JP2004153316A - ハンドオーバ制御方法、移動通信システム及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】移動するネットワーク（ＭＮ）又は移動するホスト（ＭＨ）がハンドオーバを実施する際に、ハンドオーバ処理遅延を最小化してパケットロスを回避し、シームレスなハンドオーバを実現する。
【解決手段】ＭＮ２０と、当該ＭＮ２０におけるコアネットワーク１０との接続インタフェースとなるＡＩ２１、２２と、制御装置（ＭＭＦ）５０とを含んで構成された移動通信システムにおいて、ＭＭＦ５０は、各ＡＩにおけるコアネットワーク１０との接続状況又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、接続インタフェースとして採用するＡＩを動的に変更させる。この際、図３（ｂ）のように所定の通信品質を維持可能な適正なＡＩ２２については、データの送受信を継続し、ＡＩ２１については、コアネットワーク１０との接続を維持しつつデータの送受信不能な閉塞状態とする。
【選択図】 図３
【解決手段】ＭＮ２０と、当該ＭＮ２０におけるコアネットワーク１０との接続インタフェースとなるＡＩ２１、２２と、制御装置（ＭＭＦ）５０とを含んで構成された移動通信システムにおいて、ＭＭＦ５０は、各ＡＩにおけるコアネットワーク１０との接続状況又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、接続インタフェースとして採用するＡＩを動的に変更させる。この際、図３（ｂ）のように所定の通信品質を維持可能な適正なＡＩ２２については、データの送受信を継続し、ＡＩ２１については、コアネットワーク１０との接続を維持しつつデータの送受信不能な閉塞状態とする。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドオーバ制御方法、移動通信システム及び制御装置に係り、より詳しくは、移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースと、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置とを含んで構成された移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法、当該移動通信システム、及び当該移動通信システムを構成する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマルチホーミングを有する移動するネットワーク及びホストに関する技術は、アドレッシングやルーチングに関するものが主である。具体的には、マルチホーミングされることによりアドレスを複数割り振るのか否か、複数割り振った場合に、あるインタフェースが切断してしまった際にも、そのインタフェースに割り振られたアドレス宛のデータを、移動するホスト及びネットワークに対して送信できるようなルーチングプロトコルが提案されている。また、マルチホーミングは、負荷分散及び危険分散が主な目的となっていた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、複数のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及びネットワークにおいては、各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質が移動に伴って変化するという特徴がある。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ＩＰｖ６ Ｓｉｔｅ−Ｍｕｌｔｉｈｏｍｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｕｌｔｉ６−ｍｕｌｔｉｈｏｍｉｎｇ−ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−０３．ｔｘｔ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質の変化を予測していなかったため、アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバは、１つの回線が切断されてから行われていた。このようにハンドオーバがスムーズに行われず、ハンドオーバ処理遅延が発生しており、パケットロスが生じていた。
【０００６】
本発明では、上記課題を解決するために成されたものであり、マルチホーミングの特長を生かし移動するネットワーク及びホストがハンドオーバを実施する際に、ハンドオーバ処理遅延を最小化してパケットロスを回避し、シームレスなハンドオーバを実現することができるハンドオーバ制御方法、移動通信システム及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るハンドオーバ制御方法は、請求項１に記載したように、移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースと、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置とを含んで構成された移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法であって、前記制御装置は、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る移動通信システムは、請求項１２に記載したように、移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースと、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置とを含んで構成された移動通信システムであって、前記制御装置が、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を各アクセスインタフェースから取得する接続状況取得手段と、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報に基づいて今後のハンドオーバを予測するハンドオーバ予測手段と、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る制御装置は、請求項２３に記載したように、移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースとともに移動通信システムを構成し、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置であって、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を各アクセスインタフェースから取得する接続状況取得手段と、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報に基づいて今後のハンドオーバを予測するハンドオーバ予測手段と、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる変更手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
これらの発明では、複数のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及びネットワークにおいては、各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質が移動に伴って変化するという特徴に着目し、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を取得し又は今後のハンドオーバを予測した上で、当該接続状況情報又は今後のハンドオーバ予測情報に基づいて、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる。このため、従来は各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質の変化を予測せずにハンドオーバ処理遅延が発生していたところ、上記の接続状況情報又はハンドオーバ予測情報に基づくアクセスインタフェースの動的変更により、ハンドオーバ処理遅延を最小化してパケットロスを回避し、シームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００１１】
このとき、請求項２、１３、２４に記載したように、制御装置（変更手段）は、アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースについては、データの送受信を継続し、適正アクセスインタフェース以外のアクセスインタフェースについては、コアネットワーク網との接続を維持しつつデータの送受信不能な閉塞状態とすることが望ましい。この場合、アクセスインタフェースの変更処理を、通常のハンドオーバ手順のようにネットワーク全体に伝播又は送信元に通知することなく、ローカルに切り替えるため切替時間が短縮可能となる。適正アクセスインタフェース以外のアクセスインタフェースについては、コアネットワーク網との接続を切断せずデータの送受信不能な閉塞状態とするため、従来のようなローカルでない変更処理によるパケットロス及びハンドオーバ処理遅延の影響を受けずに、シームレスなハンドオーバを実現できる。
【００１２】
また、このとき、請求項３、１４、２５に記載したように、制御装置（変更手段）は、アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、移動するホストが所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースと接続している場合、及び移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続している場合は、データの送受信を継続し、移動するホストが適正アクセスインタフェースと接続されておらず且つ移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続していない場合は、当該移動するホストと適正アクセスインタフェースとの接続又は当該移動するホストに接続されたアクセスインタフェースと適正アクセスインタフェースとの接続を確立して通信を継続することが望ましい。
【００１３】
このように移動するホストが所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースと接続している場合はもちろん、移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続している場合にも、適正アクセスインタフェースを介してデータの送受信を継続することで、所定の通信品質を維持したデータの送受信が実現できる。一方、移動するホストが適正アクセスインタフェースと接続されておらず且つ移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続していない場合は、当該移動するホストと適正アクセスインタフェースとの接続又は当該移動するホストに接続されたアクセスインタフェースと適正アクセスインタフェースとの接続を確立して通信を継続することで、所定の通信品質を維持したデータの送受信が実現できる。
【００１４】
また、このとき、請求項４、１５、２６に記載したように、制御装置（下り制御手段）が、コアネットワーク網からの下りのデータを、コアネットワーク網におけるアクセスルータのうち、適正アクセスインタフェースと接続しているアクセスルータから送信するよう制御することが望ましい。このように、コアネットワーク網からの下りのデータについても、適正アクセスインタフェースを介して送受信を行うよう制御することで、所定の通信品質を維持した下りデータの送受信が実現できる。
【００１５】
