JP4705863B2 - セッション制御システム、セッション制御方法及び移動端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動体通信におけるIPモビリティ及びリアルタイム通信のセッション制御システム、セッション制御方法及び移動端末装置に関する。

近年、移動体通信のIP（Internet Protocol）化が進められており、この移動体通信においてもTCP（Transmission Control Protocol）通信を行うケースが増加している。移動体通信では、端末のアクセス網間移動時にIPアドレスが変化するが、TCP通信では、IPアドレスが変化するとセッションが切断されることから、従来よりTCP通信を継続させるために、Mobile IP（MIP）等のIPモビリティ機能を使うことが一般的である。例えば、IETF（Internet Engineering Task Force）では、上記IPモビリティの仕様としてMobile IPv6の標準化を提唱している（例えば、特許文献1参照。）。

上記IPモビリティでは、図14に例示したように、移動端末装置（MN：Mobile Node）3aに、当該移動端末装置の位置に依存せず、移動端末装置が移動しても変動しない一意のIPアドレスであるホームアドレス（HoA：Home of Address）が付与される。このHoAは、移動端末装置3aが本来的に所属するネットワーク（ホームリンク）であるパケットコア網2上における固定されたIPアドレスである。なお、図14では、パケットコア網2には、他のネットワークとして無線LAN4やセルラーパケット網6が、ルータ装置7やゲートウェイ装置5を介して接続されており、移動端末装置3aと通信相手である通信先端末（CN：Correspondent Node）3bとの間で通信する場合を例示している。

パケットコア網2上には、ホームエージェント（HA：Home Agent）21が設置されており、このホームエージェント21は、移動端末装置のホームアドレスと、ホームリンク以外に存在する気付アドレス（CoA：Care of Address）の対応情報（バインディング情報）を保持し、各移動端末装置MNのホームアドレス及び気付アドレスを管理している。そして、移動端末装置MNは、ホームリンク以外のリンクに移動すると、移動先のリンクにおいて気付アドレスを取得し、移動端末装置は、取得したCoAについて、ホームエージェント21に対し位置登録を行う。図14で示した例では、無線LAN4からセルラーパケット網6に移動し、気付アドレスがCoA1からCoA2に更新されている。

ここで、上述したIPモビリティにおける一般的な移動端末装置では、図16に示すように、当該移動端末装置上で実行されている各アプリケーション99に対し、アドレス制御部91によって気付アドレスが隠蔽されており、移動端末装置のアプリケーションは、気付アドレスを用いずにホームアドレスを用いて通信を行う。以下、移動端末装置のアプリケーションレイヤーで気付アドレスを用いずに、移動端末装置3aと通信先端末装置3bとの間でパケットを送受信する手順を説明する。図15は、従来におけるパケットの送受信を示す説明図である。

先ず、図15に示すように、移動端末装置3aから通信先端末装置3b宛にデータD11を送信する場合、移動端末装置3aは、データD11の先頭に、通信先端末装置3bのホームアドレスHoA宛のヘッダD12と、ホームエージェント21宛のIPヘッダD13を付加（カプセル化）して送信する。ホームエージェント21は、当該ホームエージェント21宛のパケットD1を捕捉し、先頭に付加されたIPヘッダD13を除去（デカプセル化）して、ヘッダD12から通信先端末装置3bのホームアドレスHoAを取得し、該当するHoA宛に送信する。

一方、通信先端末装置3bから移動端末装置3a宛にデータD21を送信する場合、通信先端末装置3bは移動端末装置3aのホームアドレス宛にパケットD2を送信する。ホームエージェント21は、上記移動端末装置3aのホームアドレス宛パケットD2を捕捉し、移動端末装置3aのホームアドレスに対応するCoA宛のIPヘッダD23を付加（カプセル化）してパケットD2を送信する。移動端末装置3aは上記CoA宛のパケットD2を受信すると、先に付加されたIPヘッダD23を除去（デカプセル化）してオリジナルのパケットD21を復元する。
特願2005-340982号公報

しかしながら、上記IPモビリティ機能では、ホームエージェント21へのトラフィック集中等の問題から、リアルタイム（RT）通信の品質維持が難しいという問題がある。詳述すると、上記IPモビリティ機能では、全通信が、ホームエージェント21を介する、いわゆるMIP仮想インターフェース経由となるため、通信経路が冗長となり通信遅延が発生したり、ホームエージェントに対する負荷集中によるパケットロスを生じたりし、UDP（User Datagram Protocol）ベースのRT通信には品質悪化の要因となる。

このため、単にMIPを用いても、TCP通信とUDP通信の品質を同時に満足できないこととなる。今後、アクセス網のブロードバンド化や端末の高性能化により、複数の通信セッションを維持した移動通信がより現実的になる可能性が高いことから、TCP通信とRT通信の品質を同時に維持する方式が求められる。

そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、移動体通信において、移動端末装置のIPモビリティ機能と、リアルタイム通信機能のインターフェースを分離可能とし、移動端末装置にリアルタイム通信のQoS状態に応じて、動的なセッション制御を行うことで、TCP通信の継続とリアルタイム通信の品質維持を同時に実現できるセッション制御システム、セッション制御方法及び移動端末装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、通信ネットワーク上において移動しつつ通信が可能な移動端末装置と、移動端末装置毎に付与される、移動端末装置の位置に依存しない固定アドレスと、位置に応じて変更される気付アドレスとを用いて通信の中継を行うホームエージェントとを用いて通信を行うセッション制御システム、セッション制御方法、及び移動端末装置に係わる。

