JP2004304280A

JP2004304280A - ネットワーク構成方法、根幹ルータ及び中継器

Info

Publication number: JP2004304280A
Application number: JP2003091928A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sakakura; 隆史坂倉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】ＩＰサブネット内の移動であれば、ＩＰアドレスを変更することなく、無線端末宛のパケットを送信することができるネットワーク構成方法を得ることを目的とする。
【解決手段】無線端末２５が例えばＰＡ１のページングエリア１３内に入ると、その無線端末２５がページングエリア１３内のＰＨＳ基地局２２及び中継器１２ｂ，１２ａを通じて、その無線端末２５及びＰＨＳ基地局２２の識別子を含む経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信し、その根幹ルータ１１及び中継器１２ａ，１２ｂが経路登録パケットを参照して、その無線端末２５に送信する通信パケットの経路を設定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）通信を実現するネットワーク構成方法、根幹ルータ及び中継器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話が広く普及し、携帯電話を用いたデータ通信の利用も浸透してきている。また、高速データ通信を実現するＷ−ＣＤＭＡ方式のシステムや、主にデータ通信を用途とする無線ＬＡＮも普及してきている。
無線通信の普及に並行して、インターネットの普及も目覚しい。インターネットで使用されるＩＰは高価な交換機を必要とせず、ＩＰ網で音声サービスを提供するオペレータが参入してきている。将来的には無線も含めて、全ての通信サービスがＩＰに統合されていくことが予測される。
【０００３】
しかしながら、ＩＰは通信ノードが固定されていることを前提に設計されているため、ある端末に対するＩＰパケットは、その端末が属するＩＰサブネットに配信されるが、無線端末が移動する移動通信においては、その無線端末が属するＩＰサブネットが固定されない問題点がある。
かかる問題点を解決する技術として、モバイルＩＰと呼ばれる技術が提案されている。
【０００４】
モバイルＩＰは、移動通信を実施するときに、無線端末が属するＩＰサブネット内で有効なＩＰアドレス（例えば、ＩＰサブネット内に設置されている複数の無線基地局のうち、無線端末が接続する無線基地局のＩＰアドレスを含むアドレス）を気付けアドレスとして無線端末に与え、本来的に無線端末を管轄するサブネットに設置されたホームエージェントと呼ぶ機構が、その無線端末宛のパケットを受信すると、そのパケットを気付けアドレスに転送する方式であり、このような方式が実施されているネットワーク構成方法は、以下の特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４４８１１号公報（段落番号［００２０］から［００２６］、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のネットワーク構成方法は以上のように構成されているので、無線端末が移動してハンドオーバーを実施する毎に、気付けアドレスであるＩＰアドレスを変更して、ホームエージェントがパケットの転送先を切り換えなければならず、高速なハンドオーバーの実施が困難であるなどの課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＩＰサブネット内の移動であれば、ＩＰアドレスを変更することなく、無線端末宛のパケットを送信することができるネットワーク構成方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、上記のネットワーク構成方法を実現する根幹ルータ及び中継器を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るネットワーク構成方法は、無線端末が任意のページングエリア内に入ると、その無線端末がページングエリア内の無線基地局及び中継器を通じて、その無線端末及び無線基地局の識別子を含む経路登録パケットを根幹ルータに送信し、その根幹ルータ及び中継器が経路登録パケットを参照して、その無線端末に送信する通信パケットの経路を設定するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるネットワーク構成方法が適用される無線アクセスネットワークを示す構成図であり、図２はページングエリア１３の内部構成を示す構成図である。
図において、例えばインターネットであるＩＰ網１には複数の無線アクセスネットワーク２が接続されており、ＩＰ網１には１２８ビットのアドレススペースを有するＩＰｖ６が適用され、複数の無線アクセスネットワーク２をＩＰ網１のサブネットとしてアドレス管理されている。
ホームエージェント（以下、ＨＡという）３は各無線アクセスネットワーク２内に存在する無線端末を管理し、ある無線端末２５宛の通信パケットを受信すると、その無線端末２５が存在する無線アクセスネットワーク２を特定し、その無線アクセスネットワーク２の根幹ルータ２に当該通信パケットを送信する。
【００１０】
