、位置情報をもとに近隣情報のみを抽出するので、適切な移動先ルータ情報を移動端末に提供することができる。また、ＩＥＴＦで検討されている高速ハンドオーバ方法との併用に際して必要な情報を移動元のアクセスルータ装置へ通知できるので、さらに効率的なハンドオーバを実現することが可能である。
【００１６】
また、本発明の第４の態様にかかるハンドオーバ方法は、移動端末が受信した移動先ルータ候補情報を基に自位置に最も近い第1のアクセスルータ装置を移動先アクセスルータ装置に決定してハンドオーバ処理を実施することを特徴とするものである。
【００１７】
これにより、移動端末は最も接続可能性の高いアクセスルータ装置へのハンドオーバを開始できる。
【００１８】
また、本発明の第５の態様にかかるハンドオーバ方法は、第２のアクセスルータ装置がアクセスネットワークインタフェース情報を自位置に近い順に周辺アクセスネットワーク情報として記憶していることを特徴とするものである。
【００１９】
これにより、アクセスルータ装置はあらかじめ自局に近い順に情報を整列しておくため、移動端末からの要請に対して迅速に情報提供することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の第６の態様にかかるハンドオーバ方法は、第２のアクセスルータ装置が周辺アクセスネットワーク情報に含まれるアクセスネットワークインタフェース情報を、自位置に近い順に整列させた後に移動先ルータ候補情報として移動端末に通知することを特徴とするものである。
【００２１】
これにより、移動端末が移動先を決定する際に上位から順に参照することで、自ずと近隣のアクセスルータ装置から移動先を探索することになり、移動端末の移動先決定に際する処理時間を短縮することができる。
【００２２】
また、本発明の第７の態様にかかるハンドオーバ方法は、アクセスネットワークインタフェース情報がルータ広告メッセージに付加されることを特徴とするものである。
【００２３】
これにより、既存のネットワークとの互換性を保ちながら効率的なハンドオーバを実現
できる。
【００２４】
また、本発明の第８の態様にかかるハンドオーバ方法は、さらに、アクセスネットワークインタフェース情報にはアクセスネットワークを識別するネットワーク識別子を含み、移動端末が移動先ルータ候補情報に基づいて、接続可能なネットワーク識別子を有するアクセスルータ装置の中から、移動先アクセスルータ装置を決定するものである。
【００２５】
これにより、実際には接続不可能なアクセスルータ装置に接続を試みるという無駄な動作を回避し、常に高速にハンドオーバ処理を完了することができる。
【００２６】
本発明の第９の態様にかかるアクセスルータ装置は、特定の無線周波数で接続するアクセスネットワークとのインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報を収集して、有線のバックボーンネットワークに向けてマルチキャスト送信するアクセスネットワーク情報処理部と、受信したアクセスネットワークインタフェース情報を周辺アクセスネットワーク情報として記憶する周辺アクセスネットワーク情報処理部と、アクセスネットワーク上の移動端末からハンドオーバ開始の通知を受けたとき、周辺アクセスネットワーク情報処理部に記憶したアクセスネットワークインタフェース情報の全てあるいは一部を移動先ルータ候補情報として移動端末に通知する移動先ルータ候補情報処理部とを有するものである。
【００２７】
これにより、アクセスルータ装置間で自律的にアクセスネットワークインタフェース情報を交換することにより、ネットワーク構成の変化にもリアルタイムに追従し、常に最新の移動先ルータ情報を移動端末に提供し、効率的なハンドオーバを実現することができる。
【００２８】
また、本発明の第１０の態様にかかるアクセスルータ装置は、自己の位置を検出し、位置情報として管理する位置情報管理部をさらに有し、アクセスネットワーク情報処理部は、アクセスネットワークインタフェース情報に位置情報を付加して送信し、周辺アクセスネットワーク情報処理部は、受信した他のアクセスルータ装置の位置情報と、位置情報管理部から取得した自位置とから所定の距離以内にあるか否かを判定し、所定の距離以内にある他のアクセスルータ装置が送信したアクセスネットワークインタフェース情報を周辺アクセスネットワーク情報として記憶するものである。
【００２９】
これにより、位置情報をもとに近隣情報のみを記憶するので、選択対象が制限できると共に、不要な情報による記憶領域の無駄な使用を無くすことができる。
【００３０】
また、本発明の第１１の態様にかかるアクセスルータ装置は、アクセスネットワークインタフェース情報がアクセスネットワークインタフェースに付与されたアドレス、およびアクセスネットワークと通信する無線周波数情報を少なくとも含むことを特徴とするものである。
【００３１】
これにより、アクセスルータ装置は移動先のアクセスルータ装置と接続するための無線周波数を移動端末へ通知できるので、移動端末が周波数サーチなしに通信することができる。また、ＩＥＴＦで検討されている高速ハンドオーバ方法との併用に際して必要な情報を取得できるので、さらに効率的なハンドオーバを実現することができる。
【００３２】
また、本発明の第１２の態様にかかるアクセスルータ装置は、さらにアクセスネットワークインタフェース情報がアクセスネットワークを識別するネットワーク識別子を含むことを特徴とするものである。
【００３３】
これにより、実際には接続不可能なアクセスルータ装置に接続を試みるという無駄な移動端末の動作を回避し、常に高速にハンドオーバ処理を完了することができる。
【００３４】
また、本発明の第１３の態様にかかるアクセスルータ装置は、周辺アクセスネットワーク情報処理部が自位置に近いアクセスルータ装置の順にアクセスネットワークインタフェース情報を記憶することを特徴とするものである。
【００３５】
これにより、アクセスルータ装置があらかじめ自局に近い順に情報を整列しておくため、移動端末からの要請に対して迅速に情報提供することが可能となる。
【００３６】
また、本発明の第１４の態様にかかるアクセスルータ装置は、移動先ルータ候補情報処理部が自位置から所定の距離以内にあるアクセスルータ装置のアクセスネットワークインタフェース情報を、周辺アクセスネットワーク情報処理部から抽出し、自位置に近い順に整列させた後に移動先ルータ候補情報として移動端末に通知することを特徴とするものである。
【００３７】
