(57)【要約】【課題】大規模なネットワークにも適用可能なように通信中継装置の負荷を抑えつつ、ハンドオーバ時の通信中継時間を短くする通信中継装置を提供する。【解決手段】通信中継装置は、ハンドオーバの頻度の高い通信中継装置やハンドオーバが発生する可能性の高い通信中継装置との間でのみ静的トンネルを設定し、それ以外の通信中継装置との間では動的トンネルを設定する。静的トンネルが設定されている通信中継装置とは、当該静的トンネルを通してデータパケットの転送を行い、静的トンネルが設定されていない通信中継装置との間では、動的トンネルを設定し、当該動的トンネルを通してデータパケットの転送を行う。【選択図】図１
2007251249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末間の通信データを中継する通信中継装置において、
別の通信中継装置の配下から移動してきた無線端末との通信接続を検出すると、前記別の通信中継装置との間に静的なトンネルが設定されているかどうか判定する判定手段と、
前記静的なトンネルが設定されている場合、前記静的なトンネルを通じて、前記別の通信中継装置から転送される前記無線端末宛て通信データを前記無線端末に転送し、前記無線端末からの通信データを、前記静的なトンネルを通じて、前記別の通信中継装置に転送するハンドオーバ処理を実行し、
前記静的なトンネルが設定されていない場合、前記別の通信中継装置との間にトンネルを動的に設定し、前記動的なトンネルを通じて、前記別の通信中継装置から転送される前記無線端末宛て通信データを前記無線端末に転送し、前記無線端末からの通信データを、前記動的なトンネルを通じて、前記別の通信中継装置に転送するハンドオーバ処理を実行し、ハンドオーバ処理終了後、前記動的トンネルを解除する制御手段とを備えることを特徴とする通信中継装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記別の通信中継装置との間に静的なトンネルが設定されていない場合、前記別の通信中継装置とのハンドオーバ処理の頻度が所定値を超えると、前記別の通信中継装置との間に前記静的なトンネルを設定する設定手段をさらに備えることを特徴とする通信中継装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記別の通信中継装置との間に前記静的なトンネルが設定されている場合、前記設定手段は、前記別の通信中継装置とのハンドオーバ処理の頻度が所定値以下となると、前記別の通信中継装置との間の前記静的なトンネルを解除することを特徴とする通信中継装置。
【請求項４】
請求項１において、
ハンドオーバに関する所定の条件に基づいて、他の複数の通信中継装置の中から前記別の通信中継装置を少なくとも含む一部の通信中継装置を選択して、当該一部の通信中継装置との間にあらかじめ前記静的トンネルを固定的に設定する設定手段をさらに備えることを特徴とする通信中継装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記所定の条件は、前記別の通信中継装置が平均通話時間における平均ハンドオーバ回数であることを特徴とする通信中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線LANスイッチのような無線通信ネットワークにおける通信中継装置に関し、特に、ハンドオーバ処理において、動的トンネルと静的トンネルを最適に切り替えて使い分けることができる通信中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯IP電話端末が通信中に無線LAN のアクセスポイント（AP）間を移動した際に、無線LANスイッチと呼ばれる通信中継装置によって、通信のセッションを維持した状態での移動が可能である。無線LAN スイッチは、アクセスルータとも呼ばれ、以下、アクセスルータと称す。アクセスルータは、APの設定、電波管理、APに接続している端末の位置情報等を集中的に管理、制御し、APに接続している無線LANの端末のトラフィックは、トンネル技術を用いて全てアクセスルータに集められる。
【０００３】
端末が移動した際は、トラフィックを集めているアクセスルータを起点に移動先のAPまで、トラフィックを転送し、通話中に端末が移動しても、移動先のAPで、移動前のAPで取得したIPアドレスを維持することによって、通信相手(端末、SIPサーバ等)に端末が移動したということを意識させない。すなわち端末が移動してもIPアドレスを維持することにより、通信のセッションが切れない。
【０００４】
