(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の訪問者管理手段で構成されたネットワークを形成して、移動通信手段の移動性情報を管理する複数の移動性管理手段と、
該移動性管理手段から前記移動性情報を受信して前記移動通信手段の位置更新状況を管理する加入者管理手段と、
前記移動通信手段の前記移動性情報に基づき前記移動通信手段に提供する前記データグラムを生成して前記加入者管理手段に伝達する情報提供手段と、を含み、
前記訪問者管理手段は、それぞれ別の下位ネットワークを形成して、前記データグラムを前記移動通信手段に提供するための実時間サービス経路を提供し、前記複数の訪問者管理手段のうち少なくとも１つは、前記複数の移動性管理手段が形成するネットワークに含まれる共通訪問者管理手段で構成され、
前記共通訪問者管理手段が形成する前記下位ネットワークに前記移動通信手段が位置すると、
前記共通訪問者管理手段は、前記移動通信手段の前記移動性情報を管理していない他の前記移動性管理手段に、前記移動通信手段に対する登録を要請して、実時間サービス経路を予約することを特徴とする実時間サービスのための無線通信システム。
【請求項２】
前記移動通信手段が位置している前記移動性管理手段は、前記情報提供手段に経路変更メッセージを伝達して前記移動通信手段が移動する前記移動性管理手段に対する情報を伝送し、
前記移動通信手段が移動する前記移動性管理手段は、前記移動通信手段の経路メッセージを前記情報提供手段から受信し前記情報提供手段に予約メッセージを伝達して実時間サービス経路を確保し、
前記加入者管理手段は、前記移動通信手段の位置登録を更新することを特徴とする請求項１に記載の実時間サービスのための無線通信システム。
【請求項３】
前記共通訪問者管理手段は、隣接した前記移動性管理手段に情報要請メッセージを伝送し、
該情報要請メッセージに該当する前記移動性管理手段は、情報応答メッセージを前記共通訪問者管理手段に伝送して前記情報提供手段に経路変更メッセージを伝送し、前記情報提供手段から経路メッセージも伝送を受けることを特徴とする請求項１に記載の実時間サービスのための無線通信システム。
【請求項４】
複数の訪問者管理手段で構成されたネットワークを形成して、移動通信手段の移動性情報を管理する複数の移動性管理手段と、
該移動性管理手段から前記移動性情報を受信して前記移動通信手段の位置更新状況を管理する加入者管理手段と、
前記移動通信手段の前記移動性情報に基づき前記移動通信手段に提供する前記データグラムを生成して前記加入者管理手段に伝達する情報提供手段と、を含み、
前記訪問者管理手段は、それぞれ別の下位ネットワークを形成して、前記データグラムを前記移動通信手段に提供するための実時間サービス経路を提供し、
前記複数の訪問者管理手段のうち少なくとも１つは、前記複数の移動性管理手段が形成するネットワークに含まれる共通訪問者管理手段で構成される実時間サービスのための無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記共通訪問者管理手段が形成する前記下位ネットワークに前記移動通信手段が位置すると、
前記共通訪問者管理手段が、前記移動通信手段の前記移動性情報を管理していない他の前記移動性管理手段に、前記移動通信手段に対する登録を要請して、実時間サービス経路を予約することを特徴とする実時間サービスのための無線通信システムにおける無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実時間サービスのための無線通信システム及びその無線通信方法に係り、さらに詳しくは、移動（モバイル）ＩＰの環境下で資源予約プロトコルを用いて実時間サービスを提供するための無線通信システム及びハンドオフ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，移動体通信及びインターネットが急速に普及したことに伴い、無線の環境下でもインターネットサービスが必要とされ、無線環境下でも従来の有線ネットワークと同レベルの品質を備えたサービスが要求されている。このことにより、現在のところ、従来の有線ネットワークにおいて用いられているマルチキャスト（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）サービスや実時間（ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ）サービスといった各種サービスが、無線環境下のインターネットに提供されている。
【０００３】
現状では、特に、テレビ会議、ビデオ−オンデマンド（ｖｉｄｅｏ  ｏｎ  ｄｅｍａｎｄ：ＶＯＤ）、インターラクティブテレビジョン（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ−ＴＶ）、インターネット電話（Ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の実時間サービスについて、より多くの研究がなされている。
【０００４】
このような無線環境下で実時間サービスを提供するための移動ＩＰ（ｍｏｂｉｌｅ  ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ：モバイルインターネットプロトコル）に対する標準規格が、１９９６年にＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）によって提案されている。
【０００５】
しかし、ここで提案された前記移動ＩＰは、実質的な実時間サービスを支援するために多くの制約条件と問題点を有する。その代表的な例として、三角経路（Ｔｒｉａｎｇｌｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ；トライアングルルーティング）による非効率的な伝送経路、頻繁な移動ホストの登録情報更新による上位プロトコルの解除とハンドオフによるデータグラムの伝送遅延及びブロッキング確率の増加、さらにカプセル化（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）とトンネリング（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ）による伝送経路の設定の困難さが挙げられる。
