JP4325516B2 - モバイルネットワークシステムにおけるデータの優先制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、モバイルネットワークシステムにおけるデータの優先制御方法に関する。

インターネット又はＬＡＮにおいて、ストリーミングデータパケットのようなリアルタイム性の高いパケットは、優先的に転送する必要がある。また、ネットワークの輻輳状態によっては、バッファ溢れによるパケット損失が生じるために、重要なデータパケットは、優先的に転送する必要がある。

データリンクレベルにおけるデータパケットの優先制御をするプロトコルとしては、ＩＥＥＥ８０２．１ＱのＶＬＡＮ(Virtual LAN)がある（例えば非特許文献２参照）。ＶＬＡＮ機能はレイヤ２スイッチに備えられ、データパケットのデータリンクヘッダに付与されたＶＬＡＮタグによって、ワークグループ間のブロードキャスト又はマルチキャストが実現される。また、当該ネットワークにおけるデータパケットの相対的な優先度を指定することもできる。

表１は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑによって規定されたフレーム構成図である。

表１によれば、データリンクヘッダは、ＭＡＣ(Media Access Control)ヘッダと、４byteのＶＬＡＮタグとから構成される。ＶＬＡＮタグは、プロトコルタイプ(2byte)と、優先度(3bit)と、CFI(Cononical Format Indicator)(1bit)と、ＶＬＡＮ識別子(12bit)とを有する。従って、優先度は０〜７の段階を指定でき、ＶＬＡＮ識別子は最高４０９５まで指定できる。

ＶＬＡＮ機能を備えたレイヤ２スイッチは、ポート番号毎にＶＬＡＮ識別子及び優先度を対応付けたテーブルを有する。勿論、同じポート番号に複数のＶＬＡＮ識別子及び優先度を指定することも可能である。

表２は、レイヤ２スイッチの有するテーブルである。

表２のテーブルを用いて、レイヤ２スイッチは、データパケットに仮想ＬＡＮを提供するだけでなく、優先度に応じたデータパケットの優先制御も行う（優先度：低い０〜高い７）。優先制御は、レイヤ２スイッチのバッファにほぼ同時に、低い優先度のデータパケットと高い優先度のデータパケットとが蓄積されている場合、高い優先度のデータパケットを優先的に先に転送することをいう。従って、リアルタイム性の高いデータパケットについては、優先度を高く設定する。

「IP Mobility Support」、RFC2002, Oct 1996. 「Virtual Bridged Local Area Networks」、IEEE Std 802.1Q、IEEE、２００３年 W.Chen, L.Huang、「RSVP Mobility Support: A Signaling Protocol for Integrated Services Internet with Mobile Hosts」、IEEE INFOCOM、１９９７年４月 F. M. Chiussi, D. A. Khotimsky, S. Krishnan、「A Network Architecture for MPLS based Micro-Mobility」、IEEE WCNC、２００２年３月

モバイルネットワークにおいては、無線を介するために低い伝送速度で且つ低い通信品質となり、リアルタイム性の高いアプリケーションの使用は一般的でなかった。しかしながら、携帯電話機又は携帯情報端末の技術的な発展に伴って、ストリーミングデータのようなリアルタイム性の高いデータパケットを送受信する状況が増えつつある。

