(57)【要約】  それぞれが少なくとも１つの無線基地局を収容した複数のアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）と、コアネットワークに接続されたＡＡＡサーバ（管理サーバ）との間にアクセスゲートウェイ制御装置（ＡＧＷＣ）を配置し、ＡＧＷ間ハンドオーバに起因して発行された制御メッセージについては、ＡＡＡサーバに代わって、ＡＧＷが処理することにより、ＡＧＷとＡＡＡサーバとの間の無用なメッセージ交換負荷を低減するようにした無線通信システム。
2009118980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアネットワークに接続された複数のアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）と、上記コアネットワークに接続された管理サーバと、それぞれが上記複数のアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）のうちの１つに接続される複数の基地局とからなる無線通信システムにおいて、
上記コアネットワークに接続されたアクセスゲートウェイ制御装置を有し、
上記各基地局が、移動局を上記コアネットワークに接続するための通信手順の実行時に、該基地局と接続された特定のアクセスゲートウェイ装置に対して、上記移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを送信するための手段を備え、
上記各アクセスゲートウェイ装置が、上記何れかの基地局から受信した上記制御メッセージを上記アクセスゲートウェイ制御装置に転送し、
上記アクセスゲートウェイ制御装置が、上記何れかのアクセスゲートウェイ装置から上記制御メッセージを受信した時、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記制御メッセージを上記管理サーバに転送し、上記イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、上記管理サーバに代わって、上記制御メッセージに応答動作することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記制御メッセージが、課金開始要求メッセージであり、
前記管理サーバが、前記アクセスゲートウェイ制御装置から上記課金開始要求メッセージを受信した時、該課金開始要求メッセージが示すユーザ識別子と対応した課金処理を開始することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記アクセスゲートウェイ制御装置が、
ユーザ識別子と対応付けて課金情報を記憶するための管理テーブルを有し、
前記何れかのアクセスゲートウェイ装置から課金開始要求メッセージを受信した時、
上記課金開始要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記管理テーブルに該課金開始要求メッセージが示すユーザ識別子と対応したテーブルエントリを生成し、
上記課金開始要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、前記管理サーバに代わって、上記アクセスゲートウェイ装置に応答メッセージを送信することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記各基地局が、それまで接続状態にあった移動局が他の基地局にハンドオーバされた時、該基地局と接続された前記特定のアクセスゲートウェイ装置に対して、上記移動局のユーザ識別子と、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別と、上記ユーザ識別子に対応する課金情報とを含む課金終了要求メッセージを送信し、
前記各ゲートウェイ装置が、上記何れかの基地局から上記課金終了要求メッセージを受信した時、上記ユーザ識別子と対応付けて記憶してある課金情報を上記課金終了要求メッセージが示す課金情報に応じて更新し、上記課金終了要求メッセージが示すユーザ識別子およびイベント種別と、上記更新された課金情報とを含む課金終了要求メッセージを前記アクセスゲートウェイ制御装置に送信し、
上記アクセスゲートウェイ制御装置が、上記何れかのアクセスゲートウェイ装置から上記課金終了要求メッセージを受信した時、前記管理テーブルに上記ユーザ識別子と対応付けて記憶してある課金情報を上記課金終了要求メッセージが示す課金情報に応じて更新し、上記課金終了要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合は、上記アクセスゲートウェイ装置に対して応答メッセージを送信し、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記管理サーバに対して、上記ユーザ識別子と上記更新された課金情報とを含む課金終了要求メッセージを転送することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記制御メッセージが、ユーザ認証要求メッセージであり、
前記管理サーバが、前記アクセスゲートウェイ制御装置から上記ユーザ認証要求メッセージを受信した時、前記移動局との間で所定のユーザ認証手順を実行した後、認証結果を示す応答メッセージを上記アクセスゲートウェイ制御装置に返送することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記アクセスゲートウェイ制御装置が、
ユーザ識別子と対応付けて認証情報と制御情報を記憶するための管理テーブルを有し、
前記管理サーバから認証成功を示す応答メッセージを受信した時、該応答メッセージが示すユーザ識別子、認証情報および制御情報を上記管理テーブルに記憶した後、該応答メッセージを前記ユーザ認証要求メッセージの送信元となったアクセスゲートウェイ装置に転送し、
前記何れかのアクセスゲートウェイ装置から、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示すユーザ認証要求メッセージを受信した時、上記アクセスゲートウェイ装置に対して、上記管理テーブルに記憶された情報に基づいて生成された制御メッセージを送信することを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記アクセスゲートウェイ制御装置として、前記各ゲートウェイ装置に付随して分散配置された複数のアクセスゲートウェイ制御装置を有し、
前記各アクセスゲートウェイ装置が、前記何れかの基地局から受信した制御メッセージを該アクセスゲートウェイ装置に付随したアクセスゲートウェイ制御装置に転送し、
上記各アクセスゲートウェイ制御装置が、上記アクセスゲートウェイ装置からイベント種別を含む制御メッセージを受信した時、該イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記制御メッセージを前記管理サーバに転送し、上記イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、上記管理サーバに代わって、上記制御メッセージに応答動作することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記複数のアクセスゲートウェイ制御装置のうち、付随するアクセスゲートウェイ装置から、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していない特定の制御メッセージを受信したアクセスゲートウェイ制御装置が、上記特定の制御メッセージが示す特定ユーザ識別子に関して主ＡＧＷＣとして動作し、上記特定のユーザ識別子と、ＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示すイベント種別とを含む制御メッセージを受信した他のアクセスゲートウェイ制御装置が、上記特定ユーザ識別子に関して従ＡＧＷＣとして動作し、
上記従ＡＧＷＣとして機能するアクセスゲートウェイ制御装置が、上記特定ユーザ識別子を含む制御メッセージを受信した時、該制御メッセージを上記主ＡＧＷＣとして動作する他のアクセスゲートウェイ制御装置に転送することを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
それぞれが少なくとも１つの基地局を収容する複数のアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）とコアネットワークに接続された管理サーバとの間で制御メッセージを転送するアクセスゲートウェイ制御装置であって、
移動局を上記何れかの基地局を介して上記コアネットワークに接続するための通信手順の実行過程において、上記何れかのアクセスゲートウェイ装置から、上記移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを受信する制御メッセージ受信手段と、
上記制御メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記制御メッセージを上記管理サーバに転送する制御メッセージ転送手段と、
上記制御メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、上記管理サーバに代わって、上記制御メッセージに応答動作する応答手段とを備えたことを特徴とするアクセスゲートウェイ制御装置。
【請求項１０】
ユーザ識別子と対応付けて課金情報を記憶するための管理テーブルと、
前記何れかのアクセスゲートウェイ装置から課金開始要求メッセージを受信した時、上記課金開始要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記管理テーブルに該課金開始要求メッセージが示すユーザ識別子と対応したテーブルエントリを生成する手段とを有し、
上記課金開始要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、前記応答手段が、前記管理サーバに代わって、上記アクセスゲートウェイ装置に応答メッセージを送信することを特徴とする請求項９に記載のアクセスゲートウェイ制御装置。
【請求項１１】
前記何れかのゲートウェイ装置から、ユーザ識別子と、イベント種別と、課金情報とを含む課金終了要求メッセージを受信した時、前記管理テーブルに上記ユーザ識別子と対応付けて記憶された課金情報を上記課金終了要求メッセージが示す課金情報に応じて更新するための手段を有し、
上記課金終了要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなかった場合、前記制御メッセージ転送手段が、前記管理サーバに対して、上記管理テーブルが示す更新された課金情報を含む課金終了要求メッセージを転送することを特徴とする請求項１０に記載のアクセスゲートウェイ制御装置。
【請求項１２】
ユーザ識別子と対応付けて認証情報と制御情報を記憶するための管理テーブルと、
前記管理サーバから前記応答メッセージを受信した時、上記管理テーブルに、該応答メッセージが示すユーザ識別子、認証情報および制御情報を記憶する手段とを有し、
前記何れかのアクセスゲートウェイ装置から、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示すユーザ認証要求メッセージを受信した時、前記応答手段が、上記アクセスゲートウェイ装置に対して、上記管理テーブルに記憶された情報に基づいて生成した制御メッセージを送信することを特徴とする請求項９に記載のアクセスゲートウェイ制御装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの基地局を収容しているアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）に付随して配置され、コアネットワークに接続された管理サーバと上記アクセスゲートウェイ装置との間で制御メッセージを転送するアクセスゲートウェイ制御装置であって、
