(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブネットを構成する一方のゲートから、前記サブネットとは異なるサブネットを構成する他方のゲートに、複数の端末の接続を切り換えて通信を行うよう構成されたサブネット接続切り換え通信システムであって、
前記複数の端末を複数のグループにグループ化し、前記グループ毎に時間をずらして前記接続を切り換えるよう構成されたサブネット接続切り換え通信システム。
【請求項２】
前記グループ化がＶＬＡＮにより行われ、前記ＶＬＡＮの機能を用いて、前記グループ毎に前記接続の切り換え指示を送出するよう構成された請求項１に記載のサブネット接続切り換え通信システム。
【請求項３】
前記一方のゲートに接続可能な通信可能範囲と前記他方のゲートに接続可能な通信可能範囲とがオーバーラップするオーバーラップ範囲を設け、前記複数の端末が前記オーバーラップ範囲に存在する時間内に、前記複数の端末の全ての前記接続を切り換えるよう構成された請求項１又は２に記載のサブネット接続切り換え通信システム。
【請求項４】
前記複数の端末が移動体と共に移動するよう前記複数の端末が前記移動体内に配置された請求項１から３のいずれか１つに記載のサブネット接続切り換え通信システム。
【請求項５】
前記移動体が、前記一方のゲート又は前記他方のゲートとの通信を行う外部通信手段と、前記複数の端末との通信を行う内部通信手段とを有し、
前記複数の端末が、前記外部通信手段及び前記内部通信手段を介して、前記一方のゲート又は他方のゲートとの前記接続を行うよう構成された請求項４に記載のサブネット接続切り換え通信システム。
【請求項６】
前記移動体が複数の車両を有する列車であって、前記複数の車両の少なくとも１つ以上の車両内に配置された複数の端末を１つの前記グループとし、前記車両毎に前記グループ化を行うよう構成された請求項４又は５に記載のサブネット接続切り換え通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
移動体と共に移動する複数の端末が、無線通信を介して、外部ネットワークに接続するために地上側に設けられたゲートが構成するサブネット内のリンクと接続する通信システムで、互いに異なるサブネットと接続するリンク間で、その接続を一斉に変更できるようにするサブネット接続切り換え通信システムに関し、特に、列車、バス、飛行機、自動車、船などと共に移動する複数の端末に、地上側から新聞記事などのコンテンツを配信したり、移動体内の端末がインターネットなどの外部ネットワークと接続したりすることができる通信システムにおけるサブネット接続切り換え通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
＜第１の従来の技術＞
まず、第１の従来の技術として、１つの移動ノードＭＮがリンク間を移動する場合について説明する。なお、以下に説明する技術は、モバイルＩＰｖ４の技術で行われているものであり、例えば、IP mobility support, RFC2002などに開示されているものである。
【０００３】
図１１は、第１の従来の技術を説明するための模式図である。通信相手ＣＮ（Correspondent Node）１０１、異なるサブネットを有するゲートＦＧ（Foreign Gate）１０３ａ及び１０３ｂ、移動ノードＭＮ（Mobile Node）１０５のＩＰアドレスを管理するホームエージェントＨＡ（Home Agent）１０７が、それぞれ独立して外部ネットワーク１０９に接続している。上記の構成において、移動ノードＭＮ１０５が、ゲート１０３ａ及び１０３ｂの下位に存在する互いに異なるサブネットを有するリンク間で接続を移動する場合について説明する。
【０００４】
移動ノードＭＮ１０５には、リンク間を移動しても変更されることのない一意のＩＰアドレス（ホームアドレス）が付与されている。移動ノードＭＮ１０５を特定するホームアドレスは、その移動ノードＭＮ１０５が対応するホームエージェントＨＡ１０７によって付与及び管理される。また、ホームエージェントＨＡ１０７は、移動ノードＭＮ１０５が外部リンク（ホームエージェントが属するホームリンクとは異なる移動先のリンク）に接続されている場合の通信のサポートを行う。なお、ホームエージェントＨＡ１０７によって管理される移動ノードＭＮ１０５のホームアドレスには、一般的に、そのホームエージェントＨＡ１０７が属するホームリンクと同一のプレフィックスが設定されている。
【０００５】
移動ノードＭＮ１０５がリンク間を移動した場合について説明する。なお、本明細書では、移動を行う端末が移動前に接続しているリンクを第１のリンク、移動後に接続するリンクを第２のリンクと呼ぶことにする。また、第１のリンク１１１及び第２のリンク１１３には、それぞれのリンクにおける滞在先アドレスＣＯＡ（Care-of Address）の付与や管理を行うフォーリンエージェントＦＡ（Foreign Agent）１１５、１１７が存在する。図１１において、第１のリンク１１１から第２のリンク１１３に移動した場合、移動ノードＭＮ１０５は、新たな移動先である第２のリンク１１３において、その第２のリンク１１３のプレフィックスを有する滞在先アドレスＣＯＡを取得する。すなわち、移動ノードＭＮ１０５には、変更されることのないホームアドレスに加え、新たに、第２のリンク１１３で取得した滞在先アドレスＣＯＡが付与されることになる。