これにより、移動端末が移動先を決定する際に上位から順に参照することで、自ずと近隣のアクセスルータ装置から移動先を探索することになり、移動端末の移動先決定に際する処理時間を短縮することができるとともに、最新の近隣情報を移動端末に提供することができる。
【００３８】
また、本発明の第１５の態様にかかるアクセスルータ装置は、アクセスネットワーク情報処理部がアクセスネットワークインタフェース情報をルータ広告メッセージに付加して送信することを特徴とするものである。
【００３９】
これにより、既存のネットワークとの互換性を保ちながら効率的なハンドオーバを実現できるものである。
【００４０】
本発明の第１６の態様では、アクセスネットワークを移動しながら各々の特定の無線周波数で通信するアクセスルータ装置を介してバックボーンネットワークに接続する移動端末において、接続しているアクセスルータ装置から、移動先の接続候補であるアクセスルータ装置のアドレスと特定の無線周波数情報とを含む移動先ルータ候補情報を取得して移動先アクセスルータ装置を決定する移動先ルータ選択部と、当該移動先ルータ選択部の決定を受けて、取得した無線周波数で移動先アクセスルータ装置とハンドオーバ処理を開始するハンドオーバ制御部とを有するものである。
【００４１】
これにより、移動端末はハンドオーバ開始前に移動先のアクセスルータ装置を決定して、移動先アクセスルータ装置と接続するための無線周波数を知ることができるので、周波数サーチなしに移動先アクセスルータ装置と通信することができる。また、ＩＥＴＦで検討されている高速ハンドオーバ方法との併用に際して必要な情報を取得できるので、ハンドオーバ時のパケットロスを低減する効率的なハンドオーバを実現できる。
【００４２】
また、本発明の第１７の態様にかかる移動端末は、移動先ルータ選択部がハンドオーバ開始前に移動先ルータ候補情報を要求するハンドオーバ要求メッセージを接続中のアクセスルータ装置に送信するものである。
【００４３】
これにより、移動端末は必要とするときにのみ、アクセスルータ装置から移動先ルータ候補情報を取得することができる。
【００４４】
また、本発明の第１８の態様にかかる移動端末は、自己の位置を検出し、位置情報とし
て管理する位置情報管理部をさらに有するとともに、移動先ルータ候補情報には接続候補であるアクセスルータ装置の位置情報を含み、移動先ルータ選択部は、位置情報管理部から通知された位置情報と、取得した移動先ルータ候補情報に含まれる位置情報とに基づいて自位置に最も近いアクセスルータ装置を移動先アクセスルータ装置に決定することを特徴とするものである。
【００４５】
これにより、移動端末は通知された接続候補のアクセスルータ装置の中から移動先アクセスルータ装置を確実に決定できるので、ハンドオーバ効率を向上させることができる。
【００４６】
また、本発明の第１９の態様にかかる移動端末は、移動先ルータ候補情報が選択優先度の高い順に整列されており、移動先ルータ選択部は、取得した移動先ルータ候補情報の最上位に記載されたアクセスルータ装置を移動先アクセスルータ装置に決定することを特徴とするものである。
【００４７】
これにより、移動先ルータを選択する際に、提供された情報の上位から順に参照することにより、自ずと現在位置から近い順に移動先ルータを探索することができ、処理時間を短縮することができる。
【００４８】
また、本発明の第２０の態様にかかる移動端末は、さらに、移動先ルータ候補情報がアクセスネットワークを識別するネットワーク識別子を有し、移動先ルータ選択部は、取得したネットワーク識別子に基づいて、接続許可されるネットワーク識別子を有するアクセスルータ装置の中から、移動先アクセスルータ装置を決定することを特徴とするものである。
【００４９】
これにより、実際には接続不可能なアクセスルータ装置に接続を試みるという無駄な動作を回避し、常に高速にハンドオーバ処理を完了することができる。
【００５０】
本発明の第２１の態様にかかる移動通信システムは、外部ネットワークと接続する有線のバックボーンネットワークと、特定の無線周波数で通信するアクセスネットワークと、アクセスネットワークとのインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報を収集してバックボーンネットワークに向けてマルチキャスト送信するアクセスネットワーク情報処理部と、受信した前記アクセスネットワークインタフェース情報を周辺アクセスネットワーク情報として記憶する周辺アクセスネットワーク情報処理部と、アクセスネットワーク上の移動端末からハンドオーバ開始の通知を受けたとき、前記周辺アクセスネットワーク情報処理部に記憶したアクセスネットワークインタフェース情報の全てあるいは一部を移動先ルータ候補情報として前記移動端末に通知する移動先ルータ候補情報処理部とを具備するアクセスルータ装置と、接続しているアクセスルータ装置から、移動先の接続候補であるアクセスルータ装置のアドレス、および前記特定の無線周波数情報を含む移動先ルータ候補情報を取得して、移動先アクセスルータ装置を決定する移動先ルータ選択部と、当該移動先ルータ選択部の決定を受けて、取得した前記無線周波数で前記移動先アクセスルータ装置とハンドオーバ処理を開始するハンドオーバ制御部とを具備する移動端末と、を有するものである。
【００５１】
これにより、アクセスルータ装置間で自律的にアクセスネットワークインタフェース情報を交換することにより、ネットワーク構成の変化にもリアルタイムに追従し、常に最新の移動先ルータ情報を移動端末に提供し、効率的なハンドオーバを実現することができる。
【発明の効果】
【００５２】
以上のように本発明によれば、各アクセスルータ装置間で各々有するアクセスネットワ
ークインタフェースの情報を交換させることにより、移動先を推定するための情報の入力設定を自動的に実施できるので、特に大規模なネットワーク環境における設定負担を大幅に軽減することができる。
【００５３】
また、アクセスルータ装置を新規に追加した場合でも、移動端末を介しての情報蓄積を待つことなく、移動先ルータ候補のリアルタイムな情報を移動端末に通知することが可能になる。また、移動先となるアクセスルータ装置の選択を確実に行うことができる。このため、不確実なハンドオーバの発生が抑えられ、次のアクセスルータ装置に速やかに接続でき、パケットロスを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００５５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図面を用いて説明する。
【００５６】
