JP2008193318A - Ad hoc network system and gateway selection method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はアドホックネットワークシステムおよびゲートウェイ選出方法に関する。 The present invention relates to an ad hoc network system and a gateway selection method.
ネットワークインフラの発展に伴い、列車や航空機などの高速移動体においてもインターネット等への接続環境を提供する技術が進展してきており、高速移動体の中で構成される移動IP(Internet Protocol)ネットワークと外部の固定IPネットワークとの間におけるシームレスなIPパケット転送を実現するネットワークモビリティ技術がIETF Network Mobility (NEMO) Working Groupにて議論されている(例えば、非特許文献1参照。)。移動ネットワークは、モバイルルータと呼ばれるデフォルトゲートウェイを介して固定ネットワークと接続され、移動ネットワークが接続される固定IPネットワークの変更に伴うハンドオーバ処理等をモバイルルータが実施している。 Along with the development of network infrastructure, technologies for providing a connection environment to the Internet and the like have been developed even in high-speed moving bodies such as trains and airplanes, and mobile IP (Internet Protocol) networks configured in high-speed moving bodies and A network mobility technique for realizing seamless IP packet transfer with an external fixed IP network is discussed in the IETF Network Mobility (NEMO) Working Group (for example, see Non-Patent Document 1). The mobile network is connected to a fixed network via a default gateway called a mobile router, and the mobile router performs a handover process or the like associated with a change in the fixed IP network to which the mobile network is connected.
一方、端末ノード自身がIPパケットの中継機能を持ち、複数のノードが相互にIPパケットの転送を行うことで、無線基地局等のネットワークインフラが使用できない、または、存在しない場合においても、ノード間の通信を可能とするアドホックネットワークの技術が、IETF Mobile Ad−hoc Networks (MANET) Working Groupにて議論されている。その中で、アドホックネットワークを外部のネットワークと接続する技術についても議論されており、例えば、図18に示すように、複数のノードがアドホックネットワークを構成し、アドホックネットワーク内の各ノードは、インターネット接続機能をもつインターネットGWを通して、インターネット等の外部ネットワークに接続する方法を示している(例えば、非特許文献2参照。)。 On the other hand, the terminal node itself has an IP packet relay function, and a plurality of nodes transfer IP packets to each other, so even if the network infrastructure such as a wireless base station cannot be used or does not exist, The ad hoc network technology that enables communication in the Internet is discussed in IETF Mobile Ad-hoc Networks (MANET) Working Group. Among them, a technique for connecting an ad hoc network to an external network is also discussed. For example, as shown in FIG. 18, a plurality of nodes constitute an ad hoc network, and each node in the ad hoc network is connected to the Internet. A method of connecting to an external network such as the Internet through a functioning Internet GW is shown (for example, see Non-Patent Document 2).
しかし、アドホックネットワークを構成する装置は、IPv6ノードまたはMobile IPv6ノードであり、移動ネットワークを収容するモバイルルータではなく、また、アドホックネットワークのなかで、インターネットゲートウェイとなりえるノードが複数存在する場合に、インターネットゲートウェイとして動作するノードを選出する方法についてもこのドラフトの対象とはしていない。 However, an apparatus constituting an ad hoc network is an IPv6 node or a Mobile IPv6 node, which is not a mobile router that accommodates a mobile network, and in the case where there are a plurality of nodes that can serve as Internet gateways in the ad hoc network. The method of selecting a node that operates as a gateway is not subject to this draft.
また、アドホックネットワークにおいて、インターネットゲートウェイに関する情報をアドホックネットワークを構成する各ノードへ周知する方法が、アドホックネットワークの経路制御に関する議論の中で触れられている。例えば、アドホックネットワークにおいて「事前に」経路を決めておくためのOLSRと呼ばれるプロトコルでは、アドホックネットワーク内へのフラッディングを効率的にするために、「転送ノード」を制限する目的でMPR集合が定義される(例えば、非特許文献3参照。)。MPR集合を再計算するトリガ(経路情報を再計算するトリガ)は、周期的なメッセージ交換(Hello,TC)や外部トリガがあり、アドホックネットワークを構成する各ノードは、パケットを他のノードへ転送してもよいという意思の程度を示す「Willingness」を隣接するノードへ広告し、この値がMPRノードの選択条件に用いられる。外部網とのゲートウェイに関しては、同文献のAppendix F.3に一般的に記述されている。TCメッセージを利用して外部との基本的なルーティングをサポート可能とし、ゲートウェイが静的なルートを外部ネットワークへ広告する例を記載している。しかしながら、同文献においてはアドホックネットワーク内におけるゲートウェイの選出方法については記載していない。
Further, in an ad hoc network, a method of disseminating information related to the Internet gateway to each node constituting the ad hoc network is mentioned in the discussion regarding the path control of the ad hoc network. For example, in an ad hoc network, a protocol called OLSR for determining routes in advance defines an MPR set for the purpose of limiting “forwarding nodes” in order to make flooding into the ad hoc network efficient. (For example, see Non-Patent
また、アドホックネットワークのルーティングプロトコルの一つである「DYMO」が提案されている(例えば、非特許文献4参照。)。同文献においては、データ構造に”Route.IsGateway”が定義されており、アドホックネットワーク内に外部ネットワークとのゲートウェイが存在し、外部ネットワークへの送信パケットであることは意識している。しかし、ゲートウェイとなるノードの選択方法については言及していない。 Further, “DYMO”, which is one of ad hoc network routing protocols, has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 4). In this document, “Route.IsGateway” is defined in the data structure, and there is a gateway to the external network in the ad hoc network, and it is conscious that the packet is a transmission packet to the external network. However, it does not mention how to select a node to be a gateway.
また、外部ネットワークとのゲートウェイノードが複数存在するアドホックネットワークにおいて、各ゲートウェイが自身の存在をアドホックネットワーク内へ一定周期で広告するメッセージを利用して、アドホックネットワーク内の各ノードが広告の受信状況からゲートウェイノードまでの通信品質を算出し、複数のゲートウェイのうちどのノードを利用するかを判断することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。なお、この文献では、無線リンクレイヤにおける無線品質情報を用いずに、上位レイヤにおける広告メッセージの受信状況から通信品質を推定している。しかし、本文献では、複数のゲートウェイノードが固定的に存在することを前提としており、複数のゲートウェイノードの中から相互に唯一のゲートウェイを選出する方法については開示されていない。 Also, in an ad hoc network where there are multiple gateway nodes with an external network, each node in the ad hoc network uses a message that advertises its existence to the ad hoc network at regular intervals, and It has been proposed to calculate communication quality up to a gateway node and determine which node of a plurality of gateways is used (see, for example, Patent Document 1). In this document, the communication quality is estimated from the reception status of the advertisement message in the upper layer without using the radio quality information in the radio link layer. However, this document assumes that a plurality of gateway nodes exist in a fixed manner, and does not disclose a method for selecting a unique gateway from a plurality of gateway nodes.
移動ネットワークを収容し、モバイルIP技術により移動に伴う通信を管理する複数のモバイルルータ(MR)がアドホックネットワークを構成し、アドホックネットワーク内の通信の中継を行うとともに、インターネット等の外部ネットワークへの接続を、インターネット等の外部ネットワークと接続して通信可能状態にある他のモバイルルータ(MR)をゲートウェイとして行う場合を考える。 A plurality of mobile routers (MRs) that accommodate mobile networks and manage communication associated with movement using mobile IP technology constitute an ad hoc network, relay communication within the ad hoc network, and connect to external networks such as the Internet Is considered as a case where another mobile router (MR) in a communicable state connected to an external network such as the Internet is used as a gateway.
図1に示すように、移動ネットワークを収容する複数のモバイルルータ(MR)4,4’,4”相互が無線リンクで接続され、さらに、それらのモバイルルータの中のひとつのモバイルルータ4がゲートウェイ(IGW)となり、アクセスルータ(アクセスルータ(AR))14と無線リンクを介して接続され、ホームエージェント(HA)16を経由して外部ネットワークとの通信を可能としている。このとき、IGW機能を提供するモバイルルータ4(MR1)は、アクセスルータ(AR)14から送信されるルータ広告17を受信して、自身のIPv6アドレス(気付アドレス)を決定すると共に、モバイルIPとしての処理(ホームエージェント:HAへの登録、カプセリング/デカプセリング等)を行う。アドホックネットワーク100内の他のモバイルルータ(MR2,MR3)4’,4”は、ゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ4(MR1)からIGW広告18を受信して、現在どのモバイルルータがIGW機能を提供しているかを認識し、アドホックネットワーク100外へのパケットはゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ4(MR1)へ転送し、ゲートウェイ(IGW)がモバイルIPのカプセル化処理を実施してアクセスルータ(AR)14へ転送する。アドホックネットワーク100内のパケット転送は通常のIPv6パケットの転送で行われる。
As shown in FIG. 1, a plurality of mobile routers (MR) 4, 4 ′, 4 ″ accommodating a mobile network are connected to each other via a wireless link, and one
このとき、アドホックネットワークを構成するMRのアドホックネットワークへの参入/離脱は、動的な場合と静的な場合が考えられるが、以下のような問題点があった。
(1) アドホックネットワークを構成するMRが固定的なアドホックネットワークであっても、アクセスルータ(AR)との無線リンクを持ちIGW機能を提供することが適切なMRは固定できず、他のMRがIGW機能を提供したほうが良い場合がある。
(2) アドホックネットワークを構成するMRが動的なアドホックネットワークの場合は、IGW機能を提供しているMRがアドホックネットワークを離脱した場合に、IGW機能を提供するMRを新たに選出する必要がある。
上記の(1)および(2)から、アドホックネットワークを構成する各MRは、アクセスルータ(AR)から受信したルータ広告や、他のMRから受信できたIGW広告、アドホックネットワーク内の経路情報等の情報から、アドホックネットワーク内のどのMRがIGW機能を提供するかを動的に決め、適切なMRへIGW機能を変更する必要がある。
At this time, the entry / exit of the MR constituting the ad hoc network into the ad hoc network may be a dynamic case or a static case, but has the following problems.
(1) Even if the MR constituting the ad hoc network is a fixed ad hoc network, an MR suitable for providing an IGW function with a radio link with an access router (AR) cannot be fixed. It may be better to provide the IGW function.
(2) When the MR configuring the ad hoc network is a dynamic ad hoc network, when the MR providing the IGW function leaves the ad hoc network, it is necessary to newly select the MR providing the IGW function .
From the above (1) and (2), each MR constituting the ad hoc network can receive router advertisements received from the access router (AR), IGW advertisements received from other MRs, route information in the ad hoc network, etc. From the information, it is necessary to dynamically determine which MR in the ad hoc network provides the IGW function and change the IGW function to an appropriate MR.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、インターネットゲートウェイ機能を提供するMRを動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とするアドホックネットワークシステムおよびゲートウェイ選出方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and an ad hoc network system and a gateway capable of dynamically selecting an MR that provides an Internet gateway function and changing the MR within the ad hoc network. The purpose is to obtain a selection method.
この発明は、移動ネットワークを収容する複数のモバイルルータが相互に無線リンクを確立してアドホックネットワークを構成し、上記アドホックネットワーク内の通信を行うとともに、アクセスルータとの接続が可能な、いずれかのモバイルルータがアドホックネットワークと外部ネットワークとのゲートウェイとして動作するアドホックネットワークシステムであって、上記モバイルルータは移動体に搭載され、外部ネットワークに接続されたアクセスルータとの間で無線リンクを確立して、移動体内部の端末を収容する移動ネットワークと外部ネットワークとのパケット中継を行うとともに、周期的に最寄りの複数のアクセスルータとの無線リンクの確立可否を検査し、その検査結果を参照して使用可能な無線リンクのコスト情報を算出し、上記無線リンクのコスト情報に基づいて、適切なアクセスルータを選択するものであって、上記アクセスルータは、上記外部ネットワークに接続され、上記モバイルルータと上記外部ネットワークとのパケット中継を行うものであって、上記無線リンクのコスト情報は、無線リンクレイヤにおける伝送速度や誤り率の現在値と、上記モバイルルータが搭載される移動体の現在位置情報と移動方向情報と移動速度情報と移動予定経路情報から計算される一定時間後の予測位置と、上記アクセスルータが上記モバイルルータとの無線リンク接続に使用する無線基地局の位置情報と、無線リンクを提供する移動体上に設置されるアンテナの性能値と、無線リンクを提供する基地局に設置されるアンテナの性能値と、を用いて無線リンクが提供できる通信可能時間および平均伝送速度から算出されるものであって、上記モバイルルータおよび上記アクセスルータの少なくともいずれか一方が、上記無線リンクのコスト情報を用いて、各モバイルルータがアドホックネットワーク内においてゲートウェイとして動作する優先度の指標となるゲートウェイコストを算出し、上記ゲートウェイコストを用いてアドホックネットワークにおいてゲートウェイとして動作するモバイルルータを選出することを特徴とするアドホックネットワークシステムである。 In the present invention, any one of a plurality of mobile routers accommodating a mobile network establishes a radio link with each other to form an ad hoc network, performs communication within the ad hoc network, and can be connected to an access router. An ad hoc network system in which a mobile router operates as a gateway between an ad hoc network and an external network, and the mobile router is mounted on a mobile unit and establishes a wireless link with an access router connected to the external network, Performs packet relay between the mobile network that accommodates the terminals inside the mobile unit and the external network, and periodically checks whether or not a radio link can be established with multiple nearby access routers, and can use it by referring to the test results Cost information for a simple radio link And selecting an appropriate access router based on the cost information of the wireless link, wherein the access router is connected to the external network and relays packets between the mobile router and the external network. The cost information of the radio link includes the current value of the transmission rate and error rate in the radio link layer, the current position information, the moving direction information, the moving speed information, and the moving schedule of the mobile unit on which the mobile router is mounted. Predicted position after a certain time calculated from the route information, position information of the wireless base station used by the access router for wireless link connection with the mobile router, and an antenna installed on the mobile unit providing the wireless link Provided by the wireless link using the performance value of the antenna and the performance value of the antenna installed in the base station providing the wireless link Is calculated from the available communication time and the average transmission rate, and at least one of the mobile router and the access router uses the cost information of the wireless link, and each mobile router is a gateway in the ad hoc network. The ad hoc network system is characterized in that a gateway cost serving as a priority index for operating as a gateway is calculated and a mobile router operating as a gateway in the ad hoc network is selected using the gateway cost.
