JP4943901B2 - ハンドオーバのための移動無線通信用のエッジルータ装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ハンドオーバのための移動無線通信用のエッジルータ装置及びプログラムに関する。

端末が、その移動に応じて、接続すべき無線通信網を切り替えながら通信するハンドオーバ技術がある。無線通信網としては、例えばＣＤＭＡ２０００ １ｘ、ＣＤＭＡ２０００ １ｘ ＥＶＤＯ、Ｗ−ＣＤＭＡのようなセルラ及びＰＨＳ(Personal Handyphone System)網、無線ＬＡＮ(Local Area Network)網(IEEE802.11等)、無線ＭＡＮ(Metropolitan Area Network)網(IEEE802.16等)がある。異なる無線通信網間のハンドオーバを実現するには、端末は、異なる無線通信機能を予め備える必要がある。

図１は、従来技術における移動通信システムの構成図である。

図１によれば、ＩＰ(Internet Protocol)に基づくコアネットワーク１に、ビデオデータのような各種コンテンツを有するコンテンツサーバ６が接続されている。また、コアネットワーク１には、異なる複数の無線通信網２１、２２及び２３が相互接続されている。図１によれば、無線通信網２１は、ＣＤＭＡ２０００ １ｘ ＥＶＤＯ網であり、無線通信網２２は、無線ＬＡＮ網であり、無線通信網２３は、無線ＭＡＮ網である。通信速度は、無線ＬＡＮ網２２＞無線ＭＡＮ網２３＞ＥＶＤＯ網２１の順に低速となっていくとする。

各無線通信網２１、２２及び２３にはそれぞれ、移動無線通信用のエッジルータ装置３１、３２及び３３が備えられている。また、エッジルータ装置３１、３２及び３３は、一方をコアネットワーク１に接続し、他方を基地局４１、４２及び４３に接続する。

移動無線通信用の端末５は、基地局４１、４２又は４３の１つに接続することによって、コアネットワーク１に接続することができる。基地局４１、４２又は４３は異なる通信機能に基づくものであるので、端末５は、これら異なる複数の無線通信機能部を備える必要がある。

しかしながら、端末が異なる複数の無線通信機能部を備えていても、通常、ハンドオーバ前の無線通信網との間の通信を、ハンドオーバ後の無線通信網との間の通信に継続することはできない。なぜなら、ハンドオーバによって、端末に割り当てられるＩＰアドレスが変化するからである。そのために、ハンドオーバ前の通信を継続できる技術が開発されている。

例えばＭｏｂｉｌｅＩＰ（例えば非特許文献１参照）によれば、端末が、不変なＩＰアドレスと、ハンドオーバ毎に変化するＩＰアドレスとの２つのＩＰアドレスを有する。不変なＩＰアドレス宛に送信されるＩＰパケットを、ネットワーク内に設置するホームエージェント装置が、ハンドオーバ毎に変化するＩＰアドレス宛にカプセル化して転送する。これにより、ハンドオーバ前の通信を、ハンドオーバ後に継続するようにしている。

また、ＳＩＰ(Session Initiation Protocol)を用いて移動を管理する技術（例えば非特許文献２参照）（ＳＩＰモビリティ）によれば、ハンドオーバ後、通信中の通信相手端末は、ハンドオーバをした端末から、ハンドオーバ後のＩＰアドレス及びハンドオーバ前のセッション識別子が通知される。これにより、ハンドオーバ前の通信を、ハンドオーバ後に継続するようにしている。

図１によれば、これらの技術を用いて、端末５が、コンテンツサーバ６から、ファイルのダウンロード受信又はビデオのストリーミング受信を継続しつつ、ハンドオーバを実行することができる。

一方、トランスポート層プロトコルとして代表的なものに、ＴＣＰ(Transport Control Protocol)及びＵＤＰ(User Datagram Protocol)がある。ＴＣＰは主に、ある程度の遅延を許容できるデータ系のアプリケーションに用いられている。また、ＵＤＰは主に、遅延時間に厳しいリアルタイム系のアプリケーションに用いられている。

ＴＣＰは、ネットワークの輻輳状態に応じたレート制御機能を備えている。しかし、ＵＤＰは、そのようなレート制御機能を備えることなく、一定のレートでパケットを送出し続ける。そのために、ＵＤＰの場合、ネットワークに輻輳崩壊の危険性を与える。

