JP2005012718A

JP2005012718A - 移動体ｉｐデータ通信システム

Info

Publication number: JP2005012718A
Application number: JP2003177452A
Authority: JP
Inventors: Shoji Fukuzawa; 尚司福沢; Yusuke Takemichi; 祐輔竹道; Hiroshi Tamebuchi; 弘溜渕
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-13
Also published as: CN1574793A; CN100336366C; US20050007994A1

Abstract

【課題】移動局−アクセスルータ間のＩＰデータ通信コネクションをパケット制御局が中継する移動体ＩＰデータ通信システムにおいて、特に移動局にパケット制御局切り替え処理そのもの以上の特殊な機能を必要とせず、移動局の移動に伴うパケット制御局切り替え時の移動局宛パケット欠落を防ぐことのできる移動体ＩＰデータ通信システムを提供する。
【解決手段】移動局の移動元パケット制御局から移動先パケット制御局に上記移動局の使用するＩＰデータ通信コネクション上パケットを転送する。転送中にアクセスルータから移動先パケット制御局に届いたパケットをバッファリングし転送パケットを先に通す、あるいは転送を行うのはアクセスルータからのパケットが届くまでとする処理を行うことでパケットの順序を正しく保つ。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体ＩＰデータ通信システムに関し、特に移動局の移動に合わせて、ＩＰデータ通信コネクションを中継するパケット制御局を、移動元のパケット制御局から移動先のパケット制御局に切り替える移動体ＩＰデータ通信技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等、第二世代および第三世代の移動体通信が一般に普及しつつある。その使われ方としては、従来の音声通話中心から、電子メールやＷｅｂアクセス等のＩＰデータ通信の比重が高まりつつあり、近年中にはＩＰデータ通信中心へと逆転すると見られている。以上を背景として、安価で高性能な移動体ＩＰデータ通信システムが求められている。
【０００３】
第三世代移動体通信について、３ＧＰＰ２（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ２）および３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）において標準化された移動体ＩＰデータ通信システムは次の特徴を持っている。即ち移動局と直接無線通信を行う基地局があり、基地局と直接あるいは他の装置を経由して主として有線通信を行うアクセスルータがあって、移動局とアクセスルータの間でこれら無線および有線通信路を下位レイヤプロトコルとして使用するＰｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｐｏｉｎｔのプロトコル（ＰＰＰ：ＰｏｉｎｔｔｏＰｏｉｎｔＰｒｏｔｏｃｏｌ等）によるＩＰデータ通信コネクションを設定する。さらにアクセスルータが移動局とインターネット等の他のネットワーク（以下、インターネットという）側との通信ゲートウェイの役割を果たすことにより、移動局はこのＩＰデータ通信コネクションを用いてＩＰデータ通信を行うことが可能となる。
【０００４】
移動局の移動に伴う通常処理としては、移動局−アクセスルータ間の論理的なＩＰデータ通信コネクションは維持したまま、その下位レイヤプロトコルを担当しＩＰデータ通信コネクションを中継する基地局等の装置を移動先のものへと切り替える。これにより移動局とＩＰデータ通信を行っている装置は、移動局の移動を意識することなく通信を継続できる。ここでＩＰデータ通信コネクション中継処理を行い、移動局の移動の際に上記中継処理を自装置−他装置間で切り替える処理を行うのがパケット制御局である。パケット制御局あるいはその機能は３ＧＰＰ２ではＰＣＦ（ＰａｃｋｅｔＣｏｎｔｒｏｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）、３ＧＰＰではＳＧＳＮ（ＳｅｒｖｉｎｇＧＰＲＳＳｕｐｐｏｒｔＮｏｄｅ）として規定されており、実際の装置としての形態は、基地局や基地局制御装置、アクセスルータと一体であったり、独立した単体の装置であったりとさまざまである。
【０００５】
