JP6252223B2 - 制御方法、受信装置、及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、受信装置によって実行される制御方法、受信装置、及び通信システムに関する。

無線通信システムの無線基地局装置は、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークから受信するＩＰパケットを元にして、無線情報の信号フレームを構築することがある。ＩＰパケットは、移動局へ転送されるデータと転送先を特定するための要素情報とを含み、無線基地局装置は、要素情報に基づいて、データを含む信号フレームを移動局へ転送する。要素情報は、例えば、ＩＰパケットに含まれるヘッダ情報であり、ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル識別子、通信用識別子等の情報を含む。

このとき、無線基地局装置は、要素情報と転送先の移動局とを対応付ける管理情報を保持し、受信するＩＰパケットに含まれる要素情報に対応する移動局へデータを転送する。しかし、ＩＰアドレス等の要素情報の情報量が多いため、無線基地局装置が収容する移動局の数が増加すると管理情報が膨大になる。

そこで、無線基地局装置は、要素情報のハッシュ値をインデックスとして転送先を登録した転送テーブルを設け、受信した要素情報のハッシュ値に基づいて転送先を決定することが多い。ハッシュ値を用いることで、転送テーブルに登録される管理情報の増大を抑制することができる。

複数のプロセッサ間で転送するデータを識別するためのデータ識別子を生成する方法も知られている（例えば、特許文献１を参照）。この方法では、各プロセッサが使用するデータの範囲を示す情報と、各プロセッサが生成するデータの範囲を示す情報とに基づいて、あるデータを使用するプロセッサとそのデータを生成するプロセッサとが異なるデータ群が抽出される。そして、そのデータ群のデータのみにデータ識別子が割り付けられる。

パケット通信ネットワーク内の隣接するノード間の各リンク毎に複数設定され得るパケット方路の識別情報を、第１の通信ユニットから第２の通信ユニットへ転送するための識別情報転送システムも知られている（例えば、特許文献２を参照）。

Ｗｅｂページ情報から各サイトに対応するコンテンツハッシュ値、サイト名、及びサイト内パスを取り出してサイト情報を生成し、サイト情報に基づいて重複サイト集合を検出する重複Ｗｅｂサイト検出装置も知られている（例えば、特許文献３を参照）。

特開平４−２０５５４３号公報 国際公開第９２／２２９７２号パンフレット 特開２００６−２１５７３５号公報

従来の無線基地局装置において、転送テーブルに登録される管理情報の増大を抑制するために、要素情報のハッシュ値をインデックスとして転送先を登録した転送テーブルを設けることがある。この場合、無線基地局装置は、ＩＰネットワークから受信したＩＰパケットに含まれる要素情報を用いてハッシュ演算を行い、得られたハッシュ値に基づいて転送先を決定する。ハッシュ演算は、一方向性関数を用いた演算の一種である。

しかしながら、ハッシュ演算は、確率的に複数の異なる情報から同じ演算結果を生成することがあるため、転送先の異なる複数のＩＰパケットに対して、ハッシュ演算の演算結果が重複する可能性がある。このようなハッシュ値の重複が発生すると、無線基地局装置におけるメモリへのアクセス回数が増加するとともに、重複を調整するための処理も増加するため、ＩＰパケットの転送速度が低下すると考えられる。

そこで、ハッシュ演算により生成されるハッシュ値の範囲を広げる方法が考えられる。この方法では、ハッシュ演算により取り扱えるハッシュ値の数が増加するため、転送先の異なる複数のＩＰパケットに対してハッシュ値の重複が発生する確率は低下する。しかし、重複するハッシュ値に対応する転送先の数（重複数）が一定数以下に制限されるわけではない。

なお、かかる問題は、無線基地局装置がＩＰネットワークから受信するＩＰパケットを移動局へ転送する場合に限らず、他の通信システムにおいて受信装置が送信装置から受信するデータを転送先へ転送する場合においても生ずるものである。また、ハッシュ演算以外の一方向性関数を用いた演算により要素情報から転送先を決定する場合においても、同様の問題が生ずる。

１つの側面において、本発明は、要素情報から一方向性関数を用いた演算により得られる演算結果の重複を制御することを目的とする。

１つの案では、受信装置によって実行される制御方法は、以下の工程を含む。
（１）一方向性関数を用いた演算により求められた第１の一方向性関数値を第１の転送先に対応付ける。
（２）受信装置が有する識別情報と受信装置が送信装置から受信した要素情報とから一方向性関数を用いた演算により第２の一方向性関数値を求める。
（３）第２の一方向性関数値が第１の一方向性関数値と異なる場合、第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付けるとともに識別情報を送信装置へ返信する。

１つの実施形態によれば、要素情報から一方向性関数を用いた演算により得られる演算結果の重複を制御することができる。

ハッシュ演算を用いた通信システムを示す図である。 転送テーブルを示す図である。 ハッシュ演算を用いない通信システムを示す図である。 受信装置によって実行される制御方法のフローチャートである。 受信装置の機能的構成図である。 ＩＤを用いた通信システムを示す図である。 転送先登録処理のフローチャートである。 データ転送処理のフローチャートである。 ＩＤ及びＩＤポリシーを用いた通信システムを示す図である。 ＩＤテーブルを示す図である。 無線基地局装置を含む通信システムを示す図である。 無線基地局装置によるデータ転送を示す図である。 無線基地局装置のハードウェア構成を示す図である。 ルータを含む通信システムを示す図である。 ルータによるデータ転送を示す図である。 ルータのハードウェア構成を示す図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。
上述したように、従来の無線基地局装置において、転送テーブルに登録される管理情報の増大を抑制するために、要素情報のハッシュ値をインデックスとして転送先を登録した転送テーブルを設けることがある。この場合、無線基地局装置は、ＩＰネットワークから受信したＩＰパケットに含まれる要素情報を用いてハッシュ演算を行い、得られたハッシュ値に基づいて転送先を決定する。ハッシュ演算は、一方向性関数を用いた演算の一種である。

