JP2010258994A - 移動通信システム、移動通信方法、および移動通信制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】途中経路や途中ノードが障害となった場合を事前に想定し、障害発生時の代替ルートを予測し、あるいは障害からの自動復旧時間を予測し、それらを考慮した位置管理機構を実現する。
【解決手段】移動端末の移動情報および／または前記移動端末までのネットワーク情報を収集する情報収集手段と、アンカリング方式とキャスティング方式を含む制御方式から、前記情報収集手段が収集した情報に応じて前記移動端末との通信方式を適応的に選択する選択手段とを設けて移動通信システムを構成する。選択手段は、代替ルートが集中する場合はアンカリング方式、そうでない場合には端末の移動速度が大きければキャスティング方式、小さければアンカリング方式を選択する。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動通信システムおよび方法に関し、特に、障害発生時を常に考慮して高品位なハンドオーバを実現する移動通信システム、移動通信方法、および移動通信制御プログラムに関する。

近年の３Ｇセルラーシステムに代表される移動体通信システムでは、安全性の高い、信頼性の高い通信品質が望まれている。

図１０は、従来の移動体通信システムの概略図である。図１０を参照すると、移動通信システムは、移動端末１００と、移動管理装置２００と、通信相手端末４と、これらを接続するネットワーク３とを具える。移動端末１００は移動ノードであり、電源がオンにされるとネットワークへアタッチして通信ベアラを確立し、移動管理装置２００に対して位置登録処理を行った後に、通信相手端末４と通信セッションを確立し、データ通信を開始する。ここで、移動端末１００はネットワーク３に物理的に直接接続されているのではなく、ネットワーク３に接続された多数の基地局（図示せず）の１以上と無線通信で接続される。移動管理装置２００は、移動端末１００の位置を管理し、移動端末１００への転送データを移動端末１００の移動に合わせて適切な送付先基地局へ送信する。通信相手端末４は、ネットワーク３に接続され移動端末１００と通信を行う通信端末であり、移動局であっても固定局であってもよい。

この従来システムでは、移動端末１００の移動に合わせて、移動端末１００と移動管理装置２００との間でトンネルが構築される。ここでトンネルとは、インターネットなどの公衆回線網上で、ある２点間を結ぶ閉じられた仮想的な直結通信回線をいう（例えば、非特許文献１、特許文献１）。送信データはカプセル化（ある通信プロトコルを同じか上位の階層のプロトコルで包むこと）され、送信先でデカプセル化される。通信相手端末４から移動端末１００宛てのデータは、トンネル経由で移動端末１００へ送信され、移動端末１００から通信相手端末４宛のデータはトンネル経由で移動管理装置２００へ届けられ、移動管理装置２００でデカプセル化されて通信相手端末４へ送信される。

図１１は、従来の移動通信方法のシーケンス図である。本図に示すように、移動管理装置２００は、移動端末１００からの位置登録要求処理を実行することで（ステップＳ１０３−１０４）、移動端末１００の位置を常に管理しており、移動端末１００が移動した場合にハンドオーバを制御して通信サービスの継続を実現する。このような移動体通信システムでは、いずれかの経路やノードで障害が発生した場合、ルータ同士が情報をやりとりして経路を切り替えることにより、通信を継続するようにしている（例えば、特許文献２）。

特開２００７−２５１２４９号公報 特開２００３−６０６７８号公報 Ｃ． Ｐｅｒｋｉｎｓ， Ｅｄ．、ＲＦＣ３３４：ＩＰ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ＩＰｖ４、２００２年８月、Ｎｏｋｉａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ、［平成２１年４月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://rfc-editor.org/rfc/rfc3344.txt＞

本発明が解決しようとする課題は、移動端末１００と通信相手端末４との間の途中経路や途中ノードで障害が発生した場合、障害が生じた経路から迂回経路への切替処理が行われるが、この切替処理の間、あるいは障害経路や障害ノードが自動復旧するまでの間は、移動端末１００における通信サービスが継続できず、通信品質が劣化してしまうことである。

