JPWO2007138652A1 - 通信装置、通信システム及びハンドオーバ方法 - Google Patents

Abstract

ハンドオーバ先のアドレスを通知するパケットデータをハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするとともに、上位装置がハンドオーバ元に対して通信端末装置との接続の解放を通知することにより、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷を軽減することができる通信装置。この装置では、ハンドオーバ制御部（１０４）は、自局の無線リソース状況に基づいて、通信端末装置の自局へのハンドオーバが可能か否かを判定する。メッセージ作成部（１０５）は、ハンドオーバ先である自局のレイヤ２のアドレスと、通信端末装置のレイヤ３のアドレスと、ＩＰＡＧに対してユニキャストするためのユニキャストアドレスとを格納したメッセージを作成する。ＩＰＡＧインタフェース部１０６は、ＩＰＡＧに対して、作成したメッセージをユニキャストする。

Description

本発明は、例えばグラチュイタスＡＲＰ(Gratuitous Address Resolution Protocol)を用いた通信装置、通信システム及びハンドオーバ方法に関する。

インターネットに対応するネットワーク層プロトコル（以下「ＩＰ」と記載する）は、インターネットを構成するネットワークやサブネットワークと接続して、源ノードから宛先ノードへ、ＩＰデータの形で流れるデータを管理し制御するために使用される。ＩＰデータパケットが確実に配信できることを保証するために、各ノードには１つのＩＰアドレスが割り当てられ、割り当てられたＩＰアドレスは該当するノードに固定ネットワーク上の場所を定義する。一般には、ＩＰは固定ネットワークノード間のＩＰパケットのルーティング（ｒｏｕｔｉｎｇ）を支援するように設計されている。

しかしながら、無線ノードの急速な発達によって、固定ノードと同様に移動端末に対するＩＰ支援を提供する必要性が増加している。ここで、固定ノードは一般に移動しない。また、移動端末は、例えばサブネットワークや局所ネットワーク（ＬＡＮ）セグメントに相当する領域内で移動することができる。また、移動端末は、異なるネットワークホストを通じてサブネットワークやＬＡＮセグメントに接続する地点を連続的に変えることができる。また、当業者ならば直ちに理解するように、対応するネットワークホストは移動端末に対してプロキシとして働く。

サブネットワークまたはＬＡＮへの移動端末の接続地点とＩＰアドレスとが連続的に変化しても、データが移動端末へ正確にルーティングされ、連続性が維持されることを保証するために、移動端末は、サブネットワークやＬＡＮへの接続を通じて、各ネットワークホストに自身を登録する。この登録の処理は、接続している移動端末を通じてネットワークホスト内に登録記録を作成して保存する。このとき、ネットワークホストは、これらの登録された記録を含む情報を用いて、例えば移動端末を代表するＩＰデータパケットを受信して、処理を施した後に移動端末へＩＰデータパケットを送信するような、移動端末の移動に対する要求を管理または支援できる。移動端末は、あるネットワークホストから新たなネットワークホストへ連続して移動するときに、古いネットワークホストの登録を削除して、新たなネットワークホストに登録するハンドオーバと称する処理を行う。登録削除処理は、古いネットワークホストから上述の登録記録を削除する処理を含む。移動端末の登録削除の処理はきわめて重要である。例えば、登録を削除すると、ネットワークリソースを消費する必要がなくなり、安全性に寄与する。一方、削除に失敗した場合は、２以上のホストが移動端末に対するプロキシとして反応し、ＩＰデータパケットの経路割り当てが不適当となり、許容できないネットワークの誤作動が生じることになる。

従来、ネットワークホスト内での登録記録の管理（例えば削除そして／または作成）に関する技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されたネットワークホスト間のハンドオーバ方法について図１を用いて説明する。図１は、ハンドオーバ方法を説明するための通信システムの概略図である。

移動端末（ＭＴ）１０は、Ｈ_ＯＬＤ１１からＨ_ＮＥＷ１２へハンドオーバすることにより、サブネットワークまたはＬＡＮセグメント１３への接続点をＨ_ＯＬＤ１１からＨ_ＮＥＷ１２へ変更する。Ｈ_ＮＥＷ１２と移動端末１０との接続２０の確立において、Ｈ_ＮＥＷ１２は、サブネットワークまたはＬＡＮセグメント１３を通じて、移動端末１０の代わりにグラチュイタスＡＲＰメッセージをブロードキャストする。ブロードキャストされたグラチュイタスＡＲＰメッセージは、サブネットワークまたはＬＡＮセグメント１３内の多くのノード及びＨ_ＯＬＤ１１に受信される。これにより、Ｈ_ＮＥＷ１２は、移動端末１０は現在Ｈ_ＯＬＤ１１ではなくＨ_ＮＥＷ１２を通してサブネットワークまたはＬＡＮセグメント１３に接続していることをＨ_ＯＬＤ１１に対して通知することができる。そして、Ｈ_ＯＬＤ１１は、グラチュイタスＡＲＰメッセージを受信することにより、移動端末１０がＨ_ＮＥＷ１２にハンドオーバしたことを知ることができる。そして、グラチュイタスＡＲＰメッセージを受信したＨ_ＯＬＤ１１は、移動端末１０の登録記録の全てを削除する。ここで、グラチュイタスＡＲＰメッセージは、レイヤ３のＩＰアドレスとレイヤ２のイーサネットアドレスの変更を同一ネットワーク内の他のノードへ通知するものである。Ｈ_ＯＬＤ１１は、グラチュイタスＡＲＰメッセージ内の所定の場所に格納されている移動端末１０の識別子と同一の移動端末１０に関する登録記録管理を行っており、グラチュイタスＡＲＰメッセージを受信して移動端末１０の登録記録を削除することにより、Ｈ_ＮＥＷ１２へのハンドオーバをサポートすることが可能になる。
特表２００２−５４１６８６号公報

しかしながら、従来のシステムにおいては、ハンドオーバ時に移動先のＨ_ＮＥＷ１２からグラチュイタスＡＲＰメッセージをブロードキャストするので、Ｈ_ＯＬＤ１１以外のグラチュイタスＡＲＰメッセージが不要なホストに対して処理負荷を与えることになり、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷の観点から許容できないという問題がある。

本発明の目的は、ハンドオーバ先のアドレスを通知するパケットデータをハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするとともに、上位装置がハンドオーバ元に対して通信端末装置との接続の解放を通知することにより、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷を軽減することができる通信装置、通信システム及びハンドオーバ方法を提供することである。

