JP2008312171A

JP2008312171A - 経路設定方法、アクセス網切り替え方法、アクセス網切り替え装置、移動機及び代理アクセス網切り替え装置

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Publication number: JP2008312171A
Application number: JP2007160702A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Nishida; 克利西田; Tetsumichi Tanabe; 哲通田辺
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2027-06-18
Also published as: EP2169884A4; EP2169884B1; KR101257317B1; KR20100031511A; CN101779488A; RU2477579C2; WO2008156019A1; CN101779488B; JP5197999B2; RU2009148370A; US9516556B2; BRPI0813358A2; EP2169884A1; US20100202323A1

Abstract

【課題】柔軟且つ効率的なアクセス網の切り替えを行うこと、又はアクセス網を切り替える装置の情報を隠蔽することを目的とする。
【解決手段】移動機と、移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置と、アクセス網を切り替えて移動機との通信を行うアクセス網切り替え装置とを有する移動通信システムにおいて、移動機がアクセス装置の通信エリアに入ったときに、移動機がアクセス装置と通信するための第１の経路を設定する。第１の経路が設定されたときに、アクセス装置がアクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する。所定の条件を満たすときに、アクセス網切り替え装置がアクセス網を切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動通信の分野に関し、特に、経路設定方法、アクセス網切り替え方法、アクセス網切り替え装置、移動機及び代理アクセス網切り替え装置に関する。

ＩＰネットワーク上で移動機にモビリティを提供する方式として、ＭＩＰ（Mobile IP）が検討されている。ＭＩＰでは、移動機はホームアドレスと気付アドレスとの２つのＩＰアドレスを使用することにより、通信を継続する。ホームアドレス（Home Address）はＩＰネットワーク上で移動機に割り当てられた不変のＩＰアドレスである。気付アドレス（Care-of Address）はＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）のようなＩＰアドレス構成方法に従って付与される。移動機は、気付アドレスを取得すると、この気付アドレスをBinding Updateとしてモビリティアンカー装置（ホームエージェント）に通知する。モビリティアンカー装置は、ホームアドレスと気付アドレスとを対応付けて管理しておき、最終的には気付アドレスを使って移動機との通信を継続する。このように、ＭＩＰでは、移動機が移動に伴う経路の変更を指示するため、ネットワーク内に移動機用のベアラは設定されない。

一方、移動通信システムには、ネットワーク内に移動機用のベアラを設定することで、経路を切り替えるネットワークが存在する。例えば、ＧＴＰ（GPRS Tunneling Protocol）及びＰＭＩＰ（Proxy Mobile IP）と呼ばれるプロトコルが適用されるネットワークでは、コア網内に移動機用のベアラが設定される（非特許文献１、２参照）。なお、ベアラとは、ユーザデータを伝送するために設定された通信経路のことをいい、各ベアラは、それを特徴付ける特性（通信品質等）により定義される。

このような移動通信システムの構成例を図１に示す。典型的には、移動通信システムはコア網とアクセス網との階層構造になっている。コア網は、主に呼制御・サービス制御を行い、アクセス網は、無線技術又は有線技術を制御・終端する。コア網には、呼制御として異なるアクセス網を切り替えることにより、ハンドオーバ等のモビリティを実現するモビリティアンカー装置１０が存在する。例えば、モビリティアンカー装置１０は、外部ネットワークからユーザデータが到達したときに、移動機の位置に応じてアクセス網を切り替えることにより、ユーザデータを移動機に中継する。また、ＧＴＰ及びＰＭＩＰでは、コア網のエッジ部分にアクセス装置２０が存在する。アクセス装置２０は、移動機３０がアクセス網に接続するときの接続制御を行う装置である。ＧＴＰ及びＰＭＩＰでは、モビリティアンカー装置とアクセス装置との間にベアラが設定される。

ＰＭＩＰが適用されるアクセス網内で移動機３０が通信を行う場合に、移動機３０はＭＩＰの場合と同様に経路切り替え信号（Proxy Binding Update）を行う。この信号によって、アクセス装置２０は、モビリティアンカー装置１０に対してベアラ生成信号を送信する。ベアラの生成が完了すると、モビリティアンカー装置１０は適切なアクセス網に切り替える。ＧＴＰが適用されるアクセス網内で移動機３０が通信を行う場合にも、基本的にＰＭＩＰと同じような手順で経路が確立される。
TS23.401 TS23.402

図１に示すように、モビリティアンカー装置１０は、ＧＴＰが適用されるアクセス網と、ＰＭＩＰが適用されるアクセス網と、ＭＩＰが適用されるアクセス網とを同時に収容することが可能である。このような移動通信システムにおいて、ＭＩＰ技術を用いて、移動機３０がモビリティアンカー装置１０に対して経路切り替え信号を送信することで、モビリティアンカー装置１０は、移動機３０が在圏するアクセス網に切り替えることができる。ＭＩＰが適用されるアクセス網では、モビリティアンカー装置１０は、経路切り替え信号を受信したときに、そのアクセス網に経路を切り替える。また、ＧＴＰ又はＰＭＩＰが適用されるアクセス網では、モビリティアンカー装置１０は、経路切り替え信号を受信したときに、そのアクセス網に対してベアラ生成を行って、経路を切り替える。

ＭＩＰが適用されるアクセス網１からＰＭＩＰが適用されるアクセス網２に移動機３０が移動するときのアクセス網切り替え手順を図２に示す。移動機３０がアクセス網１の通信エリアに在圏するときに、モビリティアンカー装置１０は、ホームアドレス及び気付アドレスを用いて移動機３０と通信する（Ｓ１０１）。移動機３０がアクセス網２の通信エリアに入ると、移動機３０はアクセス網２に対して認証等の接続制御を行う（Ｓ１０３）。移動機３０がアクセス網２に入ると、自分の位置をモビリティアンカー装置に通知するために、移動機３０は経路切り替え信号を送信する。この信号を契機として、アクセス装置２０はベアラ生成信号（Proxy Biding Update）をモビリティアンカー装置１０に送信し（Ｓ１０５）、モビリティアンカー装置１０とアクセス装置２０との間にベアラを設定する（Ｓ１０７）。ベアラの設定が完了すると、モビリティアンカー装置１０は、アクセス網１からアクセス網２に経路を切り替える（Ｓ１０９）。

