(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコル（以下「ＩＰ」という。）を用いるセルラー移動通信システムの基地局又はその制御局の各固定局ノードにおけるルーチング処理において、
ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信するステップと、
ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に更新するステップと、
該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信するステップと
を含むことを特徴とする移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。
【請求項２】
前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持するステップと、
該ルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答が所定時間内に受信されないときに、該信経路の優先度を変更するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。
【請求項３】
通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコルを用いるセルラー移動通信システムの移動中継装置において、
ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信する手段と、
ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に作成、更新又は削除する手段と、
該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信する手段と
を備えたことを特徴とする移動中継装置。
【請求項４】
前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持する手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の移動中継装置。
【請求項５】
前記複数の送信経路候補情報を含むルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答を受信する手段と、該確認応答が所定時間内に受信されないときに、該送信経路の優先度を変更する手段とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の移動中継装置。
【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ＩＰ通信におけるルーチング方法及び移動中継装置に関し、無線通信チャネルを介して多数の基地局と移動局との間でインターネットプロトコル（以下「ＩＰ」という。）を用いて通信を行う自動車電話や携帯電話等のセルラー移動通信システムに好適に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
現在の移動通信システムでは、回線交換方式による信号伝送が主流であるが、近年、インターネット通信の普及によりＩＰパケットによる信号伝送が次第に多く用いられるようになりつつある。今後は更に一層、インターネット通信との親和性の高いＩＰパケットを用いた伝送が主流になるものと予測される。
【０００３】
移動通信でのＩＰパケット伝送方式としては、Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式やＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式等の伝送方式が検討されている。それらの伝送方式は以下の参考文献に詳述されている。
参考文献１："Mobility Support inＩＰv6", Internet-Draft of IETF, draft-ietf-mobileip-ipv6-13.txt.
参考文献２："Cellular ＩＰv6", Internet-Draft of IETF, draft-shelby-seamoby-cellularipv6-00.txt.
【０００４】
Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式及びＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式は、固定局網内と移動区間とで伝送される信号フォーマットとしてＩＰプロトコルを用いる。Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式は比較的広い範囲のエリアでの使用を想定しているが、移動中の使用については考慮されていない。
【０００５】
一方、Ｃｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式は使用可能な範囲は狭いものの、移動しながらの通信が可能となるルーチング方法が採用されている。そのため、これらの方式を移動通信に適用する場合は、無線制御局より上位のネットワークノードではＭｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式が、それより下位のノードではＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式が好適に用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＰパケット伝送において、パケットデータはヘッダに記述された宛先（アドレス）情報を基に、目的とする宛先に一又は複数のノードを経て伝送される。Ｃｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式では、ノードは基地局、その制御局、移動局などに相当する。各ノードは全ての中継ノードのアドレス情報を知る必要はなく、受け取ったパケットデータを次のどのノードへ中継すればよいかのみを知っていればよい。各ノードにおける中継のための情報はルーチング情報と呼ばれている。
【０００７】
