JP2007158538A - パケット転送システム、ハンドオーバ制御装置、ハンドオーバ制御方法及びソフトウエア - Google Patents

Abstract

【課題】インターネットプロトコルに準拠したパケット通信システムで移動局がハンドオーバする際のパケットロス及び伝送遅延を簡易に減らすこと。
【解決手段】ハンドオーバ制御装置は移動局又は基地局に設けられ、インターネットプロトコル（ＩＰ）に準拠したパケット通信システムで使用される。本装置は、ハンドオーバの移動先基地局を決定する手段と、移動元基地局の属する第１のＩＰネットワーク及び移動先基地局の属する第２のＩＰネットワークの異同を判定する手段と、判定結果に応じてレイヤ２方式及びレイヤ３方式の少なくとも一方を選択する手段とを有する。レイヤ２方式は移動局からの指示に従ってパケットの蓄積及び転送をレイヤ２で行う方式である。レイヤ３方式はパケットの蓄積及び転送をレイヤ３で行う方式である。
【選択図】図８

Description

本発明はインターネットプロトコル（IP）に準拠したネットワークを通じて移動局とパケット通信を行うためのパケット転送システム、ハンドオーバ制御装置、ハンドオーバ制御方法及びソフトウエアに関する。

インターネットプロトコル（IP）に準拠したパケット通信システムでは移動ノード（MN:Mobile Node）はインターネットとの接続点である基地局(BS:Base Station)を適宜変更することでサービスエリア全域で移動通信を行うことができる。従って無線区間での基地局変更処理に加えてパケットの転送経路変更処理等が完了するまでの間は、移動ノード（MN）は原理的にはパケットの送受信を行うことができず、その間のパケットが失われてしまうおそれがある（パケットロス）。パケットロスやパケットの伝送遅延等を改善するため、幾つかの技術がこれまでに提案されている。

そのような技術の１つはIPモビリティ制御方式においてアンカーノード(AN:Anchor Node)にバッファリング機能を持たせることである。移動局がハンドオフする際にアンカーノードはその移動局宛のパケットをバッファリングし、ハンドオフの処理が完了した後に移行先の基地局を通じて、バッファリングしていたパケットを移動局に転送する。具体的には、図１に示されるように、階層化モバイルIPv6（HMIP:Hierarchical Mobile IPv6）方式におけるモビリティアンカーポイント(MAP:Mobility Anchor Point)にそのようなバッファリング機能を持たせることが提案されている（例えば、非特許文献１，２参照。）。

図1左側に示されるように、ハンドオフを行う移動局（MN）は基地局（不図示）及びアクセスルータ（AR）を通じてモビリティアンカーポイント（MAP）に、パケットをバッファリングするよう要求する（１）。モビリティアンカーポイント（MAP）はその要求に応じて以後通信相手ノード（CN:Correspondent Node）からのパケットをバッファリグする（２）。図１右側に示されるように、移動局（MN）はモビリティアンカーポイント（MAP）にバッファリングの解除を指示し、ホームエージェント（HA）に経路変更に関するアドレスの対応関係を更新する（バインディングアップデートを行う）よう指示する（３）。但し、移動局の所属するＭＡＰに変更がなければバインディングアップデートは不要である。以後、ハンドオーバ先の基地局（不図示）を通じてパケットが移動局（MN）に転送される（４）。IPモビリティ制御方式でモビリティアンカーポイント（MAP）にバッファリングを行わせるこの方式は、便宜上、「HMIP-B方式」と言及される。

パケットロスやパケットの伝送遅延等の問題に対処する別の技術は、ハンドオーバの際のパケットのバッファリング及び転送を移動元の基地局で行うものである（例えば、非特許文献３参照。）。図２に示されるように、先ず移動局は受信信号品質等の測定結果を基地局に報告する（１）。基地局は測定結果に基づいてハンドオーバの要否を判定し、ハンドオーバ先の基地局（移動先の基地局）とパラメータ設定のための通信を行う（２）。そして移動元の基地局はパケットをバッファリングし始める（３）。移動局が新たなセルに入ると、移動局は移動先の基地局にパケットの転送を要求し（４）、今度は移動先の基地局が移動元の基地局にパケットの転送を要求する（５）。これに応じて移動元の基地局はバッファリングしていたパケットを移動先の基地局へ転送する（６）。そして、ホームエージェント（HA）にバインディングアップデートを示すメッセージが通知される（７）。この方式は既に市場の製品で普及しており、無線LANのアクセスポイント(AP:Access Point)にベンダが独自に実装している場合もある。移動元の基地局でパケットのバッファリング及び転送を行うこの方式は、便宜上、「基地局間転送方式」と言及される。
高橋、小林、岡島、梅田、「Hierarchical Mobile IPv6 with Buffering Extensionの通信品質評価」、情報処理学会論文誌、Vol.46、No.2、pp.597-607、西暦２００５年２月 J.Kempf,et al.,"Problem Statement for IP Local Mobility",draft-kempf-netlmm-nohost-ps-00.txt,June,2005 山下、松木、荻原、梅田、「パケット通信システムにおけるハンドオーバー時の基地局間パケット転送」、電子情報通信学会総合大会、B-5-142、西暦２００３年３月

