WO2007004586A1 - 移動通信制御方法、データ通信装置、移動基地局装置並びに移動端末 - Google Patents

移動通信制御方法、データ通信装置、移動基地局装置並びに移動端末 Download PDF

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WO2007004586A1
WO2007004586A1 PCT/JP2006/313144 JP2006313144W WO2007004586A1 WO 2007004586 A1 WO2007004586 A1 WO 2007004586A1 JP 2006313144 W JP2006313144 W JP 2006313144W WO 2007004586 A1 WO2007004586 A1 WO 2007004586A1
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base station
data unit
mobile
mobile terminal
communication device
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PCT/JP2006/313144
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Inventor
Tetsuya Kawakami
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/02Buffering or recovering information during reselection ; Modification of the traffic flow during hand-off
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/50Routing or path finding of packets in data switching networks using label swapping, e.g. multi-protocol label switch [MPLS]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/005Moving wireless networks

Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication control method, a data communication apparatus, a mobile base station apparatus, and a mobile terminal in a mobile IP (Internet Protocol) communication network, and more particularly to an access network connecting a core network and a communication terminal by a train or the like
  • the present invention relates to a mobile communication control method, a data communication apparatus, a mobile base station apparatus, and a mobile terminal for realizing soft handover control when a plurality of communication terminals move simultaneously.
  • Non-Patent Document 2 NEMO (Network Mobility) described in Non-Patent Document 2 below has been proposed as a method for efficiently performing mobility control when an unspecified number of communication terminals move simultaneously.
  • NEMO In NEMO described in Non-Patent Document 2, an unspecified number of communication terminals that move at the same time operate as one gnole. Specifically, in NEMO, a mobile router (MR) is placed in the mobile body, and each communication terminal in the mobile body is connected to the network (mopile network) under this MR. And since this MR performs all the actual movement control, each communication terminal under the MR is always connected to the network under the same MR, and as a result, each communication terminal moves individually. There is no need for control. [0005] On the other hand, soft handover methods as described in Non-Patent Documents 3 and 4 below have been proposed as countermeasures against packet loss at the time of handover of a communication terminal.
  • Non-Patent Document 3 uses Bicast technology as a soft handover method.
  • communication that is currently connected to AR (Access router) # 1 and is communicating using CoA (Care_of Address) # 1 that is compatible with the access network under AR # 1
  • the terminal recognizes the network prefix of the new access network under AR # 2 before moving to generate CoA # 2 suitable for the access network under AR # 2, and this CoA # 2 To its own HA (Home Agent) or CN (Correspondent Node).
  • the HA and CN send multiple AR (AR # 1 and AR # 1) by sending packets with destination addresses CoA # l and CoA # 2 respectively. Packets are transmitted to the communication terminal via # 2), and the communication terminal can selectively receive these multiple packets.
  • Non-Patent Document 4 Xcast (Explicit Multicast) technology is used as a soft handover method.
  • a sender that is, HA or CN
  • CoA # 1 and CoA # 2 are used as a sender.
  • Non-Patent Documents 5 and 6 include an access network that connects a core network (external IP network: including the Internet) and a communication terminal in mobile communication.
  • a core network external IP network: including the Internet
  • IP network including the Internet
  • a communication terminal in mobile communication.
  • movement control is performed using route control using a layer 2 tunnel.
  • MPLS Multi-Protocol Label Switching
  • the access network is configured by a router (LSR: Label Switching Router) that supports the label switching method.
  • LSR Label Switching Router
  • identification information called a label for identifying the route is added to the packet transmitted in the access network.
  • the LSR can perform packet transfer based on the label, and in particular, the processing load related to the route calculation is reduced, and the speed of the packet transfer processing is realized.
  • Non-Patent Document 8 below describes a format related to labels used in MPLS. FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing a format related to a label used in MPLS in the conventional technique.
  • an MPLS Shim header 1700 is provided between a Layer 2 header and a Layer 3 header, and a label is inserted into the MPLS Shim header 1700.
  • the MPLS Shim header 1700 is a 20-bit Label field 1711 for inserting a label value, for example, a 3-bit Exp field field 1712 that can indicate CoS (Class of Service), a stack of labels. It has a 1-bit S field 17 13 for indicating the packet and an 8-bit TTL field 1714 for indicating the time-to-live (TTL) of the packet.
  • TTL time-to-live
  • Non-Patent Document 1 D. B. Johnson, C. E. Perkins and J. Arkko, "Mobility Support in IPv6", IETF RFC3775, June 2004.
  • Patent Document 2 V. Devarapalli, R. Wakikawa, A. Petrescu and P. Thubert, "Network Mobility (NEMO) Basic Support Protocol", IETF RFC3963, January 2005.
  • Non-Patent Document 3 T. Park and A. Dadej, Adaptive Handover Control m IP-based Mobility Networks ", 2003.
  • Patent Document 4 Yutaka Ezaki and Yuji Imai, "Mobile IPv6 handoff by Explicit Multicast,, internet_draft: draft_ezaki- handoff-xcast_01.txt>, May 2001.
  • Non-Patent Document 5 Tetsuya Kawakami, Satoshi Iino, Yoshihiro Suzuki “Examination of Mobility Control in Wide Area Ethernet”, IEICE Technical Paper, 2002.10
  • Non-Patent Document 6 Tetsuya Kawakami, Mitsuru Yokobori, Yoshihiro Suzuki “Examination of Mobility Control Method for Next Generation Mobile Communications", IEICE IN Study Group Paper, 2005.2
  • Non-Patent Document 7 E. Rosen, A. Viswanathan and R. Callon, Multiprotocol Label Switching Architecture ", IETF RFC3031, January 2001.
  • Non-Patent Document 8 E. Rosen, D. Tappan, G. Fedorkow, Y. Rekhter, D. Farinacci, T. Li a nd A. Conta, "MPLS Label Stack Encoding", IETF RFC3032, January 2001.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a network configuration in the conventional technology.
  • the access network 1200 is connected to the core network 1100 and connected to the access network 1200 by radio.
  • MH (Mobile Host) 1320 power is connected to the core network 1100.
  • the figure shows communication with the CN1130.
  • the access network 1200 is connected to the edge of the access network 1200 from the P— LSR1210 located at the edge of the access network 1200 (edge on the core network 1100 side), for example, by EoMPLS (Ethernet (R) o ver MPLS). It is assumed that tunneling is up to E— LSR1230 located on the connection side.
  • the MH 1320 obtains CoA # 1-1 from the AR 1140 through the E-LSR 1230, which is the currently connected base station, and performs communication.
  • MR1310 placed in a train moves into the E-LSR1230 wireless communication area
  • MR1310 connects to E-LSR1230 to which MH1320 is connected, and from AR1140 to CoA # 1-2 To get communication.
  • CoA # 1-2 is registered in the home agent (HA (MR) l l l 0) of MR1310.
  • the MH1 320 obtains a CoA (CoA # 2-1) that conforms to the mopile network 1300 from the MR1310 force. 2-1 is notified to its home agent (HA (MH) 1320). As a result, two CoAs (CoA # 1_1 and CoA # 2-1) are registered in the HA (MH) 1120.
  • soft handover is realized by transmitting packets of different destinations. That is, the packet transmitted to CoA # 1_l is determined to be destined for MH1320 by P-LSR 1210. And in the access network 1200, L Using SP # 1, P—LSR1210 force is transferred to E—LSR1230, and then E—LSR1230 force is transferred to MH1320. That is, the packet transmitted to CoA # 1-1 reaches the MH1320 via the route indicated by the solid line in FIG.
  • packets sent to CoA # 2-1 are once transferred to HA (MR) 1110, then encapsulated by CoA # 1-2 in MR1310, and sent to MR1310. Is done.
  • This packet is determined to be addressed to P-LSR1210 and to MR1310, and access network 1200 uses LSP # 2, which is a route different from the above-mentioned LSP # 1, and uses P-LSR1210 power.
  • LSP # 2 is a route different from the above-mentioned LSP # 1
  • E— LSR1230 After that, the E-LSR1230 power is transferred to the MR1310, decapsulated by the MR1310, and transferred to the storage 1320. That is, the packet transmitted to CoA # 2-1 reaches the MH1320 via the route indicated by the dotted line in FIG.
  • MR1310 is connected to the radio base station (E-LSR1 230) and MR1310
  • E-LSR1 230 radio base station
  • MR1310 When performing a soft handover between the access network 1200 and the access network 1200, packet transfer using two different LSPs is performed.
  • the MH1320 performs a soft handover, packets with the same content will be transferred twice in the route from the P-LSR1210 force to the E-LSR1230, and the bandwidth will be used twice. There is a problem of being done.
  • P-LSR1210 determines whether each packet is actually forwarded to the same destination even though both MAC address and IP address are different. This means that the processing load is difficult.
  • the present invention reduces packet loss and bandwidth consumption for data transfer when a mobile terminal performs handover between a fixed base station and a mobile base station for group movement. It is an object to provide a mobile communication control method, a data communication apparatus, a mobile base station apparatus, and a mobile terminal that can be reduced.
  • the mobile communication control method of the present invention forms an access network for a mobile terminal to connect to a core network, is located at an edge of the access network, and A first edge communication device connected to the network; and a second edge communication device that is located at an edge of the access network and accommodates the mobile terminal, and is accommodated in the second edge communication device.
  • a connection relation grasping step in which the first edge communication device grasps connection switching start timing and connection switching end timing of a mobile terminal that switches connection between the second edge communication device and the mobile base station device;
  • the first edge communication device is transmitted to any mobile device power connected to the core network.
  • the second edge communication device When the second edge communication device receives the data unit to which the predetermined flag is added, the data unit is duplicated, and one of the duplicated data units And a data unit duplication step of sending the other duplicated data unit to the mobile terminal via the mobile base station device.
  • the first terminal communication device is capable of receiving the data unit via the mobile base station device.
  • the second edge communication device receives the data unit to which the predetermined flag is added in the data unit duplication step, the encapsulation is encapsulated with respect to the data unit destined for the data unit.
  • a data unit is duplicated, and after one of the duplicated data units is decapsulated, the data unit is directly transmitted to the subordinate mobile terminal, and the other duplicated data unit is directly transmitted to the mobile base station apparatus. It is configured.
  • the data unit is transferred to the mobile base station apparatus, and the data unit is duplicated in the edge communication apparatus that accommodates the mobile terminal, thereby realizing soft handover of the mobile terminal.
  • the first edge communication device receives the data to which the predetermined flag is added in the flag adding step.
  • the second edge communication device transfers the data unit transmitted through the tunnel with the predetermined flag added thereto toward the end point of the tunnel, and in the data unit.
  • the data unit is directly transmitted to the subordinate mobile terminal with reference to the destination IP address included.
  • the data unit is transferred in the access network by a label switching method, and the predetermined flag is set in the access network.
  • the data unit to which is added is configured to use a path for transferring the data unit to the mobile base station apparatus.
  • the mobile communication control method of the present invention is configured so that, in the flag addition step, the predetermined flag is added to a label switching header in the flag addition step.
  • the mobile communication control method of the present invention forms an access network for a mobile terminal to connect to a core network, is located at the edge of the access network, and The first edge communication device connected to the core network and the second edge communication device located at the edge of the access network and accommodating the mobile terminal are accommodated in the second edge communication device.
  • the access network from the first edge communication device to the second edge communication device A common tunnel transfer step in which the first edge communication device transfers the data unit via the second edge communication device through the same tunnel, and the second edge communication device is connected to the second edge.
  • a connection relationship grasping step for grasping a connection switching start timing and a connection switching end timing of a mobile terminal that switches a connection between the communication device and the mobile base station device;
  • the second edge communication device replicates the data unit addressed to the mobile terminal, and subordinates one of the replicated data units.
  • a data communication apparatus is located at an edge of an access network for connecting a mobile terminal to a core network, and is connected to the core network.
  • An edge communication device located at the edge of the access network and capable of accommodating the mobile terminal and a mobile terminal existing under the edge communication device, or under the edge communication device, and under its own control
  • a location information storage means for storing information indicating a positional relationship with a mobile base station device capable of accommodating the mobile terminal, and an arbitrary communication device connected to the core network to send to the mobile terminal Data unit receiving means for receiving the received data unit;
  • the mobile terminal receives the data unit from both the edge communication device and the mobile base station device with reference to the information indicating the positional relationship stored in the location information storage unit.
  • Flag adding means for instructing the edge communication device to copy the data unit, if present at a possible position, a flag adding means for adding to the data unit;
  • Data unit transmitting means for transmitting the data unit to which the predetermined flag is added by the flag adding means toward the edge communication device,
  • the data communication apparatus located at the edge of the access network and connected to the core network is located at the edge of the access network and accommodates the mobile terminal at the time of soft handover of the mobile terminal.
  • the mobile terminal refers to the information indicating the positional relationship stored in the location information storage unit, and the mobile terminal Mobile base station subjudgment judging means for judging whether or not it is under the control of a station device;
  • an encapsulating means for force-pulling with a header addressed to the mobile base station When the mobile base station subordinate determining means determines that the mobile terminal exists under the mobile base station device, an encapsulating means for force-pulling with a header addressed to the mobile base station,
  • the data unit is transferred to the mobile base station apparatus, and the data unit is duplicated in the edge communication apparatus that accommodates the mobile terminal, thereby realizing soft handover of the mobile terminal.
  • the data unit transmission unit may include the data unit to which the predetermined flag is added by the flag addition unit as the mobile base station. It is configured to transmit through a tunnel that terminates at the device.
  • the data communication device located at the terminal-side edge of the access network is transmitted by transmitting a data unit having the address of the mobile terminal as the destination IP address through a tunnel whose destination is the mobile base station device.
  • the data packet can be duplicated and transferred to both the tunnel end point and the destination IP address.
  • the data communication device of the present invention is configured such that, in the data communication device described above, transfer of the data unit in the access network is performed by a label switching method. Label adding means for adding a label to the unit so that the data unit is transferred to the edge communication device in the access network.
  • the data communication apparatus of the present invention is located at the edge of an access network for connecting a mobile terminal to a core network, and is capable of accommodating the mobile terminal.
  • a mobile base station apparatus capable of accommodating the mobile terminal under its control, or a radio communication apparatus accommodating means capable of accommodating the mobile terminal;
  • a data unit receiving means for receiving a data unit from the access network; and when it is determined that the mobile terminal is present at a position where the data unit can be received from both the edge communication device and the mobile base station device.
  • the predetermined flag added to the data network is received at the edge of the access network and is added by the data communication device connected to the core network, the data replication is performed to duplicate the data unit.
  • Data unit transmitting means for directly transmitting one of the data units replicated by the data replicating means to the subordinate mobile terminal and transmitting the other replicated data unit to the mobile base station device,
  • the data communication apparatus located at the edge of the access network and accommodating the mobile terminal is located at the edge of the access network and connected to the core network at the time of soft handover of the mobile terminal.
  • the data communication apparatus located at the edge of the access network and accommodating the mobile terminal is located at the edge of the access network and connected to the core network at the time of soft handover of the mobile terminal.
  • the data communication device of the present invention is the data communication device described above, wherein the predetermined The data unit to which the above flag is added is encapsulated in a header addressed to the mobile base station, and the mobile base station is addressed to the one data unit replicated by the data replication means.
  • Decapsulating means for decapsulating the header is provided.
  • the data unit is transferred to the mobile base station apparatus, and the data unit is duplicated in the edge communication apparatus that accommodates the mobile terminal, thereby realizing soft handover of the mobile terminal.
  • the data communication device of the present invention transmits one of the data units duplicated by the data duplicating means to a destination address specified by the predetermined flag in the data communication device.
  • the other duplicated data unit is configured to be transmitted to a destination address derived from a destination IP address included in the data unit.
  • the data communication apparatus can copy the data packet to which the predetermined flag is added and transfer the data packet to both the end point of the tunnel and the destination IP address.
  • a mobile base station apparatus of the present invention is a mobile base station apparatus that can process a layer 2 level data unit
  • Wireless communication means connectable to a base station device located at the edge of the access network for connecting to the core network by wireless communication;
  • Wireless communication device accommodating means capable of accommodating a mobile terminal
  • Decapsulating means for decapsulating the encapsulated data unit
  • Data transmitting means for transmitting to the mobile terminal a data unit destined for the mobile terminal obtained by the decapsulating means;
  • the mobile base station apparatus that processes data units at the layer 2 level By decapsulating and transferring the received data unit, it is possible to transmit the data unit to the subordinate mobile terminal.
  • the mobile base station apparatus of the present invention is the mobile base station apparatus described above, wherein the base station in which the mobile base station apparatus itself is contained, information indicating that the mobile base station apparatus is mobile, Beacon transmission means for transmitting a beacon including the device identification information under its control.
  • the mobile terminal of the present invention is a mobile terminal that is movable
  • Wireless communication means connectable to the base station device by wireless communication
  • the second base included in the beacon received from the second base station device Beacon information determining means for determining whether or not the first base station device and the second base station device are the same with reference to identification information of a base station device in which the station device is accommodated;
  • the beacon information determining means determines that the i-th base station apparatus and the second base station apparatus are the same, the data unit addressed to itself is duplicated by the first base station apparatus and the first base station As a request for enabling the data unit to be received from either the station apparatus or the second base station apparatus, the first base station apparatus is notified of its own identification information and the second base station apparatus.
  • the mobile terminal requests soft handover. It becomes possible to.
  • the present invention has the above-described configuration.
  • a mobile terminal performs handover between a fixed base station and a mobile base station for group movement, packet loss and data transfer are performed. If the bandwidth consumption is reduced, it will have an effect.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a network configuration according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a frame format when the MH is connected only to a fixed base station (E-LSR) in the first embodiment of the present invention.
  • E-LSR fixed base station
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a frame format when an MH is connected to a mobile base station (MEB) in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the format of the MPLS Shim header in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a tunnel related to a frame transferred in the access network in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the P-LSR in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the E-LSR in the first embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the MEB in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the MH in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the contents of a beacon transmitted from a fixed base station (E-LSR) in the first embodiment of the present invention.
  • E-LSR fixed base station
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the contents of a computer transmitted from a mobile base station (MEB) in the first embodiment of the present invention.
  • MEB mobile base station
  • FIG. 12 is a sequence chart showing an example of operation until the soft handover state is entered when the MH changes the connection from the E-LSR to the MEB in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a sequence chart showing an example of an operation in which the MH in the soft handover state switches connection to a single base station in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a sequence chart showing an example of operation until the soft handover state is reached when the MH changes the connection from the MEB to the E-LSR in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a transfer destination management table stored in the P-LSR in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a network configuration in the prior art
  • FIG. 17 A diagram showing a format related to a label used in MPLS in the conventional technology.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a network configuration according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of a format of a frame transmitted from the MAP in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of a transfer destination management table stored in an AR located at an edge on the terminal side of the access network in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a sequence chart showing an example of operation until a soft handover state is reached when the MH changes the connection from the fixed AR to the MAR in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a sequence chart showing an example of an operation in which the MH in the soft handover state switches connection to a single base station in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of a transfer destination management table in a soft handover state according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a network configuration according to the first embodiment of the present invention.
  • the access network 200 is connected to an external IP network (core network 100) such as the Internet, and the CN 130 connected to the core network 100 and the access network 200 are wirelessly connected. It is configured to be able to communicate with a connected MH (Mobile Host) 320.
  • core network 100 such as the Internet
  • MH Mobile Host
  • core network 100 includes HA (MH) 120, which is the home agent of MH 320, and communication terminals connected to access network 200.
  • HA MH
  • AR 140 that provides a connection to the core network 100 is connected.
  • the access network 200 is configured by a plurality of LSRs, and can provide a layer 2 tunnel by, for example, EoMPLS.
  • Figure 1 shows the P_LSR210, E_LSR230, 240 that make up the edge of the access network 200, and the LSR220 that is located inside the access network 200 (the part other than the edge) (only one is shown in Figure 1) It will be placed in the figure.
  • the tunnel is routed from the P-LSR210 located at the edge on the core network 100 side to the E-LSR230 located at the edge on the MH 320 side, that is, from the P-LS R210 to the E-LSR230.
  • the path (LSP: Label Switched Path) is established in advance.
  • the P-LSR 210 is connected to the AR 140, and the connection point between the core network 100 and the access network 200 is formed by the P-LSR 210 and AR 140.
  • the E-LSR230 also has the function of a radio base station (fixed base station).
  • the MEB (Mobile Edge Bridge) 310 and MH320 described later connect to the core network 100 through the access network 200. It is assumed that a wireless link is provided.
  • MEB 310 is a mobile base station that functions as a group mobile control apparatus.
  • This MEB310 can be connected to other radio base stations (for example, E-LSR230), and also functions as a radio base station by itself and can connect MH320 under it.
  • this MEB 310 is installed in a mobile unit like the NEMO MR, and can provide a connection to the core network 100 for the MH 320 existing in the mobile unit.
  • MEB310 is significantly different from NEMO's MR because it is a MEB310 power layer 2 entity and does not need to have an IP address. It is a point that accommodates MH320.
  • the MH320 is a user terminal capable of wireless communication, and is connected to the subordinates of the E-L SR230 and the MEB310 via a wireless link and communicates with the CN130 connected to the core network 100. Is possible. At this time, even when the MH 320 is connected to the MEB 310, the MH 320 has one CoA. In addition, even if the connection between MH320 SMEB310 and E-LSR230 is changed, MH320 does not need to change the IP address. Nare ,. In the first embodiment of the present invention, the case where the MH320 is equipped with a mopile IP and performs communication using CoA will be described. However, the system and communication terminal related to the present invention include a mopile IP. IP is not necessarily implemented, it is not necessary.
  • the wireless communication area of E-LSR 230 (the effective area of the wireless link connectable under E-LSR 230) and the wireless communication area of MEB 310 (under the control of MEB 310)
  • E-LSR 230 the effective area of the wireless link connectable under E-LSR 230
  • MEB 310 under the control of MEB 310
  • the packet sent to the CN130 force MH320 reaches the AR140 without passing through the HA (MH) 120, or reaches the AR140 without passing through the HA (MH) 120. It reaches the MH320 by being forwarded by EoMPLS in the access network 200.
  • the MEB310 force—connected to the LSR230 If the MH320 is in the overlap area of both the E-LSR230 and MEB310 wireless communication areas and can be connected to both the E-LSR230 and MEB310, the E-LSR230 Copy the packet to the E- LSR 230 route through the wireless link (route in Fig. 1) and the route through the MEB310 wireless link (route j3 in Fig. 1). By allowing the transfer to occur, the soft handover state in MH320 is realized.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a frame format when the MH is connected only to a fixed base station (E-LSR) in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a frame format when an MH is connected to a mobile base station (MEB) in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the format of the MPLS Shim header in FIG. 2 and FIG.