上記アクセスゲートウェイ装置から、移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを受信する制御メッセージ受信手段と、
上記制御メッセージが示すユーザ識別子に基づいて、該制御メッセージを主ＡＧＷＣとして処理すべきか従ＡＧＷＣとして処理すべきかを判定し、従ＡＧＷＣとして処理すべき制御メッセージを受信した時は、該制御メッセージを主ＡＧＷＣとして動作する他のアクセスゲートウェイ制御装置に転送し、主ＡＧＷＣとして処理すべき制御メッセージを受信した時は、該制御メッセージのイベント種別を判定し、上記イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記制御メッセージを上記管理サーバに転送し、上記イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合は、上記管理サーバに代わって、上記制御メッセージに応答動作する制御部とを備えたことを特徴とするアクセスゲートウェイ制御装置。
【請求項１４】
ユーザ識別子と対応付けて管理情報または制御情報を記憶するための管理テーブルを有し、
前記管理サーバから制御メッセージを受信した時、前記制御部が、該制御メッセージが示す管理情報または制御情報を上記管理テーブルに記憶しておき、
前記アクセスゲートウェイ装置から、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示す特定の制御メッセージを受信した時、前記制御部が、上記管理テーブルが示す情報に基づいて、上記アクセスゲートウェイ装置に送信すべき制御メッセージを生成することを特徴とする請求項１３に記載のアクセスゲートウェイ制御装置。
【請求項１５】
コアネットワークに接続された複数のアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）のうちの１つに収容される無線基地局であって、
隣接する他の基地局との間で移動局をハンドオーバする時、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを判定するための手段と、
隣接する他の基地局からハンドオーバされた移動局を上記コアネットワークに接続するための通信手順の実行過程で、該基地局と接続された特定のアクセスゲートウェイ装置に対して、上記移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを送信するための手段を備えたことを特徴とする無線基地局。
【請求項１６】
前記コアネットワークに接続されていた移動局との間のセッションを解除する時、前記特定のアクセスゲートウェイ装置に対して、上記移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを送信するための手段を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の無線基地局。
【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に関し、更に詳しくは、移動端末毎に認証処理および課金処理を行う無線通信システム、ゲートウェイ制御装置および基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）のＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution/System Architecture Evolution）や、３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2）のＵＭＢ／ＣＡＮ（Ultra Mobile Broadband/Converged Access Network）等の無線アクセスネットワークでは、アクセスゲートウェイ（ＡＧＷ：Access Gateway）と無線基地局との間の階層のフラット化（簡略化）が進んでいる。階層フラット化が進むと、最終的には、基地局とＡＧＷとが一体化されたフルフラット形態となる。基地局とＡＧＷとが一体化された場合、移動端末が基地局間でハンドオーバされると、直ちに移動端末のＡＧＷ間ハンドオーバが発生する。【０００３】
無線アクセスネットワークでは、高速、且つ低電力のデータ伝送を実現するために、例えば、ナノセル（nano cell）、ピコセル（pico cell）、フェムトセル（femto cell）のように、各基地局の通信圏内となるセルサイズが小型化される傾向にある。また、駅や繁華街のように、特に音声（ＶｏＩＰ）トラヒックが局所的に集中する地域では、ＡＧＷをきめ細かく設置することが検討されている。【０００４】
従来の無線通信ネットワークでは、１つのＡＧＷに比較的多数の基地局を収容するネットワーク形態となっていた。このネットワーク形態では、移動端末が基地局間を移動しても、移動端末の送受信パケットを同一ＡＧＷで中継できる可能性が高いため、ＡＧＷ間ハンドオーバの発生頻度は比較的低かった。しかしながら、ＡＧＷの設置台数の増加に伴って、ＡＧＷ間ハンドオーバの発生頻度が高くなると、ＡＧＷとコアネットワーク側の管理サーバとの間で行なわれる制御メッセージの交信、例えば、課金処理やユーザ認証処理のためのメッセージ交換をできるだけ減少できるネットワーク構成が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２は、複数のＡＧＷを含む従来の無線通信ネットワークの構成例を示す。
図２において、符号１は、コアネットワーク（Core NW）を示す。コアネットワーク１は、モバイルＩＰのホームエージェント（ＨＡ：Home Agent）２と、ユーザ認証／アクセス認可／課金用のＡＡＡ（Authentication Authorization and Accounting）サーバ３とを含んでいる。符号４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・・）は、それぞれ複数の基地局（ＡＮ：Access Node）２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、・・・）と接続されたアクセスゲートウェイ（ＡＧＷ：Access Gate Way）、符号３０は、移動局（ＡＴ：Access Terminal）を示している。【０００６】
各ＡＧＷ４には、無線リソース制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、・・・）が付随しており、実線で示すように、各ＡＧＷ４は、ホームエージェント２と接続されている。また、破線で示すように、ＡＧＷ４とＲＮＣ１０は、ＡＡＡサーバ３と制御メッセージを交信し、ＲＮＣ１０は、それが付随するＡＧＷ４に収容された基地局１０と制御メッセージを交信する。【０００７】
ここでは、ＡＧＷ４Ａには、基地局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが収容され、ＡＧＷ４Ｂには基地局２０Ｄ、ＡＧＷ４Ｃには基地局２０Ｅが収容されている。また。ＡＧＷ４Ｃは、基地局２０ＥおよびＲＮＣと一体化されている。各基地局（ＡＮ）は、ＡＧＷを介して相互に通信してもよいし、図示したように、基地局間の接続回線を介して他の基地局と通信できるようにしても良い。【０００８】
上記ネットワーク構成において、ＡＧＷ４（４Ａ、４Ｂ、・・・）は、ＡＴ３０が最初に接続されるＩＰルータ（1st hop router）であり、ＩＰ（Internet Protocol）層における各ＡＴのＱｏＳ制御、認証／認可／課金等の制御を行うパケットデータ・サービングノード（ＰＤＳＮ：Packet Data Serving Node）として機能する。【０００９】
セルラ無線ネットワークにおけるブロードバンドデータ転送の標準規格であるＥＶＤＯ（Evolution-Data Optimized）では、例えば、1st hop routerとなる同一のゲートウェイ装置に収容された基地局間、あるいは、同一の基地局制御装置（ＢＳＣ：Base Station Controller）または同一のパケット制御装置（ＰＣＦ：Packet Controller Function）に接続された基地局間でハンドオーバが発生した場合は、コアネットワークでのＡＴの再認証処理が不要となる。従って、移動局３０とコアネットワーク１との接続点（Point of attachment）となっている各ＡＧＷ４では、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生して初めて、コアネットワーク負荷となるＡＡＡ要求を発生すればよい。【００１０】
しかしながら、従来の無線通信システムの規格では、基地局と1st hop routerであるＡＧＷとをフルフラットにするか否かが一意には既定されていない。そのため、従来の多くの無線通信システムでは、無線物理層の情報を持つ基地局間でハンドオーバが発生した時、各基地局が、そのハンドオーバがＡＧＷ間ハンドオーバとなるか否かを判断することなく、コアネットワークにＡＡＡ要求メッセージを送信している。この場合、ＡＡＡサーバは、基地局から受信した要求メッセージに応答して、認証／認可／課金等の処理を実行してしまう。【００１１】
基地局間で発生したハンドオーバがＡＧＷ間ハンドオーバに該当しない場合は、ＡＡＡサーバでの課金や認証等の処理は不要であり、ＡＧＷとＡＡＡサーバとの間での不要な制御メッセージ交換は排除することが望ましい。一方、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生した時、各ＡＧＷに、地理的に離れた位置に配置されたＡＡＡサーバと制御メッセージを交信させると、ハンドオーバ遅延が問題となる。また、ＡＧＷ間ハンドオーバの発生頻度が増加すると、ＡＡＡサーバにおける制御メッセージの処理負荷が増加する。【００１２】
図３は、図２に示した従来の無線通信ネットワークで実行される移動局（ＡＴ）３０の課金制御のための通信シーケンスの１例を示す。ここでは、基地局（ＡＮ）２０Ｃを介してＡＧＷ４Ａに接続されていたＡＴ３０が、基地局（ＡＮ）２０Ｄの通信圏内に移動したため、ＡＧＷ４ＡからＡＧＷ４Ｂへのハンドオーバが発生した場合を想定している。【００１３】
以下、ハンドオーバ元（Source）のＡＮ２０Ｃを「Ｓ−ＡＮ」、ハンドオーバ元のＡＧＷ４Ａを「Ｓ−ＡＧＷ」、ハンドオーバ先（Target）のＡＮ２０Ｄを「Ｔ−ＡＮ」、ハンドオーバ先のＡＧＷ４Ｂを「Ｔ−ＡＧＷ」、ＲＮＣと該ＲＮＣに接続される少なくとも１つのＡＮからなる無線アクセス網をＲＡＮ（Radio Access Network）と言う。図２では、ハンドオーバ元のＲＡＮ（Ｓ−ＲＡＮ）は ＡＮ２０Ａ〜２０ＣとＲＮＣ１０Ａとからなり、ハンドオーバ先のＲＡＮ（Ｔ−ＲＡＮ）は、ＡＮ２０ＤとＲＮＣ１０Ｂとからなっている。【００１４】
図３において、ステップ１００Ａ〜１００Ｃは、ＡＴ３０とＳ−ＡＮ２０Ｃとの間にセッションが開設され、ユーザ認証プロトコル、例えば、ＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）によって、ＡＡＡサーバ３がＡＴ３０のユーザを認証し、例えば、ＰＭＩＰ（Proxy Mobile Internet Protocol）によってＳ−ＡＮ２０ＣとＳ−ＡＧＷ４Ａとの間にトンネルが設定された状態を示している。【００１５】
