JP2006080981A - ハンドオーバ方法並びにこれを適用した移動通信システムおよび移動端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 モバイルＩＰを用いた移動通信システムにおけるハンドオーバでは、通信メディアを切り替える際に、通信パケットの損失（パケットロス）を生じ、通信品質が劣化するという問題があり、これを解決するハンドオーバ方法を提供する。
【解決手段】 移動端末４が現在接続中の第１ネットワークＮＷ１から別の第２ネットワークＮＷ２に切り替えるときに、一旦第３ネットワークＮＷ３に乗り換え（Ｓ１１）、その間に第２ネットワークＮＷ２との接続を確立しておいて（Ｓ１２）、その後に第３ネットワークＮＷ３との接続を切断して、第２ネットワークＮＷ２へ乗り換える（Ｓ１３）。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動通信システムにおける通信切替えの方法、特に、基地局やアクセスポイントを、移動端末の移動に応じて切り替えるためのハンドオーバ方法に関する。

近年、Ｗ−ＣＤＭＡなどのセルラー・ネットワークといった代表的な通信メディアに加えて、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＰＨＳ（Personal Handyphone System）ネットワークといった他の通信メディアも、比較的安価に利用可能になってきている。このため、移動先の電波条件あるいはユーザの必要とする通信条件などに応じてこれらの通信メディアの中の１つを自在に選択して通信することができるようになった。

周知のモバイルＩＰは、端末の移動を考慮したＴＣＰ／ＩＰの最新仕様であり、上述した複数種の通信メディアを自由に選択可能な通信環境に適用するのに最も適した技術であり、このモバイルＩＰに適合させたノートＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、携帯電話、ＰＨＳ端末などが急速に普及しつつある。

本発明は、上述した複数種の通信メディアを収容する通信環境のもとで、モバイルＩＰ技術に準拠した上記のノートＰＣやＰＤＡなどの移動端末が、その移動に伴って基地局あるいはアクセスポイントを切り替えていく際に不可欠な「ハンドオーバ」について、新たな手法を提案するものである。なお本発明に関連する公知技術としては、下記の〔特許文献１〕や〔非特許文献１〕がある。〔特許文献１〕は、モバイルＩＰネットワーク環境下において、ホームエージェントの管理リソース不足の際に徒にネットワークトラヒックが増加することを防止可能なシステムについて開示するものであり、また〔非特許文献１〕は、モバイルＩＰを利用した製品の１つとして「シームレスリンク」を提供するものである。

特開２００４−２００７８９号公報 インターネット＜URL:http://software.fujitsu.com/jp/seamlesslink/＞

後に図１０および図１１を参照して詳しく説明するように、上述の「モバイルＩＰ」は、ホームエージェント（ＨＡ）にホームアドレス（ＨｏＡ）と気付けアドレス（ＣｏＡ）との対応関係を登録することを基本的な構成とするものである。ここに、ホームアドレス（ＨｏＡ：Home Address）は各移動端末に割り当てられた、移動しても変更されることのないアドレスであり、また、気付けアドレス（ＣｏＡ：Care of Address）は、移動端末が移動先において利用することのできる上記通信メディア（ネットワークカード）に割り当てられた、移動に伴って変更されるアドレスである。このように、不変のホームアドレス（ＨｏＡ）と可変の気付けアドレス（ＣｏＡ）とを対にして上記ホームエージェント（ＨＡ）に登録しておくことにより、この登録された移動端末と通信する相手方端末は、この移動端末がどこへ移動しようとも、すなわち気付けアドレス（ＣｏＡ）がどのように変更されようとも、ホームアドレス（ＨｏＡ）に接続しておきさえすれば、自動的に、その移動先のいかんに拘らず移動端末との間の当該通信をそのまま継続させることができる。

しかしながら、既存のモバイルＩＰ技術を用いたハンドオーバ手法によって、異なる通信メディア（通信ネットワーク）間での通信切替えを行うと、以下のような問題が生じる。

これは、上記の通信切替えの際に通信中の伝送パケットが失われ、いわゆるパケットロスが発生してしまう、という問題である。この問題は当然、通信品質（ＱｏＳ）の劣化をひき起こし、例えばＩＰ電話などのようにリアルタイム通信が要求される場合には支障をきたす。

このような問題は、特に、近年普及が目覚ましい上記の無線ＬＡＮを用いた通信中のハンドオーバにおいて顕著である。例えば、移動端末がユーザの移動に伴って現在のアクセスポイント（ＡＰ：Access Point）の通信ネットワークとの連携から、別のアクセスポイント（ＡＰ）の通信ネットワークとの連携へ、と移行する際のハンドオーバのためにＩＰアドレス（ＣｏＡ）が変更になるような状況下において、上記の通信品質の劣化が顕著となる。これは次の理由による。

すなわち、上述した現在のアクセスポイント（ＡＰ１）から上述した別のアクセスポイント（ＡＰ２）へと通信ネットワークの切替え（ハンドオーバ）をするとき、後述する認証プロセスや気付けアドレス（ＣｏＡ）の割当てプロセスを経なければならないために、例えば数秒間といった比較的長い「通信の中断」が生じてしまうからである。結局、通信ネットワークの切替えを開始してから数秒間を経過したあとで初めて、モバイルＩＰによる新たなＣｏＡへの登録が完了することになり、その中断の間に上記のパケットロス、したがって通信品質の劣化が生じてしまう。これが上記の問題である。

したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、通信ネットワークの切替え時に上記パケットロスによる通信品質の劣化を生じさせることのないハンドオーバ方法を提供することを目的とするものである。

また、そのハンドオーバ方法を適用した移動通信システムならびに移動端末を提供することを目的とするものである。

図１は本発明に基づくハンドオーバ方法を表すフローチャートである。

まず、本発明の前提とするハンドオーバ方法は、少なくとも３種の通信ネットワークと、これら３種の通信ネットワーク（ＮＷ：Network）のいずれにも接続可能な移動端末（ＭＮ）と、を有する移動通信システムにおいて、その移動端末を、第１の通信ネットワーク（ＮＷ１）から第２の通信ネットワーク（ＮＷ２）へハンドオーバさせるための方法である。

このようなハンドオーバのプロセスにおいて、本発明に特徴的なステップは本図のフローチャートにおいて、ステップＳ１１，Ｓ１２およびＳ１３として表される。

まず第１ステップＳ１１においては、ハンドオーバの開始により、移動端末（ＭＮ）と第１の通信ネットワーク（ＮＷ１）との連携から、該移動端末（ＭＮ）と第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）との連携へ、一時的に遷移させる。

次に第２ステップＳ１２においては、上記の一時的な遷移期間中に、移動端末（ＭＮ）と第２の通信ネットワーク（ＮＷ２）との連携を確立させる。

さらに第３ステップＳ１３においては、第２の通信ネットワーク（ＮＷ２）との連携を確立した後、移動端末（ＭＮ）と第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）との連携から、移動端末（ＭＮ）と第２の通信ネットワーク（ＮＷ２）との連携へ、遷移させ、ここに、通信ネットワークＮＷ１→ＮＷ２のハンドオーバが完了する。

ここで上記第１ステップＳ１１および第３ステップＳ１３にそれぞれ現れる「遷移」の意味についてもう少し具体的に検討する。この「遷移」については、例えば２つの態様がある。その第１の態様は、上記ハンドオーバのプロセスにおいて、通信ネットワークＮＷ１→ＮＷ３の遷移と通信ネットワークＮＷ３→ＮＷ２の遷移とを、それぞれ「乗換え」（transfer）によって行う、という態様である。

またもう一方の第２の態様は、上記ハンドオーバのプロセスにおいて、通信ネットワークＮＷ１→ＮＷ３の遷移および通信ネットワークＮＷ３→ＮＷ２の遷移を、それぞれ「接続切替え」（switch）および「接続切戻し」（switch back）によって行う、という態様である。

さらに具体的には、上記第１の態様における上記の「乗換え」とは、２つの通信ネットワーク間での「通信リンクの接続処理」および「通信リンクの切断処理」を伴なわずに、上記の遷移を実現することを意味する。また、上記第２の態様における上記の「接続切替え／接続切戻し」とは、２つの通信ネットワーク間で「通信リンクの接続処理」と「通信リンクの切断処理」とを伴って、上記の遷移を実現することを意味する。

具体例を示すならば、上記第１の態様の「乗換え」を実施できるのは、当該移動端末（ＭＮ）が上記第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）と「常時接続」の状態にある場合であり、一方、上記第２の態様の「接続切替え」および「接続切戻し」を実施するのは、当該移動端末（ＭＮ）と上記第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）とが「常時接続」の状態にない場合である。いずれの場合に属するかは、当該移動端末のユーザが、通信ネットワーク（ＮＷ３）上で提供する「常時接続」サービスに加入しているか（第１の態様）否か（第２の態様）による。

以上を要約すると、上記第１の態様（常時接続あり）のもとでは、図１の第１ステップＳ１１において、移動端末（ＭＮ）は、通信リンクの接続処理を伴うことなしに、第１の通信ネットワーク（ＮＷ１）から第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）へ乗り換え、また、第３ステップＳ１３において、その移動端末は、通信リンクの切断処理を伴うことなしに、第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）から第２の通信ネットワーク（ＮＷ２）へ乗り換えるようにしてハンドオーバを実行する。

また上記第２の態様（常時接続なし）のもとでは、図１の第１ステップＳ１１において、移動端末（ＭＮ）は、通信リンクの接続処理を伴って、第１の通信ネットワーク（ＮＷ１）から第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）へ接続切替えをし、また、第３ステップＳ１３において、移動端末（ＭＮ）は、通信リンクの切断処理を伴って、第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）から第２の通信ネットワーク（ＮＷ２）へ接続切戻しをするようにしてハンドオーバを実行する。

図１に示す本発明のハンドオーバ方法によれば、第１の通信ネットワーク（ＮＷ１）から第２の通信ネットワーク（ＮＷ２）へのハンドオーバを実行開始するに当たり、まず移動端末（ＭＮ）の通信リンクを一旦第３の通信ネットワーク（ＮＷ３）へ移し替えておいて、その移し替え中に該移動端末（ＭＮ）とハンドオーバ先の第２の通信ネットワーク（ＮＷ２）との通信リンクを確立させてしまう。これにより、前述した「通信の中断」は見かけ上発生していないように見せかけることができる。この結果、ハンドオーバ中の既述のパケットロスは発生し得ず、通信品質の劣化はなくなる。