【０００６】
第２のリンク１１３に接続して新たな滞在先アドレスＣＯＡを取得した移動ノードＭＮ１０５は、ホームエージェントＨＡ１０７に対して、新たな移動先の位置情報である滞在先アドレスＣＯＡを通知するバインディング更新と、移動ノードＭＮ１０５のホームアドレスを通知するためのホームアドレス通知メッセージとを送信する。この処理によって、移動ノードＭＮ１０５からホームエージェントＨＡ１０７に対して、移動ノードＭＮ１０５のホームアドレス及び第２のリンク１１３で取得した新たな滞在先アドレスＣＯＡとが通知される。
【０００７】
移動ノードＭＮ１０５からバインディング更新及びホームアドレス通知メッセージを受信したホームエージェントＨＡ１０７は、移動ノードＭＮ１０５のホームアドレス及び滞在先アドレスＣＯＡをエントリとして、ホームアドレス及び滞在先アドレスＣＯＡの組を保持する機能を有するバインディングキャッシュへの登録を行う。
【０００８】
以上の処理により、移動ノードＭＮ１０５の位置情報がホームエージェントＨＡ１０７に格納され、ホームエージェントＨＡ１０７は、バインディングキャッシュに登録された情報を参照することによって、移動ノードＭＮ１０５の移動先の位置情報（第２のリンク１１３における滞在先アドレスＣＯＡ）を特定することが可能となる。
【０００９】
例えば、ホームエージェントＨＡ１０７がホームリンクに配送されてきた移動ノードＭＮ１０５のホームアドレス宛てのパケットを受信した場合、ホームエージェントＨＡ１０７は、バインディングキャッシュを参照して、移動ノードＭＮ１０５の滞在先アドレスＣＯＡを宛て先とするヘッダでパケットをカプセル化することによって、移動ノードＭＮ１０５の滞在先アドレスＣＯＡ宛てに送信（トンネル）することが可能となる。
【００１０】
また、移動ノードＭＮ１０５は、通信相手ＣＮ１０１に対して、バインディング更新及びホームアドレス通知メッセージを送信することも可能である。バインディング更新及びホームアドレス通知メッセージを受信した通信相手ＣＮ１０１は、ホームエージェントＨＡ１０７と同様に、移動ノードＭＮ１０５のホームアドレス及び滞在先アドレスＣＯＡの組をエントリとして、バインディングキャッシュへの登録を行うことによって、直接、通信相手ＣＮ１０１から移動ノードＭＮ１０５の滞在先アドレスＣＯＡに対して、パケットを送信することが可能となる。
【００１１】
＜第２の従来の技術＞
次に、第２の従来の技術として、下位に内部ネットワーク（移動ネットワーク）を有する移動ルータＭＲがリンク間を移動する場合について説明する。なお、以下に説明する技術は、ＩＥＴＦのＷｅｂサイト上で公開されているインターネットドラフト（http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ernst-mobileip-v6-network-02.txt）に記載されているものである。
【００１２】
図１２は、第２の従来の技術を説明するための模式図である。通信相手ＣＮ２０１、異なるサブネットと接続する２つのリンクのゲートＦＧ２０３ａ及び２０３ｂ、移動ルータＭＲ２０５及び移動ルータＭＲ２０５の下位に存在する移動ネットワーク２１７のＩＰアドレスを管理するホームエージェントＨＡ２０９が、それぞれ独立して外部ネットワーク２１１に接続している。移動体１内部の移動ルータＭＲ２０５が、ゲート２０３ａ及び２０３ｂがそれぞれ構成するサブネットに接続するリンク間で接続を移動する場合について説明する。
【００１３】
移動ルータＭＲ２０５の下位には、内部リンクが存在しており、その内部リンクには、多数の固定ルータＳＲ２１３や固定ノードＳＮ２１５が接続して、１つの移動ネットワーク２１７を形成している。なお、移動ルータＭＲ２０５、固定ルータＳＲ２１３、固定ノードＳＮ２１５は、常に移動体と共に移動するものであり、すなわち、この固定ルータＳＲ２１３及び固定ノードＳＮ２１５は、移動ルータＭＲ２０５に対して相対的に固定され、移動ネットワーク２１７内に常に存在しているものである。
【００１４】
ＩＥＴＦのＷｅｂサイト上で公開されているインターネットドラフト（http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ernst-mobileip-v6-network-02.txt）には、上記のように、移動ネットワークを有する移動ルータＭＲがリンク間を移動した場合に関する技術が開示されている。
【００１５】
移動ネットワーク２１７を有する移動ルータＭＲ２０５がリンク間を移動した場合（図１２において、第１のリンク２１９から第２のリンク２２１に移動した場合）、移動ルータＭＲ２０５は、新たな移動先である第２のリンク２２１において、その第２のリンク２２１のプレフィックスを有する滞在先アドレスＣＯＡを取得する。なお、第１のリンク２１９及び第２のリンク２２１には、フォーリンエージェントＦＡ２２５、２２７が存在し、それぞれのリンクにおける滞在先アドレスＣＯＡの付与や管理を行っている。
