JP4035026B2 - Access network and IP mobility control method - Google Patents

Access network and IP mobility control method Download PDF

Info

Publication number
JP4035026B2
JP4035026B2 JP2002297816A JP2002297816A JP4035026B2 JP 4035026 B2 JP4035026 B2 JP 4035026B2 JP 2002297816 A JP2002297816 A JP 2002297816A JP 2002297816 A JP2002297816 A JP 2002297816A JP 4035026 B2 JP4035026 B2 JP 4035026B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tunnel
mobile terminal
network
station
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002297816A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004135080A (en
Inventor
哲也 川上
良宏 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2002297816A priority Critical patent/JP4035026B2/en
Publication of JP2004135080A publication Critical patent/JP2004135080A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4035026B2 publication Critical patent/JP4035026B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信に関し、特に移動体通信ネットワークにおける移動端末とISP(インターネット・サービス・プロバイダ)を接続する移動体通信用アクセスネットワーク及びIPモビリティ制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
固定IP(インターネット・プロトコル)通信と同じように無線LANなどにおいても高速IP通信の普及が見込まれ、また将来的に音声通信もIPサポートによる通信になると考えられている。またホットスポットなどの公衆における無線IPネットワーク通信が普及の兆しを見せているが、このような無線IPネットワークにおける移動通信では、端末の移動による基地局の切り替えを高速に行うことが必須となっている。このような端末のモビリティ制御の1つとして、IPレベルでの標準化を行う組織であるIETF(Internet Engineering Task Force)で、標準化に向けてMobile IP (モバイルIP)の検討が進んでいる(非特許文献1参照)。
【0003】
【非特許文献1】
Mobility Support in IPv6 : draft-ietf-mobileIP-IPv6-18.txt
【0004】
図20はモバイルIPを用いた移動端末に対するモビリティ制御方式を簡単に示している。移動端末10は、あるISP#2が提供するホットスポットの1つである基地局21に接続して通信を行っているものとする。ホットスポットのネットワークは、複数の基地局ノード20〜2n(図では20から22のみを示す)と中継局30〜33で構成され、他のネットワークとの接続ポイントに置かれる接続局40を通じてインターネットへ接続されているものとする。本例では、移動端末10は基地局21、接続局40を通って、インターネット中のノード(CN)と通信を行っている。移動端末10のIPアドレスを(A)、のCNのIPアドレスを(B)とし、モバイルIPにおけるホームエージェント(以下HA)は基地局21とする。移動端末10が基地局21の配下にある場合は、通常のIP通信を行っているものとする。
【0005】
移動端末10が移動する場合の処理について、図20(b)を用いて示す。基地局21の配下から基地局22の配下へ通信が切り替わったときに、移動端末10は基地局22よりIPアドレス(Care of Address)を取得する。さらに、基地局22は基地局21に、移動端末10が基地局22配下に移動したことを通知する。通知を受信した基地局21は基地局22との間にIPトンネルを生成する。
移動後の通信は、以下のようになる。CNから移動端末10宛てに送信されたパケットは、これまでどおりの経路を通って、移動端末10のHAである基地局21まで転送される。基地局21は、移動端末10が移動時に生成したIPトンネルを用いて、基地局22を経由した移動端末10へパケットを転送する。移動端末10は、基地局22を通して、CNにパケットを転送する。このときにCNに対して、移動端末が現在基地局22の配下にいることを通知する。
【0006】
次の契機にはCNは、移動端末10の位置が基地局22配下にあると認識し、基地局21を通さずに基地局22を通して、携帯端末10への通信を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モバイルIPによるIPサポート方式は、上記のような複雑なシグナリング手順を踏む必要がある。またCNとHAと移動端末の間での三角経路が発生したり、この間でIPトンネルによるオーバーヘッドが生じるといった問題がある。また、通信相手に自分の位置を通知することで、直接移動先にパケットを送信するようにできるが、これは通信の相手に、自分の現在のCoAを知らせる必要があり、位置情報が通信相手に知られる可能性があるといった問題がある。また、IPアドレスを取得したり、IPトンネルを構成するなど、レイヤ3レベルでの処理が発生し、手順が複雑なため、車で移動するなどの高速移動通信に必須となる高速なモビリティ制御が難しいという課題がある。具体的には、位置登録の変更時に数秒単位の瞬断が生じる場合がある。このため、小さなエリアを頻繁に移動するようなマイクロモビリティへの適用は難しい。
【0008】
また、このホットスポットを提供するオペレータがISPとして直接ユーザを収容する形態をとらず、移動通信オペレータとしてISPにネットワークを貸し出すトランスポート型の形態をとった場合を考える。このネットワークを有する移動通信オペレータは、無線基地局を有し、加入者を収容するとともに、ISPに対して加入者との間のトランスポートサービスを提供する。ISPから見ると、このモバイルネットワークはアクセスネットワークとして機能することになる。このようなアクセスネットワークは複数の外部ネットワーク(例えば、ISP#1、ISP#2など)によって共有されることになる。ISP#nのユーザの移動端末との間のパケット転送は、宛先アドレスによらずISP#n経由としなければならない。
【0009】
このようなネットワークにおいて、モバイルIPを適用した場合に、移動端末が使用するアドレスはモバイルネットワークから与えられた気付けアドレスであり、パケットの宛先アドレスや送信元アドレスからパケットの属するISPを識別して制御することはできない。このため、マルチキャストの転送をアクセスネットワーク内で効率よく提供し、モビリティをサポートしたマルチキャストサービスを行うことは難しい。また、モバイルIPはIP層での制御であるため、IPのバージョンにも依存することになり、ネットワークを構成する場合に、IPv4とIPv6に対応する必要がある。
【0010】
したがって本発明は、移動端末のIPアドレスに全く影響を与えることなく、同じIPアドレスを使用したままネットワーク内を移動しながら通信することが可能であり、小さなエリアを頻繁に移動するようなマイクロモビリティへの適用が可能な移動体通信用アクセスネットワーク及びモビリティ制御方法を提供することを目的とする。
【0011】
また本発明は、中継装置に非常に安価なイーサネット(登録商標)スイッチを用いることも可能となり、低コストでモビリティをサポートすることが可能な移動体通信用アクセスネットワーク及びモビリティ制御方法を提供することを目的とする。
【0012】
また本発明は、移動端末の位置を通信相手に知られるという問題を解消可能な移動体通信用アクセスネットワーク及びIPモビリティ制御方法を提供することを目的とする。
【0013】
また本発明は、ISPからのマルチキャストパケットを効率よく配送することが可能であり、移動しながらマルチキャストサービスを受けることが可能な移動体通信用アクセスネットワーク及びIPモビリティ制御方法を提供することを目的とする。
【0014】
また本発明は、移動端末からの無駄なマルチキャストの配送をなくし、セキュリティーも確保したままISPからのマルチキャストに対応することができる移動体通信用アクセスネットワーク及びIPモビリティ制御方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、移動端末と、前記移動端末のユーザが属する外部IPネットワークの間を中継するために、前記ユーザが属する外部IPネットワークと接続する接続局と、前記移動端末が接続しえる複数の無線基地局と、前記接続局と前記複数の無線基地局とを結ぶ複数の中継局と、前記無線基地局と前記移動端末を管理するネットワーク管理ユニットで構成されるアクセスネットワークであって、
前記接続局と前記無線基地局の間で識別子を持ったトンネルを用いて前記移動端末の送受信するパケットを転送するトンネル転送手段が設けられ、さらに前記ネットワーク管理ユニットが、前記トンネルの経路を設定する集中トンネル設定手段、及び移動する前記移動端末を追随して前記移動端末を収容する前記基地局と前記接続局間の前記トンネルと前記移動端末のマッピングを変更していく集中トンネル割り当て手段を有するアクセスネットワークが提供される。
【0016】
また本発明によれば、前記トンネル転送手段が、前記複数の中継局中のパケットを転送する中継局をイーサネット(R)スイッチで構成し、トンネルをIEEE802.1qで規定されるタグVLAN(Virtual Local AreaNetwork)で構成し、前記トンネルの識別子としてVLANID(単にVIDと記すこともある)を用いるものであるアクセスネットワークが提供される。
【0017】
また本発明によれば、前記アクセスネットワークの接続局は各外部IPネットワークを接続する外部接続ポートを物理的又は論理的に区別していることを特徴とし、前記集中トンネル設定手段は、アクセスネットワークの初期設定時に前記接続局の各接続ポートと前記各基地局を結ぶポイントツーポイントのトンネルをあらかじめ全て設定しておくことを特徴とするアクセスネットワークが提供される。
【0018】
また本発明によれば、前記集中トンネル設定手段は、外部IPネットワーク毎に、前記接続局を頂点として前記全ての基地局に接続されたツリー状のポイントツーマルチポイントのトンネルをさらに追加してあらかじめ設定しておくことを特徴とするアクセスネットワークが提供される。
【0019】
また本発明によれば、前記集中トンネル割り当て手段は、前記移動端末を識別するユーザIDと、前記移動端末が使用するポイントツーポイントのトンネル識別子を、前記移動端末が配下に移動してきた基地局及び接続局に設定し、前記基地局及び前記接続局では前記移動端末及び前記外部IPネットワークから受信したパケットから前記ユーザIDを判断し、設定されたトンネル識別子を付加してパケット転送することを特徴とするアクセスネットワークが提供される。
【0020】
また本発明によれば、前記集中トンネル割り当て手段は、前記集中トンネル設定手段により設定された前記外部IPネットワーク毎のポイントツーマルチポイントのトンネル識別子に、前記外部IPネットワークから受信したマルチキャスト及びブロードキャストパケットを割り当て、前記接続局のみにこれを設定し、前記接続局では前記外部IPネットワークから受信するマルチキャスト及びブロードキャストパケットに設定されたトンネル識別子を付加してパケット転送することを特徴とするアクセスネットワークが提供される。
【0021】
また本発明によれば、前記集中トンネル割り当て手段は、前記移動端末が配下に移動してきた基地局に対して、前記ユーザが属する外部ネットワーク用に割り当てたポイントツーマルチポイントのトンネル識別子を有効にする設定を行い、前記基地局でアクセスネットワーク側から受信したポイントツーマルチポイントのトンネル識別子を持つパケットは識別子が有効なときのみ前記移動端末側に転送することを特徴とするアクセスネットワークが提供される。
【0033】
また本発明によれば、移動端末と、前記移動端末のユーザが属する外部IPネットワークの間を中継するために、前記ユーザが属する外部IPネットワークと接続する接続局と、前記移動端末が接続しえる複数の無線基地局と、前記接続局と前記複数の無線基地局とを結ぶ複数の中継局と、前記無線基地局と前記移動端末を管理するネットワーク管理ユニットで構成されるアクセスネットワークを用いたモビリティ制御方法において、
前記接続局と前記無線基地局の間で識別子を持ったトンネルを用いて前記移動端末の送受信するパケットを転送するトンネル転送ステップを有し、かつ、前記ネットワーク管理ユニットにより、前記トンネルの経路を設定する集中トンネル設定ステップと、移動する前記移動端末を追随して前記移動端末を収容する前記基地局と前記接続局間の前記トンネルと前記移動端末のマッピングを変更していく集中トンネル割り当てステップが実行されることを特徴とするIPモビリティ制御方法が提供される。
【0034】