そこで本発明は、途中経路や途中ノードが障害となった場合を事前に想定し、障害発生時の代替ルートを予測し、あるいは障害からの復旧時間を予測して、所定の場合に代替ルートに対してもデータをキャスティングによる同報送信することにより、効果的に通信の中断を回避しうる高品位な移動体管理通信機能を提供することを目的とする。

本発明にかかる移動体通信システムは、移動端末の移動情報および／または前記移動端末までのネットワーク情報を収集する情報収集手段と、２以上の通信方式から、前記情報収集手段が収集した情報に応じて前記移動端末との通信方式を選択する選択手段とを具えることを最も主要な特徴とする。

本発明の実施例では、前記２以上の通信方式は、トンネリングを伴うアンカリング方式と、キャスティング方式とを含んでいる。

この実施例において、前記選択手段は、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の代替ルートを予測し、代替ルートが集中的に存在する場合はアンカリング方式を選択することが有効である。

また、前記選択手段は、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の代替ルートを予測し、代替ルートが集中的に存在しない場合、前記移動端末の移動情報に基づいて、前記移動端末が所定速度以上で移動している場合に前記キャスティング方式を選択し、前記移動端末が所定速度以上で移動していない場合には前記アンカリング方式を選択することが有効である。

また、前記選択手段は、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の自動復旧までの所要時間を予測し、予測される所要時間が所定期間以上である場合はキャスティング方式を選択し、そうでない場合はアンカリング方式を選択することが有効である。

本発明によると、移動端末の移動情報やネットワーク情報によって通信方式を適応的に切り替えることにより、状況に応じて高品位な移動管理通信機能を実現することができる。

また、アンカリング制御とキャスティング（同報処理）制御を切り替えることにより、状況に応じて最適な移動局管理機構を提供することができる。

また、予め障害が発生した場合に切り替わるルートを予測し、現行の運用ルートと予測される代替ルートの集中度を考慮した位置管理処理を行うことにより、高品位な移動管理通信機能を提供することができる。ここで、「集中」とは、現行ルートと代替ルート、あるいは予測される複数の代替ルートが物理的あるいは論理的に近いノードやリンクを使用している場合や、エンド−エンドで考えた場合にルートが一部重複している場合などをいう。ルートが集中的に存在している場合は、キャスティングにより得られる効果があまり期待できないため、アンカリング方式を採用することにより処理負担を軽減することができる。

また、代替ルートが集中的に存在しない場合、端末移動速度が所定以上であればキャスティング制御、所定速度以下であればアンカリング制御を行うことにより、代替ルートへの切替処理までに移動距離が大きく見込まれる場合にキャスティング制御として広範囲をカバーし、そうでない場合にアンカリング制御としてキャスティングによる冗長なデータの発生を回避するようにする。

また、予め障害が発生した場合の自動復旧までの所要時間を予測し、自動復旧までの所要時間が大きい場合はキャスティング制御、小さい場合はアンカリング制御を行うことにより、障害復旧までの間に移動端末の移動距離が大きく見込まれる場合にキャスティング制御で広範囲をカバーし、そうでない場合にアンカリング制御で高品位な移動管理通信機能を提供することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる移動通信システムの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態にかかる移動通信システムの処理シーケンス図（アンカリング制御の場合）である。 本発明の第１の実施形態にかかる移動通信システムの処理シーケンス図（キャスティング制御の場合）である。 本発明の第１の実施形態にかかる移動通信システムにおける障害予測処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態にかかる移動通信システムの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態にかかる移動通信システムの処理シーケンス図である。 本発明の第３の実施形態にかかる移動通信システムの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第３の実施形態にかかる移動通信システムの処理シーケンス図である。 本発明の第４の実施形態にかかる移動通信システムにおける障害予測処理のフローチャートである。 従来の移動通信システムの構成を示す概略ブロック図である。 従来の移動通信システムの処理シーケンス図である。

本発明を実施するための形態を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明にかかる移動通信システムの構成を示す概略図である。本図に示すように、第１の実施形態にかかる移動通信システムは、移動端末１と、移動管理装置２と、ネットワーク３と、通信相手端末４とを具える。