【００１６】
そして、第２のリンク２２１に接続して新たな滞在先アドレスＣＯＡを取得した移動ルータＭＲ２０５は、ホームエージェントＨＡ２０９に対して、上記の第１の従来の技術と同様、新たな移動先の位置情報である滞在先アドレスＣＯＡを通知するバインディング更新、移動ルータＭＲ２０５のホームアドレスを通知するホームアドレス通知メッセージを送信することに加えて、さらに、移動ネットワーク２１７のプレフィックスが記載された移動ネットワークプレフィックスサブオプションを送信する。
【００１７】
この処理によって、移動ルータＭＲ２０５からホームエージェントＨＡ２０９に対して、移動ルータＭＲ２０５のホームアドレス、第２のリンク２２１で取得した新たな滞在先アドレスＣＯＡ、移動ルータＭＲ２０５の下位に存在する移動ネットワーク２１７を特定するプレフィックスが通知される。
【００１８】
ホームエージェントＨＡ２０９は、移動ルータＭＲ２０５のホームアドレス及び滞在先アドレスＣＯＡをエントリとして、バインディングキャッシュに登録し、さらに、移動ネットワーク２１７のプレフィックス及び滞在先アドレスＣＯＡの組もエントリとして、同様にバインディングキャッシュに登録する。
【００１９】
以上の処理により、移動ルータＭＲ２０５及び移動ネットワーク２１７の位置情報がホームエージェントＨＡ２０９に格納される。ホームエージェントＨＡ２０９は、バインディングキャッシュに登録された情報を参照することによって、移動ルータＭＲ２０５の移動先の位置情報（第２のリンク２２１における滞在先アドレスＣＯＡ）を特定することが可能となり、また、バインディングキャッシュに登録された移動ネットワーク２１７のプレフィックスを参照することによって、移動ルータＭＲ２０５が有する移動ネットワーク２１７に属する固定ルータＳＲ２１３や固定ノードＳＮ２１５宛てのパケットを、移動ネットワーク２１７宛てに送信することが可能となる。
【００２０】
また、特開平９−１７２４５１号公報には、移動ルータＭＲ２０５がリンク間を移動した場合、移動ルータＭＲ２０５からホームエージェントＨＡ２０９に対して、その移動ルータＭＲ２０５のホームアドレス及び移動ネットワーク２１７内の各ノードを特定するためのネットマスクを送信する技術が開示されている。この技術を用いても、移動ルータＭＲ２０５及び移動ネットワーク２１７が、異なるリンク間を移動できるようになる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
図１３は、本発明に係る構成を示し、第１及び第２の従来の技術に係る問題点を説明するための模式図である。この図１３は、図１２の構成に加えて、さらに、複数の移動ノードＶＭＮ（Visiting Mobile Node）２２３が移動ネットワーク２１７に接続している構成となっている。なお、移動ノードＶＭＮ２２３は、図１２に示す固定ルータＳＲ２１３や固定ノードＳＮ２１５（図１３では不図示）とは異なり、移動ノードＶＭＮ２２３を有するユーザの乗降や電源のＯＮ／ＯＦＦなどによって、移動ネットワーク２１７への加入又は離脱が随時行われる可能性がある。
【００２２】
また、各移動ノードＶＭＮ２２３のホームアドレスを管理するホームエージェントＨＡ２２５はそれぞれ異なっており、すなわち、複数の移動ノードＶＭＮ２２３のそれぞれに対応するホームエージェントＨＡ２２５が、外部ネットワーク２１１上に分散して存在している。なお、図面では、複数の移動ノードＶＭＮ２２３のそれぞれに対応するホームエージェントＨＡ２２５が外部ネットワーク上に分散して存在することを明確に図示するため、各移動ノードＶＭＮ２２３及びその移動ノードＶＭＮ２２３に対応するホームエージェントＨＡ２２５の末尾に、同一の記号ａ、ｂ…を付している。
【００２３】
移動ルータＭＲ２０５がリンク間を移動する場合、移動ノードＶＭＮ２２３は、直接又は間接的にリンク間の移動を検出し、第２のリンク２２１から新たな滞在先アドレスＣＯＡを取得する。そして、第１の従来の技術と同様、移動ノードＶＭＮ２２３は、それぞれが対応するホームエージェントＨＡ２２５に対して、新たな移動先の位置情報である滞在先アドレスＣＯＡを通知するバインディング更新と、移動ノードＶＭＮ２２３のホームアドレスを通知するためのホームアドレス通知メッセージとを送信する必要がある。
【００２４】
しかしながら、例えば、移動体が、列車、バス、飛行機、自動車、船など、一度に非常に多数の乗客を運ぶものである場合には、移動ネットワーク内に、乗客の携帯端末を始めとして非常に多数の移動ノードＶＭＮが接続されることになる。非常に多数の移動ノードＶＭＮが移動ネットワーク内に存在する状況で、移動ネットワークがリンク間を移動する場合、第１の従来の技術によれば、全ての移動ノードＶＭＮから各移動ノードＶＭＮに対応する各ホームエージェントＨＡに対して、バインディング更新やホームアドレス通知メッセージなどのバインディング更新に係る情報が、一斉に送信されることとなる。また、移動ノードＶＭＮから通信相手ＣＮに対して、バインディング更新に係る情報が送信される場合もある。このように、バインディング更新に係る情報が一斉に送信された場合、一時的にネットワークへの負荷が著しく増大し、ネットワークの輻輳が起こってしまうという問題点がある。
