(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局がネットワークを介してゲートウェイと接続され、さらに前記複数の基地局のそれぞれが複数の無線端末と通信を行うような階層構造を有する無線通信システムにおいて、
ゲートウェイは、シグナリング処理するシグナリング処理装置と、ベアラデータを処理するベアラデータ処理装置とに分離され、
複数の基地局とネットワークとひとつ又は複数の前記ベアラデータ処理装置をひとつのエリアとして定義し、
複数のエリアに対してひとつの前記シグナリング処理装置を集中配置し、
前記シグナリング処理装置は、
各基地局がどのエリアに設置されているか、及び、各基地局の設置位置のエリアに対するベアラデータ処理装置がどのエリアに設定されているかを示す位置管理テーブルを有し、
無線端末からの接続要求に対して、基地局の設置位置のエリアに対する前記ベアラデータ処理装置を割当て、
前記ベアラデータ処理装置は、
無線端末アドレス、基地局アドレス、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報を対応して記憶する情報テーブルを有し、
基地局の設置位置のエリアに基づき設置され、エリア内のひとつ又は複数の基地局とベアラデータを通信し、
基地局は、無線端末からの要求に従い、前記シグナリング処理装置に、基地局識別情報を含む接続要求を送信し、
前記シグナリング処理装置は、前記接続要求を受信すると、前記位置管理テーブルを参照し、前記接続要求に含まれる基地局識別情報に基づき、前記基地局と接続する前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを特定するベアラデータ処理装置検索処理を実行し、
前記シグナリング処理装置は、無線端末に割り当て予定のアドレスを、前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置は、ベアラデータ処理装置検索によって特定した前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置と前記ベアラデータ処理装置は、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置との間で、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報をやり取りし、
前記シグナリング処理装置は、カプセル化キー情報をベアラデータ処理装置検索にて特定された前記ベアラデータ処理装置に対して、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を含む設定要求を送信し、
前記ベアラデータ処理装置は、前記シグナリング処理装置から受信した設定要求に従い、前記情報テーブルに、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を設定し、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置の間にカプセル化パスを接続完了する
無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記ベアラデータ処理装置は、
無線端末アドレスに対応して、アップリンク及びダウンリンクのデータ量を表す統計情報を記憶する統計テーブルを有し、
無線端末からアップリンクのデータの送信されたとき、又は、無線端末へのダウンリンクのデータを受信したとき、送信又は受信されたデータ量を計測して、前記統計テーブルの無線端末アドレス対応するアップリンク又はダウンリンクのデータ量を加算する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
前記シグナリング処理装置は、無線端末から切断要求を受信すると、基地局との切断シーケンスを実行し、前記ベアラデータ処理装置に対して、無線端末アドレスを含む設定解除要求を送信し、
前記ベアラデータ処理装置は、設定解除要求を受信すると、設定解除要求に含まれる無線端末アドレスに従い、前記情報テーブルを参照して該当するエントリをクリアし、前記統計テーブルを参照して、無線端末アドレスに該当する統計情報を取得して、該統計情報を設定解除応答の情報要素に含めて前記シグナリング処理装置に送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記位置管理テーブルは、各ベアラデータ処理装置アドレスに対して、前記ベアラデータ処理装置が障害又は正常を表す状態情報をさらに含み、
前記シグナリング処理装置は、前記ベアラデータ処理装置検索処理において、前記位置管理テーブルを参照し、検索された前記ベアラデータ処理装置が正常であれば、その前記ベアラデータ処理装置を使用し、一方、検索された前記ベアラデータ処理装置が障害であれば、他の前記ベアラデータ処理装置アドレスを検索する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記位置管理テーブルは、
基地局アドレスに対してエリアを記憶した第１テーブルと、
エリアに対して、ベアラデータ処理装置アドレスを記憶した第２テーブル
を含み、
前記シグナリング処理装置は、前記ベアラデータ処理装置検索処理において、前記接続要求を受信すると、前記接続要求の送信元アドレスにより基地局アドレスを特定し、前記第１テーブルを使って基地局が設置されているエリアを特定し、前記第２テーブルを使い、特定したエリアに基づき、ベアラデータ処理装置アドレスを取得する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記位置管理テーブルは、
基地局ＩＰネットワークアドレスに対して、エリアを記憶した第１テーブルと、
エリアに対して、ベアラデータ処理装置アドレスを記憶した第２テーブル
を含み、
前記シグナリング処理装置は、前記ベアラデータ処理装置検索処理において、前記接続要求を受信すると、前記接続要求の送信元アドレスにより基地局アドレスを特定し、前記第１テーブルを使って基地局が設置されているエリアを特定し、前記第２テーブルを使い、特定したエリアに基づき、ベアラデータ処理装置アドレスを取得する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記位置管理テーブルは、
エリアＩＤに対して、ベアラデータ処理装置アドレスを記憶した第１テーブル
を含み、
基地局から前記ベアラデータ処理装置が受信する前記接続要求に、基地局を特定する基地局識別子の中にエリアを特定する領域を設け、その領域にエリアを特定するエリアＩＤを割当て、
前記シグナリング処理装置は、前記ベアラデータ処理装置検索処理において、前記接続要求を受信すると、前記接続要求に含まれる基地局識別子から基地局が設置されているエリアＩＤを抽出し、前記第１テーブルを使い、抽出したエリアＩＤに基づき、ベアラデータ処理装置アドレスを取得する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記位置管理テーブルは、
基地局アドレス又は基地局を特定する基地局識別子に対して、ベアラデータ処理装置アドレスを記憶した第１テーブルを
含み、
前記シグナリング処理装置は、前記ベアラデータ処理装置検索処理において、前記接続要求を受信すると、前記接続要求の送信元アドレスにより基地局アドレス又は基地局識別子を特定し、前記第１テーブルを使って、ベアラデータ処理装置アドレスを取得することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
複数の基地局がネットワークを介してゲートウェイと接続され、さらに前記複数の基地局のそれぞれが複数の無線端末と通信を行うような階層構造を有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
ゲートウェイは、シグナリング処理するシグナリング処理装置と、ベアラデータを処理するベアラデータ処理装置とに分離され、
複数の基地局とネットワークとひとつ又は複数の前記ベアラデータ処理装置をひとつのエリアとして定義し、
複数のエリアに対してひとつの前記シグナリング処理装置を集中配置し、
前記シグナリング処理装置は、
各基地局がどのエリアに設置されているか、及び、各基地局の設置位置のエリアに対するベアラデータ処理装置がどのエリアに設定されているかを示す位置管理テーブルを有し、
無線端末からの接続要求に対して、基地局の設置位置のエリアに対する前記ベアラデータ処理装置を割当て、
前記ベアラデータ処理装置は、
無線端末アドレス、基地局アドレス、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報を対応して記憶する情報テーブルを有し、
基地局の設置位置のエリアに基づき設置され、エリア内のひとつ又は複数の基地局とベアラデータを通信し、
基地局は、無線端末からの要求に従い、前記シグナリング処理装置に、基地局識別情報を含む接続要求を送信し、
前記シグナリング処理装置は、前記接続要求を受信すると、前記位置管理テーブルを参照し、前記接続要求に含まれる基地局識別情報に基づき、前記基地局と接続する前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを特定するベアラデータ処理装置検索処理を実行し、
