(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも有線伝送区間を含む通信ネットワークに接続するインタフェースと、
移動通信ネットワークの基地局装置が移動無線端末との間で無線により設定する論理チャネルの代わりとなるセッションを、前記通信ネットワーク経由で前記基地局装置と確立する手段と、
前記基地局装置経由で前記移動通信ネットワークのコア・ネットワークに至るベアラを、前記セッション上に設定する手段と、
を備えている通信装置。
【請求項２】
前記セッションと前記ベアラは１対１に対応し、
前記設定する手段が新たなベアラを設定する際に、前記確立する手段は前記新たなベアラのためのセッションを確立する、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信ネットワークは、パケット交換ネットワークである、
請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記ベアラのサービス品質に基づき、前記通信ネットワークに送信するパケットの優先度を設定する、
請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記確立する手段は、トンネリング・プロトコルにより前記セッションを確立する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項６】
前記通信装置の識別子及び秘密値を保持する保持手段と、
前記ベアラを初めて設定する前に、前記移動通信ネットワークによる認証を受けるために、前記セッションを利用して前記識別子及び前記秘密値を前記基地局装置に送信する手段と、
をさらに備えている請求項１から５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
前記基地局装置が、無線により直接接続する移動無線端末に報知する情報の内の少なくとも１つの情報は、前記トンネリング・プロトコルで使用される信号のヘッダにより前記通信装置に通知される、
請求項５に記載の通信装置。
【請求項８】
コア・ネットワークを含む移動通信ネットワークの基地局装置であって、
少なくとも有線伝送区間を含む通信ネットワークに接続するインタフェースと、
前記基地局装置が移動無線端末との間で無線により設定する論理チャネルの代わりとなるセッションを、前記通信ネットワーク経由で通信装置と確立する手段と、
前記通信装置と前記コア・ネットワークを接続するベアラを、前記セッション上に設定する手段と、
を備えている基地局装置。
【請求項９】
前記確立する手段は、トンネリング・プロトコルにより前記セッションを確立する、
請求項８に記載の基地局装置。
【請求項１０】
前記基地局装置が、無線により直接接続する移動無線端末に報知する情報の内の少なくとも１つの情報を、前記トンネリング・プロトコルで使用される信号のヘッダにより前記通信装置に通知する通知手段をさらに備えている、
請求項９に記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信ネットワークの基地局装置と、該基地局装置に接続する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ等の標準化団体が規定する各種標準に従う移動通信ネットワークは、基地局装置を含むアクセス・ネットワークと、移動無線端末を管理し、信号のルーティングを行うコア・ネットワークとを含んでいる。移動無線端末は、基地局装置と無線により通信し、基地局装置経由でコア・ネットワークのノード装置との間でベアラを設定し、このベアラを使用して情報の送受信を行う。また、移動通信ネットワークは、移動無線端末のデータ・ベースを有し、データ・ベースに登録された移動無線端末にのみサービス提供を行う。なお、移動通信ネットワークのデータ・ベースに登録される移動無線端末は、移動通信事業者と契約したユーザが所持する端末である。
【０００３】
特許文献１は、インターネット等のＩＰネットワーク経由で、移動通信ネットワークのコア・ネットワークのノード装置に接続するフェムト・セル・アクセス・ポイントを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５２３２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フェムト・セル・アクセス・ポイントは、ハンドオーバ制御や、コア・ネットワークに接続するための認証処理等の複雑な処理を行わなければならず、さらに、コア・ネットワークにもフェムト・セル・アクセス・ポイントとの接続に関する処理を行う装置を設けなければならず高価である。また、フェムト・セル・アクセス・ポイントは、移動通信ネットワークの基地局と同じ無線インタフェースにより、移動通信ネットワークのデータ・ベースに登録されている移動無線端末にサービス提供を行うのみである。
【０００６】