根幹ルータ１１はＩＰ網１を終端し、ＨＡ３から通信パケットを受信すると、その通信パケットの送信先である無線端末２５のＩＰアドレスをＭＡＣアドレス（当該無線アクセスネットワーク２において無線端末２５に割り当てられたローカルなアドレス）にマッピングする。なお、根幹ルータ１１の配下にはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）網が接続されている。中継器１２ａ，１２ｂはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）網を構成するＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）スイッチであり、特にＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）網の末端に位置する中継器１２ｂはページングエリア１３に対応して配置されている。
【００１１】
ページングエリア１３には無線基地局であるＰＨＳ基地局２２と無線ＬＡＮ基地局２４が配置され、ＰＨＳ基地局２２はバス２１を介して中継器１２ｂと接続され、無線ＬＡＮ基地局２４はブリッジ２３及びバス２１を介して中継器１２ｂと接続される。ただし、隣接する無線ＬＡＮ基地局２４は必ず異なるチャネルを使用するように配置されている。
また、ＰＨＳ基地局２２の通信エリアは、無線ＬＡＮ基地局２４の通信エリアより広く、無線ＬＡＮ基地局２４の通信エリアを包含するように階層化されている。
この実施の形態１では、ＰＨＳと無線ＬＡＮが無線システムとして収容されるものについて示すが、これに限るものではなく、例えば、３ＧＰＰやＩＥＥＥ８０２．１５などの無線システムに適用してもよい。ただし、無線システムはＭＡＣアドレスにより無線端末を特定してページングすることができ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）パケットを送受信することができるＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）へのコンバージェンスレイヤを備えることが必要である。
図３はこの発明の実施の形態１によるネットワーク構成方法を示すフローチャートである。
【００１２】
次に動作について説明する。
無線アクセスネットワーク２に接続する無線端末２５は、音声も含めて全ての通信をＩＰにて実施する。
即ち、無線端末２５は、無線アクセスネットワーク２において有効なＩＰアドレスを取得し、そのＩＰアドレスを以ってＩＰ通信を実施する。無線端末２５は固有のＩＰアドレスを有するが、無線端末２５の固有のＩＰアドレスに送信されたＩＰパケットは、ＨＡ３により、無線アクセスネットワーク２において有効なＩＰアドレスに転送される。
無線端末２５が異なるサブネットを跨いで移動した時は、移動先の無線アクセスネットワーク２において有効なＩＰアドレスを新たに取得して、そのＩＰアドレスをＨＡ３に登録することにより、ハンドオーバー処理が行われる。
【００１３】
このように、無線端末２５が異なるサブネットを跨いで移動し、ＩＰ通信を継続するためにＩＰアドレスの振り直しを行うハンドオーバーは、マクロハンドオーバーと呼ばれるが、無線端末２５に与えられた有効なＩＰアドレスを維持し、ＨＡ３が介在しないハンドオーバーはマイクロハンドオーバーと呼ばれる。
この実施の形態１では、同一の無線アクセスネットワーク２内で無線端末２５が移動する場合、ＨＡ３が介在することなく、ハンドオーバーが行われる。
以下、無線アクセスネットワーク２に対する無線端末２５の接続動作を具体的に説明する。
【００１４】
無線端末２５は、無線アクセスネットワーク２における任意のページングエリア１３（例えば、ＰＡ１のページングエリア１３）内に入ると、ＰＡ１のページングエリア１３に配置されているＰＨＳ基地局２２及び無線ＬＡＮ基地局２４が定期的にパイロット信号を発信するので、そのパイロット信号を受信する（ステップＳＴ１）。
ただし、無線端末２５には、ＰＨＳ無線送受信器（無線デバイス）１式と、無線ＬＡＮ送受信器（無線デバイス）２式と、測位用のＧＰＳデバイス１式が備えられているが、例えば、電源節約のため、ＰＨＳによる待ち受け状態になっているような場合、ＰＨＳ無線送受信器のみが稼動状態で、無線ＬＡＮ送受信器とＧＰＳデバイスは非稼働状態であるため、無線端末２５は、ＰＨＳ基地局２２から発信されたパイロット信号を受信する。即ち、１以上の無線デバイスを休止状態に設定する場合でも、パイロット信号の受信の漏れを少なくするため、各種の無線基地局の中で最も通信エリアが広い無線基地局（この例では、ＰＨＳ基地局２２）に対応する通信デバイスを稼動状態に設定する。
以下、この実施の形態１では、説明の便宜上、無線端末２５がＰＨＳ基地局２２から発信されたパイロット信号を受信したものとして説明する。
【００１５】
ここで、パイロット信号は、図４に示すように、無線端末２５が存在するページングエリア１３内の無線アクセスネットワークの構成表を表している（構成表は根幹ルータ１１により生成される）。
構成表は、ページングエリア１３内のすべてのスイッチ、ブリッジ及び無線基地局の情報を含み、それぞれのタグＩＤと属性情報が管理されている。
なお、無線基地局の情報には地理情報（デバイス種別３１、タグＩＤ３２、緯度３３、経度３４、高度３５、サービスエリア半径３６）が付加されている。
【００１６】
無線端末２５は、ＰＨＳ基地局２２から発信されたパイロット信号を受信すると、現在、ＰＡ１のページングエリア１３に配置されているＰＨＳ基地局２２と接続可能な状態にあることを根幹ルータ１１に登録する。