しかしながら、ハッシュ演算は、確率的に複数の異なる情報から同じ演算結果を生成することがあるため、転送先の異なる複数のＩＰパケットに対して、ハッシュ演算の演算結果が重複する可能性がある。このようなハッシュ値の重複が発生すると、無線基地局装置におけるメモリへのアクセス回数が増加するとともに、重複を調整するための処理も増加するため、ＩＰパケットの転送速度が低下すると考えられる。

図１は、このようなハッシュ演算を用いた通信システムの例を示している。図１の通信システムは、送信装置１０１及び受信装置１０２を含み、受信装置１０２は、図２に示すような転送テーブルを保持している。図２の転送テーブルは、インデックスＩ１〜インデックスＩｎに対応付けられた転送先要素Ｄ１〜転送先要素Ｄｎ（ｎは１以上の整数）を含む転送先情報である。インデックスＩ１〜インデックスＩｎは、例えば、受信装置１０２が有するメモリ上の格納位置に対応する。

転送先要素Ｄ１〜Ｄｎは、データを転送先へ転送するための制御情報である。例えば、受信装置１０２が無線基地局装置の場合、転送先要素Ｄ１〜Ｄｎは、転送先の移動局に対応する無線チャネルの制御情報であってもよい。

まず、送信装置１０１は、要素情報を含むＩＰパケット１１１を受信装置１０２へ送信する。受信装置１０２は、受信したＩＰパケット１１１に含まれる要素情報を用いてハッシュ演算を行う。そして、受信装置１０２は、得られたハッシュ値をインデックスＩ１として用いて、転送テーブルのインデックスＩ１に対応するエントリに、その要素情報に対応する転送先要素Ｄ１を登録する。

次に、送信装置１０１は、ＩＰパケット１１１と同じ要素情報とデータとを含むＩＰパケット１１２を受信装置１０２へ送信する。受信装置１０２は、受信したＩＰパケット１１２に含まれる要素情報を用いてハッシュ演算を行い、得られたインデックスＩ１に基づいて転送テーブルから転送先要素Ｄ１を求める。そして、受信装置１０２は、転送先要素Ｄ１を用いて、ＩＰパケット１１２に含まれるデータを対応する転送先へ転送する。

この時点では、転送テーブルには、インデックスＩ１に対応する転送先要素Ｄ１のみが登録されており、転送先要素Ｄ２〜転送先要素Ｄｎは登録されていない。

次に、送信装置１０１は、ＩＰパケット１１１とは異なる要素情報を含むＩＰパケット１１３を受信装置１０２へ送信する。受信装置１０２は、受信したＩＰパケット１１３に含まれる要素情報を用いてハッシュ演算を行うが、インデックスＩ１と同じハッシュ値が得られる場合がある。

この場合、ＩＰパケット１１２が示す転送先とＩＰパケット１１３が示す転送先との間で転送テーブルのインデックスが重複するため、受信装置１０２は、２つの転送先を識別するための処理を行うことが望ましい。しかし、転送先を識別するための処理を付加すると、データの転送速度が低下する。

そこで、転送テーブルのエントリの数を増やして、ハッシュ演算により生成されるハッシュ値の範囲を広げる方法が考えられる。この方法では、ハッシュ演算により取り扱えるハッシュ値の数が増加するため、転送先の異なる複数のＩＰパケットに対してハッシュ値の重複が発生する確率は低下する。しかし、重複するハッシュ値に対応する転送先の数（重複数）が一定数以下に制限されるわけではない。

図３は、ハッシュ演算を用いない通信システムの例を示している。図３の通信システムは、送信装置３０１及び受信装置３０２を含み、受信装置３０２は、図２に示したような転送テーブルを保持している。

まず、送信装置３０１は、要素情報を含むＩＰパケット３１１を受信装置３０２へ送信する。受信装置３０２は、転送テーブルのインデックスＩ１に対応するエントリに、受信したＩＰパケット３１１に含まれる要素情報に対応する転送先要素Ｄ１を登録する。

次に、受信装置３０２は、ＩＰパケット３１１の要素情報にインデックスＩ１を付加してＩＰパケット３１２を生成し、ＩＰパケット３１２を送信装置３０１へ返信する。

次に、送信装置３０１は、ＩＰパケット１１１と同じ要素情報とインデックスＩ１とデータとを含むＩＰパケット３１３を受信装置３０２へ送信する。受信装置３０２は、受信したＩＰパケット３１３に含まれるインデックスＩ１に基づいて、転送テーブルから転送先要素Ｄ１を求める。そして、受信装置３０２は、転送先要素Ｄ１を用いて、ＩＰパケット３１３に含まれるデータを対応する転送先へ転送する。

この場合、受信装置３０２は、要素情報を用いなくても転送先要素Ｄ１を求めることができるため、送信装置３０１は、ＩＰパケット３１３の要素情報を省略することも可能である。

ここで、複数の異なる要素情報に対して転送テーブルのインデックスが重複しないようにするには、要素情報の数と同じ数のインデックスを用意することが望ましい。しかし、要素情報のサイズが大きい場合、送信装置３０１が送信可能な要素情報の総数が膨大になるため、使用するインデックスの数も膨大になる。このため、転送テーブルを記憶するメモリの記憶容量が増大するという問題がある。

なお、かかる問題は、無線基地局装置がＩＰネットワークから受信するＩＰパケットを移動局へ転送する場合に限らず、他の通信システムにおいて受信装置が送信装置から受信するデータを転送先へ転送する場合においても生ずるものである。また、ハッシュ演算以外の一方向性関数を用いた演算により要素情報から転送先を決定する場合においても、同様の問題が生ずる。

図４は、実施形態の受信装置によって実行される制御方法の例を示すフローチャートである。まず、受信装置は、一方向性関数を用いた演算により求められた第１の一方向性関数値を第１の転送先に対応付ける（ステップ４０１）。