そこで、リアルタイム系アプリケーションのためのトランスポート層プロトコル技術として、ＤＣＣＰ(Datagram Congestion Control Protocol)がある（例えば非特許文献７参照）。ＤＣＣＰは、ＴＲＦＣ(TCP-Friendly Rate Control)（例えば非特許文献３参照）という技術を利用している。

ＴＲＦＣは、ＵＤＰを用いていても、ＴＣＰの輻輳制御機能と互換性を持つ制御によってＴＣＰトラフィックとの公平性を実現する。ＴＲＦＣは、受信装置から送信装置へ送信されるフィードバック情報（受信伝送レート及びロスイベント率、往復遅延時間等のネットワークの状態を示す情報）を規定する。フィードバック情報を受信した送信装置は、リアルタイム系のマルチメディア伝送に適するように、パケットの送出レートの変動を緩やかに制御する。緩やかなレート変動の制御を行なうために、フィードバック情報は、例えば１往復遅延時間毎など、ＴＣＰ(受信パケット毎)と比較して送出間隔が長くなっている。

図２は、ＤＣＣＰのパケットフォーマット図である。

図２によれば、ＤＣＣＰのGenericパケットフォーマットと、DCCP-ACKのパケットフォーマットが表されている。また、例えば、受信伝送レートオプションフィールド、ロスイベント率オプションフィールド、及びタイムスタンプオプションフィールドが付加され、ＴＦＲＣの輻輳制御をする。

図３は、従来技術におけるＴＦＲＣ技術を用いた場合のフィードバック情報を表すシーケンス図である。

図３によれば、端末５は、例えばビデオのストリーミング受信をしている際に、１往復遅延時間毎に、フィードバック情報を、送信元装置であるコンテンツサーバ６へ送信する。このフィードバック情報を受信したコンテンツサーバ６は、送出レートを調整する。

ここで、図１によれば、端末５は、無線ＬＡＮ網２２に接続し、コンテンツサーバ６から一連のリアルタイムデータを受信しているとする。このとき、端末５は、その移動によって、ＥＶＤＯ網２１へハンドオーバしようとしている。以下では、無線ＬＡＮ網２２からＥＶＤＯ網２１へハンドオーバする態様について具体的に説明する。但し、このハンドオーバの態様に限定されるものではなく、同一無線通信網へハンドオーバする場合や他の異なる無線通信網へハンドオーバする全ての場合に適用できる。

前述したＭｏｂｉｌｅＩＰやＳＩＰモビリティなどの技術によれば、無線ＬＡＮ網２２での通信は、ＥＶＤＯ網２１に接続しても継続される。しかしながら、ＥＶＤＯ網２１の通信速度は、無線ＬＡＮ網２２の通信速度よりも極めて低速である。そのために、無線ＬＡＮ網２２に対する高い伝送レートのトラフィックデータが、ＥＶＤＯ網２１へ流入することとなる。このようなトラフィックデータは、ＥＶＤＯ網２１に急激な輻輳状態を生じさせ、ＥＶＤＯ網２１に当初から接続されている他の端末５の通信にも影響を与える。図３によれば、ＥＶＤＯ網接続後、無線ＬＡＮでの高い伝送レートのトラフィックデータがしばらくＥＶＤＯ網に流入する。

そこで、端末５が、ＴＣＰを用いてコンテンツサーバ６からのファイルのダウンロード受信をしている場合、ＥＶＤＯ網２１に備えられたエッジルータ装置３１又は基地局４１が、端末５のハンドオーバ直後から一定時間だけ、端末５宛のパケットをバッファリングする技術がある（例えば非特許文献４及び５参照）。この技術によって、他の端末５に対する影響を軽減することができる。

一方、端末５が、ＵＤＰを用いてコンテンツサーバ６からビデオをストリーミング受信している場合、ＥＶＤＯ網２１に備えられたエッジルータ装置３１が、例えば圧縮方式や画面サイズを変換する技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術によって、ＥＶＤＯ網２１に大量のトラフィックが流入しないようにすることができる。

また、ＴＲＦＣを利用したリアルタイムトラフィックを対象に、端末５が、ハンドオーバ後の一定時間、ＥＶＤＯ網２１における通信状態を検出し、その通信状態情報をコンテンツサーバ６へ送信する技術もある（例えば非特許文献６参照）。この技術によって、ＥＶＤＯ網２１に応じたレート制御をすることができる。