即ち、無線端末２５は、パイロット信号の発信元であるタグＩＤが０ｘ０１０１のＰＨＳ基地局２２に接続することにより（ステップＳＴ２）、ＰＨＳ基地局２２及び中継器１２ｂ，１２ａを通じて、図５（ａ）に示すような経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信する（ステップＳＴ３）。
【００１７】
経路登録パケットはＩＥＥＥ８０２．１Ｑに規定されているフレームフォーマットに準拠しており、経路登録パケットには送信先４１である根幹ルータ１１のＭＡＣアドレス、送信元４２である無線端末２５のＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ使用識別子４３、根幹ルータ１１のタグＩＤ４４（ブロードキャストビット５１、バッファリングビット５２）、ペイロードサイズ４５、ペイロード４６（ＩＰパケット）が格納される。
なお、ペイロード４６であるＩＰパケットの種類は、「ＶＬＡＮタグ設定」と次ヘッダ番号フィールド５３に登録され、始点アドレス５４は、ＩＰレベルの情報として無線アクセスネットワークのリージョンＩＤと無線端末２５のＭＡＣアドレスから生成されるＩＰｖ６ステートレスアドレスが格納される。送信先アドレス５５は、根幹ルータのＩＰアドレスが設定される。このＩＰパケットは、ペイロードとして接続する基地局のタグＩＤ５６を格納する
【００１８】
根幹ルータ１１は、無線端末２５から送信された経路登録パケットを受信すると、その経路登録パケットを参照して、無線端末２５のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを登録するとともに、その無線端末２５が接続するＰＨＳ基地局２２のタグＩＤを登録する（ステップＳＴ４）。なお、ＰＨＳ基地局２２と根幹ルータ１１の経路上にある中継器１２ａ，１２ｂも、根幹ルータ１１と同様に、その経路登録パケットを参照して、無線端末２５のＭＡＣアドレスと、その無線端末２５が接続するＰＨＳ基地局２２のタグＩＤを登録する。
また、根幹ルータ１１は、無線端末２５が他の無線アクセスネットワーク２から当該無線アクセスネットワーク２に移動してきて、初めての登録であれば（ステップＳＴ５）、当該無線アクセスネットワーク２において有効なＩＰアドレス（無線端末２５に与えられる気付けアドレス）をＨＡ３に登録する（ステップＳＴ６）。
【００１９】
上記のような登録が完了したのち、ＨＡ３は、無線端末２５の固有のＩＰアドレスを以って、無線端末２５宛の通信パケットを受信すると、無線端末２５の気付けアドレスを指定して、その通信パケットを根幹ルータ１１に転送する。
根幹ルータ１１は、ＨＡ３から通信パケットを受信すると、その通信パケットの送信先であるＩＰアドレスに対応する無線端末２５のＭＡＣアドレスが登録されているか否かを判定し、未登録の場合には、その通信パケットを廃棄する。
【００２０】
しかし、上述したように、無線端末２５が経路登録パケットを送信することにより、ＭＡＣアドレスが登録されている場合には、そのＭＡＣアドレスと一緒に登録されたＰＨＳ基地局２２のタグＩＤを参照して、その通信パケットをＰＨＳ基地局２２に至る経路上にある中継器１２ａ，１２ｂに転送する。ただし、根幹ルータ１１は、通信パケットを転送する際、その通信パケットの送信先であるＩＰアドレスを無線端末２５のＭＡＣアドレスにマッピングして転送する。
【００２１】
中継器１２ａ，１２ｂは、根幹ルータ１１から通信パケットを受信すると、その通信パケットの送信先であるＭＡＣアドレスと、先に登録した無線端末２５のＭＡＣアドレスを照合して、その無線端末２５が接続されるＰＨＳ基地局２２のタグＩＤを特定し、その通信パケットをＰＨＳ基地局２２に転送する。
ＰＨＳ基地局２２は、中継器１２ｂから通信パケットを受信すると、その通信パケットを無線端末２５に転送する。
【００２２】
これにより、無線端末２５は通信パケットを受信することができるが、その後、例えば、ＰＡ２のページングエリア１３に移動すると、ＰＡ２のページングエリア１３内に配置されているＰＨＳ基地局２２等からパイロット信号を受信したとき、上記と同様にして、経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信することにより、同様の登録処理を実施する。
この登録処理を実施することにより、根幹ルータ１１及び中継器１２ａ，１２ｂは、無線端末２５が接続される無線基地局を特定することができるので、無線端末２５宛の通信パケットを転送することができる。
ただし、この場合、同一の無線アクセスネットワーク２の移動であり、無線端末２５の気付けアドレス（ＩＰアドレス）を変更する必要がないので、ＨＡ３に対する登録処理は実施しない。
【００２３】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、無線端末２５が例えばＰＡ１のページングエリア１３内に入ると、その無線端末２５がページングエリア１３内のＰＨＳ基地局２２及び中継器１２ｂ，１２ａを通じて、その無線端末２５及びＰＨＳ基地局２２の識別子を含む経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信し、その根幹ルータ１１及び中継器１２ａ，１２ｂが経路登録パケットを参照して、その無線端末２５に送信する通信パケットの経路を設定するように構成したので、ＩＰサブネット内の移動であれば、無線端末２５の気付けアドレス（ＩＰアドレス）を変更することなく、無線端末２５宛の通信パケットを送信することができるようになり、その結果、速やかにハンドオーバーを実施することができる効果を奏する。また、スケーラブルな複合無線アクセスネットワークの構築が可能になる効果を奏する。