ところで、制御装置においてアクセスインタフェースを動的に変更させる際の契機となる所定条件としては、請求項５、１６に記載したように、アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度が所定の閾値を下回ること、を採用することができる。
【００１６】
また、上記の所定条件としては、請求項６、１７に記載したように、今後の移動予測に基づき予測された当該アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度予測値が、所定の閾値を下回ること、を採用することもできる。
【００１７】
一方、制御装置においてアクセスインタフェースを動的に変更させる際に用いる所定ロジックとしては、請求項７、１８に記載したように、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度のうち、最大値となる電波強度に対応するアクセスインタフェースを選択すること、を採用することができる。
【００１８】
また、上記の所定ロジックとしては、請求項８、１９に記載したように、今後の移動予測に基づき予測された各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度予測値のうち、最大値となる電波強度予測値に対応するアクセスインタフェースを選択すること、を採用することができる。
【００１９】
ところで、本発明に係るハンドオーバ制御方法では、請求項９に記載したように、前記制御装置が、移動するホスト及び移動するネットワークに接続された全てのアクセスインタフェースの位置関係を把握し、各アクセスインタフェースから通知される、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信し、所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握し、把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る移動通信システム及び制御装置では、請求項２０、２７に記載したように、接続状況取得手段が、移動するホスト及び移動するネットワークに接続された全てのアクセスインタフェースの位置関係を把握する位置関係把握手段と、各アクセスインタフェースから通知される、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信する情報受信手段とを含んで構成され、前記ハンドオーバ予測手段が、把握された各アクセスインタフェースの位置関係、並びに、受信された接続状況情報及び切替情報に基づいて所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握する速度把握手段と、把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測する予測手段とを含んで構成されたことを特徴とする。
【００２１】
これらの発明によれば、把握された各アクセスインタフェースの位置関係、通知された各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報に基づいて、所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握し、当該把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測するため、精度の良いハンドオーバ予測情報を得ることが可能となり、より確実にシームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００２２】
このとき、制御装置（速度把握手段）は、請求項１０、２１、２８に記載したように、速度情報の把握においては、２つのアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘより、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、移動するホスト及び移動するネットワークに関する速度として把握することが望ましい。この場合、移動するホスト及び移動するネットワークに関する速度を精度良く把握することができる。
【００２３】
また、制御装置（速度把握手段）は、請求項１１、２２、２９に記載したように、前記速度情報の把握においては、３以上のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘとの複数の組合せより、各組合せについて、該当する２つのアクセスインタフェース間を結び先に切替が行われたアクセスインタフェースを先頭とする方向を進行方向として、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を速度として、それぞれ把握し、各組合せについての速度ベクトルのベクトル和を求め、得られたベクトル和より、移動するホスト及び移動するネットワークの進行方向及び速度を把握することが望ましい。この場合、移動するホスト及び移動するネットワークの進行方向及び速度を精度良く把握することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る各種の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態では、移動するホストのケースは移動するネットワークの場合に包含されるため、移動するネットワークの場合のみを示す。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態における移動通信システムの構成図である。同図に示すように、移動通信システム１は、複数のアクセスルータ（以下「ＡＲ」という）１１、１２を含んで構成されたコアネットワーク１０と、複数のアクセスインタフェース（以下「ＡＩ」という）２１、２２、複数の移動するホスト（以下「ＭＨ」という）３１、３２、及び移動管理と切替指示をつかさどる機能（ＭＭＦ：Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を備えた制御装置（以下では「ＭＭＦ」という）５０を含んで構成された移動するネットワーク（以下「ＭＮ」という）２０とから構成される。ＭＨ３１は、ＡＩ２１の回線４１又はＡＩ２２の回線４２の何れか（図１の例では回線４１）を介して、コアネットワーク１０側のＡＲ（図１の例ではＡＲ１１）と接続し、データの送受信を行う。ＭＨ３２も同様である。
【００２６】
なお、ＭＮ２０は、図１において左から右へ移動するものとする。２つのＡＩ２１、２２のうち、進行方向前方のＡＩ２２をＮＡＩ（Ｎｅｗ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼び、進行方向後方のＡＩ２１をＯＡＩ（Ｏｌｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼ぶ。
【００２７】
図２は、第１実施形態におけるＭＭＦ５０の機能ブロック構成図である。同図に示すように、ＭＭＦ５０は、各ＡＩにおけるコアネットワーク１０との接続状況情報を各ＡＩから取得する接続状況取得部５１と、上記取得された各ＡＩにおける接続状況情報に基づいて今後のハンドオーバを予測するハンドオーバ予測部５２と、各ＡＩにおける接続状況情報又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するＡＩを動的に変更させる変更部５３と、コアネットワーク１０側のＡＲ１１、１２のうち、ＭＨが所定の通信品質を維持可能なＡＩ（以下「ＦＡＩ」（Ｆｉｎｅ ＡＩ）という）と接続しているＡＲから、コアネットワーク１０からの下りのデータを送信させるよう制御する下り制御部５４とを含んで構成されている。
【００２８】
図３は、マルチホーミングを有するＭＮ２０において、マルチホーミングを利用したハンドオーバのロジックを示す図である。ハンドオーバ前においては、図３（ａ）に示すように２つのＡＩ２１、２２は同一のＡＲ１１に接続されており、ＡＩ２１、２２のそれぞれの回線４１、４２を介してデータパケットがＭＮ２０とコアネットワーク１０間を送受信されている。ハンドオーバ開始時においては、図３（ｂ）に示すように過渡的に進行方向前方のＮＡＩ２２が新たなＡＲ１２に接続される形態となる。この時、ＯＡＩ２１側の回線４１は、移動するに伴い切断されることが、後述のＭＭＦ５０の機能（ＭＮ２０の速度把握機能）により想定できるため、ＭＭＦ５０は、すべての送信データＰ１及びＰ２を、ＮＡＩ２２が接続されている回線４２を使用に送信するようにクローズ処理（即ち、回線４１を、切断しないがデータ送受信不能とする処理）を実施する。そして、ハンドオーバ終了後は、図３（ｃ）に示すようにＯＡＩ２１側の回線４１も新たなＡＲ１２に接続したことを契機に、図３（ａ）の初期状態の通り、２回線を使用したデータ転送が可能となる。
【００２９】
このように切替処理を、通常のハンドオーバ手順のようにネットワーク全体に伝播したり又は送信元に通知することなく、ローカルに切り替える。このため、ＯＡＩ側の回線が切断しローカルでない切替処理が行われることによるパケットロス及びハンドオーバ処理遅延を回避することができ、シームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００３０】
以下、マルチホーミングを有するＭＮ２０におけるハンドオーバ制御方法のより具体的な実施態様を説明する。ここでは、ＭＨが切替を意識しない態様（図４、図５）とＭＨが切替を意識する態様（図６、図７）とを順に説明する。
【００３１】
図４は、ＭＨが切替を意識しない態様における状態遷移図であり、図５は、図４の例でのＭＭＦの制御動作を示す流れ図である。図４（ａ）に示すＭＭＦ５０が切替指示を出すまでは、各ＡＩ２１、２２はコアネットワーク１０との接続状況を定期的にＭＭＦ５０に報告する。ＭＭＦ５０では、図５に示すように、各ＡＩとコアネットワーク１０との接続状況情報を各ＡＩから受信し（Ｓ０１）、当該接続状況情報に基づいて、一方のＡＩの回線品質が、所定条件に照らし、劣悪になっているか否かを判断する（Ｓ０２）。ここでの所定条件としては、ＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度が所定の閾値を下回ったことを条件としてもよいし、また、今後の移動予測に基づき予測されたＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度予測値が、所定の閾値を下回ったことを条件としてもよい。
【００３２】
Ｓ０２で何れのＡＩの回線品質も劣悪でないと判断されれば、Ｓ０１へ戻り、処理を繰り返す。Ｓ０２で一方のＡＩの回線品質が劣悪であると判断されれば、各ＡＩ２１、２２及びコアネットワーク１０に対して切替指示を送信する（Ｓ０３）。具体的には、各ＡＩ２１、２２には相互接続するよう指示するとともに、特にＯＡＩ２１には閉塞状態となるよう指示し、コアネットワーク１０にはＦＡＩ２２側のＡＲ１２からデータを送信するよう指示する。
【００３３】
上記の切替指示送信後は、図４（ｂ）に示すように、切替指示を受信したＯＡＩ２１は、コアネットワーク１０との接続を切断することなくデータを送受信させないよう回線４１を閉塞状態とするとともに、ＮＡＩ２２との接続を確立する。また、切替指示を受信したコアネットワーク１０においても、ＯＡＩ２１と接続していたＡＲ１１は、ＯＡＩ２１との接続を維持したままデータを送受信させないよう回線４１を閉塞状態とする。
【００３４】
このようにして、ＭＮ２０内のＭＨ３１、３２に意識させることなく、ＭＮ２０からコアネットワーク１０への送信データのうち一部のデータは、ＯＡＩ２１とＮＡＩ２２間の接続リンクを経由しＮＡＩ２２側アクセス回線４２を介してコアネットワーク１０へ送信可能となる。即ち、図４（ｂ）のようにＭＨ３１からコアネットワーク１０への送信データＰ１は、ＭＨ３２からコアネットワーク１０への送信データＰ２とともにＮＡＩ２２側アクセス回線４２を介してコアネットワーク１０へ送信される。
【００３５】
