JP3777570B2 - Routing method and mobile relay apparatus in mobile IP communication - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動ＩＰ通信におけるルーチング方法及び移動中継装置に関し、無線通信チャネルを介して多数の基地局と移動局との間でインターネットプロトコル（以下「ＩＰ」という。）を用いて通信を行う自動車電話や携帯電話等のセルラー移動通信システムに好適に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
現在の移動通信システムでは、回線交換方式による信号伝送が主流であるが、近年、インターネット通信の普及によりＩＰパケットによる信号伝送が次第に多く用いられるようになりつつある。今後は更に一層、インターネット通信との親和性の高いＩＰパケットを用いた伝送が主流になるものと予測される。
【０００３】
移動通信でのＩＰパケット伝送方式としては、Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式やＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式等の伝送方式が検討されている。それらの伝送方式は以下の参考文献に詳述されている。
参考文献１："Mobility Support inＩＰv6", Internet-Draft of IETF, draft-ietf-mobileip-ipv6-13.txt.
参考文献２："Cellular ＩＰv6", Internet-Draft of IETF, draft-shelby-seamoby-cellularipv6-00.txt.
【０００４】
Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式及びＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式は、固定局網内と移動区間とで伝送される信号フォーマットとしてＩＰプロトコルを用いる。Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式は比較的広い範囲のエリアでの使用を想定しているが、移動中の使用については考慮されていない。
【０００５】
一方、Ｃｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式は使用可能な範囲は狭いものの、移動しながらの通信が可能となるルーチング方法が採用されている。そのため、これらの方式を移動通信に適用する場合は、無線制御局より上位のネットワークノードではＭｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式が、それより下位のノードではＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式が好適に用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＰパケット伝送において、パケットデータはヘッダに記述された宛先（アドレス）情報を基に、目的とする宛先に一又は複数のノードを経て伝送される。Ｃｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式では、ノードは基地局、その制御局、移動局などに相当する。各ノードは全ての中継ノードのアドレス情報を知る必要はなく、受け取ったパケットデータを次のどのノードへ中継すればよいかのみを知っていればよい。各ノードにおける中継のための情報はルーチング情報と呼ばれている。
【０００７】
従来、ＩＰネットワークは固定網でのみ用いられてきた。そのため、ルーチング情報は、新しいノードが追加されたり又は既存ノードが削除されたりした場合にのみ、更新の必要が生じるだけで、その頻度はあまり多くはなかった。しかしＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式を用いた通信では、１つの基地局のゾーンを越える移動局の移動に伴ってルーチング情報を頻繁に修正する必要が生じる。
【０００８】
ルーチング情報の更新手法としては、移動局が自身の在圏ゾーンの変更を察知し、基地局へその旨を通知する方式が提案されているが、この方式ではルーチング情報の更新処理にある程度の時間が必要となるため、そのまま移動通信に適用すると、網からの呼び出し中や通信中におけるゾーン変更には追従することができず、瞬断が生じる可能性がある。
【０００９】
このようにＩＰパケットを用いた移動通信では、在圏ゾーン変化によるハンドオーバーに伴うルーチング情報の更新処理の遅れから、瞬断が生じる可能性がある。本発明は、ＩＰパケットを用いた移動通信におけるハンドオーバーの際の瞬断を低減することができる移動ＩＰ通信におけるルーチング方法及び移動中継装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動ＩＰ通信におけるルーチング方法は、（１）通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコルを用いるセルラー移動通信システムの基地局又はその制御局の各固定局ノードにおけるルーチング処理において、ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信するステップと、ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に更新するステップと、該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信するステップとを含むものである。
【００１１】