前記シグナリング処理装置は、無線端末に割り当て予定のアドレスを、前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置は、ベアラデータ処理装置検索によって特定した前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置と前記ベアラデータ処理装置は、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置との間で、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報をやり取りし、
前記シグナリング処理装置は、カプセル化キー情報をベアラデータ処理装置検索にて特定された前記ベアラデータ処理装置に対して、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を含む設定要求を送信し、
前記ベアラデータ処理装置は、前記シグナリング処理装置から受信した設定要求に従い、前記情報テーブルに、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を設定し、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置の間にカプセル化パスを接続完了する
無線通信方法。
【請求項１０】
複数の基地局がネットワークを介してゲートウェイと接続され、さらに前記複数の基地局のそれぞれが複数の無線端末と通信を行うような階層構造を有する無線通信システムにおけるゲートウェイであって、
前記ゲートウェイは、シグナリング処理するシグナリング処理装置と、ベアラデータを処理するベアラデータ処理装置とに分離され、
複数の基地局とネットワークとひとつ又は複数の前記ベアラデータ処理装置をひとつのエリアとして定義し、
複数のエリアに対してひとつの前記シグナリング処理装置を集中配置し、
前記シグナリング処理装置は、
各基地局がどのエリアに設置されているか、及び、各基地局の設置位置のエリアに対するベアラデータ処理装置がどのエリアに設定されているかを示す位置管理テーブルを有し、
無線端末からの接続要求に対して、基地局の設置位置のエリアに対する前記ベアラデータ処理装置を割当て、
前記ベアラデータ処理装置は、
無線端末アドレス、基地局アドレス、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報を対応して記憶する情報テーブルを有し、
基地局の設置位置のエリアに基づき設置され、エリア内のひとつ又は複数の基地局とベアラデータを通信し、
基地局から、無線端末からの要求に従い、前記シグナリング処理装置に、基地局識別情報を含む接続要求が送信され、
前記シグナリング処理装置は、前記接続要求を受信すると、前記位置管理テーブルを参照し、前記接続要求に含まれる基地局識別情報に基づき、前記基地局と接続する前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを特定するベアラデータ処理装置検索処理を実行し、
前記シグナリング処理装置は、無線端末に割り当て予定のアドレスを、前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置は、ベアラデータ処理装置検索によって特定した前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置と前記ベアラデータ処理装置は、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置との間で、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報をやり取りし、
前記シグナリング処理装置は、カプセル化キー情報をベアラデータ処理装置検索にて特定された前記ベアラデータ処理装置に対して、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を含む設定要求を送信し、
前記ベアラデータ処理装置は、前記シグナリング処理装置から受信した設定要求に従い、前記情報テーブルに、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を設定し、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置の間にカプセル化パスを接続完了する
ゲートウェイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び方法、ゲートウェイに係り、特に、通信ネットワークの負荷分散効果を高める、移動体通信システム等の無線通信システム及び無線通信方法、移動体通信システム等の無線通信システムに使用される分散型のゲートウェイに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、移動体通信システムは、階層構造を有している。階層構造を有する移動体通信システムの一例として、ＷｉＭＡＸシステムについて説明する。
図２３は、ＷｉＭＡＸシステムの概略を説明する図である。
ＷｉＭＡＸシステムは、移動体端末（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）７００、基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）６００、ＢＳ６０１、ＢＳ６０２、ＢＳを管理するアクセスサービスネットワーク−ゲートウェイ（ＡＳＮ−ＧＷ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  −  Ｇａｔｅｗａｙ）１００、コネクティビティサービスネットワーク（ＣＳＮ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）４００を備える。ＣＳＮ４００には、課金、認証に関わるエーエーエー（ＡＡＡ：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ、Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ、ａｎｄ  Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）が存在する。またＣＳＮ４００には、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰをサポートするシステムではホームエージェント（ＨＡ：Ｈｏｍｅ  Ａｇｅｎｔ）が存在する。ＣＳＮ４００は、インターネットサービスを提供している場合には、インターネット５００と接続されている。
【０００３】
ＷｉＭＡＸシステムは、複数のＢＳ６００、ＢＳ６０１、ＢＳ６０２をネットワーク５００２、ネットワーク５００３、ネットワーク５００１を介してＡＳＮ−ＧＷ１００に接続される階層構造を有している。このように移動体通信システムが階層構造を有している理由の一つに、ＭＳ７００のモビリティ実現がある。例えば、ＭＳ７００がＢＳ６００からＢＳ６０１へ移動する場合を考える。移動元のＢＳ６００と移動先のＢＳ６０１が同一のＡＳＮ−ＧＷ１００に集約されていることで、ＡＳＮ−ＧＷ１００がＭＳ７００の移動を検出してサービスを継続したハンドーバ（ハンドオーバ）が実現できる。
【０００４】
図２５は、標準化団体のＷｉＭＡＸ  Ｆｏｒｕｍで規定されているＷｉＭＡＸの接続シーケンスを説明する図である。
ＭＳ７００、ＢＳ６００、ＡＳＮ−ＧＷ１００、ＣＳＮ４００は、規定に従ったメッセージのやり取りを行い（８００〜８２１）、ＭＳ７００とＢＳ６００間に無線パス８２２、ＢＳ６００とＡＳＮ−ＧＷ１００の間にＧＲＥ（Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）カプセリングパス８２３を確立する。ＭＳ７００がインターネットにアクセスする場合、ＭＳ７００は、ユーザデータを、無線データ７１００としてＢＳ６００に送信する。ＢＳ６００は、受信したユーザデータをＡＳＮ−ＧＷ１００へＧＲＥカプセリングデータ７１０１として転送する。さらに、ＡＳＮ−ＧＷ１００はユーザデータをＣＳＮ４００へ転送し、ＣＳＮ４００はインターネット５００へと転送する。
【０００５】
図２６は、ＢＳとＡＳＮ−ＧＷ間のＧＲＥカプセリングデータのＧＲＥパケットフォーマットを示す図である。ＧＲＥパケットは、ＩＰヘッダ７０５０、ＧＲＥヘッダ７０５１、ユーザデータ７０５２を含む。ユーザデータ７０５２は、ＭＳ７００が送信したＩＰパケットである。ＩＰヘッダ７０５０には、ＢＳ６００とＡＳＮ−ＧＷ１００のＩＰアドレスが格納され、ＧＲＥトンネルを終端するＢＳ６００とＡＳＮ−ＧＷ１００の通信用アドレスとして使われる。ＧＲＥヘッダ７０５１には、例えば、ＲＦＣ２７８４およびＲＦＣ１７０１に規定されているＧＲＥ  ＫＥＹが入っており、ＭＳ７００の特定に使われる。
このように階層化された移動体システムでは、ＭＳ７００が通信するユーザデータは、無線データ７１００として無線区間を介してＢＳ６００を通り、ＢＳ６００とＡＳＮ−ＧＷ１００間のネットワーク５００２、ネットワーク５００１を通り、ＡＳＮ−ＧＷ１００を経由してＣＳＮ４００に到着する。ＣＳＮ４００は、ルーティングに従いユーザデータをインターネット５００に転送する。