図３ＡはHMIP-B方式の問題点を説明するための図である。HMIP-B方式では、ハンドオーバの際のパケットのバッファリング及び転送がMAPで行われる。従ってハンドオーバが行われるときは常にMAPでパケットのバッファリング及び転送がなされる。このためハンドオーバに伴う制御信号（バッファリング要求とその解除等を示す信号）が多く、MAPの処理負担も大きいという問題がある。この問題は移動局数が増えるほど深刻になる。また、移動局が高速に移動する場合には、MAPでのバッファリングが始まる前に移動局が移動先のセルに入ってしまうことが起こり得る。この場合、バッファリング開始前のいくらかのパケットが失われてしまうという問題（高速移動によるパケットロス）が懸念される。

図３Ｂは基地局間転送方式の問題点を説明するための図である。基地局間転送方式では、上記の問題は解決又は緩和される。この方式では移動元の基地局から移動先の基地局へパケットの転送が行われるので、それらが同じIPリンクに属していればパケットの転送は速やかに実行可能である。しかしながら移動局の移動前後の基地局が異なるIPリンクに属していた場合には、パケットの転送経路が複雑化し、パケットの転送時間が長くなりやすいという問題が懸念される。更に、パケットの転送経路が長くなると、移動元基地局から移動先基地局へのパケット転送が完了する前に、新経路でパケットが移動先基地局に伝送されてしまうかもしれない。このような場合には、移動元の基地局から転送されて来たパケットと、移動元の基地局を経由せずに上位ノードから移動先の基地局に直接転送されて来たパケットとの時間的順序が確保されにくくなるという問題が懸念される。

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、インターネットプロトコルに準拠したパケット通信システムで移動局がハンドオーバする際のパケットロス及び伝送遅延を簡易に減らすためのパケット転送システム、ハンドオーバ制御装置、ハンドオーバ制御方法及びソフトウエアを提供することである。

本発明では移動局又は基地局に設けられるハンドオーバ制御装置が使用される。本装置はインターネットプロトコル（ＩＰ）に準拠したパケット通信システムで使用される。本装置は、ハンドオーバの移動先基地局を決定する手段と、移動元基地局の属する第１のＩＰネットワーク及び移動先基地局の属する第２のＩＰネットワークの異同を判定する手段と、判定結果に応じてレイヤ２方式及びレイヤ３方式の少なくとも一方を選択する手段とを有する。前記レイヤ２方式は移動局からの指示に従ってパケットの蓄積及び転送をレイヤ２で行う方式である。前記レイヤ３方式はパケットの蓄積及び転送をレイヤ３で行う方式である。

本発明によれば、モバイルＩＰネットワークで移動局がハンドオーバする際のパケットロス及び伝送遅延を簡易に減らすことができる。

本発明による様々な形態では、概して、（１）移動局のハンドオーバ先が判定され、（２）移動先の基地局が移動元の基地局と同じＩＰリンクに存在するか否かが判定され、判定結果に応じて、パケットのバッファリング及び転送を行う方式（レイヤ２方式又はレイヤ３方式）が適切に選択される。レイヤ２及び／又はレイヤ３のハンドオーバ処理を適宜使い分けることで、パケットロスや伝送遅延が改善されるだけでなく、パケットの順序不正の発生する確率が減り、よりシームレスなハンドオフを簡易に実現することができる。移動元基地局及び移動先基地局の属するＩＰリンクが同じ場合にはレイヤ２方式が行われ、ＭＡＰでの制御信号処理やバッファリング等は必須でなくなるので、ＭＡＰの処理負担を軽減できる。レイヤ２方式の場合には高速移動がなされてもパケットロスの発生する確率は低い。一方、各基地局が異なるＩＰリンクに属していた場合には、レイヤ３方式が行われ、移動元基地局から移動先基地局への複雑な伝搬経路でパケットを転送しなくて済むので、伝送遅延を軽減できる。また、移動先基地局へパケットを転送するノードはＭＡＰのみであるので、パケットの順序不正の問題は起こりにくい（レイヤ２方式の場合は、一時的ではあるが、移動元基地局及びＭＡＰの双方が移動先基地局へパケットを同時に転送するおそれがある。）。

本発明の第１形態では、（１）及び（２）の双方の処理が移動局で行われる。第１形態では、近隣基地局の報知情報から、移動先の基地局（Target Base Station)を移動局が決定する。また、その報知情報から移動局は基地局より上位のアクセスルータのプレフィックス情報を取得し、プレフィックス情報に基づいて移動前後の基地局が同一のＩＰリンクに属するか否かを判定する。それらが異なるＩＰリンクに属していた場合には、双方のＩＰリンクに接続されているモビリティアンカーポイント（ＭＡＰ）が何であるかも判定される。判定結果に応じて、パケットのバッファリング及び転送を、双方のＩＰリンクに接続されているＭＡＰで（レイヤ３で）行うか或いは基地局で（レイヤ２で）行うかが決定される。本形態では移動先の基地局の決定とパケットのバッファリング及び転送の方式決定との双方を移動局が行う。これにより、ハンドオーバする際のパケットロス及び伝送遅延を簡易に減らすことができ、それに加えて本発明を実現する際に基地局及びそれより上位の装置やネットワークに加える変更を少なくすることができる。

なお、典型的には、基地局がレイヤ２の処理を行い、基地局とは別の上位のノード、ルータ、又はモビリティアンカーポイント等がレイヤ３の処理を行う。しかしながら基地局、ノード、ルータ、モビリティアンカーポイント等のような名称はハードウエアとして厳密に区別されるものではなく、場合によっては同一のハードウエアでレイヤ２及びレイヤ３双方の処理がなされてもよい。