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エッジルータ装置３１又は基地局４１が、端末５宛のパケットをバッファリングする技術は、ＴＣＰが、短時間のうちに、実際のネットワークの利用可能帯域に合わせてパケット送出量を制御する機構を備えていることを利用するものである。また、ファイルのダウンロードなど、伝送レートの頻繁な変動や遅延時間を問題にしない非リアルタイム系のアプリケーションを対象にしているため、有効な技術となっている。

この技術を、ビデオのストリーミング受信のようなＴＦＲＣを用いたリアルタイムトラフィックにそのまま適用すると、端末５宛のパケットが一時的にでも、エッジルータ装置３１又は基地局４１でバッファリングされる。そのために、伝送レートや遅延ジッタが大きく変動したり、パケット廃棄が発生したりする。これにより、例えば映像が大きく乱れるなど、リアルタイムトラフィックの品質が大きく劣化することになる。

また、前述したようにＴＦＲＣでは、ビデオのストリーミング受信など、リアルタイム系のマルチメディア伝送の特徴に合わせて、パケットの送出レートの変動が穏やかになるように制御される。更に、特にＣＤＭＡ２０００ １ｘ ＥＶＤＯ網２１の無線リンクにおける遅延時間は、有線リンクの遅延時間と比較して格段に大きい。つまり、コンテンツサーバ６と端末５との間の往復遅延時間は、コンテンツサーバ６と基地局４１との間の往復遅延時間に比べ、かなり大きな値になることがある。そのため、非特許文献６の技術によれば、端末５が、ＥＶＤＯ網２１における通信状態を検出する時間に加えて、伝送レートがＥＶＤＯ網２１に適したものに変化する時間も要し、当初からＥＶＤＯ網に接続されている端末５に対する通信の影響は大きい。

更に、特許文献１によれば、エッジルータ装置３１は、端末５宛のリアルタイムトラフィックに、例えば圧縮方式や画面サイズを変換するように制御することもできる。これにより、ＥＶＤＯ網２１に当初から接続している端末に対する通信の影響は軽減できる。しかしながら、端末５がＥＶＤＯ網２１に接続している限り、エッジルータ装置３１は圧縮方式や画面サイズ変換を制御するために、エッジルータ装置３１の処理負荷が高いという問題がある。

そこで、本発明は、一連のリアルタイムデータを受信している端末がハンドオーバをする場合、ハンドオーバ後の無線通信網に予め接続している他の端末に与える影響を軽減すると共に、ハンドオーバをする端末に対して迅速にレートを適応させることができる移動無線通信用のエッジルータ装置及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明によれば、送信元装置からコアネットワークを介して受信したデータパケットを、無線通信網を介して端末へ転送するエッジルータ装置であって、送信元装置は、端末から送信された通信状態情報を含むフィードバック情報を受信した際に、該通信状態情報に応じてデータパケットの送出レートを制御するようなシステムにおけるエッジルータ装置であって、
端末のハンドオーバに伴って、当該端末から受信した送信元装置のアドレス情報を登録するアドレス登録手段と、
アドレス登録手段に登録された送信元装置のアドレス情報を宛先として、ハンドオーバ後の無線通信網の通信状態情報を含むフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成手段と
を有し、
アドレス登録手段は、送信元装置のアドレス情報を宛先とするフィードバック情報を端末から受信した際に、当該アドレス情報を削除する
ことを特徴とする。

本発明のエッジルータ装置における他の実施形態によれば、通信状態情報は、伝送レート、ロスイベント率及び／又は往復遅延時間であることも好ましい。

本発明のエッジルータ装置における他の実施形態によれば、通信状態情報は、リアルタイム系アプリケーション向けトランスポート層プロトコルで規定されるフィードバック情報のフォーマットに基づくものであることも好ましい。

本発明のエッジルータ装置における他の実施形態によれば、ハンドオーバは、異なる無線通信網間であることも好ましい。

本発明のエッジルータ装置における他の実施形態によれば、
ハンドオーバ後の端末宛のパケットをバッファリングするバッファ手段を更に有し、
バッファ手段は、端末宛のトラフィックの伝送レートと、ハンドオーバ後の無線通信網の利用可能伝送レートとから算出される廃棄率に基づいて、パケットを廃棄することも好ましい。