この発明は、移動ネットワークを収容する複数のモバイルルータが相互に無線リンクを確立してアドホックネットワークを構成し、上記アドホックネットワーク内の通信を行うとともに、アクセスルータとの接続が可能な、いずれかのモバイルルータがアドホックネットワークと外部ネットワークとのゲートウェイとして動作するアドホックネットワークシステムであって、上記モバイルルータは移動体に搭載され、外部ネットワークに接続されたアクセスルータとの間で無線リンクを確立して、移動体内部の端末を収容する移動ネットワークと外部ネットワークとのパケット中継を行うとともに、周期的に最寄りの複数のアクセスルータとの無線リンクの確立可否を検査し、その検査結果を参照して使用可能な無線リンクのコスト情報を算出し、上記無線リンクのコスト情報に基づいて、適切なアクセスルータを選択するものであって、上記アクセスルータは、上記外部ネットワークに接続され、上記モバイルルータと上記外部ネットワークとのパケット中継を行うものであって、上記無線リンクのコスト情報は、無線リンクレイヤにおける伝送速度や誤り率の現在値と、上記モバイルルータが搭載される移動体の現在位置情報と移動方向情報と移動速度情報と移動予定経路情報から計算される一定時間後の予測位置と、上記アクセスルータが上記モバイルルータとの無線リンク接続に使用する無線基地局の位置情報と、無線リンクを提供する移動体上に設置されるアンテナの性能値と、無線リンクを提供する基地局に設置されるアンテナの性能値と、を用いて無線リンクが提供できる通信可能時間および平均伝送速度から算出されるものであって、上記モバイルルータおよび上記アクセスルータの少なくともいずれか一方が、上記無線リンクのコスト情報を用いて、各モバイルルータがアドホックネットワーク内においてゲートウェイとして動作する優先度の指標となるゲートウェイコストを算出し、上記ゲートウェイコストを用いてアドホックネットワークにおいてゲートウェイとして動作するモバイルルータを選出することを特徴とするアドホックネットワークシステムであるので、インターネットゲートウェイ機能を提供するMRを動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することができる。 In the present invention, any one of a plurality of mobile routers accommodating a mobile network establishes a radio link with each other to form an ad hoc network, performs communication within the ad hoc network, and can be connected to an access router. An ad hoc network system in which a mobile router operates as a gateway between an ad hoc network and an external network, and the mobile router is mounted on a mobile unit and establishes a wireless link with an access router connected to the external network, Performs packet relay between the mobile network that accommodates the terminals inside the mobile unit and the external network, and periodically checks whether or not a radio link can be established with multiple nearby access routers, and can use it by referring to the test results Cost information for a simple radio link And selecting an appropriate access router based on the cost information of the wireless link, wherein the access router is connected to the external network and relays packets between the mobile router and the external network. The cost information of the radio link includes the current value of the transmission rate and error rate in the radio link layer, the current position information, the moving direction information, the moving speed information, and the moving schedule of the mobile unit on which the mobile router is mounted. Predicted position after a certain time calculated from the route information, position information of the wireless base station used by the access router for wireless link connection with the mobile router, and an antenna installed on the mobile unit providing the wireless link Provided by the wireless link using the performance value of the antenna and the performance value of the antenna installed in the base station providing the wireless link Is calculated from the available communication time and the average transmission rate, and at least one of the mobile router and the access router uses the cost information of the wireless link, and each mobile router is a gateway in the ad hoc network. As an ad hoc network system, which calculates the gateway cost that serves as a priority index to operate as a gateway and selects a mobile router that operates as a gateway in the ad hoc network using the gateway cost, an Internet gateway function is provided. The MR to be selected can be selected dynamically and can be changed within the ad hoc network.
実施の形態1.
図4に、この発明の実施の形態1において、列車や航空機等の高速移動体に対して移動ネットワークを提供する装置の構成図を示す。図4に示すように、高速移動体1には、少なくとも1以上のアンテナ2が設けられている。また、高速移動体1の内部には、アンテナ2に接続された無線アクセス制御装置3と、無線アクセス制御装置3に接続されたモバイルルータ4と、モバイルルータ4に移動ネットワーク5を介して接続された1以上の移動端末6とが設けられている。
FIG. 4 shows a configuration diagram of an apparatus for providing a moving network to a high-speed moving body such as a train or an aircraft in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the high-
また、図1に示すように、モバイルルータ4,4’,4”は、高速移動体1に搭載され、高速移動体1内部の端末を収容する移動ネットワークと外部ネットワークとのパケット中継を行う。また、アクセスルータ14は、外部ネットワークに接続され、移動ネットワークを収容するモバイルルータ4,4’,4”と外部ネットワークとのパケット中継を行う。モバイルルータ4,4’,4”とアクセスルータ14とは、モバイルルータの中の1つをゲートウェイとして、無線リンクを確立する。これにより、移動ネットワークと外部ネットワークとの間での通信が行われる。
As shown in FIG. 1, the
また、モバイルルータ4,4’,4”は、周期的に最寄りの複数のアクセスルータ14との無線リンクの確立可否を検査し、その検査結果を参照して使用可能な無線リンクのコスト情報を算出し、無線リンクのコスト情報により適切なアクセスルータを選択する。
The
さらに、複数のモバイルルータ4,4’,4”が、相互に無線リンクを確立してアドホックネットワークを構成し、アドホックネットワーク内の通信を行う。また、アドホックを構成し、かつ、アクセスルータ14との接続が可能な、いずれかのモバイルルータがアドホックネットワークと外部ネットワークとのゲートウェイとして動作する。
Further, a plurality of
動作について説明する。図4に示すように、列車や航空機等の高速移動体1に、ネットワークモビリティ機能を提供するモバイルルータ4が搭載され、高速移動体1の内部に敷設される移動ネットワーク5には複数の移動端末6とモバイルルータ4とが接続され、モバイルルータ4は、移動ネットワーク5を介して接続される移動端末6に対して、外部ネットワークへの接続環境を提供する。また、モバイルルータ4は、外部ネットワークとの通信に使用する無線リンクを確立するための無線アクセス制御装置3と接続され、無線アクセス制御装置3には、少なくとも1つ以上のアンテナ2が接続され、無線アクセス制御装置3は、他の移動体に搭載される無線アクセス制御装置(図示せず)との間で無線リンクを確立して、アドホックネットワーク100における無線リンクを提供する。
The operation will be described. As shown in FIG. 4, a
図5に、本実施の形態1にかかる基地局の構成を示す。図5に示すように、基地局10には、アンテナ12が設けられている。また、基地局10内には、アンテナ12に接続された無線アクセス制御装置13と、無線アクセス制御装置13に接続されたアクセスルータ14とが設けられている。また、アクセスルータ14はインターネット/固定ネットワーク15を介してホームエージェント16に接続されている。
FIG. 5 shows the configuration of the base station according to the first exemplary embodiment. As shown in FIG. 5, the
高速移動体1に搭載される無線アクセス制御装置3は、図5に示すような、地上に固定的に設置された基地局10内に設けられ、外部ネットワークとの接続機能を提供するアクセスルータ14に接続された無線アクセス制御装置13との間で、無線リンクを確立して、モバイルルータ4がゲートウェイとして動作する場合に、アドホックネットワーク100と外部ネットワークとの接続を可能とする。
The wireless
図6に、本実施の形態1における、高速移動体1に搭載される無線アクセス制御装置3とモバイルルータ4との機能構成を示す。図3に示すように、無線アクセス制御装置3内には、アンテナ制御部31と、受信機32と、無線リンク品質判定処理部33と、送信機34と、移動体位置情報処理部35と、移動体移動情報処理部36とが設けられている。モバイルルータ4内には、無線リンクコスト判定処理部41と、ゲートウェイ判定処理部42と、アドホックネットワーク経路情報処理部43と、IGW広告処理部44とが設けられている。
FIG. 6 shows functional configurations of the wireless
このとき、無線アクセス制御装置3は、1つ以上のアンテナ2を使用し、他の高速移動体や基地局10の無線アクセス制御装置との間での無線リンクの確立の可否を予め決められた周期で常に検査し、無線リンク確立可能な場合には、無線リンクを確立する。このとき、高速移動体1に搭載される無線アクセス制御装置3のアンテナ制御部31は、自身の位置や移動速度/方向および予定移動経路を移動体位置情報処理部35および移動体移動情報処理部36から得て、アンテナ2の制御を行い、他の高速移動体や基地局10との無線リンクの確立を試行する。また、高速移動体1に搭載される無線アクセス制御装置3の無線リンク品質判定処理部33では、確立可能な無線リンクにおける電波受信強度や信号対雑音比、伝送レート、伝送誤り率といった無線リンクの品質に関わるパラメータの測定を行い、モバイルルータ4へそれらのパラメータを提供する。
At this time, the radio
モバイルルータ4の無線リンクコスト判定処理部41では、無線アクセス制御装置3から得られる無線リンクにおける現在の伝送レートと伝送誤り率を基本として、接続先モバイルルータの位置、自身の現在位置や移動方向と移動速度、自身の移動予定経路、の各情報から一定時間後の予測位置を判断し、アンテナ2の性能に関するパラメータ(ビーム方向制御可能範囲、利得)等の情報から接続先モバイルルータの間の伝送レートと通信可能時間を予測し、所要の無線リンク品質と通信可能時間が見込める場合に、アドホックネットワークを構成する。
The radio link cost
さらに、モバイルルータ4の無線リンクコスト判定処理部41では、無線アクセス制御装置3から得られる無線リンクにおける現在の伝送レートと伝送誤り率を基本として、接続先基地局の位置、自身の現在位置や移動方向と移動速度、自身の移動予定経路、の各情報から一定時間後の予測位置を判断し、アンテナ2の性能に関するパラメータ(ビーム方向制御可能範囲、利得)等の情報から、基地局10とモバイルルータ4との間の伝送レートと通信可能時間を予測し、IGWコストを算出する。
Furthermore, the radio link cost
モバイルルータ4のゲートウェイ判定処理部42では、無線リンクコスト判定処理部41で算出されたIGWコストと、アドホックネットワークで他の高速移動体のモバイルルータから受信したIGW広告に格納されるIGWコストとを比較し、アドホックネットワーク経路情報処理部43から得られる他のモバイルルータとの間の経路情報から、自身からアドホックネットワークの各モバイルルータに到達するまでのホップ数(ノード間の経路数)をなるべく最小にすることも加味した上で、自身がゲートウェイとして動作すべきかどうかを判定する。
In the gateway
以上のように、本実施の形態においては、移動ネットワークを収容する複数のモバイルルータが相互に無線リンクを確立してアドホックネットワークを構成し、上記アドホックネットワーク内の通信を行うとともに、アクセスルータとの接続が可能な、いずれかのモバイルルータがアドホックネットワークと外部ネットワークとのゲートウェイとして動作するアドホックネットワークシステムであって、上記モバイルルータは移動体に搭載され、外部ネットワークに接続されたアクセスルータとの間で無線リンクを確立して、移動体内部の端末を収容する移動ネットワークと外部ネットワークとのパケット中継を行うとともに、周期的に最寄りの複数のアクセスルータとの無線リンクの確立可否を検査し、その検査結果を参照して使用可能な無線リンクのコスト情報を算出し、上記無線リンクのコスト情報に基づいて、適切なアクセスルータを選択するものであって、上記アクセスルータは、上記外部ネットワークに接続され、上記モバイルルータと上記外部ネットワークとのパケット中継を行うものであって、上記無線リンクのコスト情報は、無線リンクレイヤにおける伝送速度や誤り率の現在値と、上記モバイルルータが搭載される移動体の現在位置情報と移動方向情報と移動速度情報と移動予定経路情報から計算される一定時間後の予測位置と、上記アクセスルータが上記モバイルルータとの無線リンク接続に使用する無線基地局の位置情報と、無線リンクを提供する移動体上に設置されるアンテナの性能値と、無線リンクを提供する基地局に設置されるアンテナの性能値と、を用いて無線リンクが提供できる通信可能時間および平均伝送速度から算出されるものであって、上記モバイルルータおよび上記アクセスルータの少なくともいずれか一方が、上記無線リンクのコスト情報を用いて、各モバイルルータがアドホックネットワーク内においてゲートウェイとして動作する優先度の指標となるゲートウェイコストを算出し、上記ゲートウェイコストを用いてアドホックネットワークにおいてゲートウェイとして動作するモバイルルータを選出するようにしたので、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とする。
また、ゲートウェイ機能を提供するモバイルルータが変更されるときの過渡状態において、切替前にゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータが認識している、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータの識別情報を、現在接続しているアクセスルータに通知することにより、外部ネットワークから切替前にゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータを宛先としてアクセスルータに到着したパケットを、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに転送し、また、アドホックネットワークからアクセスルータを経由して外部ネットワークに転送するために、切替前にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに到着したパケットを、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに転送するようにしたので、ゲートウェイ機能を提供するモバイルルータが変更されるときの過渡状態におけるパケット転送において転送経路が解決できないことによるパケット廃棄を防止することができる。
As described above, in this embodiment, a plurality of mobile routers that accommodate mobile networks establish radio links with each other to form an ad hoc network, perform communication within the ad hoc network, and communicate with the access router. An ad hoc network system in which any mobile router that can be connected operates as a gateway between an ad hoc network and an external network. The mobile router is mounted on a mobile unit and connected to an access router connected to the external network. The wireless link is established by the mobile network and the packet is relayed between the mobile network that accommodates the terminal inside the mobile unit and the external network, and the availability of the wireless link with the plurality of nearest access routers is periodically checked. Can be used with reference to test results Calculating cost information of a line link, and selecting an appropriate access router based on the cost information of the radio link, the access router being connected to the external network, the mobile router and the external network The cost information of the radio link includes the current value of the transmission rate and error rate in the radio link layer, the current position information and the moving direction information of the mobile unit on which the mobile router is mounted. A predicted position after a certain time calculated from the moving speed information and the planned moving route information, the position information of the wireless base station that the access router uses for the wireless link connection with the mobile router, and the movement that provides the wireless link The performance value of the antenna installed on the body and the performance value of the antenna installed in the base station that provides the radio link Is calculated from the communicable time and the average transmission rate that can be provided by the wireless link, and at least one of the mobile router and the access router uses the cost information of the wireless link to The router calculates the gateway cost, which is a priority index for the router to operate as a gateway in the ad hoc network, and uses the gateway cost to select the mobile router that operates as the gateway in the ad hoc network. The mobile router (MR) to be provided can be dynamically selected and changed within the ad hoc network.
