(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内の移動ノードを管理するホームルータに向けて所定の地域内を移動する移動ノードが、自己の位置を表す制御パケットを送信するデータ伝送方法において、
前記所定の地域内に位置するルータに、
前記移動ノードから前記制御パケットを受信させて該制御パケットを前記ホームルータに向けて転送させ、かつ前記制御パケットをコピーした再生成パケットを生成させ、該再生成パケットを前記所定の地域内で、前記移動ノードが移動する確率の低い地域を除外し、かつ自己に隣接する他のルータへ転送させること、
前記ルータに前記制御パケットに基づいて前記移動ノードの位置を登録させると共に前記他のルータに前記再生成パケットに基づいて前記移動ノードの位置を登録させること、
を特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたデータ伝送方法において、
前記他のルータに、前記移動ノードが移動する確率の低い地域を除外して予め定められた制御パケット配信表を参照して前記再生成パケットを転送することを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたデータ伝送方法において、
前記制御パケット配信表から除外される、移動ノードが移動する確率の低い地域は、前記所定の地域内の地形的条件によって前記ルータ毎に予め選択されることを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項４】
所定領域内を移動する移動ノードから該移動ノードの位置を示す制御パケットを受信し、該制御パケットを移動ノード管理用のホームルータに送信するデータ伝送ルータであって、
前記制御パケットをコピーして再生成パケットを生成するパケット再生成部と、
前記所定領域内で前記移動ノードの移動する確率の低い地域を除き、かつ自己に隣接する他のデータ伝送ルータを判定し、該他のデータ伝送ルータに、前記移動ノードの位置を登録させるために前記再生成パケットを送信する送信制御部と、
前記制御パケットに基づいて前記移動ノードの位置を登録する位置登録部と、
を含むことを特徴とするデータ伝送ルータ。
【請求項５】
請求項４に記載のデータ伝送ルータにおいて、
前記他のデータ伝送ルータを判定するための制御パケット配線表を更に備えることを特徴とするデータ伝送ルータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信ネットワークにおけるデータ伝送方法及びデータ伝送ルータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信ネットワークの広域化が進み、広い地域に跨がるネットワーク内を車両等に搭載されたコンピュータや端末（以下移動ノードと記す）が自由に移動できるようになりつつある。
この場合に要求される重要なことは、移動ノードが、移動した位置にかかわらず同一の計算機環境を得ることである。この問題を解決するために、種々の技術開発が成されている。例えば「移動するネットワークのための透過的な通信機構の設計、石井公夫、寺岡文男、村井順、情報処理学会マルチメディア通信と分散処理研究会予稿集、１９９５」等に開示されている。
【０００３】
この開示された技術では、移動ノードを特定する固体識別子と、ネットワーク内での移動ノードの位置を表す位置識別子が用いられる。ネットワーク内に配置されている複数個のルータ（中継装置）は、これらの識別子によって構成されるエントリ（ここでは移動ノードの特定と位置を表す項目）を格納するアドレス変換表を所持する。複数個のルータ（中継装置）の一つがホームルータとして選択される。ホームルータは、ネットワーク内の移動ノードを一括管理する。
【０００４】
移動ノードは、移動直後に自己のエントリを格納又は更新するためにホームルータに宛てて固体識別子と位置識別子を書き込んだ制御パケットを送信する。この制御パケットは、ホームルータに至る経路上にある他のルータ（中継装置）を経由してホームルータへ転送される。この他のルータ（中継装置）は、制御パケットを受け入れたとき、自己が所持するアドレス変換表に移動ノードのエントリを追加又は更新する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、以下に記す解決されるべき課題が残されていた。