移動局の移動に伴うパケット制御局切り替え処理の仕様については、３ＧＰＰ２ではＡ．Ｓ０００１、Ａ．Ｓ０００７およびＡ．Ｓ００１３、３ＧＰＰでは３ＧＰＰＴＳ２３．０６０に定めている。また、関連する技術としては、特許文献１と特許文献２に記載の技術がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２３８０６７号公報
【特許文献２】
米国特許６４９６４９１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術においては次のような問題がある。即ち、３ＧＰＰ２のＡ．Ｓ０００１、Ａ．Ｓ０００７およびＡ．Ｓ００１３と、特許文献２に記載の技術では、パケット制御局切り替え処理中にインターネット側から届いて移動元パケット制御局に送られた移動局宛パケットが廃棄される。また、特許文献１に記載の技術ではパケット制御局と移動局の間でＩＰレイヤの通信を行う必要があり、移動局とアクセスルータ間で終端するＩＰデータ通信コネクションを下位レイヤプロトコルで中継するパケット制御局に適さない。
【０００８】
３ＧＰＰの３ＧＰＰＴＳ２３．０６０は、移動元パケット制御局から移動先パケット制御局への移動局宛パケット転送の仕掛けを持っているが、移動局とパケット制御局との間の下位レイヤプロトコルがパケットの着順制御や再送制御を行うことを前提としている。そのため、この方法を３ＧＰＰ２のＡ．Ｓ０００１、Ａ．Ｓ０００７およびＡ．Ｓ００１３のような、再送制御をＩＰレイヤ以上の上位アプリケーションプロトコルにまかせて下位レイヤプロトコルでの再送を行わないシステムへの適用することは困難である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のように、下位レイヤプロトコルでの再送を行わないシステムにおいても、移動局がパケット制御局切り替え処理機能を備えていれば、移動局の移動に伴うパケット制御局切り替え時の移動局宛パケット欠落を防ぐことのできる移動体ＩＰデータ通信システムを提供する。これにより、通信品質を向上させることが可能となる。
【００１０】
本発明は、移動局の移動元パケット制御局から移動先パケット制御局に、移動局の使用するＩＰデータ通信コネクション上のパケットを転送する構成を備える。この構成により、移動局の移動に伴うパケット制御局を切り替える時の移動局宛パケット欠落を防ぐ。
【００１１】
本発明は、移動元と移動先パケット制御局間のパケット転送要求および応答メッセージを、パケット制御局を切り替えるＩＰデータ通信コネクション経路切り替え要求および応答メッセージに組み込む構成を備える。この構成により、パケット転送処理を行うことによるパケット制御局切り替え処理時間の増加を防ぐ。
【００１２】
切り替え処理の途中でアクセスルータに届いた移動局宛パケットは移動元パケット制御局側に送られる。移動元パケット制御局は、切り替え処理の途中で受信したパケットを欠落させないために、切り替え要求を受信し切り替え応答を送信するタイミングでバッファリングを開始する。切り替え応答を受信した移動先パケット制御局は、移動元パケット制御局が切り替え処理の途中に受信したパケットの転送開始要求を、移動元パケット制御局に送信し、移動元パケット制御局はバッファリングしたパケットと、予め決めた規則に従ってパケットのバッファリングを終了した後に、まだアクセスルータから移動局宛のパケットの受信があるのならパケットを移動先パケット制御局に転送する。
【００１３】
移動先パケット制御局は切り替え応答の受信とほぼ同じタイミングで、アクセスルータに対してＩＰデータ通信コネクション経路切り替え要求を送信する。アクセスルータは、該要求を受けて応答を返した時点より後の移動局宛パケットを移動先パケット制御局側に送る。したがって、切り替え処理の間にアクセスルータから移動元パケット制御局経由で移動先パケット制御局に転送されたパケットは、この切り替え後のアクセスルータからのパケットより以前の時刻のものとなる。よって、移動先パケット制御局は、受信したパケットを移動局側に送信する際に、移動元パケット制御局から転送されたパケットをアクセスルータからの受信したパケットよりも先に送信する。これによりパケット順序の入れ替わりを防ぐことができる。
【００１４】
移動先パケット制御局は、新旧パケットの順序入れ替わりを防ぐために、例えば、ある期間の転送待ちタイマを設定し、タイムアウトまでの間にアクセスルータから届いた受信パケットをバッファリングしておいて転送されたパケットを先に移動局側に送信すればよい。あるいは、転送されたパケットを移動局に送るのはアクセスルータからの切り替え後最初のパケットが届くまでの間として、以後はアクセスルータからの受信パケットを移動局側に送信し、転送パケットは届いても廃棄するようにしてもよい。パケット欠落を防ぐためには前者の方法を用いてタイマの期間を長くとることが有効であるが、切り替え処理に伴うＩＰデータ通信コネクション上パケットの通信停止期間を短くするためには後者が有効であり、システム運用者のポリシーに合った、あるいは最も性能の良くなる方法を選択することができる。