図８は本発明による移動通信システムの構成を示す図であり、１０は移動端末（ＭＮ）、６０ａ〜６０ｃはアクセスルータ装置ＡＲ１〜３、５１〜５３は各々アクセスルータ装置６０ａ〜６０ｃが形成する無線エリア、５０はアクセスルータ装置６０ａ〜ｃが接続する有線のバックボーンネットワーク、１００は移動端末１０が進行する通路である。なお、無線エリア５１〜５３は、アクセスルータ装置６０ａ〜６０ｃと移動端末１０とを接続するアクセスネットワークとしても以下表記する。
【００５７】
上記移動通信システムにおいて、通路１００に沿って配置された無線エリア５１〜５３を形成するアクセスルータ装置６０ａ〜６０ｃは、バックボーンネットワーク５０によって接続されており、移動端末１０は通路１００に沿って移動し、アクセスルータ装置６０ａ〜６０ｃとそれぞれ異なる周波数帯で通信する。このとき、移動端末１０は無線エリア５１から５２、無線エリア５２から５３へ移動するに際しハンドオーバを行う。
【００５８】
次に、各装置の構成およびその動作について、図面を用いて説明する。
【００５９】
図１はアクセスルータ装置６０の構成図であり、６１はバックボーンネットワーク５０に接続され、物理層処理、データリンク層処理を行うＬ１／Ｌ２処理部、６３はアクセスネットワークに接続され、物理層処理、データリンク層処理を行うＬ１／Ｌ２処理部、６２はネットワーク層処理を行うＬ３処理部、６４は周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０を内部に有し、それを管理する周辺アクセスネットワーク情報処理部、６５は移動端末１０からの要請に応じて移動先ルータ候補情報を移動端末１０に通知する移動先ルータ候補情報処理部、６６はアクセスネットワークインタフェース情報を抽出して、バックボーンネットワーク５０に送出するルータ広告メッセージ２００に挿入するアクセスネットワーク情報処理部であり、６７はＧＰＳなどを用いて空間的な位置を検出し、位置情報として管理する位置情報管理部である。
【００６０】
なお、図１において、ネットワークと接続するＬ１／２処理部６１、６３は二つしか図示していないが、接続先ネットワークがアクセスネットワークかバックボーンネットワークのいずれであるかを明確にする条件で、さらに多くのＬ１／２処理部を具備する構成であってもよく、本発明はその具備する数を制限するものではない。Ｌ１／２処理部を三つ以上具備する場合であっても、同様の構成および以下説明する手順によってその動作を実現することができる。
【００６１】
また、アクセスルータ装置６０においてＩＥＴＦで検討されている高速ハンドオーバ方
法を実施する場合、Ｌ３処理部において該当する処理を実施するものとする。
【００６２】
上記のように構成されたアクセスルータ装置６０の基本的な動作について、以下に説明する。
【００６３】
本実施の形態のアクセスルータ装置６０のパケット交換動作は、以下の通りである。
【００６４】
アクセスネットワークから周波数帯ｆ１の無線通信により受信したフレームは、Ｌ１／２処理部６３が物理層プロトコル処理、データリンクプロトコル処理を行った後に、Ｌ３処理部６２がルーティング処理を含むＩＰプロトコル処理を行い、いずれかのＬ１／２処理部６１もしくは６３に転送する。バックボーンネットワーク５０から受信したパケットについても、Ｌ１／２処理部６１による処理後、Ｌ３処理部６２におけるルーティング処理の結果、いずれかのＬ１／２処理部６１もしくは６３に転送する。
【００６５】
また、Ｌ３処理部６２は、接続しているネットワーク（ここではバックボーンネットワークとアクセスネットワーク）に対して自局の情報をルータ広告メッセージ２００として定期的あるいは外部からの要請に応じたり、アクセスルータ装置６０の起動時や終了時等に送出する。
【００６６】
次に、Ｌ３処理部６２がルータ広告メッセージ２００を送出する際の動作について、図４に示す処理フローを用いて説明する。
【００６７】
まず、ルータ広告メッセージ２００をバックボーンネットワーク５０に向けて送出する場合（Ｓ６０１）、アクセスネットワーク情報処理部６６は、アクセスネットワークインタフェースに関するアクセスネットワークインタフェース情報、たとえばＬ１／２処理部６３が保持するリンクレイヤアドレス、無線通信の周波数、Ｌ３処理部６２が保持するＬ１／２処理部６３に対して付与されたＩＰアドレス、位置情報管理部６７が保持する自局の位置情報などを収集し、Ｌ３処理部６２に通知する（Ｓ６０２）。
【００６８】
Ｌ３処理部６２は、ルータ広告メッセージ２００にアクセスネットワークインタフェース情報を記載して（Ｓ６０３）、Ｌ１／２処理部６３を介してバックボーンネットワークに向けて送出する（Ｓ６０４）。また、Ｌ３処理部６２は、Ｌ１／２処理部６３が保持するネットワークを識別するための識別子であるＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）を取得し、アクセスネットワークインタフェース情報に追加してもよい。
【００６９】
ここで、ルータ広告メッセージ２００のフォーマットを図１１に示す。これは、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２４６１（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｆｏｒ  ＩＰｖ６）によって規定されるルータ広告メッセージ（Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓｅｇｅ）に、アクセスネットワークインタフェース情報を記載するアクセスネットワーク情報オプション（Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｏｎ）２１０を新たに定義して付加したものである。
【００７０】
このアクセスネットワーク情報オプション（Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｏｎ）２１０には、アクセスルータ装置のリンクレイヤアドレスを記載するリンクレイヤアドレスフィールド２１１、自己のＩＰアドレスを記載するＩＰアドレスフィールド２１４、ネットワークプレフィクスを記載するプレフィクスフィールド２１５、ネットワークプレフィクスのプレフィクス長を記載するプレフィクス長フィールド２１２、ＧＰＳなどを用いて取得した位置情報を記載する位置情報フィールド２１３、および無線通信の周波数を示す周波数情報フィールド２１６を設けている。さらに、複数の無線ＬＡＮドメインによって構成されるローカルネットワークにおいて、移動端末