従って、本発明は、モバイルネットワークシステムにおけるデータの優先制御方法を提供することを目的とする。

本発明の優先制御方法は、端末と、１つ以上のレイヤ２スイッチによって構成されたアクセスネットワークと、該アクセスネットワークを介して端末と通信するエージェントとを有するモバイルネットワークシステムを対象とする。本発明によれば、
レイヤ２スイッチは、ＧＶＲＰ対応のＶＬＡＮ機能に基づくＶＬＡＮテーブルとデータ優先送受信部とを有し、
エージェントは、端末のアドレス毎に、設定優先度、ＶＬＡＮ識別子及び最高許容優先度とを対応付けたＶＬＡＮ登録テーブルを有しており、
端末が、希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録要求メッセージを、アクセスネットワークを介してエージェントへ送信する第１のステップと、
エージェントは、登録要求メッセージに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度をＶＬＡＮテーブルの設定優先度に登録し、そうでない場合、希望優先度をＶＬＡＮテーブルの設定優先度に登録する第２のステップと、
エージェントが、ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージをレイヤ２スイッチへ送信する第３のステップと、
エージェントが、設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録応答メッセージを、アクセスネットワークを介して端末へ送信する第４のステップと、
端末が、登録応答メッセージに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを送信する第５のステップと、
エージェントが、データパケットの宛先アドレスについてＶＬＡＮ登録テーブルに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを端末へ送信する第６のステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の優先制御方法は、端末と、１つ以上のレイヤ２スイッチによって構成された第１のアクセスネットワークと、該第１のアクセスネットワークを介して端末と通信する第１のエージェントと、レイヤ２スイッチによって構成された第２のアクセスネットワークと、該第２のアクセスネットワークを介して第１のエージェントと通信する第２のエージェントとを有するモバイルネットワークシステムを対象とする。本発明によれば、
レイヤ２スイッチは、ＧＶＲＰ対応のＶＬＡＮ機能に基づくＶＬＡＮテーブルとデータ優先送受信部とを有し、
エージェントは、端末のアドレス毎に、設定優先度、ＶＬＡＮ識別子及び最高許容優先度とを対応付けたＶＬＡＮ登録テーブルを有しており、
端末が、希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録要求メッセージを、第１のアクセスネットワークを介して第１のエージェントへ送信する第１のステップと、
第１のエージェントは、登録要求メッセージに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度を登録要求メッセージの希望優先度に上書きし、更に、登録要求メッセージを第２のアクセスネットワークを介して第２のエージェントへ送信する第２のステップと、
第２のエージェントが、登録要求メッセージに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度をＶＬＡＮ登録テーブルの設定優先度に登録し、そうでない場合、希望優先度をＶＬＡＮ登録テーブルの設定優先度に登録する第３のステップと、
第２のエージェントが、ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージをレイヤ２スイッチへ送信する第４のステップと、
第２のエージェントが、設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録応答メッセージを、第２のアクセスネットワークを介して第１のエージェントへ送信する第５のステップと、
第１のエージェントが、登録応答メッセージに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子をＶＬＡＮ登録テーブルに登録し、登録応答メッセージを第１のアクセスネットワークを介して端末へ送信する第６のステップと、
端末が、登録応答メッセージに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを第１のネットワークへ送信する第７のステップと、
第２のエージェントが、データパケットの宛先アドレスについてＶＬＡＮ登録テーブルに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを第２のネットワークへ送信する第８のステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の優先制御方法における他の実施形態によれば、
第１のアクセスネットワークが無線アクセスネットワークであり、第１のエージェントがパケット制御ノードであり、第２のアクセスネットワークがパケット交換ネットワークであり、第２のエージェントがパケットゲートウェイであることが好ましい。

本発明の優先制御方法における他の実施形態によれば、
第１のアクセスネットワークが無線アクセスネットワーク及び／又はパケット交換ネットワークであり、１のエージェントがパケット交換ノードであり、第２のアクセスネットワークがＩＰネットワークであり、第２のエージェントがホームエージェントであってもよい。

本発明の優先制御方法における他の実施形態によれば、ホームエージェントのＶＬＡＮ登録テーブルは、バインディングリストであることも好ましい。

また、本発明のモバイルネットワークシステムによれば、
端末と、１つ以上のレイヤ２スイッチによって構成されたアクセスネットワークと、該アクセスネットワークを介して端末と通信するエージェントとを有しており、
レイヤ２スイッチは、ＧＶＲＰ対応のＶＬＡＮ機能に基づくＶＬＡＮテーブルとデータ優先送受信部とを有し、
エージェントは、
端末のアドレス毎に、設定優先度、ＶＬＡＮ識別子及び最高許容優先度を対応付けたＶＬＡＮ登録テーブルを有し、登録要求メッセージに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度をＶＬＡＮテーブルの設定優先度に登録し、そうでない場合、希望優先度をＶＬＡＮテーブルの設定優先度に登録し、設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録応答メッセージを、アクセスネットワークを介して端末へ送信するＶＬＡＮ登録手段と、
データパケットの宛先アドレスについてＶＬＡＮ登録テーブルに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを端末へ送信するデータ送受信手段と、
ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージをレイヤ２スイッチへ放送的に送信するＧＶＲＰ制御手段とを有しており、
端末は、
希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録要求メッセージを、アクセスネットワークを介してエージェントへ送信し、受信された登録応答メッセージに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を取り出すＶＬＡＮ設定手段と、
ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを送信するデータ送受信手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、市販の安価なレイヤ２スイッチを用いてパケット交換コアネットワーク及び無線アクセスネットワークを構成することにより、モバイルネットワークにおけるデータの優先制御をそのレイヤ２スイッチで実現しようとするものである。これにより、モバイルネットワークにおいても、データパケットのリアルタイム性を確保することができる。

以下では、図面を用いて、本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明における最も簡単なモバイルネットワークシステムの構成図である。

