JP3585830B2 - 移動体端末探索方法および網内装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は各々の移動体端末の位置情報を管理する位置登録サーバを設けない移動体通信網に利用する。本発明は全網内装置を探索することにより移動体端末が収容されている網内装置を知る技術に関する。本明細書で探索とは、移動体端末が収容されている網内装置を探すことをいう。
【0002】
【従来の技術】
基地局が移動体端末を収容し、移動体端末に代わり移動体端末までの経路を確立する移動体通信網では、任意の二つの基地局間で直接あるいは間接的に相互通信が可能である移動体通信網があり、網内に一つもしくは少数の位置登録サーバを設け、各々の移動体端末は常に位置登録サーバに自己が収容されている基地局を通知しておき、移動体端末と通信する際には、位置登録サーバに当該移動体端末を収容している基地局を問い合わせ、当該移動体端末までの経路を確立する。
【0003】
あるいは、任意の二つの基地局間で直接あるいは間接的に相互通信が可能である移動体通信網があり、網内に位置登録サーバを設けずに、通信要求が発生する度に通信要求パケットを移動体通信網に対しフラッディングさせ、全ての基地局に対し当該移動体端末を収容しているかを問い合わせ、当該移動体端末までの経路を確立する。
【0004】
後者では、バッファリングおよびソートを各々の基地局が行うことはあっても、各々の基地局の処理結果を有機的に結びつけることはしていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の移動体端末探索法では、前者は、位置登録サーバが一台しかないときには、そのサーバが故障してしまうと他の全ての機器が動作していても全く通信ができなくなってしまう事態になり得る(これを“single point of failure”という)、最新の移動体端末の位置を把握するために、位置情報の更新を頻繁に行なわねばならない(トラヒックの増大)、位置登録サーバは大量の問い合わせに応答しなければならないため、高負荷に耐え得る構造でなければならない(網内装置負荷の増大)、等の欠点がある。
【0006】
後者は、大規模移動体通信網において用いられる際には、移動体端末数の多さと移動性の高さのため、経路確立要求が発生する頻度が非常に高くなり、移動体通信網の通信帯域が多数の制御パケット(探索要求)に圧迫されてしまう(トラヒックの増大)、基地局は多数の探索要求に対し、逐一、収容端末表を検索しなければならないため、検索負荷が大きくなる(網内装置負荷の増大)、等の欠点がある。
【0007】
本発明は、このような背景に行われたものであって、高負荷に耐え得る構造を持たなければならない位置登録サーバを要さず、Single point of failureをなくし、位置情報を常に最新のものとすることができる移動体端末探索方法および網内装置および移動体通信網を提供することを目的とする。本発明は、探索トラヒックを削減することができ、網内装置のソート負荷および検索負荷を軽減することができる移動体端末探索方法および網内装置および移動体通信網を提供することを目的とする。本発明は、探索要求が全網内装置に転送されるまでに通過する辺数を減らすことができ、探索遅延を減らすことができる移動体端末探索方法および網内装置および移動体通信網を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の概念を図13を参照して具体的に詳述する。図13は本発明の概念を説明するための図である。例えば、ある通信プロトコルのアドレス体系(Aとする)のネットワークアドレス(A−1、A−2、…とする)を持つ網内装置群があり、任意の2台間で直接あるいは間接に相互通信が可能である基幹網が構成されており、基幹網には、その網内装置群を節とする全域木が構築されており、その全域木のトポロジ情報は、各々の網内装置もしくはある網内装置や網内装置以外のトポロジ管理装置が保持している。
【0009】
全域木とは、全ての網内装置から構成される木構造であり、全域木に沿って探索要求を転送すると、探索要求は全域木上の同じ経路を二回以上通ることなく当該移動体端末が発見されるまで全ての網内装置に送り届けられる。
【0010】
識別子として、通信プロトコルのアドレス体系(Mとする)のネットワークアドレス(M−1、M−2、…とする)を持つ移動体端末が、網内装置の少なくとも一台と通信可能であるとする。ここで、アドレス体系AとMは同一であっても異なっていてもよい。
【0011】
網内装置A−1は、移動体端末M−1、M−2を収容し、自己およびM−1、M−2から発生した探索要求集合R−1および隣接網内装置A−2、A−3から受信した探索要求集合R−2、R−3をバッファリングしている。網内装置aから発せられた移動体端末bの探索要求を、a→bと表すことにする。
【0012】
探索要求集合は複数の探索要求からなる集合であり、例えば、R−2は、探索要求A−2→M−1、A−4→M−3を含んでいるとする。A−1は、前のトリガ発生後に受信した探索要求数がある数を超えた場合、もしくは前のトリガ発生からある時間経過した場合等にソート開始のトリガをかけ、送信(発生)元別に分けられている探索要求集合R−1、R−2、R−3を二つにコピーし、片方はそのまま保存しておき、もう片方はR−1、R−2、R−3を一つにまとめる。ただし、複数の全域木を用いない場合には、自己から発生した探索要求集合を保存する必要はない。