この状態で、Ｓ−ＡＮからＳ−ＡＧＷに、課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start)）が送信される（１０１）。メッセセージAccounting Request (Start)には、ユーザ識別子と、ＡＴ３０が要求する無線ＱｏＳ、無線リソース等のエアリンク情報とが含まれる。【００１６】
Ｓ−ＡＧＷは、受信メッセージAccounting Request (Start)から抽出した情報と、サービス時間、送信データのオクテット数等の課金情報とを含むユーザデータレコード：ＵＤＲを生成し、ＵＤＲを含む課金要求メッセージ（Accounting Request (Start)）をＡＡＡサーバ３に送信する（１０２）。但し、Ｓ−ＡＧＷからＡＡＡサーバ３に最初に送信されるAccounting Request (Start) メッセージでは、サービス時間やオクテット数等の課金情報は、ヌル（Null）状態となっている。【００１７】
ＡＡＡサーバ３は、Accounting Request (Start)メッセージを受信すると、受信メッセージのユーザ識別子が示すＡＴユーザの課金処理を開始し、Ｓ−ＡＧＷに課金応答メッセージ（Accounting Response）を返送する（１０３）。ステップ１０４Ａ、１０４Ｂは、ＡＴ３０が、Ｓ−ＡＮとＳ−ＡＧＷとの間のトンネルを経由して、通信相手とデータ通信状態になったことを示している。ＡＴ３０がデータ通信状態にある間、Ｓ−ＡＧＷとＳ−ＡＮは、ＡＴ３０の課金情報を収集し、これをユーザ識別子と対応付けて管理テーブルに記憶する。【００１８】
データ通信状態にあるＡＴ３０が、Ｓ−ＡＮからＴ−ＡＮに移動すると、ＡＴ主導またはＲＡＮ主導で、ＡＴ３０とＨＡ２との間でハンドオーバ手順が実行され（１０５）、ハンドオーバ手順と平行して、課金切り替え処理が実行される。
課金切り替え処理では、Ｓ−ＡＮからＳ−ＡＧＷに、課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）を送信し（１０６）、Accounting Request (Stop)メッセージを受信したＳ−ＡＧＷが、受信メッセージから抽出された情報と、管理テーブルに記憶されているＡＴ３０の課金情報とからユーザデータレコード（ＵＤＲ：User Data Record）を生成し、これを課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）でＡＡＡサーバ３に送信する（１０７）。ＡＡＡサーバ３は、受信したAccounting Request (Stop)メッセージに基づいて、ＡＴ３０のユーザ識別子と対応する課金情報を更新し、Ｓ−ＡＧＷに課金応答メッセージ（Accounting Response）を送信して（１０８）、当該ユーザの課金処理を終了する。【００１９】
Ｔ−ＡＮは、ＡＴ３０のハンドオーバが終了すると、ＡＴ３０のユーザ識別子とエアリンク情報とを含む課金開始要求メッセージ（Accounting Request(Start)）をＴ−ＡＧＷに送信する（１０９）。Ｔ−ＡＧＷは、受信したAccounting Request(Start)メッセージから抽出した情報と課金情報とを含むユーザデータレコード（ＵＤＲ）を生成し、ＵＤＲを含む課金要求メッセージ（Accounting Request (Start)）をＡＡＡサーバ３に送信する（１１０）。ここで送信されるAccounting Request (Start)メッセージでは、サービス時間やオクテット数等の課金情報は、ヌル状態となっている。【００２０】
ＡＡＡサーバ３は、Accounting Request (Start)メッセージを受信すると、ＡＴ３０のユーザ識別子について課金処理を開始し、Ｔ−ＡＧＷに課金応答メッセージ（Accounting Response）を返送する（１１１）。ステップ１１４Ａ、１１４Ｂは、ＡＴ３０が、Ｔ−ＡＮ、Ｔ−ＡＧＷ経由で、通信相手とデータ通信状態になったことを示している。データ通信状態において、Ｔ−ＡＧＷ、Ｔ−ＡＮは、ＡＴ３０の課金情報を収集し、これをユーザ識別子と対応づけて管理テーブルに記憶する。【００２１】
ＡＴ３０のユーザが、通信相手とのデータ通信を終了すると、ＡＴ３０とＴ−ＡＮ、Ｔ−ＡＮとＴ−ＡＧＷとの間で、セッション終了の手順が実行され（１１５Ａ、１１５Ｂ）、Ｔ−ＡＮからＴ−ＡＧＷに、課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）が送信される（１１６）。Ｔ−ＡＧＷは、受信したAccounting Request (Stop)メッセージから抽出した情報と、管理テーブルに記憶してあるＡＴ３０の課金情報とからＵＤＲを生成し、このＵＤＲを含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）をＡＡＡサーバ３に送信する（１１７）。ＡＡＡサーバ３は、Accounting Request (Stop)メッセージを受信すると、受信メッセージが示すユーザ識別子と対応する課金情報を更新し、Ｔ−ＡＧＷに課金応答メッセージ（Accounting Response）を送信して（１１８）、上記ユーザ識別子についての課金処理を終了する。【００２２】
上記通信シーケンスから明らかなように、従来の無線通信ネットワークでは、ＡＴ３０の移動に伴ってＡＧＷ間ハンドオーバが発生すると、ステップ１０７、１０８、１１０、１１１で示したように、Ｓ−ＡＧＷ、Ｔ−ＡＧＷとＡＡＡサーバ３との間で制御メッセージが交信され、ＡＡＡサーバ３が、同一ユーザについて、課金の開始処理と終了処理とを繰り返すようになっているため、ＡＧＷの切り替え頻度が増すと、コアネットワーク側（ＡＡＡサーバ）での負荷が増加する。【００２３】
図４は、図２に示した従来の無線通信ネットワークにおいて実行されるユーザ認証のための通信シーケンスの１例を示す。
ＡＴ３０は、Ｓ−ＡＮに無線接続して、Ｓ−ＡＮとの間でセッションの開始手順を実行する（ステップ１３０）。Ｓ−ＡＮが、ＡＴ３０に、所定の認証プロトコル、例えば、ＥＡＰ(Extensible Authentication Protocol)で、認証手順のトリガーとなるメッセージ（EAP Request）を送信すると（１３１）、ＡＴ３０は、ユーザ識別子を含む応答メッセージ（EAP Response）をＳ−ＡＮに返送する（１３２）。Ｓ−ＡＮは、Ｓ−ＡＧＷに対して、EAP Responseメッセージが示すユーザ識別子を含む認証要求メッセージ（EAP Request）を送信する（１３３）。このメッセージは、Ｓ−ＡＧＷによって、ＡＡＡサーバ３に転送される（１３４）。この後、Ｓ−ＡＮ、Ｓ−ＡＧＷを介して、ＡＴとＡＡＡサーバとの間で、ＥＡＰに従ったユーザ認証のための制御メッセージが交信される（１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｃ）。【００２４】
ＡＡＡサーバ３は、ユーザ認証に成功すると、Ｓ−ＡＧＷに対して、認証結果（認証成功）と無線通信で使用される制御情報、例えば、QoS/User profile、ＭＳＫ（Master Session Key）等を含む制御メッセージ（EAP success）を送信する（１３６）。ここで、QoS（Quality of Service）は、ＡＴ３０のユーザに予め契約で保証された通信サービス品質を示し、User profileは、ＡＴ３０のユーザ情報を示す。また、ＭＳＫは、ＡＴ３０が送信データ暗号化に適用する暗号鍵の生成に必要な情報である。Ｓ−ＡＧＷは、EAP successメッセージを受信すると、受信メッセージから抽出したQoS/User profileの一部をユーザ識別子と対応づけて記憶部に記憶すると共に、Ｓ−ＡＮに対して、受信したEAP successメッセージを転送する（１３７）。【００２５】
EAP successメッセージを受信したＳ−ＡＮは、受信メッセージから抽出したQoS/User profile、MSK等の情報を記憶部に記憶すると共に、ＡＴ３０に対して認証成功を示す制御メッセージを送信（１３８）した後、ＡＴ３０が接続されているＳ−ＡＧＷのアドレス情報（IP address）をＡＴ３０に通知する（１３９）。【００２６】
Ｓ−ＡＮは、ステップ１４０で、Ｓ−ＡＮとＳ−ＡＧＷとの間のＰＭＩＰトンネルを設定する。この時、Ｓ−ＡＮは、Ｓ−ＡＧＷにＰＭＩＰ（Proxy Mobile IP）のＲＲＱ（Registration Request）メッセージを送信して、ＡＴ３０をＳ−ＡＧＷに位置登録する。これによって、ＡＴ３０は、Ｓ−ＡＮとＳ−ＡＧＷを経由して、通信相手とＩＰパケットを送受信するＩＰサービス状態となる（１４１Ａ、１４１Ｂ）。【００２７】
ここで、ＡＴ３０がＳ−ＡＮの通信圏内からＴ−ＡＮの通信圏内に移動し、Ｓ−ＡＧＷからＴ−ＡＧＷへのＡＴ３０のハンドオーバ処理（１４２）が実行されたと仮定する。この場合、ＡＴ３０は、Ｔ−ＡＮに無線接続し、Ｔ−ＡＮとの間でセッションの開始手順を実行する（ステップ１４３）。【００２８】
Ｔ−ＡＮは、Ｓ−ＡＮが行ったと同様、ＡＴ３０に、ＥＡＰのトリガー・メッセージ（EAP Request）を送信する（１４４）。ＡＴ３０は、ユーザ識別子を含む応答メッセージ（EAP Response）をＴ−ＡＮに返送する（１４５）。Ｔ−ＡＮは、Ｔ−ＡＧＷに対して、EAP Responseメッセージが示すユーザ識別子を含む認証要求メッセージ（EAP Request）を送信する（１４６）。このメッセージは、Ｔ−ＡＧＷによって、ＡＡＡサーバ３に転送され（１４７）、この後、Ｔ−ＡＮ、Ｔ−ＡＧＷを介して、ＡＴとＡＡＡサーバとの間で、ＥＡＰに従ったユーザ認証のための制御メッセージが交信される（１４８Ａ〜１４８Ｃ）。【００２９】
ＡＡＡサーバ３は、ユーザ認証に成功すると、Ｔ−ＡＧＷに対して、認証結果（認証成功）と、QoS/User profile、ＭＳＫ（Master Session Key）等を含む制御メッセージ（EAP success）を送信する（１４９）。Ｔ−ＡＧＷは、EAP successメッセージを受信すると、受信メッセージから抽出したQoS/User profileを記憶部に記憶すると共に、Ｔ−ＡＮに対して、受信したEAP successメッセージを転送する（１５０）。【００３０】
EAP successメッセージを受信したＴ−ＡＮは、受信メッセージから抽出したQoS/User profile、MSK等の情報を記憶部に記憶すると共に、ＡＴ３０に対して認証成功を示す制御メッセージを送信（１５１）した後、ＡＴ３０と接続されているＴ−ＡＧＷのアドレス情報（IP address）をＡＴ３０に通知する（１５２）。
Ｔ−ＡＮは、ステップ１５４で、Ｔ−ＡＧＷにＰＭＩＰのＲＲＱ（Registration Request）メッセージを送信して、ＡＴ３０をＴ−ＡＧＷに位置登録し、Ｔ−ＡＮとＴ−ＡＧＷとの間のＰＭＩＰトンネルを設定する。これによって、ＡＴ３０は、Ｔ−ＡＮとＴ−ＡＧＷを経由して、通信相手とＩＰパケットを送受信するＩＰサービス状態となる（１５５Ａ、１５５Ｂ）。【００３１】
上記通信シーケンスから明らかなように、従来の無線通信ネットワークでは、ＡＴ３０の移動に伴ってＡＧＷ間ハンドオーバが発生すると、ステップ１４７で示したように、Ｔ−ＡＧＷからＡＡＡサーバ３に認証要求が送信され、ＡＡＡサーバ３が、既に認証要求１３４に応答して認証済みとなっているユーザ識別子について、認証処理を繰り返すようになっている。このため、ＡＴ３０の移動に伴うＡＧＷの切り替え頻度が増すと、コアネットワーク側（ＡＡＡサーバ）での負荷が増加することがわかる。【００３２】
本発明の目的は、ＡＧＷ間ハンドオーバが増えた場合でも、ＡＧＷ切り替えに伴うコアネットワーク側の管理サーバにおける負荷の増加を抑制可能な無線通信ネットワーク、ＡＧＷおよび基地局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記目的を達成するため、本発明の無線通信システムでは、アクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）と、コアネットワークに接続された管理サーバ、例えば、ＡＡＡサーバとの間にアクセスゲートウェイ制御装置（ＡＧＷＣ）を配置し、ＡＧＷ間ハンドオーバに起因して発行された制御メッセージについては、管理サーバに代わって、アクセスゲートウェイ制御装置が処理するようにしたことを特徴とする。【００３４】