次に、ＭＨが切替を意識する態様について説明する。図６は、ＭＨが切替を意識する態様における状態遷移図であり、図７は、図６の例でのＭＭＦの制御動作を示す流れ図である。図６（ａ）に示すＭＭＦ５０が切替指示を出すまでは、各ＡＩ２１、２２はコアネットワーク１０との接続状況を定期的にＭＭＦ５０に報告する。ＭＭＦ５０では、図７に示すように、各ＡＩとコアネットワーク１０との接続状況情報を各ＡＩから受信し（Ｓ１１）、当該接続状況情報に基づいて、一方のＡＩの回線品質が、所定条件に照らし、劣悪になっているか否かを判断する（Ｓ１２）。ここでの所定条件としては、前述したＭＨが切替を意識しない態様と同様に、ＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度が所定の閾値を下回ったことを条件としてもよいし、また、今後の移動予測に基づき予測されたＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度予測値が、所定の閾値を下回ったことを条件としてもよい。
【００３６】
Ｓ１２で何れのＡＩの回線品質も劣悪でないと判断されれば、Ｓ１１へ戻り、処理を繰り返す。Ｓ１２で一方のＡＩの回線品質が劣悪であると判断されれば、ＯＡＩ２１、コアネットワーク１０及びＯＡＩ２１側のＭＨ３１に対して切替指示を送信する（Ｓ１３）。具体的には、ＯＡＩ２１には閉塞状態となるよう指示し、コアネットワーク１０にはＦＡＩ２２側のＡＲ１２からデータを送信するよう指示し、さらに、ＭＨ３１には、ＯＡＩ２１に代わりＮＡＩ２２と接続するよう指示する。
【００３７】
上記の切替指示送信後は、図６（ｂ）に示すように、切替指示を受信したＯＡＩ２１は、コアネットワーク１０との接続を切断することなくデータを送受信させないよう回線４１を閉塞状態とする。また、切替指示を受信したコアネットワーク１０においても、ＯＡＩ２１と接続していたＡＲ１１は、ＯＡＩ２１との接続を維持したままデータを送受信させないよう回線４１を閉塞状態とする。さらに、ＭＨ３１はＯＡＩ２１に代わりＮＡＩ２２との接続を確立する。
【００３８】
このようにして、ＭＮ２０内のＯＡＩ２１側のＭＨ３１が切替を意識した上で、図６（ｂ）のようにＭＨ３１からコアネットワーク１０への送信データＰ１は、ＭＨ３１とＮＡＩ２２間の接続リンクを経由しＮＡＩ２２側アクセス回線４２を介してコアネットワーク１０へ送信可能となる。
【００３９】
以上のようなＭＨが切替を意識しない切替態様とＭＨが切替を意識する切替態様の何れにおいても、通常のハンドオーバ手順のようにネットワーク全体に伝播したり又は送信元に通知することなく、ローカルに切り替える。このため、ＯＡＩ側の回線が切断しローカルでない切替処理が行われることによるパケットロス及びハンドオーバ処理遅延を回避することができ、シームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００４０】
なお、上記では、ＭＮ２０において、コアネットワーク１０との接続確立で用いるＡＩを、ＯＡＩ２１からＮＡＩ２２へ切り替える例を説明したが、３つ以上のＡＩが存在する状況でＭＭＦ５０が切替先の１つのＡＩを選択する際には、例えば、各ＡＩとコアネットワーク１０との電波強度のうち、最大値となる電波強度に対応するＡＩを選択してもよいし、また、今後の移動予測に基づき予測された各ＡＩとコアネットワーク１０との電波強度予測値のうち、最大値となる電波強度予測値に対応するＡＩを選択してもよい。
【００４１】
［第２実施形態］
図８は、第２実施形態における移動通信システム１Ｓの初期状態を示す構成図である。同図に示すように、移動通信システム１Ｓは、複数のＡＲ１１、１２を含んで構成されたコアネットワーク１０と、複数のＡＩ２１、２２、ＭＨ３１、及び移動管理と切替指示をつかさどる機能（ＭＭＦ：Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を備えた制御装置（ＭＭＦ）５０を含んで構成されたＭＮ２０とから構成される。ＭＨ３１は、ＡＩ２１の回線４１又はＡＩ２２の回線４２の何れかを介して、コアネットワーク１０側の何れかのＡＲと接続し、データの送受信を行う。
【００４２】
なお、ＭＮ２０は、図８において左から右へ移動するものとする。２つのＡＩ２１、２２のうち、進行方向前方のＡＩ２２をＮＡＩ（Ｎｅｗ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼び、進行方向後方のＡＩ２１をＯＡＩ（Ｏｌｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼ぶ。このようにＭＮ２０は、２つのＡＩ２１、２２マルチホーミングされた移動するネットワークとする。
【００４３】
図９は、第２実施形態におけるＭＭＦ５０の機能ブロック構成図である。同図に示すように、ＭＭＦ５０が接続状況取得部５１、ハンドオーバ予測部５２、変更部５３及び下り制御部５４を含んで構成される点は、第１実施形態のＭＭＦ５０（図２）と同様である。ただし、接続状況取得部５１は、全てのＡＩの位置関係を把握する位置関係把握部５１Ａと、各ＡＩから通知される、各ＡＩとコアネットワーク１０との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元ＡＲと切替先ＡＲの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信する情報受信部５１Ｂとを含んで構成されており、ハンドオーバ予測部５２は、把握された各ＡＩの位置関係、並びに、受信された接続状況情報及び切替情報に基づいて、後述する把握ロジックに従って、ＭＮ２０に関する少なくとも速度情報を把握する速度把握部５２Ａと、把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測する予測部５２Ｂとを含んで構成されている。速度把握部５２Ａは、２つのＡＩ２１、２２間の距離ｘの情報を予め記憶しており、各ＡＩからの切替情報に基づいて、隣接する切替が同一ＡＲ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔと２つのＡＩ間の距離ｘより、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、ＭＮ２０に関する速度として把握する。
【００４４】
以下、ＭＭＦ５０により実行される１つのＡＩの組合せ（即ち、２つのＡＩ２１、２２）からの切替情報に基づく速度把握処理を、図１０の流れ図及び図８、１１、１２の状態図に基づいて説明する。処理開始時に移動通信システムは図８の初期状態にあるものとし、各ＡＩ２１、２２はコアネットワーク１０との接続状況を定期的にＭＭＦ５０に報告しているものとする。
【００４５】
ＭＭＦ５０は、図１０に示すように、各ＡＩとコアネットワーク１０との接続状況情報を各ＡＩから受信し（Ｓ２１）、当該接続状況情報に基づいて、一方のＡＩの回線品質が、所定条件に照らし、劣悪になっているか否かを判断する（Ｓ２２）。ここでの所定条件としては、第１実施形態と同様に、ＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度が所定の閾値を下回ったことを条件としてもよいし、また、今後の移動予測に基づき予測されたＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度予測値が、所定の閾値を下回ったことを条件としてもよい。
【００４６】
Ｓ２２で何れのＡＩの回線品質も劣悪でないと判断されれば、Ｓ２１へ戻り、処理を繰り返す。Ｓ２２で一方のＡＩの回線品質が劣悪であると判断されれば、当該ＡＩとコアネットワーク１０に対して切替指示を送信する（Ｓ２３）。ここでは、図８の初期状態（各ＡＩが同一ＡＲ１１に接続された状態）において、ＭＮ２０が図８において右方向へ移動することにより、まず、ＮＡＩ２２の回線４２の品質が劣化し、Ｓ２２で回線４２の品質が劣悪であると判断される。このため、ＭＭＦ５０は、ＮＡＩ２２とコアネットワーク１０に対して、ＮＡＩ２２の接続先を現在のＡＲ１１から新たなＡＲへ切り替えるよう切替指示を送信する。
【００４７】
この切替指示を受信したＮＡＩ２２及びコアネットワーク１０は、図１１のように、ＮＡＩ２２の接続先を新たなＡＲ１２へ切り替え、ＡＲ１２とＮＡＩ２２との間を回線４２により接続する。そして、新たなＡＲ１２の位置情報と、当該ＡＲ１２への切替を完了した時刻（切替時刻）ｔ１の情報とをＭＭＦ５０へ送信する。
【００４８】
ＭＭＦ５０は、新たなＡＲ１２の位置情報及び切替時刻ｔ１の情報をＮＡＩ２２から受信し蓄積する（Ｓ２４）。この時点では一方のＡＩ２２しか切り替えていないため、Ｓ２５で否定判断され、Ｓ２１へ戻り、Ｓ２１以降の処理を再度実行する。
【００４９】
そして、図１１の状態において、ＭＮ２０が図８において右方向へ更に移動することにより、次に、ＯＡＩ２１の回線４１の品質が劣化し、Ｓ２２で回線４１の品質が劣悪であると判断される。このため、ＭＭＦ５０は、ＯＡＩ２１とコアネットワーク１０に対して、ＯＡＩ２１の接続先を現在のＡＲ１１から新たなＡＲへ切り替えるよう切替指示を送信する。
【００５０】
この切替指示を受信したＯＡＩ２１及びコアネットワーク１０は、図１２のように、ＯＡＩ２１の接続先を新たなＡＲ１２へ切り替え、ＡＲ１２とＯＡＩ２１との間を回線４１により接続する。そして、新たなＡＲ１２の位置情報と、当該ＡＲ１２への切替を完了した時刻（切替時刻）ｔ２の情報とをＭＭＦ５０へ送信する。
【００５１】
ＭＭＦ５０は、新たなＡＲ１２の位置情報及び切替時刻ｔ２の情報をＯＡＩ２１から受信し蓄積する（Ｓ２４）。この時点では２つのＡＩ全てから新たなＡＲの位置情報及び切替時刻の情報を受信しているため、Ｓ２５で肯定判断され、Ｓ２６へ進む。
【００５２】
Ｓ２６では、速度把握部５２Ａが、ＮＡＩ２２の新たなＡＲ１２の位置情報とＯＡＩ２１の新たなＡＲ１２の位置情報とが一致することをもって、２つのＡＩ２２、２１の切替が同一ＡＲ間の切替であることを認識し、予め記憶したＡＩ２１、２２間の距離ｘと２つの切替の切替時刻差ｔ（ｔは（ｔ２−ｔ１）に相当）より、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、ＭＮ２０に関する速度として把握する。また、このとき、速度把握部５２Ａは、ＮＡＩ２２を前方、ＯＡＩ２１を後方とした進行方向を、ＭＮ２０の進行方向として把握することができる。さらに、Ｓ２７では、予測部５２Ｂが、上記把握されたＭＮ２０の速度及び進行方向から、今後のＭＮ２０の移動及び電波強度変化を予測することができる。
【００５３】
なお、上記では、１つのＡＩの組合せ（即ち、２つのＡＩ２１、２２）からの切替情報に基づくＭＮの速度把握について説明したが、上記技術を応用することで、複数のＡＩの組合せ（即ち、３つ以上のＡＩ）からの切替情報に基づいて、以下のようにしてＭＮの速度及び進行方向を把握することが可能となる。
【００５４】
即ち、ＭＭＦ５０により図１４の処理が実行される。Ｓ３１、Ｓ３２では、速度把握部５２Ａが所定の複数のＡＩの組合せのそれぞれについて、前述した図１０の速度把握処理を実行する。例えば、２つのＡＩの組合せからの切替情報より、図１３のように２つの速度ベクトルｖ１、ｖ２が得られる。ここで、各速度ベクトルの方向は把握された進行方向に相当し、各速度ベクトルの大きさは把握された速度の値に相当する。
【００５５】
そして、速度把握部５２Ａは、Ｓ３３にてベクトル和を求め、Ｓ３４では、得られたベクトルより、ＭＮの進行方向及び速度を把握する。図１３の例では、２つの速度ベクトルｖ１、ｖ２のベクトル和を求めることで合成ベクトルＶが得られ、この合成ベクトルＶの方向からＭＮの進行方向を把握し、この合成ベクトルＶの大きさからＭＮの速度を把握することができる。さらに、Ｓ３５では、予測部５２Ｂが、上記把握されたＭＮ２０の速度及び進行方向から、今後のＭＮ２０の移動及び電波強度変化を予測することができる。
【００５６】