本発明の第２形態では、（１）及び（２）の双方が移動元の基地局で行われる。第２形態では、移動局からのハンドオーバ要求を契機として、移動元の基地局（ソース基地局とも呼ばれる）が近隣基地局に関する情報を基幹ネットワーク（例えば、バックボーン）等を利用して取得し、ハンドオーバの要否及び移動先の基地局を決定する。また、移動元の基地局は、近隣基地局より上位のアクセスルータのプレフィックス情報に基づいて移動先の基地局が自身と同一のＩＰリンクに属するか否かを判定する。判定結果に応じて、パケットのバッファリング及び転送を、レイヤ３で行うか或いはレイヤ２で行うかが決定される。本形態では移動先の基地局の決定とパケットのバッファリング及び転送の方式決定との双方を移動元の基地局が行う。これにより、移動局の装置構成や処理内容を変更せずに、オペレータ側を変更するだけで本発明を実現することができる。これは移動局数が非常に多くなる場合に特に有利であるかもしれない。

本発明の第３形態では、（１）の処理は移動局で、（２）の処理は移動元の基地局で行われる。第３形態では、近隣基地局の報知情報から、移動先の基地局を移動局が決定し、移動先の基地局がどれであるかを移動元の基地局に通知する。移動元の基地局は、移動局により決定された移動先の基地局からアクセスルータプレフィックス情報を取得し、その情報に基づいて、移動先の基地局が自身と同一のＩＰリンクに属するか否かを判定する。判定結果に応じて、パケットのバッファリング及び転送を、レイヤ３で行うか或いはレイヤ２で行うかが決定される。本形態では移動先の基地局の決定は移動局で行われるが、パケットのバッファリング及び転送の方式決定は移動元の基地局で行われる。これにより、本発明に関する処理機能を基地局及び移動局の双方に分散することができる。

以下、本発明に関するいくつかの実施例が例示的に説明される。実施例は必要に応じて機能ブロック図を参照しながら説明される。図中の機能部はハードウエアとして、ソフトウエアとして又はそれらの双方を利用して実現されてもよい。ソフトウエアは移動局、基地局又はそれら双方の記憶装置に格納される。

図４は本発明の一実施例による移動局の機能ブロック図を示す。移動局は送受信機４１と、処理装置４２と、記憶装置４３とを有する。処理装置４２は、移動先候補基地局情報取得機能部４２１と、移動先基地局決定機能部４２２と、プレフィックス(prefix)情報取得機能部４２３と、移動パターン判定機能部４２４と、方式選択機能部４２５と、方式実行機能部４２６と、移動先基地局決定要求機能部４２７と、移動先基地局情報通知機能部４２８とを更に有する。

移動先候補基地局情報取得機能部４２１は、基地局のコンフィギュレーション情報や無線リソース情報等を含む報知情報を近隣の基地局から取得する。これらの近隣の基地局はハンドオーバの移動先の候補になる。報知情報は記憶装置４３に格納される。

移動先基地局決定機能部４２２は、近隣の基地局からの信号の受信品質を測定し、ハンドーバする際の移動先の基地局（ターゲット基地局）を決定する。

プレフィックス情報取得機能部４２３は、近隣基地局の上位に存在するアクセスルータのプレフィックス情報を取得する。プレフィックス情報は各基地局から報知される報知情報から抽出することができる。

移動パターン判定機能部４２４は、プレフィックス情報に基づいて、移動元の基地局と移動先の基地局とが同一のＩＰリンク内にあるか否かを判定し、移動局の移動パターン（同一ＩＰリンク内でのハンドオーバか或いは異なるＩＰリンクにわたるハンドオーバか）を判定する。

方式選択機能部４２５は、移動パターンの判定結果に基づいて、ハンドオーバに伴うパケットのバッファリング及び転送を、モビリティアンカーポイントで（レイヤ３で）行うか或いは基地局で（レイヤ２で）行うかを決定する。

方式実行機能部４２６は、決定された方式でパケットのバッファリング及び転送が行われるように各種のパラメータの設定等を行う。

移動先基地局決定要求機能部４２７は、ハンドオーバの移動先の基地局を決定するように移動元の基地局に要求するが、この機能は第１，３実施例では使用されず、第２実施例で使用される。

移動先基地局情報通知機能部４２８は、移動局で決定した移動先の基地局に関する情報を移動元の基地局に通知する。

図５は本発明の一実施例による基地局の機能ブロック図を示す。基地局５０は、送受信機５１と、処理装置５２と、記憶装置５４とを有する。処理装置は、基地局情報通知機能部５２１と、プレフィックス情報通知機能部５２２と、移動先基地局決定要求受信機能部５２３と、移動先候補基地局情報取得機能部５２４と、移動先基地局決定機能部５２５と、プレフィックス情報取得機能部５２６と、移動パターン判定機能部５２７と、方式選択機能部５２８と、方式実行機能部５２９と、移動先基地局情報取得機能部５３０とを更に有する。移動先基地局決定要求受信機能部５２３以降の機能部は第１実施例ではそれほど重要ではなく、それらは主に第２実施例で使用される。

基地局情報通知機能部５２１は、自身のコンフィギュレーション情報や無線リソース情報を報知情報として配下の移動局に通知するための処理を行う。報知情報に必要な情報は記憶装置５４に格納されている。

プレフィックス情報通知機能部５２２は、自身の上位に存在するアクセスルータのプレフィックス情報を報知情報に含める。プレフィックス情報は、上位のアクセスルータから受信されるルータ広告（RA:Router Advertisement）等から取得することができる。一例としてプレフィックス情報は１２８ビット長のIPv6アドレス中の上位６４ビットで表現される。