更に詳述すると、本発明は、コアネットワークに接続された複数のアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）と、上記コアネットワークに接続された管理サーバと、それぞれが上記複数のアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）のうちの１つに接続される複数の基地局とからなる無線通信システムにおいて、
上記コアネットワークに接続されたアクセスゲートウェイ制御装置を有し、
上記各基地局が、移動局を上記コアネットワークに接続するための通信手順の実行時に、該基地局と接続された特定のアクセスゲートウェイ装置に対して、上記移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを送信するための手段を備え、
上記各アクセスゲートウェイ装置が、上記何れかの基地局から受信した上記制御メッセージを上記アクセスゲートウェイ制御装置に転送し、
上記アクセスゲートウェイ制御装置が、上記何れかのアクセスゲートウェイ装置から上記制御メッセージを受信した時、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記制御メッセージを上記管理サーバに転送し、上記イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、上記管理サーバに代わって、上記制御メッセージに応答動作することを特徴とする。【００３５】
上記アクセスゲートウェイ制御装置が各アクセスゲートウェイ装置から受信する制御メッセージは、例えば、課金開始要求メッセージである。この場合、管理サーバは、アクセスゲートウェイ制御装置から上記課金開始要求メッセージを受信した時、該課金開始要求メッセージが示すユーザ識別子と対応した課金処理を開始する。【００３６】
上記アクセスゲートウェイ制御装置は、例えば、ユーザ識別子と対応付けて課金情報を記憶するための管理テーブルを有し、何れかのアクセスゲートウェイ装置から課金開始要求メッセージを受信した時、上記課金開始要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記管理テーブルに該課金開始要求メッセージが示すユーザ識別子と対応したテーブルエントリを生成し、上記課金開始要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、前記管理サーバに代わって、上記アクセスゲートウェイ装置に応答メッセージを送信する。【００３７】
各基地局は、それまで接続状態にあった移動局が他の基地局にハンドオーバされた時、該基地局と接続された特定のアクセスゲートウェイ装置に対して、上記移動局のユーザ識別子と、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別と、上記ユーザ識別子に対応する課金情報とを含む課金終了要求メッセージを送信する。各ゲートウェイ装置は、何れかの基地局から上記課金終了要求メッセージを受信した時、上記ユーザ識別子と対応付けて記憶してある課金情報を上記課金終了要求メッセージが示す課金情報に応じて更新し、上記課金終了要求メッセージが示すユーザ識別子およびイベント種別と、上記更新された課金情報とを含む課金終了要求メッセージを前記アクセスゲートウェイ制御装置に送信する。【００３８】
また、アクセスゲートウェイ制御装置は、何れかのアクセスゲートウェイ装置から上記課金終了要求メッセージを受信した時、上記管理テーブルに上記ユーザ識別子と対応付けて記憶してある課金情報を上記課金終了要求メッセージが示す課金情報に応じて更新し、上記課金終了要求メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合は、上記アクセスゲートウェイ装置に対して応答メッセージを送信し、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記管理サーバに対して、上記ユーザ識別子と上記更新された課金情報とを含む課金終了要求メッセージを転送する。【００３９】
本発明において、上記アクセスゲートウェイ制御装置が各アクセスゲートウェイ装置から受信する制御メッセージは、例えば、ユーザ認証要求メッセージであってもよい。
この場合、管理サーバは、上記アクセスゲートウェイ制御装置からユーザ認証要求メッセージを受信した時、移動局との間で所定のユーザ認証手順を実行した後、認証結果を示す応答メッセージをアクセスゲートウェイ制御装置に返送する。【００４０】
上記アクセスゲートウェイ制御装置は、ユーザ識別子と対応付けて認証制御情報を記憶するための管理テーブルを有し、管理サーバから認証成功を示す応答メッセージを受信した時、該応答メッセージが示すユーザ識別子、認証情報および制御情報を上記管理テーブルに記憶した後、該応答メッセージをユーザ認証要求メッセージの送信元となったアクセスゲートウェイ装置に転送する。また、何れかのアクセスゲートウェイ装置から、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示すユーザ認証要求メッセージを受信した時、上記アクセスゲートウェイ装置に対して、上記管理テーブルに記憶された情報に基づいて生成された制御メッセージを送信する。【００４１】
本発明の１実施例では、無線通信システムが、上記アクセスゲートウェイ制御装置として、各ゲートウェイ装置に付随して分散配置された複数のアクセスゲートウェイ制御装置を備える。この場合、各アクセスゲートウェイ制御装置が、ゲートウェイ装置と一体化されたフラットな形態となる。
本実施例において、各アクセスゲートウェイ装置は、何れかの基地局から受信した制御メッセージを該アクセスゲートウェイ装置に付随したアクセスゲートウェイ制御装置に転送する。各アクセスゲートウェイ制御装置は、上記アクセスゲートウェイ装置からイベント種別を含む制御メッセージを受信した時、該イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記制御メッセージを前記管理サーバに転送し、上記イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、上記管理サーバに代わって、上記制御メッセージに応答動作する。【００４２】
上記システム形態では、例えば、複数のアクセスゲートウェイ制御装置のうち、付随するアクセスゲートウェイ装置から、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していない特定の制御メッセージを受信したアクセスゲートウェイ制御装置が、上記特定の制御メッセージが示す特定ユーザ識別子に関して主ＡＧＷＣとして動作し、上記特定のユーザ識別子と、ＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示すイベント種別とを含む制御メッセージを受信した他のアクセスゲートウェイ制御装置が、上記特定ユーザ識別子に関して従ＡＧＷＣとして動作する。この場合、従ＡＧＷＣとして機能するアクセスゲートウェイ制御装置が、上記特定ユーザ識別子を含む制御メッセージを受信した時、該制御メッセージを上記主ＡＧＷＣとして動作する他のアクセスゲートウェイ制御装置に転送し、主ＡＧＷＣに、制御メッセージを処理させることができる。【００４３】
本発明によるアクセスゲートウェイ制御装置は、移動局を何れかの基地局を介してコアネットワークに接続するための通信手順の実行過程において、何れかのアクセスゲートウェイ装置から、上記移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを受信する制御メッセージ受信手段と、上記制御メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記制御メッセージを管理サーバに転送する制御メッセージ転送手段と、上記制御メッセージのイベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合、上記管理サーバに代わって、上記制御メッセージに応答動作する応答手段とを備えたことを特徴とする。【００４４】
また、本発明による特定のアクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）に付随して配置されたアクセスゲートウェイ制御装置は、上記アクセスゲートウェイ装置から、移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを受信する制御メッセージ受信手段と、上記制御メッセージが示すユーザ識別子に基づいて、該制御メッセージを主ＡＧＷＣとして処理すべきか従ＡＧＷＣとして処理すべきかを判定し、従ＡＧＷＣとして処理すべき制御メッセージを受信した時は、該制御メッセージを主ＡＧＷＣとして動作する他のアクセスゲートウェイ制御装置に転送し、主ＡＧＷＣとして処理すべき制御メッセージを受信した時は、該制御メッセージのイベント種別を判定し、上記イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していなければ、上記制御メッセージを上記管理サーバに転送し、上記イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバの発生を示していた場合は、上記管理サーバに代わって、上記制御メッセージに応答動作する制御部とを備えたことを特徴とする。【００４５】
また、本発明の無線基地局は、隣接する他の基地局との間で移動局をハンドオーバする時、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを判定するための手段と、隣接する他の基地局からハンドオーバされた移動局を上記コアネットワークに接続するための通信手順の実行過程で、該基地局と接続された特定のアクセスゲートウェイ装置に対して、上記移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを送信するための手段を備えたことを特徴とする。上記無線基地局は、コアネットワークに接続されていた移動局との間のセッションを解除する時、上記特定のアクセスゲートウェイ装置に対して、上記移動局のユーザ識別子とＡＧＷ間ハンドオーバが発生したか否かを示すイベント種別とを含む制御メッセージを送信する。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、ＡＧＷ間ハンドオーバに起因して発行された制御メッセージについては、管理サーバに代わって、アクセスゲートウェイ制御装置が処理するようになっているため、ＡＧＷ間ハンドオーバが増加した場合でも、管理サーバ負荷の増加を防止できる。この効果は、例えば、移動局のユーザが、ＡＧＷの境界付近を往復してＡＧＷ間ハンドオーバが頻発した場合に顕著になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明が適用される無線通信ネットワークの構成例を示す。
図２と比較すると、図１の無線通信ネットワークは、ＡＧＷ制御装置（以下、ＡＧＷＣという）４０の存在に特徴がある。ＡＧＷＣ４０は、破線で示すように、ＡＡＡサーバ３および複数のＡＧＷ５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、・・・）と制御メッセージを交信する。【００４８】