以上のように、１つのＡＩの組合せ（２つのＡＩ）からの切替情報、複数のＡＩの組合せ（３つ以上のＡＩ）からの切替情報の何れからも、ＭＮ２０の速度及び進行方向を把握することができ、当該把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測するため、精度の良いハンドオーバ予測情報を得ることが可能となり、より確実にシームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００５７】
なお、上記の各実施形態では、本発明をＭＮ（移動するネットワーク）に適用したケースを説明したが、本発明をＭＨ（移動するホスト）に適用したケースも同様の動作を行うことで、同様の効果を得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及びネットワークにおいては、各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質が移動に伴って変化するという特徴に着目し、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を取得し又は今後のハンドオーバを予測した上で、当該接続状況情報又は今後のハンドオーバ予測情報に基づいて、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる。このため、従来は各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質の変化を予測せずにハンドオーバ処理遅延が発生していたところ、上記の接続状況情報又はハンドオーバ予測情報に基づくアクセスインタフェースの動的変更により、ハンドオーバ処理遅延を最小化してパケットロスを回避し、シームレスなハンドオーバを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における移動通信システムの構成図である。
【図２】第１実施形態におけるＭＭＦの機能ブロック構成図である。
【図３】マルチホーミングを有する移動するネットワークにおいて、マルチホーミングを利用したシームレスハンドオーバのロジックを示す図であり、（ａ）はハンドオーバ前の状態を、（ｂ）はハンドオーバ開始時の状態を、（ｃ）はハンドオーバ完了後の状態を、それぞれ示す。
【図４】ＭＨが切替を意識しない態様における状態遷移図であり、（ａ）はＭＭＦが切替指示を出す前の状態を、（ｂ）はＭＭＦが切替指示を出した後の状態を、それぞれ示す。
【図５】図４の例でのＭＭＦの制御動作を示す流れ図である。
【図６】ＭＨが切替を意識する態様における状態遷移図であり、（ａ）はＭＭＦが切替指示を出す前の状態を、（ｂ）はＭＭＦが切替指示を出した後の状態を、それぞれ示す。
【図７】図６の例でのＭＭＦの制御動作を示す流れ図である。
【図８】第２実施形態における移動通信システムの初期状態を示す図である。
【図９】第２実施形態におけるＭＭＦの機能ブロック構成図である。
【図１０】ＡＩの１つの組合せからの情報に基づく速度把握処理を示す流れ図である。
【図１１】ＮＡＩが新ＡＲに切り替わった直後の状態を示す図である。
【図１２】ＯＡＩが新ＡＲに切り替わった直後の状態を示す図である。
【図１３】ベクトル和を求める処理を説明するための図である。
【図１４】ＡＩの複数の組合せからの情報に基づく速度及び方向把握処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
１、１Ｓ…移動通信システム、１０…コアネットワーク、１１、１２…アクセスルータ（ＡＲ）、２０…移動するネットワーク（ＭＮ）、２１、２２…アクセスインターフェース（ＡＩ）、３１、３２…移動するホスト（ＭＨ）、４１、４２…回線、５０…制御装置（ＭＭＦ）、５１…接続状況取得部、５１Ａ…位置関係把握部、５１Ｂ…情報受信部、５２…ハンドオーバ予測部、５２Ａ…速度把握部、５２Ｂ…予測部、５３…変更部、５４…下り制御部、Ｐ１、Ｐ２…送信データ、ｔ…切替時刻差、ｔ１、ｔ２…切替時刻、Ｖ…合成ベクトル、ｖ１、ｖ２…速度ベクトル、ｘ…ＡＩ間の距離。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドオーバ制御方法、移動通信システム及び制御装置に係り、より詳しくは、移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースと、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置とを含んで構成された移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法、当該移動通信システム、及び当該移動通信システムを構成する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマルチホーミングを有する移動するネットワーク及びホストに関する技術は、アドレッシングやルーチングに関するものが主である。具体的には、マルチホーミングされることによりアドレスを複数割り振るのか否か、複数割り振った場合に、あるインタフェースが切断してしまった際にも、そのインタフェースに割り振られたアドレス宛のデータを、移動するホスト及びネットワークに対して送信できるようなルーチングプロトコルが提案されている。また、マルチホーミングは、負荷分散及び危険分散が主な目的となっていた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、複数のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及びネットワークにおいては、各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質が移動に伴って変化するという特徴がある。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ＩＰｖ６ Ｓｉｔｅ−Ｍｕｌｔｉｈｏｍｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｕｌｔｉ６−ｍｕｌｔｉｈｏｍｉｎｇ−ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−０３．ｔｘｔ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質の変化を予測していなかったため、アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバは、１つの回線が切断されてから行われていた。このようにハンドオーバがスムーズに行われず、ハンドオーバ処理遅延が発生しており、パケットロスが生じていた。
【０００６】
本発明では、上記課題を解決するために成されたものであり、マルチホーミングの特長を生かし移動するネットワーク及びホストがハンドオーバを実施する際に、ハンドオーバ処理遅延を最小化してパケットロスを回避し、シームレスなハンドオーバを実現することができるハンドオーバ制御方法、移動通信システム及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るハンドオーバ制御方法は、請求項１に記載したように、移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースと、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置とを含んで構成された移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法であって、前記制御装置は、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る移動通信システムは、請求項１２に記載したように、移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースと、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置とを含んで構成された移動通信システムであって、前記制御装置が、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を各アクセスインタフェースから取得する接続状況取得手段と、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報に基づいて今後のハンドオーバを予測するハンドオーバ予測手段と、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る制御装置は、請求項２３に記載したように、移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースとともに移動通信システムを構成し、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置であって、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を各アクセスインタフェースから取得する接続状況取得手段と、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報に基づいて今後のハンドオーバを予測するハンドオーバ予測手段と、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる変更手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
これらの発明では、複数のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及びネットワークにおいては、各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質が移動に伴って変化するという特徴に着目し、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を取得し又は今後のハンドオーバを予測した上で、当該接続状況情報又は今後のハンドオーバ予測情報に基づいて、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる。このため、従来は各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質の変化を予測せずにハンドオーバ処理遅延が発生していたところ、上記の接続状況情報又はハンドオーバ予測情報に基づくアクセスインタフェースの動的変更により、ハンドオーバ処理遅延を最小化してパケットロスを回避し、シームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００１１】
このとき、請求項２、１３、２４に記載したように、制御装置（変更手段）は、アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースについては、データの送受信を継続し、適正アクセスインタフェース以外のアクセスインタフェースについては、コアネットワーク網との接続を維持しつつデータの送受信不能な閉塞状態とすることが望ましい。この場合、アクセスインタフェースの変更処理を、通常のハンドオーバ手順のようにネットワーク全体に伝播又は送信元に通知することなく、ローカルに切り替えるため切替時間が短縮可能となる。適正アクセスインタフェース以外のアクセスインタフェースについては、コアネットワーク網との接続を切断せずデータの送受信不能な閉塞状態とするため、従来のようなローカルでない変更処理によるパケットロス及びハンドオーバ処理遅延の影響を受けずに、シームレスなハンドオーバを実現できる。
【００１２】