【０００６】
移動ホストの移動性を支援して持続的な実時間サービスを保障するには、ハンドオフが発生する際に、迅速な登録情報更新と実時間サービス伝送経路が優先的に確保されるべきである。前記の提案された移動ＩＰでは、全てのデータグラムが常にホームエージェント（ｈｏｍｅ  ａｇｅｎｔ：ＨＡ）を経由するので、移動している移動ホストに資源予約プロトコル（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ、以下「ＲＳＶＰ」という）の経路メッセージ（Ｐａｔｈ  Ｍｅｓｓａｇｅ）を伝達することができなくなるおそれがある。もし、前記トンネリングの方法を用いて経路メッセージが移動ホストに伝達されたとしても、実時間サービスの経路は常にＨＡを経由するという問題点が発生する。
なお、このような資源予約の方式を三角経路（トライアングルルーティング）という（例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３参照）。
【０００７】
図１は、従来の三角経路による移動ＩＰのデータグラム伝送過程を示す図である。図１を参照すると、移動ホスト１４０は、ホームエージェント１２０が管理するホームネットワーク（Ｈｏｍｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ではなく、フォーリンエージェント（ｆｏｒｅｉｇｎ  ａｇｅｎｔ：ＦＡ）１３０が管理するフォーリンネットワーク（ｆｏｒｅｉｇｎ  ｎｅｔｗｏｒｋ）に移動しているとき、それ自身がサービスを受けることができるフォーリンエージェント１３０を探索してそれ自身のＩＰアドレスの登録を要請する。
【０００８】
このようにＩＰアドレスの登録を要請されたフォーリンエージェント１３０は、ホームエージェント１２０に移動ホスト１４０に対する登録要求メッセージを伝送する。このような移動ホスト１４０、フォーリンエージェント１３０及びホームエージェント１２０間の登録過程と、登録情報の更新過程とを通して、移動ホスト１４０がいずれの位置に移動してもホームエージェント１２０は移動ホスト１４０の正確な位置を把握することができる。
【０００９】
移動ホスト１４０の位置をホームエージェント１２０に登録した後、応答ホスト（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ  ｈｏｓｔ：ＣＨ）１１０から移動ホスト１４０に伝送される全てのデータグラムは、ホームエージェント１２０でカプセル化されてフォーリンエージェント１３０に形成されたトンネルを通して伝送される。このようにカプセル化されたデータグラムを受けたフォーリンエージェント１３０は、このカプセル化の解除を通してトンネリングに使われたＩＰヘッダを除去したデータグラムを、移動ホスト１４０に伝達する。
【００１０】
フォーリンエージェント１３０は、トンネリングのための気付アドレス（Ｃａｒｅ−ｏｆ−Ａｄｄｒｅｓｓ：ＣＯＡ）としてはたらく。図１では、移動ホスト１４０が、常に、ホームエージェント１２０を介して経路が設定されるので、ホームネットワークから離れると、三角経路によって登録情報更新による遅延時間が延びるという問題がある。
【００１１】
このような問題点を克服するために、つぎのような方法が提案されている。この方法は、経路変更メッセージ（Ｐａｔｈ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｍｅｓｓａｇｅ）を用いるものであり、移動ホストがフォーリンネットワークに移動したとき、ホームエージェント（ＨＡ）は、応答ホスト（ＣＨ）から受けた経路メッセージについて経路変更メッセージを伝送し、ＣＨは移動ホストが移動しているフォーリンネットワークのフォーリンエージェント（ＦＡ）に再び経路メッセージを伝送する。しかし、このような方策は、移動ホストが他のＦＡに移動する際、すなわち、ＦＡ間でハンドオフが発生する際に持続的な実時間サービスの提供に対する根本的な解決策とはなっていない（例えば、非特許文献４、非特許文献５参照）。
【００１２】
図２は従来の移動ＩＰ環境下で経路変更メッセージを用いてＲＳＶＰを具現するための過程を示す図である。図２に示すように、応答ホスト１１０が移動ホスト１４０に経路メッセージを伝送する（矢印１）と、ホームエージェント１２０は移動ホスト１４０の変更された位置情報を、経路変更メッセージを介して応答ホスト１１０に伝送する（矢印２）。経路変更メッセージを受けた応答ホスト１１０は、移動ホスト１４０が移動しているフォーリンエージェント１３０に再び経路メッセージを伝送する（矢印４）。そして、移動ホスト１４０がフォーリンエージェント１３０を介して予約メッセージ（Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｍｅｓｓａｇｅ）を伝送する（矢印３）ことによって、応答ホスト１１０、フォーリンエージェント１３０及び移動ホスト１４０間に実時間サービスのための伝送経路が確保される。
【００１３】
しかし、このような方法では、移動ホスト１４０が他のフォーリンエージェントに移動したときに、明確な解決方法を有していない。すなわち、ハンドオフが発生して、移動ホスト１４０が他のフォーリンネットワークに移動すると、新しい経路の設定の過程を初期のように設定すべきである。この際、伝送された全てのデータは、既存のフォーリンエージェントでブロッキングされ、ノードとリンクのトラフィックを増加させるという問題がある。
【００１４】
一方、有線ネットワークにおける実時間サービスを支援するためのＲＳＶＰは、移動ＩＰ環境の無線データ通信に適用するに際して、多くの制約条件と問題点を有する。移動ホストが元々登録されているホームネットワークから移動して、他のフォーリンネットワークに登録されると、応答ホスト（ＣＨ）から伝送される経路メッセージを伝達することができないため、実時間サービスのための予約メッセージを伝送することができなくなる。