本発明によれば、送信元装置からコアネットワークを介して受信したデータパケットを、無線通信網を介して端末へ転送するエッジルータ装置であって、送信元装置は、端末から送信された通信状態情報を含むフィードバック情報を受信した際に、該通信状態情報に応じてデータパケットの送出レートを制御するようなシステムにおけるエッジルータ装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
端末のハンドオーバに伴って、当該端末から受信した送信元装置のアドレス情報を登録するアドレス登録手段と、
アドレス登録手段に登録された送信元装置のアドレス情報を宛先として、ハンドオーバ後の無線通信網の通信状態情報を含むフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成手段と
してコンピュータを機能させ、
アドレス登録手段は、送信元装置のアドレス情報を宛先とするフィードバック情報を端末から受信した際に、当該アドレス情報を削除する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明のエッジルータ装置における他の実施形態によれば、通信状態情報は、伝送レート、ロスイベント率及び／又は往復遅延時間であるようにコンピュータを機能させることも好ましい。

本発明のエッジルータ装置における他の実施形態によれば、通信状態情報は、リアルタイム系アプリケーション向けトランスポート層プロトコルで規定されるフィードバック情報のフォーマットに基づくものであるようにコンピュータを機能させることも好ましい。

本発明のエッジルータ装置における他の実施形態によれば、ハンドオーバが、異なる無線通信網間である場合に、コンピュータを機能させることも好ましい。

本発明のエッジルータ装置における他の実施形態によれば、
ハンドオーバ後の端末宛のパケットをバッファリングするバッファ手段を更に有し、
バッファ手段は、端末宛のトラフィックの伝送レートと、ハンドオーバ後の無線通信網の利用可能伝送レートとから算出される廃棄率に基づいて、パケットを廃棄するようにコンピュータを機能させることも好ましい。

本発明の移動無線通信用のエッジルータ装置及びプログラムによれば、ビデオのストリーミング受信のような一連のリアルタイムデータを受信している端末が、無線通信網を切り替えるハンドオーバをする場合、ハンドオーバ後の無線通信網に予め接続している他の端末に与える影響を軽減すると共に、ハンドオーバをする端末に対して迅速にレートを適応させることができる。

具体的には、ハンドオーバ後のエッジルータ装置が、ハンドオーバ後の端末に代わって、送信元装置へフィードバック情報を送信する。フィードバック情報は、通信状態情報を含む。それにより、送信元装置は、データの送出レートを調整することができる。

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図４は、本発明における第１のシステム構成図である。

図４によれば、端末５が、無線ＬＡＮ網２２を介して、コンテンツサーバ６から、一連のリアルタイムデータを受信しているとする。例えば、ビデオのストリーミング受信である。この受信中に、端末５は、その移動によって、無線ＬＡＮ網２２からＥＶＤＯ網２１へハンドオーバするとする。

図４によれば、エッジルータ装置３は、基地局方向インタフェース部３０１と、コアネットワーク方向インタフェース部３０２と、フィードバック情報生成部３０３と、アドレス登録部３０４と、通信品質測定部３０５と、トラフィック監視部３０６とを有する。これら機能部は、エッジルータ装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによっても実現できる。

基地局方向インタフェース部３０１は、基地局４に接続される通信インタフェースであって、端末５と通信する。コアネットワーク方向インタフェース部３０２は、コアネットワーク１に接続される通信インタフェースであって、コンテンツサーバ６と通信する。

フィードバック情報生成部３０３は、端末５に代わって、無線通信網の通信状態情報、即ちエッジルータ装置３１によればＥＶＤＯ網２１の通信状態情報を作成する。通信状態情報は、ＴＲＦＣに基づくフィードバック情報（受信伝送レート、ロスイベント率、往復遅延時間）であってもよい。

アドレス登録部３０４は、ハンドオーバした端末宛となるパケットにおける、送信元アドレス及び宛先アドレスを登録する。

通信品質測定部３０５は、基地局方向インタフェース部３０１、即ち無線通信網２の通信状態情報を測定する。測定された通信状態情報は、フィードバック情報生成部３０３へ通知される。測定される通信状態情報の項目は、ＴＲＦＣに基づくフィードバック情報（受信伝送レート、ロスイベント率、往復遅延時間）の項目であってもよい。また該往復遅延時間情報は、エッジルータ装置３と端末５の間の往復遅延時間であってもよい。