本発明は、移動通信ネットワークと接続するインタフェースを持たない通信端末であっても移動通信ネットワークによるサービスの提供を受けることを安価に可能にする通信装置と該移動通信ネットワークの基地局装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によると、通信装置は、少なくとも有線伝送区間を含む通信ネットワークに接続するインタフェースと、移動通信ネットワークの基地局装置が移動無線端末との間で無線により設定する論理チャネルの代わりとなるセッションを、前記通信ネットワーク経由で前記基地局装置と確立する手段と、前記基地局装置経由で前記移動通信ネットワークのコア・ネットワークに至るベアラを、前記セッション上に設定する手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一側面によると、コア・ネットワークを含む移動通信ネットワークの基地局装置は、少なくとも有線伝送区間を含む通信ネットワークに接続するインタフェースと、前記基地局装置が移動無線端末との間で無線により設定する論理チャネルの代わりとなるセッションを、前記通信ネットワーク経由で通信装置と確立する手段と、前記通信装置と前記コア・ネットワークを接続するベアラを、前記セッション上に設定する手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
移動通信ネットワークと接続するインタフェースを持たない通信端末であっても移動通信ネットワークによるサービスの提供を安価に受けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態によるネットワーク全体の構成図。
【図２】一実施形態による通信装置と基地局装置間のプロトコル構成図。
【図３】一実施形態による通信装置と基地局装置間のベアラ確立のシーケンス図。
【図４】一実施形態によるパケット・ヘッダの使用方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態によるネットワークの構成図である。図１において、基地局装置２とコア・ネットワーク５は、移動通信事業者が提供する、３ＧＰＰ等の標準化団体が規定する各種標準に従う移動通信ネットワークである。また、移動無線端末３は、当該移動通信事業者又は当該移動通信事業者の移動通信ネットワークを利用できる他の移動通信事業者に加入している加入者の端末であり、図１の移動通信ネットワークに無線により接続可能である。なお、以下の説明において、基地局装置２は、ＬＴＥ標準に準拠したｅＮＢであり、コア・ネットワーク５も、所謂、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｃｏｒｅ）であるものとして説明を行うが、本発明は他の規格に従う移動通信ネットワークに対しても適用可能である。
【００１３】
移動無線端末３は、所謂、スマートフォン等の携帯電話であり、例えば、電源投入後に、移動通信ネットワークに対してアタッチ処理を行い、ＥＰＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）ベアラである基本ベアラを基地局装置２経由でコア・ネットワーク５との間で設定し、ＩＰアドレスを移動通信ネットワークから取得する。ここで、移動無線端末３と基地局装置２との間において、基本ベアラは無線により設定される論理チャネル上で伝送される。
【００１４】
通信装置１は、ＩＰプロトコルにより通信するＩＰネットワーク４経由で基地局装置２と接続する。なお、ＩＰネットワーク４と通信装置１との接続には、例えば、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）、その他、光ファイバを使用した各種専用線やそれに類似した伝送サービスを利用できる。例えば、ＰＯＮやＡＤＳＬを使用する場合において、ＰＯＮのＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）やＡＤＳＬのＡＤＳＬモデムと、通信装置１とのインタフェースは、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）又は無線ＬＡＮとすることができる。
【００１５】
ＩＰネットワーク４は、少なくとも有線による伝送区間を含み、ＩＰパケットをトランスペアレントに転送するネットワークである。本実施形態において、通信装置１は、基地局装置２との間で、ＩＰネットワーク４経由でセッションを確立し、このセッション上で、基地局装置２と通信装置１は、通信装置１とコア・ネットワーク５とを結ぶベアラを設定する。つまり、移動無線端末３と基地局装置２との間で無線により設定する論理チャネルに代えて、通信装置１と基地局装置２は、ＩＰネットワーク４経由のセッションを設定してベアラを搬送する。本実施形態においては、通信装置１と基地局装置２は、Ｌ２ＴＰ（Ｌａｙｅｒ  ２  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に従うセッションを設定するものとする。