【００１５】
したがって、有線ネットワークのＲＳＶＰプロトコルは、移動ホストの移動性を支援することが困難となる。したがって、ホストの移動性を支援して、持続的な実時間サービスを保障するには、無線ネットワークに適した構造とハンドオフの発生時に適用することが可能なＲＳＶＰの構造が必要である。
【００１６】
図１を参照して説明した通り、従来の三角経路法における移動ＩＰでは、全てのデータグラムが常にホームエージェントを経由するので、移動している移動ホストにＲＳＶＰの経路メッセージを伝達することができない。このとき、もし、トンネリング方法を用いて経路メッセージが移動ホストに伝達されたとしても、実時間サービスの経路は、常にフォーリンエージェントとホームエージェントを経由するので実質的な実時間サービスを具現することが不可能である。
【００１７】
また、図２を参照しながら説明したように、経路変更メッセージを用いる方策の場合にも、移動ホストが他のフォーリンエージェントに移動するとき、すなわち、フォーリンエージェント間でハンドオフが発生する際、持続的な実時間サービスに対する根本的な解決策とはなっていない。つまり、この方法では、登録されるネットワークが、変りつつある無線環境の移動性を保障することができない。したがって、この場合には、既存のＲＳＶＰプロトコルに、移動ＩＰ環境のハンドオフの方策に適した構造を追加すべきである。
【００１８】
図３は従来の経路変更メッセージのオブジェクトクラスの構造を示す図である。図３を参照すると、従来の経路変更メッセージのオブジェクトクラスは、ホームエージェントのアドレス及び気付アドレス（Ｃａｒｅ−ｏｆ−Ａｄｄｒｅｓｓ：ＣＯＡ）のアドレスを含んで構成されている。しかし、このような経路変更メッセージは、移動ホストが他のフォーリンエージェントに移動する際に、持続的な実時間サービスを提供するための情報を備えていない。したがって、前記移動ホストは、ハンドオフが発生して他のフォーリンネットワークに移動すると、新しい経路の設定の過程を初期のように設定すべきである。
【００１９】
【非特許文献１】
パーキンス（Ｐｅｒｋｉｎｓ）著「ＩＰ移動性支援（ＩＰ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｓｕｐｐｏｒｔｓ）」、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ２００２、１９９６年１０月
【非特許文献２】
ジョンソン、パーキンス著「移動ＩＰ下でのルート最適化（Ｒｏｕｔｅ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＭｏｂｉｌｅＩＰ）」、ＩＥＴＦ  Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ  ＷｏｒｋｉｎｇＤｒａｆｔ第５版、１９９６年１１月
【非特許文献３】
李カンイル著「移動ＩＰ下でのローカル基盤ルート最適化（Ｌｏｃａｌｉｔｙ−ｂａｓｅｄ  Ｒｏｕｔｅ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ）」、第４次移動マルチメディア通信国際ワークショップ資料集、１９９７年９月、１０月
【非特許文献４】
Ｃｈｕａ  Ｋ．Ｃ著「ＲＳＶＰ及び移動ＩＰを用いたインターネットにおける移動ホストのための資源予約（Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｈｏｓｔｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｕｓｉｎｇ  ＲＳＶＰ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ）」２０００年
【非特許文献５】
パレモ著「実時間サービスを提供するＩＰネットワークにおける移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｉｎ  ＩＰ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｓｅｒｖｉｃｅ）」２０００年
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、ハンドオフによるデータグラムの伝送遅延及びブロッキングの発生を防止できる移動ＩＰ環境下で実時間サービスのための無線通信システム及びそのシステムにおけるハンドオフ方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る実時間サービスのための無線通信システムは、複数の訪問者管理手段で構成されたネットワークを形成して、移動通信手段の移動性情報を管理する複数の移動性管理手段と、該移動性管理手段から前記移動性情報を受信して前記移動通信手段の位置更新状況を管理する加入者管理手段と、前記移動通信手段の前記移動性情報に基づき前記移動通信手段に提供する前記データグラムを生成して前記加入者管理手段に伝達する情報提供手段と、を含み、前記訪問者管理手段は、それぞれ別の下位ネットワークを形成して、前記データグラムを前記移動通信手段に提供するための実時間サービス経路を提供し、前記複数の訪問者管理手段のうち少なくとも１つは、前記複数の移動性管理手段が形成するネットワークに含まれる共通訪問者管理手段で構成され、前記共通訪問者管理手段が形成する前記下位ネットワークに前記移動通信手段が位置すると、前記共通訪問者管理手段は、前記移動通信手段の前記移動性情報を管理していない他の前記移動性管理手段に、前記移動通信手段に対する登録を要請して、実時間サービス経路を予約することを特徴とする。
【００２２】
前記移動通信手段が位置している前記移動性管理手段が、前記情報提供手段に経路変更メッセージを伝達して前記移動通信手段が移動する前記移動性管理手段に対する情報を伝送し、前記移動通信手段が移動する前記移動性管理手段が、前記移動通信手段の経路メッセージを前記情報提供手段から受信し前記情報提供手段に予約メッセージを伝達して実時間サービス経路を確保し、前記加入者管理手段が、前記移動通信手段の位置登録を更新することが好ましい。