本発明の通信装置は、通信端末装置のハンドオーバ先として自局が選択されたことと前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとをハンドオーバ元の他局から通知された場合に自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するハンドオーバ制御手段と、前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスと自局のレイヤ２のアドレスとを格納するメッセージを作成するメッセージ作成手段と、作成した前記メッセージを上位装置へユニキャストする送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の通信システムは、受信品質の測定結果を報告する通信端末装置と、前記測定結果に基づいてハンドオーバ先を決定するとともに決定したハンドオーバ先に対して前記決定と前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとを通知するハンドオーバ元のネットワークホストと、前記通知を受けた際に自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するとともに、前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記レイヤ３のアドレスと自局のレイヤ２のアドレスとを格納するメッセージをユニキャストするハンドオーバ先のネットワークホストと、ユニキャストされた前記メッセージを受信して前記メッセージに格納されている前記レイヤ２のアドレスを記憶して、記憶した前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスのネットワークホストに対して前記レイヤ３のアドレス宛のパケットデータを送信するとともに、前記記憶により削除されるレイヤ２のアドレスのハンドオーバ元のネットワークホストに対して前記通信端末装置との接続の解放を指示する上位装置と、を具備する構成を採る。

本発明のハンドオーバ方法は、通信端末装置が受信品質の測定結果を報告するステップと、ハンドオーバ元が前記測定結果に基づいてハンドオーバ先を決定するステップと、前記ハンドオーバ先として選択されたことと前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとを前記ハンドオーバ元が前記ハンドオーバ先に対して通知するステップと、前記通知を受けた前記ハンドオーバ先が自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するステップと、前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記レイヤ３のアドレスと前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスとを格納したメッセージを前記ハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするステップと、上位装置が前記メッセージを受信するステップと、受信した前記メッセージに含まれる前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスを前記上位装置が新たに記憶するステップと、前記上位装置が前記記憶により削除されたレイヤ２のアドレスの前記ハンドオーバ元に対して前記通信端末装置との接続の解放を指示するステップと、前記上位装置が前記レイヤ３のアドレス宛のパケットデータをレイヤ２のアドレスの前記ハンドオーバ先に対して送信するステップと、を具備するようにした。

本発明によれば、ハンドオーバ先のアドレスを通知するパケットデータをハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするとともに、上位装置がハンドオーバ元に対して通信端末装置との接続の解放を通知することにより、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷を軽減することができる。

従来のハンドオーバ方法を示す図 本発明の実施の形態に係る通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係るネットワークの構成を示す図 本発明の実施の形態に係るハンドオーバ方法を示すシーケンス図 本発明の実施の形態に係るイーサネットのデータ及びグラチュイタスＡＲＰメッセージのフォーマットを示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態）
図２は、本発明の実施の形態に係る通信装置であるネットワークホスト１００の構成を示すブロック図である。

受信部１０１は、通信端末装置から無線回線を用いて送信された信号を受信して、受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートして受信データ処理部１０２へ出力する。

受信データ処理部１０２は、受信部１０１から入力した受信信号を復調してデータ部分と制御データ部分に分解する。そして、受信データ処理部１０２は、分解したデータ部分をＩＰ Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ（以下「ＩＰＡＧ」と記載する）インタフェース部１０６へ出力するとともに、分解した制御データ部分をスケジューリング部１０３とハンドオーバ制御部１０４へ出力する。

スケジューリング部１０３は、受信データ処理部１０２から入力した制御データ部分に含まれている通信端末装置における受信品質の情報である受信品質情報と、パケットバッファ１０７から入力した、パケットバッファ１０７に蓄積されているデータ量の情報であるキュー情報とに基づいてスケジューリングを行う。例えば、スケジューリング部１０３は、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）等の受信品質と送信データ量とを関係付けたスケジューリング情報を記憶したテーブルを保持している。そして、スケジューリング部１０３は、受信データ処理部１０２から入力したＣＱＩ等の受信品質情報の受信品質を用いてスケジューリング情報を参照するとともにキュー情報を参照することにより、送信データ量を選択する。また、スケジューリング部１０３は、送信部１０８に対して、選択した送信データ量だけ送信するように制御する。

ハンドオーバ制御部１０４は、ネットワークホスト１００がハンドオーバ元である場合とハンドオーバ先である場合とで異なる処理を行う。

ネットワークホスト１００がハンドオーバ元である場合に、ハンドオーバ制御部１０４は、受信データ処理部１０２から入力した制御データ部分に含まれる複数のネットワークホストの受信品質情報に基づいて、ハンドオーバ先のネットワークホストを選択する。そして、ハンドオーバ制御部１０４は、ハンドオーバ先として選択されたことと制御データ部分に含まれる通信端末装置のレイヤ３のアドレスとをハンドオーバ先の他のネットワークホストへ通知する。また、ハンドオーバ制御部１０４は、ハンドオーバ先の他のネットワークホストとハンドオーバするための種々の情報を送信または受信する。

また、ネットワークホスト１００がハンドオーバ先である場合に、ハンドオーバ制御部１０４は、ハンドオーバ元である他のネットワークホストから、ハンドオーバ先として選択された通知を受けることにより、自局がハンドオーバ先として選択されたことを認識する。そして、ハンドオーバ制御部１０４は、自局の無線リソース状況に基づいて、通信端末装置の自局へのハンドオーバが可能か否かを判定し、可能な場合にはハンドオーバ元である他のネットワークホストから通知された通信端末装置のレイヤ３のアドレスの情報であるレイヤ３アドレス情報をメッセージ作成部１０５へ出力する。また、ハンドオーバ制御部１０４は、ハンドオーバ元の他のネットワークホストとハンドオーバするための種々の情報を送信または受信する。

メッセージ作成部１０５は、ネットワークホスト１００がハンドオーバ先である場合に、自局のレイヤ２のアドレスと、ハンドオーバ制御部１０４から入力したレイヤ３アドレス情報のレイヤ３のアドレスと、ＩＰＡＧに対してユニキャストするためのユニキャストアドレスとを格納したメッセージを作成する。そして、メッセージ作成部１０５は、作成したメッセージをＩＰＡＧインタフェース部１０６へ出力する。ここで、メッセージ作成部１０５が生成するメッセージは、例えばグラチュイタスＡＲＰメッセージである。なお、作成するメッセージの詳細については後述する。

ＩＰＡＧインタフェース部１０６は、有線にてＩＰＡＧと接続されており、受信データ処理部１０２から入力したデータ部分をＩＰＡＧへ送信する。また、ＩＰＡＧインタフェース部１０６は、ＩＰＡＧから受信したレイヤ３のアドレス宛、即ち自局へハンドオーバした通信端末装置宛のパケットデータをパケットバッファ１０７へ出力する。また、ＩＰＡＧインタフェース部１０６は、メッセージ作成部１０５から入力したメッセージをＩＰＡＧに送信する。

パケットバッファ１０７は、キュー情報をスケジューリング部１０３に出力する。また、パケットバッファ１０７は、ＩＰＡＧインタフェース部１０６から入力したパケットデータを一時的に蓄積する。そして、パケットバッファ１０７は、所定のタイミングにて、送信部１０８から指示されたデータ量のパケットデータを送信部１０８へ出力する。

送信部１０８は、スケジューリング部１０３から指示されたデータ量のデータを出力するようにパケットバッファ１０７に指示し、パケットバッファ１０７から入力した指示したデータ量のパケットデータを無線信号にて送信する。また、送信部１０８は、ハンドオーバ制御部１０４から入力したハンドオーバすることを指示するメッセージを無線信号にて送信する。