【０００６】
図２４は、ＷｉＭＡＸシステムのＡＳＮ−ＧＷの機能概略図である。
また、ＷｉＭＡＸ  Ｆｏｒｕｍでは、ＡＳＮ−ＧＷの機能として、シグナリングを処理する機能とベアラデータを処理機能に分離することが図２４に示す形で規定されており、シグナリングを処理する機能部をＡＳＮ−ＧＷ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｐｏｉｎｔ２００、ベアラデータを処理する機能部をＡＳＮ−ＧＷ  Ｅｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ  Ｐｏｉｎｔ３００と呼ばれている。
従来技術として、特開２００９−２５３６７８では、ベアラデータ処理機能へ割り当て方法として、装置の負荷を見て割当てる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５３６７８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＲＦＣ２７８４  Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｒｏｕｎｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（ＧＲＥ）
【非特許文献２】ＲＦＣ１７０１  Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｒｏｕｎｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（ＧＲＥ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の移動体通信システムでは、階層型ネットワークが適用されているため、複数の基地局がＡＳＮ−ＧＷ１００に集中的に接続されている。そのため、複数のＢＳ配下にいる多数のＭＳが通信するデータはネットワーク５００２、ネットワーク５００３を通る毎に多重され、更にネットワークを束ねるネットワーク５００１にて更に多重されてＡＳＮ−ＧＷ１００に到着し、集中する。つまりＡＳＮ−ＧＷ１００に近づくにつれて、データトラフィック量は増加する。このデータトラフィックの増加は、近年の移動体通信の発達やコンテンツの大容量化にともない、ネットワーク容量を圧迫することが想定され、ネットワーク負荷を減らすニーズが求められている。また、特開２００９−２５３６７８では、シグナリング機能部とベアラデータ機能部を分けること、及び、ベアラデータ機能部は、その機能部の負荷量を見てユーザを割り付けることが提案されている。しかし、装置内におけるベアラデータ機能部の負荷を分散させることはできるが、ネットワーク全体のデータトラフィック負荷を分散させることはできない。解決案として単純にＡＳＮ−ＧＷを分散設置した場合には、ＡＳＮ−ＧＷを跨ぐハンドオーバが頻発してしまうことが想定され、ハンドーバの為のシグナリング量が増加し、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰを適用していないシステムではサービス断が発生してしまう場合がある。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、基地局に近いネットワークに配置されたベアラデータ処理装置によってベアラデータの終端処理を行い、同じネットワークに接続されるインターネットへと転送することにより、ネットワーク負荷を分散させることを、目的のひとつとする。また、本発明は、シグナリング処理装置を集中設置することにより、ハンドーバ時は、基地局にとってはゲートウェイ内のハンドーバとして処理することを、他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の基地局がネットワークを介してゲートウェイと接続され、更にそれら複数の基地局の各々が複数の移動体端末と通信を行うような階層構造を有する移動体通信システムにおいて、ゲートウェイはシグナリング処理装置とベアラデータ処理装置に分け、シグナリング処理装置は集中設置、ベアラデータ処理装置は基地局に近いネットワークへと分散設置する。ゲートウェイのシグナリング処理装置は、端末からの接続要求に対して、端末が収容されている基地局の位置から、基地局に近いネットワークに接続されているベアラデータ処理装置を割出し、基地局に割出したベアラデータ処理装置へと接続させる。またベアラデータ処理装置をエリア内に複数設けることで、あるベアラデータ処理装置が障害である場合には、障害ではない他のベアラデータ処理装置を特定して、基地局に通知する。
【００１２】
本発明の第１の解決手段によると、
複数の基地局がネットワークを介してゲートウェイと接続され、さらに前記複数の基地局のそれぞれが複数の無線端末と通信を行うような階層構造を有する無線通信システムにおいて、
ゲートウェイは、シグナリング処理するシグナリング処理装置と、ベアラデータを処理するベアラデータ処理装置とに分離され、
複数の基地局とネットワークとひとつ又は複数の前記ベアラデータ処理装置をひとつのエリアとして定義し、
複数のエリアに対してひとつの前記シグナリング処理装置を集中配置し、
前記シグナリング処理装置は、
各基地局がどのエリアに設置されているか、及び、各基地局の設置位置のエリアに対するベアラデータ処理装置がどのエリアに設定されているかを示す位置管理テーブルを有し、
無線端末からの接続要求に対して、基地局の設置位置のエリアに対する前記ベアラデータ処理装置を割当て、
前記ベアラデータ処理装置は、
無線端末アドレス、基地局アドレス、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報を対応して記憶する情報テーブルを有し、
基地局の設置位置のエリアに基づき設置され、エリア内のひとつ又は複数の基地局とベアラデータを通信し、
基地局は、無線端末からの要求に従い、前記シグナリング処理装置に、基地局識別情報を含む接続要求を送信し、
前記シグナリング処理装置は、前記接続要求を受信すると、前記位置管理テーブルを参照し、前記接続要求に含まれる基地局識別情報に基づき、前記基地局と接続する前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを特定するベアラデータ処理装置検索処理を実行し、
前記シグナリング処理装置は、無線端末に割り当て予定のアドレスを、前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置は、ベアラデータ処理装置検索によって特定した前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置と前記ベアラデータ処理装置は、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置との間で、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報をやり取りし、
前記シグナリング処理装置は、カプセル化キー情報をベアラデータ処理装置検索にて特定された前記ベアラデータ処理装置に対して、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を含む設定要求を送信し、
前記ベアラデータ処理装置は、前記シグナリング処理装置から受信した設定要求に従い、前記情報テーブルに、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を設定し、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置の間にカプセル化パスを接続完了する
無線通信システムが提供される。
【００１３】
本発明の第２の解決手段によると、
複数の基地局がネットワークを介してゲートウェイと接続され、さらに前記複数の基地局のそれぞれが複数の無線端末と通信を行うような階層構造を有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
ゲートウェイは、シグナリング処理するシグナリング処理装置と、ベアラデータを処理するベアラデータ処理装置とに分離され、
複数の基地局とネットワークとひとつ又は複数の前記ベアラデータ処理装置をひとつのエリアとして定義し、
複数のエリアに対してひとつの前記シグナリング処理装置を集中配置し、
前記シグナリング処理装置は、
各基地局がどのエリアに設置されているか、及び、各基地局の設置位置のエリアに対するベアラデータ処理装置がどのエリアに設定されているかを示す位置管理テーブルを有し、
無線端末からの接続要求に対して、基地局の設置位置のエリアに対する前記ベアラデータ処理装置を割当て、
前記ベアラデータ処理装置は、
無線端末アドレス、基地局アドレス、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報を対応して記憶する情報テーブルを有し、
基地局の設置位置のエリアに基づき設置され、エリア内のひとつ又は複数の基地局とベアラデータを通信し、
基地局は、無線端末からの要求に従い、前記シグナリング処理装置に、基地局識別情報を含む接続要求を送信し、