ＡＧＷＣ４０は、例えば、ＨＡ２と対にしてコアネットワーク１に接続され、ＡＧＷＣ４０とＡＡＡサーバ３との間の通信、ＡＧＷＣ４０とＡＧＷ５との間の通信、ＡＧＷ５とＨＡ２およびＡＡＡサーバ３との間の通信は、コアネットワーク１を介して行われる。【００４９】
図５は、本発明が適用される無線通信ネットワークの別の構成例を示す。
図５の無線通信ネットワークでは、各ＡＧＷ６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、・・・）が、図１に示したＡＧＷＣ４０の機能（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、・・・）を装備した点に特徴がある。ＡＧＷは、例えば、ＡＧＷ６Ｃに示すように、ＡＧＷＣ４０の機能４０Ｃの他に、ＡＮ３０ＥとＲＮＣ１０Ｃの機能も一体化した構成であってもよい。本実施例では、ＡＧＷとＡＧＷＣ４０との通信は、ＡＧＷ６の内部バスを介して行われる。【００５０】
図６は、移動局（ＡＴ）３０の１実施例を示す。
ＡＴ３０は、内部バス３９に接続された制御部（プロセッサ）３１と、記憶部３２と、ユーザインタフェース（Ｕ−ＩＮＦ）３３およびベースバンド（ＢＢ）信号処理部３８とを有し、更に、アンテナ３５に接続されたＲＦ（Radio Frequency）部３６と、ベースバンド信号処理部３８とＲＦ部３６との間に接続された中間周波数（ＩＦ）信号処理部３７とを備えている。ここでは、簡単化のために、ＡＴが備えるキーボード、ディスプレイ、電話用のマイク、スピーカ等の入出力装置を１つのユーザインタフェース（Ｕ−ＩＮＦ）３３で代表させている。【００５１】
記憶部３２には、制御部３１が実行する通信制御ルーチン、プロトコル処理ルーチン、その他の制御プログラムと、各種アプリケーション用のプログラムが格納されている。また、記憶部３２には、アプリケーションプログラムに対応したデータ記憶領域、ワークエリア、送受信データを一時的に記憶するための送受信バッファ領域と、アドレス情報、ＩＰフローの管理情報などを保持するための記憶領域が確保されている。【００５２】
ＲＦ部３６は、アンテナ３５で受信した無線信号を中間周波数にダウンコンバートしてＩＦ信号処理部３７に出力すると共に、ＩＦ信号処理部３７から入力された送信信号を無線周波数にアップコンバートし、電力増幅した送信信号をアンテナ３５に出力する。ＩＦ信号処理部３７は、中間周波数（Intermediate Frequency）の信号処理を行う。
ＩＦ信号処理部３７は、ＲＦ部３６から入力された受信信号をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換して、ＢＢ信号処理部３８に出力すると共に、ＢＢ信号処理部３８から入力されたベースバンド送信信号をＤ／Ａ（Digital to Analog ）変換して、ＲＦ信号処理部３６に出力する。
ＢＢ信号処理部３８は、制御部３１から出力された送信データおよび送信制御メッセージのベースバンド信号を変調し、ＩＦ信号処理部３７に出力すると共に、ＩＦ信号処理部３７からの受信信号の復調処理と受信信号に基づく同期制御を行い、復調されたベースバンド受信信号を制御部３１に出力する。【００５３】
制御部３１は、ＢＢ信号処理部３８から入力された無線伝送単位のベースバンド受信信号からパケットを組み立て、自端末宛の受信パケットから受信メッセージを抽出し、受信メッセージの種類に応じたプログラムを実行する。受信メッセージがユーザデータを含む場合、受信メッセージと対応したアプリケーションプログラムによって処理される。これによって、ユーザインタフェース３３へのデータ出力、あるいは記憶部３２の所定エリアへのデータの格納が行われる。【００５４】
受信メッセージが制御メッセージの場合、制御部３１は、メッセージ種類に対応した通信制御ルーチンを実行して、通信手順に従った制御メッセージの送受信処理を行う。アプリケーションプログラムによって生成された送信データ、または通信制御ルーチンによって生成された制御メッセージは、制御部３２によって送信パケットに組み立てられ、無線伝送単位のサブパケット形式のベースバンド信号として、所定の送信タイミングでＢＢ信号処理部３８に出力される。【００５５】
図７は、基地局（ＡＮ）２０の１実施例を示す。
ＡＮ２０は、内部バス２９で相互接続された制御部（プロセッサ）２１と、記憶部２２と、ＲＡＮ回線インタフェース（ＲＡＮ−ＩＮＦ）部２４と、アンテナ２５に接続されたＲＦ部２６と、中間周波数（ＩＦ）信号処理部２７と、ベースバンド（ＢＢ）信号処理部２８とからなっている。ＡＮ間を有線で接続する場合、各ＡＮ２０には、更に、ＡＮ間接続インタフェースが加わる。【００５６】
記憶部２２には、制御部２１が実行する通信制御ルーチン、プロトコル処理ルーチン、その他の制御プログラムと、送受信データを一時的に記憶するための送受信バッファ領域と、アドレス情報、ＩＰフローの管理情報などを保持するための記憶領域と、ユーザ識別子と対応して課金情報、ユーザ認証情報、制御情報などの記憶する管理テーブル領域が確保されている。【００５７】
ＲＦ部２６は、アンテナ２５で受信した無線信号を中間周波数にダウンコンバートしてＩＦ信号処理部２７に出力すると共に、ＩＦ信号処理部２７から入力された送信信号を無線周波数にアップコンバートし、電力増幅した送信信号をアンテナ２５に出力する。
ＩＦ信号処理部２７は、中間周波数の信号処理を行う。ＩＦ信号処理部２７は、ＲＦ部２６から入力された受信信号をＡ／Ｄ変換して、ＢＢ信号処理部２８に出力すると共に、ＢＢ信号処理部２８から入力されたベースバンド送信信号をＤ／Ａ変換して、ＲＦ部２６に出力する。
ＢＢ信号処理部２８は、制御部２１から出力された送信データおよび送信制御メッセージのベースバンド信号を変調し、ＩＦ信号処理部２７に出力すると共に、ＩＦ信号処理部２７からの受信信号の復調処理と同期制御を行い、復調されたベースバンド受信信号を制御部２１に出力する。【００５８】
制御部２１は、ＢＢ信号処理部２８から入力された無線伝送単位のベースバンド受信信号から上りパケットを組み立て、ＡＮとＡＧＷとの間の通信プロトコルに適合したパケット形式に変換して、ＲＡＮ−ＩＮＦ部２４に転送すると共に、ＲＡＮ−ＩＮＦ部２４から受信した下りパケットを無線区間の通信プロトコルに適合したパケット形式に変換して、ＢＢ信号処理部２８に転送する。ＲＡＮ−ＩＮＦ部２４およびＢＢ信号処理部２８から受信したパケットが制御メッセージを含む制御パケットの場合、制御部２１は、通信制御ルーチンおよびプロトコル処理ルーチンに従って、受信した制御メッセージに対応した応答動作を実行する。【００５９】
本発明では、基地局（ＡＮ）２０は、図１のＡＮ２０Ｅのように、ＲＮＣ１０と一緒にＡＧＷ５に内蔵されてもよい。また、図１に示すように、１つの無線通信システム内に、ＡＧＷと一体化された基地局２０Ｅと、ＡＧＷから独立した基地局２０Ａ〜２０Ｄとが混在していても良い。【００６０】
図８は、アクセスゲートウェイ装置（ＡＧＷ）５の１実施例を示す。
ＡＧＷ５は、内部バス２５で相互接続された制御部（プロセッサ）５１と、記憶部５２と、ネットワーク管理者によって操作されるユーザインタフェース（Ｕ−ＩＮＦ）５３と、ＡＮ２０およびＲＮＣ１０と接続するためのＲＡＮ回線インタフェース（ＲＡＮ−ＩＮＦ）５４と、コアネットワーク１に接続するためのネットワーク回線インタフェース（ＮＷ−ＩＮＦ）部５５とからなっている。ＡＧＷ５は、ＮＷ−ＩＮＦ部５５で接続されたコアネットワーク１を介して、ＨＡ２、ＡＡＡサーバ３、ＡＧＷＣ４０と交信する。【００６１】
記憶部５２には、制御部５１が実行する通信制御ルーチン、プロトコル処理ルーチン、課金処理ルーチン、認証処理ルーチン、その他の制御プログラムが格納されている。また、記憶部５２には、送受信パケットを一時的に記憶するための送受信バッファ領域と、ユーザ識別子（ＩＤ）と対応付けて課金情報、ＱｏＳ情報、暗号鍵情報などの管理情報を記憶するための管理テーブル領域またはファイル領域が確保されている。【００６２】
制御部５１は、ＲＡＮ−ＩＮＦ５４またはＮＷ−ＩＮＦ５５からパケットを受信すると、必要に応じてプロトコル変換した後、受信パケットを他の何れかのインタフェース部に転送すると共に、課金処理ルーチンに従ってユーザ毎に課金情報を収集する。また、これらのインタフェース部から制御メッセージを含むパケットを受信した場合、制御部５１は、通信制御ルーチン、プロトコル処理ルーチンまたは認証処理ルーチンに従って、受信メッセージに対応した応答動作を行う。【００６３】
図９は、図１に示したスタンドアロン型のＡＧＷ制御装置（ＡＧＷＣ）４０の１実施例を示す。
ＡＧＷＣ４０は、内部バス４９で相互接続された制御部（プロセッサ）４１と、記憶部４２と、ネットワーク管理者によって操作されるユーザインタフェース（Ｕ−ＩＮＦ）４３と、コアネットワーク１に接続するためのネットワーク回線インタフェース（ＮＷ−ＩＮＦ）部４５とからなっている。ＡＧＷＣ４０は、ＮＷ−ＩＮＦ部４５で接続されたコアネットワーク１を介して、ＡＡＡサーバ３およびＡＧＷＣ４０と、ＩＰパケット形式で制御メッセージを交信する。【００６４】
記憶部４２には、制御部４１が実行する通信制御ルーチン、課金処理ルーチン、認証処理ルーチン、その他の制御プログラムが格納されている。また、記憶部４２には、送受信パケットを一時的に記憶するための送受信バッファ領域と、ユーザＩＤと対応づけて課金情報を記憶する課金情報テーブル領域と、ユーザ認証情報、ＱｏＳ情報、暗号鍵情報などの制御情報を記憶するためのファイル領域または管理テーブル領域が確保されている。制御部５１は、ＮＷ−ＩＮＦ４５からパケットを受信すると、受信パケットに含まれる制御メッセージに応じて、図１１〜図２１で詳述する応答動作を実行する。【００６５】
図１０は、図５に示したＡＧＷＣ一体型のアクセスゲートウェイ（ＡＧＷ）６の１実施例を示す。
ＡＧＷ６は、図８に示したＡＧＷの機能を備えたＡＧＷ部５と、図９に示したＡＧＷＣの機能を備えたＡＧＷＣ４０とが、内部バス５０と内部バス４９との間に配置されたプロセッサ間インタフェース６０で結合された構成となっている。但し、ＡＧＷ部５のユーザインタフェース（Ｕ−ＩＮＴ）５３が、図９に示したＡＧＷＣ４０のユーザインタフェース（Ｕ−ＩＮＴ）４４を兼用している。【００６６】
本実施例では、ＡＧＣＷ４０とＡＡＡサーバ３との通信は、ＮＷ−ＩＮＦ４５を介して、コアネットワーク１を経由して行われ、ＡＧＷ部５とＨＡ２およびＡＡＡサーバ３の通信は、ＮＷ−ＩＮＦ５５を介して、コアネットワーク１を経由して行われ、ＡＧＷ部５とＡＧＷＣ４０との間の通信は、プロセッサ間インタフェース６０を介して、内部バス経由で行われる。【００６７】
次に、本発明の第１実施例として、図１１〜図１３を参照して、図１に示した無線通信ネットワークにおける移動局（ＡＴ）３０の課金制御のための通信シーケンスについて説明する。
本実施例では、基地局（ＡＮ）２０Ｃを介してＡＧＷ５Ａに接続されていたＡＴ３０が、基地局（ＡＮ）２０Ｄの通信圏内に移動したため、ＡＴ３０が、ＡＧＷ５ＡからＡＧＷ５Ｂにハンドオーバされた場合を想定している。以下、ハンドオーバ元（Source）のＡＧＷ５Ａを「Ｓ−ＡＧＷ」、ハンドオーバ元のＡＮ２０Ｃを「Ｓ−ＡＮ」、ハンドオーバ先（Target）のＡＧＷ５Ｂを「Ｔ−ＡＧＷ」、ハンドオーバ先のＡＮ２０Ｄを「Ｔ−ＡＮ」、ＡＮとＲＮＣとからなる無線アクセス網をＲＡＮと言う。【００６８】
図１１では、図３で説明した従来技術の通信シーケンスとの比較を容易にするため、従来技術と同一ステップには、図３と同一の符号を適用してある。従って、図３で説明済みのシーケンス部分については、説明を簡略化する。
本実施例では、ＡＴ３０の接続シーケンス１００Ａ〜１００Ｃを完了したＳ−ＡＮが、ユーザ識別子と、エアリンク情報と、イベント種別とを含む課金開始要求メッセージ（Accounting Request（Start, open））をＳ−ＡＧＷに送信する（１０１Ａ）。ここで、イベント種別「Open」は、この課金開始要求メッセージが、端末間通信の開始時に発行されたことを示している。【００６９】