１０が移動先ネットワークを効率的に選定するために、ネットワークを識別するための識別子であるＥＳＳＩＤを記載するＥＳＳＩＤフィールド２１７を設けてもよい。なお、アクセスネットワーク情報オプション（Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｏｎ）２１０は、上記以外の情報を含んでもよく、本発明は記載情報を制限するものではない。また、ＩＰｖ６ベースヘッダ２０１、およびＩＣＭＰｖ６ルータ広告２０２はＩＥＴＦ ＲＦＣ２４６１の規定のものである。
【００７１】
なお、アクセスネットワーク情報処理部６６は、ルータ広告メッセージ２００の送出に先駆けてアクセスネットワークインタフェース情報を収集しておいてもよい。
【００７２】
また、アクセスルータ装置６０がアクセスネットワーク５１乃至５３に向けてルータ広告メッセージ２００を送出する場合は、上記アクセスネットワーク情報オプション２１０を含まない、ＲＦＣ２４６１に規定される標準的なフォーマットのルータ広告メッセージ２００を送出する。
【００７３】
次に、アクセスルータ装置６０がバックボーンネットワーク５０からルータ広告メッセージ２００を受信した場合の動作について、図５に示す処理フローを用いて説明する。なお、本来、アクセスルータ装置６０はルータ広告メッセージ２００を受信して処理することは行わないが、本実施の形態ではその動作を許可するものとする。
【００７４】
まず、Ｌ３処理部６２がバックボーンネットワーク５０からルータ広告メッセージ２００を受信すると、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４に転送する（Ｓ６２１）。周辺アクセスネットワーク情報処理部６４は、ルータ広告メッセージ２００に付加されたアクセスネットワーク情報オプション（Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｏｎ）２１０からリンクレイヤアドレス、ＩＰアドレス、プレフィクス、プレフィクス長、位置情報、周波数情報、ＥＳＳＩＤといったアクセスネットワークインタフェース情報を抽出し（Ｓ６２２）、周辺アクセスネットワーク情報テーブルに登録する。このとき、該当するエントリがなければ新たに追加し、該当するエントリがあり、かつ記載情報に変更がある場合は、エントリを更新する（Ｓ６２３）。
【００７５】
ここで、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４は、位置情報管理部６７から取得した自局位置情報と、アクセスネットワークインタフェース情報に含まれる位置情報とから距離を算出し、周辺アクセスネットワーク情報テーブルに記載する。
【００７６】
さらに、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４は、距離が近い順にエントリを整列させたり、自位置からの距離を規定する近隣定数Ｃ以内の距離に位置するアクセスルータ装置からのアクセスネットワークインタフェース情報のみ登録することもできる。
【００７７】
図１０は周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０のデータ構造を示す図である。
【００７８】
この周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０は各アクセスルータ装置が有し、近隣のアクセスルータ装置が接続されたアクセスネットワークに関するアクセスネットワーク情報を管理するためのものである。その管理する各エントリ７１乃至７３は、アクセスルータ装置のＩＰアドレス１０１、リンクレイヤアドレス１０２、周波数情報１０３、位置情報１０４、自局からの直線距離１０５、ＥＳＳＩＤに関する情報１０６を有する。
【００７９】
なお、ステップＳ６２３において、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４は、自局の位置情報と対象アクセスルータ装置の位置情報とから直線距離Ｌを例えば次式を用いて算出する。
【００８０】
【数１】
2005143088.tif 000003
【００８１】
ここで、（Ｘ１，Ｙ１）は対象アクセスルータ装置の位置でアクセスネットワークインタフェース情報から抽出した値、（Ｘ２，Ｙ２）は自局位置を示す値である。
【００８２】
また、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４が行う周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０への格納方法としては、以下の２種類があり、いずれかの一方あるいは双方を同時に実施することができる。
【００８３】
第１の格納方法は、近隣として位置づける指標として、近隣定数Ｃを定義し、自局からの距離がＣを超えないアクセスルータ装置を近隣のアクセスルータ装置として扱うものである。すなわち、周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０に記載する際に、距離がＣを超えないことを条件付けるものである。たとえば、アクセスルータ装置６０ａの周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０の場合、図１０において、アクセスルータ装置６０ｂ〜６０ｄのエントリ７１〜７３は、いずれも近隣定数Ｃを超えない値の距離であるので、周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０に記載することができる（Ｃ＞ｎ，ｍ，ｌ）。しかし、近隣定数Ｃを超える値の距離となるアクセスルータ装置のアクセスネットワークインタフェース情報は、周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０に記載しない。これにより、自局からの移動先としてふさわしいアクセスルータ装置の情報を移動端末に提供することができる。
【００８４】
第２の格納方法は、エントリ７１〜７３を自局から近い順に整列させた上で格納する方法である。すなわち、図１０において、エントリ７１〜７３は距離が小さい順に格納される（ｎ＜ｍ＜ｌ）。ここで、距離ｋ（ｎ＜ｋ＜ｍ＜ｌ）を持つアクセスネットワーク情報を格納する場合は、エントリ７１と７２の間に挿入する。これにより、移動先として可能性の高い順にアクセスルータ装置の情報を移動端末１０に提供することができる。なお、図８において、アクセスルータ装置６０ａと６０ｃが保持する周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０の先頭エントリは、アクセスルータ装置６０ｂのアクセスネットワークインタフェース情報であるが、アクセスルータ装置６０ｂが保持する周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０の先頭エントリには、アクセスルータ装置６０ａと６０ｃのうち距離が近い方のアクセスネットワークインタフェース情報が格納される。