上記のように移動ノードの移動先を認識しているルータ（中継装置）は、制御パケットが通過した経路上にあるルータ（中継装置）のみである。更に、上記移動体の過去の位置を認識しているルータは、長時間過去の認識を維持する。その結果上記移動体に向けて送信されたパケットが過去の位置に誤転送される場合も多く、パケット損失を招き通信遅延を招くことが多く発生した。特に、上記移動ノードが広い地域内を自由に動き回る場合等に顕著であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。
〈構成１〉
ネットワーク内の移動ノードを管理するホームルータに向けて所定の地域内を移動する移動ノードが、自己の位置を表す制御パケットを送信するデータ伝送方法において、上記所定の地域内に位置するルータに、上記移動ノードから上記制御パケットを受信させて該制御パケットを上記ホームルータに向けて転送させ、かつ上記制御パケットをコピーした再生成パケットを生成させ、該再生成パケットを上記所定の地域内で、上記移動ノードが移動する確率の低い地域を除外し、かつ自己に隣接する他のルータへ転送させること、
上記ルータに上記制御パケットに基づいて上記移動ノードの位置を登録させると共に上記他のルータに上記再生成パケットに基づいて上記移動ノードの位置を登録させることを特徴とするデータ伝送方法。
【０００７】
〈構成２〉
構成１に記載されたデータ伝送方法において、上記他のルータに、上記移動ノードが移動する確率の低い地域を除外して予め定められた制御パケット配信表を参照して上記再生成パケットを転送することを特徴とするデータ伝送方法。
【０００８】
〈構成３〉
構成２に記載されたデータ伝送方法において、上記制御パケット配信表から除外される、移動ノードが移動する確率の低い地域は、上記所定の地域内の地形的条件によって上記ルータ毎に予め選択されることを特徴とするデータ伝送方法。
〈構成４〉
所定領域内を移動する移動ノードから該移動ノードの位置を示す制御パケットを受信し、該制御パケットを移動ノード管理用のホームルータに送信するデータ伝送ルータであって、上記制御パケットをコピーして再生成パケットを生成するパケット再生成部と、上記所定領域内で上記移動ノードの移動する確率の低い地域を除き、かつ自己に隣接する他のデータ伝送ルータを判定し、該他のデータ伝送ルータに、上記移動ノードの位置を登録させるために上記再生成パケットを送信する送信制御部と、上記制御パケットに基づいて上記移動ノードの位置を登録する位置登録部とを含むことを特徴とするデータ伝送ルータ。
〈構成５〉
構成２に記載されたデータ伝送ルータにおいて、上記他のデータ伝送ルータを判定するための制御パケット配線表を更に備えることを特徴とするデータ伝送ルータ。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、移動ノードが移動直後にホームルータに宛てて制御パケットを送信する。所定の地域内を、例えば車両等に搭載された移動ノードが、ネットワーク内の移動ノードを一括管理するホームルータに向けて制御パケットを送信する。上記移動ノードの近傍に位置するルータ（中継装置）が、上記移動ノードからこの制御パケットを受け入れる。
【００１０】
このルータは、ホームルータに向けた経路上の後に続くルータに上記制御パケットを転送する。更に制御パケットをコピーした再生成パケットを作成して、この再生成パケットを上記所定の地域内で自己に隣接する他のルータへ転送する。このとき、地域内の地形を考慮に入れて、移動ノードが地形条件から移動可能な地域に位置するルータのみに転送する。
【００１１】
その結果、再生成パケットの配信先のエントリ数を最低限度に押さえながら、他のノードが上記ホームルータへの経路以外のルータを経由して移動ノードと交信する際、パケットが誤転送される確率を少なくすることができる。即ち、パケットの損失や通信遅延が、低減される。以上の目的を達成するために、本発明によるデータ伝送方法には以下に記すデータ伝送装置を備えたルータが配置される。
【００１２】
〈具体例の構成〉
以下、本発明を図示の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明によるデータ伝送方法の説明図である。
図は、移動体通信システムの中で本発明によるデータ伝送方法によってどのようにデータが伝送されるかを説明する説明図である。この図を用いてデータ伝送方法について説明する前に、本発明に用いられるルータに備えられているデータ伝送装置について図を用いて説明する。
【００１３】
図２は、データ伝送装置の構成図である。
図２より、データ伝送装置は、経路表１とアドレス変換表２と制御パケット配信表３と制御部５を備える。