上記のように、モビリティアンカー装置１０は、ＰＭＩＰ信号とＭＩＰ信号とを同等に扱う。従って、ＭＩＰが適用されるアクセス網からＰＭＩＰが適用されるアクセス網に移動機３０が移動して、モビリティアンカー装置１０がベアラ生成信号（Proxy Binding Update）を受信した時点で、ベアラ設定を行うと共にアクセス網を切り替える。

すなわち、上記の移動通信システムでは事前にベアラ設定を行うことができない。このため、ＰＭＩＰ又はＧＴＰが適用されるアクセス網に移動機が移動したときに、ベアラ設定と共にハンドオーバが生じることになり、ハンドオーバ処理に時間がかかる。

また、常にハンドオーバがベアラ設定時に行われるため、ネットワーク或いは移動機でハンドオーバの契機を制御することができない。このため、移動機がアクセス網の境界近くに在圏するときに、頻繁にハンドオーバが生じる可能性がある。

更に、移動機は経路切り替え信号やホームアドレスを通知するためにモビリティアンカー装置と通信するが、上記の移動通信システムでは、モビリティアンカー装置の情報を隠蔽することができない。

本発明は、上記の課題のうち少なくとも１つを解決するためになされたものであり、柔軟且つ効率的なアクセス網の切り替えを行うこと、又はアクセス網を切り替える装置の情報を隠蔽することを目的とする。

本発明に係る経路設定方法は、
移動機と、該移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置と、アクセス網を経由して該移動機との通信を行うための経路を設定する経路設定装置とを有する移動通信システムにおける、経路設定方法であって：
前記移動機が前記アクセス装置の通信エリアに入ったときに、前記移動機が前記アクセス装置と通信するための第１の経路を設定する第１経路設定ステップ；
前記第１の経路が設定されたときに、前記アクセス装置が前記アクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する第２経路設定ステップ；及び
所定の条件を満たすときに、前記経路設定装置が前記移動機までの経路を設定する経路設定ステップ；
を有することを特徴の１つとする。

本発明に係るアクセス網切り替え方法は、
移動機と、該移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置と、アクセス網を切り替えて該移動機との通信を行うアクセス網切り替え装置とを有する移動通信システムにおける、アクセス網切り替え方法であって：
前記移動機が前記アクセス装置の通信エリアに入ったときに、前記移動機が前記アクセス装置と通信するための第１の経路を設定する第１経路設定ステップ；
前記第１の経路が設定されたときに、前記アクセス装置が前記アクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する第２経路設定ステップ；及び
所定の条件を満たすときに、前記アクセス網切り替え装置がアクセス網を切り替える切り替えステップ；
を有することを特徴の１つとする。

また、本発明に係るアクセス網切り替え装置は、
移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置に接続されており、アクセス網を切り替えて該移動機との通信を行うアクセス網切り替え装置であって：
前記移動機と前記アクセス装置との間に第１の経路が設定されたときに、前記アクセス装置と通信するための第２の経路を設定する経路設定部；及び
所定の条件を満たすときに、アクセス網を切り替える経路切り替え部；
を有することを特徴の１つとする。

また、本発明に係る移動機は、
アクセス網を切り替えてアクセス網切り替え装置との通信を行う移動機であって：
アクセス網に接続するために接続制御を行うアクセス装置の通信エリアに入ったときに、該アクセス装置と通信するための第１の経路を設定する第１経路設定部；
前記アクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する第２経路設定部；
所定のアクセス網切り替え条件を満たすときに、前記アクセス網切り替え装置に経路切り替え信号を送信する経路切り替え指示部；
を有することを特徴の１つとする。

また、本発明に係る移動機は、
アクセス網を切り替えてアクセス網切り替え装置との通信を行う移動機であって：
アクセス網に接続するために接続制御を行うアクセス装置の通信エリアに入ったときに、該アクセス装置と通信するための第１の経路を設定する第１経路設定部；
前記アクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する第２経路設定部；
前記アクセス網切り替え装置で予め決められた条件を満たすときに切り替えられたアクセス網を経由して、ユーザデータを処理するユーザデータ制御部；
を有することを特徴の１つとする。

また、本発明に係る代理アクセス網切り替え装置は、
アクセス網を切り替えて移動機との通信を行うアクセス網切り替え装置に接続される代理アクセス網切り替え装置であって：
移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置を経由して、前記移動機から経路切り替え信号を受信した場合に、経路切り替え信号を前記アクセス網切り替え装置に送信又は転送する送信部；
を有することを特徴の１つとする。

本発明の実施例によれば、柔軟且つ効率的なアクセス網の切り替えを行うこと、又はアクセス網を切り替える装置の情報を隠蔽することが可能になる。

本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明する。

本発明の一実施例に係るアクセス網切り替え手順を図３に示す。図３には、ＭＩＰが適用されるアクセス網１からＰＭＩＰが適用されるアクセス網２に移動機３０が移動するときのアクセス網切り替え手順が示されている。移動機３０がアクセス網１の通信エリアに在圏するときに、モビリティアンカー装置１０は、ホームアドレス及び気付アドレスを用いて移動機３０と通信する（Ｓ２０１）。移動機３０がアクセス網２の通信エリアに入ると、移動機３０はアクセス網２に対して認証等の接続制御を行う（Ｓ２０３）。アクセス網の接続制御が終了すると、アクセス装置２０は、ベアラ生成信号（Proxy Binding Update）をモビリティアンカー装置１０に送信し（Ｓ２０５）、モビリティアンカー装置１０とアクセス装置２０との間にベアラを設定する（Ｓ２０７）。移動機３０は、ハンドオーバ条件を満たしたときに、モビリティアンカー装置１０に対して経路切り替え信号（Binding Update）を送信する（Ｓ２０９）。この信号を契機として、モビリティアンカー装置１０は、アクセス網１からアクセス網２に経路を切り替える（Ｓ２１１）。