【００８５】
次に、移動端末１０から移動先ルータ要請メッセージ３００を受信した場合のアクセスルータ装置６０の動作について、図６に示す処理フローを用いて説明する。
【００８６】
まず、Ｌ１／２処理部６３を介して、Ｌ３処理部６２が移動先ルータ要請メッセージ３００を受信すると、移動先ルータ候補情報処理部６５に転送する（Ｓ６４１）。移動先ルータ候補情報処理部６５は、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４から周辺アクセスネットワーク情報を取得し（Ｓ６４２）、その一部あるいはすべてのエントリを移動先ルータ候補情報として抽出して移動先ルータ通知メッセージに記載し（Ｓ６４３）、移動端末１０に送信するためにＬ３処理部６２に転送する（Ｓ６４４）。Ｌ３処理部６２はＬ１／２処理部６３を介してアクセスネットワークに送信する。
【００８７】
ここで、移動先ルータ通知メッセージ４００のフォーマットを図１３に示す。これはＩＥＴＦで検討されている高速ハンドオーバ方法における代理ルータ広告メッセージ（Ｐｒ
ｏｘｙ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ）に相当するが、本実施の形態においてはアクセスネットワーク情報オプション（Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｏｎ）２１０が新たに付加されている。なお、アクセスネットワーク情報オプション（Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｏｎ）２１０は複数付加することも可能である。このとき、移動先ルータ候補情報処理部６５は距離１０５の近いものから整列してアクセスネットワーク情報オプション２１０を付加する。これにより、移動端末に選択優先度を通知することが可能になる。
【００８８】
以上のように、本実施の形態のアクセスルータ装置６０は、各々が有するアクセスネットワークインタフェース情報を定期的に、あるいは必要に応じて交換することができるので、移動端末１０に通知する移動先ルータ候補をリアルタイムに管理することが可能となる。
【００８９】
なお、いずれかのアクセスルータ装置６０が停止すると、ルータ広告メッセージ２００が定期的に送出されなくなるので、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４は、各アクセスルータ装置６０についてルータ広告メッセージ２００を受信した時刻と次に受信する推定時刻を管理することによりエントリの削除をすることができる。すなわち、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４は推定時刻をすぎても当該アクセスルータ装置６０からのルータ広告メッセージ２００を受信できない場合に、周辺アクセスネットワーク情報テーブルの該当するエントリを削除する。さらに、推定時刻をすぎても当該アクセスルータ装置６０からのルータ広告メッセージ２００を受信できない場合に、周辺アクセスネットワーク情報処理部６４はＩＥＴＦ ＲＦＣ２４６１に規定されるルータ広告要請メッセージ（Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）を送信し、当該アクセスルータ装置６０からルータ広告メッセージ２００を受信できないことを確認した後にエントリを削除してもよい。あるいは、アクセスルータ装置６０が、その動作を終了して電源を切断したり、バックボーンネットワーク５０またはアクセスネットワーク５１乃至５３から切断されるような場合に、ＩＣＭＰｖ６ルータ広告２０２のルータ・ライフタイムフィールドを‘０’にセットして、そのアクセスルータ装置６０が過去に送出したアクセスネットワークインタフェース情報の抹消を要求するルータ広告メッセージ２００を送出してもよい。
【００９０】
また、各アクセスルータ装置６０は、管理する周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０を最新の状態に更新する目的で、バックボーンネットワーク５０にルータ広告要請メッセージを送信してもよい。
【００９１】
次に、移動端末１０の構成および基本的な動作について説明する。
【００９２】
図２と、図３は移動端末１０の構成図であり、１１は物理層処理、データリンク層処理を行うアクセスネットワークに接続するための第一のＬ１／Ｌ２処理部、１２はネットワーク層処理を行うＬ３処理部、１３はＴＣＰやＵＤＰなどの上位層の処理を行う上位層処理部、１４はモバイルＩＰ手順に基づいて移動端末の移動管理を行うモバイルＩＰ処理部、１５はアプリケーションの制御を行うアプリケーション処理部、１６はさらに異なるネットワークと接続され物理層処理、データリンク層処理を行う第二のＬ１／Ｌ２処理部、１７はハンドオーバ処理を制御するハンドオーバ制御部、１８はハンドオーバに際して移動先となるアクセスルータ装置に関する情報の管理を行う移動先ルータ選択部、１９は自局の位置情報を管理する位置情報管理部である。ここで、図２は移動端末１０がホストとして機能する場合の構成であり、図３は移動端末１０がルータとして機能する場合の構成である。ここで、移動端末１０がＩＥＴＦで検討されている高速ハンドオーバ方法も実施する場合、モバイルＩＰ処理部１４において該当する処理を行う。
【００９３】
なお、図３において、ネットワークと接続するＬ１／２処理部１１、１６は二つまでしか図示していないが、さらに多くのＬ１／２処理部を具備する構成であってもよく、本発明はその具備する数を制限するものではない。また、Ｌ１／２処理部を三つ以上具備する場合であっても、同様の構成および以下説明する手順によってその動作を実現することができる。
【００９４】
上記のように構成された移動端末１０の基本的な動作について、以下に説明する。
【００９５】
図２に示す本実施の形態における移動端末１０の送信動作は、以下の通りである。
【００９６】