トラフィック監視部３０６は、コアネットワーク方向インタフェース部３０２におけるトラフィックを監視する。

端末５は、無線ＬＡＮ網２２からＥＶＤＯ網２１へハンドオーバした後、例えばＭｏｂｉｌｅＩＰ、ＳＩＰモビリティ技術又はＤＨＣＰ(Dynamic Host Configuration Protocol)を用いて、移動登録をする。この移動登録と同時に、端末５は、基地局４１を介して、エッジルータ装置３１へ、コンテンツサーバ６のアドレス情報（ＩＰアドレス及びポート番号）を送信する。エッジルータ装置３１は、受信したアドレス情報をアドレス登録部３０４に記憶する。移動登録要求は、図示せぬホームエージェントや、コンテンツサーバ６、若しくは図示せぬルータへ送信され、移動登録が完了する。そして、コンテンツサーバ６から送信される端末５宛のパケットは、ＥＶＤＯ網２１へ転送される。

（Ｓ２０１）エッジルータ装置３１は、コアネットワーク方向インタフェース部３０２から、端末５宛のパケットを受信する。そして、そのパケットのアドレスが、アドレス登録部３０４に登録されているか否か、即ち、そのアドレスの端末が、ハンドオーバしてきた端末であるか否かを判定する。

そのパケットの宛先アドレスが、ハンドオーバしてきた端末でない場合、そのパケットは、基地局方向インタフェース部３０１へ通知される。これにより、そのパケットは、基地局４１を介して端末５へ送信される。

（Ｓ２０２）一方、そのパケットの宛先アドレスが、ハンドオーバしてきた端末である場合、エッジルータ装置３１のフィードバック情報作成部３０３は、通信品質測定部３０５によって測定された通信状態情報に基づいて、フィードバック情報を生成する。そのフィードバック情報は、コアネットワーク方向インタフェース部３０２から、コンテンツサーバ６へ送信される。このとき、パケットのアドレス情報は、アドレス登録部３０４に記録される。

通信状態情報は、利用可能通信速度、ロスイベント率、時刻情報（遅延時間）である。これら情報は、エッジルータ装置３における通信品質測定部３０５によって測定された通信状態情報をそのまま用いてもよい。

時刻情報（遅延時間）は、端末５宛のパケットに記載されたタイムスタンプ値に、通信品質測定部３０５に登録されているエッジルータ装置３と端末５との間の往復遅延時間を減じたものであってもよい。

また、他のトラフィックとの関係を考え、例えば通信品質測定部３０５に登録されている利用可能通信速度よりも低い通信速度や、通信品質測定部３０５に登録されている遅延時間よりも大きい遅延時間を用いてもよい。

更に、フィードバック情報の送信は、一定数のパケット毎や、ある一定時間毎（ラウンド）に送信することも好ましい。このラウンドは、ＴＲＦＣに基づくものであってもよい。

（Ｓ２０３）その後、パケットは、基地局方向インタフェース部３０１から、基地局４１を介して端末５へ送信される。

次に、エッジルータ装置３１のトラフィック監視部３０６は、端末５宛の宛先アドレスを有する一連のパケットのトラフィックが、コンテンツサーバ６へ送信したフィードバック情報に含まれた通信状態情報に適合するレートになるか又は一定以上近づいたかどうかを監視する。コンテンツサーバ６から端末５へ送信される一連のパケットのトラフィックが、その通信状態情報に適合するレートになるか又は一定以上近づいた際に、アドレス登録部３０４は、端末５及びコンテンツサーバ６に関するアドレス情報を削除する。

（Ｓ２０４）一方で、エッジルータ装置３１は、端末５からコンテンツサーバ６への通信状態情報を、基地局方向インタフェース部３０１で受信する。このとき、アドレス登録部３０４は、端末５及びコンテンツサーバ６に関連する情報を検索する。登録されている場合、そのアドレス情報を削除する。登録されていない場合、コアネットワーク方向インタフェース部３０２へそのパケットを転送する。これにより、そのパケットは、コアネットワーク１を介して、コンテンツサーバ６へ送信される。

端末５が、無線ＬＡＮ網２２からＥＶＤＯ網２１へのハンドオーバした後に、エッジルータ装置３１へ送信するフィードバック情報は、コンテンツサーバ６のＩＰアドレス及びポート番号に加えて、無線ＬＡＮ網２２における受信済みパケットの情報（シーケンス番号やタイムスタンプ等）を含むものであってもよい。これらの情報は、アドレス登録部３０４に記録される。

