(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムのための適応型ハンドオフトリガシステムを提供する方法であって、
モバイルノードによって使用されている第１のアクセスネットワークが、当該モバイルノードに対してトリガ前タイミングパラメータを通知するステップと、
前記モバイルノードが、前記トリガ前タイミングパラメータに基づいて可変ハンドオフ閾値を設定するステップと、
前記モバイルノードに対するパイロット信号の強度が前記可変ハンドオフ閾値に達した場合に、第２のアクセスネットワークへのハンドオフを開始するステップと
を具備し、
前記トリガ前タイミングパラメータは、レイヤ３ハンドオフリクエストから当該リクエストによるリンクレイヤ接続の切断までの期間の推定値と関連していることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記モバイルノードが、前記第１のアクセスネットワークに対してＩＰレイヤブラックアウト期間を通知するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のアクセスネットワークが、前記ＩＰレイヤブラックアウト期間に基づいて前記トリガ前タイミングパラメータを再調整するステップをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記トリガ前タイミングパラメータを再調整するために適応チューナが用いられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記可変ハンドオフ閾値はリンクダウン閾値よりも高く設定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記可変ハンドオフ閾値は数学的マッピング方程式に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記数学的マッピング方程式は、可変ハンドオフ閾値をＴｈａｄａｐｔｉｖｅ、トリガタイミングをＴｔ、パイロット信号期間をＴｂｅａｃｏｎ、パイロット信号周期あたりのパイロット信号強度の瞬時減少値をΔ、リンクダウンするパイロット信号強度をＳＬＤとした場合、
0004045185.tif 000008
と表されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ハンドオフは前記第１のアクセスネットワークによって開始されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ハンドオフは前記モバイルノードによって開始されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
無線通信システムのための適応型ハンドオフトリガシステムであって、
第１のアクセスネットワークと、
前記第１のアクセスネットワークに接続されるモバイルノードと
を具備し、
前記第１のアクセスネットワークはトリガ前タイミングパラメータを前記モバイルノードに通知し、
前記モバイルノードは前記トリガ前タイミングパラメータに基づいて可変ハンドオフ閾値を設定し、
前記モバイルノードが第２のアクセスネットワークの無線信号が届く範囲に位置し、かつ前記モバイルノードに対するパイロット信号の強度が前記可変ハンドオフ閾値に達した場合に、第２のアクセスネットワークへのハンドオフが開始され、
前記トリガ前タイミングパラメータは、レイヤ３ハンドオフリクエストから当該リクエストによるリンクレイヤ接続の切断までの期間の推定値と関連していることを特徴とする適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１１】
前記モバイルノードが前記第１のアクセスネットワークに対してＩＰレイヤブラックアウト期間を通知するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載の適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１２】
前記第１のアクセスネットワークが前記ＩＰレイヤブラックアウト期間に基づいて前記トリガ前タイミングパラメータを再調整するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１１に記載の適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１３】
前記トリガ前タイミングパラメータを再調整するために適応チューナが用いられることを特徴とする請求項１２に記載の適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１４】
前記可変ハンドオフ閾値はリンクダウン閾値よりも高く設定されることを特徴とする請求項１０に記載の適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１５】
前記可変ハンドオフ閾値は数学的マッピング方程式に基づいて算出されることを特徴とする請求項１０に記載の適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１６】
