JP2005244590A

JP2005244590A - マルチサービス端末、ハンドオフ方法、ハンドオフプログラム

Info

Publication number: JP2005244590A
Application number: JP2004051565A
Authority: JP
Inventors: Yoneo Watanabe; 米雄渡邊
Original assignee: Samsung Yokohama Research Institute
Current assignee: Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】異種無線通信システムが混在する環境において、通信中のハンドオフ処理時間を削減し、無線通信システムの切り替えがスムースにできるマルチサービス端末、ハンドオフ方法、ハンドオフプログラムを提供する。
【解決手段】ハンドオフ処理の間、マルチサービス端末１００が、ハンドオフ前に通信しているシステム側とハンドオフ後に通信するシステムの両方にデータリンク層及びネットワーク層の接続を維持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、異なる無線通信システム間でハンドオフを行うマルチサービス端末、ハンドオフ方法、ハンドオフプログラムに関する。特に異種無線通信システムが混在している環境において、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌＶｅＲＳｉｏｎ６）を利用して無線通信システム間でハンドオフを行うマルチサービス端末、ハンドオフ方法、ハンドオフプログラムに関する。

ＯＳＩ参照モデル（ＯｐｅｎＳｙＳｔｅｍＳＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌ）の第２層は、データリンク層（ｄａｔａｌｉｎｋｌａｙｅｒ）と呼ばれる。第１層の物理層では電気的なやり取りにおける標準化を目的としていたのに対して、第２層ではやり取りされる電気信号をデータとして認識し、この内容を確認することでコンピュータ同士のポイント・ツー・ポイントのやり取りを実現する。
このデータリンク層以下が互いに異なる異種無線通信システムが混在している環境において、ハンドオフを行う場合について説明する。
図１に示すように、データリンク層以下が互いに異なるシステムＡからシステムＢへハンドオフする場合、マルチサービス端末１００は、どの無線通信システムが利用可能であるかを探索する。

一般に異種無線通信システムが混在する系においては、インターネットプロトコルであるＩＰを用いて相互に接続しようとする。このプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルのプロトコルの階層で言うとネットワーク層にあたる。一方、無線通信システムのサービスは、プロトコルの階層で説明すると、ＩＰよりも下位の層の物理層とデータリンク層のプロトコルで実現する。このように、異なる無線通信システムＡ、Ｂ間では、この物理層とデータリンク層のプロトコルが異なる。

ＩＰより上の層にはアプリケーションの層がある。このＩＰには、バージョン４とバージョン６が存在し、主な違いは、バージョン４のアドレス空間が４８ビットであるに対してバージョン６のアドレス空間は１２８ビットであることであり、バージョン６を用いた場合の方が多くの機器のアドレスを表すことができる。
バージョン６では、端末が移動して、ネットワークアドレスが変わってもＩＰによる通信が継続可能な仕組みをＩＥＴＦ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴａＳｋＦｏｒｃｅ）にてＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６というプロトコルが検討されている。

図１を用いて、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６を実装した従来のマルチサービス端末１００を適用したネットワークの一構成例について説明する。
図１に示すように、当該ネットワークシステムは、インターネットに接続された通信相手ノード１１０をルータ１２０、無線基地局（以下、ＢＳとする）１３０、１４０を介してマルチサービス端末１００と接続して構成される。なお、図１は、２つの無線通信システムＡ、Ｂから構成されるネットワークシステムを示すが、２つ以上の無線通信システムから構成されてもよい。
マルチサービス端末１００は、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６のモバイルノード（ＭＮ）機能を実装し、無線通信システムＡあるいは無線通信システムＢを経由して通信相手である通信相手ノード１１０と通信を行う。また、通信相手ノード１１０には、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６のコレスポンデントノード（ＣＮ）機能を実装する。また、ルータ１２０は、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６のホームエージェント機能を実装する。