次に、受信装置は、受信装置が有する識別情報と受信装置が送信装置から受信した要素情報とから一方向性関数を用いた演算により第２の一方向性関数値を求める（ステップ４０２）。第２の一方向性関数値が第１の一方向性関数値と異なる場合、受信装置は、第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付けるとともに識別情報を送信装置へ返信する（ステップ４０３）。

このような制御方法によれば、要素情報から一方向性関数を用いた演算により得られる演算結果の重複を制御することができる。

要素情報としては、例えば、ＩＰパケットに含まれるＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル識別子、通信用識別子等のうち少なくとも１つ以上の情報が用いられる。送信装置のＩＰアドレスとポート番号の組み合わせを要素情報として用いてもよい。

以下では、一方向性関数を用いた演算がハッシュ演算である場合の実施形態を説明する。図５は、実施形態の受信装置の機能的構成例を示している。図５の受信装置５０１は、処理部５１１、記憶部５１２、転送制御部５１３、インタフェース５１４、及びインタフェース５１５を含む。処理部５１１は、アプリケーション処理部５２１及びＩＤ処理部５２２を含む。

インタフェース５１４は、通信ネットワークを介して送信装置と接続されており、送信装置からデータを受信する。インタフェース５１５は、装置内の他の機能部（例えばベースバンド処理部、図示せず）とのインタフェースとしてデータを転送し、外部装置との接続時には、転送先へデータを転送する他の装置と通信ネットワークを介して接続される。すなわち、インタフェース５１５は、他の機能部及び接続装置を経由して転送先へデータを転送する。

記憶部５１２は、転送テーブル５３１及びＩＤテーブル５３２を記憶する。転送テーブル５３１は、例えば、図２に示したような構成を有し、インデックスＩ１〜インデックスＩｎに対応付けられた転送先要素Ｄ１〜転送先要素Ｄｎを含む。ＩＤテーブル５３２は、転送テーブル５３１のインデックスをハッシュ演算により決定する際に用いられる識別情報（ＩＤ）として、ＩＤ１〜ＩＤｍ（ｍは１以上の整数）を含む。

アプリケーション処理部５２１は、送信装置から受信したデータを転送先へ転送する通信経路を設定する処理を行い、ＩＤ処理部５２２は、アプリケーション処理部５２１からの指示に基づいて各転送先に対応するＩＤを決定する。ＩＤ処理部５２２は、決定したＩＤをアプリケーション処理部５２１へ通知し、アプリケーション処理部５２１は、そのＩＤを送信装置へ返信するように、転送制御部５１３に指示する。

転送制御部５１３は、アプリケーション処理部５２１からの指示に基づき、転送テーブル５３１の転送先要素を用いて、送信装置から受信したデータを転送先へ転送する制御を行う。また、転送制御部５１３は、アプリケーション処理部５２１からの指示に基づき、ＩＤを送信装置へ返信する制御を行う。

図６は、図５の受信装置５０１を含む通信システムの例を示している。図６の通信システムは、送信装置６０１及び受信装置５０１を含む。

まず、送信装置６０１は、要素情報を含むＩＰパケット６１１を受信装置５０１へ送信する。ＩＰパケット６１１は、例えば、通信経路を設定するための制御パケットとして受信装置５０１へ送信される。受信装置５０１の転送制御部５１３は、受信したＩＰパケット６１１から要素情報を抽出してＩＤ処理部５２２へ転送する。ＩＤ処理部５２２は、受け取った要素情報に基づいて、転送先登録処理を行う。

図７は、ＩＤ処理部５２２が行う転送先登録処理の例を示すフローチャートである。まず、ＩＤ処理部５２２は、ＩＤテーブル５３２に含まれるＩＤ１〜ＩＤｍのうち１つのＩＤを選択し（ステップ７０１）、要素情報とそのＩＤとからハッシュ演算によりハッシュ値を求める（ステップ７０２）。

次に、ＩＤ処理部５２２は、得られたハッシュ値が転送テーブル５３１のインデックスとして使用されているか否かをチェックする（ステップ７０３）。ハッシュ値がインデックスとして使用されている場合（ステップ７０３，ＹＥＳ）、ＩＤ処理部５２２は、ハッシュ値が重複すると判断し、重複が許容範囲内か否かをチェックする（ステップ７０４）。

許容範囲は、１つのハッシュ値に対応付けられる転送先の数の上限値により設定することができる。この上限値としては、１以上の整数が用いられる。転送テーブル５３１において、ステップ７０２で得られたハッシュ値に対応付けられている転送先の数が上限値より小さい場合、重複が許容範囲内と判断され、その数が上限値に達している場合、重複が許容範囲外と判断される。

重複が許容範囲外である場合（ステップ７０４，ＮＯ）、ＩＤ処理部５２２は、別のＩＤについてステップ７０１以降の処理を繰り返す。

一方、重複が許容範囲内である場合（ステップ７０４，ＹＥＳ）、ＩＤ処理部５２２は、ステップ７０２で得られたハッシュ値をインデックスとして用いて、転送テーブル５３１の対応するエントリに、要素情報に対応する転送先要素を登録する（ステップ７０５）。そして、ＩＤ処理部５２２は、ステップ７０１で選択したＩＤをアプリケーション処理部５２１へ通知する（ステップ７０６）。

アプリケーション処理部５２１は、通知されたＩＤを送信装置へ返信するように、転送制御部５１３に指示する。転送制御部５１３は、ＩＰパケット６１１の要素情報にそのＩＤを付加してＩＰパケット６１２を生成し、ＩＰパケット６１２を送信装置６０１へ返信する。

得られたハッシュ値が転送テーブル５３１のインデックスとして使用されていない場合（ステップ７０３，ＮＯ）、ＩＤ処理部５２２は、ハッシュ値が重複しないと判断し、ステップ７０５以降の処理を行う。