In addition, in the transitional state when the mobile router that provides the gateway function is changed, the mobile router that provides the gateway function after switching is identified by the mobile router that provides the gateway function before switching. By notifying the currently connected access router, packets arriving at the access router destined for the mobile router that provides the gateway function before switching from the external network are sent to the mobile router that provides the gateway function after switching. Forwards packets that arrive at the mobile router that provides the gateway function before switching to the mobile router that provides the gateway function after switching in order to forward and forward from the ad hoc network to the external network via the access router. like Since, it is possible to prevent packet discard due to the transfer path can not be resolved in the packet forwarding in a transient state when the mobile router which provides a gateway function is changed.
なお、モバイルルータおよびアクセスルータの少なくともいずれか一方が、無線リンクの下位レイヤにおける伝送速度や誤り率の現在値と、モバイルルータが搭載される移動体の現在位置情報と移動方向情報と移動速度情報と移動予定経路情報から計算される一定時間後の予測位置と、アクセスルータがモバイルルータとの無線リンク接続に使用する無線基地局の位置情報と、無線リンクを提供する移動体上に設置されるアンテナの性能値と、無線リンクを提供する基地局に設置されるアンテナの性能値を用いて無線リンクが提供できる通信可能時間および平均伝送速度と、アドホックネットワーク内の他のモバイルルータとの接続にかかるホップ数とモバイルルータ間の無線リンクレイヤにおける伝送速度や誤り率の現在値を用いて、モバイルルータがアドホックネットワーク内においてゲートウェイとして動作する優先度の指標となるゲートウェイコストを算出し、ゲートウェイコストを用いてアドホックネットワークにおいてゲートウェイとして動作するモバイルルータを選出するようにしてもよい。 It should be noted that at least one of the mobile router and the access router has a current value of transmission speed and error rate in a lower layer of the radio link, current position information, moving direction information, and moving speed information of a mobile unit on which the mobile router is mounted. Installed on a mobile unit that provides a wireless link and a predicted position calculated after a certain amount of time and the predicted route information, the position information of the wireless base station that the access router uses for wireless link connection with the mobile router, and The communication performance time and average transmission rate that the wireless link can provide using the performance value of the antenna and the performance value of the antenna installed in the base station that provides the wireless link, and connection with other mobile routers in the ad hoc network Using the number of hops and the current transmission rate and error rate at the radio link layer between mobile routers, Ruruta calculates the gateway cost indicative of priority to operate as a gateway within an ad hoc network may be selected mobile router acting as a gateway in the ad hoc network using the gateway costs.
実施の形態2.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワーク100のゲートウェイ(IGW)を新たに選出して、図2に示す状態となるときの動作の一例を図7のシーケンス図に示す。なお、図1と図2と図7では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
The mobile router (MR) 4 and the radio
図7に示すように、アクセスルータ(AR)14が1台のモバイルルータ(MR)のみと通信できる場合、アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している状態(ステップS1,S2)で、その後、アドホックネットワーク100を構成する他のモバイルルータ(MR)であるモバイルルータ(MR2)4’が、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態となったことを検出する(ステップS3)と、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立した場合のIGWコストを試算し(ステップS4)、現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4(現IGW)を経由してアクセスルータ(AR)14へIGWコスト情報通知を送信する(ステップS5)。
As shown in FIG. 7, when the access router (AR) 14 can communicate with only one mobile router (MR), the mobile router (MR1) 4 in the
アクセスルータ(AR)14は、現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4からIGWコスト情報通知を受信する(ステップS5)と、IGWコスト情報通知で通知されたモバイルルータ(MR2)で試算されたコスト情報と現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)との接続におけるコスト情報を比較し、その結果、ゲートウェイ(IGW)を変更すべきであると判断すると、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立可能で同一アドホックネットワーク100を構成する他のMRであるモバイルルータ(MR2)4’を新ゲートウェイ(IGW)に選出し(ステップS6)、現IGW(MR1)4を経由して新IGW(MR2)4’へIGW選出通知を送信し(ステップS7)、新IGW(MR2)4’は現IGW(MR1)4経由でIGW選出確認通知をアクセスルータ(AR)14に送信する(ステップS8)。現IGW(MR1)4はこのIGW選出確認通知をアクセスルータ(AR)14へ転送した後にアクセスルータ(AR)14との通信を止め(ステップS9)、現IGW(MR1)4宛に到着したアクセスルータ(AR)14宛のパケットを新IGW(MR2)4’へ転送する(ステップS10)。新IGW(MR2)4’はIGW選出確認通知を送信した直後から、アクセスルータ(AR)14との無線リンクの確立を試行開始し(ステップS11)、アクセスルータ(AR)14との無線リンクが確立されてパケット転送が可能となるまでの間、現IGW(MR1)4から転送されたアクセスルータ(AR)14宛パケットをバッファしておく(ステップS12)。
When the access router (AR) 14 receives the IGW cost information notification from the mobile router (MR1) 4 which is the current gateway (IGW) (step S5), the access router (AR) 14 is notified by the mobile router (MR2) notified by the IGW cost information notification. When the estimated cost information and the cost information in the connection with the mobile router (MR1) which is the current gateway (IGW) are compared, and it is determined that the gateway (IGW) should be changed as a result, the access router (AR) ) A mobile router (MR2) 4 ′, which is another MR that can establish a radio link with the
アクセスルータ(AR)14は新IGW(MR2)4’からのIGW選出確認通知を現IGW(MR1)4経由で受信すると、無線リンクの接続先を現IGW(MR1)4から新IGW(MR2)4’へ切り替え、新IGW(MR2)4’との無線リンクを確立する。また、新IGW(MR2)4’からのIGW選出確認通知を受信してから新IGW(MR2)4’がモバイルIPにおけるアドレス更新処理を完了するまでの間は、ホームエージェント(HA)16から以前までゲートウェイ(IGW)であったモバイルルータ(MR1)(旧IGW)4に対してモバイルIPのパケットが到着することから、この宛先を新IGW(MR2)4’に変更してバッファしておき(ステップS13)、新IGW(MR2)4’との無線リンクが確立した後に(ステップS14)、このバッファしておいたモバイルIPのパケットを新IGW(MR2)4’に転送する(ステップS15)。 When the access router (AR) 14 receives the IGW selection confirmation notification from the new IGW (MR2) 4 ′ via the current IGW (MR1) 4, the access destination of the radio link is changed from the current IGW (MR1) 4 to the new IGW (MR2). Switch to 4 ′ and establish a radio link with the new IGW (MR2) 4 ′. Also, from the reception of the IGW selection confirmation notification from the new IGW (MR2) 4 ′ until the new IGW (MR2) 4 ′ completes the address update process in the mobile IP, the home agent (HA) 16 previously Since the mobile IP packet arrives at the mobile router (MR1) (old IGW) 4 that was the gateway (IGW) until this point, the destination is changed to the new IGW (MR2) 4 ′ and buffered ( Step S13) After establishing a radio link with the new IGW (MR2) 4 ′ (step S14), the buffered mobile IP packet is transferred to the new IGW (MR2) 4 ′ (step S15).
新IGW(MR2)4’では、アクセスルータ(AR)14との無線リンクが確立した後に、バッファしておいたアクセスルータ(AR)14宛パケットを送信する(ステップS16)とともに、アドホックネットワーク100内へIGW広告を送信し(ステップS17)、各モバイルルータ(MR)へゲートウェイ(IGW)がモバイルルータ(MR2)4’に切り替わったことを広告する。
In the new IGW (MR2) 4 ′, after the radio link with the access router (AR) 14 is established, the buffered packet addressed to the access router (AR) 14 is transmitted (step S16), and in the
旧IGW(MR1)4では、新IGW(MR2)4’からの初回のIGW広告を受信すると、一定時間後に、自身をゲートウェイ(IGW)として転送されてきたアクセスルータ(AR)14宛パケットの新IGW(MR2)への転送を停止する(ステップS18)。 When the first IGW advertisement is received from the new IGW (MR2) 4 ′, the old IGW (MR1) 4 receives a new packet addressed to the access router (AR) 14 that has been transferred as a gateway (IGW) after a certain period of time. Transfer to the IGW (MR2) is stopped (step S18).
以上のように、本実施の形態においては、アドホックネットワークを構成するモバイルルータで、かつ、自身がゲートウェイでないモバイルルータが、アクセスルータとの接続に用いる無線リンクを確立可能であることを検出し、他のモバイルルータへゲートウェイ機能を提供すると仮定した場合のゲートウェイコストを試算して、その試算結果であるゲートウェイコストを現在のゲートウェイであるモバイルルータが接続しているアクセスルータに報告し、アクセスルータは、アドホックネットワークを構成するモバイルルータから報告されたゲートウェイコストと、現在のゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータのゲートウェイコストとを比較して、アドホックネットワーク内においてゲートウェイ機能を提供することが適切な後継となるモバイルルータを選出し、後継として選出したモバイルルータ宛にアドホックネットワークのゲートウェイ機能の提供を開始するように指示し、現在のゲートウェイ機能を提供している上記モバイルルータは、ゲートウェイ機能を提供することを停止することで、アドホックネットワーク内の一つのモバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択するようにしたので、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, a mobile router that constitutes an ad hoc network and a mobile router that is not itself a gateway detects that a wireless link used for connection with an access router can be established, Estimate the gateway cost when assuming that the gateway function is provided to other mobile routers, report the gateway cost as a result of the estimation to the access router to which the mobile router that is the current gateway is connected. It is appropriate to provide the gateway function in the ad hoc network by comparing the gateway cost reported from the mobile router that constitutes the ad hoc network with the gateway cost of the mobile router that provides the current gateway function. Select the mobile router to be the successor, instruct the mobile router selected as the successor to start providing the ad hoc network gateway function, and the mobile router that provides the current gateway function provides the gateway function Since one mobile router in the ad hoc network is selected as a gateway to the external network, the mobile router (MR) that provides this Internet gateway function is dynamically selected. In the ad hoc network, the packet can be changed, and even when the MR that provides the IGW function is changed, the packet can be prevented from being discarded in the transient state.