アクセスルータの中には、アクセスルータ間で連携を行い、ハンドオーバ処理を行うものがある。この場合、異なるアクセスルータに接続されているAP間を移動するケースでも、アクセスルータ間で予め静的なトンネルが設定されており、移動時においては、そのトンネル内をパケットが通り、端末の移動先APへパケットを転送することができる。
【０００５】
トンネルとは、インターネット、無線LANネットワークなどの公衆回線網上に、ある2点間を結ぶ閉じられた仮想的な直結通信回線をいう。ネットワーク上に外部から遮断された見えない通り道を作るように見えることからトンネルと呼ばれる。
【０００６】
本来通信を行ないたいプロトコルで記述されたパケットを、別のプロトコルのパケットで包んで（カプセル化）、送り届けることにより通信を行なう。パケットのカプセル化とその解除はトンネルの両端の機器が自動的に行なうため、トンネルで結ばれた機器同士は途中の通信方式や経路を気にする必要はなく、あたかもトンネルの両端の機器が直結しているように見える。
【０００７】
本社と支社のLAN間接続など、プライベートなネットワークをインターネットを経由して接続する際などに利用されることが多いため、実際のトンネリング機器やソフトウェアはパケットをカプセル化する際に暗号化を行い、転送中に覗き見られたり改ざんされたりしないようにするセキュリティ機能を持っていることが多い。
【０００８】
この事前にトンネルを設定する方式であると、ハンドオーバが起きた際にその都度トンネルを設定する方式と比較して、予めトンネルを設定しているため、ハンドオーバ時に、通信の中断時間が短くて済むというメリットがある。IP電話のようなリアルタイム通信には、できるだけ通信の中断時間が短い方が良い。
【０００９】
なお、本明細書及び請求の範囲では、アクセスルータ間であらかじめトンネルを設定しておく場合、そのトンネルを「静的なトンネル」と呼び、アクセスルータ間の通信が発生する都度トンネルを設定し、通信終了後はそのトンネルを解消する場合、そのトンネルを「動的なトンネル」と呼ぶ。
【００１０】
下記特許文献１は、移動ノードのモビリティを予測し、ハンドオーバがいつ発生するかを判定し、ハンドオーバに先立って新データルートを設定することにより、あるルータから別のルータへのハンドオーバの際のパケットレイテンシ、パケットジッタ及びパケット損失を削減する移動体通信の動的ルート設定方法について記載している。
【００１１】
下記特許文献２は、子局がハンドオーバする前に、移動先と予測される親局に対して帯域確保させ、ＱｏＳ制御に必要な帯域を確保するために要するタイムロスを回避する無線LANシステムについて記載している。
【特許文献１】特開２００２−３２５２７５号公報
【特許文献２】特開２００４−１８０１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ネットワークの規模が大きくなり、端末が移動できるエリアを広げると、無線のAP数は増大し、APを制御、管理するアクセスルータの数は増えるので、アクセスルータ間のハンドオーバを提供するアクセスルータ間のトンネル数が増大していく。このため、アクセスルータ間で事前に静的なトンネルを設定する方式であると、ネットワーク内のアクセスルータの数が増えれば増えるほど必要なトンネル数は増大し、アクセスルータに掛かる負荷は大きくなるため、大規模なネットワークへの適用が難しくなるという課題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、大規模なネットワークにも適用可能なように無線中継装置の負荷を抑えつつ、ハンドオーバ時の通信中継時間を短くするアクセスルータ（通信中継装置）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の通信中継装置の第一の構成は、無線端末間の通信データを中継する通信中継装置において、別の通信中継装置の配下から移動してきた無線端末との通信接続を検出すると、前記別の通信中継装置との間に静的なトンネルが設定されているかどうか判定する判定手段と、前記静的なトンネルが設定されている場合、前記静的なトンネルを通じて、前記別の通信中継装置から転送される前記無線端末宛て通信データを前記無線端末に転送し、前記無線端末からの通信データを、前記静的なトンネルを通じて、前記別の通信中継装置に転送するハンドオーバ処理を実行し、前記静的なトンネルが設定されていない場合、前記別の通信中継装置との間にトンネルを動的に設定し、前記動的なトンネルを通じて、前記別の通信中継装置から転送される前記無線端末宛て通信データを前記無線端末に転送し、前記無線端末からの通信データを、前記動的なトンネルを通じて、前記別の通信中継装置に転送するハンドオーバ処理を実行し、ハンドオーバ処理終了後