上記図１に示すハンドオーバ方法には、既述のとおり、第１の態様（常時接続あり）と第２の態様（常時接続なし）とがあるので、各該態様についての発明の効果をさらに具体的に述べる。

まず、上記第１の態様のもとでのハンドオーバ方法によれば、利用できる複数の通信ネットワークの中のいずれか１つを選択している。第１の通信ネットワークを選択中に、第２の通信ネットワークへの選択切り替えを行いたい場合を考える。具体的には、第１の通信ネットワークが無線ＬＡＮのアクセスポイント（ＡＰ１）経由のネットワーク接続であり、第２の通信ネットワークが別セグメントの無線ＬＡＮのアクセスポイント（ＡＰ２）経由のネットワーク接続であるような場合であるものとすると、該無線ＬＡＮのＡＰ接続替え時に、移動端末の認証処理やＩＰアドレス割り当て処理に時間がかかり、その処理の間にパケットロスが生じてしまう。

そこで、第３の通信ネットワークを一時的に利用する。この第３の通信ネットワークは例えばセルラー・ネットワークである。上記無線ＬＡＮから該セルラー・ネットワークへの選択替えでは、これらの両ネットワークと移動端末とが接続している状態での切り替えであるので、上記のパケットロスは生じ得ない。このように、ネットワークの選択切替時に、一旦第３の通信ネットワークに乗り換えることにより、通信品質の劣化を防止することができる。

次に、上記第２の態様のもとでのハンドオーバ方法によれば、第３の通信ネットワークが常時接続ではない場合を想定している。第１の通信ネットワークから第２の通信ネットワークへ移動端末を接続切替するときに、選択切り替えを行い、一時的に第３の通信ネットワークに接続する。そしてその後に、第１の通信ネットワークとの接続を切断する。次に移動端末を第２の通信ネットワークに接続して選択切り替えを行った後、第３の通信ネットワークと移動端末との接続を切断する。

この第２の態様では上記の接続／切断処理を伴うためその分ユーザコストがかかるが、接続替えのときにのみ他の通信ネットワークと接続するだけであるから、それ程ユーザコストを増大させることなく、前述した通信品質の劣化を防止することができる。

本発明によりもたらされる効果を明確にするため、まず初めに、従来技術によるハンドオーバ方法について説明しておく。

図１０は従来のハンドオーバ方法を適用した移動通信システム例を示す図であり、
図１１は図１０のシステム内におけるハンドオーバの動作を表すタイムチャートである。

まず図１０を参照すると、本図に示す、一例としての移動通信システム１は前述したモバイルＩＰ技術を用いた通信切替えを行う移動通信システムである。この移動通信システム１内には多種多様の多数の移動端末が収容されているが、本図ではいわゆるモバイルノード（ＭＮ：Mobile Node）としての移動端末４を示しており、しかも移動前の移動端末４（左）と移動後の移動端末４（右）とを一緒に表している。

本図の例によると、その移動前後の移動端末４は前述した無線ＬＡＮと連携して相手方端末（図示せず）と通信中である。移動前は第１の通信ネットワークＮＷ１を形成する第１アクセスポイント（ＡＰ１）３−１に接続しており、移動後は第２の通信ネットワークＮＷ２を形成する第２アクセスポイント（ＡＰ２）３−２に接続している。この移動前後のハンドオーバを円滑に実行するため前述のホームエージェント（ＨＡ）２がシステム１内に設けられている。このホームエージェント２は、いわばモバイルＩＰのサーバである。詳しくは、図示しない上記の相手方端末から伝送されてくるＩＰデータグラムをＩＰトンネルでカプセル化して転送する役割を果たす。

本発明の課題はハンドオーバにあるので、上記移動通信システム１内で実行されるハンドオーバの動作を、図１１のタイムチャートに沿って説明する。なお、図１１内の＜１＞，＜２＞，＜３＞…は、図１０内の＜１＞，＜２＞，＜３＞…と対応させている。

図１０および図１１の両図を参照しながら説明する。気付けアドレスＣｏＡ１を持って、第１アクセスポイント（ＡＰ１）３−１により形成される第１の通信ネットワークＮＷ１と接続していた移動端末４は、当該ユーザの移動に伴って電波条件が悪くなりつつあることを検出する。このとき移動端末４は
＜１＞ 現在のアクセスポイント（ＡＰ１）３−１よりも電波条件の最適な第２アクセスポイント（ＡＰ２）３−２を発見する。そこで移動端末４は、
＜２＞ 第１の通信ネットワークＮＷ１との連携を解除すべく、アクセスポイント（ＡＰ１）３−１との通信リンクを切断する。引き続き移動端末４は、
＜３＞ 第２の通信ネットワークＮＷ２との連携を図るべく、第２アクセスポイント（ＡＰ２）３−２との接続動作を開始する。この第２アクセスポイント（ＡＰ２）３−２との接続には、移動前に登録していた気付けアドレスＣｏＡ１を、ホームエージェント（ＨＡ）２において、移動後の気付けアドレスＣｏＡ２に再登録しなければならない。そのために、「接続認証」処理を経た上で、新たな「ＣｏＡ割り当て」処理を行わなければならない。この接続認証は当該通信サービスの提供を受けることが許容されているユーザか否かをチェックするものであり、例えば本システム内の一部のルータ（図示せず）に接続された認証サーバ（図示せず）によって行われる。
＜４＞ この認証が得られると、ＣｏＡ１から新たな気付けアドレスＣｏＡ２へと登録のし直しが行われる。つまりホームエージェント（ＨＡ）２内では、当該移動端末４について不変のホームアドレス（ＨｏＡ）と対をなして、更新されたＣｏＡ２が登録される。