【0013】
この際、一つにまとめた探索要求集合については、移動体端末を探索する際の負荷を軽減するために、探索先移動体端末の識別子にしたがいソート、もしくはインデックス付け等を行ない、また、探索先が重複している探索要求については、探索元を連ねて記述することにより、ひとつの探索要求にまとめてもよい。
【0014】
まとめた探索要求集合から自己が収容する移動体端末を検索し、ここでは収容移動体端末M−1が、探索要求A−2→M−1に記載されていることを発見し、探索元であるA−2に自己(A−1)がM−1を収容していることを通知し、まとめた探索要求集合から、探索先が発見されたA−2からM−1への探索要求を取り除き、隣接網内装置であるA−2、A−3に、重複を防ぐために発見済探索要求を取り除かれた探索要求集合から当該網内装置から送られて来た探索要求集合を差し引いて転送する。例えば、A−2、A−3には、(R−1)+(R−2)+(R−3)−(A−2→M−1)−(R−2)が転送される。ここで、探索要求集合の送信元であるA−1ではなく、送信先であるA−2、A−3が重複探索要求の削除を行なってもよい。この探索要求集合は上述の手順により検索しやすくソートあるいはインデックス付けなどがなされていてもよい。
【0015】
各々の網内装置が以上の動作を繰り返すことにより、移動体端末の探索要求を発した網内装置は、探索対象の移動体端末を収容する網内装置からの通知を受け、探索対象の移動体端末を収容する網内装置を知ることが可能となる。
【0016】
また、図14は全域木を部分木に分割する様子を説明するための図であるが、図14に示すように、ある通信プロトコルアドレス体系(Aとする)のネットワークアドレス(A−1、A−2、…、A−200とする)を持つ網内装置群で構成される全域木を、A−1、…、A−100からなる部分木1と、A−101、…、A−200からなる部分木2の二つの部分木に分割し、各々の部分木においては、任意の2台間で直接あるいは間接に相互通信が可能であり、また、各々の部分木上の少なくとも一台の網内装置は、異なる部分木上の少なくとも一台の網内装置と直接あるいは間接に相互通信が可能であり、識別子として、通信プロトコルのアドレス体系(Mとする)のネットワークアドレス(M−1、M−2、…とする)を持つ移動体端末が、任意の部分木に属する網内装置の少なくとも一台と通信可能であるとする。ここで、アドレス体系AとMは、同一であっても異なっていてもよい。
【0017】
上述のように全域木を分割した場合において、検索済探索要求集合を転送する際に、網内装置A−1は、自己が属する部分木1に属する網内装置A−2、A−3には、全域木を分割していない場合には、図13により説明したように、重複を省いた探索要求集合を転送し、自己が属さない部分木1に属する網内装置A−101には、自己から発生した探索要求集合R−1を転送する。自己の属さない部分木へ転送する探索要求集合を作成する部分および作成した探索要求集合を転送する部分以外は、図13により説明したものと同様である。
【0018】
これにより、高負荷に耐え得る構造を持たなければならない位置登録サーバを要さず、Single point of failureをなくし、位置情報を常に最新のものとすることができる。さらに、探索トラヒックを削減することができ、網内装置のソート負荷および検索負荷を軽減することができる。また、探索要求が全網内装置に転送されるまでに通過する辺数を減らすことができ、探索遅延を減らすことができる。
【0019】
すなわち、本発明の第一の観点は、複数の移動体端末をそれぞれ収容する複数の網内装置がネットワークに接続され、この網内装置もしくは前記移動体端末が発した他の移動体端末に対する探索要求にもとづき探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置を出発点とし、探索対象の移動体端末が収容されている網内装置を全ての網内装置から構成される木構造である全域木あるいはこの全域木を複数に分割した部分木をもとに網内装置を経由して探索する移動体端末探索方法である。
【0020】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記網内装置は、自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記全域木あるいは前記部分木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録し、このバッファ内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし、自身が収容している移動体端末のテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知するとともに前記バッファの内容からこの通知した探索要求を削除して削除後の当該バッファ内の探索要求を前記全域木をもとに少なくとも一台の隣接する網内装置に転送する、あるいは、複数の前記部分木をもとに各部分木上の少なくとも一台の隣接する網内装置にそれぞれ転送するところにある。
【0021】
このように、探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、自身が収容している移動体端末のときには探索要求元に通知を行い、前記バッファの内容からこの通知した探索要求を削除して削除後の当該バッファ内の探索要求を転送することにより、自身が収容している既に発見済となった移動体端末の探索要求を削除でき、トラヒックを削減することができる利点を有する。