また、（２）前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持するステップと、該ルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答が所定時間内に受信されないときに、該信経路の優先度を変更するステップとを含むものである。
【００１２】
また、本発明の移動中継装置は、（３）通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコルを用いるセルラー移動通信システムの移動中継装置において、ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信する手段と、ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に作成、更新又は削除する手段と、該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信する手段とを備えたものである。
【００１３】
また、（４）前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持する手段を備えたものである。
【００１４】
また、（５）前記複数の送信経路候補情報を含むルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答を受信する手段と、該確認応答が所定時間内に受信されないときに、該送信経路の優先度を変更する手段とを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される移動通信システムの構成例を示す。同図に示すように上位のネットワークノードではＭｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式が、下位のノードではＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式を適用する。Ｃｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式のネットワークでは、各基地局又はその制御局（ノード）は、通常２分岐の有線又は無線リンクにより相互に接続される。固定ネットワークに近い側のノードを上位ノード、移動局に近い側のノードを下位ノードと称する。
【００１６】
図１に示す基地局ＢＳ１〜ＢＳ３及び移動局ＭＳ１から成るＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式のネットワークにおいて、最下位ノードは移動局ＭＳ１ということになる。この図で、基地局ＢＳ１は基地局ＢＳ２，ＢＳ３の上位ノードになる。上位ノードの基地局ＢＳ１は、ＩＰ通信網が形成されているＭｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式ネットワークと、その構成要素であるフォーリンエージェントＦＡ（Foreign Agent ）を介して接続される。
【００１７】
Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式のネットワークでは、各移動局ＭＳは予め決められた所属エリアとしてのホームエージェントＨＡ（Home Agent）に係属する。移動先では、フォーリンエージェントＦＡを介してホームエージェントＨＡに接続される。つまり、ホームエージェントＨＡは、従来のよく知られた移動通信システムにおけるホームロケーションレジスタＨＬＲ（Home Location Register）と同様の役割を果たす。
【００１８】
Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ方式においては、ルーチング情報の更新はホームエージェントＨＡとフォーリンエージェントＦＡでのみ行われ、中継点のノードの情報は変更されない。しかし、ホームエージェントＨＡとフォーリンエージェントＦＡとの間でのルーチング情報更新のための情報授受に、特にその間が長距離である場合は、ある程度の時間が必要となる。
【００１９】
一方、Ｃｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式のネットワークにおいて、ルーチング情報の更新は、移動局ＭＳ１からの上り信号を基に行われる。移動局ＭＳ１は送信すべきデータが無いときでも、定期的に受信状態報告を送信しているので、各ノード（基地局又は上位制御局）ＢＳ１〜ＢＳ３は、該信号を基にルーチング情報を常に最新のものに更新することができる。
【００２０】
本発明によるルーチングテーブルの更新処理は以下のようにして行う。図１に示すように移動局ＭＳ１は第１の基地局ＢＳ１のゾーンに在圏し、第１の基地局ＢＳ１と通信しているとする。移動局ＭＳ１は移動に伴い、在圏ゾーンが第２の基地局ＢＳ２に移動したことを、周辺ゾーンからの下り信号レベル測定によって認識する。
【００２１】
移動局ＭＳ１からは、周辺の基地局からの下り信号の受信レベル情報である受信状態報告が、在圏する第２の基地局ＢＳ２に通知される。この報告情報により第２の基地局ＢＳ２は移動局ＭＳ１が自己のゾーンに移動して来たことを認識する。
【００２２】
また、この報告情報は第２の基地局ＢＳ２から上位のノードＢＳ１に伝えられ、それにより各ノードは、移動局ＭＳ１に対するデータパケットは、第２の基地局ＢＳ２又は該基地局ＢＳ２の上流のノードへ転送するように、移動局ＭＳ１に関するルーチング情報を更新する。
【００２３】
更に、移動前に在圏エリアであった第１の基地局ＢＳ１は、自己のゾーンから離脱した移動局ＭＳ１に関するルーチング情報を削除する。この際、現在の在圏エリアである第２の基地局ＢＳ２におけるルーチング情報の更新処理が行われてから十分に時間が経過した後に、以前に在圏した第１の基地局ＢＳ１におけるルーチング情報の削除を行う。
【００２４】