【００２３】
前記共通訪問者管理手段が、隣接した前記移動性管理手段に情報要請メッセージを伝送し、該情報要請メッセージに該当する前記移動性管理手段が、情報応答メッセージを前記共通訪問者管理手段に伝送して前記情報提供手段に経路変更メッセージを伝送し、前記情報提供手段から経路メッセージも伝送を受けることが好ましい。
【００２４】
前記目的を達成するための本発明に係る実時間サービスのための無線通信システムにおける無線通信方法は、複数の訪問者管理手段で構成されたネットワークを形成して、移動通信手段の移動性情報を管理する複数の移動性管理手段と、該移動性管理手段から前記移動性情報を受信して前記移動通信手段の位置更新状況を管理する加入者管理手段と、前記移動通信手段の前記移動性情報に基づき前記移動通信手段に提供する前記データグラムを生成して前記加入者管理手段に伝達する情報提供手段と、を含み、前記訪問者管理手段は、それぞれ別の下位ネットワークを形成して、前記データグラムを前記移動通信手段に提供するための実時間サービス経路を提供し、前記複数の訪問者管理手段のうち少なくとも１つは、前記複数の移動性管理手段が形成するネットワークに含まれる共通訪問者管理手段で構成される実時間サービスのための無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記共通訪問者管理手段が形成する前記下位ネットワークに前記移動通信手段が位置すると、前記共通訪問者管理手段が、前記移動通信手段の前記移動性情報を管理していない他の前記移動性管理手段に、前記移動通信手段に対する登録を要請して、実時間サービス経路を予約することを特徴とする。
【００３７】
以上のように構成すれば、移動ＩＰ環境下で実時間サービスの支援が可能となると同時に、ハンドオフによるデータグラムの伝送遅延及びブロッキング確率を低減することができる。また、複数のフォーリンエージェントを１つのクラスタで構成し、クラスタを代表する１つのクラスタエージェント（ｃｌｕｓｔｅｒ  ａｇｅｎｔ：ＣＡ）を設けて、移動ホストの移動によるホームエージェントを経由する頻繁な登録情報更新を防止することができる。さらに、クラスタ間のハンドオフは、クラスタ間で重複されるフォーリンエージェントである重複エージェント（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ａｇｅｎｔ：ＯＡ）を設けて、クラスタ間で発生するハンドオフ時に、予め次のクラスタに対する経路を設定することによって、ハンドオフ時に発生する通信切断現象が改善される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係る実時間サービスのための無線通信システム及びその無線通信方法におけるハンドオフ方法の実施の形態について詳細に説明する。
図４は、本発明に係る実時間サービスのための無線通信システムに対する一実施例の構成を模式的に示す図である。
【００３９】
図４を参照すると、本発明に係る実時間サービスのための無線通信システム４００は、複数の訪問者管理手段である複数のクラスタエージェント（ｃｌｕｓｔｅｒ  ａｇｅｎｔ：ＣＡ）４１０及び４２０、複数の移動性管理手段である複数のフォーリンエージェント（ｆｏｒｅｉｇｎ  ａｇｅｎｔ：ＦＡ）４１０−１〜４１０−Ｎ及び４２０−１〜４２０−Ｎ、共通訪問者管理手段である重複エージェント（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ａｇｅｎｔ：ＯＡ）４３０、応答ホスト（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ  ｈｏｓｔ：ＣＨ）４７０及びホームエージェント（ｈｏｍｅ  ａｇｅｎｔ：ＨＡ）４６０を有して構成される。
【００４０】
それぞれのクラスタエージェント４１０及び４２０は、それぞれ独自のネットワークであるクラスタ１（４１５）及びクラスタ２（４２５）を構成する。また、それぞれのクラスタエージェント４１０及び４２０は、独自の下部ネットワークを形成する複数のフォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ及び４２０−１〜４２０−Ｎを有する。重複エージェント４３０は、クラスタ１（４１５）及びクラスタ２（４２５）に共通して属しているフォーリンエージェントである。
【００４１】
クラスタエージェント４１０及び４２０は、インターネット４５０を介してホームエージェント４６０と連結される。ホームエージェント４６０は応答ホスト４７０と連結されている。携帯電話、ＰＤＡなどのような移動通信手段である移動ホスト（ｍｏｂｉｌｅ  ｈｏｓｔ：ＭＨ）４８０は、それ自身が位置している下部ネットワークを管理するフォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ、４２０−１〜４２０−Ｎ及び４３０を介して応答ホスト４７０からデータグラムのサービスを受ける。
【００４２】
応答ホスト４７０は、移動ホスト４８０に経路メッセージを伝達して移動ホスト４８０の位置を把握する。また、応答ホスト４７０は、移動ホスト４８０に伝送されるデータグラムをホームエージェント４６０に伝達する。
【００４３】
ホームエージェント４６０は、移動ホスト４８０の位置情報を応答ホスト４７０に提供し、応答ホスト４７０から伝達されたデータグラムをカプセル化した後、移動ホスト４８０が位置しているフォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ、４２０−１〜４２０−Ｎ、及び４３０に伝送する。
【００４４】
図５には、応答ホスト４７０からホームエージャン４６０に伝達されるデータグラムの構造及びホームエージェント４６０でカプセル化されたデータグラムの構造が示されている。図５を参照すると、応答ホスト４７０からホームエージェント４６０に伝達されるデータグラム５１０はＩＰヘッダとペイロード（情報領域）を有する。一方、ホームエージェント４６０でカプセル化されたデータグラム５２０は外部ヘッダと外部ペイロードを有する。外部ペイロードは、カプセル化される前のデータグラムであるＩＰヘッダとペイロードとから構成される。