経路表１は、受け入れたパケットのアドレス情報に基づいて、パケットの送信経路を表示するメモリである。即ち、パケットの進むべき方向を指示する経路標識に相当する。
【００１４】
アドレス変換表２は、移動ノードの移動後の位置をリストアップ（表示）したメモリである。その一例について図を用いて説明する。
図３は、アドレス変換表の説明図である。
図３に示すように、アドレス変換表は、移動ノードの固体識別子と移動ノードの位置識別子からなるエントリ（項目）を格納する。
【００１５】
ここで固体識別子とは、移動ノードを特定するために用いられる識別子であり、位置識別子とは、個々のノードが所属するネットワーク上での位置を表す識別子である。通常ＩＰ（インタネット・プロトコル）のアドレス体系に従って８ビットからなるフィールド４個で構成される。各フィールドを１０進数で表記しフィールド間をピリオドで区切る。例えば１３３．１４９．１０．５０のように表される。
【００１６】
再度図２に戻って本発明によるデータ伝送装置の構成についての説明を続ける。制御パケット配信表３は、ルータが制御パケットを受け入れた時にそのパケットの送信先を読み取って、その送信経路外に位置するルータ宛てに再生成パケットを送信するために参照するリストである。この再生成パケットは上記制御パケットをコピーすることによって得られる。
制御パケット配信表３の一例について図を用いて説明する。
【００１７】
図４は、制御パケット配信表の説明図である。
図４に示すように、再生成パケットが転送される配信先のルータのエントリ（項目）がリストアップされている。この配信先は、上記所定の地域の地形に即して自己に隣接するルータがリストアップされている。即ち隣接するルータとの間に川等があって移動ノードが移動する確率の低い地域に位置するルータは選択されない。
次に制御パケット及び再生成パケットについて図を用いて説明する。
【００１８】
図５は、制御パケット及び再生成パケットの説明図である。
（ａ）は、制御パケットを（ｂ）は、再生成パケットを、それぞれ表している。
本発明の開示に必要な部分のみについて説明し、本発明の開示に直接必要の無い部分については説明を割愛する。
図５に示すように、送信元の位置識別子、送信先の位置識別子、ターゲットノードの固体識別子、ターゲットノードの位置識別子、制御パケット識別情報が、書き込まれている。
【００１９】
送信元の位置識別子は、この制御パケットを送信した移動ノードのネットワーク上での位置を表している。
送信先の位置識別子は、この制御パケット又は再生成パケットの着信先のネットワーク上での位置を表している。この着信先は、制御パケットの場合はホームルータの位置を表している（ａ）。再生成パケットの場合は、配信表にリストアップされているルータのネットワーク上での位置を表している（ｂ）。
【００２０】
ターゲットノードの固体識別子は、移動により位置識別子が変更された移動ノードを特定している。
ターゲットノードの位置識別子は、移動により位置識別子が変更された移動ノードのネットワーク上での位置を表している。
このターゲットノードの固体識別子とターゲットノードの位置識別子に基づいてアドレス変換表２のエントリが追加又は更新される。
【００２１】
制御パケット識別情報には、制御パケットの場合は、制御パケット生成時の時刻（タイムスタンプ）が記載される（ａ）。同様に再生成パケットの場合は、制御パケット生成時の時刻（タイムスタンプ）と、その再生成パケットを生成したルータの位置識別子が記載される（ｂ）。この位置識別子を記載することによって、隣り合うルータ同士での再生成パケットのやり取りや、制御パケットの経路内へ再生成パケットが混入すること等を避けることができる。
【００２２】
再度図２に戻って、本発明によるデータ伝送装置のＯＳＩ参照モデル４についてカーネル空間（中核部分）に限定して説明を加える。
以上説明した経路表１とアドレス変換表２と制御パケット配信表３は、ＯＳＩ参照モデル４のＩＰ４４（ネットワーク層）に配置される。
【００２３】
システムコールインタフェース４１は、ファイル入出力関数等、ユーザ空間のプログラムに、アプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）を提供する部分である。
ソケット４２は、通信路を設定する関数等、ネットワーク用アプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）を提供する部分である。
【００２４】