このように本発明は、通常のＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式で行われる１経路設定のルーチング情報の代わりに、移動局ＭＳ１からの受信状態報告を用いてルーチングテーブルの情報を更新し、更新中は以前のルーチング情報による送信経路で送信を行い、更新処理完了後に新規のルーチング情報による送信経路で送信を行うことにより、移動局ＭＳ１へのパケットデータ送信の遅延や瞬断を回避することが可能となる。
【００２５】
ここで、ルーチング情報について図２を参照して説明する。各ノード（基地局及びその上位制御局）ＢＳ１〜ＢＳ３は、移動局ＭＳ１から受け取った信号を基にルーチングテーブルを確認し、経路変更が有る場合にはルーチング情報更新処理を行う。
【００２６】
この際、ルーチング情報の更新は、宛先までの全てのノードでルーチングテーブルの書き換えが行われる。例えば、図２においてＩＰアドレスが“ｘ”の移動局ＭＳ１が第２の基地局ＢＳ２のゾーンに在圏しているとすると、第２の基地局ＢＳ２のルーチングテーブルには、“Ｒ：（ｘ，ｂ）”というルーチング情報が記述される。これは、ＩＰアドレス“ｘ”の移動局ＭＳ１への経路は、自ノード（第２の基地局ＢＳ２）の出力端ｂの方向であるということを表している。
【００２７】
また、第２の基地局ＢＳ２の上位ノードＢＳ１におけるルーチングテーブルには、移動局ＭＳ１について“Ｒ：（ｘ，ｂ）”というルーチング情報が記述される。これは、ＩＰアドレス“ｘ”の移動局ＭＳ１への経路は、自ノード（ノードＢＳ１）の出力端ｂの方向であるということを表している。
【００２８】
本発明によるルーチングテーブルの更新処理のフローを図３に示す。該フローにおいて、各ノードは移動局からの受信状態報告を受信したかどうか判定し（３−１）、受信状態報告を受信した場合、ルーチングテーブルの更新が必要かどうか判定し（３−２）、ルーチングテーブルの更新が必要な場合、受信状態報告に基づいてルーチングテーブルを更新する（３−３）。
【００２９】
そして、上位ノードが存在するかどうかを判定し（３−４）、上位ノードが存在する場合、上位ノードへルーチングテーブルの更新を通知する（３−５）。なお、上記フロー３−１の判定において、移動局からの受信状態報告が所定時間以上受信されない場合、該移動局のルーチング情報を削除し（３−６）、上位ノードが存在する場合、該ルーチング情報の削除を上位ノードへ通知する（３−７）。
【００３０】
前述の移動局からの受信状態報告は、該移動局での周辺基地局からの下り信号受信レベルを報告するためのものである。本発明は更に、この周辺の複数の基地局についての受信状態報告情報を基に、一つの宛先に対する複数のルート情報をルーチングテーブルに格納し、かつ該複数のルート情報に優先度を付して保持する。
【００３１】
例えば、第１の基地局ＢＳ１のゾーンに在圏していた移動局ＭＳ１が、移動によって第２の基地局ＢＳ２のゾーンに在圏した場合、移動局ＭＳ１における各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３からの下り信号の受信レベルは強いものから順に、第１位が第２の基地局ＢＳ２、第２位が第１の基地局ＢＳ１、第３位が第３の基地局ＢＳ３の順となり、移動局ＭＳ１はこの順位を優先度情報として含む受信状態報告を送信する。
【００３２】
この受信状態報告情報を基に各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、移動局ＭＳ１に対するルーチングテーブルを更新する。従来の更新処理では、移動局ＭＳ１へのパケットデータの送信ルートのルーチング情報として、一番受信レベルの強い基地局（上記の例では、第２の基地局ＢＳ２）を経由するルーチング情報のみが設定される。
【００３３】
しかしこのようなルーチング情報の設定では、例えば、移動局ＭＳ１の移動に伴って生じるフェージングなどによる受信レベルの短時間の変動などに対応することができず、瞬断が起こる可能性が高くなる。これに対して本発明は、受信レベルが２番目以降の基地局を経由するルート情報も、移動局ＭＳ１に対する送信先としてルーチングテーブルに記述し、該２番目以降のルート情報による送信経路をも使用してパケットを送信することにより、瞬断の発生確率を低減することが可能となる。
【００３４】
複数のルート情報を保持する本発明の実施形態において、図２に示すＣｅｌｌｕｌａｒ−ＩＰ方式のネットワークの例の場合、ルーチング情報は、例えば、“Ｒ（ｘ，b ，c ，…）”のような形式で保持することができる。これは、移動局“ｘ”に対するルートＲは、出力端ｂ，出力端ｃ，…であることを表し、このように複数のルート情報を保持することができる。
【００３５】
図４に複数の経路情報を保持する本発明のルーチング情報更新処理のフローを示す。該フローにおいて、各ノードは移動局からの受信状態報告を受信したかどうか判定し（４−１）、受信状態報告を受信した場合、ルーチングテーブルの更新が必要かどうか判定し（４−２）、ルーチングテーブルの更新が必要な場合、０番目から（Ｎ−１）番目までのルート情報に対して受信状態報告に基づいてルーチングテーブルを更新する（４−３）。
【００３６】
そして、上位ノードが存在するかどうかを判定し（４−４）、上位ノードが存在する場合、上位ノードへルーチングテーブルの更新を通知する（４−５）。なお、上記フロー４−１の判定において、移動局からの受信状態報告が所定時間以上受信されない場合、該移動局のルーチング情報を削除し、上位ノードが存在する場合、該ルーチング情報の削除を上位ノードへ通知する（図示省略）。
【００３７】
ＩＰパケット等による通信ではパケットデータを受信した場合に、応答確認信号を送信元に送り返す。この応答確認信号用のパケットはＡＣＫパケットと称される。本発明は更に、前述の優先度情報に基づく複数のルート情報の中から決定した一つの送信経路によって下りパケットデータを送信した場合に、該送信に対する移動局からのＡＣＫパケットをタイマーによりある一定時間待ち、該ＡＣＫパケットが一定時間経過しても受信されない場合、この送信経路は使用不適であると判断し、次の優先度のルート情報を基に別の基地局を経由する送信経路によって送信を行う。