端末１は移動ノード（例えば携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ等）であり、電源がオンにされるとネットワーク３へのアタッチ処理を行って通信ベアラを確立し、移動管理装置２に対して位置登録処理を行った後、移動相手端末４と通信セッションを確立し、データ通信を開始する。この移動端末１は、位置登録要求処理部１０１と、同報データ処理部１０２と、アドレス設定部１０３と、情報記憶部１０４とを具える。実際には構成要素１０１−１０３は移動端末１に実装される通信制御プログラムと、処理装置やメモリ等のハードウェアとが協働することにより具現化される機能モジュールである。なお、移動端末１は、これらの構成要素の他にも例えば携帯電話機として必要な様々な要素を具えるが、本明細書では本発明に関連するもののみを図示して説明する。

位置登録要求処理部１０１は、定期的に、あるいは移動端末１が移動した際に、移動管理装置２に対して自身の位置情報を通知する信号を送信し、位置管理装置から送信される応答信号を受信して処理する。また、位置登録要求処理部１０１は、自端末の移動方向および移動速度の情報を収集し、その情報を位置登録要求信号に含めて移動管理装置２に送信する。ここで、自身の位置情報や移動情報の取得は移動端末１が例えばＧＰＳ機能等の位置情報取得手段を有してもよいし（図示せず）、通信する基地局から位置情報や移動情報を得るような構成であってもよい。また、この情報収集および移動管理装置２への通知は、定期的に行ってもよいし、端末主導またはネットワーク主導で任意の時点で実施してもよい。

同報データ処理部１０２は、移動管理装置２から同報処理されたデータを受信した際に、同一（すなわち冗長）のデータを受信した場合は冗長データの廃棄や、受信したデータの順序制御を行う。

アドレス設定部１０３は、予め端末内に設定・登録された自端末のプロファイル情報を用いて、割り当てられた代表アドレス（例えば、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰでいうホームアドレス）を設定する。このアドレス設定処理は、予め設定されたプロファイル情報に基づいて行うことも可能であるし、移動管理装置２から動的に割り当てるような構成であってもよい。情報記憶部１０４は、予め設定される端末プロファイル情報を格納し、また、位置登録要求処理部１０１にて送受信した情報を記憶する。

位置管理装置２は、ネットワーク３に接続された管理装置であり、端末１の移動に伴い端末１から送信される位置登録信号を処理し、端末１が移動した場合に基地局のハンドオーバを管理して通信を継続させるための装置である。また、移動端末の位置とネットワークの状況から、経路障害や装置障害が発生した場合の代替ルートを予測し、これらの情報および端末の移動状況に基づいて、最適な位置管理機構（アンカリング制御部または同報処理制御部）を選択する。具体的には、障害が発生した場合の代替ルートを予測して、代替ルートが集中的に存在しない場合であって端末移動速度が所定速度以上である場合に同報処理（キャスティング）制御とし、そうでない場合にアンカリング制御とするように位置管理機構の選択を行う。

図１に示すように、移動管理装置２は、位置登録要求処理部２０１と、位置管理機構制御部２０２と、アンカリング制御部２０３と、同報処理制御部２０４と、障害予測部２０５と、位置情報記憶部２０６とを具える。これらの構成要素も、実際には移動管理装置２に実装される通信制御プログラムと、移動管理装置２が具えるＣＰＵやメモリ等のハードウェアとが協働することにより具現化される機能モジュールであり、管理装置２はこれらの要素意外にも通信制御に必要な様々な要素を具えるものとする。

位置登録要求処理部２０１は、端末１から送信された位置登録要求信号を受信し、位置情報記憶部２０６にその情報を保存する。また、移動管理装置２内で登録処理を行った後に、応答信号を端末１へ向けて送信する。

位置管理機構制御部（すなわち選択部）２０２は、後述するシーケンスに従い、位置情報記憶部２０６に保存された移動端末１の位置登録要求情報、および障害予測部２０５によって予測された代替ルートに応じて、位置管理機構としてアンカリング制御を使用するか同報処理（すなわちキャスティング）制御を使用するかを選択決定する。また、位置管理機構を選択決定したら、アンカリング制御部２０３または同報処理制御部２０４に指示信号を送信する。