図１のシステムによれば、端末ＭＮ(Mobile Node)６は、無線アクセスノードＲＡＮ(Radio Access Network)５０に接続されている。無線アクセスノード５０及び５１は、レイヤ２スイッチＬ２ＳＷ(Layer 2 SWitch)７から構成される無線アクセスネットワーク１を介して外部エージェントＦＡ(Foreign Agent)４に接続されている。外部エージェント４の他方は、アクセスネットワーク１０に接続されている。図１のシステムの特徴的な点として、レイヤ２スイッチは、市販の安価なものであり、本発明を実現するのために特別の機能を備える必要はないことである。但し、レイヤ２スイッチは、ＧＶＲＰ（GARP VLAN Registration Protocol）対応のＶＬＡＮ機能を備えている必要がある。

ＧＶＲＰとは、ネットワーク上でレイヤ２スイッチ同士がＶＬＡＮ登録情報を交換し、自動的にポートのＶＬＡＮメンバを登録する方法である。ＧＶＲＰが有効になっているレイヤ２スイッチが、ＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを放送的に送信し、そのメッセージを受信したレイヤ２スイッチは、そのＶＬＡＮ登録情報を自動的に設定し、更に他の全てのポートにそのメッセージを転送する。結果として、ＶＬＡＮ登録情報は、ネットワークに接続された全てのレイヤ２スイッチに登録される。

表３は、ＧＶＲＰのフレーム構成図である。

ＧＶＲＰ（join）メッセージとして、JoinEmptyとJoinInとがある。JoinEmptyは、その優先度及びＶＩＤ(VLAN識別子)が新たに登録されるべきものであることを示す。JoinInは、その優先度及びＶＩＤは既に登録されたものであることを示す。従って、レイヤ２スイッチは、JoinEmptyを受信したとき、他のポートに対してもJoinEmptyを送信する。一方、JoinInを受信したとき、他のポートに対してJoinInを送信しない。

外部エージェント４は、端末のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレス毎に、設定優先度と、ＶＬＡＮ識別子と、最高許容優先度とを対応付けたＶＬＡＮ登録テーブルを有する。

表４は、外部エージェント４が有するＶＬＡＮ登録テーブルである。

設定優先度及びＶＬＡＮ識別子の扱いは、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑに規定されたものと全く同様である。最高許容優先度は、無線アクセスネットワーク１について、当該ＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを送信元又は宛先とするデータパケットに許される最高優先度を予め登録したものである。従って、ストリーミングデータパケットであって且つ利用者が最高の優先度を希望したとしても、当該アクセスネットワークにおいては最高許容優先度に制限される。当然に、システムアドミニストレータの最高許容優先度は高く設定され、ゲストの最高許容優先度は低く設定されるであろう。

図２は、図１のシステムにおけるシーケンス図である。

図２は、端末６が移動先において位置登録をするシーケンスである。このシーケンスによれば、端末６が外部エージェント４へＲＲＱ(Registration Request)を送信し、それに対応して外部エージェント４が端末６へＲＲＰ(Registration Reply)を送信する。本発明によれば、この位置登録のシーケンスによって、レイヤ２スイッチに自動的に優先度及びＶＬＡＮ識別子が登録される。これにより、レイヤ２スイッチの優先制御を実現することができる。

（Ｓ１０１）端末６は、利用者に、ＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスに対応する希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を設定させることができる。例えば、ディスプレイに表示された入力画面によって、希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を入力させることができる。ここでは、例えば、希望優先度７が設定されたとする。そして、端末６は、位置登録のためのＲＲＱ（希望優先度７、ＶＩＤ）を無線アクセスノード５０へ送信する。

表５は、本発明におけるＲＲＱのフレーム構成図である。

表２によれば、ＲＲＱは、その拡張部分にＶＬＡＮ情報拡張部(Vlan Information Extension)を付加し、優先度７及びＶＬＡＮ識別子が含まれる。尚、ＶＬＡＮ情報拡張部の形式は、必ずしもＩＥＥＥ８０２．１ＱのＶＬＡＮタグの形式と一致する必要はないが、優先度及びＶＬＡＮ識別子は、ＶＬＡＮタグとして許容される値の範囲内のものでなければならない。

（Ｓ１０２）ＲＲＱを受信したレイヤ２スイッチ７は、受信したそのままのＲＲＱ（７，ＶＩＤ）を外部エージェント４へ転送する。

（Ｓ１０３）ＲＲＱを受信した外部エージェント４は、端末６を認証した上で、ＲＲＱに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度を設定優先度に登録する。例えば、ＲＲＱに含まれる希望優先度が７であって、ＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度が５である場合、最高許容優先度５をＶＬＡＮ登録テーブルに登録する。但し、ＲＲＱに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度以下である場合、希望優先度を設定優先度に登録する。