マルチサービス端末１００が通常存在するネットワークは、ホームネットワークと呼ばれ、ユーザが普段サービスを受けているネットワークである。また、マルチサービス端末１００が移動し、ホームネットワークから離れて通信を行う滞在先のネットワークは、フォーリンネットワークと呼ばれ、普段使用していないで移動に伴う訪問先のネットワークである。
図１では、システムＡ側のネットワークをホームネットワークとし、システムＢ側のネットワークをフォーリンネットワークとする。この場合、ルータ１２０はホームエージェントを有し、このホームエージェントがマルチサービス端末１００の移動の管理を行う。

例えば、マルチサービス端末１００がホームネットワークにいる場合、マルチサービス端末１００は、ホームエージェントであるルータ１２０に、マルチサービス端末１００がホームネットワークに在圏することを登録する。また、マルチサービス端末１００がホームネットワークからフォーリンネットワークに移動した場合、マルチサービス端末１００は、その旨をホームエージェントであるルータ１２０に通知し、マルチサービス端末１００宛のデータをフォーリンネットワークヘ転送するように要求する。この要求を受けて、ホームエージェントであるルータ１２０は、移動先にいるマルチサービス端末１００にデータを転送する機能を持つ。

ＢＳ１３０は無線通信システムＡの基地局、ＢＳ１４０は無線通信システムＢの基地局であり、システムＡ、Ｂにおける点線で囲んだ楕円は無線通信システムＡ、Ｂそれぞれの通信可能範囲を示す。無線通信システムＡと無線通信システムＢは、ルータ１２０等のネットワーク機器を用いて相互にインターネット等のコアネットワークで接続される。ルータ１２０は、それぞれのシステムがコアネットワークと接続しているゲートウェイ装置でもあり、システムＡとシステムＢとコアネットワークとを接続している。
デビット・ジョンソン（David B. JohnＳon）著，「モビリティサポートインアイピーブイ６ (Mobility Ｓupport in ＩＰv６)」，（米国），アイ・イー・ティー・エフモバイルアイピーワーキンググループ（IETF Mobile ＩＰ Working Group），２００２年１０月２９日，

ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６を実装したマルチサービス端末１００が、図１に示す異種無線通信システム間でハンドオフを実行する場合、データリンク層でハンドオフのトリガを検出してから、実際に異なるシステムにハンドオフするまで、ハンドオフ処理に時間がかかり、パケットロスやデータの遅延が発生する。
この従来のモバイルＩＰを用いた異種システム間のハンドオフについて説明する。
図９は、ホームネットワークからフォーリンネットワークヘの異種システム間ハンドオフの処理フローを示す。図９において、ＭＮ（モバイルノード）はマルチサービス端末１００を示し、「ＨｏｍｅＩ／Ｆ」はマルチサービス端末１００のホームネットワーク側のインターフェースを、「ＦｏｒｅｉｇｎＩ／Ｆ」はマルチサービス端末１００のフォーリンネットワークインターフェース２１０を示す。また、ＨＡ（ホームエージェント）はルータ１２０を示し、ＣＮは通信相手ノード１１０を示す。

図９のステップＳ１で、マルチサービス端末１００は、ルータ要請ＲＳ（ＲｏｕｔｅｒＳｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ）を送信し、応答であるルータ広告ＲＡ（ＲｏｕｔｅｒＡｄｖｅｒｔｉＳｅｍｅｎｔ）を受信することによって、現在接続されているネットワーク切断の有無を判断する。ルータ１２０は、このルータ広告ＲＡを定期的に送信している。
データリンク層が切断される、あるいは、ルータ広告ＲＡの受信が何回か失敗することを検出すると、マルチサービス端末１００は、そのネットワークの接続が切断されたと判断する。これが異種システム間ハンドオフのトリガとなって、マルチサービス端末１００は、ホームネットワークインターフェース２００に割当てられていたＩＰアドレスを削除するとともに、ＩＰの経路表も削除する。