  • the AR 140 that has received the packet transmitted to the CN 130 power MH 320 has CoA # 1-1 that has a network prefix suitable for the access network 200 set as the destination address of the bucket (ie, Confirm that the packet destination MH320 is connected to the access network 200), and generate a MAC frame containing this packet.
  • portions of the fine reds 401 to 405 are generated in the frame format shown in FIGS. That is, in the AR140, the destination MAC address field 401 indicates the MAC address of the MH320, the source MAC address field 402 indicates the MAC address of the AR140, and the protocol type of the subsequent data field 404 indicates the IP in the type—type field 403 A MAC frame is generated that includes the received IP packet data in the numerical data field 404 and the data of the received IP packet in the data field 404, and the error check numerical value in the FCS (Frame Check Sequence) field 405.
  • FCS Frae Check Sequence
  • the MAC frame generated by the AR 140 is passed to the P-LSR 210.
  • the P—LSR 210 further encapsulates the MAC frame generated by the AR 140 to generate an encapsulated frame.
  • the P-LSR210 determines whether the MH320 exists under the MEB310.
  • encapsulated frames of different formats are generated.
  • the P-LSR 210 can check whether the MH 320 exists under the MEB 310 by referring to a transfer destination management table described later.
  • the P-LSR 210 When it is confirmed that the MH 320 does not exist under the MEB 310 (that is, when it is directly connected to the E-LSR 230), the P-LSR 210 generates the frame shown in FIG.
  • the frame shown in FIG. 2 is a frame in which an encapsulation header for transfer by EoMPLS is added to the MAC frame having the fields 401 to 405 described above.
  • An encapsulation header 500 including an MPLS Shim header 504 having a label indicating that E ⁇ LSR 230 can be reached is generated and added to the MAC frame received from the AR 140.
  • the P-LS R 210 when it is confirmed that the MH 320 exists under the MEB 310, the P-LS R 210 generates a frame shown in FIG.
  • the frame shown in FIG. 3 is a frame obtained by adding the first encapsulation header for tunneling to the MEB 310 and the second encapsulation header for transfer by EoMPLS to the MAC frame having the fields 401 to 405 described above. That is, in the P-LSR210, the MAC address of the MEB3 10 is stored in the destination MAC address field 601 and the MAC address of the P-LSR210 is stored in the source MAC address field 602, and the E-type field 603 (the number to be inserted is not specified).
  • this first encapsulation header 600 is added to the MAC frame received from the AR 140, and the second encapsulation header 500 (field 501 shown in FIG. 2) is further added. To the encapsulated header 500 including ⁇ 504).
  • the P-LSR 210 transmits a frame to the MH 320
  • the P-LSR 210 is present in an overlap area where both the E-LSR 230 and the MEB 310 can receive the packet. If the MH320 can enter the soft handover state, a flag indicating that is inserted in the frame. This is where the flag is inserted. Assignment in frame In the first embodiment of the present invention, the case where the MPLS Shim header 504 is inserted will be described.
  • the MPLS Shim header 504 shown in FIGS. 2 and 3 has a format as shown in FIG.
  • the MPLS Shim header 504 shown in Fig. 4 includes the Label Fino Red 511, Exp Fino Red 512, and S Fino Red 513 as before, and the conventional TTL field (TTL field 1714 in Fig. 17) is modified to A field 515 (referred to as a D (Drop bit) field 515 in the present specification) for instructing LSR 230 to copy a packet is included.
  • D-Finored 515 can be realized by a 1-bit flag.
  • D field 515 when the drop bit of D field 515 is “0”, it instructs E- LSR230 not to copy the frame, and D In the case of field 515 drop bit strength l ”, it can be specified that the E-LSR 230 is instructed to copy the frame.
  • the conventional TTL field 1714 is a field for indicating an expiration date by, for example, the number of valid hops, etc.
  • the D field 515 is inserted in the place of the TTL field 171 4.
  • the remaining 7 bits excluding the 1-bit D field 515 from the TTL field 1714, which conventionally defines 8 bits, are set as the Resv field (reserved field) 516.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a tunnel related to a frame transferred in the access network in the first embodiment of this invention.
  • a soft handover state in which a packet can be received from any of the MH320 force S, E-LSR 230, and MEB 310 will be described.
  • the P-LSR 210 that has received the frame including the IP packet addressed to the MH320 uses the first encapsulation header 600 and the second encapsulation header 500 for the received frame based on the format shown in FIG. Encapsulate and copy the D-Finored 515 bit of MPLS Shim header 504 to E- LSR230. Set the drop bit “1” to instruct to do so.
  • the frame transmitted from the P-LSR 210 reaches the E-LSR 230 via the LSR 220 by the same method as in the conventional EoMPLS.
  • E—LSR 230 removes the second encapsulation header 500 for transfer by EoMPLS and confirms the drop bit “1” of the D field 515 of the MPLS Shim header 504.
  • the E-LSR 230 then copies the frame with the first encapsulation header 600 added, and transfers one frame (the frame encapsulated by the first encapsulation header 600) to the MEB 310 as it is. For the other frame after copying, the first capsule header 600 is removed and transmitted to the MH 320 through the radio link.
  • the MEB 310 that has received the frame encapsulated by the E-LSR 230 force, the first encapsulating header 600 removes the first encapsulating header 600, and then transmits the MH 320 through the radio link. Send to.
  • the packet is transmitted to the power MH320 of both the E-LSR230 wireless link and the wireless link of the MEB310, and the MH320 can selectively receive any one of these packets. It becomes a state.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the P-LSR in the first embodiment of the present invention.
  • the P-LSR 210 shown in FIG. 6 includes a communication I / F (interface) 211, a message processing unit 212, a transfer destination management table storage unit 213, a MEB subordinate determination unit 214, a first encapsulation unit 215, and an MPLS Shim header generation unit 216.
  • the communication I / F 211 is an interface for connecting to the core network 100 side (AR140) for communication, and the communication I / F 218 is connected to the inside of the access network 200 (LSR220) for communication. It is an interface to do.
  • the communication S / F 211 and the communication IZF 218 may be realized by the same hardware.
  • the message processing unit 212 has a function for generating and processing messages in order to exchange messages through the control plane in the access network 200.
  • the transfer destination management table storage unit 213 exists under each of a plurality of E-LSRs. It has a function to store a transfer destination management table for managing the connection relationship between existing MEB310 and MH320.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of the transfer destination management table stored in the P-LSR in the first embodiment of the present invention.
  • the transfer destination management table for example, as information indicating that the MEB 310 or MH 320 exists under the E-LSR 230, the ID of the E-LSR 230 and the ID of the MEB 310 or MH 320 are stored in association with each other.
  • the ID of the MH320 is stored in the transfer destination management table in association with the IDs of both the MEB310 and the E-LSR230.
  • the ID of the MH320 and the ID of the MEB 310 are stored in association with each other.
  • MEB 310 is reachable via E-LSR 230
  • MH 320 is reachable via E-LSR 230 and MEB 310 (ie, soft handover is possible).
  • the transfer destination management table is shown in FIG.
  • the configuration of the transfer destination management table shown in FIG. 15 is an example. As long as it is possible to specify the position of these frames when transferring frames to the P-LSR210 force SMEB310 or MH320, Any configuration is possible.
  • the MEB subordinate determination unit 214 has a function of referring to the transfer destination management table stored in the transfer destination management table storage unit 213 to determine whether the MH320 exists under the MEB310. is doing.
  • the MEB subordinate determination unit 214 passes the frame to the first capsule unit 215 when the frame destination (MH320) exists under the MEB310 for the frame received from the core network 100 side, while the frame destination.
  • (M H320) does not exist under the control of MEB 310, this frame is passed to second encapsulation section 217.
  • the first encapsulation unit 215 has a function of generating the first encapsulation header 600 illustrated in FIG. 3 and encapsulating the frame passed from the MEB subordinate determination unit 214.
  • the MPLS Shim header generation unit 216 refers to the transfer destination management table and refers to the MPLS Shim header 504 inserted at the time of encapsulation by the second encapsulation unit 217. It has the function to generate. Specifically, the MPLS Shim header generation unit 216 selects a transfer label in the access network 200 and determines whether or not packets can be received from both the MH320 SE-LSR 230 and the MEB 310. Set the value of D field 515. Although not described in detail, the MP LS Shim header generation unit 216 also inserts label information corresponding to the LSP used for transfer in the label field 501 of the MPLS Shim header 504, as in the prior art. Do.
  • the second encapsulation unit 217 includes the encapsulation header 500 illustrated in FIG.
  • the second encapsulation unit 217 performs one encapsulation, and the frame illustrated in FIG.
  • the frame related to the MH320 that is determined to be present under the MEB 310 by the MEB subordinate determining unit 214 two capsules are performed in the first capsule unit 215 and the second capsule unit 217.
  • the frame shown in FIG. 3 is generated. These frames are transmitted to the inside of the access network 200 (specifically, the LSR 220) through the communication I / F 218.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the E-LSR in the first embodiment of the present invention.
  • the E-LSR230 shown in FIG. 7 includes a communication l / F231, a decapsulation unit 232, a drop bit determination unit 233, a frame copy unit 234, a decapsulation unit 235, a wireless communication 1 / F236, a beacon output unit 237, and a message processing unit. 238.
  • the communication I / F 231 is an interface for communicating with the access network 200 (LSR 220).
  • the decapsulation unit 232 transfers a capsule header (for example, the encapsulation header 500 shown in FIG. 2 or the second encapsulation header 500 shown in FIG. 3) for a frame transferred inside the access network 200. It has a function to remove.
  • the drop bit determination unit 233 refers to the value of the D field 515 of the MPLS Shim header 504 included in the above-described transfer encapsulation header, and performs decapsulation processing according to the reference result. It has a function to determine the output destination of the frame. In other words, when the drop bit is “0”, the frame after decapsulation is the wireless communication I / F23. When the drop bit is “1”, the decapsulated frame is passed to the frame copy part 234.
  • the frame copy unit 234 has a function of copying the frame received from the decapsulation unit 232 and passing the copied frame to the decapsulation unit 235 and the wireless communication I / F 236. . Further, the decapsulation unit 235 has a function of removing the encapsulated header (first encapsulated header 600 shown in FIG. 3) with respect to the frame received by the frame copy unit 234.
  • the frame passed from the frame copy unit 234 to the radio communication IZF 236 has a header that reaches the MH 320 via the MEB 310, while the frame passed from the decapsulation unit 235 to the radio communication IZF 236 directly reaches the MH 320. Yes Has a header.
  • the wireless communication IZF 236 is an interface for connecting and communicating with a communication device (a subordinate MEB 310 or MH 320) existing in the wireless communication area.
  • the beacon output unit 237 has a function of generating and outputting a beacon that is periodically transmitted from the wireless communication I / F 236 to the wireless communication area under its control.
  • the beacon output from the beacon output unit 237 of the E—LSR 230 includes, for example, a base station ID (E—ID of the LSR 230) and a base station type (indicating that it is a fixed base station). Information).
  • the E-LSR 230 is configured to have the function of a radio base station, but the function of the radio base station can also be realized by a device different from the E-LSR 230.
  • the message processing unit 238 has a message generation / processing function for exchanging messages within the access network 200 and exchanging messages with the subordinate MEBs 310 and MH320. RU
  • the P-LSR 210 and the E-LSR 230 described above further have a function of setting an LSP in the access network 200 and a function of determining label information corresponding to an appropriate LSP. This is realized by a route setting unit (not shown).
  • the operation related to the route setting unit is the same as the operation related to the route setting in the conventional MPLS.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the MEB in the first embodiment of the present invention.
  • MEB310 shown in FIG. 8 includes wireless communication IZF311, decapsulation unit 312, It has a wireless communication I / F 313, a beacon output unit 314, a message processing unit 315, and an MH management table storage unit 316.
  • the wireless communication I / F 311 is an interface for performing communication by connecting wirelessly so that the MEB 310 is accommodated under other base stations (also referred to as parent base stations).
  • the wireless communication I / F 313 is an interface for communicating with a communication device (subordinate MH320) existing in the wireless communication area by wireless.
  • the beacon output unit 314 has a function of generating and outputting a beacon that is periodically transmitted from the wireless communication IZF 313 to the wireless communication area under its control.
  • the beacon output unit 314 of the MEB 310 includes, for example, a base station ID (MEB 310 ID) and a base station type (information indicating that it is a mobile base station). And a parent base station ID (E_LSR230 ID). Note that the parent base station ID in the beacon output from the MEB 310 is dynamically changed because the ID of the upper radio base station in which the MEB 310 is accommodated is set.
  • the decapsulation unit 312 relates to the frame received from the E-LSR 230 (the frame in which the second encapsulation header 500 is removed and the first encapsulation header 600 is still attached in FIG. 3). The first encapsulation header 600 is removed. The frame decapsulated by the decapsulation unit 312 is transferred to the MH 320 through the wireless communication I / F 313.
  • the message processing unit 315 has a function of generating a message in order to exchange messages with the parent base station (E-LSR 230) and the subordinate MH 320.
  • the MH management table storage unit 316 has a function of storing an MH management table having a list of MH 320 existing under the MEB 310. This MH management table is a table for managing the MH320 existing under the MEB310.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the MH in the first embodiment of the present invention.
  • the MH 320 shown in FIG. 9 includes a wireless communication I / F 321, a beacon information determination unit 322, a message processing unit 323, and an IP packet processing unit 324.
  • the wireless communication I / F 321 is an interface for connecting and performing communication via wireless so that the MH 320 is accommodated under the wireless base station (E-LSR 230 and / or MEB 310). It is.
  • the beacon information determination unit 322 has a function of determining beacon information received from a radio base station to which the MH 320 is connected. Specifically, the MH 320 determines that the E-LSR 230 is a fixed base station from the beacon received from the E-LS R230 (the beacon shown in FIG. 10 above), and the beacon received from the MEB 310 (see FIG. 11 above). From the beacon shown), it is determined that MEB310 is a mobile base station.
  • the message processing unit 323 has a function of generating and processing messages in order to exchange messages with the E-LSR 230 and the MEB 310.
  • the IP packet processing unit 324 has an IP packet processing function and is an entity located in layer 3 or higher.
  • each network element performs processing related to the operation of the present invention (specifically, processing related to a frame transmitted in the direction from CN 130 to MH 320). Only the function for performing the processing is mainly illustrated. Each network element also has a function (not shown) for performing processing related to the frame transmitted in the direction of CN320, MH320 power, etc. .
  • FIG. 12 is a sequence chart showing an example of operation until the soft handover state is entered when the MH changes the connection from the E-LSR to the MEB in the first embodiment of the present invention.
  • a state in which the MH 320 is not connected to the MEB 310 is set as an initial state, and processing until the MH 320 enters a soft handover state is illustrated.
  • the MH 320 moves to the radio communication area of the E-LSR 230, and receives the beacon from the MH3 20 force S and the E-LSR 230 (step S1001).
  • this beacon includes the ID of E-LSR 230 and information indicating that E-LSR 230 is a fixed base station.
  • MH 320 When MH 320 is connected to E-LSR 230, which is a fixed base station, first, MH 320 transmits a message (Attach message) indicating connection to E-LSR 230 (step S1002). Upon receiving this Attach message, the E-LSR 230 sends a message (Path request message) requesting the P-LSR2 10 to generate a path (LSP) of the frame addressed to the MH320 in the access network 200 (step S1003 ).
  • This Path request message includes at least the ID of MH320 and the ID of E-LSR230.
  • the P-LSR 210 Upon receiving the Path request message, the P-LSR 210 sets up the LSP to which the frame destined for the MH320 is transferred to the P-LSR210 force and the E-LSR230 in the access network 200. Start (step S 1004).
  • This LSP setting method is arbitrary, for example, the same method as the conventional MPLS method (specifically, for example, R SVP— ⁇ (Resource ReSerVation Protocol-lYaffic Engineering)) Is possible.
  • the P-LSR 210 When the setting of the LSP in step S 1004 is completed, the P-LSR 210 notifies that the LSP for the MH320 connected to the E-L SR230 has been established (Path confirmation message). Is transmitted (step S 1005). Although not shown, the P-LSR210 also updates the forwarding destination management table at this time, and registers that the MH320 is connected under the E-LSR230 in the forwarding destination management table. Is done. The E-LSR 230 that receives this Path confirmation message sends a message (Attach confirmation message) indicating that the MH 320 is connected to the subordinate MH 320 (Swap S 100). It should be noted that J heart answer message 1 to ⁇ corresponding to his own Patn connrmation messagei and Path request message, and Attach connrmation message is a response message to Attach mes sage.
  • the LSP for MEB 310 is established by the processing in steps S201 to S2006, similarly to the processing for MH320 described above. That is, the LSP for receiving a frame addressed to the MH 320 by itself is set in the access network 200 by the message exchange in steps S 1001 to S 1006 described above, and the access is made by the message exchange in steps S 2001 to S2006. In network 200, an LSP is set for MEB 310 to receive a frame addressed to itself. As the messages are exchanged in steps S2001 to S2006, the f-list is registered in the P-LSR210 forwarding destination management table that the MEB310 is connected under the E-LSR230.
  • the frame addressed to MH320 is connected only to E-LSR230. Is transmitted in the access network 200 according to the format shown in FIG. 2 set in the drop bit force S “0” of the D field 515 of the MPLS Shim header, and the frame addressed to the MH320 existing under the MEB310 or MEB310 is In accordance with the format shown in FIG. 3 in which the drop bit of the D field 515 of the MPLS Shim header is set to “0”, it is transferred in the access network 200.
  • MH 320 continues to exist in the wireless communication area of E-LSR 230 and further moves to the wireless communication area of MEB 310.
  • the E-LSR230 wireless communication area is formed at the station platform, and there are users with MH320 in this wireless communication area, and the MEB310 is located at the station platform. It is assumed that a train that has been entered has entered the line.
  • the MH320 When the MH320 moves to the wireless communication area of the MEB310 (when the MEB310 moves so that the wireless communication area covers the position where the MH320 exists), the MH320 receives a beacon from the MEB310. (Beacon) can be received (step S3001).
  • Beacon can be received (step S3001).
  • the ID of the parent base station to which the MEB310 is currently connected that is, the ID of the E-LSR230)
  • the MH 320 Upon receiving the beacon from the MEB 310, the MH 320 can communicate via the MEB 310, and the parent base station of the MEB 310 and the radio base station to which it is connected are the same (ie, E—LSR230), and a message (Join message) including the ID of ME B310 is transmitted to E—LSR230 (step S3002).
  • the E-LSR 230 that has received this join message transmits a message (Add request message) including the ID of the MEB 310 and the ID of the MH 320 to the P-LSR 210 using the control plane (step S3003).
  • This Add request message includes at least the ID of MEB310 and the ID of MH320.
  • P—LSR 210 receives this Add request message and updates the transfer destination management table with reference to the ID of MEB 310 and the ID of MH 320 included in the Add request message (step S3004). Specifically, the P-LSR 210 additionally registers the ID of the MEB 310 in the entry of the base station ID with which the MH 320 can communicate in the transfer destination management table. Then, the P-LSR 210 transmits a message (Add confirmation message) indicating that the additional registration of the transfer destination management table is completed to the E-LSR 230 using the control plane (step S 3005).
  • a message (Add confirmation message) indicating that the additional registration of the transfer destination management table is completed to the E-LSR 230 using the control plane (step S 3005).
  • the E-LSR230 Upon receiving this Add confirmation message, the E-LSR230 sends a message containing the MH320 ID (Add notificati) to notify the MEB310 connected to itself that the new MH320 is about to enter the MEB310. on message) 1 “5” (step S 3006). This Add notification message received 1 7 This MEB310 knows that the corresponding MH320 has moved to its own, and newly adds it to the MH management table. The MH320 is registered (step S 3007), and then the MEB 310 returns a message (Add ready message) indicating that the additional registration of the MH320 to the MH management table is completed to the E-LSR 230 (step S3008). Upon receiving this Add ready message, the E-LSR 230 sends a message (Join confirmation massage) to the subordinate MH320 indicating that it is possible to participate in the MEB310 Gnore (step S3009).
  • the format of the frame transferred from the P-LSR 210 to the MH 320 through the access network 200 is changed.
  • the P-LSR 210 uses the format shown in FIG. 3 in which the drop bit of the D field 515 of the MPLS Shim header 504 is set to “1”.
  • the frame addressed to MH320 is transferred to the P-L SR210 force E-LSR230 using only the MEB310 LSP, and the route sent directly from the E-LSR230 to the MEB310. It becomes possible to reach the MH320 from either of the two routes, and the soft handover state of the MH320 is realized.
  • MH320 is preparing to enter under MEB 310 and continuing from E- LSR230 that is still connected. Frames can be received automatically, and even when the layer 2 link is switched under the MEB 310, it is possible to receive frames immediately from the MEB 310.
  • the MH320 LSP used by the MH320 is not used for frame transfer to the P-LSR210 force E-LSR230, it is possible to reduce unnecessary use of bandwidth.
  • the MH 320 can freely select a base station in the soft handover state described above. In other words, the MH320 may switch the layer 2 link from one of the two base stations E-LSR230 and MEB310 to the other under any condition or timing, and does not intentionally switch the layer 2 link. You can do it. In addition, when the MH 320 can communicate using a plurality of interfaces, it is also possible to receive frames from two base stations at the same time.
  • FIG. 13 is a sequence chart showing an example of an operation in which the MH in the soft handover state switches connection to a single base station in the first embodiment of the present invention. Specifically, for example, it is assumed that the user leaves the station platform, which is the wireless communication area of the user power E-LSR230 having MH320, and gets on the train, which is the wireless communication area of the MEB310.
  • the sequence chart shown in FIG. 13 shows the processing following FIG. 12. That is, in the sequence chart shown in FIG. 13, the frame addressed to MH320 flows in both E-LSR2 30 and MEB310. Is connected to E-L SR230.
  • the MH 320 transmits a message (Attach message) indicating that the connection is to be made to the MEB 310 (Ste S4002).
  • the MEB 310 Upon receiving this Attach message, the MEB 310 sends a message (Add member message) notifying that the MH 320 has connected to the E-LSR 230 (step S4003), and the E-LSR 230 The contents of Add member message are transferred to P—LSR 210 (step S4004).
  • This Add member message includes at least the ID of MEB310 and the ID of MH320.
  • the P-LSR 210 grasps that the communication has started by switching the connection to the MH320 SMEB310, and the forwarding destination management table indicates that the MH320 is connected only to the MEB310. And the drop bit setting of the D field 515 in the frame addressed to MH320 is changed from “1” to “0” (step S4005). As a result, the frame destined for the MH320 transferred from the P-LSR 210 to the E-LSR 230 is transmitted to the MH 320 via only the MEB 310 without being copied in the E-LSR 230.