【００３８】
図５に上記本発明による応答確認用ＡＣＫパケット受信判定によるルーチング情報の更新処理のフローを示す。該フローにおいて、各ノードは０番目からＮ番目までの複数のルート情報の中から一つの送信経路候補を順番に選び出し、該候補の送信経路へパケットを送信する（５−１）。
【００３９】
該候補経路へパケットを送信した後、所定のタイマー時間内に応答確認用ＡＣＫパケットが受信されたかを判定し（５−２）、該ＡＣＫパケットが受信されなかった場合に、該候補経路の優先度を下げる（５−３）。このような処理を、複数のルーチング情報全てに亙って行う（５−４，５−５）。なお、応答確認用ＡＣＫパケットの受信を待機する所定のタイマー時間は、通常の通信に支障のない数百ミリ秒程度の時間とすることができる。
【００４０】
（付記１） 通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコル（以下「ＩＰ」という。）を用いるセルラー移動通信システムの基地局又はその制御局の各固定局ノードにおけるルーチング処理において、ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信するステップと、ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に更新するステップと、該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信するステップとを含むことを特徴とする移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。
（付記２） 前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持するステップを含むことを特徴とする付記１に記載の移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。
（付記３） 前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持するステップと、該ルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答が所定時間内に受信されないときに、該送信経路の優先度を変更するステップとを含むことを特徴とする付記１に記載の移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。
（付記４） 通信信号フォーマットとしてインターネットプロトコルを用いるセルラー移動通信システムの移動中継装置において、ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信する手段と、ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に作成、更新又は削除する手段と、該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信する手段とを備えたことを特徴とする移動中継装置。
（付記５） 前記ルーチング情報として、１つの移動局の宛先について該移動局からの受信状態報告情報を基に、複数の送信経路候補に優先度を付したルーチング情報を生成保持する手段を備えたことを特徴とする付記４に記載の移動中継装置。
（付記６） 前記複数の送信経路候補情報を含むルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答を受信する手段と、該確認応答が所定時間内に受信されないときに、該送信経路の優先度を変更する手段とを備えたことを特徴とする付記５に記載の移動中継装置。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動局からの受信状態の報告結果に基づいてルーチング情報を更新し、ルーチングテーブルに予め用意しておくことにより、ハンドオーバー時のルーチング情報更新処理の遅れによる通信中などに生ずる瞬断を回避することが可能となる。
【００４２】
更に、ルーチング情報として複数の送信経路候補のルート情報を設定しておくことにより、一つの送信経路で送信した際に確認応答パケットの受信不良を検出した場合等に、直ちに次の候補の送信経路によって送信することができ、通信の瞬断を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される移動通信システムの構成例を示す図である。
【図２】ルーチング情報の説明図である。
【図３】本発明によるルーチングテーブルの更新処理のフロー図である。
【図４】複数の経路情報を保持する本発明のルーチング情報更新処理のフロー図である。
【図５】本発明による応答確認用ＡＣＫパケット受信判定によるルーチング情報の更新処理のフロー図である。
【符号の説明】
ＢＳ１〜ＢＳ３ 基地局
ＭＳ１ 移動局
ＦＡ フォーリンエージェント
ＨＡ ホームエージェント[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a routing method and a mobile relay apparatus in mobile IP communication, and an automobile that performs communication using a Internet protocol (hereinafter referred to as “IP”) between a large number of base stations and mobile stations via a wireless communication channel. It is suitably used for cellular mobile communication systems such as telephones and mobile phones.
