JP2005130433A - Ip基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置及びこれを利用したハンドオフ方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 通信モバイルアドホックネットワーク上で動作するネットワーク装置間のパケット受信時、信号強度によって移動性を判断して、新しいアクセスルータへのハンドオフを決定する移動性判断部と、移動性判断部の判断結果によって、新しいアクセスルータへのハンドオフを予め実行し、ハンドオフのための新しいアクセスルータに関する情報を設定するルータ設定部と、移動性判断部の判断結果によって、予め設定された情報を用いて、新しいアクセスルータへのハンドオフを実行するハンドオフ処理部とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
最近、MANETの必要性が増加するに伴って、MANETでネットワーク装置が通信するために必要な技術に関する関心が急増している。
特に、MANETでネットワーク装置に所定のIPを割り当てて自由なインターネットサービスを提供できるようにするために、MANETにモバイルIPを適用させようとする試みが継続的になされている。
図示のように、本発明による移動ネットワークシステムは、複数のネットワーク装置(101、102、…、10n)100と、複数のネットワーク装置100の中に所定のネットワーク範囲で動作するネットワーク装置100を対象にしてインターネットサービスを提供する現在アクセスルータ301と、現在アクセスルータ301の領域内の所定のネットワーク装置100が移動する方向の新しいアクセスルータ302とで構成される。
ネットワーク装置100は、所定のネットワーク装置100との通信リンクを介して現在アクセスルータ301に接続されてインターネットサービスを利用するものであって、通信リンクを介して接続されたネットワーク装置100から受信されるパケット信号強度によって移動性を判断し、判断結果によって、新しいアクセスルータ302へのハンドオフのために要求されるハンドオフ設定動作を予め実行したり、新しいアクセスルータ302へのハンドオフを実行したりするハンドオフモジュールを含む。
図示のように、ハンドオフモジュール150は、移動性判断部151と、ルータ設定部153と、ハンドオフ処理部155と、気付アドレス(Care of Address:以下、CoAと言う)リスト管理部157と、CoAリスト格納部(CoA list DB)159とで構成される。
α‐しきい値とβ‐しきい値は、下記のような式(1)により算出される。
α‐threshold=max_SS×α×SNR
β‐threshold=max_SS×β×SNR ------(1)
上記式中、max_SS:最大の信号強度(maximum signal strength)
α、β:所定の関数(α>β)
SNR:信号対雑音の比
この際、各ネットワーク装置100は、無差別モード(promiscuous mode)で動作するように設定され、周辺ノードでNI Reqメッセージをブロードキャストしたネットワーク装置に転送するNI Repメッセージを確認し、自身と同じアクセスルータアドレスを有するメッセージがあれば、NI Repメッセージを転送しない。
ルータ設定部153は、移動性判断部151の判断結果によって提供されるNI Repメッセージを通じて得られる情報を用いて新しいアクセスルータ302に対するCoA(以下、nCoAと言う)を生成する。
CoAリスト格納部159は、CoAリスト管理部157の動作制御によって転送される所定のCoAを格納する。
図5Aは、移動性判断部151でネットワーク装置101の移動方向を判断するために、1ホップ領域のネットワーク装置100に隣り合う領域の情報を要求するNI Reqメッセージを示す図である。
図示のように、隣り合う領域の情報を要求するメッセージであることを示す8ビットのタイプフィールドと、メッセージを転送するネットワーク装置に関する情報を示す16ビットの識別子(識別子)フィールドとで構成される。
図示のように、NI Repメッセージは、隣り合う領域の情報を含むメッセージであることを示す8ビットのタイプフィールドと、メッセージを転送するネットワーク装置101に関する情報を示す16ビットの識別子フィールドと、アクセスルータアドレスを示す64ビットのルータアドレスフィールドと、アクセスルータのプレフィックス情報を示すnビットのプレフィックス情報(Prefix Information)フィールドとで構成される。