また本発明によれば、前記トンネル転送ステップが、前記複数の中継局中のパケットを転送する中継局をイーサネット(R)スイッチで実現され、トンネルをIEEE802.1qで規定されるタグVLANで構成し、前記トンネルの識別子としてVLANIDを用いることを特徴とするIPモビリティ制御方法が提供される。
【0035】
また本発明によれば、前記アクセスネットワークの接続局は各外部IPネットワークを接続する外部接続ポートを物理的又は論理的に区別していることを特徴とし、前記集中トンネル設定ステップは、アクセスネットワークの初期設定時に前記接続局の各接続ポートと前記各基地局を結ぶポイントツーポイントのトンネルをあらかじめ全て設定しておくものであることを特徴とするIPモビリティ制御方法が提供される。
【0036】
また本発明によれば、前記集中トンネル設定ステップは、前記外部IPネットワーク毎に、前記接続局を頂点として前記全ての基地局に接続されたツリー状のポイントツーマルチポイントのトンネルをさらに追加してあらかじめ設定しておくことを特徴とするIPモビリティ制御方法が提供される。
【0037】
また本発明によれば、前記集中トンネル割り当てステップは、前記移動端末を識別するユーザIDと、前記移動端末が使用するポイントツーポイントのトンネル識別子を、前記移動端末が配下に移動してきた基地局及び接続局に設定し、前記基地局及び前記接続局では前記移動端末及び前記外部IPネットワークから受信したパケットから前記ユーザIDを判断し、設定されたトンネル識別子を付加してパケット転送することを特徴とするIPモビリティ制御方法が提供される。
【0038】
また本発明によれば、前記集中トンネル割り当てステップは、前記集中トンネル設定ステップにより設定された前記外部IPネットワーク毎のポイントツーマルチポイントのトンネル識別子に、前記外部IPネットワークから受信したマルチキャスト及びブロードキャストパケットを割り当て、前記接続局のみにこれを設定し、前記接続局では前記外部IPネットワークから受信するマルチキャスト及びブロードキャストパケットに設定されたトンネル識別子を付加してパケット転送することを特徴とするIPモビリティ制御方法が提供される。
【0039】
また本発明によれば、前記集中トンネル割り当てステップは、前記移動端末が配下に移動してきた基地局に対して、前記ユーザが属する外部ネットワーク用に割り当てたポイントツーマルチポイントのトンネル識別子を有効にする設定を行い、前記基地局でアクセスネットワーク側から受信したポイントツーマルチポイントのトンネル識別子を持つパケットは識別子が有効なときのみ前記移動端末側に転送することを特徴とするIPモビリティ制御方法が提供される。
【0040】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として用いるアクセスネットワークの概要を図1に示す。本アクセスネットワークは、加入者の無線移動端末(単に移動端末とも言う)10を収容する基地局20〜22とパケットを中継する中継局30〜33、さらに、加入者にインターネット接続サービスを提供するISPネットワークが接続される接続局40から構成される。本実施の形態ではこのようなISPネットワークと、そのISPの加入者である移動端末10との間での移動通信について説明する。
【0041】
<第1の実施の形態>
本アクセスネットワークは加入者とそのISPを接続するネットワークで、加入者はそれぞれ個別に好きなISPに接続することが可能である。加入者のIPはISPより配布されるため、アクセスネットワーク内はそれぞれのISPによってIPアドレスが配布された各加入者のパケットを適切に前記するISPを経由するように転送する。このため、アクセスネットワークはレイヤ2のトンネルを構成する。本アクセスネットワークは詳しくは、論理的に2つのプレーンにより構成される。
【0042】
1つは加入者端末からのデータパケットをISPまで転送する転送プレーン図1(b)であり、2つ目はネットワークの監視・管理を実行する制御プレーン図1(a)である。以下、2つのプレーンについて説明を行う。転送プレーンはOSIモデルにおけるレイヤ2(データリンク層)ネットワークを透過的に伝送するために、トンネルの技術を利用したネットワークで構成されている。加入者とISPの接続するインタフェースとしてはイーサネット(R)を提供する。一方、制御プレーンはOSIモデルにおけるレイヤ3(ネットワーク層)で構成されており、アクセスネットワーク内部に閉じたIPネットワークを構成し、通常のIPルーティングにより各装置間の制御情報の伝達を実行する。またいずれかの無線基地局には、ネットワーク全体の管理を行う、ネットワーク管理ユニット50が接続される。
【0043】
次に図2を用いて本発明のモビリティ制御の概念を示す。本実施の形態ではトンネルの構成手法としてVLANを用いる。この場合トンネル識別子であるラベルとしてVLANタグ中のVIDを用いる。移動端末10は、基地局21配下でISP#1との間で通信を行っているものとする。このときアクセスネットワークでは基地局21から中継局33、30を経由して接続局40のISP#2が接続されるポートまでを1つの経路とするVLAN(VID=10)を使用して、移動端末10が送信、受信するパケットを、このVLANを通じてレイヤ2によりISPとの間で転送している。このときVLANの識別子としてIEEE802.1qで規定されるVLANタグが基地局21から接続局40の間で付加されることになる。
【0044】
アクセスネットワーク内部には、このような各ISPと基地局を接続するようなVLANがあらかじめネットワーク管理ユニットにより制御プレーンを通じて設定されている。移動端末10が新たな基地局22に移動した場合、この基地局22から中継局32、31を経由して接続局40のISP#2が接続されるポートまでを1つの経路とするVLAN(VID=20)を通じてレイヤ2によりISPまで転送される。このように移動端末10は新たなエリアに移動するたびにアクセスネットワーク内に設定されている適切なVLANトンネルを使用して通信を継続する。
【0045】
VLANによるトンネルではレイヤ3の処理が全く発生しないため、ユーザはモバイルIPを使用した場合のように、新しいネットワークの気付けアドレスをもらう必要もなく、同じIPアドレスをそのまま使用して通信を継続することが可能である。ただし、この動作はアクセスネットワーク内での移動に限られ、アクセスネットワーク自体を移動する場合は、モバイルIPを用いて移動の制御を行う。このため加入者にIPアドレスを配布するISPにHAを置き、アクセスネットワークを移動するようなマクロモビリィに関してはISPがモバイルIPにより制御を行う。
【0046】
移動時のラベルの変更方法に関して図3を用いて詳細に説明する。本アクセスネットワークにおいては、各基地局はエリアIDを含むエリア情報を定期的に広告している。移動端末は常にこのエリア情報を受信しており、受信するエリアIDに基づいて現在のエリアを把握している。移動により新しいエリアIDを受信した上で、通信する基地局を変更する場合、新基地局に対して自分を登録するために加入者位置登録要求パケットを送出する。このパケットはイーサネット(R)のパケットであるが、アクセスネットワークでのモビリティを制御するための特殊パケットであり、IPパケットではなく、レイヤ2におけるプロトコルパケットとなる。このためパケット中に、これを示すための移動制御用パケットIDを有する。
【0047】
またこのイーサネット(R)パケットの宛先アドレスは、基地局を特定しないブロードキャストもしくはマルチキャストアドレスとする。このため、移動端末は基地局のアドレスを個別に識別してパケットを出力する必要はない。加入者位置登録要求を受信した新基地局では、移動制御用パケットID及びユーザIDより、加入者の位置登録要求を認識し、ネットワーク管理ユニットに対し、制御プレーンを使用して加入者経路指示要求を送信する。加入者経路指示要求にはユーザを示すユーザIDとして受信した加入者のイーサネット(R)パケットの送信元MACアドレスと自装置のエリアIDを送付する。ネットワーク管理ユニットは加入者経路指示要求を受信すると、図5に示すテーブルのユーザIDより前記するISPを検索し、ISPとエリアIDよりすでに設定済みのVLANテーブルより前記するVIDを抽出する。
【0048】
ユーザに新規に割り当てるVIDが決定すると、ネットワーク管理ユニットは制御プレーンを使用して、新基地局に加入者経路指示応答としてユーザIDに対して割り当てたVIDを通知する。またISPとの接続点である接続局に関しても加入者経路指示としてユーザIDと変更するVIDを通知する。加入者経路指示応答を受信した新基地局は図6に示すテーブルに新たに前記ユーザIDとマッピングするVIDのテーブルを付加して、それ以降前記ユーザからのパケットを受信した場合、指定されたVIDを持つVLANタグをパケットに挿入して、転送プレーンに送出するようになる。またアクセスネットワーク内からのパケットに関しては、VLANタグを削除して加入者に送信する。
【0049】
一方、加入者経路指示を受信した接続局は図7に示すテーブルの前記ユーザIDにマッピングされているVIDを加入者経路指示で指定されたVIDに変更する。これ以降ISP側から受信するパケットに関しては、イーサネット(R)パケットの宛先MACアドレスより、前記ユーザのテーブルを検索し、新しく変更したVIDを持つVLANタグをパケットに挿入して、転送プレーンに送出するようになる。またアクセスネットワーク内からのパケットに関しては、VLANタグを削除してISPに送信する。
【0050】
次に図8を利用して移動端末における、エリア情報広告受信処理を詳細に示す。移動端末は常に電波の状態を把握するために各基地局をスキャンして各基地局が出力するエリア情報広告を受信している。あるエリア情報広告を受信すると(ステップS81)、まず受信したエリアIDが自端末で登録済みかどうかのチェックを行う(ステップS82)。エリアIDが登録済みでない場合、このエリアIDを自端末に登録する(ステップS83)。次に受信強度に関しても新たに登録する(ステップS84)。すでに登録済みのエリアIDのエリア情報広告を受信した場合、受信強度の更新のみを行う(ステップS82からステップS84へ)。更新したエリアIDの受信強度が現在通信に使用しているエリアIDの受信強度よりも、設定された閾値α以上大きい場合(ステップS85でYES)、移動端末は加入者位置登録要求を新たなエリアIDを持つ基地局に対して送信する(ステップS86)。そうでない場合は処理を終了する(ステップS85からエンドへ)。
【0051】
このエリア情報広告はイーサネット(R)パケットのようなレイヤ2のパケットである必要はなく、無線部で通信可能な形態をしていてもよい。このときの移動端末内に保持される基地局管理テーブルの例を図4に示す。基地局管理テーブルは受信しているエリアIDとその受信強度さらに各エリアID別のフラグより構成される。フラグの意味は0:エリア広告は受信しているが受信強度が低く、通信に使用していない状態。1:現在通信に使用している状態、2:現在前記エリアIDの受信強度が閾値を上回り、加入者位置登録要求を行っている途中の状態を示している。このテーブルにより移動端末は自身が通信する基地局を管理している。
【0052】
次に基地局における加入者側無線装置からのパケット受信時の処理について図9を利用して詳細に示す。基地局は加入者側無線装置からパケットを受信すると(ステップS91)、まずパケットが移動制御用パケットIDを有しているかをチェックする(ステップS92)、移動制御用パケットIDを持っていない場合、図6に示すテーブルを送信元MACアドレスをユーザIDとして検索し(ステップS93)、テーブルに登録されていない場合パケットを廃棄する(ステップS97)。またテーブルに登録されている場合、テーブルよりVIDを得て(ステップS94)、このVIDを持つVLANタグを作成し、パケットに挿入してアクセスネットワーク側の転送プレーンに送信する(ステップS95)。移動制御用パケットIDを持っている場合(ステップS92でYES)、加入者位置登録要求処理を実行する(ステップS96)。
【0053】
次に図10を用いて加入者位置登録要求処理を説明する。加入者位置登録を移動端末より受信したら(ステップS101)、図6のテーブルを用いて送信元MACアドレスをユーザIDとして、登録済みのユーザIDかどうかのチェックを行う(ステップS102)、ユーザIDが登録済みの場合、移動端末に対して、加入者位置登録応答を送信する(ステップS105)。ユーザIDが未登録の場合、ユーザIDを仮登録して(ステップS103)、ユーザIDとエリアIDを含む加入者経路指示要求を制御プレーンを用いてネットワーク管理ユニットに送信する(ステップS104)。
【0054】
次にネットワーク管理ユニットにおける処理を図11を用いて詳細に説明する。ネットワーク管理ユニットは加入者経路指示要求を受信すると(ステップS111)、パケット中よりユーザIDを抽出し、ネットワーク管理用のデータベースよりユーザIDをキーとして検索を行う(ステップS112)。ユーザIDは、例えば該無線IPネットワークサービスに対して加入者が申し込みをしたときにネットワーク管理用データベースに登録されるなど、このネットワークにアクセス可能なユーザがあらかじめ登録されているものとする。ユーザIDが未登録の場合、サービス登録のないユーザであるので、エラー処理を行う(ステップS118)。
【0055】
ユーザIDが登録済みの場合、前記ユーザに対してVIDが割り当てられていない場合、新しくユーザが、このアクセスネットワークに接続してきた場合であるので、図5のテーブルを用いて登録ユーザの接続先ISPと受信した加入者経路指示要求のエリアIDをキーとして、アクセスネットワーク中の転送プレーンに設定しているVLANパスを検索し、前記のVIDをユーザに割り当てる(ステップS113でNO→ステップS115)。内部のテーブルに設定後、エリアIDに示される新基地局に対してユーザIDとVIDを含む加入者経路指示応答を送信する(ステップS116)。