まず、アプリケーション処理部１５が生成する送信データは、ソケットやＴＣＰまたはＵＤＰ等のプロトコルにしたがった処理を行う上位層処理部１３を経由して、ＩＰプロトコル処理を行うＬ３処理部１２に転送され、ＩＰ処理を実施する。これと同時に、モバイルＩＰ手順に従った処理を行うモバイルＩＰ処理部１４が、モバイルＩＰに関する付加的なＩＰヘッダ処理を行う。
【００９７】
そして、Ｌ１/２処理部１１にてデータリンクプロトコル処理と物理層プロトコル処理が行われた後に、特定の無線周波数でアクセスネットワークに送信される。
【００９８】
また、図２に示す本実施の形態における移動端末１０の受信動作は、送信動作と逆の操作となり以下の通りである。
【００９９】
まず、アクセスネットワークから受信したパケットをＬ１／２処理部１１が物理層プロトコルとデータリンクプロトコル処理を行った後に、Ｌ３処理部がＩＰプロトコル処理を行う。それと同時にモバイルＩＰ処理部１４がモバイルＩＰに関する付加的なＩＰヘッダ処理を行い、続いて上位層処理部１３による処理が行われてアプリケーション処理部１５にデータが転送される。
【０１００】
また、図３に示す本実施の形態における移動端末１０の送受信動作は、上記とほぼ同じであるが、上位層処理部１３とアプリケーション処理部１５の代わりに、内部ネットワークに接続するＬ１／２処理部１６を有する。すなわち、図３に示すルータとして動作する移動端末１０は、内部ネットワークから受信したパケットをＬ１／２処理部１６が物理層プロトコル処理、データリンクプロトコル処理を行った後に、Ｌ３処理部がルーティング処理を含むＩＰプロトコル処理を行い、いずれかのＬ１／２処理部１１もしくは１６に転送する。アクセスネットワークから受信したパケットについても、移動端末１０は、Ｌ１／２処理部１１による処理後、Ｌ３処理部１２におけるルーティング処理の結果、いずれかのＬ１／２処理部１１もしくは１６に転送する。ここで、モバイルＩＰ処理部１４では、内部ネットワークの移動透過性を実現するために、モバイルＩＰ手順の応用である標準的なモバイルルータ処理も実施する。
【０１０１】
次に、移動端末１０のハンドオーバ処理について、図７に示す処理フロー図を用いて説明する。
【０１０２】
ハンドオーバ制御部１７がハンドオーバ処理の開始を決断すると（Ｓ１０１）、移動先ルータ選択部１８は移動先ルータ要請メッセージ３００を生成し、アクセスルータ装置６０に送信するために、モバイルＩＰ処理部１４に転送する。モバイルＩＰ処理部１４はＬ３処理部１２に転送し、Ｌ１／２処理部１１を介してアクセスネットワークに送出され（Ｓ１０２）、アクセスルータ装置６０に伝送される。
【０１０３】
ここで、移動先ルータ要請メッセージ３００のフォーマットを図１２に示す。これはＩＥＴＦで検討されている高速ハンドオーバ方法におけるルータ要請代理メッセージ（Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｒｏｘｙ Ｍｅｓｓａｇｅ）に相当するものである。
【０１０４】
その後、Ｌ３処理部１２がＬ１／２処理部１１を介してアクセスルータ装置６０から移動先ルータ通知メッセージ４００を受信すると、モバイルＩＰ処理部１４に転送し、モバイルＩＰ処理部１４は、移動先ルータ候補情報を抽出する（Ｓ１０３）。
モバイルＩＰ処理部１４ではＩＥＴＦ高速ハンドオーバ方法に関する処理も行われるものであるが、移動先ルータ通知メッセージ４００に含まれる移動先ルータ候補情報が一つである場合は、モバイルＩＰ処理部１４が移動先ルータを決定し（Ｓ１０４）、ステップＳ１０３にて取得した移動先ルータ候補情報を用いて切替処理を開始する（Ｓ１０５）。移動先ルータ候補情報が複数ある場合、モバイルＩＰ処理部１４は移動先ルータ選択部１８に移動先ルータ候補情報を転送し、移動先ルータ選択部１８は、移動先ルータ候補情報の中で選択優先度の最も高いアクセスルータ装置を選択し、それを移動先ルータとして決定する（Ｓ１０４）。そして、モバイルＩＰ処理部１４に移動先ルータとして決定したアクセスルータ装置に関する情報を転送し、モバイルＩＰ処理部１４は、切替処理を実行する（Ｓ１０５）。なお、選択優先順位は、移動先ルータ候補情報がアクセスルータ装置から送信されるときに、選択優先度の高い順に配列した形で送信されることにより、移動端末１０は優先度を掌握することができる。ここで、移動端末１０は、優先度からの選択だけでなく、接続可能なＥＳＳＩＤを持ったアクセスルータ装置を移動先ルータに決定して、同様にＳ１０５以降の処理を実施してもよい。これにより、実際には接続不可能なアクセスルータ装置に接続を試みるという無駄な処理を回避することができる。またさらに、Ｌ１／２処理部１１が受信する無線通信の電界強度を検出し、候補の中から、所定値以上の電界強度を受信したアクセスルータ装置に移動先ルータを決定することも可能である。
【０１０５】
なお、Ｌ１／２処理部１１が受信すべき周波数を移動先ルータ通知メッセージ４００の周波数情報２１６から取得できるので、サーチなしに移動先のアクセスルータ装置からの特定周波数の無線信号を受信することが可能になる。
【０１０６】
また、移動先ルータ要請メッセージ３００の送信（Ｓ１０２）は、ハンドオーバ処理が開始される前に実施してもよく、ハンドオーバ発生に備えて事前に定期的に移動先ルータ情報の更新を行うことも可能である。その場合は、ＭｏｂｉｌｅＩＰ処理部１４あるいは移動先ルータ選択部１８が移動先ルータを最終的に決定した後、一旦処理をハンドオーバ制御部１７に預け、後にハンドオーバ処理の開始をハンドオーバ制御部１７が決定したときに（Ｓ１０１）、先に決定した移動先ルータの情報を用いて切替処理を実行する（Ｓ１０５）。このときあらためて処理Ｓ１０２〜１０４を実施してもよいし、実施せずに先に取得した情報を用いて切替処理を行ってもよい。
【０１０７】
このように、本発明の移動端末１０は、アクセスルータ装置６０から提供された移動先ルータ候補情報をもとに、ハンドオーバで移動する対象となるアクセスルータ装置を事前に決定することが可能となり、不確実なハンドオーバの発生が削減し、速やかに次のアクセスルータに接続するためにパケットロスを低減することができる。
【０１０８】
以上のように動作するアクセスルータ装置６０と移動端末１０により構成される図８に示す移動通信システムにおいて、移動端末１０が通路１００に沿って無線エリア５１から無線エリア５２を経て無線エリア５３に進行するときの動作について、説明する。
【０１０９】
図１４は本実施の形態における移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【０１１０】