前記数学的マッピング方程式は、可変ハンドオフ閾値をＴｈａｄａｐｔｉｖｅ、トリガタイミングをＴｔ、パイロット信号期間をＴｂｅａｃｏｎ、パイロット信号周期あたりのパイロット信号強度の瞬時減少値をΔ、リンクダウンするパイロット信号強度をＳＬＤとした場合、
0004045185.tif 000009
と表されることを特徴とする請求項１５に記載の適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１７】
前記ハンドオフは前記第１のアクセスネットワークによって開始されることを特徴とする請求項１０に記載の適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１８】
前記ハンドオフは前記モバイルノードによって開始されることを特徴とする請求項１０に記載の適応型ハンドオフトリガシステム。
【請求項１９】
無線通信システムのための適応型ハンドオフトリガシステムを提供する方法であって、
トリガ前タイミングパラメータをモバイルノードに通知するステップと、
前記モバイルノードと前記モバイルノードによって使用されている第１のアクセスネットワークとの間で送受信されるパイロット信号の強度を測定するステップと、
前記パイロット信号の強度が可変ハンドオフ閾値に達した場合に、第２のアクセスネットワークへのハンドオフをトリガするステップと
を具備し、
前記トリガ前タイミングパラメータは、レイヤ３ハンドオフリクエストから当該リクエストによるリンクレイヤ接続の切断までの期間の推定値と関連していることを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記ハンドオフは前記第１のアクセスネットワークによって開始されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ハンドオフは前記モバイルノードによって開始されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
無線通信システムのための適応型ハンドオフトリガシステムを提供する方法であって、
モバイルノードによって使用されている第１のアクセスネットワークが当該モバイルノードに対してトリガ前タイミングパラメータを通知するステップと、
前記モバイルノードが前記トリガ前タイミングパラメータに基づいて可変ハンドオフ閾値を設定するステップと、
前記モバイルノードに対するパイロット信号の強度が前記可変ハンドオフ閾値に達した場合に、第２のアクセスネットワークへのハンドオフを開始するステップと、
前記第１のアクセスネットワークに対してＩＰレイヤブラックアウト期間を通知するステップと、
前記ＩＰレイヤブラックアウト期間に基づいて前記トリガ前タイミングパラメータを再調整するステップと
を具備し、
前記トリガ前タイミングパラメータは、レイヤ３ハンドオフリクエストから当該リクエストによるリンクレイヤ接続の切断までの期間の推定値と関連していることを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記ハンドオフは前記第１のアクセスネットワークによって開始されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ハンドオフは前記モバイルノードによって開始されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一または異なるアクセス技術を用いる無線アクセスポイントで構成されるＩＰベースの無線アクセスネットワークにおけるハンドオフに関し、特にアクセスネットワーク間の適応型ＩＰハンドオフトリガおよびＩＰハンドオフトリガタイミングの反復調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
あらゆるＩＰベースの無線通信ネットワークにおいて、待ち時間やデータの損失を最小限にするという意味でシームレスなＩＰハンドオフを開始するハンドオフトリガを提供することは非常に重要である。ＩＰベースのモビリティプロトコルが有する重要な利点の１つとして、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）のレイヤ１および２の多種多様な無線および有線アクセス技術に適応可能な点がある。ＩＰハンドオフに関する研究計画の多くは、同一のアクセス技術を用いるアクセスルータおよびモビリティエージェント間の迅速なハンドオフのサポートに向けられてきた。
【０００３】
ただ１つの無線アクセス技術によって低待ち時間、高帯域幅および世界的規模の適用範囲を同時に提供することができないことを考えると、異なるアクセス技術を提供するアクセスルータおよびモビリティエージェント間で行われるいわゆる「マルチアクセス」モバイルノードのシームレスな移動をサポートすることは非常に興味深い研究課題である。マルチアクセスモバイルノードとは、少なくとも２以上のネットワークインターフェイスハードウェアを備えているものと一般的に考えられている。マルチアクセスモバイルノードのレイヤ２は、同一アクセス技術を用いるアクセスポイント間の移動と異なり、硬直的な枠組みの中で対応および制御することができない。実際的な例として、仮にパイロット信号が異なる技術によるものであれば、別々の基地局から受信したパイロット信号の強度を比較する典型的なハンドオフ測定は無意味である。
【０００４】