【００２４】
ここで、図６は根幹ルータ１１を示す構成図であり、図において、情報要求部６１はタグＩＤと属性情報を含む中継器情報の送信要求を配下の中継器１２ａ，１２ｂにブロードキャストする情報要求手段を構成している。情報受信部６２は情報要求部６１から送信要求が配信された中継器１２ａ，１２ｂから中継器情報を受信する情報受信手段を構成している。構成表生成部６３は情報受信部６２により受信された中継器情報から無線アクセスネットワークの構成表を生成する構成表生成手段を構成している。構成表配信部６４は構成表生成部６３により生成された構成表を配下の中継器１２ａ，１２ｂにブロードキャストする構成表配信手段を構成している。
【００２５】
根幹ルータ１１は、次のようにして、ページングエリア１３内の無線アクセスネットワークの構成表を各種の無線基地局に配信している。
即ち、根幹ルータ１１の情報要求部６１は、例えば定期的にタグＩＤと属性情報を含む中継器情報の送信要求を配下の中継器１２ａ，１２ｂにブロードキャストする。
中継器１２ａ，１２ｂは、根幹ルータ１１から中継器情報の送信要求を受信すると、自己のタグＩＤと属性情報を含む中継器情報を根幹ルータ１１に返信する。
【００２６】
根幹ルータ１１の構成表生成部６３は、情報受信部６２が中継器１２ａ，１２ｂから返信された中継器情報を受信すると、その中継器情報を参照して図４に示すような無線アクセスネットワークの構成表を生成する。
根幹ルータ１１の構成表配信部６４は、構成表生成部６３が構成表を生成すると、その構成表を配下の中継器１２ａ，１２ｂにブロードキャストする。
これにより、中継器１２ａ，１２ｂが配下の無線基地局により構成表をブロードキャストすることによって、配下の無線基地局が構成表をパイロット信号として発信することができるようになる。
【００２７】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２による中継器１２ａ，１２ｂを示す構成図であり、図において、切換処理検出部７１は無線端末２５による接続対象の無線基地局の切換処理を検出する検出手段を構成している。パケット配信部７２は切換処理検出部７１により無線基地局の切換処理が検出された際、その無線端末２５に送信する通信パケットを受信すると、その通信パケットを配下の中継器又は無線基地局にブロードキャストするパケット配信手段を構成している。
【００２８】
次に動作について説明する。
無線端末２５が隣のページングエリア１３に移動する場合には、上述しように、接続対象の無線基地局が切り換わるハンドオーバーが実施されるが、同一のページングエリア１３内の移動によっても、接続対象の無線基地局が切り換わるハンドオーバーが実施されることがある。
このようなハンドオーバーが実施される場合、無線端末２５は、上述したように、新たに経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信することにより、登録処理を再実施する。
この実施の形態２では、スムーズなハンドオーバーを実現するため、次のような処理を実施する。
【００２９】
即ち、無線端末２５は、例えば、現在接続されている無線基地局の電界強度が所定の閾値を下回ると、根幹ルータ１１のタグＩＤ４４に含まれているブロードキャストビット５１をＯＮにして経路登録パケットを送信する。
中継器１２ａ，１２ｂの切換処理検出部７１は、無線端末２５から接続中の無線基地局を通じて、ブロードキャストビット５１がＯＮである経路登録パケットを受信すると、無線基地局２５によりハンドオーバーが実施されることを認識する。
【００３０】
中継器１２ａ，１２ｂのパケット配信部７２は、切換処理検出部７１が無線基地局２５によりハンドオーバーが実施されることを認識すると、以降、ハンドオーバーが完了するまでの間に、根幹ルータ１１から無線端末２５宛の通信パケットを受信すると、その通信パケットを配下の中継器又は無線基地局にブロードキャストする。
即ち、中継器１２ａであれば、自己と接続されている全ての中継器１２ｂに無線端末２５宛の通信パケットをブロードキャストし、中継器１２ｂであれば、自己と接続されている全ての無線基地局（ＰＨＳ基地局２２、無線ＬＡＮ基地局２４）に無線端末２５宛の通信パケットをブロードキャストする。
【００３１】
この実施の形態２によれば、接続対象の無線基地局が不安定になるハンドオーバー中であっても、接続される可能性のある何れかの無線基地局から無線端末２５が通信パケットを受信することができるため、ハンドオーバーに伴う通信パケットの受信漏れを防ぐことができる効果を奏する。
【００３２】
この実施の形態２では、同一のページングエリア１３内の移動に伴うハンドオーバーに適用するものについて示したが、無線端末２５が隣のページングエリア１３に移動するハンドオーバーに適用してもよい。
この場合、無線端末２５は、ブロードキャストビット５１がＯＮである経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信することにより、自己のＭＡＣアドレスを根幹ルータ１１に登録するとともに、移動前のページングエリア１３に対応する中継器１２ｂと、移動後のページングエリア１３に対応する中継器１２ｂとに共通する上位中継器１２ａ（例えば、移動前のページングエリア１３がＰＡ１で、移動後のページングエリア１３がＰＡ５の場合、図１の例では、一番左側の中継器１２ａが上位中継器に相当する）のタグＩＤを根幹ルータ１１に登録する。
【００３３】
これにより、根幹ルータ１１は、以降、ハンドオーバーが完了するまでの間に、無線端末２５宛の通信パケットを受信すると、その通信パケットに上位中継器１２ａのタグＩＤを付加し、中継器１２ａ，１２ｂは、根幹ルータ１１から上位中継器１２ａのタグＩＤが付加された通信パケットを受信すると、その通信パケットを配下の中継器１２ｂ又は無線基地局にブロードキャストする。
【００３４】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、無線端末２５がパイロット信号の発信元である無線基地局と接続するものについて示したが、無線端末２５が現在位置を検出するＧＰＳデバイス（位置検出機構）を備えている場合、ＧＰＳデバイスの検出結果とページングエリア１３内の無線基地局の位置情報とを参照して接続対象の無線基地局を選択するようにしてもよい。
具体的には下記の通りである。
図８は無線端末２５の処理内容を示すフローチャートである。
【００３５】
無線端末２５は、ＧＰＳデバイスを稼動状態にして、ＧＰＳデバイスから現在位置を取得する（ステップＳＴ１１）。
次に、無線端末２５は、予め取得したページングエリア１３内の無線基地局、即ち、ページングエリア１３内の無線ＬＡＮ基地局２４の位置情報を参照して、利用可能な無線ＬＡＮ基地局２４をサーチし（ステップＳＴ１２）、その利用可能な無線ＬＡＮ基地局２４の中からＩＰパケットの通信要件を満足する無線ＬＡＮ基地局２４を選択する（ステップＳＴ１３）。この際、ＩＰパケットの通信要件を満足する無線ＬＡＮ基地局２４が複数存在する場合、通信距離が最短の無線ＬＡＮ基地局２４を選択する。
最後に、無線端末２５は、その無線ＬＡＮ基地局２４と接続し（ステップＳＴ１４）、上記実施の形態１と同様にして登録処理を実施する。
この実施の形態３によれば、適正な無線ＬＡＮ基地局２４と接続して、ＩＰ通信を実施することができる効果を奏する。
【００３６】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、特に言及していないが、無線端末２５の接続対象がＰＨＳ基地局２２から無線ＬＡＮ基地局２４に切り換わる場合のような異種無線に渡るハンドオーバーと、ある無線ＬＡＮ基地局２４から他の無線ＬＡＮ基地局２４に切り換わる場合のような同種無線に渡るハンドオーバーとは、無線端末２５や無線アクセスネットワーク２から見ると本質的な差異はない。
しかしながら、無線種類が異なる場合、通信パケットの転送速度が異なり、また、接続状態に至るまでの所要時間が異なる。
そこで、この実施の形態４では、上記の差異を吸収して、スムーズなハンドオーバーを実現するようにしている。
【００３７】
図２の例では、同一のページングエリア１３内の移動では、ＰＨＳ基地局２２からＰＨＳ基地局２２へのハンドオーバーは発生しないので、ここでは、無線端末２５がある無線ＬＡＮ基地局２４と接続状態にあるものとして説明する。
例えば、無線端末２５が搭載している無線ＬＡＮ送受信器を用いて、ある無線ＬＡＮ基地局２４と接続することにより音声通信を実施しているときに、残りの無線ＬＡＮ送受信器を用いて、近隣の無線ＬＡＮ基地局２４を探索する。
【００３８】
無線端末２５は、例えば、現在接続されている無線ＬＡＮ基地局２４の電界強度が所定の閾値を下回ると、図９のハンドオーバー処理を開始する。
即ち、無線端末２５は、現在接続されている無線ＬＡＮ基地局２４の電界強度が所定の閾値を下回ると、通信可能なハンドオーバー先の無線ＬＡＮ基地局２４が存在するか否かをチェックする（ステップＳＴ２１）。
無線端末２５は、通信可能なハンドオーバー先の無線ＬＡＮ基地局２４が存在する場合、接続先を当該無線ＬＡＮ基地局２４に切り換えるハンドオーバーを実施し（ステップＳＴ２２）、通信可能なハンドオーバー先の無線ＬＡＮ基地局２４が存在しない場合、接続先をＰＨＳ基地局２２に切り換えるハンドオーバーを実施する（ステップＳＴ２３）。
【００３９】
ここで、図１０は接続先をある無線ＬＡＮ基地局２４から他の無線ＬＡＮ基地局２４に切り換える場合の処理内容を示すフローチャートである。
既に説明しているように、無線アクセスネットワーク２において、隣接する無線ＬＡＮ基地局２４には必ず異なるチャネルが割り当てられ、無線端末２５に搭載されている１式のＰＨＳ無線送受信器と２式の無線ＬＡＮ送受信器には、共通のＭＡＣアドレスが割り当てられている。
【００４０】
無線端末２５は、現在音声通信に利用していない残りの無線ＬＡＮ送受信器を利用して、移動先の無線ＬＡＮ基地局２４と接続する（ステップＳＴ３１）。
これにより、２つの無線ＬＡＮ送受信器は、相互に同一のＭＡＣアドレスを以って、移動元と移動先の無線ＬＡＮ基地局２４と接続された状態になる。
そして、無線端末２５は、移動先の無線ＬＡＮ基地局２４のタグＩＤを根幹ルータ１１に登録する（ステップＳＴ３２）。
【００４１】
その後、移動先の無線ＬＡＮ基地局２４からパケットを受け取ると、ハンドオーバーが完了したものと判断し、移動元の無線ＬＡＮ基地局２４と接続していた無線ＬＡＮ送受信器を切断状態に設定する（ステップＳＴ３３）。
これにより、この実施の形態４によれば、無線種類が異なる場合でも、通信パケットの転送速度や接続状態に至るまでの所要時間の差異を吸収して、スムーズなハンドオーバーを実現することができる。