初めに、移動端末１０は、アクセスネットワーク５１を介してアクセスルータ装置６０ａと接続しており、さらにはアクセスルータ装置６０ａを介して図示していない外部ネットワークの通信相手端末７０と通信を行っている（Ｓ１４０１）。
【０１１１】
このとき、アクセスルータ装置６０ａ〜６０ｃ間では、移動端末１０のハンドオーバに先駆けて、移動先となるアクセスルータ装置の情報を移動端末１０に提供すべく、以下の処理を行う。すなわち、各アクセスルータ装置６０ａ〜６０ｃはそれぞれが有するアクセスネットワーク５１〜５３に接続するアクセスネットワークインタフェースに関する情報を収集し、バックボーンネットワーク５０に向けて定期的にルータ広告メッセージ２００を他のアクセスルータ装置にマルチキャスト通信する（Ｓ１４０２）。なお、アクセスネットワークインタフェース情報として、ＩＥＴＦにおいて検討されている高速ハンドオーバ方法と併用する場合、少なくともＩＰアドレスとリンクレイヤアドレスを提供する。さらに、効率的に移動先アクセスルータ装置を決定するために、位置情報を含むものとする。
【０１１２】
次に、移動端末１０が、無線エリア５１から次の未知の無線エリアへのハンドオーバ時、あるいはハンドオーバに備えて、アクセスルータ装置６０ａに移動先のアクセスルータ装置に関する情報を要求する移動先ルータ要請メッセージ３００を送信する（Ｓ１４０３）。
【０１１３】
次に、アクセスルータ装置６０ａは、移動先ルータ要請メッセージ３００を受信すると、周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０から、先頭のエントリのみ、あるいはすべてのエントリの情報を移動先ルータ通知メッセージ４００に記載して移動端末１０に送信する（Ｓ１４０４）。
【０１１４】
次に、移動端末１０は、受信した移動先ルータ通知メッセージ４００から、優先度の最も高いアクセスルータ装置６０ｂを移動先ルータに決定する。また、ＩＥＴＦで検討されている高速ハンドオーバ方法を適用する場合は、高速バインディングアップデートメッセージ（Ｆａｓｔ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ Ｍｅｓｓａｇｅ）をアクセスルータ装置６０ａに送信して（Ｓ１４０５）、高速ハンドオーバ処理を進める（Ｓ１４０６）。
【０１１５】
次に、移動端末１０は移動先ルータ通知メッセージ４００の周波数情報２１６から取得した周波数を用いて、アクセスルータ装置６０ｂへ接続要求を行う（Ｓ１４０７）。アクセスルータ装置６０ｂはこの接続要求を受信すると、認証処理を行った後、接続許可を応答する（Ｓ１４０８）。
【０１１６】
その後、移動端末１０は通信相手端末７０とアクセスルータ装置６０ｂと通信を行うが、さらに無線エリア５２から無線エリア５３へ移動したとき、アクセスルータ装置６０ｂからアクセスルータ装置６０ｃへも同様にしてハンドオーバする。
【０１１７】
このように、本実施の形態によれば、アクセスルータ装置は各アクセスルータ装置間で各々が有するアクセスネットワークインタフェースの情報を定期的に交換するので、移動先アクセスルータ装置を推定するための情報をリアルタイムで自動的に取得できる。また、アクセスルータ装置はこの情報を基に移動先となるアクセスルータ装置を移動端末へ通知できるので、移動端末は移動先となるアクセスルータ装置の選択を確実に行うことが可能になる。
【０１１８】
以上のように本発明によれば、特に大規模なネットワーク環境における設定負担を大幅に軽減することができる。また、アクセスルータ装置が新規に追加された場合でも、自動的にアクセスネットワークインタフェースの情報を取得できるので、移動先ルータ候補の
リアルタイムな情報を移動端末に通知することが可能になる。さらにまた、不確実なハンドオーバの発生が抑えられるとともに、次のアクセスルータ装置に速やかに接続され、パケットロスを低減できる。
【０１１９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図面を用いて説明する。
【０１２０】
図９は本発明による移動通信システムの構成を示す図であり、通路１００が二股に分かれ、アクセスルータ装置６０ｄが分岐された通路に沿って設けられている点が図８の実施の形態１と異なる。なお、無線エリア５４はアクセスルータ装置６０ｄの無線通信可能エリアであり、アクセスルータ装置６０ｄと移動端末１０とを接続するアクセスネットワークとしても以下表記する。
【０１２１】
上記移動通信システムにおいて、通路１００に沿って配置された無線エリア５１〜５４を形成するアクセスルータ装置６０ａ〜６０ｄは、バックボーンネットワーク５０によって接続されており、移動端末１０は通路１００に沿って移動し、アクセスルータ装置とそれぞれ異なる周波数帯で通信する。このとき、移動端末１０は無線エリア５１から５２、無線エリア５２から５３へ移動するに際しハンドオーバを行う。
【０１２２】
次に、各装置の構成およびその動作について、図面を用いて説明する。なお、アクセスルータ装置については、構成および動作は同一である。
【０１２３】
移動端末１０の構成は図１５に示すが、移動情報管理部１９を有している点が実施の形態１と異なる。
【０１２４】
この位置情報管理部１９はＧＰＳなどにより自局の位置を検出し、位置情報として管理するものである。
【０１２５】
本実施の形態にかかる移動端末１０の基本的な動作について、実施の形態１と異なる点のみ以下に説明する。
【０１２６】
図７に示す移動端末１０のハンドオーバ処理において、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０３は実施の形態１と同一である。
【０１２７】
ステップＳ１０４において、モバイルＩＰ処理部１４が抽出する移動先ルータ候補情報は複数存在する。このとき、移動先ルータ選択部１８は、位置情報管理部１９から取得した自局の位置情報と、移動先ルータ候補情報に含まれるアクセスルータ装置６０の位置情報とから最も距離の近いものを選択し、それを移動先ルータとして決定する（Ｓ１０４）。そして、モバイルＩＰ処理部１４に移動先ルータとして決定したアクセスルータ装置に関する情報を転送し、モバイルＩＰ処理部１４は、切替処理を実行する（Ｓ１０５）。また、実施の形態１と同様に、移動端末１０は、自位置に最も近いだけでなく、接続可能なＥＳＳＩＤを持ったアクセスルータ装置を移動先ルータに決定して、同様にＳ１０５以降の処理を実施してもよい。これにより、実際には接続不可能なアクセスルータ装置に接続を試みるという無駄な処理を回避することができる。またさらに、Ｌ１／２処理部１１が受信する無線通信の電界強度を検出し、候補の中から、所定値以上の電界強度を受信したアクセスルータ装置に移動先ルータを決定することも可能である。