具体的に、本発明において、上記移動端末装置は、データの送受信を行うアプリケーションを実行するアプリケーション実行部と、通信ネットワークの通信品質を検出する通信品質監視部と、アプリケーション実行部で実行されているアプリケーションの種別と、通信品質監視部による検出結果とに応じ、データの送受信における受信用アドレスとして、固定アドレス及び気付アドレスのいずれか、又はこれらの両方をアプリケーションに提供可能とするアドレス制御部とを備える。このアドレス制御部は、受信用アドレスとして固定アドレスが選択されている場合にホームエージェントを経由する通信経路を設定し、気付アドレスが選択されている場合に、ホームエージェントを経由しない通信経路を選択する機能を有する。

そして、本発明では、
（1）移動端末装置において、データの送受信を行うアプリケーションを実行するとともに、当該移動端末装置において、通信ネットワークの通信品質を検出し、
（2）移動端末装置によって、移動端末装置上で実行されているアプリケーションの種別と、通信品質の検出結果とに応じ、データの送受信における受信用アドレスとして、固定アドレス及び気付アドレスのいずれか、又はこれらの両方をアプリケーションに提供可能とし、
（3）上記（2）において、受信用アドレスとして固定アドレスが選択されている場合にホームエージェントを経由する通信経路を設定し、気付アドレスが選択されている場合に、ホームエージェントを経由しない通信経路を選択する。

このような本発明によれば、通信ネットワークの通信品質（QoS状態）に応じて、固定アドレス（HoA）と、気付アドレス（CoA）とを切り替えて使用するため、適宜気付アドレスを用いることによってリアルタイム通信でのホームエージェントに対するトラフィックの集中を回避することができ、併せてTCP通信等の、アドレスが変動することによって切断されてしまうような通信サービスを維持することができる。

上記発明において移動端末装置は、通信品質監視部が検出した通信品質を、通信ネットワーク上の呼制御装置に通知し、この呼制御装置は、移動端末装置から通知される通信品質に応じ、移動端末装置の呼制御部に対して、通信経路の最適化を指示し、移動端末装置のアドレス制御部は、呼制御装置からの指示に応じて、ホームエージェントを経由するか否かを選択することが好ましい。この場合には、呼制御装置を主導として、通信に係る端末双方の通信品質に基づく制御が可能となり、より適切な通信経路の選択を行うことができる。

上記発明において移動端末装置は、通信品質監視部が検出した通信品質を、通信ネットワーク上の呼制御装置に通知し、この呼制御装置は、移動端末装置から通知される通信品質に応じ、当該通信に係る各端末に対して、当該通信における符号化帯域の最適化を指示し、各移動端末装置は、呼制御装置からの指示に応じて、符号化帯域の最適化を実行することが好ましい。

この場合には、呼制御装置を主導として、通信に係る端末双方の通信品質に基づいて、符号化帯域の制御が可能となり、上述した通信経路の選択と併せてトラフィック量の最適化を図ることによって、送受双方の通信状態に応じ、段階的にトラフィック負荷の調整を行うことができる。

上記発明において移動端末装置は、通信品質監視部が検出した通信品質を、通信ネットワーク上の呼制御装置に通知し、この呼制御装置は、移動端末装置から通知される通信品質に応じ、当該通信に係る各端末に対して、当該通信におけるパケットの送出間隔の最適化を指示し、移動端末装置は、呼制御装置からの指示に応じて、パケットの送出間隔の最適化を実行することが好ましい。

この場合には、呼制御装置を主導として、通信に係る端末双方の通信品質に基づいて、パケットの送出間隔の制御が可能となり、上述した通信経路の選択と併せてトラフィック量の最適化を図ることによって、送受双方の通信状態に応じ、段階的にトラフィック負荷の調整を行うことができる。

なお、上記発明において、各最適化処理は、移動端末装置を主導として実行してもよい。すなわち、前記移動端末装置は、当該移動端末装置側で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、各種最適化処理（通信経路の最適化、符号化帯域の最適化、パケットの送出間隔の最適化）を指示し、各通信端末装置は、前記移動端末装置からの前記指示に応じた最適化処理を実行する。

この場合には、通信に係る端末双方の通信品質に基づいて、通信に係る各移動端末装置のいずれかを主導とした各種最適化処理が可能となり、呼制御装置の負担を増大させることなく、段階的にトラフィック負荷の調整を行うことができる。

以上述べたように、本発明によれば、移動体通信において、移動端末装置のIPモビリティ機能と、リアルタイム通信機能のインターフェースを分離し、移動端末装置にリアルタイム通信のQoS状態に応じて、動的なセッション制御を行い、TCP通信の継続とリアルタイム通信の品質維持を同時に実現することができる。

（セッション制御システムの構成）
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係るセッション制御システムの概略構成を示す説明図である。

本実施形態に係るセッション制御システムでは、図1に示すように、SIP（Session Initiation Protocol）サーバ装置等の呼制御装置1が設けられ、パケット交換方式により音声通信を行うコア（核）となるパケットコア網（IP網）2と、携帯電話機等の移動端末装置3aとの間でパケット交換方式により通信を行うセルラーパケット網6とを、ルータ装置7を介して相互に接続すると共に、前記パケットコア網2とパケット交換方式により音声通信を行う無線LAN4（WLAN：Wireless Local Area Network）とをルータ装置7を介して相互に接続することで構成されている。

前記パケットコア網2には、他の通信ネットワークとしてのセルラー網や無線LAN4の他、音声通信が可能なIP電話網8やPSTN（Public Switched Telephone Network：一般公衆網）9が、ゲートウェイ装置5やルータ装置7を介して接続されている。なお、本実施形態に係るゲートウェイ装置5は、メディアゲートウェイ制御装置（MGC）と、シグナリングゲートウェイ（SG）と、メディアゲートウェイ（MGW）等から構成することができ、通常MGCがSIPを理解し、MGCがSG及びMGWを制御し、それぞれシグナリング及び回線接続等を行うことが好ましい。