ステップＳ２で、マルチサービス端末１００は、データリンク層の接続処理を行うとともに、フォーリンネットワークインターフェース２１０にＩＰアドレスを自動的に割当て、アドレス重複チェックを行う。
ステップＳ３で、マルチサービス端末１００は、そのＩＰアドレスを用いてネットワーク層の接続を行う。具体的には、マルチサービス端末１００は、ルータ１２０のフォーリンネットワークインターフェース２１０から送出されるネットワーク層のメッセージであるルータ広告ＲＡを受信することによって、フォーリンネットワークに移動したことを検出する。
なお、ここで受信するルータ広告ＲＡは、ルータ１２０がホームネットワークインターフェース２００及びフォーリンネットワークインターフェース２１０にそれぞれ定期的に送出しているものである。このルータ広告ＲＡには、ネットワークの識別子が含まれており、そのネットワークに在圏する端末が受信すると、その端末がどのネットワークに在圏しているが判断することができる。ホームネットワークとフォーリンネットワークでは異なる識別子になっている。つまり、この場合、データリンク層が切断してから、およそルータ広告ＲＡの受信間隔分、フォーリンネットワークに移動したことを検出するのに時間がかがる。

ステップＳ４で、マルチサービス端末１００は、フォーリンネットワークインターフェース２１０を用いて、フォーリンネットワークヘ移動したことを示す移動通知ＢＵ（ＢｉｎｄｉｎｇＵｐｄａｔｅ）をルータ１２０に送信する。
ステップＳ５で、ルータ１２０は、移動通知ＢＵを送信したマルチサービス端末１００のＩＰアドレスが他のマルチサービス端末１００のIPアドレスと重複していないかチェックをする。。ＩＰバージョン６の場合、このアドレス重複チェックは、マルチサービス端末１００がＩＰアドレスをデータリンク層のアドレス等を用いて自動生成するために実行される。このとき、ルータ１２０は、フォーリンネットワークにこのＩＰアドレスを使用している端末がいないか確認するための報知メッセージを送り、その応答がタイムアウト時間内に無ければ、そのＩＰアドレスが重複していないことを確認する。ここで、そのタイムアウト分の時間が必要となる。

ステップＳ６で、ルータ１２０は、移動通知ＢＵの応答である移動確認ＢＡ（ＢｉｎｄｉｎｇＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）をマルチサービス端末１００に送信する。これにより、マルチサービス端末１００がフォーリンネットワークに移動したことがルータ１２０ヘ通知される。
以上により、通信相手ノード１１０とのデータ通信は、ルータ１２０経由で行うことができ、データ通信が再開する。

ステップＳ７で、さらに通信相手ノード１１０にも、新しいシステムに移動したことを移動通知ＢＵを用いて通知する。これにより、ルータ１２０経由でなく、マルチサービス端末１００は直接、通信相手ノード１１０とデータ通信を行える。
以上のステップＳ１〜Ｓ７で行う処理が異種システム間のハンドオフ処理である。
つまり、データ通信は、ステップＳ１まで、ホームネットワークインターフェース２００を用いて行い、ステップＳ６以降は、フォーリンネットワークインターフェース２１０を用いて行われる。ここで、ステップＳ１からＳ６の間は、データ通信が途絶えることになってしまい、この間に送受信したデータはネットワークで廃棄され、マルチサービス端末１００及び通信相手ノード１１０には届かないという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、異種無線通信システムが混在する環境において、通信中のハンドオフ処理時間を削減し、無線通信システムの切り替えがスムースにできるマルチサービス端末、ハンドオフ方法、ハンドオフプログラムを提供することにある。

この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、本発明は、互いに異なる複数の無線通信システムと通信するマルチサービス端末において、ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとの接続を確立するまで、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続をインターネットプロトコル処理部に維持させるバーチカルハンドオフ処理部を具備することを特徴とする。

また、本発明は、前記バーチカルハンドオフ処理部は、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのデータリンク層及びネットワーク層での接続を維持した状態でハンドオフトリガを検出することを特徴とする。

また、本発明は、前記バーチカルハンドオフ処理部は、ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、前記ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとのデータリンク層での接続、ネットワーク層のアドレス生成、アドレス重複チェック完了まで、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続をインターネットプロトコル処理部に維持させることを特徴とする。