低待ち時間のＩＰハンドオフを実現するためには、適時にハンドオフ過程を順序付ける必要がある。周知のように、待ち時間、データの損失およびその他のＩＰレイヤにおける混乱を最小限にするため、レイヤ３ハンドオフは、レイヤ２において用いられているアクセス技術から得られる特別な情報、すなわちレイヤ２トリガに基づいて開始されなければならない。すなわち、ハンドオフタイミングを決定しハンドオフ候補を特定することにより、レイヤ２トリガ（または、その他の形態）はシームレスなＩＰモビリティを実現する上で重要な役割を果たす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間のハンドオフトリガの課題は、異なるアクセス技術を用いる実体間およびネットワーク間の整合性をいかに確保するかである。例として、セルラ無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）における同一のアクセス技術を用いるアクセスポイント間の移動について考える。セルラＲＡＮのサブシステムにおけるセル間の移動は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）等の分散型（または、中央）制御装置を介して完全に対応および制御されている。この場合、ネットワーク制御装置はモバイルノードの動きを完全に把握している。これが可能なのは、基地局およびモバイルノードがハンドオフ測定値やその他の情報をネットワーク制御装置に通知しなければならないためである。基地局およびモバイルノードからの複数の通知を組み合わせることにより、ネットワーク制御装置はモバイルノードに対して周波数資源を割り当て、アクセスネットワークの実体間の整合性を維持する。従って、レイヤ３はレイヤ２モビリティに従うにすぎない。この場合、アクセスネットワークから提供されるレイヤ２トリガによりシームレスなＩＰハンドオフの課題を解決することができる。
【０００６】
一方、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間を移動する場合、必要なタイミングでハンドオフトリガを生成することはより難しい。レイヤ２トリガに関する現在の研究により、さまざまなハンドオフプロトコルに必要なレイヤ２トリガのタイプおよびフォーマットは指定されているが、シームレスなＩＰモビリティにとって重要な、レイヤ２トリガの生成方法とトリガタイミングの問題を解決する方法については明らかにされていない。
【０００７】
異なるアクセス技術を用いるアクセスポイントで構成されるアクセスネットワークにおけるハンドオフトリガの問題の中に、レイヤ２トリガの生成という問題がある。異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間を移動する場合、アクセスネットワークのサポートに依存するレイヤ２トリガを用いることはできない。そのようなレイヤ２トリガの例として、ソーストリガとターゲットトリガとがある。次に、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイントで構成されるアクセスネットワークにおけるハンドオフトリガのタイミングの問題がある。課題は、ハンドオフ測定値の比較方法とハンドオフ測定からトリガタイミングを導出する方法である。アクセス技術の異なるパイロット信号強度等のハンドオフパラメータは比較することができない。また、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間で行われるハンドオフの動機付けは、現在使用している接続のフェーディングまたは切断、あるいは新たなアクセスネットワークを介した接続環境の改善の可能性のいずれかであるため、ハンドオフの決定はより難しい。これらの問題は、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間で行われる必要かつ十分なハンドオフのトリガタイミングを決定する要因に収斂する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、閾値を適応的に設定するハンドオフ測定に基づく自己予測機能を開示している。本発明は、同一または異なる無線アクセス技術を用いるアクセスポイント間を移動するハンドオフの事例に適用可能である。本発明は、アクセスルータ等のアクセスネットワークの実体やモバイルノードの適応メカニズムに関する。本発明は、継続的に測定されるハンドオフ測定値（パイロット信号）を組み合わせ、調整可能な時間パラメータに基づいてより正確なリンクダウン通知を得る反復プロセスを開示している。また、本発明においては、候補リンクの継続的なハンドオフ測定に基づいてリンクアップタイミングが適応的に予測される。
【０００９】
本発明の好適な実施形態は、アクセスネットワークにおいてハンドオフする実体（フォーリンエージェント等）により提供されるハンドオフトリガタイミングの反復調整と、モバイルノードにより設定される可変ハンドオフ閾値の２つの部分に分けられる。まず、アクセスネットワークにおいてハンドオフする実体（モバイルエージェントまたはアクセスルータ）は、適応アルゴリズムを反復して用い、Ｔｔ'と示されるハンドオフトリガタイミングパラメータの最適な推定値を算出する。このハンドオフトリガタイミングパラメータの反復調整は、リアルタイムでフィードバックされる入力値に基きレイヤ３ブラックアウト期間を最小限にするように行われる。
【００１０】