【００１５】
移動先と移動元パケット制御局は、ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え要求や応答の送受信等をＩＰパケットで行う場合、互いのＩＰアドレスをあらかじめ知っている必要があるため、パケット転送処理を行う場合にも同じＩＰアドレスを使用する場合にはパケット転送専用のＩＰアドレスをあらためてやりとりする必要はない。しかし、パケット制御局は多くのユーザトラフィックの中継処理を行う装置である関係上、負荷分散や冗長構成のために複数のＩＰアドレスを持つ装置を束ねた装置として実現する場合がある。このような場合には切り替え要求や応答を送受信する代表としてのＩＰアドレスの他に、実際のパケット転送に用いるＩＰアドレスを、送信元と送信先パケット制御局が互いに知る必要がある。このための手段としてはＩＰデータ通信コネクション経路切り替え及びパケット転送要求メッセージと応答メッセージに転送パケットが使用する転送先および転送元ＩＰアドレスをそれぞれ含めて送信する。
【００１６】
パケット制御局間の転送パケットを送受信し、転送パケットをＩＰデータ通信コネクションおよび移動局に対応づけるために、転送パケットに識別ｋｅｙ情報を含めてもよい。識別ｋｅｙとしてはＩＰデータ通信コネクションや移動局自体の識別情報を使用する方法がある。これらの情報は通常ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え処理自体でも必要とするため、パケット転送専用の識別ｋｅｙ情報を転送元と転送先パケット制御局間でやりとりする必要はない。あるいは、パケット転送専用の識別ｋｅｙ情報をＩＰデータ通信コネクション経路切り替え及びパケット転送要求と応答メッセージの一方あるいは両方に含めてもよい。この方法を用いた場合は任意の識別ｋｅｙを使用できる。
【００１７】
ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え処理において、経路全体の切り替え時間短縮等の目的により、無線経路切り替えと有線経路切り替えを並行するタイミングで処理する場合がある。この場合、有線経路切り替えが完了してアクセスルータ側から移動局宛のパケットが移動先パケット制御局に届き始めても、無線経路の切り替えがまだ処理中であればその完了までは届いたパケットを移動先パケット制御局がバッファリングすればよい。このような状態においては、移動元パケット制御局から本実施例が提供する方法により転送されたパケットについても、移動先パケット制御局でバッファリングを行う。
【００１８】
転送タイマを使用してアクセスルータからのパケットをバッファリングする方法の場合、移動元パケット制御局からの転送パケット用のバッファとは異なるバッファを用いてもよい。この二つのバッファを使用する状態において、無線経路切り替え処理が完了するなどして移動局へのパケット送信を行う場合、転送タイマのタイムアウト前では、バッファリングしたバッファ中の転送パケットを移動局へ送信する。さらにこの二つのバッファを使用する状態において転送タイマがタイムアウトした場合、二つのバッファの一方あるいは両方が空である場合も含め、移動局への送信順序が転送パケット、アクセスルータからのパケットの順になるように二つのバッファを一つに結合する。バッファ結合以後の移動局側への送信は結合したバッファ中の順序で行い、アクセスルータからのパケットをバッファリングする場合には、移動局への送信順が最後になるようにバッファ末尾に加える。
【００１９】
一方、パケット転送の受け入れをＩＰデータ通信コネクション経路切り替え後最初のアクセスルータから移動先パケット制御局へのパケット到着までとし、以後の転送パケットを廃棄する場合には、上記と異なり最初から一つのバッファのみにバッファリングを行ってもよい。この場合は、最後の転送パケットをバッファリングした続きにアクセスルータからのパケットをバッファリングすることにより、パケットの順序性を正しく保つことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００２１】