前記シグナリング処理装置は、前記接続要求を受信すると、前記位置管理テーブルを参照し、前記接続要求に含まれる基地局識別情報に基づき、前記基地局と接続する前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを特定するベアラデータ処理装置検索処理を実行し、
前記シグナリング処理装置は、無線端末に割り当て予定のアドレスを、前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置は、ベアラデータ処理装置検索によって特定した前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置と前記ベアラデータ処理装置は、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置との間で、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報をやり取りし、
前記シグナリング処理装置は、カプセル化キー情報をベアラデータ処理装置検索にて特定された前記ベアラデータ処理装置に対して、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を含む設定要求を送信し、
前記ベアラデータ処理装置は、前記シグナリング処理装置から受信した設定要求に従い、前記情報テーブルに、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を設定し、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置の間にカプセル化パスを接続完了する
無線通信方法が提供される。
【００１４】
本発明の第３の解決手段によると、
複数の基地局がネットワークを介してゲートウェイと接続され、さらに前記複数の基地局のそれぞれが複数の無線端末と通信を行うような階層構造を有する無線通信システムにおけるゲートウェイであって、
前記ゲートウェイは、シグナリング処理するシグナリング処理装置と、ベアラデータを処理するベアラデータ処理装置とに分離され、
複数の基地局とネットワークとひとつ又は複数の前記ベアラデータ処理装置をひとつのエリアとして定義し、
複数のエリアに対してひとつの前記シグナリング処理装置を集中配置し、
前記シグナリング処理装置は、
各基地局がどのエリアに設置されているか、及び、各基地局の設置位置のエリアに対するベアラデータ処理装置がどのエリアに設定されているかを示す位置管理テーブルを有し、
無線端末からの接続要求に対して、基地局の設置位置のエリアに対する前記ベアラデータ処理装置を割当て、
前記ベアラデータ処理装置は、
無線端末アドレス、基地局アドレス、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報を対応して記憶する情報テーブルを有し、
基地局の設置位置のエリアに基づき設置され、エリア内のひとつ又は複数の基地局とベアラデータを通信し、
基地局から、無線端末からの要求に従い、前記シグナリング処理装置に、基地局識別情報を含む接続要求が送信され、
前記シグナリング処理装置は、前記接続要求を受信すると、前記位置管理テーブルを参照し、前記接続要求に含まれる基地局識別情報に基づき、前記基地局と接続する前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを特定するベアラデータ処理装置検索処理を実行し、
前記シグナリング処理装置は、無線端末に割り当て予定のアドレスを、前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置は、ベアラデータ処理装置検索によって特定した前記ベアラデータ処理装置のベアラデータ処理装置アドレスを前記基地局に送信し、
前記シグナリング処理装置と前記ベアラデータ処理装置は、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置との間で、エンカプセリング及びデカプセリングに必要なカプセル化キー情報をやり取りし、
前記シグナリング処理装置は、カプセル化キー情報をベアラデータ処理装置検索にて特定された前記ベアラデータ処理装置に対して、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を含む設定要求を送信し、
前記ベアラデータ処理装置は、前記シグナリング処理装置から受信した設定要求に従い、前記情報テーブルに、無線端末アドレス、基地局アドレス、カプセル化キー情報、を設定し、前記基地局と前記ベアラデータ処理装置の間にカプセル化パスを接続完了する
ゲートウェイが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基地局に近いネットワークに配置されたベアラデータ処理装置によってベアラデータの終端処理を行い、同じネットワークに接続されるインターネットへと転送することができるため、ネットワーク負荷を分散させることができる。また、シグナリング処理装置は集中設置しているため、ハンドーバ時は、基地局にとってはゲートウェイ内のハンドーバとして処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した移動体通信システムの一実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるシグナリング処理装置の構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置の構成図である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるＢＳ位置管理テーブルの一例を示す図である。
【図５】ベアラデータ処理装置の位置管理テーブルの一例を示す図である。
【図６】ベアラデータ処理装置におけるベアラデータ組立・分解に必要な情報テーブルの一例を示す図である。
【図７】ＩＰinＩＰエンカプセレーション処理／デカプセレーション処理を説明する図である。
【図８】ベアラデータ処理装置における課金に必要な統計情報を格納するテーブルの一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態における接続処理を説明するシーケンス図である。
【図１０】本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置の割り当て処理を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置のベアラデータ転送を説明するフローチャートである。
【図１２】ベアラデータ処理装置への設定要求のフォーマット例を示す図である。
【図１３】デカプセレーション処理を説明する図である。
【図１４】エンカプセレーション処理を説明する図である。
【図１５】本発明の一実施の形態における切断処理を説明するシーケンス図である。
【図１６】本発明の一実施の形態におけるＢＳ位置管理テーブルの一例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施の形態におけるＢＳＩＤのフォーマットを説明する図である。
【図１８】本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置の割り当て処理を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明の一実施の形態におけるＢＳ位置管理テーブルの一例を示す図である。
【図２０】本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置の割り当て処理を説明するフローチャートである。
【図２１】本発明の一実施の形態におけるＢＳ位置管理テーブルの一例を示す図である。
【図２２】本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置の割り当て処理を説明するフローチャートである。
【図２３】移動体通信システムの１つであるＷｉＭＡＸシステムの概略図である。
【図２４】ＷｉＭＡＸシステムのＡＳＮ−ＧＷの機能概略図である。
【図２５】ＷｉＭＡＸの接続シーケンスを説明する図である。
【図２６】ＧＲＥカプセリングデータのパケットフォーマットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．実施の形態１
以下では、ＷｉＭＡＸシステムに本発明を適用した場合の発明の実施の形態を説明する。
１．システム
図１は、本実施の形態のＷｉＭＡＸシステムの構成を示した図である。
本実施の形態のＷｉＭＡＸシステムは、ＭＳ７００、ＢＳ６００、ＢＳ６０１、ＢＳ６０２、ＡＳＮ−ＧＷのベアラデータ処理部であるＧＷ−ＥＰ３０１、ＧＷ−ＥＰ３０２、ＧＷ−ＥＰ３０３、ＡＳＮ−ＧＷのシグナリング機能部であるＧＷ−ＤＰ２０１、ＣＳＮ４００、インターネット５００、インターネット５０１、インターネット５０２、装置が接続されているネットワーク５００１、ネットワーク５００２、ネットワーク５００３を有する。ＧＷ−ＤＰ２０１とＧＷ−ＥＰ３０１、ＧＷ−ＥＰ３０２、ＧＷ−ＥＰ３０３が、本実施の形態の特徴的な構成である。また、本実施の形態の特徴的な定義として、ＧＷ−ＥＰ３０１、ＢＳ６００、ＢＳ６０１、ネットワーク５００２をエリア１、ＧＷ−ＥＰ３０２、ＧＷ−ＥＰ３０３、ＢＳ６０２、ネットワーク５００３をエリア２とする。
