JP2007274658A - 移動制御ネットワークシステム、ルータ及び移動端末 - Google Patents

Abstract

【課題】移動制御ネットワークにおいて、一対一に経路を設定したパス構成では、ハンドオーバ時のパス再構築に時間が掛かるため、パケット転送再開の遅滞及びパケットロストの発生という問題がある。
【解決手段】移動制御ネットワーク９０においてIngress ＬＳＲ２１からEgress ＬＳＲ
１１〜１３へと一対多のパス（Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ４１）を確立している。ＭＮ１との無線リンク９１を確立しているEgress ＬＳＲ１１はＭＮへのパケット転送を行い、Egress ＬＳＲ１２,１３はパケットをバッファする。ＭＮの移動に伴い、Egress ＬＳＲ１３と無線リンクを確立したら、Egress ＬＳＲ１３でバッファしていたパケットを受信することでＭＮでのパケットロストを避ける。パケット転送用パスをＰ２ＭＰ ＬＳＰ４１からＰ２ＭＰ ＬＳＰ４２へと変更して、ＭＮの次の移動に備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動制御ネットワークシステム、ルータ及び移動端末に関し、特に移動体通信網において、Ｐ２ＭＰパスを利用してハンドオーバ後に利用するパスを事前に構築して、ＩＰ通信のハンドオーバ時のパケット転送遅延及びパケットロスを軽減する制御手法に関する。

移動体通信実現の課題の一つに、移動中の通信の維持が挙げられる。この課題は、携帯電話等における通話機能においては、高い信頼性を持って実用化されているが、ＩＰ通信においては多くの検討がなされているが実用化に至っていない。ＩＰ通信において、モバイルノード（ＭＮ）の移動時にも通信を維持するためには、ノードＩＤとロケーションＩＤの管理が必要である。ノードＩＤは、通信を行うノードを特定する識別子であり、ロケーションＩＤは、ノードの位置を示す識別子である。ノードの移動後に、その位置を特定できる値にロケーションＩＤを変えることで、ネットワークはノードの位置に追従したデータ転送が可能となる。また、ノードの移動に関わることなく、ノードＩＤを同一とすることで、移動前に通信を行っていた送信ノードとの通信を維持できる。この機能を満たすための方式検討は、ＩＰ通信のセッションを維持する方式として、ＩＥＴＦにおけるMobile ＩＰ(以下、ＭＩＰ)に関した議論で盛んになされている。ＭＩＰでは、ノードＩＤにHome Address（以下、ＨｏＡ）、ロケーションＩＤにCare of Address（以下、ＣｏＡ）という名のＩＰアドレスを使用している。ＨｏＡとＣｏＡの対応を取るノードをHome Router（以下、ＨＲ）と呼んでいる。

ＭＩＰでは、接続しているAccess Router（以下、ＡＲ）が、移動前に接続しているＡＲ（previous ＡＲ、以下、ｐＡＲ）から、移動後に接続するＡＲ（new ＡＲ、以下、ｎＡＲ）に接続先が変わるとＣｏＡが変わる。そのため、変更したＣｏＡを常にＨＲに通知の必要がある（Binding Update、以下、ＢＵ）。移動前に使用していたＣｏＡ（previous ＣｏＡ 以下、ｐＣｏＡ）と移動後に使用する新しいＣｏＡ（new Care of Address，以下ｎＣｏＡ）は、一致することはない。このため、ＭＮがＢＵを行なうまでＭＮに対して送信されたパケットは、ＭＮに到達しない。特に、移動後に接続するＡＲとの間での行なう手続きを移動後に行なうので、ＢＵの送信が遅れパケットの不到達時間が長くなり、パケットロスを生じる。

この問題を解決するために、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）ではFast Handovers for Mobile ＩＰｖ６（以下、ＦＭＩＰ）の検討がなされている。検討中のＦ
ＭＩＰの仕様は、下記の非特許文献２として公開されている。ＦＭＩＰは、移動前にｎＣｏＡ決定などの処理をやることで、ＢＵ送信タイミングを早めている。また、移動中のＭＮに向けて送信されたパケットの損失と到着遅延を避けるためのバッファリング機能も検討されている。それは、ｐＡＲでｎＡＲに向けてパケットを転送し、ｎＡＲでパケットバッファリングを行なうことで、ＭＮがｎＡＲに移動を完了したら即座にパケットを転送できるようにする機能である。

しかし、接続している基地局が変わるハンドオーバ処理時に生じるパケットロスの問題は完全には解決されていない。パケットロスは、ハンドオーバという短時間の間に処理しなければならない複雑なシグナリングが存在することが原因で起こる。また、ハンドオーバ時に非効率的なパケット転送経路を採ることが問題のひとつともなっている。この問題を解決する手段として、下記の特許文献１で、ＭＩＰにおけるハンドオーバ時の迂遠経路をＦＭＩＰ上で改善する手段が提案されている。ハンドオーバ時に、ｐＣｏＡとｎＣｏＡの対応を保持する機能を移動前のｐＡＲから、Corresponded Node（ＣＮ）とｎＡＲの経路上にあるノード（分岐点ルータ）へと移譲している。ｐＣｏＡ宛のパケットをｎＣｏＡ宛へのカプセリングを分岐点ルータで行うことで、パケットがｐＡＲまで転送されてから折り返されずに済むので、非効率的なパケット転送を避けることを可能としている。また、分岐点ルータからＩＰトンネリングで転送されてきたｎＣｏＡ宛のパケットをｎＡＲでバッファすることで、ＭＮがｎＡＲとの接続が完了するまでのパケットロスを防いでいる。

次に、ＩＰを用いた経路制御を高速化する技術であるＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）について説明する。ＭＰＬＳは、パケット転送制御に固定長のラベルという符号をパケットに付加することでＩＰパケットを転送する手法を規定している技術で、ＩＥＴＦで標準化されている技術である。これまで、ＭＰＬＳの技術は、移動端末の通信を制御するためには、利用されてこなかった。しかし、ＩＰアドレスをノードＩＤとし、ラベルをロケーションＩＤとする運用を行なうことで移動制御に応用することが可能である。ＭＰＬＳ網の境界ノードでは、ＭＰＬＳ網の外部から入ってきたパケットに、そのパケットの送信先IPアドレスに対応するラベルを付与する。ＭＰＬＳ網内のパケット中継ノードでは、このラベルを参照することで送信先へ向けて正しく転送することできる。

図１にＭＰＬＳ網を示す。図１では、説明のためにイングレス（以下Ingressと記す） ＬＳＲ２２とイーグレス（イグレス又はエグレスとも言う、以下Egressと記す） ＬＳＲ１５〜１８と名前を固定化したが、ＭＰＬＳでは、通常「Ingress」と「Egress」と名が固定的に付けられる境界ノードはない。あるパケットがＭＰＬＳ網に入ってきたときに、相対的にＭＰＬＳ網の入り口にあたる境界ノードがIngressとなり、出口にあたるノードがEgressとなる。パケットがＭＰＬＳ網に入ってきたときの境界ノードが入り口ノードとなるので、図１のIngress ＬＳＲ２２もしくはEgress ＬＳＲ１５〜１８がＭＰＬＳ網での入り口ノードとなる。同様にIngress ＬＳＲ２２もしくはEgress ＬＳＲ１５〜１８は出口ノードともなる。

入り口ノードでＩＰパケットに送信先ＩＰアドレスに対応するラベルを付加し、ＩＰアドレスを参照してのパケット転送を行わずに、ラベルを参照してのパケット転送を行う。ラベルは、パケットがＭＰＬＳ網を出る際に、出口ノードが外すので、ＭＰＬＳ網を通ることでＩＰ通信を妨げることはない。ネットワーク内のルータは、ラベルを参照してパケット転送を行うので、転送のたびにルーティング・テーブル上の最長一致検索で転送先を決定するＩＰルーティングに比べて、高速な処理が可能となる。また、付加するラベルの決定をパケットの送信先ＩＰアドレスだけから行なうのではなく、ＱｏＳ（Quality of Service）保障やＴＥ（Traffic Engineering）といった一定のポリシィに従わせて行うことで、サービス品質保証、ロードバランスを考慮した経路制御が可能となる。ラベルによって明示的に決定する経路（パス）をＬＳＰ（Label Switched Path）と呼び、ＬＳＰを形成するルータをＬＳＲ（Label Switching Router）と呼ぶ。