【００４５】
クラスタエージェント４１０及び４２０は、１つのクラスタを代表するエージェントであって、下部に存在する全てのフォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ、４２０−１〜４２０−Ｎ、及び４３０を代表して気付アドレス（Ｃａｒｅ−ｏｆ−Ａｄｄｒｅｓｓ：ＣＯＡ）としてはたらく。また、移動ホスト４８０の移動性情報、すなわち、移動ホスト４８０が位置しているクラスタエージェント４１０、または、クラスタエージェント４２０の情報、及びフォーリンエージェント（４１０−１〜４１０−Ｎ、４２０−１〜４２０−Ｎ、及び４３０のうちの１つ）の情報を管理する。クラスタエージェント４１０、またはクラスタエージェント４２０は全ての下部フォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ、４２０−１〜４２０−Ｎ及び４３０のトンネリングの終端点として作用する。
【００４６】
クラスタエージェント４１０及び４２０間には、ユニバーサル（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ）ハンドオフが発生する。クラスタエージェント４１０及び４２０間に発生するユニバーサルハンドオフは、ホームエージェント４６０の登録情報更新を実行するハンドオフである。ユニバーサルハンドオフが発生すると、気付アドレスは、移動ホスト４８０が位置していたクラスタエージェント４１０から、移動するクラスタエージェント４２０に変る。このとき、移動ホスト４８０の登録は、ホームエージェント４６０、クラスタエージェント４１０及び移動ホスト４８０の経路を経由しながら登録情報の更新に比較長い時間を要する。
【００４７】
重複エージェント４３０は、クラスタ間で重複されるフォーリンエージェントに、それ自身が属しているクラスタエージェント４１０のフォーリンエージェント４１０−Ｎから移動ホスト４８０が入ってくると、それ自身の属している他のクラスタエージェント４２０に、ユニバーサルハンドオフの前に予め移動ホスト４８０を登録する。
【００４８】
一方、移動ホスト４８０が、同一のクラスタエージェント４１０、またはクラスタエージェント４２０内でそれぞれ異なるフォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ、またはフォーリンエージェント４２０−１〜４２０−Ｎが管理する下部ネットワーク上に移動する場合はローカル（Ｌｏｃａｌ）ハンドオフが発生する。ローカルハンドオフは、同一のクラスタ内で実行されるハンドオフであり、ホームエージェント４６０の登録情報を更新せずクラスタエージェント４１０、またはクラスタエージェント４２０内の位置情報の更新のみで移動ホスト４８０の位置を登録する。ローカルハンドオフは、クラスタエージェント４１０またはクラスタエージェント４２０と、移動ホスト４８０との間の短い登録経路を有する。
【００４９】
フォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ、４２０−１〜４２０−Ｎ及び４３０はそれぞれ別の下位ネットワークを形成し、応答ホスト４７０から受信したデータグラムを移動ホスト４８０に提供するための実時間サービス経路を提供する。
【００５０】
前述したような無線通信システム４００のネットワーク構造において、それぞれのクラスタ１とクラスタ２に、移動ホスト４８０の移動性を管理するためのクラスタエージェント１（４１０）及びクラスタエージェント２（４２０）を配置する。これらのクラスタエージェント４１０及びクラスタエージェント４２０は、それ自身が管理するネットワークに登録される全ての移動ホスト４８０の気付アドレス（Ｃａｒｅ−ｏｆ−Ａｄｄｒｅｓｓ）としてはたらく。
【００５１】
そして、クラスタエージェント１（４１０）は、下部ネットワークのフォーリンエージェントであるフォーリンエージェント１（４１０−１）、フォーリンエージェント２（４１０−２）、…、フォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）及び重複エージェント４３０を管理する。また、クラスタエージェント２（４２０）は、下部ネットワークのフォーリンエージェントのフォーリンエージェント１（４２０−１）、フォーリンエージェント２（４２０−２）、…、フォーリンエージェントＮ（４２０−Ｎ）及び重複エージェント４３０を管理する。
【００５２】
以下、相異なるクラスタに移動ホストが移動する場合に発生するユニバーサルハンドオフについて詳細に説明する。
図６は本発明に係るユニバーサルハンドオフ手続を示す図である。図６には、移動ホスト４８０がクラスタエージェント１（４１０）が管理するクラスタ４１５（図４）からクラスタエージェント２（４２０）が管理するクラスタ４２５（図４）に移動する場合に発生するハンドオフ手続が示されている。移動ホスト４８０は、フォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）から重複（共通外部）エージェント４３０を経由してフォーリンエージェント１（４２０−１）に移動する。
【００５３】
移動ホスト４８０（図６）が重複エージェント４３０の領域に進入すれば、まずＲＳＶＰ経路情報を得るために、重複エージェント４３０は、図４のクラスタエージェント１（４１０）及び図４のクラスタエージェント２（４２０）から構成されるクラスタエージェントに情報要請メッセージを伝送する（図６の▲１▼）。そして、このような情報要請メッセージに該当する経路を有するクラスタエージェント１（４１０）のみが情報応答メッセージで応答し、他のクラスタエージェントは情報要請メッセージを無視する（図６の▲２▼）。
【００５４】
重複エージェント４３０（図６）から伝送される情報要請メッセージ／応答メッセージの構造を図８に示す。情報要請メッセージ／応答メッセージは、それぞれ４バイトのサイズを有する移動ホストのアドレス、クラスタエージェント１のアドレス、クラスタエージェント２のアドレス、…、クラスタエージェントＮのアドレス等で構成されている。