（Ｓ１０４）外部エージェント４は、ＶＬＡＮ登録テーブルの設定優先度を更新したとき、通信可能なレイヤ２スイッチに対してＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを放送的に送信する。

（Ｓ１０５）ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを受信したレイヤ２スイッチ７は、自動的にＶＬＡＮテーブルを更新する。レイヤ２スイッチは、前述した表２のようなＶＬＡＮ登録情報テーブルを有する。

（Ｓ１０６）外部エージェント４は、更に、ＲＲＱに応答して、設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録応答メッセージＲＲＰをレイヤ２スイッチ７へ送信する。ここで、ＲＲＰには、設定優先度５が含まれている。

表６は、本発明におけるＲＲＰのフレーム構成図である。

表６によれば、ＲＲＱと同様に、ＲＲＰの拡張部分にＶＬＡＮ情報拡張部を備える。ＲＲＱと同様に、ＶＬＡＮ情報拡張部の形式は、必ずしもＩＥＥＥ８０２．１ＱのＶＬＡＮタグの形式と一致する必要はない。尚、ＲＲＱのＶＬＡＮ情報拡張部と同じ形式であることが好ましい。

（Ｓ１０７）ＲＲＰを受信したレイヤ２スイッチは、ＲＲＰを端末６へ転送する。
（Ｓ１０８）ＲＲＰを受信した端末６は、ＲＲＰのＶＬＡＮ情報拡張部に含まれる設定優先度５を取得する。その後、端末６は、当該データパケットのＶＬＡＮタグに含める優先度として、５を用いる。

（Ｓ１０９）端末６は、ＲＲＰに含まれる設定優先度５及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを送信する。ＶＬＡＮタグは、前述した表１と同様に、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑに規定されたものである。

表７は、データのフレーム構成図である。

（Ｓ１１０）レイヤ２スイッチ７は、端末６から受信したデータパケットを、優先度５で優先制御して外部エージェント４へ転送する。従って、レイヤ２スイッチ７のバッファにほぼ同時に、優先度６のデータパケットが蓄積されている場合、優先度６のデータパケットが優先的に先に転送されることになる。
（Ｓ１１１）データパケットを受信した外部エージェント４は、外部ネットワークに対して転送する。
（Ｓ１１２）また、外部エージェント４は、外部ネットワークから端末６を宛先とするデータパケットを受信したとする。そのとき、外部エージェント４は、ＶＬＡＮ登録テーブルを参照して、そのＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスに対応する設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を取り出す。その設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、受信したデータパケットのデータリンクヘッダに、ＶＬＡＮタグの形式で含める。そして、そのデータパケットを、レイヤ２スイッチへ転送する。
（Ｓ１１３）レイヤ２スイッチ７は、端末６から受信したデータパケットを、優先度５で優先制御して端末６へ転送する。

前述したシーケンスによれば、モバイルネットワークにおいて、レイヤ２スイッチ７がデータパケットの優先制御をすることができる。

図３は、図１のシステムにおける機能構成図である。

端末ＭＮ６は、ＶＬＡＮ設定部６００と、データ送受信部６０１とを有する。

ＶＬＡＮ設定部６００は、３つの機能を有する。第１に、利用者に、ＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスに対応する希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を設定させる。第２に、位置登録のための登録要求メッセージＲＲＱをレイヤ２スイッチへ送信する。このとき、ＲＲＱには、利用者によって指定された希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を含める。第３に、登録応答メッセージＲＲＰを受信した際に、ＶＬＡＮ情報拡張部に含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を取得し、それらをデータ送受信部６０１へ通知する。

データ送受信部６０１は、設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを送信する。

レイヤ２スイッチ７は、データ優先送受信部７００と、ＶＬＡＮテーブル７０１とを有する。

データ優先送受信部７００は、データパケットについて、データリンクヘッダに付与されたＶＬＡＮタグの相対的な優先度に応じて、優先制御をする。このとき、データ優先送受信部７００は、ＶＬＡＮテーブル７０１を参照する。

ＶＬＡＮテーブル７０１は、前述した表２と同様に、ポート番号毎に優先度及びＶＬＡＮ識別子を対応付けたテーブルを保持する。尚、レイヤ２スイッチは、本発明のための特別な機能を必要としない。

外部エージェント４は、データ送受信部４００と、ＶＡＬＮ登録テーブル４０１と、ＧＶＲＰ制御部４０２とを有する。

データ送受信部４００は、レイヤ２スイッチと外部ネットワークとの間でデータを送受信する。また、データ送受信部４００は、登録要求メッセージＲＲＱを受信した際に、その希望優先度及びＶＬＡＮ識別子をＶＬＡＮ登録テーブル４０１へ通知する。