、前記動的トンネルを解除する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の通信中継装置の第二の構成は、上記第一の構成において、前記別の通信中継装置との間に静的なトンネルが設定されていない場合、前記別の通信中継装置とのハンドオーバ処理の頻度が所定値を超えると、前記別の通信中継装置との間に前記静的なトンネルを設定する設定手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の通信中継装置の第三の構成は、上記第二の構成において、前記別の通信中継装置との間に前記静的なトンネルが設定されている場合、前記設定手段は、前記別の通信中継装置とのハンドオーバ処理の頻度が所定値以下となると、前記別の通信中継装置との間の前記静的なトンネルを解除することを特徴とする。
【００１７】
本発明の通信中継装置の第四の構成は、上記第一の構成において、ハンドオーバに関する所定の条件に基づいて、他の複数の通信中継装置の中から前記別の通信中継装置を少なくとも含む一部の通信中継装置を選択して、当該一部の通信中継装置との間にあらかじめ前記静的トンネルを固定的に設定する設定手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の通信中継装置の第五の構成は、上記第四の構成において、前記所定の条件は、前記別の通信中継装置が平均通話時間における平均ハンドオーバ回数であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、通信中継装置は、静的なトンネルによるハンドオーバ処理と動的なトンネルによるハンドオーバ処理のどちらも実行できるので、一部の通信中継装置との間にのみ、静的トンネルを設定し、他の通信中継装置の間で動的トンネルを設定する場合でも、いずれの通信中継装置とも通信を行うことができる。
【００２０】
ハンドオーバが頻繁の発生する通信中継装置間では、静的なトンネルを設定することで、通信中断時間を短くすることができ、ハンドオーバが頻繁に発生しないアクセスルータ間では、ハンドオーバ発生時に動的なトンネルを設定することによってハンドオーバ処理を行い、通信中継装置間のトンネル数を低減することができ、通信中継装置の負荷軽減を図ることができる。
【００２１】
これにより、通信中継装置の数が多い大規模ネットワークにも適用することができる通信中継装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２３】
本発明のアクセスルータは、ハンドオーバの頻度の高いアクセスルータやハンドオーバが発生する可能性の高いアクセスルータとの間でのみ静的トンネルを設定し、それ以外の通信中継装置との間では動的トンネルを設定する。静的トンネルが設定されているアクセスルータとは、当該静的トンネルを通してデータパケットの転送を行い、静的トンネルが設定されていないアクセスルータとの間では、動的トンネルを設定し、当該動的トンネルを通してデータパケットの転送を行う。
【００２４】
図１は、本発明における無線通信ネットワークの全体構成を示す図である。ネットワークは、通信中継装置である複数のアクセスルータ（以下、「ＡＲ」と称す場合がある）とそれに接続する複数のアクセスポイント（以下、「ＡＰ」と称す場合がある）を有する。一つのアクセスルータ配下には、複数のアクセスポイントが接続することができる。アクセスルータとアクセスポイント間は静的なトンネルが設定している。図１では、アクセスルータ１０−１は、３つのアクセスポイント２０−１、２０−２、２０−３と接続し、アクセスルータ１０−２は、アクセスポイント２０−４と接続し、アクセスルータ１０−３は、アクセスポイント２０−５と接続している。個別のアクセスルータ、アクセスポイントを指定しない場合は、総称として、アクセスルータ１０、アクセスポイント２０と称する。
【００２５】
アクセスポイント２０は、無線通信接続する無線通信端末３０をアクセスルータ１０に接続するための無線通信装置であって、アクセスルータ１０とは有線接続されている。アクセスポイント２０は、無線通信端末３０宛てのデータパケットを接続しているアクセスルータ１０から受信すると、それを無線通信端末３０に送信し、無線通信端末３０からのデータパケットを受信すると、それを接続しているアクセスルータ１０に送信する。
【００２６】