[0002]
[Prior art]
In the current mobile communication system, signal transmission by a circuit switching method is mainstream, but in recent years, signal transmission by IP packets is gradually being used due to the spread of Internet communication. In the future, transmission using IP packets having a high affinity with Internet communication is expected to become the mainstream.
[0003]
As an IP packet transmission method in mobile communication, a transmission method such as a Mobile-IP method or a Cellular-IP method has been studied. These transmission schemes are detailed in the following references.
Reference 1: "Mobility Support in IPv6", Internet-Draft of IETF, draft-ietf-mobileip-ipv6-13.txt.
Reference 2: "Cellular IPv6", Internet-Draft of IETF, draft-shelby-seamoby-cellularipv6-00.txt.
[0004]
The Mobile-IP system and the Cellular-IP system use an IP protocol as a signal format transmitted between the fixed station network and the moving section. The Mobile-IP system is assumed to be used in a relatively wide area, but is not considered for use during movement.
[0005]
On the other hand, the Cellular-IP system employs a routing method that enables communication while moving although the usable range is narrow. For this reason, when these methods are applied to mobile communication, the Mobile-IP method is preferably used in a network node higher than the radio control station, and the Cellular-IP method is preferably used in a lower node.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In IP packet transmission, packet data is transmitted to a target destination via one or a plurality of nodes based on destination (address) information described in a header. In the Cellular-IP system, a node corresponds to a base station, its control station, mobile station, and the like. Each node does not need to know the address information of all the relay nodes, and only needs to know to which node the received packet data should be relayed. Information for relaying at each node is called routing information.
[0007]
Conventionally, IP networks have been used only in fixed networks. Therefore, the routing information needs to be updated only when a new node is added or an existing node is deleted, and its frequency is not so high. However, in the communication using the Cellular-IP system, it is necessary to frequently correct the routing information as the mobile station moves beyond the zone of one base station.
[0008]
As a routing information update method, a method has been proposed in which a mobile station detects a change in its own zone and notifies the base station of the change, but this method requires a certain amount of time for the routing information update process. Therefore, if it is applied to mobile communication as it is, it cannot follow a zone change during calling from the network or during communication, and there is a possibility that a momentary interruption may occur.
[0009]
As described above, in mobile communication using IP packets, there is a possibility that a momentary interruption may occur due to a delay in the routing information update process associated with a handover due to a change in the zone in which the mobile station is located. An object of the present invention is to provide a routing method and a mobile relay apparatus in mobile IP communication that can reduce instantaneous interruption at the time of handover in mobile communication using IP packets.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The routing method in mobile IP communication according to the present invention is as follows: (1) Mobile performing IP communication in routing processing in each base station node of a cellular mobile communication system or its control station in a cellular mobile communication system that uses the Internet protocol as a communication signal format. Receiving reception report information indicating signal reception states from a plurality of base stations in the mobile station, and routing information indicating a downlink transmission path corresponding to the IP header information from the station. Updating based on the report information, and transmitting a packet to the downlink transmission path corresponding to the IP header information based on the routing information.
[0011]
And (2) generating and holding routing information with priorities assigned to a plurality of transmission path candidates based on reception status report information from the mobile station for the destination of one mobile station, as the routing information; And a step of changing the priority of the transmission path when an acknowledgment for the packet transmitted through one transmission path of the routing information is not received within a predetermined time.
[0012]
Also, the mobile relay device of the present invention is (3) a mobile relay device of a cellular mobile communication system that uses the Internet protocol as a communication signal format, from a mobile station performing IP communication, from a plurality of base stations in the mobile station. Means for receiving reception report information indicating the signal reception status of the mobile station, and means for creating, updating or deleting routing information indicating the downlink transmission path corresponding to the IP header information based on the reception status report information from the mobile station And means for transmitting the packet to the downlink transmission path corresponding to the IP header information based on the routing information.
[0013]
(4) The routing information includes means for generating and holding routing information with priorities assigned to a plurality of transmission path candidates based on reception status report information from the mobile station for a destination of one mobile station. It is a thing.
[0014]
(5) means for receiving a confirmation response to a packet transmitted through one transmission path of routing information including the plurality of transmission path candidate information, and when the confirmation response is not received within a predetermined time, the transmission path And means for changing the priority.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration example of a mobile communication system to which the present invention is applied. As shown in the figure, the Mobile-IP system is applied to the upper network node, and the Cellular-IP system is applied to the lower node. In a cellular-IP network, each base station or its control station (node) is usually connected to each other by a two-branch wired or wireless link. A node closer to the fixed network is referred to as an upper node, and a node closer to the mobile station is referred to as a lower node.