ステップ７０４において、例えば、上限値が１である場合は、得られたハッシュ値に対応付けられている転送先の数が既に上限値に達しているため、常に重複が許容範囲外と判断される。したがって、上限値が１である場合は、ハッシュ値の重複が許されない。一方、上限値が２以上の整数である場合は、得られたハッシュ値に対応付けられている転送先の数が上限値より小さい可能性があり、ハッシュ値の重複が許されることがある。このように、上限値を所望の値に設定することで、要素情報及びＩＤからハッシュ演算により得られるハッシュ値の重複を許容範囲内に制御することができる。

転送先要素Ｄ１に対応するＩＰパケットを受信して転送先登録処理を行う際に、転送テーブル５３１にいずれの転送先要素も登録されていない場合、ＩＤ処理部５２２は、例えば、ＩＤテーブル５３２に含まれるＩＤ１を選択し、ハッシュ演算を行う。この場合、得られたハッシュ値はインデックスとして使用されていないため、ＩＤ処理部５２２は、そのハッシュ値をインデックスＩ１として用いて、転送テーブル５３１に転送先要素Ｄ１を登録する。そして、転送制御部５１３は、要素情報とＩＤ１とを含むＩＰパケットを送信装置６０１へ返信する。

転送先要素Ｄ２に対応するＩＰパケットを受信して転送先登録処理を行う際に、転送テーブル５３１に転送先要素Ｄ１のみが登録されている場合、ＩＤ処理部５２２は、例えば、ＩＤテーブル５３２に含まれるＩＤ２を選択し、ハッシュ演算を行う。そして、得られたハッシュ値がインデックスＩ１と同じであり、重複が許容範囲外であれば、ＩＤ処理部５２２は、次にＩＤ３を選択する。

重複が許容範囲内であれば、ＩＤ処理部５２２は、インデックスＩ１に対応付けて転送テーブル５３１に転送先要素Ｄ２を登録する。そして、転送制御部５１３は、要素情報とＩＤ２とを含むＩＰパケットを送信装置６０１へ返信する。

ＩＤ２から得られたハッシュ値がインデックスＩ１と異なれば、ＩＤ処理部５２２は、そのハッシュ値をインデックスＩ２として用いて、転送テーブル５３１に転送先要素Ｄ２を登録する。そして、転送制御部５１３は、要素情報とＩＤ２とを含むＩＰパケットを送信装置６０１へ返信する。

転送先登録処理が行われて要素情報とＩＤとを含むＩＰパケット６１２が返信されると、送信装置６０１は、ＩＰパケット６１２の要素情報及びＩＤとデータとを含むＩＰパケット６１３を受信装置５０１へ送信する。受信装置５０１は、ＩＰパケット６１３のデータを転送するデータ転送処理を行う。

図８は、受信装置５０１の転送制御部５１３が行うデータ転送処理の例を示すフローチャートである。まず、転送制御部５１３は、受信したＩＰパケット６１３から要素情報とＩＤとを抽出し（ステップ８０１）、抽出した要素情報とＩＤとからハッシュ演算によりハッシュ値を求める（ステップ８０２）。

次に、転送制御部５１３は、得られたハッシュ値に対応するインデックスが転送テーブル５３１に複数存在するか否かをチェックする（ステップ８０３）。ハッシュ値と同じインデックスが複数存在する場合（ステップ８０３，ＹＥＳ）、転送制御部５１３は、抽出した要素情報に基づいて転送先要素を決定する（ステップ８０４）。そして、転送制御部５１３は、その転送先要素を用いて、ＩＰパケット６１３に含まれるデータを対応する転送先へ転送する（ステップ８０５）。

一方、ハッシュ値と同じインデックスが１つのみ存在する場合（ステップ８０３，ＮＯ）、転送制御部５１３は、そのインデックスに対応する転送テーブル５３１のエントリに登録されている転送先要素を抽出する。そして、転送制御部５１３は、その転送先要素を用いて、ＩＰパケット６１３に含まれるデータを対応する転送先へ転送する（ステップ８０５）。

なお、図７の転送先登録処理は、異なる通信経路を設定するための制御パケットを受信する度に行われ、複数の異なる転送先に対応する複数の転送先要素が転送テーブル５３１に登録される。

図５の受信装置５０１は、例えば、情報量の多い要素情報に基づいて特定の経路を選択してデータを転送する中継装置として利用することができる。この場合、要素情報及びＩＤから得られるハッシュ値の重複を許容範囲内に制御することで、転送テーブルを記憶するメモリの記憶容量を削減し、転送速度の低下を抑制することができる。したがって、ハッシュ値の重複に伴う性能劣化を避けることが可能になる。

ところで、受信装置５０１は、送信装置６０１から送信されるＩＰパケットに対してＩＤが付加される位置を指定することも可能である。図９は、このような通信システムの例を示している。

まず、送信装置６０１は、図６の場合と同様に、要素情報を含むＩＰパケット６１１を受信装置５０１へ送信し、受信装置５０１のＩＤ処理部５２２は、受信した要素情報に基づいて、図７の転送先登録処理を行う。図９の受信装置５０１の記憶部５１２は、例えば、図１０に示すようなＩＤテーブル５３２を記憶する。

図１０のＩＤテーブル５３２は、ＩＤ１〜ＩＤｍに対応付けられたＩＤポリシーＰ１〜ＩＤポリシーＰｍを含む。ＩＤポリシーＰ１〜ＩＤポリシーＰｍは、送信装置６０１から送信される送信情報内でＩＤを付加するポリシーを表す情報であり、送信情報内でＩＤが付加される位置を示す位置情報を含む。位置情報は、ＩＤが付加される領域の先頭アドレスと領域長とを含むことができる。ＩＤポリシーＰ１〜ＩＤポリシーＰｍは、さらに、ＩＤを付加する方法を示すモード情報を含んでいてもよい。