【0022】
しかし、その一方で、このように検索および通知を行ってから転送を行うのでは、探索遅延が大きくなることが懸念される。これを改善するための方法としては、前記網内装置は、自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記全域木あるいは前記部分木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録し、このバッファ内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし、当該バッファ内の探索要求を前記全域木をもとに少なくとも一台の隣接する網内装置に転送し、あるいは、複数の前記部分木をもとに各部分木上の少なくとも一台の隣接する網内装置にそれぞれ転送し、自身が収容している移動体端末のテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知することもできる。
【0023】
これにより、検索および通知を行う以前に、転送を行うため、探索遅延を小さくすることができる利点がある。この方法では、後で発見済となり、削除されることになる自身が収容している移動体端末の探索要求を削除しないため、無駄なトラヒックが流れるが、探索遅延を小さくすることができる利点の方がトラヒックに多少の無駄が発生することよりも有用であるときに適用することができる。なお、全域木あるいは部分木の上で探索要求を転送するため探索要求は末端で止まるので、探索要求がループするといったことはない。
【0024】
本発明の第二の観点は網内装置であって、本発明の特徴とするところは、本発明の移動体端末探索方法が適用されるネットワークに設けられ、自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記全域木あるいは前記部分木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録する手段と、このバッファ内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートする手段と、自身が収容している移動体端末が記録されたテーブルと、このテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索する手段と、この検索結果にしたがって自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知する手段と、当該バッファ内の探索要求を前記全域木をもとに少なくとも一台の隣接する網内装置に転送する手段、あるいは、複数の前記部分木をもとに各部分木上の少なくとも一台の隣接する網内装置にそれぞれ転送する手段とを備えたところにある。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明実施例の移動体端末探索方法および網内装置を図1を参照して説明する。図1は本発明の概略図である。
【0026】
本発明では、図1に示すように、移動体端末7および8を収容する網内装置2および5がネットワークに接続され、この網内装置2または5もしくは移動体端末7または8が発した他の移動体端末に対する探索要求にもとづき探索要求元の移動体端末7または8が収容されている網内装置2または5を出発点とし、探索対象の移動体端末が収容されている網内装置を全ての網内装置2〜6から構成される木構造である全域木1あるいはこの全域木1を複数に分割した部分木をもとに網内装置を経由して探索する移動体端末探索方法を用いる。
【0027】
ここで、本発明の特徴とするところは、網内装置2または5は、自身が収容している移動体端末7または8からの探索要求と全域木1あるいは前記部分木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファ11に記録し、ソート・検索装置12は、このバッファ11の内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし、自身が収容する移動体端末のテーブルである収容端末表13を参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知するとともにバッファ11の内容からこの通知した探索要求を削除し、転送装置14は隣接網内装置表15を参照し、この削除後の当該バッファ11内の探索要求を、全域木1をもとに少なくとも一台の隣接する網内装置に転送する、あるいは、複数の前記部分木をもとに各部分木上の少なくとも一つの隣接する網内装置にそれぞれ転送するところにある。
【0028】
あるいは、網内装置2または5は、自身が収容している移動体端末7または8からの探索要求と全域木1あるいは前記部分木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファ11に記録し、ソート・検索装置12は、このバッファ11の内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし、転送装置14は隣接網内装置表15を参照し、当該バッファ11内の探索要求を、全域木1をもとに少なくとも一台の隣接する網内装置に転送し、あるいは、複数の前記部分木をもとに各部分木上の少なくとも一つの隣接する網内装置にそれぞれ転送し、ソート・検索装置12は、自身が収容する移動体端末のテーブルである収容端末表13を参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知するところにある。