モバイルノードは、最新の調整済みハンドオフトリガタイミングパラメータ（Ｔt'）を得る。このハンドオフトリガタイミングパラメータ（Ｔt'）に基づいて、モバイルノードは可変ハンドオフ閾値を設定する。モバイルノードにおいて可変ハンドオフ閾値を設定するために、ハンドオフトリガタイミングパラメータ（Ｔt'）は数学的マッピングにより最適な信号強度（可変ハンドオフ閾値）に変換される。可変ハンドオフ閾値は、ハンドオフ測定（例えば、パイロット信号強度の測定）の瞬時値に表れるモバイルノードの現在の移動状態に適応するように設定される。
【００１１】
以上概説したように、本発明の好適な実施形態は、無線通信システムのための適応型ハンドオフトリガシステムを提供する方法およびシステムであって、現在使用しているアクセスネットワークが少なくとも１のトリガ前タイミングパラメータをモバイルノードに通知するステップと、前記モバイルノードが前記少なくとも１のトリガ前タイミングパラメータに基づいて少なくとも１の可変ハンドオフ閾値を設定するステップと、前記モバイルノードに対するパイロット信号の強度が前記可変ハンドオフ閾値に達した場合に、アクセスネットワーク候補へのハンドオフを開始するステップと、前記モバイルノードが前記使用しているアクセスネットワークにブラックアウト期間を通知するステップと、前記現在使用しているアクセスネットワークが前記ブラックアウト期間に基づいて前記トリガ前タイミングパラメータを再調整するステップをさらに具備することを特徴とする方法およびシステムを開示している。
【００１２】
本発明の他の特徴および利点については、図および後述する本発明の詳細な説明により明らかになる。以上、好適な実施形態を序文として説明してきたが、これを、本発明の範囲を定義する請求の範囲を制限するものとして解すべきではない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態は、図１に示すように、ＩＰベースの無線アクセスネットワークである、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイントで構成されるアクセスネットワーク１０のための適応型ハンドオフトリガシステムを開示する。図１に示すように、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイントで構成されるアクセスネットワーク１０は、それぞれ少なくとも１のアクセスポイント１６または１８を備える複数のアクセスネットワーク１２および１４を有する。アクセスポイント１６および１８は、アクセスルータ２０および２２にそれぞれ接続されている無線塔として図１に示されている。各アクセスルータ２０および２２は、ＩＰベースのネットワークすなわちバックボーン２４を介して相互接続されていることが好ましい。モバイルノード２６はアクセスネットワーク１２および１４にアクセスするために用いられ、動作中に一方のアクセスネットワークから他方のアクセスネットワークへ自由に移動できる。
【００１４】
図１に示すように、アクセスポイント１６および１８の無線範囲はそれぞれ異なり、従ってアクセスネットワーク１２および１４の収容範囲は異なっている。本発明は、モバイルノード２６の動きとアクセスネットワーク１２および１４の間をモバイルノード２６が移動する際のハンドオフ方法とに関する。ここで問題とする２つの事例は、アクセスネットワーク１２および１４が収容する領域の重複の仕方にそれぞれ特徴がある。これらの事例は、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間のハンドオフが行われるという点で妥当な事例であり、もっとも発生頻度が高いこれら２つの事例は図１および２に示されている。
【００１５】
図１は、アクセスネットワーク１２および１４が収容する領域の重複の仕方の一例を示す。同図では、一方の収容領域が他方の収容領域により完全に囲まれている。広い方の収容領域をモバイルノード２６の収容元と考えた場合（矢印はモバイルノード２６の移動経路を示す）、モバイルノード２６は接続障害は認識せずに、別のアクセスポイントへアクセスする可能性は認識するかもしれない。モバイルノード２６が狭い方の収容領域に入る間際にある場合、現在使用している接続の切断を動機付けとする収容領域の狭いアクセスポイント１８へのハンドオフは必ずしも行われない。この場合にハンドオフを行う動機付けとしては、接続状態の改善か、モバイルノード２６の基本設定やユーザーの好み等の何らかの主観的な評価に基づくものであろう。
【００１６】
モバイルノード２６が収容領域の狭いアクセスポイント１８に一旦接続されると、この領域から出る際には、入る際とは全く異なる状態が発生する。この場合、収容領域の広いアクセスポイント１６へのハンドオフを行う動機付けは接続の切断であると考えられる。なお、狭い方の収容領域から出る場合には低待ち時間のハンドオフが不可欠であるのに対して、狭い方の収容領域に入る場合には低待ち時間のハンドオフは不可欠ではない。
【００１７】
図２は、アクセスネットワーク１２および１４が収容する領域の隣接の仕方の一例を示す。同図では、一方の収容領域は他方の収容領域により完全には囲まれていない。この場合、各収容領域の境界線付近において収容領域が重複しており、２つの異なるアクセス技術が用いられる。図２に示すように、一方の収容領域は他方の収容領域により完全には囲まれていない。この場合にハンドオフを行う動機付けは接続の切断であり、これは同一のアクセス技術を用いる２つの隣接するセル間で行われる典型的なハンドオフの事例と同様である。この事例では、ハンドオフが適切なトリガタイミングでトリガされない場合に接続が切断される可能性があるため、図１の事例と比較してより重要である。この場合も低待ち時間のハンドオフが好ましい。