【００１８】
図２は、本発明の一実施の形態におけるＧＷ−ＤＰ２０１の構成を説明する図である。
ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＢＳおよびＣＳＮと接続する物理インタフェースを備えるＩ／Ｏポート２００５、Ｉ／Ｏポート２００５から受信したデータを格納するパケットバッファ２００６、受信したデータを解読して、適切な応答メッセージを作成する制御部２００２、ソフトウェアが格納されているプログラムメモリ２００３、ＢＳとＧＷ−ＥＰの位置情報を管理するＥＰ−ＧＷ位置管理部２００４、ＧＷ−ＥＰと通信を行うＥＰ−ＩＦ２００７を備える。
【００１９】
図４及び図５は、ＥＰ−ＧＷ位置管理テーブル２００４に格納しているテーブルの一例である。図４は、ＩｎｄｅｘとＢＳ  ＩＰアドレス、エリアを含み、事前にＢＳが設置されたエリアを規定して設定する。図５は、エリア、ＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレス、状態を含む。状態とは、エリア内に設定されているＧＷ−ＥＰのＩＰアドレスとそのＧＷ−ＥＰの状態が正常又は障害かを示すフラグ等の情報である。
【００２０】
図３は、本発明の一実施の形態におけるＧＷ−ＥＰ３０１、ＧＷ−ＥＰ３０２、ＧＷ−ＥＰ３０３の構成を説明する図である。ＧＷ−ＥＰ３０１、３０２、３０３は、ＢＳおよびＣＳＮと接続する物理インタフェースを備えるＩ／Ｏポート３０１４、Ｉ／Ｏポート３０１４から受信したデータの分解、組立てを行うエンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５、データの分解、組立に必要な情報を指示、設定する制御部３０１１、ソフトウェアが格納されているプログラムメモリ３０１２、課金の元となる統計データを格納する課金統計収集部３０１３、ＧＷ−ＤＰと通知を行うＤＰ−ＩＦ３０１６、各機能部を接続するバス３０１０を備える。
【００２１】
図６は、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部に格納されているテーブルの一例である。図６は、Ｉｎｄｅｘ、ＭＳ  ＩＰアドレス、ＢＳ  ＩＰアドレス、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ  ＧＲＥ  ＫＥＹ，Ｕｐ  Ｌｉｎｋ  ＧＲＥ  ＫＥＹ、接続種別を含み、さらに、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ接続に必要な、Ｉｎｄｅｘ、ＨＡ  ＩＰアドレス、ＳＰＩ、ＭＩＰ  ＫＥＹを含むことができる。
図８は、課金統計収集部に格納されているテーブルの一例である。このテーブルはＩｎｄｅｘ、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋバイト数、Ｕｐ  Ｌｉｎｋバイト数、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋパケット数、ＵｐＬｉｎｋパケット数を含む。
【００２２】
２．接続シーケンス
次に本実施の形態の接続シーケンスを説明する。
図９は、接続シーケンスにおけるＧＷ−ＥＰの割り当てを決める手順の一例を説明する図である。
ＭＳ７００は、接続要求時に、接続要求にあたるＳＢＣ−ＲＥＱ８００をＢＳ６００に送信する。ＳＢＣ−ＲＥＱ８００を受信したＢＳ６００は、ＧＷ−ＤＰ２０１に接続要求に当るＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ．８０１を送信する。ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ８０１を受信すると、図２のＥＰ−ＧＷ位置管理部２００４の図４及び図５のテーブルを使ってＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ８０１を送信したＢＳ６００との接続に適切なＧＷ−ＥＰを特定する。
【００２３】
図１０は、接続要求を送信したＢＳ６００に適切なＧＷ−ＥＰを特定する処理を説明するフローチャートである。
制御部２００２は、ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ８０１を受信することで図１０のステップを開始し、ステップ２００２に進む。ステップ２００２では、制御部２００２は、ＢＳのＩＰアドレスを特定する。ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ８０１のＩＰヘッダに含まれている送信元ＩＰアドレスがＢＳのＩＰアドレスである。制御部２００２は、ＢＳ  ＩＰアドレスを特定するとステップ２００３に進む。ステップ２００３では、図４のテーブルを使ってＢＳが設置されているエリアを特定する。先ず、制御部２００２は、ステップ２００２で抽出したＢＳ  ＩＰアドレスをテーブルのＢＳ  ＩＰアドレス列で検索する。一致したＩｎｄｅｘと同じ行のエリア列がＢＳが設置されているエリアである。例えば、抽出したＢＳ６００のＢＳ  ＩＰアドレスが１９２．１６８．１０．２である場合は、Ｉｎｄｅｘ１に一致し、そのエリアは１であることがわかる。制御部２００２は、エリアを特定後、ステップ２００４に進む。ステップ２００４では、制御部２００２は、図５のテーブルを使い適切なＧＷ−ＥＰのＩＰアドレスを特定する。制御部２００２は、ステップ２００３で特定したエリアをエリア列で検索し、一致した行のＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスを取得する。前述の例のエリア１の場合には、１９２．１６８．１００．１がＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスとなる。制御部２００２は、ＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスを取得後、ステップ２００５に進む。このステップ２００５では、制御部２００２は、ステップ２００４で取得したＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスの状態が正常であるか、障害であるかを判断する。もし障害であれば、ステップ２００４に戻り、制御部２００２は、他のＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスを検索する。状態が正常であれば、制御部２００２は、ステップ２００６に戻り終了する。
【００２４】
図９に戻り、ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＧＷ−ＥＰ検索処理８３０が終わると、ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ８０１への応答メッセージＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｓｐ８０２をＢＳ６００に対して送信し、ＢＳ６００は、ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｓｐ８０２を受信した応答として、ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ａｃｋ８０４をＧＷ−ＤＰ２０１に送信する。ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ａｃｋ８０４を受信すると、認証を行うためＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ８０５をＢＳ６００に送信する。ＢＳ６００は、ＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ８０５の受信後、ＥＡＰ−ＲＥＱ８０６としてＭＳ７００に転送し、その後、ＭＳ７００からＥＡＰ−ＲＳＰ８０７応答をＧＷ−ＤＰ２０１にＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ８０８として送信する。
【００２５】
ＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ８０８には、Ｉｄｅｎｔｉｔｙと呼ばれるＮＡＩ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｉｎｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）が含まれている。ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ８０８を受信すると、ＮＡＩを抽出する。ＮＡＩは、ｕｓｅｒ＠Ｄｏｍａｉｎの形をしており、Ｄｏｍａｉｎを見ることで、ＭＳ７００が加入しているドメインを知ることができる。ＧＷ−ＤＰ２０１は、予めドメイン毎に接続種別（Ｓｉｍｐｌｅ  ＩＰ  ｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ）を決めておき、抽出したＮＡＩからＤｏｍａｉｎを更に抽出し、抽出したＤｏｍａｉｎからドメインを知り、接続要求してきたＭＳ７００の接続種別がＳｉｍｐｌｅ  ＩＰか、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰかを決定する。ＧＷ−ＤＰ２０１は、接続種別の決定後、ＣＳＮ４００の内に設定されている認証サーバに対して、Ａｃｃｅｓｓ−Ｒｅｑｕｅｓｔ８０９を送信する。その後、認証サーバとＭＳ７００の間でＥＡＰ認証８１０が行われ、認証結果が成功した場合には、認証サーバからＧＷ−ＤＰ２０１に対してＡｃｃｅｓｓ−Ａｃｃｅｐｔ８１１を送信する。このＡｃｃｅｓｓ−Ａｃｃｅｐｔ８１１には、ＭＳ７００に割り当てるＩＰアドレスが含まれている。ＧＷ−ＤＰ２０１は、Ａｃｃｅｓｓ−Ａｃｃｅｐｔ８１１受信後、ＭＳ７００に割り当て予定のＩＰアドレスを抽出し、ＧＷ−ＤＰ２０１に格納した後、ＥＡＰ−Ｓｕｃｅｓｓ８１２として、ＢＳ６００に送信する。さらに、ＢＳ６００は、ＥＡＰ−ＳＵＣ８１３を送信する。