アンカリング制御部２０３は、位置管理機構制御部２０２からの指示に基づいて、端末１と移動管理装置２の間でトンネルを構築する。通信相手端末４から移動端末１へ向けて送信されたデータを受信した際には、端末１のホームアドレスによるカプセル化を行って移動端末１へ送り、移動端末１からのデータを受信した際には、データのデカプセル化を行って通信相手端末４へ送信する。移動管理装置２は、移動端末１が移動した場合のアンカーとなることで通信を継続させることができる。トンネリングやこれに伴うデータのカプセル化／デカプセル化は公知技術であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。アンカリング制御は、キャスティング制御に比べて処理負担が低いが、例えば通信が途切れている間に端末がある程度の距離を移動してしまった場合等に基地局のハンドオーバ処理がうまくいかない等のデメリットがある。

同報処理制御部２０４は、位置管理機構制御部２０２からの指示に基づいて、通信相手端末４から移動端末１へ向けて送信されたデータを複製して、端末１へ向けて同報送信する。キャスティング制御では、端末１宛のデータを受けたときに、そのデータをコピーして複数のルートに同時配信する。移動端末は１つのデータを受け取り、他のデータは冗長となる。このように複数のルートに同報送信することにより、移動管理装置２やネットワークの負荷は増えるが、例えば装置が高速移動しておりアンカリング制御ではハンドオーバ処理が間に合わないような場合にも通信を継続できるメリットがある。

障害予測部２０５は、端末１へ向けてルートトレース信号（例えば、Ｔｒａｃｅｒｏｕｔｅコマンド）を送信し、端末１と移動管理装置２間のネットワークの情報を収集する。そこで入手される情報と、位置情報記憶部２０６に登録された端末の移動状況とに基づいて、途中経路や途中ノードに障害が発生した場合に、代替ルートとなる通信経路を予測する。なお、代替ルートの策定は公知技術であるため（例えば、上記特許文献２）、詳細な説明はここに省略する。

位置情報記憶部２０６は、移動端末１からの位置登録要求処理情報を保存する記憶手段である。

次に、本発明の移動通信システムの動作を以下に説明する。図２、図３は、第１の実施形態にかかる移動通信システムにおける処理シーケンス図であり、図２はアンカリング処理制御が選択される場合、図３は同報処理制御が選択される場合を説明する図である。

移動端末１は、電源がオンにされると、ネットワーク３へのアタッチを行って通信ベアラを確立し、移動管理装置２に対して位置登録要求信号を送信する。この位置登録要求信号には、端末の位置情報の他に、端末の移動状況の情報が含まれていてもよい。すなわち、端末で取得されるＧＰＳ情報から移動方向や移動速度を計算し、これらの情報を位置登録要求に含めるようにする。

移動管理装置２は、位置登録要求を受けるとその情報を位置情報記録部２０６に登録し、ルート情報収集および障害予測処理を行って、その結果に応じていずれかの位置管理機構を選択し、移動端末１に位置登録応答を返信した上で移動端末１と通信相手端末４との通信を中継する。ここで、図２は位置管理機構としてアンカリング処理制御が選択された場合を示し、図３は同報処理（キャスティング処理）制御が選択された場合のイメージを示している。

図４は、図２および図３における移動管理装置２の位置管理機構選択処理の詳細を説明するためのフローチャート図である。移動管理装置２は、移動端末１から位置登録要求信号を受信すると記憶部２０６に保存した後、移動端末１と移動管理装置２間の通信ルートの情報（「ネットワーク情報」とも称する。）を収集する（Ｓ５０１）。具体的には、例えばＴｒａｃｅｒｏｕｔｅコマンド処理を行って、経由している各ノード／リンクの情報を入手する。