これまでＭＰＬＳでは入り口ノードと出口ノードが一対一になるＰ２Ｐ(Point-to―Point)のＬＳＰの議論がなされていた。現在、ＭＰＬＳのＰ２ＭＰ（Point-to-Multi Point）のＬＳＰ構築手法に関した議論がＩＥＴＦにおいてなされている。検討中の仕様は、下記の非特許文献３として公開されている。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰとは、ひとつの入り口ノードから複数の出口ノードへ向けて同時に送信を行うことを目的として作るＬＳＰである。マルチキャスト、ブロードキャストを行なうパケット転送のために、このＰ２ＭＰ ＬＳＰを利用することが考えられている。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰの具体的な議論の内容として、Internet-draft（Ｉ−Ｄ）が作成されている。ＭＰＬＳ網内の中間ノードにラベルを配布する手法には、ＭＰＬＳのラベルの決定手法であるＲＳＶＰ−ＴＥ（Resource reSerVation Protocol-Traffic Engineering）を利用している。ＲＳＶＰ−ＴＥは、各ルータのインターフェイスごとの帯域幅をトラフィックごとに予約するネットワーク資源の予約プロトコル（ＲＳＶＰ）をＭＰＬＳのラベル配布を行えるように拡張したものである。
特開２００４−１５１４３号公報 draft-ietf-mipshop-fast-mipv6−03.txt draft-ietf-mpls-rsvp-te―p2mp‐01.txt

しかしながら、特許文献１の手法を用いると、ＭＩＰ通信の欠点であるパケットロスを高い確率で避けることができるが、小さなエリア間を頻繁に移動するＭＮの制御（マイクロモビリティ）を行う際の問題点を解決できていない。これは、特許文献１で規定しているシステムが、ハンドオーバ先のＡＲがすでに決定していることを前提にしている点に問題がある。移動前に接続していたＡＲと移動先に決定したＡＲの二つのＡＲ間での処理について多くの考察がなされている。しかし、ＭＮが複数のＡＲとの接続の可能性のある領域を移動し続ける際には、無線レイヤでの接続と切断が頻繁に起こるため、ＩＰの技術であるＭＩＰでは パケットを最適に到達させることができない。そのため、パケットロスを軽減しきれない。

本発明は上記従来例の問題点に鑑み、モバイルノードが小さなエリア間を頻繁に移動する場合にパケットロスを軽減することができる移動制御ネットワークシステム、ルータ及び移動端末を提供することを目的とする。

本発明の移動制御ネットワークシステムは上記目的を達成するために、イングレス・ルータから、移動端末がリンク確立を可能とする複数のイーグレス・ルータに向けてパケット転送用のパスを確立する手段を備えた構成とした。
また、本発明の移動制御ネットワークシステムは、パス上の分岐点毎にパケットの複製を行なうことで、前記複数のイーグレス・ルータで同一のパケットを受信する構成とした。

また、本発明は、イングレスのルータから、移動端末がリンク確立を可能とする複数のイーグレスのルータに向けてパケット転送用のパスを確立する手段を備えた移動制御ネットワークシステムにおける前記イングレスのルータであって、
パスを確立する先である前記イーグレスのルータを特定する情報を前記移動端末から受け取り、パスを確立する手段を備えた構成とした。

また、本発明は、イングレスのルータから、移動端末がリンク確立を可能とする複数のイーグレスのルータに向けてパケット転送用のパスを確立する手段を備えた移動制御ネットワークシステムにおける前記イーグレスのルータであって、
前記移動端末とのリンクが確立されるまでパケットの蓄積を行う手段を備えた構成とした。
また、前記イーグレスのルータは、前記蓄積したパケットの中で、受信から一定時間が経過したパケットを破棄する構成とした。
また、前記イーグレスのルータは、前記移動端末とのリンクが確立されるまで蓄積していたパケットを、前記移動端末とのリンクが確立されたら前記移動端末に転送する構成とした。
また、前記イーグレスのルータは、前記移動端末がイーグレスのルータとのリンクを断裂した時刻を、パスに参加しているイーグレスのルータに通知する構成とした。
また、前記イーグレスのルータは、前記パスに参加しているイーグレスのルータから前記移動端末のリンク断裂時刻の通知を受けて、断裂時刻以前に受信し蓄積していたパケットを破棄する構成とした。

また、本発明は、イングレスのルータから、移動端末がリンク確立を可能とする複数のイーグレスのルータに向けてパケット転送用のパスを確立する手段を備えた移動制御ネットワークシステムにおける前記移動端末であって、
リンク確立が可能となるイーグレスのルータをイングレスのルータに通知する手段を
備えた構成とした。

この構成により、モバイルノードが小さなエリア間を頻繁に移動する場合にパケットロスを軽減することができる。

本発明によれば、ハンドオーバ実行時の経路設定時間を短縮できる。また、ハンドオーバを繰り返す頻度の多い環境下においても、端末へのパケットロスとパケット到着時間の増大を軽減できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
本発明は、移動端末が接続している基地局の周辺にある複数の基地局に対して、事前にデータパケットを転送する経路を形成することで、移動端末が接続基地局を変更する際（ハンドオーバ）のパケットロスを避ける。本発明で用いる移動制御についての概要図を図２に示す。Ingress ＬＳＲ２１からＭＮ１近傍のEgress ＬＳＲ１１〜１３に対してＰ２ＭＰ ＬＳＰを構築し、ＭＮ１（Mobile Node １）の移動前からパケット転送用の経路を準備する。ＭＮ１宛のパケットを中間ノードで複製して、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ上を流す。なお、ＭＮ１の移動をトリガにしてＰ２ＭＰ ＬＳＰの中で必要な経路上のみにパケットを転送していても良い。Ingress ＬＳＲ２１からEgress ＬＳＲ１１〜１４の間のネットワークを移動制御ネットワーク９０とする。

図２のＭＮ１は、Egress ＬＳＲ１１〜１４のいずれかと無線でのリンクを確立する。
図２では、ＭＮ１とEgress ＬＳＲ１１との間の無線リンクを無線リンク９１と図示しているが、ＭＮとEgress ＬＳＲとの間に確立する無線リンクを無線リンク９１とする。ＭＮ１は、Ｅｇｒｅｓｓ ＬＳＲ１１〜１４のいずれかを必ず経由してパケット受信を行ない、ネットワーク内にある中継ノードと無線リンクを確立して直接に通信をすることはない。本発明の移動制御方式は、Ingress ＬＳＲ２１とEgress ＬＳＲ１１〜１４との間のネットワークを制御する方式である。外部ネットワーク３０は、本発明のネットワーク制御方式を使用するネットワークの範囲外のネットワークを示している。広域アクセスネットワークに本発明を適用した場合には、外部ネットワーク３０はＩＳＰ（Internet Service Provider）といったインターネットへの接続サービスを行なうネットワークとなる。

Ingress ＬＳＲ２１とEgress ＬＳＲ１１〜１４は、本発明の移動制御を行なうネットワーク（移動制御ネットワーク９０）の境界ノードである。移動制御ネットワーク９０を利用する移動端末であるＭＮ１は、外部ネットワーク３０にいる通信相手とのパケット交換を行う際には、データパケットは必ずIngress ＬＳＲ２１を通る。Ingress ＬＳＲ２１は、移動制御ネットワーク９０の入口に当たるノードであり、複数あっても構わない。ただし、特定の通信相手と通信中のＭＮ１とIngress ＬＳＲ２１とは一対一の関係になっている。

Ingress ＬＳＲ２１とEgress ＬＳＲ１１〜１４の間には、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）の技術を利用して、ＭＮ１へのパケット転送を行なう経路（パス）を構築している。このパスをＭＰＬＳと同様にＬＳＰと呼ぶこととする。入口と出口が一対一のＬＳＰをＰ２Ｐ（Point-to-Point）のＬＳＰと呼び、一対多のＬＳＰをＰ２ＭＰ（Point-to-Multipoint）のＬＳＰと呼ぶ。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ４１はIngress ＬＳＲ２１からEgress ＬＳＲ１１〜１３に対して構築されたＰ２ＭＰ ＬＳＰである。同様に、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ４２は、Ingress ＬＳＲ２１からEgress ＬＳＲ１２〜１４に対して構築された
Ｐ２ＭＰ ＬＳＰである。

本発明は、このＰ２ＭＰ ＬＳＰをＭＮ１の移動に追従して変更することで、移動前から先回りでパケットを移動候補のEgress ＬＳＲへ転送可能なモビリティ制御を行う。パケットの多地点への転送は、パケットをＰ２ＭＰ ＬＳＰの経路上のＬＳＰの分岐上にある中継ノードでパケットの複製を行い、各出口ノードへ向けて転送する。Egress ＬＳＲ１１〜１４の中からＰ２ＭＰ ＬＳＰに参加させるノードを決定する方法については、後述する。