【0029】
本発明の網内装置およびネットワークは移動体通信網を構成する。
【0030】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明する。まず、本発明の背景となる移動体端末を収容する網内装置群からなり、その網内端末群を節とする全域木が構築されている基幹網について説明する。図2は、この基幹網の一部を模式的に示した概略図である。図2の太線は全域木1の一部を示している。全域木1と物理的なネットワークは必ずしも一致している必要はなく、図2においては、網内装置2と5とは物理的には接続されているが、網内装置2と6との間の通信路は全域木1の枝にはなっていない。
【0031】
ここでは、全域木1のトポロジ情報は各網内装置2〜6が隣接網内装置表15として保持しているものとするが、ある網内装置もしくは網内装置以外のトポロジ管理装置がトポロジ情報を保持していて、各々の網内装置が必要に応じて当該装置に問い合わせる方式を採用してもよい。全域木1の各節に網内装置2〜6があり、網内装置2および5にそれぞれ移動体端末7および8が収容されている。
【0032】
図3に網内装置の概略を示す。バッファ11は、隣接網内装置から受信したもしくは自己から発生した探索要求集合を送信(発生)元、受信時刻別にバッファリングしておく。前のトリガ発生後に受信した探索要求数がある数を越えたとき、もしくは前のトリガ発生からある時間経過したとき等にソート開始のトリガをかけ、バッファリングされていた探索要求集合は、ソート・検索装置12および転送装置14に移動され、バッファ11はクリアされ再び探索要求のバッファリングを開始する。
【0033】
このとき、ソート・検索装置12には、送信(発生)元、受信時刻別に分別した状態の探索要求集合を移動し、転送装置14には、送信(発生)元別に分別した状態の探索要求集合を移動する、もしくは移動後にそのような状態にする。ここでは、検索負荷を軽減するためにソートを行なっているが、ソートの代わりにインデックス付け(例えばハッシュ等)を行なってもよい。
【0034】
ソート・検索装置12は、探索要求集合を検索対象の移動体端末識別子にしたがいソートする。送信(発生)元、受信時刻別にバッファリングした各々の探索要求集合は、隣接網内装置でソート済であるため、ここでのソート負荷が軽減される。この際、探索先が重複している探索要求については、探索元を連ねて記述することにより、ひとつの探索要求にまとめてもよい。収容端末表13は、当該網内装置が収容している移動体端末が、移動体端末識別子にしたがいソートされて記述されている表であり、適切に更新されているものとする。
【0035】
ソート・検索装置12は、収容端末表13を検索する。探索要求集合、収容端末表13ともにソートされているため、検索回数を探索要求数と収容端末数の和のオーダに押えることが出来る。もし、バッファリングおよびソートを行なわないときには、
(探索要求数)×log(収容端末数)
のオーダーになる。
【0036】
探索要求集合中に自己の収容端末を発見した場合は、探索元に自己がその移動体端末を収容していることを通知し、ソート済探索要求集合から、発見済探索要求を取り除いたものを、転送装置14に移動する。
【0037】
転送装置14は、発見済探索要求を取り除かれた探索要求集合から、当該転送先網内装置から送られて来た探索要求集合を引いた探索要求集合を、隣接網内装置表15に記載されている全域木上の各々の隣接網内装置に転送する。ここで、探索要求集合の送信元網内装置ではなく、送信先網内装置が重複探索要求の削除を行なってもよい。
【0038】
次に、図2において移動体端末7の移動体端末8への通信要求発生から網内装置2が網内装置5からの収容通知を受信し、通信が可能となるまでを例として、当該探索要求に注目し説明する。移動体端末7は、収容されている網内装置2に対し、移動対端末8との通信要求を発する(図2および図4のシーケンスS1参照)。網内装置2は、移動体端末7から移動体端末8への通信要求があったことを記録し、探索要求網内装置2→移動体端末8をバッファ11にバッファリングし、前のトリガ発生後に受信した探索要求数がある数を越えた場合、もしくは前のトリガ発生からある時間経過した場合等にソート開始のトリガをかけ、他の探索要求と共に移動体端末の識別子にしたがいソートし、収容端末表13を検索し、移動体端末8は発見されないため、全域木上の隣接網内装置3へ転送される(シーケンスS2)。各々の網内装置内での処理の詳細については後述する。
【0039】
ここで、移動体端末7が直接探索要求を発生するのではなく、移動体端末7から通信要求を受信した網内装置2が代理で発生させているが、移動体端末7が直接探索要求を発生させてもよい。その際には、網内装置5からの収容通知を移動体端末7が受信できるために、移動体端末7が発生する探索要求には、移動体端末7が網内装置2に収容されているという情報を加える必要がある。
【0040】