移動先基地局決定要求受信機能部５２３は、ハンドオーバ移動先基地局を決定するよう要求するメッセージを移動局から受信し、移動先決定処理を行う契機を関連する機能部に与える。

移動先候補基地局情報取得機能部５２４は、移動先候補となる近隣基地局の情報を例えば基幹ネットワーク（バックボーン）を通じて取得する。

移動先基地局決定機能部５２５は、移動局からの要求及び近隣基地局の情報に基づいて、ハンドオーバの移動先の基地局を決定する。

プレフィックス情報取得機能部５２６は、近隣基地局から得た情報から、近隣基地局の上位に存在するアクセスルータのプレフィックス情報を取得する。

移動パターン判定機能部５２７は、プレフィックス情報に基づいて、移動元の基地局と移動先の基地局とが同一のＩＰリンク内にあるか否かを判定し、移動局の移動パターンを判定する。

方式選択機能部５２８は、移動パターンの判定結果に基づいて、ハンドオーバに伴うパケットのバッファリング及び転送を、モビリティアンカーポイントで（レイヤ３で）行うか或いは自身で（レイヤ２で）行うかを決定する。

方式実行機能部５２９は、決定された方式でパケットのバッファリング及び転送が行われるように各種のパラメータの設定等を行う。

移動先基地局情報取得機能部５３０は、移動先候補の中で移動先として決定された基地局と通信を行うことで、バッファリング済みのパケットを移動先の基地局に転送するための準備（パラメータ設定等）を行う。

以下、図６，７，８を参照しながら本発明の一実施例による動作が説明される。図６は移動局の動作例を示し、図７は基地局の動作例を示し、図８は動作説明用の全体図を示す。図６に示されるように、本実施例における移動局はステップＳ１１にて近隣基地局から報知情報をそれぞれ受信する。報知情報には基地局のコンフィギュレーション情報や無線リソース状況等が含まれている。

ステップＳ２にて移動局はハンドオーバの要否を判定し、ハンドオーバする場合には移動先の基地局がどれであるかを決定する。例えば伝送品質が良好であって無線リソースに余裕のある基地局が移動先として決定されてもよい。

一方、ステップＳ１２では移動局は報知情報からアクセスルータのプレフィックス情報を取得する。

ステップＳ３では、移動元の基地局（現在接続中の基地局）と移動先の基地局とが同じＩＰリンクに属しているか否かをプレフィックス情報に基づいて判定する。一方の基地局が、自身の属するＩＰリンク（ローカルなＩＰネットワーク）上位のＡＲを経由せずに他方の基地局と通信できる場合には、双方のＩＰリンクは等しい。しかし、一方の基地局が、自身の属するＩＰリンク上位のＭＡＰを経由しなければ他方の基地局と通信できない場合には、双方のＩＰリンクは異なる。より具体的にはＩＰリンクの異同は、基地局上位のアクセスルータのプレフィックス情報を用いて判定できる。具体的には移動元の基地局の上位装置（アクセスルータ）のプレフィックス情報と移動先の基地局の上位装置のプレフィックス情報とが比較され、一致していればそれらは同一ＩＰリンクに属し、そうでなければ異なるＩＰリンクに属する。このような判定結果に応じて、移動局は、ハンドオーバに伴うパケットのバッファリング及び転送を、モビリティアンカーポイントで（レイヤ３で）行うか或いは移動元基地局で（レイヤ２で）行うかを決定する。

なお、IPリンクの異同は、完全に一致している場合及び全く異なっている場合の他に、一部一致している場合もある。例えば移動元基地局はＩＰリンクＡのみに属しているが、移動先基地局はＩＰリンクＡにもＩＰリンクＢにも属していることも考えられる。このような場合のＩＰリンクの異同判定では、同一であることが優先されてもよいし、異なることが優先されてもよく、異同判定に関して事前に何らかの取り決めがなされていればよい。

ステップＳ４１では、ハンドオーバに伴うパケットのバッファリング及び転送が、モビリティアンカーポイントで（レイヤ３で）行われる場合の処理がなされる。これが行われるように、移動局は移動元基地局に実行要求メッセージを送信する。実行要求メッセージには、モビリティアンカーポイントにバッファリングを要求する内容が含まれる。HMIP-Bの場合にはバッファリング要求フラグが立てられたバインディングアップデートメッセージがMAPに送信される。

ステップＳ４２では、ハンドオーバに伴うパケットのバッファリング及び転送が、移動元基地局で（レイヤ２で）行われる場合の処理がなされる。この場合も移動局は移動元基地局に実行要求メッセージを送信する。

ステップＳ５では選択された方式が実際に実行され、パケットロス及び伝送遅延の少ないハンドーバ処理がなされる。

図６に示される例では、ステップＳ３の判定結果に応じて、レイヤ３でのバッファリング及び転送とレイヤ２でのバッファリング及び転送が２者択一的になされる。しかしながらこれは説明の簡明化を図るためであるに過ぎず、２者の方式の一方だけでなく双方を用いてパケットのバッファリング及び転送がなされてもよい。

以下の表１は、パケットのバッファリング及び転送を行う方式の組み合わせ例を示す。

選択例１では、移動先基地局が移動元基地局と同一のＩＰリンクに属していた場合にはレイヤ２のバッファリング及び転送方式が使用され、移動先基地局が異なるＩＰリンクに属していた場合にはレイヤ３のバッファリング及び転送方式が使用される。この選択例は最も原則的であり、図６で説明されたものに相当する。