図３は本実施の形態に係るネットワーク３００の構成を示す図である。ネットワーク３００は、ＩＰベースのＩＰコアネットワーク３０１とＲａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＲＡＮ）３０２から構成される。ネットワークホスト３０３、３０４は、ＲＡＮ３０２に位置し、ＩＰＡＧ３０５と有線にて結合されている。ＩＰＡＧ３０５はＩＰコアネットワーク３０１内に位置し、外部ネットワークに対するゲートウェイの役割を果たす。通信端末装置３０６は、無線アクセス技術を使用してネットワークホスト３０３に接続し、ＩＰＡＧ３０５を経由して外部ネットワークと通信を行う。

次に、通信端末装置３０６がハンドオーバする方法について、図４を用いて説明する。図４は、ハンドオーバ方法を示すシーケンス図である。なお、図４及び図４の説明において、説明の便宜上、通信端末装置３０６をＭＴと記載し、ハンドオーバ元のネットワークホスト３０３をＨ_ＯＬＤと記載し、ハンドオーバ先のネットワークホスト３０４をＨ_ＮＥＷと記載する。また、Ｈ_ＯＬＤ３０３及びＨ_ＮＥＷ３０４は図２と同一構成である。

ＭＴ３０６は、Ｈ_ＯＬＤ３０３およびＩＰＡＧ３０５を介して外部ネットワークと通信を行っているものとする。通信中、ＭＴ３０６は、現在接続中のＨ_ＯＬＤ３０３の他に、周辺に位置するネットワークホストとの通信状況をモニタする。具体的には、Ｈ_ＯＬＤ３０３及びＨ_ＮＥＷ３０４は、ＣＰＩＣＨの信号を送信する（ステップＳＴ４０１、ステップＳＴ４０２）。次に、ＣＰＩＣＨの信号を受信したＭＴ３０６は、ＣＰＩＣＨの受信電力を測定し、測定結果を、接続中のＨ_ＯＬＤ３０３に対して、受信品質情報であるＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔとして通知する（ステップＳＴ４０３）。

次に、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔを受信したＨ_ＯＬＤ３０３は、測定結果からＭＴ３０６がＨ_ＮＥＷ３０４にハンドオーバした方が良いと判断する（ハンドオーバ先決定（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ））。

Ｈ_ＯＬＤ３０３は、Ｈ_ＮＥＷ３０４に対して、ハンドオーバ先としてＨ_ＮＥＷ３０４が選択されたことの通知、即ちＭＴ３０６のハンドオーバ要求とともに、コンテキスト情報を送信する（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ）（ステップＳＴ４０４）。

Ｈ_ＮＥＷ３０４は、Ｈ_ＯＬＤ３０３からＭＴ３０６のハンドオーバ要求を受けると、自身の無線リソース状況から応答するか否かの判断を行い、応答することを判断した場合に、Ｈ_ＯＬＤ３０３に対してＭＴ３０６のハンドオーバ応答を送信する（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｅｐｌｙ）（ステップＳＴ４０５）。

次に、Ｈ_ＮＥＷ３０４からハンドオーバ応答を受信したＨ_ＯＬＤ３０３は、ＭＴ３０６に対してＨ_ＮＥＷ３０４へのハンドオーバを指示する（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）（ステップＳＴ４０６）。この時点で、ＭＴ３０６は、Ｈ_ＯＬＤ３０３への接続を解放し、Ｈ_ＮＥＷ３０４への接続を開始する。Ｈ_ＮＥＷ３０４への接続準備が完了すると（接続準備完了（Ｒａｄｉｏ Ｌ１＆Ｌ２ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ））、ＭＴ３０６は、Ｈ_ＮＥＷ３０４と同期するとともに（Ｒａｄｉｏ Ｌ１． ＆ Ｌ２ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）（ステップＳＴ４０７）、ＭＴ３０６は、Ｈ_ＮＥＷ３０４に対してハンドオーバの完了を通知する（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）（ステップＳＴ４０８）。

ＭＴ３０６からハンドオーバ完了通知を受け取ったＨ_ＮＥＷ３０４は、ＩＰＡＧ３０５との通信経路を確立するために、グラチュイタスＡＲＰメッセージをＩＰＡＧ３０５に対して送信する（Ｒｅｌｏｃａｔｉｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ）（ステップＳＴ４０９）。

ここで、ＡＲＰとは、一般に、ＩＰアドレスが分かっている相手通信装置の物理アドレスを知るために使われるプロトコルである。問い合わせ元の通信装置は、相手通信装置のＩＰアドレスを指定したグラチュイタスＡＲＰメッセージをネットワーク上の全通信装置へ一斉に送る。指定されたＩＰアドレスに対応する通信装置は、自分の物理アドレスとＩＰアドレスを知っており、自分の物理アドレスとＩＰアドレスとを組にした応答メッセージを問い合わせ元の通信装置に送り返す。これにより、問い合わせ元の通信装置は、物理アドレスとＩＰアドレスとの組のエントリを作成及び更新することができる。本実施の形態では、グラチュイタスＡＲＰメッセージのブロードキャストフィールドに全通信装置のアドレス（ブロードキャストアドレス）を設定する代わりに、ＩＰＡＧ３０５のアドレス（ユニキャストアドレス）を設定することにより、ＩＰＡＧのみがグラチュイタスＡＲＰメッセージを受け取ることができる。

また、グラチュイタスＡＲＰは、自局のレイヤ２のアドレスの変更を他局に通知するために用いられる。即ち、グラチュイタスＡＲＰは、同一のブロードキャストドメインに所属する他のネットワークホスト内に存在する、自身のＡＲＰエントリを更新させる目的で使用され、例えばレイヤ２のインタフェースカードを差し替えた場合に、他のネットワークホストに素早く自身のＩＰアドレスに対応するレイヤ２のアドレスの更新を促すために使用される。

グラチュイタスＡＲＰメッセージを受信したＩＰＡＧ３０５は、グラチュイタスＡＲＰメッセージのＳｅｎｄｅｒ Ｅｔｈｅｒ ａｄｄｒとＳｅｎｄｅｒ ＩＰ ａｄｄｒに格納されているイーサネットアドレスとＩＰアドレスの組｛Ｅｔｈｅｒ（Ｈ_ＮＥＷ），ＩＰ（ＭＴ）｝をＡＲＰキャッシュに記憶し、以前記憶していた｛Ｅｔｈｅｒ（Ｈ_ＯＬＤ），ＩＰ（ＭＴ）｝の組を削除する。以上の動作により、外部ネットワークから受信したＭＴ３０６宛てのパケットは、ＩＰＡＧ３０５にてＨ_ＮＥＷ３０４に転送され、最終的にＭＴ３０６へ到着する。