ＩＤが付加される領域としては、例えば、ＩＰパケットの外側に付加されるフィールドである、送信元Media Access Control（ＭＡＣ）アドレス又はFrame Check Sequence（ＦＣＳ）を用いることができる。また、ＩＰパケット内のフィールドである送信元ポート番号を用いてもよい。既存のフィールドにＩＤを付加することで、送信装置６０１から送信される送信情報の長さを変更することなく、送信情報にＩＤを付加することが可能になる。

ＩＤを付加する方法としては、例えば、位置情報が示す領域の上書き又は排他的論理和演算を用いることができる。ＩＤポリシーＰ１〜ＩＤポリシーＰｍとしては、ＩＤ１〜ＩＤｍに対して共通のＩＤポリシーを用いてもよく、転送先に対して提供されるサービスに応じて異なるＩＤポリシーを用いてもよい。

図７のステップ７０６において、ＩＤ処理部５２２は、ＩＤテーブル５３２から選択したＩＤとともに、そのＩＤに対応付けられたＩＤポリシーをアプリケーション処理部５２１へ通知する。この場合、転送制御部５１３は、ＩＰパケット６１１の要素情報にＩＤとＩＤポリシーとを付加してＩＰパケット９０１を生成し、ＩＰパケット９０１を送信装置６０１へ返信する。

次に、送信装置６０１は、受信したＩＰパケット９０１からＩＤとＩＤポリシーとを抽出し、ＩＤポリシーの位置情報が示す位置にモード情報が示す方法でＩＤを付加して、要素情報及びＩＤとデータとを含むＩＰパケット９０２を生成する。そして、送信装置６０１は、ＩＰパケット９０２を受信装置５０１へ送信する。

次に、受信装置５０１は、図８のデータ転送処理を行う。このとき、図８のステップ８０１において、転送制御部５１３は、ＩＤポリシーの位置情報が示す位置からモード情報が示す方法に応じてＩＤを抽出する。

例えば、送信情報内のＦＣＳに排他的論理和演算を用いてＩＤが付加されている場合、転送制御部５１３は、受信した送信情報に基づいてＦＣＳを計算する。そして、転送制御部５１３は、計算したＦＣＳと送信情報内のＦＣＳとの排他的論理和を求めることで、ＩＤを抽出することができる。

図９及び図１０に示したＩＤポリシーを用いることで、送信情報の長さを変更することなく、ＩＤを特定のフィールド又は空きフィールドにマッピングすることが可能になる。

なお、送信装置６０１は、図６及び図９のＩＰパケット６１１を制御パケットとして送信する代わりに、データを含むデータパケットとして送信することも可能である。この場合、受信装置５０１の転送制御部５１３は、ＩＰパケット６１１に含まれる要素情報に基づいて転送先要素を決定し、その転送先要素を用いて、ＩＰパケット６１１に含まれるデータを対応する転送先へ転送する。

次に、図１１から図１６までを参照しながら、図５の受信装置５０１を用いた通信システムの具体例について説明する。

図１１は、Third Generation Partnership Project（３ＧＰＰ）における無線基地局装置（ｅＮＢ：ｅＮｏｄｅＢ）に受信装置５０１を適用した通信システムの例を示している。図１１の通信システムは、コアネットワーク装置１１０１、ｅＮＢ１１０２、及び移動局（ＵＥ）１１０３を含み、ｅＮＢ１１０２は、伝送路終端部１１１１及びベースバンド部１１１２を含む。コアネットワーク装置１１０１は、例えば、Mobility Management Entity（ＭＭＥ）、Serving Gateway（Ｓ−ＧＷ）等である。

コアネットワーク装置１１０１とｅＮＢ１１０２は、通信ネットワーク（ＩＰネットワーク）１１２１を介して互いに通信し、ｅＮＢ１１０２とＵＥ１１０３は、無線区間１１２２を介して互いに通信する。コアネットワーク装置１１０１とｅＮＢ１１０２との間にはＳ１インタフェースが規定されており、ｅＮＢ１１０２とＵＥ１１０３との間には無線インタフェースが規定されている。ｅＮＢ１１０２内の伝送路終端部１１１１とベースバンド部１１１２は、装置内信号線を介して互いに通信する。

例えば、コアネットワーク装置１１０１は、送信装置６０１に対応し、伝送路終端部１１１１は、受信装置５０１に対応する。ｅＮＢ１１０２は、多数のＵＥを収容し、コアネットワーク装置１１０１から受信するＩＰパケットから無線情報の信号フレームを生成して、特定のＵＥ１１０３へ転送する。

図１２は、図１１の通信システムにおけるデータ転送の例を示している。まず、コアネットワーク装置１１０１は、要素情報を含むＩＰパケット１２０１を無線ベアラ設定要求としてｅＮＢ１１０２へ送信する。ｅＮＢ１１０２の伝送路終端部１１１１は、受信したＩＰパケット１２０１に含まれる要素情報に基づいて図７の転送先登録処理を行い、ｅＮＢ１１０２とＵＥ１１０３との間の無線ベアラを設定する。

このとき、伝送路終端部１１１１は、ＩＰパケット１２０１の要素情報とＩＤとからハッシュ値を求める。そして、伝送路終端部１１１１は、得られたハッシュ値をインデックスとして用いて、ＵＥ１１０３に対応する転送先要素を転送テーブル５３１に登録する。ＵＥ１１０３に対応する転送先要素としては、例えば、転送に使用するキャリア周波数の識別情報、セクタの識別情報、及びＵＥ１１０３の識別情報等が用いられる。

次に、伝送路終端部１１１１は、無線ベアラ設定要求をベースバンド部１１１２へ転送し、ベースバンド部１１１２は、ｅＮＢ１１０２内の無線周波数（ＲＦ）回路（不図示）を介して、無線ベアラ設定要求１２０２をＵＥ１１０３へ送信する。