また、本発明は、前記バーチカルハンドオフ処理部は、前記ハンドオフ後の無線通信システムへの移動通知を前記ハンドオフ前の無線通信システムを介して、ホームエージェントに送信することを特徴とする。

また、本発明は、前記バーチカルハンドオフ処理部は、無線通信システム間のハンドオフ中、前記インターネットプロトコル処理部にアドレス重複チェックを停止させることを特徴とする。

また、本発明は、互いに異なる複数の無線通信システムの接続を切り替えるハンドオフ方法において、ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、マルチサービス端末が、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとの接続を確立するまで、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続を維持することを特徴とする。

また、本発明は、マルチサービス端末に、互いに異なる複数の無線通信システムの接続を切り替える処理を実行させるためのハンドオフプログラムにおいて、ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとの接続を確立するまで、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続を維持する処理を実行させるためのハンドオフプログラムである。

以上説明したように、本発明によれば、マルチサービス端末が、ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとの接続を確立するまで、ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続を維持する。
このように構成することで、ハンドオフ後の無線通信システムとのデータリンク層の接続確立、ネットワーク層のアドレス生成、アドレス重複チェック中においても、ハンドオフ前の無線通信システムとの間で通信が行われる。
したがって、通信中のハンドオフ処理時間を削減し、無線通信システムの切り替えがスムースにできる効果が得られる。

また、本発明によれば、ハンドオフ後の無線通信システムへの移動通知をハンドオフ前の無線通信システムを介して、ホームエージェントに送信する。
このように構成することで、ハンドオフ後の無線通信システムを介して、移動通知を送信する場合に比べて、ホームエージェントまでの移動通知到着所要時間を短縮することができる。
したがって、ハンドオフにかかる時間を短縮することができ、通信品質の向上効果が得られる。

また、本発明によれば、無線通信システム間のハンドオフ中、アドレス重複チェックを停止させる。
このように構成することで、誤って、ホームエージェントがアドレス重複が発生したと判断しても、その結果を無視して、ハンドオフを行う。
したがって、ハンドオフ前の無線通信システム及びハンドオフ後の無線通信システムそれぞれに接続した状態で、ホームエージェントからのアドレス重複チェックに対して、自マルチサービス端末が応答してしまう場合でも、ハンドオフが失敗することを防止することができる効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

以下、図面を参照して、本発明のマルチサービス端末を適用した異種無線通信システムの一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の異種無線通信システムの構成図である。システム構成は、従来の構成と共通するので、説明を省略し、マルチサービス端末１００の構成について、図２を用いて説明する。
マルチサービス端末１００は、無線システムＡインタフェース部２００、無線システムＢインタフェース処理部２１０、インターネットプロトコル処理部２３０、アプリケーション部２４０、バーチカルハンドオフ処理部２５０などから構成される。
無線システムＡインタフェース部２００は、無線システムＡの物理層、データリンク層を実装し、無線システムＡのＢＳ１３０との間で、データ通信を行う。
無線システムＢインタフェース部２１０は、無線システムＢの物理層、データリンク層を実装し、無線システムＢのＢＳ１４０との間で、データ通信を行う。
インターネットプロトコル部２３０は、インターネットで使用されるネットワーク層、つまりＩＰｖ６とＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６、及びトランスポート層プロトコルを実装する。
アプリケーション部２４０は、無線インターフェースから受信したデータを処理して画面に表示する機能を実装する。