移動先基地局が移動元基地局と同一のＩＰリンクに属していた場合にはレイヤ２のバッファリング及び転送方式が使用され、移動先基地局が異なるＩＰリンクに属していた場合にはレイヤ３のバッファリング及び転送方式が使用される点は、選択例１，２，３に共通する。但し、選択例２では、移動先基地局が異なるＩＰリンクに属していた場合に、レイヤ３だけでなくレイヤ２のバッファリング及び転送方式も併用される。上述したように、レイヤ３の方式では、パケットのバッファリングがモビリティアンカーポイント（ＭＡＰ）でなされるので、バッファリングが開始される前に移動局が次のセルに移動した場合にはいくらかのパケットロスが生じてしまうおそれがある。選択例２のようにレイヤ２の方式を併用することで、そのようなパケットロスの発生を抑制することができる。また、選択例３では、移動先基地局が移動元基地局と同一のＩＰリンクに属していた場合に、レイヤ２だけでなくレイヤ３のバッファリング及び転送方式も併用される。上述したようにレイヤ２の方式だけでは、移動元基地局を経由して転送されて来るパケットとそれを経由せずに直接的に転送されて来るパケットとの順序が乱れるおそれがある。選択例３では双方の方式を併用し、移動元基地局から移動先基地局へのパケット転送完了後に、ＭＡＰでのバッファリングを解除し、新経路でのパケット転送を行うことで、ハンドオーバの際にパケットの順序を確保する機能を強化することができる。なお、表１で明示的に示されてはいないが、ハンドオーバをかなり確実にサポートする観点からは、ＩＰリンクの異同によらず、レイヤ２方式及びレイヤ３方式の双方が常に行われてもよい。

図７は本発明の一実施例による基地局の動作例を示すフローチャートである。ステップＳ１では基地局はコンフィギュレーション情報及び無線リソースの使用状況等を報知情報に含める。ステップＳ２では基地局は上位のアクセスルータのプレフィックス情報を報知情報に含める。ステップＳ３では報知情報を含む報知メッセージを配下の移動局にブロードキャストする。ステップＳ１，Ｓ２の順序は変更されてもよいし、同時に行われてもよい。プレフィックス情報はそれ自身がそのまま伝送されてもよいし、それと等価なビット数の少ない情報が伝送されてもよい。

図８を参照しながら動作を更に説明する。左右２つの移動局（ＭＮ−１，ＭＮ−２）のハンドオーバに関する処理が説明される。先ず、移動局は各基地局からの報知情報を利用してハンドオーバの要否及び移動先基地局（ターゲットＢＳ）を決定する（１−１，２−１）。移動局は報知情報に含まれるプレフィックス情報に基づいて、ソースＢＳとターゲットＢＳが同一ＩＰリンクに属するか否かを判定する（１−２，２−２）。

左側の移動局（ＭＮ−１）を例にとると、この移動局のソースＢＳ及びターゲットＢＳの上位には、AR1(2000:12:21/64)，AR2(2000:12:22/64)及びAR3(2000:12:23/64)で示される３つのアクセスルータが双方の基地局に共通して存在している。従ってソースＢＳ及びターゲットＢＳは同一ＩＰリンクに属している。これに対して、右側の移動局（ＭＮ−２）の場合には、ソースＢＳの上位にはAR1(2000:12:21/64)，AR2(2000:12:22/64)及びAR3(2000:12:23/64)で示される３つのアクセスルータが存在しているが、ターゲットＢＳの上位にはAR4(2000:12:31/64)，AR5(2000:12:32/64)及びAR6(2000:12:33/64)で示される別の３つのアクセスルータが存在している。従ってソースＢＳ及びターゲットＢＳは異なるＩＰリンクに属している。

ターゲットＢＳが属するＩＰリンクの異同判定がなされると、判定結果に応じて適切なバッファリング及び転送方式がなされる（１−３，２−３）。図示の例では、一方の移動局（ＭＮ−１）についてはレイヤ２の方式が採用され、ソースＢＳでバッファリングがなされ、ソースＢＳからターゲットＢＳへパケットが転送される。他方の移動局（ＭＮ−２）についてはレイヤ３の方式が採用され、ＭＡＰでバッファリングがなされ、ＭＡＰからターゲットＢＳへパケットが転送される。

図９Ａ，９Ｂ，９Ｃはアクセスルータのプレフィックス情報の使用例を示す。図９Ａに示される例では、３つのアクセスルータ各々のプレフィックス情報がそのまま報知情報に含められる。図示の例では報知情報に、2000:12:21/64, 2000:12:22/64, 2000:12:23/64 の３つのプレフィックス情報が含まれている。プレフィックス情報の各々が６４ビットで表現されるとすると、その３倍（６４×３）のビットが報知情報中で占められる。図９Ｂに示される例では、３つのプレフィックス情報各々に識別情報が対応付けられ、その識別情報がプレフィックス情報そのものの代わりに報知情報に含められる。図示の例では、2000:12:21/64，2000:12:22/64，2000:12:23/64はそれぞれID:1，ID:2及びID:3に変換され、ID:1,ID:2,ID:3が報知情報に含まれる。プレフィックス情報と識別情報との対応関係、変換規則又はマッピング関係は移動局で既知であるとする。このようにすることでプレフィックス情報が報知情報の中で占めるビット数を節約することができる。図９Ｃに示される例では、上位のアクセスルータのプレフィックス情報のうち、それらに共通する部分（最小共通プレフィックス情報）がリンクＩＤとして基地局で算出され、それが報知情報に含められる。図示の例では、リンクＩＤは2000:12::/64であり、これが報知情報に含められる（リンクＩＤについては、例えば、J.Choi,et al.,“DNA Solution:LinkI dentifier based approach”,draft-jinchoi-dna-protocol2-01.txt,June,2005に記載されている。）。この例によれば、図９Ａの場合に比べてプレフィックス情報のためのビット数が少なくて済むし、図９Ｂの場合のようなマッピング関係を事前に通知する或いは用意する手間がかからなくて済む。最小共通プレフィックス情報は、ルータ広告（ＲＡ）を参照することで取得することができる（これについては、例えば、T.Narten,et al.,“Neighbour Discovery for IP version6(IPv6)”,Request For Comments 2461,December,1998に記載されている。）。