次に、移動管理装置２は、移動端末１から受信した位置情報および／または移動情報と、Ｓ５０１で得たネットワーク情報とに基づいて、障害発生時の代替ルート予測処理を行う（Ｓ５０２）。ここでは、途中経路あるいは経由ノードが障害になった場合を想定し、その際に切り替わると予測される代替ルートを予測して抽出する（Ｓ５０３）。一実施例では考えられる総ての障害ケースを考慮するが、他の実施例では（例えば、途中経路やノードが非常に沢山存在し、予測処理の計算が非常に膨大となる場合等）、限定的な障害のケースに限り代替ルートを予測するように構成してもよい。代表的な障害としては、ノード障害とリンク障害の２種類が考えられ、装置２はこれらのいずれか一方の障害のみを考慮する構成としてもよい。いずれの場合も、ノード間でのヘルスチェック機能により、隣接ノードがリンクまたはノードの障害を検出し、その情報をネットワークトポロジ上で共有することにより検出され、代替ルートが選定される。また、本実施例は、移動端末１の移動状況は端末自身がＧＰＳ等により収集して、移動端末１が移動管理装置２へ通知する構成を想定しているが、これは通信システムの無線基地局（図示せず）が、移動端末の位置情報や移動情報を収集して移動管理装置２へ通知する構成であってもよい。

代替ルートの予測が成功した場合、代替ルートが集中的に存在しているか否かをチェックし（Ｓ５０６）、集中的に存在している場合は位置管理機構としてアンカリング処理制御を選択する（Ｓ５０７）。ここで「集中」とは、現行ルートと代替ルート、あるいは予測される複数の代替ルート同士が物理的あるいは論理的に近いノードやリンクを使用している場合や、エンド−エンドで考えた場合にルートが一部重複している場合などをいう。いずれの場合も予めノードやリンクがそれぞれいくつ以上重複する場合に集中的と判定するか等の条件（閾値）が設定されており、移動管理装置２は予測された代替ルートをこの条件に照らして集中的か否かを判定する。ルートが集中的にしか存在しない場合は、多くのルートに同報配信するキャスティングによる効果があまり期待できず、キャスティング制御による品質的なメリットよりも、キャスティング制御を行う負荷増のデメリットが大きいと考えられるため、アンカリング方式を採用することにより処理負担を軽減するようにする。一方、代替ルートが集中的ではない場合、端末が高速移動しているか、すなわち端末の移動速度が所定の速度以上かをチェックし（Ｓ５０８）、高速移動している場合は位置管理機構として同報処理制御（キャスティング処理制御）を選択する（Ｓ５０９）。これにより、実際に障害が発生して現行運用ルートが遮断されたときに、予めキャスティングによりデータを同報送信することにより、通信を継続させることができる。端末１の移動速度が高速でない場合は、キャスティングによるメリットがさほど見込めず、通常のルート代替処理で遅滞なく対処しうるため、処理負荷の軽いアンカリング処理制御を選択する（Ｓ５０８）。位置管理機構制御部２０２はここで選択された制御部（アンカリング制御部２０３または同報処理制御部２０４）へ指示を送る。

本実施例によれば、障害が発生した場合において、事前に代替ルートへ切り替わった場合を想定して、予め代替ルートもカバーしうる位置管理機構を適応的に選択することにより、通信サービスを継続的に提供できる高品位なハンドオーバ機能を実現することができる。なお、ステップＳ５０３で代替ルートの予測に失敗した場合、すなわち代替ルートが存在しない場合や、物理的には代替しうるがトラフィック負荷が高いため代替ルートとして機能しない場合等もステップＳ５０８に進み、端末が高速移動している場合にキャスティング制御とし、そうでない場合はアンカリング制御を選択する。

本実施では、移動端末１がモバイルクライアント機能を有するが、他の移動管理制御構成をとることにより、高品位なハンドオーバ機能を提供するようにしてもよい。例えば、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰのシステムでは、一般的にネットワーク側にホームエージェント機能が実装され、移動端末側にモバイルクライアント機能が実装されるが、モバイルクライアント機能を移動端末ではなくエッジノードに搭載して構成してもよい。この場合、モバイルクライアント機能が移動管理端末にレジストレーション要求処理を送信して、ホームエージェント機能がレジストレーション応答を返信するという処理を行うことになる。また、階層的に移動管理機構を構成した移動管理システムとすることにより、高品位なハンドオーバ機能を提供するようにしてもよい。すなわち、一般にはネットワーク側の移動管理機構（例えばホームエージェントノード）が単独で存在し全処理を司るが、このホームエージェントが管理するネットワーク領域を小さなサブエリアに分割して、そのサブエリア毎にサブ的なホームエージェントを配備する。このサブエリア内における移動端末１の移動に関してはサブ的ホームエージェントが管理し、上位のホームエージェントはサブエリアを跨る移動にのみ関与して移動管理処理を行う。これにより、ハンドオーバ処理性能を改善（高速化）することができる。