従来、ＩＰネットワークは固定網でのみ用いられてきた。そのため、ルーチング情報は、新しいノードが追加されたり又は既存ノードが削除されたりした場合にのみ、更新の必要が生じるだけで、その頻度はあまり多くはなかった。しかしＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式を用いた通信では、１つの基地局のゾーンを越える移動局の移動に伴ってルーチング情報を頻繁に修正する必要が生じる。
【０００８】
ルーチング情報の更新手法としては、移動局が自身の在圏ゾーンの変更を察知し、基地局へその旨を通知する方式が提案されているが、この方式ではルーチング情報の更新処理にある程度の時間が必要となるため、そのまま移動通信に適用すると、網からの呼び出し中や通信中におけるゾーン変更には追従することができず、瞬断が生じる可能性がある。
【０００９】
このようにＩＰパケットを用いた移動通信では、在圏ゾーン変化によるハンドオーバーに伴うルーチング情報の更新処理の遅れから、瞬断が生じる可能性がある。本発明は、ＩＰパケットを用いた移動通信におけるハンドオーバーの際の瞬断を低減することができる移動ＩＰ通信におけるルーチング方法及び移動中継装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動ＩＰ通信におけるルーチング方法は、（１）通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコルを用いるセルラー移動通信システムの基地局又はその制御局の各固定局ノードにおけるルーチング処理において、ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信するステップと、ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に更新するステップと、該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信するステップとを含むものである。
【００１１】
また、（２）前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持するステップと、該ルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答が所定時間内に受信されないときに、該信経路の優先度を変更するステップとを含むものである。
【００１２】
また、本発明の移動中継装置は、（３）通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコルを用いるセルラー移動通信システムの移動中継装置において、ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信する手段と、ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に作成、更新又は削除する手段と、該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信する手段とを備えたものである。
【００１３】
また、（４）前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持する手段を備えたものである。
【００１４】
また、（５）前記複数の送信経路候補情報を含むルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答を受信する手段と、該確認応答が所定時間内に受信されないときに、該送信経路の優先度を変更する手段とを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される移動通信システムの構成例を示す。同図に示すように上位のネットワークノードではＭｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式が、下位のノードではＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式を適用する。Ｃｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式のネットワークでは、各基地局又はその制御局（ノード）は、通常２分岐の有線又は無線リンクにより相互に接続される。固定ネットワークに近い側のノードを上位ノード、移動局に近い側のノードを下位ノードと称する。
【００１６】
図１に示す基地局ＢＳ１〜ＢＳ３及び移動局ＭＳ１から成るＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式のネットワークにおいて、最下位ノードは移動局ＭＳ１ということになる。この図で、基地局ＢＳ１は基地局ＢＳ２，ＢＳ３の上位ノードになる。上位ノードの基地局ＢＳ１は、ＩＰ通信網が形成されているＭｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式ネットワークと、その構成要素であるフォーリンエージェントＦＡ（Foreign Agent ）を介して接続される。
【００１７】
Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式のネットワークでは、各移動局ＭＳは予め決められた所属エリアとしてのホームエージェントＨＡ（Home Agent）に係属する。移動先では、フォーリンエージェントＦＡを介してホームエージェントＨＡに接続される。つまり、ホームエージェントＨＡは、従来のよく知られた移動通信システムにおけるホームロケーションレジスタＨＬＲ（Home Location Register）と同様の役割を果たす。
【００１８】
Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式においては、ルーチング情報の更新はホームエージェントＨＡとフォーリンエージェントＦＡでのみ行われ、中継点のノードの情報は変更されない。しかし、ホームエージェントＨＡとフォーリンエージェントＦＡとの間でのルーチング情報更新のための情報授受に、特にその間が長距離である場合は、ある程度の時間が必要となる。
【００１９】
一方、Ｃｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式のネットワークにおいて、ルーチング情報の更新は、移動局ＭＳ１からの上り信号を基に行われる。移動局ＭＳ１は送信すべきデータが無いときでも、定期的に受信状態報告を送信しているので、各ノード（基地局又は上位制御局）ＢＳ１〜ＢＳ３は、該信号を基にルーチング情報を常に最新のものに更新することができる。