ＶＬＡＮ登録テーブル４０１は、端末のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレス毎に、設定優先度と、ＶＬＡＮ識別子と、最高許容優先度とを対応付けたものである。ＶＬＡＮ登録テーブル４０１は、ＲＲＱに含まれた希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度を設定優先度に登録する。一方、ＲＲＱに含まれた希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度以下である場合、希望優先度を設定優先度に登録する。また、ＶＬＡＮ登録テーブル４０１は、更新された旨をＧＶＲＰ制御部４０２へ通知すると共に、設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録応答メッセージＲＲＰをレイヤ２スイッチ７へ送信する。

ＧＶＲＰ制御部４０２は、通信可能なレイヤ２スイッチに対してＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを放送的に送信する。これにより、レイヤ２スイッチ７は、自動的にＶＬＡＮテーブルを更新することができる。

図４は、移動通信事業設備における実際のモバイルネットワークシステムの構成図である。

図４によれば、パケット交換コアネットワークは、パケットゲートウェイＰＤＳＮ(Packet Data Serving Node)３とパケット制御ノードＰＣＦ(Packet Control Function)４０及び４１との間を、レイヤ２スイッチＬ２ＳＷ７０〜７２によって構成したものである。パケットゲートウェイ３は、ゲートウェイルータを介してＩＰネットワーク１０に接続されている。ＩＰネットワーク１０には、更にホームエージェントが接続されている。

一方、無線アクセスネットワークは、パケット制御ノードＰＣＦ４０及び４１と、無線アクセスノードＲＡＮ５０〜５３との間を、レイヤ２スイッチＬ２ＳＷ７３及び７４によって構成したものである。無線アクセスノード５０〜５３は、無線を介して端末ＭＮ６と通信する。

ここで、ＣＤＭＡ２０００のネットワークシステムに適合させるべく、パケットゲートウェイをＰＤＳＮとし、パケット制御ノードをＰＣＦとして対応付けている。携帯電話網に対応付けないならば、ＰＤＳＮはＧＦＡ(Gateway Foreign Agent)であり、ＰＣＦはＦＡ(Foreign Agent)である。

一方、Ｗ−ＣＤＭＡのネットワークシステムにおいては、パケットゲートウェイをＧＧＳＮ(Gateway GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)とし、パケット制御ノードをＳＧＳＮ(Serving GPRS Support Node)として対応付けることができる。以下では、説明を容易にするために、主としてＣＤＭＡ２０００に対応付けて説明する。

図５は、図４におけるシーケンス図である。

（Ｓ２０１）端末６は、利用者に、ＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスに対応する希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を設定させる。そして、端末６は、位置登録のためのＲＲＱ（希望優先度、ＶＩＤ）を無線アクセスノード５０へ送信する。ＲＲＱを受信したレイヤ２スイッチ７３は、受信したそのままのＲＲＱをパケット制御ノード４０へ転送する。

（Ｓ２０２）ＲＲＱを受信したパケット制御ノード４０は、ＲＲＱに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度をＲＲＱの希望優先度に上書きする。一方、ＲＲＱに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度以下である場合、ＲＲＱの希望優先度を変更しない。そして、パケット制御ノード４０は、ＲＲＱをパケット交換ネットワーク１１へ送信する。ＲＲＱを受信したレイヤ２スイッチ７１->７０は、受信したそのままのＲＲＱをパケットゲートウェイ３へ転送する。尚、ＶＬＡＮ登録テーブルは、ビジタリストであってもよい。

（Ｓ２０３）ＲＲＱを受信したパケットゲートウェイ３は、ＲＲＱに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度をＲＲＱの希望優先度に上書きする。一方、ＲＲＱに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度以下である場合、ＲＲＱの希望優先度を変更しない。そして、パケットゲートウェイ３は、ＲＲＱをＩＰネットワーク１０を介してホームエージェントＨＡ(Home Agent)２へ送信する。ホームエージェントとは、端末のホームネットワークに接続されているエージェントをいう。尚、ＶＬＡＮ登録テーブルは、ビジタリストであってもよい。

（Ｓ２０４）ＲＲＱを受信したホームエージェント２は、ＲＲＱに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度よりも高い場合、最高許容優先度をＶＬＡＮ登録テーブルに登録する。一方、ＲＲＱに含まれる希望優先度がＶＬＡＮ登録テーブルの最高許容優先度以下である場合、希望優先度をＶＬＡＮ登録テーブルに登録する。