【００２５】
また、第２の従来の技術に記載されているように、移動ルータＭＲが移動ネットワークに関する情報を送信する場合も、同様の問題点を抱えている。図１２の移動ネットワーク内に存在する固定ルータＳＲや固定ノードＳＮに関しては、それらのノードの上位に存在する移動ルータＭＲから、移動ネットワークのプレフィックスが記載された移動ネットワークプレフィックスサブオプションが送信されるので、個々の固定ルータＳＲや固定ノードＳＮからバインディング更新に係る情報が送信されることはなく、ネットワークの輻輳も起こらない。
【００２６】
しかしながら、移動ノードＶＭＮのホームエージェントＨＡは、移動ルータＭＲや移動ネットワークのホームエージェントＨＡとは異なるものであり、ホームエージェントＨＡの重複がない場合には、図１３に示すように、移動ノードＶＭＮの台数だけ、対応するホームエージェントＨＡが分散して存在している。
【００２７】
したがって、非常に多数の移動ノードＶＭＮを有する移動ネットワークがリンク間を移動する場合、全ての移動ノードＶＭＮから各移動ノードＶＭＮに対応する各ホームエージェントＨＡに対して、バインディング更新やホームアドレス通知メッセージなどのバインディング更新に係る情報が、一斉に送信されることとなる。また、移動ノードＶＭＮから通信相手ＣＮに対して、バインディング更新に係る情報が送信されることもある。このように、第２の従来の技術においても、バインディング更新に係る情報が一斉に送信された場合、一時的にネットワークへの負荷が著しく増大し、ネットワークの輻輳が起こってしまうという問題点がある。
【００２８】
また、第２の従来の技術で行われているように、移動ルータＭＲから各移動ノードＶＭＮのホームエージェントＨＡに対して、移動ノードＶＭＮが存在する移動ネットワークのプレフィックスが記載された移動ネットワークプレフィックスサブオプションや、移動ルータＭＲの滞在先アドレス及びネットマスクを送信することも考えられる。しかしながら、非常に多数の移動ノードＶＭＮが移動ネットワーク内に存在する場合には、全ての移動ノードＶＭＮに対応した非常に多数のホームエージェントＨＡに対して、移動の通知を行わなければならず、ネットワークの輻輳が起こってしまうという問題点は残ることになる。
【００２９】
本発明は、上記問題点に鑑み、非常に多数の端末が一斉にサブネットの接続を切り換えた場合に生じるネットワークの輻輳や、多量のデータの集中化によるデータ処理の負荷の増大を防ぐことを可能とするサブネット接続切り換え通信システムを提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、サブネットを構成する一方のゲートから、このサブネットとは異なるサブネットを構成する他方のゲートに、複数の端末の接続を切り換える際、複数の端末を複数のグループにグループ化し、グループ毎に時間をずらして接続を切り換えて通信を行うよう構成する。
この構成により、サブネット切り換え時のネットワークのトラフィックを時間的に分散させることが可能となり、非常に多数の端末が一斉にサブネットの接続を切り換える場合でも、ネットワークの輻輳や、多量のデータの集中化によるデータ処理の負荷の増大を防ぐことが可能となる。
【００３１】
さらに、本発明では、グループ化がＶＬＡＮにより行われ、ＶＬＡＮの機能を用いて、グループ毎に接続の切り換え指示を送出するよう構成する。
この構成により、ブロードキャストの対象となる端末を確実にグループ化することが可能となり、グループ毎にサブネットの接続のパスの切り換えを行うことが容易となる。
【００３２】
さらに、本発明では、一方のゲートに接続可能な通信可能範囲と他方のゲートに接続可能な通信可能範囲とがオーバーラップするオーバーラップ範囲を設け、複数の端末がこのオーバーラップ範囲に存在する時間内に、複数の端末の全ての接続を切り換えるよう構成する。
この構成により、オーバーラップ範囲内では、一方のゲート及び他方のゲートの両方に接続可能となり、一方のゲートから他方のゲートへのサブネットの接続の切り換えを瞬時に行うことが可能となる。
【００３３】
さらに、本発明では、前記複数の端末が前記移動体と共に移動するよう前記複数の端末が前記移動体内に配置された構成とする。
この構成により、例えば、列車、バス、飛行機、自動車、船などの移動体内に非常に多数の端末が存在する場合でも、サブネットの接続の切り換えが可能となる。
【００３４】
さらに、本発明では、移動体が、一方のゲート又は他方のゲートとの通信を行う外部通信手段と、複数の端末との通信を行う内部通信手段とを有し、これらの外部通信手段及び内部通信手段を介して、複数の端末が一方のゲート又は他方のゲートとの接続を行うよう構成される。
この構成により、移動体内に存在する複数の端末の通信管理及びサブネットの接続の切り換えの管理が容易となる。
【００３５】