【００４２】
実施の形態５．
この実施の形態５では、接続対象を無線ＬＡＮ基地局２４からＰＨＳ基地局２２に切り換えるハンドオーバーについて説明する。
この場合、無線端末２５のＰＨＳ無線送受信器は、２式の無線ＬＡＮ送受信器と同様に稼動状態である。しかしながら、電力消費の観点や無線リソースの観点から常時接続は望ましい状態でない。
また、ＰＨＳ接続時には、ある程度の接続遅延時間を見込まねばならず、発生するフェージングは移動を原因とするものであるので、同時接続状態を保証できるものではない。
そこで、この実施の形態５では、図１１に示すようなハンドオーバー処理を実施する。
【００４３】
無線端末２５は、ＰＨＳ基地局２２に切り換えるハンドオーバーを開始すると、無線アクセスネットワーク２の構成表を参照することにより、移動前の無線端末２５から根幹ルータ１１に至るまでのパスと、移動後の無線端末２５から根幹ルータ１１に至るまでのパスとを比較して、両方のパスに共通する上位の中継器の中で、無線端末２５に最も近い中継器（以下、分岐点中継器という）を探索する（ステップＳＴ４１）。
次に、無線端末２５は、現在接続している無線ＬＡＮ基地局２４を利用して、バッファリングビット５２がＯＮである分岐点中継器のタグＩＤを含む経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信することにより、分岐点中継器のタグＩＤを根幹ルータ１１に登録する（ステップＳＴ４２）。
【００４４】
これにより、根幹ルータ１１は、以降、無線端末２５宛の通信パケットを受信すると、その通信パケットに分岐点中継器のタグＩＤを付加し、中継器１２ａ，１２ｂやブリッジ２３は、分岐点中継器のタグＩＤが付加された無線端末２５宛の通信パケットを受信すると、その通信パケットをバファリングする。
その後、無線端末２５は、登録メッセージを送出すると、設定されたタイムアウト値にて規定された一定時間経過後、移動元の無線ＬＡＮ基地局２４との接続を切断し（ステップＳＴ４３）、移動先のＰＨＳ基地局２２の接続が完了すると、そのＰＨＳ基地局２２のタグＩＤを含む経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信することにより、そのＰＨＳ基地局２２のタグＩＤを登録する（ステップＳＴ４４）。
中継器１２ａ，１２ｂやブリッジ２３は、無線端末２５から送出された登録メッセージが通過すると、そのバファリングした通信パケットを無線端末２５に送信し、その無線端末２５が当該通信パケットを受信する（ステップＳＴ４５）。
【００４５】
これにより、この実施の形態５によれば、接続対象を無線ＬＡＮ基地局２４からＰＨＳ基地局２２に切り換えているときに、無線端末２５宛の通信パケットが送信されても、その通信パケットを無線端末２５に送信することができる効果を奏する。
なお、この実施の形態５による中継器１２ａ，１２ｂやブリッジ２３は、無線端末２５から送信データのバッファリング要求を受信する要求受信手段と、その要求受信手段によりバッファリング要求が受信された場合、その無線端末２５の移動が完了するまでの間、その無線端末２５に送信する通信パケットを受信すると、その通信パケットを保持するパケット保持手段と、無線端末２５の移動が完了すると、そのパケット保持手段に保持されている通信パケットを無線端末２５に送信する送信手段とを備えている。
【００４６】
実施の形態６．
上記実施の形態１〜５では、ＰＨＳ無線送受信器を１式と、無線ＬＡＮ送受信器を２式搭載している無線端末２５を対象にして説明したが、この実施の形態６では、例えば、無線ＬＡＮ送受信器を１式のみ搭載している無線端末２５を対象にして説明する。
【００４７】
このような無線端末２５は、無線ＬＡＮ送受信器の間欠休止を利用して、待ち受け状態を実現している。パイロット（ビーコン）でのタグＩＤや構成表の供給などの機構は既に説明した通りである。
無線ＬＡＮ基地局２４間のハンドオーバーの動作を説明をする。
無線ＬＡＮには、無線ＬＡＮ基地局２４と無線端末２５間の接続にアソシエーションと呼ばれる手順があり、無線ＬＡＮ基地局２４は未接続の無線端末２５に送信されてきたパケットを一定量、一定期間キャッシュする機能を有している。
無線ＬＡＮ基地局２４は、無線端末２５と接続されると、キャッシュされたパケットを無線端末２５に送信する。
図１２はハンドオーバー処理を示すフローチャートである。
【００４８】
無線端末２５は、無線アクセスネットワーク２の構成表を参照することにより、移動前の無線端末２５から根幹ルータ１１に至るまでのパスと、移動後の無線端末２５から根幹ルータ１１に至るまでのパスとを比較して、両方のパスに共通する上位の中継器の中で、無線端末２５に最も近い中継器（以下、分岐点中継器という）を探索する（ステップＳＴ５１）。
次に、無線端末２５は、現在接続している無線ＬＡＮ基地局２４を利用して、ブロードキャストビット５１がＯＮである分岐点中継器のタグＩＤを含む経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信することにより、分岐点中継器のタグＩＤを根幹ルータ１１に登録する（ステップＳＴ５２）。
これにより、移動元の無線ＬＡＮ基地局２４と移動先の無線ＬＡＮ基地局２４が同時に無線端末２５宛の通信パケットを受信できる状態になる。
【００４９】
その後、無線端末２５は、移動元の無線ＬＡＮ基地局２４との接続を切断して（ステップＳＴ５３）、移動先の無線ＬＡＮ基地局２４のタグＩＤを含む経路登録パケットを根幹ルータ１１に送信することにより、移動先の無線ＬＡＮ基地局２４のタグＩＤを登録する（ステップＳＴ５４）。
