JP3789786B2

JP3789786B2 - Mobile communication system, home agent, communication partner terminal, mobile terminal, mobile communication method, program, and recording medium

Info

Publication number: JP3789786B2
Application number: JP2001246723A
Authority: JP
Inventors: 正祥安川; 淳錦戸; 仙志河村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2021-08-15
Also published as: JP2003060685A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＭｏＩＰ(移動通信を前提としたＩＰ(Internet Protocol))ネットワークで移動端末がネットワーク内のサブネットを跨がる移動を実施した場合でも通信を継続可能とするモバイルＩＰハンドオーバ通信技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体ネットワークの急激な進展にともない、移動環境下のＩＰモビリティ制御技術が注目を集めている。ＭｏＩＰ技術は移動ノードがＩＰネットワーク内でサブネットを変更しても永続的なＩＰホームアドレスのみを使用して通信が継続される。ＭｏＩＰｖ４の詳細はＩＥＴＦのＲＦＣ２００２、２００３、２００４、１７０１、２００５、２００６に規定されている。また、ＭｏＩＰｖ６の詳細は、例えば、ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｏｂｉｌｅｉｐ−ｉｐｖ６−１３に規定されている。
【０００３】
ＭｏＩＰで通信中に通信ホストがサブネット間を移動した場合でも通信を継続させる技術がハンドオーバ技術である。ＩＥＴＦでもハンドオーバ技術としてＭｏｂｉｌｉｔｙＳｕｐｐｏｒｔｉｎＩＰｖ６<draft-ietf-mobileip-ipv6-14.txt>、ＦａｓｔＨａｎｄｏｖｅｒｓｆｏｒＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６<draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-01.txt>等が議論されている。これらのハンドオーバ技術でも通信中のデータのＱｏＳ(Quality of Service)保証を実施するためにさまざまなテクニックが紹介されているが広くモバイルＩＰ通信全般に適用するために定義されているので特定のＱｏＳシグナリングとの連携を議論していない。ここではＱｏＳを満たすパスをＱｏＳパスと呼び、ＱｏＳパスを設定するために行われる信号のやりとりをＱｏＳシグナリングと呼ぶ。
【０００４】
従来のハンドオーバ手順を図１３に示す。従来の移動通信システムでは、通信相手端末ＣＮは、移動端末ＭＮの移動先エリアの中継エージェントＴＡを介して移動端末ＭＮとの間に最適ルートを設定している。このときに、移動端末ＭＮが移動した場合には、エッジにある中継エージェント以外の全ての中継エージェントが新たに最適ルートを設定することによりハンドオーバを実施する。
【０００５】
ここで、最適ルートとは、通信を行う移動端末ＭＮと通信相手端末ＣＮとの双方にとって、最もデータ転送に適したルートである。最もデータ転送に適したルートとは、一般に、最短ルートであるということができるが、この最短ルートの意味は、単に、物理的距離が短いだけでなく、物理的距離は最短でなくとも伝送容量の点で最もデータ転送に適しているという場合も含むことができる。後述する本発明では、さらにＱｏＳを満たすことが最適ルートの条件になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
高性能のハンドオーバを実現するためには通信ホストが移動しても通信中のトラヒックのＱｏＳ保証を実行することが必要不可欠である。そこには通信経路の高速切替えだけでは解決しない課題が存在する。すなわち、移動端末のＱｏＳを保証するためには、１）ハンドオーバ前、２）ハンドオーバ実施中、３）ハンドオーバ実施後で通信相手端末と移動端末との間でパケット転送経路のＱｏＳ保証を実施するだけでなく１）、２）、３）の各プロセスで連携して各プロセス間の状態遷移をＱｏＳ保証しながら実施することが重要となってくる。
【０００７】
しかしながら従来技術では、まずＱｏＳ設定シグナリングと連動したハンドオーバ通信方式が存在しなかったため１）、２）、３）の各独立プロセスでもＱｏＳ保証転送が実施できなかった。ＱｏＳ保証を実施するためにはＲＳＶＰ(Resource Reservation Protocol)、ＭＰＬＳ(Multi protocol Label Switching)等のＱｏＳ保証技術と独立な連携を実施する必要があるが、現在までのところ効率的な手法は存在しない。
【０００８】
本発明は、このような背景に行われたものであって、大規模移動ネットワーク環境下で、通信相手端末と移動端末との間でハンドオーバ発生時にもＱｏＳ保証を実施したパケット転送を可能とするＩＰモビリティ制御技術を提供することができ、さらに、従来のＭｏＩＰｖ４、ＭｏＩＰｖ６の両方式に適用でき、さらに、従来のＱｏＳパス設定メカニズムであるＲＳＶＰ、ＭＰＬＳシグナリングの単純な機能拡張でＱｏＳ保証可能なＩＰモビリティ制御技術を提供することができる移動通信システムおよびホームエージェントおよび通信相手端末および移動端末および移動通信方法およびプログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、既に設定されている最適ルートの中継に関わる中継エージェントの内で、移動端末の移動に伴うハンドオーバ時には、必要最小限の中継エージェントについて最適ルートの再設定を実施することにより、既に設定されているＱｏＳパスの一部についてだけ再設定をすればよいので、ＱｏＳ保証を行いながらのハンドオーバ処理を効率よく実施することができる。
【００１０】
すなわち、本発明は、ＲＳＶＰ等のＱｏＳ保証シグナリングを用いてハンドオーバ発生時にもＱｏＳパスを設定できる点が主要な特徴である。さらにハンドオーバ用のＱｏＳ保証経路を設定するときにＲＳＶＰのシグナリング機構を用いて自動的に旧経路上にアンカーポイントを設定しつつ新経路のルート最適化を実施できることが主要な特徴である。
【００１１】
特に、ＲＳＶＰのＱｏＳシグナリングを用いることでＱｏＳ保証を実施した移動端末用の通信経路を移動端末の移動に応じて動的に変更可能とすることができることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は大規模ネットワーク環境下で移動端末の移動に伴い通信ホスト間の通信経路が動的に変更されてもネットワーク全体で分散配置された中継エージェントが協調してハンドオーバを実施する大規模モバイルＩＰネットワークに適用することができる。
【００１３】
また、本発明は各端末がＢｉｎｄｉｎｇＵｐｄａｔｅ機能を標準実装しているＭｏＩＰｖ６技術への適用を前提にするが、ＭｏＩＰｖ４でもルート最適化技術(I-D:Route Optimization in Mobil IP draft-ietf-mobileip-optim-10.txt)を併用すれば適用可能である。
【００１４】
これにより、移動体環境下でもＱｏＳ保証を要する通信に対して確実にＱｏＳパスを設定できるので高信頼で高性能な移動体ネットワークを構築できる。
【００１５】
従来の技術とはハンドオーバ制御にＲＳＶＰシグナリングを用いている点、ハンドオーバ用に中継エージェントＴＡ概念を導入し中継エージェントによるアンカーハンドオーバを実施している点、ＲＳＶＰのＲｅｓｖメッセージを用いて中継エージェントネットワーク内で通信形態に応じてダイナミックにアンカーポイントを選択しネットワークのスケール性を確保している点が大きく異なる。
【００１６】
すなわち、本発明の第一の観点は、移動端末と、この移動端末の通信相手端末と、前記移動端末の在圏位置情報を管理するホームエージェントとを備え、前記移動端末と前記通信相手端末とは前記在圏位置情報にしたがって最適ルートを設定する手段を備え、前記移動端末と前記通信相手端末との間に設けられ、前記最適ルートを中継する中継エージェントを備え、前記移動端末の移動に伴い複数の前記中継エージェント間でハンドオーバ処理を実行する手段を備えた移動通信システムである。
【００１７】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記ハンドオーバ処理を実行する手段は、前記最適ルートに含まれる複数の前記中継エージェントの内の前記ハンドオーバ処理を要求する前記移動端末直近の前記中継エージェントを含む前記ハンドオーバ処理に必要最小限の前記中継エージェント以外の前記中継エージェントについては前記最適ルート設定の変更対象から除外して処理を実行する手段を備えたところにある。
【００１８】
前記中継エージェントは、前記移動端末の前記ホームエージェントにおけるアドレスと移動先エリアにおけるアドレスとの対応情報を保持する手段を備え、前記移動端末は、自己の移動に伴い新たに前記最適ルートを中継する最寄りのアクセスルータに対しＱｏＳシグナリング手順としてのＲｅｓｖメッセージに中継要求を含ませて送出する手段を備え、前記中継エージェントは、前記中継要求を前記アクセスルータを介して受信すると前記移動端末の前記対応情報を自己が保持しているか否かを判定する手段と、前記移動端末の前記対応情報を自己が保持しているときには前記最寄りのアクセスルータを経由して前記最適ルートを再設定する手段と、自己が前記最適ルートの再設定を行うときには前記Ｒｅｓｖメッセージに含まれる前記中継要求を削除する手段とを備え、前記最適ルートを設定する手段は、前記移動端末と前記通信相手端末との間のＱｏＳを満たすルートを最適ルートとして設定する手段を備えることが望ましい。
【００１９】
あるいは、前記再設定する手段は、前記移動端末の移動先直近となる前記アクセスルータに前記最適ルートを再設定するとともに当該再設定以前に前記最適ルートが設定されていた前記アクセスルータについてもその設定を留保する手段を備えることにより、二つのパスを用いてシームレスなハンドオーバを実施することもできる。
【００２０】
また、前記中継エージェントは、複数のグループに分割され、この複数のグループは階層構造に配置され、前記ハンドオーバ処理を実行する手段は、各階層毎に、前記最適ルートに含まれる複数の前記中継エージェントの内の前記ハンドオーバ処理を要求する前記移動端末直近あるいは隣接する階層に直近の前記中継エージェントを含む前記ハンドオーバ処理に必要最小限の前記中継エージェント以外の前記中継エージェントについては前記最適ルート設定の変更対象から除外して処理を実行する手段を備えることにより、階層構造を有する大規模ネットワークにおいても本発明の移動通信システムを適用することができる。
【００２１】
これにより、大規模移動ネットワーク環境下で、通信相手端末と移動端末との間でハンドオーバ発生時にもＱｏＳ保証を実施したパケット転送を可能とするＩＰモビリティ制御技術を提供することができ、さらに、従来のＭｏＩＰｖ４、ＭｏＩＰｖ６の両方式に適用でき、さらに、従来のＱｏＳパス設定メカニズムであるＲＳＶＰ、ＭＰＬＳシグナリングの単純な機能拡張でＱｏＳ保証可能なＩＰモビリティ制御技術を提供することができる。
【００２２】
本発明の第二の観点は、本発明の移動通信システムに適用され、前記移動端末の前記ホームエージェントにおけるアドレスと移動先エリアにおけるアドレスとの対応情報を保持する手段と、前記中継要求を前記アクセスルータを介して受信すると前記移動端末の前記対応情報を自己が保持しているか否かを判定する手段と、前記移動端末の前記対応情報を自己が保持しているときには前記最寄りのアクセスルータを経由して前記最適ルートを再設定する手段と、自己が前記最適ルートの再設定を行うときには前記Ｒｅｓｖメッセージに含まれる前記中継要求を削除する手段とを備えたことを特徴とする中継エージェントである。
【００２３】
前記再設定する手段は、前記移動端末の移動先直近となる前記アクセスルータに前記最適ルートを再設定するとともに当該再設定以前に前記最適ルートが設定されていた前記アクセスルータについてもその設定を留保する手段を備えることもできる。
【００２４】
本発明の第三の観点は、本発明の移動通信システムに適用され、自己の移動に伴い新たに前記最適ルートを中継する最寄りのアクセスルータに対しＱｏＳシグナリング手順としてのＲｅｓｖメッセージに中継要求を含ませて送出する手段を備えたことを特徴とする移動端末である。
【００２５】
本発明の第四の観点は、移動端末と通信相手端末とは前記移動端末の在圏位置情報にしたがって最適ルートを設定し、前記移動端末と前記通信相手端末との間に配置された中継エージェントにより前記移動端末と前記通信相手端末との間に前記最適ルートが中継され、前記移動端末の移動に伴い複数の前記中継エージェント間でハンドオーバ処理を実行する移動通信方法である。
【００２６】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記最適ルートに含まれる複数の前記中継エージェントの内の前記ハンドオーバ処理を要求する前記移動端末直近の前記中継エージェントを含む前記ハンドオーバ処理に必要最小限の前記中継エージェント以外の前記中継エージェントについては前記最適ルート設定の変更対象から除外して処理を実行するところにある。
【００２７】
前記中継エージェントが複数のグループに分割され、この複数のグループが階層構造に配置されている場合には、各階層毎に、前記最適ルートに含まれる複数の前記中継エージェントの内の前記ハンドオーバ処理を要求する前記移動端末直近あるいは隣接する階層に直近の前記中継エージェントを含む前記ハンドオーバ処理に必要最小限の前記中継エージェント以外の前記中継エージェントについては前記最適ルート設定の変更対象から除外して処理を実行することもできる。
【００２８】
本発明の第五の観点は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明の移動通信システムに適用される中継エージェントに相応する機能として、前記移動端末の前記ホームエージェントにおけるアドレスと移動先エリアにおけるアドレスとの対応情報を保持する機能と、前記中継要求を前記アクセスルータを介して受信すると前記移動端末の前記対応情報を自己が保持しているか否かを判定する機能と、前記移動端末の前記対応情報を自己が保持しているときには前記最寄りのアクセスルータを経由して前記最適ルートを再設定する機能と、自己が前記最適ルートの再設定を行うときには前記Ｒｅｓｖメッセージに含まれる前記中継要求を削除する機能とを実現させることを特徴とするプログラムである。
【００２９】
前記再設定する機能として、前記移動端末の移動先直近となる前記アクセスルータに前記最適ルートを再設定するとともに当該再設定以前に前記最適ルートが設定されていた前記アクセスルータについてもその設定を留保する機能を実現させることもできる。
【００３０】
あるいは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明の移動通信システムに適用される移動端末に相応する機能として、自己の移動に伴い新たに前記最適ルートを中継する最寄りのアクセスルータに対しＱｏＳシグナリング手順としてのＲｅｓｖメッセージに中継要求を含ませて送出する機能を実現させることを特徴とするプログラムである。
【００３１】
本発明の第六の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読み取り可能な記録媒体である。本発明の記録媒体を用いて本発明のプログラムを前記情報処理装置にインストールすることができる。また、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して前記情報処理装置が本発明のプログラムをダウンロードすることによっても前記情報処理装置は本発明のプログラムをインストールすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図１ないし図１２を参照して説明する。図１は本発明実施例の移動端末から通信相手端末へのバインディング登録手順を示す図である。図２は本発明実施例の通信相手端末から移動端末へのＲＳＶＰパス設定手順を示す図である。図３は本発明実施例のＰａｔｈメッセージのフォーマットを示す図である。図４は本発明実施例のＲｅｓｖメッセージのフォーマットを示す図である。図５は本発明実施例の移動端末ハンドオーバ登録手順を示す図である。図６は本発明実施例のハンドオーバ通知用のＲｅｓｖメッセージのフォーマットを示す図である。図７は本発明実施例のアンカーポイント設定判断手順を示す図である。図８は本発明実施例の移動端末ハンドオーバＲＳＶＰ手順を示す図である。図９は本発明実施例の移動端末ハンドオーバＲＳＶＰパケット転送手順を示す図である。図１０は本発明実施例の移動端末ハンドオーバＲＳＶＰパケット転送手順を示す図である。図１１は本発明実施例のパケット転送シーケンスを示す図である。図１２は本発明実施例の大規模移動ネットワークにおけるパケット転送例を示す図である。
【００３３】
本発明は、図１に示すように、移動端末ＭＮと、この移動端末ＭＮの通信相手端末ＣＮと、移動端末ＭＮの在圏位置情報を管理するホームエージェント（図示省略）とを備え、移動端末ＭＮと通信相手端末ＣＮとは前記在圏位置情報にしたがって最適ルートを設定し、移動端末ＭＮと通信相手端末ＣＮとの間に設けられ、前記最適ルートを中継する中継エージェントＴＡを備え、移動端末ＭＮの移動に伴い複数の中継エージェントＴＡ間でハンドオーバ処理を実行する移動通信システムである。