ＵＥ１１０３は、無線ベアラ設定要求１２０２に対する無線ベアラ設定応答１２１１をｅＮＢ１１０２へ送信し、ベースバンド部１１１２は、ＲＦ回路を介して無線ベアラ設定応答１２１１を受信する。そして、ベースバンド部１１１２は、無線ベアラ設定応答を伝送路終端部１１１１へ転送する。

伝送路終端部１１１１は、ハッシュ演算に用いた要素情報とＩＤとを含むＩＰパケット１２１２を無線ベアラ設定応答としてコアネットワーク装置１１０１へ返信する。これにより、無線区間１１２２における無線ベアラが設定され、コアネットワーク装置１１０１は、ｅＮＢ１１０２を介してＵＥ１１０３と通信することが可能になる。

そこで、コアネットワーク装置１１０１は、ＩＰパケット１２１２の要素情報及びＩＤとユーザデータとを含むＩＰパケット１２２１を、ｅＮＢ１１０２へ送信する。ｅＮＢ１１０２の伝送路終端部１１１１は、図８のデータ転送処理を行い、ＩＰパケット１２２１のユーザデータをベースバンド部１１１２へ転送する。

このとき、伝送路終端部１１１１は、ＩＰパケット１２２１の要素情報とＩＤとからハッシュ値を求め、得られたハッシュ値をインデックスとして用いて、転送テーブル５３１に登録されている転送先要素を抽出する。そして、伝送路終端部１１１１は、その転送先要素をベースバンド部１１１２へ転送する。

ベースバンド部１１１２は、受信した転送先要素を用いて無線チャネル制御に関するベースバンド処理を行い、ＲＦ回路を介して、ユーザデータ１２２２をＵＥ１１０３へ送信する。

このような通信システムによれば、多数の移動局を収容する無線基地局装置においても、要素情報及びＩＤから得られるハッシュ値の重複を許容範囲内に制御することで、転送テーブルを記憶するメモリの記憶容量を削減し、転送速度の低下を抑制することができる。したがって、ハッシュ値の重複に伴う性能劣化を避けることが可能になる。

なお、図９に示したように、伝送路終端部１１１１は、ＩＰパケット１２１２にＩＰポリシーを含めてコアネットワーク装置１１０１へ返信することも可能である。この場合、コアネットワーク装置１１０１は、ＩＰパケット１２１２のＩＤポリシーに従ってＩＰパケット１２２１を生成する。

図１２では、コアネットワーク装置１１０１からＵＥ１１０３へユーザデータが転送されているが、逆方向のデータ転送に図５の受信装置５０１を利用することも可能である。この場合、例えば、コアネットワーク装置１１０１に接続された別のｅＮＢに収容される複数のＵＥが転送先となり、ＵＥ１１０３からコアネットワーク装置１１０１へユーザデータが転送される。

そして、ベースバンド部１１１２及び伝送路終端部１１１１は、それぞれ、送信装置６０１及び受信装置５０１として動作し、装置内信号線を介して要素情報とＩＤとを用いたデータ転送を行う。

図１３は、図１１のｅＮＢ１１０２のハードウェア構成例を示している。図１３のｅＮＢ１１０２は、インタフェース１３００、中央処理装置（ＣＰＵ）１３０１、メモリ１３０２、スイッチ回路１３０３、ベースバンド回路１３０４、及びＲＦ回路１３０５を含む。ベースバンド回路１３０４は、ＣＰＵ１３１１及びデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１３１２を含む。

インタフェース１３００、ＣＰＵ１３０１（プロセッサ）、メモリ１３０２、及びスイッチ回路１３０３は、図１１の伝送路終端部１１１１に対応する。インタフェース１３００は、図５のインタフェース５１４に対応し、スイッチ回路１３０３は、記憶部５１２、転送制御部５１３、及びインタフェース５１５に対応する。ベースバンド回路１３０４に対するデータ転送のために、スイッチ回路１３０３とベースバンド回路１３０４とを直結して接続するのが一般的ではあるが、インタフェース５１５のような異なるインタフェースを介在させて接続することも可能である。

メモリ１３０２は、例えば、Read Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリであり、処理に用いられるプログラム及びデータを格納する。メモリ１３０２は、図５の記憶部５１２として用いることができる。ＣＰＵ１３０１は、例えば、メモリ１３０２を利用してプログラムを実行することにより、図５の処理部５１１、転送制御部５１３、アプリケーション処理部５２１、及びＩＤ処理部５２２として動作する。

ベースバンド回路１３０４は、図１１のベースバンド部１１１２に対応する。ＣＰＵ１３１１（プロセッサ）は、ＵＥ１１０３に対して周波数帯域を割り当てる処理等を行い、ＤＳＰ１３１２は、符号化処理、変調処理、復号処理、復調処理等を行う。

ＲＦ回路１３０５は、ベースバンド回路１３０４から出力されるベースバンド信号をＲＦ信号に変換してＵＥ１１０３へ送信し、ＵＥ１１０３から受信するＲＦ信号をベースバンド信号に変換してベースバンド回路１３０４へ出力する。

図１４は、通信ネットワークで使用されるルータに受信装置５０１を適用した通信システムの例を示している。図１４の通信システムは、通信機器１４０１、ルータ１４０２、及び通信機器１４０３を含む。通信機器１４０３は、ユーザ端末であってもよい。

通信機器１４０１とルータ１４０２は、通信ネットワーク（ＩＰネットワーク）１４１１を介して互いに通信し、ルータ１４０２と通信機器１４０３は、通信ネットワーク（ＩＰネットワーク）１４１２を介して互いに通信する。

例えば、通信機器１４０１は、送信装置６０１に対応し、ルータ１４０２は、受信装置５０１に対応する。ルータ１４０２は、多数の通信機器を収容し、通信機器１４０１から受信するＩＰパケットを特定の通信機器１４０３へ転送する。

図１５は、図１４の通信システムにおけるデータ転送の例を示している。まず、通信機器１４０１は、要素情報を含むＩＰパケット１５０１を経路設定要求としてルータ１４０２へ送信する。ルータ１４０２は、受信したＩＰパケット１５０１に含まれる要素情報に基づいて図７の転送先登録処理を行い、ルータ１４０２と通信機器１４０３との間の通信経路を設定する。