アクセスルータ１０は、例えば、無線ＬＡＮスイッチであって、データパケットを宛先の無線通信端末（以下、端末と称す）３０方向にルーティングする。宛先の端末３０が自アクセスルータ１０配下のアクセスポイント２０を介して接続している端末である場合は、そのアクセスポイント２０方向にデータパケットをルーティングし、宛先の端末３０が他アクセスルータ１０配下のアクセスポイント２０を介して接続している端末である場合は、その他アクセスルータ１０方向にデータパケットをルーティングする。このとき、他アクセスルータ１０との間に静的なトンネルが設定している場合は、そのトンネルを介してデータパケットを転送する。例えば、図１に示すように、自アクセスルータ１０−１から他アクセスルータ１０−２にデータパケットを転送する場合である。
【００２７】
一方、他アクセスルータ１０との間に静的なトンネルが設定していない場合は、他アクセスルータ１０との間に動的なトンネルを設定してから、そのトンネルを介してデータパケットを他アクセスルータ１０に転送する。例えば、図１に示すように、自アクセスルータ１０−１から他アクセスルータ１０−３にデータパケットを転送する場合である。
【００２８】
上述したように、静的なトンネルとは、アクセスルータ１０間にあらかじめ設定されているトンネルであって、データパケット通信の有無にかかわらず、トンネルは常時存在している。アクセスルータ間のデータパケット転送が必要な場合、トンネルを設定する時間を待たずに、アクセスルータ間でデータパケットを転送することができ、ハンドオーバ時の通信の中断時間が比較的短く済み、リアルタイムが要求される音声通話などに適する。ただし、静的なトンネルの数が多いほど、アクセスルータ１０の負荷が大きくなっていく。また、動的なトンネルとは、アクセスルータ１０間の通信が発生する都度設定されるトンネルである。データパケット通信がないときは、トンネルは存在せず、通信が発生したときだけトンネルを設定し、通信終了後はそのトンネルを解消する。通信発生時に、トンネル設定の時間が必要となり、静的なトンネルを用いる場合に比べて、ハンドオーバ時の通信の中断時間が長くなる。
【００２９】
無線通信端末３０は、例えば、ＩＰ(Internet Protocol)電話が可能な端末であって、ユーザの移動に伴って、図１に示されるように、端末３０も移動する。移動により、アクセスポイント１０の通信可能範囲は半径数十メートル程度なので、端末３０の移動に伴い、端末３０と接続するアクセスポイント２０も順次切り替わっていく。このとき、アクセスポイント２０−３からアクセスポイント２０−４に切り替わるとき、アクセスルータ１０も切り替わり、そのためのアクセスルータ間のハンドオーバ処理が行われる。図１の場合、移動元のアクセスルータ１０−１と移動先のアクセスルータ１０−２間でハンドオーバ処理が行われる。
【００３０】
ハンドオーバ処理とは、移動元のアクセスルータ１０−１と移動先のアクセスルータ１０−２の間でトンネルを設定し、端末３０からのデータパケットを移動先のアクセスルータ１０−２からトンネルを介して移動元のアクセスルータ１０−１に転送し、また、無線通信端末３０宛てデータパケットを移動元アクセスルータ１０−２からトンネルを介して移動元アクセスルータ１０−１に転送することである。ハンドオーバ処理の手順について、説明する。
【００３１】
位置情報管理サーバ４０は、ネットワーク内の各端末３０の位置を把握し、管理しているサーバである。サーバ４０は、アクセスポイント２０と通信している各端末３０のＭＡＣアドレスとＩＰアドレス及び各端末３０が接続しているアクセスルータ１０のＩＰアドレスを、アクセスルータ１０より通知される。サーバ４０は、あるアクセスルータ１０より当該通知を受けると、ネットワーク内の他のアクセスルータ１０に当該通知内容を通知する。
【００３２】
アクセスルータ１０は、各端末３０の位置情報を管理しているサーバから通知された情報を保持しており、配下のアクセスポイント２０と通信を開始した端末３０に対して、ＭＡＣアドレスをキー情報として、端末３０の位置情報をサーバ４０から通知された情報の中に、そのアクセスポイント２０と通信を開始した端末３０の情報があるかどうか判定する。
【００３３】
当該判定により一致する情報がなければ、アクセスルータ１０は、当該端末３０はアクセスポイント２０と新規に通信を開始した端末をして認定して、当該端末３０のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスと当該端末３０がアクセスポイント２０を介して接続するアクセスルータ１０（自アクセスルータ）のＩＰアドレスをサーバ４０に通知する。
【００３４】
一方、上記判定により一致する情報があり、当該端末３０に関連づけられているアクセスルータ１０のＩＰアドレスが他アドレスルータのＩＰアドレスであれば、アクセスルータ１０は、当該端末３０が他アクセスルータから移動してきたと判定する。そして、サーバ４０からの通知情報から、当該端末３０が新規に通信を開始したときに接続した移動元アクセスルータのＩＰアドレスを取得し、移動元アクセスルータに対して、端末３０がまだ通信中であるかどうか問い合わせる。