第１実施例では、移動先基地局の決定と、パケットのバッファリング及び転送方式の決定との双方が移動局でなされていた。以下に説明される第２実施例ではそれら双方が移動元の基地局でなされる。従って本実施例に関して移動局は図４の移動先基地局決定要求機能部４２７を主に使用し、移動元の基地局は図５の各種機能部５２１〜５３０を主に使用する。

以下、図１０，１１，１２を参照しながら第２実施例による動作が説明される。図１０は移動局の動作例を示し、図１１は基地局の動作例を示し、図１２は動作説明用の全体図を示す。図１０に示されるように、移動局は、移動元基地局からの信号の受信品質が閾値より低下した場合や、より良い受信品質をもたらす別の基地局が発見された等の場合に、ハンドオーバが必要であることを確認し、移動元基地局にその旨を通知する（ハンドオーバを要求する）。移動局はハンドオフ要求メッセージに自局で測定した近隣基地局の情報を含め、それを移動元基地局に通知してもよい。

図１１に示されるように、本実施例における基地局はステップＳ１で移動局からハンドオーバ要求メッセージを受信する。このメッセージに移動局が測定した近隣基地局の情報が記載されていた場合には、その近隣基地局をハンドオーバの移動先基地局の候補にしてもよい。

ステップＳ２１にて基地局は、近隣基地局のコンフィギュレーション情報や無線リソース情報を基幹ネットワーク等を介して取得する。

ステップＳ３では、近隣基地局から得た情報に基づいてハンドオーバの移動先の基地局が決定される。移動元基地局は、移動先として決定された基地局にその旨をこの時点で通知してもよい。

一方、ステップＳ２２では移動元基地局は移動先候補の基地局の上位に存在するアクセスルータのプレフィックス情報を取得する。この情報も基幹ネットワーク等を通じて取得することができる。プレフィックス情報については図９Ａ，９Ｂ，９Ｃに関連して説明されたいくつかの手法やそれ以外の手法が使用されてもよい。プレフィックス情報は典型的には上位のルータからのルータ広告（ＲＡ）から取得される。

ステップＳ３では、移動元の基地局（自身）と移動先の基地局とが同じＩＰリンクに属しているか否かをプレフィックス情報に基づいて判定する。具体的には自身の上位装置（アクセスルータ）のプレフィックス情報と移動先の基地局の上位装置のプレフィックス情報とが比較され、一致していればそれらは同一ＩＰリンクに属し、そうでなければ異なるＩＰリンクに属する。このような判定結果に応じて、移動元基地局は、ハンドオーバに伴うパケットのバッファリング及び転送を、モビリティアンカーポイントで（レイヤ３で）行うか或いは移動元基地局で（レイヤ２で）行うかを決定する。

ステップＳ５１では、ハンドオーバに伴うパケットのバッファリング及び転送が、モビリティアンカーポイントで（レイヤ３で）行われる場合の処理がなされる。移動元基地局はモビリティアンカーポイントにバッファリングを要求する。HMIP-Bの場合にはバッファリング要求フラグが立てられたバインディングアップデートメッセージがMAPに送信される。

ステップＳ５２では、ハンドオーバに伴うパケットのバッファリング及び転送が、移動元基地局で（レイヤ２で）行われる場合の処理がなされる。例えば移動元基地局が移動先基地局に実行開始要求メッセージを送信する。

ステップＳ６では選択された方式が実際に実行され、パケットロス及び伝送遅延の少ないハンドーバ処理がなされる。

図１２を参照しながら動作を更に説明する。左右２つの移動局（ＭＮ−１，ＭＮ−２）のハンドオーバに関する処理が説明される。先ず、移動局は移動元基地局（ソースＢＳ）にハンドオーバ要求（ＨＯ要求）を送信する（１−１，２−１）。ソースＢＳは近隣基地局の情報（近隣ＢＳ情報）を取得する（１−２，２−２）。近隣ＢＳ情報にはプレフィックス情報も含まれている。ソースＢＳは近隣ＢＳ情報に基づいて移動先基地局（ターゲットＢＳ）を決定する（１−３，２−３）。プレフィックス情報に基づいて、ソースＢＳとターゲットＢＳが同一ＩＰリンクに属するか否かが判定される（１−４，２−４）。図中左側の移動局（ＭＮ−１）の場合には、ソースＢＳ及びターゲットＢＳは同一ＩＰリンクに属している。これに対して右側の移動局（ＭＮ−２）の場合には、ソースＢＳ及びターゲットＢＳは異なるＩＰリンクに属している。ターゲットＢＳが属するＩＰリンクの異同判定がなされると、判定結果に応じて適切なバッファリング及び転送方式がなされる（１−５，２−５）。図示の例では、一方の移動局（ＭＮ−１）についてはレイヤ２の方式が採用され、他方の移動局（ＭＮ−２）についてはレイヤ３の方式が採用され、ＭＡＰでバッファリングがなされ、ＭＡＰからターゲットＢＳへパケットが転送される。