また、ゲートウェイ機能を提供するモバイルルータが変更されるときの過渡状態において、切替前にゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータが認識している、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータの識別情報を、現在接続しているアクセスルータに通知することにより、外部ネットワークから切替前にゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータを宛先としてアクセスルータに到着したパケットを、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに転送し、また、アドホックネットワークからアクセスルータを経由して外部ネットワークに転送するために、切替前にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに到着したパケットを、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに転送するようにしたので、ゲートウェイ機能を提供するモバイルルータが変更されるときの過渡状態におけるパケット転送において転送経路が解決できないことによるパケット廃棄を防止することができる。 In addition, in the transitional state when the mobile router that provides the gateway function is changed, the mobile router that provides the gateway function after switching is identified by the mobile router that provides the gateway function before switching. By notifying the currently connected access router, packets arriving at the access router destined for the mobile router that provides the gateway function before switching from the external network are sent to the mobile router that provides the gateway function after switching. Forwards packets that arrive at the mobile router that provides the gateway function before switching to the mobile router that provides the gateway function after switching in order to forward and forward from the ad hoc network to the external network via the access router. like Since, it is possible to prevent packet discard due to the transfer path can not be resolved in the packet forwarding in a transient state when the mobile router which provides a gateway function is changed.
実施の形態3.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワーク100のゲートウェイ(IGW)を新たに選出して、図3に示す状態を経由して、図2に示す状態となるときの動作の一例を図8のシーケンス図に示す。なお、図1と図2と図8では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
The mobile router (MR) 4 and the radio
アクセスルータ(AR)14が複数のMRと通信できる場合、アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している状態で(ステップS11,S12)、その後、アドホックネットワーク100を構成する他のMRであるモバイルルータ(MR2)4’が、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態となったことを検出すると、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立して(ステップS13)IGWコストを試算し(ステップS14)、この無線リンクを使用してアクセスルータ(AR)14へIGWコスト情報通知を送信する(ステップS15)。
When the access router (AR) 14 can communicate with a plurality of MRs, the mobile router (MR1) 4 in the
アクセスルータ(AR)14は、モバイルルータ(MR2)4’からIGWコスト情報通知を受信する(ステップS15)と、IGWコスト情報通知で通知されたモバイルルータ(MR2)で試算されたコスト情報と現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)との接続におけるコスト情報を比較し、その結果、ゲートウェイ(IGW)を変更すべきであると判断すると、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立して同一アドホックネットワーク100を構成する他のMRであるモバイルルータ(MR2)4’を新IGWに選出し(ステップS16)、新IGW(MR2)4’へIGW選出通知を送信し(ステップS17)、新IGW(MR2)4’はIGW選出確認通知をアクセスルータ(AR)14に送信する(ステップS18)。
When the access router (AR) 14 receives the IGW cost information notification from the mobile router (MR2) 4 ′ (step S15), the cost information calculated by the mobile router (MR2) notified by the IGW cost information notification and the current information If the cost information in the connection with the mobile router (MR1) which is the gateway (IGW) is compared and, as a result, it is determined that the gateway (IGW) should be changed, the wireless link with the access router (AR) 14 is changed. The mobile router (MR2) 4 ′, which is another MR that is established and constitutes the same ad hoc
新IGW(MR2)4’はIGW選出確認通知を送信した直後から、ゲートウェイ(IGW)としての動作を開始し(ステップS19)、アドホックネットワーク100内へIGW広告を送信する(ステップS20)。それまでゲートウェイ(IGW)であったMR1(旧IGW)4では、新IGW(MR2)4’からの初回のIGW広告を受信すると、ゲートウェイ(IGW)動作を止め(ステップS21)、旧IGW(MR1)4宛に到着したアクセスルータ(AR)14宛のパケットの新IGW(MR2)4’への転送を開始する(ステップS22)。 The new IGW (MR2) 4 'starts the operation as the gateway (IGW) immediately after transmitting the IGW selection confirmation notification (step S19), and transmits the IGW advertisement into the ad hoc network 100 (step S20). MR1 (old IGW) 4 that has been the gateway (IGW) stops the gateway (IGW) operation when receiving the first IGW advertisement from the new IGW (MR2) 4 ′ (step S21), and the old IGW (MR1 ) The transfer of the packet addressed to the access router (AR) 14 arriving at 4 to the new IGW (MR2) 4 ′ is started (step S22).
アクセスルータ(AR)14は新IGW(MR2)4’からのIGW選出確認通知を受信すると、アドホックネットワーク100宛のパケットを送信する無線リンクを旧IGW(MR1)4から新IGW(MR2)4’へ切り替える。新IGW(MR2)4’がモバイルIPにおけるアドレス更新処理を完了するまでの間は、ホームエージェント(HA)16から旧IGWであるモバイルルータ(MR1)4宛に対してモバイルIPのパケットが到着することから、この宛先を新IGWであるモバイルルータ(MR2)4’に変更して新IGW(MR2)4’に転送する(ステップS23)。
When the access router (AR) 14 receives the IGW selection confirmation notification from the new IGW (MR2) 4 ′, the access link (AR) 14 changes the radio link for transmitting the packet addressed to the ad hoc
以上のように、本実施の形態においては、実施の形態2と同様に、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, as in the second embodiment, it is possible to dynamically select a mobile router (MR) that provides this Internet gateway function and to change it within an ad hoc network. Further, even when the MR that provides the IGW function is changed, it is possible to prevent the packet from being discarded in the transient state.
実施の形態4.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワークのゲートウェイ(IGW)を新たに選出して、図2に示す状態となるときの動作の一例を図9のシーケンス図に示す。なお、図1と図2と図9では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
The mobile router (MR) 4 and the radio
アクセスルータ(AR)14が1台のモバイルルータ(MR)のみと通信できる場合、アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している(ステップS31,S32)状態で、その後、アドホックネットワーク100を構成する他のMRであるモバイルルータ(MR2)4’が、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態となったことを検出する(ステップS33)と、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立した場合のIGWコストを試算し(ステップS34)、現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4(現IGW)へIGWコスト情報通知を送信する(ステップS35)。
When the access router (AR) 14 can communicate with only one mobile router (MR), the mobile router (MR1) 4 in the
現IGW(MR1)はモバイルルータ(MR2)4’からIGWコスト情報通知を受信する(ステップS35)と、IGWコスト情報通知で通知されたモバイルルータ(MR2)で試算されたコスト情報と現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)との接続におけるコスト情報を比較し、その結果、ゲートウェイ(IGW)を変更すべきであると判断すると、他のIGWと成りうるいずれかのMRを新IGWに選出する(ステップS36)。図9の例ではモバイルルータ(MR2)4’を新IGWとして選出し、モバイルルータ(MR2)4’へIGW選出通知を送信し(ステップS37)、新IGW(MR2)は現IGW(MR1)へIGW選出確認通知を送信する(ステップS38)。現IGW(MR1)4は、このIGW選出確認通知を受信すると、アクセスルータ(AR)14へIGW切替通知を送信した(ステップS39)後に、アクセスルータ(AR)14との通信を止め(ステップS40)、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを解放し、現IGWであったモバイルルータ(MR1)4宛に到着したアクセスルータ(AR)14宛のパケットを新IGWであるモバイルルータ(MR2)4’へ転送する(ステップS41)。 When the current IGW (MR1) receives the IGW cost information notification from the mobile router (MR2) 4 ′ (step S35), the cost information calculated by the mobile router (MR2) notified by the IGW cost information notification and the current gateway If the cost information in the connection with the mobile router (MR1) that is (IGW) is compared and, as a result, it is determined that the gateway (IGW) should be changed, any MR that can be another IGW is replaced with the new IGW. (Step S36). In the example of FIG. 9, the mobile router (MR2) 4 ′ is selected as a new IGW, and an IGW selection notification is transmitted to the mobile router (MR2) 4 ′ (step S37), and the new IGW (MR2) is sent to the current IGW (MR1). An IGW selection confirmation notification is transmitted (step S38). Upon receiving this IGW selection confirmation notification, the current IGW (MR1) 4 transmits an IGW switching notification to the access router (AR) 14 (step S39), and then stops communication with the access router (AR) 14 (step S40). ), The wireless link with the access router (AR) 14 is released, and the packet addressed to the access router (AR) 14 that has arrived at the mobile router (MR1) 4 that is the current IGW is released to the mobile router (MR2) that is the new IGW. 4 '(step S41).
新IGW(MR2)4’は、IGW選出確認通知を送信した直後から、アクセスルータ(AR)14との無線リンクの確立を試行開始し(ステップS42)、アクセスルータ(AR)14との無線リンクが確立されてパケット転送が可能となるまでの間、現IGW(MR1)4から転送されたアクセスルータ(AR)14宛パケットをバッファしておく(ステップS43)。 The new IGW (MR2) 4 ′ starts to establish a radio link with the access router (AR) 14 immediately after transmitting the IGW selection confirmation notification (step S42), and the radio link with the access router (AR) 14 is started. Until the packet transfer is possible, the packet addressed to the access router (AR) 14 transferred from the current IGW (MR1) 4 is buffered (step S43).
アクセスルータ(AR)14は、以前にゲートウェイ(IGW)であったモバイルルータ(MR1)4(旧IGW)からIGW切替通知を受信すると、無線リンクの接続先を旧IGW(MR1)4から新IGW(MR2)4’へ切り替え、新IGW(MR2)4’との無線リンクを確立する(ステップS48)。また、旧IGW(MR1)4からのIGW切替通知を受信してから新IGW(MR2)4’がモバイルIPにおけるアドレス更新処理を完了するまでの間は、ホームエージェント(HA)16から旧IGWであるモバイルルータ(MR1)4に対してモバイルIPのパケットが到着することから、この宛先を新IGW(MR2)4’に変更してバッファしておき、新IGW(MR2)との無線リンクが確立した後にこのバッファして(ステップS44)おいたモバイルIPのパケットを新IGW(MR2)に転送する(ステップS45)。 When the access router (AR) 14 receives the IGW switching notification from the mobile router (MR1) 4 (old IGW) that was the gateway (IGW) before, the access router (AR) 14 changes the connection destination of the wireless link from the old IGW (MR1) 4 to the new IGW. Switch to (MR2) 4 'and establish a radio link with the new IGW (MR2) 4' (step S48). Also, from the time when the IGW switching notification is received from the old IGW (MR1) 4 until the new IGW (MR2) 4 ′ completes the address update process in the mobile IP, the home agent (HA) 16 Since a mobile IP packet arrives at a certain mobile router (MR1) 4, this destination is changed to the new IGW (MR2) 4 ′ and buffered, and a radio link with the new IGW (MR2) is established. After that, the buffered mobile IP packet (step S44) is transferred to the new IGW (MR2) (step S45).
新IGW(MR2)4’では、アドホックネットワーク100内へIGW広告を送信し、各モバイルルータ(MR)へゲートウェイ(IGW)がモバイルルータ(MR2)4’に切り替わったことを広告する(ステップS46)とともに、アクセスルータ(AR)14との無線リンクが確立した後に、バッファしておいたアクセスルータ(AR)14宛パケットを送信する(ステップS49)。
The new IGW (MR2) 4 ′ transmits an IGW advertisement into the ad hoc
旧IGW(MR1)4では、新IGW(MR2)4’からの初回のIGW広告を受信すると、一定時間後(規定回数のIGW広告受信後、または規定時間経過後、など)に自身をゲートウェイ(IGW)と想定したアクセスルータ(AR)14宛パケットの新IGW(MR2)への転送を停止する(ステップS47)。 When the first IGW advertisement is received from the new IGW (MR2) 4 ′, the old IGW (MR1) 4 identifies itself as a gateway (after receiving a prescribed number of IGW advertisements or after a prescribed time has elapsed). The transfer of the packet addressed to the access router (AR) 14 assumed to be IGW) to the new IGW (MR2) is stopped (step S47).
以上のように、アドホックネットワークを構成するモバイルルータで、かつ、自身がゲートウェイでないモバイルルータが、アクセスルータとの接続に用いる無線リンクを確立可能であることを検出し、他のモバイルルータへゲートウェイ機能を提供すると仮定した場合のゲートウェイコストを試算して、その試算結果であるゲートウェイコストを現在のゲートウェイであるモバイルルータに報告し、ゲートウェイである上記モバイルルータは、他のモバイルルータから報告されたゲートウェイコストと、自身の持つゲートウェイコストとを比較して、アドホックネットワーク内においてゲートウェイ機能を提供することが適切な後継となるモバイルルータを選出し、現在のゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータから後継として選出されたモバイルルータ宛にアドホックネットワークのゲートウェイ機能の提供を開始するように指示し、自身はゲートウェイ機能を提供することを停止することで、アドホックネットワーク内の一つのモバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択するようにしたので、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, a mobile router that constitutes an ad hoc network and that is not a gateway itself detects that a wireless link used for connection with an access router can be established, and functions as a gateway to other mobile routers. The gateway cost is calculated to the mobile router that is the current gateway, and the mobile router is the gateway reported by the other mobile router. Comparing the cost with the gateway cost of oneself, selecting a mobile router that is suitable for providing a gateway function within an ad hoc network, and succeeding the mobile router that provides the current gateway function Selection Instructed the mobile router to start providing the gateway function of the ad hoc network and stops providing the gateway function by itself, thereby making one mobile router in the ad hoc network as a gateway to the external network. The mobile router (MR) that provides this Internet gateway function can be dynamically selected and changed within the ad hoc network, and the MR that provides the IGW function is changed. Sometimes, it is possible to prevent the packet from being discarded in the transient state.