【００３４】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記最適ルートに含まれる複数の中継エージェントＴＡの内の前記ハンドオーバ処理を要求する移動端末ＭＮ直近の中継エージェントＴＡを含む前記ハンドオーバ処理に必要最小限の中継エージェントＴＡ以外の中継エージェントＴＡについては前記最適ルート設定の変更対象から除外して処理を実行するところにある。
【００３５】
中継エージェントＴＡは、移動端末ＭＮの前記ホームエージェントにおけるアドレスと移動先エリアにおける気付アドレスとの対応情報を保持し、移動端末ＭＮは、自己の移動に伴い新たに前記最適ルートを中継する最寄りのアクセスルータＡＲに対しＱｏＳシグナリング手順としてのＲｅｓｖメッセージに中継要求としてのアンカーポイント要求を含ませて送出し、中継エージェントＴＡは、前記アンカーポイント要求をアクセスルータＡＲを介して受信すると移動端末ＭＮの前記対応情報を自己が保持しているか否かを判定し、移動端末ＭＮの前記対応情報を自己が保持しているときには前記最寄りのアクセスルータＡＲを経由して前記最適ルートを再設定し、自己が前記最適ルートの再設定を行うときには前記Ｒｅｓｖメッセージに含まれる前記アンカーポイント要求を削除し、移動端末ＭＮと通信相手端末ＣＮとの間のＱｏＳを満たすルートを最適ルートとして設定する。
【００３６】
また、移動端末ＭＮの移動先直近となるアクセスルータＡＲ２に前記最適ルートを再設定するとともに当該再設定以前に前記最適ルートが設定されていたアクセスルータＡＲ１についてもその設定を留保することもできる。
【００３７】
また、図２に示すように、中継エージェントＴＡは、複数のグループに分割され、この複数のグループは階層構造に配置され、各階層毎に、前記最適ルートに含まれる複数の中継エージェントＴＡの内の前記ハンドオーバ処理を要求する移動端末ＭＮ直近あるいは隣接する階層に直近の中継エージェントＴＡを含む前記ハンドオーバ処理に必要最小限の中継エージェントＴＡ以外の中継エージェントＴＡについては前記最適ルート設定の変更対象から除外して処理を実行することもできる。
【００３８】
本発明実施例では、本発明の移動通信システムをコンピュータ装置を用いて実現するが、コンピュータ装置を用いて本発明の移動通信システムを実現させるためには、情報処理装置であるコンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置に、本発明の移動通信システムに適用される中継エージェントＴＡに相応する機能として、移動端末ＭＮの前記ホームエージェントにおけるアドレスと移動先エリアにおけるアドレスとの対応情報を保持する機能と、前記アンカーポイント要求をアクセスルータＡＲを介して受信すると移動端末ＭＮの前記対応情報を自己が保持しているか否かを判定する機能と、移動端末ＭＮの前記対応情報を自己が保持しているときには前記最寄りのアクセスルータＡＲを経由して前記最適ルートを再設定する機能と、自己が前記最適ルートの再設定を行うときには前記Ｒｅｓｖメッセージに含まれる前記アンカーポイント要求を削除する機能とを実現させることを特徴とする本発明のプログラムを用いる。
【００３９】
移動端末ＭＮの移動先直近となるアクセスルータＡＲ２に前記最適ルートを再設定するとともに当該再設定以前に前記最適ルートが設定されていたアクセスルータＡＲ１についてもその設定を留保する機能を実現させることもできる。
【００４０】
さらに、コンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置に、本発明の移動通信システムに適用される移動端末ＭＮに相応する機能として、自己の移動に伴い新たに前記最適ルートを中継する最寄りのアクセスルータＡＲに対しＱｏＳシグナリング手順としてのＲｅｓｖメッセージにアンカーポイント要求を含ませて送出する機能を実現させることを特徴とするプログラムを用いる。
【００４１】
また、本発明のプログラムが記録された前記コンピュータ装置読み取り可能な記録媒体を本発明の記録媒体とし、この本発明の記録媒体を用いて本発明のプログラムを前記コンピュータ装置にインストールすることができる。また、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して前記コンピュータ装置が本発明のプログラムをダウンロードすることによっても前記コンピュータ装置は本発明のプログラムをインストールすることができる。
【００４２】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【００４３】
（第一実施例）
図１に本発明で提案するハンドオーバ処理のＲＳＶＰシグナリングによる位置登録手順の概要を示す。本実施例ではＭｏＩＰｖ６の動作を前提に説明する。図１に示したアクセスルータＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲｎは移動端末ＭＮと直接インタフェースを持つアクセスルータとする。さらに図中のＴＡ（１）１、ＴＡ（１）ｎ、ＴＡ（ｋ）１は本発明で提案するハンドオーバ時のアンカーポイントとして動作する中継エージェントである。本実施例では図１の四角内で囲まれた領域で移動端末が移動し、領域内の中継エージェントがアンカーポイントとして動作する。このとき中継エージェントＴＡはアクセスルータＡＲに対して階層的に配置することが可能となっており、中継エージェントＴＡ（１）１が第一階梯のアンカーポイント、中継エージェントＴＡ（ｋ）１が第ｋ階梯のアンカーポイントとなる。ハンドオーバ時に設定される具体的なアンカーポイントは通信相手端末ＣＮと移動端末ＭＮの移動形態に応じてダイナミックに選択される。
【００４４】
まず始めに、ＲＳＶＰシグナリングを用いた移動端末ＭＮの位置登録手順を説明する。図１では移動端末がホームネットワークから移動してアクセスルータＡＲ１配下のサブネットに移動してきたとする。このとき移動端末ＭＮのホームネットワーク（かつホームエージェント：ＨＡ）の位置は本発明では、独立に議論できるので図中からは省略する。また移動端末ＭＮは中継エージェントＴＡ（１）１配下に移動してきたときにＭｏＩＰｖ６のステートレスのアドレス取得メカニズムによりアクセスルータＡＲ１配下のサブネットで気付アドレスを取得しているものとする。また説明を簡単にするために以下では取得した気付ＩＰアドレスをＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ１）として説明する。また図１ではルート最適化処理が既に実施されているものとして、通信相手端末ＣＮが移動端末ＭＮの現在の在圏位置ＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ１）を把握しているものとして説明する。
【００４５】
本発明の通信相手端末ＣＮは移動端末ＭＮまでＱｏＳパスを設定するためにＲＳＶＰのＰａｔｈシグナリングを用いて通信相手端末ＣＮと移動端末ＭＮとの間の通信経路上でＱｏＳパスを設定する。このとき図１に示すようにＲＳＶＰのＰａｔｈメッセージは送信元アドレス：通信相手端末ＣＮアドレス、宛先アドレス：移動端末ＭＮの気付アドレスが設定され、移動端末ＭＮに移動端末ＭＮ宛のメッセージであることを通知するために、ソースルートオプションにより移動端末ＭＮのホームアドレスを設定する。Ｐａｔｈメッセージを受信した移動端末ＭＮはＱｏＳパスの設定を実施するためにＲｅｓｖメッセージを送出する。このとき現在の気付アドレスＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ１）をバインディングアップデート（以下、ＢＵという）情報として上位に通知する。この通知を受けた第一階梯にある中継エージェントＴＡ（１）１は、アンカーポイントとして動作可能になるために自身のＢｉｎｄｉｎｇＣａｃｈｅＴａｂｌｅ（バインディングキャッシュ情報テーブル）にＨＡｄｄｒとＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ１）との間のバインディングキャッシュ情報を保持する。さらにアンカー設定領域（図１の四角の領域）の上位階梯でアンカーポイントとなりうる中継エージェントに気付アドレスを設定する。この例では中継エージェントＴＡ（１）１が自身の気付アドレスＣｏＡｄｄｒ（ＴＡ１（１））を中継エージェントＴＡ（ｋ）１に通知している。このように中継エージェントが上位階梯に上がるごとに気付アドレスの集約を実施することで、移動端末ＭＮから遠く離れた通信相手端末ＣＮに移動端末ＭＮのミクロの移動を隠蔽することが可能となる。さらにミクロの移動に対してはアンカー領域内の中継エージェントが移動端末ＭＮの移動にダイナミックに対応してアンカーポイントを設定し、データを転送する。アンカー領域エッジの中継エージェントＴＡ（ｋ）１ルータはさらに自身の気付アドレスＣｏＡｄｄｒ（ＴＡ（ｋ）１）をＲｅｓｖメッセージのＢＵ情報に格納して通信相手端末ＣＮに通知する。当Ｒｅｓｖメッセージを受信した通信相手端末ＣＮは移動端末ＭＮの気付アドレスをＣｏＡｄｄｒ（ＴＡ（ｋ）１）に変更する。このような気付アドレス中継によりＨＡｄｄｒ→ＣｏＡｄｄｒ（ＴＡ（ｋ）１）→ＣｏＡｄｄｒ（ＴＡ（１）１）→ＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ１）として移動端末ＭＮの実際の位置を各階梯の中継エージェントが各階梯のＩＰアドレスを管理する粒度で管理できる。つまり中継面に近い階梯の中継エージェントで細かい単位の移動端末ＭＮ位置管理が不要となるためネットワークをスケールさせることができる。図２に前記、位置登録終了後のＲＳＶＰ予約メッセージの動作を示す。通信相手端末ＣＮから移動端末ＭＮまでのＱｏＳパスを予約するためにＰａｔｈメッセージの宛先が階層的に変換されている点、予約確定のためのＲｅｓｖメッセージの逆ルートで階層的に宛先を変換しながら通信相手端末ＣＮまで中継されている点がわかる。さらに図２のＰａｔｈメッセージではソースルートオプション設定が実施され、移動端末ＭＮに気付アドレス宛のメッセージが到達しても自身宛のメッセージであることを通知している。また、Ｒｅｓｖメッセージについてもホームアドレスオプションが設定され、通信相手端末ＣＮにＲｅｓｖが移動端末ＭＮから送信されたことを通知する。図３にＰａｔｈメッセージの詳細、図４にＲｅｓｖメッセージの詳細を添付する。図４に示すようにＲｅｓｖメッセージについてはＢｉｎｄｉｎｇＵｐｄａｔｅオプションも包含することも可能でＢｉｎｄｉｎｇＣａｃｈｅＴａｂｌｅの情報保持タイマによるアップデータにも使用できる。
【００４６】
次に、移動端末ＭＮが移動しハンドオーバが発生した場合の提案特許の動作例を図５に示す。図５では移動端末ＭＮがアクセスルータＡＲ１配下のサブネットからアクセスルータＡＲ２配下のサブネットに移動した場合を示している。移動端末ＭＮがアクセスルータＡＲ２配下のサブネットに移動すると、ステートレスに新気付アドレスＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ２）を取得する（０）。アドレス取得後、移動端末ＭＮの新気付アドレスまでのハンドオーバを中継エージェントエリア内で実施するために移動端末ＭＮはＲｅｓｖメッセージを送出する。このときＲｅｓｖメッセージを用いて通信相手端末ＣＮ→ＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ２）間のアンカーポイントを検索、設定する。このためＲｅｓｖメッセージでは送信元アドレス：新気付アドレスＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ２）、宛先アドレス：通信相手端末ＣＮアドレスが設定され、Ｒｅｓｖメッセージには移動端末ＭＮがアンカー要求を求めていることを指し示すためにホームアドレスオプション、アンカー要求オプションが設定される。図６に本特許で提案するアンカー要求オプションを含むアンカーポイント設定用のＲｅｓｖメッセージフォーマットを示す。図６にあるようにＲｅｓｖメッセージにはアンカー要求オプションが設定され、旧気付アドレスから新気付アドレスへのハンドオーバ要求を示す。アンカーポイント設定用のＲｅｓｖメッセージは移動ＩＰネットワークが上りと下りとが対象のメトリックで構成されていると仮定すると（ＲＳＶＰネットワーク、アクセスネットワークでは一般的に成立する仮定）通信相手端末ＣＮ宛の最適ルートを通じてアンカー領域を転送される。このときＲｅｓｖは必ず通信相手端末ＣＮ宛に到達するので旧転送ルート（ＣＮ→旧ＭＮ気付アドレスルート）に必ずマージされる。
【００４７】
図５では中継エージェントＴＡ（１）１の中継エージェントがこの説明に該当する。アンカー設定要求をしているＲｅｓｖメッセージを受信した中継エージェントＴＡ自身がハンドオーバ用のアンカーポイントとして動作するべきかを判定するためには以下の判断プロセスにしたがう。
【００４８】
図７に移動端末ＭＮアンカーポイント設定判断アルゴリズムを示す。アンカーポイント要求を含むＲｅｓｖメッセージを受信した中継エージェントＴＡは（Ｓ０）、まず始めにＲｅｓｖメッセージより移動端末ＭＮホームアドレス、通信相手端末ＣＮアドレスを抽出する（Ｓ１）。
【００４９】
次に自身のＢｉｎｄｉｎｇＣａｃｈｅＴａｂｌｅを検索し（Ｓ２）、抽出したホームアドレス用のバインディング登録が存在するかどうかを検索する。自身のテーブルに登録がある場合には（Ｓ３）、自身がアンカーポイントとして動作すべきであると判断できるのでテーブル内のバインディング情報を更新する（Ｓ４）。図７の例では、ＨＡｄｄｒ→ＡＲ１からＨＡｄｄｒ→ＡＲ２へとバインディングを更新している。テーブル更新後、アンカーポイントによるハンドオーバが実施可能となるので、中継エージェントはＰａｔｈメッセージを作成し、移動端末宛に送出する。このＰａｔｈメッセージはアンカーポイントの設定が成功したことを示し移動端末に当中継エージェントよりデータが転送されることを通知する（Ｓ５）。またＢｉｎｄｉｎｇＣａｃｈｅＴａｂｌｅの検索により登録が存在しない場合は（Ｓ６）、当該中継エージェントはアンカーポイントとして動作不可能なのでＲｅｓｖメッセージをそのまま上流に通知する（Ｓ７）。以上の動作により新気付アドレスに対して旧転送経路のアンカーポイントから分岐した最適経路によるデータ転送が可能となる。図５の例では移動端末ＭＮがさらにアクセスルータＡＲｎに移動すればアンカーポイントは中継エージェントＴＡ（ｋ）１に移動して中継エージェントＴＡ（ｋ）１よりデータが新気付アドレスに転送される。
【００５０】
図８にアンカーハンドオーバ実行後のＲＳＶＰシグナリングメッセージの動作例を示す。中継エージェントＴＡ（１）１のＣｏＡｄｄｒが変更され、ＰａｔｈメッセージがアクセスルータＡＲ２まで転送され、ＲｅｓｖメッセージはアクセスルータＡＲ２から通信相手端末ＣＮまでアドレス変換されながら中継されハンドオーバ上でＱｏＳパスが設定される。図９に上記で説明したパケット転送の概念図を示す。通信相手端末ＣＮ→移動端末ＭＮに対してデータパケットがホームアドレスオプションを設定されて転送されている。各中継エージェントに到着したデータパケットはさらに詳しい在圏位置への転送を実施するため、各中継エージェントが保持する気付アドレス情報によって宛先アドレスを順々に書き換えて実際の気付アドレスに該当するアクセスルータＡＲ２まで転送される。
【００５１】
以上、説明した実施方式によって、移動端末がＩＰサブネットを移動してもＲＳＶＰシグナリングを用いて高速でＱｏＳ保証を実施した高性能のハンドオーバが実施できる。図１１に本実施例で説明したハンドオーバシーケンスを図示する。図１１に示すように、移動端末ＭＮの移動に伴い、通信相手端末ＣＮから中継エージェントＴＡまでのパスについては変更されることなく、中継エージェントＴＡ以降のパスが移動端末ＭＮの移動とともにアクセスルータＡＲ１からアクセスルータＡＲ２に変更されていることがわかる。
【００５２】
（第二実施例）
本発明第二実施例を図１０を参照して説明する。第二実施例では旧気付アドレスルート、新気付アドレスルートのバイキャスティングを実施する。バイキャスティングを実施するためには新気付アドレスによるパス設定とともに、中継エージェントで旧気付アドレスのパス変更を実施しない。つまり中継エージェントにはハンドオーバ時には暫定的には２つのバインディング情報が共存することになり、中継エージェントがコピー機能を具備するときにはデータをコピーしてバイキャスティングにより移動端末へ対して新旧ルートでデータを転送する。このとき中継エージェントより上流ではＲＳＶＰの予約集約機能により２つのルート分のリソースが予約されるわけではなく、単一のリソース予約で済む。このようなバイキャスティング機能により、移動端末が移動しても移動中に２つのルートでデータを受信できるのでデータ損失の無いシームレスなハンドオーバが実施できる。結果としてよりＱｏＳ保証能力の高いハンドオーバが実施できる。
【００５３】
ハンドオーバ処理が確定した場合の旧転送ルートのリソース開放はＲＳＶＰのタイムアウト機能を用いて実現できるため網リソースの有効活用が可能な方式である。
【００５４】
（第三実施例）
図１２に大規模移動ネットワークに本方式を適用した場合の動作例を示す。図１２にあるように中継エージェントＴＡが分散配置され、階層構造化されている大規模ネットワークでも中継エージェントＴＡは各階梯で通信相手端末ＣＮと移動端末ＭＮとの間の通信経路トポロジにしたがってアダプティブに設定されるので、本発明は大規模移動ネットワークでも高性能に動作する。
【００５５】
すなわち、最下位の階層には移動端末ＭＮが直接接続されており、第一および第二実施例で説明したとおりの動作を行う。これに対し、最下位以外の階層では、自分より下位の階層のエッジにある中継エージェントＴＡを最下位の階層における移動端末ＭＮと同様にみなしてハンドオーバ処理を実行することにより、階層構造化された大規模ネットワークにおいても第一および第二実施例で説明した本発明の移動通信システムを適用することができる。
【００５６】
（実施例まとめ）