本実施例では、Ｓ−ＡＧＷの制御部５１は、Accounting Request（Start, Open）メッセージを受信すると（１０１Ａ）、受信メッセージとＡＴ３０のユーザ課金情報からユーザデータレコード（ＵＤＲ）を生成し、ＵＤＲとイベント種別とを含む課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start, Open)）をＡＧＷＣ４０に対して送信する（１０１Ｂ）。課金情報は、例えば、ＡＴ３０のサービス時間やオクテット数、等を示す。端末間通信の開始に伴って最初に送信されるＵＤＲでは、課金情報はヌル状態となっている。【００７０】
図１２は、本実施例において、ＡＧＷ（Ｓ−ＡＧＷまたはＴ−ＡＧＷ）とＡＧＷＣ４０との間で送受信される課金制御メッセージ２８０のフォーマットの１例を示す。
課金制御メッセージ２８０は、メッセージ種別２８１と、メッセージＩＤ２８２と、メッセージ長２８３と、課金情報２８４と、課金状態２８５と、課金ユーザＩＤ１８６と、イベント種別２８６とを含む。【００７１】
メッセージ種別２８１は、このメッセージが課金要求（Request）メッセージか、課金要求に対する応答（Response）メッセージかの種別を示し、メッセージＩＤ２８２は、課金要求メッセージと応答メッセージとを対応付けるための識別子、メッセージ長２８３は、それに続くフィールド２８４〜２８６の長さ、課金情報２８４は、サービス時間やオクテット数等の値を示す。また、課金状態２８５は、課金処理の開始（Start）／終了（Stop）の区別、課金ユーザＩＤ１８６は、課金処理の対象となるＡＴ３０のユーザ識別子、イベント種別２８６は、この課金制御メッセージの発行契機となったイベントの種類を示す。本実施例では、イベント種別２８６として、端末間通信の開始を示す「Open」と、ＡＧＷ間ハンドオフを示す「HO」と、端末間通信の終了を示す「Close」とがある。【００７２】
ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、Ｓ−ＡＧＷから課金制御メッセージを受信すると、図１３に示す課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００に従って、受信メッセージに応じた動作を実行する。
課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００では、制御部４１は、受信メッセージのメッセージ種別２８１を判定し（ステップ４０１）、メッセージ種別２８１が応答（Response）の場合、すなわち、ＡＧＷＣが直前に送信した課金要求メッセージに対する応答メッセージを受信した場合は、制御部４１は、受信メッセージを上記課金要求メッセージの送信元ＡＧＷに転送して（４１５）、このルーチンを終了する。【００７３】
メッセージ種別２８１が要求（Request）の場合は、制御部４１は、受信メッセージの課金状態２８５を判定する（４０２）。課金状態２８５が開始（Start）の場合、制御部４１は、受信メッセージのイベント種別２８７を判定し（４０３）、イベント種別が端末間通信の開始（「Open」）を示していた場合、記憶部５２の課金情報テーブル領域に課金ユーザＩＤ２８６と対応した課金レコードを生成し（４０４）、受信メッセージからイベント種別を除去し（４０５）、課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start)）としてＡＡＡサーバ３に転送して（４０６）、このルーチンを終了する。【００７４】
ステップ４０３で、受信メッセージのイベント種別２８７がハンドオフ（「HO」）を示していた場合、制御部４１は、課金情報テーブルから、受信メッセージが示す課金ユーザＩＤ２８６と対応するレコードに記憶された課金情報を読み出し、これを受信メッセージが示す課金情報２８４に従って更新（４０７）して、このルーチンを終了する。【００７５】
ステップ４０２で、受信メッセージの課金状態２８５が課金終了（「Stop」）を示していた場合、制御部４１は、受信メッセージのイベント種別２８７を判定し（４１０）、イベント種別がハンドオフ（「HO」）を示していた場合、ステップ４０７で課金情報を更新して、このルーチンを終了する。【００７６】
ステップ４１０で、イベント種別２８７が課金終了（「Close」）を示していた場合、制御部４１は、ステップ４０７と同様に、課金情報テーブルにおいて、課金ユーザＩＤ２８６と対応するレコードの課金情報を更新し（４１１）、更新された課金情報と受信メッセージに基づいて課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）を生成し（４１２）、これをＡＡＡサーバに送信する（４１３）。この後、制御部４１は、課金情報テーブルから、不要となったレコードを削除して（４１４）、このルーチンを終了する。【００７７】
図１１に戻って、Ｓ−ＡＧＷから課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start, Open)）を受信した時、ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、上述した課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００に従って、受信メッセージからイベント種別を除去し、課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start）)としてＡＡＡサーバ３に転送する（１０２Ａ）。但し、図１３のステップ４０５を省略して、ＡＧＷＣ４０からＡＡＡサーバ３に、イベント種別を含んだままのAccounting Request (Start, Open）を転送するようにしてもよい。【００７８】
ＡＡＡサーバ３は、課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start)）を受信すると、ＡＴ３０のユーザ識別子について、課金処理を開始し、課金開始要求メッセージの送信元であるＡＧＷＣ４０に対して、課金応答メッセージ（Accounting Response）を返送する（１０３Ａ）。ＡＧＷＣ４０は、課金応答メッセージ（Accounting Response）を受信すると、これを課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start, Open)）の送信元であるＳ−ＡＧＷに転送する（１０３Ｂ）。【００７９】
ステップ１０４Ａ、１０４Ｂは、ＡＴ３０が、Ｓ−ＡＮ、Ｓ−ＡＧＷ経由で、通信相手とデータ通信状態になったことを示している。ＡＴ３０がデータ通信状態にある間、Ｓ−ＡＧＷ、Ｓ−ＡＮは、ＡＴ３０の課金情報を収集し、これを記憶部に保存している。【００８０】
データ通信状態にあるＡＴ３０が、Ｓ−ＡＮからＴ−ＡＮに移動すると、ＡＴ主導またはＲＡＮ主導で、ＡＴ３０とＨＡ２との間でハンドオーバ手順が実行され（１０５）、ハンドオーバに伴って課金切り替え処理が実行される。課金切り替え処理において、Ｓ−ＡＮは、ステップ１０５で実行中のハンドオーバがＡＧＷ間ハンドオーバになったと判断すると、Ｓ−ＡＧＷに対して、ユーザＩＤおよび課金情報と、ＡＧＷ間ハンドオフ（「HO」）を示すイベント種別を含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, HO)）を送信する（１０６Ａ）。【００８１】
Ｓ−ＡＧＷの制御部５１は、Accounting Request (Stop, HO)メッセージを受信すると、記憶部５２に保存してあるＡＴ３０のユーザＩＤと対応した課金情報を受信メッセージが示す課金情報に応じて更新し、更新された課金情報を含むＵＤＲを生成する。この後、このＵＤＲと、ＡＧＷ間ハンドオフ（「HO」）を示すイベント種別とを含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, HO)）をＡＧＷＣ４０送信する（１０７Ａ）。【００８２】
ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、課金終了要求メッセージを受信すると、受信した課金終了要求メッセージが示すＵＤＲに基づいて、記憶部４２に記憶されているＡＴ３０のユーザＩＤと対応する課金情報を更新する。課金情報の更新は、例えば、ＡＴ３０のユーザＩＤと対応する課金情報レコードが示すオクテット数、またはサービス時間に、課金終了要求メッセージが示すＵＤＲが示すオクテット数、またはサービス時間を加算する形式で行われる。【００８３】
本実施例の１つの特徴は、課金終了要求メッセージを受信したＡＧＷＣ４０の制御部４１が、受信メッセージが示すイベント種別をチェックし、今回のように、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオフを示していた場合は、ＡＡＡ３に課金終了要求メッセージを送信することなく、Ｓ−ＡＧＷに対して、課金終了要求メッセージに対する応答メッセージ(Accounting Response)を返信する（１０８Ａ）ようにしたことにある。【００８４】
一方、ＡＴ３０の移動先となったＴ−ＡＮは、ステップ１０５で実行中のハンドオーバがＡＧＷ間ハンドオーバになったと判断すると、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバ（「HO」）を示す課金開始要求メッセージ（Accounting request (Start, HO)）生成し、これをＴ−ＡＧＷに送信する（１０９Ａ）。Ｔ−ＡＧＷは、Accounting request (Start, HO)を受信すると、受信メッセージと記憶部に記憶してある課金情報とからＵＤＲを生成し、ＵＤＲとイベント種別（「HO」）とを含む課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start, HO)）をＡＧＷＣ４０に対して送信する（１１０Ａ）。【００８５】
ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start, HO)）を受信すると、図１３で説明した課金制御メッセージ受信処理ルーチンに従って、記憶部４２が示すＡＴ３０のユーザＩＤと対応する課金情報に更新する。本実施例の１つの特徴は、今回のように、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオフ「HO」を示す課金開始要求メッセージを受信した時、ＡＧＷＣ４０の制御部４１が、ＡＡＡ３への課金開始要求メッセージの送信を省略して、Ｔ−ＡＧＷに課金開始要求メッセージに対する応答メッセージ(Accounting Response)を返信する（１１１Ａ）ことにある。【００８６】
以下、図３と同様、ステップ１１４Ａ、１１４Ｂで、ＡＴ３０が、Ｔ−ＡＮ、Ｔ−ＡＧＷ経由で通信相手とデータ通信する状態となり、Ｔ−ＡＧＷ、Ｔ−ＡＮが、ＡＴ３０の課金情報を収集し、これを記憶部に保存する。ＡＴ３０のユーザが、通信相手とのデータ通信を終了すると、ＡＴ３０とＴ−ＡＮ、Ｔ−ＡＮとＴ−ＡＧＷとの間で、セッション終了の手順が実行され（１１５Ａ、１１５Ｂ）、Ｔ−ＡＮからＴ−ＡＧＷに、ユーザＩＤおよび課金情報と、端末間通信の終了（「Close」）を示すイベント種別とを含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, close)）が送信される（１１６Ａ）。【００８７】