図１は本実施例における、移動局装置（以下、移動局という）、基地局装置（以下、基地局という）、パケット制御局装置（以下、パケット制御局という）およびアクセスルータ装置（以下、アクセスルータという）で構成するシステムで、パケット制御局が、移動局と無線通信を行う複数の基地局に、接続されており、それら基地局がカバーする無線通信エリアの集合をパケット制御局に対応する通信エリアとするような移動体ＩＰデータ通信システムに適用した場合の処理手順の実施の形態を示すシーケンスであり、図２は上記移動体ＩＰデータ通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２２】
各装置は、少なくともＣＰＵとメモリを備え、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、以下に説明する処理を、フローチャートに沿って、各装置上で実現する。また、各プログラムは、予め各装置のメモリに格納されていても良いし、必要に応じて、当該装置が利用可能な、着脱可能な記憶媒体や通信媒体であるネットワークまたはネットワーク上を伝搬する搬送波を介して、他の装置から導入されても良い。
【００２３】
また図３は図１のシーケンス処理に対応する移動元パケット制御局の処理を示すフローチャートであり、図４は同様に移動元パケット制御局の処理を示すフローチャートである。また図５は図４の処理における転送およびバッファリング処理に対応する処理を示すフローチャートである。図６は本実施例にかかるパケット制御局の構成図である。図７、図８、図９および図１０は、本実施例を適用した場合の効果が見られるパケットの流れを図２のシステムブロック図上に重ねたものである。
【００２４】
以下、図１のシーケンスに基づいて対応する図２、図３および図４のフローチャート上の処理を説明し、併せて図６の構成図上の各部動作を説明する。続いて図７、図８、図９および図１０を用いて、本実施例の効果がパケットの流れの上にどのように現れるか説明する。
【００２５】
移動局１０１および移動先基地局１０３は、図２に示す移動局１０１の移動に伴い、移動局１０１が移動元パケット制御局１０４に接続されている移動元基地局１０２との通信状態から、移動先パケット制御局１０５に接続されている移動元基地局１０３との通信状態に移行する。これにより、移動元パケット制御局１０４に対応する通信エリア２０４から移動先パケット制御局１０５に対応する通信エリア２０５への移動を検知した移動局１０１および移動先基地局１０３は、移動先パケット制御局１０４に対して移動局通信エリア間移動通知メッセージ１１１を送信する（ステップ１１１）。
【００２６】
移動先パケット制御局１０５はメッセージを受信して次の処理を行う。移動先パケット制御局１０５の処理とは、制御部６０１がパケット送受信部６０３を経由してメッセージ、パケットの送受信を行い、記憶領域６０２中の各テーブルを参照および更新するものであり、移動元パケット制御局１０４側の処理も同様である。
【００２７】
移動先パケット制御局１０５は受信メッセージ内容に基づき、ユーザテーブル６０８上にユーザ１のエントリを作成する。コネクション識別子６０９は受信メッセージに含まれる値とし、転送状態６１２は転送先を示す値とする。ここで移動元パケット制御局アドレスの検出を行う。受信メッセージには移動元パケット制御局アドレス自体が含まれる場合と、パケット制御局識別子が含まれる場合がある。パケット制御局識別子の場合は移動元／先パケット制御局６１３に登録し、パケット制御局テーブル６０４にあらかじめ設定された値からアドレス６０５を検出する（ステップ４０１）。移動局受信開始待ち６１４はシステム設定、転送タイマ使用６１６はシステムあるいは装置設定に従って設定する。
【００２８】
移動先パケット制御局１０５は検出した移動元パケット制御局１０４のアドレスに対し、ＩＰデータ通信コネクション経路切り替えおよびパケット転送要求メッセージ１１２を送信する（ステップ１１２）。本メッセージには移動元パケット制御局１０４が切り替え対象を判別可能なようにコネクション識別子６０９を含める。
【００２９】
転送パケット識別子として任意の値を使用する場合には、転送パケット識別子６１０を設定して本メッセージに含める。システム設定として、例えば転送パケット識別子はコネクション識別子と同じ値を使用するとあらかじめ決めておくような場合には、転送パケット識別子６１０を本メッセージに含めなくとも良い。
【００３０】
また、本実施例とは異なり、本メッセージやＩＰデータ通信コネクション経路切り替えおよびパケット転送応答メッセージ１１３を送受信するためのＩＰアドレスと、パケット転送のためのＩＰアドレスが異なる場合がある。この場合、本メッセージとＩＰデータ通信コネクション経路切り替えおよびパケット転送応答メッセージ１１３にはパケット転送のためのＩＰアドレスあるいはパケット制御局識別子を含め、移動元パケット制御局１０４と移動先パケット制御局１０５は、互いに相手パケット制御局から受信した転送のためのＩＰアドレスをユーザテーブル６０８の対応するエントリ中に記録する。