また、パケットコア網2にはホームエージェント21が設置されている。このホームエージェント21は、移動端末装置3aのホームアドレス（HoA）と気付アドレス（CoA）の対応情報（バインディング情報）を保持・管理している。そして、移動端末装置移動端末装置は、ホームリンク以外のリンクに移動すると、移動先のリンクにおいて気付アドレスを取得し、移動端末装置は、取得したCoAについて、ホームエージェント21に対し位置登録を行う。

（呼制御装置の構成）
図2は、本実施形態に係る呼制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、呼制御装置1は、呼制御系の機能として、位置登録処理部103と、呼制御部104と、ネットワーク（I/F）105とを備えている。

呼制御部104は、移動端末装置3a等との間で呼制御メッセージを送受信し、この呼制御メッセージを着信先となる通信先端末装置3b等に送信することで発呼・着呼処理を行うモジュールである。位置登録処理部103は、呼制御部104から位置登録メッセージを渡されると、登録サーバに保存・更新させるモジュールである。この位置登録処理部103では、位置情報として各端末のHoAだけでなくCoAも保持する。ネットワークインターフェース105は、物理ネットワークインターフェース及びこの物理ネットワークインターフェースに対応するデバイスドライバ、ダイヤルアップ機能等の網制御機能や基本プロトコルスタック（TCP/UDP/IP等）を含むモジュールである。

また、呼制御装置1は、QoS管理部102と、3PCC（3PCC：3rd Party Call Control）部101とを有している。QoS管理部102は、呼制御部104からQoS関連信号（アラーム信号、品質リセット信号、品質最良信号等）を受信すると、登録データサーバ15に該当する接続状態レコードを更新させる。このレコードの更新に際しては、当該信号の発生時刻が記録され、一定時間内に受信した信号状態に応じて、QoS管理部102から3PCC部101に対して、コーデックの変更や経路最適化制御を3PCC部101に指令する。また、3PCC部101は、QoS管理部102からの指令に応じ、3PCCの手順を利用して、指定された端末装置の組に関してコーデックやパケット送信間隔を変更させたり、経路最適化を行わせるモジュールである。

さらに、この呼制御装置1は、各ユーザーの位置情報及び接続状態を保存するための登録データサーバ15と、各ユーザーの位置登録処理を行う位置登録処理部103とを備えている。この位置情報は、一般にクライアントを識別するID（電話番号、SIP-URI等）と位置登録された待ち受けアドレスであるHoA、及びCoAを関連づけたデータであり、接続状態は、接続済みの呼を識別するID、相互に通信するクライアントIDの組、使用中のコーデック、コーデック優先順位、現着信待ち受けアドレスの組（CoA/HoA）やQoS信号送信元とその受信時刻等を保持するデータである。

このような呼制御装置1において、呼制御部104は、各ユーザーの接続状態を示す接続状態情報を登録データサーバ15に登録制御すると共に、各ユーザーの位置情報を位置登録処理部103に転送する。位置登録処理部103は、呼制御部104から位置情報が転送されると、この転送された位置情報と前記登録データサーバ15に登録済みの位置情報とを比較し、ユーザー（移動端末装置3aが通信網（現在、アクセスしている網）を移動したと判断した場合に、当該移動端末装置についての位置情報や接続状態を更新する。

（移動端末装置の構成）
図3は、本実施形態に係る移動端末装置の構成を示すブロック図であり、図4は、図3に示したブロック図における各機能ブロック間の関係を模式的に示す説明図である。図3に示すように、移動端末装置3a（及び通信先端末装置3b）は、アプリケーション実行部39と、ユーザーインターフェース36と、網選択切替部33と、ネットワークインターフェース311〜31nとを備えている。

アプリケーション実行部39は、各種アプリケーションソフトを実行する演算処理装置であり、TCPアプリケーションを実行するTCP実行部39aと、リアルタイムアプリケーションを実行するRT実行部39bとから構成されている。TCP実行部39aで実行されるアプリケーションソフトとしては、Webブラウザやファイル転送ソフト、メーラーソフト等のTCPに基づく通信アプリケーションが含まれる。このアプリケーション実行部39による通信は、ソケットインターフェース32を介してTCPインターフェース32aに接続され、このTCPインターフェース32aからアドレス制御部31のMIP部31a及び網選択切替部33を通じて、通信網311〜31nに接続される。

一方、RT実行部39bで実行されるアプリケーションソフトとしては、SIPに基づく通話アプリケーション等、UDPベースのアプリケーションが含まれる。このRT実行部39bによる通信は、ソケットインターフェース32を介してUDPインターフェース32bに接続され、このUDPインターフェース32bからアドレス制御部31のMIP部31a又はIP部31bに選択的に接続され、網選択切替部33を通じて、ネットワークインターフェース311〜31nに接続される。

具体的にRT実行部39bは、コーデック処理部37と、メディア送受信部35と、品質監視部38と、呼制御部34と、アドレス制御部31とが含まれている。メディア送受信部35は、通信相手の端末装置3b等の間で音声や動画等のリアルタイムデータを送受信するモジュールである。品質監視部38は、リアルタイム通信のQoSを監視する。設定された閾値と比較し、QoSが低下したと判断すると、呼制御装置にアラーム送信するモジュールである。ここで、QoS値としては、通信パケットの平均ジッター、パケットロス率、平均往復遅延時間等が挙げられる。

呼制御部34は、呼制御メッセージを前記呼制御装置1、或いは通信相手の端末装置3b等の間で送受信し、登録・発呼・着呼処理や、音声コーデック等のメディア交渉を行うモジュールである。本実施形態では、呼制御部34は、呼制御装置1からの指令に従い、動的なコーデック変更や受信アドレス変更を行う。