Ｔ−ＡＧＷは、課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, close)）を受信すると、記憶部に保存されているＡＴ３０のユーザＩＤと対応する課金情報と受信メッセージが示す課金情報に応じて更新し、ユーザＩＤと更新された課金情報を含むＵＤＲを生成し、このＵＤＲと「close」を示すイベント種別とを含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, close)）をＡＧＷＣ４０に送信する（１１６Ｂ）。【００８８】
ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, close)）を受信すると、Accounting Request (Stop, HO)の受信時と同様、受信メッセージが示す課金情報に基づいて、課金情報テーブルに記憶されているＡＴ３０のユーザＩＤと対応する課金情報を更新する。【００８９】
ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、受信メッセージが示すイベント種別をチェックし、今回のように、イベント種別が端末間通信の終了（「Close」）を示していた場合は、課金ファイルに保存されているＡＴのユーザＩＤと対応する課金情報と受信メッセージからＵＤＲを生成し、このＵＤＲを含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）をＡＡＡサーバ３に送信して、ＡＴ３０の課金処理を終了する（１１７Ａ）。【００９０】
ＡＡＡ３は、ＡＧＷＣ４０から（Accounting Request (Stop)）を受信すると、ＡＴ３０のユーザの課金情報を更新し、ＡＧＷＣ４０に課金応答メッセージ（Accounting Response）を送信して（１１８Ａ）、当該ユーザの課金処理を終了する。ＡＧＷＣ４０は、課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）に対する課金応答メッセージを受信すると、これを課金終了要求メッセージの送信元であるＴ−ＡＧＷに転送する（１１８Ｂ）。【００９１】
次に、本発明の第２実施例として、図１４を参照して、図５に示した無線通信ネットワークにおける移動局（ＡＴ）３０の課金制御のための通信シーケンスについて説明する。ここでは、第１実施例と同一のステップには図１１と同一符号を使用して、説明を簡略化する。
図５に示した無線通信ネットワークでは、ＡＧＷと一体化された形で複数のアクセスゲートウェイ制御装置（ＡＧＷＣ）が存在しており、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生すると、ＡＴ３０の接続先ＡＧＷだけでなく、ＡＧＷＣも切り替わる。【００９２】
そこで、第２実施例では、ＡＧＷ間のハンドオーバが発生した時、ハンドオーバ元ＡＧＷに付随したＡＧＷＣ（以下、Ｓ−ＡＧＷＣと言う）の制御部４１が、記憶部４２に記憶されているＡＴ３０の課金情報をＡＡＡサーバ３に通知して、ＡＴ３０の課金処理を終了する。一方、ハンドオーバ先ＡＧＷに付随したＡＧＷＣ（以下、Ｔ−ＡＧＷＣと言う）は、ＡＴ３０について課金処理を開始し、Ｔ−ＡＧＷから、ＡＴ３０の通信終了に伴って生成された課金終了要求を受信したとき、ＡＡＡサーバ３に、ＡＴ３０の課金情報を含む課金終了要求メッセージを送信して、ＡＴ３０の課金処理を終了する。尚、Ｔ−ＡＧＷＣが、ＡＴ３０の課金処理中に、更なるＡＧＷＣ間ハンドオーバが発生した場合、Ｔ−ＡＧＷＣの制御部４１は、上述したＳ−ＡＧＷＣと同様の動作を実行して、ＡＴ３０の課金処理を終了する。課金情報通知メッセージは、図１２に示した課金制御メッセージの課金状態２８５に、通信途中であることを示すコード、例えば、「Intermediate」を設定すればよい。【００９３】
図１５は、第２実施例において、ＡＧＷＣの制御部４１が実行する課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００Ａのフローチャートを示す。
第２実施例のＡＧＷＣでは、課金制御メッセージを受信したとき、制御部４１が、メッセージ種別２８１を判定し（４０１）、受信メッセージが課金要求メッセージに対する応答メッセージの場合は、受信メッセージを課金要求メッセージの送信元ＡＧＷに転送して（４１５）、このルーチンを終了する。【００９４】
受信メッセージが課金要求メッセージの場合、制御部４１は、受信メッセージが示す課金状態２８５を判定し（４０２）、課金状態２８５が開始（Start）を示していた場合は、課金ファイル領域に課金ユーザＩＤ２８６と対応した課金レコードを生成（４０４）した後、受信メッセージのイベント種別２８７を判定する（４０３）。制御部４１は、イベント種別２８７がハンドオフ（「HO」）を示していた場合は、課金要求メッセージの送信元ＡＧＷに応答メッセージを送信（４１６）した後、このルーチンを終了し、イベント種別２８７が端末間通信の開始（「Open」）を示していた場合は、受信メッセージからイベント種別を除去し（４０５）、課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start）)としてＡＡＡサーバに転送して（４０６）、このルーチンを終了する。【００９５】
ステップ４０２で、受信メッセージの課金状態２８５が課金終了（「Stop」）を示していた場合、制御部４１は、課金ファイル領域に記憶されている課金ユーザＩＤ２８６と対応する課金レコードの課金情報を更新（４０７）した後、受信メッセージのイベント種別２８７を判定する（４１０）。【００９６】
ステップ４１０で、イベント種別２８７が課金終了（「Close」）を示していた場合、制御部４１は、ユーザデータレコード（ＵＤＲ）にＡＴ３０の課金情報を含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）を生成し（４１２）、これをＡＡＡサーバに送信し（４１３）、不要となった課金レコードを課金ファイル領域から削除して（４１４）、このルーチンを終了する。イベント種別がハンドオフ（「HO」）を示していた場合は、制御部４１は、ＵＤＲとしてＡＴ３０の課金情報を含む課金情報通知メッセージを生成し（４１６）、これをＡＡＡサーバに送信し（４１３）、不要となった課金レコードを課金ファイル領域から削除して（４１４）、このルーチンを終了する。【００９７】
図１４において、Ｓ−ＡＧＷの制御部５１は、Ｓ−ＡＴからAccounting Request（Start, Open）を受信すると（１０１Ａ）、ＵＤＲを生成し、ＵＤＲとイベント種別とを含む課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start, Open)）をプロセッサ間インタフェース経由でＡＧＷＣ４０（Ｓ−ＡＧＷＣ）に送信する（１０１Ｂ）。Ｓ−ＡＧＷＣは、図１１に示したＡＧＷＣ４０と同様に、Accounting Request (Start)メッセージをＡＡＡサーバ３に送信し（１０２Ａ）、ＡＡＡサーバ３から応答メッセージを受信すると（１０３Ａ）、これをプロセッサ間インタフェース経由でＳ−ＡＧＷに転送する（１０３Ｂ）。【００９８】
ＡＧＷ間ハンドオフが発生し、Ｓ−ＡＮからＳ−ＡＧＷに課金終了要求（Accounting Request (Stop, HO)）が送信されると（１０６Ａ）、Ｓ−ＡＧＷの制御部５１は、課金情報を含むＵＤＲと、ＡＧＷ間ハンドオフ（ＨＯ）を示すイベント種別とを含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, HO)）を生成して、プロセッサ間インタフェース経由でＡＧＷＣ４０Ａ（Ｓ−ＡＧＷＣ）送信する（１０７Ａ）。【００９９】
Ｓ−ＡＧＷＣの制御部４１は、上記課金終了要求メッセージを受信した時、図１５で説明した課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００Ａに従って、課金情報通知メッセージ（Accounting Request (Intermediate)）を生成し、これをＡＡＡサーバ３に送信する（１２０）。ＡＡＡサーバ３は、課金情報通知メッセージを受信すると、課金ユーザＩＤ２８６が示すＡＴユーザの課金情報を受信メッセージの課金情報２８４に応じて更新した後、Ｓ−ＡＧＷＣに課金応答メッセージを返送する（１２１）。Ｓ−ＡＧＷＣの制御部４１は、ＡＡＡサーバ３から課金応答メッセージを受信すると、プロセッサ間インタフェースを介して、Ｓ−ＡＧＷに課金応答メッセージを送信する（１０８Ａ）。【０１００】
ＡＴ３０の移動先となったＴ−ＡＮは、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生すると、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバ（「HO」）を示す課金開始要求メッセージ（Accounting request (Start, HO)）をＴ−ＡＧＷに送信する（１０９Ａ）。Ｔ−ＡＧＷは、Accounting request (Start, HO)を受信すると、受信メッセージ（Accounting Request (Start, HO)）をプロセッサ間インタフェース経由でＡＧＷＣ４０Ｂ（Ｔ−ＡＧＷＣ）に送信する（１１０Ａ）。Ｔ−ＡＧＷＣの制御部４１は、Accounting Request (Start, HO)を受信すると、図１５で説明した課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００Ａに従って、ＡＴ３０のユーザＩＤと対応する課金レコードを生成した後、Ｔ−ＡＧＷに応答メッセージを返送する（１１１Ａ）。【０１０１】
ＡＴ３０のユーザが、通信相手とのデータ通信を終了すると、ＡＴ３０とＴ−ＡＮ、Ｔ−ＡＮとＴ−ＡＧＷとの間で、セッション終了の手順が実行され（１１５Ａ、１１５Ｂ）、Ｔ−ＡＮからＴ−ＡＧＷに、課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, close)）が送信される（１１６Ａ）。Ｔ−ＡＧＷは、Accounting Request (Stop, close)メッセージを受信すると、課金情報を含むＵＤＲを生成し、ＵＤＲを含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, close)）をプロセッサ間インタフェース経由でＴ−ＡＧＷＣに送信する（１１６Ｂ）。【０１０２】
Ｔ−ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、Accounting Request (Stop, close)メッセージを受信すると、図１５に示す課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００Ａに従って、ＡＴ３０のユーザＩＤと対応する課金情報を更新し、更新された課金情報を含むＵＤＲを生成して、このＵＤＲを含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）をＡＡＡサーバ３に送信して、ＡＴ３０の課金処理を終了する（１１７Ａ）。【０１０３】
ＡＡＡ３は、Ｔ−ＡＧＷＣから（Accounting Request (Stop)）を受信すると、ＡＴ３０のユーザＩＤの課金情報を更新し、Ｔ−ＡＧＷＣに課金応答メッセージ（Accounting Response）を送信して（１１８Ａ）、当該ユーザの課金処理を終了する。Ｔ−ＡＧＷＣ４０は、課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop)）に対する課金応答メッセージを受信すると、これをＳ−ＡＧＷに転送する（１１８Ｂ）。【０１０４】
図１６は、本発明の第３実施例として、図５に示した無線通信ネットワークにおける移動局（ＡＴ）３０の課金制御のための通信シーケンスの変形例を示す。