[0016]
In the cellular-IP network including the base stations BS1 to BS3 and the mobile station MS1 shown in FIG. 1, the lowest node is the mobile station MS1. In this figure, the base station BS1 is an upper node of the base stations BS2 and BS3. The upper node base station BS1 is connected to a Mobile-IP network in which an IP communication network is formed via a foreign agent FA (Foreign Agent) which is a component of the mobile-IP network.
[0017]
In the Mobile-IP network, each mobile station MS is associated with a home agent HA (Home Agent) as a predetermined belonging area. At the destination, it is connected to the home agent HA via the foreign agent FA. That is, the home agent HA plays the same role as a home location register HLR (Home Location Register) in a conventional well-known mobile communication system.
[0018]
In the Mobile-IP system, the routing information is updated only by the home agent HA and the foreign agent FA, and the relay node information is not changed. However, a certain amount of time is required for exchanging information for updating routing information between the home agent HA and the foreign agent FA, particularly when the distance between them is a long distance.
[0019]
On the other hand, in the cellular-IP network, the routing information is updated based on an uplink signal from the mobile station MS1. Since the mobile station MS1 periodically transmits a reception status report even when there is no data to be transmitted, each node (base station or upper control station) BS1 to BS3 always sends routing information based on the signal. You can update to the latest one.
[0020]
The routing table update processing according to the present invention is performed as follows. As shown in FIG. 1, it is assumed that the mobile station MS1 is in the zone of the first base station BS1 and is communicating with the first base station BS1. The mobile station MS1 recognizes that the in-zone zone has moved to the second base station BS2 as it moves, by measuring the downlink signal level from the surrounding zone.
[0021]
From the mobile station MS1, a reception state report, which is reception level information of downlink signals from neighboring base stations, is notified to the second base station BS2 in the area. From this report information, the second base station BS2 recognizes that the mobile station MS1 has moved to its own zone.
[0022]
Further, this report information is transmitted from the second base station BS2 to the upper node BS1, so that each node transmits the data packet for the mobile station MS1 to the second base station BS2 or an upstream node of the base station BS2. The routing information regarding the mobile station MS1 is updated so as to be transferred to the mobile station MS1.
[0023]
Further, the first base station BS1 that was in the area before the movement deletes the routing information regarding the mobile station MS1 that has left the zone. At this time, after a sufficient amount of time has elapsed since the routing information update process in the second base station BS2 that is the current location area is performed, the routing information in the first base station BS1 that was previously located is updated. Perform deletion.
[0024]
In this way, the present invention updates the routing table information using the reception status report from the mobile station MS1 instead of the routing information for one-path setting performed in the normal Cellular-IP system, By performing transmission on the transmission path based on the routing information and performing transmission on the transmission path based on the new routing information after completion of the update process, it is possible to avoid delays and instantaneous interruptions in packet data transmission to the mobile station MS1.
[0025]
Here, the routing information will be described with reference to FIG. Each node (base station and its upper control station) BS1 to BS3 confirms the routing table based on the signal received from the mobile station MS1, and performs routing information update processing when there is a path change.
[0026]
At this time, the routing information is updated by rewriting the routing table in all nodes up to the destination. For example, if the mobile station MS1 with the IP address “x” in FIG. 2 is located in the zone of the second base station BS2, the routing table of the second base station BS2 includes “R: (x , B) "is described. This indicates that the route to the mobile station MS1 with the IP address “x” is in the direction of the output terminal b of the own node (second base station BS2).
[0027]
In addition, in the routing table in the upper node BS1 of the second base station BS2, routing information “R: (x, b)” is described for the mobile station MS1. This indicates that the route of the IP address “x” to the mobile station MS1 is in the direction of the output terminal b of the own node (node BS1).
[0028]
The flow of the routing table update process according to the present invention is shown in FIG. In this flow, each node determines whether or not a reception status report from the mobile station has been received (3-1), and if a reception status report is received, determines whether or not the routing table needs to be updated (3-2). When the routing table needs to be updated, the routing table is updated based on the reception status report (3-3).