【0056】
また、接続局に対してもユーザIDとVIDを含む加入者経路指示を送信する(ステップS117)。またVIDがすでに割り当て済みの場合(ステップS113でYES)、図5のテーブルより登録ユーザが現在設定されているエリアIDと、加入者経路指示要求に含まれるエリアIDを比較し、エリアを移動したかどうかをチェックする(ステップS114)、エリアIDが同じ場合、エリアを移動していないにもかかわらず基地局が加入者経路指示要求を送信してきたことになるため、エラー処理を行う(ステップS118)、エリアIDが異なる場合(ステップS114でYES)、図5のテーブルを用いて前記ユーザに割り当てるVIDを導出し(ステップS115)、加入者経路指示要求応答及び加入者経路指示を送信する(ステップS116、ステップS117)。
【0057】
次に接続局でのパケット受信動作を図12、13を用いて説明する。図12はアクセスネットワーク側からパケットを受信したときの動作である。接続局はアクセスネットワーク側からパケットを受信すると(ステップS121)、転送プレーンのパケットかどうかをチェックする(ステップS122)、これは、制御プレーンと転送プレーンの、受信ポート(物理ポート番号、もしくは論理ポート番号)を分離することで簡単に実現できる。転送プレーンのパケットの場合、図7のテーブルを用いて、VIDの値に従って、VID設定テーブルより出力先のISPポートを検索し(ステップS126)、VLANタグを削除してパケットを転送する(ステップS127)。
【0058】
制御プレーンのパケットの場合、宛先MACアドレスにより、自装置宛のパケットかどうかを判断する(ステップS123)。自装置宛のパケットでない場合、パケットを廃棄する(ステップS128)。自装置宛のパケットの場合、加入者経路指示かどうかを判断する(ステップS124)、加入者経路指示の場合、加入者経路指示受信処理を実行する(ステップS125)、加入者経路指示でない場合、その他の受信パケットに従った処理を行う(ステップS129)。この部分は本発明に関係しないため処理の説明は行わない。
【0059】
次に図13を用いて加入者経路指示受信処理を説明する。加入者経路指示パケットを受信すると(ステップS131)、パケットに含まれるユーザIDをキーとして図7のユーザID登録テーブルを検索する(ステップS132)、ユーザIDが新規IDの場合、ユーザIDとVIDを新規に登録する(ステップS133)。ユーザIDが登録されている場合、テーブルにかかれているVIDを受信した加入者経路指示に含まれるVIDに変更して更新する(ステップS134)。
【0060】
図14は接続局がISP側からパケットを受信したときの動作である。接続局はISP側からのパケットを受信すると(S141)、その宛先MACアドレスをユーザIDとして図7のユーザID登録テーブルを検索する(S142)。検索の結果ユーザIDがない場合、パケットを廃棄する(S145)。ユーザIDよりVIDを得ると、VID設定テーブルより出力ポートを得て(S143)、VIDを含むVLANタグをパケットに挿入して前記出力ポートへパケットを出力する(S144)。以上の各種装置の動作によって、アクセスネットワーク中に設定されたトンネル識別子を用いたトンネルをユーザの移動したエリアに対応して変更する処理により、移動端末は自身のIPアドレスを全く変更することなく、アクセスネットワーク内のエリアを移動しながら通信を継続することが可能である。
【0061】
<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態の概要を図15を用いて示す。第2の実施の形態では、ISPからのマルチキャストパケットに対してアクセスネットワーク内で効率的なパケット配送を行うために、ISP毎にアクセスネットワーク内にマルチキャストツリーを構成する。 図15(a)に示すようにマルチキャストツリーはISPとの接続点となる接続局の外部接続ポートを頂点として、ツリー状に全ての基地局が接続されるよう構成される。このようなマルチキャストツリーはあらかじめネットワーク管理ユニットにより構成され、1つのVLANセグメントとして各ノードに設定されている。また、ユニキャストパケット及び、移動端末からのマルチキャストパケットに関しては、図15(b)に示すように第1の実施の形態と同様にISPと基地局をセットしたポイントツーポイントのVLANで構成されたトンネルにマッピングされる。
【0062】
次に接続局が持つ転送テーブルについて図16を用いて説明する。ユーザID登録テーブル及びVLAN設定テーブルは第1の実施の形態と同様である、第2の実施の形態ではマルチキャスト用に新たにマルチキャストテーブルが追加される。このテーブルは各ISPにマッピングされるVIDとアクセスネットワーク側のポート番号で構成される。接続点を頂点として全ての基地局を接続するツリーを構成するのであるが、ISP毎のツリー構成に関しては、ネットワーク管理ユニットにより集中管理されるため、ISP毎に異なるツリー構成とすることも可能である。このためこのテーブルに設定されるアクセスネットワーク側のポート番号も全て同じになるとは限らない。
【0063】
次に図17を用いて接続局でISP側からのパケットを受信したときの処理を示す。まずISP側からパケットを受信すると(ステップS171)、パケットの宛先アドレスがマルチキャストもしくはブロードキャストであるかどうかをチェックする(ステップS172)、マルチキャストもしくはブロードキャストであった場合、受信ポートよりISPを特定し(ステップS173)、マルチキャストテーブルよりVIDと出力すべきポートを特定し(ステップS174)、VIDを持つVLANタグをパケットに挿入して前記ポートに出力する(ステップS177)。このとき出力ポートが複数であれば、パケットを複製して送信する。
【0064】
宛先がユニキャストの場合、宛先MACアドレスがユーザIDに登録されているかどうかをチェックし(ステップS175)登録されている場合、VIDと出力ポートを特定し(ステップS176)VLANタグを挿入して送信する(ステップS177)。宛先がユニキャストでユーザIDが未登録の場合パケットを廃棄する(ステップS178)。このような処理により、ユニキャストとマルチキャストでは異なるVLANを用いてパケットを転送する。各中継局では通常のイーサネット(R)スイッチでの転送と同様にマルチキャスト、ブロードキャストパケットは同一VLANの中でブロードキャスト転送されていく。このため全ての基地局が同一パケットを受信することが可能になる。
【0065】
次に基地局での処理を説明する。まず図18を用いて基地局のテーブルの説明をする。移動端末からのパケット転送テーブルは第1の実施の形態と同様である。第2の実施の形態ではこれに、アクセスネットワークからのマルチキャストパケット転送テーブルが追加される。これは各ISPからのマルチキャストツリーを示すVIDとフラグから構成される。フラグは前記VIDを持つパケットを移動端末側に転送可(フラグ1)か廃棄(フラグ2)かを示している。各ISPからのマルチキャストツリーはあらかじめネットワーク管理ユニットにより設定されるので、VIDの要素はどの基地局も同様にアクセスネットワークに接続されるISPの数だけ保持している。最初の設定時のフラグのデフォルト値は2の廃棄である。
【0066】
第2の実施の形態では、移動端末の加入者位置登録要求の処理のときに、図3のシーケンス中のネットワーク管理ユニットからの加入者経路指示応答中に、ユーザID、移動端末からISPへのパケット及びISPからのユニキャストパケット用を示すポイントツーポイントのトンネルを示すVIDと共に、ISPからのマルチキャスト用のポイントツーマルチポイントのトンネルを示すVIDが設定される。これを受信した基地局は移動端末からのパケット転送テーブルにVIDを設定するとともに、マルチキャストパケット転送テーブルの前記するVIDのフラグを1(転送可)に設定する。つまりこのマルチキャスト転送テーブルが1になっている場合、配下に前記マルチキャストのISPの移動端末が存在することを示している。また配下にまったく前記するISPの移動端末が存在しなくなった場合、ネットワーク管理ユニットにより、フラグを2にする指示が出される。
【0067】
このテーブルを使用したパケットの転送処理について図19を用いて説明する。中継局側からパケットを受信した(ステップS191)基地局は、まず、パケットの宛先アドレスがマルチキャストもしくはブロードキャストであるかどうかをチェックする(ステップS192)、マルチキャストもしくはブロードキャストであった場合、マルチキャストパケット転送テーブルより受信パケットが転送可であるかチェックする(ステップS193)、転送可である場合、VLANタグを削除してパケットを転送(送信)する(ステップS194)、受信したパケットのVIDのフラグが廃棄である場合、パケットを廃棄する(ステップS195)、また受信パケットがユニキャストの場合、(ステップS192でNOの場合)そのままVLANタグを削除してパケットを転送(送信)する(ステップS194)。
【0068】
この様にISP側からのマルチキャストのみ特別なポイントツーマルチポイントのVLANセグメントをツリー状に構成したトンネルを用いて転送することで、ISPがサービスするマルチキャストサービスをアクセスネットワークを移動しながら受信することが可能になる。また、各基地局でのフィルタリングによって、基地局配下に前記移動端末が1台も存在しないISPのマルチキャストパケットは基地局単位で廃棄され、無駄なトラフィックを減らすことも可能である。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、端末の移動をサポートするネットワークにおいて、ラベルを用いたトンネルを構成し、この中を移動端末のパケットをトンネルで転送し、端末がエリアを移動すると、このトンネルを前記エリアに対するトンネルに変更することで移動端末のIPアドレスに全く影響を与えることなく、同じIPアドレスを使用したままネットワーク内を移動しながら通信することが可能となる。
【0070】
また、トンネルをVLANを用いて構成することで、中継装置に非常に安価なイーサネット(R)スイッチを用いることも可能となり、低コストでモビリティをサポートするアクセスネットワークを構築することが可能となる。
【0071】
また本発明では、移動を通知するのはアクセスネットワーク内のネットワーク管理ユニットであるので、移動端末の位置を通信相手に知られるという問題も解消することができる。
【0072】
さらに本発明の第2の形態によれば、接続局から全ての基地局をツリー上に結ぶマルチキャストツリーのVLANセグメントを構成することで、ISPからのマルチキャストパケットを効率よく配送することが可能であり、移動しながらマルチキャストサービスを受けることが可能となる。また移動端末からのパケット全てと、ISPからのユニキャストパケットはマルチキャスト用VLANと異なり各基地局個別のVLANによりトンネルされるため移動端末からの無駄なマルチキャストの配送をなくし、セキュリティーも確保したままISPからのマルチキャストに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の第1の実施の形態にかかるアクセスネットワークの構造を制御プレーンで示す図
(b)本発明の第1の実施の形態にかかるアクセスネットワークの構造を転送プレーンで示す図
【図2】(a)本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御の概念を示す図(移動前の状態)
(b)本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御の概念を示す図(移動後の状態)
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御での端末移動時のトンネル変更のシーケンスを示す図
【図4】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御での移動端末の基地局管理テーブルの構成例を示す図
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御でのネットワーク管理ユニットの管理テーブルの構成例を示す図
【図6】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御での基地局の転送テーブルの構成例を示す図
【図7】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御での接続局の転送テーブルの構成例を示す図
【図8】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御でのエリア情報広告受信処理を示すフローチャート
【図9】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御での基地局でのパケット受信処理を示すフローチャート
【図10】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御での基地局での加入者位置登録要求受信処理を示すフローチャート
【図11】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御でのネットワーク管理ユニットでのパケット受信処理を示すフローチャート
【図12】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御での接続局でのアクセスネットワーク側からのパケット受信処理を示すフローチャート