【００１８】
以下、マルチアクセスモバイルノード２６のための、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間で行われるハンドオフトリガメカニズムについて説明する。ここで説明するハンドオフトリガメカニズムはモバイルノード２６において利用される。異なる２つのアクセス技術が用いられている場合、アクセスネットワーク１２および１４がモバイルノード２６のハンドオフを決断することは難しい。アクセス技術が異なる場合にネットワークトリガを生成することは難しいため、モバイルノード２６は当然ハンドオフに関わらなければならない。なお、モバイルノード２６が関与することなくアクセスネットワーク１２および１４がモバイルノード２６に代わって適切にハンドオフを決断できる場合でも、同様なメカニズムがアクセスネットワーク１２および１４に適用可能である。
【００１９】
可変ハンドオフ閾値を設定する際の基本原則は移動性に適応することである。移動の速いモバイルノード２６の場合、移動の遅いモバイルノード２６と比較してハンドオフ測定値（アクセスポイント１６および１８からモバイルノード２６へ送信されるパイロット信号の強度）がより速いペースで低下する。第二に、現在使用している接続の切断前に必要とされるトリガタイミングは数多くの要因によって決定される。例えば、ハンドオフ機構が異なる場合には無線または固定リンクを介して送受信されるハンドオフ制御メッセージも異なる。また、アクセス技術が異なる場合にはチャネルアクセスにかかる待ち時間や伝達特性が異なる。従って、可変ハンドオフ閾値を固定した場合、ブラックアウト期間の発生を解消できない。本発明において、マルチアクセスモバイルノード２６は、現在使用している接続を切断する前にハンドオフ信号処理を行う十分な時間を確保する自己測定メカニズムを備えている。このメカニズムが必要とされるのは、モバイルノード２６が異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間を移動する場合等、アクセスネットワーク１２および１４において整合的なハンドオフ測定が不可能な場合である。
【００２０】
本発明では、前述した接続を切断する前に必要とされるタイミングを「トリガタイミング」またはＴtと定義する。図３はＩＰハンドオフタイミング全体を示す。トリガタイミングは、各アクセスネットワーク１２および１４とモバイルノード２６との間で現在使用している接続のリンクダウン（ＬＤ）との関係により定義される。このリンクダウン（ＬＤ）は現在使用しているアクセスネットワークにおいて制御可能なパラメータである。また、モバイルノード２６が移動中に通信している際に起こるレイヤ３ブラックアウト期間がある。
【００２１】
図３および５に示すように、最初にモバイルノード２６がハンドオフを要求し、このハンドオフ要求は現在使用しているアクセスネットワーク３０に送信される。モバイルノード２６によりハンドオフ要求が送信されると、現在使用しているアクセスネットワーク３０はレイヤ３ハンドオフをトリガする。その結果、ハンドオフ要求と登録要求が現在使用しているアクセスネットワーク３０からアクセスネットワーク候補３２へ送信される。現在使用しているアクセスネットワーク３０によりレイヤ３ハンドオフがトリガされると、現在使用しているアクセスネットワーク３０とモバイルノード２６との接続が切断される。これはリンクダウン（ＬＤ）として図３に示されている。モバイルノード２６がハンドオフを要求してからリンクダウン（ＬＤ）が生じるまでの期間は「トリガタイミング」と定義され、図３においてはＴｔと示されている。
【００２２】
現在使用しているアクセスネットワーク３０とモバイルノード２６とのリンクまたは接続が切断されると、リンクが切断されてからモバイルノード２６が新たなアクセスネットワーク３２から最初のデータのパケットを受信するまでブラックアウト期間となる。これは図３においてＴL3_Blackoutと示されている。このブラックアウト期間が終了すると、モバイルノード２６は新たなアクセスネットワーク３２からパケットの受信を開始する。リンクダウン（ＬＤ）の後、モバイルノード２６と新たなアクセスネットワーク３２とのリンクが接続される。これは図３においてリンクアップ（ＬＵ）と示されている。リンクダウン（ＬＤ）から新たなアクセスネットワーク３２へのレイヤ３ハンドオフが完了するまでの期間は図３においてＴadjustと示されている。レイヤ３ハンドオフが完了すると、新たなアクセスネットワーク３２はそれまで使用していたアクセスネットワーク３０に対してハンドオフ応答と登録応答を送信する。
【００２３】