実施の形態5.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワークのゲートウェイ(IGW)を新たに選出して図3に示す状態を経由して図2に示す状態となるときの動作の一例を図10のシーケンス図に示す。なお、図1と図2と図10では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
The mobile router (MR) 4 and the radio
アクセスルータ(AR)14が複数のモバイルルータ(MR)と通信できる場合、アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している(ステップS51)状態で、その後、アドホックネットワーク100を構成する他のMRであるモバイルルータ(MR2)4’が、アクセスルータ(AR)100との無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態となったことを検出する(ステップS52)と、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してIGWコストを試算し、現在のゲートウェイ(IGW)であるMR1(現IGW)4へIGWコスト情報通知を送信する(ステップS53)。
When the access router (AR) 14 can communicate with a plurality of mobile routers (MR), the mobile router (MR1) 4 in the
現IGW(MR1)4はモバイルルータ(MR2)4’からIGWコスト情報通知を受信する(ステップS53)と、IGWコスト情報通知で通知されたモバイルルータ(MR2)で試算されたコスト情報と現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)との接続におけるコスト情報を比較し、その結果、ゲートウェイ(IGW)を変更すべきであると判断すると、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立して同一アドホックネットワークを構成する他のMRのうちの一つを新IGWに選出(図の例ではモバイルルータ(MR2)4’を選出)し(ステップS54)、新IGW(MR2)4’へIGW選出通知を送信し(ステップS55)、新IGW(MR2)はIGW選出確認通知を現IGW(MR1)4に送信する(ステップS56)。現IGW(MR1)4はこのIGW選出確認通知を受信すると、アクセスルータ(AR)14へIGW切替通知を送信した(ステップS57)後に、アクセスルータ(AR)14との通信を止め(ステップS58)、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを解放し、以前までゲートウェイ(IGW)であったモバイルルータ(MR1)4(旧IGW)宛に到着したアクセスルータ(AR)14宛のパケットを新IGW(MR2)4’へ転送する(ステップS59)。 When the current IGW (MR1) 4 receives the IGW cost information notification from the mobile router (MR2) 4 ′ (step S53), the cost information calculated by the mobile router (MR2) notified by the IGW cost information notification and the current Comparing the cost information in connection with the mobile router (MR1), which is the gateway (IGW), and, as a result, determining that the gateway (IGW) should be changed, establishes a radio link with the access router (AR) 14 Then, one of the other MRs constituting the same ad hoc network is selected as the new IGW (in the example of the figure, the mobile router (MR2) 4 ′ is selected) (step S54), and the new IGW (MR2) 4 ′ is selected. An IGW selection notification is transmitted (step S55), and the new IGW (MR2) transmits an IGW selection confirmation notification to the current IGW (MR1) 4. (Step S56). Upon receiving this IGW selection confirmation notification, the current IGW (MR1) 4 transmits an IGW switching notification to the access router (AR) 14 (step S57), and then stops communication with the access router (AR) 14 (step S58). , The radio link with the access router (AR) 14 is released, and the packet addressed to the access router (AR) 14 that has arrived at the mobile router (MR1) 4 (old IGW), which has been the gateway (IGW), is sent to the new IGW. (MR2) Transfer to 4 '(step S59).
新IGW(MR2)4’はIGW選出確認通知を送信した(ステップS56)直後から、ゲートウェイ(IGW)としての動作を開始し(ステップS60)、アドホックネットワーク100内へIGW広告を送信する(ステップS61)。旧IGW(MR1)4では、新IGW(MR2)4’からの初回のIGW広告を受信する(ステップS61)と、IGW動作を止め、新IGW(MR2)への転送を開始する(ステップ59)。 The new IGW (MR2) 4 ′ starts the operation as the gateway (IGW) immediately after transmitting the IGW selection confirmation notification (step S56) (step S60), and transmits the IGW advertisement into the ad hoc network 100 (step S61). ). When the old IGW (MR1) 4 receives the first IGW advertisement from the new IGW (MR2) 4 ′ (step S61), the IGW operation is stopped and transfer to the new IGW (MR2) is started (step 59). .
アクセスルータ(AR)14は、旧IGW(MR1)からのIGW切替通知を受信する(ステップS57)と、アドホックネットワーク100宛のパケットを送信する無線リンクを旧IGW(MR1)4から新IGW(MR2)4’へ切り替える。新IGW(MR2)4’がモバイルIPにおけるアドレス更新処理を完了するまでの間は、ホームエージェント(HA)16から旧IGWであるモバイルルータ(MR1)4に対してモバイルIPのパケットが到着することから、この宛先を新IGWであるモバイルルータ(MR2)4’に変更して新IGW(MR2)に転送する(ステップS60)。
When the access router (AR) 14 receives the IGW switching notification from the old IGW (MR1) (step S57), the access router (AR) 14 transmits a radio link for transmitting a packet addressed to the ad hoc
以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態4と同様に、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, as in the fourth embodiment, the mobile router (MR) that provides this Internet gateway function is dynamically selected and changed within the ad hoc network. Further, even when the MR that provides the IGW function is changed, it is possible to prevent the packet from being discarded in the transient state.
実施の形態6.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワークのゲートウェイ(IGW)を新たに選出して図2に示す状態となるときの動作の一例を図11のシーケンス図に示す。なお、図1と図2と図11では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
Embodiment 6 FIG.
The mobile router (MR) 4 and the radio
アクセスルータ(AR)14が1台のMRのみと通信できる場合、アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している(ステップS65,S66)状態で、その後、アドホックネットワーク100を構成する他のMRであるモバイルルータ(MR2)4’が、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態となったことを検出する(ステップS67)と、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立した場合のIGWコストを試算し(ステップS68)、その結果、自身が新たなゲートウェイ(IGW)となることが、現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4(現IGW)よりも適切であると判断すると、ゲートウェイ(IGW)へ立候補するためにアドホックネットワーク内へIGW広告(立候補)を送信する(ステップS69)。その直後から新たにゲートウェイ(IGW)に立候補したモバイルルータ(MR2)4’(新IGW)がアクセスルータ(AR)14との無線リンクの確立を試行開始する(ステップS70)。なお、この時点では、他のMRではゲートウェイ(IGW)を変更せずにモバイルルータ(MR1)4をゲートウェイ(IGW)として使用する状態が継続している。
When the access router (AR) 14 can communicate with only one MR, the mobile router (MR1) 4 in the
現IGW(MR1)4は、他のMRがゲートウェイ(IGW)へ立候補したIGW広告を受信し(ステップS69)、IGW広告で通知される新IGW(MR2)4’のIGWコストと現IGW(MR1)のIGWコストを比較し、新IGW(MR2)へIGW機能を委譲することを決定する(ステップS71)と、アクセスルータ(AR)14へIGW切替通知を送信し(ステップS72)、自身のIGW動作を停止し(ステップS73)、アクセスルータ(AR)14との通信を止めて、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを解放し、現在までゲートウェイ(IGW)であったモバイルルータ(MR1)4(旧IGW)宛に到着したアクセスルータ(AR)14宛のパケットを新IGW(MR2)4’へ転送することを開始する(ステップS74)。 The current IGW (MR1) 4 receives an IGW advertisement run by another MR to the gateway (IGW) (step S69), and the IGW cost of the new IGW (MR2) 4 ′ notified by the IGW advertisement and the current IGW (MR1) ), And decides to delegate the IGW function to the new IGW (MR2) (step S71), sends an IGW switching notification to the access router (AR) 14 (step S72), and the own IGW The operation is stopped (step S73), the communication with the access router (AR) 14 is stopped, the radio link with the access router (AR) 14 is released, and the mobile router (MR1) that has been the gateway (IGW) until now. Starts forwarding packets addressed to access router (AR) 14 arriving at 4 (old IGW) to new IGW (MR2) 4 ′ Step S74).
新IGW(MR2)4’は、ゲートウェイ(IGW)へ立候補したIGW広告を送信した(ステップS69)直後から、アクセスルータ(AR)14との無線リンクの確立を試行開始し(ステップS70)、アクセスルータ(AR)14との無線リンクが確立されてパケット転送が可能となるまでの間、旧IGW(MR1)から転送されたアクセスルータ(AR)宛パケットをバッファしておき(ステップS75)、アクセスルータ(AR)14との無線リンクが確立すると、ゲートウェイ(IGW)としての動作を開始し(ステップS76)、バッファしておいたアクセスルータ(AR)14宛パケットを送信する(ステップS77)とともに、自身がゲートウェイ(IGW)であることを示すIGW広告をアドホックネットワーク100内へ周期送信し始める。
The new IGW (MR2) 4 ′ starts to try to establish a radio link with the access router (AR) 14 immediately after transmitting the candidate IGW advertisement (step S69) to the gateway (IGW) (step S70). The packet addressed to the access router (AR) transferred from the old IGW (MR1) is buffered until the wireless transfer with the router (AR) 14 is established and packet transfer is possible (step S75). When the wireless link with the router (AR) 14 is established, operation as a gateway (IGW) is started (step S76), and the buffered packet for the access router (AR) 14 is transmitted (step S77). The ad hoc
アクセスルータ(AR)14は、旧IGW(MR1)4からIGW切替通知を受信する(ステップS72)と、無線リンクの接続先を旧IGW(MR1)から新IGW(MR2)へ切り替え(ステップS78)、新IGW(MR2)との無線リンクを確立する。また、旧IGW(MR1)4からのIGW切替通知を受信してから、新IGW(MR2)4’がモバイルIPにおけるアドレス更新処理を完了するまでの間は、ホームエージェント(HA)から旧IGWであるモバイルルータ(MR1)4に対してモバイルIPのパケットが到着することから、この宛先を新IGWであるモバイルルータ(MR2)4’に変更してバッファしておき、新IGW(MR2)との無線リンクが確立した後にこのバッファしておいたモバイルIPのパケットを新IGW(MR2)に転送する(ステップS79)。 When the access router (AR) 14 receives the IGW switching notification from the old IGW (MR1) 4 (step S72), the access router (AR) 14 switches the connection destination of the radio link from the old IGW (MR1) to the new IGW (MR2) (step S78). And establish a radio link with the new IGW (MR2). Also, from the time when the IGW switching notification is received from the old IGW (MR1) 4 until the new IGW (MR2) 4 ′ completes the address update process in the mobile IP, the home agent (HA) Since a mobile IP packet arrives at a certain mobile router (MR1) 4, this destination is changed to the new IGW, which is a mobile router (MR2) 4 ′, and is buffered. After the wireless link is established, the buffered mobile IP packet is transferred to the new IGW (MR2) (step S79).
旧IGW(MR1)4では、新IGW(MR2)4’からの初回のIGW広告を受信すると、一定時間後(規定回数のIGW広告受信後、または規定時間経過後、など)に自身をゲートウェイ(IGW)としたアクセスルータ(AR)14宛パケットの新IGW(MR2)4’への転送を停止する(ステップS80)。 When the first IGW advertisement is received from the new IGW (MR2) 4 ′, the old IGW (MR1) 4 identifies itself as a gateway (after receiving a prescribed number of IGW advertisements or after a prescribed time has elapsed). Transfer of the packet addressed to the access router (AR) 14 designated as (IGW) to the new IGW (MR2) 4 ′ is stopped (step S80).
以上のように、本実施の形態においては、アドホックネットワークを構成するモバイルルータが、自身がゲートウェイとして動作している場合に、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に広告し、他のモバイルルータはゲートウェイであるモバイルルータが広告するゲートウェイコストと、自身の持つゲートウェイコストとを比較し、自身が持つゲートウェイコストが最適であり、アドホックネットワーク内において自身がゲートウェイ機能を提供することが適切と判断し、自身がアドホックネットワークにおけるゲートウェイ機能を提供することに立候補し、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内へ広告し、アドホックネットワーク内でゲートウェイ機能を提供していた上記モバイルルータは、自身が持つゲートウェイコストと、ゲートウェイ機能を提供することに立候補したモバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストとを比較し、自身が持つゲートウェイコストが優位でないと判断してゲートウェイ機能を提供することを停止し、立候補した上記モバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択するようにしたので、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, when the mobile router constituting the ad hoc network operates as a gateway, the mobile router advertises its own gateway cost in the ad hoc network, and the other mobile routers Compare the gateway cost advertised by the mobile router that is the gateway with the gateway cost of its own, determine that the gateway cost of its own is optimal, and that it is appropriate for itself to provide the gateway function within the ad hoc network, The mobile router that has run for the gateway function in the ad hoc network, advertises its own gateway cost into the ad hoc network, and provided the gateway function in the ad hoc network, Compare the gateway cost of yourself with the gateway cost obtained from the contents advertised by the mobile router that has run for the gateway function, and determine that the gateway cost you own is not superior and provide the gateway function The mobile router (MR) that provides the Internet gateway function is dynamically selected and changed within the ad hoc network. Further, even when the MR that provides the IGW function is changed, it is possible to prevent the packet from being discarded in the transient state.