本発明のＲＳＶＰを用いたＱｏＳ保証のハンドオーバ通信方式を利用すれば、ハンドオーバが発生してもＱｏＳを保証したハンドオーバ通信が実行できるので高性能な移動通信が実現できる。また本発明を実施するための中継エージェントはネットワーク内で分散的にかつ階層的に配置可能で、各中継エージェントが通信形態にダイナミックに対応してハンドオーバ時のアンカーポイントとして動作可能なのでハンドオーバ数が大きくなる大規模移動通信ネットワーク環境下でも十分にスケールする。さらに、移動ＩＰ通信管理とＩＰ−ＱｏＳ保証管理が同一のＱｏＳ保証シグナリング内で連動して実施されるため、移動管理とＱｏＳ管理が効率良く実施可能である。
【００５７】
このため本発明方式を用いればスケーラブルな移動ＱｏＳ保証転送が可能となり大規模移動ネットワーク環境が容易に実現できる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大規模移動ネットワーク環境下で、通信相手端末と移動端末との間でハンドオーバ発生時にもＱｏＳ保証を実施したパケット転送を可能とするＩＰモビリティ制御技術を提供することができ、さらに、従来のＭｏＩＰｖ４、ＭｏＩＰｖ６の両方式に適用でき、さらに、従来のＱｏＳパス設定メカニズムであるＲＳＶＰ、ＭＰＬＳシグナリングの単純な機能拡張でＱｏＳ保証可能なＩＰモビリティ制御技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の移動端末から通信相手端末へのバインディング登録手順を示す図。
【図２】本発明実施例の通信相手端末から移動端末へのＲＳＶＰパス設定手順を示す図。
【図３】本発明実施例のＰａｔｈメッセージのフォーマットを示す図。
【図４】本発明実施例のＲｅｓｖメッセージのフォーマットを示す図。
【図５】本発明実施例の移動端末ハンドオーバ登録手順を示す図。
【図６】本発明実施例のハンドオーバ通知用のＲｅｓｖメッセージのフォーマットを示す図。
【図７】本発明実施例のアンカーポイント設定判断手順を示す図。
【図８】本発明実施例の移動端末ハンドオーバＲＳＶＰ手順を示す図。
【図９】本発明実施例の移動端末ハンドオーバＲＳＶＰパケット転送手順を示す図。
【図１０】本発明実施例の移動端末ハンドオーバＲＳＶＰパケット転送手順を示す図。
【図１１】本発明実施例のパケット転送シーケンスを示す図。
【図１２】本発明実施例の大規模移動ネットワークにおけるパケット転送例を示す図。
【図１３】従来のハンドオーバ手順を示す図。
【符号の説明】
ＡＲアクセスルータ
ＣＮ通信相手端末
ＭＮ移動端末
ＴＡ中継エージェント[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile IP handover communication technique that allows communication to continue even when a mobile terminal moves across subnets in a network in a MoIP (IP (Internet Protocol) network based on mobile communication).
[0002]
[Prior art]
With the rapid development of mobile networks, IP mobility control technology in a mobile environment is drawing attention. In the MoIP technology, even if a mobile node changes a subnet in an IP network, communication is continued using only a permanent IP home address. Details of MoIPv4 are defined in RFCs 2002, 2003, 2004, 1701, 2005, and 2006 of IETF. The details of MoIPv6 are specified in, for example, draft-ietf-mobileip-ipv6-13.
[0003]
A technique for continuing communication even when a communication host moves between subnets during communication using MoIP is a handover technique. Mobility support in IPv6 as a handover technology in IETF <draft-ietf-mobileip-ipv6-14.txt>, Fast Handovers for Mobile IPv6 <draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-01.txt> etc. are being discussed. In these handover techniques, various techniques are introduced to implement QoS (Quality of Service) guarantee of data during communication, but since it is widely defined to be applied to mobile IP communication in general, specific QoS signaling is performed. Does not discuss cooperation with. Here, the path satisfying the QoS is called a QoS path, and the signal exchange performed for setting the QoS path is called QoS signaling.
[0004]
A conventional handover procedure is shown in FIG. In the conventional mobile communication system, the communication partner terminal CN sets an optimum route with the mobile terminal MN via the relay agent TA in the movement destination area of the mobile terminal MN. At this time, when the mobile terminal MN moves, all the relay agents other than the relay agent at the edge newly perform the handover by setting the optimum route.
[0005]
Here, the optimum route is the route most suitable for data transfer for both the mobile terminal MN and the communication counterpart terminal CN that perform communication. The most suitable route for data transfer is generally the shortest route, but the meaning of this shortest route is not only a short physical distance, but also a transmission capacity even if the physical distance is not the shortest. In this respect, the case where it is most suitable for data transfer can be included. In the present invention to be described later, further satisfying QoS is the condition of the optimum route.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to realize a high-performance handover, it is indispensable to perform QoS guarantee for traffic during communication even if the communication host moves. There are problems that cannot be solved only by high-speed switching of communication paths. That is, in order to guarantee the QoS of the mobile terminal, 1) before the handover, 2) during the handover, and 3) after the handover is performed, the QoS of the packet transfer path is only guaranteed between the communication partner terminal and the mobile terminal. Instead, it is important to implement the state transition between each process in cooperation with each of the processes 1), 2), and 3) while guaranteeing the QoS.
[0007]
However, in the prior art, first, there is no handover communication method linked with QoS setting signaling, so QoS guaranteed transfer cannot be performed even in each of the independent processes 1), 2) and 3). In order to implement QoS guarantee, it is necessary to implement independent cooperation with QoS guarantee technologies such as RSVP (Resource Reservation Protocol) and MPLS (Multi protocol Label Switching), but there is no efficient method so far. .
[0008]
The present invention has been made in such a background, and enables packet transfer with QoS guaranteed even when a handover occurs between a communication partner terminal and a mobile terminal in a large-scale mobile network environment. IP mobility control technology can be provided, and can be applied to both conventional MoIPv4 and MoIPv6 systems. Further, IP can be guaranteed QoS by simple extension of RSVP and MPLS signaling, which are conventional QoS path setting mechanisms. It is an object of the present invention to provide a mobile communication system, a home agent, a communication partner terminal, a mobile terminal, a mobile communication method, a program, and a recording medium that can provide a mobility control technique.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, among the relay agents related to the relay of the optimal route that has already been set, at the time of handover accompanying the movement of the mobile terminal, the optimal route is re-set for the minimum necessary relay agent, so that the configuration is already set. Since it is only necessary to reset only a part of the QoS path that has been set, the handover process can be performed efficiently while guaranteeing the QoS.
[0010]
That is, the present invention is mainly characterized in that a QoS path can be set even when a handover occurs using QoS guaranteed signaling such as RSVP. Further, when setting a QoS guaranteed route for handover, the main feature is that the route optimization of the new route can be performed while the anchor point is automatically set on the old route using the RSVP signaling mechanism.
[0011]
In particular, it is characterized in that the communication path for a mobile terminal for which QoS guarantee is performed can be dynamically changed according to the movement of the mobile terminal by using QoS signaling of RSVP.
[0012]
In addition, the present invention provides a large-scale network in which relay agents that are distributed and arranged in the entire network perform handover even when a communication path between communication hosts is dynamically changed as a mobile terminal moves in a large-scale network environment. It can be applied to a mobile IP network.
[0013]
In addition, the present invention is premised on application to MoIPv6 technology in which each terminal implements the Binding Update function as a standard. However, even in MoIPv4, route optimization technology (ID: Route Optimization in Mobil IP draft-ietf-mobileip-optim- 10.txt) can be used together.
[0014]
As a result, a QoS path can be reliably set for communications that require QoS guarantee even in a mobile environment, so that a highly reliable and high performance mobile network can be constructed.
[0015]
The conventional technology uses RSVP signaling for handover control, introduces the relay agent TA concept for handover and implements anchor handover by relay agent, and uses RSVP Resv message in the relay agent network The main difference is that the anchor point is dynamically selected according to the communication mode to ensure the scale of the network.
[0016]