【０１２８】
このように、本発明の移動端末は、自局の位置情報とアクセスルータ装置から提供された移動先ルータ候補情報をもとに、ハンドオーバで移動する対象となるアクセスルータ装置を事前にかつ確実に決定することが可能となり、不確実なハンドオーバの発生が削減し
、速やかに次のアクセスルータに接続するためにパケットロスを低減することができる。また、Ｌ１／２処理部１１が受信すべき周波数を移動先ルータ通知メッセージ４００の周波数情報２１６から取得できるので、サーチなしに移動先のアクセスルータ装置からの特定周波数の無線信号を受信することが可能になる。
【０１２９】
以上のように動作するアクセスルータ装置６０と移動端末１０により構成される図９に示す移動通信システムにおいて、移動端末１０が通路１００に沿って無線エリア５１から無線エリア５２を経て無線エリア５３に進行するときの動作について、説明する。
【０１３０】
無線エリア５２から無線エリア５３へ移動するときの動作について説明する。
【０１３１】
この場合も、同様の手順でアクセスルータ装置６０ｂが移動先ルータ要請メッセージ３００を移動端末１０から受信するが、ここで、アクセスルータ装置６０ｂは、周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０において距離の値が近い複数のエントリすべてを移動先ルータ通知メッセージ４００に記載して、移動端末１０に通知する。たとえば、アクセスルータ装置６０ｂの周辺アクセスネットワーク情報テーブル７０には、距離の値が近いアクセスルータ装置６０ａと６０ｃと６０ｄのアクセスネットワークインタフェース情報が格納されているが、移動端末１０が本来選択するべきアクセスルータ装置６０ｃを選択するためには、移動端末１０の位置がアクセスルータ装置６０ｃに近づいていることを示す情報が必要である。移動端末１０は自位置を容易に知ることできるため、アクセスルータ装置６０ｂは移動端末１０へ移動先の候補を複数通知する。そして、これを受信した移動端末１０が自己の位置に基づいて、最終的にアクセスルータ装置６０ｃを選択、決定する。
【０１３２】
なお、移動端末１０が接続中のアクセスルータ装置へ自己の位置情報を逐次通知し、アクセスルータ装置６０ｂが移動端末１０の位置情報を刻々管理して、最適なアクセスルータ装置６０ｃを決定後通知することも可能である。
【０１３３】
このように、本実施の形態によれば、移動端末がアクセスルータ装置から通知された接続候補のアクセスルータ装置から、自己の位置を基にアクセスルータ装置を自身で選択できるので、最適な移動先アクセスルータ装置の選択を確実に行うことが可能になる。
【０１３４】
以上のように本発明によれば、特に大規模なネットワーク環境における設定負担を大幅に軽減することができる。また、不確実なハンドオーバの発生が抑えられるとともに、次のアクセスルータ装置に速やかに接続され、パケットロスを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、移動端末が接続するアクセスネットワーク間を移動する移動通信システム等に有用であり、移動端末が無線通信によりアクセスルータ装置と接続しながら他のアクセスルータ装置へハンドオーバするのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアクセスルータ装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの移動端末の第一の構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの移動端末の第二の構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係るアクセスルータ装置の第一の動作例を示すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１に係るアクセスルータ装置の第二の動作例を示すフロー図
【図６】本発明の実施の形態１に係るアクセスルータ装置の第三の動作例を示すフロー図
【図７】本発明の実施の形態１に係る移動端末の動作の一例を示すフロー図
【図８】本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態２に係る移動通信システムの構成を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１に係る周辺アクセスネットワーク情報テーブルの構成を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１に係るルータ広告メッセージの構成を示す図
【図１２】本発明の実施の形態１に係る移動先ルータ要請メッセージの構成を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１に係る移動先ルータ通知メッセージの構成を示す図
【図１４】本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの動作を示すシーケンス図
【図１５】本発明の実施の形態２に係る移動端末の構成を示す図
【図１６】従来の移動通信システムの構成を示す図
【符号の説明】
【０１３７】
１０  移動端末
１１、１６  Ｌ１／２処理部
１２  Ｌ３処理部
１３  上位層処理部
１４  モバイルＩＰ処理部
１５  アプリケーション処理部
１７  ハンドオーバ制御部
１８  移動先ルータ選択部
１９  位置情報管理部
５０  バックボーンネットワーク
５１、５２、５３、５４  無線エリアあるいはアクセスネットワーク
６０  アクセスルータ装置
６１、６３  Ｌ１／２処理部
６２  Ｌ３処理部
６４  周辺アクセスネットワーク情報処理部
６５  移動先ルータ候補情報処理部
６６  アクセスネットワーク情報処理部
６７  位置情報管理部
１００  通路
１００２  基地局装置
１０２２  基地局切替情報受信回路
１０２３  基地局切替情報送信回路
１０２４  選択優先度送信回路
１０２５  基地局情報送信回路
１０２６  基地局切替情報受信回路
１０２７  端末局情報基地局情報管理部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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