実施の形態7.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワークのゲートウェイ(IGW)を新たに選出して図3に示す状態を経由して図2に示す状態となるときの動作の一例を図12のシーケンス図に示す。なお、図1と図2と図12では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
The mobile router (MR) 4 and the radio
アクセスルータ(AR)14が複数のMRと通信できる場合、アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している(ステップS85)状態で、その後、アドホックネットワーク100を構成する他のMRであるモバイルルータ(MR2)4’が、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立して(ステップS86)、ゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態となったことを検出すると、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してIGWコストを試算し、その結果、自身が新たなゲートウェイ(IGW)となることが、現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4(現IGW)よりも適切であると判断する(ステップS87)と、ゲートウェイ(IGW)へ立候補するためにアドホックネットワーク内へIGW広告(立候補)を送信する(ステップS88)。なお、この時点では、他のMRではゲートウェイ(IGW)を変更せずにゲートウェイ(IGW)としてモバイルルータ(MR1)4を使用する状態が継続している。
When the access router (AR) 14 can communicate with a plurality of MRs, the mobile router (MR1) 4 in the
現IGW(MR1)4は、モバイルルータ(MR2)4’がゲートウェイ(IGW)へ立候補したIGW広告を受信し(ステップS88)、IGW広告で通知される新たにゲートウェイ(IGW)へ立候補したモバイルルータ(MR2)4’(新IGW)のIGWコストと現IGW(MR1)のIGWコストを比較し、新IGW(MR2)へIGW機能を委譲することを決定すると(ステップS89)、アクセスルータ(AR)14へIGW切替通知を送信する(ステップS90)。 The current IGW (MR1) 4 receives the IGW advertisement that the mobile router (MR2) 4 ′ has run for the gateway (IGW) (step S88), and is newly notified to the gateway (IGW) that is notified by the IGW advertisement. When the IGW cost of (MR2) 4 ′ (new IGW) is compared with the IGW cost of the current IGW (MR1) and it is decided to delegate the IGW function to the new IGW (MR2) (step S89), the access router (AR) The IGW switching notification is transmitted to 14 (step S90).
新IGW(MR2)4’は、ゲートウェイ(IGW)へ立候補したIGW広告を送信した(ステップS88)直後から、アクセスルータ(AR)14からのパケットの転送動作を開始し(ステップS91)、自身がゲートウェイ(IGW)であるIGW広告をアドホック内へ周期送信し始め、初回のIGW広告を送信する(ステップS92)時点でゲートウェイ(IGW)としての動作を開始する(ステップS93)。 The new IGW (MR2) 4 ′ starts the packet transfer operation from the access router (AR) 14 immediately after transmitting the candidate IGW advertisement to the gateway (IGW) (step S88) (step S91). The IGW advertisement that is the gateway (IGW) is periodically transmitted into the ad hoc, and the operation as the gateway (IGW) is started when the first IGW advertisement is transmitted (step S92) (step S93).
アクセスルータ(AR)14は、現在までゲートウェイ(IGW)であったモバイルルータ(MR1)4(旧IGW)からIGW切替通知を受信する(ステップS90)と、無線リンクの接続先を旧IGW(MR1)4から新IGW(MR2)4’へ切り替える(ステップS94)。また、旧IGW(MR1)4からのIGW切替通知を受信してから新IGW(MR2)がモバイルIPにおけるアドレス更新処理を完了するまでの間は、ホームエージェント(HA)から以前にゲートウェイ(IGW)であったモバイルルータ(MR1)4(旧IGW)に対してモバイルIPのパケットが到着することから、この宛先を新IGWであるモバイルルータ(MR2)4’に変更してモバイルIPのパケットを新IGW(MR2)に転送する(ステップS94)。 When the access router (AR) 14 receives the IGW switching notification from the mobile router (MR1) 4 (old IGW) that has been the gateway (IGW) until now (step S90), the access router (AR) 14 changes the connection destination of the radio link to the old IGW (MR1). ) 4 is switched to the new IGW (MR2) 4 ′ (step S94). Also, from the time when the IGW switching notification is received from the old IGW (MR1) 4 to the time when the new IGW (MR2) completes the address update process in the mobile IP, the home agent (HA) previously receives the gateway (IGW). Since the mobile IP packet arrives at the mobile router (MR1) 4 (old IGW), the destination is changed to the mobile router (MR2) 4 ′, which is the new IGW, and the mobile IP packet is updated. Transfer to the IGW (MR2) (step S94).
旧IGW(MR1)4では、新IGW(MR2)4’からの初回のIGW広告を受信する(ステップ88)と、一定時間後(規定回数のIGW広告受信後、または規定時間経過後、など)に自身をゲートウェイ(IGW)と想定したアクセスルータ(AR)14宛パケットの新IGW(MR2)4’への転送を停止する(ステップS95)。 The old IGW (MR1) 4 receives the first IGW advertisement from the new IGW (MR2) 4 ′ (step 88), and after a certain time (after receiving a predetermined number of IGW advertisements or after a specified time elapses). The transfer of the packet addressed to the access router (AR) 14 assuming itself as the gateway (IGW) to the new IGW (MR2) 4 ′ is stopped (step S95).
以上のように、本実施の形態においては、実施の形態6と同様に、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, as in the sixth embodiment, it is possible to dynamically select a mobile router (MR) that provides this Internet gateway function and change it within the ad hoc network. Further, even when the MR that provides the IGW function is changed, it is possible to prevent the packet from being discarded in the transient state.
実施の形態8.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワークのゲートウェイ(IGW)を新たに選出して図2に示す状態となるときの動作の一例を図13のシーケンス図に示す。なお、図1と図2と図13では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
The mobile router (MR) 4 and the radio
アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している(ステップS100)状態で、その後、アクセスルータ(AR)14と現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4(現IGW)との間の無線リンクの品質低下等を検出すると、モバイルルータ(MR1)4はIGWコストを更新したIGW広告をアドホックネットワーク100内へ送信する(ステップS101)。その結果、アドホックネットワーク100を構成する他のMRが、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態であった場合は、前述したようにゲートウェイ(IGW)の選出動作が実行され、新たなゲートウェイ(IGW)が動作する(ステップS102)。
In a state where the mobile router (MR1) 4 in the
図13ではアクセスルータ(AR)14が1台のモバイルルータ(MR)のみと通信できる場合を示しているが、アクセスルータ(AR)14が複数のモバイルルータ(MR)と通信できる場合も同様に、アクセスルータ(AR)14と現IGW(MR1)4との間の無線リンクの品質低下等を検出すると、現IGW(MR1)4は、IGWコストを更新したIGW広告をアドホックネットワーク100内へ送信し、その結果として新たなゲートウェイ(IGW)が選出される。
Although FIG. 13 shows a case where the access router (AR) 14 can communicate with only one mobile router (MR), the same applies when the access router (AR) 14 can communicate with a plurality of mobile routers (MR). When the deterioration of the quality of the radio link between the access router (AR) 14 and the current IGW (MR1) 4 is detected, the current IGW (MR1) 4 transmits an IGW advertisement with updated IGW cost into the ad hoc
以上のように、本実施の形態においては、ゲートウェイとして動作しているモバイルルータにおいて、無線リンクの品質劣化等によりゲートウェイコストが低下したときに、ゲートウェイコストを下げてアドホックネットワーク内へ広告することでアドホックネットワークを構成する他のモバイルルータがゲートウェイとして立候補することを促すことで、実施の形態6および7と同様に、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, when the mobile router operating as a gateway reduces the gateway cost due to deterioration of the quality of the radio link, etc., the gateway cost is lowered and advertised into the ad hoc network. By prompting other mobile routers constituting the ad hoc network to stand as gateways, the mobile router (MR) that provides this Internet gateway function is dynamically selected as in the sixth and seventh embodiments, and In the ad hoc network, the packet can be changed, and even when the MR that provides the IGW function is changed, the packet can be prevented from being discarded in the transient state.
実施の形態9.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワークのゲートウェイ(IGW)を新たに選出して図2に示す状態となるときの動作の一例を図14のシーケンス図に示す。なお、図1と図2と図14では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
Embodiment 9 FIG.
The mobile router (MR) 4 and the radio
アドホックネットワーク100において、モバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)となっている(ステップS110)状態で、その後、アドホックネットワーク100を構成する他のMRが現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4(現IGW)から周期送信されているはずのIGW広告の連続的な欠落を検出する(ステップS111)と、ゲートウェイ(IGW)としての動作を提供することが可能な、いくつかのMRがゲートウェイ(IGW)へ立候補するためにアドホックネットワーク100内へIGW広告(立候補)を送信する(ステップS112)。その後、最終的に立候補を否定されなかったモバイルルータ(MR)が、ゲートウェイ(IGW)として動作を開始する(ステップS113)。なお、この時点では、他のMRではゲートウェイ(IGW)を変更せずに以前までゲートウェイ(IGW)であったモバイルルータ(MR1)4をゲートウェイ(IGW)として使用する状態が継続しているが、アドホックネットワーク100とアクセスルータ(AR)14との通信は出来ない状態である。
In the ad hoc
複数のMRから選出された新IGW(MR2)4’は、自身がゲートウェイ(IGW)であることを示すIGW広告をアドホックネットワーク100内へ周期送信し始め(ステップS114)、アドホックネットワーク100を構成する他のMRが新たなゲートウェイ(IGW)としてモバイルルータ(MR2)4’を認識する(ステップS115)。
The new IGW (MR2) 4 ′ selected from the plurality of MRs starts to periodically transmit an IGW advertisement indicating that it is a gateway (IGW) into the ad hoc network 100 (step S114), and configures the ad hoc
また、図15では、あるMRの立候補を他のMRが否定する一例を示す。アドホックネットワーク100を構成する他のMRが現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4(現IGW)から周期送信されているはずのIGW広告の連続的な欠落を検出して(ステップS120)、先にゲートウェイ(IGW)へ立候補したMR(MR3)4”よりもゲートウェイ(IGW)となることが適切と判断されるMR(MR2)4’は、先にゲートウェイ(IGW)へ立候補したモバイルルータ(MR3)4”のIGW動作(ステップS121)を否定して、自身がIGW動作を提供するために、アドホックネットワーク100内へIGW広告(立候補)を送信する(ステップS122)。なお、この時点では、他のMRではゲートウェイ(IGW)を変更せずに以前にゲートウェイ(IGW)であったモバイルルータ(MR1)4を使用する状態が継続しているが、アドホックネットワーク100とアクセスルータ(AR)14との通信は出来ない状態である。
FIG. 15 shows an example in which another MR denies a candidate for a certain MR. Other MRs constituting the ad hoc
複数のMRが立候補して最終的に否定されずにゲートウェイ(IGW)へ選出された新IGWであるモバイルルータ(MR2)4’は、自身がゲートウェイ(IGW)であることを示すIGW広告をアドホック内へ周期送信し始め(ステップS123)、アドホックネットワーク100を構成する他のMRが新たなゲートウェイ(IGW)としてモバイルルータ(MR2)4’を認識する(ステップS124)。
The mobile router (MR2) 4 ′, which is a new IGW that was selected by the gateway (IGW) without being denied after a plurality of MRs run, ad hoc an IGW advertisement indicating that it is the gateway (IGW). (Step S123), other MRs constituting the ad hoc
以上のように、本実施の形態においては、アドホックネットワークを構成するモバイルルータが、自身がゲートウェイとして動作している場合に、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に周期的に広告し、他のモバイルルータはゲートウェイであるモバイルルータが広告するゲートウェイコストと自身の持つゲートウェイコストとを比較し、自身が持つゲートウェイコストよりも現在のモバイルルータのゲートウェイコストのほうが最適であり現在のゲートウェイ機能を利用すると判断している状態で、ゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータからゲートウェイコストがアドホックネットワーク内に周期的に広告されていることを監視し、その周期的な広告が停止すると、アドホックネットワーク内のいずれかのモバイルルータがアドホックネットワークにおけるゲートウェイ機能を提供することに立候補し、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内へ広告し、アドホックネットワーク内の他のモバイルルータは、自身が持つゲートウェイコストと、ゲートウェイ機能を提供することに立候補したモバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストと比較し、自身がゲートウェイ機能を提供しないことと判断し、立候補したモバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択するようにしたので、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とする。 As described above, in this embodiment, when the mobile router constituting the ad hoc network operates as a gateway, the mobile router periodically advertises its own gateway cost in the ad hoc network. The mobile router compares the gateway cost advertised by the mobile router that is the gateway with its own gateway cost, and the current mobile router's gateway cost is more optimal than its own gateway cost. In the determined state, the mobile router that provides the gateway function is monitored to periodically advertise the gateway cost in the ad hoc network, and if the periodic advertisement stops, Or The mobile router candid to provide the gateway function in the ad hoc network, advertises its own gateway cost into the ad hoc network, and other mobile routers in the ad hoc network provide the gateway cost and gateway function of its own Compared with the gateway cost obtained from the content advertised by the mobile router that has been elected, it has been determined that it does not provide the gateway function, and the candidate mobile router was selected as the gateway to the external network, A mobile router (MR) that provides this Internet gateway function can be dynamically selected and changed within an ad hoc network.