図５は、本発明における第１のフィードバック情報を表すシーケンス図である。

図５によれば、エッジルータ装置３１は、端末５のハンドオーバを検出した後、コンテンツサーバ６から端末５宛のパケットを端末５へ転送した際に、ＥＶＤＯ網３１のフィードバック情報を、コンテンツサーバ６へ送信する。このフィードバック情報を受信したコンテンツサーバ６は、送出レートを調整する。図３と比較して、本発明の図５によれば、コンテンツサーバ６は、１往復遅延時間を待つことなく直ぐにフィードバック情報を受信するために、送出レートの調整が迅速になされる。

図４によれば、エッジルータ装置３は、特定のパケットのみをバッファリングするバッファ部３０７を備えるものであってもよい。バッファ部３０７は、コンテンツサーバ６から端末５宛のパケットであって、アドレス登録部３０４に登録されたアドレス情報のパケットのみを、バッファリングする。図４によれば、破線で表されている。

コアネットワーク方向インタフェース部３０２で受信されたパケットについて、そのアドレス情報がアドレス登録部３０４に記録され、バッファ部３０７へ通知される。バッファ部３０７は、トラフィック監視部３０６から得られる当該トラフィックの伝送レートと、通信品質測定部３０５から得られる利用可能伝送レートとから、パケット廃棄率を計算する。そして、バッファ部３０７は、その廃棄率で、バッファされたパケットを廃棄する。廃棄されなかったパケットは、基地局方向インタフェース部３０１へ通知され、基地局４を介して端末５へ送信される。

また、廃棄率の算出の際に、通信品質測定部３０５から得られる利用可能伝送レートに代えて、全パケットをバッファリングするインターフェースキューでの空きキュー量を用いてもよい。更に、トラフィック監視部３０６から得られる伝送レートに代えて、コアネットワーク１内に滞留する端末５宛のパケット量を用いてもよい。

更に、端末５のハンドオーバの際に、図示せぬサーバ装置によって、端末５宛のパケットが、ＥＶＤＯ網２１と無線ＬＡＮ網２２へ向けてバイキャストされる場合や、エッジルータ装置３２からエッジルータ装置３１へ転送される場合において、アドレス登録部３０４に記録された受信済みパケット情報から、バッファ３０７において受信済みパケットを廃棄することも好ましい。

図６は、本発明における第２のシステム構成図である。

図６によれば、エッジルータ装置３は、フィードバック情報格納部３０８と、通信品質格納部３０９とを更に有する。これら機能部も、エッジルータ装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによっても実現できる。尚、図６によれば、通信品質情報サーバ７が、コアネットワーク１に接続されている。通信品質情報サーバ７は、複数の無線通信網２の通信品質情報を蓄積する。

フィードバック情報格納部３０８は、端末５から受信したフィードバック情報を格納し、必要に応じて書き換えをする。通信品質格納部３０９は、通信品質情報サーバ７から、無線通信装置２の通信品質情報を受信し、格納する。

端末５は、無線ＬＡＮ網２２に接続している際の下位レイヤ（例えば物理レイヤ）の情報（例えば受信レベルの劣化）から、他の無線通信網２へハンドオーバするか否かを予測することは可能である。このとき、端末５は、エッジルータ装置３２へハンドオーバする旨のハンドオーバ通知を送信する。このとき、端末５のアドレス情報は、アドレス登録部３０４に記録される。

そのハンドオーバ通知には、ハンドオーバ先であるエッジルータ装置３１を特定する情報も含まれる。尚、ハンドオーバ通知が、ハンドオーバ先のエッジルータ装置を特定する情報を含まない場合、他のサーバ装置から、エッジルータ装置３１を特定する情報を取得してもよい。

エッジルータ装置３２は、ハンドオーバ通知を受信すると、通信品質情報サーバ７からＥＶＤＯ網２１の通信品質情報を取得し、通信品質格納部３０９に記録する。

また、同時に、端末５から送信されるフィードバック情報を待ち受ける。エッジルータ３２は、端末５からフィードバック情報を受信すると、フィードバック情報格納部３０８に記録する。そして、通信品質格納部３０９の情報を用いて、ＥＶＤＯ網２１における通信状態に適合するフィードバック情報に書き換える。書き換えられたフィードバック情報は、コンテンツサーバ６に転送される。アドレス登録部３０４に記録されている端末５は、予め設定された一定時間が経過するか、端末５からのハンドオーバ完了通知を受信することによって削除される。