図示のように、NMメッセージは、ネットワーク装置101の移動を知らせるメッセージであることを示す8ビットのタイプフィールドと、メッセージを転送するネットワーク装置に関する情報を示す16ビットの識別子フィールドと、移動する新しいアクセスルータのアドレスを示す64ビットのルータアドレスフィールドとで構成される。
図示のように、NM ACKメッセージは、ネットワーク装置のNMメッセージ確認を知らせるメッセージであることを示す8ビットのタイプフィールドと、メッセージを転送する現在アクセスルータに関する情報を示す16ビットの識別子フィールドとで構成される。CoAリスト管理部157は、ルータ設定部103で生成されたnCoAリストの管理に必要な追加、削除、検索に対する全ての動作を実行する。
図示のように、CoAリストは、アクセスルータのアドレスを示すアクセスルータアドレスフィールドと、アクセスルータのプレフィックス情報を示すプレフィックス情報フィールドと、アクセスルータの領域で使用する臨時アドレスを示す気付アドレスフィールドと、サービスを待機させる時間を示すライフタイム(Life Time)フィールドとで構成される。
判別の結果、β‐しきい値以上且つα‐しきい値以下ならば、移動性判断部151では、第1のネットワーク装置101が新しいアクセスルータ302へ移動することによるハンドオフを予め設定するためのハンドオフ設定動作を実行する。
次に、移動性判断部151では、ブロードキャストしたNI Reqメッセージに対する応答としてNI Repメッセージが受信されると、パケット受信時の信号の電力強度がβ‐しきい値以上且つα‐しきい値以下なのか否かを判別し、β‐しきい値以上且つα‐しきい値以下ならば、受信されたNI Repメッセージをルータ設定部153に転送する。
前記受信時、パケットの信号強度がβ‐しきい値以上で且つα‐しきい値以下なのか否かを判別する過程で、電力強度がβ‐しきい値以下ならば、移動性判断部151では、ハンドオフ処理部155を実行させてハンドオフが実行されるようにする。
参考に、前述した本発明の一実施の形態によるIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置は、各モジュールが全てハードウェアで構成されるか、一部のモジュールがソフトウェアで構成されるか、または、全体モジュールがソフトウェアで構成されることができる。
図示のように、本発明によるハンドオフ方法は、大きく、待機モード(Ready mode)、設定モード(Configuration mode)、ハンドオフ通知モード(Notify Handoff mode)、及び、新しい接続モード(New Connection mode)よりなる。
このような待機モード状態で第1のネットワーク装置101ユーザにより位置が移動すれば、移動性判断部151では、第2のネットワーク装置102から受信されるパケットの信号強度を判断した後、現在アクセスルータ301から新しいアクセスルータ302への移動を感知し、隣接した1ホップ領域のネットワーク装置100に隣り合う領域の情報を要求するNI Reqメッセージをブロードキャストする。
判別の結果、SSがα‐しきい値以下ならば(S2で「はい」)、ルータ設定部153を実行させてハンドオフを予め設定するが、まず、設定動作を重複実行することを防ぐために、NI_flagの値が「set」か否かを判別する(S3)。
仮りに、SSがβ‐しきい値以上且つα‐しきい値未満でなければ、動作を終了する。
図8に示すように、第1のネットワーク装置101からブロードキャストされたNI Reqメッセージを受信した1ホップ領域のネットワーク装置100では、NI Repメッセージを生成して第1のネットワーク装置101に転送する。
判別の結果、SSがβ‐しきい値未満ならば(S13で「はい」)、ハンドオフ処理部155を実行させて現在アクセスルータ301に新しいアクセスルータ302へのハンドオフを知らせるハンドオフ通知(Notify Handoff mode)動作を実行する(S14)。
判別の結果、SSがα‐しきい値を超過すると(S15で「はい」)、ルータ設定部153を実行させて新しいアクセスルータ302に関する情報を設定するために、ハンドオフ動作を予め実行する新しいアクセスルータ設定(NAR Configuration)動作を実行する(S16)。
仮りに、SSがβ-しきい値超過且つα-しきい値未満であれば、動作を終了する。
図示のように、ルータ設定部153では、NI Repメッセージから得られる新しいアクセスルータ302に関する情報を用いて新しいアクセスルータ302へのルーティング経路を検索する(S21)。