実施の形態10.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワークのゲートウェイ(IGW)を切り替えないときの動作の一例を図16のシーケンス図に示す。なお、図1と図16では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
The mobile router (MR) 4 and the radio
アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している(ステップS130)状態で、その後、アドホックネットワーク100を構成する他のMRであるモバイルルータ(MR2)4’が、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態となったことを検出する(ステップS131)と、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立した場合のIGWコストを試算する(ステップS132)が、その結果、自身が新たなゲートウェイ(IGW)となるよりも、現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4のほうが適切であると判断する(ステップS133)ときは、ゲートウェイ(IGW)への立候補を行わず、IGW広告も送信しない。
In a state where the mobile router (MR1) 4 in the
以上のように、本実施の形態においては、アドホックネットワーク内の1つのモバイルルータがゲートウェイとして動作している状態で、その後、アドホックネットワークを構成する他のモバイルルータが、アクセスルータとの無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態となったことを検出して、アクセスルータとの無線リンクを確立した場合のIGWコストを試算した結果、自身が新たなゲートウェイとなるよりも、現在のゲートウェイであるモバイルルータのほうが適切であると判断したときは、ゲートウェイ(IGW)への立候補を行わず、IGW広告も送信しないようにしたので、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を最適なものに動的に選択し、現在のゲートウェイであるモバイルルータが最適なものの場合にはそのままとして、また、現在のゲートウェイであるモバイルルータよりも適切なモバイルルータが存在した場合にはアドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, one mobile router in the ad hoc network operates as a gateway, and thereafter, other mobile routers constituting the ad hoc network establish a wireless link with the access router. As a result of calculating the IGW cost when establishing a wireless link with the access router by detecting that it is possible to establish and become a gateway (IGW), rather than being a new gateway itself When it is determined that the mobile router that is the current gateway is more appropriate, the mobile router that provides this Internet gateway function (no IGW advertisement is not sent because the candidate for the gateway (IGW) is not sent). MR) is dynamically selected to optimize the current gateway If the mobile router is optimal, it can be left as it is, or if there is a mobile router that is more appropriate than the mobile router that is the current gateway, it can be changed within the ad hoc network. Even when the MR to be provided is changed, the packet can be prevented from being discarded in the transient state.
実施の形態11.
上述した実施の形態1に記載の、高速移動体1に搭載されるモバイルルータ(MR)4および無線アクセス制御装置3と、基地局10に設置されるアクセスルータ(AR)14および無線アクセス制御装置13と、モバイルIPの処理を行うホームエージェント(HA)16とから構成される、図1のシステムにおいて、アドホックネットワークのゲートウェイ(IGW)を切り替えないときの動作の一例を図17のシーケンス図に示す。なお、図1と図17では各所に設置される無線アクセス制御装置の記載は省略している。
The mobile router (MR) 4 and the radio
アドホックネットワーク100内のモバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作している(ステップS140)状態で、その後、アクセスルータ(AR)14と現在のゲートウェイ(IGW)であるモバイルルータ(MR1)4(現IGW)との間の無線リンクの品質低下等を検出することにより、現IGW(MR1)4はIGWコストを更新したIGW広告をアドホックネットワーク100内へ送信する(ステップS141)。その結果、アドホックネットワーク100を構成する他のMRが、アクセスルータ(AR)14との無線リンクを確立してゲートウェイ(IGW)となることが可能な状態であった場合は、前述したようにゲートウェイ(IGW)の選出動作が実行され、新たなゲートウェイ(IGW)が立候補する(ステップS142)。
In a state where the mobile router (MR1) 4 in the
このとき、アクセスルータ(AR)14と現IGW(MR1)4との間の無線リンクの品質が回復した場合、現IGW(MR1)4は、現IGW(MR1)4のIGWコストと立候補したMRのIGWコストとを比較し、IGW機能を委譲しないことを決定し(ステップS143)、IGWコストを最近の値に更新したIGW広告をアドホックネットワーク内へ送信し(ステップS144)、他のMRのゲートウェイ(IGW)への立候補を拒否し(ステップS145)、ゲートウェイ(IGW)の動作を継続する。 At this time, if the quality of the radio link between the access router (AR) 14 and the current IGW (MR1) 4 is restored, the current IGW (MR1) 4 can run as an IGW cost of the current IGW (MR1) 4 The IGW cost is compared, the IGW function is determined not to be delegated (step S143), the IGW advertisement whose IGW cost is updated to the latest value is transmitted into the ad hoc network (step S144), and another MR gateway The candidate for (IGW) is rejected (step S145), and the operation of the gateway (IGW) is continued.
なお、上述の説明においては、品質劣化が一旦おきてから品質が回復する場合を例に挙げて説明したが、その場合に限らず、品質劣化を伴わない場合も、本実施の形態に含まれるものとする。例えば、モバイルルータ(MR1)4、(MR2)4’、(MR3)4”で構成されるアドホックネットワークが、モバイルルータ(MR1)4を先頭としてアクセスルータ(AR)に近づいていくような場合に、他のモバイルルータ(MR2)4’がアクセスルータ(AR)との接続が可能なことを検出した時点でも、モバイルルータ(MR1)4がさらにアクセスルータ(AR)に近づくためにモバイルルータ(MR1)のゲートウェイコストがさらに向上する場合等の事例も想定される。このように、本実施の形態には、品質劣化の有無に拘わらず、モバイルルータ(MR1)4がゲートウェイ(IGW)として動作してIGW広告をアドホックネットワーク内に周期送信している状態で、他のモバイルルータ(MR2)4’が立候補しても、現在ゲートウェイ(IGW)として動作しているモバイルルータ(MR1)4が自身がゲートウェイ機能を提供することが適切であると判断した場合には、他のモバイルルータ(MR2)4’のゲートウェイ(IGW)への立候補を拒否して、ゲートウェイ(IGW)の動作を継続する場合の事例が全て含まれることとする。 In the above description, the case where the quality is restored after the quality degradation once has been described as an example. However, the present embodiment is not limited to this case and includes the case where the quality is not degraded. Shall. For example, when an ad hoc network composed of mobile routers (MR1) 4, (MR2) 4 ′, (MR3) 4 ″ approaches the access router (AR) with the mobile router (MR1) 4 as the head. Even when another mobile router (MR2) 4 ′ detects that the connection with the access router (AR) is possible, the mobile router (MR1) 4 further approaches the access router (AR) so that the mobile router (MR1) In this embodiment, the mobile router (MR1) 4 operates as a gateway (IGW) regardless of the quality degradation. The other mobile router (MR2) 4 ′ is running as a candidate while periodically sending IGW advertisements to the ad hoc network. However, when the mobile router (MR1) 4 currently operating as the gateway (IGW) determines that it is appropriate to provide the gateway function, the gateway of the other mobile router (MR2) 4 ′ All cases where the candidate for (IGW) is rejected and the operation of the gateway (IGW) is continued are included.
以上のように、本実施の形態においては、アドホックネットワークを構成するモバイルルータが、自身がゲートウェイとして動作しており、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に周期的に広告しているときに、他のモバイルルータがアドホックネットワークにおけるゲートウェイ機能を提供することに立候補し、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内へ広告した場合に、その広告を受信すると、自身が持つゲートウェイコストと、ゲートウェイ機能を提供することに立候補した上記モバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストとを比較し、自身がゲートウェイ機能を提供することが適切であると判断される場合は、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に広告することで、立候補した上記モバイルルータが外部ネットワークへのゲートウェイとして動作することを否定するようにしたので、このインターネットゲートウェイ機能を提供するモバイルルータ(MR)を動的に選択し、また、アドホックネットワーク内で変更することを可能とし、さらにIGW機能を提供するMRが変更されるときにおいても、その過渡状態においてパケットが廃棄されることを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, when the mobile router constituting the ad hoc network operates as a gateway and periodically advertises the gateway cost of the ad hoc network in the ad hoc network, When other mobile routers stand to offer gateway functions in ad hoc networks and advertise their own gateway costs into the ad hoc network, when they receive the advertisements, they provide their own gateway costs and gateway functions Compared to the gateway cost obtained from the content advertised by the above mobile router, it is determined that it is appropriate to provide the gateway function. By advertised, the candidate mobile router is denied to operate as a gateway to an external network. Therefore, a mobile router (MR) that provides this Internet gateway function is dynamically selected, and ad hoc It is possible to change in the network, and even when the MR that provides the IGW function is changed, it is possible to prevent the packet from being discarded in the transient state.
1,1’,1” 高速移動体、2 アンテナ、3 無線アクセス制御装置、4,4’,4” モバイルルータ、5 移動ネットワーク、6 移動端末、10 基地局、12 アンテナ、13 無線アクセス制御装置、14 アクセスルータ、15 インターネット/固定ネットワーク、16 ホームエージェント、31 アンテナ制御部、32 受信機、33 無線リンク品質判定処理部、34 送信機、35 移動体位置情報処理部、36 移動体移動情報処理部、41 無線リンクコスト判定処理部、42 ゲートウェイ判定処理部、43 アドホックネットワーク経路情報処理部、44 IGW広告処理部。 1, 1 ', 1 "high-speed mobile body, 2 antennas, 3 radio access control device, 4, 4', 4" mobile router, 5 mobile network, 6 mobile terminal, 10 base station, 12 antenna, 13 radio access control device , 14 access router, 15 Internet / fixed network, 16 home agent, 31 antenna control unit, 32 receiver, 33 radio link quality determination processing unit, 34 transmitter, 35 mobile body position information processing unit, 36 mobile body mobile information processing Unit, 41 wireless link cost determination processing unit, 42 gateway determination processing unit, 43 ad hoc network route information processing unit, 44 IGW advertisement processing unit.
Claims (10)
上記モバイルルータは移動体に搭載され、外部ネットワークに接続されたアクセスルータとの間で無線リンクを確立して、移動体内部の端末を収容する移動ネットワークと外部ネットワークとのパケット中継を行うとともに、周期的に最寄りの複数のアクセスルータとの無線リンクの確立可否を検査し、その検査結果を参照して使用可能な無線リンクのコスト情報を算出し、上記無線リンクのコスト情報に基づいて、適切なアクセスルータを選択するものであって、
上記アクセスルータは、上記外部ネットワークに接続され、上記モバイルルータと上記外部ネットワークとのパケット中継を行うものであって、
上記無線リンクのコスト情報は、無線リンクレイヤにおける伝送速度や誤り率の現在値と、上記モバイルルータが搭載される移動体の現在位置情報と移動方向情報と移動速度情報と移動予定経路情報から計算される一定時間後の予測位置と、上記アクセスルータが上記モバイルルータとの無線リンク接続に使用する無線基地局の位置情報と、無線リンクを提供する移動体上に設置されるアンテナの性能値と、無線リンクを提供する基地局に設置されるアンテナの性能値と、を用いて無線リンクが提供できる通信可能時間および平均伝送速度から算出されるものであって、
上記モバイルルータおよび上記アクセスルータの少なくともいずれか一方が、上記無線リンクのコスト情報を用いて、各モバイルルータがアドホックネットワーク内においてゲートウェイとして動作する優先度の指標となるゲートウェイコストを算出し、上記ゲートウェイコストを用いてアドホックネットワークにおいてゲートウェイとして動作するモバイルルータを選出する、
ことを特徴とするアドホックネットワークシステム。 A plurality of mobile routers that accommodate mobile networks establish wireless links with each other to form an ad hoc network, communicate within the ad hoc network, and can be connected to an access router. An ad hoc network system that operates as a gateway between a network and an external network,
The mobile router is mounted on a mobile unit, establishes a wireless link with an access router connected to an external network, relays packets between the mobile network that accommodates terminals inside the mobile unit and the external network, Periodically check whether or not a wireless link can be established with multiple nearby access routers, calculate the cost information of the available radio link by referring to the check result, and based on the cost information of the radio link Select the right access router,
The access router is connected to the external network and performs packet relay between the mobile router and the external network,
The cost information of the radio link is calculated from the current value of the transmission rate and error rate in the radio link layer, the current position information, the moving direction information, the moving speed information, and the planned moving path information of the mobile unit on which the mobile router is mounted Predicted position after a certain period of time, position information of a radio base station used by the access router for radio link connection with the mobile router, and a performance value of an antenna installed on a mobile unit providing the radio link The performance value of the antenna installed in the base station that provides the radio link, and the communication available time and the average transmission rate that can be provided by the radio link using,
At least one of the mobile router and the access router uses the cost information of the radio link to calculate a gateway cost that serves as a priority index for each mobile router to operate as a gateway in an ad hoc network. Select a mobile router that acts as a gateway in an ad hoc network using cost,
An ad hoc network system characterized by this.
ことを特徴とする請求項1に記載のアドホックネットワークシステム。 At least one of the mobile router and the access router has a current value of a transmission rate and an error rate in a lower layer of the radio link, current position information, moving direction information, and moving speed information of a mobile unit on which the mobile router is mounted. Installed on a mobile unit that provides a wireless link and a predicted position calculated after a certain amount of time and the predicted route information, the position information of the wireless base station that the access router uses for wireless link connection with the mobile router, and The communication performance time and average transmission rate that the wireless link can provide using the performance value of the antenna and the performance value of the antenna installed in the base station that provides the wireless link, and connection with other mobile routers in the ad hoc network Using the number of hops and the current transmission rate and error rate at the radio link layer between mobile routers, Iruruta calculates the gateway cost indicative of priority to operate as a gateway within the ad hoc network selects the mobile router acting as a gateway in the ad hoc network using the gateway costs,
The ad hoc network system according to claim 1.