【００２０】
本発明によるルーチングテーブルの更新処理は以下のようにして行う。図１に示すように移動局ＭＳ１は第１の基地局ＢＳ１のゾーンに在圏し、第１の基地局ＢＳ１と通信しているとする。移動局ＭＳ１は移動に伴い、在圏ゾーンが第２の基地局ＢＳ２に移動したことを、周辺ゾーンからの下り信号レベル測定によって認識する。
【００２１】
移動局ＭＳ１からは、周辺の基地局からの下り信号の受信レベル情報である受信状態報告が、在圏する第２の基地局ＢＳ２に通知される。この報告情報により第２の基地局ＢＳ２は移動局ＭＳ１が自己のゾーンに移動して来たことを認識する。
【００２２】
また、この報告情報は第２の基地局ＢＳ２から上位のノードＢＳ１に伝えられ、それにより各ノードは、移動局ＭＳ１に対するデータパケットは、第２の基地局ＢＳ２又は該基地局ＢＳ２の上流のノードへ転送するように、移動局ＭＳ１に関するルーチング情報を更新する。
【００２３】
更に、移動前に在圏エリアであった第１の基地局ＢＳ１は、自己のゾーンから離脱した移動局ＭＳ１に関するルーチング情報を削除する。この際、現在の在圏エリアである第２の基地局ＢＳ２におけるルーチング情報の更新処理が行われてから十分に時間が経過した後に、以前に在圏した第１の基地局ＢＳ１におけるルーチング情報の削除を行う。
【００２４】
このように本発明は、通常のＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式で行われる１経路設定のルーチング情報の代わりに、移動局ＭＳ１からの受信状態報告を用いてルーチングテーブルの情報を更新し、更新中は以前のルーチング情報による送信経路で送信を行い、更新処理完了後に新規のルーチング情報による送信経路で送信を行うことにより、移動局ＭＳ１へのパケットデータ送信の遅延や瞬断を回避することが可能となる。
【００２５】
ここで、ルーチング情報について図２を参照して説明する。各ノード（基地局及びその上位制御局）ＢＳ１〜ＢＳ３は、移動局ＭＳ１から受け取った信号を基にルーチングテーブルを確認し、経路変更が有る場合にはルーチング情報更新処理を行う。
【００２６】
この際、ルーチング情報の更新は、宛先までの全てのノードでルーチングテーブルの書き換えが行われる。例えば、図２においてＩＰアドレスが“ｘ”の移動局ＭＳ１が第２の基地局ＢＳ２のゾーンに在圏しているとすると、第２の基地局ＢＳ２のルーチングテーブルには、“Ｒ：（ｘ，ｂ）”というルーチング情報が記述される。これは、ＩＰアドレス“ｘ”の移動局ＭＳ１への経路は、自ノード（第２の基地局ＢＳ２）の出力端ｂの方向であるということを表している。
【００２７】
また、第２の基地局ＢＳ２の上位ノードＢＳ１におけるルーチングテーブルには、移動局ＭＳ１について“Ｒ：（ｘ，ｂ）”というルーチング情報が記述される。これは、ＩＰアドレス“ｘ”の移動局ＭＳ１への経路は、自ノード（ノードＢＳ１）の出力端ｂの方向であるということを表している。
【００２８】
本発明によるルーチングテーブルの更新処理のフローを図３に示す。該フローにおいて、各ノードは移動局からの受信状態報告を受信したかどうか判定し（３−１）、受信状態報告を受信した場合、ルーチングテーブルの更新が必要かどうか判定し（３−２）、ルーチングテーブルの更新が必要な場合、受信状態報告に基づいてルーチングテーブルを更新する（３−３）。
【００２９】
そして、上位ノードが存在するかどうかを判定し（３−４）、上位ノードが存在する場合、上位ノードへルーチングテーブルの更新を通知する（３−５）。なお、上記フロー３−１の判定において、移動局からの受信状態報告が所定時間以上受信されない場合、該移動局のルーチング情報を削除し（３−６）、上位ノードが存在する場合、該ルーチング情報の削除を上位ノードへ通知する（３−７）。
【００３０】
前述の移動局からの受信状態報告は、該移動局での周辺基地局からの下り信号受信レベルを報告するためのものである。本発明は更に、この周辺の複数の基地局についての受信状態報告情報を基に、一つの宛先に対する複数のルート情報をルーチングテーブルに格納し、かつ該複数のルート情報に優先度を付して保持する。
【００３１】
例えば、第１の基地局ＢＳ１のゾーンに在圏していた移動局ＭＳ１が、移動によって第２の基地局ＢＳ２のゾーンに在圏した場合、移動局ＭＳ１における各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３からの下り信号の受信レベルは強いものから順に、第１位が第２の基地局ＢＳ２、第２位が第１の基地局ＢＳ１、第３位が第３の基地局ＢＳ３の順となり、移動局ＭＳ１はこの順位を優先度情報として含む受信状態報告を送信する。
【００３２】
この受信状態報告情報を基に各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、移動局ＭＳ１に対するルーチングテーブルを更新する。従来の更新処理では、移動局ＭＳ１へのパケットデータの送信ルートのルーチング情報として、一番受信レベルの強い基地局（上記の例では、第２の基地局ＢＳ２）を経由するルーチング情報のみが設定される。
【００３３】
しかしこのようなルーチング情報の設定では、例えば、移動局ＭＳ１の移動に伴って生じるフェージングなどによる受信レベルの短時間の変動などに対応することができず、瞬断が起こる可能性が高くなる。これに対して本発明は、受信レベルが２番目以降の基地局を経由するルート情報も、移動局ＭＳ１に対する送信先としてルーチングテーブルに記述し、該２番目以降のルート情報による送信経路をも使用してパケットを送信することにより、瞬断の発生確率を低減することが可能となる。
【００３４】
複数のルート情報を保持する本発明の実施形態において、図２に示すＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式のネットワークの例の場合、ルーチング情報は、例えば、“Ｒ（ｘ，b ，c ，…）”のような形式で保持することができる。これは、移動局“ｘ”に対するルートＲは、出力端ｂ，出力端ｃ，…であることを表し、このように複数のルート情報を保持することができる。
【００３５】
図４に複数の経路情報を保持する本発明のルーチング情報更新処理のフローを示す。該フローにおいて、各ノードは移動局からの受信状態報告を受信したかどうか判定し（４−１）、受信状態報告を受信した場合、ルーチングテーブルの更新が必要かどうか判定し（４−２）、ルーチングテーブルの更新が必要な場合、０番目から（Ｎ−１）番目までのルート情報に対して受信状態報告に基づいてルーチングテーブルを更新する（４−３）。