[0029]
Then, it is determined whether or not an upper node exists (3-4), and when an upper node exists, an update of the routing table is notified to the upper node (3-5). In the determination of the flow 3-1, if the reception status report from the mobile station is not received for a predetermined time or longer, the routing information of the mobile station is deleted (3-6), and if the upper node exists, the routing information is deleted. Information deletion is notified to the upper node (3-7).
[0030]
The reception status report from the mobile station is for reporting the downlink signal reception level from the neighboring base station in the mobile station. The present invention further stores a plurality of route information for one destination in a routing table based on the reception status report information for the plurality of neighboring base stations, and assigns priorities to the plurality of route information. Hold.
[0031]
For example, when the mobile station MS1 that has been in the zone of the first base station BS1 moves to the zone of the second base station BS2 due to movement, the mobile stations MS1, BS2, BS3 In order from the strongest reception level of the downlink signal, the first rank is the second base station BS2, the second rank is the first base station BS1, the third rank is the third base station BS3, and the mobile station MS1 transmits a reception status report including this order as priority information.
[0032]
Based on this reception status report information, each base station BS1, BS2, BS3 updates the routing table for the mobile station MS1. In the conventional update process, only routing information that passes through the base station having the strongest reception level (in the above example, the second base station BS2) is set as the routing information of the transmission route of the packet data to the mobile station MS1. Is done.
[0033]
However, with such routing information setting, for example, it is not possible to cope with short-term fluctuations in the reception level due to fading or the like caused by movement of the mobile station MS1, and the possibility of instantaneous interruption increases. On the other hand, the present invention also describes the route information passing through the base station whose reception level is the second and later in the routing table as the transmission destination for the mobile station MS1, and also uses the transmission path based on the second and subsequent route information. Thus, by transmitting the packet, it is possible to reduce the probability of instantaneous interruption.
[0034]
In the embodiment of the present invention that holds a plurality of route information, in the example of the cellular-IP network shown in FIG. 2, the routing information is, for example, “R (x, b, c,...)”. Can be held in the form. This indicates that the route R for the mobile station “x” is the output end b, the output end c,..., And thus a plurality of route information can be held.
[0035]
FIG. 4 shows a flow of routing information update processing of the present invention that holds a plurality of route information. In this flow, each node determines whether or not a reception status report from the mobile station has been received (4-1), and if a reception status report is received, determines whether or not the routing table needs to be updated (4-2). When the routing table needs to be updated, the routing table is updated based on the reception status report for the 0th to (N-1) th route information (4-3).
[0036]
Then, it is determined whether or not an upper node exists (4-4), and if an upper node exists, an update of the routing table is notified to the upper node (4-5). In the determination of the flow 4-1, when the reception status report from the mobile station is not received for a predetermined time or longer, the routing information of the mobile station is deleted, and when there is an upper node, the deletion of the routing information is Notify the node (not shown).
[0037]
In communication using an IP packet or the like, when packet data is received, a response confirmation signal is sent back to the transmission source. The packet for the response confirmation signal is called an ACK packet. In the present invention, when downlink packet data is transmitted through one transmission path determined from a plurality of route information based on the above priority information, an ACK packet from the mobile station for the transmission is transmitted by a timer for a certain period of time. If the ACK packet is not received after a certain period of time, it is determined that this transmission path is unsuitable, and transmission is performed via a transmission path that passes through another base station based on the next priority route information. Do.
[0038]
FIG. 5 shows a flow of routing information update processing based on the reception confirmation ACK packet reception determination according to the present invention. In this flow, each node sequentially selects one transmission path candidate from a plurality of pieces of route information from the 0th to the Nth, and transmits a packet to the candidate transmission path (5-1).
[0039]
After transmitting the packet to the candidate route, it is determined whether an ACK packet for response confirmation is received within a predetermined timer time (5-2). If the ACK packet is not received, priority of the candidate route is determined. Decrease the degree (5-3). Such processing is performed for all the plurality of routing information (5-4, 5-5). The predetermined timer time for waiting for reception of the response confirmation ACK packet can be set to a time of about several hundred milliseconds that does not interfere with normal communication.
[0040]
(Supplementary Note 1) In a routing process in a base station of a cellular mobile communication system that uses the Internet protocol (hereinafter referred to as “IP”) as a communication signal format or each fixed station node of the control station, from a mobile station performing IP communication Receiving reception report information indicating signal reception states from a plurality of base stations in the mobile station; routing information indicating a downlink transmission path corresponding to the IP header information; receiving state report information from the mobile station And a step of transmitting a packet to a downlink transmission path corresponding to the IP header information based on the routing information, and a routing method in mobile IP communication.