バーチカルハンドオフ処理部２５０は、無線システムＡインタフェース部２００、無線システムＢインタフェース処理部２１０及びインターネットプロトコル処理部２３０を制御して、異種システム間のハンドオフのトリガを判断し、インターネットプロトコル処理部２３０に、ハンドオフの指示を出す機能を実装する。具体的には、バーチカルハンドオフ処理部２５０は、ハンドオフ前の無線通信システム（例えば、無線システムＡ）において、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システム（例えば、無線システムＢ）との接続を確立するまで、ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続をインターネットプロトコル処理部２３０に維持させる。ハンドオフトリガ検出のタイミングは、ハンドオフ前の無線通信システムとのデータリンク層及びネットワーク層での接続を維持した状態において、受信レベルが低下することなどが考えられる。
そして、ハンドオフトリガ検出から、ハンドオフ後の無線通信システムとの接続確立まで、すなわち、ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとのデータリンク層での接続、ネットワーク層のアドレス生成、アドレス重複チェック完了まで、ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続をインターネットプロトコル処理部２３０に維持させる。
また、バーチカルハンドオフ処理部２５０は、インターネットプロトコル処理部２３０を制御して、ハンドオフ後の無線通信システムへの移動通知をハンドオフ前の無線通信システムを介して、ホームエージェントに送信する。また、バーチカルハンドオフ処理部２５０は、無線通信システム間のハンドオフ中、インターネットプロトコル処理部２３０にアドレス重複チェックを停止させる。

次に、図面を参照して、本実施形態のマルチサービス端末１００の動作について説明する。図３は、ホームネットワークからフォーリンネットワークヘの異種システム間ハンドオフの処理フローを示す。図３において、ＭＮはマルチサービス端末１００を示し、「Home I/F」はマルチサービス端末１００のホームネットワーク側のインターフェースを示し、「Foreign I/F」はマルチサービス端末１００のフォーリンネットワークインターフェース２１０を示す。ＨＡはホームエージェントを示し、ＣＮは通信相手ノード１１０を示す。また、「データ送受信の可否」の部分は、通信中にデータを継続して送受信できるかどうかを示す。

図３のステップＳ１０１で、バーチカルハンドオフ処理部２５０は、システムＡインターフェース部２００及びシステムＢインターフェース部２１０の受信電波の品質をモニタリングしており、異種システム間のハンドオフが必要であると検出する。このとき、ホームネットワーク側のインターフェースに割当てられていたＩＰアドレス及びＩＰの経路表の削除を行わない。つまり、この時点では、ホームネットワーク側からルータ広告ＲＡを受信しており、接続が継続していることを確認している。
ステップＳ１０２で、システムＢインターフェース部２１０は、データリンク層の接続処理を行い、インターネットプロトコル部２３０は、フォーリンネットワークインターフェース２１０にＩＰアドレスを自動的に割当てるとともにアドレス重複のチェックを行う。

ステップＳ１０３で、ＩＰアドレスを用いてネットワーク層の接続を行う。具体的には、マルチサービス端末１００は、ホームエージェントのフォーリンネットワークインターフェース２１０から送出されるネットワーク層のメッセージであるルータ広告ＲＡを受信すると、フォーリンネットワークにも接続できることを検出する。このルータ広告ＲＡは、ホームエージェントがホームネットワークインターフェース２００とフォーリンネットワークインターフェース２１０にそれぞれ定期的に送出しているものである。
これのルータ広告ＲＡにはネットワークの識別子が含まれており、そのネットワークに在圏する端末が受信すると、その端末がどのネットワークに在圏しているか判断することができる。ホームネットワークとフォーリンネットワークでは異なる識別子になっている。
つまり、今回の場合、ハンドオフの必要性を検出してから、およそルータ広告ＲＡの受信間隔分、フォーリンネットワークに移動したことを検出するのに時間がかかる。

ステップＳ１０４で、マルチサービス端末１００は、フォーリンネットワークヘ移動したことを示す移動通知ＢＵをホームエージェントにホームネットワークインターフェース２００を用いて、フォーリンネットワークインターフェース２１０に設定したＩＰアドレスを含めて送信する。
このとき、図４に示すようにホームネットワーク上のホームエージェントとフォーリンネットワークのルータ１２０の間にたくさんのルータが介在している場合、この移動通知ＢＵをホームエージェントに送るのに、各ルータの処理時間が生じ、転送時間がかかる。また、このような移動端末が多い場合経路上の通信トラヒックも増やしてしまう。
そこで、本実施形態において、マルチサービス端末１００は、ホームネットワークインターフェース２００を用いる。これにより、転送時間の短縮と通信トラヒックをホームネットワークに閉じ込めることができる。