【００３６】
そして、上位ノードが存在するかどうかを判定し（４−４）、上位ノードが存在する場合、上位ノードへルーチングテーブルの更新を通知する（４−５）。なお、上記フロー４−１の判定において、移動局からの受信状態報告が所定時間以上受信されない場合、該移動局のルーチング情報を削除し、上位ノードが存在する場合、該ルーチング情報の削除を上位ノードへ通知する（図示省略）。
【００３７】
ＩＰパケット等による通信ではパケットデータを受信した場合に、応答確認信号を送信元に送り返す。この応答確認信号用のパケットはＡＣＫパケットと称される。本発明は更に、前述の優先度情報に基づく複数のルート情報の中から決定した一つの送信経路によって下りパケットデータを送信した場合に、該送信に対する移動局からのＡＣＫパケットをタイマーによりある一定時間待ち、該ＡＣＫパケットが一定時間経過しても受信されない場合、この送信経路は使用不適であると判断し、次の優先度のルート情報を基に別の基地局を経由する送信経路によって送信を行う。
【００３８】
図５に上記本発明による応答確認用ＡＣＫパケット受信判定によるルーチング情報の更新処理のフローを示す。該フローにおいて、各ノードは０番目からＮ番目までの複数のルート情報の中から一つの送信経路候補を順番に選び出し、該候補の送信経路へパケットを送信する（５−１）。
【００３９】
該候補経路へパケットを送信した後、所定のタイマー時間内に応答確認用ＡＣＫパケットが受信されたかを判定し（５−２）、該ＡＣＫパケットが受信されなかった場合に、該候補経路の優先度を下げる（５−３）。このような処理を、複数のルーチング情報全てに亙って行う（５−４，５−５）。なお、応答確認用ＡＣＫパケットの受信を待機する所定のタイマー時間は、通常の通信に支障のない数百ミリ秒程度の時間とすることができる。
【００４０】
（付記１）  通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコル（以下「ＩＰ」という。）を用いるセルラー移動通信システムの基地局又はその制御局の各固定局ノードにおけるルーチング処理において、ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信するステップと、ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に更新するステップと、該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信するステップとを含むことを特徴とする移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。
（付記２）  前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持するステップを含むことを特徴とする付記１に記載の移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。
（付記３）  前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持するステップと、該ルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答が所定時間内に受信されないときに、該送信経路の優先度を変更するステップとを含むことを特徴とする付記１に記載の移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。
（付記４）  通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコルを用いるセルラー移動通信システムの移動中継装置において、ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信する手段と、ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に作成、更新又は削除する手段と、該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信する手段とを備えたことを特徴とする移動中継装置。
（付記５）  前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持する手段を備えたことを特徴とする付記４に記載の移動中継装置。
（付記６）  前記複数の送信経路候補情報を含むルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答を受信する手段と、該確認応答が所定時間内に受信されないときに、該送信経路の優先度を変更する手段とを備えたことを特徴とする付記５に記載の移動中継装置。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動局からの受信状態の報告結果に基づいてルーチング情報を更新し、ルーチングテーブルに予め用意しておくことにより、ハンドオーバー時のルーチング情報更新処理の遅れによる通信中などに生ずる瞬断を回避することが可能となる。
【００４２】
更に、ルーチング情報として複数の送信経路候補のルート情報を設定しておくことにより、一つの送信経路で送信した際に確認応答パケットの受信不良を検出した場合等に、直ちに次の候補の送信経路によって送信することができ、通信の瞬断を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される移動通信システムの構成例を示す図である。
【図２】ルーチング情報の説明図である。
【図３】本発明によるルーチングテーブルの更新処理のフロー図である。
【図４】複数の経路情報を保持する本発明のルーチング情報更新処理のフロー図である。
【図５】本発明による応答確認用ＡＣＫパケット受信判定によるルーチング情報の更新処理のフロー図である。
【符号の説明】
ＢＳ１〜ＢＳ３  基地局
ＭＳ１  移動局
ＦＡ  フォーリンエージェント
ＨＡ  ホームエージェント
【図１】
0003777570.tif 000002
【図２】
0003777570.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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