【図13】本発明の第1の実施の形態におけるアクセスネットワークの接続局での、加入者経路指示受信処理を示すフローチャート
【図14】本発明の第1の実施の形態におけるモビリティ制御接続局でのISP側からのパケット受信処理を示すフローチャート
【図15】(a)本発明の第2の実施の形態におけるモビリティ制御でのマルチキャストに対応したアクセスネットワークの構造を示す図であって、ISPからのマルチキャストパケット用パスを示す図(b)本発明の第2の実施の形態におけるモビリティ制御でのマルチキャストに対応したアクセスネットワークの構造を示す図であって、移動端末からのユニキャスト・マルチキャスト及びISPからのユニキャスト用パスを示す図
【図16】本発明の第2の実施の形態におけるモビリティ制御でのマルチキャストに対応した接続局の転送テーブルの構成例を示す図
【図17】本発明の第2の実施の形態におけるモビリティ制御でのマルチキャストに対応した接続局でのISP側からのパケット受信処理を示すフローチャート
【図18】本発明の第2の実施の形態におけるモビリティ制御でのマルチキャストに対応した基地局の転送テーブルの構成例を示す図
【図19】本発明の第2の実施の形態におけるモビリティ制御でのマルチキャストに対応した基地局での中継局からのパケットの受信処理を示すフローチャート
【図20】(a)従来例のモバイルIPを使用したアクセスネットワークの説明図(移動前の状態)
(b)従来例のモバイルIPを使用したアクセスネットワークの説明図(移動後の状態)
【符号の説明】
10〜11 移動端末
20〜22 基地局
30〜33 中継局
40 接続局
50 ネットワーク管理ユニット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to mobile communication, and more particularly to an access network for mobile communication that connects a mobile terminal and an ISP (Internet Service Provider) in a mobile communication network. as well as The present invention relates to an IP mobility control method.
[0002]
[Prior art]
As with fixed IP (Internet protocol) communication, high-speed IP communication is expected to spread in wireless LANs and the like, and it is considered that voice communication will also become communication by IP support in the future. Also, wireless IP network communication in the public, such as hot spots, is showing signs of widespread use. In mobile communication in such a wireless IP network, it is indispensable to switch base stations at high speed by moving terminals. Yes. As one of such terminal mobility controls, Mobile IP (Mobile IP) is being studied for standardization at the Internet Engineering Task Force (IETF), an organization that performs standardization at the IP level (non-patented). Reference 1).
[0003]
[Non-Patent Document 1]
Mobility Support in IPv6: draft-ietf-mobileIP-IPv6-18.txt
[0004]
FIG. 20 simply shows a mobility control method for a mobile terminal using mobile IP. It is assumed that the mobile terminal 10 is connected to a base station 21 that is one of hot spots provided by a certain ISP # 2 and performs communication. The hot spot network is composed of a plurality of base station nodes 20 to 2n (only 20 to 22 are shown in the figure) and relay stations 30 to 33, and is connected to the Internet through a connection station 40 placed at a connection point with another network. It shall be connected. In this example, the mobile terminal 10 communicates with a node (CN) in the Internet through the base station 21 and the connection station 40. The IP address of the mobile terminal 10 is (A), the CN IP address is (B), and the home agent (hereinafter referred to as HA) in the mobile IP is the base station 21. When the mobile terminal 10 is under the base station 21, it is assumed that normal IP communication is performed.
[0005]
A process when the mobile terminal 10 moves will be described with reference to FIG. When the communication is switched from the subordinate of the base station 21 to the subordinate of the base station 22, the mobile terminal 10 acquires an IP address (Care of Address) from the base station 22. Further, the base station 22 notifies the base station 21 that the mobile terminal 10 has moved under the base station 22. The base station 21 that has received the notification generates an IP tunnel with the base station 22.
Communication after moving is as follows. The packet transmitted from the CN to the mobile terminal 10 is transferred to the base station 21 that is the HA of the mobile terminal 10 through the path as before. The base station 21 transfers the packet to the mobile terminal 10 via the base station 22 using the IP tunnel generated when the mobile terminal 10 moves. The mobile terminal 10 transfers the packet to the CN through the base station 22. At this time, the mobile terminal is notified that the mobile terminal is currently under the control of the base station 22.
[0006]
At the next opportunity, the CN recognizes that the position of the mobile terminal 10 is under the base station 22 and communicates with the mobile terminal 10 through the base station 22 without passing through the base station 21.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the IP support system based on mobile IP needs to follow the complicated signaling procedure as described above. In addition, there is a problem that a triangular path is generated between the CN, the HA, and the mobile terminal, and overhead due to the IP tunnel occurs between them. In addition, it is possible to send a packet directly to the destination by notifying the communication partner of his / her position, but this is necessary to inform the communication partner of his / her current CoA, and the position information is the communication partner. There is a problem that may be known. In addition, processing at the layer 3 level, such as acquiring an IP address or configuring an IP tunnel, occurs, and the procedure is complicated, so high-speed mobility control that is essential for high-speed mobile communication such as moving by car is possible. There is a problem that it is difficult. Specifically, a momentary interruption in units of several seconds may occur when the location registration is changed. For this reason, it is difficult to apply to micromobility that frequently moves in a small area.
[0008]
Also, consider a case where the operator providing this hot spot does not take the form of directly accommodating the user as an ISP, but takes the transport form of lending a network to the ISP as a mobile communication operator. A mobile communication operator having this network has a radio base station, accommodates subscribers, and provides transport services to and from ISPs. From the perspective of the ISP, this mobile network functions as an access network. Such an access network is shared by a plurality of external networks (for example, ISP # 1, ISP # 2, etc.). The packet transfer with the user terminal of the ISP # n must be via the ISP # n regardless of the destination address.