このように、本発明の一実施例によれば、ベアラ生成とアクセス網の切り替えとを区別することが可能になる。図３に示す手順は、ＭＩＰが適用されるアクセス網からＧＴＰが適用されるアクセス網に移動機が移動するときにも適用可能である。更に、ＧＴＰが適用されるアクセス網からＰＭＩＰが適用されるアクセス網に移動機が移動するとき、及びＰＭＩＰが適用されるアクセス網からＧＴＰが適用されるアクセス網に移動機が移動するときにも適用可能である。すなわち、図３に示す手順は、アクセス装置とモビリティアンカー装置との間にベアラが設定されるアクセス網に移動機が移動する場合に適用可能である。

なお、以下に説明するように、モビリティアンカー装置１０は、移動機３０からの経路切り替え信号によらずに、自分の判断で（モビリティアンカー装置で予め決められた条件に従って）経路を切り替えることも可能である。例えば、ベアラ生成信号を受信して所定の時間が経過したときに、モビリティアンカー装置１０がアクセス網を切り替えてもよい。

＜第１実施例に係るアクセス網切り替え手順＞
本発明の第１実施例に係るアクセス網切り替え手順について、図４を参照して説明する。図４は、ＭＩＰが適用されるアクセス網１からＰＭＩＰが適用されるアクセス網２に移動機が移動するときの切り替え手順を詳細に示している。

まず、ＭＩＰが適用されるアクセス網１で移動機が通信を開始するときに、移動機は、モビリティアンカー装置により割り当てられたホームアドレスを取得する（Ｓ３０１）。更に、アクセス網にあるＤＨＣＰのようなＩＰアドレス付与装置により割り当てられた気付アドレスを取得する（Ｓ３０３）。これらの２つのアドレスを使用して、移動機とモビリティアンカー装置との間にＭＩＰトンネルが設定され（Ｓ３０５）、通信が開始する（Ｓ３０７）。

次に、ＰＭＩＰが適用されるアクセス網２の通信エリアに移動機が移動したときに、移動機は、アクセス網２により割り当てられたローカルアドレスを取得し（Ｓ３０９）、アクセス網２に対する認証等の接続制御を行う（Ｓ３１１）。このローカルアドレスを使用して、移動機とアクセス装置との間にＩＰＳｅｃトンネルが設定される（Ｓ３１３）。ローカルアドレスは、ＩＰＳｅｃトンネルを設定するためにのみ使用されるアドレスである。次に、移動機はコア網に対する認証等の接続制御を行う（Ｓ３１５）。この中で、移動機はモビリティアンカー装置の情報や、ホームアドレス等を送信してもよい。また、コア網接続制御（Ｓ３１５）において、アクセス装置はハンドオーバ条件を移動機に通知してもよい。コア網の接続制御が完了すると、アクセス装置はモビリティアンカー装置に対してベアラ生成信号を送信し（Ｓ３１７）、ベアラ設定が行われる（Ｓ３１９）。アクセス装置は、ベアラ生成信号として、ＰＭＩＰで規定されているProxy Binding Updateを用いてホームアドレスとアクセス装置アドレスとをモビリティアンカー装置に通知してもよい。このようにして、モビリティアンカー装置は、アクセス網の切り替え前にベアラを設定することができる。

移動機がアクセス網２の通信エリアに入り、ハンドオーバ条件を満たしたときに、移動機は経路切り替え信号をモビリティアンカー装置に送信する（Ｓ３２１）。移動機は、経路切り替え信号として、ＭＩＰで規定されているBinding Updateを用いて、ホームアドレスをモビリティアンカー装置に通知してもよい。モビリティアンカー装置は、受信した経路切り替え信号（Binding Update）を経路切り替え信号として処理し、アクセス網を切り替える（Ｓ３２３）。すなわち、モビリティアンカー装置は、経路切り替え信号（Binding Update）を受信した時点で新しくベアラを設定しない。モビリティアンカー装置は、アクセス網を切り替えた後に、切り替え完了通知（ＡＣＫ）を移動機に送信してもよい。アクセス網が切り替えられると、ハンドオーバが完了し、移動機はアクセス装置を介してモビリティアンカー装置と通信することができる（Ｓ３２５）。

なお、アクセス装置は移動機が他のアクセス網にハンドオーバした後でも、モビリティアンカー装置との間に設定されたベアラを残しておいてもよい。この場合には、コア網接続制御（Ｓ３１５）において、アクセス装置は前のベアラが残されているかを確認する。前のベアラが残されている場合には、ベアラ接続制御（Ｓ３１７）及びベアラ設定（Ｓ３１９）は行わなくてもよい。

更に、アクセス装置とモビリティアンカー装置との間に複数のベアラが設定されてもよい。例えば、コア網接続制御（Ｓ３１５）において、複数のベアラを用意するメッセージを送信し、アクセス装置とモビリティアンカー装置との間に複数のベアラが用意されてもよい。複数のベアラが用意された場合、移動機は、経路切り替え信号（Ｓ３２１）を送信するときに、複数のベアラをまとめて切り替える信号を送信してもよく、設定された複数のベアラのうち特定の（１つ又は複数の）ベアラに切り替える信号を送信してもよい。

＜第２実施例に係るアクセス網切り替え手順＞
本発明の第２実施例に係るアクセス網切り替え手順について、図５を参照して説明する。図４は、ＭＩＰが適用されるアクセス網１からＧＴＰが適用されるアクセス網２に移動機が移動するときの切り替え手順を詳細に示している。