また、アドレス制御部31は、図4に示すように、アプリケーション実行部39で実行されているアプリケーションの種別と、品質監視部38による検出結果とに応じ、データの送受信における受信アドレスとして、HoA及びCoAのいずれか、又はこれらの両方をアプリケーションに選択的に提供するモジュールであり、HoAを用いての通信を実行するMIP部31aと、CoAを用いての通信を実行するIP部31bとから構成されている。MIP部31aは、ホームエージェント21に対する位置登録や、IP・UDPカプセリング等の通常のMIP処理を行うモジュールである。一般にこのMIP処理を実行すると、アプリケーションからはMIPのIFしか利用できなくなるが、本実施形態では、UDPインターフェース32bに対しては、MIP部31aと、IP部31bとを分離し、アプリケーションの状況に応じて、MIP通信又は非MIP通信を選択的に利用可能としている。

さらに、アドレス制御部31は、当該端末装置3aにおいて、受信アドレスとしてHoAが用いられている場合には、ホームエージェント21を経由する通信経路を策定し、CoAが用いられている場合には、ホームエージェント21を経由しない通信経路を策定する機能を備えている。

網選択切替部33は、複数のネットワークインターフェース311〜31nを監視し、ユーザーの嗜好、コスト、通信品質（電界強度）等から最適なI/Fを選択し接続するモジュールである。また、網選択切替部33は、ハンドオーバのために、同時に複数のI/Fを有効にし、MIP部31aや呼制御部34に位置登録処理の実行を指令する機能も有している。

ネットワークインターフェース311〜31nは、物理ネットワークインターフェース及びこの物理ネットワークインターフェースに対応するデバイスドライバ、ダイヤルアップ機能等の網制御機能（NCU）や基本プロトコルスタック（TCP/UDP/IP等）を備えている。

ユーザーインターフェース36は、マイクロホンやスピーカ部等が接続された音声カード、ドライバ、ソウフトウェアインターフェイス、AD/DA変換部等を備えた入出力デバイスを含むモジュールである。コーデック処理部37は、ユーザーインターフェース36やメディア送受信部35から転送されたデータを、対応するモジュールや通信相手に最適なフォーマットに変換処理（コーデック変換処理）するモジュールである。

（最適化処理）
本実施形態では、上述した構成のシステムにより、各端末において自機の通信品質を監視させ、一定の品質を満足しない場合、呼制御装置1へQoS関連信号を通知させ、呼制御装置1において、各端末装置の通信品質を把握し、相互に通信する各端末装置から一定時間内に受信する信号状況に応じ、各種の最適化処理を適宜組み合わせて段階的に行う。

（a）一方の端末からアラーム受信⇒メディア属性変更による最適化
（b）両方の端末からアラーム受信⇒経路最適化
具体的に、先ず、上記（a）のメディア属性変更では、どちらかの端末が属するアクセス網の通信品質低下を想定し、呼制御装置1から端末に、パケット送出間隔の変更や、低帯域コーデックへの変更を動的に指示する、また、上記（b）の経路最適化では、ホームエージェント21の過負荷状態を想定し、HoAを使用するMIP通信と、CoAを使用する非MIP通信とを動的に切り替える。

さらに、上記（a）、（b）の一方のセッション制御を行った後、再度、当該通信に係る端末の組から品質アラームを受信すると、それぞれ他方の制御を行い、RT通信の品質を維持する。一方、HoAを継続利用するTCP通信は、MIPのモビリティにより、同時に維持できる。なお、提案方式における2つのセッション制御は、通信中のメディア属性やIPアドレスを動的に変更できる標準的なSIPモビリティと、第三者が呼制御できるSIP−3PCC手順を組み合わせて実現する。

具体的に、上述した各種最適化処理は、以下のように行われる。すなわち、図5に示すように、
（1）呼制御装置1に移動端末装置3aのCoAとHoAの双方を登録し、
（2）移動端末装置3a（又は3b）においてRT通信のQoS悪化を検知すると，呼制御装置1にQoS関連信号として通知し、
（3）呼制御装置1は、移動端末装置からの通知状態により、通信経路最適化制御（非MIPへの変更）、メディア属性変更による最適化（コーデック帯域の変更制御やパケット送信間隔制御）を行い、
（4）QoSが良好な場合、呼制御装置1は、コーデックの帯域を上げたり、MIP通信に戻す制御を行う。

かかる通信経路の最適化制御としては、図6に示すように、移動端末装置3aから通信先端末装置3b宛にデータD11を送信する場合、移動端末装置3aは、データD11の先頭に、通信先端末装置3bのホームアドレスHoA宛のヘッダD12と、ホームエージェント21宛のIPヘッダD13を付加（カプセル化）して送信する。ホームエージェント21は、当該ホームエージェント21宛のパケットD1を捕捉し、先頭に付加されたIPヘッダD13を除去（デカプセル化）して、ヘッダD12から通信先端末装置3bのホームアドレスHoAを取得し、該当するHoA宛に送信する。

一方、通信先端末装置3bから移動端末装置3a宛にデータD21を送信する場合、通信先端末装置3bは移動端末装置3aのホームアドレス宛にパケットD2を送信する。ホームエージェント21は、上記移動端末装置3aのホームアドレス宛パケットD2を捕捉し、移動端末装置3aのホームアドレスに対応するCoA宛のIPヘッダD23を付加（カプセル化）してパケットD2を送信する。移動端末装置3aは上記CoA宛のパケットD2を受信すると、先に付加されたIPヘッダD23を除去（デカプセル化）してオリジナルパケットを復元する。