次に、ＩＰＡＧ３０５は、ＡＲＰキャッシュから削除されたイーサネットアドレスＥｔｈｅｒ（Ｈ_ＯＬＤ）のＨ_ＯＬＤ３０３に対して、ＭＴ３０６に関する無線リソースを解放するように指示をする（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｌｅａｓｅ）（ステップＳＴ４１０）。

次に、Ｈ_ＯＬＤ３０３は、ＩＰＡＧ３０５からの指示に従ってＭＴ３０６に関する無線リソースを解放する（無線リソース解放（Ｒｅｌｅａｓｅ Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｆｏｒ ＭＴ））。

グラチュイタスＡＲＰメッセージのフォーマットを図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す。図５（Ａ）はイーサネットのデータのフォーマットを示すものであり、図５（Ｂ）はイーサネットのデータに含まれるグラチュイタスＡＲＰメッセージのフォーマットを示すものである。

イーサネットのデータは、図５（Ａ）に示すように、データの送信目的地を設定する目的地アドレス（Ｄｅｓｔ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールド＃５０１と、送信元のアドレスを設定する送信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールド＃５０２と、グラチュイタスＡＲＰメッセージを識別するための情報を設定するＡＲＰ識別（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｔｙｐｅ）フィールド＃５０３と、グラチュイタスＡＲＰメッセージの中身を設定するＡＲＰ（ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｒｅｐｌｙ）フィールド＃５０４と、伝送中エラーのチェックを行なうためのフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）フィールド＃５０５から構成される。

グラチュイタスＡＲＰフィールド＃５０４は、図５（Ｂ）に示すように、ＨＡＲＤ ＴＹＰＥフィールド＃５１０と、ＰＲＯＴ ＴＹＰＥフィールド＃５１１と、ＨＡＲＤ ＳＩＺＥフィールド＃５１２と、ＰＲＯＴ ＳＩＺＥフィールド＃５１３と、ＯＰフィールド＃５１４と、送信元のレイヤ２アドレス（Ｓｅｎｄｅｒ Ｅｔｈｅｒ ａｄｄｒ）フィールド＃５１５と、送信元のレイヤ３アドレス（Ｓｅｎｄｅｒ ＩＰ ａｄｄｒ）フィールド＃５１６と、目的地のレイヤ２アドレス（Ｔａｒｇｅｔ Ｅｔｈｅｒ ａｄｄｒ）フィールド＃５１７と、目的地のレイヤ３アドレス（Ｔａｒｇｅｔ ＩＰ ａｄｄｒ）フィールド＃５１８から構成される。ＯＰフィールド＃５１４は、あるＩＰアドレスが割り当てられている通信相手装置が不明な場合に問い合わせを行う際に用いられるものであり、ＯＰフィールド＃５１４に「１」が設定されている場合は、あるＩＰアドレスが割り当てられている通信相手装置に対して送信側が応答を要求していることを示し、ＯＰフィールド＃５１４に「２」が設定されている場合は、受信側から応答があったことを示す。

Ｈ_ＮＥＷ３０４から送信されるグラチュイタスＡＲＰメッセージにおいては、Ｈ_ＮＥＷ３０４は、送信元のレイヤ２アドレスフィールド＃５１５にＨ_ＮＥＷ３０４のレイヤ２アドレスであるＨ_ＮＥＷ３０４のイーサネットアドレスを設定し、送信元のレイヤ３アドレスフィールド＃５１６にＭＴ３０６のレイヤ３アドレスであるＭＴ３０６のＩＰアドレスを設定し、目的地のレイヤ２アドレスフィールド＃５１７にレイヤ２アドレスの変更を通知したい相手であるＩＰＡＧ３０５のレイヤ２アドレスであるＩＰＡＧ３０５のイーサネットアドレスを設定し、目的地のレイヤ３アドレスフィールド＃５１８にＩＰＡＧ３０５のレイヤ２アドレスであるＩＰＡＧ３０５のイーサネットアドレスを設定する。また、Ｈ_ＮＥＷ３０４から送信されるグラチュイタスＡＲＰメセージにおいて、Ｈ_ＮＥＷ３０４は、目的地アドレスフィールド＃５０１にＩＰＡＧ３０５のレイヤ２アドレスであるＩＰＡＧ３０５のイーサネットアドレスを設定するとともに、送信元アドレスフィールド＃５０２にＨ_ＮＥＷ３０４のレイヤ２アドレスであるＨ_ＮＥＷ３０４のイーサネットアドレスを設定する。通常のグラチュイタスＡＲＰメッセージでは、目的地アドレスフィールド＃５０１にはブロードキャストアドレスが設定されるが、本実施の形態では、目的地アドレスフィールド＃５０１にはＩＰＡＧ３０５のイーサネットアドレス（ユニキャストアドレス）が設定される。

上記のグラチュイタスＡＲＰメッセージを受信したＩＰＡＧ３０５は、ＡＲＰキャッシュのＡＲＰテーブルに記憶している、Ｈ_ＯＬＤ３０３のイーサネットアドレスとＭＴ３０６のＩＰアドレスとの組み合わせを削除して、送信元のレイヤ２アドレスフィールド＃５１５に設定されているＨ_ＮＥＷ３０４のイーサネットアドレスと送信元のレイヤ３アドレスフィールド＃５１６に設定されているＭＴ３０６のＩＰアドレスとの組み合わせをＡＲＰキャシュのＡＲＰテーブルに記憶する。こうすることで、ネットワークがツリー状に構成されたセルラーシステム等においては、不必要なトラヒックをネットワーク全体にブロードキャストすることを防止している。

このように、本実施の形態によれば、ハンドオーバ先のアドレスを通知するメッセージをハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするとともに、上位装置がハンドオーバ元に対して通信端末装置との接続の解放を通知することにより、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷を軽減することができる。

本発明にかかる通信装置、通信システム及びハンドオーバ方法は、例えばモバイルＩＰ技術でグラチュイタスＡＲＰを用いたパケット単位の通信を行うのに好適である。

本発明は、例えばグラチュイタスＡＲＰ(Gratuitous Address Resolution Protocol)を用いた通信装置、通信システム及びハンドオーバ方法に関する。

インターネットに対応するネットワーク層プロトコル（以下「ＩＰ」と記載する）は、インターネットを構成するネットワークやサブネットワークと接続して、源ノードから宛先ノードへ、ＩＰデータの形で流れるデータを管理し制御するために使用される。ＩＰデータパケットが確実に配信できることを保証するために、各ノードには１つのＩＰアドレスが割り当てられ、割り当てられたＩＰアドレスは該当するノードに固定ネットワーク上の場所を定義する。一般には、ＩＰは固定ネットワークノード間のＩＰパケットのルーティング（ｒｏｕｔｉｎｇ）を支援するように設計されている。

しかしながら、無線ノードの急速な発達によって、固定ノードと同様に移動端末に対するＩＰ支援を提供する必要性が増加している。ここで、固定ノードは一般に移動しない。また、移動端末は、例えばサブネットワークや局所ネットワーク（ＬＡＮ）セグメントに相当する領域内で移動することができる。また、移動端末は、異なるネットワークホストを通じてサブネットワークやＬＡＮセグメントに接続する地点を連続的に変えることができる。また、当業者ならば直ちに理解するように、対応するネットワークホストは移動端末に対してプロキシとして働く。