また、このとき、請求項３、１４、２５に記載したように、制御装置（変更手段）は、アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、移動するホストが所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースと接続している場合、及び移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続している場合は、データの送受信を継続し、移動するホストが適正アクセスインタフェースと接続されておらず且つ移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続していない場合は、当該移動するホストと適正アクセスインタフェースとの接続又は当該移動するホストに接続されたアクセスインタフェースと適正アクセスインタフェースとの接続を確立して通信を継続することが望ましい。
【００１３】
このように移動するホストが所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースと接続している場合はもちろん、移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続している場合にも、適正アクセスインタフェースを介してデータの送受信を継続することで、所定の通信品質を維持したデータの送受信が実現できる。一方、移動するホストが適正アクセスインタフェースと接続されておらず且つ移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続していない場合は、当該移動するホストと適正アクセスインタフェースとの接続又は当該移動するホストに接続されたアクセスインタフェースと適正アクセスインタフェースとの接続を確立して通信を継続することで、所定の通信品質を維持したデータの送受信が実現できる。
【００１４】
また、このとき、請求項４、１５、２６に記載したように、制御装置（下り制御手段）が、コアネットワーク網からの下りのデータを、コアネットワーク網におけるアクセスルータのうち、適正アクセスインタフェースと接続しているアクセスルータから送信するよう制御することが望ましい。このように、コアネットワーク網からの下りのデータについても、適正アクセスインタフェースを介して送受信を行うよう制御することで、所定の通信品質を維持した下りデータの送受信が実現できる。
【００１５】
ところで、制御装置においてアクセスインタフェースを動的に変更させる際の契機となる所定条件としては、請求項５、１６に記載したように、アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度が所定の閾値を下回ること、を採用することができる。
【００１６】
また、上記の所定条件としては、請求項６、１７に記載したように、今後の移動予測に基づき予測された当該アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度予測値が、所定の閾値を下回ること、を採用することもできる。
【００１７】
一方、制御装置においてアクセスインタフェースを動的に変更させる際に用いる所定ロジックとしては、請求項７、１８に記載したように、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度のうち、最大値となる電波強度に対応するアクセスインタフェースを選択すること、を採用することができる。
【００１８】
また、上記の所定ロジックとしては、請求項８、１９に記載したように、今後の移動予測に基づき予測された各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度予測値のうち、最大値となる電波強度予測値に対応するアクセスインタフェースを選択すること、を採用することができる。
【００１９】
ところで、本発明に係るハンドオーバ制御方法では、請求項９に記載したように、前記制御装置が、移動するホスト及び移動するネットワークに接続された全てのアクセスインタフェースの位置関係を把握し、各アクセスインタフェースから通知される、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信し、所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握し、把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る移動通信システム及び制御装置では、請求項２０、２７に記載したように、接続状況取得手段が、移動するホスト及び移動するネットワークに接続された全てのアクセスインタフェースの位置関係を把握する位置関係把握手段と、各アクセスインタフェースから通知される、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信する情報受信手段とを含んで構成され、前記ハンドオーバ予測手段が、把握された各アクセスインタフェースの位置関係、並びに、受信された接続状況情報及び切替情報に基づいて所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握する速度把握手段と、把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測する予測手段とを含んで構成されたことを特徴とする。
【００２１】
これらの発明によれば、把握された各アクセスインタフェースの位置関係、通知された各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報に基づいて、所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握し、当該把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測するため、精度の良いハンドオーバ予測情報を得ることが可能となり、より確実にシームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００２２】
このとき、制御装置（速度把握手段）は、請求項１０、２１、２８に記載したように、速度情報の把握においては、２つのアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘより、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、移動するホスト及び移動するネットワークに関する速度として把握することが望ましい。この場合、移動するホスト及び移動するネットワークに関する速度を精度良く把握することができる。
【００２３】
また、制御装置（速度把握手段）は、請求項１１、２２、２９に記載したように、前記速度情報の把握においては、３以上のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘとの複数の組合せより、各組合せについて、該当する２つのアクセスインタフェース間を結び先に切替が行われたアクセスインタフェースを先頭とする方向を進行方向として、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を速度として、それぞれ把握し、各組合せについての速度ベクトルのベクトル和を求め、得られたベクトル和より、移動するホスト及び移動するネットワークの進行方向及び速度を把握することが望ましい。この場合、移動するホスト及び移動するネットワークの進行方向及び速度を精度良く把握することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る各種の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態では、移動するホストのケースは移動するネットワークの場合に包含されるため、移動するネットワークの場合のみを示す。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態における移動通信システムの構成図である。同図に示すように、移動通信システム１は、複数のアクセスルータ（以下「ＡＲ」という）１１、１２を含んで構成されたコアネットワーク１０と、複数のアクセスインタフェース（以下「ＡＩ」という）２１、２２、複数の移動するホスト（以下「ＭＨ」という）３１、３２、及び移動管理と切替指示をつかさどる機能（ＭＭＦ：Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を備えた制御装置（以下では「ＭＭＦ」という）５０を含んで構成された移動するネットワーク（以下「ＭＮ」という）２０とから構成される。ＭＨ３１は、ＡＩ２１の回線４１又はＡＩ２２の回線４２の何れか（図１の例では回線４１）を介して、コアネットワーク１０側のＡＲ（図１の例ではＡＲ１１）と接続し、データの送受信を行う。ＭＨ３２も同様である。
【００２６】
なお、ＭＮ２０は、図１において左から右へ移動するものとする。２つのＡＩ２１、２２のうち、進行方向前方のＡＩ２２をＮＡＩ（Ｎｅｗ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼び、進行方向後方のＡＩ２１をＯＡＩ（Ｏｌｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼ぶ。
【００２７】
図２は、第１実施形態におけるＭＭＦ５０の機能ブロック構成図である。同図に示すように、ＭＭＦ５０は、各ＡＩにおけるコアネットワーク１０との接続状況情報を各ＡＩから取得する接続状況取得部５１と、上記取得された各ＡＩにおける接続状況情報に基づいて今後のハンドオーバを予測するハンドオーバ予測部５２と、各ＡＩにおける接続状況情報又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するＡＩを動的に変更させる変更部５３と、コアネットワーク１０側のＡＲ１１、１２のうち、ＭＨが所定の通信品質を維持可能なＡＩ（以下「ＦＡＩ」（Ｆｉｎｅ ＡＩ）という）と接続しているＡＲから、コアネットワーク１０からの下りのデータを送信させるよう制御する下り制御部５４とを含んで構成されている。
【００２８】
図３は、マルチホーミングを有するＭＮ２０において、マルチホーミングを利用したハンドオーバのロジックを示す図である。ハンドオーバ前においては、図３（ａ）に示すように２つのＡＩ２１、２２は同一のＡＲ１１に接続されており、ＡＩ２１、２２のそれぞれの回線４１、４２を介してデータパケットがＭＮ２０とコアネットワーク１０間を送受信されている。ハンドオーバ開始時においては、図３（ｂ）に示すように過渡的に進行方向前方のＮＡＩ２２が新たなＡＲ１２に接続される形態となる。この時、ＯＡＩ２１側の回線４１は、移動するに伴い切断されることが、後述のＭＭＦ５０の機能（ＭＮ２０の速度把握機能）により想定できるため、ＭＭＦ５０は、すべての送信データＰ１及びＰ２を、ＮＡＩ２２が接続されている回線４２を使用に送信するようにクローズ処理（即ち、回線４１を、切断しないがデータ送受信不能とする処理）を実施する。そして、ハンドオーバ終了後は、図３（ｃ）に示すようにＯＡＩ２１側の回線４１も新たなＡＲ１２に接続したことを契機に、図３（ａ）の初期状態の通り、２回線を使用したデータ転送が可能となる。
【００２９】
このように切替処理を、通常のハンドオーバ手順のようにネットワーク全体に伝播したり又は送信元に通知することなく、ローカルに切り替える。このため、ＯＡＩ側の回線が切断しローカルでない切替処理が行われることによるパケットロス及びハンドオーバ処理遅延を回避することができ、シームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００３０】
以下、マルチホーミングを有するＭＮ２０におけるハンドオーバ制御方法のより具体的な実施態様を説明する。ここでは、ＭＨが切替を意識しない態様（図４、図５）とＭＨが切替を意識する態様（図６、図７）とを順に説明する。
【００３１】