基本的な手順は図５と同じであるが、ＧＴＰでは、ＩＰＳｅｃトンネル設定に関する手順（Ｓ３０９及びＳ３１３）が存在しない。移動機はコア網に対する認証等の接続制御を行い（Ｓ３１５）。この中で、移動機はモビリティアンカー装置の情報や、ホームアドレス等を送信してもよい。コア網の接続制御が完了すると、アクセス装置はモビリティアンカー装置に対してベアラ生成信号を送信し（Ｓ３１７）、ベアラ設定が行われる（Ｓ３１９）。ベアラ設定が終了すると、モビリティアンカー装置は移動機にベアラ設定完了通知を送信する（Ｓ３２０）。なお、ベアラ設定が終了したときに、モビリティアンカー装置の代わりにアクセス装置が移動機にベアラ設定完了通知を送信してもよい。以降は、第１実施例と同様にハンドオーバが行われる。

＜第３実施例に係るアクセス網切り替え手順＞
本発明の第３実施例に係るアクセス網切り替え手順について、図６を参照して説明する。図６は第１実施例の変形例である。

典型的には、第１実施例のようにベアラ設定完了後に、移動機は経路切り替え信号を送信する。しかし、ベアラ設定前又はベアラ設定中に移動機が即座にハンドオーバを行う可能性がある。すなわち、ベアラ設定前にモビリティアンカー装置は移動機から経路切り替え信号を受信する（Ｓ３２１）。このような場合に、モビリティアンカー装置がアクセス装置に対してベアラ接続を試みる（Ｓ３１７）。ベアラ設定が完了すると（Ｓ３１９）、モビリティアンカー装置は移動機にベアラ設定完了通知を送信し（Ｓ３２０）、アクセス網を切り替える（Ｓ３２３）。なお、ベアラ設定完了通知（Ｓ３２０）において、経路切り替え信号（Ｓ３２１）の応答（ＡＣＫ）を送信してもよい。

＜第４実施例に係るアクセス網切り替え手順＞
本発明の第４実施例に係るアクセス網切り替え手順について、図７を参照して説明する。図７は第１実施例の変形例である。

前述のように、モビリティアンカー装置は、移動機からの経路切り替え信号によらずに、自分の判断で経路を切り替えることも可能である。このときには、経路切り替え信号の送信（Ｓ３２１）が存在しない。例えば、ベアラ生成信号を受信して所定の時間が経過したときに、モビリティアンカー装置１０がアクセス網を切り替える（Ｓ３２３）。このように、ハンドオーバはモビリティアンカー装置の判断で行われてもよく、また、アクセス装置の判断で行われてもよい。

なお、コア網接続制御（Ｓ３１５）において、ハンドオーバがモビリティアンカー装置又はアクセス装置の判断で行われることを移動機に通知してもよい。

＜第５実施例に係るアクセス網切り替え手順＞
本発明の第５実施例に係るアクセス網切り替え手順について、図８を参照して説明する。図８は第１実施例の変形例である。

移動機は、コア網接続制御（Ｓ３１５）において、アクセス装置又はモビリティアンカー装置からハンドオーバ条件を受信する。ハンドオーバ条件は、ハンドオーバを実施する条件を示す制御情報である。例えば、ハンドオーバ条件は所定時間後に無線状況が良好なときにハンドオーバを実施するという条件でもよい。ハンドオーバ条件として、時間に関する条件、無線品質に関する条件（通信速度等）、位置に関する条件、アクセス網の種別に関する条件、無線強度に関する条件等が考えられる。移動機では、受信したハンドオーバ条件を満たすときに、経路切り替え信号を送信する（Ｓ３２１）。以降は、第１実施例と同様にハンドオーバが行われる。

＜第６実施例に係るアクセス網切り替え手順＞
本発明の第６実施例に係るアクセス網切り替え手順について、図９を参照して説明する。図８は第５実施例の変形例である。

移動機は、コア網接続制御（Ｓ３１５）の代わりに、ベアラ設定完了通知と共にハンドオーバ条件を受信してもよい（Ｓ３２０）。移動機では、受信したハンドオーバ条件を満たすときに、経路切り替え信号を送信する（Ｓ３２１）。以降は、第５実施例と同様にハンドオーバが行われる。

＜モビリティアンカー装置の構成及び処理フロー＞
次に、モビリティアンカー装置の構成及び処理フローについて、図１０及び図１１を参照して説明する。

図１０は、モビリティアンカー装置１０のブロック図である。モビリティアンカー装置１０は、パケット送受信インタフェース部１０１と、パケット種別判定部１０２と、ルーチング制御部１０３と、ＭＩＰ経路切り替え部１０５と、ＭＩＰユーザデータ制御部１０７と、ベアラユーザデータ制御部１０９と、ベアラ制御部１１１と、ユーザアドレス制御部１１３と、ユーザアドレス格納部１１５と、ハンドオーバ条件指示部１１７とを有する。

パケット送受信インタフェース部１０１は、アクセス網又は外部ネットワークに対してパケットの送受信を行う。特に、パケット送受信インタフェース部１０１は、ユーザデータを送受信すると共に、アクセス装置からベアラ生成信号を受信し、また、移動機からアクセス網を経由して経路切り替え信号を受信する。

パケット種別判定部１０２は、パケット送受信インタフェース部１０１で受信したパケットがユーザデータであるか、ＭＩＰの経路切り替え信号であるか、ＰＭＩＰ又はＧＴＰのベアラ生成信号又は経路切り替え信号であるかを判定する。受信したパケットがユーザデータである場合、ユーザデータはルーチング制御部１０３に渡される。受信したパケットがベアラ生成信号又は経路切り替え信号である場合、プロトコルに応じてＭＩＰ経路切り替え部又はベアラ制御部に渡される。

ルーチング制御部１０３は、パケット種別判定部１０２からユーザデータを受け取り、ＭＩＰユーザデータ制御部１０７又はベアラユーザデータ制御部１０９にユーザデータを渡す。このユーザデータは、ルーチング制御部１０３で管理されているルーチングテーブルに従ってルーチングされる。