【００３１】
移動元パケット制御局１０４は、受信メッセージ中のコネクション識別子に対応するユーザテーブル６０８上のエントリの転送状態６１２を、転送元を示す値に設定し、移動元／先パケット制御局６１３に移動先パケット制御局１０５の識別子を設定する。また受信メッセージに転送パケット識別子が含まれる場合、転送パケット識別子６１０に設定する。
【００３２】
移動元パケット制御局１０４は、移動先パケット制御局１０５に対しＩＰデータ通信コネクション経路切り替えおよびパケット転送応答メッセージ１１３を送信する（ステップ１１３）と同時にバッファリング開始する（ステップ１１４）。バッファリング開始処理の詳細は後述する。
【００３３】
移動先パケット制御局１０５は、アクセスルータアドレス検出を行う（ステップ４０２）。ここでは受信メッセージに含まれるアクセスルータ識別子をユーザテーブル６０８のアクセスルータ６１１として設定する。さらに、受信したアクセスルータ識別子から、アクセスルータテーブル６０６にあらかじめ設定された値を参照して、アドレス６０７を検出する。受信メッセージに直接アクセスルータアドレスを含めてもよいし、移動局、ユーザあるいはパケット制御局にあらかじめ対応するアクセスルータを定めていてもよい。
【００３４】
移動先パケット制御局１０５は、移動元パケット制御局１０４にパケット転送開始要求１１６を送信し（ステップ１１６）、ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え要求１１７をアクセスルータ１０６に送信する（ステップ１１７）。以後の転送タイマおよびバッファリング開始処理（ステップ１１８）、バッファリングあるいは移動局への送信開始処理（ステップ１２２）、および転送タイマタイムアウトおよび転送パケット受信終了処理（ステップ１２３）と、各種メッセージ、パケット送受信処理については、移動先パケット制御局転送およびバッファリング処理（ステップ４０３）として後述する。
【００３５】
前述した移動元パケット制御局１０４におけるバッファリング開始処理（ステップ１１４）の詳細を以下に示す。パケット転送開始要求１１６を受信した移動元パケット制御局１０４は、パケット転送開始状態に入る（ステップ３０１）。一方、アクセスルータから移動局宛パケット１１５を受信すると、バッファ６１８の末尾に追加し、使用数を更新する（ステップ３０２）。ここで、すでに前述のパケット転送開始状態に入っていれば次の処理に進み、、そうでなければパケットはバッファリングされたままである（ステップ３０３）。バッファリングに関する転送元／先パケット制御局共通の処理として、規定時間以上バッファリングされたままのパケットは廃棄する。またバッファ総数やユーザ毎使用数に上限がある場合にも、総数なら全ユーザ、ユーザ毎使用数なら対象ユーザのバッファ中の古いパケットから廃棄するなどの処理を行う。パケット転送開始状態であれば、バッファ中の一部あるいは全部のパケットを、バッファ先頭から順に移動先パケット制御局に対して移動局宛転送パケット１２１として送信する（ステップ１２１）。
【００３６】
次に移動先パケット制御局転送およびバッファリング処理（ステップ４０３）の詳細を示す。
【００３７】
まず転送タイマ使用６１６の設定を確認し（ステップ５０１）、ＹＥＳであれば転送タイマを開始すると同時に転送タイマ使用中６１７をＹＥＳに設定する（ステップ５０２）。続いて移動局受信開始待ち６１４の設定を確認し（ステップ５０３）、ＹＥＳであれば移動局受信開始待ち中６１５をＹＥＳに設定する（ステップ５０４）。
【００３８】
移動元パケット制御局１０４から移動局宛転送パケット１２１を受信した場合（ステップ１２１）、転送中であるかどうかを確認する（ステップ５０１）。すでに転送終了しているなどで転送中でない場合は受信パケットを廃棄する（ステップ５１１）。それ以外ではバッファ２（６１９）が使用中かどうかを確認する（ステップ５１２）。バッファ２（６１９）が使用中なのは、移動局受信開始待ち６１４がＹＥＳ設定で、かつ転送タイマ使用中６１７がＹＥＳの場合である。
【００３９】
バッファ２（６１９）使用中ならばバッファ２（６１９）の末尾にパケットを追加し（ステップ５１３）、それ以外ではバッファ１（６１８）の末尾にパケットを追加する（ステップ５１４）。次に移動局受信開始待ち中６１５がＹＥＳかどうか確認する（ステップ５１５）。ＹＥＳならばバッファリングしたままとし、ＮＯならば移動局宛転送パケット１２３として送信する（ステップ１２３）。