他方、UDPベースの通信では、パケットD3及びD4で示すように、移動端末装置3aと通信先端末装置3bとの双方から、気付アドレス宛のヘッダD32及びD42を付加して、直接データの送受信を行う。これにより、図5中（4）で示すように、ホームエージェント21を経由しない（例えば、ルータ42経由）通信経路が形成され、ホームエージェント21における付加集中を回避することができる。これによって、移動端末装置3a及び3bはMIP通信と非MIP通信とを同時に行え、呼制御装置1は各端末の2つの着信アドレス（HoA及びCoA）を把握する。

（セッション制御方法）
以上の構成を有するセッション制御システムを動作させることによって、本発明のセッション制御方法を実施することができる。図7は、本実施形態に係るセッション制御システムによるセッション制御を模式的に示す説明図である。

図7において、まず、移動端末装置3aから呼制御装置1に対して、HoAとCoAの双方を位置登録させる（f1）。次いで、通信開始時、移動端末装置3aのTCP実行部39aとRT実行部39bは、HoAを利用したMIP通信を行う（f2）。

そして、RT通信の品質が一定の品質以下になると、移動端末装置3aは、例えばINFOメソッド（参考文献 "The SIP INFO Meshod", RFC2976, October, 2000）を利用し、呼制御装置1に品質アラーム信号を送る（f3）。呼制御装置1は、一定時間内に相互に通信する端末の両方からアラームを受けると、図5に示したように、3PCCを利用して経路最適化制御を行う（f4）。

その後、さらに通信先端末装置3b側から品質アラーム信号を受けると（f5）、端末が利用するコーデックやパケット送出間隔等のメディア属性を変更させる（f6）。一方、TCP通信は、HoAを継続利用することで、MIPによりセッションが維持される（f7）。

このような、本実施形態におけるメディア属性の変更制御及び通信経路の最適化の手順について説明する。図8（a）は、メディア属性変更制御時の動作を示すシーケンス図であり、（b）は、通信経路最適化制御時の動作を示すシーケンス図である。なお、図8（a）では、メディア属性の変更制御としてコーデックを変更する場合を例示しているが、パケット送出間隔変更時の動作も同様である。

図8（a）に示すように、移動端末装置3a及び3b間でMIP若しくは非MIP通信を行っているものとする（S401）。そして、例えば、移動端末装置3a側に対して呼制御装置1からコーデック（又はパケット送出間隔）指定の問い合わせ（Invite）を行うと（S402）、移動端末装置3aでは、この指定に応じて受信アドレス及びポートの指定を行う（S403）。呼制御装置1は、この移動端末装置3aが指定した受信アドレス及びポートを通信先端末装置3bに通知すべく、通信先端末装置3bに対してコーデック指定の問い合わせ（Invite）を行い（S404）、通信先端末装置3bは、自機の受信アドレス及びポートを指定する（S405）。

呼制御装置1は、ACKとして通信先端末装置3bの受信アドレス及びポートを移動端末装置3aに通知するとともに（S406）、移動端末装置3aとの間における通信が確立した際に、通信先端末装置3bに対してACKを送信する（S407）。

また、図8（b）に示すように、移動端末装置3a及び3b間で、HoAを用いた通信（MIP通信）を行っている際に、当該MIP通信を、CoAによる通信（非MIP通信）に切り替えるには、例えば、移動端末装置3a側に対して呼制御装置1から非MIP通信の問い合わせ（Invite）を行うと（S502）、移動端末装置3aでは、この指定に応じて気付アドレス及びポートの指定を行う（S503）。呼制御装置1は、この移動端末装置3aが指定した気付アドレス及びポートを通信先端末装置3bに通知すべく、通信先端末装置3bに対して非MIP通信の問い合わせ（Invite）を行い（S504）、通信先端末装置3bは、自機のホームアドレス及びポートを指定する（S505）。なお、通信先端末装置3bに関しても同時に経路最適化する場合は、通信先端末装置3b側においても、このステップS505において CoA 及びポートを指定することができる。

呼制御装置1は、ACKとして通信先端末装置3bのホームアドレス及びポートを移動端末装置3aに通知するとともに（S506）、移動端末装置3aとの間における通信が確立した際に、通信先端末装置3bに対してACKを送信する（S507）。

次いで、上述したセッション制御において、移動端末装置及び呼制御装置における具体的な動作について説明する。図9及び図10は、移動端末装置3a側における動作のフローチャートである。

先ず、移動端末装置側で通信品質の監視を行う。具体的には、図9に示すように、移動端末装置3aにおいて、定期的にメディア送受信部35にQoS情報の問い合わせを行い（S101）、QoSが下限閾値を下回らないかどうかを監視する（S102）。QoSが下限閾値を下回ったとき（S102における”Yes”）には、呼制御装置1に品質アラーム信号の送信を指令する（S103）。

一方、ステップS102において、QoSが下限閾値以上であると判断したときには（S102における”No”）、次いで、QoSが上限閾値未満であるか否かについて監視する（S104）。QoSが上限閾値未満であれば（S104における”Yes”）、呼制御装置1に品質リセット信号の送信を指令する（S105）。ステップS104において、QoSが上限閾値を上回っていると判断したときには（S104における”No”及びS106）、呼制御装置1に品質最良信号の送信を指令する（S107）。

このようにして移動端末装置から呼制御装置1に対して送信されるQoS関連信号に応じて、呼制御装置1主導で各最適化処理が実行される。このとき、移動端末装置側では、図10に示すように、MIPによる通信中、呼に関する変更要求を受信すると（S201及びS202）、その変更要求がコーデックの変更要求であるか否かについて判断する（S203）。コーデックの変更要求である場合（S203における”Yes”）、メディア送受信部35にコーデック変更を通知し、新規データ受信ポート番号を取得し（S204）、現データ受信アドレス（HoA）及び新規ポート番号を返信する（S205）。その後、ACKに含まれるデータ送信先アドレス及びポート番号をメディア送受信部35へ通知する（S206）。