＜第２の実施の形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態にかかる移動通信システムの実施例を示す図である。本実施形態では、移動管理装置２がネットワーク情報を収集する手法が第１の実施形態と異なる。図５を参照すると、本実施形態にかかる移動通信システムは、通信端末１と、移動管理装置２と、ネットワーク３’と、通信相手端末４とを具える。ネットワーク３’以外の構成要素は、第１の実施形態と同様である。

ネットワーク３’は、データの転送を司る転送装置３０１〜３０３を含む転送装置群が相互接続されて構成される。このネットワーク３’は、転送装置群のうち１の転送装置が選出されてネットワーク全体の情報を管理する構成のもの（例えば、ルーティングプロトコルとしてＯＳＰＦが動作している場合等）、ネットワーク全体を集中的に管理する管理装置が導入されている構成のもの（例えば、レイヤ２スイッチで相互接続されたネットワークを管理するノードや、これに準ずるネットワーク構成をとるもの）を想定している。この代表装置が代表制御装置３０１として図示されている。

図６は、この第２実施形態にかかる移動通信システムの処理シーケンス図である。移動端末１からの位置登録要求信号を受信した移動管理装置２は、ネットワーク３’内の代表制御装置３０１にネットワーク情報（トポロジ情報）を収集するための要求信号を送信する。代表制御装置３０１は、管理しているネットワーク全体のトポロジ情報を含んだ応答信号を移動管理装置２へ返信する。移動管理装置２は、受信したネットワーク情報に基づいて、障害予測処理を行って位置管理機構を選択する（図４のフローチャート）。

本実施形態によれば、ネットワークの状況情報を容易に入手することができるとともに、実際に使用している通信ルートに関連する情報のみならず、ネットワーク全体のリアルタイムの情報を得ることができ、より高精度な障害予測に基づいた高品位なハンドオーバを実現することができる。

＜第３の実施の形態＞
図７は、本発明の第３実施形態にかかる移動通信システムの構成例を示す図である。本実施形態では、移動管理装置２がネットワーク情報を収集する手法がさらに異なる。図７を参照すると、本実施形態にかかる移動通信システムは、通信端末１と、移動管理装置２と、ネットワーク３’’と、通信相手端末４とを具える。ネットワーク３’’以外の構成要素は、第１または第２の実施形態と同様である。

ネットワーク３’’は、データの転送を司る転送装置３０２〜３０４を含む転送装置群が相互接続されて構成される。このネットワーク３’’は、転送装置群の各転送装置３０２〜３０４が隣接装置の状況のみを考慮してデータ転送を行うネットワーク（例えば、ルーティングプロトコルとしてＲＩＰが動作している場合等）を想定している。

図８は、この第３実施形態にかかる移動通信システムの処理シーケンス図である。移動端末１からの位置登録要求信号を受信した移動管理装置２は、ネットワーク３にある総ての転送装置３０２〜３０４に向けて、ネットワーク情報を収集するための要求信号をブロードキャスト送信する。総ての転送装置３０２〜３０４は、ネットワーク情報（ルーティング情報）を含んだ応答信号を移動管理装置２へ返信する。移動管理装置２は、受信したネットワーク情報に基づき障害予測処理を行って、適応的に位置管理機構を切り替える。

本実施形態によれば、ネットワーク内で運用されている総ての転送装置からリアルタイムのネットワーク情報を入手することにより、より高度な障害予測に基づいた高品位なハンドオーバを実現することができる。

＜第４の実施の形態＞
図９は、本発明の第４実施形態にかかる移動通信システムの動作フローチャートである。本実施形態では、第１乃至第３の実施例にかかるシステムとは移動管理装置２’の障害予測手法が異なる。その他のシステム構成および動作シーケンス例は、第１乃至第３のいずれの実施形態の構成を用いてもよい。