【００２６】
以降は、ＷｉＭＡＸ  Ｆｏｒｕｍに規定される接続シーケンスに従いＢＳ６００とＧＷ−ＤＰ２０１間で接続に必要な信号のやり取りが行われる（情報交換８１４、無線暗号鍵／ＭＳ情報交換８１５）。処理が進みＧＷ−ＤＰ２０１は、ＢＳへ送信されるＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ．８１６を送信する。このＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ．８１６には、ＧＷ−ＥＰ検索８３０によって特定したＧＷ−ＥＰのＩＰアドレスを付与することができることが規定されている。前述の例では、１９２．１６８．１００．１をＢＳ６００に通知する。ＢＳ６００は、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ．８１６を受信すると、応答メッセージであるＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ．８１９をＧＷ−ＤＰ２０１に送信し、ＧＷ−ＤＰ２０１は、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ．８１９の受信応答としてＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ａｃｋ８２０を送信する。このＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ．８１６、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ．８１９には、ＢＳ６００とＧＷ−ＥＰ３０１間のエンカプセレーティング、デカプセレーティングに必要なＧＲＥ  ＫＥＹ情報をやり取りする。
【００２７】
図１３は、デカプセレーション処理を説明する図である。ＧＲＥ  ＫＥＹは、図１３に示すパケットフォーマットのＧＲＥヘッダに格納されているＫＥＹであり、ＭＳを特定する識別子である。
ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＧＲＥ  ＫＥＹ情報をＧＷ−ＥＰ検索８３０にて特定されたＧＷ−ＥＰ３０１に対して設定要求８３１を送信する。
【００２８】
図１２に、設定要求のフォーマットの例を示す。
設定要求は、ＩＰヘッダ８３１１、ＵＤＰヘッダ８３１２、Ｔｙｐｅ８３１３、ひとつ又は複数の情報要素８３１０を含む。Ｔｙｐｅ８３１３は、設定要求８３１と設定応答８３２の区別に使う。情報要素８３１０には、ＧＷ−ＤＰからＧＷ−ＥＰに設定する情報をいれる。実施の形態１では、設定要求８３１の情報要素として、ＭＳ  ＩＰアドレス、ＢＳ  ＩＰアドレス、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ  ＧＲＥ  ＫＥＹ、Ｕｐ  Ｌｉｎｋ  ＧＲＥ  ＫＥＹの要素を含ませる。また、情報端末として、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰをサポートするシステムであれば、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰに必要なＨＡ  ＩＰアドレス、接続種別（Ｓｉｍｐｌｅ  ＩＰ  ｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ）も含ませることができる。
【００２９】
ＧＷ−ＥＰ３０１は、ＧＷ−ＤＰ２０１から送信された設定要求８３１を、図３のＤＰ−ＩＰ３０１６から受信する。受信したメッセージは、制御部３０１１により解読され、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５の図６のテーブルの空きのＩｎｄｅｘに、ＭＳ  ＩＰアドレス、ＢＳ  ＩＰアドレス、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ  ＧＲＥ  ＫＥＹ、Ｕｐ  Ｌｉｎｋ  ＧＲＥ  ＫＥＹ、接続種別を設定する。制御部３０１１は、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰについては、情報要素にＨＡ  ＩＰアドレス、ＳＰＩ、ＭＩＰ  ＫＥＹが含まれている場合には、接続種別にＭｏｂｉｌｅ  ＩＰと設定するとともに、それらの値を設定する。制御部３０１１は、Ｓｉｍｐｌｅ  ＩＰについては、情報要素にＭｏｂｉｌｅ  ＩＰに関する情報が含まれていない場合に、接続要素にＳｉｍｐｌｅ  ＩＰと設定する。ＧＷ−ＥＰ３０１は、各テーブルへの設定が終わると、設定応答メッセージ８３２を作成し、ＧＷ−ＤＰ２０１へと送信する。
【００３０】
図９に戻り、ＧＷ−ＥＰ３０１への設定が完了すると、ＢＳ６００とＧＷ−ＥＰ３０１の間にＧＲＥ８２３パスが完了したことになる。その後、ＤＨＣＰ交換８２４を行いＧＷ−ＤＰ２０１は、Ａｃｃｅｓｓ−Ａｃｃｅｐｔ８１１受信時に抽出、格納したＭＳ７００に割り当て予定のＩＰアドレスをＭＳ７００に通知して接続完了となり、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰをサポートする場合には、ＣＳＮ４００に設定されているＨＡとＭｏｂｉｌｅ  ＩＰ８２５を確立する。
【００３１】
次にユーザデータのルーティング動作について、ＭＳ７００がインターネットにアクセスする場合を例に説明する。ＭＳ７００は、インターネットに接続するために、ＭＳ７００からインターネットの接続先に向けてユーザデータを送信する。このユーザデータは、無線区間を通りＢＳ６００に届く、ＢＳ６００は前述の接続シーケンスによって確立されたＧＲＥカプセリングパスのＧＲＥ  ＫＥＹを使ってユーザデータに対してＧＲＥエンカプセリングを行い、ＧＲＥカプセリングデータ７１０１としてＧＷ−ＥＰ３０１宛に送信する。ＧＷ−ＥＰ３０１は、ＧＲＥカプセリングデータをＩ／Ｏポート３０１４から受信するとエンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５に転送する。
エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、データを受信したことを契機に図１１のフローチャートに従いルーティング処理を行う。
【００３２】
図１１は、発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置のベアラデータ転送を説明するフローチャートである。ステップ３００２では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、受信データのＩＰヘッダにあるＰｒｏｔｏｃｏｌ  ＴｙｐｅがＧＲＥであるか否かを判定する。ＧＲＥである場合には、ステップ３００３に進み、ＧＲＥでない場合には、ステップ３０１１に進む。ステップ３００３では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、受信データのＧＲＥヘッダに含まれるＧＲＥ  ＫＥＹを抽出する。ＧＲＥ  ＫＥＹを抽出後は、ステップ３００４に進む。ステップ３００４では、図６のテーブルを使ってＭＳを特定する。例えば抽出されたＧＲＥ  ＫＥＹが０ｘＦＦＦＦ０００１の場合には、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、図６のＵｐ  Ｌｉｎｋ  ＧＲＥ  ＫＥＹの列を検索して一致するＩｎｄｅｘを探し、一致したＩｎｄｅｘを取得する。同じＩｎｄｅｘの行には、ＭＳ  ＩＰアドレス、接続種別といったＭＳに関する情報がある。エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ＭＳの特定後は、ステップ３００５に進み、ＧＲＥカプセリングを外すＧＲＥデカプセレーション処理を行う。
【００３３】
図１３は、ＧＲＥデカプセレーション処理を説明する図である。
エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ＧＲＥデカプセレーション処理では、図１３の上段に示す、受信データであるＧＲＥカプセリングデータから、ＩＰヘッダ７０６６とＧＲＥヘッダ７０６７を取り除き、ユーザデータ７０６８を抽出して、ステップ３００６に進む。ステップ３００６では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ユーザデータ７０６８のバイト数を計測して、ステップ３００４で取得したＩｎｄｅｘとバイト数を課金統計収集部３０１３に通知する。