That is, a first aspect of the present invention includes a mobile terminal, a communication partner terminal of the mobile terminal, and a home agent that manages location information of the mobile terminal, and the mobile terminal, the communication counterpart terminal, Comprises means for setting an optimum route according to the location information, and comprises a relay agent provided between the mobile terminal and the communication partner terminal for relaying the optimum route. A mobile communication system comprising means for executing a handover process between a plurality of relay agents.
[0017]
Here, a feature of the present invention is that the means for executing the handover process includes the relay agent closest to the mobile terminal that requests the handover process among the plurality of relay agents included in the optimum route. The relay agent other than the minimum relay agent necessary for the handover process is provided with means for executing the process excluding the optimum route setting change target.
[0018]
The relay agent includes means for holding correspondence information between an address in the home agent of the mobile terminal and an address in a destination area, and the mobile terminal newly relays the optimum route as it moves. Means for sending a Resv message as a QoS signaling procedure including a relay request to the access router, and when the relay agent receives the relay request via the access router, the relay agent receives the correspondence information of the mobile terminal. Means for determining whether or not the mobile terminal is holding; means for resetting the optimum route via the nearest access router when the mobile terminal holds the correspondence information of the mobile terminal; and When the optimum route is reconfigured, the medium included in the Resv message And means for deleting the request, means for setting the optimal route, it is desirable to provide a means for setting a route that satisfies the QoS between said mobile terminal said communication partner terminal as the optimum route.
[0019]
Alternatively, the resetting means resets the optimum route to the access router that is closest to the moving destination of the mobile terminal and sets the access router for which the optimum route has been set before the resetting. By providing a means for reserving, seamless handover can be performed using two paths.
[0020]
Further, the relay agent is divided into a plurality of groups, the plurality of groups are arranged in a hierarchical structure, and the means for executing the handover process includes a plurality of the relay agents included in the optimum route for each hierarchy. Among the relay agents other than the minimum relay agent necessary for the handover processing including the relay agent closest to the mobile terminal that requests the handover processing or the layer closest to the adjacent layer, the change target of the optimum route setting The mobile communication system of the present invention can be applied even to a large-scale network having a hierarchical structure.
[0021]
As a result, it is possible to provide an IP mobility control technology that enables packet transfer with QoS guaranteed even when a handover occurs between a communication partner terminal and a mobile terminal in a large-scale mobile network environment. In addition, it is possible to provide an IP mobility control technique capable of guaranteeing QoS by simply extending the functions of RSVP and MPLS signaling, which are conventional QoS path setting mechanisms, and can be applied to both MoIPv4 and MoIPv6 systems.
[0022]
A second aspect of the present invention is applied to the mobile communication system of the present invention, and means for holding correspondence information between an address in the home agent and an address in a destination area of the mobile terminal, and the relay request as the access Means for determining whether or not the corresponding information of the mobile terminal is held by the mobile terminal when received via a router, and via the nearest access router when the corresponding information of the mobile terminal is held by the self And a means for resetting the optimum route and a means for deleting the relay request included in the Resv message when the self resets the optimum route.
[0023]
The resetting means resets the optimum route to the access router that is closest to the destination of the mobile terminal, and reserves the setting for the access router for which the optimum route was set before the resetting. It is also possible to provide means for
[0024]
The third aspect of the present invention is applied to the mobile communication system of the present invention, and includes a relay request in a Resv message as a QoS signaling procedure for the nearest access router that relays the optimum route newly with its own movement. A mobile terminal characterized in that it is provided with a means for sending out.
[0025]
According to a fourth aspect of the present invention, the mobile terminal and the communication partner terminal set an optimum route according to the location information of the mobile terminal, and the relay agent disposed between the mobile terminal and the communication partner terminal In this mobile communication method, the optimum route is relayed between the mobile terminal and the communication counterpart terminal, and handover processing is executed between the plurality of relay agents as the mobile terminal moves.
[0026]
Here, the feature of the present invention is that the minimum necessary for the handover process including the relay agent nearest to the mobile terminal that requests the handover process among the plurality of relay agents included in the optimum route. The relay agents other than the relay agent are excluded from the optimum route setting change target and the process is executed.
[0027]
When the relay agent is divided into a plurality of groups and the plurality of groups are arranged in a hierarchical structure, the handover process among the plurality of relay agents included in the optimum route is performed for each layer. The relay agent other than the minimum relay agent necessary for the handover process including the relay agent closest to the requesting mobile terminal or the adjacent layer is excluded from the change target of the optimum route setting and the process is executed. You can also
[0028]
According to a fifth aspect of the present invention, in the home agent of the mobile terminal, a function corresponding to a relay agent applied to the information processing apparatus is applied to the information processing apparatus. A function of holding correspondence information between an address and an address in the destination area, and a function of determining whether or not the mobile terminal itself holds the correspondence information when the relay request is received via the access router; A function of resetting the optimal route via the nearest access router when the mobile terminal holds the correspondence information of the mobile terminal, and a Resv message when the mobile terminal resets the optimal route. A program for realizing a function of deleting the included relay request.
[0029]
As the function of resetting, the optimal route is reset in the access router that is closest to the moving destination of the mobile terminal, and the setting is also reserved for the access router in which the optimal route was set before the resetting. It is also possible to realize the function to do.
[0030]
Alternatively, by installing it in the information processing apparatus, the information processing apparatus has a function corresponding to the mobile terminal applied to the mobile communication system of the present invention. A program characterized by realizing a function of sending a relay request in a Resv message as a QoS signaling procedure to an access router.
[0031]