図９を参照すると、移動管理装置２’は、移動端末１から位置登録要求信号を樹脂すると、ネットワーク情報を収集し（Ｓ６０１）、その情報に基づいて、障害が発生した場合に障害発生経路またはノードが自動復旧するまでに必要な時間を予測する（Ｓ６０２）。ここで、自動復旧の所要時間の推定は、以下のようにして行う。まず、運用ルート上のとあるノードが障害になったと仮定し、ノード間同士のヘルスチェック処理機能の処理タイミングから、その障害検出時間を予測する。例えば、定期的にヘルスチェック処理を行っている場合は、ヘルスチェックを実施してから次の実施までの間隔が最大検出時間となる。次に、障害発生時の切り替え時間を予測するが、これは、障害を検出したノードが障害を周辺ノードに通知して、それを受けたノードがルーティングテーブルに登録されたルート情報を切り替えるための処理時間である。これは予め装置の性能（処理速度やメモリ構成等）から予測される処理時間がノードに記憶されており、問い合わせによりノードが通知するようにしてもよいし、問い合わせを受けたノードが自身のハードウェア情報を返答し、問い合わせを出したノードが切り替え時間を算出するようにしてもよい。若しくは、必要に応じて実際に仮の問い合わせを出し、ルート切り替えにかかる時間を検証してもよい。これらの障害検出時間と切り替え時間の合算値が、障害自動復旧の予測所要時間となる。これらの予測は、ネットワークがどのようなトポロジで構成され、どのようなルーティングプロトコルが動作しているという情報を、位置管理装置が把握しているために算出することができる。

次に、予め設定された閾値と予測時間を比較して、予測時間が大きいか否かをチェックする（Ｓ６０２）。自動復旧の予測時間が大きい場合、その間に端末が移動する距離が大きくなることが想定されるため、位置管理機構としてキャスティング（同報）処理制御を選択して（Ｓ６０４）、広範囲な領域をカバーできるようにする。自動復旧の予測時間が大きくない場合は、アンカリング処理を選択して（Ｓ６０５）、キャスティング（同報）処理に伴って冗長なデータが発生しないようにする。

このように障害予測を行うと、例えばネットワークの構成が複雑で代替ルートの予測が困難な場合でも、自動復旧の予測時間の大小によって位置管理機構を切り替えることにより、耐障害性の高い高品位なハンドオーバを実現することができる。

＜第５の実施の形態＞
本発明にかかる移動通信システムは、図１、５、７に示すように、移動端末１と、移動管理装置２と、ネットワーク３とから構成されている。これをＭｏｂｉｌｅ ＩＰに例えると、移動端末１はＭｏｂｉｌｅ Ｎｏｄｅ、移動管理装置はＨｏｍｅ Ａｇｅｎｔ、ネットワークはその間をつなぐネットワーク（場合によってはフォーリンエージェントを含む）に対応する。アンカリング機能はＭｏｂｉｌｅ ＩＰのベースとなる機能であり、キャスティング機能はＭｏｂｉｌｅ ＩＰのＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｂｉｎｄｉｎｇという機能で実現することができる。

本発明では、上記と異なる移動管理プロトコルを利用することも可能である。例えば、クライアント機能を移動端末１ではなくエッジノードに搭載したＰＭＩＰ（Ｐｒｏｘｙ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ）として構成してもよい。その場合、移動端末はＭｏｂｉｌｅ Ｎｏｄｅおよびエッジノード（ＭＡＧ：Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ）、移動管理装置はＬＭＡ（Ｌｏｃａｌ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ａｎｃｈｏｒ）、ネットワークはその間をつなぐネットワークに相当する。さらに、移動管理システムを階層的に構成したＨＭＩＰ（Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ）として構成したり、高速のハンドオーバが可能なＦＭＩＰ（Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ Ｆａｓｔ Ｈａｎｄｏｖｅｒｓ）として構成してもよい。

以上、本発明のいくつかの実施の携帯について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、他の各種の付加変更が可能である。また、移動端末や移動管理装置の各機能は、ハードウェアとして実装されてもよいし、コンピュータとプログラムとで実現されてもよい。この場合のプログラムは、磁気ディスクや半導体メモリ等のコンピュータ可読記録媒体に記録されて提供され、コンピュータの立ち上げ時などに読み出され、そのコンピュータの動作を制御することにより、そのコンピュータを前述した各実施形態の移動端末、移動管理装置として機能させ、上述の処理を行わせる。