図７は、本発明における第２のフィードバック情報を表すシーケンス図である。

図７によれば、エッジルータ装置３１は、端末５のハンドオーバ通知を受信した際、ＥＶＤＯ網３１のフィードバック情報を、コンテンツサーバ６へ送信する。このフィードバック情報を受信したコンテンツサーバ６は、送出レートを調整する。図５と比較して、本発明の図７によれば、コンテンツサーバ６は、ハンドオーバ前にフィードバック情報を受信するために、送出レートの調整が迅速になされる。

ここで、各無線通信網２における通信状態情報（遅延時間や利用可能通信速度、パケットロス率など）が、基地局４（４１、４２、４３）から端末５へ周知される場合は、端末５によるエッジルータ装置３へのハンドオーバ通知の際に、当該通信状態情報を含めてもよい。この場合、当該情報は通信品質格納部３０９に記録される。

また、エッジルータ装置３２が、端末５のエッジルータ装置３１へのハンドオーバ通知を、エッジルータ装置３２へ送信するとともに、ハンドオーバ通知をエッジルータ装置３２から受信したエッジルータ装置３１が、自らの通信品質測定部３０５の通信状態情報を用いて、コンテンツサーバ６へフィードバック情報を送信してもよい。

尚、エッジルータ装置３２は、通信品質格納部３０９の情報と、通信品質測定部３０５の情報を用いて、ハンドオーバ先無線通信網２の伝送レートの方が、無線通信網２２の伝送レートよりも高いと判断した場合は、ハンドオーバ先無線通信網２における通信状態に適合するフィードバック情報に書き換えない処理を加えることも好ましい。この際、ハンドオーバ先無線通信網２における通信状態に適合する情報ではなく、通信品質測定部３０５の情報を用いて無線通信網２２における利用可能伝送レートまでレートを高めるべくフィードバック情報を書き換えてもよい。

更なる実施形態として、端末５のハンドオーバの有無に関わらず、常にエッジルータ装置３が、端末５の通信相手となる送信元装置へ、フィードバック情報を送信するものであてもよい。これを実現するには、アドレス登録部３０４は、エッジルータ装置３に接続している全端末５のアドレス情報を格納する。また、端末５から送信されるフィードバック情報は、端末５の通信相手となる送信元装置へ送信する毎に、フィードバック情報格納部３０８が、そのフィードバック情報を格納する。

以上、詳細に説明したように、本発明の移動無線通信用のエッジルータ装置及びプログラムによれば、ビデオのストリーミング受信のような一連のリアルタイムデータを受信している端末が、無線通信網を切り替えるハンドオーバをする場合、ハンドオーバ後の無線通信網に予め接続している他の端末に与える影響を軽減すると共に、ハンドオーバをする端末に対して迅速にレートを適応させることができる。

具体的には、ハンドオーバ後のエッジルータ装置が、ハンドオーバ後の端末に代わって、送信元装置へフィードバック情報を送信する。フィードバック情報は、通信状態情報を含む。それにより、送信元装置は、データの送出レートを調整することができる。

本発明によれば、端末のハンドオーバの際、遅延時間の大きい無線リンクの影響を受けずに、短時間でレート制御をすることができるため、ネットワークへの負荷や、ハンドオーバする端末以外の端末の通信への影響を低減することができる。

また、エッジルータ装置が、フィードバック情報を送信元装置へ送信するだけであって、新たな制御パケットを必要とせず、重複する不要なパケットを送信することもなく、無線リソースを有効に利用できる。

更に、伝送レートがハンドオーバ先のネットワークに合わせて事前に設定することもできるために、ハンドオーバによるネットワークへの負荷や、ハンドオーバする端末以外の端末の通信への影響を最小限に抑えることができる。

前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

従来技術における移動通信システムの構成図である。 ＤＣＣＰのパケットフォーマット図である。 従来技術におけるＴＦＲＣ技術を用いた場合のフィードバック情報を表すシーケンス図である。 本発明における第１のシステム構成図である。 本発明における第１のフィードバック情報を表すシーケンス図である。 本発明における第２のシステム構成図である。 本発明における第２のフィードバック情報を表すシーケンス図である。