A sixth aspect of the present invention is a recording medium readable by the information processing apparatus on which the program of the present invention is recorded. The program of the present invention can be installed in the information processing apparatus using the recording medium of the present invention. The information processing apparatus can also install the program of the present invention when the information processing apparatus downloads the program of the present invention from a server holding the program of the present invention via a network.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a binding registration procedure from a mobile terminal to a communication partner terminal according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an RSVP path setting procedure from the communication partner terminal to the mobile terminal according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the format of the Path message according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the format of the Resv message according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a mobile terminal handover registration procedure according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing the format of the Resv message for handover notification according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing an anchor point setting determination procedure according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing a mobile terminal handover RSVP procedure according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing a mobile terminal handover RSVP packet transfer procedure according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing a mobile terminal handover RSVP packet transfer procedure according to the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a diagram showing a packet transfer sequence according to the embodiment of the present invention. FIG. 12 is a diagram showing an example of packet transfer in the large-scale mobile network according to the embodiment of the present invention.
[0033]
As shown in FIG. 1, the present invention includes a mobile terminal MN, a communication partner terminal CN of the mobile terminal MN, and a home agent (not shown) that manages the location information of the mobile terminal MN. The MN and the communication partner terminal CN set an optimum route according to the located location information, provided between the mobile terminal MN and the communication partner terminal CN, and provided with a relay agent TA that relays the optimum route, and the mobile terminal This is a mobile communication system that executes a handover process between a plurality of relay agents TA as the MN moves.
[0034]
Here, the feature of the present invention is that the minimum necessary for the handover process including the relay agent TA nearest to the mobile terminal MN that requests the handover process among the plurality of relay agents TA included in the optimum route. A relay agent TA other than the relay agent TA is excluded from the optimum route setting change target and the process is executed.
[0035]
The relay agent TA holds correspondence information between the address of the mobile terminal MN in the home agent and the care-of address in the destination area, and the mobile terminal MN newly relays the optimum route as it moves. The router AR sends a Resv message as a QoS signaling procedure including an anchor point request as a relay request, and when the relay agent TA receives the anchor point request via the access router AR, the response of the mobile terminal MN It is determined whether the information is held by itself, and when the correspondence information of the mobile terminal MN is held by itself, the optimum route is reset via the nearest access router AR, and the self When resetting the optimal route, it is included in the Resv message. The Delete the anchor point request, sets a route that satisfies the QoS between the mobile terminal MN and the correspondent terminal CN as the optimum route.
[0036]
In addition, the optimum route can be reset in the access router AR2 that is closest to the destination of the mobile terminal MN, and the setting can also be reserved for the access router AR1 in which the optimum route was set before the resetting.
[0037]
In addition, as shown in FIG. 2, the relay agent TA is divided into a plurality of groups, and the plurality of groups are arranged in a hierarchical structure, and each of the plurality of relay agents TA included in the optimum route is included in each hierarchy. The relay agent TA other than the minimum relay agent TA necessary for the handover process including the relay agent TA closest to the mobile terminal MN requesting the handover process or the nearest hierarchy is excluded from the change target of the optimum route setting. The processing can also be executed.
[0038]
In the embodiment of the present invention, the mobile communication system of the present invention is realized using a computer device. However, in order to realize the mobile communication system of the present invention using a computer device, it is installed in a computer device which is an information processing device. Accordingly, the computer device has a function of holding correspondence information between the address in the home agent of the mobile terminal MN and the address in the destination area as a function corresponding to the relay agent TA applied to the mobile communication system of the present invention. A function for determining whether or not the corresponding information of the mobile terminal MN is held when the anchor point request is received via the access router AR, and that the corresponding information of the mobile terminal MN is held by the self The optimal route via the nearest access router AR. And a function of resetting, when the self performs resetting of the best route using the program of the present invention, characterized in that to realize a function to delete the anchor point request contained in the Resv message.
[0039]
It is possible to realize a function of reconfiguring the optimum route in the access router AR2 that is closest to the movement destination of the mobile terminal MN and retaining the setting for the access router AR1 in which the optimum route was set before the reconfiguration. it can.
[0040]
Further, by installing in the computer device, the nearest access to the computer device as a function corresponding to the mobile terminal MN applied to the mobile communication system of the present invention is newly relayed on the optimum route with its own movement. A program characterized by realizing a function of sending a router AR with an anchor point request included in a Resv message as a QoS signaling procedure is used.
[0041]
Further, the computer apparatus-readable recording medium in which the program of the present invention is recorded can be used as the recording medium of the present invention, and the program of the present invention can be installed in the computer apparatus using the recording medium of the present invention. The computer apparatus can also install the program of the present invention when the computer apparatus downloads the program of the present invention from a server holding the program of the present invention via a network.
[0042]
In the following, embodiments of the present invention will be described in more detail.
[0043]
(First Example)