図４は、ハンドオフを行う際にモバイルノード２６がパイロット信号の強度を測定する典型的なハンドオフ測定を示す。リンクダウンするパイロット信号強度（ＳLD）を仮定した場合、本発明では、可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）はリンクダウンするパイロット信号強度（ＳLD）よりも高く設定され、測定値が可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）に達した場合にＩＰハンドオフがトリガされる。例えば、リンクダウンするパイロット信号強度（ＳLD）とは、モバイルノード２６が許容可能なエラー率でパケットを送受信できる最低限のパイロット信号強度である。可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）は、可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）からリンクダウンするパイロット信号強度（ＳＬＤ）までのタイミングが、モバイルノード２６と現在使用しているアクセスネットワーク３０との通信が切断する前にハンドオフメッセージを処理するために必要なトリガタイミング（Ｔt）とほぼ等しくなるように適応的に設定される。
【００２４】
本発明の好適な実施形態にでは、リンクダウンするパイロット信号強度（ＳLD）、トリガタイミング（Ｔt）、およびパイロット信号期間（Ｔbeacon）から可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）を推定するために数学的マッピングが用いられる。このパイロット信号期間（Ｔbeacon）は、複数のパイロット信号を組合せて整合的な測定値を得るフィルタ期間であることが好ましい。好適な本実施形態の開始にあたり以下の方程式が用いられる。ここで、Δはパイロット信号周期あたりのパイロット信号強度の瞬時減少値に相当する。
【数１】
0004045185.tif 000002
可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）について解くと、以下の方程式が得られる。
【数２】
0004045185.tif 000003
【００２５】
この数式（方程式２）により、リンクダウンの前に必要なタイミング（例えば、トリガタイミング（Ｔt））とパイロット信号強度の測定値とを関連付ける関数マッピングが得られる。この方程式を用いることで、モバイルノード２６は、トリガタイミング（Ｔt）、リンクダウンするパイロット信号強度（ＳLD）、およびパイロット信号周期あたりのパイロット信号強度の瞬時減少値（Δ）に基き、自己予測として可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）を設定できる。なお、モビリティ適応はパイロット信号周期あたりのパイロット信号強度の瞬時減少値（Δ）により調節される。
【００２６】
図５に示すように、本発明の実施形態は、現在使用しているアクセスネットワーク３０におけるトリガ前タイミングの調整とモバイルノード２６における可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）の設定の２つのステップで構成されている。トリガ前タイミングとは、リンクレイヤ接続が切断される前にＩＰハンドオフがトリガされ制御メッセージ処理が完了する期間である。モバイルノード２６が制御するＩＰハンドオフアルゴリズムは、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイント間のハンドオフを行う際に最適である。これは、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイントで構成されるアクセスネットワーク１０がソーストリガやターゲットトリガ等のネットワークトリガ全般を提供できないためである。
【００２７】
図５に示すように、最初にモバイルノード２６は、アクセスネットワーク候補３２へのＩＰハンドオフを開始するために用いられるトリガ前タイミングパラメータ（図中、Ｔt'）を通知される。モバイルノード２６は現在使用しているアクセスネットワーク３０と接続後いつでもこの情報を受信できる。現在使用しているアクセスネットワーク３０は、同一または異なるアクセス技術を用いる、事前に特定されたハンドオフ候補（例えば、アクセスネットワーク）にこの情報を提供する。
【００２８】
提供されたトリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）に基づいて、モバイルノード２６は可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）を設定する。可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）により、現在使用しているアクセスネットワークとのリンクレイヤ接続が切断される（リンクダウン）前にＩＰハンドオフ信号処理を完了する十分な時間を確保できる。レイヤ２のハンドオフ測定値が可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）に達すると、モバイルノード２６によりＩＰハンドオフが開始され、モバイルノード２６はリンクダウン前にＩＰハンドオフ信号処理を完了する十分な時間を有している。
【００２９】