ステップＳ１０５で、ホームエージェントは、移動通知ＢＵを送信した端末のＩＰアドレスが他の端末のＩＰアドレスと重複していないかチェックをする。このチェックは、ホームネットワークにこのＩＰアドレスを使用している端末がいないか報知メッセージを送り、その応答がタイムアウト時間内に無ければ、そのＩＰアドレスが重複していないことを確認する。ここで、そのタイムアウト分の時間が必要となる。
ステップＳ１０６で、ホームエージェントは、移動通知ＢＵの応答である移動確認ＢＡをマルチサービス端末１００に送信する。これによりホームエージェントヘフォーリンネットワークに移動したことの通知が完了する。
以上により、通信相手ノード１１０とのデータ通信は、ホームエージェント経由で行うことができ、データ通信が再開する。

ステップＳ１０７で、ホームネットワークインターフェース２００に割当てられているＩＰアドレス及びＩＰの経路表の削除及びデータリンク層の接続を切断する。
ステップＳ１０８で、さらに通信相手ノード１１０にも、新しいシステムに移動したことを移動通知ＢＵを用いて通知する。これにより、ホームエージェント経由でなく、マルチサービス端末１００は、直接、通信相手ノード１１０とデータ通信を行える。
以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０８で行う処理が、異種システム間のハンドオフ処理である。

以上説明したように、本実施形態のマルチサービス端末１００によれば、ホームネットワークインターフェース２００の切断をハンドオフトリガとするのではなくて、ホームネットワーク側のデータリンク層及びネットワーク層の接続、経路表を削除せずに残しておくことで、ホームネットワーク側及びフォーリンネットワーク側の両方で通信できる状態を確保しつつ、ハンドオフを実行する。したがって、このステップＳ１０１〜Ｓ１０６の間も、ホームネットワーク側のインターフェースは、使用可能で、データの送受信が行われている。

すなわち、ステップＳ１０６で、マルチサービス端末１００は通信相手ノード１１０とのデータ通信をフォーリンネットワークインターフェース２１０によって開始することができる。つまり、データ通信は、ステップＳ１０６の直前まで、ホームネットワークインターフェース２００を用いて行い、ステップＳ１０６以降は、フォーリンネットワークインターフェース２１０を用いて行われる。
したがって、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の間も、データ通信が途絶えることを防止することができる効果が得られる。
なお、上記実施形態は、ホームネットワークからフォーリンネットワークヘの異種システム間ハンドオフの処理について説明しているが、逆にフォーリンネットワークからホームネットワークヘ戻る場合も、同様にハンドオフ中の通信の途切れを短くすることが可能である。

次に、本実施形態と従来のモバイルＩＰv６を比較した評価結果について説明する。
評価方法は、次のとおりである。図５に示すように、アプリケーションとしてＦＴＰを用いて通信相手ノード１１０に格納されたファイル（サイズ：５０Ｍバイト）をマルチサービス端末１００にダウンロードしている最中に、マルチサービス端末１００が、複数回、ホームネットワークとフォーリンネットワークの間をハンドオフする。
本評価においては、このファイル転送が終了するまでの平均のファイル転送速度をスループットとして測定する。結果を図６に示す。従来のマルチサービス端末１００の測定結果が角プロットで、本実施形態のマルチサービス端末１００の測定結果が丸プロットである。従来に比べて、ファイル転送のスループットが、改善されている様子がわかる。従来のハンドオフ方法では、ハンドオフを重ねるたびにスループットが落ちているが、本実施形態のハンドオフ方法によれば、ハンドオフしない場合（ハンドオフ０回）の水準を維持している。これは、ハンドオフ処理による中断時間にネットワークでパケットが破棄されるのを防ぎ、破棄パケットの再送によるスループットの低下を防いでいるためである。