FIG. 1 shows an outline of a location registration procedure by RSVP signaling in a handover process proposed in the present invention. In the present embodiment, description will be made on the assumption of the operation of MoIPv6. The access routers AR1, AR2, and ARn shown in FIG. 1 are access routers that directly interface with the mobile terminal MN. Further, TA (1) 1, TA (1) n, and TA (k) 1 in the figure are relay agents that operate as anchor points at the time of handover proposed in the present invention. In this embodiment, the mobile terminal moves in the area surrounded by the square in FIG. 1, and the relay agent in the area operates as an anchor point. At this time, the relay agent TA can be arranged hierarchically with respect to the access router AR, the relay agent TA (1) 1 is the anchor point of the first layer, and the relay agent TA (k) 1 is the kth. It becomes the anchor point of the floor. A specific anchor point set at the time of handover is dynamically selected according to the movement mode of the communication counterpart terminal CN and the mobile terminal MN.
[0044]
First, the location registration procedure of the mobile terminal MN using RSVP signaling will be described. In FIG. 1, it is assumed that the mobile terminal has moved from the home network and moved to a subnet under the access router AR1. At this time, since the position of the home network (and home agent: HA) of the mobile terminal MN can be discussed independently in the present invention, it is omitted from the figure. Further, it is assumed that the mobile terminal MN acquires the care-of address in the subnet under the access router AR1 by the MoIPv6 stateless address acquisition mechanism when it moves under the relay agent TA (1) 1. In order to simplify the description, the acquired care-of IP address will be described below as CoAddr (AR1). In FIG. 1, it is assumed that the route optimization process has already been performed, and that the communication partner terminal CN knows the current location CoAddr (AR1) of the mobile terminal MN.
[0045]
The communication counterpart terminal CN of the present invention sets up a QoS path on the communication path between the communication counterpart terminal CN and the mobile terminal MN using RSVP Path signaling to set up a QoS path to the mobile terminal MN. At this time, as shown in FIG. 1, the RSVP Path message is set with a source address: a communication partner terminal CN address, a destination address: a care-of address of the mobile terminal MN, and indicates that the mobile terminal MN is a message addressed to the mobile terminal MN. In order to notify, the home address of the mobile terminal MN is set by the source route option. The mobile terminal MN that has received the Path message sends a Resv message to implement the QoS path setting. At this time, the current care-of address CoAddr (AR1) is notified to the host as binding update (hereinafter referred to as BU) information. Upon receiving this notification, the relay agent TA (1) 1 in the first layer becomes operable between the Addr and CoAddr (AR1) in its Binding Cache Table (binding cache information table) in order to be able to operate as an anchor point. Holds binding cache information. Further, a care-of address is set for a relay agent that can be an anchor point on the upper level of the anchor setting area (the square area in FIG. 1). In this example, the relay agent TA (1) 1 notifies the relay agent TA (k) 1 of its care-of address CoAddr (TA1 (1)). Thus, by collecting the care-of address each time the relay agent goes up to the upper level, it is possible to conceal the micro movement of the mobile terminal MN from the communication counterpart terminal CN far from the mobile terminal MN. Further, for micro movement, the relay agent in the anchor area dynamically sets the anchor point corresponding to the movement of the mobile terminal MN and transfers the data. The relay agent TA (k) 1 router at the anchor area edge further stores its care-of address CoAddr (TA (k) 1) in the BU information of the Resv message and notifies the correspondent terminal CN. The counterpart terminal CN that has received the Resv message changes the care-of address of the mobile terminal MN to CoAddr (TA (k) 1). By such care-of-address relay, the relay agent of each floor determines the actual position of the mobile terminal MN as HAAddr → CoAddr (TA (k) 1) → CoAddr (TA (1) 1) → CoAddr (AR1). It can be managed at the granularity of address management. In other words, the network can be scaled because the relay agent at the level close to the relay plane does not need to manage the location of the mobile terminal MN in a fine unit. FIG. 2 shows the operation of the RSVP reservation message after the location registration is completed. The destination of the Path message is hierarchically converted to reserve the QoS path from the communication partner terminal CN to the mobile terminal MN, while the destination is hierarchically converted by the reverse route of the Resv message for reservation confirmation. It can be seen that the communication is being relayed to the communication partner terminal CN. Further, in the Path message of FIG. 2, the source route option is set, and even if a message addressed to the care-of address arrives, the mobile terminal MN is notified that the message is addressed to itself. Also, the home address option is set for the Resv message, and the communication partner terminal CN is notified that Resv has been transmitted from the mobile terminal MN. Details of the Path message are attached to FIG. 3, and details of the Resv message are attached to FIG. As shown in FIG. 4, the Resv message can include a Binding Update option, and can be used for update by a binding cache table information holding timer.
[0046]
Next, FIG. 5 shows an operation example of the proposed patent when the mobile terminal MN moves and a handover occurs. FIG. 5 shows a case where the mobile terminal MN moves from the subnet under the access router AR1 to the subnet under the access router AR2. When the mobile terminal MN moves to the subnet under the access router AR2, a new care-of address CoAddr (AR2) is acquired statelessly (0). After obtaining the address, the mobile terminal MN sends out a Resv message in order to perform handover to the new care-of address of the mobile terminal MN within the relay agent area. At this time, an anchor point between the communication partner terminal CN → CoAddr (AR2) is searched and set using the Resv message. Therefore, in the Resv message, source address: new care-of address CoAddr (AR2), destination address: communication partner terminal CN address are set, and in the Resv message, the home address is used to indicate that the mobile terminal MN is requesting an anchor request. Options and anchor request options are set. FIG. 6 shows a Resv message format for anchor point setting including an anchor request option proposed in this patent. As shown in FIG. 6, an anchor request option is set in the Resv message to indicate a handover request from the old care-of address to the new care-of address. Assuming that the Resv message for anchor point setting is composed of the metrics for which the mobile IP network is going up and down (assuming that this is generally true for RSVP networks and access networks), the optimal route for the correspondent terminal CN Is transferred through the anchor area. At this time, Resv always reaches the communication partner terminal CN, so it is always merged with the old forwarding route (CN → old MN care-of address route).
[0047]
In FIG. 5, the relay agent TA (1) 1 corresponds to this description. In order to determine whether the relay agent TA itself that has received the Resv message making the anchor setting request should operate as an anchor point for handover, the following determination process is followed.
[0048]
FIG. 7 shows a mobile terminal MN anchor point setting determination algorithm. The relay agent TA that has received the Resv message including the anchor point request (S0) first extracts the mobile terminal MN home address and the communication partner terminal CN address from the Resv message (S1).
[0049]