受信したパケットがＭＩＰの経路切り替え信号であるとパケット種別判定部１０２で判定された場合、ＭＩＰ経路切り替え部１０５で移動機への経路が設定又は更新される。具体的には、移動機への経路がルーチング制御部１０３のルーチングテーブルに設定（追加、変更又は削除）される。或いは、既に設定されているベアラが有効化又は無効化されてもよい。
ＭＩＰの場合には、最終的に移動機の気付アドレスで通信するため、モビリティアンカー装置は、アドレス情報が格納されているユーザアドレス格納部１１５の情報を参照する。なお、ユーザアドレス制御部１１３は、移動機のホームアドレスと気付アドレスとを対応付けて管理し、ユーザアドレス格納部１１５がこれらのアドレス情報を格納している。

一方、受信したパケットがＰＭＩＰ又はＧＴＰのベアラ生成信号である場合、ベアラ制御部１１１がアクセス装置との間にベアラを設定する。

また、受信したパケットがＰＭＩＰ又はＧＴＰを使うアクセス網への経路切り替え信号である場合、ベアラ制御部１１１でアクセス網が切り替えられる。具体的には、移動機への経路がルーチング制御部１０３のルーチングテーブルで設定（追加、変更又は削除）される。或いは、既に設定されているベアラが有効化又は無効化されてもよい。

ハンドオーバ条件指示部１１７は、ハンドオーバ条件を移動機に指示する。また、モビリティアンカー装置の判断で一定条件を満たした場合にハンドオーバを行う場合に、ハンドオーバ条件指示部１１７がこのような制御を行ってもよい。ハンドオーバ条件指示部１１７は、ハンドオーバ条件を直接に移動機に指示してもよく、ハンドオーバ条件を制御信号の一部に入れて、ベアラ制御部１１１を介して移動機に指示してもよい。なお、ハンドオーバ条件指示部はアクセス装置に設けられてもよい。

図１１は、モビリティアンカー装置１０における詳細な処理フローである。

まず、モビリティアンカー装置が移動機からモビリティシグナリング（Proxy Binding Update又はBinding Updateのようなベアラ生成信号又は経路切り替え信号）を受信すると（Ｓ４０１）、移動機と既に通信中であるか否かを確認する（Ｓ４０１）。既に通信中である場合は、移動機がアクセス網を移動した場合に相当する。すなわち、ハンドオーバの処理を行う。

モビリティシグナリングを受信したときにモビリティアンカー装置が移動機と既に通信中である場合（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、モビリティシグナリングが移動機からの経路切り替え信号（Binding Update）であるか否かが判定される（Ｓ４０３）。移動機からの経路切り替え信号でない場合には（Ｓ４０３：Ｎｏ）、アクセス装置からのベアラ生成信号（Proxy Binding Update）であるか否かが判定される（Ｓ４０５）。アクセス装置からのベアラ生成信号である場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、モビリティアンカー装置は、既に該当のベアラが設定されているか否かを確認し（Ｓ４０６）、ベアラが設定されていない場合にはベアラを設定する（Ｓ４０７）。既に該当のベアラが設定されている場合には、モビリティアンカー装置はＡＣＫのような正常処理終了通知を送信する（Ｓ４０８）。モビリティシグナリングがアクセス装置からのベアラ生成信号でない場合（Ｓ４０５：Ｎｏ）、モビリティアンカー装置は不正な信号として破棄する（Ｓ４０９）。

モビリティシグナリングが移動機からの経路切り替え信号（Binding Update）である場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、アクセス装置経由で経路切り替え信号を受信したか否かが判定される（Ｓ４１１）。アクセス装置経由で経路切り替え信号を受信している場合は、アクセス網がＰＭＩＰ又はＧＴＰである場合に相当する。従って、ベアラが設定されているか否かが判定され（Ｓ４１３）、ベアラが設定されている場合には、ＰＭＩＰ又はＧＴＰのアクセス網に切り替える（Ｓ４１５）。ベアラが設定されていない場合、モビリティアンカー装置は該当のベアラが設定中か否かを判定する（Ｓ４１６）。ベアラが設定中である場合には、モビリティアンカー装置は、ベアラの設定が終了するまで待機して、ＰＭＩＰ又はＧＴＰのアクセス網に切り替える（Ｓ４１８）。ベアラが設定中でない場合には、モビリティアンカー装置は不正な信号として破棄する（Ｓ４１７）。別法として、ベアラが設定されていない場合、モビリティアンカー装置がアクセス装置に対してベアラを設定してもよい。

モビリティアンカー装置がアクセス装置を経由せずに経路切り替え信号を受信した場合（Ｓ４１１：Ｎｏ）は、アクセス網がＭＩＰである場合に相当する。従って、モビリティアンカー装置は移動機のホームアドレスを確認し（Ｓ４１９）、ホームアドレスが登録されていない場合には不正な信号として破棄する（Ｓ４１７）。ホームアドレスが登録されている場合には（Ｓ４１９：Ｙｅｓ）、モビリティアンカー装置は、既に該当の経路が設定されているか否かを確認し（Ｓ４２０）、設定されていない場合には、ＭＩＰのアクセス網を設定して切り替える（Ｓ４２１）。既に該当の経路が設定されている場合には、モビリティアンカー装置はＡＣＫのような正常処理終了通知を送信する（Ｓ４２２）。

モビリティシグナリングを受信したときにモビリティアンカー装置が移動機とまだ通信中でない場合（Ｓ４０１：Ｎｏ）は、移動機がアクセス網内で通信を開始する場合に相当する。この場合、モビリティシグナリングが移動機からの信号（Binding Update）であるか否かが判定される（Ｓ４２３）。移動機からの信号である場合、モビリティアンカー装置は移動機のホームアドレスを確認し（Ｓ４２５）、ホームアドレスが登録されている場合には、移動機への経路を設定する（Ｓ４２７）。ホームアドレスが登録されていない場合には、不正な信号として破棄する（Ｓ４２９）。