符号の説明

１ コアネットワーク
２ 無線通信網
２１ ＣＤＭＡ２０００ １ｘ ＥＶＤＯ網
２２ 無線ＬＡＮ網
２３ 無線ＭＡＮ網
３ エッジルータ装置
３１ ＥＶＤＯ網のエッジルータ装置
３２ 無線ＬＡＮ網のエッジルータ装置
３３ 無線ＭＡＮ網のエッジルータ装置
３０１ 基地局方向インタフェース部
３０２ コアネットワーク方向インタフェース部
３０３ フィードバック情報生成部
３０４ アドレス登録部
３０５ 通信品質測定部
３０６ トラフィック監視部
３０７ バッファ部
３０８ フィードバック情報格納部
３０９ 通信品質格納部
４１ ＥＶＤＯ網の基地局
４２ 無線ＬＡＮ網の基地局
４３ 無線ＭＡＮ網の基地局
５ 端末
６ コンテンツサーバ
７ 通信品質情報サーバ

Claims (10)

1. 送信元装置からコアネットワークを介して受信したデータパケットを、無線通信網を介して端末へ転送するエッジルータ装置であって、前記送信元装置は、前記端末から送信された通信状態情報を含むフィードバック情報を受信した際に、該通信状態情報に応じてデータパケットの送出レートを制御するようなシステムにおけるエッジルータ装置であって、
   前記端末のハンドオーバに伴って、当該端末から受信した前記送信元装置のアドレス情報を登録するアドレス登録手段と、
   前記アドレス登録手段に登録された送信元装置のアドレス情報を宛先として、ハンドオーバ後の無線通信網の通信状態情報を含むフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成手段と
   を有し、
   前記アドレス登録手段は、前記送信元装置の前記アドレス情報を宛先とするフィードバック情報を前記端末から受信した際に、当該アドレス情報を削除する
   ことを特徴とするエッジルータ装置。
2. 前記通信状態情報は、伝送レート、ロスイベント率及び／又は往復遅延時間であることを特徴とする請求項１に記載のエッジルータ装置。
3. 前記通信状態情報は、リアルタイム系アプリケーション向けトランスポート層プロトコルで規定されるフィードバック情報のフォーマットに基づくものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のエッジルータ装置。
4. 前記ハンドオーバは、異なる無線通信網間であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエッジルータ装置。
5. ハンドオーバ後の端末宛のパケットをバッファリングするバッファ手段を更に有し、
   前記バッファ手段は、前記端末宛のトラフィックの伝送レートと、ハンドオーバ後の無線通信網の利用可能伝送レートとから算出される廃棄率に基づいて、前記パケットを廃棄することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のエッジルータ装置。
6. 送信元装置からコアネットワークを介して受信したデータパケットを、無線通信網を介して端末へ転送するエッジルータ装置であって、前記送信元装置は、前記端末から送信された通信状態情報を含むフィードバック情報を受信した際に、該通信状態情報に応じてデータパケットの送出レートを制御するようなシステムにおけるエッジルータ装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
   前記端末のハンドオーバに伴って、当該端末から受信した前記送信元装置のアドレス情報を登録するアドレス登録手段と、
   前記アドレス登録手段に登録された送信元装置のアドレス情報を宛先として、ハンドオーバ後の無線通信網の通信状態情報を含むフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成手段と
   してコンピュータを機能させ、
   前記アドレス登録手段は、前記送信元装置の前記アドレス情報を宛先とするフィードバック情報を前記端末から受信した際に、当該アドレス情報を削除する
   ようにコンピュータを機能させることを特徴とするエッジルータ装置用のプログラム。
7. 前記通信状態情報は、伝送レート、ロスイベント率及び／又は往復遅延時間であるようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項６に記載のエッジルータ装置用のプログラム。
8. 前記通信状態情報は、リアルタイム系アプリケーション向けトランスポート層プロトコルで規定されるフィードバック情報のフォーマットに基づくものであるようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項６又は７に記載のエッジルータ装置用のプログラム。
9. 前記ハンドオーバは、異なる無線通信網間である場合に、コンピュータを機能させることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のエッジルータ装置用のプログラム。
10. ハンドオーバ後の端末宛のパケットをバッファリングするバッファ手段を更に有し、
    前記バッファ手段は、前記端末宛のトラフィックの伝送レートと、ハンドオーバ後の無線通信網の利用可能伝送レートとから算出される廃棄率に基づいて、前記パケットを廃棄するようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載のエッジルータ装置用のプログラム。

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