Next, it searches its own Binding Cache Table (S2), and searches whether there is a binding registration for the extracted home address. If there is a registration in its own table (S3), it can be determined that it should operate as an anchor point, so the binding information in the table is updated (S4). In the example of FIG. 7, the binding is updated from HAAddr → AR1 to HAAddr → AR2. Since the handover by the anchor point can be performed after updating the table, the relay agent creates a Path message and sends it to the mobile terminal. This Path message indicates that the anchor point has been successfully set, and notifies the mobile terminal that data is transferred from the relay agent (S5). If there is no registration due to the search of the Binding Cache Table (S6), the relay agent cannot operate as an anchor point, so the Resv message is notified to the upstream as it is (S7). With the above operation, data transfer by the optimum route branched from the anchor point of the old transfer route to the new care-of address can be performed. In the example of FIG. 5, if the mobile terminal MN further moves to the access router ARn, the anchor point moves to the relay agent TA (k) 1, and the data is transferred from the relay agent TA (k) 1 to the new care-of address.
[0050]
FIG. 8 shows an operation example of the RSVP signaling message after execution of anchor handover. The CoAddr of the relay agent TA (1) 1 is changed, the Path message is transferred to the access router AR2, the Resv message is relayed while being address-converted from the access router AR2 to the correspondent terminal CN, and the QoS path is set on the handover . FIG. 9 shows a conceptual diagram of the packet transfer described above. The data packet is transferred with the home address option set to the communication partner terminal CN → the mobile terminal MN. Since the data packet arriving at each relay agent is transferred to a more detailed location, the access router AR2 corresponding to the actual care-of address is obtained by sequentially rewriting the destination address with the care-of address information held by each relay agent. Is transferred.
[0051]
As described above, according to the implementation method described above, even when a mobile terminal moves in an IP subnet, a high-performance handover in which QoS guarantee is performed at high speed using RSVP signaling can be performed. FIG. 11 illustrates the handover sequence described in this embodiment. As shown in FIG. 11, the path from the communication partner terminal CN to the relay agent TA is not changed with the movement of the mobile terminal MN, and the path after the relay agent TA is changed along with the movement of the mobile terminal MN to the access router AR1. It can be seen that the access router AR2 has been changed.
[0052]
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, bi-casting of the old care-of address route and the new care-of address route is performed. In order to perform bi-casting, the path setting of the new care-of address is not performed, and the relay agent does not change the path of the old care-of address. In other words, two binding information provisionally coexists in the relay agent at the time of handover. When the relay agent has a copy function, the data is copied and transferred to the mobile terminal by old and new routes by bicasting. To do. At this time, the resources for two routes are not reserved by the reservation aggregation function of RSVP upstream from the relay agent, and a single resource reservation is sufficient. With such a bi-casting function, even if a mobile terminal moves, data can be received through two routes while moving, so that a seamless handover without data loss can be performed. As a result, handover with higher QoS guarantee capability can be performed.
[0053]
Since the release of resources of the old transfer route when the handover process is confirmed can be realized by using the RSVP timeout function, the network resource can be effectively used.
[0054]
(Third embodiment)
FIG. 12 shows an operation example when this method is applied to a large-scale mobile network. As shown in FIG. 12, even in a large-scale network in which relay agents TA are distributed and arranged in a hierarchical structure, the relay agent TA is adaptive according to the communication path topology between the communication partner terminal CN and the mobile terminal MN at each level. Since it is set, the present invention operates with high performance even in a large-scale mobile network.
[0055]
That is, the mobile terminal MN is directly connected to the lowest layer and performs the operation as described in the first and second embodiments. On the other hand, in the layers other than the lowest layer, the relay agent TA at the edge of the layer lower than itself is regarded as the mobile terminal MN in the lowest layer, and the handover process is executed, so that the hierarchical structure is formed. The mobile communication system of the present invention described in the first and second embodiments can be applied to a large-scale network.
[0056]
(Example summary)
By using the QoS guaranteed handover communication method using RSVP of the present invention, even if a handover occurs, handover communication with guaranteed QoS can be executed, so that high-performance mobile communication can be realized. Also, the relay agents for implementing the present invention can be distributed and hierarchically arranged in the network, and each relay agent can operate as an anchor point at the time of handover corresponding to the communication form dynamically, so the number of handovers is large. Scale well even in a large-scale mobile communication network environment. Furthermore, since the mobile IP communication management and the IP-QoS guarantee management are performed in conjunction within the same QoS guarantee signaling, the mobility management and the QoS management can be efficiently performed.
[0057]
For this reason, if the method of the present invention is used, scalable mobile QoS guaranteed transfer becomes possible, and a large-scale mobile network environment can be easily realized.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an IP mobility control technique that enables packet transfer with QoS guaranteed even when a handover occurs between a communication partner terminal and a mobile terminal in a large-scale mobile network environment. In addition, it can be applied to both conventional MoIPv4 and MoIPv6 systems, and provides IP mobility control technology that can guarantee QoS with simple enhancement of RSVP and MPLS signaling, which are conventional QoS path setting mechanisms. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a binding registration procedure from a mobile terminal to a communication partner terminal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an RSVP path setting procedure from a communication partner terminal to a mobile terminal according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a format of a Path message according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a format of a Resv message according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a mobile terminal handover registration procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a format of a Resv message for handover notification according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an anchor point setting determination procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a mobile terminal handover RSVP procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a mobile terminal handover RSVP packet transfer procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a mobile terminal handover RSVP packet transfer procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a packet transfer sequence according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing an example of packet transfer in the large-scale mobile network according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a conventional handover procedure.
[Explanation of symbols]
AR access router
CN Communication partner terminal
MN mobile terminal
TA relay agent