モビリティシグナリングが移動機からの信号（Binding Update）でない場合（Ｓ４２３：Ｎｏ）、モビリティシグナリングがアクセス装置からの信号か否かが判定される（Ｓ４３１）。アクセス装置からの信号である場合、モビリティアンカー装置はアクセス装置とベアラを設定し、アクセス装置を経由して移動機までの経路を設定する（Ｓ４３３）。アクセス装置からの信号でない場合には、不正な信号として破棄する（Ｓ４２９）。

＜移動機の構成＞
次に、移動機の構成について、図１２を参照して説明する。図１２は、移動機３０のブロック図を示す。移動機３０は、無線インタフェース部３０１と、アクセス網制御部３０３と、コア網制御部３０５と、ハンドオーバ指示部３０７と、ハンドオーバ判断部３０９と、ＭＩＰユーザデータ制御部３１１と、上位アプリケーションインタフェース部３１３とを有する。

無線インタフェース部３０１は、アクセス網に接続してデータを送受信する。アクセス網接続制御部３０３は、アクセス網に接続するための認証等の接続制御を行う。コア網接続制御部３０５は、コア網に接続するための認証等の接続制御を行う。

ハンドオーバ指示部３０７は、ハンドオーバ判断部３０９で判断されたハンドオーバ条件を満たすときに、経路切り替え信号をモビリティアンカー装置に送信する。例えば、ハンドオーバ判断部３０９でアクセス網を移動した所定時間の後に無線状況が良好であると判断されたときに、ハンドオーバ指示部３０７は、経路切り替え信号をモビリティアンカー装置に送信する。

ＭＩＰユーザ制御部３１１は、上位アプリケーションインタフェース３１３に対してユーザデータの受け渡しを行う。

＜第７実施例に係るアクセス網切り替え手順＞
本発明の第７実施例に係るアクセス網切り替え手順について、図１３及び図１４を参照して説明する。第７実施例では、移動機に対してモビリティアンカー装置１０の情報を隠蔽するために、代理（Proxy）モビリティアンカー装置（又は仮想モビリティアンカー装置）４０を設ける。すなわち、移動機からモビリティシグナリングを送信する宛先は、代理モビリティアンカー装置４０になる。モビリティアンカー装置１０は、代理モビリティアンカー装置４０からモビリティシグナリングを受信して、アクセス網の切り替えを行う。

図１３には、ＭＩＰが適用されるアクセス網１からＰＭＩＰが適用されるアクセス網２に移動機３０が移動するときのアクセス網切り替え手順が示されている。移動機３０がアクセス網１の通信エリアに在圏するときに、モビリティアンカー装置１０は、代理モビリティアンカー装置４０を経由して、移動機３０と通信する（Ｓ２０１'）。移動機３０がアクセス網２の通信エリアに入ると、移動機３０はアクセス網２に対して認証等の接続制御を行う（Ｓ２０３'）。アクセス網の接続制御が終了すると、アクセス装置２０は、ベアラ生成信号（Proxy Binding Update）をモビリティアンカー装置１０に送信し（Ｓ２０５'）、モビリティアンカー装置１０とアクセス装置２０との間にベアラを設定する（Ｓ２０７'）。移動機３０は、ハンドオーバ条件を満たしたときに、代理モビリティアンカー装置４０に対して経路切り替え信号（Binding Update）を送信する（Ｓ２０９'）。代理モビリティアンカー装置４０は、モビリティアンカー装置１０に対して経路の切り替えを指示する（Ｓ２１０'）。この信号を契機として、モビリティアンカー装置１０は、アクセス網１からアクセス網２に経路を切り替える（Ｓ２１１'）。

このように、代理モビリティアンカー装置４０を設けることで、移動機３０の通信相手は代理モビリティアンカー装置４０になる。従って、移動機３０は代理モビリティアンカー装置４０の情報を認識しさえすればよく、モビリティアンカー装置の情報が隠蔽される。

図１３の構成における詳細な切り替え手順を図１４に示す。

まず、ＭＩＰが適用されるアクセス網１で移動機が通信を開始するときに、移動機は、モビリティアンカー装置により割り当てられたホームアドレスを代理モビリティアンカー装置経由で取得する（Ｓ３０１'、Ｓ３０２'）。更に、アクセス網にあるＤＨＣＰのようなＩＰアドレス付与装置により割り当てられた気付アドレスを取得する（Ｓ３０３'）。これらの２つのアドレスを使用して、移動機と代理モビリティアンカー装置との間にＭＩＰトンネルが設定される（Ｓ３０５'）。同時に、代理モビリティアンカー装置とモビリティアンカー装置との間にもトンネルが設定される（Ｓ３０６'）。これによって、移動機は代理モビリティアンカー装置を経由してモビリティアンカー装置と通信する。

次に、ＰＭＩＰが適用されるアクセス網２の通信エリアに移動機が移動したときに、移動機は、アクセス網により割り当てられたローカルアドレスを取得し（Ｓ３０９'）、アクセス網２に対する認証等の接続制御を行う（Ｓ３１１'）。このローカルアドレスを使用して、移動機とアクセス装置との間にＩＰＳｅｃトンネルが設定される（Ｓ３１３'）。ローカルアドレスは、ＩＰＳｅｃトンネルを設定するためにのみ使用されるアドレスである。次に、移動機はコア網に対する認証等の接続制御を行う（Ｓ３１５'）。この中で、移動機は代理モビリティアンカー装置の情報や、ホームアドレス等を送信してもよい。コア網の接続制御が完了すると、アクセス装置はモビリティアンカー装置に対してベアラ生成信号（Proxy Binding Update）を送信し（Ｓ３１７'）、ベアラ設定が行われる（Ｓ３１９'）。