ここで初めて第２アクセスポイント（ＡＰ２）を経由した第２の通信ネットワークＮＷ２との通信リンクが確立し、一連のハンドオーバ動作が終了する。このハンドオーバについて本発明が解決しようとする問題点は、既述のようにパケットロスの発生による通信品質の劣化にあるが、このパケットロスは、図１１において、第１の通信ネットワークＮＷ１から第２の通信ネットワークＮＷ２に切り替わる際に生ずる既述の「通信の中断」によって発生する。つまり本図中に示す「通信不可」の期間において発生する。この期間は数秒に及ぶこともあり、リアルタイム性が要求される通信においては大きな障害となる。この障害を解消することのできる本発明の移動通信システム例を以下に詳しく説明する。

図２は本発明のハンドオーバ方法を適用した移動通信システムの第１例、すなわち、既述の第１の態様に係る移動通信システムを示す図であり、
図３は図２のシステム１内におけるハンドオーバの動作を表すタイムチャートである。なおこれらの図２および図３の見方は、上述した図１０および図１１の見方と同じである。また全図を通じて同様の構成要素には同一の参照番号または記号を付して示す。

図２および図３の両図を参照しながら説明すると、気付けアドレスＣｏＡ１を持って、第１アクセスポイント（ＡＰ１）３−１により形成された第１の通信ネットワークＮＷ１と接続していた移動端末４は、当該ユーザの移動に伴って電波条件が悪くなりつつあることを検出する。このとき移動端末４は、
＜１＞ 現在のアクセスポイント（ＡＰ１）３−１よりも電波条件の最適な第２アクセスポイント（ＡＰ２）３−２を発見する。この後、本発明に係る移動端末４は、従来のように、「ＡＰ１の切断→ＡＰ２への接続」といったプロセスはとらない。すなわち、本発明の第１の態様に係る移動端末４は、
＜２＞ 一旦、第３の通信ネットワークＮＷ３を形成する基地局（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）５に乗り換える。この第３の通信ネットワークＮＷ３は本図の例によるとセルラー・ネットワークである。この第１の態様のもとでは、上述のとおり、移動端末４はセルラー・ネットワーク（ＮＷ３）と常時接続しており、ホームエージェント（ＨＡ）２での気付けアドレスＣｏＡ−ＢＴＳの登録までは即座に行うことができる。このＣｏＡ−ＢＴＳの登録が完了すると、つまり第３の通信ネットワークＮＷ３に一旦乗り換えると、移動端末４は、
＜３＞ アクセスポイント（ＡＰ１）とのこれまでの接続を切断する。この切断が終わると引き続いて移動端末４は、
＜４＞ 従来どおり、アクセスポイントＡＰ２との接続を開始する。すなわち、ＡＰ２との間の通信リンクの確立プロセスに入る。この確立プロセスは、前述した図１１のプロセス＜３＞→＜４＞、すなわち「接続認証」→「ＣｏＡ割り当て」の各処理と全く同じである。
＜５＞ 上記プロセス＜４＞を経て、本来の、ホームエージェント（ＨＡ）２での新アドレスＣｏＡ２の登録が完了する。ここに移動端末４は、本来のハンドオーバ先である第２の通信ネットワークＮＷ２との接続が完了し、当該アクセスポイント（ＡＰ２）３−２を経由して、相手方端末との通信を、パケットロスなしに、継続することができる。

図４は本発明のハンドオーバ方法を適用した移動通信システムの第２例、すなわち、既述の第２の態様に係る移動通信システムを示す図であり、
図５は図４のシステム１内におけるハンドオーバの動作を表すタイムチャートである。なおこれらの図４および図５の見方は、上述した図２および図３の見方と同じである。