【００３５】
移動元アクセスルータに問い合わせる手段として、移動先であるアクセスルータ１０から直接移動元アクセスルータに問い合わせる手段と、サーバ４０を経由して、移動元アクセスルータに問い合わせる手段があるが、どちらの手段を用いてもよい。
【００３６】
アクセスルータ１０は、端末が通信中かどうかの問い合わせの結果を移動元アクセスルータから受け、その結果、端末が通信中である場合、移動元アクセスルータとの間でハンドオーバ処理を行う。
【００３７】
また、アクセスルータ１０は、端末３０が通信中であるかどうかの問い合わせた結果、通信中でない場合、ハンドオーバ処理を行わない。端末３０が移動先のネットワークでＩＰアドレスを取得した時点で、アクセスポイント２０を介して端末３０と接続するアクセスルータ１０が、端末３０のＭＡＣアドレスとＩＰアドレス及び端末３０が接続しているアクセスルータ１０（自アクセスルータ）のＩＰアドレスをサーバ４０に通知する。
【００３８】
アクセスルータ１０は、本発明に特徴的なハンドオーバ処理として、移動元アクセスルータとの間にあらかじめトンネルを設定し、その常時設定されたトンネル（静的なトンネル）を用いてデータパケットの転送を行う処理と、端末が通信中であるとの問い合わせ結果を受けた場合のみトンネルを設定し、そのトンネル（動的なトンネル）を用いてデータパケットを転送行う処理のいずれも行うことができる。
【００３９】
さらに、アクセスルータ１０は、一定時間内にネットワーク内の他のアクセスルータそれぞれとのハンドオーバ処理が何回発生したかを測定し、所定のしきい値より回数が多い他のアクセスルータとの間にはあらかじめ常時トンネルを設定し（静的トンネルを設定し）、所定のしきい値以下である他のアクセスルータとの間には、あらかじめトンネルを設定せず、ハンドオーバ処理が発生したときのみトンネルを設定する（動的トンネルを設定する）ようにすることができる。すなわち、アクセスルータ間のハンドオーバ処理の頻度に応じて、静的トンネルと動的トンネルを切り替えて設定することできる。
【００４０】
図２は、アクセスルータ１０の機能ブロック構成を示す図である。位置情報通信部１１は、位置情報管理サーバ４０と端末３０の位置情報の送受信を行う。位置情報管理部１２は、端末３０のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスと、自アクセスルータのＩＰアドレス若しくは配下のアクセスポイント２０のＩＰアドレスとを対応付けて管理している。ハンドオーバ監視部１３は、ある一定時間内に他のアクセスルータそれぞれと何回ハンドオーバ処理が発生したかを監視している。ハンドオーバ制御部１４は、端末３０が異なるサブネットへ移動した際（アクセスルータが異なるアクセスポイント間を移動した場合）、ＩＰアドレス維持のために、端末のＤＨＣＰ要求を端末が移動前に行っていたＤＨＣＰサーバへ転送する。
【００４１】
ＤＨＣＰは、インターネットに一時的に接続するコンピュータにＩＰアドレスなど必要な情報を自動的に割り当てるプロトコルである。ＤＨＣＰサーバには、ゲートウェイやＤＮＳサーバのＩＰアドレスやサブネットマスク、クライアントに割り当てても良いＩＰアドレスの範囲などが設定されており、アクセスしてきたコンピュータにこれらの情報を提供する。コンピュータが通信を終えると自動的にアドレスを回収し、他のコンピュータに割り当てる。
【００４２】
通信監視部１５は、各端末３０が通信を行っているかどうかを監視する。ルーティング管理部１６は、端末３０の位置情報よりどのトンネルにデータパケットを振り分けるかを決定する。パケット転送部１７は、パケットの転送処理を行う。トンネル制御部１８は、アクセスポイントとの間のトンネルの設定及び管理、アクセスルータ間のトンネルの設定と管理を行う。端末位置情報データベース１９は、サーバ４０から受信した情報を記憶している。
【００４３】
図３は、位置情報管理サーバ４０の機能ブロック構成を示す図である。端末位置情報管理部４１は、端末のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスとアクセスルータのＩＰアドレスとを対応付けて管理している。位置情報通信部４２は、アクセスルータ１０との間、端末の位置情報を送受信する。端末位置情報データベース４３は、アクセスルータ１０から集められた情報を記憶している。
【００４４】