  • the P-LSR 210 deletes the LSP for the MH 320 in the access network 200 that has been used so far (step S4006).
  • This LSP deletion may be performed actively by sending a message for LSP deletion, or may be passively performed by a timeout or the like.
  • MH320 connected to a certain fixed base station (E-LSR230) is connected to a mobile base station (MEB3 10) connected to the same fixed base station.
  • the frame addressed to MH320 is transferred to both the fixed base station and the mobile base station using the LSP for MEB310.
  • the MEB310 LSP is used (that is, the MH320 LSP after handover is integrated with the MEB310 LSP), so the path configuration can be made more efficient. Become.
  • the layer 2 link is frequently switched between two base stations while staying in the overlap area of two base stations for a long time, or two base stations Even if the MH 320 switches the layer 2 link from one base station to the other, considering the possibility of frequent round trips in the wireless communication area of the station, the two base stations of the MH 320 Frame transmission power via It may be configured.
  • FIG. 12 and FIG. 13 described above, the power explaining the processing related to the soft handover when the MH 320 changes the connection of the E-LSR 230 force to the MEB 310.
  • FIG. 14 Describe the processing related to soft hand-over when changing the connection to LSR230.
  • FIG. 14 is a sequence chart showing an example of operations until the soft handover state is entered when the MH changes the connection from the MEB to the E-LSR in the first embodiment of the present invention.
  • the MEB310 is arranged in a train, and a user having the MH320 who got on this train gets off the train, and enters the platform of the station which is the wireless communication area of the E-LSR230. The case where it moves is assumed.
  • the state in which the MH 320 is connected to the MEB 310 but not to the E-LSR 230 is the initial state.
  • this initial state for example, a state immediately after a train on which a user having MH320 is riding arrives at a station is assumed.
  • the MH320 power S and the beacon from the E-LSR 230 are received in the radio communication area of the E-LSR 230 (step S5001).
  • this beacon includes the ID of E-LSR 230 and information indicating that E-LSR 230 is a fixed base station.
  • the MH320 When the MH320 also changes the MEB310 power to the E-LSR230, the MH320 first transmits a message (Leave message) indicating that the connection with the MEB310 is terminated to the MEB310 (step S5002). .
  • the MEB310 that receives this leave message notifies the E—LSR230 that there is an MH320 that is about to leave (Leave member message)-(Sutufu S5003).
  • the E-LSR230 uses the control plane to send a message indicating that the MH320 is leaving the MEB310 power to the P-LS R210 (Leave request message message 3 ⁇ 4r send 1g ( Suatfu St> 004)
  • This Leave request message contains at least MEB310 ID and MH320 ID.
  • Step S5005 Update this forwarding request management table by referring to this Leave request message 7 P_LsR210f and the ID of MEB310 and MH320 included in Leave request message (Step S5005). Specifically, the P-LSR 210 additionally registers the ID of the E-LSR 230 in the entry of the base station ID with which the MH 320 can communicate in the transfer destination management table.
  • the P-LSR 210 transmits a message (Leave confirmation message) indicating that the additional registration of the transfer destination management table is completed to the E-LSR 230 using the control plane (step S5006).
  • E—LSR23 0 receives this leave confirmation message, E—LSR23 0 sends a message (Leave ready message) notifying that the MEB310 force is ready for MH320 to leave (ie, preparation for soft handover) (Step S5007). ).
  • the MEB 310 that has received this leave ready message transmits a J message to the leave message (Leave connrmation message) to the MH320 under the self, step S5008).
  • the P—LSR 210 updates the forwarding destination management table in step S5005 above, and the D field 515 of the MPLS Shim header 504 for the frame addressed to the MH320 that is forwarded through the access network 200. Set the drop bit of to "1".
  • the E-LSR 230 receives the frame in the format shown in FIG. 3 in which the drop bit of the D field 515 of the MPLS Shim header 504 is set to “1”, and removes the second encapsulation header 500 (first frame).
  • Frame with 1 encapsulated header 600 added to the MEB310, and in addition to the 2nd encapsulated header 500, the frame without the 1st encapsulated header 600 is also sent directly to the MH320, and the MH320 is in soft handover state. Is realized.
  • the MH320 can determine whether or not to change the base station under any condition or timing.
  • Step S5008 leave Recognizing that the MH320 power handover is ready when the confirmation message is received, we will explain the case of immediately making a layer 2 link change to E- LSR230.
  • the MH 320 transmits a message (Attach message) indicating connection to the E-LSR 230 (step S5010).
  • E— LSR230 that received this Attach message A message (Path request message) requesting that the path (LSP) of the frame addressed to the MH320 be generated in the access network 200 is transmitted to the LSR 210 (step S50i: 0).
  • the P-LSR 210 Upon receiving the Path request message, the P-LSR 210 sets up the LSP to which the frame destined for the MH320 is transferred to the P-LSR210 force and the E-LSR230 in the access network 200. Start (step S5012). Note that this LSP setting method is arbitrary, and for example, it is possible to use the same method as in the conventional EoMPLS.
  • the P-LSR 210 sends a message (Path confirmation message) notifying that the LSP for the MH320 connected to the E-L SR230 has been established.
  • the transfer destination management table is updated according to the content that the MH 320 is connected only under the control of the E LS R230 (step S5014).
  • the frame addressed to MH320 sent from the P-LSR210 is the format shown in FIG. 2 in which the drop bit of the D field 515 of the MPLS Shim header 504 is set to “0”. Changed to The frame addressed to MH320 is transferred using the newly set LSP for MH320.
  • the E-LSR 230 that has received this Path confirmation message sends an MH320 connection completion message (Attach confirmation message) to the subordinate MH320 (step S 5015), and until then, the MH320
  • a message (Delete notification message) is sent to the MEB310 indicating that a frame related to the MH320 is not sent to the MEB310.
  • Suffh S501 Rino The MEB 310 that has performed the Delete notification message 3 ⁇ 4i3 ⁇ 4ig deletes the corresponding MH 320 from the MH management table (step S 5017).
  • the MH320 force under the control of the mobile base station (MEB310) connected to a certain fixed base station (E-LSR230) is soft to the fixed base station.
  • E-LSR230 fixed base station
  • the LSP for MEB310 fixed base stations and mobile Since frames addressed to MH320 are transferred to both base stations, frames with the same contents are not duplicated in the access network 200, and wasteful use of bandwidth is reduced. Is possible.
  • the MH320 can perform communication using the LSP for the MEB310 even when setting a new LSP for the MH320, soft handover with less packet loss can be realized.
  • the MH320 When the MH320 is in a soft handover state in which frames can be received from a plurality of base stations, whether a plurality of base stations actually transmit frames to the MH320, or Aspect such as whether the frame is held in the base station until the link connection is established depends on the wireless communication method, and is not particularly limited in the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a network configuration in the second embodiment of the present invention.
  • the access network 800 is connected to the core network 700, and communication is performed between the CN730 connected to the core network 700 and the MH920 connected to the access network 800. Is configured to be possible.
  • layer 2 is terminated at the terminal-side edge (AR 830) of access network 800.
  • AR 830 the terminal-side edge of access network 800.
  • a tunnel is provided from a device (MAP 810) located at the edge on the core network 700 side to a device (AR830) located at the edge on the MH920 side.
  • the tunnel establishment method and tunnel type are not particularly limited.
  • MAP Mobility Anchor Point
  • HMIP Hierarchical Mobile IP
  • AR830 provides a function as an access router for MH920
  • MH920 receives a Router Advertisement message from the AR830. By doing so, it is possible to generate an IP address (CoA # l-1) and perform communication.
  • the AR830 functions as being on the same subnet in view of the MH920 power. Specifically, when there are multiple ARs (two AR830 and 840 are shown in FIG. 18) located at the terminal edge of the access network 800, each of these multiple AR830 and 840 is Have the same prefix. Therefore, when changing the connection between the ARs belonging to the same access network 800 (for example, between AR830 and 840), the MH 920 need not change the IP address.
  • MAR (Mobile Access Router) 910 is a mobile access router that functions as a group mobile control device. This MAR910 can be connected to the AR830 and 840 of the access network 800, and also functions as an access router by itself, and notifies the subordinate of the same prefix as the upper AR830 and 840, thereby connecting the MH920 under its own control. It is also possible to do.
  • MAR910 has the same prefix as AR830 and 840 (hereinafter also referred to as fixed AR or fixed access router) located at the terminal-side edge of access network 800. It has a subnet, and the subordinate MH920 behaves basically the same as the AR830 and 840 belonging to the access network 800. Therefore, the MH 920 need not change the IP address even when the connection between the AR 830 and 840 belonging to the access network 800 and the MAR 910 is changed. In addition, in FIG. 18, only one MAR 910 is shown. Multiple MH920s do not need to change the IP address even when the connection is changed between the MARs 910.
  • MAR910 connects to a higher-order AR (for example, AR830), receives the prefix notified by AR830, and generates its own IP address (CoA # 1-2). To do.
  • AR830 a higher-order AR
  • CoA # 1-2 its own IP address
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of a format of a frame transmitted from the MAP force in the second embodiment of the present invention.
  • AR830 located at the edge of the terminal side of the access network 800
  • the frame format output from MAP810 is the same for both MH920 connected to the mobile network and MH920 connected to MAR910, which is a mobile access router. That is, the MAP 810 transmits a frame using the same frame format even when the MH 920 is connected to either the fixed access router or the mobile access router.
  • a frame transmitted from the MAP 810 has a destination MAC address field 5 51 having the MAC address (the MAC address of the next hop destination) of the LSR 820 as shown in FIG. 19, and the MAC of the MAP 810 itself.
  • Source MAC address field 552 with address
  • E_type field 553 indicating the protocol type (MPLS) of the following field
  • MPLS Shim header 55 4 with a label identifying each M H920 (including MAR910)
  • IP packet The destination IP address is CoA # 1-1 with MH920, the source IP address is the HA720 or CN730 IP address
  • the FCS field 556 contains the error check numerical value.
  • MAP810 receives a notification of the connection position of each MH920 and each MAR910 (that is, the fixed AR that is connected) from each fixed AR, and grasps the connection position of each MH920 and each MAR910. ,to manage. Further, the MAP 810 manages labels that can identify each MH 920 and each MAR 930 in order to generate the frame shown in FIG. 19, and uses this label to encapsulate the frame.
  • MAR 910 is also managed as one MH 920 with individual labels assigned thereto. Therefore, when the MH920 exists under the fixed AR830, a label unique to the MH is used for the label, while when the MH920 exists under the MAR910, the frame transfer should be performed to the MAR910. Therefore, a label unique to MAR is used for the label. Therefore, the MAP 810 uses the same frame format with different label values inserted when the MH 920 exists under the fixed AR 830 and when it exists under the MAR 910.
  • the access network 800 is the same as in the first embodiment of the present invention.
  • the core network side device MAP810 It is possible to copy the packet with the equipment (AR) on the terminal side of the access network and transfer it so that the MH can receive the packet from either the fixed AR or the mobile AR.
  • a connection management table for managing the mapping between the terminal ID (IP address) and the LSP (label) used is provided.
  • IP address terminal ID
  • LSP label
  • the AR830 uses the destination IP address of the packet to transfer the next hop in addition to the process of acquiring the IP address of the next hop from the normal label. Process to get. Since the destination of the packet is the care-of address of the MH920 that is connected to the AR830 itself (CoA # 1—1), the MAC address of the MH920 is searched by the normal Neighbor Cache table, and the address to the MH920 A frame is also generated and transmitted.
  • the drop bit refers to the information in the received packet (IP address in the IP packet) to determine the copy of the frame and the forwarding destination node.
  • An instruction to do so is given. That is, in the second embodiment of the present invention, for example, when there is information indicating a soft handover state in the tunnel header added to the received frame, it is located at the edge of the access network 800.
  • the AR830 uses the next hop determined based on the destination IP address of the IP packet included in the received frame in addition to the frame transfer that uses the next hop determined based on the tunnel ID as the transfer destination. Frame transfer is performed.
  • the second embodiment of the present invention reduces the overhead due to the tunnel header in the access network 800 as compared to the first embodiment of the present invention.
  • the tunnel used as long as the tunnels up to the fixed AR can be distinguished for each connection node need not be limited to MPLS. For example, even when an IP tunnel is used, it is only necessary to distinguish which MH920 or MAR910 tunnel is used from the header information.
  • MAR910 accommodates a plurality of MH920 as mobile access routers without providing a new IP link, and MAR910 itself is connected. It is configured to transfer packets between the AR830 and the subordinate MH920. It also manages the connection position of the MAP 920 MH920 (AR to which the MH 920 is connected (fixed AR830 or MAR 910)), and transfers packets using the LSP of the MAR 910 to the MH 920 connected to the MAR 910. It is configured as follows.
  • the MH920 exists under the access network 800 (connected to the fixed AR830 or the mobile AR910). ), You only have one CoA and need to change the IP address. As a result, it becomes possible to prevent the MH 920 connected under the MAR 910 from individually performing the moving process on the access network 800 side (AR 830 or MAP 810).
  • the second embodiment of the present invention has an edge device of the access network 800 having a router function, and identifies the IP address to identify the packet. It is possible to transfer.
  • the layer 2 frame is terminated at the AR 830 and 840 at the edge of the access network 800, the frame using the MAC address of the MH910 is not transferred in the access network 800.
  • the IP address of the MH920 being connected is registered, and the packet is transferred by generating a layer 2 address using the ND (Neighbor Discovery) protocol.
  • a third embodiment of the present invention will be described.
  • a network configuration in which layer 2 is terminated at the terminal edge of the access network 800 (see FIG. 18).
  • the configuration of the access network 800 and the configuration in which the fixed AR830, 840, or MAR910 connected to the access network 800 notifies the same prefix as the access network 800 are the second implementation of the present invention described above. It is the same as the form.
  • the MAP 810 power is a power up to the AR 830, and the power used for the terminal (MH920 or MAR 910) connected to the AR 830 is the third power of the present invention.
  • a common tunnel (hereinafter referred to as a common tunnel) is used for each terminal connected to the AR830.
  • the network configuration and the frame format output from MAP 810 are basically the same as those in FIGS. 18 and 19 described above.
  • the label value indicating the next hop of each terminal as in the above-described second embodiment of the present invention is not used. Therefore, when a common tunnel is used, it is impossible to determine the value of the label (information inserted in the frame) and the forwarding destination of the next hop. In the AR830 located at the edge, it becomes impossible to manage the forwarding destination of the next hop (that is, whether the MH920 is directly under the AR830 or under the MAR910).
  • the AR830 is configured to be able to determine the next hop based only on the destination IP address of the received packet.
  • the table shown in FIG. 20 is used. keeping.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of the transfer destination management table stored in the AR located at the terminal side edge of the access network in the third embodiment of this invention.
  • each terminal (each IP address) for identifying each terminal (each MH920 or each MAR910) and each terminal identified by each ID are stored in association with a transfer destination when a frame is transferred.
  • the forwarding destination is registered so that frames destined for MH # 1 and MAR # 1 are sent to IF # 1, while frames destined for MH # 2 are forwarded to MAR # 1. The state is shown.
  • FIG. 21 is a sequence chart showing an example of operations until the soft handover state is reached when the MH changes the connection from the fixed AR to the MAR in the third embodiment of the present invention.
  • the state in which the MH 920 is not connected to the MAR 910 is set as the initial state, and the processing until the MH 920 enters the soft handover state is illustrated.
  • the MH920 moves to the wireless communication area of the AR830, receives the MH920 power S and the beacon from the AR830 (step S6001), and connects to the AR830 based on this beacon.
  • a message (Attach message) for notifying the effect to MAP 810 is transmitted (step S6002).
  • the AR 830 Upon receiving this Attach message, the AR 830 transmits a message (Location update message) notifying the connection position of the MH 920 to the MAP 810 (Step S6003).
  • This Location update message includes at least the ID of MH920 and the ID of AR830.
  • the MAP 810 which has completed the update of the location registration of the MH920, reaches the AR830 for a location update confirmation message (S6004).
  • the transfer destination management table of MAP810 is updated at this time, and the MH920 is directly connected to the transfer destination management table under AR830. It will be registered and registered S.
  • the AR830 Upon receiving this Location update confirmation message, the AR830 sends a message (.Attach confirmation message) indicating the completion of the MH920 connection to the subordinate MH920 (up S6OO0).
  • the location registration of MAR910 is performed by the processing in steps S7001 to S7005. Also, along with the message exchange in steps S6001 to S6005 and the message exchange in steps S7001 to S7005, for example, it is registered in the transfer destination management table of AR830 that MH920 and MAR910 are connected under AR830. Then, the transfer destination management table is in a state as shown in FIG. 20, for example.
  • the AR830 refers to the transfer destination management table, determines the transfer destination based on the IP address of the packet received from within the access network 800, and each MH920 and each of the MH920 existing under its own. Transfer the packet to MAR910.
  • the AR830 wireless communication area is formed in the station platform, and there are users who have MH920 in this wireless communication area, and the MAR910 is installed in the station platform. It may be assumed that has entered the line.
  • the MH920 When the MH920 moves to the MAR910 wireless communication area (when the MAR910 moves so that the wireless communication area covers the position where the MH920 exists), the MH920 receives a beacon from the MAR910. (Beacon) can be received (step S8001). From this beacon, MH920 can obtain the ID of MAR910.
  • Beacon Beacon
  • the MH 920 that has received the beacon from the MAR 910 transmits a message (Join message) including the ID of the MAR 910 to the directly connected AR 830 when changing the connection to the MAR 910 (step S8002). ).
  • the AR 830 Upon receiving this Join message, the AR 830 updates the transfer destination management table as shown in FIG. 23, for example (Step S8003).
  • FIG. 23 shows a transfer destination pipe in the soft handover state according to the second embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of a physical table. As shown in Figure 23, when MH # 1 is in soft-handover state, two forwarding destinations, IF # 1 and MAR # 1, will be registered as forwarding destinations for MH # 1. . Also, from the point when the forwarding destination management table is updated as shown in Fig. 23, packet copying starts, and the copied packet is sent to both of the two forwarding destinations (two rays and two addresses). Transferred. As a result, the MH 920 enters a soft handover state in which it can receive a packet directly from the AR 830 and can also receive a packet from the MAR 910.
  • the AR830 transmits a message (Add notification message) including the ID of the MH920 to notify the MAR910 that a new MH920 is about to enter the MAR910 (Step S8004). .
  • the MAR 910 grasps that the corresponding MH 920 moves to its own, and registers a new MH 920 in the transfer destination management table of the MAR 910 itself (Step S8005).
  • MAR 910 returns a message (Add ready message) indicating that the registration of addition of MH 920 to the transfer destination management table is completed to AR 830 (step S800 6).
  • the AR 830 transmits a message (Join confirmation massage) indicating that it can join the group of MAR 910 to the subordinate MH 920 (step S8007).
  • FIG. 22 is a sequence chart showing an example of an operation in which the MH in the soft handover state switches connection to a single base station in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is assumed, for example, when leaving the station platform, which is the wireless communication area of the user power AR830 having MH920, and getting on the train, which is the wireless communication area of MAR910.
  • the sequence chart shown in FIG. 22 shows the processing following FIG. 21, that is, in the sequence chart shown in FIG. 22, packets addressed to MH920 flow to both AR830 and MAR910.
  • the connected state is the initial state.
  • the Mti920 sends a message (Attach message) indicating that the connection is to be made to the MAR910. (Step S9002).
  • the MAR910 that has received this Attach message sends a message (Add member message) notifying that the MH920 has connected to the AR830: ⁇ (Sutufu S9003), and the AR830 contains the contents of this Add member message. Is transferred to MAP810 (step S9004).
  • This Add member message includes at least the ID of MAR910 and the ID of MH920.
  • the AR830 performs update processing for the transfer destination management table (step S9005).
  • the AR830 registers only MAR # 1 as the MH920 packet transfer destination from the state where IF # 1 and MAR # 1 are registered as the MH920 packet transfer destination in the transfer destination management table. Update to the current status. As a result, the soft handover state in which the packet was copied and transferred to the two transfer destinations at AR830 is terminated.
  • a device (AR830, 840) force transfer destination update table located at the terminal-side edge of the access network 800, By managing the soft handover state where there are multiple transfer destinations, it is possible to perform frame transmission in the access network 800 using a common tunnel.
  • it is positioned at the edge of the access network on the core network side by controlling whether or not the device (AR830, 840) located at the terminal edge of the access network 800 performs frame transmission in the soft handover state. It is not necessary to notify the device (MAP 810) of the handover process by the MH 920, and the traffic of the control packet in the access network 800 can be reduced.
  • the apparatus (AR830) located at the edge of the access network terminal side is different from the second embodiment of the present invention in that the frame transfer destination and Although the concept of managing the soft handover state is applied, it can be similarly applied to the first embodiment of the present invention. That is, in contrast to the first embodiment of the present invention, the device (E-LSR 230) located at the edge of the access network terminal side manages the frame transfer destination and the soft handover state. In this way, it is possible to apply the concept.
  • the operation when the MH 320 performs a handover has been mainly described.
  • the present invention provides a case where the MEB 310 performs a handover. It is also applicable to. Even when a plurality of MEBs are connected in multiple stages, the present invention can be applied by expanding the first to third embodiments of the present invention described above.
  • the access network 200 mainly explained the case where packet transfer is performed by EoMPLS.
  • the present invention can be similarly applied even when a frame transfer technique using (Virtual Local Area Network) or any other frame transfer technique at the layer 2 level is adopted.
  • each functional block used in the description of the first to third embodiments of the present invention is typically realized as an LSI (Large Scale Integration) which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip to include some or all of them. Although referred to as LSI here, it may be called IC (Integrated Circuit), system LSI, super LSI, or unoretra LSI depending on the degree of integration.
  • LSI Large Scale Integration
  • circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • reconfigurable processor that can reconfigure the connection and settings of circuit cells inside the LSI.