【００３４】
図８は、ベアラデータ処理装置における課金に必要な統計情報を格納するテーブルの一例を示す図である。課金統計収集部３０１３は、通知されたバイト数を通知されたＩｎｄｅｘに対応する図８の統計情報テーブルのＵｐ  Ｌｉｎｋバイト数に加算するとともに、Ｕｐ  Ｌｉｎｋパケット数を＋１加算する。
加算が終わるとステップ３００７に進む。ステップ３００７では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、接続種別がＳｉｍｐｌｅ  ＩＰかＭｏｂｉｌｅ  ＩＰかを判定する。Ｓｉｍｐｌｅ  ＩＰである場合には、ユーザデータをＩ／Ｏポート３０１４に転送しステップ３００９に進み、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰの場合は、ステップ３００８のＩＰｉｎＩＰエンカプセリング処理Ｓ３００８に進む。
【００３５】
図７（Ａ）は、ＩＰｉｎＩＰエンカプセレーション処理を説明する図である。
ＩＰｉｎＩＰエンカプセレーション処理では、図７（Ａ）上段に示すＧＲＥデカプセリング処理カプセレーション処理３００５で抽出したユーザデータ７０６８に対して、ＩＰヘッダ７１００を付与する。付与したＩＰヘッダの送信先ＩＰアドレス７１０１には、ＨＡ  ＩＰアドレスを入れ、送信元ＩＰアドレス７１０２には、ＧＷ−ＥＰ３０１のＩＰアドレスを入れる。エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ＩＰｉｎＩＰエンカプセリング処理を行った後は、Ｉ／Ｏポート３０１４に転送を行いステップ３００９に進む。ステップ３００９では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、適切なルーティング処理を行い、データをネットワーク５００２へと送信する。ネットワーク５００２がインターネット５０１と接続されている場合には、通常のＩＰルーティングに従いインターネット５０１へと転送される。
【００３６】
一方、インターネット５０１からＭＳ７００に送信されるＤｏｗｎ  ＬｉｎｋのユーザデータがＧＥ−ＥＰ３０１に到着した場合は、ユーザデータはＩ／Ｏポート３０１４を介してエンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５に転送され、図１１のルーティング処理が実行される。ステップ３００２では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ＩＰヘッダのプロトコルタイプがＧＲＥであるかチェックする。インターネット５０１から受信するデータは、ＧＲＥカプセリングデータではないいため、ＮＯ判定となり、ステップ３０１１に進む。ステップ３０１１では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ＩＰヘッダのプロトコルタイプがＩＰｉｎＩＰであるかチェックする。これは接続種別がＭｏｂｉｌｅ  ＩＰかＳｉｍｐｌｅ  ＩＰによって異なり、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰであれば、チェック判定がＹＥＳとなり、ステップ３０１２のＩＰｉｎＩＰデカプセレーション処理に進む。
【００３７】
図７（Ｂ）は、ＩＰｉｎＩＰデカプセレーション処理を説明する図である。
ＩＰｉｎＩＰデカプセレーション処理では、図７（Ｂ）上段に示すＩＰｉｎＩＰパケットから、ＩＰヘッダ７１１０を取り除き、ユーザデータ７０７８を抽出する。ユーザデータを抽出後は、ステップ３０１３に進む。エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、Ｓｉｍｐｌｅ  ＩＰであれば、ステップ３０１１の判定がＮＯとなり、ステップ３０１３に進む。ステップ３０１３では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ＩＰヘッダの宛先アドレスと一致するＩＰアドレスを図６のテーブルから検索する。一致した場合はエンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、一致したＭＳ  ＩＰアドレスに対応するＩｎｄｅｘを取得して、ステップ３０１４に進む。ステップ３０１４で、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、課金の元となる統計収集のために受信データのバイト数を測定して、バイト数とステップ３０１３で取得したＩｎｄｅｘを課金統計収集部３０１３に通知する。課金統計収集部３０１３は、通知されたバイト数をＩｎｄｅｘ値に対応する図８のテーブルのＤｏｗｎ  Ｌｉｎｋ  バイト数に加算するとともに、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋパケット数のカウンタを＋１増加させる。Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋデータ量収集３０１４が終わると、ステップ３０１５に進む。
【００３８】
図１４は、ＧＲＥエンカプセレーション処理を説明する図である。
ステップ３０１５のＧＲＥエンカプセレーション処理ではエンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、図１４に示すように受信したユーザデータ７０７８にＧＲＥヘッダ７０７７とＩＰヘッダ７０７６を付与する。ＧＲＥヘッダ７０７７のＧＲＥ  ＫＥＹは、ステップ３０１３で取得したＩｎｄｅｘに対応するＤｏｗｎ  Ｌｉｎｋ  ＧＲＥ  ＫＥＹを付与する。エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ＧＲＥエンカプセレーション処理が終わると、ＧＲＥカプセリングデータをＩ／Ｏポート３０１４に転送してステップ３００９に進む。ステップ３００９では、エンカプセレーション／デカプセレーション処理部３０１５は、ルーティング情報に従ってＢＳ６００に転送する。
ＢＳ６００は、ＧＷ−ＥＰ３０１から受信するデータを無線データ７１００としてＭＳ７００へと転送する。
【００３９】
次に、切断シーケンスを説明する。
図１５は、切断シーケンスの一例を説明する図である。
ＭＳ７００は、接続を切断したい場合、切断要求であるＤＲＧ−ＲＥＱ８４０をＢＳ６００に送信する。ＢＳ６００は、ＤＲＥ−ＲＥＱ８４０の受信を契機にＢＳ６００とＧＷ−ＤＰ２０１の間で切断シーケンス（Ｐａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ｒｅｑ．８４２、Ｐａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ｒｓｐ．８４３、Ｐａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ａｃｋ８４４）を実行する。ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＢＳ６００との切断シーケンスと同時にＭｏｂｉｌｅＩＰの接続種別であれば、ＣＳＮ４００とのＭｏｂｉｌｅ  ＩＰパス８４６を切断する。ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＧＷ−ＥＰ３０１に対して設定解除要求８４７を送信する。この設定解除要求８４７のフォーマットは、図１２に示した設定要求のフォーマットと同じであり、設定要求か設定解除要求であるかは、Ｔｙｐｅ８３１３の内容で区別する。設定解除要求の情報要素８３１０には、ＭＳ  ＩＰアドレスが含まれており、設定解除要求８４７を受信したＧＷ−ＥＰ３０１の制御部３０１１は、図６のテーブルを検索して、一致したＩｎｄｅｘの情報をクリアする。クリア後は、ＧＷ−ＥＰ３０１の課金統計収集部３０１３から、このＩｎｄｅｘに対応する図８のＤｏｗｎ  Ｌｉｎｋバイト数、Ｕｐ  Ｌｉｎｋバイト数、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋパケット数、Ｕｐ  Ｌｉｎｋパケット数を取得して、設定解除応答８４８の情報要素８３１０に入れてＧＷ−ＤＰ２０１に送信する。
【００４０】
設定解除応答８４８を受信したＧＷ−ＤＰ２０１は、設定解除応答８４８に格納されているＤｏｗｎ  Ｌｉｎｋバイト数、Ｕｐ  Ｌｉｎｋバイト数、Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋパケット数、Ｕｐ  Ｌｉｎｋパケット数を取り出しＡｃｃｏｕｎｔｉｎｇ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｓｔｏｐ）８４９の決められたアトリビュートに格納して、ＣＳＮ４００へと送信する。ＣＳＮ４００は、Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｓｔｏｐ）８４９を受信すると、Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ８５０をＧＷ−ＤＰ２０１に送信する。
【００４１】