さらに、本発明では、移動体が複数の車両を有する列車の場合には、複数の車両の少なくとも１つ以上の車両内に配置された複数の端末を１つのグループとし、車両単位でグループ化を行うよう構成する。
この構成により、複数の車両を有する列車などの移動体において、複数の端末のグループ化が容易となり、車両単位で複数の端末を１つのグループとすることが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明のサブネット接続切り換え通信システムの実施の形態について説明する。図１〜図３は、それぞれ、移動体がリンク間移動を行う移動前、移動中、移動後の状態を示す模式図である。通信相手ＣＮ１１、異なるサブネットを構成するゲートＦＧ１３ａ及び１３ｂ、移動ルータＭＲ１５及び移動ルータＭＲ１５の下位に接続する不図示の固定ルータＳＲや固定ノードＳＮのＩＰアドレスを管理するホームエージェントＨＡ１７、移動ネットワーク１９に加入している移動ノードＶＭＮ（端末）２１のホームエージェントＨＡ２３が、それぞれ独立して外部ネットワーク２５に接続している。
【００３７】
移動体１内には非常に多数の移動ノードＶＭＮ２１が存在しており、各移動ノードＶＭＮ２１ａ、ｂ…に対応するホームエージェントＨＡ２３ａ、ｂ…は、外部ネットワーク２５上に分散して接続している。なお、説明を明瞭にするため、移動ルータＭＲ１５や移動ネットワークに対応するホームエージェントＨＡ１７の符号と、移動ノードＶＭＮ２１ａ、ｂ…に対応するホームエージェントＨＡ２３ａ、ｂの符号を明確に分けることにする。
【００３８】
また、ゲートＦＧ１３ａの下位には、移動体が移動前に接続している第１のリンク２７が存在し、ゲートＦＧ１３ｂの下位には、移動体が移動後に接続する第２のリンク２９が存在する。これらのリンクは、それぞれのゲートＦＧ１３ａ、１３ｂによって構成された互いに異なるサブネットに接続している。また、それぞれのリンクには、フォーリンエージェントＦＡ３１、３３が存在し、滞在先アドレスＣＯＡの付与や管理を行っている。
【００３９】
まず、図７を参照しながら、地上側の構成について説明する。図７は、本発明に係る異なる２つのリンクの通信可能範囲を示す模式図である。なお、外部ネットワーク２５やフォーリンエージェントＦＡ３１、３３については、図示省略している。図１〜図３にも示されているように、各ゲートＦＧ１３ａ、１３ｂには無線通信を可能とする基地局ＢＳ（Base Station）３５が接続されており、この基地局ＢＳ３５から電波を放射することによって、移動体１の軌道上に所定のセル（通信可能範囲）を形成する。なお、説明を行う上で必要な場合には、第１のリンクに接続する基地局３５には基地局３５ａ、第２のリンクに接続する基地局３５には基地局３５ｂという記号を付することにする。
【００４０】
本発明では、図７（ａ）に示すように、軌道上を移動している移動体１が２つの異なるサブネットに接続できるオーバーラップ範囲３７を設けるようにする。例えば、図７（ｂ）に示すように、サブネットが異なるリンクにそれぞれ接続する基地局ＢＳ３５ａ、３５ｂのセルがオーバーラップするよう、基地局ＢＳ３５ａ、３５ｂを配置する。
【００４１】
これによって、オーバーラップ範囲３７内では、移動体１は、２つのゲートＦＧ１３ａ、１３ｂの下位にそれぞれ独立して存在するサブネットの異なる２つのリンク（第１のリンク２７及び第２のリンク２９）に接続することが可能となる。なお、基地局ＢＳ３５を含む構成は、後述の図４〜図６で詳しく説明する。
【００４２】
また、例えば、図７（ｃ）に示すように、１つの基地局ＢＳ３５がサブネットの異なる２つのリンクに接続可能な構成とし、この基地局ＢＳ３５によって形成されるセル内では、移動体１が２つの異なるサブネットに同時に接続できるようにすることも可能である。
【００４３】
次に、移動ノードＶＭＮ２１と地上側との接続について説明する。図８は、本発明に係る移動体側と地上側との接続の一例を示す模式図である。なお、図８では、一例として、ゲートＦＧ１３ａとの接続の態様を図示し、また、外部ネットワーク２５やフォーリンエージェントＦＡ３１については、図示省略している。移動体１は、外部通信手段３９及び内部通信手段４１を有している。例えば、移動体１内では、移動ノードＶＭＮ２１と内部通信手段４１とが５ＧＨｚ無線通信を行って接続可能とし、一方、移動体１側と地上側では、移動体１の外部通信手段３９と地上側の基地局ＢＳ３５とが２５ＧＨｚ無線通信を行って接続可能とする。
【００４４】
これによって、外部通信手段３９及び内部通信手段４１によって中継が行われ、移動ノードＶＭＮ２１が、地上側の基地局ＢＳ３５及び各ゲートＦＧ１３ａ、１３ｂと、さらには、外部ネットワーク２５と接続することができる。なお、通信に使用する通信方式や周波数帯域は、特に限定されるものではなく、また、移動ノードＶＭＮ２１が、直接、基地局ＢＳ３５と通信を行って接続する態様も可能である。
【００４５】