ステップS203において、変更要求がコーデック変更要求でないと判断した場合には（S203における”No”）、変更要求の内容が経路変更要求であるか否かについて判断する（S207）。経路変更要求でない場合には、ステップS201に戻り、次の変更要求が受信されるまで待機状態となる。

ステップS207において、経路変更要求であると判断したときには、メディア送受信部35に経路変更を通知し、新規の気付アドレス（CoA）における新規データ受信ポート番号を取得し（S208）、新データ受信アドレス（CoA）及び新規ポート番号を返信する（S209）。その後、ACKに含まれるデータ送信先アドレス及びポート番号をメディア送受信部35に通知する（S210）。

図11〜図13は、呼制御装置1側における動作のフローチャートである。待機中に呼制御部104よりQoS関連信号を受信すると（S301及びS302）、当該端末に関する接続状態レコードの読み出しを、登録データサーバ15に指令し（S303）、受信信号は品質アラーム信号であるか否かについて判断する（S304）。

ステップS304において、受信信号が品質アラーム信号であるときには（S304における”Yes”）、当該通信相手がアラームセットの状態にあるか否かについて判断し（S305）、アラームセットの状態にあるときには、3PCC部101へ当該通信に関する経路を非MIP通信へ切り替える最適化制御を指令する（S306）。また、ステップS305において、通信相手がアラームセット状態にないときには（S305における”No”）、当該レコードの端末アラーム状態をセットして、登録データサーバ15に対して更新を指令し（S310）、当該レコードに関するタイマーイベントをセットし（S311）、待機状態に移行する（S301）。

一方、ステップS304において受信信号が品質アラーム信号でないと判断したときには（S304における”No”）、当該受信信号が品質リセット信号であるか否かについて判断する（S307）。受信信号が品質リセット信号であるときには、当該端末に関する接続状態レコードを読み出すように登録データサーバ15に指令し（S308）、当該レコードの当該端末に関するアラーム状態をリセットし（S309）、待機状態に戻る（S301）。

他方、ステップS307において受信信号が品質リセット信号でないと判断したときには（S307における”No”）、当該受信信号が品質最良信号であるとして（S318）、当該端末に関する接続状態レコードを読み出すように登録データサーバ15に指令し（S319）、当該通信相手の品質最良セット状態であるか否かについて判断する（S320）。品質最良セット状態であるときには（S320における”Yes”）、3PCC部101へ当該通信に対するMIP通信への変更制御を指令し（S321）、待機状態へ移行する（S301）。また、ステップS320において、通信相手が品質最良セット状態にないときには（S320における”No”）、当該レコードの当該端末品質最良状態をセットして登録データサーバ15へ更新を指令し（S322）、当該レコードに関するタイマーイベントをセットし（S323）、待機状態へ移行する（S301）。

そして、待機状態（S301）において、タイマーイベントを受信したと記には（S312）、タイマーセットされた接続状態レコードの読み出しを登録データサーバ15に指令する（S313）。その後、通信に係る端末の一方がアラームセット状態にあるか否かについて判断し（S314）、アラームセット状態にあるときには（S314における”Yes”）、3PCC部101へ当該通信に対するコーデック変更（帯域削減）を指令する（S315）。一方、ステップS314においていずれの端末もアラームセット状態にないと判断したときには（S314における”No”）、一方の端末が品質最良状態にあって、且つ他方の端末がアラームリセット状態にあるか否かについて判断し（S316）、このような場合には（S316における”Yes”）、3PCC部101へ当該通信に対するコーデック変更（帯域増加）を指令する（S317）。他方、ステップS316において、いずれの端末も品質最良状態及びアラームリセット状態ではないときには、待機状態に移行する（S301）。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態によれば、通信ネットワークの通信品質（QoS状態）に応じて、HoAとCoAとを切り替えて使用するため、適宜気付アドレスを用いたUDP通信を行うことができ、リアルタイム通信でのホームエージェントに対するトラフィックの集中を回避し、併せてTCP通信等の通信サービスを維持することができる。

また、本実施形態では、各種最適化を、各移動端末装置からのQoS関連信号に基づいて、呼制御装置を主導で行うことから、通信に係る通信端末装置（例えば3a及び3b）双方の通信品質に基づく制御が可能となり、より適切な通信経路の選択や、符号化帯域の制御、パケット送出間隔の制御が可能となり、送受双方の通信状態に応じ、段階的にトラフィック負荷の調整を行うことができる。

この結果、本実施形態によれば、多種アクセス網環境において、例えば、SIPのモビリティ及び3PCC手順を利用し、呼制御装置（SIPサーバ）1によってQoSに基づく動的セッション制御が可能となり、MIPによるTCP通信の継続とRT通信の品質維持を、同時に実現することができる。

（変更例）
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、各最適化処理を、呼制御装置1を主導として実行したが、例えば、通信に係る各移動端末装置3a又は3bを主導として実行してもよい。すなわち、移動端末装置3a又は3bにおいて、通信品質を検出するとともに、当該移動端末装置側で検出される通信品質を判断し、その判断結果に応じて、呼制御装置1及び通信相手の移動端末装置に対して、各種最適化処理（通信経路の最適化、符号化帯域の最適化、パケットの送出間隔の最適化）を指示するようにしてもよい。この場合、各通信端末装置の呼制御部は、通信相手の移動端末装置及び呼制御装置1と協働して、主導となった移動端末装置からの指示に応じて最適化処理を実行する。

このような変更例によれば、通信に係る各移動端末装置のいずれかで通信品質を検出し
、その良否を判断するため、呼制御装置1の負担を増大させることなく、段階的にトラフ
ィック負荷の調整を行うことができる。