【００４０】
一方アクセスルータ１０６からの受信は、まずＩＰデータ通信コネクション経路切り替え応答１１９を受信し（ステップ１１９）、移動局宛パケット受信開始状態に入る（ステップ５０５）。以後移動局宛パケット１２０を受信すると（ステップ１２０）、転送タイマ使用中６１７を確認する（ステップ５０６）。
【００４１】
転送タイマを使用していない場合には、最初のアクセスルータからの移動局宛パケット１２０を受信した時点で、転送状態６１２を転送なしの値に設定して転送終了する（ステップ５０７）。受信パケットはバッファ１（６１８）の末尾に追加する（ステップ５０８）。バッファ２（６１９）が使用中であったり、移動局受信開始待ち中６１５がＹＥＳであったりする場合はバッファ１（６１８）から移動局宛に送信することはできない（ステップ５０９）。それ以外ではバッファ１（６１８）中パケットの一部あるいは全部を移動局宛パケット１２７として送信する（ステップ１２７）。
【００４２】
移動局受信開始待ち中６１５がＹＥＳで移動局受信開始通知１２５を受信した場合（ステップ１２５）、移動局受信開始待ち中６１５をＮＯに設定して移動局受信開始待ちを終了する（ステップ５１６）。バッファ中のパケットがあれば一部あるいは全部を移動局宛バッファパケット１２６として送信するが（ステップ１２６）、このときバッファ２（６１９）使用中ならばバッファ１（６１８）中のパケットを送信することはできない。
【００４３】
転送タイマ使用中６１７がＹＥＳで転送タイマタイムアウトが起きた場合（ステップ５１７）、転送状態６１２を転送なしの値に設定して転送終了する（ステップ５１８）。このときバッファ２（６１９）使用中かどうかを確認し（ステップ５１９）、ＹＥＳならバッファ１（６１８）をバッファ２（６１９）の末尾に接続する形で全体をバッファ１（６１８）とし、バッファ２（６１９）の使用を終了する（ステップ５２０）。
【００４４】
以上が本実施例における処理であり、このような処理を行うことによってＩＰデータ通信コネクション経路切り替え前後のパケットの流れは次のようになる。
【００４５】
まず、移動局１０１が移動する前の移動局１０１宛パケット１（７０１）は、移動元パケット制御局１０４、基地局１０２を経由して移動局１０１に届く。
【００４６】
次に移動局１０１が移動すると、移動先基地局１０３、パケット制御局１０５および移動元パケット制御局１０４との間で経路切り替えおよび転送処理８０２が行われる。この時点での移動局１０１宛パケット２（８０１）は、アクセスルータでの経路切り替え処理がまだ行われていないために移動元パケット制御局１０４に届く。移動元パケット制御局１０４はパケット２（８０１）をバッファリングする。
【００４７】
続いてアクセスルータ１０６への経路切り替え処理９０２と移動元パケット制御局１０４への転送開始処理がほぼ同時に行われると、アクセスルータ１０６で切り替え処理が行われる。この後に届く移動局１０１宛パケット３（９０１）は移動先パケット制御局１０５に送られ、また移動元パケット制御局でバッファリングされていたパケット２（８０１）も移動先パケット制御局１０５に送られる。
【００４８】
移動局１０１宛パケットは、アクセスルータ１０６の切り替え処理以前には移動元パケット制御局１０４、切り替え処理以後は移動先パケット制御局１０５に送られる。このため、移動先パケット制御局１０５において、転送パケットは必ずアクセスルータ１０６からのパケットよりも先に移動局側に送られる必要がある。これを実現するため、転送タイマを使用し、移動局受信開始待ちを行う場合にはパケット２（８０１）をバッファ２、パケット３（９０１）をバッファ１に格納することで正しい順序が保ち、転送タイマのタイムアウトと移動局受信開始通知のどちらが先になっても移動局側への送信順はパケット２（８０１）、パケット３（９０１）、その後で届いたパケット４（１００１）の順にすることができる。
【００４９】
以上に述べたように、本実施例によれば、移動局はパケット制御局切り替え処理機能を備えていれば、移動局の移動に伴うパケット制御局切り替え時の移動局宛パケット欠落を防ぐことができる。
【００５０】
また、移動先パケット制御局における転送タイマ使用自体とそのタイマ値を任意に設定できることにより、移動局−アクセスルータ間の論理的なＩＰデータ通信コネクションは維持したまま、その下位レイヤプロトコルを担当する中継装置を移動先のものへと切り替える際に、切り替え時のパケット欠落対策を上位アプリケーションレイヤプロトコルの再送機構等に依存している移動体ＩＰデータ通信システムに対し、特殊な装置が不要で変更の影響を小さく抑えることのできる切り替え時パケット欠落防止機能を提供できる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、移動局の移動に伴うパケット制御局切り替え時の移動局宛パケット欠落を防ぐことができ、通信品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の処理手順の実施の形態を示すシーケンスである。