ここで、ホームエージェント２が有するＶＬＡＮ登録テーブルは、バインディングリストであってもよい。従って、バインディングリストには、気付けアドレス以外に、優先度及びＶＩＤが含まれる。ホームエージェント２を経由して転送されるデータパケットについては、バインディングリストに記録されている優先度及びＶＩＤが、ＶＬＡＮタグの形式で、データリンクヘッダに含まれる。

ＣＤＭＡ２０００のネットワークシステムはホームエージェントを備えており、ホームエージェントが、ＲＲＱに応答してＲＲＰを送信する。これに対し、Ｗ−ＣＤＭＡのネットワークシステムは、ホームエージェントを備えていない。従って、この場合、パケットゲートウェイがＲＲＱに応答してＲＲＰを送信する。Ｗ−ＣＤＭＡのネットワークシステムの場合、Ｓ２０４の処理ステップは、パケットゲートウェイが行うこととなる。

（Ｓ２０５）ＲＲＰを受信したパケットゲートウェイ３は、ＲＲＰに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を取り出し、ＶＬＡＮ登録テーブル（ビジタリスト）に登録する。また、パケットゲートウェイ３は、ＶＬＡＮ登録テーブルの設定優先度を更新したとき、レイヤ２スイッチ７０に対してＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを放送的に送信する。ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを受信したレイヤ２スイッチ７０は、自動的にＶＬＡＮテーブルを更新する。

（Ｓ２０６）パケットゲートウェイ３は、更に、ＲＲＰをレイヤ２スイッチ７０へ転送する。ＲＲＰは、パケット交換ネットワーク１１のレイヤ２スイッチで転送され、パケット制御ノード４０によって受信される。

（Ｓ２０７）ＲＲＰを受信したパケット制御ノード４０は、ＲＲＰに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を取り出し、ＶＬＡＮ登録テーブル（ビジタリスト）に登録する。また、パケット制御ノード４０は、ＶＬＡＮ登録テーブルの設定優先度に新しい優先度を登録したとき、レイヤ２スイッチ７３に対してＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを放送的に送信する。ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを受信したレイヤ２スイッチ７３は、自動的にＶＬＡＮ登録テーブルを更新する。

（Ｓ２０８）パケット制御ノード４０は、更に、ＲＲＰをレイヤ２スイッチ７３へ転送する。ＲＲＰは、無線アクセスネットワーク１３のレイヤ２スイッチで転送され、端末６によって受信される。ＲＲＰを受信した端末６は、ＲＲＰのＶＬＡＮ情報拡張部に含まれる設定優先度を取得する。

（Ｓ２０９）端末６は、ＲＲＰに含まれる設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを送信する。
（Ｓ２１０）レイヤ２スイッチ７３は、端末６から受信したデータパケットを、ＶＬＡＮタグの優先度に応じて優先制御してパケット制御ノード４０へ転送する。
（Ｓ２１１）パケット制御ノード４０は、レイヤ２スイッチ７３から受信したデータパケットをレイヤ２スイッチ７１へ転送する。
（Ｓ２１２）レイヤ２スイッチ７１は、パケット制御ノード４０から受信したデータパケットを、ＶＬＡＮタグの優先度に応じて優先制御して他方のレイヤ２スイッチ７０へ転送する。
（Ｓ２１３）レイヤ２スイッチ７０は、パケット制御ノード４０から受信したデータパケットを、ＶＬＡＮタグの優先度に応じて優先制御してパケットゲートウェイ３へ転送する。
（Ｓ２１４）パケットゲートウェイ３は、レイヤ２スイッチ７０から受信したデータパケットをＩＰネットワーク１０へ転送する。

（Ｓ２１５）ホームエージェント２が、ＩＰネットワーク１０からデータパケットを受信したとする。このとき、ホームエージェント２は、ＶＬＡＮ登録テーブルを参照し、データパケットのデータリンクにＶＬＡＮタグを含めて、そのデータパケットをパケットゲートウェイ３へ送信する。パケットゲートウェイ３は、ホームエージェント２から受信したデータパケットを、パケット交換ネットワークのレイヤ２スイッチ７０へ転送する。
（Ｓ２１６）レイヤ２スイッチ７０は、パケットゲートウェイ３から受信したデータパケットを、ＶＬＡＮタグの優先度に応じて優先制御してレイヤ２スイッチ７１へ転送する。
（Ｓ２１７）レイヤ２スイッチ７１は、レイヤ２スイッチ７０から受信したデータパケットを、ＶＬＡＮタグの優先度に応じて優先制御してパケット制御ノード４０へ転送する。
（Ｓ２１８）パケット制御ノード４０は、レイヤ２スイッチ７１から受信したデータパケットを、無線アクセスネットワークのレイヤ２スイッチ７３へ転送する。
（Ｓ２１９）レイヤ２スイッチ７３は、パケット制御ノード４０から受信したデータパケットを、ＶＬＡＮタグの優先度に応じて優先制御して端末６へ転送する。