サブネットワークまたはＬＡＮへの移動端末の接続地点とＩＰアドレスとが連続的に変化しても、データが移動端末へ正確にルーティングされ、連続性が維持されることを保証するために、移動端末は、サブネットワークやＬＡＮへの接続を通じて、各ネットワークホストに自身を登録する。この登録の処理は、接続している移動端末を通じてネットワークホスト内に登録記録を作成して保存する。このとき、ネットワークホストは、これらの登録された記録を含む情報を用いて、例えば移動端末を代表するＩＰデータパケットを受信して、処理を施した後に移動端末へＩＰデータパケットを送信するような、移動端末の移動に対する要求を管理または支援できる。移動端末は、あるネットワークホストから新たなネットワークホストへ連続して移動するときに、古いネットワークホストの登録を削除して、新たなネットワークホストに登録するハンドオーバと称する処理を行う。登録削除処理は、古いネットワークホストから上述の登録記録を削除する処理を含む。移動端末の登録削除の処理はきわめて重要である。例えば、登録を削除すると、ネットワークリソースを消費する必要がなくなり、安全性に寄与する。一方、削除に失敗した場合は、２以上のホストが移動端末に対するプロキシとして反応し、ＩＰデータパケットの経路割り当てが不適当となり、許容できないネットワークの誤作動が生じることになる。

従来、ネットワークホスト内での登録記録の管理（例えば削除そして／または作成）に関する技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されたネットワークホスト間のハンドオーバ方法について図１を用いて説明する。図１は、ハンドオーバ方法を説明するための通信システムの概略図である。

移動端末（ＭＴ）１０は、Ｈ_ＯＬＤ１１からＨ_ＮＥＷ１２へハンドオーバすることにより、サブネットワークまたはＬＡＮセグメント１３への接続点をＨ_ＯＬＤ１１からＨ_ＮＥＷ１２へ変更する。Ｈ_ＮＥＷ１２と移動端末１０との接続２０の確立において、Ｈ_ＮＥＷ１２は、サブネットワークまたはＬＡＮセグメント１３を通じて、移動端末１０の代わりにグラチュイタスＡＲＰメッセージをブロードキャストする。ブロードキャストされたグ
ラチュイタスＡＲＰメッセージは、サブネットワークまたはＬＡＮセグメント１３内の多くのノード及びＨ_ＯＬＤ１１に受信される。これにより、Ｈ_ＮＥＷ１２は、移動端末１０は現在Ｈ_ＯＬＤ１１ではなくＨ_ＮＥＷ１２を通してサブネットワークまたはＬＡＮセグメント１３に接続していることをＨ_ＯＬＤ１１に対して通知することができる。そして、Ｈ_ＯＬＤ１１は、グラチュイタスＡＲＰメッセージを受信することにより、移動端末１０がＨ_ＮＥＷ１２にハンドオーバしたことを知ることができる。そして、グラチュイタスＡＲＰメッセージを受信したＨ_ＯＬＤ１１は、移動端末１０の登録記録の全てを削除する。ここで、グラチュイタスＡＲＰメッセージは、レイヤ３のＩＰアドレスとレイヤ２のイーサネット(登録商標)アドレスの変更を同一ネットワーク内の他のノードへ通知するものである。Ｈ_ＯＬＤ１１は、グラチュイタスＡＲＰメッセージ内の所定の場所に格納されている移動端末１０の識別子と同一の移動端末１０に関する登録記録管理を行っており、グラチュイタスＡＲＰメッセージを受信して移動端末１０の登録記録を削除することにより、Ｈ_ＮＥＷ１２へのハンドオーバをサポートすることが可能になる。
特表２００２−５４１６８６号公報

しかしながら、従来のシステムにおいては、ハンドオーバ時に移動先のＨ_ＮＥＷ１２からグラチュイタスＡＲＰメッセージをブロードキャストするので、Ｈ_ＯＬＤ１１以外のグラチュイタスＡＲＰメッセージが不要なホストに対して処理負荷を与えることになり、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷の観点から許容できないという問題がある。

本発明の目的は、ハンドオーバ先のアドレスを通知するパケットデータをハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするとともに、上位装置がハンドオーバ元に対して通信端末装置との接続の解放を通知することにより、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷を軽減することができる通信装置、通信システム及びハンドオーバ方法を提供することである。

本発明の通信装置は、通信端末装置のハンドオーバ先として自局が選択されたことと前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとをハンドオーバ元の他局から通知された場合に自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するハンドオーバ制御手段と、前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスと自局のレイヤ２のアドレスとを格納するメッセージを作成するメッセージ作成手段と、作成した前記メッセージを上位装置へユニキャストする送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の通信システムは、受信品質の測定結果を報告する通信端末装置と、前記測定結果に基づいてハンドオーバ先を決定するとともに決定したハンドオーバ先に対して前記決定と前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとを通知するハンドオーバ元のネットワークホストと、前記通知を受けた際に自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するとともに、前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記レイヤ３のアドレスと自局のレイヤ２のアドレスとを格納するメッセージをユニキャストするハンドオーバ先のネットワークホストと、ユニキャストされた前記メッセージを受信して前記メッセージに格納されている前記レイヤ２のアドレスを記憶して、記憶した前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスのネットワークホストに対して前記レイヤ３のアドレス宛のパケットデータを送信するとともに、前記記憶により削除されるレイヤ２のアドレスのハンドオーバ元のネットワークホストに対して前記通信端末装置との接続の解放を指示する上位装置と、を具備する構成を採る。

本発明のハンドオーバ方法は、通信端末装置が受信品質の測定結果を報告するステップと、ハンドオーバ元が前記測定結果に基づいてハンドオーバ先を決定するステップと、前記ハンドオーバ先として選択されたことと前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとを前記ハンドオーバ元が前記ハンドオーバ先に対して通知するステップと、前記通知を受けた前記ハンドオーバ先が自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するステップと、前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記レイヤ３のアドレスと前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスとを格納したメッセージを前記ハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするステップと、上位装置が前記メッセージを受信するステップと、受信した前記メッセージに含まれる前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスを前記上位装置が新たに記憶するステップと、前記上位装置が前記記憶により削除されたレイヤ２のアドレスの前記ハンドオーバ元に対して前記通信端末装置との接続の解放を指示するステップと、前記上位装置が前記レイヤ３のアドレス宛のパケットデータをレイヤ２のアドレスの前記ハンドオーバ先に対して送信するステップと、を具備するようにした。

本発明によれば、ハンドオーバ先のアドレスを通知するパケットデータをハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするとともに、上位装置がハンドオーバ元に対して通信端末装置との接続の解放を通知することにより、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態）
図２は、本発明の実施の形態に係る通信装置であるネットワークホスト１００の構成を示すブロック図である。