網内装置3でも同様の処理が行なわれ、探索要求網内装置2→移動体端末8は、網内装置4および5へ転送される(シーケンスS3)。網内装置4および5でも同様の処理が行なわれ、網内装置4においては、収容端末表13中に移動体端末8は発見されないため、当該探索要求はさらに転送されるが(シーケンスS4)、網内装置5においては、収容端末表13中に移動体端末8が発見され(シーケンスS5)、網内装置5から網内装置2へ網内装置5が移動体端末8を収容していることが通知される(シーケンスS6)。網内装置5から網内装置2への通知が通る経路は任意である。通知を受信した網内装置2は、移動体端末7から移動対端末8への通信要求の記録に基づき、移動体端末7に対し通信可能となったことを通知し(シーケンスS7)、移動体端末7と移動体端末8との通信が可能となる。ここで説明した動作は、収容している移動体端末から通信要求が発生した場合についてであるが、網内装置自身から発生した場合も同様である。
【0041】
次に、図3および図5〜図7を参照しながら、上記例における網内装置5の処理の詳細を説明する。網内装置5は、時刻tlに網内装置6から探索要求6→22(シーケンスS11)、時刻t2に網内装置3から探索要求2→8、3→21、4→24(シーケンスS12)、時刻t3に網内装置6から探索要求6→21(シーケンスS13)を受信し、時刻t4に移動体端末8からの移動体端末23への通信要求を受け、探索要求5→23を作成し(シーケンスS14)、これらはバッファ11にバッファリングされる。また、網内装置5は、移動体端末8のみを収容しており、それは収容端末表13に記述されている。
【0042】
網内装置5は、前のトリガ発生後から受信した探索要求数がある数を越えた場合、もしくは前のトリガ発生からのある時間経過した場合等にソート開始のトリガをかけ、バッファ11にバッファリングされている探索要求集合をソート・検索装置12、転送装置14に移動する(シーケンスS15)。この際、ソート検索・装置12には、バッファリングされている全ての探索要求集合を送信(発生)元、受信時刻別に、転送装置14には探索要求集合を送信(発生)元別に移動する。ただし、複数の全域木を用いない場合には、転送装置14に自己から発生した探索要求集合を移動する必要はない。探索要求集合を移動後、バッファ11はバッファリングを再開する。
【0043】
ソート・検索装置12は、探索要求集合をまとめ、移動体端末の検索負荷を軽減するために、探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし(シーケンスS16)、収容端末表13を検索し(シーケンスS17)、収容している移動体端末8への探索要求があることを発見し、探索要求元の網内装置2に自己(網内装置5)が移動体端末8を収容していることを通知し(シーケンスS18)、網内装置2の接続通知部16は、移動体端末7に、移動体端末8と通信可能となったことを通知し(シーケンスS19)、探索要求集合から発見済探索要求を削除後(シーケンスS20)、探索要求集合を転送装置14に移動し(シーケンスS21)、転送装置14は、隣接網内装置表15に記載されている隣接網内装置3に、上記探索要求集合から網内装置3から転送されて来た探索要求を除き(シーケンスS22)、網内装置3に転送する(シーケンスS23)。
【0044】
隣接網内装置表15に記載されている隣接網内装置6についても同様に、上記探索要求集合から網内装置6から転送されて来た探索要求を除き(シーケンスS22)、網内装置6に転送する(シーケンスS23)。ここで、探索要求集合の送信元である網内装置5ではなく、送信先である網内装置3および6が重複探索要求の削除を行なってもよい。ソート・検索装置12および転送装置14は再びトリガをかけるまでアイドル状態となる。
【0045】
次に、図5〜図8を参照しながら、実施形態の詳細について説明する。自己の属さない部分木へ転送する探索要求集合を作成する方法および作成した探索要求集合を転送する方法以外は、前述したものと同様である。図8のように、全域木1を2つの部分木1−1および1−2に分割し、網内装置5は、探索要求の一部もしくは全部を網内装置31に転送する。網内装置31に転送する探索要求の選択については任意であるが、ここでは他網内装置が同一探索要求を転送してしまうことによる重複を防ぐために自己が作成した探索要求のみを転送することにする。
【0046】
具体的には、シーケンスS22において重複探索要求を除去する際に、ソートされ収容端末に対する探索要求を削除した探索要求集合と、自己および自己の収容している移動体端末からの通信要求により作成した探索要求5→23との重複探索要求(シーケンスS22’)を、網内装置31にも転送する(シーケンスS23’)。当該探索要求が転送される経路は任意であるが、網内装置31に転送されるまでに通過する網内装置は、当該探索要求を検索せずに網内装置31に向け転送する。
【0047】
網内装置31が当該探索要求を受信後は、右側の部分木1−2においても左側の部分木1−1と同様のプロセスにより、探索要求は検索、転送され、探索先移動体端末23を発見した網内装置32は、探索元網内装置5に収容通知を送信する(シーケンスS24)。網内装置32から網内装置5に転送される収容通知が通る経路は任意である。納内装置5の接続通知部16は、収容している移動体端末8に、移動体端末23と通信可能となったことを通知する(シーケンスS25)。
【0048】
次に、上記実施形態における各装置等の具体的な実施例を示す。基幹網ネットワークプロトコルとしてはInternet Protocol(IP)を採用し、移動体端末の識別子もIPアドレスを用いる。IP網においては、静的もしくは動的な経路制御プロトコルにより任意の二台の網内装置間で直接あるいは間接的に相互通信が可能である。網内装置は、無線により移動体端末と相互通信が可能であり移動体端末にとっての基地局となり、また、基地局はIPルータの機能を備えている。