(Supplementary Note 2) The routing information includes a step of generating and holding routing information with priorities assigned to a plurality of transmission path candidates based on reception status report information from the mobile station for a destination of one mobile station. The routing method in mobile IP communication according to
(Supplementary Note 3) As the routing information, generating and holding routing information with priorities assigned to a plurality of transmission path candidates based on reception status report information from the mobile station for one mobile station destination; The mobile IP communication according to
(Supplementary Note 4) In a mobile relay apparatus of a cellular mobile communication system that uses the Internet protocol as a communication signal format, reception report information indicating signal reception states from a plurality of base stations in the mobile station from a mobile station performing IP communication , Means for creating, updating or deleting routing information indicating the downlink transmission path corresponding to the IP header information based on the reception status report information from the mobile station, and IP based on the routing information A mobile relay device comprising means for transmitting a packet on a downlink transmission path corresponding to header information.
(Supplementary Note 5) The routing information includes means for generating and holding routing information with priorities assigned to a plurality of transmission path candidates based on reception status report information from the mobile station for a destination of one mobile station. The mobile relay device according to Supplementary Note 4, wherein
(Supplementary Note 6) Means for receiving a confirmation response to a packet transmitted through one transmission path of routing information including the plurality of transmission path candidate information, and when the confirmation response is not received within a predetermined time, The mobile relay device according to appendix 5, further comprising means for changing priority.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the routing information is updated based on the report result of the reception status from the mobile station, and prepared in the routing table in advance, so that the routing information update process at the time of handover can be performed. It is possible to avoid a momentary interruption that occurs during communication due to delay.
[0042]
Further, by setting route information of a plurality of transmission route candidates as routing information, when a reception failure of an acknowledgment packet is detected when transmitting through one transmission route, the next candidate transmission route is immediately Can be transmitted, and instantaneous interruption of communication can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a mobile communication system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory diagram of routing information.
FIG. 3 is a flowchart of routing table update processing according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of routing information update processing of the present invention that holds a plurality of route information.
FIG. 5 is a flowchart of routing information update processing based on the reception confirmation ACK packet reception determination according to the present invention.
[Explanation of symbols]
BS1 to BS3 Base station MS1 Mobile station FA Foreign agent HA Home agent
Claims (5)
ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信するステップと、
ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に更新するステップと、
該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信するステップと
を含むことを特徴とする移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。In routing processing in a base station of a cellular mobile communication system using the Internet protocol (hereinafter referred to as “IP”) as a communication signal format or each fixed station node of the control station,
Receiving, from a mobile station performing IP communication, reception report information indicating signal reception statuses from a plurality of base stations in the mobile station;
Updating routing information indicating a downlink transmission path corresponding to the IP header information based on reception status report information from the mobile station;
And a step of transmitting a packet to a downlink transmission path corresponding to the IP header information based on the routing information.
該ルーチング情報の１つの送信経路で送信したパケットに対する確認応答が所定時間内に受信されないときに、該信経路の優先度を変更するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動ＩＰ通信におけるルーチング方法。Generating and holding routing information with priorities assigned to a plurality of transmission path candidates based on reception status report information from the mobile station for the destination of one mobile station, as the routing information;
2. The movement according to claim 1, further comprising: changing a priority of the transmission path when an acknowledgment for the packet transmitted through one transmission path of the routing information is not received within a predetermined time. Routing method in IP communication.
ＩＰ通信を行っている移動局から、該移動局における複数の基地局からの信号受信状態を示す受信報告情報を受信する手段と、
ＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路を示すルーチング情報を、該移動局からの受信状態報告情報を基に作成、更新又は削除する手段と、
該ルーチング情報に基づいてＩＰヘッダ情報に対応した下り方向送信経路にパケットを送信する手段と
を備えたことを特徴とする移動中継装置。In a mobile relay device of a cellular mobile communication system using the Internet protocol as a communication signal format,
Means for receiving, from a mobile station performing IP communication, reception report information indicating signal reception states from a plurality of base stations in the mobile station;
Means for creating, updating or deleting routing information indicating a downlink transmission path corresponding to IP header information based on reception status report information from the mobile station;
Means for transmitting a packet to a downlink transmission path corresponding to the IP header information based on the routing information.
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