第１実施例では、移動先基地局の決定と、パケットのバッファリング及び転送方式の決定との双方が移動局でなされていた。第２実施例ではそれら双方が移動元基地局でなされていた。以下に説明される第３実施例では移動先基地局の決定は移動局でなされ、パケットのバッファリング及び転送方式の決定は移動元基地局でなされる。従って、本実施例に関して移動局は図４の移動先候補基地局情報取得機能部４２１、移動先基地局決定機能部４２２及び移動先基地局情報通知機能部４２８を主に使用し、移動元基地局は図５の基地局情報通知機能部５２１、移動先基地局情報取得機能部５３０、プレフィックス情報取得機能部５２６、移動パターン判定機能部５２７、方式選択機能部５２８、方式実行機能部５２９を主に使用する。

以下、図１３，１４，１５を参照しながら第３実施例による動作が説明される。図１３は移動局の動作例を示し、図１４は基地局の動作例を示し、図１５は動作説明用の全体図を示す。図１３に示されるように、移動局はステップＳ１にて近隣基地局から報知情報をそれぞれ受信する。報知情報には基地局のコンフィギュレーション情報や無線リソース状況等が含まれている。

ステップＳ２にて移動局はハンドオーバの要否を判定し、ハンドオーバする場合には移動先の基地局がどれであるかを決定する。

ステップＳ３にて移動局は、移動先基地局及び関連する情報を移動元基地局に通知する。

図１４は基地局の動作例を示す。ステップＳ１では移動元基地局はコンフィギュレーション情報及び無線リソースの使用状況等を報知情報に含める。ステップＳ２では、移動元基地局は、報知情報を含む報知メッセージを配下の移動局にブロードキャストする。ステップＳ３では、移動元基地局は、移動局により決定された移動先基地局に関する情報を移動局から取得する。ステップＳ４では、移動元基地局は、移動元及び移動先の基地局上位のアクセスルータのプレフィックス情報を取得する。プレフィックス情報については図９Ａ，９Ｂ，９Ｃに関連して説明されたいくつかの手法やそれ以外の手法が使用されてもよい。プレフィックス情報は典型的には上位のルータからのルータ広告（ＲＡ）から取得される。ステップＳ５，Ｓ６１，Ｓ６２及びＳ７は、説明済みの図１１のフローのもの（Ｓ４，Ｓ５１，Ｓ５２及びＳ６）と同様であるので、重複的な説明は省略される。

図１５を参照しながら動作を更に説明する。左右２つの移動局（ＭＮ−１，ＭＮ−２）のハンドオーバに関する処理が説明される。先ず、移動局は報知情報に基づいて移動先基地局（ターゲットＢＳ）を決定する（１−１，２−１）。移動局は決定したターゲットＢＳに関する情報を移動元基地局（ソースＢＳ）に通知する（１−２，２−２）。ソースＢＳは自身及びターゲットＢＳの上位のアクセスルータのプレフィックス情報を取得する（１−３，２−３）。ソースＢＳはプレフィックス情報に基づいて、ソースＢＳとターゲットＢＳが同一ＩＰリンクに属するか否かを判定する（１−４，２−４）。図中左側の移動局（ＭＮ−１）の場合には、ソースＢＳ及びターゲットＢＳは同一ＩＰリンクに属している。これに対して右側の移動局（ＭＮ−２）の場合には、ソースＢＳ及びターゲットＢＳは異なるＩＰリンクに属している。ターゲットＢＳが属するＩＰリンクの異同判定がなされると、判定結果に応じて適切なバッファリング及び転送方式がなされる（１−５，２−５）。図示の例では、一方の移動局（ＭＮ−１）についてはレイヤ２の方式が採用され、他方の移動局（ＭＮ−２）についてはレイヤ３の方式が採用される。

パケットのバッファリング及び転送を行う従来方式を示す図（その１）である。 パケットのバッファリング及び転送を行う従来方式を示す図（その２）である。 図１の従来方式の問題点を説明するための図である。 図２の従来方式の問題点を説明するための図である。 本発明の一実施例による移動局の機能ブロック図である。 本発明の一実施例による基地局の機能ブロック図である。 本発明の一実施例による移動局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による基地局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による動作を説明するための全体図である。 アクセスルータのプレフィックス情報の使用例を示す図である。 アクセスルータのプレフィックス情報の使用例を示す図である。 アクセスルータのプレフィックス情報の使用例を示す図である。 本発明の一実施例による移動局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による基地局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による動作を説明するための全体図である。 本発明の一実施例による移動局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による基地局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による動作を説明するための全体図である。

符号の説明

ＡＲ アクセスルータ
ＢＵ バインディングアップデート
ＣＮ 通信相手ノード
ＨＡ ホームエージェント
ＭＡＰ モビリティアンカーポイント
ＭＮ 移動ノード
ＢＳ 基地局
４１ 送受信機； ４２ 処理装置； ４３ 記憶装置
４２１ 移動先候補基地局取得機能部
４２２ 移動先基地局決定機能部
４２３ プレフィックス情報取得機能部
４２４ 移動パターン判定機能部
４２５ 方式選択機能部
４２６ 方式実行機能部
４２７ 移動先基地局決定要求機能部
４２８ 移動先基地局情報通知機能部
５１ 送受信機； ５２ 処理装置； ５４ 記憶装置
５２１ 基地局情報通知機能部
５２２ プレフィックス情報通知機能部
５２３ 移動先基地局決定要求受信機能部
５２４ 移動先候補基地局情報取得機能部
５２５ 移動先基地局決定機能部
５２６ プレフィックス情報取得機能部
５２８ 方式選択機能部
５２９ 方式実行機能部
５３０ 移動先基地局情報取得機能部