【００１６】
なお、本実施形態においてセッションを確立するとは、ベアラを伝送するために、通信装置１と基地局装置２が個々の通信を認識できる状態になることを意味する。また、以下の説明では、Ｌ２ＴＰの用語に従い、コネクションとセッションを区別して使用する。しかしながら、本実施形態におけるセッションをコネクションと呼ぶ場合もあり、セッションとの用語との異同のみで本発明の範囲は定義されない。
【００１７】
図２は、本実施形態における概略的なプロトコル構成図である。通信装置１及び基地局装置２の物理レイヤは、ＩＰネットワーク４の物理レイヤでそれぞれ終端される。つまり、通信装置１及び基地局装置２の物理レイヤは、同じである必要はない。ＩＰネットワーク４は、ＩＰパケットをトランスペアレントに転送し、よって、通信装置１及び基地局装置２のＩＰレイヤは相互に通信を行うことになる。通信装置１及び基地局装置２のＬ２ＴＰレイヤは、ＲＦＣ３９３１の規定に従いコネクションを設定し、設定したコネクションにセッションを設定する。通信装置１及び基地局装置２の無線プロトコル・レイヤは、セッションを利用してベアラを設定する。具体的には、本実施形態の無線プロトコル・レイヤは、ＬＴＥ規格に従う、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤの機能を提供する。つまり、本実施形態においては、ＬＴＥ規格に従う、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）及び物理レイヤの機能が、ＩＰネットワーク４とインタフェースする物理レイヤと、ＩＰレイヤ及びＬ２ＴＰレイヤに置き換えられる。しかしながら、それ以外のレイヤの通信についてはＬＴＥ規格に従い行われる。
【００１８】
また、通信装置１は、移動無線端末３と同様に、ＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ）を備えており、ＳＩＭには、移動通信事業者から割り当てられたＩＭＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）及び認証のための秘密値が格納されている。つまり、通信装置１は、移動無線端末３と同じく、移動通信ネットワークに登録された通信装置であり、通信装置１は、移動無線端末３と同じく、ＳＩＭに格納されている情報に基づき移動通信ネットワークへのアタッチ処理を行い、基地局装置２経由でコア・ネットワーク５に至る基本ベアラを設定し、移動通信ネットワークからＩＰアドレスを取得する。以下、図３を用いて詳細に説明する。
【００１９】
通信装置１は、その電源投入により、Ｓ１において基地局装置２との間でＬ２ＴＰコネクションを確立する。具体的には、通信装置１がコネクションの要求メッセージを基地局装置２に送信し、基地局装置２が応答メッセージを通信装置１に送信し、通信装置１が接続メッセージを基地局装置２に送信することで、コネクションが確立される。続いて、Ｓ２において、通信装置１は、基地局装置２との間で確立したＬ２ＴＰコネクション上に第１のセッションを確立する。具体的には、通信装置１がセッションの要求メッセージを基地局装置２に送信し、基地局装置２が応答メッセージを通信装置１に送信し、通信装置１が接続メッセージを基地局装置２に送信することで第１のセッションが確立される。なお各セッションは、セッション識別子により区別される。
【００２０】
通信装置１は、Ｓ３において、基地局装置２に対してアタッチ要求メッセージを送信し、これをトリガとして、通信装置１から基地局装置２を経由してコア・ネットワーク５に至る基本ベアラが第１のセッション上に設定される。なお、Ｓ３における処理は、移動無線端末３が移動通信ネットワークにアタッチする際の処理と同じでありその詳細は省略する。なお、第１のセッションと、基本ベアラとの関係は、ベアラに対して割り当てられるベアラ識別子と、第１のセッションのセッション識別子を関係付けることにより通信装置１及び基地局装置２は認識する。また、Ｓ３のアタッチ処理においては、基本ベアラの設定に先立ち、通信装置１はＳＩＭに格納されたＩＭＳＩ及び秘密値を基地局装置２経由でコア・ネットワーク５に送信し、コア・ネットワーク５による認証を受ける。
【００２１】
通信装置１は、基本ベアラを利用して通信を行うが、例えば、基本ベアラのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）とは異なるＱｏＳの通信を行う場合には、更に、個別ベアラを確立する。本実施形態においては、ベアラとセッションを１対１の関係とし、よって、個別ベアラを設定するたびに、新たなセッションをＳ１で設定したコネクションに設定する。つまり、通信装置１及び基地局装置２は、新たなベアラを設定する度に、設定するベアラに対応するセッションを確立する。
【００２２】