実施形態に係るセッション制御システムの概略構成を示す説明図である。 実施形態に係る呼制御装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る移動端末装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る移動端末装置の各機能ブロック間の関係を模式的に示す説明図である。 実施形態に係るセッション制御システムにおける最適化処理の手順を示す説明図である。 実施形態に係るセッション制御システムにおけるパケット送受信の手順を示す説明図である。 実施形態に係るセッション制御システムの動作を模式的に示す説明図である。 実施形態に係るメディア属性の変更制御及び通信経路の最適化の手順を示すシーケンス図である。 実施形態に係る移動端末装置の動作を示すフローチャート図である。 実施形態に係る移動端末装置の動作を示すフローチャート図である。 実施形態に係る呼制御装置の動作を示すフローチャート図である。 実施形態に係る呼制御装置の動作を示すフローチャート図であり、図11の続きである。 実施形態に係る呼制御装置の動作を示すフローチャート図であり、図11の続きである。 従来のセッション制御システムの概略構成を示す説明図である。 従来のセッション制御システムにおけるパケット送受信の手順を示す説明図である。 従来の移動端末装置における各機能ブロック間の関係を模式的に示す説明図である。

符号の説明

1…呼制御装置
2…パケットコア網
3a…移動端末装置
3b…通信先端末装置
4…無線LAN
5…ゲートウェイ装置
6…セルラーパケット網
7…ルータ装置
8…IP電話網
15…登録データサーバ
21…ホームエージェント
31…アドレス制御部
31a…MIP部
31b…IP部
32…ソケットインターフェース
32a…TCPインターフェース
32b…UDPインターフェース
33…網選択切替部
34…呼制御部
35…メディア送受信部
36…ユーザーインターフェース
37…コーデック処理部
38…品質監視部
39…アプリケーション実行部
39a…TCP実行部
39b…RT実行部
101…3PCC部
102…QoS管理部
103…位置登録処理部
104…呼制御部
105，311〜31n…ネットワークインターフェース

Claims (21)