無線端末２５は、移動先の無線ＬＡＮ基地局２４によりキャッシュされたパケットを受信することにより（ステップＳＴ５５）、ハンドオーバーが完了する。
なお、移動先とならなかった無線ＬＡＮ基地局２４によりキャッシュされたパケットは一定期間後に破棄される。
この実施の形態６によれば、無線ＬＡＮ送受信器を１式のみ搭載している無線端末２５であっても、速やかにハンドオーバーを実施することができる。
【００５０】
実施の形態７．
この実施の形態７では、同一の無線アクセスネットワーク２内に存在する２つの無線端末２５が相互に最短パスで通信する手段について説明する。
２つの無線端末２５は接続状態にあり、相手のＩＰアドレスから相手が同一の無線アクセスネットワーク２に存在しているか否かを判断する。
モバイルＩＰが適用されている無線端末２５であるならば、当無線アクセスネットワーク２のサブネットワークがいわゆるホームであり、無線端末２５の固有のＩＰアドレスが現在有効なＩＰアドレスと一致する必要がある。
また、ハンドオーバーが発生すると、最短パスの設定は無効になるので、本機構は固定的に利用される端末同士に適用されるのが望ましい。
以下、図１３のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
まず、一方の無線端末２５は、相手の無線端末２５のＩＰアドレスを参照して、同一の無線アクセスネットワーク２に存在しているか否かを判断する（ステップＳＴ６１）。
相手の無線端末２５が同一の無線アクセスネットワーク２に存在している場合、現在接続している無線基地局のタグＩＤを以って、図５の経路登録パケットを相手の無線端末２５に送信する（ステップＳＴ６２）。
【００５２】
相手の無線端末２５は、一方の無線端末２５から経路登録パケットを受信すると（ステップＳＴ７１）、一方の無線端末２５の有効なタグＩＤを認識し、以降、当該タグＩＤを以って、一方の無線端末２５にパケットを送信する（ステップＳＴ７２）。
これにより、同一の無線アクセスネットワーク２内に存在する２つの無線端末２５は、最短パスで通信を行うようになる。
【００５３】
なお、無線アクセスネットワーク２の規模が大きい場合、ＶＬＡＮ使用識別子４３の代わりに、中継器１２ａ，１２ｂに固有のＭＡＣアドレスを割り付け、中継器１２ａ，１２ｂは、自身を送り先アドレスとするフレームを受け取ると、ＶＬＡＮ使用識別子４３が設定されている場合と同様に動作するようにしてもよい。
上記実施の形態１〜７では、特に言及していないが、中継器は、無線端末から送信されたパケットを受信したとき、そのパケットについて、有効なタグ、ないしは、端末登録がなされていない場合、常に、ネットワーク上位のポートに出力する。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、無線端末が任意のページングエリア内に入ると、その無線端末がページングエリア内の無線基地局及び中継器を通じて、その無線端末及び無線基地局の識別子を含む経路登録パケットを根幹ルータに送信し、その根幹ルータ及び中継器が経路登録パケットを参照して、その無線端末に送信する通信パケットの経路を設定するように構成したので、ＩＰサブネット内の移動であれば、無線端末の気付けアドレスであるＩＰアドレスを変更することなく、無線端末宛の通信パケットを送信することができるようになり、その結果、速やかにハンドオーバーを実施することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるネットワーク構成方法が適用される無線アクセスネットワークを示す構成図である。
【図２】ページングエリアの内部構成を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるネットワーク構成方法を示すフローチャートである。
【図４】無線アクセスネットワークの構成表を示す説明図である。
【図５】経路登録パケットの一例を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による根幹ルータを示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態２による中継器を示す構成図である。
【図８】無線端末の処理内容を示すフローチャートである。
【図９】無線端末の処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】無線端末の処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】無線端末の処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】無線端末の処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】無線端末の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ＩＰ網、２無線アクセスネットワーク、３ＨＡ、１１根幹ルータ、１２ａ，１２ｂ中継器、１３ページングエリア、２１バス、２２ＰＨＳ基地局（無線基地局）、２３ブリッジ、２４無線ＬＡＮ基地局（無線基地局）、２５無線端末、３１デバイス種別、３２タグＩＤ、３３緯度、３４経度、３５高度、３６サービスエリア半径、４１送信先、４２送信元、４３ＶＬＡＮ使用識別子、４４根幹ルータのタグＩＤ、４５ペイロードサイズ、４６ペイロード、５１ブロードキャストビット、５２バッファリングビット、５３次ヘッダ番号フィールド、５４始点アドレス、５５送信先アドレス、５６基地局のタグＩＤ、６１情報要求部（情報要求手段）、６２情報受信部（情報受信手段）、６３構成表生成部（構成表生成手段）、６４構成表配信部（構成表配信手段）、７１切換処理検出部（検出手段）、７２パケット配信部（パケット配信手段）。