アドホックネットワークを構成するモバイルルータは、自身がゲートウェイとして動作する場合のゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に広告し、同様に他のモバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストと比較し、同一のアクセスルータの配下でかつ同一のアドホックネットワークを構成する複数のモバイルルータの中で、自身が持つゲートウェイコストが最適であり、アドホックネットワーク内において自身がゲートウェイ機能を提供することが適切と判断すると、自身がアドホックネットワークにおけるゲートウェイ機能を提供することに立候補し、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内へ広告し、
アドホックネットワーク内の他のモバイルルータは、自身がゲートウェイとして動作する場合のゲートウェイコストと、ゲートウェイ機能を提供することに立候補したモバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストと比較し、自身がゲートウェイ機能を提供せずに、立候補したモバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択する、
ことを特徴とするゲートウェイ選出方法。 In the ad hoc network system according to claim 1 or 2,
The mobile router that configures the ad hoc network advertises the gateway cost when it operates as a gateway in the ad hoc network, and compares it with the gateway cost obtained from the content advertised by other mobile routers. Among the multiple mobile routers that are part of the same ad hoc network, the gateway cost that it owns is optimal, and it is advisable to provide the gateway function within the ad hoc network. Candidate to provide the gateway function in the network, advertising its own gateway cost into the ad hoc network,
Other mobile routers in the ad hoc network compare themselves with the gateway cost when operating as a gateway and the gateway cost obtained from the content advertised by the mobile router that has run for the gateway function. Without selecting a candidate mobile router as a gateway to the external network,
A gateway selection method characterized by that.
アドホックネットワークを構成するモバイルルータが、自身がゲートウェイとして動作している場合に、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に周期的に広告し、
他のモバイルルータはゲートウェイであるモバイルルータが広告するゲートウェイコストと、自身の持つゲートウェイコストと比較し、自身が持つゲートウェイコストが最適であり、アドホックネットワーク内において自身がゲートウェイ機能を提供することが適切と判断すると、自身がアドホックネットワークにおけるゲートウェイ機能を提供することに立候補し、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内へ広告し、
アドホックネットワーク内でゲートウェイ機能を提供していた上記モバイルルータは、自身が持つゲートウェイコストと、ゲートウェイ機能を提供することに立候補したモバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストと比較し、自身が持つゲートウェイコストが優位でないと判断するとゲートウェイ機能を提供することを停止し、立候補した上記モバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択する、
ことを特徴とするゲートウェイ選出方法。 In the ad hoc network system according to claim 1 or 2,
When the mobile router that configures the ad hoc network is operating as a gateway, the mobile router periodically advertises its own gateway cost in the ad hoc network,
Other mobile routers should compare the gateway cost advertised by the mobile router, which is the gateway, with the gateway cost they own, and the gateway cost they own is optimal, and it is appropriate that they provide the gateway function within the ad hoc network If it is determined, it candid to provide the gateway function in the ad hoc network, advertises its own gateway cost into the ad hoc network,
The above mobile router that provided the gateway function in the ad hoc network has its own gateway cost compared to the gateway cost obtained from the content advertised by the mobile router that has run for the gateway function. If it determines that the gateway cost is not superior, it stops providing the gateway function, and selects the above-mentioned mobile router as a gateway to the external network.
A gateway selection method characterized by that.
アドホックネットワークを構成するモバイルルータが、自身がゲートウェイとして動作している場合に、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に周期的に広告し、他のモバイルルータはゲートウェイであるモバイルルータが広告するゲートウェイコストと自身の持つゲートウェイコストとを比較し、自身が持つゲートウェイコストよりも現在のモバイルルータのゲートウェイコストのほうが最適であり現在のゲートウェイ機能を利用すると判断している状態で、ゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータからゲートウェイコストがアドホックネットワーク内に周期的に広告されていることを監視し、その周期的な広告が停止すると、アドホックネットワーク内のいずれかのモバイルルータがアドホックネットワークにおけるゲートウェイ機能を提供することに立候補し、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内へ広告し、アドホックネットワーク内の他のモバイルルータは、自身が持つゲートウェイコストと、ゲートウェイ機能を提供することに立候補したモバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストと比較し、自身がゲートウェイ機能を提供しないことと判断し、立候補したモバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択する、
ことを特徴とするゲートウェイ選出方法。 In the ad hoc network system according to claim 1 or 2,
When the mobile router that configures the ad hoc network operates as a gateway, the gateway router advertises its own gateway cost periodically in the ad hoc network, and other mobile routers advertise the gateway mobile router Compare the cost with your own gateway cost, and provide the gateway function when it is determined that the current mobile router's gateway cost is more optimal than your own gateway cost and you want to use the current gateway function. Monitoring that the gateway cost is periodically advertised in the ad hoc network from the mobile router, and if the periodic advertisement stops, one of the mobile routers in the ad hoc network Candidate to provide the gateway function in, advertised its own gateway cost into the ad hoc network, and other mobile routers in the ad hoc network have stood to provide their own gateway cost and gateway function Compare with the gateway cost obtained from the content advertised by the mobile router, determine that it does not provide the gateway function, and select the candidate mobile router as the gateway to the external network.
A gateway selection method characterized by that.
アドホックネットワークを構成するモバイルルータが、自身がゲートウェイとして動作しており、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に周期的に広告しているときに、他のモバイルルータがアドホックネットワークにおけるゲートウェイ機能を提供することに立候補し、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内へ広告した場合に、その広告を受信すると、自身が持つゲートウェイコストと、ゲートウェイ機能を提供することに立候補した上記モバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストとを比較し、自身がゲートウェイ機能を提供することが適切であると判断される場合は、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内に広告することで、立候補した上記モバイルルータが外部ネットワークへのゲートウェイとして動作することを否定する、
ことを特徴とするゲートウェイ選出方法。 In the ad hoc network system according to claim 1 or 2,
When mobile routers that make up an ad hoc network are acting as gateways and periodically advertising their own gateway costs in the ad hoc network, other mobile routers provide gateway functions in the ad hoc network If you advertise your gateway cost to the ad hoc network and receive the advertisement, the content of the mobile router that you have appointed to provide the gateway function If it is judged that it is appropriate to provide the gateway function, advertising the gateway cost of own in the ad hoc network, the candidate mobile It denies that the router operates as a gateway to external networks,
A gateway selection method characterized by that.
アドホックネットワークを構成するモバイルルータが、自身がゲートウェイとして動作している場合に、他のモバイルルータへゲートウェイ機能の提供を委譲するべきであると判断した場合に、自身の持つゲートウェイコストを下げてアドホックネットワーク内に広告し、
他のモバイルルータはゲートウェイであるモバイルルータが広告するゲートウェイコストと、自身の持つゲートウェイコストとを比較し、自身が持つゲートウェイコストが最適であり、アドホックネットワーク内において自身がゲートウェイ機能を提供することが適切と判断し、自身がアドホックネットワークにおけるゲートウェイ機能を提供することに立候補し、自身の持つゲートウェイコストをアドホックネットワーク内へ広告し、
アドホックネットワーク内でゲートウェイ機能を提供していた上記モバイルルータは、自身が持つゲートウェイコストと、ゲートウェイ機能を提供することに立候補したモバイルルータが広告した内容から得られるゲートウェイコストとを比較し、自身が持つゲートウェイコストが優位でないと判断してゲートウェイ機能を提供することを停止し、立候補した上記モバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択する、
ことを特徴とするゲートウェイ選出方法。 In the ad hoc network system according to claim 1 or 2,
If a mobile router that makes up an ad hoc network determines that it should delegate the provision of the gateway function to another mobile router when it is operating as a gateway, it reduces the gateway cost of the mobile router and Advertise in the network,
Other mobile routers compare the gateway cost advertised by the mobile router that is the gateway with the gateway cost of their own, the gateway cost of their own is optimal, and it is possible for the mobile router to provide the gateway function within the ad hoc network Judging that it is appropriate, and running for the gateway function in the ad hoc network, advertising its own gateway cost into the ad hoc network,
The mobile router that provided the gateway function in the ad hoc network compares its own gateway cost with the gateway cost obtained from the content advertised by the mobile router that has run for the gateway function. Determining that the gateway cost you have is not superior, stop providing the gateway function, and select the candidate mobile router as a gateway to the external network,
A gateway selection method characterized by that.
アドホックネットワークを構成するモバイルルータで、かつ、自身がゲートウェイでないモバイルルータが、アクセスルータとの接続に用いる無線リンクを確立可能であることを検出し、他のモバイルルータへゲートウェイ機能を提供すると仮定した場合のゲートウェイコストを試算して、その試算結果であるゲートウェイコストを現在のゲートウェイであるモバイルルータに報告し、
ゲートウェイである上記モバイルルータは、他のモバイルルータから報告されたゲートウェイコストと、自身の持つゲートウェイコストとを比較して、アドホックネットワーク内においてゲートウェイ機能を提供することが適切な後継となるモバイルルータを選出し、現在のゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータから後継として選出されたモバイルルータ宛にアドホックネットワークのゲートウェイ機能の提供を開始するように指示し、自身はゲートウェイ機能を提供することを停止することで、アドホックネットワーク内の一つのモバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択する、
ことを特徴とするゲートウェイ選出方法。 In the ad hoc network system according to claim 1 or 2,
It is assumed that a mobile router that constitutes an ad hoc network and that is not a gateway itself can establish a wireless link used for connection with an access router and provides a gateway function to other mobile routers. The gateway cost of the case, and the gateway cost that is the result of the trial calculation is reported to the mobile router that is the current gateway,
The mobile router, which is a gateway, compares the gateway cost reported from other mobile routers with its own gateway cost, and provides a mobile router that is a suitable successor to provide a gateway function in an ad hoc network. Instructed to start providing the gateway function of the ad hoc network to the mobile router elected as the successor from the mobile router that is elected and presenting the gateway function, and stops providing the gateway function itself By selecting one mobile router in the ad hoc network as the gateway to the external network,
A gateway selection method characterized by that.
アドホックネットワークを構成するモバイルルータで、かつ、自身がゲートウェイでないモバイルルータが、アクセスルータとの接続に用いる無線リンクを確立可能であることを検出し、他のモバイルルータへゲートウェイ機能を提供すると仮定した場合のゲートウェイコストを試算して、その試算結果であるゲートウェイコストを現在のゲートウェイであるモバイルルータが接続しているアクセスルータに報告し、
アクセスルータは、アドホックネットワークを構成するモバイルルータから報告されたゲートウェイコストと、現在のゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータのゲートウェイコストとを比較して、アドホックネットワーク内においてゲートウェイ機能を提供することが適切な後継となるモバイルルータを選出し、後継として選出したモバイルルータ宛にアドホックネットワークのゲートウェイ機能の提供を開始するように指示し、
現在のゲートウェイ機能を提供している上記モバイルルータは、ゲートウェイ機能を提供することを停止することで、アドホックネットワーク内の一つのモバイルルータを外部ネットワークへのゲートウェイとして選択する、
ことを特徴とするゲートウェイ選出方法。 In the ad hoc network system according to claim 1 or 2,
It is assumed that a mobile router that constitutes an ad hoc network and that is not a gateway itself can establish a wireless link used for connection with an access router and provides a gateway function to other mobile routers. The gateway cost of the case is reported, and the gateway cost that is the result of the trial calculation is reported to the access router to which the mobile router that is the current gateway is connected,
The access router can provide the gateway function in the ad hoc network by comparing the gateway cost reported from the mobile router constituting the ad hoc network with the gateway cost of the mobile router that provides the current gateway function. Select a mobile router that will be the appropriate successor, instruct the mobile router selected as the successor to start providing the ad hoc network gateway function,
The mobile router that provides the current gateway function stops providing the gateway function, and selects one mobile router in the ad hoc network as a gateway to the external network.
A gateway selection method characterized by that.
ゲートウェイ機能を提供するモバイルルータが変更されるときの過渡状態において、切替前にゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータが認識している、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータの識別情報を、現在接続しているアクセスルータに通知することにより、外部ネットワークから切替前にゲートウェイ機能を提供しているモバイルルータを宛先としてアクセスルータに到着したパケットを、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに転送し、また、アドホックネットワークからアクセスルータを経由して外部ネットワークに転送するために、切替前にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに到着したパケットを、切替後にゲートウェイ機能を提供するモバイルルータに転送することで、ゲートウェイ機能を提供するモバイルルータが変更されるときの過渡状態におけるパケット転送において転送経路が解決できないことによるパケット廃棄を防止する、
ことを特徴とするゲートウェイ選出方法。 The ad hoc network system according to any one of claims 7 to 9,
In the transient state when the mobile router that provides the gateway function is changed, the mobile router that provides the gateway function after switching, which is recognized by the mobile router that provides the gateway function before switching, is identified with the current identification information of the mobile router that provides the gateway function. By notifying the connected access router, packets arriving at the access router destined for the mobile router that provides the gateway function before switching from the external network are transferred to the mobile router that provides the gateway function after switching. In addition, in order to transfer from an ad hoc network to an external network via an access router, packets that arrive at the mobile router that provides the gateway function before switching are transferred to the mobile router that provides the gateway function after switching. , Game To prevent packet discard due to not resolve the transfer path in a packet forwarding in a transient state when the mobile router that provides way function is changed,
A gateway selection method characterized by that.
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---|---|---|---|
JP2007024337A JP2008193318A (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Ad hoc network system and gateway selection method |
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