[0009]
In such a network, when mobile IP is applied, the address used by the mobile terminal is a care-of address given from the mobile network, and the ISP to which the packet belongs is identified and controlled from the destination address or source address of the packet. I can't do it. For this reason, it is difficult to efficiently provide multicast forwarding within the access network and provide a multicast service that supports mobility. In addition, since mobile IP is control in the IP layer, it also depends on the IP version. When configuring a network, it is necessary to support IPv4 and IPv6.
[0010]
Therefore, the present invention can communicate while moving in the network while using the same IP address without affecting the IP address of the mobile terminal at all, and the micro mobility that frequently moves in a small area. Mobile communication access network that can be applied to as well as An object is to provide a mobility control method.
[0011]
The present invention also provides a very inexpensive Ethernet for the relay device. (Registered trademark) An access network for mobile communications that can use switches and can support mobility at low cost as well as An object is to provide a mobility control method.
[0012]
The present invention also provides an access network for mobile communication that can solve the problem of knowing the position of a mobile terminal by a communication partner. as well as An object is to provide an IP mobility control method.
[0013]
The present invention also provides a mobile communication access network that can efficiently deliver multicast packets from an ISP and can receive a multicast service while moving. as well as An object is to provide an IP mobility control method.
[0014]
The present invention also provides an access network for mobile communications that eliminates unnecessary multicast delivery from a mobile terminal and can support multicast from an ISP while ensuring security. as well as An object is to provide an IP mobility control method.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the present invention, in order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which a user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs, A plurality of radio base stations to which the mobile terminal can be connected, a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit that manages the radio base station and the mobile terminal An access network,
Tunnel transfer means for transferring packets transmitted and received by the mobile terminal using a tunnel having an identifier between the connection station and the radio base station is provided, and the network management unit sets a route of the tunnel Access having centralized tunnel setting means, and centralized tunnel assignment means for changing the mapping between the mobile terminal and the base station that accommodates the mobile terminal by following the mobile terminal that moves and changes the mapping between the tunnel and the mobile station A network is provided.
[0016]
According to the present invention, the tunnel transfer means comprises a relay station that transfers packets in the plurality of relay stations as an Ethernet (R) switch, and the tunnel is a tag VLAN (Virtual Local) defined by IEEE802.1q. There is provided an access network that is configured with an area network and uses VLANID (sometimes simply referred to as VID) as an identifier of the tunnel.
[0017]
Further, according to the present invention, the access network connecting station physically or logically distinguishes the external connection ports connecting each external IP network, and the centralized tunnel setting means is an initial part of the access network. An access network is provided in which all point-to-point tunnels connecting each connection port of the connection station and each base station are set in advance at the time of setting.
[0018]
Further, according to the present invention, the centralized tunnel setting means further adds a tree-shaped point-to-multipoint tunnel connected to all the base stations with the connecting station as a vertex for each external IP network. An access network characterized by being set is provided.
[0019]
Further, according to the present invention, the centralized tunnel allocating means includes a user ID for identifying the mobile terminal and a point-to-point tunnel identifier used by the mobile terminal, the base station from which the mobile terminal has moved, and It is set in a connection station, and the base station and the connection station determine the user ID from a packet received from the mobile terminal and the external IP network, and add the set tunnel identifier and transfer the packet. An access network is provided.
[0020]
Further, according to the present invention, the centralized tunnel allocating unit adds the multicast and broadcast packets received from the external IP network to the point-to-multipoint tunnel identifier for each external IP network set by the centralized tunnel setting unit. An access network is provided, wherein the access network is assigned and set only to the connection station, and the connection station adds the tunnel identifier set to the multicast and broadcast packets received from the external IP network and forwards the packet. The
[0021]
Further, according to the present invention, the centralized tunnel assigning means validates the point-to-multipoint tunnel identifier assigned for the external network to which the user belongs to the base station to which the mobile terminal has moved. An access network is provided, characterized in that a packet having a point-to-multipoint tunnel identifier received from the access network side at the base station is transferred to the mobile terminal side only when the identifier is valid.
[0033]
According to the present invention, in order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which a user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs can be connected to the mobile terminal. Mobility using an access network comprising a plurality of radio base stations, a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit for managing the radio base station and the mobile terminal In the control method,
A tunnel transfer step of transferring a packet transmitted / received by the mobile terminal using a tunnel having an identifier between the connection station and the radio base station, and the tunnel path is set by the network management unit A centralized tunnel setting step, and a centralized tunnel allocation step of changing the mapping between the mobile terminal and the base station that accommodates the mobile terminal by following the mobile terminal that moves and changes the mapping of the tunnel and the mobile terminal An IP mobility control method is provided.
[0034]
Further, according to the present invention, the tunnel transfer step is implemented by an Ethernet (R) switch that relays packets in the plurality of relay stations, and the tunnel is configured by a tag VLAN defined by IEEE802.1q. An IP mobility control method using VLANID as an identifier of the tunnel is provided.
[0035]
Further, according to the present invention, the access network connecting station physically or logically distinguishes the external connection ports connecting each external IP network, and the centralized tunnel setting step includes the initial step of the access network. An IP mobility control method is provided in which all point-to-point tunnels connecting each connection port of the connection station and each base station are set in advance at the time of setting.
[0036]
According to the present invention, the centralized tunnel setting step further adds a tree-shaped point-to-multipoint tunnel connected to all the base stations with the connecting station as a vertex for each external IP network. An IP mobility control method characterized by being set in advance is provided.
[0037]
Further, according to the present invention, the concentrated tunnel assignment step includes: a user ID for identifying the mobile terminal; a point-to-point tunnel identifier used by the mobile terminal; It is set in a connection station, and the base station and the connection station determine the user ID from a packet received from the mobile terminal and the external IP network, and add the set tunnel identifier and transfer the packet. An IP mobility control method is provided.
[0038]
According to the present invention, the centralized tunnel assignment step includes a multicast identifier and a broadcast packet received from the external IP network in a point-to-multipoint tunnel identifier for each external IP network set by the centralized tunnel setting step. An IP mobility control method comprising: assigning and setting this only to the connecting station, wherein the connecting station adds a tunnel identifier set to multicast and broadcast packets received from the external IP network and forwards the packet. Provided.
[0039]
According to the present invention, the concentrated tunnel assignment step validates the point-to-multipoint tunnel identifier assigned for the external network to which the user belongs to the base station to which the mobile terminal has moved. An IP mobility control method is provided, characterized in that a packet having a point-to-multipoint tunnel identifier received from the access network side at the base station is forwarded to the mobile terminal side only when the identifier is valid The
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An outline of an access network used as an example of an embodiment of the present invention is shown in FIG. The access network includes base stations 20 to 22 that accommodate subscriber wireless mobile terminals (also simply referred to as mobile terminals) 10, relay stations 30 to 33 that relay packets, and ISPs that provide Internet connection services to subscribers. The connection station 40 is connected to a network. In this embodiment, mobile communication between such an ISP network and the mobile terminal 10 that is a subscriber of the ISP will be described.
[0041]
<First Embodiment>
This access network is a network that connects a subscriber and its ISP, and each subscriber can connect to a favorite ISP individually. Since the subscriber's IP is distributed by the ISP, the packet of each subscriber whose IP address is distributed by each ISP is appropriately transferred through the ISP described above in the access network. For this reason, the access network forms a layer 2 tunnel. In detail, this access network is logically composed of two planes.
[0042]
One is a transfer plane in FIG. 1B for transferring data packets from a subscriber terminal to the ISP, and the second is a control plane in FIG. 1A for executing network monitoring and management. Hereinafter, two planes will be described. The transfer plane is composed of a network using a tunnel technology for transparently transmitting a layer 2 (data link layer) network in the OSI model. Ethernet (R) is provided as an interface for connecting the subscriber and ISP. On the other hand, the control plane is composed of layer 3 (network layer) in the OSI model, constitutes a closed IP network inside the access network, and executes transmission of control information between devices by normal IP routing. A network management unit 50 that manages the entire network is connected to one of the radio base stations.
[0043]
Next, the concept of mobility control according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, VLAN is used as a tunnel configuration method. In this case, the VID in the VLAN tag is used as a label that is a tunnel identifier. It is assumed that the mobile terminal 10 is communicating with ISP # 1 under the base station 21. At this time, in the access network, the mobile terminal uses a VLAN (VID = 10) having a single route from the base station 21 through the relay stations 33 and 30 to the port to which the ISP # 2 of the connection station 40 is connected. The packet transmitted and received by the network 10 is transferred to and from the ISP by layer 2 through this VLAN. At this time, a VLAN tag defined by IEEE802.1q as a VLAN identifier is added between the base station 21 and the connection station 40.
[0044]
In the access network, a VLAN that connects each ISP and the base station is set in advance by the network management unit through the control plane. When the mobile terminal 10 moves to a new base station 22, a VLAN (VID) having a single route from the base station 22 to the port to which the ISP # 2 of the connection station 40 is connected via the relay stations 32 and 31. = 20) and forwarded to ISP by layer 2. Thus, every time the mobile terminal 10 moves to a new area, it continues communication using an appropriate VLAN tunnel set in the access network.
[0045]
Since VLAN 3 tunneling does not cause any layer 3 processing, users do not need to receive a new network care-of address as in the case of using mobile IP, and continue communication using the same IP address as it is. Is possible. However, this operation is limited to movement within the access network, and when moving the access network itself, movement is controlled using mobile IP. For this reason, the ISP controls the mobile mobility with respect to the macro mobility that moves the access network by placing the HA in the ISP that distributes the IP address to the subscriber.
[0046]
A method for changing the label during movement will be described in detail with reference to FIG. In this access network, each base station periodically advertises area information including an area ID. The mobile terminal always receives this area information, and grasps the current area based on the received area ID. When a base station for communication is changed after receiving a new area ID by moving, a subscriber location registration request packet is transmitted to register the new base station with itself. Although this packet is an Ethernet (R) packet, it is a special packet for controlling mobility in the access network, and is not an IP packet but a protocol packet in layer 2. For this reason, the packet has a movement control packet ID for indicating this.
[0047]
The destination address of the Ethernet (R) packet is a broadcast or multicast address that does not specify a base station. For this reason, the mobile terminal does not need to individually identify the address of the base station and output the packet. The new base station that has received the subscriber location registration request recognizes the subscriber location registration request from the mobile control packet ID and the user ID, and uses the control plane to request the subscriber route indication to the network management unit. Send. In the subscriber route instruction request, the source MAC address of the received Ethernet (R) packet and the area ID of the own device are sent as the user ID indicating the user. When receiving the subscriber route instruction request, the network management unit searches the ISP described above from the user ID in the table shown in FIG. 5, and extracts the VID described above from the already set VLAN table from the ISP and the area ID.