  • the present invention has an effect of reducing packet loss and bandwidth consumption for data transfer when a mobile terminal performs handover between a fixed base station and a mobile base station for performing group movement. It can be applied to communication technology and handover technology for realizing efficient communication.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

 移動端末が固定基地局とグループ移動を行うための移動基地局との間をハンドオーバする際に、パケットロス及びデータ転送の為の帯域消費を低減させる技術が開示され、その技術によればMH(移動端末)320が、アクセスネットワーク200のエッジに位置する固定基地局(E-LSR230)から、列車などに配置されている移動基地局(MEB310)にハンドオーバを行う際、アクセスネットワークのコアネットワーク100側のエッジに位置するラベルスイッチングルータ(P-LSR210)において、MHをあて先とするフレームに所定のフラグが付加される。この所定のフラグが付加されているフレームは、E-LSR230においてコピーされる。コピー後の一方のフレームは、E-LSRから直接MHに送信され、コピー後の他方のフレームは、E-LSRからMEBに転送された後に、MEBからMHに送信されることで、ソフトハンドオーバが実現される。

Description

明 細 書
移動通信制御方法、データ通信装置、移動基地局装置並びに移動端末 技術分野
[0001] 本発明は、移動 IP (Internet Protocol)通信ネットワークにおける移動通信制御方法 、データ通信装置、移動基地局装置並びに移動端末に関し、特にコアネットワークと 通信端末を接続するアクセスネットワークにおいて、電車などにより複数の通信端末 が同時に移動するような場合にソフトハンドオーバ制御を実現するための移動通信 制御方法、データ通信装置、移動基地局装置並びに移動端末に関する。
背景技術
[0002] 従来、移動通信にぉレ、ては、通信端末が基地局を変更した場合でも通信を継続す るためのハンドオーバ制御を行うことが必須である。このため、 IP通信においても、通 信端末の移動制御を行うためのプロトコルとして、モパイル IP (Mobile IP)が検討され てレ、る(下記の非特許文献 1参照)。
[0003] し力 ながら、通信端末を有する多数のユーザが移動体 (例えば、列車、バス、船 舶、航空機など)に乗っている場合などのように、不特定多数の通信端末が同時に移 動するような場合には、移動体内のすべての通信端末のそれぞれが、移動のたびに 同時にハンドオーバ制御を行うのは、移動経路が同一であるだけに非常に非効率で ある。そこで、不特定多数の通信端末が同時に移動する場合において移動制御を効 率的に行うための方法として、例えば、下記の非特許文献 2に記載の NEMO (Netwo rk Mobility)が提案されている。
[0004] この非特許文献 2に記載されている NEMOでは、同時に移動を行う不特定多数の 通信端末が 1つのグノレープとして動作する。具体的には、 NEMOでは、移動体内に MR (Mobile Router:モバイルルータ)を配置し、移動体内の各通信端末がこの MR の配下のネットワーク(モパイルネットワーク)に接続する。そして、この MRが実際の 移動制御をすベて行うため、 MRの配下の各通信端末は、常に同一の MR配下のネ ットワークに接続された状態となり、その結果、各通信端末が個々に移動制御を行う 必要がなくなる。 [0005] 一方、通信端末のハンドオーバ時におけるパケットロス対策として、下記の非特許 文献 3、 4に記載されているようなソフトハンドオーバの方法が提案されている。例え ば、非特許文献 3では、ソフトハンドオーバの方法に Bicast (バイキャスト)の技術が利 用されている。すなわち、現在 AR (Access router:アクセスルータ) # 1に接続してお り、 AR # 1配下のアクセスネットワークに適合した CoA(Care_of Address :気付アドレ ス) # 1を用いて通信を行っている通信端末が、移動先の新たな AR # 2配下のァク セスネットワークのネットワークプレフィックスを移動前に把握することで、 AR # 2配下 のアクセスネットワークに適合した CoA # 2を生成し、この CoA # 2を自身の HA (Ho me Agent:ホームエージェント)又は CN (Correspondent Node:通信相手端末)に通 知する。これによつて、 HAや CNは、通信端末にパケットを送信する際に、 CoA # l 及び CoA # 2のそれぞれをあて先アドレスとするパケットを送信することで、複数の A R (AR # 1及び AR # 2)を経由して、通信端末にパケットが伝送され、通信端末は、 これらの複数のパケットを選択的に受信できるようになる。
[0006] また、非特許文献 4では、ソフトハンドオーバの方法に Xcast (Explicit Multicast:ェ タスキャスト)の技術が利用されている。この非特許文献 4に記載されている技術によ れば、上述の非特許文献 3に記載されている技術において、さらに、通信端末に対し てパケットを送信する送信者 (すなわち、 HAや CN)が、複数の CoA (CoA # 1及び CoA # 2)をパケットのルーティングヘッダに挿入することで、パケットの重複経路を 削減し、効率的なパケット転送を実現することが可能となる。
[0007] 一方、例えば下記の非特許文献 5、 6には、移動通信の際に、コアネットワーク(外 部の IPネットワーク:インターネットも含む)と通信端末とを接続するアクセスネットヮー クにおレ、て、通信端末の移動時に頻繁に生じる可能性のある IPアドレスの変更処理 を削減するための技術が記載されている。この非特許文献 5、 6に記載されている技 術によれば、レイヤ 2トンネルによる経路制御を利用して移動制御が行われる。
[0008] また、非特許文献 5、 6に記載されているようなアクセスネットワークにおけるレイヤ 2 のパケット転送では、例えば、下記の非特許文献 7に記載されている MPLS (Multi-P rotocol Label Switching)の利用が可能である。 MPLSでは、アクセスネットワークがラ ベルスイッチング方式に対応したルータ(LSR: Label Switching Router)によって構 成されるとともに、アクセスネットワーク内において伝送されるパケットには、経路を識 別するためのラベルと呼ばれる識別情報が付加される。これにより、アクセスネットヮ ーク内においては、 LSRが、ラベルに基づくパケット転送を行うことが可能となり、特 に経路計算に係る処理負荷が軽減され、パケット転送処理の高速化が実現される。 また、下記の非特許文献 8には、 MPLSで用いられるラベルに関するフォーマット が記載されている。図 17は、従来の技術において、 MPLSで用いられるラベルに関 するフォーマットを示す図である。 MPLSでは、レイヤ 2ヘッダとレイヤ 3ヘッダの間に MPLS Shimヘッダ 1700を設け、この MPLS Shimヘッダ 1700内にラベルが揷入 される。 MPLS Shimヘッダ 1700は、具体的には、ラベルの値を揷入するための 20 ビットの Labelフィーノレド 1711、例えば CoS (Class of Service)を示すことが可能な 3 ビットの Expフィーノレド 1712、ラベルのスタックを示すための 1ビットの Sフィールド 17 13、パケットの有効期間(TTL : Time to Live)を示すための 8ビットの TTLフィールド 1714を有してレ、る。
非特許文献 1 : D. B. Johnson, C. E. Perkins and J. Arkko, "Mobility Support in IPv6 ", IETF RFC3775, June 2004.
特許文献 2 : V. Devarapalli, R. Wakikawa, A. Petrescu and P. Thubert, "Network Mobility (NEMO) Basic Support Protocol", IETF RFC3963, January 2005.
非特許文献 3: T. Park and A. Dadej, Adaptive Handover Control m IP-based Mobil ity Networks", 2003.
特許文献 4 : Yutaka Ezaki and Yuji Imai, "Mobile IPv6 handoff by Explicit Multicas t,,く internet_draft:draft_ezaki- handoff- xcast_01.txt〉, May 2001.
非特許文献 5 :川上哲也、飯野聡、鈴木良宏"広域イーサネットにおけるモビリティ制 御の検討"、電子情報通信学会 IA研究会論文、 2002.10
非特許文献 6 :川上哲也、横堀充、鈴木良宏"次世代移動通信のためのモビリティ制 御方式の検討"、電子情報通信学会 IN研究会論文、 2005.2
非特許文献 7: E. Rosen, A. Viswanathan and R. Callon, Multiprotocol Label Switch ing Architecture", IETF RFC3031, January 2001.
非特許文献 8 : E. Rosen, D. Tappan, G. Fedorkow, Y. Rekhter, D. Farinacci, T. Li a nd A. Conta, "MPLS Label Stack Encoding", IETF RFC3032, January 2001.
[0010] 以下、上述の非特許文献 5や 6に記載されているネットワーク構成において、上述 の非特許文献 1に記載されている NEMOが利用された場合の処理の概要について 、図 16を参照しながら説明する。図 16は、従来の技術におけるネットワーク構成の一 例を示す図である。
[0011] 図 16では、アクセスネットワーク 1200がコアネットワーク 1100に接続されており、ァ クセスネットワーク 1200に無線によって接続されてレ、る MH (Mobile Host:移動端末 ) 1320力 コアネットワーク 1100に接続されている CN1130と通信を行っている様 子が図示されている。アクセスネットワーク 1200は、例えば EoMPLS (Ethernet(R) o ver MPLS)によって、アクセスネットワーク 1200のエッジ(コアネットワーク 1100側の エッジ)に位置する P— LSR1210から、同じくアクセスネットワーク 1200のエッジ(M HI 320の接続側)に位置する E— LSR1230までトンネルされているとする。
[0012] このとき MH1320は、現在接続中の基地局である E—LSR1230を通じて、 AR11 40から CoA # 1—1を取得し、通信を行っている。また、列車などに配置されている MR1310が E— LSR1230の無線通信エリア内に移動してきた場合には、 MR1310 は、 MH1320が接続している E— LSR1230に接続し、 AR1140から CoA # 1— 2 を取得して、通信を行う。この結果、 MR1310のホームエージェント(HA (MR) l l l 0)には、 CoA # 1— 2が登録される。
[0013] 一方、さらに MH1320が MR1310の無線通信エリア内に入った場合には、 MH1 320は MR1310力らモパイルネットワーク 1300に適合した CoA(CoA # 2— 1)を取 得し、この CoA # 2— 1を自身のホームエージェント(HA(MH) 1320)に通知する。 この結果、 HA (MH) 1120には、 2つの CoA (CoA # 1 _ 1及び CoA # 2— 1)が登 録される。
[0014] ここで、これらの CoA # l _ l及び CoA # 2_ lを用いて、上述の非特許文献 3に記 載されている Bicastに基づいたソフトハンドオーバを実現する場合を考える。この場合 、基本的には、異なるあて先のパケットが送信されることによって、ソフトハンドオーバ が実現される。すなわち、 CoA # l _ lに対して送信されたパケットは、 P-LSR121 0により MH1320あてであると判断される。そして、アクセスネットワーク 1200では、 L SP # 1を用レヽて P— LSR1210力ら E— LSR1230に転送され、その後、 E— LSR12 30力ら MH1320に転送される。すなわち、 CoA # 1—1に対して送信されたパケット は、図 16の実線で示される経路を経由して MH1320に到達する。
[0015] 一方、 CoA # 2—1に対して送信されたパケットは、いったん HA (MR) 1110に転 送された後、 MR1310の CoA # 1—2によってカプセル化されて、 MR1310に向け て送信される。このパケットは、 P— LSR1210におレ、て、 MR1310あてであると判断 され、アクセスネットワーク 1200では、上記の LSP # 1とは異なる経路である LSP # 2 を用レヽて、 P— LSR1210力、ら E— LSR1230に転送される。その後、 E-LSR1230 力、ら MR1310に転送された後、 MR1310でデカプセノレイ匕されて、 Μίί1320に転送 される。すなわち、 CoA # 2—1に対して送信されたパケットは、図 16の点線で示され る経路を経由して MH1320に到達する。
[0016] このように、 NEMOに基づいて、 MR1320のグループ移動管理が行われている場 合には、例えば、 MH1320力 S、 MR1310が接続されている無線基地局(E— LSR1 230)と MR1310との間でソフトハンドオーバを行う際に、アクセスネットワーク 1200 内で 2つの異なる LSPを用いたパケット転送が行われてしまうという問題がある。すな わち、 MH1320がソフトハンドオーバを行う際に、 P— LSR1210力ら E— LSR1230 までの経路において、同一内容のパケットが重複して転送されてしまうことになり、帯 域が 2重に使用されてしまうという問題がある。
[0017] また、この問題は、上述の非特許文献 4に記載されている Xcastを用いた場合も同 様に生じる。これは、ある CNからのパケットが Xcastされる場合、最終的に同一の MH 1320に転送されるにもかかわらず、 Xcastされる複数のパケットには異なるあて先が 設定されていることに原因がある。すなわち、 AR1140では、異なるあて先の IPアド レスを持つパケットは、それぞれ異なるあて先 MACアドレスを持つフレーム(データ ユニット)によって転送されるためであり、アクセスネットワーク 1200のエッジ部分(P — LSR1210)では、たとえ同一内容のパケット同士であっても、 MACアドレス及び I Pアドレスのどちらも異なるために、別のパケット(相互に関連のないパケット)と判断さ れてしまレ、、その結果、各あて先に対応した LSPを用いて、 MH1320に対して同一 内容のパケットが複数転送されてしまレ、、アクセスネットワーク 1200内では、重複した パケット転送が行われることになる。また、 P— LSR1210において、各パケットに関し て、 MACアドレス及び IPアドレスのどちらも異なるパケットであるにもかかわらず、実 際には同一のあて先に転送されるパケットであるか否かの判別を行うことは、処理負 荷が高ぐ困難である。
発明の開示
[0018] 本発明は、上記の問題に鑑み、移動端末が固定基地局とグループ移動を行うため の移動基地局との間をハンドオーバする際に、パケットロス及びデータ転送の為の帯 域消費を低減させることが可能な移動通信制御方法、データ通信装置、移動基地局 装置並びに移動端末を提供することを目的とする。
[0019] 上記目的を達成するため、本発明の移動通信制御方法は、移動端末がコアネット ワークに接続するためのアクセスネットワークを形成し、前記アクセスネットワークのェ ッジに位置するとともに、前記コアネットワークに接続されている第 1エッジ通信装置と 、前記アクセスネットワークのエッジに位置するとともに、前記移動端末を収容する第 2エッジ通信装置とにより構成されており、前記第 2エッジ通信装置に収容されている 前記移動端末が、前記第 1エッジ通信装置及び前記第 2エッジ通信装置を経由して 前記コアネットワークに接続する移動通信制御システムにおける移動通信制御方法 であって、
前記第 2エッジ通信装置が、 自身の配下に移動端末を収容することが可能な移動 基地局装置を収容する移動基地局装置収容ステップと、
前記第 1エッジ通信装置が、前記第 2エッジ通信装置と前記移動基地局装置との 間で接続を切り替える移動端末の接続切り替え開始タイミング及び接続切り替え終 了タイミングを把握する接続関係把握ステップと、
前記移動端末の前記接続切り替え開始タイミングから前記接続切り替え終了タイミ ングまでの間、前記第 1エッジ通信装置が、前記コアネットワークに接続されている任 意の通信装置力 前記移動端末あてに送信されたデータユニットに所定のフラグを 付加するフラグ付加ステップと、
前記第 2エッジ通信装置が、前記所定のフラグが付加された前記データユニットを 受信した場合、前記データユニットを複製し、複製された一方の前記データユニット を配下の前記移動端末に直接送信するとともに、複製された他方の前記データュニ ットを前記移動基地局装置経由で前記移動端末に送信するデータユニット複製ステ ップとを、
有する。
上記の構成により、移動端末が固定基地局とグループ移動を行うための移動基地 局との間をハンドオーバする際に、パケットロス及びデータ転送の為の帯域消費を低 減させることが可能となる。
[0020] さらに、本発明の移動通信制御方法は、上記の移動通信制御方法において、前記 第 1エッジ通信装置が、前記移動基地局装置経由で前記データユニットを受信する ことが可能な前記移動端末あての前記データユニットに関して、前記移動基地局装 前記データユニット複製ステップにおいて、前記第 2エッジ通信装置が、前記所定 のフラグが付加された前記データユニットを受信した場合には、前記カプセル化され たデータユニットを複製し、複製された一方の前記データユニットをデカプセルィ匕し た後に配下の前記移動端末に直接送信するとともに、複製された他方の前記データ ユニットをそのまま前記移動基地局装置に送信するように構成されている。
上記の構成により、データユニットが移動基地局装置に向けて転送され、移動端末 を収容するエッジ通信装置においてデータユニットの複製が行われることによって、 移動端末のソフトハンドオーバが実現される。
[0021] さらに、本発明の移動通信制御方法は、上記の移動通信制御方法において、前記 第 1エッジ通信装置が、前記フラグ付加ステップにおレ、て前記所定のフラグが付加さ れた前記データユニットを、前記移動基地局装置を終点とするトンネルを通じて送信 するデータユニット送信ステップを有し、
前記データユニット複製ステップにおいて、前記第 2エッジ通信装置が、前記所定 のフラグが付加され前記トンネルを通じて送信された前記データユニットを、前記トン ネルの終点に向けて転送するとともに、前記データユニット内に含まれるあて先 IPァ ドレスを参照して、前記データユニットを配下の前記移動端末に直接送信するように 構成されている。 上記の構成により、ソフトハンドオーバの際に、アクセスネットワーク内のフレームォ ーバヘッドを低減することが可能となる。
[0022] さらに、本発明の移動通信制御方法は、上記の移動通信制御方法において、前記 アクセスネットワーク内における前記データユニットの転送がラベルスイッチング方式 によって行われ、前記アクセスネットワーク内において、前記所定のフラグが付加され た前記データユニットが、前記移動基地局装置にデータユニットを転送するためのパ スを利用するように構成されている。
上記の構成により、アクセスネットワーク内において利用されるラベルスイッチング用 のパスを 1つのみ利用して、移動端末のソフトハンドオーバが実現される。
[0023] さらに、本発明の移動通信制御方法は、上記の移動通信制御方法において、前記 フラグ付加ステップにおいて、ラベルスイッチング用のヘッダに前記所定のフラグが 付加されるように構成されてレヽる。
上記の構成により、従来のラベルスイッチングに係るヘッダを利用して、所定のフラ グの付カ卩によるオーバヘッドの増加を抑制することが可能となるとともに、所定のフラ グによるデータユニットの複製指示を確実に行うことが可能となる。
[0024] また、上記目的を達成するため、本発明の移動通信制御方法は、移動端末がコア ネットワークに接続するためのアクセスネットワークを形成し、前記アクセスネットヮー クのエッジに位置するとともに、前記コアネットワークに接続されている第 1エッジ通信 装置と、前記アクセスネットワークのエッジに位置するとともに、前記移動端末を収容 する第 2エッジ通信装置とにより構成されており、前記第 2エッジ通信装置に収容され ている前記移動端末が、前記第 1エッジ通信装置及び前記第 2エッジ通信装置を経 由して前記コアネットワークに接続する移動通信制御システムにおける移動通信制 御方法であって、
前記第 2エッジ通信装置が、 自身の配下に移動端末を収容することが可能な移動 基地局装置を収容する移動基地局装置収容ステップと、
前記第 2エッジ通信装置が、前記アクセスネットワークを特定するプレフィックスと同 一のプレフィックスを自身の配下に通知するプレフィックス通知ステップと、
前記第 1エッジ通信装置から前記第 2エッジ通信装置までの前記アクセスネットヮー ク内において、前記第 1エッジ通信装置が、前記第 2エッジ通信装置を経由する前記 データユニットを、同一のトンネルを通じて転送する共通トンネル転送ステップと、 前記第 2エッジ通信装置が、前記第 2エッジ通信装置と前記移動基地局装置との 間で接続を切り替える移動端末の接続切り替え開始タイミング及び接続切り替え終 了タイミングを把握する接続関係把握ステップと、
前記移動端末の前記接続切り替え開始タイミングから前記接続切り替え終了タイミ ングまでの間、前記第 2エッジ通信装置が、前記移動端末あての前記データユニット を複製し、複製された一方の前記データユニットを配下の前記移動端末に直接送信 するとともに、複製された他方の前記データユニットを前記移動基地局装置経由で前 記移動端末に送信するデータユニット複製ステップとを、
有する。
上記の構成により、移動端末が固定基地局とグループ移動を行うための移動基地 局との間をハンドオーバする際に、パケットロス及びデータ転送の為の帯域消費を低 減させることが可能となる。
また、上記目的を達成するため、本発明のデータ通信装置は、移動端末がコアネッ トワークに接続するためのアクセスネットワークのエッジに位置するとともに、前記コア ネットワークに接続されているデータ通信装置であって、
前記アクセスネットワークのエッジに位置するとともに前記移動端末を収容すること が可能なエッジ通信装置と、前記エッジ通信装置の配下に存在する移動端末、又は 前記エッジ通信装置の配下に存在し、 自身の配下に前記移動端末を収容することが 可能な移動基地局装置との位置関係を示す情報を格納する位置情報格納手段と、 前記コアネットワークに接続されている任意の通信装置から前記移動端末あてに送 信されたデータユニットを受信するデータユニット受信手段と、
前記位置情報格納部に格納されてレ、る前記位置関係を示す情報を参照して、前 記移動端末が前記エッジ通信装置及び前記移動基地局装置の両方から前記デー タユニットを受信することが可能な位置に存在する場合には、前記エッジ通信装置に 前記データユニットを複製するように指示するための所定のフラグを、前記データュ ニットに付加するフラグ付加手段と、 前記エッジ通信装置に向けて、前記フラグ付加手段によって前記所定のフラグが 付加された前記データユニットを送信するデータユニット送信手段とを、
有する。
上記の構成により、アクセスネットワークのエッジに位置するとともにコアネットワーク に接続されているデータ通信装置は、移動端末のソフトハンドオーバ時に、アクセス ネットワークのエッジに位置するとともに移動端末を収容しているエッジ通信装置に 対して、ソフトハンドオーバを実現するためのデータユニットの複製を指示することが 可能となる。
[0026] さらに、本発明のデータ通信装置は、上記のデータ通信装置において、前記位置 情報格納部に格納されてレ、る前記位置関係を示す情報を参照して、前記移動端末 が前記移動基地局装置の配下に存在するか否かを判断する移動基地局配下判断 手段と、
前記移動基地局配下判断手段によって前記移動端末が前記移動基地局装置の 配下に存在すると判断された場合には、前記移動基地局をあて先とするヘッダで力 プセル化するカプセル化手段とを、
有する。
上記の構成により、データユニットが移動基地局装置に向けて転送され、移動端末 を収容するエッジ通信装置においてデータユニットの複製が行われることによって、 移動端末のソフトハンドオーバが実現される。
[0027] さらに、本発明のデータ通信装置は、上記のデータ通信装置において、前記デー タユニット送信手段が、前記フラグ付加手段によって前記所定のフラグが付加された 前記データユニットを、前記移動基地局装置を終点とするトンネルを通じて送信する ように構成されている。