複製されたパケットは、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ４１上を通って、Egress ＬＳＲ１１〜１３へ転送される。ＭＮ１は、Egress ＬＳＲ１１〜１３の中でEgress ＬＳＲ１１と無線リンクを確立しているので、Egress ＬＳＲ１１からのみＭＮ１へ向けてパケットを無線通信で転送する。ＭＮ１とリンクしていないEgress ＬＳＲ１２〜１３は、パケットを転送せずバッファリングする。

ＭＮ１がハンドオーバをし、Egress ＬＳＲ１３にリンクした際には、Egress ＬＳＲ１３でバッファしていたパケットをＭＮ１に送信する。Egress ＬＳＲ１１とのリンクを断裂した後は、Egress ＬＳＲ１１ではパケットのＭＮ１への転送を停止して、パケットバッファを開始する。Egress ＬＳＲでのパケットのバッファについては後述する。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを確立する先をEgress ＬＳＲ１１〜１４の中から選択する手段の説明をする。Egress ＬＳＲは、自ノードを識別することができる識別子を含んだビーコンを一定時間間隔で無線区間に対して送信している。図３にこの様子を示す。このビーコンは、データ伝播用の無線信号ではなく、無線での通信を管理する目的で使用される無線信号である。ビーコンが届く範囲にいるＭＮ１は、ビーコンを送信しているEgress ＬＳＲと無線リンク９１を確立することが可能である。なお、このビーコンは、Egress ＬＳＲ１１〜１４を識別可能な情報をＭＮ１が無線電波を利用して得ることが必要条件なので、必ずしもビーコンの形状をしている必要はない。

ＭＮ１は、Egress ＬＳＲ１１〜１３から受信したビーコンの中から識別子を抽出して記録を行ない、無線通信が可能な範囲にいるEgress ＬＳＲを把握する。ＭＮ２についても同様にして、Egress ＬＳＲ１２〜１４が、無線リンク確立可能な範囲にあるEgress ＬＳＲであることを把握する。

ＭＮ１、ＭＮ２では、無線通信が可能なEgress ＬＳＲのリスト（リンク可能ノードリスト）を管理する。このリンク可能ノードリストには、受信したビーコンが持つ識別子はすべて記録する。一定時間もしくは一定回数ビーコンを受信しなかったEgress ＬＳＲのエントリはリンク可能ノードリストから削除する。変更したリンク可能ノードをIngress ＬＳＲ２１に通知することでＰ２ＭＰ ＬＳＰを変更する。

図４で、移動前のＭＮ１はEgress ＬＳＲ１１〜１３をリンク可能ノードリスト６３に入れており、Ingress ＬＳＲ２１にそのリンク可能ノードリストを通知する。Ingress ＬＳＲ２１は、ＭＮ毎にリンク可能ノードリストを管理し、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰの確立および更新の際に参照する。Egress ＬＳＲ１１からEgress ＬＳＲ１３にハンドオーバしたＭＮ１のリンク可能ノードリスト６４は、Egress ＬＳＲ１２〜１４となっているので、リンク可能ノードリスト６３から変更されている。したがって、リンク可能ノードリスト６４をIngress ＬＳＲ２１に通知する。Ingress ＬＳＲ２１は、記録していたリンク可能ノードリスト６５から新たに通知されたリンク可能ノードリスト６６に記録を変更する。この変更があるたびに、ＭＮ向けに確立されているＰ２ＭＰ ＬＳＰの変更処理を行う。

リンク可能ノードリストをIngress ＬＳＲに通知する手段について説明する。移動制御ネットワーク９０の管理セキュリティの観点から、移動制御ネットワーク９０の内部管理情報をＭＮ１が知ることはなく、ＭＮ１が管理システムに関わることはない。ＭＮ１にはIngress ＬＳＲ２１との直接通信を許すべきではないので、ＭＮ１はリンク可能ノードリストをIngress ＬＳＲ２１に直接送信するのではなく、Egress ＬＳＲに向けて送信し、Egress ＬＳＲがＭＮの代わりに送信する。したがって、ＭＮは無線リンク９１を使って、Egress ＬＳＲ宛のユニキャスト通信もしくはブロードキャスト通信をすることで、リン
ク可能ノードリストをEgress ＬＳＲに送信する。

Egress ＬＳＲは、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを管理するためのテーブルを持ち、そのテーブル内にＰ２ＭＰ ＬＳＰに参加しているIngress ＬＳＲを記録している。したがって、Egress ＬＳＲは、ＭＮに対して確立したＰ２ＭＰ ＬＳＰのIngress ＬＳＲを把握しているので、リンク可能ノードリストをIgress ＬＳＲに向けて送信する。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブルについては後述する。

リンク可能ノードリストは、ＭＮが無線通信可能となる範囲にあるEgress ＬＳＲの存在を記録するものなので、ＭＮがハンドオーバしてリンク先のEgress ＬＳＲが変更されなくともリンク可能ノードリストの変更は起こる。その際も、リンク可能ノードリストの更新をIngress ＬＳＲに対して行なう。Ingress ＬＳＲは、リンク可能ノードリストの変更を検知すると、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰの変更処理を行う。このように、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰの変更はハンドオーバとはかかわらず発生し、ＭＮの移動と共に変化する通信可能圏内にあるEgress ＬＳＲに対してパケットを同報し、バッファリングを行うことが可能である。また、ハンドオーバ以前からEgress ＬＳＲへのパスを確保しているので、ハンドオーバ時にＭＮに対して行うパス確立処理を軽減できる。

図５に、図２で示したＭＮ１のハンドオーバ時の処理のシーケンスを示す。図２では、ＭＮ１は、ハンドオーバ前にIngress ＬＳＲ２１からEgress ＬＳＲ１１〜１３へのＰ２ＭＰ ＬＳＰを使っている。ＭＮ１は、Egress ＬＳＲ１１からEgress ＬＳＲ１３にハンドオーバしており、リンク可能ノードリストの変更が起こっているので、ハンドオーバ処理と同時にＰ２ＭＰ ＬＳＰの変更処理を行なっている。以下、図５を使って、このときの処理の説明をする。

接続要求７０と接続応答７１は、ＭＮとEgress ＬＳＲとの間でリンク確立のためにやり取りされるメッセージである。このメッセージ交換後にＭＮとEgress ＬＳＲとの間にリンクが確立され、無線通信が可能となる。図５においては、Egress ＬＳＲ１１からEgress ＬＳＲ１３へＭＮ１がハンドオーバしているので、接続要求７０をEgress ＬＳＲ１３へ向けて送信する。なお、接続要求７０と接続応答７１のメッセージ交換では、無線通信に必要となる情報の交換や電波送受信の同期を取るといった無線伝播用の処理がなされる。

接続要求７０と接続応答７１で行なう処理は、無線リンクを確立することだけである。そのため、無線リンクの確立後に、ＭＮが通信相手とパケット交換を行うためにはIngress ＬＳＲとEgress ＬＳＲ間の通信経路（パス）の確立処理を行なう必要がある。しかし、本発明では、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを使うことで移動先Egress ＬＳＲに対してもパスが確
立されているので、無線リンク確立後に明示的なパス確立処理は必要がない。したがって、Egress ＬＳＲ１３は、接続応答７１を送信して無線リンクを確立したらすぐに、Egress ＬＳＲ１３でバッファしていたパケットをＭＮ１に向けて送信する。このあと、ＭＮ１にハンドオーバが発生するまでEgress ＬＳＲ１３はＭＮ１に向けてパケットを転送する。

ＭＮ１は、Egress ＬＳＲ１２〜１４からビーコン７２〜７４を受信しているので、無線リンク確立可能なEgress ＬＳＲは、Egress ＬＳＲ１２〜１４であることが分かる。ＭＮ１のリンク可能ノードリストに記載されているEgress ＬＳＲが、Egress ＬＳＲ１２〜１４とは異なるので、リンク可能ノードリストの内容をEgress ＬＳＲ１２〜１３に変更する（７５）。なお、ＭＮがハンドオーバをしても、リンク可能ノードの検出がハンドオーバ前と変わらなければ、リンク可能ノードリストの変更は起こらない。

ＭＮ１のリンク可能ノードリストが変更された場合には、ＭＮ１へのＰ２ＭＰ ＬＳＰをリンク可能ノードリストに記載されたEgress ＬＳＲに対して再構築する必要がある。
ＭＮ１は、リンク可能ノードリストをIngress ＬＳＲ２１に送信する（７６）。リンク可能ノードリストを受信したIngress ＬＳＲ２１は、保持していたリンク可能ノードリストとの差分をとり、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰの変更の必要性の判定を行なう（７７）。