Claims

ＩＰ網を終端する根幹ルータと、上記根幹ルータと各ページングエリア内に設置されている任意の無線基地局間を中継する複数の中継器とから構成された無線アクセスネットワークのネットワーク構成方法において、無線端末が任意のページングエリア内に入ると、上記無線端末がそのページングエリア内の無線基地局及び中継器を通じて、その無線端末及び上記無線基地局の識別子を含む経路登録パケットを上記根幹ルータに送信し、上記根幹ルータ及び上記中継器が当該経路登録パケットを参照して、上記無線端末に送信する通信パケットの経路を設定することを特徴とするネットワーク構成方法。
ページングエリア内に複数種類の無線基地局が設置される場合、各種の無線基地局の通信エリアが階層をなすことを特徴とする請求項１記載のネットワーク構成方法。
無線端末は、ページングエリア内の無線基地局からパイロット信号を受信すると、そのパイロット信号に含まれている上記無線基地局の識別子を抽出し、経路登録パケットを根幹ルータに送信する際、その無線基地局の識別子を当該経路登録パケットに含めて送信することを特徴とする請求項１記載のネットワーク構成方法。
根幹ルータが無線アクセスネットワークの構成表を生成してブロードキャストし、無線基地局が当該構成表を受信すると、その構成表をパイロット信号として発信することを特徴とする請求項３記載のネットワーク構成方法。
種類が異なる複数の無線デバイスを搭載している無線端末が１以上の無線デバイスを休止状態に設定する場合、各無線デバイスに対応する無線基地局の中で最も通信エリアが広い無線基地局の識別子を含む経路登録パケットを根幹ルータに送信することを特徴とする請求項１記載のネットワーク構成方法。
中継器は、無線端末が移動して、接続対象の無線基地局を切り換える際、その無線端末に送信する通信パケットを配下の中継器又は無線基地局にブロードキャストすることを特徴とする請求項１記載のネットワーク構成方法。
無線端末が移動する前の中継器と、その無線端末が移動した後の中継器とに共通する上位中継器の識別子を根幹ルータに登録し、各中継器が上位中継器の識別子が付加された通信パケットを受信すると、その通信パケットを配下の中継器又は無線基地局にブロードキャストし、その無線端末の移動が完了すると、その無線端末が移動後に接続する無線基地局の識別子を含む経路登録パケットを根幹ルータに再送信することを特徴とする請求項６記載のネットワーク構成方法。
無線端末が現在位置を検出する位置検出機構を備えている場合、その無線端末が現在位置の検出結果とページングエリア内の無線基地局の位置情報とを参照して接続対象の無線基地局を選択することを特徴とする請求項１記載のネットワーク構成方法。
中継器は、無線端末が移動する際に、その無線端末から送信データのバッファリング要求を受けた場合、その無線端末の移動が完了するまでの間、その無線端末に送信する通信パケットを受信すると、その通信パケットを保持することを特徴とする請求項１記載のネットワーク構成方法。
無線端末が移動する前の中継器と、その無線端末が移動した後の中継器とに共通する上位中継器の識別子を根幹ルータに登録し、各中継器が上位中継器の識別子が付加された通信パケットを受信すると、その通信パケットを保持し、その無線端末が移動後に接続する無線基地局の識別子を含む経路登録パケットを根幹ルータに再送信した後、その通信パケットを上記無線端末に送信することを特徴とする請求項９記載のネットワーク構成方法。
無線端末が種類の異なる複数の無線デバイスを搭載している場合、複数の無線デバイスが同一の端末識別子を用いることを特徴とする請求項１記載のネットワーク構成方法。
無線端末は、通信相手の無線端末が同一の無線アクセスネットワーク内に存在する場合、通信相手の無線端末の識別子を指定して通信パケットを送信することを特徴とする請求項１記載のネットワーク構成方法。
識別子と属性情報を含む中継器情報の送信要求を配下の中継器にブロードキャストする情報要求手段と、上記情報要求手段から送信要求が配信された中継器から中継器情報を受信する情報受信手段と、上記情報受信手段により受信された中継器情報から無線アクセスネットワークの構成表を生成する構成表生成手段と、上記構成表生成手段により生成された構成表を配下の中継器にブロードキャストする構成表配信手段とを備えた根幹ルータ。
無線端末による接続対象の無線基地局の切換処理を検出する検出手段と、上記検出手段により無線基地局の切換処理が検出された際、その無線端末に送信する通信パケットを受信すると、その通信パケットを配下の中継器又は無線基地局にブロードキャストするパケット配信手段とを備えた中継器。
無線端末が移動する際に、その無線端末から送信データのバッファリング要求を受信する要求受信手段と、上記要求受信手段によりバッファリング要求が受信された場合、その無線端末の移動が完了するまでの間、その無線端末に送信する通信パケットを受信すると、その通信パケットを保持するパケット保持手段と、上記無線端末の移動が完了すると、上記パケット保持手段に保持されている通信パケットを上記無線端末に送信する送信手段とを備えた中継器。