図４は、端末の位置情報の通知及び管理方法について説明する図である。本発明の無線通信ネットワークのエリア内で端末が電源起動時、又は端末が起動状態で無線通信ネットワークがカバーしないエリアからカバーするエリアに移動してきた時、アクセスルータ配下のアクセスポイントが端末と無線接続関係を結ぶ。その際、通常、ユーザ認証を行い、認証が通ると、端末は、ＤＨＣＰプロトコルを用いて、ＩＰアドレスを取得する。アクセスルータ１０は、ＤＨＣＰプロトコルのメッセージを監視し、端末にＩＰアドレスが付与された時点で、端末と無線接続関係を結んでいるアクセスポイントを管理するアクセスルータが、移動元のアクセスルータとして、端末のＩＰアドレス、端末のＭＡＣアドレス及び自アクセスルータのＩＰアドレスを、ネットワーク内の端末の位置情報を管理する位置情報管理サーバ４０に通知する。位置情報管理サーバ４０は、通知を受けた端末のＩＰアドレス、端末のＭＡＣアドレス、アクセスルータのＩＰアドレスを、他のアクセスルータに通知することにより、ネットワーク内の端末の位置情報をアクセスルータで共有する。アクセスルータは、位置情報管理サーバ４０に通知した情報及び位置情報管理サーバから通知された情報を位置情報データベース１９として管理している。アクセスルータの位置情報管理部１２は、端末のＭＡＣアドレス、端末のＩＰアドレス、端末の移動元アクセスルータのＩＰアドレス及び自アクセスルータ配下のアクセスポイントと無線接続関係を結んでいる端末について、端末がどのアクセスポイントと接続しているかを把握するために、アクセスポイントのＩＰアドレスも管理している。
【００４５】
図５は、本発明の実施の形態における静的トンネルを設定する範囲を説明する図である。一つのアクセスルータ１０がカバーする無線通信範囲、平均呼保留時間（平均通話時間）、移動速度（ユーザの歩行速度）から通話中の平均ハンドオーバ回数を想定し、ハンドオーバが発生する可能性の高いアクセスルータ間の範囲を求める。
【００４６】
一つのアクセスルータの無線通信範囲を直径約１００ｍ、平均呼保留時間（平均通話時間）を３分（１８０秒）、移動速度（ユーザの歩行速度）を４ｋｍ／ｈとした場合のハンドオーバ回数は、
4000×180/3600/100=2
となり、２回のハンドオーバが発生する。すなわち、上記条件の場合、アクセスルータ１０−１と接続して通信が開始された場合、通信開始時にユーザの端末と接続したアクセスルータ１０−１とそれに隣接するアクセスルータ１０−２との間、さらにもう一つ隣のアクセスルータ１０−３との間でハンドオーバが発生する。アクセスルータ１０−１のトンネル制御部１８は、上記結果に基づいて、比較的ハンドオーバが発生しやすいと想定される隣接するアクセスルータ１０−２との間及び隣接するアクセスルータ１０−２にさらに隣接するアクセスルータ１０−３との間に静的なトンネルをあらかじめ設定する。なお、アクセスルータ１０−１は、アクセスルータ１０−３より遠いアクセスルータ１０−４との間には、静的トンネルを設定していない。アクセスルータ１０−１で通信が開始された場合、アクセスルータ１０−４までハンドオーバが発生する確率が低いと想定されるからである。
【００４７】
従って、ユーザの端末がアクセスルータ１０−１と接続して通信を開始した場合、端末の移動により、アクセスルータ１０−１とアクセスルータ１０−２との間、さらにアクセスルータ１０−３との間でハンドオーバが発生する場合は、あらかじめ設定されている静的トンネルを用いてデータ転送が行われ、さらに、アクセスルータ１０−４との間でもハンドオーバが発生する場合は、静的トンネルは設定されていないので、アクセスルータ１０−４との間に新規にトンネル（動的トンネル）を設定し、その動的トンネルと用いてデータ転送が行われる。
【００４８】
このように、各アクセスルータは、他のアクセスルータ全てとの間に静的トンネルを設定するのではなく、所定の条件によって選択されたハンドオーバが発生する可能性の高いアクセスルータとの間にのみ静的トンネルを設定することで、ハンドオーバによる通信中断を抑えつつ、アクセスルータの負荷も軽減することができる。
【００４９】
図６は、本発明の実施の形態におけるアクセスルータのハンドオーバ処理のフローチャートを示す図である。図５では、端末３０は、アクセスルータ１０−１の無線通信範囲からアクセスルータ１０−２の無線通信範囲に移動する場合において、主としてアクセスルータ１０−２の処理について説明する。
【００５０】
現在位置を管轄するアクセスルータ１０−１配下のアクセスポイント２０−１が端末と無線接続する。アクセスルータは、配下の各アクセスポイントまでＩＰレイヤに静的なトンネルを設定するので、端末からアクセスポイントに送られるデータパケットは、その静的なトンネルを通り自動的にアクセスルータに集められる。アクセスルータは、端末へデータパケットを転送する上でのアンカーポイントとなる。
【００５１】