受信部１０１は、通信端末装置から無線回線を用いて送信された信号を受信して、受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートして受信データ処理部１０２へ出力する。

受信データ処理部１０２は、受信部１０１から入力した受信信号を復調してデータ部分と制御データ部分に分解する。そして、受信データ処理部１０２は、分解したデータ部分をＩＰ Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ（以下「ＩＰＡＧ」と記載する）インタフェース部１０６へ出力するとともに、分解した制御データ部分をスケジューリング部１０３とハンドオーバ制御部１０４へ出力する。

スケジューリング部１０３は、受信データ処理部１０２から入力した制御データ部分に含まれている通信端末装置における受信品質の情報である受信品質情報と、パケットバッファ１０７から入力した、パケットバッファ１０７に蓄積されているデータ量の情報であるキュー情報とに基づいてスケジューリングを行う。例えば、スケジューリング部１０３は、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）等の受信品質と送信データ量とを関係付けた
スケジューリング情報を記憶したテーブルを保持している。そして、スケジューリング部１０３は、受信データ処理部１０２から入力したＣＱＩ等の受信品質情報の受信品質を用いてスケジューリング情報を参照するとともにキュー情報を参照することにより、送信データ量を選択する。また、スケジューリング部１０３は、送信部１０８に対して、選択した送信データ量だけ送信するように制御する。

ハンドオーバ制御部１０４は、ネットワークホスト１００がハンドオーバ元である場合とハンドオーバ先である場合とで異なる処理を行う。

ネットワークホスト１００がハンドオーバ元である場合に、ハンドオーバ制御部１０４は、受信データ処理部１０２から入力した制御データ部分に含まれる複数のネットワークホストの受信品質情報に基づいて、ハンドオーバ先のネットワークホストを選択する。そして、ハンドオーバ制御部１０４は、ハンドオーバ先として選択されたことと制御データ部分に含まれる通信端末装置のレイヤ３のアドレスとをハンドオーバ先の他のネットワークホストへ通知する。また、ハンドオーバ制御部１０４は、ハンドオーバ先の他のネットワークホストとハンドオーバするための種々の情報を送信または受信する。

また、ネットワークホスト１００がハンドオーバ先である場合に、ハンドオーバ制御部１０４は、ハンドオーバ元である他のネットワークホストから、ハンドオーバ先として選択された通知を受けることにより、自局がハンドオーバ先として選択されたことを認識する。そして、ハンドオーバ制御部１０４は、自局の無線リソース状況に基づいて、通信端末装置の自局へのハンドオーバが可能か否かを判定し、可能な場合にはハンドオーバ元である他のネットワークホストから通知された通信端末装置のレイヤ３のアドレスの情報であるレイヤ３アドレス情報をメッセージ作成部１０５へ出力する。また、ハンドオーバ制御部１０４は、ハンドオーバ元の他のネットワークホストとハンドオーバするための種々の情報を送信または受信する。

メッセージ作成部１０５は、ネットワークホスト１００がハンドオーバ先である場合に、自局のレイヤ２のアドレスと、ハンドオーバ制御部１０４から入力したレイヤ３アドレス情報のレイヤ３のアドレスと、ＩＰＡＧに対してユニキャストするためのユニキャストアドレスとを格納したメッセージを作成する。そして、メッセージ作成部１０５は、作成したメッセージをＩＰＡＧインタフェース部１０６へ出力する。ここで、メッセージ作成部１０５が生成するメッセージは、例えばグラチュイタスＡＲＰメッセージである。なお、作成するメッセージの詳細については後述する。

ＩＰＡＧインタフェース部１０６は、有線にてＩＰＡＧと接続されており、受信データ処理部１０２から入力したデータ部分をＩＰＡＧへ送信する。また、ＩＰＡＧインタフェース部１０６は、ＩＰＡＧから受信したレイヤ３のアドレス宛、即ち自局へハンドオーバした通信端末装置宛のパケットデータをパケットバッファ１０７へ出力する。また、ＩＰＡＧインタフェース部１０６は、メッセージ作成部１０５から入力したメッセージをＩＰＡＧに送信する。

パケットバッファ１０７は、キュー情報をスケジューリング部１０３に出力する。また、パケットバッファ１０７は、ＩＰＡＧインタフェース部１０６から入力したパケットデータを一時的に蓄積する。そして、パケットバッファ１０７は、所定のタイミングにて、送信部１０８から指示されたデータ量のパケットデータを送信部１０８へ出力する。

送信部１０８は、スケジューリング部１０３から指示されたデータ量のデータを出力するようにパケットバッファ１０７に指示し、パケットバッファ１０７から入力した指示したデータ量のパケットデータを無線信号にて送信する。また、送信部１０８は、ハンドオ
ーバ制御部１０４から入力したハンドオーバすることを指示するメッセージを無線信号にて送信する。

図３は本実施の形態に係るネットワーク３００の構成を示す図である。ネットワーク３００は、ＩＰベースのＩＰコアネットワーク３０１とＲａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＲＡＮ）３０２から構成される。ネットワークホスト３０３、３０４は、ＲＡＮ３０２に位置し、ＩＰＡＧ３０５と有線にて結合されている。ＩＰＡＧ３０５はＩＰコアネットワーク３０１内に位置し、外部ネットワークに対するゲートウェイの役割を果たす。通信端末装置３０６は、無線アクセス技術を使用してネットワークホスト３０３に接続し、ＩＰＡＧ３０５を経由して外部ネットワークと通信を行う。

次に、通信端末装置３０６がハンドオーバする方法について、図４を用いて説明する。図４は、ハンドオーバ方法を示すシーケンス図である。なお、図４及び図４の説明において、説明の便宜上、通信端末装置３０６をＭＴと記載し、ハンドオーバ元のネットワークホスト３０３をＨ_ＯＬＤと記載し、ハンドオーバ先のネットワークホスト３０４をＨ_ＮＥＷと記載する。また、Ｈ_ＯＬＤ３０３及びＨ_ＮＥＷ３０４は図２と同一構成である。

ＭＴ３０６は、Ｈ_ＯＬＤ３０３およびＩＰＡＧ３０５を介して外部ネットワークと通信を行っているものとする。通信中、ＭＴ３０６は、現在接続中のＨ_ＯＬＤ３０３の他に、周辺に位置するネットワークホストとの通信状況をモニタする。具体的には、Ｈ_ＯＬＤ３０３及びＨ_ＮＥＷ３０４は、ＣＰＩＣＨの信号を送信する（ステップＳＴ４０１、ステップＳＴ４０２）。次に、ＣＰＩＣＨの信号を受信したＭＴ３０６は、ＣＰＩＣＨの受信電力を測定し、測定結果を、接続中のＨ_ＯＬＤ３０３に対して、受信品質情報であるＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔとして通知する（ステップＳＴ４０３）。

次に、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔを受信したＨ_ＯＬＤ３０３は、測定結果からＭＴ３０６がＨ_ＮＥＷ３０４にハンドオーバした方が良いと判断する（ハンドオーバ先決定（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ））。