本発明の移動通信システム、移動通信方法、および移動通信制御プログラムは、移動体通信の分野で利用することができる。

１ 移動端末
１０１ 位置登録要求処理部
１０２ 同報データ処理部
１０３ アドレス設定部
１０４ 情報記憶部
２ 移動管理装置
２０１ 位置登録要求処理部
２０２ 位置管理機構制御部
２０３ アンカリング制御部
２０４ 同報処理制御部
２０５ 障害予測部
２０６ 位置情報記録部
３ ネットワーク
３０１ 代表制御装置
３０２〜３０４ 転送装置
４ 通信相手端末

Claims (12)

1. 移動端末の移動情報および／または前記移動端末までのネットワーク情報を収集する情報収集手段と、２以上の制御方式から、前記情報収集手段が収集した情報に応じて前記移動端末との通信方式を選択する選択手段とを具えることを特徴とする移動通信システム。
2. 請求項１に記載の移動通信システムにおいて、前記２以上の通信方式が、トンネリングを伴うアンカリング方式と、キャスティング方式とを含むことを特徴とする移動通信システム。
3. 請求項２に記載の移動通信システムにおいて、前記選択手段は、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の代替ルートを予測し、代替ルートが集中的に存在しない場合であって、前記移動端末が所定速度以上で移動している場合にキャスティング方式を選択し、そうでない場合にアンカリング方式を選択することを特徴とする移動通信システム。
4. 請求項２に記載の移動通信システムにおいて、前記選択手段は、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の自動復旧までの所要時間を予測し、予測される所要時間が所定期間以上である場合はキャスティング方式を選択し、そうでない場合はアンカリング方式を選択することを特徴とする移動通信システム。
5. 移動体通信システムにおける通信制御方法であって、移動端末の移動情報および／または前記移動端末までのネットワーク情報を収集するステップと、２以上の制御方式から、前記収集された情報に応じて前記移動端末との通信方式を選択するステップとを具えることを特徴とする移動通信制御方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記２以上の通信方式が、トンネリングを伴うアンカリング方式と、キャスティング方式とを含むことを特徴とする移動通信制御方法。
7. 請求項６に記載の方法において、前記選択ステップは、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の代替ルートを予測するステップと、代替ルートが集中的に存在しない場合であって、前記移動端末が所定速度以上で移動している場合にキャスティング方式を選択し、そうでない場合にアンカリング方式を選択するステップとを具えることを特徴とする移動通信制御方法。
8. 請求項６に記載の方法において、前記選択ステップは、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の自動復旧までの所要時間を予測するステップと、予測される所要時間が所定期間以上である場合はキャスティング方式を選択し、そうでない場合はアンカリング方式を選択するステップとを具えることを特徴とする移動通信制御方法。
9. 移動体通信システムにおける通信制御装置の動作プログラムであって、移動端末の移動情報および／または前記移動端末までのネットワーク情報を収集するステップと、２以上の通信方式から、前記収集された情報に応じて前記移動端末との通信方式を選択するステップとを前記通信制御装置に実行させることを特徴とするプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムにおいて、前記２以上の通信方式が、トンネリングを伴うアンカリング方式と、キャスティング方式とを含むことを特徴とするプログラム。
11. 請求項１０に記載のプログラムにおいて、前記選択ステップは、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の代替ルートを予測するステップと、代替ルートが集中的に存在しない場合であって、前記移動端末が所定速度以上で移動している場合にキャスティング方式を選択し、そうでない場合にアンカリング方式を選択するステップとを前記通信制御装置に実行させることを特徴とするプログラム。
12. 請求項１０に記載のプログラムにおいて、前記選択ステップは、前記移動端末までのネットワーク情報に基づいて、途中経路または途中ノードが障害となった場合の自動復旧までの所要時間を予測するステップと、予測される所要時間が所定期間以上である場合はキャスティング方式を選択し、そうでない場合はアンカリング方式を選択するステップとを前記通信制御装置に実行させることを特徴とするプログラム。

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