端末がアクセスルータ１０−２の無線通信範囲に移動すると、端末はアクセスルータ１０−２配下のアクセスポイント２０−２と無線接続関係を締結する（Ｓ１００）。その際、端末のＭＡＣアドレス情報がアクセスポイント２０−２よりアクセスルータ１０−２に通知される（Ｓ１０１）。アクセスルータ１０−２の位置情報管理部１２は、通知されたＭＡＣアドレス情報に基づいて端末位置情報データベース１９を検索する（Ｓ１０２）。端末位置情報データベース１９に、通知されたＭＡＣアドレス情報が登録されていない場合は、アクセスルータ１０−２の位置情報通信部１１は、端末のIPアドレスを取得してから、当該端末のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス及び自アクセスルータ１０−２のＩＰアドレスを位置情報管理サーバ４０に通知する（Ｓ１０３）。
【００５２】
ステップＳ１０２において、端末位置情報データベース１９に、通知されたＭＡＣアドレス情報が登録されている場合は、位置情報管理部１２は、端末が自アクセスルータ配下の端末であるかどうか判定する（Ｓ１０４）。具体的には、通知された端末のＭＡＣアドレス情報に関連づけられて登録されているアクセスルータのＩＰアドレスが自アクセスルータのＩＰアドレスかどうかで判定する。自アクセスルータのＩＰアドレスであれば、端末が自アクセスルータ配下の端末であると判定される。自アクセスルータ配下の端末であるということは、同一のアクセスルータ内でアクセスポイントだけが変わった場合を意味する。
【００５３】
ステップＳ１０４において、自アクセスルータ配下の端末であると判定された場合は、アクセスルータ１０−２の通信監視部１５が、自アクセスルータ配下で端末が通信中であるかどうか判定する（Ｓ１０５）。通信中である場合、アクセスルータ１０−２のハンドオーバ制御部１４は、端末からのＤＨＣＰリクエストに対して、移動前と同一のＤＨＣＰサーバへＤＨＣＰリクエスト転送することで、移動前と同一のＩＰアドレスを維持できるようにする（Ｓ１０６）。
【００５４】
アクセスルータ１０−２のルーティング管理部１６とパケット転送部１７は、宛先ＩＰアドレスが端末のＩＰアドレスであるデータパケットを、現在接続しているアクセスポイント宛てのトンネルを通して転送する（Ｓ１０７）。
【００５５】
ステップＳ１０５において、通信中でない場合、アクセスルータ１０−２の位置情報通信部１１は、端末が移動先のアクセスポイント２０−２で新しくＩＰアドレスを取得した後、当該端末のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス及び自アクセスルータ１０−２のＩＰアドレスを位置情報管理サーバ４０に通知する（Ｓ１０８）。
【００５６】
ステップＳ１０４において、自アクセスルータ配下の端末でないと判定された場合、アクセスルータ２０−１の通信監視部１５は、端末が移動する前に接続していたアクセスルータ１０−１に対して、端末が通信中であるかどうか問い合わせる（Ｓ１０９）。通知された端末のＭＡＣアドレス情報に関連づけられて登録されているアクセスルータのＩＰアドレスから、端末が移動する前に接続していたアクセスルータを知ることができる。
【００５７】
問い合わせの結果、通信中でない場合は、上述したステップＳ１０８の処理を行う。一方、通信中である場合は、アクセスルータ１０−２のトンネル制御部１８は、端末が移動前に接続していたアクセスルータ１０−１との間に静的トンネルが存在するかどうか判定する（Ｓ１１０）。
【００５８】
存在しない場合、トンネル制御部１８はアクセスルータ１０−１との間にトンネル（動的トンネル）を設定する（Ｓ１１１）。
【００５９】
そして、Ｓ１１０で静的トンネルが存在する場合、及びＳ１１１で動的トンネルを設定した場合、アクセスルータ１０−２のハンドオーバ制御部１４は、端末からのＤＨＣＰリクエストに対して、アクセスルータ１０−１とのトンネルを通して、アクセスルータ１０−１に転送し、そこからさらに同一のＤＨＣＰサーバへＤＨＣＰリクエスト転送することで、移動前と同一のＩＰアドレスを維持できるようにする（Ｓ１１２）。
【００６０】
そして、アクセスルータ１０−２のルーティング管理部１６とパケット転送部１７は、アクセスルータ１０−１との間のトンネルを通して受信する端末宛てのデータパケットを端末に転送し、端末から受信するデータパケットをトンネルを通してアクセスルータ１０−１に転送する（Ｓ１１３）。
【００６１】
図７は、静的トンネル設定時のハンドオーバ処理の概略を示す図である。図７は、図６のフローチャートにおいて、通信中の端末３０が、アクセスルータ１０−１の無線通信範囲からアクセスルータ１０−２の無線通信範囲に移動する場合に、静的トンネルを用いてハンドオーバ処理を図示するものであって、その手順は、図６と同一である。図７は、あらかじめ静的トンネルが設定されているので、その静的トンネルを通して、アクセスルータ１０−１とアクセスルータ１０−２との間でデータパケットの転送が行われる。