前述したように、可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）を得るために、受信したパイロット信号の強度とトリガタイミングとを関連付ける数学的マッピング方程式が用いられる。可変ハンドオフ閾値（Ｔｈadaptive）はハンドオフ測定の瞬時値を反映するように適切的に設定される。ＩＰレイヤブラックアウト期間が生じた場合、モバイルノード２６はハンドオフの後にそれまで使用していたアクセスネットワーク３０にＩＰレイヤブラックアウト期間を通知する。ＩＰレイヤブラックアウト（またはレイヤ３ブラックアウト）期間とは、リンクレイヤ接続がすでに確立しているにもかかわらずモバイルノード２６がＩＰデータグラムを送受信できない期間である。それまで使用していたアクセスネットワーク３０は、モバイルノード２６より受信した通知に基づいてトリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）の値を再び推定または調整する。
【００３０】
ＩＰレイヤブラックアウトが生じた場合、トリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）の調整方法のさらなる最適化の可能性が生じる。本発明において、最適化は適応アルゴリズムを用いることにより行われる。エラー、すなわちレイヤ３ブラックアウトの発生および期間の測定を通じて前回の最適化のレベルを参照するため、反復する毎に微調整が行われる。本発明では、適応チューナにフィードバックさせる入力値としてこの情報が繰り返し用いられる。
【００３１】
現在使用しているアクセスネットワーク３０は、適応アルゴリズムを繰り返し用いてトリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）の設定を最適化する必要がある。アクセスルータやフォーリンエージェント等のＩＰアクセスネットワークの実体は高性能のコンピュータであるため、これらの実体がトリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）の調整、記憶、および管理を担当する。
【００３２】
異なるアクセス技術が用いられる環境は、数多くの要因の多様性に特徴がある。このような環境においてパフォーマンスの最適化を実現する基本的な特性は適応である。固定的な設定や決定論的なアプローチではうまくいきそうにない。本発明によれば、レイヤ３ブラックアウト期間として表れるハンドオフエラーを最小限にすることができる。ここで以下の方程式について考察する（ＴL3_BOはレイヤ３ブラックアウト期間を、ＴL3_HO_finはレイヤ３ハンドオフの完了タイミングを、ＴL3_HO_initはレイヤ３ハンドオフの開始タイミングをそれぞれ示す）。
【数３】
0004045185.tif 000004
【００３３】
好適な適応チューナは、最新のトリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）およびトリガタイミング調整値（Ｔadjust）を用いるエラーフィードバックを備えている。反復する毎に、新しく推測された最適なトリガタイミングは方程式３を最小化し、トリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）が算出される。図６は、最小２乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズムに基づいてトリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）を調整する適応チューナを示す。
【００３４】
過去のトリガタイミング（Ｔt_past）は、スカラあるいはｎ個の以前に用いられたトリガ前タイミングパラメータ（Ｔt'）のベクトルであり、トリガタイミング調整値（Ｔadjust）およびエラー（ε）についても同様である。好適な適応チューナのＬＭＳを用いた最適な解法は以下のようになる。
【数４】
0004045185.tif 000005
重みベクトル（Ｗ）は、Ｗ＝（Ｗ1  Ｗ2）で表され、現在の入力値（および／または前回の入力値）に基づく次回の反復のために平均２乗誤差を最小にする最適な重みベクトルは以下のようになる（Ｗpresentは重みベクトルの現在の入力値を示す）。
【数５】
0004045185.tif 000006
ここで入力ベクトルＸは、Ｘ＝（Ｔt_past  Ｔadjust）で表され、μは適応のスピードと安定性を規定するゲイン定数であり、そしてεはエラーフィードバックを示している。ゲイン定数μは以下の方法で求めることが好ましい。
【数６】
0004045185.tif 000007
ここで、Ｒ＝ＸＸT  と  ｔｒ[Ｒ]＝Σ（Ｒの対角要素）＝（Ｒの最大固有値）が成立する。なお、この解法はスカラに基づいている。ベクトルに基づく場合、この解法は適切なベクトルおよび行列の形式をとる。算術演算については両方の場合とも同一であることが好ましい。
【００３５】
本発明の別の特徴は、ハンドオフトリガタイミングを調整する適応方法に関する。このメカニズムは、モビリティエージェントやアクセスルータを含むアクセスネットワークの実体において用いられる。ここで、モビリティエージェント、アクセスルータ、およびモバイルノード等のＩＰを用いる実体は、適応、自動パラメータ変換、自己対応および調整、および障害の回復が可能な自律型の実体として扱われている。また、異なる無線アクセス技術を用いるアクセスポイント間で行われる低待ち時間のハンドオフを要求するマルチアクセスモバイルノードは、レイヤ２のハンドオフ測定を可能にするために、使用していないインターフェイスを少なくとも休止または休眠モードにしていると想定されていることも重要である。
【００３６】