例えば、図３のＳ４において、基地局装置２が、コア・ネットワーク５側から通信装置１に対する個別ベアラの設定要求を受信したものとする。この場合、基地局装置２は、Ｓ５において通信装置１との間で確立しているＬ２ＴＰコネクション上に第２のセッションを確立する。具体的には、基地局装置２がセッションの要求メッセージを通信装置１に送信し、通信装置１が応答メッセージを基地局装置２に送信し、基地局装置２が接続メッセージを通信装置１に送信することで、第２のセッションが確立される。第２のセッションの確立後、基地局装置２と通信装置１は、第２のセッションを使用して個別ベアラを設定する。個別ベアラ設定のための処理は、移動無線端末３に対して個別ベアラを設定する際の処理と同様であり、その説明は省略する。なお、Ｓ４及びＳ５においては、コア・ネットワーク５側からの要求に新たなセッションを設定していたが、通信装置１が個別ベアラの設定を要求する場合にも新たなセッションを設定できる。この場合には、通信装置１がセッションの要求メッセージを基地局装置２に送信する。
【００２３】
なお、基地局装置２は、移動無線端末３に種々の情報を報知している。そのうち、トラッキング・エリアの識別子を示すＴＡＩについては、無線区間がなくとも移動無線端末３に報知する必要がある。よって、本実施形態において基地局装置２は、図４（Ａ）に示すＬ２ＴＰの制御メッセージのＡｓｓｉｇｎｅｄ  Ｃｏｏｋｉｅ  ＡＶＰフィールドと、図４（Ｂ）に示すＬ２ＴＰのデータ・メッセージのクッキー・フィールドを使用することでＴＡＩを通信装置１に通知する。なお、図４（Ｂ）のクッキー・フィールドは、最大６４ビットであり、ＴＡＩは３２ビットであるため、残りの３２ビットにランダム値を挿入することで、他のベアラのクッキーと区別することができる。
【００２４】
さらに、本実施形態においては、ベアラとセッションが１対１の関係であるため、各ベアラのＱｏＳによりＩＰパケットの優先度を設定することで、ＩＰネットワーク４を転送されるＩＰパケットの優先制御を行うことができる。
【００２５】
以上の構成により通信装置１は、移動無線端末３と同様に基地局装置２経由でベアラを設定し、移動通信ネットワークによるサービスを受けることができる。なお、通常の移動端末３に実装する移動通信ネットワークとの通信に関する機能と、通信装置１に実装する移動通信ネットワークとの通信に関する機能との差は、物理レイヤとＭＡＣレイヤのみであり、それ以外の部分は、通常の移動端末３に実装する機能をそのまま使用できる。よって、フェムト・セル・アクセス・ポイントの様な複雑な機能を必要とせず、安価に通信装置１を構成できる。同様に、基地局装置２の機能追加も安価に可能である。
【００２６】
さらに、通信装置１は、それ自体が通信端末であっても、他の通信装置との通信を中継する装置であっても、それら両方の機能を有するものであっても良い。例えば、通信装置１は、有線ＬＡＮやＵＳＢといった有線インタフェースや、無線ＬＡＮ等の無線インタフェース等で、他のデスクトップ型、ラップトップ型、タブレット型等のパーソナル・コンピュータや、その他の通信端末との間で情報を送受するものであっても良い。通信装置１は、移動通信事業者の認証を受けて移動通信ネットワークにアタッチしているため、通信装置１経由で通信するコンピュータ等は、移動無線端末３と同等のサービスを受けることが可能になる。具体的には、例えば、通信装置１と通信するコンピュータ等は、移動通信事業者が通信装置１に対して提供するメール・サービスにおいて通信装置１に送信されたメールを、通信装置１経由で受信することができる。また、通信装置１と通信するコンピュータからの操作によりネットワーク上のウェブサイトで購入した商品の代金等を、通信装置１に対する通信料金と共に通信事業者が請求する様にすることができ、クレジット番号の入力等を省略することができる。また、通信装置１は、例えば、ＰＯＮのＯＮＵや、ＡＤＳＬのＡＤＳＬモデム等の様に、ＩＰネットワーク４にアクセスするためのアクセス・システムにおいて宅内側に設置される装置内に実装することも可能である。さらに、通信装置１は、通常は、移動無線端末３として機能すると共に、例えば、家庭内においては、ＰＯＮ経由で上述した通信装置１として動作する携帯端末であっても良い。この構成により、屋内において基地局装置２からの電波を受信できない様な場合においても安定した通信を行うことができる。
【００２７】
なお、上述した実施形態においては、Ｌ２ＴＰプロトコルを使用していたが、他のトンネリング・プロトコル等、ＩＰネットワーク上で任意の情報を伝送する任意のプロトコルを使用することができる。また、なお、上述した実施形態において、通信装置１は、ＩＰネットワーク４経由で基地局装置２と接続していたが、ＩＰパケットがトランスペアレントに伝送されるのであれば、ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  ＬＡＮ）等の他のパケット交換ネットワークであっても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005855987.tif 000004
【図４】
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