Claims

A mobile terminal, a communication partner terminal of the mobile terminal, and a home agent that manages the location information of the mobile terminal;
The mobile terminal and the communication partner terminal comprise means for setting an optimum route according to the location information.
Provided between the mobile terminal and the communication partner terminal, comprising a relay agent that relays the optimum route;
In a mobile communication system comprising means for executing a handover process among a plurality of the relay agents as the mobile terminal moves,
The means for executing the handover process includes the minimum number of relay agents necessary for the handover process including the relay agent closest to the mobile terminal that requests the handover process among the plurality of relay agents included in the optimum route. Means for excluding the relay agent other than those from the change target of the optimum route setting and executing the process,
The relay agent comprises means for holding correspondence information between an address in the home agent of the mobile terminal and an address in a destination area;
The mobile terminal sends out an anchor point request as a relay request in a Resv message as a QoS (Quality of Service) signaling procedure to the nearest access router that relays the optimum route newly as it moves. With means,
When the relay agent receives the relay request via the access router, the relay agent determines whether the mobile terminal holds the correspondence information of the mobile terminal; and the relay agent holds the correspondence information of the mobile terminal Means for deleting the anchor point request and resetting the optimum route via the nearest access router, and the relay included in the Resv message when resetting the optimum route by itself Means for deleting the request,
The means for setting the optimum route comprises means for setting a route satisfying QoS between the mobile terminal and the communication partner terminal as an optimum route .

The resetting means resets the optimum route to the access router that is closest to the destination of the mobile terminal, and reserves the setting for the access router for which the optimum route was set before the resetting. The mobile communication system according to claim 1, further comprising:

The relay agent is divided into a plurality of groups, and the plurality of groups are arranged in a hierarchical structure.
The means for executing the handover process includes, for each layer, the relay agent closest to the mobile terminal that requests the handover process among the plurality of relay agents included in the optimal route or the layer closest to the adjacent layer. 3. The mobile communication system according to claim 1, further comprising means for excluding the relay agent other than the minimum relay agent necessary for the handover process from the change target of the optimum route setting and executing the process.

Applied to the mobile communication system according to claim 1,
Means for holding correspondence information between an address in the home agent of the mobile terminal and an address in a destination area;
Means for determining whether or not the corresponding information of the mobile terminal is held when a Resv message including an anchor point request as the relay request is received via the access router;
Means for resetting the optimal route via the nearest access router when the mobile terminal holds the correspondence information of the mobile terminal;
A relay agent comprising: means for deleting the relay request included in the Resv message when the self resets the optimum route.

The resetting means resets the optimum route to the access router that is closest to the destination of the mobile terminal, and reserves the setting for the access router for which the optimum route was set before the resetting. 5. The relay agent according to claim 4, further comprising means for

An anchor point request as a relay request is included in a Resv message as a QoS signaling procedure for a nearest access router that relays the optimum route newly with its own movement, applied to the mobile communication system according to claim 1. A mobile terminal comprising means for sending.

The mobile terminal and the communication counterpart terminal set an optimum route according to the location information of the mobile terminal, and the mobile terminal and the communication counterpart terminal are set by a relay agent arranged between the mobile terminal and the communication counterpart terminal. In the mobile communication method in which the optimum route is relayed between the mobile terminal and a handover process is performed between the plurality of relay agents as the mobile terminal moves.
The relay agent holds correspondence information between an address in the home agent of the mobile terminal and an address in the destination area,
The mobile terminal sends out an anchor point request as a relay request in a Resv message as a QoS (Quality of Service) signaling procedure to the nearest access router that relays the optimum route newly as it moves. ,
When the relay agent receives the relay request via an access router, the relay agent determines whether or not it holds correspondence information between the address in the home agent of the mobile terminal and the address in the destination area. When the anchor point request included in the Resv message is deleted and the route satisfying the QoS between the mobile terminal and the communication partner terminal is re-established via the nearest access router as the optimum route, A mobile communication method characterized by relaying the Resv message to a relay agent at a higher level.

When the relay agent is divided into a plurality of groups and the plurality of groups are arranged in a hierarchical structure, the handover process among the plurality of relay agents included in the optimum route is performed for each layer. 8. The relay agent other than the minimum relay agent necessary for the handover process including the relay agent closest to the mobile terminal to be requested or adjacent to an adjacent hierarchy is excluded from the change target of the optimum route setting. Mobile communication methods.

As a function corresponding to the relay agent applied to the mobile communication system according to claim 1 by installing in the information processing apparatus,
A function of holding correspondence information between an address in the home agent of the mobile terminal and an address in a destination area;
When the Resv message including the anchor point request as a relay request is received in the Resv message as a QoS (Quality of Service) signaling procedure from the mobile terminal via the access router, the mobile terminal holds the correspondence information of the mobile terminal A function to determine whether or not
A function of resetting a route satisfying QoS between the mobile terminal and the communication partner terminal as the optimum route via the nearest access router when the correspondence information of the mobile terminal is held by itself When,
A program for realizing a function of deleting an anchor point request as the relay request included in the Resv message when the self resets the optimum route.

As the function of resetting, the optimal route is reset in the access router that is closest to the destination of the mobile terminal, and the setting is also reserved for the access router in which the optimal route was set before the resetting. The program of Claim 9 which implement | achieves the function to perform.

By installing in the information processing apparatus, the information processing apparatus has a function corresponding to the mobile terminal applied to the mobile communication system according to claim 1, and the nearest relaying of the optimum route with its own movement is performed. A program that realizes a function of sending an access router including an anchor point request as a relay request in a Resv message as a QoS signaling procedure to an access router.

12. A recording medium readable by the information processing apparatus on which the program according to claim 9 is recorded.