【図２】本実施例にかかる移動体ＩＰデータ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例にかかる移動元パケット制御局の処理手順の実施の形態を示すシーケンスである。
【図４】本実施例にかかる移動先パケット制御局の処理手順の実施の形態を示すシーケンスである。
【図５】本実施例にかかる移動先パケット制御局の処理手順の内、転送およびバッファリング処理の実施の形態を示すシーケンスである。
【図６】本実施例を適用した場合の効果が見られるパケットの流れの内、第一の状態におけるパケットの流れを示す図である。
【図７】本実施例を適用した場合の効果が見られるパケットの流れの内、第二の状態におけるパケットの流れを示す図である。
【図８】本実施例を適用した場合の効果が見られるパケットの流れの内、第三の状態におけるパケットの流れを示す図である。
【図９】本実施例を適用した場合の効果が見られるパケットの流れの内、第四の状態におけるパケットの流れを示す図である。
【図１０】本実施例を適用した場合の効果が見られるパケットの流れの内、第五の状態におけるパケットの流れを示す図である。
【符号の説明】
１０１…移動局、１０２、１０３…基地局、１０４、１０５…パケット制御局、１０６…アクセスルータ、２０４、２０５…通信エリア、６０１…制御部、６０２…記憶領域、６０３…パケット送受信部、６０４…パケット制御局テーブル、６０６…アクセスルータテーブル、６０８…ユーザテーブル。

Claims

移動局と複数のパケット制御局及びアクセスルータとからなり、前記移動局は前記アクセスルータとの間に前記パケット制御局によって中継されるＩＰデータ通信コネクションを設定し、前記移動局が前記パケット制御局毎の通信エリア間を移動する場合に、前記ＩＰデータ通信コネクションを中継する前記パケット制御局を、移動元の前記パケット制御局から移動先の前記パケット制御局に切り替える移動体ＩＰデータ通信システムであって、
前記移動先パケット制御局は、前記移動元パケット制御局に対して、前記ＩＰデータ通信コネクションを特定できる情報を含む前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え及びパケット転送要求メッセージを送信する手段を備え、
前記移動元パケット制御局は、前記移動先パケット制御局に対して、前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替えに必要な情報を含むＩＰデータ通信コネクション経路切り替え及びパケット転送応答メッセージを送信すると共に、前記ＩＰデータ通信コネクション上の前記アクセスルータからの受信パケットのバッファリングを開始する手段を備え、
前記移動先パケット制御局は、前記移動元パケット制御局に対して、前記アクセスルータから受信するパケットの転送開始要求メッセージを送信する手段と、前記アクセスルータに対して、前記ＩＰデータ通信コネクションを特定できる情報を含む前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え要求メッセージを送信する手段を備え、
前記移動元パケット制御局は、前記移動先パケット制御局に対して、前記バッファリングした受信パケットを転送し、その後に前記バッファリングした受信パケット以後に前記アクセスルータから受信した前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットを転送する手段を備え、
前記アクセスルータは、前記ＩＰデータ通信コネクションを中継する前記パケット制御局を前記移動元パケット制御局から前記移動先パケット制御局に切り替えると共に、前記移動先パケット制御局に対して前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え応答メッセージを送信する手段を備え、
前記移動先パケット制御局は、前記移動元パケット制御局から転送されたパケットをアクセスルータからの受信したパケットよりも先に送信する、パケット順序の入れ替わり防止手段を備える。
請求項１に記載の移動体ＩＰデータ通信システムであって、