[0048]
When the VID newly assigned to the user is determined, the network management unit notifies the new base station of the VID assigned to the user ID as a subscriber route instruction response using the control plane. In addition, a user ID and a VID to be changed are notified as a subscriber route instruction for a connection station that is a connection point with the ISP. When the new base station that has received the subscriber route indication response adds a new VID table that maps to the user ID to the table shown in FIG. 6, and subsequently receives a packet from the user, the specified VID Is inserted into the packet and sent to the transfer plane. For packets from within the access network, the VLAN tag is deleted and transmitted to the subscriber.
[0049]
On the other hand, the connecting station that has received the subscriber route instruction changes the VID mapped to the user ID in the table shown in FIG. 7 to the VID specified by the subscriber route instruction. From now on, for packets received from the ISP side, the user table is searched from the destination MAC address of the Ethernet (R) packet, a VLAN tag having the newly changed VID is inserted into the packet, and is sent to the transfer plane. It becomes like this. For packets from within the access network, the VLAN tag is deleted and transmitted to the ISP.
[0050]
Next, the area information advertisement receiving process in the mobile terminal will be described in detail with reference to FIG. The mobile terminal always scans each base station to grasp the state of the radio wave and receives an area information advertisement output from each base station. When a certain area information advertisement is received (step S81), it is first checked whether or not the received area ID has been registered in the own terminal (step S82). If the area ID has not been registered, the area ID is registered in the own terminal (step S83). Next, the reception intensity is newly registered (step S84). When the area information advertisement of the already registered area ID is received, only the reception strength is updated (from step S82 to step S84). If the reception strength of the updated area ID is greater than the reception strength of the area ID currently used for communication by a set threshold value α or more (YES in step S85), the mobile terminal sends a subscriber location registration request to a new area. Transmit to the base station having the ID (step S86). Otherwise, the process ends (from step S85 to end).
[0051]
This area information advertisement does not have to be a layer 2 packet such as an Ethernet (R) packet, and may be in a form in which communication can be performed by the wireless unit. An example of the base station management table held in the mobile terminal at this time is shown in FIG. The base station management table includes a receiving area ID, its reception intensity, and a flag for each area ID. The meaning of the flag is 0: The area advertisement is received, but the reception strength is low and is not used for communication. 1: State currently used for communication. 2: Current reception intensity of the area ID exceeds a threshold value, indicating a state in the middle of making a subscriber location registration request. With this table, the mobile terminal manages the base station with which the mobile terminal communicates.
[0052]
Next, processing at the time of packet reception from the subscriber-side radio apparatus in the base station will be described in detail with reference to FIG. When the base station receives a packet from the subscriber-side wireless device (step S91), it first checks whether the packet has a mobility control packet ID (step S92). If it does not have a mobility control packet ID, The table shown in FIG. 6 is searched using the source MAC address as the user ID (step S93), and if not registered in the table, the packet is discarded (step S97). If it is registered in the table, a VID is obtained from the table (step S94), a VLAN tag having this VID is created, inserted into a packet, and transmitted to the transfer plane on the access network side (step S95). If it has a movement control packet ID (YES in step S92), a subscriber location registration request process is executed (step S96).
[0053]
Next, subscriber location registration request processing will be described with reference to FIG. When the subscriber location registration is received from the mobile terminal (step S101), it is checked whether the user ID is a registered user ID using the transmission source MAC address as the user ID using the table of FIG. 6 (step S102). If registered, a subscriber location registration response is transmitted to the mobile terminal (step S105). If the user ID is not registered, the user ID is provisionally registered (step S103), and a subscriber route instruction request including the user ID and area ID is transmitted to the network management unit using the control plane (step S104).
[0054]
Next, processing in the network management unit will be described in detail with reference to FIG. When receiving the subscriber route instruction request (step S111), the network management unit extracts the user ID from the packet, and searches the network management database using the user ID as a key (step S112). It is assumed that a user who can access this network is registered in advance, for example, when the subscriber applies for the wireless IP network service, the user ID is registered in the network management database. If the user ID is not registered, an error process is performed because the user is not registered (step S118).
[0055]
If the user ID has already been registered, no VID has been assigned to the user, and a new user has connected to this access network, the registered user's connection destination ISP using the table of FIG. The VLAN path set in the transfer plane in the access network is searched using the area ID of the received subscriber route instruction request as a key, and the VID is assigned to the user (NO in step S113 → step S115). After setting in the internal table, a subscriber route instruction response including the user ID and VID is transmitted to the new base station indicated by the area ID (step S116).
[0056]
Also, a subscriber route instruction including the user ID and VID is transmitted to the connecting station (step S117). If the VID has already been assigned (YES in step S113), the registered user is compared with the area ID currently set from the table in FIG. 5 and the area ID included in the subscriber route instruction request is moved. If the area IDs are the same, the base station has transmitted a subscriber route instruction request even though the area has not been moved, so error processing is performed (step S118). ) If the area IDs are different (YES in step S114), a VID assigned to the user is derived using the table of FIG. 5 (step S115), and a subscriber route instruction request response and a subscriber route instruction are transmitted (step S115). S116, step S117).
[0057]
Next, the packet reception operation at the connecting station will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows the operation when a packet is received from the access network side. When the connecting station receives a packet from the access network side (step S121), it checks whether the packet is a transfer plane packet (step S122). This is the reception port (physical port number or logical port) of the control plane and transfer plane. It can be easily realized by separating the number). In the case of a transfer plane packet, the ISP port of the output destination is searched from the VID setting table according to the VID value using the table of FIG. 7 (step S126), the VLAN tag is deleted, and the packet is transferred (step S127). ).
[0058]
In the case of a control plane packet, it is determined from the destination MAC address whether the packet is addressed to the own device (step S123). If the packet is not addressed to the own device, the packet is discarded (step S128). In the case of a packet addressed to its own device, it is determined whether or not it is a subscriber route instruction (step S124). In the case of a subscriber route instruction, a subscriber route instruction reception process is executed (step S125). Processing according to other received packets is performed (step S129). Since this part is not related to the present invention, the processing will not be described.
[0059]
Next, the subscriber route instruction receiving process will be described with reference to FIG. When the subscriber route instruction packet is received (step S131), the user ID registration table of FIG. 7 is searched using the user ID included in the packet as a key (step S132). If the user ID is a new ID, the user ID and VID are New registration is performed (step S133). When the user ID is registered, the VID written in the table is changed to the VID included in the received subscriber route instruction and updated (step S134).
[0060]
FIG. 14 shows the operation when the connecting station receives a packet from the ISP side. Upon receiving the packet from the ISP side (S141), the connecting station searches the user ID registration table of FIG. 7 using the destination MAC address as the user ID (S142). If there is no user ID as a result of the search, the packet is discarded (S145). When the VID is obtained from the user ID, an output port is obtained from the VID setting table (S143), a VLAN tag including the VID is inserted into the packet, and the packet is output to the output port (S144). Through the operation of the various devices described above, the mobile terminal does not change its own IP address at all by the process of changing the tunnel using the tunnel identifier set in the access network corresponding to the area where the user has moved. Communication can be continued while moving in an area within the access network.
[0061]
<Second Embodiment>
The outline of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a multicast tree is configured in the access network for each ISP in order to perform efficient packet delivery in the access network for multicast packets from the ISP. As shown in FIG. 15 (a), the multicast tree is configured such that all base stations are connected in a tree shape with the external connection port of the connection station serving as a connection point with the ISP as a vertex. Such a multicast tree is configured in advance by a network management unit, and is set in each node as one VLAN segment. Further, as shown in FIG. 15 (b), the unicast packet and the multicast packet from the mobile terminal are configured by a point-to-point VLAN in which the ISP and the base station are set as in the first embodiment. Mapped to tunnel.
[0062]
Next, the transfer table possessed by the connecting station will be described with reference to FIG. The user ID registration table and the VLAN setting table are the same as in the first embodiment. In the second embodiment, a multicast table is newly added for multicast. This table is composed of the VID mapped to each ISP and the port number on the access network side. A tree that connects all base stations with the connection point as the apex is constructed, but the tree configuration for each ISP is centrally managed by the network management unit, so it is possible to have a different tree configuration for each ISP. is there. For this reason, the port numbers on the access network side set in this table are not necessarily the same.
[0063]
Next, processing when a packet from the ISP side is received by the connecting station will be described with reference to FIG. First, when a packet is received from the ISP side (step S171), it is checked whether the destination address of the packet is multicast or broadcast (step S172). If it is multicast or broadcast, the ISP is specified from the receiving port (step S172). In step S173, a VID and a port to be output are specified from the multicast table (step S174), and a VLAN tag having the VID is inserted into the packet and output to the port (step S177). If there are a plurality of output ports at this time, the packet is duplicated and transmitted.
[0064]
If the destination is unicast, it is checked whether the destination MAC address is registered in the user ID (step S175). If it is registered, the VID and output port are specified (step S176), and the VLAN tag is inserted and transmitted. (Step S177). If the destination is unicast and the user ID is not registered, the packet is discarded (step S178). Through such processing, packets are transferred using different VLANs for unicast and multicast. In each relay station, multicast and broadcast packets are broadcast and transferred in the same VLAN, in the same way as in the normal Ethernet (R) switch. Therefore, all base stations can receive the same packet.
[0065]
Next, processing at the base station will be described. First, the base station table will be described with reference to FIG. The packet forwarding table from the mobile terminal is the same as in the first embodiment. In the second embodiment, a multicast packet forwarding table from the access network is added to this. This consists of a VID indicating a multicast tree from each ISP and a flag. The flag indicates whether the packet having the VID can be transferred to the mobile terminal side (flag 1) or discarded (flag 2). Since the multicast tree from each ISP is set in advance by the network management unit, the VID elements are held by the number of ISPs connected to the access network in any base station. The default value of the flag at the first setting is discard of 2.