ＴＣＰ・ＵＤＰ４３は、ＴＣＰ（トランスミッションコントロールプロトコル）、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）等、トランスポート層のプロトコルが実装される部分である。
ＩＰ４４は、ＩＰ等、ネットワーク層のプロトコルが実装されている部分である。本発明によるデータ伝送装置もこの階層に実装されている。
共通インタフェース４５は、デバイス毎の差異を吸収し、複数種類のネットワークインタフェースを同じに扱えるようにする部分である。
【００２５】
ネットワークインタフェース４６は、イーサネット等、データリンク層のプロトコルが実装される部分である。
ハードウェアデバイスドライバ４７は、ハードウェアデバイスが実装される部分である。
【００２６】
制御部５は、パケットの転送を制御する部分である。以下に説明する制御動作は、予め指定されたプログラムに従って、ルータ内部に備えられているマイクロプロセッサによって制御される。或いは、独自に個々の制御動作毎にハードウェアで構成されてもよい。
【００２７】
〈具体例の動作〉
再度図１に戻って、本発明によるデータ伝送方法について説明する。
説明の都合上、所定の地域内に川が流れている。その川には橋がＥ市に一か所あるだけである。更に、Ｆ市とＫ市の間には山があって交通が遮断されている。以上の前提に基づいて説明を行う。
図１において、ＭＨは移動ノードを、ＨＲはホームルータを、Ｒ１〜Ｒ１１はルータを、Ｌｓは制御パケットの経路を、Ｒｅは川を、Ｍａは山を、Ｂｒは橋を、それぞれ表している。Ａ市〜Ｋ市は通信ネットワークが構成されている地域に存する都市を表している。
【００２８】
図６は、パケットの処理動作説明図である。
図１、図６を用いて、車両に搭載された移動ノードＭＨが、周辺のいずれかの市からＡ市へ移動してきた時の制御パケット及び再生成パケットの処理動作について説明する。
【００２９】
図１において、車両に搭載された移動ノードＭＨは、まず最初にホームルータＨＲに向けて、制御パケット（図５（ａ））を送信する。このとき、図５（ａ）の送信元の位置識別子には、移動ノードＭＨの位置が、送信先の位置識別子にはホームルータＨＲの位置が記載される。同時にターゲットノード固体識別子には、移動ノードＭＨが、ターゲットノード位置識別子には、移動ノードＭＨの位置が記載される。又、制御パケット識別情報には、移動ノードＭＨが制御パケットを送信した時刻が記載される。
以下図６を参照してパケットの処理動作について説明する。
【００３０】
ステップＳ１
ルータＲ１（図１）は、上記制御パケットを移動ノードＭＨ（図１）から受け入れる。
ステップＳ２
ルータＲ１（図１）の制御部５（図２）は、送信先の位置識別子を参照して自己の位置識別子と一致していないことを認識する。即ち、このパケットはホームルータＨＲ（図１）へ向けての制御パケットであることを認識してステップＳ３へ進む。
【００３１】
ステップＳ３
ルータＲ１（図１）の制御部５（図２）は、自己が管理する経路表１（図２）に基づいてホームルータＨＲ（図１）への経路を判断してこの制御パケットをルータＲ２（図１）へ転送してステップＳ４へ進む。
【００３２】
ステップＳ４
ルータＲ１（図１）の制御部５（図２）は、自己が管理する制御パケット配信表（図４）を参照して予め定められている全ての配信先へ再生成パケット（図５（ｂ））を送信する。この再生成パケット（図５（ｂ））には、移動先の位置識別子としてルータＲ１（図１）に隣接するルータＲ１０とルータＲ１１がそれぞれ個別のエントリとして記載されている。
【００３３】
ここで留意すべきことは、ルータＲ４（図１）とルータＲ５（図１）は、共にルータＲ１（図１）に隣接しているが、制御パケット配信表（図４）に記載されていないことである。即ちルータＲ１（図１）と、ルータＲ４（図１）及びルータＲ５（図１）の間には川がある。従って移動ノードＭＨは、ルータＲ４（図１）が管轄するＤ市（図１）及びルータＲ５（図１）が管轄するＢ市（図１）から移動してきた確率、或いはこの後移動して行く確率も低い。そのため、ルータＲ５（図１）及びルータＲ４（図１）のアドレス変換表２（図２）を更新又は追加する必要がないからである。
尚ステップＳ４の動作については後に他の図を用いて再度詳細に説明する。
【００３４】
ステップＳ５
ルータＲ１（図１）の制御部５（図２）は、制御パケットの記載に基づいて自己が管理するアドレス変換表２（図２）にターゲットノード固体識別子及び、ターゲットノード位置識別子を追加又は更新した後パケットの処理動作を終了する。
【００３５】