図４は、ＭＨが切替を意識しない態様における状態遷移図であり、図５は、図４の例でのＭＭＦの制御動作を示す流れ図である。図４（ａ）に示すＭＭＦ５０が切替指示を出すまでは、各ＡＩ２１、２２はコアネットワーク１０との接続状況を定期的にＭＭＦ５０に報告する。ＭＭＦ５０では、図５に示すように、各ＡＩとコアネットワーク１０との接続状況情報を各ＡＩから受信し（Ｓ０１）、当該接続状況情報に基づいて、一方のＡＩの回線品質が、所定条件に照らし、劣悪になっているか否かを判断する（Ｓ０２）。ここでの所定条件としては、ＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度が所定の閾値を下回ったことを条件としてもよいし、また、今後の移動予測に基づき予測されたＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度予測値が、所定の閾値を下回ったことを条件としてもよい。
【００３２】
Ｓ０２で何れのＡＩの回線品質も劣悪でないと判断されれば、Ｓ０１へ戻り、処理を繰り返す。Ｓ０２で一方のＡＩの回線品質が劣悪であると判断されれば、各ＡＩ２１、２２及びコアネットワーク１０に対して切替指示を送信する（Ｓ０３）。具体的には、各ＡＩ２１、２２には相互接続するよう指示するとともに、特にＯＡＩ２１には閉塞状態となるよう指示し、コアネットワーク１０にはＦＡＩ２２側のＡＲ１２からデータを送信するよう指示する。
【００３３】
上記の切替指示送信後は、図４（ｂ）に示すように、切替指示を受信したＯＡＩ２１は、コアネットワーク１０との接続を切断することなくデータを送受信させないよう回線４１を閉塞状態とするとともに、ＮＡＩ２２との接続を確立する。また、切替指示を受信したコアネットワーク１０においても、ＯＡＩ２１と接続していたＡＲ１１は、ＯＡＩ２１との接続を維持したままデータを送受信させないよう回線４１を閉塞状態とする。
【００３４】
このようにして、ＭＮ２０内のＭＨ３１、３２に意識させることなく、ＭＮ２０からコアネットワーク１０への送信データのうち一部のデータは、ＯＡＩ２１とＮＡＩ２２間の接続リンクを経由しＮＡＩ２２側アクセス回線４２を介してコアネットワーク１０へ送信可能となる。即ち、図４（ｂ）のようにＭＨ３１からコアネットワーク１０への送信データＰ１は、ＭＨ３２からコアネットワーク１０への送信データＰ２とともにＮＡＩ２２側アクセス回線４２を介してコアネットワーク１０へ送信される。
【００３５】
次に、ＭＨが切替を意識する態様について説明する。図６は、ＭＨが切替を意識する態様における状態遷移図であり、図７は、図６の例でのＭＭＦの制御動作を示す流れ図である。図６（ａ）に示すＭＭＦ５０が切替指示を出すまでは、各ＡＩ２１、２２はコアネットワーク１０との接続状況を定期的にＭＭＦ５０に報告する。ＭＭＦ５０では、図７に示すように、各ＡＩとコアネットワーク１０との接続状況情報を各ＡＩから受信し（Ｓ１１）、当該接続状況情報に基づいて、一方のＡＩの回線品質が、所定条件に照らし、劣悪になっているか否かを判断する（Ｓ１２）。ここでの所定条件としては、前述したＭＨが切替を意識しない態様と同様に、ＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度が所定の閾値を下回ったことを条件としてもよいし、また、今後の移動予測に基づき予測されたＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度予測値が、所定の閾値を下回ったことを条件としてもよい。
【００３６】
Ｓ１２で何れのＡＩの回線品質も劣悪でないと判断されれば、Ｓ１１へ戻り、処理を繰り返す。Ｓ１２で一方のＡＩの回線品質が劣悪であると判断されれば、ＯＡＩ２１、コアネットワーク１０及びＯＡＩ２１側のＭＨ３１に対して切替指示を送信する（Ｓ１３）。具体的には、ＯＡＩ２１には閉塞状態となるよう指示し、コアネットワーク１０にはＦＡＩ２２側のＡＲ１２からデータを送信するよう指示し、さらに、ＭＨ３１には、ＯＡＩ２１に代わりＮＡＩ２２と接続するよう指示する。
【００３７】
上記の切替指示送信後は、図６（ｂ）に示すように、切替指示を受信したＯＡＩ２１は、コアネットワーク１０との接続を切断することなくデータを送受信させないよう回線４１を閉塞状態とする。また、切替指示を受信したコアネットワーク１０においても、ＯＡＩ２１と接続していたＡＲ１１は、ＯＡＩ２１との接続を維持したままデータを送受信させないよう回線４１を閉塞状態とする。さらに、ＭＨ３１はＯＡＩ２１に代わりＮＡＩ２２との接続を確立する。
【００３８】
このようにして、ＭＮ２０内のＯＡＩ２１側のＭＨ３１が切替を意識した上で、図６（ｂ）のようにＭＨ３１からコアネットワーク１０への送信データＰ１は、ＭＨ３１とＮＡＩ２２間の接続リンクを経由しＮＡＩ２２側アクセス回線４２を介してコアネットワーク１０へ送信可能となる。
【００３９】
以上のようなＭＨが切替を意識しない切替態様とＭＨが切替を意識する切替態様の何れにおいても、通常のハンドオーバ手順のようにネットワーク全体に伝播したり又は送信元に通知することなく、ローカルに切り替える。このため、ＯＡＩ側の回線が切断しローカルでない切替処理が行われることによるパケットロス及びハンドオーバ処理遅延を回避することができ、シームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００４０】
なお、上記では、ＭＮ２０において、コアネットワーク１０との接続確立で用いるＡＩを、ＯＡＩ２１からＮＡＩ２２へ切り替える例を説明したが、３つ以上のＡＩが存在する状況でＭＭＦ５０が切替先の１つのＡＩを選択する際には、例えば、各ＡＩとコアネットワーク１０との電波強度のうち、最大値となる電波強度に対応するＡＩを選択してもよいし、また、今後の移動予測に基づき予測された各ＡＩとコアネットワーク１０との電波強度予測値のうち、最大値となる電波強度予測値に対応するＡＩを選択してもよい。
【００４１】
［第２実施形態］
図８は、第２実施形態における移動通信システム１Ｓの初期状態を示す構成図である。同図に示すように、移動通信システム１Ｓは、複数のＡＲ１１、１２を含んで構成されたコアネットワーク１０と、複数のＡＩ２１、２２、ＭＨ３１、及び移動管理と切替指示をつかさどる機能（ＭＭＦ：Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を備えた制御装置（ＭＭＦ）５０を含んで構成されたＭＮ２０とから構成される。ＭＨ３１は、ＡＩ２１の回線４１又はＡＩ２２の回線４２の何れかを介して、コアネットワーク１０側の何れかのＡＲと接続し、データの送受信を行う。
【００４２】
なお、ＭＮ２０は、図８において左から右へ移動するものとする。２つのＡＩ２１、２２のうち、進行方向前方のＡＩ２２をＮＡＩ（Ｎｅｗ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼び、進行方向後方のＡＩ２１をＯＡＩ（Ｏｌｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼ぶ。このようにＭＮ２０は、２つのＡＩ２１、２２マルチホーミングされた移動するネットワークとする。
【００４３】
図９は、第２実施形態におけるＭＭＦ５０の機能ブロック構成図である。同図に示すように、ＭＭＦ５０が接続状況取得部５１、ハンドオーバ予測部５２、変更部５３及び下り制御部５４を含んで構成される点は、第１実施形態のＭＭＦ５０（図２）と同様である。ただし、接続状況取得部５１は、全てのＡＩの位置関係を把握する位置関係把握部５１Ａと、各ＡＩから通知される、各ＡＩとコアネットワーク１０との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元ＡＲと切替先ＡＲの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信する情報受信部５１Ｂとを含んで構成されており、ハンドオーバ予測部５２は、把握された各ＡＩの位置関係、並びに、受信された接続状況情報及び切替情報に基づいて、後述する把握ロジックに従って、ＭＮ２０に関する少なくとも速度情報を把握する速度把握部５２Ａと、把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測する予測部５２Ｂとを含んで構成されている。速度把握部５２Ａは、２つのＡＩ２１、２２間の距離ｘの情報を予め記憶しており、各ＡＩからの切替情報に基づいて、隣接する切替が同一ＡＲ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔと２つのＡＩ間の距離ｘより、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、ＭＮ２０に関する速度として把握する。
【００４４】
以下、ＭＭＦ５０により実行される１つのＡＩの組合せ（即ち、２つのＡＩ２１、２２）からの切替情報に基づく速度把握処理を、図１０の流れ図及び図８、１１、１２の状態図に基づいて説明する。処理開始時に移動通信システムは図８の初期状態にあるものとし、各ＡＩ２１、２２はコアネットワーク１０との接続状況を定期的にＭＭＦ５０に報告しているものとする。
【００４５】
ＭＭＦ５０は、図１０に示すように、各ＡＩとコアネットワーク１０との接続状況情報を各ＡＩから受信し（Ｓ２１）、当該接続状況情報に基づいて、一方のＡＩの回線品質が、所定条件に照らし、劣悪になっているか否かを判断する（Ｓ２２）。ここでの所定条件としては、第１実施形態と同様に、ＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度が所定の閾値を下回ったことを条件としてもよいし、また、今後の移動予測に基づき予測されたＡＩとコアネットワーク１０との間の電波強度予測値が、所定の閾値を下回ったことを条件としてもよい。
【００４６】
Ｓ２２で何れのＡＩの回線品質も劣悪でないと判断されれば、Ｓ２１へ戻り、処理を繰り返す。Ｓ２２で一方のＡＩの回線品質が劣悪であると判断されれば、当該ＡＩとコアネットワーク１０に対して切替指示を送信する（Ｓ２３）。ここでは、図８の初期状態（各ＡＩが同一ＡＲ１１に接続された状態）において、ＭＮ２０が図８において右方向へ移動することにより、まず、ＮＡＩ２２の回線４２の品質が劣化し、Ｓ２２で回線４２の品質が劣悪であると判断される。このため、ＭＭＦ５０は、ＮＡＩ２２とコアネットワーク１０に対して、ＮＡＩ２２の接続先を現在のＡＲ１１から新たなＡＲへ切り替えるよう切替指示を送信する。
【００４７】
この切替指示を受信したＮＡＩ２２及びコアネットワーク１０は、図１１のように、ＮＡＩ２２の接続先を新たなＡＲ１２へ切り替え、ＡＲ１２とＮＡＩ２２との間を回線４２により接続する。そして、新たなＡＲ１２の位置情報と、当該ＡＲ１２への切替を完了した時刻（切替時刻）ｔ１の情報とをＭＭＦ５０へ送信する。
【００４８】
ＭＭＦ５０は、新たなＡＲ１２の位置情報及び切替時刻ｔ１の情報をＮＡＩ２２から受信し蓄積する（Ｓ２４）。この時点では一方のＡＩ２２しか切り替えていないため、Ｓ２５で否定判断され、Ｓ２１へ戻り、Ｓ２１以降の処理を再度実行する。
【００４９】
そして、図１１の状態において、ＭＮ２０が図８において右方向へ更に移動することにより、次に、ＯＡＩ２１の回線４１の品質が劣化し、Ｓ２２で回線４１の品質が劣悪であると判断される。このため、ＭＭＦ５０は、ＯＡＩ２１とコアネットワーク１０に対して、ＯＡＩ２１の接続先を現在のＡＲ１１から新たなＡＲへ切り替えるよう切替指示を送信する。
【００５０】
この切替指示を受信したＯＡＩ２１及びコアネットワーク１０は、図１２のように、ＯＡＩ２１の接続先を新たなＡＲ１２へ切り替え、ＡＲ１２とＯＡＩ２１との間を回線４１により接続する。そして、新たなＡＲ１２の位置情報と、当該ＡＲ１２への切替を完了した時刻（切替時刻）ｔ２の情報とをＭＭＦ５０へ送信する。
【００５１】
ＭＭＦ５０は、新たなＡＲ１２の位置情報及び切替時刻ｔ２の情報をＯＡＩ２１から受信し蓄積する（Ｓ２４）。この時点では２つのＡＩ全てから新たなＡＲの位置情報及び切替時刻の情報を受信しているため、Ｓ２５で肯定判断され、Ｓ２６へ進む。
【００５２】
Ｓ２６では、速度把握部５２Ａが、ＮＡＩ２２の新たなＡＲ１２の位置情報とＯＡＩ２１の新たなＡＲ１２の位置情報とが一致することをもって、２つのＡＩ２２、２１の切替が同一ＡＲ間の切替であることを認識し、予め記憶したＡＩ２１、２２間の距離ｘと２つの切替の切替時刻差ｔ（ｔは（ｔ２−ｔ１）に相当）より、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、ＭＮ２０に関する速度として把握する。また、このとき、速度把握部５２Ａは、ＮＡＩ２２を前方、ＯＡＩ２１を後方とした進行方向を、ＭＮ２０の進行方向として把握することができる。さらに、Ｓ２７では、予測部５２Ｂが、上記把握されたＭＮ２０の速度及び進行方向から、今後のＭＮ２０の移動及び電波強度変化を予測することができる。