上記の構成により、あて先 IPアドレスとして移動端末のアドレスを有するデータュニ ットを、移動基地局装置を終点とするトンネルを通じて送信することで、アクセスネット ワークの端末側のエッジに位置するデータ通信装置が、データパケットを複製して、ト ンネルの終点及びあて先 IPアドレスの両方あてにデータパケットを転送できるように なる。 [0028] さらに、本発明のデータ通信装置は、上記のデータ通信装置において、前記ァクセ スネットワーク内における前記データユニットの転送がラベルスイッチング方式によつ て行われるように構成されており、前記データユニットに対して、前記データユニット が前記アクセスネットワーク内を前記エッジ通信装置に向けて転送されるためのラベ ルを付加するラベル付加手段を有する。
上記の構成により、アクセスネットワーク内において利用されるラベルスイッチング用 のパスを 1つのみ利用して、移動端末のソフトハンドオーバが実現される。
[0029] また、上記目的を達成するため、本発明のデータ通信装置は、移動端末がコアネッ トワークに接続するためのアクセスネットワークのエッジに位置するとともに、前記移動 端末を収容することが可能なデータ通信装置であって、
自身の配下に前記移動端末を収容することが可能な移動基地局装置、又は前記 移動端末を収容することが可能な無線通信装置収容手段と、
前記アクセスネットワークからデータユニットを受信するデータユニット受信手段と、 前記移動端末が前記エッジ通信装置及び前記移動基地局装置の両方から前記デ ータユニットを受信することが可能な位置に存在すると判断された際に付加される前 記所定のフラグが、前記アクセスネットワークのエッジに位置するとともに前記コアネッ トワークに接続されているデータ通信装置によって付加されたデータユニットを受信 した場合、前記データユニットを複製するデータ複製手段と、
前記データ複製手段によって複製された一方の前記データユニットを配下の前記 移動端末に直接送信するとともに、複製された他方の前記データユニットを前記移動 基地局装置に送信するデータユニット送信手段とを、
有する。
上記の構成により、アクセスネットワークのエッジに位置するとともに移動端末を収 容しているデータ通信装置は、移動端末のソフトハンドオーバ時に、アクセスネットヮ ークのエッジに位置するとともにコアネットワークに接続されているエッジ通信装置に よってデータユニットに付加された所定のフラグの有無を参照して、ソフトハンドォー バを実現するためのデータユニットの複製を行うか否かを決定することが可能となる。
[0030] さらに、本発明のデータ通信装置は、上記のデータ通信装置において、前記所定 のフラグが付加された前記データユニットが前記移動基地局をあて先とするヘッダで カプセル化されており、前記データ複製手段によって前記複製された一方の前記デ ータユニットに関して、前記移動基地局をあて先とするヘッダのデカプセルィヒを行う デカプセル化手段を有する。
上記の構成により、データユニットが移動基地局装置に向けて転送され、移動端末 を収容するエッジ通信装置においてデータユニットの複製が行われることによって、 移動端末のソフトハンドオーバが実現される。
[0031] さらに、本発明のデータ通信装置は、上記のデータ通信装置において、前記デー タ複製手段によって複製された一方の前記データユニットを、前記所定のフラグによ つて特定されるあて先アドレスに送信するとともに、複製された他方の前記データュ ニットを、前記データユニットに含まれるあて先 IPアドレスから導出されるあて先ァドレ スに送信するように構成されている。
上記の構成により、データ通信装置は、所定のフラグが付加されているデータパケ ットを複製して、トンネルの終点及びあて先 IPアドレスの両方あてにデータパケットを 転送できるようになる。
[0032] また、上記目的を達成するため、本発明の移動基地局装置は、レイヤ 2レベルのデ ータユニットの処理を行う移動可能な移動基地局装置であって、
無線通信によって、コアネットワークに接続するためのアクセスネットワークのエッジ に位置する基地局装置に接続可能な無線通信手段と、
移動端末を収容することが可能な無線通信装置収容手段と、
前記無線通信装置収容手段に収容されている移動端末をあて先とするデータュニ ットが、 自身をあて先とするヘッダでカプセル化されているカプセル化データユニット を前記無線通信手段を介して受信した場合、前記カプセル化データユニットのデカ プセル化を行うデカプセル化手段と、
前記デカプセルィヒ手段によって得られた前記移動端末をあて先とするデータュニ ットを、前記移動端末に送信するデータ送信手段とを、
有する。
上記の構成により、レイヤ 2レベルのデータユニットの処理を行う移動基地局装置は 、受信したデータユニットのデカプセル化及び転送を行うことによって、配下の移動 端末にデータユニットを送信することが可能となる。
[0033] さらに、本発明の移動基地局装置は、上記の移動基地局装置において、 自身の識 別情報と、自身が移動可能である旨を示す情報と、 自身が収容されている前記基地 局装置の識別情報とを含むビーコンを配下に送信するビーコン送信手段を有する。 上記の構成により、特に、自身が移動可能である旨とともに、移動基地局装置が接 続されてレ、る親基地局装置の情報を、配下の移動端末に通知することが可能となる
[0034] また、上記目的を達成するため、本発明の移動端末は、移動可能な移動端末であ つて、
無線通信によって基地局装置に接続可能な無線通信手段と、
第 1基地局装置に収容されている状態で、前記無線通信手段によって第 2基地局 装置から新たにビーコンを受信した場合、前記第 2基地局装置から受信したビーコン に含まれる、前記第 2基地局装置が収容されている基地局装置の識別情報を参照し て、前記第 1基地局装置と前記第 2基地局装置とが同一か否かを判断するビーコン 情報判断手段と、
前記ビーコン情報判断手段によって前記第 i基地局装置と前記第 2基地局装置と が同一であると判断された場合、 自身あてのデータユニットが前記第 1基地局装置で 複製されて前記第 1基地局装置及び前記第 2基地局装置のどちらからでも前記デー タユニットを受信できるようにするための要求として、前記第 1基地局装置に対して、 自身の識別情報及び前記第 2基地局装置の識別情報を含むメッセージを送信するメ ッセージ送信手段とを、
有する。
上記の構成により、 2つの基地局装置が、一方の基地局装置の親基地局装置と他 方の基地局装置とが同一の関係にある場合に、移動端末は、ソフトハンドオーバの 要求を行うようにすることが可能となる。
[0035] 本発明は、上記構成を有しており、移動端末が固定基地局とグループ移動を行う ための移動基地局との間をハンドオーバする際に、パケットロス及びデータ転送の為 の帯域消費を低減させるとレ、う効果を有してレ、る。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明の第 1の実施の形態におけるネットワーク構成の一例を示す図
[図 2]本発明の第 1の実施の形態において、 MHが固定基地局(E— LSR)のみに接 続されている場合のフレームのフォーマットの一例を示す図
[図 3]本発明の第 1の実施の形態において、 MHが移動基地局(MEB)に接続されて レ、る場合のフレームのフォーマットの一例を示す図
[図 4]図 2及び図 3における MPLS Shimヘッダのフォーマットの一例を示す図
[図 5]本発明の第 1の実施の形態において、アクセスネットワーク内で転送されるフレ ームに係るトンネルを模式的に示す図
[図 6]本発明の第 1の実施の形態における P— LSRの構成の一例を示すブロック図 [図 7]本発明の第 1の実施の形態における E— LSRの構成の一例を示すブロック図 [図 8]本発明の第 1の実施の形態における MEBの構成の一例を示すブロック図 [図 9]本発明の第 1の実施の形態における MHの構成の一例を示すブロック図
[図 10]本発明の第 1の実施の形態において、固定基地局(E— LSR)から送信される ビーコンの内容を模式的に示す図
[図 11]本発明の第 1の実施の形態において、移動基地局(MEB)から送信されるビ 一コンの内容を模式的に示す図
[図 12]本発明の第 1の実施の形態において、 MHが E— LSRから MEBに接続を変 更する場合にソフトハンドオーバ状態となるまでの動作の一例を示すシーケンスチヤ ート
[図 13]本発明の第 1の実施の形態において、ソフトハンドオーバ状態にある MHが単 一の基地局に接続を切り替える動作の一例を示すシーケンスチャート
[図 14]本発明の第 1の実施の形態において、 MHが MEBから E— LSRに接続を変 更する場合にソフトハンドオーバ状態となるまでの動作の一例を示すシーケンスチヤ ート
[図 15]本発明の第 1の実施の形態において、 P— LSRに格納される転送先管理テー ブノレの一例を示す図 [図 16]従来の技術におけるネットワーク構成の一例を示す図
[図 17]従来の技術において、 MPLSで用いられるラベルに関するフォーマットを示す 図
[図 18]本発明の第 2の実施の形態におけるネットワーク構成の一例を示す図
[図 19]本発明の第 2の実施の形態において、 MAPから送信されるフレームのフォー マットの一例を示す図
[図 20]本発明の第 3の実施の形態において、アクセスネットワークの端末側のエッジ に位置する ARに格納される転送先管理テーブルの一例を示す図
[図 21]本発明の第 3の実施の形態において、 MHが固定 ARから MARに接続を変 更する場合にソフトハンドオーバ状態となるまでの動作の一例を示すシーケンスチヤ ート
[図 22]本発明の第 3の実施の形態において、ソフトハンドオーバ状態にある MHが単 一の基地局に接続を切り替える動作の一例を示すシーケンスチャート
[図 23]本発明の第 2の実施の形態におけるソフトハンドオーバ状態の転送先管理テ 一ブルの一例を示す図
発明を実施するための最良の形態
[0037] <第 1の実施の形態 >
以下、図面を参照しながら、本発明の第 1〜第 3の実施の形態について説明する。 まず、図 1を参照しながら、本発明の第 1の実施の形態におけるネットワーク構成、及 び本発明の概要について説明する。図 1は、本発明の第 1の実施の形態におけるネ ットワーク構成の一例を示す図である。
[0038] 図 1に示すネットワーク構成では、インターネットなどの外部の IPネットワーク(コアネ ットワーク 100)にアクセスネットワーク 200が接続されており、コアネットワーク 100に 接続されている CN130と、アクセスネットワーク 200に無線によって接続されている MH (Mobile Host :移動端末) 320との間で通信を行うことが可能なように構成されて いる。
[0039] また、コアネットワーク 100には、上記の CN130以外に、 MH320のホームエージ ェントである HA(MH) 120と、アクセスネットワーク 200に接続されている通信端末に 対して、コアネットワーク 100への接続を提供する AR140とが接続されている。
[0040] 一方、アクセスネットワーク 200は、複数の LSRによって構成されており、例えば、 E oMPLSによってレイヤ 2のトンネルを提供することが可能である。図 1には、アクセス ネットワーク 200のエッジを構成する P_LSR210、 E_LSR230、 240と、アクセス ネットワーク 200の内部(エッジ以外の部分)に位置する LSR220 (図 1では 1つのみ 図示されてレ、るが複数配置されてもょレ、)とが図示されてレ、る。
[0041] なお、ここでは、コアネットワーク 100側のエッジに位置する P— LSR210から、 MH 320側のエッジに位置する E— LSR230までトンネルされており、すなわち、 P— LS R210から E— LSR230までの経路(LSP : Label Switched Path)があらかじめ確立さ れているものとする。また、 P— LSR210は、 AR140に接続されており、 P-LSR21 0及び AR140によって、コアネットワーク 100とアクセスネットワーク 200との接続ポィ ントが形成されている。また、 E— LSR230は、無線基地局(固定基地局)の機能も有 しており、後述の MEB (Mobile Edge Bridge:モパイルエッジブリッジ) 310や MH32 0がアクセスネットワーク 200を通じてコアネットワーク 100に接続するための無線リン クを提供しているものとする。
[0042] また、 MEB310は、グループ用移動制御装置として機能する移動基地局である。
この MEB310は、他の無線基地局(例えば、 E-LSR230)に接続可能であるととも に、 自ら無線基地局として機能し、配下に MH320を接続することも可能である。なお 、この MEB310は、 NEMOの MRと同様に移動体に設置され、移動体内に存在す る MH320に対してコアネットワーク 100への接続を提供することが可能である。一方 、 MEB310が NEMOの MRと大きく異なる点は、 MEB310力 レイヤ 2エンティティ であって IPアドレスを有する必要がない点、 MRのように配下にネットワークを形成す るものではなぐ単に無線基地局として配下に MH320を収容する点である。
[0043] また、 MH320は、無線通信が可能なユーザ端末であり、無線リンクを介して E— L SR230や MEB310の配下に接続し、コアネットワーク 100に接続されている CN13 0と通信を行うことが可能である。このとき、 MH320が MEB310に接続した場合でも 、 MH320が保持する CoAは 1つである。また、 MH320力 SMEB310と E— LSR230 との間で接続を変更した場合でも、 MH320は、 IPアドレスの変更処理を行う必要は なレ、。なお、本発明の第 1の実施の形態では、 MH320がモパイル IPを搭載しており 、 CoAを用いて通信を行う場合について説明を行うが、本発明に関連するシステム 及び通信端末には、モパイル IPが必ずしも実装されてレ、る必要はなレ、。
[0044] 本発明では、例えば、図 1において、 E— LSR230の無線通信エリア(E— LSR23 0の配下に接続可能な無線リンクの有効なエリア)と、 MEB310の無線通信エリア( MEB310の配下に接続可能な無線リンクの有効なエリア)とがオーバラップし、この オーバラップエリアに存在する MH320力 E— LSR230及び MEB310のどちら力、 らでもパケットの送受信を行うことが可能なソフトハンドオーバ状態を考える。具体例と しては、例えば、 E— LSR230が駅のホームに設置されており、 MEB310が設置さ れた列車がホームに到着した場合において、 MH320を有するユーザが列車に乗車 又は降車する場合が想定される。
[0045] ここで、 E— LSR230又は MEB310に接続して AR140力、ら気付アドレス(CoA # 1 — 1)を取得した MH320力 CN130との通信を行う場合について考える。 CoA# l ー1を取得した MH320は、バインディングアップデートによって、 自身の HA (MH) 1 20に対して CoA # 1—1を登録することによって、 IPレイヤにおける MH320の到達 可能性(reachability)が保証される。
[0046] すなわち、 CN130が MHのホームアドレスをあて先アドレスとするパケットを送信し た場合、このパケットは、 HA (MH) 120によってインタセプトされ、 HA (MH) 120の アドレスを送信元アドレスとし、 CoA# 1—1をあて先アドレスとするヘッダでカプセル 化されることで、 AR140配下のアクセスネットワーク 200に接続されている MH320 に到達する。なお、 MH320と CN130との間で経路最適化が行われた場合には、 C N130が経路制御ヘッダを設定したパケットを送信することによって、 CN130から M H320に送信されるパケットが、 HA(MH) 120を経由せずに直接 MH320に到達可 能となる。
[0047] CN130力 MH320に向けて送信されたパケットは、 HA (MH) 120を経由して A R140に到達する力 \あるいは HA(MH) 120を経由せずに AR140に到達し、 AR1 40配下のアクセスネットワーク 200内で EoMPLSによって転送されることで MH320 に到達する。本発明の第 1の実施の形態では、 MEB310力 — LSR230に接続さ れており、かつ、 MH320が E— LSR230及び MEB310の両方の無線通信エリアの オーバラップエリアに存在して E— LSR230及び MEB310の両方と接続可能な状態 の場合に、 E— LSR230が上記の MH320あてのパケットをコピーして、 E— LSR23 0の無線リンクを通じた経路(図 1の経路ひ)と、 MEB310の無線リンクを通じた経路( 図 1の経路 j3 )の 2つの経路を経由したパケットの転送が行われるようにすることによ つて、 MH320におけるソフトハンドオーバ状態が実現される。
[0048] 次に、本発明の第 1の実施の形態において、 CN130力ら MH320に向けて送信さ れたパケットがアクセスネットワーク 200内で転送される場合のパケットのフォーマット について説明する。図 2は、本発明の第 1の実施の形態において、 MHが固定基地 局(E— LSR)のみに接続されている場合のフレームのフォーマットの一例を示す図 であり、図 3は、本発明の第 1の実施の形態において、 MHが移動基地局(MEB)に 接続されている場合のフレームのフォーマットの一例を示す図である。また、図 4は、 図 2及び図 3における MPLS Shimヘッダのフォーマットの一例を示す図である。
[0049] CN130力 MH320に向けて送信されたパケットを受信した AR140は、アクセス ネットワーク 200に適合したネットワークプレフィックスを有する CoA# 1—1が、バケツ トのあて先アドレスに設定されていること(すなわち、パケットのあて先である MH320 がアクセスネットワーク 200に接続されていること)を確認して、このパケットを含む M ACフレームを生成する。
[0050] AR140では、図 2及び図 3に示すフレームのフォーマットにおいて、フィーノレド 401 〜405の部分が生成される。すなわち、 AR140では、あて先 MACアドレスフィール ド 401に MH320の MACアドレス、送信元 MACアドレスフィールド 402に AR140の MACアドレス、後続のデータフィールド 404のプロトコルタイプを示す Ε— typeフィ 一ルド 403に IPを示す数値、データフィールド 404にコアネットワーク 100力、ら受信し た IPパケットのデータ、 FCS (Frame Check Sequence)フィールド 405にエラーチェッ ク用の数値を含む MACフレームが生成される。
[0051] AR140で生成された MACフレームは、 P— LSR210に渡される。 P— LSR210は 、 AR140で生成された MACフレームを更にカプセル化して、カプセル化フレームを 生成する。このとき、 P— LSR210は、 MH320が MEB310の配下に存在するか否 かをチェックし、このチェック結果に応じて、異なるフォーマットのカプセル化フレーム を生成する。なお、 P— LSR210は、例えば、後述の転送先管理テーブルを参照す ることによって、 MH320が MEB310の配下に存在するか否かをチェックすることが 可能となる。
[0052] MH320が MEB310の配下に存在しないことが確認された場合(すなわち、 E— L SR230に直接接続されている場合)には、 P— LSR210は、図 2に示すフレームを生 成する。図 2に示すフレームは、上述のフィールド 401〜405を有する MACフレーム に、 EoMPLSによる転送用のカプセル化ヘッダを付加したフレームである。すなわち 、 P— LSR210では、あて先 MACアドレスフィールド 501に LSR220の MACァドレ ス(次のホップ先の MACアドレス)、送信元 MACアドレスフィールド 502に P— LSR 210の MACアドレス、 Ε— typeフィールド 503に MPLSを示す数値、 E— LSR230 に到達可能とするラベルを有する MPLS Shimヘッダ 504を含むカプセル化ヘッダ 500が生成され、 AR140力ら受け取った MACフレームに付加される。
[0053] 一方、 MH320が MEB310の配下に存在することが確認された場合には、 P— LS R210は、図 3に示すフレームを生成する。図 3に示すフレームは、上述のフィールド 401〜405を有する MACフレームに、 MEB310にトンネルするための第 1カプセル 化ヘッダ、及び EoMPLSによる転送用の第 2カプセル化ヘッダを付加したフレーム である。すなわち、 P— LSR210では、あて先 MACアドレスフィールド 601に MEB3 10の MACアドレス、送信元 MACアドレスフィールド 602に P— LSR210の MACァ ドレス、 E— typeフィールド 603 (特に挿入する数値は規定されていなレ、)を含む第 1 カプセル化ヘッダ 600が生成され、この第 1カプセル化ヘッダ 600が AR140から受 け取った MACフレームに付加されるとともに、更に第 2カプセル化ヘッダ 500 (図 2に 示すフィールド 501〜504を含むカプセル化ヘッダ 500と同一)が付加される。
[0054] また、 P— LSR210が MH320あてにフレームの送信を行う場合、 P— LSR210は 、 MH320が E— LSR230及び MEB310の両方力もパケットを受信することが可能 なオーバラップエリアに存在しているか否力、 (すなわち、ソフトハンドオーバ状態となり 得るか否力 をチェックし、 MH320がソフトハンドオーバ状態となり得る場合には、そ の旨を示すフラグをフレーム内に揷入する。このフラグの揷入箇所はフレーム内の任 意の場所でよいが、本発明の第 1の実施の形態では、 MPLS Shimヘッダ 504に揷 入する場合について説明する。
[0055] 本発明の第 1の実施の形態では、図 2及び図 3に図示されている MPLS Shimへッ ダ 504を、図 4に示すようなフォーマットとする。図 4に示す MPLS Shimヘッダ 504 には、従来と同様に Labelフィーノレド 511、 Expフィーノレド 512、 Sフィーノレド 513カ含 まれるとともに、従来の TTLフィールド(図 17の TTLフィールド 1714)を改変し、 E— LSR230に対してパケットのコピーを指示するフィールド 515 (本明細書では、 D (Dr op bit :ドロップビット)フィールド 515と呼ぶ)が含まれる。 Dフィーノレド 515は、 1ビット のフラグによって実現可能であり、例えば、 Dフィールド 515のドロップビットが『0』の 場合には、 E— LSR230に対してフレームのコピーを行わないように指示し、 Dフィー ルド 515のドロップビット力 l』の場合には、 E— LSR230に対してフレームのコピー を行うように指示するものと規定することが可能である。
[0056] なお、従来の TTLフィールド 1714は、例えば有効ホップ数などによって有効期限 を示すためのフィールドである力 本発明の第 1の実施の形態におけるアクセスネット ワーク 200では、アクセスネットワーク 200のエッジ間であら力じめ定められた LSPに 沿ってフレームが伝送されるため、フレームに対して有効ホップ数を定めることに特 別な意味を有さないので、本発明の第 1の実施の形態では、この TTLフィールド 171 4の場所に Dフィールド 515を挿入している。また、従来、 8ビットが規定されている TT Lフィールド 1714から 1ビットの Dフィールド 515を除いた残りの 7ビットは Resvフィー ルド(予約フィールド) 516とする。
[0057] また、図 5は、本発明の第 1の実施の形態において、アクセスネットワーク内で転送 されるフレームに係るトンネルを模式的に示す図である。なお、ここでは、 MH320力 S 、 E— LSR230及び MEB310のどちらからでもパケットを受信することが可能なソフト ハンドオーバ状態の場合について説明する。
[0058] 図 5において、 MH320あての IPパケットを含むフレームを受信した P— LSR210は 、図 3に示すフォーマットに基づいて、受信フレームに関して、第 1カプセル化ヘッダ 600及び第 2カプセル化ヘッダ 500によるカプセル化を行うとともに、 MPLS Shim ヘッダ 504の Dフィーノレド 515のビットを、 E— LSR230に対してフレームのコピーを 行うように指示するドロップビット『1』に設定する。
[0059] P— LSR210から送信されたフレームは、従来の EoMPLSと同様の方法によって、 LSR220を経由して E— LSR230に到達する。 E— LSR230は、 EoMPLSによる転 送用の第 2カプセル化ヘッダ 500を外すとともに、 MPLS Shimヘッダ 504の Dフィ 一ルド 515のドロップビット『1』を確認する。そして、 E— LSR230は、第 1カプセル化 ヘッダ 600が付加されたフレームをコピーし、コピー後の一方のフレーム(第 1カプセ ル化ヘッダ 600によってカプセル化されたフレーム)に関しては、そのまま MEB310 に転送し、コピー後の他方のフレームに関しては、第 1カプセルィ匕ヘッダ 600を外し て、無線リンクを通じて MH320に送信する。
[0060] また、 E— LSR230力、ら、第 1カプセル化ヘッダ 600によってカプセル化されたフレ ームを受信した MEB310は、第 1カプセル化ヘッダ 600を外した後、無線リンクを通 じて MH320に送信する。これにより、 E— LSR230の無線リンク及び MEB310の無 線リンクの両方力 MH320に対してパケットが送信され、 MH320は、これらのパケ ットのいずれ力を選択的に受信することが可能なソフトハンドオーバ状態となる。