移動機がアクセス網２の通信エリアに入り、ハンドオーバ条件を満たしたときに、移動機は経路切り替え信号（Binding Update）を代理モビリティアンカー装置に送信する（Ｓ３２１'）。代理モビリティアンカー装置は、経路切り替え信号を受信すると、モビリティアンカー装置に対してアクセス網を切り替える指示を行う（Ｓ３２２'）。この指示は、経路切り替え信号の単なる中継でもよく、別の制御信号でもよい。この指示を受信して、モビリティアンカー装置はアクセス網を切り替える（Ｓ３２３'）。アクセス網が切り替えられると、ハンドオーバが完了し、移動機はアクセス装置を介してモビリティアンカー装置と通信することができる（Ｓ３２５'）。

＜代理モビリティアンカー装置の構成＞
図１５は、代理モビリティアンカー装置４０のブロック図である。代理モビリティアンカー装置４０は、パケット種別判定部４０２と、パケット送受信インタフェース部４０１と、ルーチング制御部４０３と、ＭＩＰ経路切り替え部４０５と、ＭＩＰユーザデータ制御部４０７と、トンネル設定部４１１と、ユーザアドレス制御部４１３と、ユーザアドレス格納部４１５とを有する。

パケット送受信インタフェース部４０１は、アクセス網又はモビリティアンカー装置に対してパケットの送受信を行う。特に、パケット送受信インタフェース部４０１は、ＭＩＰのユーザデータを送受信すると共に、移動機からアクセス網を経由して経路切り替え信号を受信する。

パケット種別判定部４０２は、パケット送受信インタフェース部４０１で受信したパケットがＭＩＰのユーザデータであるか、ＭＩＰの経路切り替え信号であるか、ＰＭＩＰ又はＧＴＰを使うアクセス網への経路切り替え信号であるかを判定する。受信したパケットがユーザデータである場合、ユーザデータはルーチング制御部４０３に渡される。受信したパケットがＭＩＰの経路切り替え信号である場合、トンネル設定部４１１に渡される。受信したパケットがＰＭＩＰ又はＧＴＰを使うアクセス網への経路切り替え信号である場合、モビリティアンカー装置に経路切り替えを指示する。

ルーチング制御部４０３は、パケット種別判定部４０２からＭＩＰのユーザデータを受け取り、ＭＩＰユーザデータ制御部４０７にユーザデータを渡す。このユーザデータは、ルーチング制御部４０３で管理されているルーチングテーブルに従ってルーチングされる。

受信したパケットがＭＩＰを使うアクセス網への経路切り替え信号であるとパケット種別判定部４０２で判定された場合、ＭＩＰ経路切り替え部４０５で移動機への経路が設定される。具体的には、移動機への経路がルーチング制御部４０３のルーチングテーブルに設定（追加、変更又は削除）される。或いは、既に設定されているベアラが有効化又は無効化されてもよい。また、ユーザデータをモビリティアンカー装置に中継するために、トンネル設定部４１１がモビリティアンカー装置と代理モビリティアンカー装置との間にトンネルを設定する。ＭＩＰの場合には、経路切り替え信号（Binding Update）を受けた代理モビリティアンカー装置が移動機へのルーチング処理を行う。従って、図１０のモビリティアンカー装置のＭＩＰ経路切り替え部１０５に対応するＭＩＰ経路切り替え部４０５と、ＭＩＰユーザデータ制御部１０７に対応するＭＩＰユーザデータ制御部４０７と、ユーザアドレス制御部１１３に対応するユーザアドレス制御部４１３と、ユーザアドレス格納部１１５に対応するユーザアドレス制御部４１３とが代理モビリティアンカー装置４０に存在する。

一方、パケット送受信インタフェース部１０１で受信したパケットがＰＭＩＰ又はＧＴＰを使うアクセス網への経路切り替え信号である場合、経路切り替え信号はモビリティアンカー装置に転送又は送信される。経路切り替え信号は、単にモビリティアンカー装置に転送されてもよく、別の制御情報に変換されて送信されてもよい。モビリティアンカー装置が経路切り替え信号を受信すると、ＰＭＩＰ又はＧＴＰのアクセス網に切り替える。

本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。例えば、第２実施例〜第７実施例では、ＰＭＩＰによる接続制御を例に挙げて説明したが、ＧＴＰにも同様に適用可能である。更に、本発明の実施例は、アクセス装置とモビリティアンカー装置との間にベアラ設定を行うアクセス網に適用可能である。

なお、モビリティアンカー装置及びアクセス装置という用語は本発明の実施例を説明するために用いている用語であり、モビリティアンカー装置は、アクセス網を経由して移動機との通信を行うための経路を設定する装置、又はアクセス網を切り替えて移動機との通信を行う装置を意味する。また、アクセス装置は、移動機とアクセス網との間の接続制御を行い、移動機とモビリティアンカー装置との間に移動機が通信するための経路を設定する装置を意味する。更に、ＩＰＳｅｃトンネルやベアラのような通信経路を示す用語も、本発明の実施例を説明するために用いている用語であり、他のプロトコルに従って設定された経路も含まれる。

移動通信システムの構成例を示す図図１の移動通信システムにおけるアクセス網切り替え手順を示す概念図本発明の一実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す概略図本発明の第１実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す図（ＰＭＩＰによる接続制御を行う場合）本発明の第２実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す図（ＧＴＰによる接続制御を行う場合）本発明の第３実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す図（ＰＭＩＰによる接続制御を行う場合）本発明の第４実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す図（ＰＭＩＰによる接続制御を行う場合）本発明の第５実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す図（ＰＭＩＰによる接続制御を行う場合）本発明の第６実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す図（ＰＭＩＰによる接続制御を行う場合）本発明の一実施例に係るモビリティアンカー装置を示すブロック図本発明の一実施例に係るモビリティアンカー装置における処理フローを示す図本発明の一実施例に係る移動機を示すブロック図本発明の第７実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す概略図本発明の第７実施例に係るアクセス網切り替え手順を示す図（ＰＭＩＰによる接続制御を行う場合）本発明の一実施例に係る代理モビリティアンカー装置を示すブロック図