Ｈ_ＯＬＤ３０３は、Ｈ_ＮＥＷ３０４に対して、ハンドオーバ先としてＨ_ＮＥＷ３０４が選択されたことの通知、即ちＭＴ３０６のハンドオーバ要求とともに、コンテキスト情報を送信する（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ）（ステップＳＴ４０４）。

Ｈ_ＮＥＷ３０４は、Ｈ_ＯＬＤ３０３からＭＴ３０６のハンドオーバ要求を受けると、自身の無線リソース状況から応答するか否かの判断を行い、応答することを判断した場合に、Ｈ_ＯＬＤ３０３に対してＭＴ３０６のハンドオーバ応答を送信する（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｅｐｌｙ）（ステップＳＴ４０５）。

次に、Ｈ_ＮＥＷ３０４からハンドオーバ応答を受信したＨ_ＯＬＤ３０３は、ＭＴ３０６に対してＨ_ＮＥＷ３０４へのハンドオーバを指示する（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）（ステップＳＴ４０６）。この時点で、ＭＴ３０６は、Ｈ_ＯＬＤ３０３への接続を解放し、Ｈ_ＮＥＷ３０４への接続を開始する。Ｈ_ＮＥＷ３０４への接続準備が完了すると（接続準備完了（Ｒａｄｉｏ Ｌ１＆Ｌ２ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ））、ＭＴ３０６は、Ｈ_ＮＥＷ３０４と同期するとともに（Ｒａｄｉｏ Ｌ１． ＆ Ｌ２ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）（ステップＳＴ４０７）、ＭＴ３０６は、Ｈ_ＮＥＷ３０４に対してハンドオーバの完了を通知する（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）（ステップＳＴ４０８）。

ＭＴ３０６からハンドオーバ完了通知を受け取ったＨ_ＮＥＷ３０４は、ＩＰＡＧ３０５
との通信経路を確立するために、グラチュイタスＡＲＰメッセージをＩＰＡＧ３０５に対して送信する（Ｒｅｌｏｃａｔｉｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ）（ステップＳＴ４０９）。

ここで、ＡＲＰとは、一般に、ＩＰアドレスが分かっている相手通信装置の物理アドレスを知るために使われるプロトコルである。問い合わせ元の通信装置は、相手通信装置のＩＰアドレスを指定したグラチュイタスＡＲＰメッセージをネットワーク上の全通信装置へ一斉に送る。指定されたＩＰアドレスに対応する通信装置は、自分の物理アドレスとＩＰアドレスを知っており、自分の物理アドレスとＩＰアドレスとを組にした応答メッセージを問い合わせ元の通信装置に送り返す。これにより、問い合わせ元の通信装置は、物理アドレスとＩＰアドレスとの組のエントリを作成及び更新することができる。本実施の形態では、グラチュイタスＡＲＰメッセージのブロードキャストフィールドに全通信装置のアドレス（ブロードキャストアドレス）を設定する代わりに、ＩＰＡＧ３０５のアドレス（ユニキャストアドレス）を設定することにより、ＩＰＡＧのみがグラチュイタスＡＲＰメッセージを受け取ることができる。

また、グラチュイタスＡＲＰは、自局のレイヤ２のアドレスの変更を他局に通知するために用いられる。即ち、グラチュイタスＡＲＰは、同一のブロードキャストドメインに所属する他のネットワークホスト内に存在する、自身のＡＲＰエントリを更新させる目的で使用され、例えばレイヤ２のインタフェースカードを差し替えた場合に、他のネットワークホストに素早く自身のＩＰアドレスに対応するレイヤ２のアドレスの更新を促すために使用される。

グラチュイタスＡＲＰメッセージを受信したＩＰＡＧ３０５は、グラチュイタスＡＲＰメッセージのＳｅｎｄｅｒ Ｅｔｈｅｒ ａｄｄｒとＳｅｎｄｅｒ ＩＰ ａｄｄｒに格納されているイーサネット(登録商標)アドレスとＩＰアドレスの組｛Ｅｔｈｅｒ（Ｈ_ＮＥＷ），ＩＰ（ＭＴ）｝をＡＲＰキャッシュに記憶し、以前記憶していた｛Ｅｔｈｅｒ（Ｈ_ＯＬＤ），ＩＰ（ＭＴ）｝の組を削除する。以上の動作により、外部ネットワークから受信したＭＴ３０６宛てのパケットは、ＩＰＡＧ３０５にてＨ_ＮＥＷ３０４に転送され、最終的にＭＴ３０６へ到着する。

次に、ＩＰＡＧ３０５は、ＡＲＰキャッシュから削除されたイーサネット(登録商標)アドレスＥｔｈｅｒ（Ｈ_ＯＬＤ）のＨ_ＯＬＤ３０３に対して、ＭＴ３０６に関する無線リソースを解放するように指示をする（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｌｅａｓｅ）（ステップＳＴ４１０）。

次に、Ｈ_ＯＬＤ３０３は、ＩＰＡＧ３０５からの指示に従ってＭＴ３０６に関する無線リソースを解放する（無線リソース解放（Ｒｅｌｅａｓｅ Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｆｏｒ ＭＴ））。

グラチュイタスＡＲＰメッセージのフォーマットを図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す。図５（Ａ）はイーサネット(登録商標)のデータのフォーマットを示すものであり、図５（Ｂ）はイーサネット(登録商標)のデータに含まれるグラチュイタスＡＲＰメッセージのフォーマットを示すものである。

イーサネット(登録商標)のデータは、図５（Ａ）に示すように、データの送信目的地を設定する目的地アドレス（Ｄｅｓｔ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールド＃５０１と、送信元のアドレスを設定する送信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールド＃５０２と、グラチュイタスＡＲＰメッセージを識別するための情報を設定するＡＲＰ識別（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標) Ｔｙｐｅ）フィールド＃５０３と、グラチュイタスＡＲＰメッセージの中身を設定するＡＲＰ（ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｒｅｐｌｙ）フィールド＃５０４と、伝送中エラーのチェックを行なうためのフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）フィールド＃５０５から構成される。

グラチュイタスＡＲＰフィールド＃５０４は、図５（Ｂ）に示すように、ＨＡＲＤ ＴＹＰＥフィールド＃５１０と、ＰＲＯＴ ＴＹＰＥフィールド＃５１１と、ＨＡＲＤ ＳＩＺＥフィールド＃５１２と、ＰＲＯＴ ＳＩＺＥフィールド＃５１３と、ＯＰフィールド＃５１４と、送信元のレイヤ２アドレス（Ｓｅｎｄｅｒ Ｅｔｈｅｒ ａｄｄｒ）フィールド＃５１５と、送信元のレイヤ３アドレス（Ｓｅｎｄｅｒ ＩＰ ａｄｄｒ）フィールド＃５１６と、目的地のレイヤ２アドレス（Ｔａｒｇｅｔ Ｅｔｈｅｒ ａｄｄｒ）フィールド＃５１７と、目的地のレイヤ３アドレス（Ｔａｒｇｅｔ ＩＰ ａｄｄｒ）フィールド＃５１８から構成される。ＯＰフィールド＃５１４は、あるＩＰアドレスが割り当てられている通信相手装置が不明な場合に問い合わせを行う際に用いられるものであり、ＯＰフィールド＃５１４に「１」が設定されている場合は、あるＩＰアドレスが割り当てられている通信相手装置に対して送信側が応答を要求していることを示し、ＯＰフィールド＃５１４に「２」が設定されている場合は、受信側から応答があったことを示す。