[0061] 次に、図 1に示すネットワークにおいて、主要なネットワークエレメントの構成の一例 について説明する。図 6は、本発明の第 1の実施の形態における P—LSRの構成の 一例を示すブロック図である。図 6に示す P— LSR210は、通信 I/F (インタフェース ) 211、メッセージ処理部 212、転送先管理テーブル格納部 213、 MEB配下判断部 214、第 1カプセル化部 215、 MPLS Shimヘッダ生成部 216、第 2カプセル化部 2 17、通信 I/F218を有している。
[0062] 通信 I/F211は、コアネットワーク 100側(AR140)と接続して通信を行うためのィ ンタフェースであり、通信 I/F218は、アクセスネットワーク 200内部(LSR220)と接 続して通信を行うためのインタフェースである。なお、ここでは便宜的に、通信 I/F2 11及び通信 I/F218を分離して記載してレヽるカ S、通信 I/F211及び通信 IZF218 は同一のハードウェアによって実現されてもよい。
[0063] また、メッセージ処理部 212は、アクセスネットワーク 200内部における制御プレー ンを通じたメッセージ交換を行うために、メッセージの生成 ·処理の機能を有している 。また、転送先管理テーブル格納部 213は、複数の E— LSRのそれぞれの配下に存 在する MEB310や MH320の接続関係を管理するための転送先管理テーブルを格 納する機能を有している。
[0064] この転送先管理テーブルは、例えば図 15に示す構成を有している。図 15は、本発 明の第 1の実施の形態において、 P—LSRに格納される転送先管理テーブルの一例 を示す図である。転送先管理テーブルには、例えば、 MEB310や MH320が E— L SR230の配下に存在することを示す情報として、 E— LSR230の IDと MEB310や MH320の IDとが関連付けられて格納される。また、さらに MH320が MEB310及 び E— LSR230の両方に接続可能な状態の場合には、転送先管理テーブルにおい て、 MH320の IDが、 MEB310及び E— LSR230の両方の IDに関連付けられて格 納され、 MH320が MEB310の配下のみに接続されている状態の場合には、 MH3 20の IDと MEB310の IDとが関連付けられて格納される。
[0065] なお、図 15には、 MEB310は E— LSR230を経由して到達可能な状態にあり、 M H320は E—LSR230及び MEB310を経由して到達可能な状態(すなわち、ソフト ハンドオーバ可能な状態)にある場合の転送先管理テーブルが図示されている。ま た、図 15に示す転送先管理テーブルの構成は一例であり、 P— LSR210力 SMEB31 0や MH320に対してフレームを転送する際に、これらの位置を特定することが可能 である限りにおいて、任意の構成であってよい。
[0066] また、 MEB配下判断部 214は、転送先管理テーブル格納部 213に格納されてい る転送先管理テーブルを参照して、 MH320が MEB310の配下に存在するか否か を判断する機能を有している。 MEB配下判断部 214は、コアネットワーク 100側から 受信したフレームに関し、フレームのあて先 (MH320)が MEB310の配下に存在す る場合にはこのフレームを第 1カプセルィ匕部 215に渡す一方、フレームのあて先(M H320)が MEB310の配下に存在しない場合にはこのフレームを第 2カプセル化部 217に渡す。
[0067] また、第 1カプセル化部 215は、図 3に図示されている第 1カプセル化ヘッダ 600を 生成して、 MEB配下判断部 214から渡されたフレームのカプセル化を行う機能を有 している。また、 MPLS Shimヘッダ生成部 216は、転送先管理テーブルを参照して 、第 2カプセル化部 217によるカプセル化の際に揷入される MPLS Shimヘッダ 504 を生成する機能を有している。具体的には、 MPLS Shimヘッダ生成部 216は、ァク セスネットワーク 200内における転送用ラベルの選択や、 MH320力 SE— LSR230と MEB310の両方からパケットを受信することが可能か否かに応じた Dフィールド 515 の値の設定などを行う。なお、詳細な説明は省略するが、従来の技術と同様に、 MP LS Shimヘッダ生成部 216は、 MPLS Shimヘッダ 504のラベルフィールド 501に、 転送に用いられる LSPに対応したラベル情報の揷入も行う。
[0068] また、第 2カプセル化部 217は、図 2に図示されているカプセル化ヘッダ 500や、図
3に図示されている第 2カプセル化ヘッダ 500を生成して、 MEB配下判断部 214又 は第 1カプセル化部 215から渡されたフレームのカプセルィ匕を行う機能を有している 。したがって、 MEB配下判断部 214で MEB310の配下に存在しないと判断された MH320に係るフレームに関しては、第 2カプセル化部 217における 1回のカプセル 化が行われて、図 2に図示されているフレームが生成される一方、 MEB配下判断部 214で MEB310の配下に存在すると判断された MH320に係るフレームに関しては 、第 1カプセルィ匕部 215及び第 2カプセルィ匕部 217における 2回のカプセルィ匕が行わ れて、図 3に図示されているフレームが生成される。これらのフレームは通信 I/F21 8を通じて、アクセスネットワーク 200内部(具体的には LSR220)に送信される。
[0069] また、図 7は、本発明の第 1の実施の形態における E— LSRの構成の一例を示すブ ロック図である。図 7に示す E—LSR230は、通信 l/F231、デカプセル化部 232、ド ロップビット判断部 233、フレームコピー部 234、デカプセルィ匕部 235、無線通信 1/ F236、ビーコン出力部 237、メッセージ処理部 238を有している。
[0070] 通信 I/F231は、アクセスネットワーク 200側(LSR220)と接続して通信を行うため のインタフェースである。また、デカプセル化部 232は、アクセスネットワーク 200の内 部で転送されてきたフレームに関して、転送用のカプセルィ匕ヘッダ(図 2に示すカプ セル化ヘッダ 500又は図 3に示す第 2カプセル化ヘッダ 500)を外す機能を有してい る。また、ドロップビット判断部 233は、上記の転送用のカプセル化ヘッダ内に含まれ る MPLS Shimヘッダ 504の Dフィールド 515の値を参照し、その参照結果に応じて 、デカプセル処理を行った後のフレームの出力先を決定する機能を有している。すな わち、ドロップビット『0』の場合には、デカプセル化後のフレームは無線通信 I/F23 6に渡され、ドロップビット『1』の場合には、デカプセル化後のフレームはフレームコピ 一部 234に渡される。
[0071] また、フレームコピー部 234は、デカプセル化部 232から受けたフレームのコピーを 行レ、、コピー後のフレームをデカプセル化部 235及び無線通信 I/F236に渡す機 能を有している。また、デカプセル化部 235は、フレームコピー部 234力、ら受けたフレ ームに関して、そのカプセル化ヘッダ(図 3に示す第 1カプセル化ヘッダ 600)を外す 機能を有している。なお、フレームコピー部 234から無線通信 IZF236に渡されるフ レームは、 MEB310を経由して MH320に到達するヘッダを有する一方、デカプセ ル化部 235から無線通信 IZF236に渡されるフレームは、直接 MH320に到達する ヘッダを有している。
[0072] また、無線通信 IZF236は、その無線通信エリア内に存在する通信装置 (配下の MEB310や MH320)と無線を介して接続して通信を行うためのインタフェースであ る。また、ビーコン出力部 237は、無線通信 I/F236から配下の無線通信エリア内に 定期的に送信されるビーコンを生成'出力する機能を有している。 E— LSR230のビ ーコン出力部 237から出力されるビーコンは、図 10に図示されているように、例えば 、基地局 ID (E— LSR230の ID)と、基地局タイプ(固定基地局である旨を示す情報 )とを有している。なお、ここでは、 E— LSR230が無線基地局の機能を有するように 構成されているが、無線基地局の機能を E— LSR230とは異なる装置によって実現 することも可能である。
[0073] また、メッセージ処理部 238は、アクセスネットワーク 200内部におけるメッセージ交 換ゃ、配下の MEB310、 MH320との間におけるメッセージ交換を行うために、メッ セージの生成 ·処理の機能を有してレ、る。
[0074] なお、上述の P— LSR210及び E— LSR230は、アクセスネットワーク 200内部に おける LSPの設定を行う機能や、適切な LSPに対応したラベル情報の決定を行う機 能を更に有しており、これは、図示省略の経路設定部により実現される。この経路設 定部に係る動作は、従来の MPLSにおける経路設定に係る動作と同一である。
[0075] また、図 8は、本発明の第 1の実施の形態における MEBの構成の一例を示すブロ ック図である。図 8に示す MEB310は、無線通信 IZF311、デカプセル化部 312、 無線通信 I/F313、ビーコン出力部 314、メッセージ処理部 315、 MH管理テープ ル格納部 316を有している。
[0076] 無線通信 I/F311は、 MEB310が他の基地局(親基地局と呼ぶこともある)の配下 に収容されるように、無線を介して接続して通信を行うためのインタフェースである。 一方、無線通信 I/F313は、その無線通信エリア内に存在する通信装置 (配下の M H320)と無線を介して接続して通信を行うためのインタフェースである。また、ビーコ ン出力部 314は、無線通信 IZF313から配下の無線通信エリア内に定期的に送信 されるビーコンを生成'出力する機能を有している。 MEB310のビーコン出力部 314 力 出力されるビーコンは、図 11に図示されているように、例えば、基地局 ID (MEB 310の ID)と、基地局タイプ (移動基地局である旨を示す情報)と、親基地局 ID (E_ LSR230の ID)とを有している。なお、 MEB310から出力されるビーコン内の親基地 局 IDは、 MEB310が収容される上位の無線基地局の IDが設定されるため動的に変 化する。
[0077] また、デカプセル化部 312は、 E— LSR230から受信したフレーム(図 3において、 第 2カプセル化ヘッダ 500が外され、第 1カプセル化ヘッダ 600が付けられたままの フレーム)に関して、その第 1カプセル化ヘッダ 600を外す機能を有している。デカプ セル化部 312でデカプセル処理されたフレームは、無線通信 I/F313を通じて、 M H320に転送される。
[0078] また、メッセージ処理部 315は、親基地局(E—LSR230)や配下の MH320との間 におけるメッセージ交換を行うために、メッセージの生成 '処理の機能を有している。 また、 MH管理テーブル格納部 316は、 MEB310の配下に存在する MH320の一 覧を有する MH管理テーブルを格納する機能を有してレ、る。この MH管理テーブル は、 MEB310の配下に存在する MH320を管理するためのテーブルである。
[0079] また、図 9は、本発明の第 1の実施の形態における MHの構成の一例を示すブロッ ク図である。図 9に示す MH320は、無線通信 I/F321、ビーコン情報判断部 322、 メッセージ処理部 323、 IPパケット処理部 324を有している。
[0080] 無線通信 I/F321は、 MH320が無線基地局(E— LSR230及び/又は MEB31 0)の配下に収容されるように、無線を介して接続して通信を行うためのインタフェース である。また、ビーコン情報判断部 322は、 MH320が接続する無線基地局から受信 したビーコン情報の判断を行う機能を有している。具体的には、 MH320は、 E-LS R230から受信したビーコン(上述の図 10に示すビーコン)から E— LSR230が固定 基地局であると判断し、 MEB310から受信したビーコン(上述の図 11に示すビーコ ン)から MEB310が移動基地局であると判断する。また、メッセージ処理部 323は、 E — LSR230や MEB310との間におけるメッセージ交換を行うために、メッセージの生 成 ·処理の機能を有している。また、 IPパケット処理部 324は、 IPパケットの処理を行 う機能を有しており、レイヤ 3以上に位置するエンティティである。
[0081] なお、上述の図 6から図 9のそれぞれには、各ネットワークエレメントが本発明の動 作に係る処理(具体的には、 CN130から MH320の方向に伝送されるフレームに係 る処理)を行うための機能のみが主に図示されてレ、る力 各ネットワークエレメントは、 MH320力、ら CN320の方向に伝送されるフレームに係る処理を行うための機能(不 図示)も有している。
[0082] 次に、本発明の第 1の実施の形態における動作について説明する。図 12は、本発 明の第 1の実施の形態において、 MHが E— LSRから MEBに接続を変更する場合 にソフトハンドオーバ状態となるまでの動作の一例を示すシーケンスチャートである。 なお、図 12に示すシーケンスチャートでは、 MEB310には MH320が接続されてい ない状態を初期状態とし、 MH320がソフトハンドオーバ状態となるまでの処理が図 示されている。
[0083] 図 12において、まず、 E— LSR230の無線通信エリアに MH320が移動し、 MH3 20力 S、 E— LSR230からのビーコン(Beacon)を受信する(ステップ S1001)。このビ 一コンには、上述のように、 E— LSR230の IDと、 E— LSR230が固定基地局である 旨を示す情報とが含まれてレ、る。
[0084] MH320が固定基地局である E— LSR230に接続する場合には、まず、 MH320 は、 E— LSR230に対して、接続を行う旨を示すメッセージ (Attach message)を送信 する(ステップ S1002)。この Attach messageを受信した E— LSR230は、 P-LSR2 10に対して、 MH320あてのフレームの経路(LSP)をアクセスネットワーク 200内に 生成するよう要求するメッセージ(Path request message)を送信する(ステップ S1003 )。なお、この Path request messageには、少なくとも MH320の IDと E— LSR230の I Dとが含まれている。
[0085] Path request messageを受信した P— LSR210は、アクセスネットワーク 200内にお レヽて P— LSR210力、ら E— LSR230に向けて、 MH320をあて先とするフレームが転 送される LSPの設定を開始する(ステップ S 1004)。なお、この LSPの設定方法は任 意であり、例えば従来の MPLSにおける方法と同一の方法(具体的には、例えば、 R SVP— ΓΕ (Resource ReSerVation Protocol - lYaffic Engineering) ど) 禾 lj用する ことが可能である。
[0086] ステップ S 1004における LSPの設定が完了した場合には、 P— LSR210は、 E— L SR230に接続されている MH320用の LSPが確立された旨を通知するメッセージ(P ath confirmation message)を送信する(ステップ S 1005)。また、不図示ではあるが、 P— LSR210では、このとき、転送先管理テーブルの更新も行われ、転送先管理テ 一ブルには、 E— LSR230の配下に MH320が接続されている旨が登録される。そ して、この Path confirmation messageを受信した E— LSR230は、配下の MH320に 向けて、 MH320の接続完了を示すメッセージ(Attach confirmation message)を送 1目する、スァップ S 100り)。なお、上己の Patn connrmation messagei 、 Path request messageに对する J心答メッセ1 ~~ンであり、 Attach connrmation messageは、 Attacn mes sageに対する応答メッセージである。
[0087] 一方、 MEB310に関しても、上述の MH320に関する処理と同様に、ステップ S20 01〜S2006における処理によって、 MEB310用の LSPが確立される。すなわち、 上述のステップ S 1001〜S 1006のメッセージ交換によって、アクセスネットワーク 20 0には、 MH320が自身をあて先とするフレームを受信するための LSPが設定され、 ステップ S2001〜S2006のメッセージ交換によって、アクセスネットワーク 200には、 MEB310が自身をあて先とするフレームを受信するための LSPが設定される。なお 、ステップ S2001〜S2006のメッセージ交換に伴って、 f列えは、、 P— LSR210の転 送先管理テーブルには、 E— LSR230の配下に MEB310が接続されている旨が登 録される。
[0088] また、この時点では、 E— LSR230のみに接続されている MH320あてのフレーム は、 MPLS Shimヘッダの Dフィールド 515のドロップビット力 S『0』に設定された図 2に 示すフォーマットに従って、アクセスネットワーク 200内で転送され、 MEB310又は M EB310の配下に存在する MH320あてのフレームは、 MPLSShimヘッダの Dフィ 一ルド 515のドロップビットが『0』に設定された図 3に示すフォーマットに従って、ァク セスネットワーク 200内で転送される。
[0089] ここで、上述の状態において、 MH320が E— LSR230の無線通信エリア内に存在 し続けながら、更に MEB310の無線通信エリアに移動した場合を考える。具体的に は、例えば、駅のホームに E— LSR230の無線通信エリアが形成されており、この無 線通信エリア内に MH320を有するユーザが存在しているとともに、駅のホームに M EB310が配置された列車が入線してきた場合などが想定される。
[0090] MH320が MEB310の無線通信エリアに移動した場合(あるレ、は、 MEB310が、 その無線通信エリアが MH320の存在する位置をカバーするように移動した場合)、 MH320は、 MEB310からのビーコン(Beacon)を受信することが可能となる(ステツ プ S3001)。このビーコンには、上述のように、 MEB310の ID、 MEB310が移動基 地局である旨を示す情報に加えて、 MEB310が現在接続されている親基地局の ID (すなわち、 E— LSR230の ID)が含まれている。
[0091] MEB310からのビーコンを受信した MH320は、 MEB310を経由して通信を行う ことが可能であるとともに、 MEB310の親基地局と、自身が接続している無線基地局 とが同一(すなわち、 E— LSR230)であることを把握し、 E— LSR230に対して、 ME B310の IDを含むメッセージ(Join message)を送信する(ステップ S3002)。この Join messageを受信した E - LSR230は制御プレーンを用いて、 P— LSR210に対して、 MEB310の ID及び MH320の IDを含むメッセージ(Add request message)を送信す る(ステップ S3003)。なお、この Add request messageには、少なくとも MEB310の I Dと、 MH320の IDとが含まれている。
[0092] P— LSR210は、この Add request messageを受信し、 Add request messageに含ま れる MEB310の ID及び MH320の IDを参照して、転送先管理テーブルの更新を行 う(ステップ S3004)。具体的には、 P— LSR210は、転送先管理テーブルにおいて 、 MH320が通信可能な基地局 IDのエントリに MEB310の IDを追加登録する。 [0093] そして、 P— LSR210は制御プレーンを用いて E—LSR230に対して、転送先管理 テーブルの追加登録が完了した旨を示すメッセージ(Add confirmation message)を 送信する(ステップ S 3005)。この Add confirmation messageを受信した E— LSR230 は、 自身に接続している MEB310に対して、新たな MH320が MEB310の配下に 入ろうとしている旨を通知するための、 MH320の IDを含むメッセージ(Add notificati on message)を送 1 "5る (ステップ S 3006)。この Add notification message 受 1 し 7こ MEB310は、該当する MH320が自身の配下に移動してくることを把握し、 MH管 理テーブルに新たな MH320を登録する(ステップ S 3007)。その後、 MEB310は、 E— LSR230に対して、 MH管理テーブルへの MH320の追加登録が完了した旨を 示すメッセージ(Add ready message)を返信する(ステップ S3008)。この Add ready messageを受信した E— LSR230は、配下の MH320に対して、 MEB310のグノレ一 プに参加可能となった旨を示すメッセージ(Join confirmation massage)を送信する( ステップ S3009)。
[0094] また、上記のステップ S3004における転送先管理テーブルの更新が行われた時点 以降、 P— LSR210からアクセスネットワーク 200を通じて MH320に転送されるフレ ームのフォーマットが変更される。具体的には、 P— LSR210は、 MH320あてのフレ ームのフォーマットを、 MPLS Shimヘッダ 504の Dフィールド 515のドロップビットが 『1』に設定された図 3に示すフォーマットとする。
[0095] E— LSR230は、この MPLS Shimヘッダ 504の Dフィールド 515のドロップビット 力 1』に設定されたフレームを受信した場合には、第 2カプセルィ匕ヘッダ 500を取り 外した状態でフレームをコピーし、コピー後のフレーム(第 1カプセル化ヘッダ 600が 付加されたフレーム)を MEB310に転送するとともに、更に第 1カプセル化ヘッダ 60 0を取り外したフレームを MH320に直接送信する。
[0096] これによつて、 MH320あてのフレームは、 MEB310の LSPのみを使用して P— L SR210力 E— LSR230まで転送された後、 E— LSR230から直接送られてくる経 路と MEB310を経由した経路の両方の経路のどちらからでも MH320に到達可能と なり、 MH320のソフトハンドオーバ状態が実現される。すなわち、 MH320は、 MEB 310の配下に入る準備を行いつつ、現在まだ接続している E— LSR230からも継続 的にフレームを受信することが可能であり、さらに MEB310の配下にレイヤ 2のリンク を切り替えた場合でも、即座に MEB310からフレームを受信することが可能である。 また、 P— LSR210力 E— LSR230へのフレーム転送には、 MH320がそれまで使 用していた MH320用の LSPは使用されないため、帯域の無駄な使用を削減するこ とが可能となる。
[0097] なお、 MH320は、上述のソフトハンドオーバ状態において、基地局の選択を自由 に行うことが可能である。すなわち、 MH320は、 E— LSR230及び MEB310の 2つ の基地局の一方から他方に、任意の条件やタイミングでレイヤ 2のリンクを切り替えて もよぐまた、あえてレイヤ 2のリンクの切り替えを行わないようにしてもよレ、。また、 MH 320が複数のインタフェースを用いて通信を行うことが可能な場合には、同時に 2つ の基地局からフレームを受信することも可能である。
[0098] また、上述のソフトハンドオーバ状態において、 MH320が最初に存在していた E — LSR230の無線通信エリアを離れて、 MEB310の無線通信エリアに移動した場 合について説明する。図 13は、本発明の第 1の実施の形態において、ソフトハンドォ ーバ状態にある MHが単一の基地局に接続を切り替える動作の一例を示すシーケン スチャートである。具体的には、例えば、 MH320を有するユーザ力 E-LSR230 の無線通信エリアである駅のホームを離れ、 MEB310の無線通信エリアである列車 に乗車した場合などが想定される。なお、図 13に示すシーケンスチャートは、図 12に 続く処理を示すものであり、すなわち、図 13に示すシーケンスチャートは、 E-LSR2 30及び MEB310の両方に MH320あてのフレームが流れており、 MH320が E— L SR230に接続されている状態を初期状態とする。