【００５５】
移動ホスト４８０（図６）が図４のクラスタ１（４１５）からクラスタ２（４２５）に移動すれば、気付アドレスもクラスタエージェント１（４１０）からクラスタエージェント２（４２０）に変る。したがって、ホームエージェント４６０（図４）に対する移動ホスト４８０の位置登録更新がなされ、情報要請メッセージの伝送を受けたクラスタエージェント１（４１０）はクラスタエージェント２（４２０）に該当する移動ホスト４８０の移動性情報を伝達する。このような移動性情報の伝達はクラスタエージェント１（４１０）が応答ホスト４７０に経路変更メッセージを伝達して移動ホスト４８０が移動したクラスタエージェント２（４２０）に対する情報を伝送する方式より構成される（図６の▲３▼）。
【００５６】
図９にはクラスタエージェントが応答ホストに伝送する経路変更メッセージの構造が示されている。図９を参照すると、この経路変更メッセージは、それぞれ４バイトサイズを有する図４のクラスタエージェント２（４２０）のアドレス、重複エージェント４３０のアドレス、クラスタエージェント１（４１０）のアドレス、移動ホスト４８０のアドレスなどを含んで構成されている。
【００５７】
情報要請メッセージの伝送を受けた図４のクラスタエージェント２（４２０）は、該当する移動ホスト４８０の経路メッセージを応答ホスト４７０から受け（図６の▲４▼）、応答ホスト４７０に予約メッセージを伝達して移動ホスト４８０の実時間サービスの経路を確保する（図６の▲５▼）。クラスタ間の中間に位置する図６の重複エージェント４３０は、ハンドオフの発生前に隣り合ったクラスタエージェント４１０、４２０で訪問者登録を行い、実時間サービス経路を予約するようにはたらく。
【００５８】
このような実時間サービスの経路更新期間中移動ホスト４８０はクラスタエージェント１（４１０）の経路を維持して持続的な実時間サービスを受ける。図６の▲５▼の過程を通して経路更新がなされれば、図４のクラスタエージェント１（４１０）の経路は解除され、クラスタエージェント２（４２０）の経路を通して実時間サービスが実行される。
【００５９】
以下、同一のクラスタ内において、相異なるフォーリンエージェントに移動ホストが移動する場合に発生するローカルハンドオフについて詳細に説明する。
図７は本発明に係るローカルハンドオフ手続を示す図である。図７を参照すると、移動ホスト４８０がクラスタエージェント１（４１０）が管理するクラスタ４１５内でフォーリンエージェント１（４１０−１）から外部エージェントＮ（４１０−Ｎ）に移動する場合に発生するハンドオフ手続が示されている。同一のクラスタ内における移動ホスト４８０の移動性管理は該当するクラスタを管理するクラスタエージェント（図７ではクラスタエージェント１）より構成される。したがって、応答ホスト４７０（図４）から伝送される全ての経路メッセージは、クラスタエージェント１（４１０）に伝送される。
【００６０】
フォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）に移動した移動ホスト４８０は、フォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）を介してクラスタエージェント１（４１０）に経路をフォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）に変えることを要求する。この際、フォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）はクラスタエージェント１（４１０）に変更メッセージを伝送する。この変更メッセージの構造を図１０に示す。このような変更メッセージは、それぞれ４バイトのサイズを有するフォーリンエージェントのアドレス及び移動ホストのアドレスを含んで構成される。
【００６１】
クラスタエージェント１（４１０）は、訪問者登録リストで該当する移動ホスト４８０とマッチングされるフォーリンエージェント値を変更し、フォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）を介して移動ホスト４８０に登録情報に対する更新状況を伝送する。また、経路メッセージによる予約メッセージをクラスタエージェント１（４１０）から伝送して応答ホスト４７０と移動ホスト４８０との経路を確保する。
【００６２】
したがって、本発明では、ハンドオフによる位置経路の更新がホームエージェント４６０を介して行われないため、短時間で行われる。このようなローカルハンドオフの過程は、ホームエージェント４６０を通した登録過程ではないため、気付アドレス値は変更されず、ホームエージェント４６０と応答ホスト４７０では、変更された経路に対する情報が認識される必要がある。
【００６３】
図１１は本発明に係る無線通信システムにおけるハンドオフ方法のフローを示す図である。図１１を参照すると、移動ホスト４８０が位置しているクラスタエージェント４１０またはクラスタエージェント４２０は、応答ホスト４７０から経路メッセージを受信する（ステップＳ１１００）。そして、このように経路メッセージを受信したクラスタエージェント４１０またはクラスタエージェント４２０は、移動ホスト４８０の移動性情報を管理しているフォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ、フォーリンエージェント４２０−１〜４２０−Ｎ及び４３０を確認する（ステップＳ１１１０）。
【００６４】
このとき、もし、移動ホスト４８０の移動性情報を管理しているフォーリンエージェントが、重複エージェント４３０であると確認されれば、ユニバーサルハンドオフが行われる（ステップＳ１１２０）。これとは異なり、移動ホスト４８０の移動性情報を管理しているフォーリンエージェントが、同一のクラスタに属しているフォーリンエージェント４１０−１〜４１０−Ｎ、またはフォーリンエージェント４２０−１〜４２０−Ｎであると確認されれば、ローカルハンドオフが行われる（ステップＳ１１３０）。