図２のネットワークでは、ハンドオーバ後には、Egress ＬＳＲ１１へのパスをなくし、Egress ＬＳＲ１４へのパスを追加したＰ２ＭＰ ＬＳＰを作らなければならない。Ingress ＬＳＲ２１は、Egress ＬＳＲ１１に向けてPath Tear Down ７８を送信して、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ４１からEgress ＬＳＲ１１へのパスをなくす。また、Egress ＬＳＲ１３へのパスをＰ２ＭＰ ＬＳＰ４１に追加するために、PATH Message７９とＲＥＳＶ（Reserve） Message８０のメッセージ交換を行う。この結果、Ｐ２ＭＰ ＬＳＲ４１からＰ２ＭＰ ＬＳＰ４２へとパスの構成が変わる。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰに所属しているEgress ＬＳＲは、Path Tear Down７８を受信することでパケットの転送もしくはバッファリングを停止する。したがって、図２のネットワークでは、Egress ＬＳＲ１１はＭＮ１とリンクしていたので、Egress ＬＳＲ１１は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰからの離脱処理を行なうと同時に、ＭＮ１へのパケット転送を停止する。

また、PATH Message７９、RESV Message８０を処理したEgress ＬＳＲは、ＭＮへのパケット転送もしくはパケットバッファリングを開始する。したがって、図２のネットワークでは、Egress ＬＳＲ１４はＭＮ１とリンクしないので、PATH Message７９、RESV Message８０を処理したEgress ＬＳＲ１４は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰへの参加をすると同時にＭＮ宛のパケットバッファリングを開始する。Path Tear Down７８、PATH Message７９、RESV Message８０は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰの管理処理用に定義されるメッセージである。このメッセージ交換には、ＩＥＴＦのｍｐｌｓワーキンググループで標準化が進められている方式を利用することができる。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを管理するために、Egress ＬＳＲとIngress ＬＳＲで保持する情報テーブルの説明を行なう。図６にEgress ＬＳＲが持つＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０を示す。図７にIngress ＬＳＲが持つＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４１を示す。Egress ＬＳＲでは、図６で示す情報をＰ２ＭＰ ＬＳＰを保持するために管理している。
図６では、Egress ＬＳＲは、ＭＮ１とＭＮ２とのリンクを持つが、ＭＮ３とのリンクは持たない。ＭＮ１とＭＮ２宛のパケットは、転送するが、ＭＮ３宛のパケットはＭＮ３に転送せずにバッファを行なう。以下、図６記載のＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０の説明を行なう。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを識別するための識別子とＭＮは一対一に対応している。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰのIngress ＬＳＲがどのIngress ＬＳＲになっているかを示すために、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ毎にIngress ＬＳＲの識別子を管理する。このIngress ＬＳＲの識別子を使って、ＭＮが送信するリンク可能ノードリストをIngress ＬＳＲへと送信する。受信インターフェイスは、移動制御ネットワーク９０を転送されてくるパケットを受信するインターフェイスを示す。移動制御ネットワーク９０内のパケット転送にＭＰＬＳを用いているので、ラベルがパケットに付与されてくる。このラベル値も保持している。ラベルの値を決定する手段はＭＰＬＳでの仕様に順ずる。送信インターフェイスは、無線リンクを使ってＭＮへ向けてパケットを転送するインターフェイスである。リンクが確立されていないＭＮ３については、送信インターフェイスが規定されないので記載はない。

Ingress ＬＳＲでは、図７で示す情報をＰ２ＭＰ ＬＳＰを保持するために管理している。各要素については、図６記載のEgress ＬＳＲで管理するＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０に準ずる。受信インターフェイスは、外部ネットワーク３０を転送されてくるパケットを受信するインターフェイスを示す。パケットのあて先を参照することで、パケットを転送するＰ２ＭＰ ＬＳＰを特定する。送信インターフェイスは、パケットをＰ２ＭＰ ＬＳＰを通して転送する際に利用する移動制御ネットワーク９０側のインターフェイスである。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを通してパケットを転送するために、パケットにラベルの挿入が必要となる。このラベルの値の保持も行なう。ラベルの値を決定する手段はＭＰＬＳでの仕様に順ずる。

次に、Egress ＬＳＲでのパケットバッファについて説明する。ＭＮとの無線リンクを確立していないegress ＬＳＲでは、ＭＮ宛のパケットをバッファする。無線リンクが確立された時に、ＭＮへ向けて転送する。Egress ＬＳＲでのパケットのバッファ領域の大きさについては、無制限に確保する必要はない。ＭＮ１のハンドオーバ時に生じると予想されるパケットロストの補填が可能となるバッファ領域より大きな領域を確保すれば良い。バッファ領域の大きさの一例を挙げる。１Ｍｂｐｓ（bit per second）での無線伝送を可能としている移動体通信において、ハンドオーバに掛かる時間が０．１秒だとする。ＭＮに対して連続的にパケットが転送されているとすると、ハンドオーバ処理中にＭＮに転送されないパケット量は、１００キロビットとなる。この１００キロビットよりも大きいバッファ領域を確保すれば良い。ハンドオーバ時に、Egress ＬＳＲ１１から受信してい
たパケットと同一のパケットをハンドオーバ先のEgress ＬＳＲ１３から受信した場合でも、ＭＮ１でのＩＰ層より上位のレイヤでの処理によって重複パケットの破棄を行ない、受信パケットの整合性を取ることができる。

Egress ＬＳＲでバッファしていたパケットをＭＮが受信した際のＭＮでの処理の例を説明する。図８では、図２と同様にＭＮ１へパケット転送を行なうＰ２ＭＰ ＬＳＰがEgress ＬＳＲ１１〜１３に対して確立されているとする。Egress ＬＳＲ１１〜１３は、ＭＮ１宛のパケット５０〜５２を受信し、バッファしている。ＭＮ１は、Egress ＬＳＲ１１とリンクを確立しているので、Egress ＬＳＲ１１は、ＭＮ１へパケットを転送する。Egress ＬＳＲ１２〜１３は、パケットを転送せずに、バッファする。ＭＮ１は、パケット５０〜５１を受信した後、Egress ＬＳＲ１１とのリンクを断裂し、Egress ＬＳＲ１３とのリンクを確立している（ハンドオーバ）。このときに、パケット５２はEgress ＬＳＲ１１より送信はされたが、ＭＮ１で受信はされていない。

ＭＮ１のハンドオーバ後に、Egress ＬＳＲ１３はバッファしていたパケット５０〜５２をＭＮ１へ向けて送信する。egress ＬＳＲ１３から受信したパケット５０〜５２のうちパケット５０〜５１をＭＮ１は受信済みであるので、パケット５０〜５２を破棄する。パケット５２は初めて受信するパケットなので、破棄せずにパケットの処理を行なう。以後、ＭＮ１はEgress ＬＳＲ１３からパケットの転送を受け、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰに属している他のEgress ＬＳＲはパケットのバッファを行なう。Egress ＬＳＲ１１は、ＭＮ１とのリンクが切れた後も、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ４１に属している間はＭＮ１宛のパケットが転送されてくるので、パケットをバッファする。

重複して受信したパケットをＩＰ層で算出するには、パケットの送信者の認証やパケットの暗号化を行なうＩＰｓｅｃで使われる認証ヘッダやＥＳＰ（Encapsulating Security Payload）ヘッダを参照することで実現できる。認証ヘッダとＥＳＰヘッダは、第三者からのなりすましを防止するために、パケット毎に異なるシーケンス番号を付与するフィールドを持っている。認証がなされた受信パケットで、このシーケンス番号が同一のものは破棄される。この機能から、ハンドオーバ先のEgress ＬＳＲ１３から重複して受信した
パケットをＩＰ層で破棄することができる。

ＩＰｓｅｃを使ってのパケット破棄が行えない場合は、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）ヘッダのシーケンス番号を使うことでトランスポート層での重複パケットの
破棄が可能である。ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用している場合には、ＴＣＰとは異なり、パケットの順序を示すシーケンス番号を持たないため、重複パケットの破棄を行なえない。しかし、ＵＤＰを使用する場合は、パケットの順序整合や再送による信頼性に高い要求を持たないアプリケーションで使用されることが多い。従って、重複パケットをアプリケーションに受け渡しても、致命的なエラーとはならない。