図６は、図４のシステムにおける機能構成図である。

図６は、図３と比較して、端末ＭＮ６及びレイヤ２スイッチＬ２ＳＷ７の機能は全く同様である。図３のエージェントが、図６のパケット制御ノード、パケットゲートウェイ及びホームエージェントに相当する。尚、ホームエージェント２のＶＬＡＮ登録部２０１は、バインディングリストを管理するものであってもよく、パケット制御ノード４０及びパケットゲートウェイ３のＶＬＡＮ登録部は、ビジタリストを管理するものであってもよい。Ｗ−ＣＤＭＡのネットワークシステムのように、ホームエージェント２を備えない場合、パケットゲートウェイ３が、ホームエージェント２のＶＬＡＮ登録部がＲＲＱに対するＲＲＰを応答することとなる。

前述した本発明における種々の実施形態によれば、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略を、当業者は容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

本発明における最も簡単なモバイルネットワークシステムの構成図である。 図１のシステムにおけるシーケンス図である。 図１のシステムにおける機能構成図である。 移動通信事業設備における実際のモバイルネットワークシステムの構成図である。 図４におけるシーケンス図である。 図４のシステムにおける機能構成図である。

符号の説明

１ アクセスネットワーク
１０ アクセスネットワーク、ＩＰネットワーク
１１、１２ アクセスネットワーク、パケット交換ネットワーク
１３、１４ アクセスネットワーク、無線アクセスネットワーク
２ ホームエージェント、ＨＡ
２００ データ送受信部
２０１ ＶＬＡＮ登録部（バインディングリスト）
２０２ ＧＶＲＰ制御部
３ パケットゲートウェイ、ＰＤＳＮ、ＧＧＳＮ、ゲートウェイ外部エージェント
３００ データ送受信部
３０１ ＶＬＡＮ登録部（ビジタリスト）
３０２ ＧＶＲＰ制御部
４、４０、４１ パケット制御ノード、ＰＣＦ、ＳＧＳＮ、外部エージェント
４００ データ送受信部
４０１ ＶＬＡＮ登録部（ビジタリスト）
４０２ ＧＶＲＰ制御部
５０〜５３ 無線アクセスノード、ＲＡＮ
６ 端末、ＭＮ
６００ ＶＬＡＮ設定部
６０１ データ送受信部
７、７１〜７４ レイヤ２スイッチ、Ｌ２ＳＷ
７００ データ優先送受信部
７０１ ＶＬＡＮテーブル

Claims (6)

