JP3928443B2 - Mobile communication system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動データ通信システムに係り、特に端末がネットワーク間を移動している間にコネクションを維持する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
ノート型パソコンやPDA(Personal Digital Assistant)のような小型軽量の端末の普及やインターネットの爆発的な普及により、自宅やオフィス以外の外出先においても端末を使用できる環境が整備され、端末を利用したメールやインターネットアクセスが一般化してきている。
また、アナログ音情報をデジタル化したデータをパケット化してIPネットワーク上に流して音声通信を実現するVoIP(Voice over IP)や、移動体通信ネットワークにおいて全てのデータをIPフレームに載せて通信するALL IPネットワークが注目を浴びている。
【0003】
一般にIPネットワークは、ネットワーク番号が異なる複数のネットワーク(サブネットワークという)を互いに接続することにより構成され、サブネットワークに接続される端末にはサブネットワークごとに割り当てられているIPアドレス群が異なるためサブネットワーク毎に割り当てられている固有のIPアドレス群の中からIPアドレスが与えられる。一般にサブネットワーク間転送されるパケットはネットワーク番号に基づいてパケットをフォワーディングしているため、端末は別のサブネットワークに移動するたびに異なるIPアドレスを割り当ててもらう必要がある。
【0004】
インターネットの通信プロトコルとして現在広く用いられているIPv4を用いた端末が、サブネットワーク間を移動する場合、移動前のサブネットワークで利用していたIPアドレス宛てのパケットは移動前のネットワーク番号のサブネットワークに届くために、移動後にネットワーク番号が異なるサブネットワークで移動前のサブネットワークで利用していたIPアドレスをそのまま使用してコネクションを保つことができない。
【0005】
インターネットの通信プロトコルとして、アドレス空間を128ビットへ拡張したIPv6が普及しつつある。IPv6では、上記の問題を解決するために端末が他のサブネットワークに移動した場合にもコネクションを引き続いて保つことを可能にするMobile IPv6 (draft-ietf-mobileip-ipv6-13.txt)と呼ばれる技術が提案され、インターネット標準化委員会IETF (Internet Engineering Task Force)において標準化の検討が進んでいる。
【0006】
Mobile IPv6では、端末は、上記サブネットワークの中に、端末が普段属しているサブネットワーク(ホームネットワークという)を定める。端末はホームネットワークで使用するIPアドレスとしてホームアドレスが割り当てられ、サブネットワークには、当該サブネットワークをホームネットワークとする端末の位置情報を管理する機能を持つホームエージェント装置(HA装置という)を置く。
【0007】
各サブネットワークには、IPv6アドレスの上位がプレフィックスアドレスとして割り当てられる。各サブネットワークには、広告ルータ(Advertising Router)と呼ぶルータを、少なくとも一つ設ける。広告ルータは、当該サブネットワークのプレフィックスアドレスを含む広告(Router Advertisementという)を、基地局を通じてサブネットワーク内の端末宛てに広告し、端末がどのプレフィックスアドレスを持つサブネットワークに移動、あるいは属しているかを知らせる。また、サブネットワーク内の端末から現在属しているサブネットワークの情報の通知の要求があった場合にも上記の広告によって応答する。
【0008】
各端末は移動先のサブネットワークにおいて、現在居るサブネットワークのプレフィックスアドレスを上記の広告から得て、IPv6のauto configuration機能、あるいはDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)によりアドレスを割り当ててもらうことにより、移動先のサブネットワークで一時的に使用する気付けアドレス(Care-of Address)を生成する。
端末は生成した気付けアドレスをHA装置に通知し、以後HA装置は端末のホームアドレス宛に届いたIPv6パケットを捕捉してカプセル化して気付けアドレス宛てに送り、端末は気付けアドレス宛てに届いたカプセル化されたパケットのカプセルをはずし、ホームアドレス宛てに届いたIPv6パケットを受信する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このようにHA装置がMobile IPv6技術を利用して端末のホームネットワークのホームアドレス宛てに届いたパケットを気付けアドレス宛てに転送することにより、端末は、ホームアドレス宛てのパケットを継続して受信できるため通信相手とのコネクションを維持したまま移動することができる。
【0010】
しかし、端末は他のサブネットワークへ移動する場合、移動先のサブネットワークにおいて広告ルータから送信されるサブネットワーク情報のプレフィックスアドレスを受信するまで他のサブネットワークへ移動したことを検出できない。また、気付けアドレスを生成してこれをHA装置に登録するまで、HA装置を経由して端末に送られているパケットは新しい気付けアドレス宛には送られない。
【0011】
そのために、端末が高速に移動している場合や移動体ネットワークにおいて基地局間の移動(ハンドオフ)が頻繁に発生するような場合など、実際にデータが流れているときにサブネットワーク間の移動が頻繁に起きるとパケットロスが多発する。パケットロスが多発すると、スループットが低下したり、VoIPにおいて音が途切れるなど、通信品質が低下する。
【0012】
上記により、さらに改良された移動データ通信技術が求められている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、端末が高速に移動したり移動体ネットワークにおいて基地局をハンドオフした場合にもパケットロスを削減することができる移動データ通信技術を提供する。
本発明により、上記技術を用いたシステムと、該システムを構成するHA装置、広告ルータ、基地局、ルータ、端末装置を提供できるようになる。
【0014】
本発明の態様を具体的に説明する。
ある一つの基地局からの電波が受信可能な範囲をセルとした場合、一つあるいは複数のセルがサブネットワーク(102)を構成し、1つ以上のサブネットワークが移動体ネットワークを構成しているとする。
本発明による端末はCDMA(Code Division Multiple Access)等の無線通信技術を用いることで複数の基地局からの電波を受信することが可能な受信部を備え、各サブネットワーク内において広告ルータが基地局を通じて送信しているサブネットワーク情報を、複数サブネットワークから受信することが可能である。
端末はそれぞれが異なるサブネットワークに属するセル間を移動した場合には、基地局より送信されてくる広告ルータが送信している、複数のサブネットワーク情報に含まれるプレフィックスアドレスが異なることにより、サブネットワーク間を移動しつつあることを検出する検出部を有する。
【0015】
端末はセル中心付近の基地局に近い場合には一つの基地局からの電波が強くデータ通信に十分な信号強度が得られるため、一つの基地局より送信されているサブネットワーク情報を受信し、この中のサブネットワーク情報のプレフィックスアドレスからHA装置に登録する気付けアドレスを生成する気付けアドレス生成部を備える。
HA装置は端末のホームアドレス宛てに送られてきたパケットをホームネットワーク上で端末に代わって受信し、気付けアドレス宛てに転送する転送部を備える。
端末は、上記受信部が、気付けアドレス宛てに送られてきたパケットを受信することにより、移動先においてもホームアドレス宛てに届いたパケットを受信することができる。
【0016】
端末は、セル内を移動して異なるサブネットワークを構成しているセル境界付近に達すると、当該セルを形成する基地局による、他の広告ルータからの別のサブネットワーク情報の電波も受信することが可能となり、複数のサブネットワーク情報を受信することが可能となる。
【0017】
基地局を通じて流されているサブネットワーク情報はサブネットワーク毎に異なるか、あるいは基地局毎に異なるものとする。
さらに、サブネットワーク情報は、気付けアドレスを生成するのに必要なプレフィックスアドレスの他に、パケットが各サブネットワークまで転送されるために必要なアドレスであるルーティングアドレス情報を含む。
隣接する基地局あるいはサブネットワークのルーティングアドレス情報の一部は、所定の規則に従って設定する。
【0018】
端末は、各々が異なるサブネットワークに属する複数のセルの境界付近で、複数の異なるサブネットワーク情報を受信したら、複数の情報を、所定の規則に従って、後から分解と識別が可能な1つの情報に合成し、気付けアドレスと共にHA装置に位置登録を行う処理部を備える。
【0019】
より具体的には、上記ルーティングアドレスの所定部分の各ビットを、予めそれぞれ異なったサブネットワークに割り当てておく。基地局あるいはサブネットワークは、当該所定部分の割り当てられたビットを”1”に、他のビットを“0”に設定して、送信する。
いくつかのサブネットワークのルーティングアドレスには、共通のプレフィックスアドレスを与え、移動体通信ネットワーク内のルータは、この共通のプレフィックスアドレスにより、これらのルーティングアドレスが属している1つのアドレス群を認識できるように設定しておく。
【0020】
端末は、セル境界付近で複数の基地局から、複数のサブネットワーク情報を受信した場合、それらのルーティングアドレスのプレフィックスアドレスが同じで、上記所定部分の異なったビットに1が設定されていれば、ルーティングアドレスの論理和(OR)を計算したものをルーティングヘッダアドレスとして生成して、気付けアドレスと共にHA装置に登録を行う処理部を備える。
【0021】
IPv6の拡張ヘッダの一つにRouting Headerと呼ばれる部分がある。Routing Headerは、送信元から終点への経路上でパケットが経由するアドレスのリストを含んでおり、送信元は、リストの最初のアドレスをIPv6パケットのDestination Addressに設定し送信する。パケットがリストの最初のアドレスに届くと、そのノードは、Destination Addressにリストの次のアドレスを設定して次の中継点にパケットを転送する。上記の処理を中継点のノードが行うことで、リストの最終アドレスまでパケットは届く。
【0022】
HA装置は、HA装置内に気付けアドレスと共にルーティングヘッダアドレスが登録されている場合には、パケットが、登録されたルーティングヘッダアドレスと気付けアドレスを経由してホームアドレスに届くように、IPv6のRouting Headerを設定して、パケット転送を行う転送処理部を備える。
【0023】
移動体通信ネットワーク内のルータは、HA装置から転送されてきたパケットのDestination Address部に設定されているアドレスが上記のルーティングアドレスが属するアドレス群の一つである場合でかつ上記所定部分の特定の1ビットのみ“1”に設定されている場合は、通常のルーティングを行う転送処理部を備える。
【0024】
また、上記転送処理部は、Destination Addressに設定されているアドレスが上記のルーティングアドレスが属するアドレス群の一つである場合でかつ上記所定部分の複数のビットに“1”が設定されている場合は、当該パケットを上記所定部分のいずれか1ビットに“1”が設定されているように分解して、それぞれを、当該ルータの異なるインタフェースからルーティングする必要があるかどうかを調べる。必要がある場合には、転送処理部は、ルーティングアドレスを分解し、それ以外の部分をコピーして、それぞれのインタフェースからルーティングする。
これにより、他のサブネットワークへ移動するようなハンドオフが発生する場合、ハンドオフが発生する前に現在通信中の基地局の他に、予め移動先となると考えられる他のサブネットワークの基地局まで端末宛てのパケットをルーティングすることが可能となる。このため、ハンドオフの実行後すぐに引き続いて端末宛てのパケットを受信することが可能となり、ハンドオフ時にもパケットロスを減らすことが可能となる。
【0025】
また、他の態様として、移動体通信ネットワーク内の各サブネットワーク内の広告ルータは、サブネットワーク情報に当該サブネットワーク内にパケットを転送するための第一のサブネットワーク情報(主サブネットワーク情報という)の他に、第2あるいはそれ以上サブネットワークアドレス情報(副サブネットワーク情報という)を含めて送信してもよい。
この場合は、端末は一台の基地局から電波を受信している場合には、主サブネットワーク情報に基づいて気付アドレスを生成する。複数の基地局からの電波を受信しており、受信した複数の副サブネットワーク情報のプレフィックス部が等しい場合には、このプレフィックス部に基づいて気付アドレスを生成してHA装置に登録する。
【0026】
移動体通信ネットワーク内のルータのルーティングテーブルには、上記副サブネットワーク情報のプレフィックス部を持つパケットは、当該副サブネットワーク情報を送信している各基地局までマルチキャストルーティングされるように、ルーティング情報を設定すればよい。
この態様によっても上記と同様の効果が得られる。
【0027】
【発明の実施の形態】
図1は本実施例による移動データ通信システムの構成図である。
図1においてHA装置(101)は、端末(105)の位置管理を行うために端末(105)からの位置登録要求を受け付けて端末の位置管理を行い、端末(105)がホームネットワーク(107)以外の他のサブネットワーク(102,114,116)に存在する場合に、端末(105)宛てのIPパケットを捉えカプセル化して登録されている気付けアドレス宛てに転送する処理部を有する。 (108)は、網管理装置であり、管理者の操作により、移動データ通信システム内のルータや基地局の保守・運用管理を行い、ルータへの設定などを行う。
【0028】
(106,111)はルータであり、IPパケットの転送を行う。
(103,113,115)は、広告ルータであり、それぞれ移動体通信ネットワークのサブネットワーク(102,114,116)内に配置されて、当該サブネットワーク(102,114,116)に移動してきた端末(105)に対して、端末が位置しているサブネットワークの情報を、それぞれの基地局(104,112,117)を通じて広告している。基地局(104,112,117)は、無線によりセル(109,118,119)内の端末(105)と通信を行う。各サブネットワークは複数のセルから構成して良い。ルータ(106)は、広告ルータをかねても良いし、基地局内に広告ルータが設置されても良い。
端末(105)は、基地局(104)を通じて広告ルータ(103)の広告メッセージに含まれるサブネットワーク情報を受信して、気付けアドレス、ルーティングアドレスを生成してHA装置(101)に登録する処理部を持つ。
【0029】
(110)は移動体ネットワークと接続している、インターネットなどのIPネットワークである。
【0030】
図2は、広告ルータ(103)が送信しているサブネットワーク情報の構成例であり、IFTFから公表されている技術文書RFC2461に示されるICMPv6パケットの一種のRouter Advertisement Messageを利用して送信される。
本実施例はRFC2461で定義されているルータ広告メッセージ(Router Advertisement Message)を拡張して、ルーティングアドレスを端末に通知する。
【0031】
(208)はICMPメッセージのタイプを示し、広告メッセージの場合には134となる。(203)はRouter Advertisement Message中のサブネットワーク情報に含まれるプレフィックスアドレスに関する情報を格納した部分であり、(211)は(212)に示されるプレフィックスアドレスのプレフィックス部を示す上位のビット長を示している。(204)は、本実施例によりRouter Advertisement Messageを拡張した部分であり、ルーティングアドレスに関する情報が格納されている。
(213)は(204)のオプション部がルーティングアドレス情報であることを示し、(216)はルーティングアドレスが格納された領域であり、(215)はルーティングアドレス(216)のプレフィックス部を示す上位のビット長を示している。ルーティングアドレス(216)は一つのICMPメッセージ内に複数存在しても良い。
【0032】
端末(105)は、ホームネットワーク(107)におけるホームアドレスを記憶しており、Router Advertisement Message中のプレフィックスアドレス(212)を見ることにより、現在属しているネットワークのプレフィックスアドレスを知り、ホームネットワークに属しているか、移動先のサブネットワークに属しているか、あるいは気付けアドレスと比較することでサブネットワークを移動したかを知ることができる。
【0033】
基地局(104)を通じて広告ルータ(103)から端末(105)に送信されるルーティングアドレス(216)は、例えば下位64ビットの内1ビットにのみ”1”が設定されているアドレスが設定され、異なるサブネットワークに属するセルを形成する基地局(例えば、(112))から送信されるルーティングアドレスには異なるビットに”1”が設定されている。
【0034】
図3に、(216)に示すルーティングアドレスの構成例を示す。
(301)はルーティングアドレスの上記のプレフィックス部を示し、(302)はInterface IDを示す。Interface ID(302)は、一つの基地局(104)からの送信時には、あらかじめ割り当てられた1ビットに1が設定され、他のビットには0が設定されている。サブネットワーク(102)に隣接する他のサブネットワーク(114)に属する広告ルータ(113)は、基地局(112)を通じて、プレフィックス部(301)が等しく、Interface ID(302)の異なる1ビットに1が設定されているルーティングアドレスを送信している。
【0035】
端末(105)が複数のサブネットワーク情報を受信した場合にルーティングアドレスを生成する例を示す。
端末(105)はホームネットワークから移動体通信ネットワーク内のサブネットワーク(102)に移動して、基地局(104)を通じて広告ルータ(103)から、サブネットワーク情報が含まれるICMP Router Advertisement Messageを受信すると、サブネットワーク情報に含まれるプレフィックスアドレス(212)を参照する。
【0036】
端末(105)は、在圏のサブネットワークのプレフィックスアドレス(212)と、自らが保持しているホームネットワークのプレフィックスアドレスとが異なることにより、サブネットワークを移動したことを検出する。
【0037】
端末(105)は1種類の上記ICMP Router Advertisement Messageを受信している場合には、プレフィックスアドレス(212)から、RFC2462に示されるIPv6の Auto Configuration機能あるいはDHCP等によりMobile IPv6 (draft-ietf-mobileip-ipv6-13.txt)に示されるMobile IPv6の気付けアドレスを生成して、これをMobile IPv6のBinding Updateパケットを利用してHA装置(101)に登録する。
【0038】
ルーティングアドレス情報部(204)のルーティングアドレス(216)は、プレフィックス長(215)でマスクされる上位のプレフィックス部(301)と、プレフィックス部を除く下位のInterface ID(302)とから構成される。プレフィックス長(215)が64の場合には、Interface IDは128-64=64ビットとになり、上記の通りいずれか1ビットに1が設定されている。
端末(105)が、プレフィックス情報(203)が異なる複数のICMP Router Advertisement Messageを、複数の基地局(104)(112)を通じて複数のサブネットワーク(102)(114)から受信した場合には、今まで使用していたプレフィックス情報か、受信したプレフィックス情報の中から一つを選択する。そして、選択したプレフィックス情報から、同様に気付けアドレスを生成して、HA装置(101)に登録する。
また、端末(105)は、受信した複数のICMP Router Advertisement Messageに、プレフィックス部(301)が同じで、Interface ID(302)が異なる、複数のルーティングアドレス(216)が含まれているときには、そのルーティングアドレスを選択する。さらに選択した各ルーティングアドレスの論理和を計算し、Interface ID(302)の複数ビットに”1”が設定されたルーティングヘッダアドレスを生成して、HA装置(101)に登録する。
【0039】
なお、各実施例に於ける端末(105)の機能は、端末(105)内のメモリに記憶されたプログラムをCPUが実行することにより実現されても良いし、端末(105)内のハードウェアにより実現されてもよいし、また、CPUにより実行されるプログラムが、ハードウェアを利用することにより実現されても良い。
【0040】
図4を用いてルーティングヘッダアドレスの生成を詳細に説明する。
図4の(a)、(b)は、図2のルーティングアドレス情報部(204)を説明するものであり、端末(105)が基地局(104)と基地局(112)の両方から
受信したICMP Router Advertisement Messageのそれぞれのルーティングアドレス情報(204)の例である。
基地局(104)を通じてサブネットワーク(102)内の広告ルータ(103)から受信したルーティングヘッダ情報部のプレフィックス長(401)は64ビットであるので、ルーティングアドレスのプレフィックス部(402)は、5EFF:45DE:7300:AB23となる。同様に、基地局(112)を通じてサブネットワーク(114)内の広告ルータ(113)から受信したルーティングアドレス情報のプレフィックス長(403)は、64ビットであるので、プレフィックス部(404)は、5EFF:45DE:7300:AB23となる。したがって、プレフィックス部(402)とプレフィックス部(404)は等しい。
【0041】
さらに、基地局(104)を通じてサブネットワーク(102)内の広告ルータ(103)から受信したルーティングアドレスのInterface ID(405)は0:80:0:0であり、基地局(112)を通じてサブネットワーク(114)内の広告ルータ(113)から受信したルーティングアドレスのInterface ID(406)は、0:0:0:2である。
【0042】
したがって、端末(105)は、サブネットワーク(102)内の広告ルータ(103)とサブネットワーク(114)内の広告ルータ(113)とから受信したルーティングアドレスの論理和を計算して、図4(c)に示すとおり、合成されたルーティングヘッダアドレス5EFF:45DE:7300:AB23:0000:0000:0080:0002を得て、このルーティングヘッダアドレスをHA装置(101)に登録する。
【0043】
本実施形態では、Mobile IPv6(draft-ietf-mobileip-ipv6-13.txt)に示される、端末(105)がホームネットワーク(101)から移動後、移動先のサブネットワーク(102)からHA装置(101)に位置登録を行う際に使用されるBinding Updateパケットのフォーマットを拡張する。
【0044】
図5に拡張フォーマットを例示する。
【0045】
Mobile IPv6で規定されるとおり、Binding Updateパケットのホームアドレスオプション部にはこのパケットを送信した端末(105)のホームアドレスが格納され、送信元IPv6アドレスには、移動先のサブネットワーク(102)で端末(105)が一時的に使用している気付けアドレスが設定される。
(503)はBinding Updateパケットのオプションに含まれるサブオプションであって、ルーティングヘッダアドレスを格納するために本実施例により拡張した部分である。
(513)は当該サブオプションがルーティングヘッダアドレスを格納したものであることを示し、(514)はサブオプションの長さを示し、(515)は(516)に示すルーティングヘッダアドレスのプレフィックス長を示し、(516)はHA装置(101)が端末(105)のホームアドレス宛てのパケットを捕捉して転送する際にルーティングヘッダに付加するアドレスを示している。
【0046】
図5に示すBinding Updateパケットを使用することで、端末(105)はHA装置(101)に対して、Binding Updateパケットの送信元IPv6アドレスに設定された気付けアドレスに加え、ルーティングヘッダアドレス(516)を登録する。
【0047】
図13はHA装置あるいはルータのハードウェア構成例である。(1501)はCPUであり、(1502)はメモリであり、(1503)(1504)(1505)はネットワークインターフェースであり、(1506)はスイッチを示している。
CPU(1501)、メモリ(1502)、ネットワークインターフェースは(1503)〜1505)はスイッチ(1506)を通じて互いに接続されている。CPU(1501)は、HA装置として動作する場合には、メモリ(1502)に格納されているHA装置用のプログラムによって動作し、移動端末(105)からのBinding Updateパケットをネットワークインターフェース(1503)〜(1505)で受信することにより、移動端末の位置管理を行う。
【0048】
メモリ(1502)には、端末の位置情報を管理するためのテーブル(図6を用いて後述する)が格納されており、端末(105)からのBindingUpdateパケットが含む、送信元IPv6アドレスに使用されている気付けアドレス、ルーティングヘッダアドレス(516)と、ホームアドレスオプションに格納されているホームアドレス、を元に当該テーブルの作成・更新を行う。
【0049】
端末(105)が移動中の場合には、図6のテーブルにエントリーが作成されており、HA装置(101)は、端末(105)宛のパケットを捕捉した場合には捕捉したパケットを、例えばCPU(1501)がカプセル化して、図6に登録されている端末ごとの位置情報に基づいて、ネットワークインターフェース(1503)〜(1505)を通じて転送する処理を行う。
【0050】
図6はHA装置(101)が具備している、端末(105)の位置管理テーブルの構成例である。
図6において(601)は端末(105)のホームネットワーク(107)におけるホームアドレスであり、(602)は端末(105)が移動先のサブネットワーク(102)(114)で一時的に使用している気付けアドレスであり、(603)は端末(105)が移動先のサブネットワークで受信したサブネットワーク情報に含まれるルーティングアドレス(402)(405)(404)(406)に基づいて生成したルーティングヘッダアドレスである。
(604)はHA装置(101)が保持している端末(105)の位置管理情報の有効期間を示しており、有効期間が切れる前に端末(105)からBinding Updateパケットが送られてくることがなく、エントリーが更新されなければ削除される。
【0051】
図5に示すBinding Updateパケットが端末(105)からHA装置(101)に送られてくると、HA装置(101)は、Binding Updateパケットのホームアドレスオプションから端末(105)のホームアドレスを取りだし(601)のエントリに使用し、端末(105)が移動先で使用している気付けアドレスを、Binding Updateパケットの送信元IPアドレスから取りだして(602)のエントリーに使用し、ルーティングヘッダアドレス(516)が存在するならば取り出して、(603)のエントリーに使用し、端末(105)の位置情報を管理する。
【0052】
HA装置(101)がLANに接続されている場合には、図6に示す位置管理テーブルに登録されている端末(105)のホームアドレス(601)宛てのパケットを、Proxy Neighbor Discovery等の技術を用いて捕捉する。捕捉したパケットをカプセル化して、端末(105)が存在しているサブネットワーク内の気付けアドレス宛てに送る。端末(105)へのルーティングヘッダアドレスもHA装置(101)に登録されている場合には、最初にルーティングヘッダアドレスを受信先アドレスに設定し、IPv6パケットのルーティングヘッダ機能を利用して、当該パケットが受信された先でさらに気付けアドレス宛てに転送されるように設定する。
【0053】
次に移動体通信ネットワーク内のルータの動作について説明する。
【0054】
広告ルータ(103)は基地局(104)を通じてセル(109)内に、例えば、サブネットワーク(102)のプレフィックスアドレス(212)として2001:4555:7300:AB23:0000:0000:0000:0000を、ルーティングアドレス(216)として5EFF:45DE:7300:AB23:0000:0000:0080:0000とルーティンアドレスのプレフィックス長(215)として64を、送信しているものとし、
広告ルータ(113)は基地局(112)を通じてセル(118)内に、例えば、サブネットワーク(114)のプレフィックスアドレス(212)として2001:0000:3333:ABCD:0000:0000:0000:0000を、ルーティングアドレス(216)として5EFF:45DE:7300:AB23:0000:0000:0000:0002とルーティンアドレスのプレフィックス長(215)として64を、送信しているものとし、
広告ルータ(115)は基地局(117)を通じてセル(119)内に、例えば、サブネットワーク(116)のプレフィックスアドレス(212)として2001:0000:3333:5555:0000:0000:0000:0000を、ルーティングアドレス(216)として5EFF:45DE:7300:AB23:0040:0000:0000:0000とルーティンアドレスのプレフィックス長(215)として64を、送信しているものとする。
【0055】
端末(105)がサブネットワーク(102)に属している基地局(104)が形成するセル(109)とサブネットワーク(114)に属している基地局(112)が形成するセル(118)の境界付近で、両方の基地局(104)(112)からのサブネットワーク情報を受信することができる場合には、端末(105)は上記サブネットワーク(102)からのルーティングアドレス(402)(405)と、サブネットワーク(114)からのルーティングアドレス(404)(406)の2つを受信しているとする。両者のルーティンアドレスをルーティングアドレスのプレフィックス長64でマスクすると両者のプレフィックス部(402)(404)が等しいことから、両者の論理和を計算し、ルーティングアドレスとして、5EFF:45DE:7300:AB23:0000:0000:0080:0002を生成して、このルーティングヘッダアドレスをHA装置(101)に登録する。
【0056】
図13に示すハードウェア構成図を用いてルータを構成する場合は、CPU(1501)は、メモリ(1502)に格納されているルータ用のプログラムによって動作する。ネットワークインターフェース(1503)〜(1505)から受信されたパケットは一旦メモリ(1502)に格納される。CPU(1502)は、パケットの受信先アドレスに応じてメモリ(1502)に格納されているルーティングテーブルやマルチキャストルーティングテーブルを検索することにより、受信パケットを出力するネットワークインターフェースを決定し、受信パケットを該インターフェースから送出する。また、CPU(1502)は、その他のマルチキャストルーティングに必要なパケットのコピー処理なども実行する。
【0057】
Internet(110)内のルータのメモリ(1502)に格納されているルーティングテーブルには、上記のルーティングアドレスのプレフィックス部と同じプレフィックスを持つパケットは、移動体ネットワークとのゲートウェイとなるルータ(111)まで転送されるように設定されているものとする。
ルータ(106)は、HA装置(101)から受信したパケットの受信先アドレスのプレフィックスが、上記ルーティングアドレスのプレフィックス部と一致し、Interface IDの複数ビットに”1”が設定されている場合は、Interface IDに1ビットづつ”1”が設定された受信先アドレスを持つパケットを生成して送信する。
【0058】
あるいは、ルータ(106)は、図7に示すようなマルチキャストルーティングテーブルに基づいて、受信先アドレス(901) と受信先アドレスのプレフィックス長(905)から決まるプレフィックス部に一致するパケットについては、(902)(903)(904)の各インタフェースの欄に示す宛先にパケットをコピーして送信するようにしても良い。その際には、受信先のIPアドレスをそのままコピーしても良いし、Interface IDに各インタフェースからの転送先となるサブネットワークを示すビットのみに”1”が設定されたアドレスを受信先IPアドレスとして設定したものにしても良い。
【0059】
各広告ルータ(103)(113)(115)は、HA装置(101)から移動端末(105)あてにカプセル化されて転送されてきたルーティングヘッダ付のパケットが、たとえば図7に示す受信先アドレス(901)と受信先アドレスのプレフィックス長(905)から決まるものと同じプレフィックス部を持つ場合は当該パケットに含まれるルーティングヘッダの処理を行い、受信先アドレスを気付けアドレスに変更して、それぞれの基地局に向けて送信し、基地局は自らが形成するセル内に存在する端末(105)に送る。
【0060】
図8を用いて、端末(105)が、サブネットワーク(102)内のセル(109)から、サブネットワーク(114)内のセル(118)へハンドオフする場合の動作について述べる。
端末(105)は最初に基地局(104)がサービスを行っているセル(109)内において、広告ルータ(103)からのサブネットワーク情報を受信して(1001)、
気付けアドレスを生成して基地局(103)を介してHA装置(101)にBinding Updateを送信することにより位置登録を行う(1002)。
【0061】
HA装置(101)はBinding Updateを受け取ると確認のBinding Acknowledgeを端末(105)に返し(1003)、
以後、端末(105)のホームアドレスの宛てのパケットをHA装置(101)は捕捉して(1004)、
カプセル化して気付けアドレス宛てに転送し、端末(105)に届ける(1005)(1006)。
【0062】
端末(105)が、セル(109)とセル(118)の境界付近に移動してきて、基地局(104)と基地局(112)の両方の電波が受信できる状態になると、端末(105)は、広告ルータ(103)から送られてくるサブネットワーク(102)のサブネットワーク情報と広告ルータ(113)から送られてくるサブネットワーク(114)のサブネットワーク情報の両方を受信し(1007)(1008)する。
【0063】
端末(105)は、気付けアドレスを生成するのに使用するプレフィックスアドレスの他に、ルーティングアドレスを調べ、気付けアドレスの他に、両方の基地局から受信したルーティングアドレスについて各ビットで論理和演算を行ったアドレスをルーティングヘッダアドレスとして生成し、それぞれをHA装置(101)に登録する(1009)。
【0064】
HA装置(101)は、Binding Updateを受け取ると確認のBinding Acknowledgeを端末(105)に返し、気付けアドレスの他にルーティングアドレスを記憶する。(1010)
その後、HA装置(101)は、端末(105)宛てのパケットを捕捉して(1011)、
カプセル化する。そして、カプセル化されたパケットは最初にルーティングアドレス宛てに、次に気付けアドレス宛てに送られるように、受信先にアドレスには端末(105)が生成した上述のルーティングヘッダアドレスを、ルーティングヘッダには気付けアドレスを設定して転送する(1012)。
【0065】
移動体通信ネットワーク内のルータ(106)は、受信先アドレスにルーティングアドレスのプレフィックスが設定されたパケットが転送されてくると、このパケットのInterface IDが1ビットづつ設定されたアドレス宛てに送られるように、パケットをコピーして送信する。(1013)(1016)
ルーティングアドレスを送信している広告ルータ(103)(113)は、上述のコピーされたパケットが送られてくるとルーティングヘッダの処理を行い、受信先アドレスに気付けアドレスを設定して、当該パケットを基地局(104)(112)に送り(1014)(1017)、
基地局(104)(112)は当該パケットを端末(105)に送る(1015)(1018)。
【0066】
従って、端末(105)はセル(118)にハンドオフを開始する前に予め、ハンドオフ先となると考えられるセル(118)へもパケットが転送されるようにしておくことが可能となる。また、端末(105)は、移動前後両方の気付けアドレス宛てのパケットを受信できるようにしておくことで、パケットロスの少ないハンドオフも実現することができる。
【0067】
端末(105)が、さらに移動して基地局(112)からの電波しか受信できなくなると(1019)、
端末(105)はHA装置(101)に基地局(112)を通じて広告ルータ(113)から受信したサブネットワーク(114)のサブネットワーク情報のみに基づいて気付けアドレスを生成してHA装置にBinding Updateで位置登録し(1020)、
HA装置(101)はBinding Acknowledgeにより、端末(105)に位置登録確認(1021)を返す。
【0068】
以後、HA装置(101)は、端末(105)宛てのパケットを捕捉して(1022)、
カプセル化して気付けアドレス宛てに転送し、端末(105)に届ける(1023)(1024)。
【0069】
次に他の実施例として、図1の広告ルータ(103)が基地局(104)を通じて送信しているサブネットワーク情報に含まれるプレフィックスアドレスの一部をサブネットワーク指示部として用いる例を説明する。この実施例によれば、第1実施例のような、サブネットワーク指示部のためのフィールドを、新たに設ける必要はない。
【0070】
図9は、広告ルータが流しているプレフィックス情報の構成例である。
下位64ビットが広告ルータのInterface ID(1103)である。上位64ビットがプレフィックス部(1101)であり、例えばプレフィックス部の下位の16ビットを、上記サブネットワーク指示部(1102)としている。
【0071】
端末は、広告ルータが送信しているRouter Advertisement Messageに含まれるサブネットワーク情報を受信すると、プレフィックスアドレスとプレフィックス長(211)から端末が属しているサブネットワークのプレフィックスを知ることが可能となる。
【0072】
図10を用いて、端末(1205)が、複数の基地局から、広告ルータが送信している広告メッセージに含まれるサブネットワーク情報を受信した場合の気付けアドレスの生成方法について説明する。
本実施例ではプレフィックス部(1101)の下位16ビットがサブネットワーク指示部(1102)であり、端末(1205)は、あらかじめその位置を知っているか、広告ルータからの情報により知ることが可能であるとする。
【0073】
端末(1205)はホームネットワークにおいてホームアドレスとして、3EF0:35FA:7823:AB76:0080:35FF:FEBC:12E8を保持しており、その中の下位64ビットはInterface IDとして端末ごとに固有に割り振られ、移動先のネットワークにおいて気付けアドレスを生成する際に使用されるものとする。
【0074】
端末(1205)は、移動先において、基地局(104)を通じて広告ルータ(103)が送信している第1の広告メッセージ(1206)を受信し、その中のプレフィックス情報のプレフィックスアドレスとプレフィックス長のフィールドから第1の気付けアドレスのプレフィックスとして、5EFF:45DE:7300:0040:0000:0000:0000:0000を生成する。
【0075】
端末(1205)は、同じく、基地局(112)を通じて広告ルータ(113)が送信している第2の広告メッセージ(1207)を受信して、その中のプレフィックス情報のプレフィックスアドレスとプレフィックス長のフィールドから第2の気付けアドレスのプレフィックスとして、5EFF:45DE:7300:0001:0000:0000:0000:0000を生成する。
【0076】
端末(1205)は、両者を比較して、サブネットワーク指示部を除いたプレフィックス5EFF:45DE:7300が一致することにより、両プレフィックスの論理和演算を行い、合成した5EFF:45DE:7300:0041:0000:0000:0000:0000を二つのサブネットワークを示すプレフィックスとする。
【0077】
端末(1205)は更に、IPv6のAuto Configuration機能を利用して、上述の合成されたプレフィックスと端末(1205)に固有に割り振られているInterface IDとから、気付けアドレス(1211)として、5EFF:45DE:7300:0041:0080:35FF:FEBC:12E8を生成し、これをHA装置(101)に登録する。
【0078】
図10を用いて、本実施例の動作を説明する。
移動体通信ネットワークにおいてパケットを転送するルータ(106)は、ルータ(106)が他のルータから受信したルーティング情報と自ルータのルーティング情報に基づいてルーティングテーブルを作成し、他のルータ間でルーティング情報を交換する。
ルータ(106)は、自ルータが持つ、あるいは他のルータから受信したルーティング情報と、広告ルータが広告しているサブネットワーク情報のプレフィックスアドレスからサブネットワーク指示部を除いた部分とが一致する場合、一致する複数のサブネットワーク情報のプレフィックスアドレスの論理和演算結果をルーティングテーブルに追加する処理部を備える。
【0079】
移動体通信ネットワーク内の各ルータ(106)のルーティングテーブルは、受信先アドレスのサブネットワーク指示部の複数ビットが”1”に設定されているパケットを、サブネットワーク指示部のいずれか1ビットが”1”に設定されているIPアドレスをプレフィックス部(1101)として広告している広告ルータまで転送するように設定されていることになる。
【0080】
ルータ(106)は、受信先アドレスのサブネットワーク指示部(1102)の複数ビットが”1”に設定されている端末(1205)宛のIPパケット(1208)が送られてきたときには、サブネットワーク指示部(1102)が1ビットづつ”1”に設定されているプレフィックスを持つ複数のパケットを生成し、該当サブネットワークに向けて送信する(1209)(1210)。
【0081】
その際に、複数のパケットについて次ホップのルータが一致する場合には、すなわち、次の転送先が同じルータになる複数のパケットについては、一つのコピーされたパケットを送信する。この状態では、端末(105)は、気付けアドレスとして、サブネットワーク指示部(1102)の複数のビットが”1”に設定されたものの他に、1ビットのみ”1”に設定されているパケットも受信できるように設定しておく(1211)。
【0082】
以上により、端末(1205)はサブネットワーク(102)(114)境界付近で複数の基地局(104)(112)からの電波を受信できる状態になると、ハンドオフが発生する前に予め移動先になると考えられる他のサブネットワーク内の基地局にまでパケットをルーティングすることが可能となる。したがって、ハンドオフの発生直後から端末(1205)宛てのパケットを受信することが可能となり、パケットロスの少ないハンドオフを実行することが可能となる。
【0083】
図11は、端末が、サブネットワーク情報を基地局から受信した場合の動作を示す。
端末は基地局経由で広告ルータからサブネットワーク情報を受信すると、これを記憶し(1301)、
一定時間に受信した複数のサブネットワーク情報から得られたプレフィックスアドレスが同じものかを比較し(1302)、
サブネットワーク指示部が異なる場合には論理和演算を行いこれをプレフィックスアドレスとして使用して、気付けアドレスを生成する(1303)。
【0084】
生成された気付けアドレスが前回登録したものと異なるかを調べ(1304)、
前回の登録時からライフタイムが切れているかを調べ(1305)、
いずれかかに相当するときには、HA装置にBinding Updateを送信して、位置登録を行う(1306)。
【0085】
図12は、ルータ装置(106)が気付けアドレス宛て、あるいはルーティングアドレスを持ったパケットを受信した場合の動作を示す。
ルータは移動体通信ネットワーク内で転送のためにパケットを受信すると(1401)、
パケット内の受信先IPアドレスを調べて、気付けアドレスで使用されているプレフィックス部に一致している場合には(1403)、
サブネットワーク指示部のビットが複数設定されているかを調べ(1404)、
1ビットしか設定されていない場合には通常の転送処理を行う(1409)。
【0086】
複数ビット設定されているときには、サブネットワーク指示部のアドレスが一致ビットづつ設定されたアドレスに分解し(1407)、
ルーティングテーブル内で一致するプレフィックスがあるインタフェース毎向けにパケットをコピーして(1408)、
パケットを送出する(1409)。
【0087】
【発明の効果】
本発明によれば、ハンドオフが実行される前に予めハンドオフ先の基地局までパケットをルーティングすることが可能となり、ハンドオフ時のパケットロスを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例を用いた移動体通信ネットワークの構成図である。
【図2】サブネットワーク情報の広告用のパケットフォーマット例である。
【図3】本実施例を用いたルーティングアドレスの構成例である。
【図4】本実施例を用いたルーティングヘッダアドレスの生成例である。
【図5】位置登録パケットの構成例である。
【図6】 HA装置における位置管理テーブルの構成例である。
【図7】ルータにおけるマルチキャストルーティングテーブルの構成例である。
【図8】端末がハンドオフする場合のシーケンス図である。
【図9】他の実施例におけるプレフィックス情報の構成例である。
【図10】他の実施例の動作を説明する図である。
【図11】端末が位置登録を行う場合のフローチャートである。
【図12】ルータがパケット転送する場合のフローチャートである。
【図13】 HA装置、ルータの構成例である。
【符号の説明】
101…HA装置、102,114,116…サブネットワーク、103,113,115…広告ルータ、104,112,117…基地局、105…端末、106…ルータ、107…ホームネットワーク、108…網管理装置、109,114,119…セル、110…Internet204…ICMPv6ルーティングアドレスオプション部、301…ルーティングアドレスプレフィックス部、302…Interface ID、401…プレフィックス長、402…プレフィックス部、403…Interface ID、503…IPv6 Binding Update ルーティングヘッダアドレスサブオプション拡張部、601…ホームアドレス、602…気付けアドレス、603…ルーティングヘッダアドレス、604…ライフタイム、901…受信先アドレス、902…第1送信インタフェース、903…第2送信インタフェース、904…第3送信インタフェース、905…プレフィックス長、1101…プレフィックス部、1102…サブネットワーク指示部、1103…Interface ID、1206…サブネットワーク情報、1207…サブネットワーク情報、1208…IPパケット、1209…コピーされたIPパケット、1210…コピーされたIPパケット、1211…受信可能な気付けアドレス。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile data communication system, and more particularly to a technique for maintaining a connection while a terminal is moving between networks.
[0002]
[Prior art]
With the spread of small and lightweight terminals such as notebook PCs and PDAs (Personal Digital Assistants) and the explosive spread of the Internet, an environment where terminals can be used outside the home or office has been improved and terminals have been used. Email and Internet access are becoming common.
In addition, VoIP (Voice over IP) that realizes voice communication by packetizing data obtained by digitizing analog sound information and sending it over an IP network, or ALL that communicates by placing all data in an IP frame in a mobile communication network IP networks are attracting attention.
[0003]
Generally, an IP network is configured by connecting a plurality of networks (called sub-networks) with different network numbers to each other, and the IP address group assigned to each sub-network is different for terminals connected to the sub-network. An IP address is given from a group of unique IP addresses assigned to each network. In general, packets transferred between sub-networks are forwarded based on a network number, and therefore a terminal needs to be assigned a different IP address each time it moves to another sub-network.
[0004]
When a terminal using IPv4, which is currently widely used as an Internet communication protocol, moves between sub-networks, the packet addressed to the IP address used in the sub-network before moving is the sub-network of the network number before moving. Therefore, the connection cannot be maintained by using the IP address used in the sub-network before moving in the sub-network having a different network number after moving.
[0005]
IPv6, which expands the address space to 128 bits, is becoming popular as an Internet communication protocol. In IPv6, it is called Mobile IPv6 (draft-ietf-mobileip-ipv6-13.txt), which makes it possible to continue the connection even if the terminal moves to another subnetwork to solve the above problem Technology has been proposed, and standardization is under discussion at the Internet Engineering Task Force (IETF).
[0006]
In Mobile IPv6, a terminal defines a subnetwork (called a home network) to which the terminal normally belongs in the subnetwork. A terminal is assigned a home address as an IP address used in the home network, and a home agent device (referred to as an HA device) having a function of managing location information of a terminal that uses the subnetwork as the home network is placed in the subnetwork.
[0007]
Each subnetwork is assigned a prefix of the IPv6 address as a prefix address. Each subnetwork is provided with at least one router called an advertising router. The advertising router advertises an advertisement including the prefix address of the subnetwork (called Router Advertisement) to the terminals in the subnetwork through the base station, and determines which prefix address the terminal has moved to or belongs to the subnetwork. Inform. Also, when there is a request for notification of information on a subnetwork currently belonging from a terminal in the subnetwork, a response is made by the advertisement.
[0008]
Each terminal obtains the prefix address of the current subnetwork from the above advertisement in the destination subnetwork, and assigns the address using the IPv6 auto configuration function or DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Generate a care-of address that is temporarily used in the subnetwork.
The terminal notifies the generated care-of address to the HA device. After that, the HA device captures and encapsulates the IPv6 packet that reaches the home address of the terminal, sends it to the care-of address, and the terminal encapsulates the address that reaches the care-of address. Unencapsulate the received packet and receive the IPv6 packet that arrives at the home address.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, the HA device uses the Mobile IPv6 technology to forward packets that are addressed to the home address of the terminal's home network to the care-of address, so that the terminal can continuously receive packets addressed to the home address. It is possible to move while maintaining the connection with the communication partner.
[0010]
However, when the terminal moves to another subnetwork, it cannot detect that the terminal has moved to another subnetwork until it receives the prefix address of the subnetwork information transmitted from the advertising router in the destination subnetwork. Also, until a care-of address is generated and registered in the HA device, packets sent to the terminal via the HA device are not sent to the new care-of address.
[0011]
For this reason, movement between sub-networks occurs when data is actually flowing, such as when a terminal is moving at high speed or when movement (handoff) between base stations occurs frequently in a mobile network. If it happens frequently, packet loss occurs frequently. When packet loss occurs frequently, the communication quality deteriorates, such as throughput drops and sound is interrupted in VoIP.
[0012]
Accordingly, a further improved mobile data communication technique is required.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a mobile data communication technique capable of reducing packet loss even when a terminal moves at high speed or hands off a base station in a mobile network.
According to the present invention, it is possible to provide a system using the above-described technology and an HA device, an advertising router, a base station, a router, and a terminal device that constitute the system.
[0014]
The embodiment of the present invention will be specifically described.
When a cell can receive a radio wave from one base station, one or more cells form a subnetwork (102), and one or more subnetworks form a mobile network. And
The terminal according to the present invention includes a receiving unit capable of receiving radio waves from a plurality of base stations by using a radio communication technology such as CDMA (Code Division Multiple Access), and the advertising router is a base station in each subnetwork. It is possible to receive subnetwork information transmitted through the plurality of subnetworks.
When the terminal moves between cells belonging to different sub-networks, the sub-networks are different because the prefix addresses included in the plurality of sub-network information transmitted by the advertising router transmitted from the base station are different. It has a detection part which detects that it is moving between.
[0015]
When the terminal is close to the base station near the cell center, the radio wave from one base station is strong and the signal strength sufficient for data communication is obtained, so the subnetwork information transmitted from one base station is received, A care-of address generator for generating a care-of address to be registered in the HA device from the prefix address of the sub-network information is provided.
The HA device includes a transfer unit that receives a packet sent to the home address of the terminal on behalf of the terminal on the home network and transfers the packet to the care-of address.
The terminal receives the packet sent to the care-of address by the receiving unit, so that the terminal can receive the packet delivered to the home address even at the destination.
[0016]
When a terminal moves within a cell and reaches the vicinity of a cell boundary forming a different subnetwork, the terminal receives radio waves of other subnetwork information from other advertising routers by the base station forming the cell. And a plurality of pieces of subnetwork information can be received.
[0017]
It is assumed that the sub-network information transmitted through the base station is different for each sub-network or different for each base station.
Further, the subnetwork information includes routing address information that is an address necessary for a packet to be transferred to each subnetwork, in addition to a prefix address necessary for generating a care-of address.
A part of the routing address information of the adjacent base station or subnetwork is set according to a predetermined rule.
[0018]
When the terminal receives a plurality of different subnetwork information near the boundaries of a plurality of cells each belonging to a different subnetwork, the terminal converts the plurality of information into one information that can be later decomposed and identified according to a predetermined rule. It has a processing unit that synthesizes and registers the location with the care-of address in the HA device.
[0019]
More specifically, each bit of the predetermined portion of the routing address is assigned in advance to a different subnetwork. The base station or the sub-network transmits the predetermined portion with the assigned bit set to “1” and the other bits set to “0”.
A common prefix address is given to the routing addresses of several sub-networks, and the routers in the mobile communication network can recognize one address group to which these routing addresses belong by this common prefix address. Set to.
[0020]
When a terminal receives a plurality of subnetwork information from a plurality of base stations near a cell boundary, if the prefix addresses of the routing addresses are the same and 1 is set to different bits of the predetermined part, A processing unit that generates a logical sum (OR) of the routing addresses as a routing header address and registers it in the HA device together with the care-of address.
[0021]
One of the IPv6 extension headers is called a Routing Header. The Routing Header includes a list of addresses through which the packet passes on the route from the transmission source to the destination, and the transmission source sets the first address of the list as the Destination Address of the IPv6 packet and transmits it. When the packet reaches the first address in the list, the node sets the next address in the list in Destination Address and forwards the packet to the next relay point. When the relay node performs the above processing, the packet reaches the final address of the list.
[0022]
When a routing header address is registered together with a care-of address in the HA device, the HA device uses an IPv6 Routing Header so that the packet reaches the home address via the registered routing header address and care-of address. And a transfer processing unit that performs packet transfer.
[0023]
The router in the mobile communication network is used when the address set in the Destination Address part of the packet transferred from the HA device is one of the address groups to which the routing address belongs and the specific part of the predetermined part is specified. When only 1 bit is set to “1”, a transfer processing unit that performs normal routing is provided.
[0024]
In addition, the transfer processing unit, when the address set in the Destination Address is one of the address group to which the routing address belongs, and "1" is set in the plurality of bits of the predetermined portion Breaks down the packet so that “1” is set in any one bit of the predetermined portion, and checks whether it is necessary to route each from a different interface of the router. If necessary, the transfer processing unit disassembles the routing address, copies other parts, and routes from each interface.
As a result, when a handoff that moves to another sub-network occurs, the terminal is connected to a base station of another sub-network that is considered to be a destination in advance in addition to the base station that is currently communicating before the hand-off occurs. It becomes possible to route the addressed packet. For this reason, it is possible to receive a packet addressed to the terminal immediately after execution of handoff, and to reduce packet loss even at the time of handoff.
[0025]
Further, as another aspect, the advertising router in each subnetwork in the mobile communication network is the first subnetwork information (referred to as main subnetwork information) for transferring packets in the subnetwork to the subnetwork information In addition, the second or higher subnetwork address information (referred to as subsubnetwork information) may be transmitted.
In this case, if the terminal receives radio waves from one base station, the terminal generates a care-of address based on the main subnetwork information. If radio waves are received from a plurality of base stations and the prefix parts of the received sub-subnetwork information are equal, a care-of address is generated based on the prefix parts and registered in the HA device.
[0026]
The routing table of the router in the mobile communication network includes routing information so that packets having the prefix portion of the sub-subnetwork information are multicast-routed to each base station that transmits the sub-subnetwork information. You only have to set it.
The effect similar to the above can be obtained also by this aspect.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a mobile data communication system according to the present embodiment.
In FIG. 1, in order to manage the location of the terminal (105), the HA device (101) receives a location registration request from the terminal (105) and manages the location of the terminal, and the terminal (105) is connected to the home network (107). And a processing unit that captures and encapsulates the IP packet addressed to the terminal (105) and transfers it to the registered care-of address when it exists in another sub-network (102, 114, 116). Reference numeral (108) denotes a network management device, which performs maintenance / operation management of routers and base stations in the mobile data communication system and makes settings for the routers by the operation of the administrator.
[0028]
(106, 111) is a router, which transfers IP packets.
(103, 113, 115) is an advertising router, which is arranged in each sub-network (102, 114, 116) of the mobile communication network, and the terminal is located with respect to the terminal (105) that has moved to the sub-network (102, 114, 116). The sub-network information is advertised through the respective base stations (104, 112, 117). The base station (104, 112, 117) communicates with the terminal (105) in the cell (109, 118, 119) by radio. Each subnetwork may be composed of a plurality of cells. The router (106) may be an advertising router, or an advertising router may be installed in the base station.
The terminal (105) receives the subnetwork information included in the advertisement message of the advertisement router (103) through the base station (104), generates a care-of address and a routing address, and registers it in the HA device (101) have.
[0029]
(110) is an IP network such as the Internet connected to a mobile network.
[0030]
FIG. 2 shows an example of the configuration of sub-network information transmitted by the advertising router (103), which is transmitted using a kind of Router Advertisement Message of ICMPv6 packet shown in the technical document RFC2461 published by IFTF. .
In this embodiment, a router advertisement message (Router Advertisement Message) defined in RFC2461 is extended to notify a terminal of a routing address.
[0031]
(208) indicates the type of the ICMP message, and 134 in the case of an advertisement message. (203) is a part that stores information about the prefix address included in the subnetwork information in the Router Advertisement Message, and (211) is the upper bit length indicating the prefix part of the prefix address shown in (212). Yes. (204) is a portion obtained by extending the Router Advertisement Message according to the present embodiment, and stores information on the routing address.
(213) indicates that the option part of (204) is routing address information, (216) is an area in which the routing address is stored, and (215) is a high-order part indicating the prefix part of the routing address (216). Indicates the bit length. A plurality of routing addresses (216) may exist in one ICMP message.
[0032]
The terminal (105) stores the home address in the home network (107), knows the prefix address of the network to which it currently belongs by looking at the prefix address (212) in the Router Advertisement Message, and belongs to the home network. It is possible to know whether the subnetwork has been moved by comparing with the care-of address.
[0033]
As the routing address (216) transmitted from the advertising router (103) to the terminal (105) through the base station (104), for example, an address in which “1” is set only in one of the lower 64 bits is set. In a routing address transmitted from a base station (for example, (112)) forming cells belonging to different sub-networks, “1” is set to different bits.
[0034]
FIG. 3 shows a configuration example of the routing address shown in (216).
(301) indicates the prefix part of the routing address, and (302) indicates an Interface ID. In the interface ID (302), 1 is set to 1 bit allocated in advance and 0 is set to the other bits at the time of transmission from one base station (104). The advertising router (113) belonging to the other subnetwork (114) adjacent to the subnetwork (102) passes through the base station (112), and the prefix part (301) is equal, and 1 is different for each bit of the interface ID (302). The routing address that is set is being sent.
[0035]
An example of generating a routing address when the terminal (105) receives a plurality of pieces of subnetwork information is shown.
When the terminal (105) moves from the home network to the subnetwork (102) in the mobile communication network and receives the ICMP Router Advertisement Message including the subnetwork information from the advertising router (103) through the base station (104). Reference is made to the prefix address (212) included in the subnetwork information.
[0036]
The terminal (105) detects that the sub-network has moved because the prefix address (212) of the sub-network being visited is different from the prefix address of the home network held by the terminal (105).
[0037]
If the terminal (105) has received one type of the above ICMP Router Advertisement Message, Mobile IPv6 (draft-ietf-mobileip -ipv6-13.txt) to generate a mobile IPv6 care-of address and register it in the HA device (101) using the Mobile IPv6 Binding Update packet.
[0038]
The routing address (216) of the routing address information part (204) is composed of an upper prefix part (301) masked by the prefix length (215) and a lower Interface ID (302) excluding the prefix part. When the prefix length (215) is 64, the Interface ID is 128-64 = 64 bits, and 1 is set to any one bit as described above.
When the terminal (105) receives a plurality of ICMP Router Advertisement Messages with different prefix information (203) from a plurality of sub-networks (102) (114) through a plurality of base stations (104) (112), Select one of the prefix information used up to or received prefix information. Then, the care-of address is similarly generated from the selected prefix information and registered in the HA device (101).
Also, when the terminal (105) includes a plurality of routing addresses (216) having the same prefix part (301) and different Interface ID (302) in a plurality of received ICMP Router Advertisement Messages, the terminal (105) Select a routing address. Further, the logical sum of each selected routing address is calculated, and a routing header address in which “1” is set in a plurality of bits of the Interface ID (302) is generated and registered in the HA device (101).
[0039]
The function of the terminal (105) in each embodiment may be realized by the CPU executing a program stored in the memory in the terminal (105), or the hardware in the terminal (105). The program executed by the CPU may be realized by using hardware.
[0040]
The generation of the routing header address will be described in detail with reference to FIG.
4 (a) and 4 (b) illustrate the routing address information unit (204) in FIG. 2, and the terminal (105) can be accessed from both the base station (104) and the base station (112).
It is an example of routing address information (204) of each received ICMP Router Advertisement Message.
Since the prefix length (401) of the routing header information part received from the advertising router (103) in the subnetwork (102) through the base station (104) is 64 bits, the prefix part (402) of the routing address is 5EFF: 45DE: 7300: AB23 Similarly, since the prefix length (403) of the routing address information received from the advertising router (113) in the subnetwork (114) through the base station (112) is 64 bits, the prefix part (404) is 5EFF: 45DE: 7300: AB23 Therefore, the prefix part (402) and the prefix part (404) are equal.
[0041]
Further, the interface ID (405) of the routing address received from the advertising router (103) in the subnetwork (102) through the base station (104) is 0: 80: 0: 0, and the subnetwork through the base station (112) The interface ID (406) of the routing address received from the advertising router (113) in (114) is 0: 0: 0: 2.
[0042]
Therefore, the terminal (105) calculates the logical sum of the routing addresses received from the advertising router (103) in the sub-network (102) and the advertising router (113) in the sub-network (114), and FIG. As shown in c), the synthesized routing header address 5EFF: 45DE: 7300: AB23: 0000: 0000: 0080: 0002 is obtained, and this routing header address is registered in the HA device (101).
[0043]
In this embodiment, after the terminal (105) shown in Mobile IPv6 (draft-ietf-mobileip-ipv6-13.txt) moves from the home network (101), it moves from the destination subnetwork (102) to the HA device ( 101) extends the format of the Binding Update packet used when performing location registration.
[0044]
FIG. 5 illustrates an extended format.
[0045]
As specified in Mobile IPv6, the home address option part of the Binding Update packet stores the home address of the terminal (105) that sent this packet, and the source IPv6 address is stored in the destination subnetwork (102). A care-of address temporarily used by the terminal (105) is set.
(503) is a sub-option included in the option of the Binding Update packet, which is a part extended by the present embodiment to store the routing header address.
(513) indicates that the suboption stores the routing header address, (514) indicates the length of the suboption, and (515) indicates the prefix length of the routing header address shown in (516). , (516) indicate addresses to be added to the routing header when the HA device (101) captures and transfers a packet addressed to the home address of the terminal (105).
[0046]
By using the Binding Update packet shown in FIG. 5, the terminal (105) gives the HA device (101) a routing header address (516) in addition to the care-of address set in the source IPv6 address of the Binding Update packet. Register.
[0047]
FIG. 13 shows a hardware configuration example of the HA device or router. (1501) is a CPU, (1502) is a memory, (1503) (1504) and (1505) are network interfaces, and (1506) is a switch.
A CPU (1501), a memory (1502), and network interfaces (1503 to 1505) are connected to each other through a switch (1506). When the CPU (1501) operates as an HA device, the CPU (1501) operates according to the HA device program stored in the memory (1502), and sends the Binding Update packet from the mobile terminal (105) to the network interface (1503) to The location of the mobile terminal is managed by receiving at (1505).
[0048]
The memory (1502) stores a table (described later with reference to FIG. 6) for managing terminal location information, and is used for the source IPv6 address included in the BindingUpdate packet from the terminal (105). The table is created and updated based on the care-of address, the routing header address (516), and the home address stored in the home address option.
[0049]
When the terminal (105) is moving, an entry is created in the table of FIG. 6, and when the HA device (101) captures a packet addressed to the terminal (105), the captured packet is, for example, The CPU (1501) encapsulates and performs processing of transferring through the network interfaces (1503) to (1505) based on the location information for each terminal registered in FIG.
[0050]
FIG. 6 is a configuration example of the location management table of the terminal (105) provided in the HA device (101).
In FIG. 6, (601) is the home address in the home network (107) of the terminal (105), and (602) is temporarily used by the terminal (105) in the destination subnetwork (102) (114). (603) is a routing header generated based on the routing address (402) (405) (404) (406) included in the subnetwork information received by the terminal (105) in the destination subnetwork. Address.
(604) shows the validity period of the location management information of the terminal (105) held by the HA device (101), and the Binding Update packet is sent from the terminal (105) before the validity period expires If there is no entry and the entry is not updated, it is deleted.
[0051]
When the Binding Update packet shown in FIG. 5 is sent from the terminal (105) to the HA device (101), the HA device (101) extracts the home address of the terminal (105) from the home address option of the Binding Update packet ( 601), the care-of address used by the terminal (105) at the destination is extracted from the source IP address of the Binding Update packet and used for the (602) entry, and the routing header address (516) Is extracted and used for the entry of (603) to manage the location information of the terminal (105).
[0052]
When the HA device (101) is connected to the LAN, packets addressed to the home address (601) of the terminal (105) registered in the location management table shown in FIG. Use to capture. The captured packet is encapsulated and sent to a care-of address in the subnetwork where the terminal (105) exists. If the routing header address to the terminal (105) is also registered in the HA device (101), first set the routing header address as the destination address and use the IPv6 packet routing header function to Is set so that it is further forwarded to the care-of address at the destination.
[0053]
Next, the operation of the router in the mobile communication network will be described.
[0054]
The advertising router (103) enters the cell (109) through the base station (104), for example, 2001: 4555: 7300: AB23: 0000: 0000: 0000: 0000 as the prefix address (212) of the subnetwork (102), It is assumed that 5EFF: 45DE: 7300: AB23: 0000: 0000: 0080: 0000 as the routing address (216) and 64 as the prefix length (215) of the routing address are transmitted,
The advertising router (113) enters the cell (118) through the base station (112), for example, 2001: 0000: 3333: ABCD: 0000: 0000: 0000: 0000 as the prefix address (212) of the subnetwork (114), It is assumed that 5EFF: 45DE: 7300: AB23: 0000: 0000: 0000: 0002 as the routing address (216) and 64 as the prefix length (215) of the routing address are transmitted,
The advertising router (115) enters the cell (119) through the base station (117), for example, 2001: 0000: 3333: 5555: 0000: 0000: 0000: 0000 as the prefix address (212) of the subnetwork (116), It is assumed that 5EFF: 45DE: 7300: AB23: 0040: 0000: 0000: 0000 as the routing address (216) and 64 as the prefix length (215) of the routing address are transmitted.
[0055]
The boundary between the cell (109) formed by the base station (104) belonging to the subnetwork (102) and the cell (118) formed by the base station (112) belonging to the subnetwork (114). If the subnetwork information from both base stations (104) and (112) can be received in the vicinity, the terminal (105) and the routing address (402) (405) from the subnetwork (102) Assume that two routing addresses (404) and (406) are received from the subnetwork (114). If both routine addresses are masked with the prefix length 64 of the routing address, both prefix parts (402) and (404) are equal, so the logical sum of both is calculated and the routing address is 5EFF: 45DE: 7300: AB23: 0000 : 0000: 0080: 0002 is generated, and this routing header address is registered in the HA device (101).
[0056]
When the router is configured using the hardware configuration diagram shown in FIG. 13, the CPU (1501) operates according to the router program stored in the memory (1502). Packets received from the network interfaces (1503) to (1505) are temporarily stored in the memory (1502). The CPU (1502) searches the routing table or multicast routing table stored in the memory (1502) according to the packet destination address, determines the network interface that outputs the received packet, and determines the received packet. Send out from the interface. The CPU (1502) also executes other packet copy processing necessary for multicast routing.
[0057]
In the routing table stored in the router's memory (1502) in the Internet (110), packets with the same prefix as the prefix part of the above routing address will be sent to the router (111) as a gateway to the mobile network. Assume that it is set to be forwarded.
When the prefix of the destination address of the packet received from the HA device (101) matches the prefix part of the routing address and “1” is set in a plurality of bits of Interface ID, the router (106) Generates and transmits a packet having a destination address in which “1” is set for each bit of the Interface ID.
[0058]
Alternatively, the router (106), based on the multicast routing table as shown in FIG. 7, for the packet matching the prefix part determined from the destination address (901) and the prefix length (905) of the destination address, (902 ) (903) (904) The packet may be copied and transmitted to the destination shown in each interface column. In that case, the IP address of the receiving destination may be copied as it is, or an address in which “1” is set only in the bit indicating the sub-network to be transferred from each interface to the Interface ID. It may be set as.
[0059]
Each advertising router (103), (113), and (115) receives a packet with a routing header encapsulated and transferred from the HA device (101) to the mobile terminal (105), for example, the destination address shown in FIG. If it has the same prefix part as determined from (901) and the prefix length of the destination address (905), the routing header included in the packet is processed, the destination address is changed to the care-of address, and each base The base station sends it to the terminal (105) existing in the cell formed by itself.
[0060]
The operation when the terminal (105) hands off from the cell (109) in the subnetwork (102) to the cell (118) in the subnetwork (114) will be described with reference to FIG.
The terminal (105) first receives the subnetwork information from the advertising router (103) in the cell (109) served by the base station (104) (1001),
Location registration is performed by generating a care-of address and sending a Binding Update to the HA device (101) via the base station (103) (1002).
[0061]
When the HA device (101) receives the Binding Update, it returns a Binding Acknowledge of confirmation to the terminal (105) (1003),
Thereafter, the HA device (101) captures the packet addressed to the home address of the terminal (105) (1004),
The encapsulated data is transferred to the care-of address and delivered to the terminal (105) (1005) (1006).
[0062]
When the terminal (105) moves near the boundary between the cell (109) and the cell (118) and is ready to receive radio waves from both the base station (104) and the base station (112), the terminal (105) The sub-network information of the sub-network (102) sent from the advertising router (103) and the sub-network information of the sub-network (114) sent from the advertising router (113) are received (1007) (1008 )
[0063]
The terminal (105) examines the routing address in addition to the prefix address used to generate the care-of address, and performs an OR operation on each bit of the routing address received from both base stations in addition to the care-of address. The address is generated as a routing header address, and each is registered in the HA device (101) (1009).
[0064]
Upon receiving the Binding Update, the HA device (101) returns a Binding Acknowledge of confirmation to the terminal (105), and stores the routing address in addition to the care-of address. (1010)
After that, the HA device (101) captures the packet addressed to the terminal (105) (1011),
Encapsulate. The encapsulated packet is sent to the routing address first, then to the care-of address, so that the destination address is the above-mentioned routing header address generated by the terminal (105), and the routing header is A care-of address is set and transferred (1012).
[0065]
When a packet in which a routing address prefix is set as a destination address is transferred to the router (106) in the mobile communication network, the packet is sent to an address in which the interface ID of the packet is set bit by bit. The packet is copied and transmitted. (1013) (1016)
The advertising router (103) (113) that is sending the routing address processes the routing header when the above-mentioned copied packet is sent, sets the care-of address to the destination address, (1014) (1017) sent to base station (104) (112)
The base station (104) (112) sends the packet to the terminal (105) (1015) (1018).
[0066]
Therefore, before the terminal (105) starts handoff to the cell (118), the packet can be transferred in advance to the cell (118) considered to be the handoff destination. In addition, the terminal (105) can receive a packet addressed to the care-of address before and after the movement, thereby realizing a handoff with less packet loss.
[0067]
If the terminal (105) moves further and can only receive radio waves from the base station (112) (1019),
The terminal (105) generates a care-of address based only on the subnetwork information of the subnetwork (114) received from the advertising router (113) through the base station (112) to the HA device (101), and binds the HA device to the HA device with Binding Update. Register location (1020),
The HA device (101) returns a location registration confirmation (1021) to the terminal (105) by Binding Acknowledge.
[0068]
Thereafter, the HA device (101) captures the packet addressed to the terminal (105) (1022),
It is encapsulated, transferred to the care-of address, and delivered to the terminal (105) (1023) (1024).
[0069]
Next, as another embodiment, an example will be described in which a part of the prefix address included in the subnetwork information transmitted from the advertising router (103) of FIG. 1 through the base station (104) is used as the subnetwork instruction unit. According to this embodiment, it is not necessary to newly provide a field for the subnetwork instruction section as in the first embodiment.
[0070]
FIG. 9 is a configuration example of prefix information sent by the advertising router.
The lower 64 bits are the interface ID (1103) of the advertising router. The upper 64 bits are the prefix part (1101), and for example, the lower 16 bits of the prefix part are used as the subnetwork instruction part (1102).
[0071]
When the terminal receives the subnetwork information included in the Router Advertisement Message transmitted by the advertising router, the terminal can know the prefix of the subnetwork to which the terminal belongs from the prefix address and the prefix length (211).
[0072]
A care-of address generation method when the terminal (1205) receives subnetwork information included in the advertisement message transmitted by the advertisement router from a plurality of base stations will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the lower 16 bits of the prefix part (1101) is the subnetwork instruction part (1102), and the terminal (1205) knows its position in advance or can know it from information from the advertising router. And
[0073]
The terminal (1205) holds 3EF0: 35FA: 7823: AB76: 0080: 35FF: FEBC: 12E8 as the home address in the home network, and the lower 64 bits of the terminal are uniquely assigned to each terminal as an Interface ID. , And used when generating a care-of address in the destination network.
[0074]
The terminal (1205) receives the first advertisement message (1206) transmitted from the advertisement router (103) through the base station (104) at the destination and receives the prefix address and prefix length of the prefix information in the first advertisement message (1206). 5EFF: 45DE: 7300: 0040: 0000: 0000: 0000: 0000 is generated as a first care-of address prefix from the field.
[0075]
Similarly, the terminal (1205) receives the second advertisement message (1207) transmitted by the advertisement router (113) through the base station (112), and includes the prefix address and prefix length fields of the prefix information therein. To 5EFF: 45DE: 7300: 0001: 0000: 0000: 0000: 0000 as a second care-of address prefix.
[0076]
The terminal (1205) compares the two, and when the prefix 5EFF: 45DE: 7300 excluding the subnetwork directive matches, performs the logical OR operation of both prefixes, and combines 5EFF: 45DE: 7300: 0041: Let 0000: 0000: 0000: 0000 be a prefix indicating two subnetworks.
[0077]
Further, the terminal (1205) uses the IPv6 Auto Configuration function, and uses the synthesized prefix and the interface ID uniquely assigned to the terminal (1205) as the care-of address (1211), and 5EFF: 45DE : 7300: 0041: 0080: 35FF: FEBC: 12E8 is generated and registered in the HA device (101).
[0078]
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
The router (106) that forwards the packet in the mobile communication network creates a routing table based on the routing information received from the other router by the router (106) and the routing information of the own router, and the routing information between the other routers. Replace.
When the router (106) has its own router or the routing information received from another router, and the part of the prefix address of the subnetwork information advertised by the advertising router excluding the subnetwork instruction part, A processing unit is provided for adding a logical sum operation result of prefix addresses of a plurality of matching subnetwork information to the routing table.
[0079]
In the routing table of each router (106) in the mobile communication network, a packet in which a plurality of bits in the subnetwork instruction part of the destination address is set to “1”, and any one bit in the subnetwork instruction part is “ The IP address set to “1” is set to be transferred to the advertising router that advertises as the prefix part (1101).
[0080]
When an IP packet (1208) addressed to the terminal (1205) in which a plurality of bits in the subnetwork instruction section (1102) of the destination address is set to “1” is sent to the router (106), the router (106) The unit (1102) generates a plurality of packets having a prefix set to “1” bit by bit and transmits the packets to the corresponding subnetwork (1209) (1210).
[0081]
At this time, if the next-hop routers match for a plurality of packets, that is, for a plurality of packets whose next transfer destination is the same router, one copied packet is transmitted. In this state, the terminal (105) has a packet in which only one bit is set to “1” as a care-of address, in addition to the one in which a plurality of bits of the subnetwork instruction unit (1102) are set to “1”. It is set so that it can be received (1211).
[0082]
As described above, when the terminal (1205) becomes ready to receive radio waves from the plurality of base stations (104) (112) near the boundary of the subnetwork (102) (114), the terminal (1205) becomes a destination before the handoff occurs. Packets can be routed to base stations in other possible sub-networks. Therefore, it is possible to receive a packet addressed to the terminal (1205) immediately after the occurrence of handoff, and it is possible to execute a handoff with little packet loss.
[0083]
FIG. 11 shows an operation when the terminal receives the subnetwork information from the base station.
When the terminal receives the subnetwork information from the advertising router via the base station, it stores this (1301),
Compare prefix addresses obtained from multiple subnetwork information received in a certain time (1302)
If the subnetwork instruction units are different, an OR operation is performed and this is used as a prefix address to generate a care-of address (1303).
[0084]
Check whether the generated care-of address is different from the one registered last time (1304),
Check if the lifetime has expired since the last registration (1305)
When it corresponds to either one, a Binding Update is transmitted to the HA device to perform location registration (1306).
[0085]
FIG. 12 shows the operation when the router device (106) receives a packet addressed to a care-of address or having a routing address.
When the router receives a packet for transfer within the mobile communication network (1401),
Check the destination IP address in the packet and if it matches the prefix part used in the care-of address (1403),
Check whether multiple bits are set in the subnetwork directive (1404)
If only 1 bit is set, normal transfer processing is performed (1409).
[0086]
When multiple bits are set, the address of the subnetwork indicator is disassembled into addresses set for each matching bit (1407)
Copy the packet for each interface that has a matching prefix in the routing table (1408),
The packet is transmitted (1409).
[0087]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to route packets to a handoff destination base station in advance before handoff is performed, and to reduce packet loss during handoff.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a mobile communication network using the present embodiment.
FIG. 2 is a packet format example for advertising subnetwork information.
FIG. 3 is a configuration example of a routing address using the present embodiment.
FIG. 4 is an example of generation of a routing header address using the present embodiment.
FIG. 5 is a configuration example of a location registration packet.
FIG. 6 is a configuration example of a location management table in the HA device.
FIG. 7 is a configuration example of a multicast routing table in a router.
FIG. 8 is a sequence diagram when the terminal performs handoff.
FIG. 9 is a configuration example of prefix information in another embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of another embodiment.
FIG. 11 is a flowchart when the terminal performs location registration.
FIG. 12 is a flowchart when a router transfers a packet.
FIG. 13 is a configuration example of an HA device and a router.
[Explanation of symbols]
101 ... HA equipment, 102, 114, 116 ... Subnetwork, 103, 113, 115 ... Advertising router, 104, 112, 117 ... Base station, 105 ... Terminal, 106 ... Router, 107 ... Home network, 108 ... Network management device, 109, 114, 119 ... Cell, 110 ... Internet 204 ... ICMPv6 routing address Option part, 301 ... Routing address prefix part, 302 ... Interface ID, 401 ... Prefix length, 402 ... Prefix part, 403 ... Interface ID, 503 ... IPv6 Binding Update Routing header address suboption extension part, 601 ... Home address, 602 ... Care-of address, 603 ... routing header address, 604 ... lifetime, 901 ... destination address, 902 ... first transmission interface, 903 ... second transmission interface, 904 ... third transmission interface, 905 ... prefix length, 1101 ... prefix part 1102 ... Subnetwork instruction unit, 1103 ... Interface ID, 1206 Subnetwork information, 1207 ... subnetwork information, 1208 ... IP packet, 1209 ... copied IP packet, 1210 ... copied IP packet, 1211 ... can receive the care of address.

Claims (8)

複数の基地局からの電波を受信する手段を有する端末と、前記端末が所属するホームネットワークと前記端末の移動先となる複数のサブネットワークと、
前記各サブネットワーク内に、当該サブネットワークの情報を前記基地局経由で前記端末に対して広告する広告ルータと、
前記端末の位置情報を管理し、前記端末の移動先サブネットワークで一時的に使用するアドレスとなるルーティングアドレスを登録する手段と、前記端末が移動して前記ルーティングアドレスが登録されている場合に、前記端末のホームネットワークでの宛先となるホームアドレスに届いた前記端末宛てのパケットを捕捉して、登録された前記ルーティングアドレスに従い、前記移動先サブネットワークに転送する手段とを備えたホームエージェント装置を備え、
前記広告ルータは、当該サブネットワーク情報として、ルーティングアドレスのInterface IDとプレフィックス部とを基地局から広告する手段を備え、
前記端末は、前記サブネットワークに移動している場合に、プレフィックス部が等しくInterface IDが異なる複数のルーティングアドレスを受信した場合には、前記複数のルーティングアドレスを、1つのルーティングヘッダアドレスに合成し、前記ホームエージェント装置に登録する手段を備える移動体通信システム。
A terminal having means for receiving radio waves from a plurality of base stations; a home network to which the terminal belongs; a plurality of sub-networks to which the terminal is moved;
In each subnetwork, an advertising router that advertises information of the subnetwork to the terminal via the base station;
Means for managing the location information of the terminal and registering a routing address which is an address temporarily used in a movement destination sub-network of the terminal; and when the terminal is moved and the routing address is registered, A home agent device comprising: means for capturing a packet addressed to the terminal that has arrived at a home address that is a destination in the home network of the terminal, and transferring the packet to the destination subnetwork according to the registered routing address Prepared,
The advertising router includes means for advertising the interface ID and prefix portion of the routing address from the base station as the subnetwork information,
When the terminal moves to the subnetwork and receives a plurality of routing addresses having the same prefix part and different interface IDs, the terminal combines the plurality of routing addresses into one routing header address, A mobile communication system comprising means for registering with the home agent device.
請求項1記載の移動体通信システムにおいて、
前記サブネットワーク毎に、前記Interface IDに異なる1ビットを割り当て、
前記広告ルータは、サブネットワーク毎に割り当てられたビットを”1”に設定したルーティングアドレスを含んだ前記サブネットワーク情報を送信する手段を備え、
前記端末は、受信した複数の前記サブネットワーク情報に含まれるルーティングアドレスのプレフィックス部が一致する場合に、受信した前記複数のサブネットワーク情報に含まれるルーティングアドレスのInterface IDの論理和を計算し、演算結果を前記合成されたルーティングヘッダアドレスとする手段を備える移動体通信システム。
The mobile communication system according to claim 1, wherein
A different bit is assigned to the Interface ID for each subnetwork,
The advertising router includes means for transmitting the subnetwork information including a routing address in which a bit assigned to each subnetwork is set to “1”.
The terminal calculates a logical sum of the interface IDs of the routing addresses included in the received plurality of subnetwork information when the prefix portions of the routing addresses included in the received plurality of subnetwork information match, and calculates A mobile communication system comprising means for setting a result as the synthesized routing header address.
請求項2記載の移動体通信システムにおいて、
前記ホームエージェント装置は、
前記端末から送られてきた気付けアドレスと、前記ルーティングヘッダアドレスと、前記端末のホームアドレスとの組み合わせを記憶する手段と、
前記端末のホームアドレス宛てに送られてきたパケットのルーティングヘッダアドレスとして、前記気付けアドレスを設定する手段と、
前記気付けアドレスを設定したパケットをカプセル化し、受信先アドレスとして前記ルーティングヘッダアドレスを設定する手段と、
前記カプセル化したパケットを送出する手段を備える移動体通信システム。
The mobile communication system according to claim 2, wherein
The home agent device
Means for storing a combination of the care-of address sent from the terminal, the routing header address, and the home address of the terminal;
Means for setting the care-of address as a routing header address of a packet sent to the home address of the terminal;
Means for encapsulating a packet in which the care-of address is set, and setting the routing header address as a destination address;
A mobile communication system comprising means for sending the encapsulated packet.
請求項1記載の移動体通信システムにおいて、
前記移動体通信ネットワーク内のルータは、
前記ホームエージェント装置から届いた前記ルーティングヘッダアドレスが受信先アドレスに設定されたパケットで、Interface IDの複数ビットに”1”が設定されているパケットから、Interface IDのいずれか1ビットが”1”に設定された受信先アドレスを持つパケットを生成して送信する手段、または、
前記広告ルータが広告しているサブネットワーク情報のルーティングアドレスと同じプレフィックスを受信先アドレスとするパケットを、Interface IDのいずれか1ビットが”1”に設定されているアドレスを広告している前記広告ルータまで転送されるように設定されているルーティングテーブルを備える移動体通信システム。
The mobile communication system according to claim 1, wherein
The router in the mobile communication network is
A packet in which the routing header address received from the home agent device is set as a destination address, and one bit of the Interface ID is “1” from a packet in which “1” is set in a plurality of bits of the Interface ID. Means to generate and send a packet with a recipient address set to, or
The advertisement that advertises an address in which any one bit of the Interface ID is set to “1” for a packet having the same prefix as the routing address of the subnetwork information advertised by the advertising router. A mobile communication system comprising a routing table configured to be transferred to a router.
請求項1に記載の移動体通信システムにおいて、
前記広告ルータが広告しているサブネットワーク情報のプレフィックス部の一部を、サブネットワーク指示ビットとして、サブネットワーク毎に異なる1ビットを割り当て、
前記サブネットワーク内の基地局は、割り当てられたビットを”1”に設定したサブネットワーク情報を送信する手段を備え、
前記端末は、受信した複数のサブネットワーク情報のプレフィックス部の、前記サブネットワーク指示ビット部を除いた部分が一致する場合に、受信した前記複数のサブネットワーク情報のプレフィックス部の論理和を計算し、演算結果をプレフィックス部とする気付けアドレスを生成してホームエージェント装置に登録する手段を備え、
移動体通信ネットワーク内のルータは、転送するパケットの受信先アドレスの前記サブネットワーク指示ビットが複数”1”に設定されている場合は、前記サブネットワーク指示部のいずれか1ビットが”1”に設定されているアドレスをサブネットワーク情報のプレフィックス部として広告している広告ルータまで転送されるように設定されているルーティングテーブルを備える移動体通信システム。
The mobile communication system according to claim 1, wherein
A part of the prefix part of the subnetwork information advertised by the advertising router is used as a subnetwork instruction bit, and a different bit is assigned to each subnetwork.
The base station in the sub-network comprises means for transmitting sub-network information with the assigned bit set to “1”,
The terminal calculates a logical sum of the prefix portions of the received plurality of subnetwork information when the portions of the received prefix portions of the plurality of subnetwork information match the portion excluding the subnetwork instruction bit portion. A means for generating a care-of address with the operation result as a prefix part and registering it with the home agent device is provided
When a plurality of subnetwork instruction bits of a destination address of a packet to be transferred are set to “1”, a router in the mobile communication network sets any one bit of the subnetwork instruction unit to “1”. A mobile communication system comprising a routing table that is set to be transferred to an advertising router that advertises a set address as a prefix part of subnetwork information.
請求項1記載の移動体通信システムにおいて、
当該移動体通信ネットワーク内において前記パケットを転送するルータを複数備え、
各サブネットワーク内の前記広告ルータは、当該サブネットワーク内にパケットを転送するための主サブネットワーク情報と、副サブネットワーク情報を含むサブネットワーク情報を広告する手段を備え、
前記端末は、一つの基地局から前記サブネットワーク情報を受信している場合には、前記主サブネットワーク情報に基づいて気付けアドレスを生成する手段と、複数の基地局から前記サブネットワーク情報を受信しており、受信した複数の前記副サブネットワーク情報のプレフィックス部が等しい場合には、当該プレフィックス部に基づいて気付アドレスを生成する手段と、前記生成した気付けアドレスを前記ホームエージェント装置に送信する手段とを備え、
前記パケットを転送するルータは、前記副サブネットワーク情報のプレフィックス部を持つパケットを、当該副サブネットワーク情報を送信している各基地局までマルチキャストルーティングされるように設定されたルーティングテーブルを備える、移動体通信システム。
The mobile communication system according to claim 1, wherein
A plurality of routers for transferring the packets in the mobile communication network;
The advertising router in each subnetwork comprises means for advertising main subnetwork information for forwarding packets into the subnetwork and subnetwork information including subsubnetwork information,
When the terminal receives the subnetwork information from one base station, the terminal receives the subnetwork information from a plurality of base stations and means for generating a care-of address based on the main subnetwork information. Means for generating a care-of address based on the prefix part, and means for transmitting the generated care-of address to the home agent device if the prefix parts of the plurality of sub-subnetwork information received are equal. With
The router that forwards the packet includes a routing table that is set so that a packet having a prefix portion of the sub-subnetwork information is multicast-routed to each base station that is transmitting the sub-subnetwork information. Body communication system.
請求項4または請求項5または請求項6に記載の移動体通信システムにおいて、
端末は複数の気付けアドレス宛てパケットを受信処理する手段を備える移動体通信システム。
The mobile communication system according to claim 4 or claim 5 or claim 6,
A mobile communication system, wherein the terminal includes means for receiving and processing packets addressed to a plurality of care-of addresses.
請求項5記載の移動体通信システムは、
当該移動体通信ネットワーク内において前記パケットを転送するルータを複数備え、
前記ルータのいずれかは、他のルータから受信したルーティング情報と自ルータのルーティング情報に基づいてルーティングテーブルを作成し、他のルータ間でルーティング情報を交換する手段と、
自ルータが持つ、あるいは他のルータから受信したルーティング情報と、前記広告ルータが広告している複数のサブネットワーク情報のプレフィックス部からサブネットワーク指示部を除いた部分とが一致する場合、一致する複数のサブネットワーク情報のプレフィックス部の論理和の計算結果を前記ルーティングテーブルに追加する手段を備える移動体通信システム。
The mobile communication system according to claim 5 is:
A plurality of routers for transferring the packets in the mobile communication network;
Any of the routers creates a routing table based on the routing information received from other routers and the routing information of its own router, and exchanges routing information between other routers;
If the routing information of the own router or received from other routers matches the part of the subnetwork information advertised by the advertising router excluding the subnetwork instruction part, the matching multiple A mobile communication system comprising means for adding a logical sum calculation result of the prefix part of the subnetwork information to the routing table.
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