Ｈ_ＮＥＷ３０４から送信されるグラチュイタスＡＲＰメッセージにおいては、Ｈ_ＮＥＷ３０４は、送信元のレイヤ２アドレスフィールド＃５１５にＨ_ＮＥＷ３０４のレイヤ２アドレスであるＨ_ＮＥＷ３０４のイーサネット(登録商標)アドレスを設定し、送信元のレイヤ３アドレスフィールド＃５１６にＭＴ３０６のレイヤ３アドレスであるＭＴ３０６のＩＰアドレスを設定し、目的地のレイヤ２アドレスフィールド＃５１７にレイヤ２アドレスの変更を通知したい相手であるＩＰＡＧ３０５のレイヤ２アドレスであるＩＰＡＧ３０５のイーサネット(登録商標)アドレスを設定し、目的地のレイヤ３アドレスフィールド＃５１８にＩＰＡＧ３０５のレイヤ２アドレスであるＩＰＡＧ３０５のイーサネット(登録商標)アドレスを設定する。また、Ｈ_ＮＥＷ３０４から送信されるグラチュイタスＡＲＰメセージにおいて、Ｈ_ＮＥＷ３０４は、目的地アドレスフィールド＃５０１にＩＰＡＧ３０５のレイヤ２アドレスであるＩＰＡＧ３０５のイーサネット(登録商標)アドレスを設定するとともに、送信元アドレスフィールド＃５０２にＨ_ＮＥＷ３０４のレイヤ２アドレスであるＨ_ＮＥＷ３０４のイーサネット(登録商標)アドレスを設定する。通常のグラチュイタスＡＲＰメッセージでは、目的地アドレスフィールド＃５０１にはブロードキャストアドレスが設定されるが、本実施の形態では、目的地アドレスフィールド＃５０１にはＩＰＡＧ３０５のイーサネット(登録商標)アドレス（ユニキャストアドレス）が設定される。

上記のグラチュイタスＡＲＰメッセージを受信したＩＰＡＧ３０５は、ＡＲＰキャッシュのＡＲＰテーブルに記憶している、Ｈ_ＯＬＤ３０３のイーサネット(登録商標)アドレスとＭＴ３０６のＩＰアドレスとの組み合わせを削除して、送信元のレイヤ２アドレスフィールド＃５１５に設定されているＨ_ＮＥＷ３０４のイーサネット(登録商標)アドレスと送信元のレイヤ３アドレスフィールド＃５１６に設定されているＭＴ３０６のＩＰアドレスとの組み合わせをＡＲＰキャシュのＡＲＰテーブルに記憶する。こうすることで、ネットワークがツリー状に構成されたセルラーシステム等においては、不必要なトラヒックをネットワーク全体にブロードキャストすることを防止している。

このように、本実施の形態によれば、ハンドオーバ先のアドレスを通知するメッセージをハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするとともに、上位装置がハンドオーバ元に対して通信端末装置との接続の解放を通知することにより、ネットワークリソースおよびネットワークホストの処理負荷を軽減することができる。

本発明にかかる通信装置、通信システム及びハンドオーバ方法は、例えばモバイルＩＰ技術でグラチュイタスＡＲＰを用いたパケット単位の通信を行うのに好適である。

従来のハンドオーバ方法を示す図 本発明の実施の形態に係る通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係るネットワークの構成を示す図 本発明の実施の形態に係るハンドオーバ方法を示すシーケンス図 本発明の実施の形態に係るイーサネット(登録商標)のデータ及びグラチュイタスＡＲＰメッセージのフォーマットを示す図

Claims (4)

1. 通信端末装置のハンドオーバ先として自局が選択されたことと前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとをハンドオーバ元の他局から通知された場合に自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するハンドオーバ制御手段と、
   前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスと自局のレイヤ２のアドレスとを格納するメッセージを作成するメッセージ作成手段と、
   作成した前記メッセージを上位装置へユニキャストする送信手段と、
   を具備する通信装置。
2. 前記メッセージ作成手段は、自局のレイヤ２のアドレスの変更を他局に通知するためのグラチュイタスＡＲＰメッセージのブロードキャストアドレスを格納する領域に前記上位装置のユニキャストアドレスを格納して前記メッセージを作成し、
   前記送信手段は、前記ユニキャストアドレスの前記上位装置へ前記メッセージをユニキャストする請求項１記載の通信装置。
3. 受信品質の測定結果を報告する通信端末装置と、
   前記測定結果に基づいてハンドオーバ先を決定するとともに決定したハンドオーバ先に対して前記決定と前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとを通知するハンドオーバ元のネットワークホストと、
   前記通知を受けた際に自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するとともに、前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記レイヤ３のアドレスと自局のレイヤ２のアドレスとを格納するメッセージをユニキャストするハンドオーバ先のネットワークホストと、
   ユニキャストされた前記メッセージを受信して前記メッセージに格納されている前記レイヤ２のアドレスを記憶して、記憶した前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスのネットワークホストに対して前記レイヤ３のアドレス宛のパケットデータを送信するとともに、前記記憶により削除されるレイヤ２のアドレスのハンドオーバ元のネットワークホストに対して前記通信端末装置との接続の解放を指示する上位装置と、
   を具備する通信システム。
4. 通信端末装置が受信品質の測定結果を報告するステップと、
   ハンドオーバ元が前記測定結果に基づいてハンドオーバ先を決定するステップと、
   前記ハンドオーバ先として選択されたことと前記通信端末装置のレイヤ３のアドレスとを前記ハンドオーバ元が前記ハンドオーバ先に対して通知するステップと、
   前記通知を受けた前記ハンドオーバ先が自局へのハンドオーバが可能か否かを判断するステップと、
   前記ハンドオーバが可能であると判断した際に前記レイヤ３のアドレスと前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスとを格納したメッセージを前記ハンドオーバ先が上位装置に対してユニキャストするステップと、
   上位装置が前記メッセージを受信するステップと、
   受信した前記メッセージに含まれる前記ハンドオーバ先のレイヤ２のアドレスを前記上位装置が新たに記憶するステップと、
   前記上位装置が前記記憶により削除されたレイヤ２のアドレスの前記ハンドオーバ元に対して前記通信端末装置との接続の解放を指示するステップと、
   前記上位装置が前記レイヤ３のアドレス宛のパケットデータをレイヤ２のアドレスの前記ハンドオーバ先に対して送信するステップと、
   を具備するハンドオーバ方法。

Images