このとき、ルータ１４０２は、ＩＰパケット１５０１の要素情報とＩＤとからハッシュ値を求める。そして、ルータ１４０２は、得られたハッシュ値をインデックスとして用いて、通信機器１４０３に対応する転送先要素を転送テーブル５３１に登録する。通信機器１４０３に対応する転送先要素としては、例えば、通信機器１４０３のＩＰアドレス等が用いられる。

次に、ルータ１４０２は、ハッシュ演算に用いた要素情報とＩＤとを含むＩＰパケット１５１１を経路設定応答として通信機器１４０１へ返信する。これにより、通信機器１４０１と通信機器１４０３との間の通信経路が設定され、通信機器１４０１は、ルータ１４０２を介して通信機器１４０３と通信することが可能になる。

そこで、通信機器１４０１は、ＩＰパケット１５１１の要素情報及びＩＤとユーザデータとを含むＩＰパケット１５２１を、ルータ１４０２へ送信する。ルータ１４０２は、図８のデータ転送処理を行い、ＩＰパケット１５２１のユーザデータを含むＩＰパケット１５２２を、通信機器１４０３へ転送する。

このとき、ルータ１４０２は、ＩＰパケット１５２１の要素情報とＩＤとからハッシュ値を求め、得られたハッシュ値をインデックスとして用いて、転送テーブル５３１に登録されている転送先要素を抽出する。そして、ルータ１４０２は、その転送先要素を用いて転送制御を行い、ＩＰパケット１５２２を通信機器１４０３へ送信する。

このような通信システムによれば、多数の通信機器を収容するルータにおいても、要素情報及びＩＤから得られるハッシュ値の重複を許容範囲内に制御することで、転送テーブルを記憶するメモリの記憶容量を削減し、転送速度の低下を抑制することができる。したがって、ハッシュ値の重複に伴う性能劣化を避けることが可能になる。

なお、図９に示したように、ルータ１４０２は、ＩＰパケット１５１１にＩＰポリシーを含めて通信機器１４０１へ返信することも可能である。この場合、通信機器１４０１は、ＩＰパケット１５１１のＩＤポリシーに従ってＩＰパケット１５２１を生成する。

図１６は、図１４のルータ１４０２のハードウェア構成例を示している。図１６のルータ１４０２は、ＣＰＵ１６０１、メモリ１６０２、スイッチ回路１６０３、インタフェース１６０４、及びインタフェース１６０５を含む。インタフェース１６０４及びインタフェース１６０５は、図５のインタフェース５１４及びインタフェース５１５にそれぞれ対応する。

メモリ１６０２は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリであり、処理に用いられるプログラム及びデータを格納する。メモリ１６０２は、図５の記憶部５１２として用いることができる。ＣＰＵ１６０１（プロセッサ）は、例えば、メモリ１３０２を利用してプログラムを実行することにより、図５の処理部５１１、アプリケーション処理部５２１、及びＩＤ処理部５２２として動作する。

スイッチ回路１６０３は、例えば、メモリ１３０２に記憶された転送テーブル５３１を使用し、図５の転送制御部５１３として動作する。

図５の受信装置５０１、図１３のｅＮＢ１１０２、及び図１６のルータ１４０２の構成は一例に過ぎず、通信システムの用途や条件に応じて一部の構成要素を省略又は変更してもよい。例えば、図５のアプリケーション処理部５２１を受信装置５０１の外部に設けることもできる。また、図１３のｅＮＢ１１０２において、複数のＲＦ回路１３０５を設けることもできる。

図２の転送テーブル及び図１０のＩＤテーブルは一例に過ぎず、通信システムの構成や条件に応じて一部の情報を省略又は変更してもよい。例えば、ＩＤポリシーを使用しない場合は、図１０のＩＤテーブルにおいて、ＩＤポリシーＰ１〜ＩＤポリシーＰｍを省略することができる。

図７及び図８のフローチャートは一例に過ぎず、通信システムの構成や条件に応じて一部の処理を省略又は変更してもよい。例えば、転送テーブルにおいてハッシュ値の重複を許さない場合は、図７のステップ７０４の処理と図８のステップ８０３及びステップ８０４の処理を省略することができる。この場合、ＩＤ処理部５２２は、ハッシュ値が重複していれば（ステップ７０３，ＹＥＳ）、別のＩＤについてステップ７０１以降の処理を繰り返す。また、転送制御部５１３は、ステップ８０２の処理の後、直ちにステップ８０５の処理を行う。

また、図７のステップ７０２及び図８のステップ８０２において、ハッシュ演算の代わりに、他の一方向性関数による演算を用いてもよい。

開示の実施形態とその利点について詳しく説明したが、当業者は、特許請求の範囲に明確に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更、追加、省略をすることができるであろう。