Claims (9)

1. インターネットプロトコル（ＩＰ）に準拠したパケット通信システムで使用され、移動局又は基地局に設けられるハンドオーバ制御装置であって、
   ハンドオーバの移動先基地局を決定する手段と、
   移動元基地局の属する第１のＩＰネットワーク及び移動先基地局の属する第２のＩＰネットワークの異同を判定する手段と、
   判定結果に応じてレイヤ２方式及びレイヤ３方式の少なくとも一方を選択する手段と、
   を有し、前記レイヤ２方式は移動局からの指示に従ってパケットの蓄積及び転送をレイヤ２で行う方式であり、前記レイヤ３方式はパケットの蓄積及び転送をレイヤ３で行う方式である
   ことを特徴とするハンドオーバ制御装置。
2. 前記判定する手段が、第１のＩＰネットワークに関するＩＰアドレスのプレフィックス情報と第２のＩＰネットワークに関するＩＰアドレスのプレフィックス情報との異同を判定する
   ことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ制御装置。
3. 前記プレフィックス情報が、より少ないビット数で表現されるように符号化された識別情報として移動局又は基地局に通知される
   ことを特徴とする請求項２記載のハンドオーバ制御装置。
4. 複数のプレフィックス情報に共通する情報が導出され、該導出された情報が移動局又は基地局に通知される
   ことを特徴とする請求項２記載のハンドオーバ制御装置。
5. 移動局と複数の基地局を有するインターネットプロトコル（ＩＰ）に準拠したパケット通信システムであって、前記移動局が、
   ハンドオーバの移動先基地局を決定する手段と、
   移動元基地局の属する第１のＩＰネットワーク及び移動先基地局の属する第２のＩＰネットワークの異同を判定する手段と、
   判定結果に応じてレイヤ２方式及びレイヤ３方式の少なくとも一方を選択する手段と、
   を有し、前記レイヤ２方式は移動局からの指示に従って前記基地局がパケットの蓄積及び転送をレイヤ２で行う方式であり、前記レイヤ３方式はパケットの蓄積及び転送をレイヤ３で行う方式である
   ことを特徴とするパケット通信システム。
6. 移動局と複数の基地局を有するインターネットプロトコル（ＩＰ）に準拠したパケット通信システムであって、前記移動局はハンドオーバの要否を決定する手段を有し、前記基地局は、
   移動局からの要求に応じてハンドオーバの移動先基地局を決定する手段と、
   移動元基地局の属する第１のＩＰネットワーク及び移動先基地局の属する第２のＩＰネットワークの異同を判定する手段と、
   判定結果に応じてレイヤ２方式及びレイヤ３方式の少なくとも一方を選択する手段と、
   を有し、前記レイヤ２方式は移動局からの指示に従ってパケットの蓄積及び転送をレイヤ２で行う方式であり、前記レイヤ３方式はパケットの蓄積及び転送をレイヤ３で行う方式である
   ことを特徴とするパケット通信システム。
7. 移動局と複数の基地局を有するインターネットプロトコル（ＩＰ）に準拠したパケット通信システムであって、
   前記移動局が、ハンドオーバの移動先基地局を決定する手段を有し、
   ハンドオーバの移動元基地局が、該移動元基地局の属する第１のＩＰネットワーク及び移動先基地局の属する第２のＩＰネットワークの異同を判定する手段と、判定結果に応じてレイヤ２方式及びレイヤ３方式の少なくとも一方を選択する手段とを有し、
   前記レイヤ２方式は移動局からの指示に従ってパケットの蓄積及び転送をレイヤ２で行う方式であり、前記レイヤ３方式はパケットの蓄積及び転送をレイヤ３で行う方式である
   ことを特徴とするパケット通信システム。
8. インターネットプロトコル（ＩＰ）に準拠したパケット通信システムの移動局又は基地局で使用されるハンドオーバ制御方法であって、
   ハンドオーバの移動先基地局を決定するステップと、
   移動元基地局の属する第１のＩＰネットワーク及び移動先基地局の属する第２のＩＰネットワークの異同を判定するステップと、
   判定結果に応じてレイヤ２方式及びレイヤ３方式の少なくとも一方を選択するステップと、
   を有し、前記レイヤ２方式は移動局からの指示に従ってパケットの蓄積及び転送をレイヤ２で行う方式であり、前記レイヤ３方式はパケットの蓄積及び転送をレイヤ３で行う方式である
   ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。
9. インターネットプロトコル（ＩＰ）に準拠したパケット通信システムで使用されるソフトウエアであって、
   ハンドオーバの移動先基地局を決定するステップと、
   移動元基地局の属する第１のＩＰネットワーク及び移動先基地局の属する第２のＩＰネットワークの異同を判定するステップと、
   判定結果に応じてレイヤ２方式及びレイヤ３方式の少なくとも一方を選択するステップと、
   を移動局又は基地局に実行させ、前記レイヤ２方式は移動局からの指示に従ってパケットの蓄積及び転送をレイヤ２で行う方式であり、前記レイヤ３方式はパケットの蓄積及び転送をレイヤ３で行う方式である
   ことを特徴とするソフトウエア。
   

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