次に、図１〜図６を参照しながら、移動体１内の移動ノードＶＭＮ２１と地上側との接続について詳細に説明する。まず、リンク間移動前の接続状態について説明する。図１は、本発明に係る移動体がリンク間移動を行う移動前の状態を示す模式図であり、図４は、図１の点線部分の拡大図であり、移動体がリンク間移動を行う移動前の詳細な構成を示す模式図である。なお、移動体１内に存在する多数の移動ノードＶＭＮ２１は、移動ルータＭＲ１５、第１のリンク（移動前に接続しているリンク）２７を形成する基地局ＢＳ３５ａ、ゲートＦＧ１３ａを経由して、外部ネットワーク２５と相互に接続することが可能である。
【００４６】
本発明では、移動体１内の多数の移動ノードＶＭＮ２１をグループ化（列車内のサブネットを細分化したピコネットを形成）し、細分化された各グループ４３内の複数の移動ノードＶＭＮ２１、移動ルータＭＲ１５、基地局ＢＳ３５、ゲートＦＧ１３ａを構成要素とするＶＬＡＮ４５を形成する。なお、便宜上、図４では、１つのグループ４３に係るＶＬＡＮ４５のみが図示されている。これによって、グループ４３毎に異なるＶＬＡＮ４５が形成され、異なるグループ４３内の移動ノードＶＭＮ２１は異なるＶＬＡＮ４５に属することになる。なお、グループ４３の数や各グループ４３における移動ノードＶＭＮ２１の台数は任意である。
【００４７】
このように、グループ４３毎にＶＬＡＮ４５を形成することによって、グループ４３毎にブロードキャストの対象となる移動ノードＶＭＮ２１を選択することができるようになる。以下に説明するように、リンク間移動の際には、このＶＬＡＮ４５による移動ノードＶＭＮ２１のグループ化を利用して、グループ４３毎に時間をずらして、第１のリンク２７から第２のリンク２９への移動を行うようにする。
【００４８】
次に、図２及び図５を参照しながら、リンク間移動中の処理について説明する。図２は、本発明に係る移動体がリンク間移動を行う移動中の状態を示す模式図である。なお、以下では、地上側の構成が図７（ｂ）に示す構成である場合を例として説明する。先に説明した地上側の構成によって、ゲートＦＧ１３ａに接続する基地局ＢＳ３５ａのセル（通信可能範囲）とゲートＦＧ１３ｂに接続する基地局３５ｂセル（通信可能範囲）とはオーバーラップし、図７に示すオーバーラップ範囲３７が存在している。したがって、移動体１が、オーバーラップ範囲３７に入った場合には、移動ルータＭＲ１５は、図２に示すように、無線通信を介して第１のリンク２７及び第２のリンク２９の両方に同時に接続できる状態となる。
【００４９】
図５は、図２の点線部分の拡大図であり、移動体がリンク間移動を行っている途中の状態の詳細な構成を示す模式図である。地上側において、ゲートＦＧ１３ａに接続する基地局ＢＳ３５ａは第１のリンク２７を形成しており、ゲートＦＧ１３ｂに接続する基地局ＢＳ３５ｂは第２のリンク２９を形成している。ゲートＦＧ１３ａに接続する基地局ＢＳ３５ａのセル（通信可能範囲）と、ゲートＦＧ１３ｂに接続する基地局ＢＳ３５ｂのセル（通信可能範囲）とは、オーバーラップするよう基地局ＢＳ３５ａ、３５ｂが配置されているので、移動ルータＭＲ１５は、第１のリンク２７の基地局ＢＳ３５ａ及び第２のリンク２９の基地局ＢＳ３５ｂの両方と同時に通信を行うことが可能である。
【００５０】
移動ルータＭＲ１５が、異なるリンクの基地局ＢＳ３５ａ、３５ｂの両方と通信を行うことができる状態において、移動ルータＭＲ１５、第１のリンク２７の基地局ＢＳ３５ａ、第２のリンクの基地局ＢＳ３５ｂによってＶＬＡＮスイッチを構成し、移動ルータＭＲ１５が、第１のリンク２７の基地局ＢＳ３５ａと、第２のリンク２９の基地局ＢＳ３５ｂとの間で、パス（アクセスを可能とする経路）の切り換えを行えるようにする。
【００５１】
異なるリンクに属する基地局ＢＳ３５ａ、３５ｂの間での具体的なパスの切り換え（ハンドオーバー）は、例えば、下記のように行われる。移動体１が２つの基地局ＢＳ３５ａ、３５ｂのセル（通信可能範囲）のオーバーラップ範囲３７に入った場合、例えば、第２のリンク２９のプレフィックスを通知するＲＡ（ルータ通知：Router Advertisement）などの情報を所定のＶＬＡＮ４５内に送出し、所定のＶＬＡＮ４５内の移動ノードＶＭＮ２１に対して、第１のリンク２７から第２のリンク２９にパスを切り換えるよう指示する。
【００５２】
あるＶＬＡＮ４５内に送出された情報は、そのＶＬＡＮ４５に属する端末のみ受信可能であるというＶＬＡＮ４５の機能によって、所定のＶＬＡＮ４５内に送出されたパスの切り換え指示は、その所定のＶＬＡＮ４５に属する移動ノードＶＭＮ２１のみによって受信及び処理される。その結果、パスの切り換え指示を受信した所定のＶＬＡＮ４５に属する移動ノードＶＭＮ２１に関してのみ、第１のリンク２７から第２のリンク２９へのパスの切り換えが行われる。
【００５３】
そして、パスの切り換えが行われた各移動ノードＶＭＮ２１は、従来と同様、各移動ノードＶＭＮ２１に対応したホームエージェントＨＡ２３に対して、移動先である第２のリンク２９に接続したことを示すバインディング更新に係る情報を通知する。この結果、パスの切り換えが送出された所定のＶＬＡＮ４５に属する移動ノードＶＭＮ２１だけが、第１のリンク２７から第２のリンク２９に接続を切り換えることができ、移動ノードＶＭＮ２１が属するサブネットを変更することができる。