1. 端末と、１つ以上のレイヤ２スイッチによって構成されたアクセスネットワークと、該アクセスネットワークを介して前記端末と通信するエージェントとを有するモバイルネットワークシステムにおける優先制御方法において、
   前記レイヤ２スイッチは、ＧＶＲＰ対応のＶＬＡＮ機能に基づくＶＬＡＮテーブルとデータ優先送受信部とを有し、
   前記エージェントは、前記端末のアドレス毎に、設定優先度、ＶＬＡＮ識別子及び最高許容優先度とを対応付けたＶＬＡＮ登録テーブルを有しており、
   前記端末が、希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録要求メッセージを、前記アクセスネットワークを介して前記エージェントへ送信する第１のステップと、
   前記エージェントは、前記登録要求メッセージに含まれる前記希望優先度が前記ＶＬＡＮ登録テーブルの前記最高許容優先度よりも高い場合、前記最高許容優先度を前記ＶＬＡＮテーブルの前記設定優先度に登録し、そうでない場合、前記希望優先度を前記ＶＬＡＮテーブルの前記設定優先度に登録する第２のステップと、
   前記エージェントが、ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを前記レイヤ２スイッチへ送信する第３のステップと、
   前記エージェントが、前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録応答メッセージを、前記アクセスネットワークを介して前記端末へ送信する第４のステップと、
   前記端末が、前記登録応答メッセージに含まれる前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを送信する第５のステップと、
   前記エージェントが、データパケットの宛先アドレスについて前記ＶＬＡＮ登録テーブルに含まれる前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを前記端末へ送信する第６のステップとを有することを特徴とする方法。
2. 端末と、１つ以上のレイヤ２スイッチによって構成された第１のアクセスネットワークと、該第１のアクセスネットワークを介して前記端末と通信する第１のエージェントと、レイヤ２スイッチによって構成された第２のアクセスネットワークと、該第２のアクセスネットワークを介して前記第１のエージェントと通信する第２のエージェントとを有するモバイルネットワークシステムにおける優先制御方法において、
   前記レイヤ２スイッチは、ＧＶＲＰ対応のＶＬＡＮ機能に基づくＶＬＡＮテーブルとデータ優先送受信部とを有し、
   前記エージェントは、前記端末のアドレス毎に、設定優先度、ＶＬＡＮ識別子及び最高許容優先度とを対応付けたＶＬＡＮ登録テーブルを有しており、
   前記端末が、希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録要求メッセージを、前記第１のアクセスネットワークを介して前記第１のエージェントへ送信する第１のステップと、
   前記第１のエージェントは、前記登録要求メッセージに含まれる前記希望優先度が前記ＶＬＡＮ登録テーブルの前記最高許容優先度よりも高い場合、前記最高許容優先度を前記登録要求メッセージの前記希望優先度に上書きし、更に、前記登録要求メッセージを前記第２のアクセスネットワークを介して前記第２のエージェントへ送信する第２のステップと、
   前記第２のエージェントが、前記登録要求メッセージに含まれる前記希望優先度が前記ＶＬＡＮ登録テーブルの前記最高許容優先度よりも高い場合、前記最高許容優先度を前記ＶＬＡＮ登録テーブルの前記設定優先度に登録し、そうでない場合、前記希望優先度を前記ＶＬＡＮ登録テーブルの前記設定優先度に登録する第３のステップと、
   前記第２のエージェントが、ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを前記レイヤ２スイッチへ送信する第４のステップと、
   前記第２のエージェントが、前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録応答メッセージを、前記第２のアクセスネットワークを介して前記第１のエージェントへ送信する第５のステップと、
   前記第１のエージェントが、前記登録応答メッセージに含まれる前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を前記ＶＬＡＮ登録テーブルに登録し、前記登録応答メッセージを前記第１のアクセスネットワークを介して前記端末へ送信する第６のステップと、
   前記端末が、前記登録応答メッセージに含まれる前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを前記第１のネットワークへ送信する第７のステップと、
   前記第２のエージェントが、データパケットの宛先アドレスについて前記ＶＬＡＮ登録テーブルに含まれる前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを前記第２のネットワークへ送信する第８のステップとを有することを特徴とする方法。
3. 前記第１のアクセスネットワークが無線アクセスネットワークであり、前記第１のエージェントがパケット制御ノードであり、前記第２のアクセスネットワークがパケット交換ネットワークであり、前記第２のエージェントがパケットゲートウェイであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のアクセスネットワークが無線アクセスネットワーク及び／又はパケット交換ネットワークであり、前記１のエージェントがパケット交換ノードであり、前記第２のアクセスネットワークがＩＰネットワークであり、前記第２のエージェントがホームエージェントであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記ホームエージェントのＶＬＡＮ登録テーブルは、バインディングリストであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 端末と、１つ以上のレイヤ２スイッチによって構成されたアクセスネットワークと、該アクセスネットワークを介して前記端末と通信するエージェントとを有するモバイルネットワークシステムにおいて、
   前記レイヤ２スイッチは、ＧＶＲＰ対応のＶＬＡＮ機能に基づくＶＬＡＮ登録テーブルとデータ優先送受信部とを有し、
   前記エージェントは、
   前記端末のアドレス毎に、設定優先度、ＶＬＡＮ識別子及び最高許容優先度を対応付けたＶＬＡＮ登録テーブルを有し、前記登録要求メッセージに含まれる前記希望優先度が前記ＶＬＡＮ登録テーブルの前記最高許容優先度よりも高い場合、前記最高許容優先度を前記ＶＬＡＮテーブルの前記設定優先度に登録し、そうでない場合、前記希望優先度を前記ＶＬＡＮテーブルの前記設定優先度に登録し、前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録応答メッセージを、前記アクセスネットワークを介して前記端末へ送信するＶＬＡＮ登録手段と、
   データパケットの宛先アドレスについて前記ＶＬＡＮ登録テーブルに含まれる前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を、ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを前記端末へ送信するデータ送受信手段と、
   ＧＶＲＰのＶＬＡＮ登録情報通知メッセージを前記レイヤ２スイッチへ放送的に送信するＧＶＲＰ制御手段とを有しており、
   前記端末は、
   希望優先度及びＶＬＡＮ識別子を含む登録要求メッセージを、前記アクセスネットワークを介して前記エージェントへ送信し、受信された前記登録応答メッセージに含まれる前記設定優先度及びＶＬＡＮ識別子を取り出すＶＬＡＮ設定手段と、
   ＶＬＡＮタグの形式でデータリンクヘッダに含めて、データパケットを送信するデータ送受信手段とを有する
   ことを特徴とするモバイルネットワークシステム。
   

Images