[0066]
In the second embodiment, at the time of processing of the subscriber location registration request of the mobile terminal, during the subscriber route instruction response from the network management unit in the sequence of FIG. A VID indicating a point-to-point tunnel for multicast from the ISP is set together with a VID indicating a point-to-point tunnel indicating a packet and a unicast packet from the ISP. Upon receiving this, the base station sets the VID in the packet transfer table from the mobile terminal and sets the above-mentioned VID flag in the multicast packet transfer table to 1 (transfer possible). That is, when this multicast forwarding table is 1, it indicates that there is a mobile terminal of the multicast ISP under the control. When there is no ISP mobile terminal as described above, the network management unit issues an instruction to set the flag to 2.
[0067]
The packet transfer process using this table will be described with reference to FIG. The base station that has received the packet from the relay station side (step S191) first checks whether the destination address of the packet is multicast or broadcast (step S192). If it is multicast or broadcast, the multicast packet forwarding table Then, it is checked whether the received packet can be transferred (step S193). If the packet can be transferred, the VLAN tag is deleted and the packet is transferred (transmitted) (step S194), and the VID flag of the received packet is discarded. If there is, the packet is discarded (step S195). If the received packet is unicast (NO in step S192), the VLAN tag is deleted and the packet is transferred (transmitted) (step S194).
[0068]
In this way, only a multicast from the ISP side is transferred using a tunnel in which a special point-to-multipoint VLAN segment is configured in a tree shape, so that a multicast service served by the ISP can be received while moving through the access network. It becomes possible. Also, by filtering at each base station, an ISP multicast packet in which no mobile terminal exists under the base station is discarded for each base station, and it is possible to reduce useless traffic.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a network that supports the movement of a terminal, a tunnel using a label is formed, the packet of the mobile terminal is transferred through the tunnel, and when the terminal moves in an area, By changing the tunnel to the tunnel for the area, it is possible to communicate while moving in the network while using the same IP address without affecting the IP address of the mobile terminal.
[0070]
Also, by configuring the tunnel using VLAN, it is possible to use a very inexpensive Ethernet (R) switch for the relay device, and it is possible to construct an access network that supports mobility at low cost.
[0071]
In the present invention, since it is the network management unit in the access network that notifies the movement, the problem that the position of the mobile terminal is known to the communication partner can also be solved.
[0072]
Furthermore, according to the second aspect of the present invention, it is possible to efficiently deliver multicast packets from the ISP by configuring the VLAN segment of the multicast tree that connects all base stations from the connecting station on the tree. It is possible to receive a multicast service while moving. Also, all packets from the mobile terminal and unicast packets from the ISP are tunneled by the VLAN of each base station, unlike the multicast VLAN, so that unnecessary multicast delivery from the mobile terminal is eliminated, and security is ensured with the ISP. Multicast from can be supported.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a diagram showing a structure of an access network according to a first embodiment of the present invention using a control plane;
(B) The figure which shows the structure of the access network concerning the 1st Embodiment of this invention with a transfer plane
FIG. 2A is a diagram showing a concept of mobility control in the first embodiment of the present invention (state before movement);
(B) The figure which shows the concept of the mobility control in the 1st Embodiment of this invention (state after a movement)
FIG. 3 is a diagram showing a tunnel change sequence when a terminal moves in mobility control according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a base station management table of a mobile terminal in mobility control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a management table of a network management unit in mobility control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a transfer table of a base station in mobility control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a transfer table of a connection station in mobility control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing area information advertisement reception processing in mobility control according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a flowchart showing packet reception processing at the base station in mobility control according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a flowchart showing subscriber location registration request reception processing at the base station in mobility control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing packet reception processing in the network management unit in mobility control according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a flowchart showing packet reception processing from the access network side at a connection station in mobility control in the first embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a flowchart showing subscriber route instruction reception processing at the access network connection station in the first embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a flowchart showing packet reception processing from the ISP side in the mobility control connection station in the first embodiment of the present invention;
FIG. 15A is a diagram illustrating an access network structure corresponding to multicast in mobility control in the second embodiment of the present invention, and illustrates a path for multicast packets from an ISP; FIG. 6 is a diagram showing the structure of an access network corresponding to multicast in mobility control in the second embodiment of the invention, and showing a unicast / multicast from a mobile terminal and a unicast path from an ISP
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of a forwarding table of a connection station corresponding to multicast in mobility control according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a flowchart showing packet reception processing from the ISP side in a connection station corresponding to multicast in mobility control in the second embodiment of the present invention;
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of a forwarding table of a base station corresponding to multicast in mobility control according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a flowchart showing packet reception processing from a relay station at a base station corresponding to multicast in mobility control according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 20A is an explanatory diagram of an access network using a conventional mobile IP (state before movement).
(B) Explanatory diagram of an access network using a conventional mobile IP (state after movement)
[Explanation of symbols]
10-11 mobile terminals
20-22 base station
30-33 relay station
40 connected stations
50 Network management unit

Claims (14)

移動端末と、前記移動端末のユーザが属する外部IPネットワークの間を中継するために、前記ユーザが属する外部IPネットワークと接続する接続局と、前記移動端末が接続しえる複数の無線基地局と、前記接続局と前記複数の無線基地局とを結ぶ複数の中継局と、前記無線基地局と前記移動端末を管理するネットワーク管理ユニットで構成されるアクセスネットワークであって、
前記接続局と前記無線基地局の間で識別子を持ったトンネルを用いて前記移動端末の送受信するパケットを転送するトンネル転送手段が設けられ、さらに前記ネットワーク管理ユニットが、前記トンネルの経路を設定する集中トンネル設定手段、及び移動する前記移動端末を追随して前記移動端末を収容する前記基地局と前記接続局間の前記トンネルと前記移動端末のマッピングを変更していく集中トンネル割り当て手段を有するアクセスネットワーク。
In order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which the user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs, and a plurality of radio base stations to which the mobile terminal can be connected; An access network comprising a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit for managing the radio base station and the mobile terminal,
Tunnel transfer means for transferring packets transmitted and received by the mobile terminal using a tunnel having an identifier between the connection station and the radio base station is provided, and the network management unit sets a route of the tunnel Access having centralized tunnel setting means, and centralized tunnel assignment means for changing the mapping between the mobile terminal and the base station that accommodates the mobile terminal by following the mobile terminal that moves and changes the mapping between the tunnel and the mobile station network.
前記トンネル転送手段が、前記複数の中継局中のパケットを転送する中継局をイーサネット(登録商標)スイッチで構成し、トンネルをIEEE802.1qで規定されるタグVLANで構成し、前記トンネルの識別子としてVLANIDを用いるものである請求項1に記載のアクセスネットワーク。The tunnel forwarding means comprises a relay station that forwards packets in the plurality of relay stations as an Ethernet (registered trademark) switch, a tunnel as a tag VLAN defined by IEEE802.1q, and serves as an identifier for the tunnel. The access network according to claim 1, wherein VLANID is used. 前記アクセスネットワークの接続局は各外部IPネットワークを接続する外部接続ポートを物理的又は論理的に区別していることを特徴とし、前記集中トンネル設定手段は、アクセスネットワークの初期設定時に前記接続局の各接続ポートと前記各基地局を結ぶポイントツーポイントのトンネルをあらかじめ全て設定しておくことを特徴とする請求項1又は2に記載のアクセスネットワーク。  The access network connecting station physically or logically distinguishes the external connection ports connecting each external IP network, and the centralized tunnel setting means is configured so that each of the connecting stations can be configured at the time of initial setting of the access network. The access network according to claim 1 or 2, wherein all point-to-point tunnels connecting a connection port and each of the base stations are set in advance. 前記集中トンネル設定手段は、外部IPネットワーク毎に、前記接続局を頂点として前記全ての基地局に接続されたツリー状のポイントツーマルチポイントのトンネルをさらに追加してあらかじめ設定しておくことを特徴とする請求項3に記載のアクセスネットワーク。  The centralized tunnel setting means further adds a tree-shaped point-to-multipoint tunnel connected to all the base stations with the connecting station as a vertex for each external IP network, and sets in advance. The access network according to claim 3. 前記集中トンネル割り当て手段は、前記移動端末を識別するユーザIDと、前記移動端末が使用するポイントツーポイントのトンネル識別子を、前記移動端末が配下に移動してきた基地局及び接続局に設定し、前記基地局及び前記接続局では前記移動端末及び前記外部IPネットワークから受信したパケットから前記ユーザIDを判断し、設定されたトンネル識別子を付加してパケット転送することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のアクセスネットワーク。  The centralized tunnel allocating means sets a user ID for identifying the mobile terminal and a point-to-point tunnel identifier used by the mobile terminal in a base station and a connecting station from which the mobile terminal has moved, 5. The base station and the connecting station determine the user ID from packets received from the mobile terminal and the external IP network, and forward the packet with a set tunnel identifier added thereto. The access network according to any one of the above. 前記集中トンネル割り当て手段は、前記集中トンネル設定手段により設定された前記外部IPネットワーク毎のポイントツーマルチポイントのトンネル識別子に、前記外部IPネットワークから受信したマルチキャスト及びブロードキャストパケットを割り当て、前記接続局のみにこれを設定し、前記接続局では前記外部IPネットワークから受信するマルチキャスト及びブロードキャストパケットに設定されたトンネル識別子を付加してパケット転送することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載のアクセスネットワーク。  The centralized tunnel allocating unit allocates multicast and broadcast packets received from the external IP network to a point-to-multipoint tunnel identifier for each external IP network set by the centralized tunnel setting unit, and only to the connection station The packet is forwarded by adding the tunnel identifier set to the multicast and broadcast packets received from the external IP network at the connection station. Access network. 前記集中トンネル割り当て手段は、前記移動端末が配下に移動してきた基地局に対して、前記ユーザが属する外部ネットワーク用に割り当てたポイントツーマルチポイントのトンネル識別子を有効にする設定を行い、前記基地局でアクセスネットワーク側から受信したポイントツーマルチポイントのトンネル識別子を持つパケットは識別子が有効なときのみ前記移動端末側に転送することを特徴とする請求項6に記載のアクセスネットワーク。  The centralized tunnel assigning means performs a setting for validating a point-to-multipoint tunnel identifier assigned for an external network to which the user belongs to a base station to which the mobile terminal has moved, and the base station 7. The access network according to claim 6, wherein a packet having a point-to-multipoint tunnel identifier received from the access network side is transferred to the mobile terminal side only when the identifier is valid. 移動端末と、前記移動端末のユーザが属する外部IPネットワークの間を中継するために、前記ユーザが属する外部IPネットワークと接続する接続局と、前記移動端末が接続しえる複数の無線基地局と、前記接続局と前記複数の無線基地局とを結ぶ複数の中継局と、前記無線基地局と前記移動端末を管理するネットワーク管理ユニットで構成されるアクセスネットワークを用いたIPモビリティ制御方法において、
前記接続局と前記無線基地局の間で識別子を持ったトンネルを用いて前記移動端末の送受信するパケットを転送するトンネル転送ステップを有し、かつ、前記ネットワーク管理ユニットにより、前記トンネルの経路を設定する集中トンネル設定ステップと、移動する前記移動端末を追随して前記移動端末を収容する前記基地局と前記接続局間の前記トンネルと前記移動端末のマッピングを変更していく集中トンネル割り当てステップが実行されることを特徴とするIPモビリティ制御方法。
In order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which the user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs, and a plurality of radio base stations to which the mobile terminal can be connected; In an IP mobility control method using an access network composed of a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit for managing the radio base station and the mobile terminal,
A tunnel transfer step of transferring a packet transmitted / received by the mobile terminal using a tunnel having an identifier between the connection station and the radio base station, and the tunnel path is set by the network management unit A centralized tunnel setting step, and a centralized tunnel allocation step of changing the mapping between the mobile terminal and the base station that accommodates the mobile terminal by following the mobile terminal that moves and changes the mapping of the tunnel and the mobile terminal A method for controlling IP mobility.