【００６５】
図１２は、本発明に係る無線通信システムで行われるユニバーサルハンドオフを実行する手続を示すフロー図である。図１２を参照すると、移動ホスト４８０が重複エージェント４３０の領域に進入すると、まず、重複エージェント４３０は、ＲＳＶＰ経路情報を得るためにクラスタエージェント１（４１０）及びクラスタエージェント２（４２０）を含んだ隣接するクラスタエージェントに情報要請メッセージを伝送する（ステップＳ１１２２）。そして、このような情報要請メッセージについて該当する経路を有するクラスタエージェント１（４１０）のみが情報応答メッセージで応答する（ステップＳ１１２４）。他のクラスタエージェントは前記情報要請メッセージを無視する。
【００６６】
前記情報要請メッセージの伝送を受けたクラスタエージェント１（４１０）は、クラスタエージェント２（４２０）に該当する移動ホスト４８０の移動性情報を伝達する（ステップＳ１１２６）。このような移動性情報伝達は、クラスタエージェント１（４１０）が応答ホスト４７０に経路変更メッセージを伝達して移動ホスト４８０が移動したクラスタエージェント２（４２０）に対する情報を伝送する方式より構成される。
【００６７】
クラスタエージェント２（４２０）は、該当する移動ホスト４８０の経路メッセージを応答ホスト４７０から伝達される（ステップＳ１１２８）。また、クラスタエージェント２（４２０）は、応答ホスト４７０に予約メッセージを伝達して移動ホスト４８０の実時間サービスの経路を確保する（ステップＳ１１３０）。このようなユニバーサルハンドオフ過程において、クラスタ間の中間に位置した重複エージェント４３０は、ハンドオフの発生前に、隣り合ったクラスタエージェント４１０、４２０に訪問者登録を行って、実時間サービスの経路を予約する役割を果たす。
【００６８】
図１３は本発明に係る無線通信システムで行われるローカルハンドオフ手続を示すフロー図である。図１３を参照すると、移動ホスト４８０がフォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）を介して移動ホスト４８０が位置しているクラスタエージェント１（４１０）に経路をフォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）に変更することを要請する（ステップＳ１１６２）。このような経路変更要請は、フォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）がクラスタエージェント１（４１０）に変更メッセージを伝送することにより実行される。
【００６９】
クラスタエージェント１（４１０）は、訪問者登録リストで該当する移動ホスト４８０とマッチングされるフォーリンエージェント値を変更する（ステップＳ１１６４）。また、クラスタエージェント１（４１０）はフォーリンエージェントＮ（４１０−Ｎ）を介して移動ホスト４８０に登録情報に対する更新状況を伝送する（ステップＳ１１６６）。クラスタエージェント１４１０は予約メッセージを応答ホスト４７０に伝送して応答ホスト４７０と移動ホスト４８０との実時間サービス経路を確保する（ステップＳ１１６８）。
【００７０】
図１４は全てのフォーリンエージェントが従来の三角経路の機能を実行する場合、フォーリンエージェント間にハンドオフが発生するときの実時間サービスの提供手続を示す図である。図１４を参照すると、フォーリンエージェント１を介してデータグラムが実時間で伝送される状況下で移動ホストがフォーリンエージェント２の領域に移動した場合に移動ＩＰの登録手続が行われる。この際、移動ホストとフォーリンエージェント２との間で資源予約の設定手続が最初から進まれホームエージェントを経由するため、長時間のブロッキングが発生する。
【００７１】
図１５はフォーリンエージェントの一部がクラスタエージェントの機能を実行する場合にクラスタ内のフォーリンエージェント間にハンドオフが発生するときの実時間サービスの提供手続を示す図である。図１５を参照すると、フォーリンエージェント１を介してデータグラムが実時間で伝送される状況下で、移動ホストがフォーリンエージェント２の領域に移動した場合に移動ＩＰの登録手続が行われる。この際、移動ＩＰの登録手続はホームエージェントを経由することなくクラスタエージェントを介して行われるため、移動ＩＰの登録手続を実行している最中のみにブロッキングが発生する。一方、資源予約の設定手続はフォーリンエージェント１とフォーリンエージェント２との間で行われるため、図１４を参照しながら説明した場合とは異なり、資源予約の設定手続の実行中にはブロッキングが発生しない。
【００７２】
図１６は、フォーリンエージェントの一部がクラスタエージェントの機能を実行するが、重複エージェントが具備されない場合に、クラスタ間でハンドオフが発生するときの実時間サービスの提供手続を示す図である。図１６を参照すると、この場合、クラスタエージェント内でフォーリンエージェント間にハンドオフが発生する場合はホストアドレスを経由する必要がないため、図１５を参照しながら説明した通り、クラスタハンドオフが実行される。
【００７３】
しかし、重複するエージェントがないためにクラスタエージェント間のハンドオフが発生する際、予め気付アドレスを変更することができない。したがって、移動ＩＰの登録手続、及びクラスタエージェントとホームエージェントとの間で行われる資源予約の設定手続期間中に長いブロッキングが発生する。
【００７４】
図１７は、クラスタエージェント及び重複するエージェントが全て具備された場合、クラスタ間でハンドオフが発生する際の実時間サービスの提供手続を示す図である。図１７を参照すると、クラスタエージェント間に発生するハンドオフの場合も重複するエージェントを介してハンドオフ発生前に予め気付アドレスを変更するため、クラスタエージェントとホームエージェントとの間で行われる資源予約の設定手続期間中にブロッキングが発生しない。
【００７５】