【0049】
基地局は、ある時間間隔もしくは移動体端末から要求があった際に収容端末表を更新する。IP網には、VLAN等の仮想網構築技術により、もしくは物理的に制御網を構築することにより、各基地局を節とする全域木を構築する。移動体端末は、基地局を通して他の移動体端末と通信する。移動体端末aは基地局Aに収容され、移動体端末bは基地局Bに収容されていて、移動体端末aが基地局Aに移動体端末bへの通信要求パケットを送信する場合を考える。
【0050】
このとき、Aの収容端末表にはaが、Bの収容端末表にはbが記載されている。
【0051】
移動体端末aからの通信要求パケットを受信した基地局Aは、自己のバッファに探索要求パケットA→bを生成する。
【0052】
基地局Aは、前のトリガ発生後から受信した探索要求数がある数を越えた場合、もしくは前のトリガ発生からのある時間経過した場合等に、ソート開始のトリガをかけ、バッファの探索要求集合をソート・検索装置12と転送装置14に移動し、ソート・検索装置12にて他の探索要求パケットとソートする。収容端末表13を検索し、収容している端末への探索要求が発見された場合は、探索元に収容通知パケットを送信し、探索要求集合から削除する。発見されなかった探索要求については、転送装置14に移動し、当該隣接基地局から転送された探索要求を削除した探索要求集合を隣接基地局に転送される。
【0053】
探索要求パケットA→bも隣接基地局に転送される。各々の基地局で上記の動作が繰り返されることにより、探索要求パケットは探索先移動体端末を収容している基地局があれば、当該基地局に必ず届く。探索要求パケットA→bは、基地局Bに転送され、基地局Bは収容端末表にbを発見し、Aに収容通知パケットを送信する。収容通知パケットは、経路制御プロトコルによりIP網に確立している経路を転送される。
【0054】
基地局Aは、基地局Bからの収容通知パケットを受信し、移動体端末aに移動体端末bと通信可能になったことを知らせる通信可能パケットを送信し、通信可能パケットを受信した移動体端末aは移動体端末bとの通信を開始する。移動体端末aから移動体端末bへの通信は、例えば、基地局Aが、移動体端末aから移動体端末b宛のIPパケットを基地局B宛のIPヘッダでカプセル化することにより実現する。
【0055】
カプセル化されたパケットは、経路制御プロトコルにより基地局AからBへ送信され、カプセル化されたパケットを受信した基地局方は、自己宛のIPヘッダを剥ぎ、そこに自己が収容している移動体端末b宛のパケットを発見し、移動体端末bへ転送する。
【0056】
上述のIP網上に存在する全域木を図9にあるように二つの部分木1−1および1−2に分割した場合を考える。基地局Aで発生した探索要求パケットは、隣接基地局だけでなく、基地局Cにも転送される。図9の例においては、探索要求パケットが全基地局に転送されるまでに通過する辺数を5から3に減らすことができ、探索遅延を減らすことができる。
【0057】
(他の実施例)
他の実施例を図5、図10および図11を参照して説明する。図5、図10および図11は他の実施例の網内装置におけるシーケンス図である。なお、図5、図10および図11では、その処理内容が図5〜図7で示した処理内容と同じ処理内容である場合には図5〜図7で付したシーケンス番号と同じシーケンス番号を付した。
【0058】
前述した実施例では、まず、ソート・検索装置12が探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、自身が収容している移動体端末のときには探索要求元に通知を行い、その後に、転送装置14がバッファ11の内容からこの通知した探索要求を削除して削除後の当該バッファ11内の探索要求を他の網内装置に転送することにより、既に発見済となった自身が収容している移動体端末の探索要求を削除でき、トラヒックを削減することができる利点を有する。
【0059】
しかし、その一方で、このように検索および通知を行ってから転送を行うのでは、探索遅延が大きくなることが懸念される。これを改善するための方法としては、まず、転送装置14が探索要求を他の網内装置に転送し、その後に、ソート・検索装置12が探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、自身が収容している移動体端末のときには探索要求元に通知を行う方法がある。この方法を他の実施例として以下に説明する。
【0060】
すなわち、図10に示すように、シーケンスS16によりソートを行った探索要求集合を直ちに転送装置14に移動し(シーケンスS121)、転送装置14は、隣接網内装置表15に記載されている隣接網内装置3に、上記探索要求集合から網内装置3から転送されて来た探索要求を除き(シーケンスS122)、網内装置3に転送する(シーケンスS123)。
【0061】
隣接網内装置表15に記載されている隣接網内装置6についても同様に、上記探索要求集合から網内装置6から転送されて来た探索要求を除き(シーケンスS122)、網内装置6に転送する(シーケンスS123)。
【0062】
その後に、図11に示すように、ソート・検索装置12は、収容端末表13を検索し(シーケンスS17)、収容している移動体端末8への探索要求があることを発見し、探索要求元の網内装置2に自己(網内装置5)が移動体端末8を収容していることを通知し(シーケンスS18)、網内装置2の接続通知部16は、移動体端末7に、移動体端末8と通信可能となったことを通知する(シーケンスS19)。