ところで、ホームネットワーク側及びフォーリンネットワーク側の両方で通信できる状態を確保するため、ホームネットワーク側のデータリンク層及びネットワーク層の接続、経路表を削除せずに残しておく場合、ホームエージェントが端末の重複アドレスを検出するために、ホームネットワーク及びフォーリンネットワークにチェックの報知メッセージを送ると、マルチサービス端末１００は、そのメッセージに対して応答してしまう。
このため、ホームエージェントはアドレスが重複したと勘違いしてしまい、ハンドオフ処理が失敗してしまうという問題がある。

以下、この問題と具体的な解決策について説明する。
マルチサービス端末１００がフォーリンネットワークへ移動すると、ホームエージェントであるルータ１２０は、マルチサービス端末１００宛のデータをホームネットワークからフォーリンネットワークへ転送する。ホームエージェント上において、マルチサービス端末１００は、図７に示す端末管理テーブルでアドレス管理される。
図７の端末管理テーブルは、ホームアドレス（システムＡでのアドレス）がＡＡＡＡのマルチサービス端末１００には、フォーリンアドレスＢＢＡＡ（システムＢでのアドレス）に送ればデータが届くようにアドレスがマッピングされていることを示す。
ホームエージェントは、ＰｒｏｘｙＮＤ（ＮｅｉｇｈｂｏｒＤｉｓｃｏｖｅｒｙ：）という近隣発見の代理機能を有しており、マルチサービス端末１００がフォーリンネットワークにいる間、ホームエージェントがマルチサービス端末１００の代理で、近隣発見の動作を行う。
具体的には、ホームエージェントは、尋ねたい相手が指定されたＮＳ（ＮｅｉｇｈｂｏｒＳｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ）という近隣探索メッセージを受信すると、マルチサービス端末１００に代わって、ＮＡ（ＮｅｉｇｈｂｏｒＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）という近隣広告メッセージを応答する。これにより、アドレス重複チェックに対する応答の代理を行う。

図７は、マルチサービス端末１００がフォーリンネットワークからホームネットワークに戻る場合の例を示す。マルチサービス端末１００は、フォーリンネットワークからホームネットワークにハンドオフする場合、ホームネットワークインターフェース２００に設定するホームアドレスを自動生成し、生成したアドレスを他のマルチサービス端末が使っていないかチェックする。具体的には、マルチサービス端末１００は、生成したアドレスＡＡＡＡを指定して、ＮＳをブロードキャストする。
ホームエージェントは、マルチサービス端末１００からＮＳを受信すると、端末管理テーブルを参照し、該当するアドレスが登録されているか否かを判定し、該当するアドレスが登録されている場合は、マルチサービス端末１００の代理で、ＮＡを応答する。
ハンドオフ処理中は、端末管理テーブルからフォーリンアドレスが削除されないため、ホームエージェントは、フォーリンネットワークにいるマルチサービス端末１００の代理で、ＮＡを応答する。

その結果、マルチサービス端末１００は、自分の他に同じアドレスの端末がいると誤って認識し、アドレスの重複チェックが失敗してしまう。このようすを図９に示す制御フローを用いて説明すると、Ｓ２０１でハンドオフトリガを検出した後、フォーリンアドレスを削除せず、保持しておくため、ホームエージェントにおいてもフォーリンアドレスが削除されない。このため、ホームエージェントは、受信したＮＳが示すマルチサービス端末１００が生成したアドレスと、端末管理テーブルに削除されないまま残っているフォーリンアドレスと紐付いたホームアドレスとが重複することを検出し、ＮＡを返す。このため、そのままでは、アドレス重複チェックが失敗する。

この解決策としては、マルチサービス端末１００が、異種システム間ハンドオフ中は、重複アドレスチェックのメッセージの応答を無視することが考えられる。これにより、自分の他に同じアドレスの端末がいると誤って認識してしまうことを回避することができる。