【００６２】
図８は、動的トンネル設定時のハンドオーバ処理の概略を示す図である。図８は、図６のフローチャートにおいて、通信中の端末３０が、アクセスルータ１０−１の無線通信範囲からアクセスルータ１０−２の無線通信範囲に移動する場合に、動的トンネルを用いてハンドオーバ処理を図示するものであって、その手順は、図６と同一である。図７と比較して、アクセスルータ１０−１とアクセスルータ１０−２との間に、トンネルを設定する手順（７）（図６のステップＳ１１１に対応）が必要となる。設定された動的トンネルを通して、アクセスルータ１０−１とアクセスルータ１０−２との間でデータパケットの転送が行われる。
【００６３】
図５で説明したように、上述のハンドオーバ処理では、平均的な通話における平均的なハンドオーバの回数をあらかじめ想定し、それに応じて、静的トンネルを設定するアクセスルータを固定的に決めていたが、実際に生じるハンドオーバの頻度に応じて、静的トンネルを設定するアクセスルータを随時変更するようにしてもよい。
【００６４】
図９は、ハンドオーバの頻度に応じたトンネル設定状態を示すテーブルである。当該テーブルは、ハンドオーバ監視部１３により更新、管理される。ハンドオーバ監視部１３は、ハンドオーバが発生したアクセスルータ（そのＩＰアドレス）について、ハンドオーバ頻度を監視する。トンネル制御部１８は、ハンドオーバ頻度が所定のしきい値を超えるアクセスルータとの間に、静的トンネルを設定するようにする。例えば、しきい値を２０回／ｈとすると、図８の例では、ハンドオーバ頻度が５０回／ｈを超えるアクセスルータ（10.1.1.1）との間に静的トンネルが設定される。
【００６５】
また、ハンドオーバ頻度がしきい値以下のアクセスルータ（10.2.1.1と10.3.1.1）との間には、ハンドオーバ発生時に動的トンネルが設定される。図８の例では、アクセスルータ（10.2.1.1）との間に、現在、動的トンネルが設定されているが、アクセスルータ（10.3.1.1）との間には、動的トンネルは設定されていない。
【００６６】
ある時点で、ハンドオーバ頻度がしきい値を超えていて、静的トンネルが設定された場合であっても、その後、ハンドオーバ頻度がしきい値以下となれば、静的トンネルは解消され、ハンドオーバ発生毎に動的トンネルが設定されることとなる。また、ある時点でハンドオーバ頻度がしきい値以下であり、静的トンネルが設定されていない場合であっても、その後ハンドオーバ頻度がしきい値を超えた場合は、静的トンネルが設定される。
【００６７】
このように、ハンドオーバの頻度を管理し、随時静的トンネルと動的トンネルを切り替えるようにすることで、静的なトンネルと動的なトンネルを最適に使い分けることができる。また、実際にハンドオーバが起きる可能性の高いアクセスルータとの間に静的トンネルを設定することができ、効率的なトンネル設定が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明における無線通信ネットワークの全体構成を示す図である。
【図２】アクセスルータ１０の機能ブロック構成を示す図である。
【図３】位置情報管理サーバ４０の機能ブロック構成を示す図である。
【図４】端末の位置情報の通知及び管理方法について説明する図である。
【図５】静的トンネルを設定する範囲を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるアクセスルータのハンドオーバ処理のフローチャートを示す図である。
【図７】静的トンネル設定時のハンドオーバ処理の概略を示す図である。
【図８】動的トンネル設定時のハンドオーバ処理の概略を示す図である。
【図９】ハンドオーバの頻度に応じたトンネル設定状態を示すテーブルである。
【符号の説明】
【００６９】
１０：アクセスルータ、１１：位置情報通信部、１２：位置情報管理部、１３：ハンドオーバ監視部、１４：ハンドオーバ制御部、１５：通信監視部、１６：ルーティング管理部、１７：パケット転送部、１８：トンネル制御部、１９：端末位置情報データベース、２０：アクセスポイント、３０：端末、４０：位置情報管理サーバ、４１：端末位置情報管理部、４２：位置情報通信部、４３：端末位置情報データベース
【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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