前記トンネル転送ステップが、前記複数の中継局中のパケットを転送する中継局をイーサネット(登録商標)スイッチで実現され、トンネルをIEEE802.1qで規定されるタグVLANで構成し、前記トンネルの識別子としてVLANIDを用いることを特徴とする請求項に記載のIPモビリティ制御方法。In the tunnel transfer step, a relay station that transfers packets in the plurality of relay stations is realized by an Ethernet (registered trademark) switch, a tunnel is configured by a tag VLAN defined by IEEE802.1q, and the identifier of the tunnel is used. The IP mobility control method according to claim 8 , wherein VLANID is used. 前記アクセスネットワークの接続局は各外部IPネットワークを接続する外部接続ポートを物理的又は論理的に区別していることを特徴とし、前記集中トンネル設定ステップは、アクセスネットワークの初期設定時に前記接続局の各接続ポートと前記各基地局を結ぶポイントツーポイントのトンネルをあらかじめ全て設定しておくものであることを特徴とする請求項又はに記載のIPモビリティ制御方法。The access network connecting station physically or logically distinguishes external connection ports connecting each external IP network, and the centralized tunnel setting step includes the steps of each of the connecting stations at the initial setting of the access network. IP mobility control method according to claim 8 or 9, wherein the a connection port in which advance all sets up a tunnel point-to-point connecting the base station. 前記集中トンネル設定ステップは、前記外部IPネットワーク毎に、前記接続局を頂点として前記全ての基地局に接続されたツリー状のポイントツーマルチポイントのトンネルをさらに追加してあらかじめ設定しておくことを特徴とする請求項から10のいずれか1つに記載のIPモビリティ制御方法。In the centralized tunnel setting step, for each external IP network, a tree-shaped point-to-multipoint tunnel connected to all the base stations with the connecting station as a vertex is further added and set in advance. The IP mobility control method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that : 前記集中トンネル割り当てステップは、前記移動端末を識別するユーザIDと、前記移動端末が使用するポイントツーポイントのトンネル識別子を、前記移動端末が配下に移動してきた基地局及び接続局に設定し、前記基地局及び前記接続局では前記移動端末及び前記外部IPネットワークから受信したパケットから前記ユーザIDを判断し、設定されたトンネル識別子を付加してパケット転送することを特徴とする請求項から11のいずれか1つに記載のIPモビリティ制御方法。In the centralized tunnel assignment step, a user ID for identifying the mobile terminal and a point-to-point tunnel identifier used by the mobile terminal are set in a base station and a connecting station that the mobile terminal has moved under, the base station and the connecting station determines the user ID from the packet received from the mobile terminal and the external IP network, from the claims 8 11, characterized in that forwarding by adding the set tunnel identifier packet The IP mobility control method according to any one of the above. 前記集中トンネル割り当てステップは、前記集中トンネル設定ステップにより設定された前記外部IPネットワーク毎のポイントツーマルチポイントのトンネル識別子に、前記外部IPネットワークから受信したマルチキャスト及びブロードキャストパケットを割り当て、前記接続局のみにこれを設定し、前記接続局では前記外部IPネットワークから受信するマルチキャスト及びブロードキャストパケットに設定されたトンネル識別子を付加してパケット転送することを特徴とする請求項から12のいずれか1つに記載のIPモビリティ制御方法。In the centralized tunnel assignment step, multicast and broadcast packets received from the external IP network are assigned to the point-to-multipoint tunnel identifier for each external IP network set in the centralized tunnel setting step, and only to the connection station 13. The packet transmission is performed according to any one of claims 8 to 12 , wherein this is set, and the connecting station adds the tunnel identifier set to the multicast and broadcast packets received from the external IP network and forwards the packets. IP mobility control method. 前記集中トンネル割り当てステップは、前記移動端末が配下に移動してきた基地局に対して、前記ユーザが属する外部ネットワーク用に割り当てたポイントツーマルチポイントのトンネル識別子を有効にする設定を行い、前記基地局でアクセスネットワーク側から受信したポイントツーマルチポイントのトンネル識別子を持つパケットは識別子が有効なときのみ前記移動端末側に転送することを特徴とする請求項13に記載のIPモビリティ制御方法。In the concentrated tunnel assignment step, a setting is made to enable a point-to-multipoint tunnel identifier assigned for an external network to which the user belongs to a base station to which the mobile terminal has moved. 14. The IP mobility control method according to claim 13 , wherein a packet having a point-to-multipoint tunnel identifier received from the access network side is forwarded to the mobile terminal side only when the identifier is valid.
JP2002297816A 2002-10-10 2002-10-10 Access network and IP mobility control method Expired - Fee Related JP4035026B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002297816A JP4035026B2 (en) 2002-10-10 2002-10-10 Access network and IP mobility control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002297816A JP4035026B2 (en) 2002-10-10 2002-10-10 Access network and IP mobility control method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007179658A Division JP4351268B2 (en) 2007-07-09 2007-07-09 Packet transfer device, network management unit and mobile terminal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004135080A JP2004135080A (en) 2004-04-30
JP4035026B2 true JP4035026B2 (en) 2008-01-16

Family

ID=32287420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002297816A Expired - Fee Related JP4035026B2 (en) 2002-10-10 2002-10-10 Access network and IP mobility control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4035026B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1758305A1 (en) * 2004-05-18 2007-02-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Access network system, connection station device, radio base station device, and packet loss reducing method
JP4731876B2 (en) * 2004-07-08 2011-07-27 パナソニック株式会社 COMMUNICATION SYSTEM, WIRELESS LAN BASE STATION CONTROL DEVICE, AND WIRELESS LAN BASE STATION DEVICE
JP4499526B2 (en) 2004-10-19 2010-07-07 富士通株式会社 Data transmission path establishment system between mobile phone terminals
CN101790209A (en) * 2005-10-17 2010-07-28 三星电子株式会社 Apparatus and method for supporting handover in a wireless access communication system
US20090067400A1 (en) * 2006-03-27 2009-03-12 France Telecom Method of supervising at least one tunnel set up for routing packets between a mobile router and a referring equipment item in a home network of the mobile router
JP4673253B2 (en) * 2006-05-26 2011-04-20 日本無線株式会社 Information transfer device
US20100080161A1 (en) 2007-01-30 2010-04-01 Nec Corporation Mobile communication system, multicast data distribution method, core network apparatus, and access network apparatus
BRPI0804509A2 (en) * 2007-03-12 2011-08-30 Nec Corp mobile communication control communication system
KR100926086B1 (en) 2007-04-09 2009-11-11 경북대학교 산학협력단 Methods and System for QoS-Guaranteed Multi-Mode Fast Mobility Management in Wireless Networks
KR100960115B1 (en) 2007-11-29 2010-05-27 한국전자통신연구원 Mobile communication system and its method for tunnel management
JP5464360B2 (en) * 2010-05-12 2014-04-09 独立行政法人情報通信研究機構 Mesh network and base station for realizing improved terminal information management method and communication method in mobile communication

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004135080A (en) 2004-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3587984B2 (en) Mobile communication system, packet gateway device, location information management method, and location information notification method
CA2520501C (en) Methods and apparatus for securing proxy mobile ip
JP4246062B2 (en) System and method for performing soft handoff in a wireless data network
US6847620B1 (en) Mobile virtual LAN
CA2572568C (en) Seamless roaming across wireless subnets using source address forwarding
US6804221B1 (en) Micromobility using multicast
JP4164352B2 (en) Packet transfer device capable of accommodating mobile terminals
US20150237564A1 (en) Method and System for a Wireless Multi-Hop Relay Network
KR100886433B1 (en) IPv6 Support Method for Bridge Extension Using Wireless Communications System
JP2001313672A (en) Network system, packet repeater, wireless terminal and packet processing method
CN101951589B (en) Method for information acquisition/notification, data message retransmission and switching and access node
KR100483022B1 (en) A location management server and ethernet based wireless local area network system and embodiment method with location management server
EP1793538B1 (en) Seamless mobility in layer 2 radio access networks
WO2011056334A1 (en) Managing router advertisement messages to support roaming of wireless mobile client devices
JP4088540B2 (en) Packet communication system, communication network, and IP address selection method in mobile node
WO2007112645A1 (en) A method and system for implementing a mobile virtual private network
WO2007052913A1 (en) Method of generating and managing connection identifiers for supporting multicast for each group in ipv6-based wireless network and network interface using the method
KR20080075306A (en) Method of lossless mobile ip packet delivery and system thereof
WO2021052399A1 (en) Interface extension method, apparatus and system
JP4035026B2 (en) Access network and IP mobility control method
JP4057715B2 (en) Router device, wireless terminal device, wireless base station, and message transmission control method
WO2007128239A1 (en) System for implementing mobile ipv6 and method for establishing user link in the system
CN102056236B (en) Communication network implemented based on Wimax network structure and terminal access method
JP4351268B2 (en) Packet transfer device, network management unit and mobile terminal
CN110430088B (en) Method for discovering neighbor nodes and automatically establishing connection in NDN (named data networking)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050920

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070508

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070709

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20070709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071002

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071026

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees