JP4152646B2 - Communication method for mobile packet communication system - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体パケット通信システムにおける通信方法に関し、特に、互いにネットワークにより接続された多数の基地局と、これら基地局に対して無線によりパケット通信を行う機能を有する多数の移動端末と、によって構成された移動体パケット通信システムにおいて、ホーム基地局から外部基地局宛のパケットの転送技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及とともに、ここ数年来、移動体からのインターネットへのアクセス環境が整ってきている。ユーザは、いわゆるノート型パソコン、携帯電話、ＰＤＡ機器などの移動端末を用いて、サービス提供エリア内の任意の場所からインターネットへのアクセスが可能になる。一般的な移動体パケット通信システムでは、互いにネットワークにより接続された多数の基地局を、サービス提供エリア内に設置し、個々の移動端末について、それぞれ最寄りの基地局との間で無線による交信が行われる。移動端末の移動により、現在交信中の基地局との間の通信環境が悪化した場合には、より良好な通信環境が得られる隣接した基地局に対する交信に切り換えることにより、サービス提供エリア内の任意の場所において良好な通信環境を維持することが可能になる。別言すれば、個々の基地局には、それぞれ担当エリアが設けられ、それぞれ自己の担当エリア内に位置する移動端末との間で交信が行われることになる。
【０００３】
インターネットでは、情報パケットの通信プロトコルとして、ＩＰプロトコルが用いられているため、個々の移動端末からインターネットへアクセスする際には、それぞれ所定のＩＰアドレスを用いてアクセスを行う必要がある。このため、ＩＰプロトコルを利用したネットワーク接続サービスを提供することができる一般的な移動体パケット通信システムでは、個々の移動端末に対して、予め、それぞれ固有のホーム基地局（一般にホームエージェントと呼ばれている）を定めておき、このホーム基地局の管理下にある所定のＩＰアドレスを移動端末に対して与える方法が採られる。インターネット上の任意のサーバから、特定の移動端末のＩＰアドレス宛に送信されてきた情報パケットは、当該ＩＰアドレスを管理するホーム基地局を窓口として届けられ、このホーム基地局から特定の移動端末に対して配信される。
【０００４】
ただ、個々の移動端末は、自己のホーム基地局の担当エリア内に常に存在するとは限らず、自己のホーム基地局以外の外部基地局（一般に外部エージェントと呼ばれている）の担当エリアへと移動する場合がある。したがって、移動体パケット通信システムでは、自己のホーム基地局の担当エリア外へ移動してしまった移動端末に対して、何らかの情報パケットが送られてきた場合に、当該情報パケットを、当該移動端末が現在存在するエリアを担当する外部基地局（外部エージェント）へ届けるための転送処理（一般にトンネリング処理と呼ばれている）が必要になる。このような転送処理を可能にするために、各移動端末は、外部基地局の担当エリアへ移動したときに、当該外部基地局を転送先として示す気付アドレスを、自己のホーム基地局に登録する処理を行う。ホーム基地局に届いた情報パケットの宛先が、何らかの気付アドレスが登録されている移動端末であった場合、当該情報パケットを、当該気付アドレス宛に転送する処理を行うようにすれば、移動端末は転送されてきた情報パケットを外部基地局経由で受け取ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＩＰプロトコルによる情報パケットの送受信が可能な一般的な移動体パケット通信システムでは、外部基地局の担当エリア内にいる移動端末は、ホーム基地局からの気付アドレスへ向けた転送処理により、自己宛の情報パケットを受信することになる。ところが、ユーザが自動車や列車などの移動手段を利用して、比較的高速に移動している場合、ホーム基地局から気付アドレスへ向けた転送処理が行われても、その時点では、移動端末が既に別な外部基地局の担当エリアに移動してしまっている事態が生じる可能性がある。もちろん、移動端末が新たなエリアへ移動した場合、ホーム基地局に登録されている気付アドレスを、新たなエリアを担当する外部基地局の気付アドレスに更新する処理が行われることになるが、移動端末が高速に移動している場合、このような更新処理が間に合わない事態が生じるおそれがある。このような事態が生じると、配信対象となった情報パケットは、宛先となる移動端末まで届かなくなり、配信エラーが発生する。
【０００６】
一般的なＩＰプロトコルによるパケット通信では、配信エラーが生じた情報パケットについては、再度の配信が試みられることになるが、リアルタイムで配信する必要がある情報パケットについて配信エラーが生じると、重大な支障が生じてしまう。たとえば、ユーザが、いわゆるストリーミングにより配信される映像コンテンツを移動端末で受信していた場合、特定の情報パケットが所定の時間内に届かないと、映像コンテンツの再生が一時中断してしまうことになる。あるいは、高速移動中の移動端末に呼び出しパケットを配信するような場合、気付アドレスの更新が次から次へと連続して行われると、呼び出しパケットを繰り返し送信しても、高速移動中の端末には届かない事態も生じる。
【０００７】
また、高速に移動中の移動端末は、複数の担当エリアを次から次へと移動することになるが、新たな担当エリアへ移動するたびに、ホーム基地局における気付アドレスを更新する処理が行われると、更新処理が極めて頻繁に行われることになる。このため、新たな気付アドレスを報知するための情報パケットが頻繁にホーム基地局へと送信されることになり、トラヒックの増大を招く結果になる。
【０００８】
そこで本発明は、移動端末が高速に移動中であっても、情報パケットの配信エラーが生じないような移動体パケット通信システムの通信方法を提供することを目的とし、また、トラヒックの増大を避けることが可能な移動体パケット通信システムの通信方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
(1) 本発明の第１の態様は、互いにネットワークにより接続された多数の基地局と、これら基地局に対して無線によりパケット通信を行う機能を有する多数の移動端末と、によって構成された移動体パケット通信システムにおける通信方法において、
パケット通信プロトコルとしてＩＰプロトコルを用い、各基地局に対してネットワークアドレスを付与し、
各移動端末に対して、それぞれ所定の基地局をホーム基地局として設定し、当該ホーム基地局のネットワークアドレスを含むＩＰアドレスを付与し、
予め、互いに地理的近傍位置に配置された複数の基地局を１つのグループと定義することにより、多数の基地局を複数のグループに分類し、このグループ分類情報をデータベースとして用意し、
各移動端末には、通信時において、良好な通信環境が得られる特定の基地局を１つ選択し、この選択した基地局との間で交信を行う機能をもたせ、この移動端末による選択により、ホーム基地局以外の基地局が選択された場合には、当該移動端末について、当該選択された基地局を転送先として示す気付アドレスがホーム基地局に登録されるようにし、
各基地局には、
(a) 自己をホーム基地局とする移動端末宛のパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていない場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理を行わせ、
(b) 自己をホーム基地局とする移動端末宛のパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていた場合には、当該気付アドレスによって示される気付先基地局に対して当該パケットを転送するとともに、前記データベースを参照することにより、当該気付先基地局と同一のグループに所属する基地局に対して当該パケットの複製を転送する処理を行わせ、
(c) 別な基地局から所定の移動端末宛のパケットが転送されてきた場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理を行わせるようにしたものである。
【００１０】
(2) 本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る移動体パケット通信システムにおける通信方法において、
各基地局のそれぞれに、全基地局についてのグループ分類情報をデータベースとして用意しておき、このデータベースを参照することにより、気付先基地局と同一のグループに所属する基地局に対するパケット転送処理が行われるようにしたものである。
【００１１】
(3) 本発明の第３の態様は、互いにネットワークにより接続された多数の基地局と、これら基地局に対して無線によりパケット通信を行う機能を有する多数の移動端末と、によって構成された移動体パケット通信システムにおける通信方法において、
パケット通信プロトコルとしてＩＰプロトコルを用い、各基地局に対してネットワークアドレスを付与し、
各移動端末に対して、それぞれ所定の基地局をホーム基地局として設定し、当該ホーム基地局のネットワークアドレスを含むＩＰアドレスを付与し、
予め、互いに地理的近傍位置に配置された複数の基地局を１つのグループと定義することにより、多数の基地局を複数のグループに分類し、このグループ分類情報をデータベースとして用意し、
各移動端末には、通信時において、良好な通信環境が得られる特定の基地局を１つ選択し、この選択した基地局との間で交信を行う機能をもたせ、この移動端末による選択により、ホーム基地局以外の基地局が選択された場合には、当該移動端末について、当該選択された基地局を転送先として示す気付アドレスがホーム基地局に登録されるようにし、
各基地局には、
(a) 自己をホーム基地局とする移動端末宛のパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていない場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理を行わせ、
(b) 自己をホーム基地局とする移動端末宛のパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていた場合には、当該気付アドレスによって示される気付先基地局に対して当該パケットを転送する処理を行わせ、
(c) 別な基地局から所定の移動端末宛のパケットが転送されてきた場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理を行わせ、かつ、当該パケットが自己を気付先基地局として転送されてきたパケットであった場合には、更に、前記データベースを参照することにより、当該パケットの複製を自己と同一のグループに所属する基地局に対して転送する処理を行わせるようにしたものである。
【００１２】
(4) 本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係る移動体パケット通信システムにおける通信方法において、
各基地局のそれぞれに、自己と同一グループに所属する基地局を示す同一グループメンバー情報を用意しておき、この同一グループメンバー情報を参照することにより、自己と同一のグループに所属する基地局に対するパケット転送処理が行われるようにしたものである。
【００１３】
(5) 本発明の第５の態様は、上述の第１〜第４の態様に係る移動体パケット通信システムにおける通信方法において、
移動端末により選択基地局が変更された場合、変更前の基地局と変更後の基地局とが異なるグループに所属するときにのみ、気付アドレスの登録を変更するようにしたものである。
【００１４】
(6) 本発明の第６の態様は、上述の第５の態様に係る移動体パケット通信システムにおける通信方法において、
移動端末により選択基地局が変更された場合、移動端末から変更後の基地局に対して、変更前の基地局を示す履歴情報が伝えられるようにし、この履歴情報に基づいてグループの所属判定が行えるようにしたものである。
【００１６】
(7) 本発明の第７の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る移動体パケット通信システムにおける通信方法において、
パケットを転送する際に、転送対象となるパケットをカプセル化して、転送先となる基地局のアドレスを付加する処理を行うようにしたものである。
【００１７】
(8) 本発明の第８の態様は、上述の第１または第３の態様に記載された(a) 、(b) 、(c) の処理機能を有するルータを基地局として用いて移動体パケット通信システムを構成するようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
＜＜＜ §１．一般的なパケットの転送方法 ＞＞＞
本発明は、互いにネットワークにより接続された多数の基地局と、これら基地局に対して無線によりパケット通信を行う機能を有する多数の移動端末と、によって構成された移動体パケット通信システムにおいて、特定の移動端末宛に送られてきた情報パケットを転送する技術に関するものである。そこで、ここでは、現在稼働中の一般的な移動体パケット通信システムにおいて実行されているパケット転送方法を簡単に説明する。
【００２０】
図１は、一般的な移動体パケット通信システムの一部の基地局およびその担当エリアを示すブロック図である。ここでは、後の説明の便宜を考慮して、地理的に３つの地区Ｘ，Ｙ，Ｚを定義し、個々の地区内にそれぞれ３つの基地局が設置されている模擬的な例を示すことにする。すなわち、図示の例では、地区Ｘ内には、基地局ｘ１，ｘ２，ｘ３が設置され、地区Ｙ内には、基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３が設置され、地区Ｚ内には、基地局ｚ１，ｚ２，ｚ３が設置されている。各基地局には、それぞれ担当エリアが定められており（図では、個々の担当エリアが、それぞれ各基地局を中心とした円で示されている）、自己の担当エリア内に存在する移動端末に対して無線による交信が行われる。
【００２１】
なお、図では便宜上、担当エリアの境界が円周として明確に示されており、また、隣接する担当エリア間での重なりが全くないように示されているが、図示した各担当エリアは、地理上の明確な領域を示すものではなく、概念的な領域を示すものである。すなわち、各移動端末は、無線による通信時において、最も良好な通信環境が得られる特定の基地局を１つ選択し、この選択した基地局との間で交信を行う機能を有しており、個々の基地局の担当エリアの境界は、移動端末によって決定されるべきものになる。したがって、実際には、各担当エリアの境界は時によって変動するものであり、地理的に明確に定められるものではない。また、図１では、説明の便宜上、地区Ｘ，Ｙ，Ｚに設置された基地局のみが図示されているが、もちろん、実際には、地区Ｘ，Ｙ，Ｚの間の空隙部分にも、それぞれ所定の基地局が設置されており、サービスが提供されている地域であれば、通常、移動端末はいずれかの基地局の担当エリアに入っており、当該基地局と無線交信することが可能である。また、ここでは、図が繁雑になるのを避けるため、図示は省略しているが、個々の基地局は、互いに所定のネットワークで接続されており、特定の基地局から別な基地局への情報伝送は、このネットワークを介して実行される。
【００２２】
図では、地区Ｘ内の基地局ｘ１の担当エリアに存在する移動端末ｍが、基地局ｘ１と交信している状態が示されている。この移動端末ｍが、たとえば、隣接する基地局ｘ２の担当エリア内に移動すれば（すなわち、基地局ｘ２に対する通信環境が最も良好になる位置まで移動すれば）、今度は、基地局ｘ２が交信相手となる基地局として選択され、移動端末ｍは基地局ｘ２に対して交信を行うようになる。なお、図では移動端末ｍとして、携帯電話の絵が描かれているが、本願における移動端末とは、携帯電話に限定されるものではなく、いわゆるノート型パソコンやＰＤＡ機器など、移動が可能な通信端末であれば、どのようなものであってもかまわない。
【００２３】
本発明に係る移動体パケット通信システムにおける通信方法は、個々の移動端末に対して、パケット情報を届けるための方法に関するものである。このようなパケット通信の最も典型的な例が、ＩＰプロトコルによるインターネットを介した通信である。したがって、以下、ＩＰプロトコルによる通信に本発明を適用する場合の例を述べることにする。ＩＰプロトコルによって通信を行うには、個々の移動端末に対して、それぞれ所定のＩＰアドレスを付与する必要がある。そこで、移動体パケット通信システムでは、個々の移動端末に対して、予め、それぞれ固有のホーム基地局（一般に、ホームエージェントと呼ばれる）を定めておき、このホーム基地局の管理下にある所定のＩＰアドレスを移動端末に対して与える方法が採られる。
【００２４】
ここでは、説明の便宜上、図に示す移動端末ｍについて、基地局ｘ１がホーム基地局として定められ、この移動端末ｍに対して、基地局ｘ１の管理下にあるＩＰアドレス「ｘ１−ｍ」が割り当てられていたものとしよう。ここで、このＩＰアドレス「ｘ１−ｍ」のうちの「ｘ１」の部分は基地局ｘ１を示すネットワークアドレスであり、「−ｍ」の部分は移動端末ｍを示すアドレス部分である。ＩＰｖ４のアドレス体系では、ＩＰアドレスは４バイトの数字列から構成されることになっており、たとえば、基地局ｘ１のアドレスが上位３バイトから構成されていた場合、下位１バイトが特定の移動端末ｍを示すアドレスになる。別言すれば、基地局ｘ１に対して所定のネットワークアドレス「ｘ１」が付与され、当該基地局ｘ１をホーム基地局とする移動端末ｍに対しては、当該ホーム基地局ｘ１のネットワークアドレスを含むＩＰアドレス「ｘ１−ｍ」が付与されることになる。
【００２５】
インターネット上の任意のサーバから、移動端末ｍ宛に配信されるべきデータは、図示のようなパケットＰ１の形式で届けられる。すなわち、配信対象となるデータに、配信先を示すＩＰアドレス「ｘ１−ｍ」が付加された形のパケットＰ１が、インターネットを介して基地局ｘ１に届けられる。上述したように、ＩＰアドレス「ｘ１−ｍ」の上位アドレスは、基地局ｘ１を示すアドレスであり、移動端末ｍ宛のパケットＰ１は、ホーム基地局ｘ１を窓口として届けられることになる。ホーム基地局ｘ１は、届けられたパケットＰ１を、その宛先の下位アドレスを参照して自己の担当エリア内にいる移動端末ｍに配信する処理を行うことになる。このように、個々の基地局は、パケット通信網におけるルータとして機能する構成要素にほかならない。
【００２６】
ただ、個々の移動端末は、自己のホーム基地局（ホームエージェント）の担当エリア内に常に存在するとは限らず、自己のホーム基地局以外の外部基地局（一般に、外部エージェントと呼ばれている）の担当エリアへと移動する場合がある。たとえば、図１において、移動端末ｍが地区Ｙ内の基地局ｙ２の担当エリアへ移動してしまうと、ＩＰアドレス「ｘ１−ｍ」を宛先としたパケットＰ１は、窓口となるホーム基地局ｘ１までは届くものの、ホーム基地局ｘ１から移動端末ｍへ直接配信することはできない。したがって、この場合、窓口となるホーム基地局ｘ１へ届いたパケットＰ１を、移動端末ｍの移動先である基地局ｙ２へ転送する処理を行う必要がある。このように、ホーム基地局（ホームエージェント）から別な基地局（外部エージェント）へのパケットの転送処理は、一般にトンネリング処理と呼ばれている。
【００２７】
図２は、従来の移動体パケット通信システムにおいて一般的に行われているトンネリング処理の概念を示すブロック図である。上述のように、基地局ｘ１をホーム基地局とする移動端末ｍが、基地局ｙ２の担当エリアへと移動すると（すなわち、移動端末ｍが基地局ｙ２を交信相手として選択すると）、基地局ｙ２から移動端末ｍに対して、基地局ｙ２のアドレスを示す気付アドレス「ｙ２」が通知される。移動端末ｍは、この通知を受けて、気付アドレス「ｙ２」を自己のホーム基地局ｘ１に登録する処理を行う。すなわち、図示のとおり、ホーム基地局ｘ１には、アドレス「ｘ１−ｍ」をもつ移動端末ｍについて、気付アドレス「ｙ２」が登録される。そして、移動端末ｍ宛のアドレス「ｘ１−ｍ」をもったパケットＰ１がホーム基地局ｘ１に届いた場合には、アドレス「ｘ１−ｍ」について登録されている気付アドレス「ｙ２」に基づいて、当該パケットＰ１を、気付アドレス「ｙ２」で示される基地局ｙ２へと転送する処理が行われる。
【００２８】
実際には、パケットＰ１に対する転送処理は、転送対象となるパケットＰ１をカプセル化して、転送先となる基地局ｙ２のアドレスを付加する処理を行うことによって行われる。すなわち、図２に示すように、ホーム基地局ｘ１は、届けられたパケットＰ１全体（本来のデータと宛先を示すアドレス「ｘ１−ｍ」を含む）を１つのデータとして取り扱い、このデータに転送先気付アドレス「ｙ２」を宛先として付加して、新たなパケットＰ２を作成し、これをＩＰプロトコルでネットワーク上に流す処理を行うことになる。パケットＰ２が届けられた基地局ｙ２では、このパケットＰ２のデータ部分（すなわち、パケットＰ１）を取り出し、取り出したパケットＰ１のアドレス「ｘ１−ｍ」をもつ移動端末ｍに対して、当該パケットＰ１を無線送信する。
【００２９】
このようなトンネリング処理を行うようにすれば、移動端末ｍが、どの外部基地局の担当エリアに移動した場合でも、当該外部基地局の気付アドレスを常にホーム基地局ｘ１に登録しておくようにすれば、常に、自己宛のパケットを受け取ることができるようになる。
【００３０】
図３は、上述したトンネリング処理を行う場合の基本的な情報の流れを示すダイヤグラムである。まず、前述した図１に示すように、移動端末ｍが自己のホーム基地局ｘ１の担当エリア内にいる場合に、インターネット上の任意の送信者が、移動端末ｍ宛にパケットＰ１を送信したとすると、図３のステップＳ１に示すように、このパケットＰ１は、移動端末ｍのホーム基地局ｘ１に届けられる。続いて、ステップＳ２に示すように、ホーム基地局ｘ１は、このパケットＰ１を担当エリア内の移動端末ｍへと配信する。
【００３１】
続いて、図２に示すように、移動端末ｍが基地局ｙ２の担当エリアに移動すると、図３のステップＳ３において、移動端末ｍにより基地局ｙ２が新たな交信相手として選択されることになる。すると、ステップＳ４において、選択された基地局ｙ２から移動端末ｍに対して、気付アドレスｙ２が通知されるので、移動端末ｍは、ステップＳ５において、この気付アドレスｙ２をホーム基地局ｘ１へと送信して登録を行う。
【００３２】
ここで、再び、インターネット上の任意の送信者が、移動端末ｍ宛にパケットＰ１を送信したとすると、ステップＳ６に示すように、このパケットＰ１は、やはり移動端末ｍのホーム基地局ｘ１に届けられる。ホーム基地局ｘ１は、ステップＳ７において、当該パケットＰ１の宛先である移動端末ｍについて、気付アドレスｙ２が登録されていることを認識し、ステップＳ８において、パケットＰ１のカプセル化により得られたパケットＰ２を基地局ｙ２へ転送する処理（トンネリング処理）を実行する。基地局ｙ２は、ステップＳ９において、届いたパケットＰ２内からパケットＰ１を取り出し、ステップＳ１０において、これを自己の担当エリアにいる移動端末ｍに配信する。
【００３３】
ここで、今度は、移動端末ｍが基地局ｙ３の担当エリアに移動したとすると、ステップＳ１１において、移動端末ｍにより基地局ｙ３が新たな交信相手として選択されることになる。すると、ステップＳ１２において、選択された基地局ｙ３から移動端末ｍに対して、気付アドレスｙ３が通知されるので、移動端末ｍは、ステップＳ１３において、この気付アドレスｙ３をホーム基地局ｘ１へと送信して登録内容の更新を行う。
【００３４】
ここで、再び、インターネット上の任意の送信者が、移動端末ｍ宛にパケットＰ１を送信したとすると、ステップＳ１４に示すように、このパケットＰ１は、依然として移動端末ｍのホーム基地局ｘ１に届けられる。ホーム基地局ｘ１は、ステップＳ１５において、当該パケットＰ１の宛先である移動端末ｍについて、気付アドレスｙ３が登録されていることを認識し、ステップＳ１６において、パケットＰ１のカプセル化により得られたパケットＰ２を基地局ｙ３へ転送する処理（トンネリング処理）を実行する。基地局ｙ３は、ステップＳ１７において、届いたパケットＰ２内からパケットＰ１を取り出し、ステップＳ１８において、これを自己の担当エリアにいる移動端末ｍに配信する。
【００３５】
以上が、従来の一般的な移動体パケット通信システムにおいて行われているトンネリング処理である。しかしながら、このような従来の処理では、移動端末ｍが比較的高速に移動している場合、ホーム基地局ｘ１に対する気付アドレスの更新処理が間に合わず、パケットＰ１の配信が正しく行われない可能性がある。たとえば、図３に示すダイヤグラムにおけるステップＳ１０では、基地局ｙ２から移動端末ｍに対してパケットＰ１の配信が行われることになるが、この時点で、既に移動端末ｍが基地局ｙ３の担当エリアへ移動してしまっていた場合、すなわち、ステップＳ１０とステップＳ１１との時間の関係が逆転していた場合、基地局ｙ２から配信されたパケットＰ１は、移動端末ｍには届かないことになる。実際、ユーザが列車や自動車で移動中の場合には、このようなパケットの取りこぼしが生じる可能性がある。これは、ユーザが、いわゆるストリーミングにより配信される映像コンテンツを受信していた場合には、重大な支障になる。また、呼び出しパケットの配信の場合は、いつまでたっても移動端末を呼び出すことができない事態が生じる可能性がある。
【００３６】
また、図３のダイヤグラムに示すように、ステップＳ３で移動端末ｍが基地局ｙ２を選択すると、ステップＳ５でその気付アドレスの登録が行われ、更に、ステップＳ１１で移動端末ｍが新たな基地局ｙ３を選択すると、ステップＳ１３でその気付アドレスの更新登録が行われることになる。したがって、高速に移動中の移動端末からは、気付アドレスを更新する処理が頻繁に行われることになり、気付アドレスを報知するための情報パケットにより、トラヒックの増大を招く結果になる。本発明の目的は、従来の移動体パケット通信システムにおけるトンネリング処理について、上述した諸問題を解決することにある。
【００３７】
＜＜＜ §２．本発明の第１の実施形態 ＞＞＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係るトンネリング処理の概念を示すブロック図である。図示のように、基地局ｘ１をホーム基地局とする移動端末ｍが、基地局ｙ２の担当エリアへと移動すると（すなわち、移動端末ｍが基地局ｙ２を交信相手として選択すると）、基地局ｙ２から移動端末ｍに対して、基地局ｙ２のアドレスを示す気付アドレス「ｙ２」が通知され、移動端末ｍが、この通知を受けて、気付アドレス「ｙ２」を自己のホーム基地局ｘ１に登録する処理を行う点は、§１で述べた従来の方法と同様である。図示の例では、ホーム基地局ｘ１には、アドレス「ｘ１−ｍ」をもつ移動端末ｍについて、気付アドレス「ｙ２」が登録されている。
【００３８】
ここで、移動端末ｍ宛のアドレス「ｘ１−ｍ」をもったパケットＰ１がホーム基地局ｘ１に届いた場合には、アドレス「ｘ１−ｍ」について登録されている気付アドレス「ｙ２」に基づいて、当該パケットＰ１を、気付アドレス「ｙ２」で示される基地局ｙ２へと転送する処理が行われる点も従来と同様である。ただ、本発明では、転送は、気付アドレス「ｙ２」で示される基地局ｙ２だけでなく、同じ地区の別な基地局ｙ１，ｙ３に対しても行われる。すなわち、ホーム基地局ｘ１では、まず、転送対象となるパケットＰ１を必要な数だけ複製する処理が行われる。図示の例では、２回の複製によって、合計３個の転送用パケットＰ１が用意されることになる。そして、これら３個の転送用パケットＰ１をそれぞれカプセル化して、転送先気付アドレスｙ２（これは登録されていた本来の気付アドレスである）を宛先とするパケットＰ２と、転送先アドレスｙ１，ｙ２（これは本来の気付アドレスではない）を宛先とするパケットＰ３，Ｐ４とを作成し、ＩＰプロトコルでネットワーク上に流す処理を行う。
【００３９】
一方、パケットＰ２，Ｐ３，Ｐ４を受け取った基地局ｙ２，ｙ１，ｙ３は、これらのパケットからデータ部分（すなわち、パケットＰ１）を取り出し、取り出したパケットＰ１のアドレス「ｘ１−ｍ」をもつ移動端末ｍに対して、当該パケットＰ１を無線送信する。本来、移動端末ｍは、気付アドレスが登録されている基地局ｙ２の担当エリアにいるはずであるから、基地局ｙ２から無線送信されたパケットＰ１のみが移動端末ｍに届くことになり、他の基地局ｙ１，ｙ３から無線送信されたパケットＰ１は無駄になる。しかしながら、移動端末ｍが高速移動中であるため、本来は気付アドレスが登録されている基地局ｙ２の担当エリアにいるはずであるのに、実際には、その隣の基地局ｙ３の担当エリアに移動してしまっていた場合でも、移動端末ｍには、基地局ｙ３から無線送信されたパケットＰ１が届くことになる。
【００４０】
要するに、この第１の実施形態に係る方法の特徴は、移動端末ｍ宛のパケットＰ１を、気付アドレスが登録されている基地局ｙ２だけに転送する代わりに、必要なだけ複製した上で、基地局ｙ２の近隣の基地局にも、同時に転送するようにし、その時点で移動端末ｍが選択しているいずれかの基地局から、パケットＰ１が確実に配信されるようにする点にある。
【００４１】
このように、気付アドレスが登録されている基地局を含めて、その近隣の基地局にもパケット転送を行うようにするためには、予め、互いに地理的近傍位置に配置された複数の基地局を１つのグループと定義することにより、多数の基地局を複数のグループに分類しておくようにし、このグループ分類情報を、各基地局のそれぞれにデータベースとして用意しておくようにしておけばよい。たとえば、図４に示す例の場合、地区Ｘに設置された基地局ｘ１，ｘ２，ｘ３をグループＸ、地区Ｙに設置された基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３をグループＹ、地区Ｚに設置された基地局ｚ１，ｚ２，ｚ３をグループＺ、と予め定め、このようなグループ分類を示す情報を、各基地局にそれぞれデータベースとして格納しておくようにする。そうすれば、基地局ｘ１に、移動端末ｍ宛のパケットＰ１が届いた場合、基地局ｘ１は、移動端末ｍについて登録されている気付アドレスがｙ２であることを認識した上で、更に、格納されているグループ分類情報を参照することにより、気付先基地局ｙ２と同一のグループＹに所属する基地局がｙ１，ｙ３であることを知ることができるので、必要に応じて複製したパケットＰ１を、基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３の３つの基地局に転送する処理を行うことができる。
【００４２】
もちろん、グループ分類情報は、必ずしも個々の基地局に用意しておく必要はなく、必要なときにネットワークを介して参照できるように、所定の場所に格納しておいてもかまわないが、実用上は、個々の基地局にグループ分類情報をデータベースとして用意しておき、直ちに参照できるようにしておくのが好ましい。
【００４３】
なお、図４に示す例では、高速移動中の移動端末ｍが、グループＹ内の基地局の担当エリア内を移動中である限りは、いずれかの基地局からパケットＰ１の配信を受けることができるが、グループＺ内の基地局の担当エリア内まで移動してしまっていた場合には、当然ながら、パケットＰ１の配信を受けることはできなくなる。したがって、実用上は、移動端末ｍの移動速度や、各基地局の地理的な分布などを考慮した上で、どの基地局をどのグループに所属させるかを吟味してグループの分類を決定するのが好ましい。また、図４に示すグループ定義は、１つの基地局がいずれか１つのグループのみに所属するような方法で行われているが、１つの基地局が複数のグループに所属するような方法でグループ定義を行ってもかまわない。たとえば、基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｚ２を１つのグループＹと定義した上で、基地局ｙ３，ｚ１，ｚ２，ｚ３を１つのグループＺと定義するようにすると、基地局ｙ３，ｚ２はいずれもグループＹとＺとの両方に所属することになる。この場合、基地局ｙ３もしくはｚ２が気付先基地局として登録されていた場合には、グループＹとＺに所属するすべての基地局に同一のパケットが転送されることになる。
【００４４】
図５は、上述した第１の実施形態に係るトンネリング処理を行う場合の基本的な情報の流れを示すダイヤグラムである。まず、ステップＳ０において、予め定義された全基地局についてのグループ分類情報を、個々の基地局内にデータベースとして用意しておく。ここで、移動端末ｍが自己のホーム基地局ｘ１の担当エリア内にいる場合に、インターネット上の任意の送信者が、移動端末ｍ宛にパケットＰ１を送信したとすると、図５のステップＳ１に示すように、このパケットＰ１は、移動端末ｍのホーム基地局ｘ１に届けられ、続いて、ステップＳ２において、ホーム基地局ｘ１は、このパケットＰ１を担当エリア内の移動端末ｍへと配信する。これは従来の方法と全く同様である。
【００４５】
続いて、ステップＳ３において、移動端末ｍにより基地局ｙ２が新たな交信相手として選択されると、ステップＳ４において、選択された基地局ｙ２から移動端末ｍに対して、気付アドレスｙ２が通知されるので、移動端末ｍは、ステップＳ５において、この気付アドレスｙ２をホーム基地局ｘ１へと送信して登録を行う。ここまでの手順も、従来の方法と全く同様である。
【００４６】
ここで、再び、インターネット上の任意の送信者が、移動端末ｍ宛にパケットＰ１を送信したとすると、ステップＳ６に示すように、このパケットＰ１は、やはり移動端末ｍのホーム基地局ｘ１に届けられる。ホーム基地局ｘ１は、ステップＳ７において、当該パケットＰ１の宛先である移動端末ｍについて、気付アドレスｙ２が登録されていることを認識し、更に、ステップＳ０で用意されたグループ分類情報を参照することにより、気付アドレスｙ２で示される気付先基地局ｙ２と同一グループである基地局ｙ１，ｙ３を認識する。そこで、ホーム基地局ｘ１は、ステップＳ８において、パケットＰ１を必要なだけ複製し、これをカプセル化することにより得られるパケットＰ３，Ｐ２，Ｐ４を、それぞれ基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３へ転送する処理（トンネリング処理）を実行する。
【００４７】
一方、基地局ｙ１は、ステップＳ９において、届いたパケットＰ３内からパケットＰ１を取り出し、ステップＳ１０において、これを自己の担当エリアにいると予想される移動端末ｍに配信する。また、基地局ｙ２は、ステップＳ１１において、届いたパケットＰ２内からパケットＰ１を取り出し、ステップＳ１２において、これを自己の担当エリアにいると予想される移動端末ｍに配信する。同様に、基地局ｙ３は、ステップＳ１３において、届いたパケットＰ４内からパケットＰ１を取り出し、ステップＳ１４において、これを自己の担当エリアにいると予想される移動端末ｍに配信する。その結果、移動端末ｍに対しては、３つの基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３からそれぞれ同一のパケットＰ１が配信されることになるが、実際に移動端末ｍに届くのは、このうちのいずれか１つだけである。結局、移動端末ｍは、グループＹに所属する基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３のいずれかの担当エリアにいることができれば、パケットＰ１を受け取ることができ、高速移動中であっても、パケットを取りこぼしする確率が低減する。パケットＰ１が呼び出しパケットであった場合は、高速移動中でも呼び出しに応じることが可能になる。
【００４８】
以上、本発明の第１の実施形態を、基地局ｘ１をホーム基地局とする移動端末ｍにパケット配信する場合を例にとって説明したが、実際には、各基地局はいずれも特定の移動端末に対してはホーム基地局（ホームエージェント）として機能し、別な移動端末に対しては外部基地局（外部エージェント）して機能するという二面性をもっている。そこで、ここで述べた第１の実施形態を行う場合には、個々の基地局には、次の(a) ，(b) ，(c) の３つの処理機能をもたせておく必要がある。
【００４９】
(a) 自己をホーム基地局とする移動端末宛てのパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていない場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理。これは、図５のステップＳ２において基地局ｘ１が行う通常の配信処理に相当する。
【００５０】
(b) 自己をホーム基地局とする移動端末宛てのパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていた場合には、当該気付アドレスによって示される気付先基地局に対して当該パケットを転送するとともに、当該気付先基地局と同一のグループに所属する基地局に対して当該パケットの複製を転送する処理。これは、図５のステップＳ８において基地局ｘ１が行う本発明に特有のパケットの転送処理に相当する。
【００５１】
(c) 別な基地局から所定の移動端末宛てのパケットが転送されてきた場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理。これは、図５のステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１４において基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３が行う転送されてきたパケットについての配信処理に相当する。
【００５２】
＜＜＜ §３．本発明の第２の実施形態 ＞＞＞
図６は、本発明の第２の実施形態に係るトンネリング処理の概念を示すブロック図である。ここでも、基地局ｘ１をホーム基地局とする移動端末ｍが、基地局ｙ２の担当エリアへと移動した場合について説明する。まず、移動端末ｍに対しては、基地局ｙ２のアドレスを示す気付アドレス「ｙ２」が通知され、移動端末ｍが、この通知を受けて、気付アドレス「ｙ２」を自己のホーム基地局ｘ１に登録する処理を行う点は、§１で述べた従来の方法および§２で述べた第１の実施形態に係る方法と全く同様である。ホーム基地局ｘ１には、アドレス「ｘ１−ｍ」をもつ移動端末ｍについて、気付アドレス「ｙ２」が登録される。
【００５３】
さて、移動端末ｍ宛のアドレス「ｘ１−ｍ」をもったパケットＰ１がホーム基地局ｘ１に届いた場合、アドレス「ｘ１−ｍ」について登録されている気付アドレス「ｙ２」に基づいて、当該パケットＰ１を、気付アドレス「ｙ２」で示される基地局ｙ２へと転送する処理が行われる。このとき、前述した第１の実施形態では、気付先基地局ｙ２だけでなく、同一グループ内の基地局ｙ１，ｙ３に対する転送が行われた。しかしながら、ここで述べる第２の実施形態では、従来の方法と同様に、パケットＰ１の転送は、気付先基地局ｙ２だけに対して行われる。もちろん、転送に際しては、パケットＰ１をカプセル化して、転送先気付アドレスｙ２を宛先とするパケットＰ２として、ＩＰプロトコルでネットワーク上に流す処理を行う。
【００５４】
この第２の実施形態の特徴は、前述の第１の実施形態においてホーム基地局ｘ１が行っていた役割を、気付先基地局ｙ２に担わせる点にある。すなわち、気付先基地局ｙ２には、ホーム基地局ｘ１から、カプセル化された状態でパケットＰ１が転送されてくることになる。このように、自己を気付先基地局としてカプセル化されたパケットが転送されてきた場合、基地局ｙ２が、転送されてきたパケットＰ１を、自己の担当エリア内にいる移動端末ｍに対して無線送信する処理を行うとともに、パケットＰ１の複製を自己と同一のグループに所属する基地局に対して転送する処理を行うようにする。具体的には、複製したパケットＰ１をカプセル化して、転送先アドレスｙ１を宛先とするパケットＰ３および転送先アドレスｙ３を宛先とするパケットＰ４として、ＩＰプロトコルでネットワーク上に流す処理が行われることになる。
【００５５】
別言すれば、この第２の実施形態では、ホーム基地局ｘ１に届いたパケットＰ１は、カプセル化されてパケットＰ２として気付先基地局ｙ２へと転送され、この気付先基地局ｙ２において、カプセル化されていたパケットＰ１は、パケットＰ２内から一旦取り出される。そして、２回の複製を行うことにより、気付先基地局ｙ２内に、合計３組のパケットＰ１が用意された状態にし、１組は担当エリア内にいると予想される移動端末ｍに対して無線により配信される。残りの２組は、それぞれ再びカプセル化され、パケットＰ３，Ｐ４として、同一グループの基地局ｙ１，ｙ３へ向けて転送されることになる。
【００５６】
なお、転送するパケットには、気付先への転送であるのか否かを示す情報（別言すれば、当該パケットに関して、既に、複製処理が行われているのか否かを示す情報）を付加しておくようにする。たとえば、上述の例の場合、パケットＰ２には、「転送先気付アドレスｙ２」が付加されており、このパケットが気付先への転送であること（別言すれば、当該パケットＰ２に関しては、まだ複製処理が行われていないこと）が示されている。したがって、このパケットＰ２を受け取った基地局ｙ２は、上述した複製処理を行い、パケットＰ３，Ｐ４を他の基地局ｙ１，ｙ３へと転送する処理を行うことになる。一方、このパケットＰ３，Ｐ４には、単なる「転送先アドレスｙ１，ｙ３」が付加されているだけであり、このパケットが気付先への転送ではないこと（別言すれば、当該パケットＰ３，Ｐ４に関しては、既に複製処理が行われていること）が示されている。したがって、パケットＰ３を受け取った基地局ｙ１およびパケットＰ４を受け取った基地局ｙ３は、受け取ったパケットからパケットＰ１を取り出し、これを自己の担当エリア内にいると予想される移動端末ｍに対して無線により配信する処理のみを行い、パケットＰ１を更に複製して転送する処理が行われることはない。
【００５７】
結局、最終的には、前述した第１の実施形態に係る方法と同様に、同一グループＹに所属する３つの基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３から、アドレス「ｘ１−ｍ」をもつ移動端末ｍに対して、パケットＰ１が無線送信されることになる。本来、移動端末ｍは、気付アドレスが登録されている基地局ｙ２の担当エリアにいるはずであるから、基地局ｙ２から無線送信されたパケットＰ１のみが移動端末ｍに届くことになり、他の基地局ｙ１，ｙ３から無線送信されたパケットＰ１は無駄になる。しかしながら、移動端末ｍが高速移動中であるため、本来は気付アドレスが登録されている基地局ｙ２の担当エリアにいるはずであるのに、実際には、その隣の基地局ｙ３の担当エリアに移動してしまっていた場合でも、移動端末ｍには、基地局ｙ３から無線送信されたパケットＰ１が届くことになる。
【００５８】
このように、気付先基地局において、同一グループに所属する他の基地局のための複製および転送処理を行うためには、第１の実施形態と同様に、互いに地理的に近接する位置に配置された複数の基地局を１つのグループと定義することにより、多数の基地局を複数のグループに分類しておくよう必要がある。ただ、個々の基地局には、それぞれ自己と同一グループに所属する基地局を示す同一グループメンバー情報を用意しておくだけで足り、第１の実施形態のように、全基地局に関するグループ分類情報を、各基地局のそれぞれにデータベースとして用意しておく必要はない。
【００５９】
たとえば、グループＸに所属する基地局ｘ１〜ｘ３には、このグループＸに所属する他の基地局の情報だけが用意されていれば足りる。具体的には、基地局ｘ１には、他の基地局ｘ２，ｘ３が同一グループのメンバーであることを示す情報が用意されていればよいし、基地局ｘ２には、他の基地局ｘ１，ｘ３が同一グループのメンバーであることを示す情報が用意されていればよいし、基地局ｘ３には、他の基地局ｘ１，ｘ２が同一グループのメンバーであることを示す情報が用意されていればよい。他のグループＹ，Ｚに関する情報を用意しておく必要はない。図６に示す例の場合、基地局ｙ２には、基地局ｙ１，ｙ３が同一グループＹのメンバーであることを示す同一グループメンバー情報が用意されているので、この情報を参照することにより、自己と同一のグループに所属する基地局ｙ１，ｙ３を認識することができ、これらの基地局に対するパケット転送処理を行うことができる。もちろん、１つの基地局が複数のグループに所属するようなグループ定義も可能であり、たとえば、基地局ｘ１については、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｚ１を同一グループとする定義を行い、基地局ｘ２については、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｙ１を同一グループとする定義を行うこともできる。
【００６０】
図７は、上述した第２の実施形態に係るトンネリング処理を行う場合の基本的な情報の流れを示すダイヤグラムである。まず、ステップＳ０において、同一グループ内の基地局間において、相互に同一グループに所属するメンバーであることを認識する処理を行っておく。図示の例では、基地局ｙ１〜ｙ３が、相互に同一グループである認識が行われる（もちろん、図示されていないが、基地局ｘ１については、ｘ２，ｘ３が同一グループである認識が行われている）。
【００６１】
まず、移動端末ｍが自己のホーム基地局ｘ１の担当エリア内にいる場合に、インターネット上の任意の送信者が、移動端末ｍ宛にパケットＰ１を送信したとすると、図７のステップＳ１に示すように、このパケットＰ１は、移動端末ｍのホーム基地局ｘ１に届けられ、続いて、ステップＳ２において、ホーム基地局ｘ１は、このパケットＰ１を担当エリア内の移動端末ｍへと配信する。これは従来の方法と全く同様である。
【００６２】
続いて、ステップＳ３において、移動端末ｍにより基地局ｙ２が新たな交信相手として選択されると、ステップＳ４において、選択された基地局ｙ２から移動端末ｍに対して、気付アドレスｙ２が通知されるので、移動端末ｍは、ステップＳ５において、この気付アドレスｙ２をホーム基地局ｘ１へと送信して登録を行う。ここまでの手順も、従来の方法と全く同様である。
【００６３】
ここで、再び、インターネット上の任意の送信者が、移動端末ｍ宛にパケットＰ１を送信したとすると、ステップＳ６に示すように、このパケットＰ１は、やはり移動端末ｍのホーム基地局ｘ１に届けられる。ホーム基地局ｘ１は、ステップＳ７において、当該パケットＰ１の宛先である移動端末ｍについて、気付アドレスｙ２が登録されていることを認識し、パケットＰ１をカプセル化して、パケットＰ２として、気付先である基地局ｙ２へ転送する処理（トンネリング処理）を行う。ここまでの手順も、従来の方法と全く同様である。
【００６４】
一方、基地局ｙ２は、ステップＳ９において、届いたパケットＰ２内からパケットＰ１を取り出す。そして、ステップＳ１０において、同一グループメンバー情報を参照することにより、自己と同一グループのメンバーが基地局ｙ１，ｙ３であることを認識する。そして、ステップＳ１１において、パケットＰ１を複製し、これをカプセル化して、パケットＰ３，Ｐ４として、基地局ｙ１，ｙ３へと転送するとともに、ステップＳ１２において、パケットＰ１を自己の担当エリアにいると予想される移動端末ｍに配信する。基地局ｙ１は、ステップＳ１３において、届いたパケットＰ３内からパケットＰ１を取り出し、ステップＳ１４において、これを自己の担当エリアにいると予想される移動端末ｍに配信する。同様に、基地局ｙ３は、ステップＳ１５において、届いたパケットＰ４内からパケットＰ１を取り出し、ステップＳ１６において、これを自己の担当エリアにいると予想される移動端末ｍに配信する。
【００６５】
その結果、移動端末ｍに対しては、３つの基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３からそれぞれ同一のパケットＰ１が配信されることになるが、実際に移動端末ｍに届くのは、このうちのいずれか１つだけである。結局、移動端末ｍは、グループＹに所属する基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３のいずれかの担当エリアにいることができれば、パケットＰ１を受け取ることができ、高速移動中であっても、パケットを取りこぼしする確率が低減する。
【００６６】
以上、本発明の第２の実施形態を、基地局ｘ１をホーム基地局とする移動端末ｍにパケット配信する場合を例にとって説明したが、実際には、各基地局はいずれも特定の移動端末に対してはホーム基地局（ホームエージェント）として機能し、別な移動端末に対しては外部基地局（外部エージェント）して機能するという二面性をもっている。そこで、ここで述べた第２の実施形態を行う場合には、個々の基地局には、次の(a) ，(b) ，(c) の３つの処理機能をもたせておく必要がある。
【００６７】
(a) 自己をホーム基地局とする移動端末宛てのパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていない場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理。これは、図７のステップＳ２において基地局ｘ１が行う通常の配信処理に相当する。
【００６８】
(b) 自己をホーム基地局とする移動端末宛てのパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていた場合には、当該気付アドレスによって示される気付先基地局に対して当該パケットを転送する処理。これは、図７のステップＳ８において基地局ｘ１が行う通常の転送処理に相当する。
【００６９】
(c) 別な基地局から所定の移動端末宛てのパケットが転送されてきた場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理。これは、図７のステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１６において、各基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３が行う通常の配信処理に相当する。更に、別な基地局から転送されてきたパケットが、自己を気付先基地局として転送されてきたパケットであった場合には、当該パケットの複製を自己と同一のグループに所属する基地局に対して転送する処理。これは、図７のステップＳ１１において、基地局ｙ２が行う本発明に特有の転送処理に相当する。
【００７０】
＜＜＜ §４．その他の変形例 ＞＞＞
以上、本発明を図示する実施形態に基づいて説明したが、ここでは、これらの実施形態に対する変形例を述べておく。
【００７１】
まず、上述の実施形態では、移動端末により選択基地局が変更されるごとに、ホーム基地局に対する気付アドレスの登録更新処理を行っていたが、本発明では、必ずしも選択基地局が変更されるたびに気付アドレスの登録更新を行う必要はない。すなわち、変更前の基地局と変更後の基地局とが異なるグループに所属するときにのみ、気付アドレスの登録更新を行うようにすれば足りる。
【００７２】
これを具体例で示そう。たとえば、図２に示すように、現在、移動端末ｍが基地局ｙ２の担当エリア内にいるものとしよう。この場合、ホーム基地局ｘ１には、移動端末ｍの気付アドレスとして、アドレスｙ２が登録されていることになり、移動端末ｍ宛のパケットＰ１は、この気付アドレス宛に転送されてくる。ここで、移動端末ｍが移動することにより、基地局ｙ３の担当エリアへ移ったとしよう。すなわち、移動端末ｍによる選択基地局がｙ２からｙ３へ変更されたことになる。この場合、従来の方法では、ホーム基地局ｘ１に登録されている気付アドレスｙ２を新たな気付アドレスｙ３に変更する処理を行わないと、パケットＰ１の正しい転送が行われなくなる。
【００７３】
しかしながら、本発明に係る方法では、ホーム基地局ｘ１に登録されている気付アドレスｙ２を変更してもしなくても、最終的には、グループＹに所属する３つの基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３のすべてから、移動端末ｍに向けてパケットＰ１の配信が行われることになるので、敢えて、ホーム基地局ｘ１に登録されている気付アドレスｙ２をｙ３に変更する処理を行う必要はない。結局、移動端末ｍが、同一グループＹに所属する基地局ｙ１〜ｙ３の担当エリア内を移動している限り、ホーム基地局ｘ１に登録されている気付アドレスの変更は不要になる。もちろん、移動端末ｍが、別なグループＺに所属する基地局ｚ１〜ｚ３の担当エリアへ移動した場合には、気付アドレスをｚ１〜ｚ３のいずれかに変更する必要がある。しかし、一旦、このような変更をした後は、移動端末ｍが、同一グループＺに所属する基地局ｚ１〜ｚ３の担当エリア内を移動している限り、ホーム基地局ｘ１に登録されている気付アドレスの変更は不要である。
【００７４】
このように、本発明に係る方法を採れば、移動端末により選択基地局が変更されたとしても、変更前の基地局と変更後の基地局とが異なるグループに所属するときにのみ、気付アドレスの登録更新を行うようにすれば足りるので、気付アドレスを変更するためのパケット通信が抑制される。特に、高速移動中の移動端末は、頻繁に選択基地局の変更を行うことになるが、このような場合でも、気付アドレス変更のためのパケット通信は最小限の回数に抑えることができ、トラヒックの増大を避けるメリットが得られる。選択基地局を変更した際に、変更前の基地局と変更後の基地局とが同一グループに所属しているか否かは、移動端末側から変更後の基地局側に、変更前の基地局名を通知する機能をもたせておけば、判断が可能になる。通知を受けた基地局はグループ分類に関する情報を参照し、変更前の基地局が同一グループであるか否かを確認し、その結果を移動端末に通知することができる。
【００７５】
なお、本発明では、予め、互いに地理的に近接する位置に配置された複数の基地局を１つのグループとして分類する設定作業が必要になる。このようなグループ分類の設定作業は、オペレータが手作業で行うこともできるが、個々の基地局に、何らかの方法で近隣に存在する他の基地局を認識する手段を用意しておくことができれば、個々の基地局が自動的に収集した近隣基地局情報に基づいて、それぞれ各基地局のグループ設定を自動的に行うことも可能である。このような自動グループ設定は、特に、多数の事業者による基地局が混在するような環境では有益である。たとえば、図１に示す例において、地区Ｙに存在する基地局ｙ１，ｙ２，ｙ３を、同一グループＹと分類するような設定が必要になるが、これらの基地局が異なる事業者の管理下にある場合、オペレータの手作業による設定は、各事業者間での連絡調整が必要になり、非常に手間がかかる作業になる。このような場合、個々の基地局の共通仕様として、何らかの方法で近隣に存在する他の基地局に関するグループ所属判定（地理的近傍に存在するか否かの判定）を行う手段が備わっていれば、個々の基地局が自動的に収集した近隣基地局情報に基づいて、自動的にグループ設定が行われるようになり便利である。
【００７６】
近隣基地局のグループ所属判定を自動的に行う手段としては、たとえば、移動端末により選択基地局が変更された場合、移動端末から変更後の基地局に対して、変更前の基地局を示す履歴情報が伝えられるようにし、この履歴情報に基づいてグループの所属判定を行う手段を用いることができる。具体的には、図１において、ある移動端末が、基地局ｙ２の担当エリアから基地局ｙ３の担当エリアへと移動した場合、移動端末による基地局の選択は、ｙ２からｙ３へと切り替わることになる。このとき、移動端末から変更後の基地局ｙ３に対して、変更前の基地局ｙ２を示す履歴情報を伝えるようにすればよい。すなわち、基地局ｙ３に対して、当該移動端末が、直前に基地局ｙ２と交信していた旨の履歴情報が伝えられることになる。基地局ｙ３に伝えられたこのような履歴情報は、基地局ｙ２が近隣基地局であることを示唆する情報になる。このような履歴情報を多数の移動端末から収集するようにすれば、統計的な手法を用いることにより、自己の近隣に存在するであろう他の基地局を認識することができ、自己と同一のグループに所属する近隣基地局を自動的に認識することができるようになる。
【００７７】
なお、移動端末から収集する履歴情報に、直前に選択していた基地局との交信時間あるいは直前に選択していた基地局からの気付アドレスの通知時間といった時間情報を含ませておくと、より精度の高い判定が可能になる。すなわち、両基地局に対する交信時刻の差が小さければ小さいほど、一般に、近隣基地局との距離も小さいと予想することができる。もちろん、ユーザが徒歩で移動している場合と、列車で移動している場合とでは、交信時刻の差が同じでも両基地局の距離には大きな開きが生じてしまうが、統計的な手法を採る上で、このような時間情報は非常に有益である。
【００７８】
また、今後はＧＰＳなどの地理的絶対位置を認識する手段が、個々の移動端末に装備されてゆくことが予想されるので、移動端末から収集する履歴情報に、直前に選択していた基地局と交信していた時点における地理的絶対位置を示す情報（たとえば、緯度および経度の情報）を含ませておくと、近隣基地局の地理的絶対位置の予測に役立つ貴重な情報を得ることができるようになる。
【００７９】
なお、移動端末から収集する履歴情報を、直前に交信していた基地局に関する履歴に限定せず、過去に交信していた複数の基地局に関する履歴まで広げるようにすれば、より広範な情報に基づいて、近隣基地局としてのグループ所属判定を行うことができるようになる。
【００８０】
これまで述べてきたように、本発明の基本概念は、転送すべきパケットを、気付先基地局だけでなく、その近隣の基地局に対しても同時に転送するようにした点にある。これにより、高速移動中の移動端末へも、複数の基地局からパケット配信が行われるようになり、パケット受信確率が格段に向上する。ただ、本発明を実施すると、配信対象となる１個のパケットが複数個に複製された上でネットワーク上に流されることになるので、トラヒックの増大を招く結果となる。したがって、実用上、本発明は、比較的情報量の少ないデータを配信する場合に有効であり、特に、呼び出しパケットを送信する場合に非常に有効な技術である。呼び出しパケットは、特定の移動端末を呼び出すために送信されるパケットであり、当該特定の移動端末と通信を開始するために必須の重要なパケットである。この呼び出しパケットが、移動端末に届かないと、相手を呼び出すことができず、一切の通信を行うことができない。その反面、呼び出しパケットは、比較的情報量の小さなパケットであり、その複製がネットワーク上に流されたとしても、トラヒックが極端に増大することはない。そこで、本発明に係る情報パケットの通信方法を、呼び出しパケットに限定して実行するようにすれば、実質的なトラヒックをほとんど増大させることなく、かつ、呼び出しパケットに関する移動端末側の受信確率を向上させることができ、実用上、極めて有効な通信方法になる。
【００８１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る移動体パケット通信システムにおける通信方法によれば、移動端末が高速に移動中であっても、情報パケットの配信エラーが生じないような通信方法の提供が可能になり、また、気付アドレスの登録更新を必要最小限に抑えるような運用を行えば、トラヒックの増大を避けることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な移動体パケット通信システムの基地局およびその担当エリアを示すブロック図である。
【図２】従来の移動体パケット通信システムにおいて一般的に行われているトンネリング処理の基本概念を示すブロック図である。
【図３】従来の移動体パケット通信システムにおいて一般的に行われているトンネリング処理の基本的な情報の流れを示すダイヤグラムである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るトンネリング処理の基本概念を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るトンネリング処理の基本的な情報の流れを示すダイヤグラムである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るトンネリング処理の基本概念を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るトンネリング処理の基本的な情報の流れを示すダイヤグラムである。
【符号の説明】
ｍ…移動端末
Ｐ１〜Ｐ４…情報パケット
Ｓ１〜Ｓ１８…各ステップ
Ｘ，Ｙ，Ｚ…基地局が所属するグループ
ｘ１〜ｘ３，ｙ１〜ｙ３，ｚ１〜ｚ３…基地局[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication method in a mobile packet communication system, and in particular, by a large number of base stations connected to each other via a network, and a large number of mobile terminals having a function of performing packet communication wirelessly with respect to these base stations. The present invention relates to a technique for transferring packets addressed to a base station from a home base station in a configured mobile packet communication system.
[0002]
[Prior art]
With the widespread use of the Internet, the environment for accessing the Internet from mobiles has been in place for several years. The user can access the Internet from any location within the service providing area using a mobile terminal such as a so-called laptop computer, mobile phone, or PDA device. In a general mobile packet communication system, a large number of base stations connected to each other via a network are installed in a service providing area, and each mobile terminal communicates with the nearest base station by radio. Is called. When the communication environment with the currently communicating base station deteriorates due to the movement of the mobile terminal, switching to communication with an adjacent base station that can provide a better communication environment can It is possible to maintain a good communication environment at the location. In other words, each base station is provided with a responsible area, and communication is performed with mobile terminals located in the respective responsible areas.
[0003]
In the Internet, the IP protocol is used as a communication protocol for information packets. Therefore, when accessing the Internet from each mobile terminal, it is necessary to access each using a predetermined IP address. For this reason, in a general mobile packet communication system that can provide a network connection service using the IP protocol, each mobile terminal is previously provided with a unique home base station (generally called a home agent). And a method of giving a predetermined IP address under the control of the home base station to the mobile terminal is adopted. An information packet transmitted from an arbitrary server on the Internet to the IP address of a specific mobile terminal is delivered to the home base station that manages the IP address as a window, and is sent from the home base station to the specific mobile terminal. It is delivered to.
[0004]
However, each mobile terminal does not always exist in the area in which its own home base station is in charge, but is in the area in charge of an external base station other than its own home base station (generally called an external agent). May move. Therefore, in a mobile packet communication system, when an information packet is sent to a mobile terminal that has moved out of the area in charge of its home base station, the mobile terminal A transfer process (generally referred to as a tunneling process) is required to reach an external base station (external agent) in charge of an area that currently exists. In order to enable such a transfer process, each mobile terminal registers a care-of address indicating the external base station as a transfer destination in its home base station when moving to the area of the external base station. Process. If the destination of the information packet that has arrived at the home base station is a mobile terminal in which some care-of address is registered, if the processing is performed to forward the information packet to the care-of address, the mobile terminal The transferred information packet can be received via the external base station.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a general mobile packet communication system capable of transmitting and receiving information packets according to the IP protocol, a mobile terminal in the area in charge of an external base station performs transfer processing from a home base station to a care-of address As a result, an information packet addressed to itself is received. However, when the user is moving at a relatively high speed using a moving means such as an automobile or train, even if the transfer process from the home base station to the care-of address is performed, the mobile terminal There is a possibility that a situation has already occurred where the user has already moved to another area of the external base station. Of course, when the mobile terminal moves to a new area, the care-of address registered in the home base station is updated to the care-of address of the external base station in charge of the new area. When the terminal is moving at high speed, there is a possibility that such an update process may not be in time. When such a situation occurs, the information packet to be distributed does not reach the destination mobile terminal, and a distribution error occurs.
[0006]
In packet communication using a general IP protocol, an information packet in which a delivery error has occurred is attempted to be delivered again. However, if a delivery error occurs in an information packet that needs to be delivered in real time, a serious problem will occur. Will occur. For example, when a user receives video content distributed by so-called streaming at a mobile terminal, reproduction of the video content is temporarily suspended if a specific information packet does not arrive within a predetermined time. . Alternatively, when a call packet is distributed to a mobile terminal moving at high speed, if the care-of address is updated continuously from one to the next, even if the call packet is repeatedly transmitted, the call packet is repeatedly transmitted to the terminal moving at high speed. There is a situation where it does not reach.
[0007]
In addition, a mobile terminal moving at high speed moves from one area to the next in several areas in charge, but each time it moves to a new area in charge, a process of updating the care-of address in the home base station is performed. Update processing is performed very frequently. For this reason, information packets for reporting a new care-of address are frequently transmitted to the home base station, resulting in an increase in traffic.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a communication method of a mobile packet communication system in which an information packet delivery error does not occur even when a mobile terminal is moving at high speed, and avoids an increase in traffic. It is an object of the present invention to provide a communication method for a mobile packet communication system.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  (1) A first aspect of the present invention is a mobile configured by a large number of base stations connected to each other via a network and a large number of mobile terminals having a function of performing packet communication with these base stations by radio. In a communication method in a body packet communication system,
  Using the IP protocol as the packet communication protocol, assigning a network address to each base station,
  For each mobile terminal, a predetermined base station is set as a home base station, and an IP address including a network address of the home base station is given,
  In advance,By defining a plurality of base stations arranged in geographical proximity to each other as one group, a large number of base stations are classified into a plurality of groups,This group classification information is prepared as a database,
  Each mobile terminal selects one specific base station that can obtain a good communication environment during communication, and has a function of communicating with the selected base station. By the selection by the mobile terminal, When a base station other than the home base station is selected, for the mobile terminal, a care-of address indicating the selected base station as a transfer destination is registered in the home base station,
    Each base station
  (a) Processing for wirelessly transmitting the packet to the mobile terminal when a packet addressed to the mobile terminal that is the home base station is received and the care-of address is not registered for the mobile terminal Let
  (b) When a packet addressed to a mobile terminal that uses itself as a home base station arrives and a care-of address is registered for the mobile terminal, the care-of destination base station indicated by the care-of address is Forward the packet,By referring to the database,Have the base station belonging to the same group as the care-of-destination base station perform a process of transferring a copy of the packet,
  (c) When a packet addressed to a predetermined mobile terminal is transferred from another base station, the mobile terminal is caused to perform processing to wirelessly transmit the packet.
[0010]
  (2) According to a second aspect of the present invention, in the communication method in the mobile packet communication system according to the first aspect described above,
  For each base station, group classification information for all base stationsAs a databaseHave this readyThe databaseIs referred to, packet transfer processing is performed for base stations belonging to the same group as the care-of-destination base station.
[0011]
  (3) A third aspect of the present invention is a mobile configured by a large number of base stations connected to each other via a network and a large number of mobile terminals having a function of performing packet communication with these base stations by radio. In a communication method in a body packet communication system,
  Using the IP protocol as the packet communication protocol, assigning a network address to each base station,
  For each mobile terminal, a predetermined base station is set as a home base station, and an IP address including a network address of the home base station is given,
  In advance,By defining a plurality of base stations arranged in geographical proximity to each other as one group, a large number of base stations are classified into a plurality of groups,This group classification information is prepared as a database,
  Each mobile terminal selects one specific base station that can obtain a good communication environment during communication, and has a function of communicating with the selected base station. By the selection by the mobile terminal, When a base station other than the home base station is selected, for the mobile terminal, a care-of address indicating the selected base station as a transfer destination is registered in the home base station,
  Each base station
  (a) Processing for wirelessly transmitting the packet to the mobile terminal when a packet addressed to the mobile terminal that is the home base station is received and the care-of address is not registered for the mobile terminal Let
  (b) When a packet addressed to a mobile terminal that uses itself as a home base station arrives and a care-of address is registered for the mobile terminal, the care-of destination base station indicated by the care-of address is Have the process to forward the packet,
  (c) When a packet addressed to a predetermined mobile terminal is transferred from another base station, the mobile terminal is caused to perform a process of wirelessly transmitting the packet, and the packet is aware of itself. If the packet has been transferred as a base station,By referring to the database,A process for transferring a copy of the packet to a base station belonging to the same group as itself is performed.
[0012]
(4) According to a fourth aspect of the present invention, in the communication method in the mobile packet communication system according to the third aspect described above,
For each base station, the same group member information indicating a base station belonging to the same group as that of itself is prepared, and by referring to this same group member information, the base station belonging to the same group as itself is referred to. Packet transfer processing is performed.
[0013]
(5) According to a fifth aspect of the present invention, in the communication method in the mobile packet communication system according to the first to fourth aspects described above,
When the selected base station is changed by the mobile terminal, the care-of address registration is changed only when the base station before the change and the base station after the change belong to different groups.
[0014]
(6) According to a sixth aspect of the present invention, in the communication method in the mobile packet communication system according to the fifth aspect described above,
When the selected base station is changed by the mobile terminal, history information indicating the base station before the change is transmitted from the mobile terminal to the base station after the change, and the group membership determination is performed based on the history information. It is something that can be done.
[0016]
  (7)   Of the present invention7thAspects of the above1st to 6thIn the communication method in the mobile packet communication system according to the aspect of
  When a packet is transferred, a packet to be transferred is encapsulated and a process for adding an address of a base station as a transfer destination is performed.
[0017]
  (8)   Of the present invention8thIn this aspect, the mobile packet communication system is configured using the router having the processing functions (a), (b), and (c) described in the first or third aspect as a base station. It is what.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[0019]
<<< §1. General packet transfer method >>
The present invention relates to a mobile packet communication system configured by a large number of base stations connected to each other by a network and a large number of mobile terminals having a function of performing packet communication wirelessly with respect to these base stations. The present invention relates to a technique for transferring an information packet sent to a mobile terminal. Therefore, here, a packet transfer method executed in a general mobile packet communication system currently in operation will be briefly described.
[0020]
FIG. 1 is a block diagram showing a part of base stations of a general mobile packet communication system and their assigned areas. Here, considering the convenience of the following explanation, three districts X, Y, and Z are defined geographically, and a simulated example in which three base stations are installed in each district is shown. To. That is, in the illustrated example, base stations x1, x2, and x3 are installed in the district X, base stations y1, y2, and y3 are installed in the district Y, and a base station z1 is installed in the district Z. , Z2 and z3 are installed. Each base station has its own assigned area (in the figure, each assigned area is indicated by a circle centered on each base station), and a mobile terminal exists in its own assigned area Is communicated by radio.
[0021]
In the figure, for convenience, the boundary of the assigned area is clearly shown as a circumference, and there is no overlap between adjacent assigned areas. It is not a clear area above but a conceptual area. That is, each mobile terminal has a function of selecting one specific base station that can obtain the best communication environment at the time of wireless communication, and communicating with the selected base station, The boundary of the coverage area of each base station is to be determined by the mobile terminal. Therefore, in practice, the boundaries between the areas in charge vary with time and are not clearly defined geographically. Further, in FIG. 1, only the base stations installed in the districts X, Y, and Z are shown for convenience of explanation. Of course, actually, in the gap portion between the districts X, Y, and Z, Each mobile terminal is usually in the area in charge of one of the base stations and can communicate wirelessly with the base station as long as each base station is installed and the service is provided. It is. In addition, here, illustration is omitted in order to avoid the figure from becoming complicated, but the individual base stations are connected to each other through a predetermined network, and a specific base station to another base station is connected. Information transmission is performed via this network.
[0022]
The figure shows a state in which the mobile terminal m existing in the area in charge of the base station x1 in the district X is communicating with the base station x1. If this mobile terminal m moves into, for example, the area in charge of the adjacent base station x2 (that is, moves to a position where the communication environment for the base station x2 becomes the best), this time, the base station x2 communicates. The mobile terminal m is selected as the partner base station, and communicates with the base station x2. In the figure, a mobile phone picture is illustrated as the mobile terminal m, but the mobile terminal in the present application is not limited to a mobile phone, and can be moved to a so-called notebook computer or PDA device. Any communication terminal may be used.
[0023]
The communication method in the mobile packet communication system according to the present invention relates to a method for delivering packet information to individual mobile terminals. The most typical example of such packet communication is communication via the Internet using the IP protocol. Therefore, an example in which the present invention is applied to communication using the IP protocol will be described below. In order to perform communication using the IP protocol, it is necessary to assign a predetermined IP address to each mobile terminal. Therefore, in the mobile packet communication system, a unique home base station (generally called a home agent) is determined in advance for each mobile terminal, and a predetermined IP under the control of the home base station is established. A method of giving an address to a mobile terminal is adopted.
[0024]
Here, for convenience of explanation, the base station x1 is determined as the home base station for the mobile terminal m shown in the figure, and the IP address “x1-m” under the management of the base station x1 is assigned to the mobile terminal m. Let's say it was assigned. Here, the “x1” portion of the IP address “x1-m” is a network address indicating the base station x1, and the “−m” portion is an address portion indicating the mobile terminal m. In the IPv4 address system, the IP address is composed of a 4-byte numeric string. For example, when the address of the base station x1 is composed of upper 3 bytes, the lower 1 byte is a specific mobile terminal. It becomes an address indicating m. In other words, a predetermined network address “x1” is given to the base station x1, and the mobile terminal m having the base station x1 as a home base station includes the network address of the home base station x1. The IP address “x1-m” is assigned.
[0025]
Data to be delivered to the mobile terminal m from any server on the Internet is delivered in the form of a packet P1 as shown. That is, a packet P1 in a form in which an IP address “x1-m” indicating a distribution destination is added to data to be distributed is delivered to the base station x1 via the Internet. As described above, the upper address of the IP address “x1-m” is an address indicating the base station x1, and the packet P1 addressed to the mobile terminal m is delivered using the home base station x1 as a window. The home base station x1 performs a process of distributing the delivered packet P1 to the mobile terminal m in its own area with reference to the lower address of the destination. Thus, each base station is nothing but a component that functions as a router in a packet communication network.
[0026]
However, each mobile terminal does not always exist in the area in which its own home base station (home agent) is in charge, and an external base station other than its own home base station (generally called a foreign agent) May move to other areas. For example, in FIG. 1, when the mobile terminal m moves to the area in charge of the base station y2 in the area Y, the packet P1 destined for the IP address “x1-m” is sent to the home base station x1 serving as the window. However, it cannot be delivered directly from the home base station x1 to the mobile terminal m. Therefore, in this case, it is necessary to perform a process of transferring the packet P1 that has reached the home base station x1 serving as the window to the base station y2 that is the destination of the mobile terminal m. As described above, the packet transfer process from the home base station (home agent) to another base station (foreign agent) is generally called a tunneling process.
[0027]
FIG. 2 is a block diagram showing the concept of a tunneling process generally performed in a conventional mobile packet communication system. As described above, when the mobile terminal m having the base station x1 as the home base station moves to the area in charge of the base station y2 (that is, when the mobile terminal m selects the base station y2 as a communication partner), the base station y2 Is notified of the care-of address “y2” indicating the address of the base station y2. Upon receiving this notification, the mobile terminal m performs a process of registering the care-of address “y2” in its own home base station x1. That is, as illustrated, the care-of address “y2” is registered in the home base station x1 for the mobile terminal m having the address “x1-m”. When the packet P1 having the address “x1-m” addressed to the mobile terminal m reaches the home base station x1, based on the care-of address “y2” registered for the address “x1-m”, A process of transferring the packet P1 to the base station y2 indicated by the care-of address “y2” is performed.
[0028]
Actually, the transfer process for the packet P1 is performed by encapsulating the packet P1 to be transferred and adding the address of the base station y2 as the transfer destination. That is, as shown in FIG. 2, the home base station x1 treats the entire delivered packet P1 (including the original data and the address “x1-m” indicating the destination) as one piece of data, and transfers the transfer destination to this data. The care-of address “y2” is added as a destination, a new packet P2 is created, and a process of flowing this over the network using the IP protocol is performed. In the base station y2 to which the packet P2 is delivered, the data portion (that is, the packet P1) of the packet P2 is extracted, and the packet P1 is transmitted to the mobile terminal m having the address “x1-m” of the extracted packet P1. Wireless transmission.
[0029]
If such a tunneling process is performed, the care-of address of the external base station is always registered in the home base station x1 even when the mobile terminal m moves to any area in charge of the external base station. If you do this, you can always receive packets addressed to you.
[0030]
FIG. 3 is a diagram showing a basic information flow when the above-described tunneling process is performed. First, as shown in FIG. 1 described above, when a mobile terminal m is in the area in charge of its home base station x1, an arbitrary sender on the Internet transmits a packet P1 addressed to the mobile terminal m. Then, as shown in step S1 of FIG. 3, the packet P1 is delivered to the home base station x1 of the mobile terminal m. Subsequently, as shown in step S2, the home base station x1 distributes the packet P1 to the mobile terminal m in the assigned area.
[0031]
Subsequently, as shown in FIG. 2, when the mobile terminal m moves to the area in charge of the base station y2, the mobile station m selects the base station y2 as a new communication partner in step S3 of FIG. . Then, since the care-of address y2 is notified from the selected base station y2 to the mobile terminal m in step S4, the mobile terminal m transmits the care-of address y2 to the home base station x1 in step S5. And register.
[0032]
Here again, if an arbitrary sender on the Internet transmits a packet P1 addressed to the mobile terminal m, the packet P1 is delivered to the home base station x1 of the mobile terminal m as shown in step S6. It is done. In step S7, the home base station x1 recognizes that the care-of address y2 is registered for the mobile terminal m that is the destination of the packet P1, and in step S8, the packet P2 obtained by the encapsulation of the packet P1. Is transferred to the base station y2 (tunneling process). In step S9, the base station y2 extracts the packet P1 from the received packet P2, and in step S10, distributes it to the mobile terminal m in its own area.
[0033]
Here, assuming that the mobile terminal m has moved to the area in charge of the base station y3, the mobile station m selects the base station y3 as a new communication partner in step S11. Then, since the care-of address y3 is notified from the selected base station y3 to the mobile terminal m in step S12, the mobile terminal m transmits the care-of address y3 to the home base station x1 in step S13. And update the registration details.
[0034]
Here again, if an arbitrary sender on the Internet transmits a packet P1 addressed to the mobile terminal m, the packet P1 is still delivered to the home base station x1 of the mobile terminal m as shown in step S14. It is done. In step S15, the home base station x1 recognizes that the care-of address y3 is registered for the mobile terminal m that is the destination of the packet P1, and in step S16, the packet P2 obtained by the encapsulation of the packet P1. Is transferred to the base station y3 (tunneling process). In step S17, the base station y3 extracts the packet P1 from the received packet P2, and in step S18, distributes it to the mobile terminal m in its own area.
[0035]
The above is the tunneling process performed in the conventional general mobile packet communication system. However, in such a conventional process, when the mobile terminal m is moving at a relatively high speed, the care-of address update process for the home base station x1 may not be in time, and the packet P1 may not be delivered correctly. is there. For example, in step S10 in the diagram shown in FIG. 3, the packet P1 is distributed from the base station y2 to the mobile terminal m. At this point, the mobile terminal m has already moved to the area in charge of the base station y3. If it has moved, that is, if the time relationship between step S10 and step S11 is reversed, the packet P1 delivered from the base station y2 will not reach the mobile terminal m. In fact, when a user is traveling by train or automobile, such packet loss may occur. This is a serious problem when the user is receiving video content distributed by so-called streaming. In addition, in the case of delivery of a call packet, there is a possibility that a situation in which the mobile terminal cannot be called indefinitely will occur.
[0036]
Also, as shown in the diagram of FIG. 3, when the mobile terminal m selects the base station y2 in step S3, the care-of address is registered in step S5, and the mobile terminal m is added to the new base station in step S11. If y3 is selected, update registration of the care-of address is performed in step S13. Therefore, the mobile terminal moving at high speed frequently performs the process of updating the care-of address, and the information packet for informing the care-of address results in an increase in traffic. An object of the present invention is to solve the above-described problems regarding tunneling processing in a conventional mobile packet communication system.
[0037]
<<< §2. First embodiment of the present invention >>>
FIG. 4 is a block diagram showing the concept of the tunneling process according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, when the mobile terminal m having the base station x1 as the home base station moves to the area in charge of the base station y2 (that is, when the mobile terminal m selects the base station y2 as a communication partner), the base station y2 The mobile terminal m is notified of a care-of address “y2” indicating the address of the base station y2, and the mobile terminal m receives this notification and registers the care-of address “y2” in its home base station x1. The processing is the same as the conventional method described in §1. In the illustrated example, the care-of address “y2” is registered in the home base station x1 for the mobile terminal m having the address “x1-m”.
[0038]
Here, when the packet P1 having the address “x1-m” addressed to the mobile terminal m reaches the home base station x1, based on the care-of address “y2” registered for the address “x1-m”. The point that the process of transferring the packet P1 to the base station y2 indicated by the care-of address “y2” is performed is the same as in the prior art. However, in the present invention, the transfer is performed not only to the base station y2 indicated by the care-of address “y2” but also to other base stations y1 and y3 in the same area. That is, in the home base station x1, first, a process of copying the necessary number of packets P1 to be transferred is performed. In the illustrated example, a total of three transfer packets P1 are prepared by two copies. Each of these three transfer packets P1 is encapsulated, and a packet P2 whose destination is a transfer destination care-of address y2 (this is a registered original care-of address) and transfer destination addresses y1, y2 ( This is a packet P3 and P4 whose destination is not the original care-of address, and the processing is performed on the network using the IP protocol.
[0039]
On the other hand, the base stations y2, y1, and y3 that have received the packets P2, P3, and P4 extract the data portion (that is, the packet P1) from these packets, and have the address “x1-m” of the extracted packet P1. The packet P1 is wirelessly transmitted to m. Originally, since the mobile terminal m should be in the area in charge of the base station y2 where the care-of address is registered, only the packet P1 wirelessly transmitted from the base station y2 reaches the mobile terminal m. The packet P1 wirelessly transmitted from the base stations y1 and y3 is wasted. However, since the mobile terminal m is moving at high speed, it should be in the area in charge of the base station y2 where the care-of address is registered, but actually in the area in charge of the adjacent base station y3. Even if the mobile terminal m has moved, the mobile terminal m receives the packet P1 wirelessly transmitted from the base station y3.
[0040]
In short, the method according to the first embodiment is characterized in that the packet P1 addressed to the mobile terminal m is copied as many times as necessary, instead of being transferred only to the base station y2 where the care-of address is registered. The point is that the packet P1 is reliably delivered from any one of the base stations selected by the mobile terminal m at the same time to the base station adjacent to the station y2.
[0041]
As described above, in order to perform packet transfer also to the neighboring base stations including the base station where the care-of address is registered, a plurality of base stations that are arranged in geographical proximity to each other in advance. Is defined as one group, so that a large number of base stations are classified into a plurality of groups, and this group classification information may be prepared as a database for each base station. . For example, in the example shown in FIG. 4, base stations x1, x2, and x3 installed in the district X are installed in the group X, and base stations y1, y2, and y3 installed in the district Y are installed in the group Y and the district Z. The base stations z1, z2, and z3 are determined in advance as a group Z, and information indicating such group classification is stored as a database in each base station. Then, when the packet P1 addressed to the mobile terminal m arrives at the base station x1, the base station x1 recognizes that the care-of address registered for the mobile terminal m is y2, and further stores it. By referring to the group classification information, it is possible to know that the base stations belonging to the same group Y as the care-of-destination base station y2 are y1 and y3. , It is possible to perform a process of transferring to the three base stations y1, y2, and y3.
[0042]
Of course, the group classification information does not necessarily have to be prepared in each base station, and may be stored in a predetermined place so that it can be referred to via the network when necessary. Preferably, group classification information is prepared as a database for each base station so that it can be referred to immediately.
[0043]
In the example shown in FIG. 4, as long as the mobile terminal m moving at high speed is moving in the area in charge of the base stations in the group Y, the packet P1 can be received from any of the base stations. However, if the mobile station has moved to the area in charge of the base station in the group Z, it is of course impossible to receive distribution of the packet P1. Therefore, in practice, considering the moving speed of the mobile terminal m and the geographical distribution of each base station, the group classification is determined by examining which base station belongs to which group. Is preferred. Further, the group definition shown in FIG. 4 is performed by a method in which one base station belongs to only one of the groups, but the group definition is performed by a method in which one base station belongs to a plurality of groups. You can define it. For example, if base stations y1, y2, y3, and z2 are defined as one group Y and base stations y3, z1, z2, and z3 are defined as one group Z, the base stations y3, z2 Will belong to both groups Y and Z. In this case, if the base station y3 or z2 is registered as a care-of destination base station, the same packet is transferred to all base stations belonging to the groups Y and Z.
[0044]
FIG. 5 is a diagram showing a basic information flow when the tunneling process according to the first embodiment described above is performed. First, in step S0, group classification information for all base stations defined in advance is prepared as a database in each base station. Here, if the mobile terminal m is in the area of its home base station x1 and an arbitrary sender on the Internet transmits a packet P1 addressed to the mobile terminal m, step S1 in FIG. As shown, the packet P1 is delivered to the home base station x1 of the mobile terminal m. Subsequently, in step S2, the home base station x1 delivers the packet P1 to the mobile terminal m in the assigned area. This is exactly the same as the conventional method.
[0045]
Subsequently, when the base station y2 is selected as a new communication partner by the mobile terminal m in step S3, the care-of address y2 is notified from the selected base station y2 to the mobile terminal m in step S4. Therefore, in step S5, the mobile terminal m transmits this care-of address y2 to the home base station x1 and performs registration. The procedure so far is exactly the same as the conventional method.
[0046]
Here again, if an arbitrary sender on the Internet transmits a packet P1 addressed to the mobile terminal m, the packet P1 is delivered to the home base station x1 of the mobile terminal m as shown in step S6. It is done. In step S7, the home base station x1 recognizes that the care-of address y2 is registered for the mobile terminal m that is the destination of the packet P1, and further refers to the group classification information prepared in step S0. Thus, the base stations y1 and y3 that are in the same group as the care-of destination base station y2 indicated by the care-of address y2 are recognized. Therefore, in step S8, the home base station x1 duplicates the packet P1 as much as necessary, and transfers the packets P3, P2, and P4 obtained by encapsulating the packet P1 to the base stations y1, y2, and y3, respectively. (Tunneling processing) is executed.
[0047]
On the other hand, the base station y1 takes out the packet P1 from the received packet P3 in step S9, and distributes it to the mobile terminal m expected to be in its own area in step S10. In step S11, the base station y2 takes out the packet P1 from the received packet P2, and in step S12, delivers it to the mobile terminal m expected to be in its own area. Similarly, the base station y3 extracts the packet P1 from the received packet P4 in step S13, and distributes it to the mobile terminal m expected to be in its own area in step S14. As a result, the same packet P1 is delivered from each of the three base stations y1, y2, y3 to the mobile terminal m, but any one of these actually arrives at the mobile terminal m. There is only one. Eventually, if the mobile terminal m can be in the area in charge of any of the base stations y1, y2, and y3 belonging to the group Y, it can receive the packet P1, and even if it is moving at high speed, it will miss the packet. The probability of doing is reduced. When the packet P1 is a call packet, it is possible to respond to the call even during high-speed movement.
[0048]
As described above, the first embodiment of the present invention has been described by taking as an example the case where packet distribution is performed to the mobile terminal m having the base station x1 as the home base station, but each base station is actually a specific mobile terminal. It functions as a home base station (home agent) for other mobile terminals and functions as an external base station (external agent) for other mobile terminals. Therefore, when the first embodiment described here is performed, each base station needs to have the following three processing functions (a), (b), and (c).
[0049]
(a) Processing for wirelessly transmitting the packet to the mobile terminal when a packet addressed to the mobile terminal that is the home base station is received and the care-of address is not registered for the mobile terminal . This corresponds to the normal distribution process performed by the base station x1 in step S2 of FIG.
[0050]
(b) When a packet addressed to a mobile terminal that uses itself as a home base station arrives and a care-of address is registered for the mobile terminal, the care-of destination base station indicated by the care-of address is A process of transferring the packet and transferring a copy of the packet to a base station belonging to the same group as the care-of-destination base station. This corresponds to the packet transfer processing unique to the present invention performed by the base station x1 in step S8 of FIG.
[0051]
(c) When a packet addressed to a predetermined mobile terminal is transferred from another base station, a process of wirelessly transmitting the packet to the mobile terminal. This corresponds to the distribution process for the forwarded packets performed by the base stations y1, y2, and y3 in steps S10, S12, and S14 of FIG.
[0052]
<<< §3. Second embodiment of the present invention >>>
FIG. 6 is a block diagram showing the concept of tunneling processing according to the second embodiment of the present invention. Here, the case where the mobile terminal m having the base station x1 as the home base station moves to the area in charge of the base station y2 will be described. First, a care-of address “y2” indicating the address of the base station y2 is notified to the mobile terminal m, and the mobile terminal m receives this notice and sends the care-of address “y2” to its own home base station x1. The registration process is the same as the conventional method described in §1 and the method according to the first embodiment described in §2. In the home base station x1, the care-of address “y2” is registered for the mobile terminal m having the address “x1-m”.
[0053]
When the packet P1 having the address “x1-m” addressed to the mobile terminal m reaches the home base station x1, the packet is based on the care-of address “y2” registered for the address “x1-m”. A process of transferring P1 to the base station y2 indicated by the care-of address “y2” is performed. At this time, in the first embodiment described above, transfer was performed not only to the care-of-destination base station y2, but also to the base stations y1 and y3 in the same group. However, in the second embodiment described here, the transfer of the packet P1 is performed only to the care-of-destination base station y2, as in the conventional method. Of course, at the time of transfer, the packet P1 is encapsulated and processed as a packet P2 with the transfer destination care-of address y2 as a destination on the network using the IP protocol.
[0054]
The feature of the second embodiment is that the care-destination base station y2 plays the role that the home base station x1 has performed in the first embodiment. That is, the packet P1 is transferred from the home base station x1 to the care-of-destination base station y2 in an encapsulated state. In this way, when a packet encapsulated with itself as a care-of-destination base station is transferred, the base station y2 wirelessly transmits the transferred packet P1 to the mobile terminal m in its own area. In addition to performing the transmission process, a process for transferring a copy of the packet P1 to a base station belonging to the same group as itself is performed. Specifically, a process is performed in which the copied packet P1 is encapsulated and the packet P3 destined for the transfer destination address y1 and the packet P4 destined for the transfer destination address y3 are sent over the network by the IP protocol. Become.
[0055]
In other words, in the second embodiment, the packet P1 that has arrived at the home base station x1 is encapsulated and transferred as a packet P2 to the care-of-destination base station y2. The converted packet P1 is once taken out from the packet P2. Then, by duplicating twice, a total of three sets of packets P1 are prepared in the care-of-destination base station y2, and one set is for the mobile terminal m that is expected to be in the assigned area. Distributed by radio. The remaining two sets are encapsulated again and transferred as packets P3 and P4 toward the base stations y1 and y3 in the same group.
[0056]
Note that information indicating whether or not the packet is transferred to a care-of destination (in other words, information indicating whether or not replication processing has already been performed for the packet) is added to the packet to be transferred. To keep. For example, in the case of the above-described example, “forwarding care-of address y2” is added to the packet P2, and this packet is forwarding to the care-of destination (in other words, regarding the packet P2, No duplication processing is performed). Therefore, the base station y2 that has received the packet P2 performs the above-described duplication process and performs a process of transferring the packets P3 and P4 to the other base stations y1 and y3. On the other hand, the packets P3 and P4 are simply added with “forwarding destination addresses y1 and y3”, and the packets are not forwarded to the care-of destination (in other words, the packets P3 and P4). Is shown that duplication processing has already been performed. Accordingly, the base station y1 that has received the packet P3 and the base station y3 that has received the packet P4 take out the packet P1 from the received packet and wirelessly transmit it to the mobile terminal m that is expected to be within its own area. Thus, only the process of distributing is performed, and the process of further copying and transferring the packet P1 is not performed.
[0057]
Eventually, in the same manner as the method according to the first embodiment described above, from the three base stations y1, y2, y3 belonging to the same group Y, the mobile terminal m having the address “x1-m” is finally sent. On the other hand, the packet P1 is wirelessly transmitted. Originally, since the mobile terminal m should be in the area in charge of the base station y2 where the care-of address is registered, only the packet P1 wirelessly transmitted from the base station y2 reaches the mobile terminal m. The packet P1 wirelessly transmitted from the base stations y1 and y3 is wasted. However, since the mobile terminal m is moving at high speed, it should be in the area in charge of the base station y2 where the care-of address is registered, but actually in the area in charge of the adjacent base station y3. Even if the mobile terminal m has moved, the mobile terminal m receives the packet P1 wirelessly transmitted from the base station y3.
[0058]
In this way, in the care-of-destination base station, in order to perform replication and transfer processing for other base stations belonging to the same group, as in the first embodiment, they are arranged at geographically close positions. It is necessary to classify a plurality of base stations into a plurality of groups by defining the plurality of base stations as one group. However, for each base station, it is only necessary to prepare the same group member information indicating the base stations belonging to the same group as itself, and as in the first embodiment, the group classification information about all base stations. Need not be prepared as a database for each base station.
[0059]
For example, the base stations x1 to x3 belonging to the group X need only have information on other base stations belonging to the group X. Specifically, information indicating that the other base stations x2 and x3 are members of the same group may be prepared in the base station x1, and the other base stations x1 and x1 are included in the base station x2. Information indicating that x3 is a member of the same group only needs to be prepared, and information indicating that the other base stations x1 and x2 are members of the same group is prepared for the base station x3. That's fine. It is not necessary to prepare information about other groups Y and Z. In the case of the example shown in FIG. 6, since the same group member information indicating that the base stations y1 and y3 are members of the same group Y is prepared in the base station y2, by referring to this information, The base stations y1 and y3 belonging to the same group can be recognized, and packet transfer processing for these base stations can be performed. Of course, it is possible to define a group in which one base station belongs to a plurality of groups. For example, for base station x1, x1, x2, x3, and z1 are defined as the same group, and base station x2 is defined. Can define x1, x2, x3, and y1 as the same group.
[0060]
FIG. 7 is a diagram showing a basic information flow when the tunneling process according to the second embodiment described above is performed. First, in step S0, a process of recognizing members belonging to the same group from each other is performed between base stations in the same group. In the illustrated example, the base stations y1 to y3 are recognized as being in the same group as each other (of course, although not illustrated, the base station x1 is recognized as x2 and x3 being in the same group). )
[0061]
First, when the mobile terminal m is in the area of the home base station x1 and an arbitrary sender on the Internet transmits a packet P1 addressed to the mobile terminal m, it is shown in step S1 of FIG. As described above, the packet P1 is delivered to the home base station x1 of the mobile terminal m. Subsequently, in step S2, the home base station x1 distributes the packet P1 to the mobile terminal m in the assigned area. This is exactly the same as the conventional method.
[0062]
Subsequently, when the base station y2 is selected as a new communication partner by the mobile terminal m in step S3, the care-of address y2 is notified from the selected base station y2 to the mobile terminal m in step S4. Therefore, in step S5, the mobile terminal m transmits this care-of address y2 to the home base station x1 and performs registration. The procedure so far is exactly the same as the conventional method.
[0063]
Here again, if an arbitrary sender on the Internet transmits a packet P1 addressed to the mobile terminal m, the packet P1 is delivered to the home base station x1 of the mobile terminal m as shown in step S6. It is done. In step S7, the home base station x1 recognizes that the care-of address y2 is registered for the mobile terminal m that is the destination of the packet P1, encapsulates the packet P1, and is the care-of destination as the packet P2. Processing to transfer to the base station y2 (tunneling processing) is performed. The procedure so far is exactly the same as the conventional method.
[0064]
On the other hand, in step S9, the base station y2 extracts the packet P1 from the received packet P2. In step S10, by referring to the same group member information, it is recognized that the members of the same group as the self are base stations y1 and y3. In step S11, the packet P1 is duplicated, encapsulated and transferred to the base stations y1 and y3 as packets P3 and P4. In step S12, the packet P1 is expected to be in its own area. Distributed to the mobile terminal m. In step S13, the base station y1 extracts the packet P1 from the received packet P3, and in step S14, distributes it to the mobile terminal m expected to be in its own area. Similarly, the base station y3 takes out the packet P1 from the received packet P4 in step S15, and distributes it to the mobile terminal m expected to be in its own area in step S16.
[0065]
As a result, the same packet P1 is delivered from each of the three base stations y1, y2, y3 to the mobile terminal m, but any one of these actually arrives at the mobile terminal m. There is only one. Eventually, if the mobile terminal m can be in the area in charge of any of the base stations y1, y2, and y3 belonging to the group Y, it can receive the packet P1, and even if it is moving at high speed, it will miss the packet. The probability of doing is reduced.
[0066]
In the above, the second embodiment of the present invention has been described by taking as an example the case where packet distribution is performed to the mobile terminal m having the base station x1 as the home base station, but each base station is actually a specific mobile terminal. It functions as a home base station (home agent) for other mobile terminals and functions as an external base station (external agent) for other mobile terminals. Therefore, when the second embodiment described here is performed, each base station needs to have the following three processing functions (a), (b), and (c).
[0067]
(a) Processing for wirelessly transmitting the packet to the mobile terminal when a packet addressed to the mobile terminal that is the home base station is received and the care-of address is not registered for the mobile terminal . This corresponds to the normal distribution process performed by the base station x1 in step S2 of FIG.
[0068]
(b) When a packet addressed to a mobile terminal that uses itself as a home base station arrives and a care-of address is registered for the mobile terminal, the care-of destination base station indicated by the care-of address is Processing to transfer the packet. This corresponds to the normal transfer process performed by the base station x1 in step S8 of FIG.
[0069]
(c) When a packet addressed to a predetermined mobile terminal is transferred from another base station, a process of wirelessly transmitting the packet to the mobile terminal. This corresponds to normal distribution processing performed by the base stations y1, y2, and y3 in steps S12, S14, and S16 of FIG. Furthermore, when a packet transferred from another base station is a packet transferred using itself as a care-of destination base station, a copy of the packet is copied to a base station belonging to the same group as itself. Process to transfer. This corresponds to the transfer processing unique to the present invention performed by the base station y2 in step S11 of FIG.
[0070]
<<< §4. Other variations >>
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment shown in figure, the modification with respect to these embodiment is described here.
[0071]
First, in the above-described embodiment, every time the selected base station is changed by the mobile terminal, the care-of address registration update process for the home base station is performed. However, in the present invention, every time the selected base station is changed. There is no need to update the registration of the care-of address. That is, it is only necessary to update the registration of the care-of address only when the base station before the change and the base station after the change belong to different groups.
[0072]
Let me illustrate this with a specific example. For example, assume that the mobile terminal m is currently in the area in charge of the base station y2, as shown in FIG. In this case, the address y2 is registered as the care-of address of the mobile terminal m in the home base station x1, and the packet P1 addressed to the mobile terminal m is transferred to the care-of address. Here, it is assumed that the mobile terminal m moves to the area in charge of the base station y3. That is, the selected base station by the mobile terminal m is changed from y2 to y3. In this case, in the conventional method, if the care-of address y2 registered in the home base station x1 is not changed to the new care-of address y3, the packet P1 is not correctly transferred.
[0073]
However, in the method according to the present invention, even if the care-of address y2 registered in the home base station x1 is not changed, the three base stations y1, y2, y3 belonging to the group Y are eventually changed. Since the packet P1 is distributed from all to the mobile terminal m, there is no need to dare to change the care-of address y2 registered in the home base station x1 to y3. Eventually, as long as the mobile terminal m moves within the assigned area of the base stations y1 to y3 belonging to the same group Y, it is not necessary to change the care-of address registered in the home base station x1. Of course, when the mobile terminal m moves to the area in charge of the base stations z1 to z3 belonging to another group Z, it is necessary to change the care-of address to one of z1 to z3. However, once such a change is made, as long as the mobile terminal m moves within the area in charge of the base stations z1 to z3 belonging to the same group Z, the awareness that is registered in the home base station x1. It is not necessary to change the address.
[0074]
As described above, when the method according to the present invention is adopted, even if the selected base station is changed by the mobile terminal, the care-of address only when the base station before the change and the base station after the change belong to different groups. Therefore, packet communication for changing the care-of address is suppressed. In particular, a mobile terminal moving at a high speed frequently changes the selected base station. Even in such a case, packet communication for changing the care-of address can be suppressed to a minimum number of times, and traffic can be reduced. The merit of avoiding the increase is obtained. When the selected base station is changed, whether the base station before the change and the base station after the change belong to the same group is determined from the mobile terminal side to the base station before the change from the base station before the change. If a function for notifying the name is provided, the judgment can be made. The base station that has received the notification refers to the information related to the group classification, confirms whether or not the base station before the change is in the same group, and can notify the mobile terminal of the result.
[0075]
In the present invention, a setting operation for classifying a plurality of base stations arranged at geographically close positions as one group in advance is necessary. Such a group classification setting operation can be performed manually by an operator, but if each base station can be provided with a means for recognizing other base stations in the vicinity by some method. Based on neighboring base station information automatically collected by individual base stations, it is also possible to automatically perform group setting for each base station. Such automatic group setting is particularly useful in an environment where base stations of a large number of operators are mixed. For example, in the example shown in FIG. 1, it is necessary to set the base stations y1, y2, and y3 existing in the district Y to be classified as the same group Y, but these base stations are under the control of different operators. In some cases, manual setting by the operator requires communication adjustment between operators, which is very laborious. In such a case, as long as a common specification of each base station is provided with a means for performing group affiliation determination (determination as to whether or not it exists in a geographical vicinity) with respect to other base stations existing in the neighborhood by any method. Conveniently, the group setting is automatically performed based on the neighboring base station information automatically collected by the individual base stations.
[0076]
As a means for automatically determining the group membership of neighboring base stations, for example, when the selected base station is changed by the mobile terminal, the history indicating the base station before the change from the mobile terminal to the base station after the change Information can be transmitted, and means for determining group affiliation based on the history information can be used. Specifically, in FIG. 1, when a certain mobile terminal moves from the area in charge of the base station y2 to the area in charge of the base station y3, the selection of the base station by the mobile terminal is switched from y2 to y3. Become. At this time, history information indicating the base station y2 before the change may be transmitted from the mobile terminal to the base station y3 after the change. That is, history information indicating that the mobile terminal has communicated with the base station y2 immediately before is transmitted to the base station y3. Such history information transmitted to the base station y3 is information that suggests that the base station y2 is a neighboring base station. If such history information is collected from a large number of mobile terminals, it is possible to recognize other base stations that may be in the vicinity of the self by using a statistical method, and the same as the self. Neighboring base stations belonging to the group can be automatically recognized.
[0077]
If the history information collected from the mobile terminal includes time information such as the communication time with the base station selected immediately before or the notice time of the care-of address from the base station selected immediately before, Highly accurate determination is possible. That is, it can be expected that the smaller the difference in communication time between the two base stations, the smaller the distance from the neighboring base stations. Of course, when the user is moving on foot and when moving by train, even if the difference in communication time is the same, there will be a large gap in the distance between both base stations. Such time information is very useful in taking.
[0078]
In addition, since it is expected that a means for recognizing geographical absolute position such as GPS will be installed in each mobile terminal in the future, the base station selected immediately before in the history information collected from the mobile terminal Including information indicating the absolute geographical location (eg, latitude and longitude information) at the time of communication with the base station can provide valuable information useful for predicting the geographical absolute location of neighboring base stations. It becomes like this.
[0079]
Note that the history information collected from the mobile terminal is not limited to the history related to the base station with which communication was performed immediately before, but can be expanded to a wider range of information if it is expanded to the history with respect to multiple base stations with which communication was made in the past. Based on this, it becomes possible to perform group affiliation determination as a neighboring base station.
[0080]
As described above, the basic concept of the present invention is that a packet to be transferred is simultaneously transferred not only to a care-of-destination base station but also to a neighboring base station. As a result, packet distribution is performed from a plurality of base stations to a mobile terminal moving at high speed, and the packet reception probability is significantly improved. However, if the present invention is implemented, a single packet to be distributed is duplicated and then sent over the network, resulting in an increase in traffic. Therefore, in practice, the present invention is effective when distributing data with a relatively small amount of information, and is particularly effective when transmitting a call packet. The call packet is a packet transmitted to call a specific mobile terminal, and is an essential packet essential for starting communication with the specific mobile terminal. If this call packet does not reach the mobile terminal, the other party cannot be called and no communication can be performed. On the other hand, the call packet is a packet with a relatively small amount of information, and even if the duplicate is sent over the network, the traffic does not increase extremely. Therefore, if the information packet communication method according to the present invention is limited to the paging packet, the reception probability on the mobile terminal side regarding the paging packet is improved without substantially increasing the substantial traffic. This is a practically effective communication method.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the communication method in the mobile packet communication system according to the present invention, it is possible to provide a communication method that does not cause an information packet delivery error even when the mobile terminal is moving at high speed. In addition, if an operation that minimizes the registration update of the care-of address is performed, it is possible to avoid an increase in traffic.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a base station of a general mobile packet communication system and its assigned area.
FIG. 2 is a block diagram showing a basic concept of a tunneling process generally performed in a conventional mobile packet communication system.
FIG. 3 is a diagram showing a basic information flow of a tunneling process generally performed in a conventional mobile packet communication system.
FIG. 4 is a block diagram showing a basic concept of tunneling processing according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a basic information flow of a tunneling process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a basic concept of a tunneling process according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a basic information flow of a tunneling process according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
m ... Mobile terminal
P1-P4 ... Information packet
S1-S18 ... each step
X, Y, Z ... Group to which the base station belongs
x1 to x3, y1 to y3, z1 to z3 ... base station

Claims (8)

互いにネットワークにより接続された多数の基地局と、これら基地局に対して無線によりパケット通信を行う機能を有する多数の移動端末と、によって構成された移動体パケット通信システムにおける通信方法であって、
パケット通信プロトコルとしてＩＰプロトコルを用い、各基地局に対してネットワークアドレスを付与し、
各移動端末に対して、それぞれ所定の基地局をホーム基地局として設定し、当該ホーム基地局のネットワークアドレスを含むＩＰアドレスを付与し、
予め、互いに地理的近傍位置に配置された複数の基地局を１つのグループと定義することにより、前記多数の基地局を複数のグループに分類し、このグループ分類情報をデータベースとして用意し、
各移動端末には、通信時において、良好な通信環境が得られる特定の基地局を１つ選択し、この選択した基地局との間で交信を行う機能をもたせ、この移動端末による選択により、ホーム基地局以外の基地局が選択された場合には、当該移動端末について、当該選択された基地局を転送先として示す気付アドレスがホーム基地局に登録されるようにし、
各基地局には、
(a) 自己をホーム基地局とする移動端末宛のパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていない場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理を行わせ、
(b) 自己をホーム基地局とする移動端末宛のパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていた場合には、当該気付アドレスによって示される気付先基地局に対して当該パケットを転送するとともに、前記データベースを参照することにより、当該気付先基地局と同一のグループに所属する基地局に対して当該パケットの複製を転送する処理を行わせ、
(c) 別な基地局から所定の移動端末宛のパケットが転送されてきた場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理を行わせることを特徴とする移動体パケット通信システムにおける通信方法。A communication method in a mobile packet communication system configured by a large number of base stations connected to each other by a network and a large number of mobile terminals having a function of performing packet communication wirelessly with respect to these base stations,
Using the IP protocol as the packet communication protocol, assigning a network address to each base station,
For each mobile terminal, a predetermined base station is set as a home base station, and an IP address including a network address of the home base station is given,
By previously defining a plurality of base stations arranged in geographical proximity to each other as one group, the plurality of base stations are classified into a plurality of groups, and this group classification information is prepared as a database,
Each mobile terminal selects one specific base station that can obtain a good communication environment during communication, and has a function of communicating with the selected base station. By the selection by the mobile terminal, When a base station other than the home base station is selected, for the mobile terminal, a care-of address indicating the selected base station as a transfer destination is registered in the home base station,
Each base station
(a) Processing for wirelessly transmitting the packet to the mobile terminal when a packet addressed to the mobile terminal that is the home base station is received and the care-of address is not registered for the mobile terminal Let
(b) When a packet addressed to a mobile terminal that uses itself as a home base station arrives and a care-of address is registered for the mobile terminal, the care-of destination base station indicated by the care-of address is While transferring the packet, by referring to the database, the base station belonging to the same group as the care-of-destination base station performs a process of transferring a copy of the packet,
(c) When a packet addressed to a predetermined mobile terminal is transferred from another base station, the mobile packet communication system, which causes the mobile terminal to perform a process of wirelessly transmitting the packet Communication method. 請求項１に記載の通信方法において、
各基地局のそれぞれに、全基地局についてのグループ分類情報をデータベースとして用意しておき、このデータベースを参照することにより、気付先基地局と同一のグループに所属する基地局に対するパケット転送処理が行われるようにしたことを特徴とする移動体パケット通信システムにおける通信方法。The communication method according to claim 1,
For each base station, group classification information for all base stations is prepared as a database, and packet transfer processing for base stations belonging to the same group as the care-of base station is performed by referring to this database. A communication method for use in a mobile packet communication system. 互いにネットワークにより接続された多数の基地局と、これら基地局に対して無線によりパケット通信を行う機能を有する多数の移動端末と、によって構成された移動体パケット通信システムにおける通信方法であって、
パケット通信プロトコルとしてＩＰプロトコルを用い、各基地局に対してネットワークアドレスを付与し、
各移動端末に対して、それぞれ所定の基地局をホーム基地局として設定し、当該ホーム基地局のネットワークアドレスを含むＩＰアドレスを付与し、
予め、互いに地理的近傍位置に配置された複数の基地局を１つのグループと定義することにより、前記多数の基地局を複数のグループに分類し、このグループ分類情報をデータベースとして用意し、
各移動端末には、通信時において、良好な通信環境が得られる特定の基地局を１つ選択し、この選択した基地局との間で交信を行う機能をもたせ、この移動端末による選択により、ホーム基地局以外の基地局が選択された場合には、当該移動端末について、当該選択された基地局を転送先として示す気付アドレスがホーム基地局に登録されるようにし、
各基地局には、
(a) 自己をホーム基地局とする移動端末宛のパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていない場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理を行わせ、
(b) 自己をホーム基地局とする移動端末宛のパケットが届き、かつ、当該移動端末について気付アドレスの登録が行われていた場合には、当該気付アドレスによって示される気付先基地局に対して当該パケットを転送する処理を行わせ、
(c) 別な基地局から所定の移動端末宛のパケットが転送されてきた場合には、当該移動端末に対して当該パケットを無線送信する処理を行わせ、かつ、当該パケットが自己を気付先基地局として転送されてきたパケットであった場合には、更に、前記データベースを参照することにより、当該パケットの複製を自己と同一のグループに所属する基地局に対して転送する処理を行わせることを特徴とする移動体パケット通信システムにおける通信方法。A communication method in a mobile packet communication system configured by a large number of base stations connected to each other by a network and a large number of mobile terminals having a function of performing packet communication wirelessly with respect to these base stations,
Using the IP protocol as the packet communication protocol, assigning a network address to each base station,
For each mobile terminal, a predetermined base station is set as a home base station, and an IP address including a network address of the home base station is given,
By previously defining a plurality of base stations arranged in geographical proximity to each other as one group, the plurality of base stations are classified into a plurality of groups, and this group classification information is prepared as a database,
Each mobile terminal selects one specific base station that can obtain a good communication environment during communication, and has a function of communicating with the selected base station. By the selection by the mobile terminal, When a base station other than the home base station is selected, for the mobile terminal, a care-of address indicating the selected base station as a transfer destination is registered in the home base station,
Each base station
(a) Processing for wirelessly transmitting the packet to the mobile terminal when a packet addressed to the mobile terminal that is the home base station is received and the care-of address is not registered for the mobile terminal Let
(b) When a packet addressed to a mobile terminal that uses itself as a home base station arrives and a care-of address is registered for the mobile terminal, the care-of destination base station indicated by the care-of address is Have the process to forward the packet,
(c) When a packet addressed to a predetermined mobile terminal is transferred from another base station, the mobile terminal is caused to perform a process of wirelessly transmitting the packet, and the packet is aware of itself. In the case of a packet transferred as a base station, by referring to the database, a process for transferring a copy of the packet to a base station belonging to the same group as itself is performed. A communication method in a mobile packet communication system. 請求項３に記載の通信方法において、
各基地局のそれぞれに、自己と同一グループに所属する基地局を示す同一グループメンバー情報を用意しておき、この同一グループメンバー情報を参照することにより、自己と同一のグループに所属する基地局に対するパケット転送処理が行われるようにしたことを特徴とする移動体パケット通信システムにおける通信方法。The communication method according to claim 3, wherein
For each base station, the same group member information indicating a base station belonging to the same group as that of itself is prepared, and by referring to this same group member information, the base station belonging to the same group as itself is referred to. A communication method in a mobile packet communication system, wherein packet transfer processing is performed. 請求項１〜４のいずれかに記載の通信方法において、
移動端末により選択基地局が変更された場合、変更前の基地局と変更後の基地局とが異なるグループに所属するときにのみ、気付アドレスの登録を変更することを特徴とする移動体パケット通信システムにおける通信方法。In the communication method in any one of Claims 1-4,
Mobile packet communication characterized in that when the selected base station is changed by a mobile terminal, the care-of address registration is changed only when the base station before the change and the base station after the change belong to different groups Communication method in the system. 請求項５に記載の通信方法において、
移動端末により選択基地局が変更された場合、移動端末から変更後の基地局に対して、変更前の基地局を示す履歴情報が伝えられるようにし、この履歴情報に基づいてグループの所属判定が行えるようにしたことを特徴とする移動体パケット通信システムにおける通信方法。The communication method according to claim 5, wherein
When the selected base station is changed by the mobile terminal, history information indicating the base station before the change is transmitted from the mobile terminal to the base station after the change, and the group membership determination is performed based on the history information. A communication method in a mobile packet communication system, characterized in that it can be performed. 請求項１〜６のいずれかに記載の通信方法において、
パケットを転送する際に、転送対象となるパケットをカプセル化して、転送先となる基地局のアドレスを付加する処理を行うことを特徴とする移動体パケット通信システムにおける通信方法。In the communication method in any one of Claims 1-6,
A communication method in a mobile packet communication system, wherein when a packet is transferred, a packet to be transferred is encapsulated and an address of a base station as a transfer destination is added. 請求項１または３に記載の(a) 、(b) 、(c) の処理機能を有する移動体パケット通信システム用の基地局として機能するルータ。  A router functioning as a base station for a mobile packet communication system having the processing functions of (a), (b), and (c) according to claim 1 or 3.
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