図４および図５の両図を参照しながら説明すると、気付けアドレスＣｏＡ１を持って、第１アクセスポイント（ＡＰ１）３−１により形成された第１の通信ネットワークＮＷ１と接続していた移動端末は、当該ユーザの移動に伴って電波条件が悪くなりつつあることを検出する。このとき移動端末４は、
＜１＞ 現在のアクセスポイント（ＡＰ１）３−１よりも電波条件の最適な第２アクセスポイント（ＡＰ２）３−２を発見する。この後、本発明に係る移動端末４は、従来のように、ＡＰ１の切断→ＡＰ２への接続といったプロセスはとらない。すなわち、本発明の第２の態様に係る移動端末４は、
＜２＞ 一旦、第３の通信ネットワークＮＷ３を形成する基地局（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）５に接続替えをする。この第３の通信ネットワークＮＷ３は本図の例によるとセルラー・ネットワークである。この第２の態様のもとでは、上述のとおり、移動端末４はセルラー・ネットワーク（ＮＷ３）と常時接続をしていないので、本プロセス＜２＞による接続替えが必要である。ちなみに、常時接続の場合を想定している前述の図３においては、本プロセス＜２＞に相当するプロセスは不要である。上記の接続替えを終えた移動端末４は引き続き、
＜３＞ 気付けアドレスＣｏＡ−ＢＴＳのホームエージェント（ＨＡ）２での登録を行う。このＣｏＡ−ＢＴＳの登録が完了すると、つまり第３の通信ネットワークＮＷ３に一旦接続替えすると、移動端末４は、
＜４＞ アクセスポイント（ＡＰ１）とのこれまでの接続を切断する。この切断が終わると引き続いて移動端末４は、
＜５＞ 従来どおり、アクセスポイントＡＰ２との接続を開始する。すなわち、ＡＰ２との間の通信リンクの確立プロセスに入る。この確立プロセスは、前述した図３のプロセス＜４＞→＜５＞、すなわち「接続認証」→「ＣｏＡ割り当て」と全く同じである。
＜６＞ 上記プロセス＜５＞を経て、本来の、ホームエージェント（ＨＡ）２での新アドレスＣｏＡ２の登録が完了する。ここに移動端末４は、本来のハンドオーバ先である第２の通信ネットワークＮＷ２との接続が完了し、当該アクセスポイント（ＡＰ２）３−２を経由して、相手方端末との通信を、パケットロスなしに、継続することができる。

以上、図２および図４に示した移動通信システムについて要約すると、この移動通信システム１は、少なくとも３種の通信ネットワークを含んで構築されると共に、移動端末としてこれら３種の通信ネットワークのいずれにも接続可能な移動端末を少なくとも収容する移動通信システムである。ここにその移動端末は、第１の通信ネットワークから第２の通信ネットワークへハンドオーバを行うに際し、そのハンドオーバ期間中は第３の通信ネットワークに一旦接続して通信状態を保持し、シームレス・ハンドオーバを実行する。

この場合、第１の態様の移動端末は、通信リンクの切断／接続処理を伴うことなく、第１、第３および第２の各通信ネットワーク間の乗り換えを行う。また第２の態様の移動端末は、通信リンクの切断／接続処理を伴って、第１、第３および第２の通信ネットワーク間の接続切替えを行う。

なお、図２および図４においては、第１、第２および第３の各通信ネットワーク（ＮＷ１，ＮＷ２およびＮＷ３）として
ＮＷ１＝無線ＬＡＮ−ＡＰ１
ＮＷ２＝無線ＬＡＮ−ＡＰ２
ＮＷ３＝セルラー・ネットワーク
を例示したが、これに限るものではなく、その通信メディアの種別は何でもよい。例えば
ＮＷ１＝無線ＬＡＮ−ＡＰ１
ＮＷ２＝無線ＬＡＮ−ＡＰ２
ＮＷ３＝無線ＬＡＮ−ＡＰ３（第３アクセスポイント）
でもよいし、
ＮＷ１＝ＰＨＳネットワーク
ＮＷ２＝セルラー・ネットワーク
ＮＷ３＝無線ＬＡＮ
でもよい。ただし、当然のことながら、移動端末が位置するその場で電波が存在し無線通信が行える通信メディアでなければならない。

上述した本発明のハンドオーバ方法は、本発明に基づく移動端末（Mobile Node）によって実現することができる。その基本構成と一具体例を以下に説明する。

図６は本発明に基づく移動端末の基本構成を示す図である。本図において、移動端末４は、第１、第２および第３の各インタフェース手段（ＩＮＦ１，ＩＮＦ２およびＩＮＦ３）１１−１，１１−２および１１−３と、選択手段１２と、ハンドオーバ実行手段１３とからなる。

より詳細には、第１、第２および第３の各通信ネットワーク（ＮＷ１，ＮＷ２，ＮＷ３）にそれぞれ連携するための第１、第２および第３の各インタフェース手段（１１−１，１１−２，１１−３）と、
これら第１、第２および第３の各インタフェース手段を択一的に選択して対応する１つの上記通信ネットワークと連携するための選択手段１２と、
第１の通信ネットワークＮＷ１から第２の通信ネットワークＮＷ２へのハンドオーバを実行するためのハンドオーバ実行手段１３と、を具備する。

ここにハンドオーバ実行手段１３は、第１の通信ネットワークＮＷ１から第２の通信ネットワークＮＷ２への「ハンドオーバ要求」を受けて、第１の通信ネットワークＮＷ１に代えて第２の通信ネットワークＮＷ２を、該ハンドオーバを介して、順次選択する際に、このハンドオーバの期間中は、第２の通信ネットワークＮＷ２に代えて一時的に第３の通信ネットワークＮＷ３すなわちバックアップネットワークを選択するように選択手段１２を制御する。

図７は本発明に基づく移動端末の一具体例を示す図である。ただし本図の構成は、前述した図２および図４に示した移動通信システム１に対応させており、この図７においては、図６のインタフェース手段（１１）として、２つのネットワーク・インタフェース２１および２２を示す。