Egress ＬＳＲから移動後のＭＮへパケットを冗長に送信しても、ＭＮはパケット通信を維持することが可能であることを示したが、冗長なパケットの送信を軽減する手法について説明する。上述のように、Egress ＬＳＲがバッファしていたパケットをすべてＭＮへ送信することが有効となるのは、ＭＮがパケットを連続的に受信しながらハンドオーバを行う場合である。連続的にパケットを受信する例には、ストリーミング配信の受信が挙げられる。この場合、ＭＮがハンドオーバ中にパケット受信の失敗を生じやすいので、Egress ＬＳＲでバッファしていたパケットをＭＮにすべて転送しても、ＭＮが未受信のパケットをＭＮに対して転送することができる。

一方で、ｗｅｂ画面の閲覧は、一画面を表示するパケットを受信すると、画面の更新がない限りＭＮがパケットを受信することがない。このような不連続的にパケットを受信する場合においては、Egress ＬＳＲでバッファするパケットが一定時間に渡って更新されないことが起こる。この場合、バッファされていたパケットは、ＭＮが受信済みのパケットのみなので、ハンドオーバ処理時にＭＮへ転送しても重複パケットとしかならない。したがって、Egress ＬＳＲでバッファしているパケットに有効時間を設けて、バッファ開始から一定時間経過したパケットは破棄する。

図９にEgress ＬＳＲでのパケットのバッファ方法の一例としてバッファテーブル１４３を示す。各パケットはあて先ＭＮ毎にバッファし、各パケットに対して受信した時刻を記録する。この受信時刻から一定時間が経過したパケットはバッファ領域から破棄する。

図１２に、本発明におけるＭＮ１の構成の一例を示すブロック図を示す。ブロックにより図示しているＭＮ１が有する機能は、ハードウェア及び／またはソフトウェアで実現可能である。ＭＮ１は、受信手段１００、送信手段１０１、データパケット処理手段１０２、ビーコン処理手段１０３、接続応答処理手段１０４、接続要求生成手段１０５、リンク可能ノードリストの変更を判定する手段１０６、リンク可能ノードリスト生成手段１０７を有する。

受信手段１００は、無線リンク９１を使って電波を受信する手段である。送信手段１０１は、無線リンク９１を使って電波を送信する手段である。受信手段１００と送信手段１０１を使うことで、ＭＮ１は無線通信が可能となる。また、受信手段１００と送信手段１０１は無線リンク９１に接続されているネットワークインターフェイスを含む。

データパケット処理手段１０２は、ＭＮ１宛に送信されてきたパケットをアプリケーションに渡す処理を行なう手段である。ハンドオーバ先のEgress ＬＳＲでバッファされていたパケットを受信した際に、重複パケットの破棄及びパケットの順序整合もとる。パケットの整合性をとるには、ＩＰｓｅｃやＴＣＰといった技術を用いる。パケットの整合性確保の必要がないアプリケーションを利用しているときは、整合性をとらずにアプリケーションにパケットを受け渡す。例としては、音声通話のように、多少の品質の劣化よりも即時性の保障が優先されるアプリケーションが挙げられる。また、アプリケーションで整合性を取る場合も、データパケット処理手段１０２でのパケット整合性の確保は必要ない。

ビーコン処理手段１０３は、Egress ＬＳＲから受信するビーコンからEgress ＬＳＲの識別子を抽出し、リンク可能ノードリスト生成手段１０７に受け渡す。受信したビーコンの識別子は、無線リンク９１を確立可能なEgress ＬＳＲの存在を示している。したがって、リンク可能ノードリスト生成手段１０７は、ビーコン処理手段１０３から受け渡されたすべての識別子をリンク可能ノードリストに記録する。

リンク可能ノードリストの変更を判定する手段１０６は、リンク可能ノードリスト生成手段１０７が保持するリンク可能ノードリストの変更の有無を監視する。リンク可能ノードリストに変更があった場合は、リンク可能ノードリストの変更を判定する手段１０６は、リンク可能ノードリスト生成手段１０７に通知する。通知を受けたリンク可能ノードリスト生成手段１０７は、Ingress ＬＳＲ２１に更新したリンク可能ノードリストを通知するために、リンク可能ノードリストを送信手段１０１に渡す。

移動制御ネットワーク９０の管理セキュリティの観点から、移動制御ネットワーク９０の内部管理情報をＭＮ１が知ることはなく、ＭＮ１が管理システムに関わることはない。ＭＮ１はIngress ＬＳＲ２１との直接通信を許すべきではないので、ＭＮ１はリンク可能ノードリストをIngress ＬＳＲ２１に直接送信するのではなく、Egress ＬＳＲに向けて送信し、Egress ＬＳＲが転送する。したがって、送信手段１０１は、無線リンク９１を使って、Egress ＬＳＲ宛のユニキャスト通信もしくはブロードキャスト通信をすることで、リンク可能ノードリストをEgress ＬＳＲに送信する。

接続要求生成手段１０５は、無線リンク９１を確立するための接続要求７０を生成し送信する手段である。接続応答処理手段１０４は、Egress ＬＳＲから受信する接続応答７１を処理する手段である。無線応答生成手段１０４が接続応答７１を受信することで、無線リンク９１の確立成功が確認される。

図１３に、本発明におけるEgress ＬＳＲの構成の一例を示すブロック図を示す。ブロックにより図示しているＥｇｒｅｓｓ ＬＳＲが有する機能は、ハードウェア及び／またはソフトウェアで実現可能である。Egress ＬＳＲは、受信手段１０８、送信手段１０９、受信手段１１０、送信手段１１１、Path Tear Down処理手段１１２、Path Message処理手段１１３、RESV Message生成手段１１４、リンク可能ノードリスト処理手段１１５、接続要求処理手段１１６、接続応答生成手段１１７、ビーコン生成手段１１８、データパケットのバッファリング手段１１９、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０、データパケット転送手段１２１を有する。

受信手段１０８、送信手段１０９は移動制御ネットワーク９０とデータパケットの送受信及び制御メッセージの送受信を行なうための手段である。受信手段１０８、送信手段１０９は、移動制御ネットワーク９０に接続されたネットワークインターフェイスを含む。受信手段１１０は、無線リンク９１を使って電波を受信する手段である。送信手段１１１は、無線リンク９１を使って電波を送信する手段である。受信手段１１０と送信手段１１１を使うことで、Egress ＬＳＲはＭＮ１と無線通信が可能となる。また、受信手段１１０と送信手段１１１は無線リンク９１に接続されているネットワークインターフェイスを含む。

Path Tear Down処理手段１１２は、Ingress ＬＳＲから送信されてきるPath Tear Down７８を処理するための手段である。Path Tear Down処理手段１１２は、Path Tear Down７８からＰ２ＭＰ ＬＳＰの識別子を取り出し、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０に通知する。通知を受けたＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０は、Path Tear Down７８で通知されたＰ２ＭＰ ＬＳＰをＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０から削除する。PATH Message処理手段１１３は、Ingress ＬＳＲから送信されてくるPATH Message７９を処理する手段である。PATH Message処理手段１１３は、Path Message７９からＰ２ＭＰ ＬＳＰの識別子を取り出し、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０に通知する。通知を受けたＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０は、Path Message７９で通知されたＰ２ＭＰ ＬＳＰをＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０に追加する。

RESV Message生成手段１１４は、RESV Message８０を生成してIngress ＬＳＲ宛に送信する処理を行なうための手段である。接続要求処理手段１１８は、ＭＮ１が無線リンク９１を確立するために送信する接続要求７０の処理を行なうための手段である。接続応答生成手段１１７は無線リンク９１の確立に必要となる情報を接続応答７１に含めて生成し、ＭＮ１に向けて送信するための手段である。

リンク可能ノードリスト処理手段１１５は、ＭＮからのリンク可能ノードリストの通知メッセージを処理する手段である。ＭＮが送信するこの通知メッセージは、無線リンク上をEgress ＬＳＲ宛にユニキャスト送信もしくはブロードキャスト送信される。リンク可能ノードリストは、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを確立するためにIngress ＬＳＲ２１で利用するリストなので、Ingress ＬＳＲ２１に転送する。このとき、リンク可能ノードリストの通知メッセージのあて先はIngress ＬＳＲ２１にリンク可能ノードリスト処理手段１１５にて変更する。

接続要求処理手段１１６は、接続要求７０を送信してきたＭＮ１に対して、無線リンク９１確立の可否の認証を行い、無線リンク９１確立に必要となる無線資源の割り当てを行なう。無線資源には、一つのＭＮとの電波送受信のための周波数、一つのＭＮと電波送受信を行なう時間、ＭＮ毎の電波を区別する符号化コードなどが挙げられる。無線資源の割り当て後、応答メッセージである接続応答７１の生成を接続応答生成手段１１７に行なわせる。接続応答７１には、無線リンク９１確立に必要となる割り当てた無線資源の情報も含める。また、無線リンク９１の確立後には、ＭＮ１に対して無線リンク９１を使ってデータパケットの転送を開始するので、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０にＭＮ１へのパケット転送を開始する必要があることを通知する。ただし、接続応答生成手段１１７から接続応答７１がＭＮ１へ送信され、無線リンク９１が確立されるまで、ＭＮ１宛のパケットをＭＮ１へ転送しない。