以上説明したように、複数の無線通信システムと通信するインターフェースを有するマルチサービス端末１００と、複数の無線通信システムの基地局１３０、１４０と、通信相手ノード１１０までをルータ１２０で接続して構成される異種無線通信システムが混在している環境下で、ネットワーク層プロトコルとしてモバイルＩＰv６を使用している場合、本実施形態のマルチサービス端末１００によれば、ハンドオフ処理の間、マルチサービス端末１００が、ハンドオフ前に通信しているシステム側とハンドオフ後に通信するシステムの両方にデータリンク層及びネットワーク層の接続を維持するので、ハンドオフ間の通信の途切れを短くし、スムースに切り替えができる効果が得られる。
また、マルチサービス端末１００は、移動を管理するエージェントにマルチサービス端末１００が普段在圏しているホームネットワークを使用して、ハンドオフ先のシステムがサービスする位置に移動したことを通知するメッセージを送信するので、ハンドオフにかかる時間を短縮することができ、通信品質の向上効果が得られる。
無線通信システム間のハンドオフ中、アドレス重複チェックを停止させ、誤ってホームエージェントがアドレス重複が発生したと判断しても、その結果を無視して、ハンドオフを行う。したがって、ハンドオフ前の無線通信システム及びハンドオフ後の無線通信システムそれぞれに接続した状態で、ホームエージェントからのアドレス重複チェックに対して、自マルチサービス端末１００が応答してしまう場合でも、ハンドオフが失敗することを防止することができる効果が得られる。

上述のマルチサービス端末１００、通信相手ノード１１０、ルータ１２０は、内部に、コンピュータシステムを有している。
そして、上述したハンドオフ処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
すなわち、マルチサービス端末１００、通信相手ノード１１０、ルータ１２０における、各処理手段、処理部は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、実現されるものである。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

ネットワーク構成図。マルチサービス端末１００の構成図。ハンドオフ制御フロー図。ネットワーク構成図。評価構成の一例を示す説明図。評価結果の一例を示す説明図。アドレス重複チェック失敗の説明図。アドレス重複チェック失敗のハンドオフ制御フロー図。従来のハンドオフ制御フロー図。

符号の説明

１００…マルチサービス端末（ＭＮ）
１１０…通信相手ノード
１２０…ルータ（ＨＡ）
１３０、１４０…基地局
２００…システムＡインターフェイス部（ホームネットワークインターフェース）
２１０…システムＢインターフェイス部（フォーリンネットワークインターフェース）
２３０…インターネットプロトコル処理部
２４０…アプリケーション部
２５０…バーチカルハンドオフ処理部

Claims

互いに異なる複数の無線通信システムと通信するマルチサービス端末において、
ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとの接続を確立するまで、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続をインターネットプロトコル処理部に維持させるバーチカルハンドオフ処理部
を具備することを特徴とするマルチサービス端末。
前記バーチカルハンドオフ処理部は、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのデータリンク層及びネットワーク層での接続を維持した状態でハンドオフトリガを検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチサービス端末。
前記バーチカルハンドオフ処理部は、ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、前記ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとのデータリンク層での接続、ネットワーク層のアドレス生成、アドレス重複チェック完了まで、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続をインターネットプロトコル処理部に維持させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマルチサービス端末。
前記バーチカルハンドオフ処理部は、前記ハンドオフ後の無線通信システムへの移動通知を前記ハンドオフ前の無線通信システムを介して、ホームエージェントに送信する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの項に記載のマルチサービス端末。
前記バーチカルハンドオフ処理部は、無線通信システム間のハンドオフ中、前記インターネットプロトコル処理部にアドレス重複チェックを停止させる
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかの項記載のマルチサービス端末。
互いに異なる複数の無線通信システムの接続を切り替えるハンドオフ方法において、
ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、マルチサービス端末が、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとの接続を確立するまで、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続を維持する
ことを特徴とするハンドオフ方法。
マルチサービス端末に、互いに異なる複数の無線通信システムの接続を切り替える処理を実行させるためのハンドオフプログラムにおいて、
ハンドオフ前の無線通信システムにおいて、ハンドオフトリガを検出してから、ハンドオフ後の無線通信システムとの接続を確立するまで、前記ハンドオフ前の無線通信システムとのネットワーク層での接続を維持する処理
を実行させるためのハンドオフプログラム。