【0063】
当該実施例で説明した方法は、後で発見済となり、削除されることになる自身が収容している移動体端末の探索要求を削除しないため、無駄なトラヒックが流れるが、探索遅延を小さくすることができる利点の方がトラヒックに多少の無駄が発生することよりも有用であるときに適用する。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動体端末の位置情報を、一つもしくは少数の網内装置が集約するのではなく、各々の網内装置が保持することにより、高負荷に耐え得る構造を持たなければならない位置登録サーバを要さず、Single point of failureをなくし、位置情報を常に最新のものとすることが可能となる。
【0065】
各々の網内装置が、複数の探索要求をまとめソートやインデックス付けをし隣接網内装置に転送するというアルゴリズムを用いることにより、以下を同時に達成することができる。すなわち、まとめて転送するためにヘッダに関するトラヒックが削減されるため、探索トラヒックを削減することができる、ソートされている探索要求集合を受信するため、網内装置のソート負荷を軽減することができる、一度に、一つではなく複数の探索要求に対して検索を行えることおよび探索要求集合がソートされていることにより、網内装置の検索負荷を軽減することができる。
【0066】
すなわち、図12(a)に示すように、受信探索要求数をmとし、収容移動体端末数をnとするとき、ソートのみ(バッファリングなし)では、検索手数は、O(m・n)となるが、図12(b)に示すように、ソートおよびバッファリングを行った場合には、検索手数はO(m+n)となる。なお、図12(a)で二分探索を行ったときの検索手数はO(m・log(n))となる。
【0067】
全域木を分割し、各々の部分木に探索要求を転送することにより、探索要求が全網内装置に転送されるまでに通過する辺数を減らすことができ、探索遅延を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概略図。
【図2】基幹網概略図。
【図3】本発明の網内装置のブロック構成図。
【図4】基幹網におけるシーケンス図。
【図5】網内装置におけるシーケンス図。
【図6】網内装置におけるシーケンス図。
【図7】網内装置におけるシーケンス図。
【図8】全域木を複数の部分木に分割した図。
【図9】全域木を分割したときに探索要求が全網内装置に到着するまでに通過する辺数を示す図。
【図10】他の実施例における網内装置のシーケンス図。
【図11】他の実施例における網内装置のシーケンス図。
【図12】n台の移動体端末を収容している網内装置がmの探索要求を処理する際に必要な検索手数を示す図。
【図13】本発明の概略を説明するための図。
【図14】部分木を説明するための図。
【符号の説明】
1 全域木
1−1、1−2 部分木
2〜6、31、32 網内装置
7、8 移動体端末
11 バッファ
12 ソート・検索装置
13 収容端末表
14 転送装置
15 隣接網内装置表
16 接続通知部
Claims (6)
- 複数の移動体端末をそれぞれ収容する複数の網内装置がネットワークに接続され、
この網内装置もしくは前記移動体端末が発した他の移動体端末に対する探索要求にもとづき探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置を出発点とし、探索対象の移動体端末が収容されている網内装置を全ての網内装置から構成される木構造である全域木をもとに網内装置を経由して探索する移動体端末探索方法において、
前記網内装置は、自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記全域木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録し、
このバッファ内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし、
自身が収容している移動体端末のテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、
自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知するとともに前記バッファの内容からこの通知した探索要求を削除して削除後の当該バッファ内の探索要求を前記全域木をもとに少なくとも一台の隣接する網内装置に転送する
ことを特徴とする移動体端末探索方法。 - 複数の移動体端末をそれぞれ収容する複数の網内装置がネットワークに接続され、
この網内装置もしくは前記移動体端末が発した他の移動体端末に対する探索要求にもとづき探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置を出発点とし、探索対象の移動体端末が収容されている網内装置を全ての網内装置から構成される木構造である全域木をもとに網内装置を経由して探索する移動体端末探索方法において、
前記網内装置は、自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記全域木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録し、