ビーコン生成手段１１８は、自ノードの識別子を含めたビーコンを生成し、定期的に無線電波を使って送信するための手段である。ビーコンは、無線の伝播範囲内にいるＭＮ１であれば、無線リンク９１を確立していなくても受信が可能なものである。ビーコンの送受信のために、特別な周波数もしくは符号化コードといった無線資源の割り当てを予め行なっておく。

データパケットのバッファリング手段１１９は、移動制御ネットワーク９０内を転送されてきたＭＮ宛のパケットをバッファするための手段である。ＭＮ１ごとにバッファ領域を確保（バッファテーブル１４３）し、ＭＮ宛に転送されてきたパケットをバッファする。バッファテーブル１４３では、パケットの受信時間を記録し、一定の時間を経過したパケットは破棄する。バッファしたパケットは、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０からＭＮ宛にパケットを転送する通知を受けたときにデータパケット転送手段１２１に、バッファしていたパケットを受け渡す。

データパケット転送手段１２１は、無線リンク９１を経由してＭＮ１宛のパケットをＭＮ１へ転送するための手段である。ＭＮ１宛パケットを送信手段１１１に受け渡し、パケットを無線伝送できる形にして無線リンク９１に送信する。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを終端及び管理をするための手段である。また、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０を管理している。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０は、Path Tear Down処理手段１１２からのパス離脱の通知を受けると、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０からＰ２ＭＰ ＬＳＰのエントリを削除する。Path Message処理手段１１３からＰ２ＭＰ ＬＳＰへの参加要請の通知を受けるとＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０にＰ２ＭＰ ＬＳＰの管理情報を記録し、RESV Messageを生成しIngress ＬＳＲへ送信することをRESV Message生成手段１１４に通知する。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０は、接続要求処理手段１１６からＭＮとの無線リンク９１が確立されたことの通知を受け、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０にＭＮとの無線リンク９１の有無を記録する。無線リンク９１の有無の情報は、データパケットのバッファリング手段１１９で、受信したデータパケット処理を判断するために利用する。無線リンク９１が確立されたら、データパケットのバッファリング手段１１９にバッファしたパケットをＭＮへの転送を通知する。ＭＮとの無線リンク９１が断裂したときには、ＭＮ宛のパケットをバッファする。

図１４に、本発明におけるIngress ＬＳＲの構成の一例を示すブロック図を示す。ブロックにより図示しているIngress ＬＳＲが有する機能は、ハードウェア及び／またはソフトウェアで実現可能である。Ingress ＬＳＲは、受信手段１２２、送信手段１２３、受信手段１２４、送信手段１２５、データパケット転送手段１２６、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２７、RESV Message処理手段１２８、リンク可能ノードリスト記録手段１２９、Path Tear Down生成手段１３０、Path Message生成手段１３１を有する。

受信手段１２２、送信手段１２３は外部ネットワーク３０とデータパケットの送受信及び制御メッセージの送受信を行なうための手段である。受信手段１２２、送信手段１２３は、外部ネットワーク３０に接続されたネットワークインターフェイスを含む。受信手段１２４、送信手段１２５は移動制御ネットワーク９０とデータパケットの送受信及び制御メッセージの送受信を行なうための手段である。受信手段１２４、送信手段１２５は、移動制御ネットワーク９０に接続されたネットワークインターフェイスを含む。 データパケット転送手段１２６は、受信手段１２２から受け取ったパケットを転送する手段である。パケットの転送にはＰ２ＭＰ ＬＳＰを使うため、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２７に問い合わせて、パケット転送に使うＰ２ＭＰ ＬＳＰを特定する。パケット転送用のＰ２ＭＰ ＬＳＰを特定後は、パケットにラベルを付与して送信手段１２５にパケットを受け渡す。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２７は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４１を管理する手段である。また、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４１で管理しているリンク可能ノードリストに基づき、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰの確立及び変更処理を決定する。この決定結果にしたがって、Path Message生成手段１３２、Path Tear Down生成１３１にメッセージを生成させる。RESV Message処理手段１２８は、Egress ＬＳＲから送られてくるRESV Message
８０を処理する手段である。RESV Message８０を受信後は、移動制御ネットワーク９０内にＰ２ＭＰ ＬＳＰが確立しているので、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２７にＰ２ＭＰ
ＬＳＰ確立完了を通知する。

リンク可能ノードリスト記録手段１２９は、ＭＮのリンク可能ノードリストを記録する手段である。本発明では、ＭＮのリンク可能ノードリストに基づいてＰ２ＭＰ ＬＳＰの確立先Egress ＬＳＲを決定しているので、リンク可能ノードリストをＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段に通知する。Path Tear Down生成手段１３０は、Path Tear Down７８を生成する手段である。Path Tear Down７８を生成後は送信手段１２５に受け渡す。Path Message生成手段１３１は、Path Message７９を生成する手段である。Path Message７９を生成後は送信手段１２５に受け渡す。

＜第２の実施の形態＞
パケット転送をＰ２ＭＰ ＬＳＰを利用して行なう移動制御ネットワーク９０の構成は、図２で示される。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰの構築方法、ＭＮのリンク可能ノードの生成方法とIngress ＬＳＲへの通知方法、Egress ＬＳＲでのパケットバッファリング方法は、実施例１と同様である。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを管理するために、Egress ＬＳＲとIngress ＬＳＲで保持する情報テーブルの説明を行なう。

図１５にEgress ＬＳＲが持つＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４２を示す。Ingress ＬＳＲが持つＰ２ＭＰ ＬＳＰを管理するテーブルは、図７記載のＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４１と同一である。Egress ＬＳＲでは、図１５で示す情報をＰ２ＭＰ ＬＳＰを保持するために管理している。図１５では、Egress ＬＳＲは、ＭＮ１とＭＮ２とのリンクを持つが、ＭＮ３とのリンクは持たない。ＭＮ１とＭＮ２宛のパケットは、転送するが、ＭＮ３宛のパケットはＭＮ３に転送せずにバッファを行なう。

以下、図１５記載のＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４２の説明を行なう。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを識別するための識別子とＭＮは一対一に対応している。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰのIngress ＬＳＲがどのIngress ＬＳＲになっているかを示すために、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ毎にIngress ＬＳＲの識別子を管理する。このIngress ＬＳＲの識別子を使って、ＭＮが送信するリンク可能ノードリストをIngress ＬＳＲへと送信する。ＭＮとのリンクを持つEgress ＬＳＲは、ＭＮとの通信を行なうので、ＭＮからリンク可能ノードリストを受信する。このリンク可能ノードリストをEgress ＬＳＲで保持する。Egress ＬＳＲでは、リンク可能ノードリストを冗長なバッファパケット転送を軽減するために利用する。この軽減手段については後述する。

ＭＮとのリンクを持つEgress ＬＳＲでは、ＭＮでのリンク可能ノードリストの更新があるたびに、Egress ＬＳＲで把握するリンク可能ノードリストも更新される。ＭＮとのリンクを持たないEgress ＬＳＲでは、ＭＮとの通信を行なわないので、リンク可能ノードリストを受信することがない。図１５では、ＭＮ１とＭＮ２とリンクを持っているので、リンク可能ノードリストを保持し、ＭＮ３ではリンクがないので、リンク可能ノードリストを保持しない。

受信インターフェイスは、移動制御ネットワーク９０を転送されてくるパケットを受信するインターフェイスを示す。移動制御ネットワーク９０内のパケット転送にＭＰＬＳを用いているので、ラベルがパケットに付与されてくる。このラベル値も保持している。ラベルの値を決定する手段はＭＰＬＳでの仕様に順ずる。送信インターフェイスは、無線リンクを使ってＭＮへ向けてパケットを転送するインターフェイスである。リンクが確立されていないＭＮ３については、送信インターフェイスが規定されないので記載はない。

次に、Egress ＬＳＲでのパケットバッファについて説明する。ＭＮとの無線リンクを確立していないEgress ＬＳＲでは、ＭＮ宛のパケットをバッファする。無線リンクが確立された時に、ＭＮへ向けて転送する。パケットを連続に受信しているＭＮに対して、ハンドオーバ後にＭＮが受信するパケットが重複することを軽減するために、Egress ＬＳＲでバッファしたパケットのうち一部を転送する。以下では、バッファしたパケットの中から転送するパケットと転送しないパケットを区分けする手法について説明する。