[0099] 図 13において、 MH320は、レイヤ 2のリンクを E— LSR230から MEB310に変更 した場合(ステップ S4001)、 MEB310に対して、接続を行う旨を示すメッセージ (Att ach message)を送信する(ステップ S4002)。この Attach messageを受信した MEB31 0は、 E— LSR230に対して、 自身に MH320が接続してきた旨を通知するメッセ一 ジ(Add member message)を送信し(ステップ S4003)、 E— LSR230は、この Add me mber messageの内容を P— LSR210に転送する(ステップ S4004)。なお、この Add member messageには、少なくとも MEB310の IDと、 MH320の IDとが含まれている。 [0100] この Add member messageを受信した P— LSR210は、 MH320力 SMEB310に接 続を切り替えて通信を開始した旨を把握し、 MH320が MEB310の配下のみに接続 されている旨を転送先管理テーブルに登録するとともに、 MH320あてのフレーム内 の Dフィールド 515のドロップビットの設定を『1』から『0』に変更する(ステップ S4005 )。これにより、 P— LSR210から E— LSR230まで転送されていた MH320あてのフ レームは、 E— LSR230においてコピーされることなぐ MEB310のみを経由して M H320に送信される。また、その後、 P— LSR210は、今まで使用されていたアクセス ネットワーク 200内の MH320用の LSPを削除する(ステップ S4006)。なお、この LS Pの削除は、 LSP削除用のメッセージの送信によって能動的に行われてもよぐまた 、タイムアウトなどによって受動的に行われてもよい。
[0101] 以上説明したように、上述の動作によれば、ある固定基地局(E— LSR230)に接 続されている MH320が、同一の固定基地局に接続されている移動基地局(MEB3 10)にソフトハンドオーバを行う際に、 MEB310用の LSPを利用して、固定基地局及 び移動基地局の両方に対して、 MH320あてのフレームが転送されるので、アクセス ネットワーク 200内において、同一内容のフレームを重複して転送することがなくなり 、帯域の無駄な使用を削減することが可能となる。また、ハンドオーバ後の MH320 の通信では、 MEB310用の LSPが用いられる(すなわち、ハンドオーバ後の MH32 0の LSPは MEB310用の LSPに統合される)ので、パス構成の効率化を図ることが 可能となる。
[0102] なお、上述の図 13に示すシーケンスチャートでは、 MH320力 — LSR230力ら M EB310にレイヤ 2のリンクを切り替えた時点で、 E—LSR230におけるフレームのコピ 一を終了する場合が図示されている力 E— LSR230におけるフレームのコピー処 理の停止力 S、任意のタイミングで行われるようにしてもよい。
[0103] すなわち、例えば、 MH320力 S、 2つの基地局のオーバラップエリアに長時間とどま りながら、頻繁に 2つの基地局間においてレイヤ 2のリンクの切り替えを行ったり、ある いは 2つの基地局の無線通信エリアを頻繁に往復したりする可能性を考慮して、 MH 320がー方の基地局から他方の基地局にレイヤ 2のリンクを切り替えた場合でも、 M H320の 2つの基地局を経由したフレーム送信力 ある程度継続して行われるように 構成されてもよい。
[0104] 上述の図 12及び図 13では、 MH320が E— LSR230力も MEB310に接続を変更 するときのソフトハンドオーバに係る処理について説明した力 続いて、図 14を参照 しながら、 MH320が MEB310力も E— LSR230に接続を変更するときのソフトハン ドオーバに係る処理について説明する。図 14は、本発明の第 1の実施の形態におい て、 MHが MEBから E— LSRに接続を変更する場合にソフトハンドオーバ状態となる までの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
[0105] なお、具体的には、例えば、 MEB310が列車に配置されており、この列車に乗車し ていた MH320を有するユーザが降車して、 E— LSR230の無線通信エリアである 駅のホームに移動する場合などが想定される。また、図 14に示すシーケンスチャート では、 MH320が MEB310に接続されている一方、 E— LSR230には接続されてい ない状態を初期状態とする。この初期状態は、例えば、 MH320を有するユーザが 乗車している列車が、駅に着いた直後の状態などが想定される。
[0106] まず、 E— LSR230の無線通信エリアに MH320力 S、 E—LSR230からのビーコン( Beacon)を受信する(ステップ S5001)。なお、このビーコンには、上述のように、 E— LSR230の IDと、 E— LSR230が固定基地局である旨を示す情報とが含まれている
[0107] MH320が MEB310力も E— LSR230に接続を変更する場合には、 MH320は、 まず MEB310に対して、 MEB310との接続を終了する旨を示すメッセージ(Leave message)を送信する(ステップ S5002)。この Leave messageを受信した MEB310は 、 E— LSR230に対して、自身から離脱しょうとする MH320が存在する旨を通知す るメッセーシ (Leave member message) - (スアツフ S5003)。
[0108] Leave member messageを受信した E— LSR230は制御プレーンを用いて、 P— LS R210に対して、 MH320が MEB310力、ら離脱する旨を示すメッセージ(Leave requ est messageノ ¾r送 1gする (スアツフ St>004)。 お、この Leave request messageには、 少なくとも MEB310の IDと、 MH320の IDとが含まれている。
[0109] この Leave request message igし 7こ P_LsR210f 、 Leave request messageに 含まれる MEB310の ID及び MH320の IDを参照して、転送先管理テーブルの更新 を行う(ステップ S5005)。具体的には、 P— LSR210は、転送先管理テーブルにお いて、 MH320が通信可能な基地局 IDのエントリに E— LSR230の IDを追加登録す る。
[0110] そして、 P— LSR210は制御プレーンを用いて E— LSR230に対して、転送先管理 テーブルの追加登録が完了した旨を示すメッセージ(Leave confirmation message)を 送信する(ステップ S5006)。この Leave confirmation messageを受信した E— LSR23 0は、 MEB310力も MH320が離脱する際の準備(すなわち、ソフトハンドオーバの 準備)が完了した旨を通知するメッセージ(Leave ready message)を送信する(ステツ プ S5007)。この Leave ready messageを受信した MEB310は、酉己下の MH320に対 して、 Leave messageへの J心答 ·ッセ■ ~ン (Leave connrmation message)を送信する、 ステップ S5008)。
[0111] また、 P— LSR210は、上記のステップ S5005における転送先管理テーブルの更 新を行った時点から、アクセスネットワーク 200を通じて転送する MH320あてのフレ ームに関して、 MPLS Shimヘッダ 504の Dフィールド 515のドロップビットを『1』に 設定する。この結果、 E— LSR230は、 MPLS Shimヘッダ 504の Dフィールド 515 のドロップビットが『1』に設定された図 3に示すフォーマットのフレームを受信し、第 2 カプセル化ヘッダ 500を取り外したフレーム(第 1カプセル化ヘッダ 600が付加された フレーム)を MEB310に転送するとともに、第 2カプセル化ヘッダ 500に加えて第 1力 プセル化ヘッダ 600も取り外したフレームを MH320に直接送信し、 MH320のソフト ハンドオーバ状態が実現される。
[0112] このソフトハンドオーバ状態において、 MH320は任意の条件やタイミングで、基地 局の変更を行う旨(あるいは行わなレ、旨)を決定することが可能であるが、以下では、 ステップ S5008で Leave confirmation messageを受信した MH320力 ハンドオーバ の準備ができていることを認識し、 E— LSR230にレイヤ 2のリンク変更を即座に行う 場合について説明する。
[0113] MH320は、レイヤ 2のリンクを MEB310から E— LSR230に変更した場合(ステツ プ S5009)、 E— LSR230に対して、接続を行う旨を示すメッセージ (Attach message )を送信する(ステップ S5010)。この Attach messageを受信した E— LSR230は、 P LSR210に対して、 MH320あてのフレームの経路(LSP)をアクセスネットワーク 2 00内に生成するよう要求するメッセージ(Path request message)を送信する(ステップ S50i:0。
[0114] Path request messageを受信した P— LSR210は、アクセスネットワーク 200内にお レヽて P— LSR210力、ら E— LSR230に向けて、 MH320をあて先とするフレームが転 送される LSPの設定を開始する(ステップ S5012)。なお、この LSPの設定方法は任 意であり、例えば従来の EoMPLSにおける方法と同一の方法を利用することが可能 である。
[0115] ステップ S5013における LSPの設定が完了した場合には、 P— LSR210は、 E— L SR230に接続されている MH320用の LSPが確立された旨を通知するメッセージ(P ath confirmation message)を送信する(ステップ S5013)とともに、 MH320が E LS R230の配下にのみ接続されている内容によって、転送先管理テーブルを更新する( ステップ S5014)。なお、この転送先管理テーブルの更新によって、 P— LSR210力 ら送出される MH320あてのフレームは、 MPLS Shimヘッダ 504の Dフィールド 51 5のドロップビットが『0』に設定された図 2に示すフォーマットに変更される。また、この MH320あてのフレームは、新たに設定された MH320用の LSPを用いて転送され る。
[0116] また、この Path confirmation messageを受信した E— LSR230は、配下の MH320 に向けて、 MH320の接続完了を示すメッセージ(Attach confirmation message)を送 信する(ステップ S 5015)とともに、それまで MH320が属してレ、た MEB310に対して 、 MH320が E— LSR230に接続されて MH用の LSPが設定されたため、 MH320 に関するフレームは MEB310には送信されない旨を示すメッセージ(Delete notifica tion message) 送信する、スァッフ S501りノ。この Delete notification message¾i¾ig した MEB310は、 MH管理テーブルから、該当する MH320を削除する(ステップ S 5017)。
[0117] 以上説明したように、上述の動作によれば、ある固定基地局(E— LSR230)に接 続されている移動基地局(MEB310)の配下の MH320力 上記の固定基地局にソ フトハンドオーバを行う際に、 MEB310用の LSPを利用して、固定基地局及び移動 基地局の両方に対して、 MH320あてのフレームが転送されるので、アクセスネットヮ ーク 200内において、同一内容のフレームを重複して転送することがなくなり、帯域 の無駄な使用を削減することが可能となる。また、 MH320は、 MH320用の新たな L SPの設定時においても、 MEB310用の LSPを用いて通信を行うことが可能なため、 パケットロスの少ないソフトハンドオーバが実現可能となる。
[0118] なお、 MH320が複数の基地局からフレームを受信することが可能なソフトハンドォ ーバ状態のときに、複数の基地局から MH320に対して実際にフレームの送信が行 われるのか、あるいはリンク接続が確立するまで基地局内部でフレームを保持してお くのかなどの態様は、無線通信方式に依存するものであり、本発明では特に限定さ れるものではない。
[0119] <第 2の実施の形態 >
次に、本発明の第 2の実施の形態について説明する。図 18は、本発明の第 2の実 施の形態におけるネットワーク構成の一例を示す図である。図 18に示すネットワーク 構成では、コアネットワーク 700にアクセスネットワーク 800が接続されており、コアネ ットワーク 700に接続されてレヽる CN730と、アクセスネットワーク 800に接続されてい る MH920との間で通信を行うことが可能なように構成されている。
[0120] なお、ここでは、アクセスネットワーク 800の端末側のエッジ (AR830)において、レ ィャ 2が終端されている。また、アクセスネットワーク 800では、コアネットワーク 700側 のエッジに位置する装置(MAP810)から、 MH920側のエッジに位置する装置(A R830)までトンネルされているものとする。なお、このトンネルの確立方法やトンネル の種類などは特に限定されるものではなレ、。
[0121] また、図 18では、コアネットワーク側のエッジに位置する装置として、 HMIP (Hierar chical Mobile IP:階層的なモパイル IP)における MAP (Mobility Anchor Point :モビリ ティアンカポイント)が配置されている力 特に MAPに限定されるものではなぐァク セスネットワークにおいて接続管理を行うことが可能な任意の通信装置を用いること が可能である。
[0122] AR830は、 MH920に対してアクセスルータとしての機能を提供するため、 MH92 0は、 AR830からの Router Advertisement message (ノレータ通知メッセージ)を受信す ることで IPアドレス(CoA# l— 1)を生成して通信を行うことが可能である。ただし、本 発明の第 2の実施の形態では、 AR830は MH920力 見て同一のサブネット上の存 在として機能する。具体的には、アクセスネットワーク 800の端末側のエッジに位置す る複数の AR (図 18では、 2つの AR830、 840が図示)が存在する場合には、これら の複数の AR830、 840のそれぞれが同一のプレフィックスを有している。したがって 、 MH920は、同一のアクセスネットワーク 800に属する AR間(例えば、 AR830、 84 0間)で接続を変更する場合には、 IPアドレスを変更する必要はない。
[0123] また、 MAR (Mobile Access Router:モパイルアクセスルータ) 910は、グループ用 移動制御装置として機能する移動アクセスルータである。この MAR910は、アクセス ネットワーク 800の AR830、 840に接続可能であるとともに、自らアクセスルータとし て機能し、上位の AR830、 840と同一のプレフィックスを配下に通知することで、酉己 下に MH920を接続することも可能である。
[0124] なお、上述のように、 MAR910は、アクセスネットワーク 800の端末側のエッジに位 置する AR830、 840 (以降、固定 AR又は固定アクセスルータと呼ぶこともある)と同 一のプレフィックスを持つサブネットを有しており、配下の MH920に対しては、ァクセ スネットワーク 800に属する AR830、 840と基本的に同一の振る舞いを行う。したが つて、 MH920は、アクセスネットワーク 800に属する AR830、 840とこの MAR910 との間で接続を変更する場合においても、 IPアドレスを変更する必要はない。また、 図 18には、 MAR910が 1つのみ図示されている力 複数存在してもよぐ MH920は 、 MAR910間で接続を変更する場合においても、 IPアドレスを変更する必要はない
[0125] また、上述のように、 MAR910は、上位の AR (例えば、 AR830)に接続し、 AR83 0によって通知されるプレフィックスを受信して自身の IPアドレス(CoA# 1—2)を生 成する。
[0126] 次に、本発明の第 2の実施の形態において、 MAP810から送信されるフレームの フォーマットについて説明する。図 19は、本発明の第 2の実施の形態において、 MA P力、ら送信されるフレームのフォーマットの一例を示す図である。
[0127] アクセスネットワーク 800の端末側のエッジに位置する AR830 (固定アクセスルー タ)に接続された MH920、移動アクセスルータである MAR910に接続された MH9 20に関しては共に、 MAP810から出力されるフレームフォーマットに違いはなレ、。す なわち、 MAP810は、 MH920が固定アクセスルータ及び移動アクセスルータのど ちらに接続されている場合でも、同一のフレームフォーマットを用いてフレーム送信を 行う。
[0128] MAP810から送信されるフレームは、図 19に示されてレ、るように、 LSR820の MA Cアドレス(次のホップ先の MACアドレス)を有するあて先 MACアドレスフィールド 5 51、 MAP810自身の MACアドレスを有する送信元 MACアドレスフィールド 552、 後続のフィールドのプロトコルタイプ(MPLS)を示す E_typeフィールド 553、各 M H920 (MAR910を含む)を識別可能とするラベルを有する MPLS Shimヘッダ 55 4、 IPパケット(あて先 IPアドレスが MH920の CoA# 1—1であり、送信元 IPアドレス が HA720又は CN730の IPアドレス)を含むデータフィールド 555、エラーチェック用 の数値を含む FCSフィールド 556を有してレ、る。
[0129] また、 MAP810は、各固定 ARから、各 MH920や各 MAR910の接続位置(すな わち、接続されている固定 AR)の通知を受け、各 MH920や各 MAR910の接続位 置を把握、管理する。さらに、 MAP810は、上述の図 19に示すフレームを生成する ため、各 MH920や各 MAR930を識別可能とするラベルを管理しており、このラベ ルを用いてフレームのカプセル化を行う。
[0130] なお、上記のように、 MAR910も 1つの MH920として個別のラベルが割り当てられ て管理される。したがって、 MH920が固定 AR830の配下に存在する場合には、ラ ベルには MH固有のラベルが用いられる一方、 MH920が MAR910の配下に存在 する場合には、フレームの転送は MAR910に対して行うことになるため、ラベルには MAR固有のラベルが用いられる。したがって、 MH920が固定 AR830の配下に存 在する場合と MAR910の配下に存在する場合とでは、 MAP810は、異なるラベル の値を揷入した同一のフレームフォーマットを用いる。
[0131] また、 MH920力 例えば固定 AR830及び MAR910の両方力もパケットを受信す ることが可能な状態(ソフトハンドオーバ状態)のときには、本発明の第 1の実施の形 態と同様に、アクセスネットワーク 800のコアネットワーク側の装置(MAP810)がドロ ップビットを設定し、アクセスネットワークの端末側の装置 (AR)でパケットをコピーし て、固定 AR及び移動 ARのどちらからでも MHがパケットを受信できるように転送す ることが可能である。
[0132] なお、これらの一連の動作シーケンスは、基本的に上述の本発明の第 1の実施の 形態と同様である。ここでは、本発明の第 2の実施の形態が、上述の本発明の第 1の 実施の形態と異なる点についてのみ説明する。本発明の第 2の実施の形態に係る A Rは、フレームの送信方法力 上述の本発明の第 1の実施の形態と異なっている。本 発明の第 2の実施の形態では、アクセスネットワーク 800のエッジに位置する装置 (A R830)がレイヤ 2を終端しているため、 EoMPLSの場合などと異なり、単に最初の L 2ヘッダを削除 (すなわち、トンネルヘッダを削除)して転送することはできない。
[0133] このため、通常、例えば AR830自身に接続されている端末(MH920)に関しては 、端末 ID (IPアドレス)と使用している LSP (ラベル)とのマッピングを管理するための 接続管理テーブルを有している。すなわち、 AR830は、アクセスネットワークの内側 力 受信したフレームのラベルから次ホップの IPアドレスを認識して、正しレ、MACァ ドレスを生成して送信することが可能である。これにより、 MAR910に接続されている MH920に対して転送すべきフレームに関しても、図 19に示すフレームフォーマット に MAR用のラベルを挿入するだけで、 AR830力 MAR910に正しく転送されるよ うになる。
[0134] また、ソフトハンドオーバ時においてはドロップビットを認識すると、 AR830は、通常 のラベルから次ホップの IPアドレスを取得する処理に加えて、パケットのあて先 IPアド レスを用いて次ホップの転送先を取得する処理を行う。パケットのあて先は AR830自 身に接続されてレ、る MH920の気付アドレス(CoA # 1— 1)であるため、通常の近隣 キャッシュ(Neighbor Cache)テーブルによって MH920の MACアドレスが検索され、 MH920あてのフレームも生成されて送信される。
[0135] このように、本発明の第 1の実施の形態では、ドロップビットによって、フレームのコ ピー及びトンネルヘッダの削除回数の指示が行われるように構成されている一方、本 発明の第 2の実施の形態では、ドロップビットによって、フレームのコピー、及び転送 先ノードを決定するために受信パケット内の情報 (IPパケット内の IPアドレス)を参照 すべき旨の指示が行われるように構成されている。すなわち、本発明の第 2の実施の 形態では、例えば、受信したフレームに付加されているトンネルヘッダ中にソフトハン ドオーバ状態であることを示す情報が存在する場合、アクセスネットワーク 800のエツ ジに位置する AR830は、トンネル IDに基づいて決定された次ホップを転送先とする フレーム転送に加えて、受信したフレームに含まれる IPパケットのあて先 IPアドレスに 基づいて決定された次ホップを転送先とするフレーム転送が行われる。
[0136] これにより、本発明の第 2の実施の形態は、本発明の第 1の実施の形態と比較して 、アクセスネットワーク 800内でのトンネルヘッダによるオーバヘッドが削減されるよう になる。また、レイヤ 2がアクセスネットワーク 800のエッジ (AR830、 840)で終端さ れることにより、ブロードキャストフレームのアクセスネットワーク 800内への流入を止 めることが可能となる。また、本発明の第 2の実施の形態では、固定 ARまでのトンネ ルが接続ノード別に区別できればよぐ使用されるトンネルは MPLSに限定される必 要はない。例えば IPトンネルを用いた場合であっても、ヘッダ情報からどの MH920 又は MAR910用のトンネルであるかを区別することができればよい。
[0137] 以上、説明したように、本発明の第 2の実施の形態では、 MAR910が、新たな IPリ ンクを提供せずに移動アクセスルータとして複数の MH920を収容し、 MAR910自 身が接続されている AR830と配下の MH920との間のパケットを転送するように構成 されている。また、 MAP910力 MH920の接続位置(MH920が接続されている A R (固定 AR830又は MAR910) )を管理し、 MAR910に接続されている MH920に 対しては、 MAR910の LSPを用いてパケットの転送を行うように構成されている。
[0138] さらに、アクセスネットワーク 800の配下に属するノードは同一のプレフィックスを用 レヽること力、ら、 MH920は、アクセスネットワーク 800の配下に存在している場合(固定 AR830又は移動 AR910に接続されている場合)には、 CoAを 1つのみ保持してお り、 IPアドレスの変更処理を行う必要がなレ、。これによつて、 MAR910の配下に接続 されている MH920が個別にアクセスネットワーク 800側(AR830や MAP810)に対 して移動処理を行わないようにすることが可能となる。
[0139] また、本発明の第 2の実施の形態は、本発明の第 1の実施の形態と異なり、アクセス ネットワーク 800のエッジ装置がルータ機能を有し、 IPアドレスを識別してパケットの 転送を行うことが可能である。また、レイヤ 2のフレームがアクセスネットワーク 800の エッジの AR830、 840で終端されるため、アクセスネットワーク 800内を MH910の MACアドレスを使用したフレームが転送されることはない。各 AR830、 840及び各 MAR910においては、接続中の MH920の IPアドレスが登録され、 ND (Neighbor D iscovery:近隣探索)プロトコルによりレイヤ 2のアドレスが生成されることでパケットの 転送が行われる。
[0140] <第 3の実施の形態 >
次に、本発明の第 3の実施の形態について説明する。本発明の第 3の実施の形態 では、上述の本発明の第 2の実施の形態と同様に、アクセスネットワーク 800の端末 側のエッジでレイヤ 2が終端されてレ、るネットワーク構成(図 18に図示されてレ、るネッ トワーク構成)とする。なお、アクセスネットワーク 800の構成や、アクセスネットワーク 8 00に接続されてレヽる固定 AR830、 840や MAR910がアクセスネットワーク 800と同 一のプレフィックスを通知する構成などは、上述の本発明の第 2の実施の形態と同一 である。
[0141] 上述の本発明の第 2の実施の形態では、 MAP810力 AR830までのトンネルとし て、 AR830に接続される端末(MH920又は MAR910)に個別のトンネルを用いて いる力 本発明の第 3の実施の形態では、 MAP810力 AR830までのトンネルとし て、 AR830に接続される各端末に共通のトンネル(以下、共通トンネルと呼ぶ)を用 レ、るように構成されている。