次に、生成されたnCoAに対するアドレスが重複するか否かを新しいアクセスルータ302に確認する重複アドレス検出(Duplication Address Detection;DAD)過程を実行し(S23)、nCoAに対するDAD過程が完了したか否かを判別し(S24)、DADが完了すれば(S24で「はい」)、CoAリスト管理部157によりCoAリストDB159に生成されたnCoAを追加する(S25)。
図示のように、まず、ハンドオフ処理部155では、新しいアクセスルータ302へのハンドオフのために、CoAリスト管理部157によりCoAリストDB159から新しいアクセスルータに対するnCoAを検索する(S31)。
判別の結果、nCoAが検索されれば(S32で「はい」)、検索されたnCoAを現在アクセスルータのCoAに設定する(S37)。
判別の結果、nCoAが検索されなければ(S32で「いいえ」)、NI Repメッセージから得られるアクセスルータのプレフィックス情報を用いて新しいアクセスルータ302に対するnCoAを生成し(S33)、生成されたnCoAに対するアドレス重複可否を新しいアクセスルータに確認要求する(S34)。
図11Aに示すように、仮にアクセスルータAR1に接続された所定のネットワーク装置の中にネットワーク装置Sの移動性判断部151では、ネットワーク装置Aから受信されるパケットの信号強度を測定し、信号強度がα‐しきい値未満且つβ‐しきい値超過であるか否かを判別する。
仮りに、ネットワーク装置Sがユーザにより新しいアクセスルータAR2領域へ完全に移動することによって、ネットワーク装置Aから受信されるパケットの信号強度がβ‐しきい値未満と測定されれば、移動性判断部151では、新しいアクセスルータAR2へのハンドオフのために、ハンドオフ処理部155を実行させる。
ハンドオフ処理部155では、CoAリストから新しいアクセスルータAR2のCoAであるnCoAを検索し、nCoAが検索されなければ、新しいアクセスルータAR2に対するnCoAを生成する。
110 IPv6モジュール
130 ルーティングモジュール
150 ハンドオフモジュール
151 移動性判断部
153 ルータ設定部
155 ハンドオフ処理部
157 CoAリスト管理部
159 CoAリストDB
301 現在アクセスルータ
302 新しいアクセスルータ
Claims (15)
- 通信モバイルアドホックネットワーク上で動作するネットワーク装置間のパケット受信時、信号強度によって移動性を判断して、新しいアクセスルータへのハンドオフを決定する移動性判断部と、
前記移動性判断部の判断結果によって、前記新しいアクセスルータへのハンドオフを予め実行し、ハンドオフのための前記新しいアクセスルータに関する情報を設定するルータ設定部と、
前記移動性判断部の判断結果によって、前記予め設定された情報を用いて、前記新しいアクセスルータへのハンドオフを実行するハンドオフ処理部とを備えることを特徴とするIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置。 - 前記ルータ設定部で設定される前記新しいアクセスルータに関する情報を管理するCoAリスト管理部と、
前記CoAリスト管理部の動作制御によって、前記新しいアクセスルータに関する情報を格納するCoAリスト格納部とをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置。 - 前記移動性判断部は、前記信号強度を所定のしきい値と比較して、1ホップの領域の各ネットワーク装置に隣り合う領域の情報を要求するNI Reqメッセージをブロードキャストし、前記NI Reqメッセージに対する応答メッセージを通じてどの方向に移動しているかを判断することを特徴とする請求項1に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置。
- 前記しきい値は、現在アクセスルータの領域から新しいアクセスルータの領域へ移動することによって変化する前記パケットの信号強度に対するα‐しきい値と、新しいアクセスルータの領域へと完全に移動することによって変化する前記パケットの信号強度に対するβ‐しきい値とよりなることを特徴とする請求項3に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置。
- 前記信号強度がβ‐しきい値未満ならば、新しいアクセスルータへのハンドオフを決定し、前記信号強度がα‐しきい値未満且つβ‐しきい値超過ならば、ハンドオフ情報の設定を決定することを特徴とする請求項4に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置。