図１乃至図１６を参照しながら説明した実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）受信装置によって実行される制御方法であって、
一方向性関数を用いた演算により求められた第１の一方向性関数値を第１の転送先に対応付け、
前記受信装置が有する識別情報と前記受信装置が送信装置から受信した要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により第２の一方向性関数値を求め、
前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と異なる場合、前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信する、
ことを特徴とする制御方法。
（付記２）前記識別情報と前記要素情報とが付加されたデータを前記送信装置から受信し、
前記データに付加された前記識別情報と前記要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により前記第２の一方向性関数値を求め、
前記第２の一方向性関数値に対応付けられた前記第２の転送先へ前記データを転送する、
ことを特徴とする付記１記載の制御方法。
（付記３）前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と同じであり、前記第１の一方向性関数値に対応付けられている転送先の数が所定数より小さい場合、前記第１の一方向性関数値を前記第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信することを特徴とする付記１又は２記載の制御方法。
（付記４）前記送信装置から送信される送信情報内で前記識別情報が付加される位置を示す位置情報を、前記識別情報とともに前記送信装置へ返信することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の制御方法。
（付記５）前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付ける前に、前記要素情報が付加されたデータを前記受信装置が前記送信装置から受信したとき、受信したデータに付加された前記要素情報に基づいて前記第２の転送先へ前記受信したデータを転送することを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の制御方法。
（付記６）一方向性関数を用いた演算により求められた第１の一方向性関数値を第１の転送先に対応付ける転送先情報を記憶する記憶部と、
受信装置が有する識別情報と前記受信装置が送信装置から受信した要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により第２の一方向性関数値を求め、前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と異なる場合、前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信する処理部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
（付記７）前記識別情報と前記要素情報とが付加されたデータを前記送信装置から受信したとき、前記データに付加された前記識別情報と前記要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により前記第２の一方向性関数値を求め、前記第２の一方向性関数値に対応付けられた前記第２の転送先へ前記データを転送する転送制御部をさらに備えることを特徴とする付記６記載の受信装置。
（付記８）前記処理部は、前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と同じであり、前記第１の一方向性関数値に対応付けられている転送先の数が所定数より小さい
場合、前記第１の一方向性関数値を前記第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信することを特徴とする付記６又は７記載の受信装置。
（付記９）前記処理部は、前記送信装置から送信される送信情報内で前記識別情報が付加される位置を示す位置情報を、前記識別情報とともに前記送信装置へ返信することを特徴とする付記６乃至８のいずれか１項に記載の受信装置。
（付記１０）前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付ける前に、前記要素情報が付加されたデータを前記受信装置が前記送信装置から受信したとき、受信したデータに付加された前記要素情報に基づいて前記第２の転送先へ前記受信したデータを転送する転送制御部をさらに備えることを特徴とする付記６乃至９のいずれか１項に記載の受信装置。
（付記１１）送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、
前記送信装置は、要素情報を前記受信装置へ送信し、
前記受信装置は、
一方向性関数を用いた演算により求められた第１の一方向性関数値を第１の転送先に対応付ける転送先情報を記憶する記憶部と、
前記受信装置が有する識別情報と前記受信装置が前記送信装置から受信した前記要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により第２の一方向性関数値を求め、前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と異なる場合、前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信する処理部とを含む、
ことを特徴とする通信システム。

１０１、３０１、６０１ 送信装置
１０２、３０２、５０１ 受信装置
１１１、１１２、１１３、３１１、３１２、３１３、６１１、６１２、６１３、９０１、９０２、１２０１、１２１２、１２２１、１５０１、１５１１、１５２１、１５２２ ＩＰパケット
５１１ 処理部
５１２ 記憶部
５１３ 転送制御部
５１４、５１５、１３００、１６０４、１６０５ インタフェース
５２１ アプリケーション処理部
５２２ ＩＤ処理部
５３１ 転送テーブル
５３２ ＩＤテーブル
１１０１ コアネットワーク装置
１１０２ ｅＮＢ
１１０３ ＵＥ
１１１１ 伝送路終端部
１１１２ ベースバンド部
１１２１、１４１１、１４１２ 通信ネットワーク
１１２２ 無線区間
１２０２ 無線ベアラ設定要求
１２１１ 無線ベアラ設定応答
１２２２ ユーザデータ
１３０１、１３１１、１６０１ ＣＰＵ
１３０２、１６０２ メモリ
１３０３、１６０３ スイッチ回路
１３０４ ベースバンド回路
１３０５ ＲＦ回路
１３１２ ＤＳＰ
１４０１、１４０３ 通信機器
１４０２ ルータ

Claims (7)

1. 受信装置によって実行される制御方法であって、
   一方向性関数を用いた演算により求められた第１の一方向性関数値を第１の転送先に対応付け、
   前記受信装置が有する識別情報と前記受信装置が送信装置から受信した要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により第２の一方向性関数値を求め、
   前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と異なる場合、前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信する、
   ことを特徴とする制御方法。
2. 前記識別情報と前記要素情報とが付加されたデータを前記送信装置から受信し、
   前記データに付加された前記識別情報と前記要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により前記第２の一方向性関数値を求め、
   前記第２の一方向性関数値に対応付けられた前記第２の転送先へ前記データを転送する、
   ことを特徴とする請求項１記載の制御方法。
3. 前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と同じであり、前記第１の一方向性関数値に対応付けられている転送先の数が所定数より小さい場合、前記第１の一方向性関数値を前記第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信することを特徴とする請求項１又は２記載の制御方法。
4. 前記送信装置から送信される送信情報内で前記識別情報が付加される位置を示す位置情報を、前記識別情報とともに前記送信装置へ返信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御方法。
5. 前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付ける前に、前記要素情報が付加されたデータを前記受信装置が前記送信装置から受信したとき、受信したデータに付加された前記要素情報に基づいて前記第２の転送先へ前記受信したデータを転送することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御方法。
6. 一方向性関数を用いた演算により求められた第１の一方向性関数値を第１の転送先に対応付ける転送先情報を記憶する記憶部と、
   受信装置が有する識別情報と前記受信装置が送信装置から受信した要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により第２の一方向性関数値を求め、前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と異なる場合、前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信する処理部と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
7. 送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、
   前記送信装置は、要素情報を前記受信装置へ送信し、
   前記受信装置は、
   一方向性関数を用いた演算により求められた第１の一方向性関数値を第１の転送先に対応付ける転送先情報を記憶する記憶部と、
   前記受信装置が有する識別情報と前記受信装置が前記送信装置から受信した前記要素情報とから前記一方向性関数を用いた演算により第２の一方向性関数値を求め、前記第２の一方向性関数値が前記第１の一方向性関数値と異なる場合、前記第２の一方向性関数値を第２の転送先に対応付けるとともに前記識別情報を前記送信装置へ返信する処理部とを含む、
   ことを特徴とする通信システム。

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