【００５４】
また、移動体１内のサブネットはあらかじめ細分化されており、移動体１内には移動ノードＶＭＮ２１が属するグループ４３が複数存在しているので、複数のグループ４３のそれぞれに関して、ＶＬＡＮ４５が形成されている。このように形成された複数のＶＬＡＮ４５のそれぞれに関して（すなわち、細分化された各グループ４３に関して）、パスの切り換え指示を順次時間をずらして送出することによって、グループ４３毎にパスの切り換えタイミングをずらすようにする。その結果、グループ４３毎にバインディング更新に係る情報が送出されるタイミングをずらして、バインディング更新に係る情報の送出を時間的に分散させることが可能となり、多数の移動ノードＶＭＮ２１が一斉にリンク間を移動する場合でも、ネットワークの輻輳や、多量のデータの集中化によるデータ処理の負荷の増大を防ぐことが可能となる。
【００５５】
なお、便宜上、図５では、パスの変更を行っているＶＬＡＮ４５のみが図示されているが、リンク間移動中には、第１のリンク２７に接続する移動ノードＶＭＮ２１（すなわち、パスの切り換え指示がまだ送出されていないＶＬＡＮ４５に属する移動ノードＶＭＮ２１）と、第２のリンク２９に接続する移動ノードＶＭＮ２１（すなわち、パスの切り換え指示がすでに送出されたＶＬＡＮ４５に属する移動ノードＶＭＮ２１）とが共存することになる。
【００５６】
そして、ＶＬＡＮ４５によってグループ化された各グループ４３に関して、パスの切り換えが順次行われ、全てのグループ４３に関して（すなわち、全ての移動ノードＶＭＮ２１に関して）、パスの切り換え及び各移動ノードＶＭＮ２１が対応するホームエージェントＨＡ２３への登録が行われた場合、第１のリンク２７から第２のリンク２９への移動は完了となる。
【００５７】
以上、説明したように、グループ４３毎に順番に時間をずらしてリンク間移動を行うため、バインディング更新などを行う際にネットワーク内に送出される情報によるトラフィックの増大を時間的に分散させることが可能となる。なお、第１のリンク２７及び第２のリンク２９の両方に接続可能なオーバーラップ範囲３７内で、全てのグループ４３のパスを第１のリンク２７から第２のリンク２９に切り換えなければならず、グループ４３毎に順番にパスを移動する際の時間間隔は、オーバーラップ範囲３７の軌道方向の距離、移動体１の速度、グループ４３の総数を考慮して設定される必要がある。
【００５８】
次に、リンク間移動後の接続状態について説明する。図３は、本発明に係る移動体がリンク間移動を行った移動後の状態を示す模式図であり、図６は、図３の点線部分の拡大図であり、移動体がリンク間移動を行った移動後の状態の詳細な構成を示す模式図である。リンク間移動後は、再び、第２のリンク２９において、移動前と同一の接続状態となる。
【００５９】
すなわち、移動体１内に存在する多数の移動ノードＶＭＮ２１は、移動ルータＭＲ１５、第２のリンク（移動後に接続したリンク）２９を形成する基地局ＢＳ３５ｂ、ゲートＦＧ１３ｂを経由して、外部ネットワーク２５と相互に接続することが可能となる。なお、さらに、異なるリンクに移動する場合でも、上記と同一の移動方法を行うことによって、ネットワークの輻輳を防ぎながら移動することが可能である。
【００６０】
また、図９は、本発明に係る移動体が複数の車両を有する列車であり、車両毎にグループ化が行われた場合の模式図である。例えば、移動体１が複数の車両４７により編成される列車の場合には、列車内のサブネットを車両４７毎に細分化し、１つの車両４７内に存在する複数の移動ノードＶＭＮ２１を１つのグループ４３として、グループ４３毎にＶＬＡＮ４５を形成することが可能である。
【００６１】
また、図１０は、本発明に係る移動体が複数の移動ルータＭＲを有する場合の模式図である。例えば、各車両４７に移動ルータＭＲ１５及び外部通信手段３９を配置し、各移動ルータＭＲ１５に関してグループ化を行って、ＶＬＡＮ４５を形成することも可能である。なお、図１０では、各車両４７をグループ化しているが、車両単位でグループ化を行い、複数の車両のうちの２つ以上の車両をグループ化することも可能である。上記の図９及び図１０の構成の場合でも、グループ化された移動ノードＶＭＮ２１を含むＶＬＡＮ４５のそれぞれに関して、時間をずらしながらパスの移動を行うことが可能となる。
【００６２】
また、移動ノードＶＭＮ２１を有するユーザが移動体１内に乗ってきた場合や、移動体１が移動中に移動ノードＶＭＮ２１の電源がＯＮになった場合など、移動ノードＶＭＮ２１が移動ネットワーク１９に加入する場合も考えられる。この場合、新たに移動ネットワーク１９に加入した移動ノードＶＭＮ２１は、まず、そのとき移動ルータＭＲ１５が接続しているリンクから滞在先アドレスＣＯＡを取得し、その移動ノードＶＭＮ２１に対応したホームエージェントＨＡ２３に対して、バインディング更新に係る情報を送信する。
【００６３】
これに加えて、さらに新たに移動ネットワーク１９に加入した移動ノードＶＭＮ２１は、移動体１内で細分化されている複数のグループ４３のいずれか１つ、又は、新たなグループ４３への加入も行う。これにより、新たに加入した移動ノードＶＭＮ２１も、移動体１内に存在する複数のグループ４３のうちの１つに属する状態となり、上記のリンク間移動で行われるグループ４３毎の移動の際に漏れることなく、パスの変更ができるようになる。