このバッファ内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし、
当該バッファ内の探索要求を前記全域木をもとに少なくとも一台の隣接する網内装置に転送し、
自身が収容している移動体端末のテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、
自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知する
ことを特徴とする移動体端末探索方法。 - 請求項1記載の移動体端末探索方法が適用されるネットワークに設けられ、
自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記全域木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録する手段と、
このバッファ内容を送信先の移動体端末の識別子にしたがいソートする手段と、
自身が収容している移動体端末が記録されたテーブルと、
このテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索する手段と、
この検索結果にしたがって自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知する手段と、
当該バッファ内の探索要求を前記全域木をもとに少なくとも一台の隣接する網内装置に転送する手段と
を備えたことを特徴とする網内装置。 - 複数の移動体端末をそれぞれ収容する複数の網内装置がネットワークに接続され、
この網内装置もしくは前記移動体端末が発した他の移動体端末に対する探索要求にもとづき探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置を出発点とし、探索対象の移動体端末が収容されている網内装置を全ての網内装置から構成される木構造である全域木を複数に分割した部分木をもとに網内装置を経由して探索する移動体端末探索方法において、
前記網内装置は、自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記部分木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録し、
このバッファ内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし、
自身が収容している移動体端末のテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、
自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知するとともに前記バッファの内容からこの通知した探索要求を削除して削除後の当該バッファ内の探索要求を複数の前記部分木をもとに各部分木上の少なくとも一台の隣接する網内装置にそれぞれ転送する
ことを特徴とする移動体端末探索方法。 - 複数の移動体端末をそれぞれ収容する複数の網内装置がネットワークに接続され、
この網内装置もしくは前記移動体端末が発した他の移動体端末に対する探索要求にもとづき探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置を出発点とし、探索対象の移動体端末が収容されている網内装置を全ての網内装置から構成される木構造である全域木を複数に分割した部分木をもとに網内装置を経由して探索する移動体端末探索方法において、
前記網内装置は、自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記部分木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録し、
このバッファ内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートし、
当該バッファ内の探索要求を複数の前記部分木をもとに各部分木上の少なくとも一台の隣接する網内装置にそれぞれ転送し、
自身が収容している移動体端末のテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索し、
自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知する
ことを特徴とする移動体端末探索方法。 - 請求項4記載の移動体端末探索方法が適用されるネットワークに設けられ、
自身が収容している移動体端末からの探索要求と前記部分木をもとに他の網内装置から送られてきた探索要求とを探索要求元および探索要求の受信時刻ごとにバッファに記録する手段と、
このバッファ内容を探索対象の移動体端末の識別子にしたがいソートする手段と、
自身が収容している移動体端末が記録されたテーブルと、
このテーブルを参照して当該探索対象の移動体端末が自身が収容している移動体端末か否かを検索する手段と、
この検索結果にしたがって自身が収容している移動体端末のときには当該移動体端末の識別子とその網内装置の識別子とを探索要求元の移動体端末が収容されている網内装置に通知する手段と、
当該バッファ内の探索要求を複数の前記部分木をもとに各部分木上の少なくとも一台の隣接する網内装置にそれぞれ転送する手段と
を備えたことを特徴とする網内装置。
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