1. 通信ネットワーク上において移動しつつ通信が可能な移動端末装置と、
   前記移動端末装置毎に付与される、該移動端末装置の位置に依存しない固定アドレスと、該位置に応じて変更される気付アドレスとを用いて通信の中継を行うホームエージェントと
   を備えたセッション制御システムであって、
   前記移動端末装置は、
   データの送受信を行うアプリケーションを実行するアプリケーション実行部と、
   前記通信ネットワークの通信品質を検出する通信品質監視部と、
   前記アプリケーション実行部で実行されているアプリケーションの種別と、前記通信品質監視部による検出結果とに応じ、前記データの送受信における受信用アドレスとして、前記固定アドレス及び前記気付アドレスのいずれか、又はこれらの両方を該アプリケーションに提供可能とするアドレス制御部と
   を備え、前記アドレス制御部は、
   前記受信用アドレスとして前記固定アドレスが選択されている場合に前記ホームエージェントを経由する通信経路を設定し、前記気付アドレスが選択されている場合に、該ホームエージェントを経由しない通信経路を選択する機能を有する
   ことを特徴とするセッション制御システム。
2. 前記通信ネットワーク上には、前記移動端末装置から通知される通信品質に応じ、当該通信に係る各移動端末装置に対して、通信経路の最適化を指示する呼制御装置が設置され、
   前記移動端末装置は、前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記呼制御装置に通知する機能を有し、
   前記移動端末装置のアドレス制御部は、前記呼制御装置からの前記指示に応じて、前記ホームエージェントを経由するか否かを選択する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセッション制御システム。
3. 前記通信ネットワーク上には、前記移動端末装置から通知される通信品質に応じ、当該通信に係る各端末に対して、当該通信における符号化帯域の最適化を指示する呼制御装置が設置され、
   前記移動端末装置は、前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記呼制御装置に通知する機能を有し、
   前記通信に係る各端末は、前記呼制御装置からの前記指示に応じて、前記符号化帯域の最適化を実行する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセッション制御システム。
4. 前記通信ネットワーク上には、前記移動端末装置から通知される通信品質に応じ、当該通信に係る各端末に対して、当該通信におけるパケットの送出間隔の最適化を指示する呼制御装置が設置され、
   前記移動端末装置は、前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記呼制御装置に通知する機能を有し、
   前記通信に係る各端末は、前記呼制御装置からの前記指示に応じて、前記パケットの送出間隔の最適化を実行する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセッション制御システム。
5. 前記移動端末装置は、前記通信品質監視部で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、通信経路の最適化を指示する呼制御部を有し、
   前記通信相手の移動端末装置は、前記呼制御部からの前記指示に応じ、前記ホームエージェントを経由するか否かを選択する機能を有する
   ことを特徴とする請求項1に記載のセッション制御システム。
6. 前記移動端末装置は、前記通信品質監視部で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、当該通信における符号化帯域の最適化を指示する呼制御部を有し、
   前記通信相手の移動端末装置は、前記呼制御部からの前記指示に応じ、前記符号化帯域の最適化を実行する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセッション制御システム。
7. 前記移動端末装置は、前記通信品質監視部で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、当該通信における符号化帯域の最適化を指示する呼制御部を有し、
   前記通信相手の移動端末装置は、前記呼制御部からの前記指示に応じ、前記パケットの送出間隔の最適化を実行する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセッション制御システム。
8. 通信ネットワーク上において移動しつつ通信が可能な移動端末装置と、
   前記移動端末装置毎に付与される、該移動端末装置の位置に依存しない固定アドレスと、該位置に応じて変更される気付アドレスとによって、通信の中継を行うホームエージェントと
   を用いて通信を行うセッション制御方法であって、
   前記移動端末装置において、データの送受信を行うアプリケーションを実行するとともに、当該移動端末装置において、前記通信ネットワークの通信品質を検出するステップ（１）と、
   前記移動端末装置によって、該移動端末装置上で実行されているアプリケーションの種別と、前記通信品質の検出結果とに応じ、前記データの送受信における受信用アドレスとして、前記固定アドレス及び前記気付アドレスのいずれか、又はこれらの両方を該アプリケーションに提供可能とするステップ（２）と、
   前記ステップ（２）において、前記受信用アドレスとして前記固定アドレスが選択されている場合に、前記ホームエージェントを経由する通信経路を設定し、前記気付アドレスが選択されている場合に、該ホームエージェントを経由しない通信経路を選択するステップ（３）と
   を有することを特徴とするセッション制御方法。
9. 前記ステップ（１）において移動端末装置は、前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記通信ネットワーク上の呼制御装置に通知し、該呼制御装置は、前記移動端末装置から通知される通信品質に応じ、前記移動端末装置に対して、通信経路の最適化を指示し、
   当該セッション制御方法は、前記移動端末装置のアドレス制御部が、前記呼制御装置からの前記指示に応じて、ホームエージェントを経由するか否かを選択するステップをさらに有する
   ことを特徴とする請求項８に記載のセッション制御方法。
10. 前記ステップ（１）において移動端末装置は、前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記通信ネットワーク上の呼制御装置に通知し、該呼制御装置は、前記移動端末装置から通知される通信品質に応じ、当該通信に係る各端末に対して、当該通信における符号化帯域の最適化を指示し、
    当該セッション制御方法は、前記移動端末装置が、前記呼制御装置からの前記指示に応じて、前記符号化帯域の最適化を実行するステップをさらに有する
    ことを特徴とする請求項８に記載のセッション制御方法。
11. 前記ステップ（１）において移動端末装置は、前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記通信ネットワーク上の呼制御装置に通知し、該呼制御装置は、前記移動端末装置から通知される通信品質に応じ、当該通信に係る各端末に対して、当該通信におけるパケットの送出間隔の最適化を指示し、
    当該セッション制御方法は、前記移動端末装置が、前記呼制御装置からの前記指示に応じて、前記パケットの送出間隔の最適化を実行するステップをさらに有する
    ことを特徴とする請求項８に記載のセッション制御方法。
12. 前記ステップ(１)において、前記移動端末装置は、当該移動端末装置側で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、通信経路の最適化を指示し、
    当該セッション制御方法は、前記通信相手の移動端末装置が、前記移動端末装置からの前記指示に応じ、前記ホームエージェントを経由するか否かを選択するステップをさらに有する
    ことを特徴とする請求項８に記載のセッション制御方法。
13. 前記ステップ(１)において、前記移動端末装置は、当該移動端末装置側で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、当該通信における符号化帯域の最適化を指示し、
    当該セッション制御方法は、前記通信相手の移動端末装置が、前記移動端末装置からの前記指示に応じ、前記符号化帯域の最適化を実行するステップをさらに有する
    ことを特徴とする請求項８に記載のセッション制御方法。
14. 前記ステップ(１)において、前記移動端末装置は、前記通信品質監視部で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、当該通信における符号化帯域の最適化を指示し、
    当該セッション制御方法は、前記通信相手の移動端末装置が、前記呼制御部からの前記指示に応じ、前記パケットの送出間隔の最適化を実行するステップをさらに有する
    ことを特徴とする請求項８に記載のセッション制御方法。
15. 通信ネットワーク上において移動しつつ通信が可能な移動端末装置と、
    前記移動端末装置毎に付与される、該移動端末装置の位置に依存しない固定アドレスと、該位置に応じて変更される気付アドレスとを用いて通信の中継を行うホームエージェントと
    を備えたセッション制御システムで用いられる移動端末装置であって、
    データの送受信を行うアプリケーションを実行するアプリケーション実行部と、
    前記通信ネットワークの通信品質を検出する通信品質監視部と、
    前記アプリケーション実行部で実行されているアプリケーションの種別と、前記通信品質監視部による検出結果とに応じ、前記データの送受信における受信用アドレスとして、前記固定アドレス及び前記気付アドレスのいずれか、又はこれらの両方を該アプリケーションに提供可能とするアドレス制御部と
    を備え、前記アドレス制御部は、
    前記受信用アドレスとして前記固定アドレスが選択されている場合に前記ホームエージェントを経由する通信経路を設定し、前記気付アドレスが選択されている場合に、該ホームエージェントを経由しない通信経路を選択する機能を有する
    ことを特徴とする移動端末装置。
16. 前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記通信ネットワーク上の呼制御装置に通知する機能を有し、
    前記アドレス制御部は、当該移動端末装置から通知される通信品質に応じて前記呼制御装置から取得される前記指示に従って、ホームエージェントを経由するか否かを選択する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の移動端末装置。
17. 前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記通信ネットワーク上の呼制御装置に通知する機能と、
    当該移動端末装置から通知される通信品質に応じ、前記呼制御装置から取得される前記指示に従って、前記符号化帯域の最適化を実行する機能と
    をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の移動端末装置。
18. 前記通信品質監視部が検出した通信品質を、前記通信ネットワーク上の呼制御装置に通知する機能と、
    当該移動端末装置から通知される通信品質に応じ、前記呼制御装置から取得される前記指示に従って、前記パケットの送出間隔の最適化を実行する機能と
    をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の移動端末装置。
19. 前記通信品質監視部で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、通信経路の最適化を指示する呼制御部と
    をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の移動端末装置。
20. 前記通信品質監視部で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、当該通信における符号化帯域の最適化を指示する呼制御部と
    をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の移動端末装置。
21. 前記通信品質監視部で検出される通信品質に応じ、前記通信ネットワーク上の通信相手の移動端末装置に対して、当該通信におけるパケットの送出間隔の最適化を指示する呼制御部と
    をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の移動端末装置。