すなわち、第１および第２の各通信ネットワーク（ＮＷ１，ＮＷ２）が、同一の通信メディア（例えば無線ＬＡＮ）に属する第１および第２の各アクセスポイント（ＡＰ１，ＡＰ２）によってそれぞれ形成されるとき、第１および第２の各インタフェース手段（１１）は単一の共通インタフェース手段（本図のネットワーク・インタフェース２１）で構成する。

図７および図６を参照すると、ハンドオーバ実行手段１３は、選択手段１２に対し、第１、第３および第２の各通信ネットワーク（ＮＷ１，ＮＷ３，ＮＷ２）をこの順に択一的に選択せしめるハンドオーバ制御部４３を有する。このハンドオーバ制御部４３が本発明にとって重要な一構成要素となる。

またハンドオーバ実行手段１３は、通信ネットワーク（ＮＷ１，ＮＷ２，ＮＷ３）の電波状態の良否を判断するネットワーク状態管理部と、その判断が否であるとき、ハンドオーバ先としてさらに最適な通信ネットワークをサーチして決定する接続先選択部４２と、を有し、その決定に従って上記のハンドオーバ制御部４３は制御される。

一方選択手段１２は、上記のハンドオーバ制御部４３により制御されて、送受信すべきデータの経路を複数のインタフェース手段（１１−１〜１１−３；２１，２２）の間で切り替える経路切替え部３１を有する。なお、図７において、実線の矢印は通信データ（パケット）の流れを表し、点線の矢印は制御情報の流れを表す。

図７の構成を、現実の実施例に即して補足説明すると、本実施例による移動端末４は、ネットワーク・インタフェース１（無線ＬＡＮカード）２１と、ネットワーク・インタフェース２（セルラー・ネットワークカード）２２を持つ機器であり、ネットワーク状態管理部４１、接続先選択（ＭＩＰ：Mobile IP）部４２、ハンドオーバ制御部４３、経路切替え部３１およびアプリケーションとから構成されている。ネットワーク状態管理部４１は、それぞれのネットワーク（ＮＷ１，ＮＷ２，ＮＷ３…）が利用可能かどうかをそれぞれの電波強度を参照して判断している。接続先選択部（ＭＩＰ）４２は、利用できるネットワークを参照しながら、最適な接続先のネットワークを判断しており、現在利用しているネットワークよりも最適なネットワークがみつかると、ハンドオーバ制御部４３との連係により、接続先のネットワークを変更するための、図３および図５に示す手順を実施する。このとき経路切替え部３１は、パケットをどちらのネットワークに送出するかを制御している。この移動端末４の具体的な動作フローは以下のとおりである。

図８は第１の態様（図２および図３参照）に係る移動端末４の動作例を示すフローチャートであり、
図９は第２の態様（図４および図５参照）に係る移動端末４の動作例を示すフローチャートである。

まず図８を参照する。ネットワーク状態をネットワーク状態管理部４１によって収集し（Ｓ２１）、今接続中の通信ネットワーク（ＮＷ１とする）よりも最適な通信ネットワーク、例えばより電波強度の強い無線ＬＡＮ−ＡＰがあるかどうかをスキャンし、判断する（Ｓ２２）。

最適な切り替え先通信ネットワークが発見された場合（Ｙｅｓ）には、接続先選択部４２と、ハンドオーバ制御部４３とにより、まずバックアップネットワーク（ＮＷ３）への切り替え（ホームエージェントＨＡへの位置登録）を行う（Ｓ２３）。

その後、通信ネットワークＮＷ１を切断して（Ｓ２４）、最適な通信ネットワークＮＷ２への接続切替えを開始する（Ｓ２５）。すなわち該ネットワークＮＷ２への通信基準である認証処理やＣｏＡの割り当て処理を行い、これらの処理が完了（Ｓ２６のＹｅｓ）した後に、一時的に接続していたバックアップネットワーク（ＮＷ３）から、本来の通信ネットワークＮＷ２へ接続切り替え（ＨＡへの位置登録）を実施する（Ｓ２７）。

次に図９を参照する。基本的には上述の図８と同様であって、この図８にバックアップネットワーク（ＮＷ３）との接続処理および切断処理をさらに追加したフローで実現できる。

すなわち、バックアップネットワーク（ＮＷ３）は常時接続されていないので、このバックアップネットワーク（ＮＷ３）を利用するための接続手順を踏み（Ｓ３３，Ｓ３４，Ｓ３５）、ステップＳ３６，Ｓ３７，Ｓ３８，Ｓ３９の実施による「通信の中断」を回避するためのバックアップネットワーク（ＮＷ３）の利用が終了すると、切断処理を実施する（Ｓ４０）。

なお、バックアップネットワーク（ＮＷ３）が例えば従量課金を採用したセルラー・ネットワークである場合には、ハンドオーバのために必要なときにのみこのＮＷ３と接続することによって、ユーザが負担するコストを最小限に抑えつつ、通信ネットワークの切り替え時に生じる通信品質の低下を回避することが可能となる。