【００５３】
なお、上記では、１つのＡＩの組合せ（即ち、２つのＡＩ２１、２２）からの切替情報に基づくＭＮの速度把握について説明したが、上記技術を応用することで、複数のＡＩの組合せ（即ち、３つ以上のＡＩ）からの切替情報に基づいて、以下のようにしてＭＮの速度及び進行方向を把握することが可能となる。
【００５４】
即ち、ＭＭＦ５０により図１４の処理が実行される。Ｓ３１、Ｓ３２では、速度把握部５２Ａが所定の複数のＡＩの組合せのそれぞれについて、前述した図１０の速度把握処理を実行する。例えば、２つのＡＩの組合せからの切替情報より、図１３のように２つの速度ベクトルｖ１、ｖ２が得られる。ここで、各速度ベクトルの方向は把握された進行方向に相当し、各速度ベクトルの大きさは把握された速度の値に相当する。
【００５５】
そして、速度把握部５２Ａは、Ｓ３３にてベクトル和を求め、Ｓ３４では、得られたベクトルより、ＭＮの進行方向及び速度を把握する。図１３の例では、２つの速度ベクトルｖ１、ｖ２のベクトル和を求めることで合成ベクトルＶが得られ、この合成ベクトルＶの方向からＭＮの進行方向を把握し、この合成ベクトルＶの大きさからＭＮの速度を把握することができる。さらに、Ｓ３５では、予測部５２Ｂが、上記把握されたＭＮ２０の速度及び進行方向から、今後のＭＮ２０の移動及び電波強度変化を予測することができる。
【００５６】
以上のように、１つのＡＩの組合せ（２つのＡＩ）からの切替情報、複数のＡＩの組合せ（３つ以上のＡＩ）からの切替情報の何れからも、ＭＮ２０の速度及び進行方向を把握することができ、当該把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測するため、精度の良いハンドオーバ予測情報を得ることが可能となり、より確実にシームレスなハンドオーバを実現することができる。
【００５７】
なお、上記の各実施形態では、本発明をＭＮ（移動するネットワーク）に適用したケースを説明したが、本発明をＭＨ（移動するホスト）に適用したケースも同様の動作を行うことで、同様の効果を得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及びネットワークにおいては、各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質が移動に伴って変化するという特徴に着目し、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を取得し又は今後のハンドオーバを予測した上で、当該接続状況情報又は今後のハンドオーバ予測情報に基づいて、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる。このため、従来は各アクセスインタフェースに接続された回線の通信品質の変化を予測せずにハンドオーバ処理遅延が発生していたところ、上記の接続状況情報又はハンドオーバ予測情報に基づくアクセスインタフェースの動的変更により、ハンドオーバ処理遅延を最小化してパケットロスを回避し、シームレスなハンドオーバを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における移動通信システムの構成図である。
【図２】第１実施形態におけるＭＭＦの機能ブロック構成図である。
【図３】マルチホーミングを有する移動するネットワークにおいて、マルチホーミングを利用したシームレスハンドオーバのロジックを示す図であり、（ａ）はハンドオーバ前の状態を、（ｂ）はハンドオーバ開始時の状態を、（ｃ）はハンドオーバ完了後の状態を、それぞれ示す。
【図４】ＭＨが切替を意識しない態様における状態遷移図であり、（ａ）はＭＭＦが切替指示を出す前の状態を、（ｂ）はＭＭＦが切替指示を出した後の状態を、それぞれ示す。
【図５】図４の例でのＭＭＦの制御動作を示す流れ図である。
【図６】ＭＨが切替を意識する態様における状態遷移図であり、（ａ）はＭＭＦが切替指示を出す前の状態を、（ｂ）はＭＭＦが切替指示を出した後の状態を、それぞれ示す。
【図７】図６の例でのＭＭＦの制御動作を示す流れ図である。
【図８】第２実施形態における移動通信システムの初期状態を示す図である。
【図９】第２実施形態におけるＭＭＦの機能ブロック構成図である。
【図１０】ＡＩの１つの組合せからの情報に基づく速度把握処理を示す流れ図である。
【図１１】ＮＡＩが新ＡＲに切り替わった直後の状態を示す図である。
【図１２】ＯＡＩが新ＡＲに切り替わった直後の状態を示す図である。
【図１３】ベクトル和を求める処理を説明するための図である。
【図１４】ＡＩの複数の組合せからの情報に基づく速度及び方向把握処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
１、１Ｓ…移動通信システム、１０…コアネットワーク、１１、１２…アクセスルータ（ＡＲ）、２０…移動するネットワーク（ＭＮ）、２１、２２…アクセスインターフェース（ＡＩ）、３１、３２…移動するホスト（ＭＨ）、４１、４２…回線、５０…制御装置（ＭＭＦ）、５１…接続状況取得部、５１Ａ…位置関係把握部、５１Ｂ…情報受信部、５２…ハンドオーバ予測部、５２Ａ…速度把握部、５２Ｂ…予測部、５３…変更部、５４…下り制御部、Ｐ１、Ｐ２…送信データ、ｔ…切替時刻差、ｔ１、ｔ２…切替時刻、Ｖ…合成ベクトル、ｖ１、ｖ２…速度ベクトル、ｘ…ＡＩ間の距離。
Claims (29)
- 移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースと、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置とを含んで構成された移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法であって、
前記制御装置は、各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させることを特徴とするハンドオーバ制御方法。 - 前記制御装置は、アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、
所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースについては、データの送受信を継続し、適正アクセスインタフェース以外のアクセスインタフェースについては、コアネットワーク網との接続を維持しつつデータの送受信不能な閉塞状態とすることを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ制御方法。 - 前記制御装置は、アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、
移動するホストが所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースと接続している場合、及び移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続している場合は、データの送受信を継続し、移動するホストが適正アクセスインタフェースと接続されておらず且つ移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続していない場合は、当該移動するホストと適正アクセスインタフェースとの接続又は当該移動するホストに接続されたアクセスインタフェースと適正アクセスインタフェースとの接続を確立して通信を継続する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンドオーバ制御方法。 - 前記制御装置は、コアネットワーク網からの下りのデータを、コアネットワーク網におけるアクセスルータのうち適正アクセスインタフェースと接続しているアクセスルータから送信するよう制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハンドオーバ制御方法。
- 前記所定条件は、当該アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度が所定の閾値を下回ることであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハンドオーバ制御方法。
- 前記所定条件は、今後の移動予測に基づき予測された当該アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度予測値が、所定の閾値を下回ることであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハンドオーバ制御方法。
- 前記所定ロジックは、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度のうち、最大値となる電波強度に対応するアクセスインタフェースを選択することであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のハンドオーバ制御方法。
- 前記所定ロジックは、今後の移動予測に基づき予測された各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度予測値のうち、最大値となる電波強度予測値に対応するアクセスインタフェースを選択することであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のハンドオーバ制御方法。
- 前記制御装置は、
移動するホスト及び移動するネットワークに接続された全てのアクセスインタフェースの位置関係を把握し、
各アクセスインタフェースから通知される、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信し、
所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握し、
把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測する、
ことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ制御方法。 - 前記制御装置は、前記速度情報の把握においては、
２つのアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、
各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘより、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、移動するホスト及び移動するネットワークに関する速度として把握する、
ことを特徴とする請求項９記載のハンドオーバ制御方法。 - 前記制御装置は、前記速度情報の把握においては、
３以上のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、
各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘとの複数の組合せより、各組合せについて、該当する２つのアクセスインタフェース間を結び先に切替が行われたアクセスインタフェースを先頭とする方向を進行方向として、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を速度として、それぞれ把握し、