このようにＭＳ７００は、ＢＳ６００に近いネットワーク５００２に接続されているＧＷ−ＥＰ３０１とインターネット５０１を介しアクセスできるため、トラフィックをネットワーク５００１に集中することを防ぐことができる。また、切断時にＧＷ−ＥＰから統計情報をＧＷ−ＤＰ２００に送信することで課金に必要な情報をＣＳＮ４００に通知することが可能である。
【００４２】
Ｂ．実施の形態２
実施の形態２では、図１０のＧＷ―ＥＰ検索フローチャートにおいて、ＢＳ管理テーブルの別の方法を説明する。図１６は、図２のＧＷ−ＤＰ２０１におけるＥＰ−ＧＷ位置管理部２００４が保有しているテーブルである。このテーブルは、Ｉｎｄｅｘ、ＢＳネットワークアドレス、エリアの項目を含み、ＢＳネットワークアドレス毎にエリアを規定することが特徴である。ＭＳの接続シーケンスは、実施の形態１と同じ図９のシーケンスである。ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＢＳ６００から送信されたＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ．８０１を受信することでＧＷ−ＥＰ検索８３０を実施する。
【００４３】
図１０は、本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置の割り当て処理を説明するフローチャートである。ＧＷ−ＥＰ検索８３０では、図１０のフローチャートが実施され、ステップ２００２において、ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ．８０１のＢＳ  ＩＰアドレスを実施の形態１と同じ方法で抽出する。例えば、ステップ２００２で抽出されたＢＳ  ＩＰアドレスが１９２．１６８．２０．２５とする。ＧＷ−ＤＰ２０１は、抽出が終わるとステップ２００３に進みエリアを特定する。エリア特定には、図１６のテーブルを使用する。
【００４４】
図１６は、本発明の一実施の形態におけるＢＳ位置管理テーブルの一例を示す図である。図１６のテーブルには、ＢＳネットワークアドレスと対応するエリアが設定されている。ＢＳ  ＩＰアドレスが１９２．１６８．２０．２５の場合には、ＢＳネットワークアドレス欄を検索するとＩｎｄｅｘ２の１９２．１６８．２０．０／２４のネットワークアドレスに含まれることがわかる。一致したＩｎｄｅｘと同じ行のエリアが求めるエリアである。Ｉｎｄｅｘ２の場合には、エリア２が求められる。ＧＷ−ＤＰ２０１は、エリアが特定できた以降は、ステップ２００４へと進み、以降は実施の形態１と同様となる。
この実施の形態２の利点は、ＢＳ管理テーブルとしてＢＳ  ＩＰネットワークアドレスを使うことでテーブル設定数を減らすことができる。
【００４５】
Ｃ．実施の形態３
実施の形態３では、図９のＧＷ−ＥＰ検索処理においての別の方法を説明する。
図１７は、ＢＳＩＤのフォーマットである。ＢＳＩＤとは、ＢＳを識別するために規定している識別子であり、この例では、４８ビットの長さを持つ。上位２４ビット６００１は、Ｏｐｅｒａｔｏｒ  ＩＤ、またはＮＡＰ  ＩＤとＷｉＭＡＸ  Ｆｏｒｕｍの規格にて規定されている。下位２４ビットは、ＢＳの識別用として使うことができるが、１ビット目６００２は、下位２３ビットがＮＳＰの用途、またはＢＳ識別用かの判断フラグとして規定されている。実施の形態３では、このＢＳ識別用として使われる２３ビット６００３の７ビットをエリアＩＤ６００４として使用する。エリアＩＤとして使う７ビットをエリア番号と一致させる。例えば、エリアＩＤが００００００１であった場合には、エリア１を示す。
【００４６】
実施の形態３でのＭＳ接続シーケンスを図９で説明する。実施の形態１と同様にＧＷ−ＤＰ２０１は、ＢＳ６００から送信されたＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ．８０１を受信することでＧＷ−ＥＰ検索８３０を実施する。なお、ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ．８０１には、ＢＳＩＤが含まれる。
【００４７】
図１８は、本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置の割り当て処理を説明するフローチャートである。ＧＷ−ＥＰ検索８３０では、図１８のフローチャートを実施する。ステップ２０１２では、ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＢＳＩＤを抽出する。ＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ．８０１には、メッセージ内にＢＳＩＤが含まれており、ＧＷ−ＤＰ２０１は、４８ビットのＢＳＩＤを抽出する。一例として、抽出したＢＳＩＤが０００１００  ０１０３４５（ＨＥＸ）とする。ＢＳＩＤ抽出後は、ステップ２０１３に進む。前述の抽出されたＢＳＩＤのエリアＩＤに相当するビットは０１であることがわかり、このＢＳはエリア１に設置されることがわかる。ＧＷ−ＤＰ２０１は、エリア特定後は、実施の形態１と同様に図５のテーブルを使いＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスを特定し、以降は実施の形態１と同様の処理となる。
この実施の形態３の利点は、ＢＳＩＤにエリア情報を入れることでＢＳ管理情報を削減することができることである。
【００４８】
Ｄ．実施の形態４
実施の形態４では、図９のＧＷ−ＥＰ検索処理においての別の方法を説明する。
図１９は、図２のＧＷ−ＤＰ２０１におけるＥＰ−ＧＷ位置管理部２００４が保有しているテーブルである。このテーブルは、Ｉｎｄｅｘ、ＢＳ  ＩＰアドレス、ＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスの項目を含む。
ＭＳの接続シーケンスは、実施の形態１と同じ図９のシーケンスである。ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＢＳ６００から送信されたＭＳ＿ＰｒｅＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ＿Ｒｅｑ．８０１を受信することでＧＷ−ＥＰ検索８３０を実施する。
【００４９】
図２０は、本発明の一実施の形態におけるベアラデータ処理装置の割り当て処理を説明するフローチャートである。ＧＷ−ＥＰ検索８３０では、図２０のフローチャートが実施される。ステップ２０２２では、ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＢＳＩＰを実施の形態１と同じ方法で抽出する。ＢＳＩＰアドレス抽出後は、ステップ２０２３に進む。ステップ２０２３では、ＧＷ−ＤＰ２０１は、抽出されたＢＳＩＰアドレスを図１９のテーブルのＢＳＩＰアドレスの欄で検索し、一致したＩｎｄｅｘと同じ行のＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスを取得する。例えば、ＢＳ  ＩＰアドレスが１９２．１６８．１０．２の場合には、Ｉｎｄｅｘ１に一致し、対応するＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレス１９２．１６８．２００．１０を取得する。ＧＷ−ＤＰ２０１は、ＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスを取得後は、ステップ２０３４に進み図９のシーケンスを実施の形態１同様に進める。
【００５０】
また、同様なＢＳ管理方法としては、ＢＳ  ＩＰアドレスの代わりにＢＳＩＤで管理することもできる。図２１は、ＢＤＩＤとＧＷ−ＥＰ  ＩＰアドレスを結びつけている管理テーブルである。また、図２２は、ＧＷ−ＥＰ検索フローチャートである。図２０との違いは、ＢＳＩＤを元にＧＷ−ＥＰアドレスを検索することである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
ＧＷ−ＥＰ及び／又はＧＷ−ＤＰは、適宜のルータやコンピュータ等を用いて構成することができる。
また、本発明は、ＧＷ−ＥＰ、ＧＷ−ＤＰを例に説明したが、適宜のベアラデータ処理装置、シグナリング処理装置に適用することができる。本発明は、ＧＲＥ、ＧＲＥ  ＫＥＹに限らず、適宜のエンカプセレーション／デカプセレーション、エンカプセレーション／デカプセレーションに必要なキー（カプセル化キー）に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
２００  ＡＳＮ−ＧＷ  シグナリング処理装置
２００１  装置内バス
２００２  制御部
２００３  プログラムメモリ
２００４  ＥＰ−ＧＷ位置管理部
２００５  Ｉ／Ｏポート
２００６  パケットバッファ
２００７  ＥＰ−ＩＦ
３００  ＡＳＮ−ＧＷ  ベアラデータ処理装置
３０１０  装置内バス
２０１１  制御部
２０１２  プログラムメモリ
２０１３  課金統計収集部
２０１４  Ｉ／Ｏポート
２０１５  エンカプセレーション／デカプセレーション処理部
２０１６  ＤＰ−ＩＦ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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