図１０に、図２で示すネットワークを移動中のＭＮ１へのパケット冗長転送を軽減する手法のシーケンス図を示す。ＭＮ１はハンドオーバをする前に、リンクを確立していたEgress ＬＳＲに対して、リンクダウン通知８１を送信してリンクを破棄する。リンクダウン通知８１を受信したEgress ＬＳＲは、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰに参加している他のEgress ＬＳＲに対して切断時刻通知８３〜８４を送信して、ＭＮ１からリンクダウン通知８１を受信した時刻を通知する。なお、ＭＮからリンクダウン通知８１を出すのではなく、移動制御ネットワーク９０からリンクを切断する通知を受ける場合においては、移動制御ネットワーク９０でのリンクダウン処理をEgress ＬＳＲで監視することで、切断時刻を把握することができる。

切断時刻通知を送信する先の特定は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４０で保持しているＭＮ１のリンク可能ノードリストを参照することで行なう。リンク可能ノードリストに記載されているEgress ＬＳＲはＰ２ＭＰ ＬＳＰに参加しているので、パケットバッファを行なっているノードである。リンク可能ノードリストから自ノードを抜かしたEgress ＬＳＲのすべてに向けて切断時刻通知を送信する。なお、Egress ＬＳＲで保持しているリンク可能ノードリストとＰ２ＭＰ ＬＳＰに参加しているEgress ＬＳＲに差異を生じている場合でも、切断時刻通知はリンク可能ノードリストに従って送信する。差異の生じる例としては、ＭＮから更新されたリンク可能ノードリストを受信した後すぐにＭＮのリンクダウン通知８１を受信した場合が挙げられる。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰに参加していないEgress ＬＳＲが切断時刻通知を受信した際は、切断時刻通知を破棄する。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰに参加していながら切断時刻通知を受信できなかった場合は、バッファパケットの冗長転送を軽減することができないがＭＮのパケット通信を阻害しない。

切断時刻通知を受信したEgress ＬＳＲ１２〜１３は、切断時刻を記録する。図１１に、このときのパケットのバッファ方法の例としてバッファテーブル１４４を示す。ＭＮ１からの接続要求７０を受信したEgress ＬＳＲ１３は、無線リンク９１をＭＮ１に対して確立するために接続応答７１をＭＮ１に送信する。無線リンク９１が確立後にＭＮ１へのパケット転送を開始する。このとき、切断時刻以前にバッファしたパケットを破棄し、切断時刻以後にバッファしていたパケットをＭＮ１へ送信する。

図１６に、本発明におけるＭＮ１の構成の一例を示すブロック図を示す。ブロックにより図示しているＭＮ１が有する機能は、ハードウェア及び／またはソフトウェアで実現可能である。ＭＮ１は、受信手段１５０、送信手段１５１、データパケット処理手段１５２、ビーコン処理手段１５３、接続応答処理手段１５４、接続要求生成手段１５５、リンクダウン通知生成手段１５６、リンク可能ノードリストの変更を判定する手段１５７、リンク可能ノードリスト生成手段１５８を有する。

図１６記載のＭＮは、図１２記載のＭＮと同等の機能を持っている。受信手段１５０と受信手段１００、送信手段１５１と送信手段１０１、データパケット処理手段１５２とデータパケット処理手段１０２、接続応答処理手段１５４と接続応答処理手段１０４、リンク可能ノードリストの変更を判定する手段１５７とリンク可能ノードリストの変更を判定する手段１０６、リンク可能ノードリスト生成手段１５８とリンク可能ノードリスト生成手段１０７、とのそれぞれが同等の機能である。ビーコン処理手段１５３、リンクダウン通知生成手段１５６が、図１２記載のＭＮが持つ機能とは異なる機能である。ビーコン処理手段１５３は、ビーコン処理手段１０３と同様に、Ｅｇｒｅｓｓ ＬＳＲから受信するビーコンからＥｇｒｅｓｓ ＬＳＲの識別子を抽出し、リンク可能ノードリスト生成手段１５８に受け渡す。

受信したビーコンの識別子は、無線リンク９１を確立可能なEgress ＬＳＲの存在を示している。ビーコン処理手段１５３は、無線リンク９１の確立可能なEgress ＬＳＲの中から、無線リンク９１を確立するEgress ＬＳＲを決定する。なお、無線リンク９１確立の決定条件には、各Egress ＬＳＲとの無線伝播状況、各Egress ＬＳＲでの無線資源の割り当て可能状況が挙げられる。各状況は、Egress ＬＳＲとの情報のやり取りによって、ＭＮ１を得る。無線リンク９１の確立先に決定したEgress ＬＳＲが、リンクを確立していたEgress ＬＳＲとは異なっていた場合には、リンクダウン通知生成手段１５６に無線リンクを確立していたEgress ＬＳＲにリンクダウン通知８１を出させる。また、接続要求生成手段１５５に、新たな無線リンク先に決定したEgress ＬＳＲへ接続要求７０を送信させる。

図１７に、本発明におけるEgress ＬＳＲの構成の一例を示すブロック図を示す。ブロックにより図示しているEgress ＬＳＲが有する機能は、ハードウェア及び／またはソフトウェアで実現可能である。Egress ＬＳＲは、受信手段１５９、送信手段１６０、受信手段１６１、送信手段１６２、Path Tear Down処理手段１６３、path message処理手段１６４、RESV Message生成手段１６５、リンク可能ノードリスト処理手段１６６、リンクダウン通知処理手段１６７、接続要求処理手段１６８、接続応答生成手段１６９、ビーコン生成手段１７０、データパケットのバッファリング手段１７１、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２、データパケット転送手段１７３、切断時刻通知生成手段１７４、切断時刻通知処理手段１７５を有する。

図１７記載のEgress ＬＳＲは、図１３記載のEgress ＬＳＲの機能と同等の機能を持っている。受信手段１５９と受信手段１０８、送信手段１６０と送信手段１０９、受信手段１６１と受信手段１１０、送信手段１６２と送信手段１１１、Path Tear Down処理手段１６３とPath Tear Down処理手段１１２、Path Message処理手段１６４とPath Message処理手段１１３、RESV Message生成手段１６５とRESV Message生成手段１１４、接続要求処理手段１６８と接続要求処理手段１１６、接続応答生成手段１６９と接続応答生成手段１１７、ビーコン生成手段１７０とビーコン生成手段１１８、データパケット転送手段１７３とデータパケット転送手段１２１、のそれぞれが同等機能となっている。リンク可能ノードリスト処理手段１６６、リンクダウン通知処理手段１６７、データパケットのバッファリング手段１７１、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２、切断時刻通知生成手段１７４、切断時刻通知処理手段１７５が、図１３記載のEgress ＬＳＲが持つ機能とは異なる機能である。

リンク可能ノードリスト処理手段１６６は、ＭＮからのリンク可能ノードリストの通知メッセージを処理する手段である。ＭＮが送信するこの通知メッセージは、無線リンク上をEgress ＬＳＲ宛にユニキャスト送信もしくはブロードキャスト送信される。リンク可能ノードリストは、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰを確立するためにIngress ＬＳＲ２１で利用するリストなので、Ingress ＬＳＲ２１に転送する。このとき、リンク可能ノードリストの通知メッセージのあて先はIngress ＬＳＲ２１にリンク可能ノードリスト処理手段１６６にて変更する。

また、リンク可能ノード処理手段１６６は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２にリンク可能ノードリストの受け渡しも行なう。ＭＮ１宛のパケットをバッファしているEgress ＬＳＲを把握するために、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２でＭＮ１がリンク可能なEgress ＬＳＲを記録しておく。リンクダウン通知処理手段１６７は、ＭＮが送信したリンクダウン通知８１を処理する手段である。無線リンク９１の切断を行うＭＮをＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２に通知する。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４２を管理する手段である。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２で、Path Tear Down処理手段１６３、Path Message処理手段１６４、RESV Message生成手段１６５、接続要求処理手段１６８との機能連携については、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１２０でのPath Tear Down処理手段１１２、Path Message処理手段１１３、RESV Message生成手段１１４、接続要求処理手段１１７との機能連携と同等である。

Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２は、リンクダウン通知処理手段１６７から、ＭＮ１のリンクダウンの通知を受けたら、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４２内のＭＮ１に対する無線リンクを有から無に変更する。無線リンク９１のなくなったＭＮ１宛のパケットに対しては、ＭＮ１への転送を止め、バッファする必要がある。データパケットのバッファリング手段１７１に、ＭＮ１へのパケット転送を止め、パケットバッファを開始するように通知する。