図７および８は、少なくとも２つの異なるアクセス技術が可能な事例をそれぞれ示している。第１の事例では、新アクセスネットワーク３２とのリンクアップが旧アクセスネットワーク３０とのリンクダウンに先行する。第２の事例では、リンクダウンがリンクアップに先行する。第２の事例は、レイヤ３に本質的に影響を及ぼすレイヤ２ブラックアウト期間が生じるためより難しい。なお、現在使用しているアクセスネットワーク３０は、リンクダウンは検出しても、新しいアクセス技術を用いるリンクアップは検出しない可能性がある。しかしながら、モバイルノード２６はリンクアップとリンクダウンの両方を検出できる。
【００３７】
図７および８の括弧に囲まれた範囲は最適なハンドオフ完了時間を示している。これらの範囲ではリンクアップの後にレイヤ３ブラックアウトが生じない。データセッション中にレイヤ３ブラックアウトが生じた場合、モバイルノード２６はパケットの遅滞や損失を被る可能性がある。Ｔadjustは、レイヤ３ブラックアウト期間の影響を減少させるために反復プロセスにおいて入力されるパラメータの１つである。本発明では、リンクダウン前にレイヤ３ハンドオフが完了するようにトリガタイミング（Ｔt）が調節される。なお、リンクダウン前にリンクアップが行われる事例では、同時に複数のレイヤ２接続が行われる可能性がある。しかしながら、括弧に囲まれた範囲内でレイヤ３ハンドオフが完了しない場合、複数のレイヤ２接続の結果として同時に複数のレイヤ３リンクが生じることはない。
【００３８】
前述したように、少なくとも現在使用している接続をリンクダウンする前に十分なトリガタイミング（Ｔt）が確保されなければならない。トリガタイミング（Ｔt）は、モバイルノード２６が現在使用しているリンクを切断する前に行うハンドオフ制御メッセージ処理の完了に必要な時間により決定される。トリガタイミング（Ｔt）が短すぎる場合、レイヤ３ブラックアウト期間に接続の切断を被ることになる。従って、異なるアクセス技術が用いられる環境でシームレスなモビリティの要件を満たすためには、トリガタイミング（Ｔt）の調節が重要である。
【００３９】
本発明におけるトリガタイミング（Ｔt）パラメータの調整方法は、レイヤ３ハンドオフの完了に基づいている。様々なハンドオフ機構が存在し今後新たなハンドオフ機構が出現するであろうことを考えると、ハンドオフ制御メッセージ処理に基づくトリガタイミング（Ｔt）の決定論的な研究はシームレスなＩＰモビリティという目的にふさわしくないだろう。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、適応ＬＭＳアルゴリズムを用いるトリガタイミング（Ｔt）パラメータの反復調整方法を開示している。これに対し、トリガタイミング（Ｔt）パラメータの固定的な調整方法では、トリガタイミング（Ｔt）やレイヤ３ブラックアウト期間を含む多くのパラメータが統計的であるため重大なエラーを生じる可能性がある。また、無線インターフェイスまたは無線チャンネルがランダムであるため、パイロット信号強度等のハンドオフ測定値もランダムでありユーザーの移動性（例えば、スピード）と一部相互に関連している。運用条件が動的で変化や更新を受けやすいことを考えると、適応性のないハンドオフ機構は有望でない。
【００４１】
一方、反復して適応する処理は割合に計算の複雑化を生じさせない。この反復適応処理とは、現在および相関関係にある過去の情報の全くの統計的処理である。過去のエラーについての情報を利用することにより、動的で速やかな適応が実現される。
【００４２】
以上、本発明の最適な動作方法および実施形態を説明してきたが、その他の動作方法および実施形態は当業者にとって明らかであり、本発明の精神とその範囲は、全ての均等物を含む請求の範囲により定義される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一方の収容領域が他方の収容領域に囲まれたアクセスネットワークを有する、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイントで構成されるアクセスネットワークを示す図である。
【図２】  収容領域が隣接したアクセスネットワークを有する、異なるアクセス技術を用いるアクセスポイントで構成されるアクセスネットワークを示す図である。
【図３】  モバイルノードおよびアクセスネットワークのＩＰハンドオフタイミングを示す図である。
【図４】  パイロット信号の強度を測定するハンドオフ測定を示す図である。
【図５】  モバイルノードの適応型ハンドオフを行う、現在使用しているアクセスネットワークとアクセスネットワーク候補を示す図である。
【図６】  最小２乗平均アルゴリズムを用いる適応チューナの適応モデルを示す図である。
【図７】  リンクアップがリンクダウンに先行するＩＰハンドオフタイミングを示す図である。
【図８】  リンクダウンがリンクアップに先行するＩＰハンドオフタイミングを示す図である。
【符号の説明】
１０  異なるアクセス技術を用いるアクセスポイントで構成されるアクセスネットワーク
１２、１４、３０、３２  アクセスネットワーク
１６、１８  アクセスポイント
２０、２２  アクセスルータ
２４  ＩＰベースのネットワーク
２６  モバイルノード
【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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