【００６４】
また、移動体ノードＶＭＮ２１が、移動体１内を移動する場合も考えられ、この場合には、移動ノードＶＭＮ２１が属するグループの変更を行う必要があり得る。特に、例えば、車両４７毎にグループ化されている場合など、移動ノードＶＭＮ２１が存在する場所によって、その移動ノードＶＭＮ２１の属するグループ４３が決まる場合には、車両４７間を移動した移動ノードＶＭＮ２１の属するグループ４３の変更を行う必要がある。したがって、移動ノードＶＭＮ２１が属するグループ４３、すなわち、移動ノードＶＭＮ２１が属するＶＬＡＮ４５の変更が必要な場合には、すみやかにその処理を行い、常に、移動ノードＶＭＮ２１がいずれか１つのグループ４３に属するようにすることによって、上記のリンク間移動で行われるグループ４３毎の移動の際に、漏れることなくパスの変更ができるようになる。
【００６５】
なお、上記の実施の形態では、モバイルＩＰｖ４の技術を基にして説明を行っているが、本発明をモバイルＩＰｖ６に適用することも可能である。モバイルＩＰｖ６では、全てのルータにフォーリンエージェントＦＡの機能が組み込まれているので、本発明をモバイルＩＰｖ６に適用した場合、例えば、ゲートＦＧ１３ａ、１３ｂがフォーリンエージェントＦＡ３１、３３の機能を果たすようになる。
【００６６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、サブネットを構成する一方のゲートから、このサブネットとは異なるサブネットを構成する他方のゲートに、複数の端末の接続を切り換える際、複数の端末を複数のグループにグループ化し、グループ毎に時間をずらして接続を切り換えるよう構成したので、サブネット切り換え時のネットワークのトラフィックを時間的に分散させることが可能となり、非常に多数の端末が一斉にサブネットの接続を切り換える場合でも、ネットワークの輻輳や、多量のデータの集中化によるデータ処理の負荷の増大を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移動体がリンク間移動を行う移動前の状態を示す模式図
【図２】本発明に係る移動体がリンク間移動を行う移動中の状態を示す模式図
【図３】本発明に係る移動体がリンク間移動を行った移動後の状態を示す模式図
【図４】図１の点線部分の拡大図であり、移動体がリンク間移動を行う移動前の詳細な構成を示す模式図
【図５】図２の点線部分の拡大図であり、移動体がリンク間移動を行っている途中の状態の詳細な構成を示す模式図
【図６】図３の点線部分の拡大図であり、移動体がリンク間移動を行った移動後の状態の詳細な構成を示す模式図
【図７】本発明に係る異なる２つのリンクの通信可能範囲を示す模式図
（ａ）軌道上に、２つの異なるサブネットに接続できるオーバーラップ範囲３７が設けられた状態を示す模式図
（ｂ）サブネットが異なるリンクにそれぞれ接続する２つの基地局ＢＳのセルがオーバーラップする構成
（ｃ）１つの基地局ＢＳがサブネットの異なる２つのリンクに接続可能な構成
【図８】本発明に係る移動体側と地上側との接続の一例を示す模式図
【図９】本発明に係る移動体が複数の車両を有する列車であり、車両毎にグループ化が行われた場合の模式図
【図１０】本発明に係る移動体が複数の移動ルータＭＲを有する場合の模式図
【図１１】第１の従来の技術を説明するための模式図
【図１２】第２の従来の技術を説明するための模式図
【図１３】本発明に係る構成を示し、第１及び第２の従来の技術に係る問題点を説明するための模式図
【符号の説明】
１  移動体
１１、１０１、２０１  通信相手ＣＮ
１３ａ、１３ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、２０３ａ、２０３ｂ  ゲートＦＧ
１５、２０５  移動ルータＭＲ
１７、１０７、２０９  移動ルータＭＲ及び移動ネットワークのホームエージェントＨＡ
１９、２１７  移動ネットワーク
２１、２１ａ、２１ｂ、２２３、２２３ａ、２２３ｂ  移動ノードＶＭＮ（端末）
２３、２２５  移動ノードＶＭＮのホームエージェントＨＡ
２５、１０９、２１１  外部ネットワーク
２７、１１１、２１９  第１のリンク（移動前に接続しているリンク）
２９、１１３、２２１  第２のリンク（移動後に接続するリンク）
３１、３３、１１５、１１７、２２５、２２７  フォーリンエージェントＦＡ
３５  基地局ＢＳ
３７  オーバーラップ範囲
３９  外部通信手段
４１  内部通信手段
４３  グループ
４５  ＶＬＡＮ
４７  車両
１０５  移動ノードＭＮ
１０７、２０９  ホームエージェントＨＡ
２１３  固定ルータＳＲ
２１５  固定ノードＳＮ
２２３  移動ノードＶＭＮ
【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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