以上詳しく述べた本発明の実施態様は以下のとおりである。
（付記１）
少なくとも３種の通信ネットワークと、これら３種の通信ネットワークのいずれにも接続可能な移動端末と、を有する移動通信システムにおいて、前記移動端末を、第１の前記通信ネットワークから第２の前記通信ネットワークへハンドオーバさせるための方法であって、
前記移動端末と前記第１の通信ネットワークとの連携から、該移動端末と第３の前記通信ネットワークとの連携へ、一時的に遷移させる第１ステップと、
前記の一時的な遷移期間中に、前記移動端末と前記第２の通信ネットワークとの連携を確立させる第２ステップと、
前記第２の通信ネットワークとの連携を確立した後、前記移動端末と前記第３の通信ネットワークとの連携から、該移動端末と前記第２の通信ネットワークとの連携へ、遷移させる第３ステップと、
を含むことを特徴とする移動通信システムにおけるハンドオーバ方法。

（付記２）
前記第１ステップにおいて、前記移動端末は、通信リンクの接続処理を伴うことなしに、前記第１の通信ネットワークから前記第３の通信ネットワークへ乗り換え、
前記第３ステップにおいて、前記移動端末は、通信リンクの切断処理を伴うことなしに、前記第３の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへ乗り換えることを特徴とする付記１に記載の移動通信システムにおけるハンドオーバ方法。

（付記３）
前記第１ステップにおいて、前記移動端末は、通信リンクの接続処理を伴って、前記第１の通信ネットワークから前記第３の通信ネットワークへ接続切替えをし、
前記第３ステップにおいて、前記移動端末は、通信リンクの切断処理を伴って、前記第３の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへ接続切戻しをすることを特徴とする付記１に記載の移動通信システムにおけるハンドオーバ方法。

（付記４）
少なくとも３種の通信ネットワークを含んで構築されると共に、移動端末としてこれら３種の通信ネットワークのいずれにも接続可能な移動端末を少なくとも収容する移動通信システムにおいて、
前記移動端末は、第１の前記通信ネットワークから第２の前記通信ネットワークへハンドオーバを行うに際し、そのハンドオーバ期間中は第３の前記通信ネットワークに一旦接続して通信状態を保持し、シームレス・ハンドオーバを実行することを特徴とする移動通信システム。

（付記５）
前記移動端末は、通信リンクの切断／接続処理を伴うことなく、前記第１、第３および第２の各通信ネットワーク間の乗り換えを行うことを特徴とする付記４に記載の移動通信システム。

（付記６）
前記移動端末は、通信リンクの切断／接続処理を伴って、前記第１、第３および第２の通信ネットワーク間の接続切替えおよび接続切戻しを行うことを特徴とする付記４に記載の移動通信システム。

（付記７）
第１、第２および第３の各通信ネットワークにそれぞれ連携するための第１、第２および第３の各インタフェース手段と、該第１、第２および第３の各インタフェース手段を択一的に選択して対応する１つの前記通信ネットワークと連携するための選択手段と、前記第１の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへのハンドオーバを実行するためのハンドオーバ実行手段と、を具備してなり、ここに該ハンドオーバ実行手段は、前記第１の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへのハンドオーバ要求を受けて、前記第１の通信ネットワークに代えて前記第２の通信ネットワークを、該ハンドオーバを介して、順次選択する際に、該ハンドオーバの期間中は、前記第２の通信ネットワークに代えて前記第３の通信ネットワークを選択するように前記選択手段を制御することを特徴とする移動端末。

（付記８）
前記第１および第２の各通信ネットワークが、同一の通信メディアに属する第１および第２の各アクセスポイントによってそれぞれ形成されるとき、前記第１および第２の各インタフェース手段は単一の共通インタフェース手段で構成することを特徴とする付記７に記載の移動端末。

（付記９）
前記ハンドオーバ実行手段は、前記選択手段に対し、前記第１、第３および第２の各通信ネットワークをこの順に択一的に選択せしめるハンドオーバ制御部を有することを特徴とする請求項７に記載の移動端末。

（付記１０）
前記ハンドオーバ実行手段は、前記通信ネットワークの電波状態の良否を判断するネットワーク状態管理部と、その判断が否であるとき、ハンドオーバ先としてさらに最適な通信ネットワークをサーチして決定する接続先選択部と、を有し、その決定に従って前記ハンドオーバ制御部は制御されることを特徴とする付記９に記載の移動端末。

（付記１１）
前記選択手段は、前記ハンドオーバ制御部により制御されて、送受信すべきデータの経路を複数の前記インタフェース手段の間で切り替える経路切替え部を有することを特徴とする付記９に記載の移動端末。

ユビキタスネットワークが普及し、様々なネットワーク種別を自在に切り替えて利用する通信環境において、携帯電話や自動車、電車などの車載機器において利用すれば有益である。

本発明に基づくハンドオーバ方法を表すフローチャートである。 本発明のハンドオーバ方法を適用した移動通信システムの第１例を示す図である。 図２のシステム内におけるハンドオーバの動作を表すタイムチャートである。 本発明のハンドオーバ方法を適用した移動通信システムの第２例を示す図である。 図４のシステム内におけるハンドオーバの動作を表すタイムチャートである。 本発明に基づく移動端末の基本構成を示す図である。 本発明に基づく移動端末の一具体例を示す図である。 第１の態様に係る移動端末４の動作例を示すフローチャートである。 第２の態様に係る移動端末４の動作例を示すフローチャートである。 従来のハンドオーバ方法を適用した移動通信システム例を示す図である。 図１０のシステム内におけるハンドオーバの動作を表すタイムチャートである。