- 前記移動性判断部は、前記ブロードキャストされるNI Reqメッセージが受信されれば、現在アクセスルータのルータアドレスを用いてNI Repメッセージを生成し、他のネットワーク装置から隣り合う領域の情報を要求したネットワーク装置に転送される応答メッセージを確認して、自身のルータアドレスと同じルータアドレスを有するNI Repメッセージが存在しなければ、前記生成されたNI Repメッセージを転送することを特徴とする請求項3に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置。
- 前記ルータ設定部は、前記移動性判断部から提供されるNI Repメッセージから得られる新しいアクセスルータに関するプレフィックス情報を用いて、前記新しいアクセスルータに関するルータ情報を生成することを特徴とする請求項1に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置。
- 前記ハンドオフ処理部は、前記CoAリスト管理部により前記CoAリスト格納部から新しいアクセスルータに対するnCoAを検出し、検出されたnCoAを用いて前記新しいアクセスルータと接続し、現在アクセスルータとの接続を終了することを特徴とする請求項1に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置。
- 通信モバイルアドホックネットワーク上で動作する所定のネットワーク装置から受信されるパケットの信号強度によって移動性を判断するステップと、
前記移動性の判断結果によって、移動する領域の新しいアクセスルータに関する情報を収集するために、隣り合う領域の情報を要求するステップと、
前記要求による応答メッセージが受信されれば、パケット受信時の信号強度によってハンドオフを決定するステップとを含むことを特徴とするIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置を用いたハンドオフ方法。 - 前記信号強度によって移動性を判断するステップは、前記信号強度を所定のしきい値と比較して、前記信号強度がβ‐しきい値超過且つα‐しきい値未満であるか否かを判断することによって行われることを特徴とする請求項9に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置を用いたハンドオフ方法。
- 前記α‐しきい値は、現在アクセスルータの領域から新しいアクセスルータの領域へ移動することによって変化する前記パケットの信号強度に対するしきい値であり、前記β‐しきい値は、新しいアクセスルータの領域へ完全に移動することによって変化する前記パケットの信号強度に対するしきい値であることを特徴とする請求項10に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置を用いたハンドオフ方法。
- 前記隣り合う領域の情報を要求するステップは、NI Reqメッセージを用いて行われることを特徴とする請求項9に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置を用いたハンドオフ方法。
- 前記NI Reqメッセージが受信されれば、現在アクセスルータのルータアドレスを用いて応答メッセージを生成し、他のネットワーク装置から隣り合う領域の情報を要求したネットワーク装置に転送される応答メッセージを確認して、自身のルータアドレスと同じルータアドレスを有する応答メッセージが存在しなければ、前記生成された応答メッセージを転送することを特徴とする請求項12に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置を用いたハンドオフ方法。
- 前記パケットの信号強度によってハンドオフを決定するステップは、
前記受信されるパケットの信号強度がβ‐しきい値を超過するか否かを判別するステップと、
前記判別の結果、パケットの信号強度がβ‐しきい値未満ならば、新しいアクセスルータへのハンドオフを実行するステップと、
前記判別の結果、パケットの信号強度がβ‐しきい値超過且つα‐しきい値未満ならば、前記新しいアクセスルータへのハンドオフ環境を予め設定するステップとを含むことを特徴とする請求項9に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置を用いたハンドオフ方法。 - 前記応答メッセージが受信されれば、前記受信された応答メッセージから得られるプレフィックスにより前記応答メッセージのアクセスルータアドレスと現在アクセスルータのルータアドレスとを比較するステップをさらに含むことを特徴とする請求項14に記載のIP基盤のモバイルアドホックネットワークシステムにおける安定なハンドオフのためのネットワーク装置を用いたハンドオフ方法。
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