前記移動先パケット制御局は、前記アクセスルータに対して、前記ＩＰデータ通信コネクションを特定できる情報を含む前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え要求メッセージを送信すると共に、移動元・移動先パケット制御局間の前記ＩＰデータ通信コネクション上パケット転送タイマを開始する手段を備え、
前記移動先パケット制御局のパケット順序の入れ替わり防止手段は、前記転送タイマのタイムアウトまでの間に前記アクセスルータから受信した前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットをバッファリングする手段を備える。
請求項１に記載の移動体ＩＰデータ通信システムであって、
前記移動先パケット制御局のパケット順序の入れ替わり防止手段は、前記アクセスルータから前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットを最初に受信した後に、前記移動元パケット制御局から転送されたパケットを廃棄する手段を備える。
請求項１に記載の移動体ＩＰデータ通信システムであって、
前記移動先パケット制御局が前記移動元パケット制御局に対して送信する、前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え及びパケット転送要求メッセージは、前記移動元パケット制御局から前記移動先パケット制御局に転送する前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットの転送先ＩＰアドレスの情報を含み、
前記移動元パケット制御局が前記移動先パケット制御局に対して送信する、前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え及びパケット転送応答メッセージは、前記移動元パケット制御局から前記移動先パケット制御局に転送する前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットの転送元ＩＰアドレスの情報を含む。
請求項１に記載の移動体ＩＰデータ通信システムであって、
前記移動元パケット制御局から前記移動先パケット制御局に転送する、前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットが、識別ｋｅｙ情報として前記ＩＰデータ通信コネクションまたは前記移動局または前記移動局ユーザを示す識別情報を含む。
請求項１に記載の移動体ＩＰデータ通信システムであって、
前記移動先パケット制御局が前記移動元パケット制御局に対して送信する、前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え及びパケット転送要求メッセージと、前記移動元パケット制御局が前記移動先パケット制御局に対して送信する、前記ＩＰデータ通信コネクション経路切り替え及びパケット転送応答メッセージの一方または両方が、前記移動元パケット制御局から前記移動先パケット制御局に転送する前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットに含める識別ｋｅｙ情報を含む。
請求項２に記載の移動体ＩＰデータ通信システムであって、
前記移動先パケット制御局は、
前記移動元パケット制御局から転送された前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットをバッファリングする手段と、
前記転送タイマのタイムアウト以前に移動局側へ前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットを送信する場合、前記移動元パケット制御局から転送されたパケットをバッファリングしたバッファ中のパケットを送信する手段と、
前記転送タイマのタイムアウト時に、前記移動局への送信順序が、前記移動元パケット制御局から転送されたパケットをバッファリングしたバッファ中のパケット、前記アクセスルータからの受信パケットをバッファリングしたバッファ中のパケットの順になるように結合して一つのバッファにする手段と、を備える。
請求項１に記載の移動体ＩＰデータ通信システムであって、
前記移動先パケット制御局は、前記移動元パケット制御局から転送された前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットをバッファリングする手段と、
前記アクセスルータから受信した前記ＩＰデータ通信コネクション上パケットを、前記移動元パケット制御局から転送されたパケットをバッファリングしたバッファに続けてバッファリングする手段と、を備える。