各組合せについての速度ベクトルのベクトル和を求め、得られたベクトル和より、移動するホスト及び移動するネットワークの進行方向及び速度を把握する、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のハンドオーバ制御方法。 - 移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースと、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置とを含んで構成された移動通信システムであって、
前記制御装置が、
各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を各アクセスインタフェースから取得する接続状況取得手段と、
各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報に基づいて今後のハンドオーバを予測するハンドオーバ予測手段と、
各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる変更手段と、
を備えたことを特徴とする移動通信システム。 - 前記変更手段が、
アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、
所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースについては、データの送受信を継続し、適正アクセスインタフェース以外のアクセスインタフェースについては、コアネットワーク網との接続を維持しつつデータの送受信不能な閉塞状態とすることを特徴とする請求項１２記載の移動通信システム。 - 前記変更手段が、
アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、
移動するホストが所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースと接続している場合、及び移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続している場合は、データの送受信を継続し、移動するホストが適正アクセスインタフェースと接続されておらず且つ移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続していない場合は、当該移動するホストと適正アクセスインタフェースとの接続又は当該移動するホストに接続されたアクセスインタフェースと適正アクセスインタフェースとの接続を確立して通信を継続する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の移動通信システム。 - 前記制御装置が、
コアネットワーク網からの下りのデータを、コアネットワーク網におけるアクセスルータのうち適正アクセスインタフェースと接続しているアクセスルータから送信するよう制御する下り制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の移動通信システム。 - 前記所定条件は、当該アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度が所定の閾値を下回ることであることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の移動通信システム。
- 前記所定条件は、今後の移動予測に基づき予測された当該アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度予測値が、所定の閾値を下回ることであることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の移動通信システム。
- 前記所定ロジックは、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度のうち、最大値となる電波強度に対応するアクセスインタフェースを選択することであることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の移動通信システム。
- 前記所定ロジックは、今後の移動予測に基づき予測された各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との電波強度予測値のうち、最大値となる電波強度予測値に対応するアクセスインタフェースを選択することであることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のハンドオーバ制御方法。
- 前記接続状況取得手段が、
移動するホスト及び移動するネットワークに接続された全てのアクセスインタフェースの位置関係を把握する位置関係把握手段と、
各アクセスインタフェースから通知される、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信する情報受信手段とを含んで構成され、
前記ハンドオーバ予測手段が、
把握された各アクセスインタフェースの位置関係、並びに、受信された接続状況情報及び切替情報に基づいて所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握する速度把握手段と、
把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測する予測手段とを含んで構成されたことを特徴とする請求項１２記載の移動通信システム。 - 前記速度把握手段が、
２つのアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、
各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘより、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、移動するホスト及び移動するネットワークに関する速度として把握する、
ことを特徴とする請求項２０記載の移動通信システム。 - 前記速度把握手段が、
３以上のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、
各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘとの複数の組合せより、各組合せについて、該当する２つのアクセスインタフェース間を結び先に切替が行われたアクセスインタフェースを先頭とする方向を進行方向として、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を速度として、それぞれ把握し、
各組合せについての速度ベクトルのベクトル和を求め、得られたベクトル和より、移動するホスト及び移動するネットワークの進行方向及び速度を把握する、
ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の移動通信システム。 - 移動するホスト又は複数の移動するホストから成る移動するネットワークと、当該移動するホスト又は移動するネットワークにおけるコアネットワーク網との接続インタフェースとなり相互に接続可能な複数のアクセスインタフェースとともに移動通信システムを構成し、前記アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続に関するハンドオーバを制御する制御装置であって、
各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報を各アクセスインタフェースから取得する接続状況取得手段と、
各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報に基づいて今後のハンドオーバを予測するハンドオーバ予測手段と、
各アクセスインタフェースにおけるコアネットワーク網との接続状況情報又は今後のハンドオーバの予測情報に基づいて、所定条件の成立時に、所定ロジックに従い、接続インタフェースとして採用するアクセスインタフェースを動的に変更させる変更手段と、
を備えた制御装置。 - 前記変更手段が、
アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、
所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースについては、データの送受信を継続し、適正アクセスインタフェース以外のアクセスインタフェースについては、コアネットワーク網との接続を維持しつつデータの送受信不能な閉塞状態とすることを特徴とする請求項２３記載の制御装置。 - 前記変更手段が、
アクセスインタフェースを動的に変更させる際に、
移動するホストが所定の通信品質を維持可能な適正アクセスインタフェースと接続している場合、及び移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続している場合は、データの送受信を継続し、移動するホストが適正アクセスインタフェースと接続されておらず且つ移動するホストに接続されたアクセスインタフェースが適正アクセスインタフェースと接続していない場合は、当該移動するホストと適正アクセスインタフェースとの接続又は当該移動するホストに接続されたアクセスインタフェースと適正アクセスインタフェースとの接続を確立して通信を継続する
ことを特徴とする請求項２３又は２４に記載の制御装置。 - コアネットワーク網からの下りのデータを、コアネットワーク網におけるアクセスルータのうち適正アクセスインタフェースと接続しているアクセスルータから送信するよう制御する下り制御手段をさらに備えた請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の制御装置。
- 前記接続状況取得手段が、
移動するホスト及び移動するネットワークに接続された全てのアクセスインタフェースの位置関係を把握する位置関係把握手段と、
各アクセスインタフェースから通知される、各アクセスインタフェースとコアネットワーク網との接続状況情報、並びに、切替発生時の切替元アクセスルータと切替先アクセスルータの識別情報及び切替完了時刻情報を含む切替情報を受信する情報受信手段とを含んで構成され、
前記ハンドオーバ予測手段が、
把握された各アクセスインタフェースの位置関係、並びに、受信された接続状況情報及び切替情報に基づいて所定の把握ロジックに従って、移動するホスト及び移動するネットワークに関する少なくとも速度情報を把握する速度把握手段と、
把握した情報から今後の移動及び電波強度変化を予測する予測手段とを含んで構成されたことを特徴とする請求項２３記載の制御装置。 - 前記速度把握手段が、
２つのアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、
各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘより、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を、移動するホスト及び移動するネットワークに関する速度として把握する、
ことを特徴とする請求項２７記載の制御装置。 - 前記速度把握手段が、
３以上のアクセスインタフェースによりマルチホーミングされた移動するホスト及び移動するネットワークについては、
各アクセスインタフェースからの前記切替情報に基づいて、隣接する切替が同一アクセスルータ間の切替であることを認識した際に、当該隣接する切替における切替時刻差ｔとアクセスインタフェース間の距離ｘとの複数の組合せより、各組合せについて、該当する２つのアクセスインタフェース間を結び先に切替が行われたアクセスインタフェースを先頭とする方向を進行方向として、距離ｘを切替時刻差ｔにより除して得られた値を速度として、それぞれ把握し、
各組合せについての速度ベクトルのベクトル和を求め、得られたベクトル和より、移動するホスト及び移動するネットワークの進行方向及び速度を把握する、
ことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の制御装置。
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