この時点で制御パケット（図５（ａ））は、ルータＲ２（図１）へ、進んでいルータＲ２（図１）は、制御パケット（図５（ａ））をルータＲ１（図１）から受け入れたとき、上記ルータＲ１（図１）で説明した動作と全く同様の動作を繰り返して制御パケット（図５（ａ））をルータＲ３（図１）へ転送する。
【００３６】
ルータＲ２（図１）の制御パケット配信表には、山Ｍａ（図１）によって交通遮断されているＫ市（図１）に位置するルータＲ９（図１）は記載されていない。一方、川Ｒｅ（図１）には橋Ｂｒ（図１）がありＥ市（図１）へは移動可能なのでＥ市（図１）に位置するルータＲ６（図１）は、記載されている。従って再生成パケット（図４（ｂ））が送信される。
以下同様にして、ルータＲ３（図１）は、制御パケット（図５（ａ））をホームルータＨＲ（図１）へ転送する。
【００３７】
再度図６を用いてホームルータＨＲ（図１）のパケット処理動作について説明する。
ステップＳ１
ホームルータＨＲ（図１）は制御パケット（図５（ａ））をルータＲ３（図１）から受け入れる。
【００３８】
ステップＳ２
ホームルータＨＲ（図１）の制御部５（図２）は、送信先の位置識別子を参照して自己の位置識別子と一致していることを認識する。即ち、このパケットはホームルータＨＲ（図１）へ向けての制御パケットであることを認識してステップＳ５へ飛ぶ。
【００３９】
ステップＳ５
ホームルータＨＲ（図１）の制御部５（図２）は、制御パケットの記載に基づいて自己が管理するアドレス変換表２（図２）に移動ノードＭＨ（図１）のターゲットノード固体識別子及び、ターゲットノード位置識別子を追加又は更新した後パケットの処理動作を終了する。
【００４０】
次に図を用いて上記ステップＳ４の動作について説明する。
図７は、制御パケットの配信処理動作説明図である。
上記ステップＳ４における配信処理動作は、ステップＳ６〜ステップＳ９を通って処理される。
ステップＳ６
各ルータの制御部５（図２）は、自己が管理する制御パケット配信表を参照して順番に１エントリ毎に読み出してステップＳ７へ進む。
【００４１】
ステップＳ７
全てのエントリを読み終わるまではステップＳ８へ進む。
ステップＳ８
制御部５（図２）は、自己が管理する制御パケット配信表を参照して、送信先を書き替えた再生成パケットを作成してステップＳ９へ進む。
【００４２】
ステップＳ９
制御部５（図２）は、再生成パケットを、書き替えた送信先へ向けて送信した後再度ステップＳ６へ戻って同様の動作を繰り返す。自己が管理する制御パケット配信表に記載されている全てのエントリ（項目）についての再生成パケットを送信する。その後動作を終了してステップＳ７から図６のステップＳ４へ戻る。
【００４３】
説明の都合上、車両に搭載された移動ノードに限定して説明したが、本発明は、これに限定されるものではない、即ち、徒歩による移動であっても良いし、また必ずしも道路上でなくても良い。即ち、歩行者が移動ノードをあるビルディングから管理するルータの異なる他のビルディングへ持ち運んだ場合等も含まれる。
更に、ここでは移動ノードの移動に限定して説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
即ち、複数個のノードによって構成されるサブネットワークに対しても全く同様に適合できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、ルータが、自己に備える制御パケット配信表に、移動ノードが移動する確率の低い地域を除外して、隣接するルータのエントリを記載することにより以下の効果を得る。
１．再生成パケットの不必要な再生を制限することができる。
２．最低数の再生成パケットで移動前のエントリを短時間の内に更新することができる。
３．その結果効率的に、パケット損失と通信遅延を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデータ伝送方法の説明図である。
【図２】データ伝送装置の構成図である。
【図３】アドレス変換表の説明図である。
【図４】制御パケット配信表の説明図である。
【図５】制御パケット及び再生成パケットの説明図である。
【図６】パケットの処理動作説明図である。
【図７】制御パケットの配信処理動作説明図である。
【符号の説明】
Ａ市〜Ｋ市  都市
ＨＲ  ホームルータ
Ｌｓ  制御パケットの経路
Ｍａ  山
ＭＨ  移動ノード
Ｒ１〜Ｒ１１  ルータ
Ｒｅ  川
【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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