符号の説明

１ 移動通信システム
２ ホームエージェント（ＨＡ）
３ アクセスポイント（ＡＰ）
４ 移動端末（ＭＮ）
５ 基地局（ＢＴＳ）
１１ インタフェース手段
１２ 選択手段
１３ ハンドオーバ実行手段
２１ ネットワーク・インタフェース１
２２ ネットワーク・インタフェース２
３１ 経路切替え部
４１ ネットワーク状態管理部
４２ 接続先選択部
４３ ハンドオーバ制御部
ＮＷ１ 第１の通信ネットワーク
ＮＷ２ 第２の通信ネットワーク
ＮＷ３ 第３の通信ネットワーク

Claims (10)

1. 少なくとも３種の通信ネットワークと、これら３種の通信ネットワークのいずれにも接続可能な移動端末と、を有する移動通信システムにおいて、前記移動端末を、第１の前記通信ネットワークから第２の前記通信ネットワークへハンドオーバさせるための方法であって、
   前記移動端末と前記第１の通信ネットワークとの連携から、該移動端末と第３の前記通信ネットワークとの連携へ、一時的に遷移させる第１ステップと、
   前記の一時的な遷移期間中に、前記移動端末と前記第２の通信ネットワークとの連携を確立させる第２ステップと、
   前記第２の通信ネットワークとの連携を確立した後、前記移動端末と前記第３の通信ネットワークとの連携から、該移動端末と前記第２の通信ネットワークとの連携へ、遷移させる第３ステップと、
   を含むことを特徴とする移動通信システムにおけるハンドオーバ方法。
2. 前記第１ステップにおいて、前記移動端末は、通信リンクの接続処理を伴うことなしに、前記第１の通信ネットワークから前記第３の通信ネットワークへ乗り換え、
   前記第３ステップにおいて、前記移動端末は、通信リンクの切断処理を伴うことなしに、前記第３の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへ乗り換えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システムにおけるハンドオーバ方法。
3. 前記第１ステップにおいて、前記移動端末は、通信リンクの接続処理を伴って、前記第１の通信ネットワークから前記第３の通信ネットワークへ接続切替えをし、
   前記第３ステップにおいて、前記移動端末は、通信リンクの切断処理を伴って、前記第３の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへ接続切戻しをすることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システムにおけるハンドオーバ方法。
4. 少なくとも３種の通信ネットワークを含んで構築されると共に、移動端末としてこれら３種の通信ネットワークのいずれにも接続可能な移動端末を少なくとも収容する移動通信システムにおいて、
   前記移動端末は、第１の前記通信ネットワークから第２の前記通信ネットワークへハンドオーバを行うに際し、そのハンドオーバ期間中は第３の前記通信ネットワークに一旦接続して通信状態を保持し、シームレス・ハンドオーバを実行することを特徴とする移動通信システム。
5. 前記移動端末は、通信リンクの切断／接続処理を伴うことなく、前記第１、第３および第２の各通信ネットワーク間の乗り換えを行うことを特徴とする請求項４に記載の移動通信システム。
6. 前記移動端末は、通信リンクの切断／接続処理を伴って、前記第１、第３および第２の通信ネットワーク間の接続切替えおよび接続切戻しを行うことを特徴とする請求項４に記載の移動通信システム。
7. 第１、第２および第３の各通信ネットワークにそれぞれ連携するための第１、第２および第３の各インタフェース手段と、該第１、第２および第３の各インタフェース手段を択一的に選択して対応する１つの前記通信ネットワークと連携するための選択手段と、前記第１の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへのハンドオーバを実行するためのハンドオーバ実行手段と、を具備してなり、ここに該ハンドオーバ実行手段は、前記第１の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへのハンドオーバ要求を受けて、前記第１の通信ネットワークに代えて前記第２の通信ネットワークを、該ハンドオーバを介して、順次選択する際に、該ハンドオーバの期間中は、前記第２の通信ネットワークに代えて前記第３の通信ネットワークを選択するように前記選択手段を制御することを特徴とする移動端末。
8. 前記ハンドオーバ実行手段は、前記選択手段に対し、前記第１、第３および第２の各通信ネットワークをこの順に択一的に選択せしめるハンドオーバ制御部を有することを特徴とする請求項７に記載の移動端末。
9. 前記ハンドオーバ実行手段は、前記通信ネットワークの電波状態の良否を判断するネットワーク状態管理部と、その判断が否であるとき、ハンドオーバ先としてさらに最適な通信ネットワークをサーチして決定する接続先選択部と、を有し、その決定に従って前記ハンドオーバ制御部は制御されることを特徴とする請求項８に記載の移動端末。
10. 前記選択手段は、前記ハンドオーバ制御部により制御されて、送受信すべきデータの経路を複数の前記インタフェース手段の間で切り替える経路切替え部を有することを特徴とする請求項８に記載の移動端末。

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