符号の説明

１０モビリティアンカー装置
１０１パケット送受信インタフェース部
１０２パケット種別判定部
１０３ルーチング制御部
１０５ＭＩＰ経路切り替え部
１０７ＭＩＰユーザデータ制御部
１０９ベアラユーザデータ制御部
１１１ベアラ制御部
１１３ユーザアドレス制御部
１１５ユーザアドレス格納部
１１７ハンドオーバ条件指示部
２０アクセス装置
３０移動機
３０１無線インタフェース部
３０３アクセス網制御部
３０５コア網制御部
３０７ハンドオーバ指示部
３０９ハンドオーバ判断部
３１１ＭＩＰユーザデータ制御部
３１３上位アプリケーションインタフェース部
４０代理モビリティアンカー装置
４０１パケット送受信インタフェース部
４０２パケット種別判定部
４０３ルーチング制御部
４０５ＭＩＰ経路切り替え部
４０７ＭＩＰユーザデータ制御部
４１１トンネル設定部
４１３ユーザアドレス制御部
４１５ユーザアドレス格納部

Claims

移動機と、該移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置と、アクセス網を経由して該移動機との通信を行うための経路を設定する経路設定装置とを有する移動通信システムにおける、経路設定方法であって：
前記移動機が前記アクセス装置の通信エリアに入ったときに、前記移動機が前記アクセス装置と通信するための第１の経路を設定する第１経路設定ステップ；
前記第１の経路が設定されたときに、前記アクセス装置が前記アクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する第２経路設定ステップ；及び
所定の条件を満たすときに、前記経路設定装置が前記移動機までの経路を設定する経路設定ステップ；
を有する経路設定方法。
移動機と、該移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置と、アクセス網を切り替えて該移動機との通信を行うアクセス網切り替え装置とを有する移動通信システムにおける、アクセス網切り替え方法であって：
前記移動機が前記アクセス装置の通信エリアに入ったときに、前記移動機が前記アクセス装置と通信するための第１の経路を設定する第１経路設定ステップ；
前記第１の経路が設定されたときに、前記アクセス装置が前記アクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する第２経路設定ステップ；及び
所定の条件を満たすときに、前記アクセス網切り替え装置がアクセス網を切り替える切り替えステップ；
を有するアクセス網切り替え方法。
前記移動機が経路切り替え信号を前記アクセス網切り替え装置に送信する送信ステップ；
を更に有し、
前記切り替えステップは、前記アクセス網切り替え装置が前記移動機から前記経路切り替え信号を受信したときにアクセス網を切り替える、請求項２に記載のアクセス網切り替え方法。
前記第２の経路がまだ設定されていないときに、前記アクセス網切り替え装置が前記移動機から経路切り替え信号を受信した場合に、
前記切り替えステップは、前記アクセス網切り替え装置が前記第２の経路を設定し、アクセス網を切り替える、請求項３に記載のアクセス網切り替え方法。
前記移動機がアクセス網切り替え条件を前記アクセス網切り替え装置又は前記アクセス装置から受信する受信ステップ；
前記アクセス網切り替え条件を満たすときに、前記移動機が経路切り替え信号を送信する送信ステップ；
を更に有し、
前記切り替えステップは、前記アクセス網切り替え装置が前記移動機から前記経路切り替え信号を受信したときにアクセス網を切り替える、請求項２に記載のアクセス網切り替え方法。
前記移動機が経路切り替え信号を代理アクセス網切り替え装置を経由して前記アクセス網切り替え装置に送信する送信ステップ；
を更に有し、
前記切り替えステップは、前記アクセス網切り替え装置が前記代理アクセス網切り替え装置から経路切り替え信号を受信したときにアクセス網を切り替える、請求項２に記載のアクセス網切り替え方法。
移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置に接続されており、アクセス網を切り替えて該移動機との通信を行うアクセス網切り替え装置であって：
前記移動機と前記アクセス装置との間に第１の経路が設定されたときに、前記アクセス装置と通信するための第２の経路を設定する経路設定部；及び
所定の条件を満たすときに、アクセス網を切り替える経路切り替え部；
を有するアクセス網切り替え装置。
前記経路切り替え部は、前記アクセス網切り替え装置で予め決められた条件を満たすときに、アクセス網を切り替える、請求項７に記載のアクセス網切り替え装置。
アクセス網を切り替えてアクセス網切り替え装置との通信を行う移動機であって：
アクセス網に接続するために接続制御を行うアクセス装置の通信エリアに入ったときに、該アクセス装置と通信するための第１の経路を設定する第１経路設定部；
前記アクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する第２経路設定部；
所定のアクセス網切り替え条件を満たすときに、前記アクセス網切り替え装置に経路切り替え信号を送信する経路切り替え指示部；
を有する移動機。
アクセス網を切り替えてアクセス網切り替え装置との通信を行う移動機であって：
アクセス網に接続するために接続制御を行うアクセス装置の通信エリアに入ったときに、該アクセス装置と通信するための第１の経路を設定する第１経路設定部；
前記アクセス網切り替え装置と通信するための第２の経路を設定する第２経路設定部；
前記アクセス網切り替え装置で予め決められた条件を満たすときに切り替えられたアクセス網を経由して、ユーザデータを処理するユーザデータ制御部；
を有する移動機。
アクセス網を切り替えて移動機との通信を行うアクセス網切り替え装置に接続される代理アクセス網切り替え装置であって：
移動機とアクセス網との間の接続制御を行うアクセス装置を経由して、前記移動機から経路切り替え信号を受信した場合に、経路切り替え信号を前記アクセス網切り替え装置に送信又は転送する送信部；
を有する代理アクセス網切り替え装置。