[0142] 本発明の第 3の実施の形態において、ネットワークの構成や、 MAP810から出力さ れるフレームフォーマットは、上述の図 18及び図 19と基本的に同一である。ただし、 本発明の第 3の実施の形態では共通トンネルが用いられるため、上述の本発明の第 2の実施の形態のような各端末の次ホップを示すラベルの値が用いられなレ、。したが つて、共通トンネルを利用した場合には、ラベルの値 (フレームに揷入されている情報 )力、ら次ホップの転送先を確定することができなくなり、アクセスネットワーク 800の端 末側のエッジに位置する AR830において、次ホップの転送先(すなわち、 MH920 が AR830の直接の配下に存在している力 \あるいは MAR910の配下に存在するか )を管理することができなくなる。 [0143] このため、 AR830は、受信したパケットのあて先 IPアドレスのみに基づいて次ホッ プを決定することができるように構成されており、これを実現するため、例えば、図 20 に示すテーブルを保持している。図 20は、本発明の第 3の実施の形態において、ァ クセスネットワークの端末側のエッジに位置する ARに格納される転送先管理テープ ルの一例を示す図である。
[0144] この転送先管理テーブルには、例えば図 20に示すように、各端末 (各 MH920や 各 MAR910)を識別するための ID (例えば、 IPアドレス)と、各 IDによって識別される 各端末に対してフレームを転送する場合の転送先とが関連付けられて格納される。 なお、図 20には、 MH # 1及び MAR # 1あてのフレームは、 IF # 1に送出される一 方、 MH # 2あてのフレームは、 MAR # 1に転送するように転送先が登録された状態 が図示されている。
[0145] 次に、本発明の第 3の実施の形態における動作について説明する。図 21は、本発 明の第 3の実施の形態において、 MHが固定 ARから MARに接続を変更する場合 にソフトハンドオーバ状態となるまでの動作の一例を示すシーケンスチャートである。 なお、図 21に示すシーケンスチャートでは、 MAR910には MH920が接続されてい ない状態を初期状態とし、 MH920がソフトハンドオーバ状態となるまでの処理が図 示されている。
[0146] 図 21において、まず、 AR830の無線通信エリアに MH920が移動し、 MH920力 S 、 AR830からのビーコン(Beacon)を受信し(ステップ S6001)、このビーコンに基づ いて、 AR830に接続した旨を MAP810に通知するメッセージ(Attach message)を 送信する(ステップ S6002)。この Attach messageを受信した AR830は、 MAP810 に対して、 MH920の接続位置を通知するメッセージ(Location update message)を 送信する(ステップ S6003)。なお、この Location update messageには、少なくとも M H920の IDと AR830の IDとが含まれている。
[0147] MH920の位置登録の更新を完了した MAP810は、位置登録の更新完了を通知 するメッセーシ (Location update confirmation message)を AR830に达ィ—目する (スアツ プ S6004)。なお、不図示ではあるが、このとき、 MAP810の転送先管理テーブル の更新が行われ、転送先管理テーブルには、 AR830の配下に直接 MH920が接続 されてレヽる旨力 S登録される。そして、この Location update confirmation messageを受 信した AR830は、配下の MH920に向けて、 MH920の接続完了を示すメッセージ (.Attach confirmation message)を;^ィ す (スアップ S6OO0ノ。
[0148] 一方、 MAR910に関しても、上述の MH920に関する処理と同様に、ステップ S70 01〜S7005における処理によって、 MAR910の位置登録が行われる。また、ステツ プ S6001〜S6005のメッセージ交換、ステップ S7001〜S7005のメッセージ交換 に伴って、例えば、 AR830の転送先管理テーブルには、 AR830の酉己下に MH920 及び MAR910が接続されている旨が登録され、転送先管理テーブルは、例えば図 20に図示されているような状態となる。
[0149] この時点では、 AR830は、転送先管理テーブルを参照し、アクセスネットワーク 80 0内から受信したパケットの IPアドレスに基づいて転送先を決定し、 自身の配下に存 在する各 MH920及び各 MAR910にパケットの転送を行う。
[0150] ここで、上述の状態において、 MH920が AR830の無線通信エリア内に存在し続 けながら、更に MAR910の無線通信エリアに移動した場合を考える。具体的には、 例えば、駅のホームに AR830の無線通信エリアが形成されており、この無線通信ェ リア内に MH920を有するユーザが存在しているとともに、駅のホームに MAR910が 配置された列車が入線してきた場合などが想定される。
[0151] MH920が MAR910の無線通信エリアに移動した場合(あるレ、は、 MAR910が、 その無線通信エリアが MH920の存在する位置をカバーするように移動した場合)、 MH920は、 MAR910からのビーコン(Beacon)を受信することが可能となる(ステツ プ S8001)。なお、このビーコンから MH920は、 MAR910の IDを取得することが可 能である。
[0152] MAR910からのビーコンを受信した MH920は、 MAR910への接続変更を行う場 合に、直接接続されている AR830に対して、 MAR910の IDを含むメッセージ(Join message)を送信する(ステップ S8002)。この Join messageを受信した AR830は、例 えば図 23に図示されているように、転送先管理テーブルを更新する(ステップ S800 3)。
[0153] 図 23は、本発明の第 2の実施の形態におけるソフトハンドオーバ状態の転送先管 理テーブルの一例を示す図である。図 23に示されているように、 MH # 1がソフトハン ドオーバ状態の場合には、 MH # 1の転送先として、 IF # 1及び MAR # 1の 2つの 転送先が登録されるようになる。また、転送先管理テーブルが図 23に示されるように 更新された時点から、パケットのコピーが開始されて、コピーされたパケットは、 2つの 転送先(2つのレイや 2アドレスあて)の両方に転送される。これにより、 MH920は、 A R830から直接パケットを受信できるとともに、 MAR910からパケットを受信することも できるソフトハンドオーバ状態となる。
[0154] そして、 AR830は、 MAR910に対して、新たな MH920が MAR910の配下に入 ろうとしている旨を通知するための、 MH920の IDを含むメッセージ(Add notification message)を送信する(ステップ S8004)。この Add notification messageを受信した M AR910は、該当する MH920が自身の配下に移動してくることを把握し、 MAR910 自身が有する転送先管理テーブルに新たな MH920を登録する(ステップ S8005)。 その後、 MAR910は、 AR830に対して、転送先管理テーブルへの MH920の追加 登録が完了した旨を示すメッセージ (Add ready message)を返信する(ステップ S800 6)。この Add ready messageを受信した AR830は、配下の MH920に対して、 MAR 910のグループに参加可能となった旨を示すメッセージ(Join confirmation massage) を送信する(ステップ S8007)。
[0155] 次に、上述のソフトハンドオーバ状態において、 MH920が最初に存在していた A R830の無線通信エリアを離れて、 MAR920の無線通信エリアに移動した場合につ いて説明する。図 22は、本発明の第 3の実施の形態において、ソフトハンドオーバ状 態にある MHが単一の基地局に接続を切り替える動作の一例を示すシーケンスチヤ ートである。
[0156] 図 22は、具体的には、例えば MH920を有するユーザ力 AR830の無線通信エリ ァである駅のホームを離れ、 MAR910の無線通信エリアである列車に乗車した場合 などが想定される。なお、図 22に示すシーケンスチャートは、図 21に続く処理を示す ものであり、すなわち、図 22に示すシーケンスチャートは、 AR830及び MAR910の 両方に MH920あてのパケットが流れており、 MH920が AR830に接続されている 状態を初期状態とする。 [0157] 図 22におレヽて、 Mti920は、レイヤ 2のリンクを AR830力ら MAR910に変更した 場合(ステップ S9001)、 MAR910に対して、接続を行う旨を示すメッセージ (Attach message)を送信する(ステップ S9002)。この Attach messageを受信した MAR910 は、 AR830に対して、 自身に MH920が接続してきた旨を通知するメッセージ (Add member message)を:^信し (スアツフ S9003)、 AR830は、この Add member message の内容を MAP810に転送する(ステップ S9004)。なお、この Add member message には、少なくとも MAR910の IDと MH920の IDとが含まれている。
[0158] さらに、 AR830は、転送先管理テーブルの更新処理を行う(ステップ S9005)。ここ では、 AR830は、転送先管理テーブルに関して、 MH920のパケットの転送先として IF # 1及び MAR # 1の 2つが登録されている状態から、 MH920のパケットの転送先 として MAR # 1のみが登録されている状態への更新処理を行う。これにより、 AR83 0でパケットがコピーされ 2つの転送先に転送されていたソフトハンドオーバ状態は終 了となる。
[0159] 以上、説明したように、本発明の第 3の実施の形態によれば、アクセスネットワーク 8 00の端末側のエッジに位置する装置 (AR830、 840)力 転送先更新テーブルを有 し、転送先が複数存在するソフトハンドオーバ状態を管理することによって、共通のト ンネルを用いてアクセスネットワーク 800におけるフレーム伝送を行うことが可能とな る。また、アクセスネットワーク 800の端末側のエッジに位置する装置 (AR830、 840 )でソフトハンドオーバ状態のフレーム伝送を行うか否かを制御することによって、ァク セスネットワークのコアネットワーク側のエッジに位置する装置(MAP810)に対して、 MH920によるハンドオーバ処理を通知する必要がなくなり、アクセスネットワーク 80 0内の制御パケットのトラフィックを減らすことが可能となる。
[0160] なお、上述の本発明の第 3の実施の形態では、本発明の第 2の実施の形態に対し て、アクセスネットワークの端末側のエッジに位置する装置 (AR830)がフレーム転送 先及びソフトハンドオーバ状態の管理を行うようにするという概念を適用しているが、 同様に、本発明の第 1の実施の形態に対して適用することも可能である。すなわち、 本発明の第 1の実施の形態に対して、アクセスネットワークの端末側のエッジに位置 する装置 (E— LSR230)がフレーム転送先及びソフトハンドオーバ状態の管理を行 うようにするとレ、う概念を適用することも可能である。
[0161] なお、上述の本発明の第 1〜第 3の実施の形態では、 MH320がハンドオーバを行 う際の動作に関して主に説明を行ったが、本発明は、 MEB310がハンドオーバを行 う場合にも適用可能である。また、複数の MEBが多段に接続されている場合であつ ても、上述の本発明の第 1〜第 3の実施の形態を拡張することによって、本発明の適 用が可能である。
[0162] また、上述の本発明の第 1〜第 3の実施の形態では、アクセスネットワーク 200では EoMPLSによってパケット転送が行われる場合について主に説明を行った力 S、ァク セスネットワーク 200で VLAN (Virtual Local Area Network)を用いたフレーム転送 技術や、その他の任意のレイヤ 2レベルにおけるフレーム転送技術が採用されている 場合でも同様に、本発明の適用が可能である。
[0163] なお、上記の本発明の第 1〜第 3の実施の形態の説明で用いた各機能ブロックは、 典型的には集積回路である LSI (Large Scale Integration)として実現される。これらは 個別に 1チップィ匕されてもよいし、一部又はすベてを含むように 1チップ化されてもよ レヽ。なお、ここでは、 LSIとしたが、集積度の違いにより、 IC (Integrated Circuit) ,シス テム LSI、スーパー LSI、ゥノレトラ LSIと呼称されることもある。
[0164] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路又は汎用プロセッサ で実現してもよい。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field Program mable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィ ギュラブノレ ·プロセッサを利用してもょレ、。
[0165] さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により LSIに置き換わる集積回 路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用レ、て機能ブロックの集積化を行って もよレ、。例えば、バイオ技術の適応などが可能性としてあり得る。
産業上の利用可能性
[0166] 本発明は、移動端末が固定基地局とグループ移動を行うための移動基地局との間 をハンドオーバする際に、パケットロス及びデータ転送の為の帯域消費を低減させる という効果を有しており、効率的な通信を実現するための通信技術やハンドオーバ技 術に適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 移動端末がコアネットワークに接続するためのアクセスネットワークを形成し、前記 アクセスネットワークのエッジに位置するとともに、前記コアネットワークに接続されて レ、る第 1エッジ通信装置と、前記アクセスネットワークのエッジに位置するとともに、前 記移動端末を収容する第 2エッジ通信装置とにより構成されており、前記第 2エッジ 通信装置に収容されている前記移動端末が、前記第 1エッジ通信装置及び前記第 2 エッジ通信装置を経由して前記コアネットワークに接続する移動通信制御システムに おける移動通信制御方法であって、
前記第 2エッジ通信装置が、 自身の配下に移動端末を収容することが可能な移動 基地局装置を収容する移動基地局装置収容ステップと、
前記第 1エッジ通信装置が、前記第 2エッジ通信装置と前記移動基地局装置との 間で接続を切り替える移動端末の接続切り替え開始タイミング及び接続切り替え終 了タイミングを把握する接続関係把握ステップと、
前記移動端末の前記接続切り替え開始タイミングから前記接続切り替え終了タイミ ングまでの間、前記第 1エッジ通信装置が、前記コアネットワークに接続されている任 意の通信装置力 前記移動端末あてに送信されたデータユニットに所定のフラグを 付加するフラグ付加ステップと、
前記第 2エッジ通信装置が、前記所定のフラグが付加された前記データユニットを 受信した場合、前記データユニットを複製し、複製された一方の前記データユニット を配下の前記移動端末に直接送信するとともに、複製された他方の前記データュニ ットを前記移動基地局装置経由で前記移動端末に送信するデータユニット複製ステ ップとを、
有する移動通信制御方法。
[2] 前記第 1エッジ通信装置が、前記移動基地局装置経由で前記データユニットを受 信することが可能な前記移動端末あての前記データユニットに関して、前記移動基 地局装置をあて先とするヘッダでカプセルィ匕を行うカプセルィ匕ステップを有し、 前記データユニット複製ステップにおいて、前記第 2エッジ通信装置が、前記所定 のフラグが付加された前記データユニットを受信した場合には、前記カプセル化され たデータユニットを複製し、複製された一方の前記データユニットをデカプセルィ匕し た後に配下の前記移動端末に直接送信するとともに、複製された他方の前記データ ユニットをそのまま前記移動基地局装置に送信するように構成されてレ、る請求項 1に 記載の移動通信制御方法。
[3] 前記第 1エッジ通信装置が、前記フラグ付加ステップにおいて前記所定のフラグが 付加された前記データユニットを、前記移動基地局装置を終点とするトンネルを通じ て送信するデータユニット送信ステップを有し、
前記データユニット複製ステップにおいて、前記第 2エッジ通信装置が、前記所定 のフラグが付加され前記トンネルを通じて送信された前記データユニットを、前記トン ネルの終点に向けて転送するとともに、前記データユニット内に含まれるあて先 IPァ ドレスを参照して、前記データユニットを配下の前記移動端末に直接送信するように 構成されている請求項 1に記載の移動通信制御方法。
[4] 前記アクセスネットワーク内における前記データユニットの転送がラベルスィッチン グ方式によって行われ、前記アクセスネットワーク内において、前記所定のフラグが 付加された前記データユニットが、前記移動基地局装置にデータユニットを転送する ためのパスを利用するように構成されている請求項 1に記載の移動通信制御方法。
[5] 前記フラグ付加ステップにおいて、ラベルスイッチング用のヘッダに前記所定のフラ グが付加されるように構成されている請求項 4に記載の移動通信制御方法。
[6] 移動端末がコアネットワークに接続するためのアクセスネットワークを形成し、前記 アクセスネットワークのエッジに位置するとともに、前記コアネットワークに接続されて レ、る第 1エッジ通信装置と、前記アクセスネットワークのエッジに位置するとともに、前 記移動端末を収容する第 2エッジ通信装置とにより構成されており、前記第 2エッジ 通信装置に収容されている前記移動端末が、前記第 1エッジ通信装置及び前記第 2 エッジ通信装置を経由して前記コアネットワークに接続する移動通信制御システムに おける移動通信制御方法であって、
前記第 2エッジ通信装置が、 自身の配下に移動端末を収容することが可能な移動 基地局装置を収容する移動基地局装置収容ステップと、
前記第 2エッジ通信装置が、前記アクセスネットワークを特定するプレフィックスと同 一のプレフィックスを自身の配下に通知するプレフィックス通知ステップと、 前記第 1エッジ通信装置から前記第 2エッジ通信装置までの前記アクセスネットヮー ク内において、前記第 1エッジ通信装置が、前記第 2エッジ通信装置を経由する前記 データユニットを、同一のトンネルを通じて転送する共通トンネル転送ステップと、 前記第 2エッジ通信装置が、前記第 2エッジ通信装置と前記移動基地局装置との 間で接続を切り替える移動端末の接続切り替え開始タイミング及び接続切り替え終 了タイミングを把握する接続関係把握ステップと、
前記移動端末の前記接続切り替え開始タイミングから前記接続切り替え終了タイミ ングまでの間、前記第 2エッジ通信装置が、前記移動端末あての前記データユニット を複製し、複製された一方の前記データユニットを配下の前記移動端末に直接送信 するとともに、複製された他方の前記データユニットを前記移動基地局装置経由で前 記移動端末に送信するデータユニット複製ステップとを、
有する移動通信制御方法。
移動端末がコアネットワークに接続するためのアクセスネットワークのエッジに位置 するとともに、前記コアネットワークに接続されているデータ通信装置であって、 前記アクセスネットワークのエッジに位置するとともに前記移動端末を収容すること が可能なエッジ通信装置と、前記エッジ通信装置の配下に存在する移動端末、又は 前記エッジ通信装置の配下に存在し、 自身の配下に前記移動端末を収容することが 可能な移動基地局装置との位置関係を示す情報を格納する位置情報格納手段と、 前記コアネットワークに接続されている任意の通信装置から前記移動端末あてに送 信されたデータユニットを受信するデータユニット受信手段と、
前記位置情報格納部に格納されてレ、る前記位置関係を示す情報を参照して、前 記移動端末が前記エッジ通信装置及び前記移動基地局装置の両方から前記デー タユニットを受信することが可能な位置に存在する場合には、前記エッジ通信装置に 前記データユニットを複製するように指示するための所定のフラグを、前記データュ ニットに付加するフラグ付加手段と、
前記エッジ通信装置に向けて、前記フラグ付加手段によって前記所定のフラグが 付加された前記データユニットを送信するデータユニット送信手段とを、 有するデータ通信装置。
[8] 前記位置情報格納部に格納されている前記位置関係を示す情報を参照して、前 記移動端末が前記移動基地局装置の配下に存在するか否かを判断する移動基地 局配下判断手段と、
前記移動基地局配下判断手段によって前記移動端末が前記移動基地局装置の 配下に存在すると判断された場合には、前記移動基地局をあて先とするヘッダで力 プセル化するカプセル化手段とを、
有する請求項 7に記載のデータ通信装置。
[9] 前記データユニット送信手段が、前記フラグ付加手段によって前記所定のフラグが 付加された前記データユニットを、前記移動基地局装置を終点とするトンネルを通じ て送信するように構成されている請求項 7に記載のデータ通信装置。
[10] 前記アクセスネットワーク内における前記データユニットの転送がラベルスィッチン グ方式によって行われるように構成されており、前記データユニットに対して、前記デ ータユニットが前記アクセスネットワーク内を前記エッジ通信装置に向けて転送される ためのラベルを付加するラベル付加手段を有する請求項 7に記載のデータ通信装置
[11] 移動端末がコアネットワークに接続するためのアクセスネットワークのエッジに位置 するとともに、前記移動端末を収容することが可能なデータ通信装置であって、 自身の配下に前記移動端末を収容することが可能な移動基地局装置、又は前記 移動端末を収容することが可能な無線通信装置収容手段と、
前記アクセスネットワークからデータユニットを受信するデータユニット受信手段と、 前記移動端末が前記エッジ通信装置及び前記移動基地局装置の両方から前記デ ータユニットを受信することが可能な位置に存在すると判断された際に付加される前 記所定のフラグが、前記アクセスネットワークのエッジに位置するとともに前記コアネッ トワークに接続されているデータ通信装置によって付加されたデータユニットを受信 した場合、前記データユニットを複製するデータ複製手段と、
前記データ複製手段によって複製された一方の前記データユニットを配下の前記 移動端末に直接送信するとともに、複製された他方の前記データユニットを前記移動 基地局装置に送信するデータユニット送信手段とを、
有するデータ通信装置。
[12] 前記所定のフラグが付加された前記データユニットが前記移動基地局をあて先とす るヘッダでカプセル化されており、前記データ複製手段によって前記複製された一 方の前記データユニットに関して、前記移動基地局をあて先とするヘッダのデカプセ ル化を行うデカプセル化手段を有する請求項 11に記載のデータ通信装置。
[13] 前記データ複製手段によって複製された一方の前記データユニットを、前記所定の フラグによって特定されるあて先アドレスに送信するとともに、複製された他方の前記 データユニットを、前記データユニットに含まれるあて先 IPアドレスから導出されるあ て先アドレスに送信するように構成されている請求項 11に記載のデータ通信装置。
[14] レイヤ 2レベルのデータユニットの処理を行う移動可能な移動基地局装置であって 無線通信によって、コアネットワークに接続するためのアクセスネットワークのエッジ に位置する基地局装置に接続可能な無線通信手段と、
移動端末を収容することが可能な無線通信装置収容手段と、
前記無線通信装置収容手段に収容されている移動端末をあて先とするデータュニ ットが、 自身をあて先とするヘッダでカプセル化されているカプセル化データユニット を前記無線通信手段を介して受信した場合、前記カプセル化データユニットのデカ プセル化を行うデカプセル化手段と、
前記デカプセル化手段によって得られた前記移動端末をあて先とするデータュニ ットを、前記移動端末に送信するデータ送信手段とを、
有する移動基地局装置。
[15] 自身の識別情報と、 自身が移動可能である旨を示す情報と、自身が収容されてい る前記基地局装置の識別情報とを含むビーコンを配下に送信するビーコン送信手段 を有する請求項 14に記載の移動基地局装置。
[16] 移動可能な移動端末であって、
無線通信によって基地局装置に接続可能な無線通信手段と、
第 1基地局装置に収容されている状態で、前記無線通信手段によって第 2基地局 装置から新たにビーコンを受信した場合、前記第 2基地局装置から受信したビーコン に含まれる、前記第 2基地局装置が収容されている基地局装置の識別情報を参照し て、前記第 1基地局装置と前記第 2基地局装置とが同一か否かを判断するビーコン 情報判断手段と、
前記ビーコン情報判断手段によって前記第 1基地局装置と前記第 2基地局装置と が同一であると判断された場合、 自身あてのデータユニットが前記第 1基地局装置で 複製されて前記第 1基地局装置及び前記第 2基地局装置のどちらからでも前記デー タユニットを受信できるようにするための要求として、前記第 1基地局装置に対して、 自身の識別情報及び前記第 2基地局装置の識別情報を含むメッセージを送信するメ ッセージ送信手段とを、
有する移動端末。
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