また、リンクダウン通知８１を受信した際のEgress ＬＳＲは、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰに参加している他のEgress ＬＳＲへ向けて、ＭＮ１が無線リンク９１を断裂したことを通知
するために、切断時刻通知を送信する。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２は、切断時刻通知生成手段１７４に、切断時刻通知を生成するように通知する。切断時刻通知の送信先は、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル１４２で管理しているリンク可能ノードリストに記載されているEgress ＬＳＲの自分以外のすべてのEgress ＬＳＲである。

切断時刻通知生成手段１７４は、ＭＮ１が無線リンク９１を切断した時刻を入れた切断時刻通知を生成する手段である。切断時刻及び切断時刻通知の送信先となるEgress ＬＳＲは、Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２から通知される。切断時刻通知処理手段１７５は、他のEgress ＬＳＲから受信する切断時刻通知を処理する手段である。切断時刻通知内
から、リンク切断時刻を取り出し、データパケットのバッファリング手段１７１に受け渡す。

データパケットのバッファリング手段１７１は、移動制御ネットワーク９０内を転送されてきたＭＮ宛のパケットをバッファするための手段である。ＭＮごとにバッファ領域を確保し、ＭＮ宛に転送されてきたパケットをバッファテーブル１４４でバッファする。バッファテーブル１４４では、パケットの受信時間を記録し、一定の時間を経過したパケットは破棄する。データパケットのバッファリング手段１７１は、切断時刻通知処理手段１７５から切断時刻の通知を受けたら、バッファテーブル１４４に切断時刻を記録する。Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段１７２から、バッファしていたＭＮ１宛パケットを転送する通知を受けたら、切断時刻よりも後にバッファしていたパケットをバッファテーブル１４４から取り出し、データパケット転送手段１７３に渡す。Ingress ＬＳＲの構成の一例を示すブロック図は、図１４と同等である。

なお、上記の本発明の各実施の形態の説明で用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（Large Scale Integration）として実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又はすべてを含むように１チップ化されてもよい。なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Integrated Circuit）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適応などが可能性としてあり得る。

本発明に係る移動制御ネットワークは、移動端末がリンク可能な位置にある複数の基地局へのパケット転送経路を移動端末のハンドオーバ前から確立し、かつ複数の基地局においてパケットのバッファを行なうことで、パケットロストを起こすことなく移動端末のハンドオーバを実現する効果を有し、種々の移動制御ネットワークに利用することができる。

本発明及び従来の技術に共通した通信システムの構成を示す模式図 本発明に共通した移動制御ネットワークの構成を示す模式図 本発明に共通したリンク可能ノードリスト生成を示す模式図 本発明に共通したリンク可能ノードリストをIngress ＬＳＲへの通知を示す模式図 本発明に共通した主要な処理を示すシーケンスチャート 本発明の第一の実施の形態においてEgress ＬＳＲにて管理するＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブルを示す模式図 本発明に共通したIngress ＬＳＲにて管理するＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブルを示す模式図 本発明に共通したEgress ＬＳＲにてバッファしていたパケットの転送を示す模式図（ａ）移動前を示す模式図（ｂ）移動後を示す模式図 本発明に共通したEgress ＬＳＲで管理するバッファテーブルを示す模式図 本発明の第二の実施の形態においてバッファパケットを転送する際の主要な処理を示すシーケンスチャート 本発明の第二の実施の形態において、Egress ＬＳＲで管理するバッファテーブルを示す模式図 本発明の第一の実施の形態におけるＭＮの構成の一例を示すブロック図 本発明の第一の実施の形態におけるEgress ＬＳＲの構成の一例を示すブロック図 本発明に共通するIgress ＬＳＲの構成の一例を示すブロック図 本発明の第一の実施の形態においてEgress ＬＳＲで管理するＰ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブルを示す模式図 本発明の第二の実施の形態におけるＭＮの構成の一例を示すブロック図 本発明の第二の実施の形態におけるEgress ＬＳＲの構成の一例を示すブロック図

符号の説明

１、２ ＭＮ
１１、１２，１３，１４、１５，１６，１７，１８ Egress ＬＳＲ
２１、２２ Ingress ＬＳＲ
３０、３１、３２，３３、３４、３５ 外部ネットワーク
４１、４２ Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ
５０、５１、５２ パケット
６１，６２，６３、６４，６５，６６ リンク可能ノードリスト
７０ 接続要求
７１ 接続応答
７２、７３、７４ ビーコン
７５ リンク可能ノードリストを変更
７６ リンク可能ノードリストを通知
７７ リンク可能ノードリストの変更を検知
７８ Path Tear Down
７９ Path Message
８０ RESV Message
８１ リンクダウン通知
８３、８４ 切断時刻通知
８５、８６ 切断時刻を記録
８７ 切断時刻以前にバッファしていたパケットを破棄
８８ パケット転送
９０ 移動制御ネットワーク
９１ 無線リンク
１００、１０８、１１０、１２２、１２４，１５０、１５９、１６１ 受信手段
１０１、１０９、１１１、１２３、１２５、１５１、１６０、１６２ 送信手段
１０２、１５２ データパケット処理手段
１０３、１５３ ビーコン処理手段
１０４、１５４ 接続応答処理手段
１０５、１５５ 接続要求生成手段
１０６、１５７ リンク可能ノードリストの変更を判定する手段
１０７、１５８ リンク可能ノードリスト生成手段
１１２、１６３ Path Tear Down処理手段
１１３、１６４ Path Message処理手段
１１４、１６５ RESV Message生成手段
１１５、１６６ リンク可能ノードリスト処理手段
１１６、１６８ 接続要求処理手段
１１７、１６９ 接続応答生成手段
１１８、１７０ ビーコン生成手段
１１９、１７１ データパケットのバッファリング手段
１２０、１２７，１７２ Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理手段
１２１、１２６、１７３ データパケット転送手段
１２８ RESV Message処理手段
１２９ リンク可能ノードリスト記録手段
１３０ Path Tear Down生成手段
１３１ Path Message生成手段
１５６ リンクダウン通知生成手段
１６７ リンクダウン通知処理手段
１７４ 切断時刻通知生成手段
１７５ 切断時刻通知処理手段
１４０、１４１、１４２ Ｐ２ＭＰ ＬＳＰ管理テーブル
１４３、１４４ バッファテーブル

Claims (9)

1. イングレス・ルータから、移動端末がリンク確立を可能とする複数のイーグレス・ルータに向けてパケット転送用のパスを確立する手段を備えた移動制御ネットワークシステム。
2. パス上の分岐点毎にパケットの複製を行なうことで、前記複数のイーグレス・ルータで同一のパケットを受信することを特徴とする請求項１に記載の移動制御ネットワークシステム。
3. イングレスのルータから、移動端末がリンク確立を可能とする複数のイーグレスのルータに向けてパケット転送用のパスを確立する手段を備えた移動制御ネットワークシステムにおける前記イングレスのルータであって、
   パスを確立する先である前記イーグレスのルータを特定する情報を前記移動端末から受け取り、前記パスを確立する手段を、
   備えたルータ。
4. イングレスのルータから、移動端末がリンク確立を可能とする複数のイーグレスのルータに向けてパケット転送用のパスを確立する手段を備えた移動制御ネットワークシステムにおける前記イーグレスのルータであって、
   前記移動端末とのリンクが確立されるまでパケットの蓄積を行う手段を、
   備えたルータ。
5. 前記蓄積されたパケットの中で、受信から一定時間が経過したパケットを破棄することを特徴とする請求項４に記載のルータ。
6. 前記移動端末とのリンクが確立されるまで蓄積していた前記パケットを、前記移動端末とのリンクが確立されたら前記移動端末に転送することを特徴とする請求項４に記載のルータ。
7. 前記移動端末が前記イーグレスのルータとのリンクを断裂した時刻を、パスに参加している前記イーグレスのルータに通知することを特徴とする請求項４に記載のルータ。
8. 前記パスに参加している前記イーグレスのルータから前記移動端末のリンク断裂時刻の通知を受けて、断裂時刻以前に受信し蓄積していたパケットを破棄することを特徴とする請求項４に記載のルータ。
9. イングレスのルータから、移動端末がリンク確立を可能とする複数のイーグレスのルータに向けてパケット転送用のパスを確立する手段を備えた移動制御ネットワークシステムにおける前記移動端末であって、
   リンク確立が可能となる前記イーグレスのルータを前記イングレスのルータに通知する手段を、
   備えた移動端末。