前述した通り、本発明に係る実時間サービスのための無線通信システム及びハンドオフ方法は、従来の技術においてハンドオフ時に発生する問題点を克服し持続的な経路予約及びハンドオフ支援のためにクラスタを基盤としてネットワークを構成し、クラスタの境界点に、重複フォーリンエージェントを配置する。複数のフォーリンエージェントを１つのクラスタと定義し、クラスタ内のフォーリンエージェント間のハンドオフはローカルハンドオフによる短い経路更新を有し、クラスタ間のハンドオフはユニバーサルハンドオフで比較的長い経路更新が行われる。
【００７６】
以上、本発明について記載された具体例についてのみ詳細に説明したが、本発明はこのような具体例のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能なことは当該技術分野において通常の知識を有する者であれば明らかであり、このような変形及び修正は本発明の特許請求の範囲に含まれることは当然のことである。
【００７７】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係る実時間サービスのための無線通信システム及びその無線通信方法（ハンドオフ方法）によれば、複数のフォーリンエージェントを１つのクラスタで構成し、クラスタを代表する１つのクラスタエージェントを設けることによって移動ホストの移動によるホームエージェントを経由する頻繁な登録情報更新を防止することができる。また、クラスタ間で重複される重複エージェントを配置して、クラスタ間で発生するハンドオフ時に、予め、次のクラスタに対する経路を設定することによって、ハンドオフ時に発生する通信切断現象を改善することができる。
【００７８】
特に、本発明に係る実時間サービスのための無線通信システム及びその無線通信方法（ハンドオフ方法）は、高速移動で頻繁なハンドオフが発生する移動通信データ伝送環境と道路を中心に方向性を有して移動する移動ホストに対する実時間サービスに好適なものである。ひいては、既存のＲＳＶＰプロトコルのメッセージに情報要請メッセージ／応答メッセージ、経路変更メッセージ及び変更メッセージを追加することによって、移動ＩＰ環境下で実時間サービスを提供する際に発生するハンドオフを効率よく実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の三角経路（トライアングルルーティング）による移動ＩＰのデータグラム伝送過程を示す図である。
【図２】従来の移動ＩＰ環境下で経路変更メッセージを用いてＲＳＶＰを具現するための過程を示す図である。
【図３】従来の経路変更メッセージのオブジェクトクラスの構造を示す図である。
【図４】本発明に係る実時間サービスのための無線通信システムに対する一実施例の構成を示す図である。
【図５】応答ホストからホームエージェントに伝達されるデータグラムの構造及びホームエージェントにおいてカプセル化したデータグラムの構造を示す図である。
【図６】本発明に係るユニバーサルハンドオフ手続を示す図である。
【図７】本発明に係るローカルハンドオフ手続を示す図である。
【図８】重複エージェントにおいて、クラスタエージェントに伝送される情報要請メッセージ／応答メッセージの構造を示す図である。
【図９】クラスタエージェントから応答ホストに伝送される経路変更メッセージの構造を示す図である。
【図１０】フォーリンエージェントからクラスタエージェントに伝送される変更メッセージの構造を示す図である。
【図１１】本発明に係る無線通信システムにおけるハンドオフ方法のフローを示す図である。
【図１２】本発明に係る無線通信システムで行われるユニバーサルハンドオフの実行手続を示すフロー図である。
【図１３】本発明に係る無線通信システムで行われるローカルハンドオフ手続を示すフロー図である。
【図１４】全てのフォーリンエージェントが従来の三角経路の機能を実行する場合に、フォーリンエージェント間でハンドオフが発生するときの実時間サービスの提供手続を示す図である。
【図１５】フォーリンエージェントの一部がクラスタエージェントの機能を実行する場合にクラスタ内のフォーリンエージェント間にハンドオフが発生するときの実時間サービスの提供手続を示す図である。
【図１６】フォーリンエージェントの一部がクラスタエージェントの機能を実行するが重複エージェントが具備されない場合にクラスタ間でハンドオフが発生するときの実時間サービスの提供手続を示す図である。
【図１７】クラスタエージェント及び重複エージェントが全て具備された場合にクラスタ間でハンドオフが発生するときの実時間サービスの提供手続を示す図である。
【符号の説明】
１１０  応答ホスト
１２０  ホームエージェント
１３０  フォーリンエージェント
１４０  移動ホスト
４００  本発明に係る実時間サービスのための無線通信システム
４１０、４２０  クラスタエージェント
４１０−１、４１０−２、…、４１０−Ｎ  フォーリンエージェント
４１５  クラスタ１
４２０−１、４２０−２、…、４２０−Ｎ  フォーリンエージェント
４２５  クラスタ２
４３０  重複エージェント
４５０  インターネット
４６０  ホームエージェント
４７０  応答ホスト
４８０  移動ホスト
５１０、５２０  データグラム
【図１】
0003837107.tif 000002
【図２】
0003837107.tif 000003
【図３】
0003837107.tif 000004
【図４】
0003837107.tif 000005
【図５】
0003837107.tif 000006
【図６】
0003837107.tif 000007
【図７】
0003837107.tif 000008
【図８】
0003837107.tif 000009
【図９】
0003837107.tif 000010
【図１０】
0003837107.tif 000011
【図１１】
0003837107.tif 000012
【図１２】
0003837107.tif 000013
【図１３】
0003837107.tif 000014
【図１４】
0003837107.tif 000015
【図１５】
0003837107.tif 000016
【図１６】
0003837107.tif 000017
【図１７】
0003837107.tif 000018