第３実施例では、ＡＴ３０について最初の課金開始要求メッセージ（Accounting Request（Start, open））を受信したＡＧＷＣ（図１６では、ＡＧＷＣ４０Ａ）をＡＴ３０の課金処理における主ＡＧＷＣとして動作させ、ＡＴ３０の移動に伴ってハンドオーバ先となったＴ−ＡＧＷＣを従ＡＧＷＣとして動作させる。従ＡＧＷＣは、ＡＴ３０が相手端末との通信を終了した時、または、新たなＡＧＷ間ハンドオーバの発生によって、自分がＳ−ＡＧＷＣとなった時、ＡＧＷから受信したＡＴ３０の課金情報を主ＡＧＷＣに通知する。【０１０５】
主ＡＧＷＣは、ＡＴ３０と接続中にＡＴ３０の課金情報を収集し、その後に従ＡＧＷＣから通知された課金情報に応じて、ＡＴ３０の課金情報を更新する。同一ＡＴについて、ＡＧＷ間ハンドオーバが複数回繰り返された場合、主ＡＧＷＣは、ＡＴ３０の課金情報を複数の従ＡＧＷＣから受信することになる。主ＡＧＷＣは、ＡＴ３０が相手端末との通信を終了した時点で、ＡＧＷまたは従ＡＧＷＣから受信した課金終了要求メッセージに応答して、ＡＴ３０の課金情報を含むＵＤＲを生成し、このＵＤＲを含む課金終了要求メッセージをＡＡＡサーバ３に送信する。【０１０６】
図１６において、ステップ１００Ａからステップ１０７Ａまでは、図１４と同一シーケンスとなっているため、ここでの説明は省略する。この例では、Ｓ−ＡＧＷＣ４０Ａが主ＡＧＷＣとして動作する。
本実施例では、主ＡＧＷＣ４０Ａは、Ｓ−ＡＧＷから、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオフ（「HO」）を示す課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, HO)）を受信すると（１０７Ａ）、Ｓ−ＡＧＷに応答メッセージ（Accounting Response）を返信し（１０８Ａ）、ＡＴ３０についての課金処理を続行する。【０１０７】
ＡＧＷ間ハンドオーバが発生すると、ＡＴ３０の移動先となったＴ−ＡＮからＴ−ＡＧＷに、イベント種別がＡＧＷ間ハンドオーバ（「HO」）を示す課金開始要求メッセージ（Accounting request (Start, HO)）が送信され（１０９Ａ）、Ｔ−ＡＧＷからＴ−ＡＧＷＣ４０Ｂに、プロセッサ間インタフェースを介して、課金開始要求メッセージ（Accounting Request (Start, HO)）が転送される（１１０Ａ）。【０１０８】
Ｔ−ＡＧＷからAccounting Request (Start, HO)メッセージを受信すると、Ｔ−ＡＧＷＣ４０Ｂは、受信メッセージのイベント種別から、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したことを検知し、ＡＴ３０の課金処理に関して、従ＡＧＷＣとして動作する。この場合、Ｔ−ＡＧＷＣ４０Ｂは、主ＡＧＷＣ４０Ａに対して、Accounting Request (Start, HO)メッセージを転送する（１１０Ｂ）。主ＡＧＷＣ４０Ａは、Ｔ−ＡＧＷＣ４０ＢからAccounting Request (Start, HO) メッセージを受信すると、Ｔ−ＡＧＷに応答メッセージ（Accounting Response）を送信して、Ｔ−ＡＧＷＣ４０Ｂからの課金情報の通知を待つ。【０１０９】
ＡＴ３０が相手端末との通信を終了すると、Ｔ−ＡＮからＴ−ＡＧＷに、課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, close)が送信され（１１６Ａ）、Ｔ−ＡＧＷからＴ−ＡＧＷＣに、プロセッサ間インタフェースを介して、ＵＤＲにＡＴ３０の課金情報を含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop, close))が送信される（１１６Ｂ）。ＡＴ３０の課金処理に関して従ＡＧＷＣとして動作中のＴ−ＡＧＷＣは、Ｔ−ＡＧＷからAccounting Request (Stop, close)メッセージを受信すると、受信メッセージを主ＡＧＷＣ４０Ａに転送する（１１６Ｃ）。【０１１０】
主ＡＧＷＣ４０Ａは、Ｔ−ＡＧＷＣ４０ＢからAccounting Request (Stop, close)メッセージを受信すると、受信メッセージが示す課金情報２８５に応じて、課金ファイルに記憶してあるＡＴ３０の課金情報を更新し、ＵＤＲに更新された課金情報を含む課金終了要求メッセージ（Accounting Request (Stop）)を生成して、ＡＡＡサーバ３に送信する（１１７Ｂ）。主ＡＧＷＣ４０Ａは、ＡＡＡサーバ３から上記課金終了要求メッセージに対する応答メッセージを受信すると（１１８Ａ）、これをＴ−ＡＧＷに転送する（１１８Ｃ）。【０１１１】
本実施例では、従ＡＧＷＣから主ＡＧＷＣに課金制御メッセージを転送するためには、従ＡＧＷＣに主ＡＧＷＣのアドレスを通知する必要がある。主ＡＧＷＣのアドレスを従ＡＧＷＣに通知する方法としては、例えば、主ＡＧＷＣ（図１６では、ＡＧＷＣ４０Ａ）が、ＡＡＡサーバ３に課金開始要求メッセージを送信するとき（ステップ１０２Ａ）、他のＡＧＷＣに対して、予め決めてあるグループアドレスを適用して、ＡＴ３０（課金ユーザＩＤ）の課金処理において自分が主ＡＧＷＣとなったことを示す第１制御メッセージをマルチキャストしておき、ＡＡＡサーバ３に課金終了要求メッセージを送信するとき（ステップ１１７Ｂ）、他のＡＧＷＣに対して、ＡＴ３０（課金ユーザＩＤ）の課金処理が終了したことを示す第２制御メッセージをマルチキャストすればよい。【０１１２】
この場合、各ＡＧＷＣは、第１制御メッセージを受信した時、受信メッセージが示す課金ユーザＩＤと送信元アドレス（主ＡＧＷＣのアドレス）との対応関係をアドレス管理テーブルに記憶しておき、ＡＧＷからイベント種別がＡＧＷ間ハンドオフを示す課金開始要求メッセージを受信したとき、上記アドレス管理テーブルから、受信メッセージが示す課金ユーザＩＤと対応する主ＡＧＷＣアドレスを検索することができる。また、各ＡＧＷＣは、第２制御メッセージを受信した時、受信メッセージが示す課金ユーザＩＤと送信元アドレス（主ＡＧＷＣのアドレス）との対応関係をアドレス管理テーブルから削除すればよい。尚、主ＡＧＷＣのアドレスは、第１、第２制御メッセージのヘッダ部が示す送信元アドレスとは別に、各メッセージのデータ部に主ＡＧＷＣアドレスとして設定してもよい。【０１１３】
次に、本発明の第４の実施例として、図１７〜図１９を参照して、図１に示した無線通信ネットワークで実行される移動局（ＡＴ）３０の認証制御のための通信シーケンスについて説明する。
図１７は、本実施例で使用される認証制御メッセージ２９０のフォーマットの１例を示す。認証制御メッセージ２９０は、メッセージ種別２９１と、メッセージＩＤ２９２と、メッセージ長２９３と、ユーザＩＤ２９４と、データ２９５と、イベント種別２９６とを含む。【０１１４】
メッセージ種別２９１としては、例えば、認証要求（「Request」）、応答（「Response」）、認証成功通知（「Success」）、再認証完了通知（「Finish」）の４種類がある。メッセージＩＤ２９２は、認証要求メッセージと他のメッセージとを対応付けるための識別子を示し、メッセージ長２９３は、それに続くフィールド２９４〜２９６の長さを示す。ユーザＩＤ２９４は、認証対象となるユーザの識別子を示す。データ２９５は、認証要求メッセージの場合は、ユーザ認証情報を含み、認証成功通知メッセージの場合は、ユーザ認証情報の他に、User/QoS profileや暗号鍵等の情報を含む。イベント種別２９６は、認証要求発行の契機となったイベントの種類を示し、本実施例では、イベント種別２９６として、端末間通信の開始を示す「Open」と、ＡＧＷ間ハンドオフを示す「HO」と、端末間通信の終了を示す「Close」とがある。【０１１５】
図１８は、ＡＧＷＣ４０が認証制御メッセージを受信した時、制御部４１によって実行される認証制御メッセージ受信処理ルーチン５００のフローチャートの１例を示す。
制御部４１は、例えば、ＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）に従った認証制御メッセージを受信すると、受信メッセージのメッセージ種別２９１を判定し（５０１）、メッセージ種別が認証要求「Request」の場合は、受信メッセージ（EAP Request）のイベント種別２９６を判定する（５０２）。もし、イベント種別２９６がＡＧＷ間ハンドオフ「HO」を示していなければ、制御部４１は、必要に応じて、イベント種別を除去した後、受信メッセージ（EAP Request）をＡＡＡサーバ３に転送して（５０３）、このルーチンを終了する。【０１１６】
受信メッセージのイベント種別２９６がＡＧＷ間ハンドオフ「HO」を示していた場合、制御部４１は、ＡＡＡサーバ３に代わって、ＡＴとの間でＥＡＰの再認証手順を実行し（５０４）、ユーザ認証が終了すると、認証要求メッセージの送信元となるＴＡＧＷに対して、認証結果と、認証データ記憶領域から読み出したQoS/User profile、MSK等の情報を含む再認証完了通知メッセージ（EAP Finish）を送信して（５０５）、このルーチンを終了する。【０１１７】
ステップ５０１で、受信メッセージのメッセージ種別２９１が認証成功通知「Success」の場合、制御部４１は、受信メッセージ（EAP success）が示すデータ２９５の内容を記憶部４２の認証データ記憶領域に記憶（５０６）した後、認証要求メッセージ（EAP request）の送信元となるＳ−ＡＧＷに、受信メッセージ（EAP success）を転送して（５０７）、このルーチンを終了する。ステップ５０１で、受信メッセージのメッセージ種別２９１が、認証要求「Request」、認証成功通知「Success」以外の場合、例えば、受信メッセージが認証に失敗したことを示す応答メッセージの場合、制御部４１は、受信メッセージをＳ−ＡＧＷに転送して（５０８）、このルーチンを終了する。【０１１８】
図１９は、本実施例による移動局（ＡＴ）３０の認証制御のための通信シーケンスを示す。ここでは、図４と同一のステップに図４と同一符号を適用することによって、重複箇所の説明を簡略化する。
本実施例では、Ｓ−ＡＮから認証要求メッセージ（EAP Request）を受信（ステップ１３３）したＳ−ＡＧＷが、受信した認証要求メッセージをＡＧＷＣ４０に送信し（１３４Ａ）、ＡＧＷＣ４０が、Ｓ−ＡＧＷから受信した認証要求メッセージをＡＡＡサーバ３に転送する（１３４Ｂ）。【０１１９】
ＡＡＡサーバ３は、認証要求メッセージを受信すると、ＡＧＷＣ４０、Ｓ−ＡＧＷ、Ｓ−ＡＮを介して、ＡＴとの間で、例えば、ＥＡＰ（Extended Authentication Protocol）に従って、ユーザ認証手順（１３５Ａ〜１３５Ｄ）を実行する。ＡＡＡサーバ３は、ＡＴ３０のユーザ認証に成功すると、ＡＧＷＣ４０に対して、認証結果（「success」）と、ＡＴ３０のユーザ識別子と、該識別子に対する認証情報と、無線通信で使用される制御情報、例えば、QoS/User profile、ＭＳＫ（Master Session Key）等を含む認証成功通知メッセージを送信する（１３６Ａ）。【０１２０】
ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、ＡＡＡサーバ３から認証成功通知メッセージを受信すると、受信メッセージのデータ２９６を記憶部４２に記憶した後、受信メッセージをＳ−ＡＧＷに転送する（１３６Ｂ）。このとき、ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、その後の認証手順（１４７Ａ、１６２Ｂ，１４９Ａ）で利用するために、受信メッセージに含まれるＡＴ３０のユーザ識別子と該識別子に対する認証情報との対応関係（ユーザ認証データ）を記憶部４２に記憶しておく。この後、図４で説明した従来と同様のステップ１３７〜１４０が実行され、ＡＴ３０が、Ｓ−ＡＮとＳ−ＡＧＷを経由して、通信相手とＩＰパケットを送受信するＩＰサービス状態となる（１４１Ａ、１４１Ｂ）。【０１２１】
ＡＴ３０が、Ｓ−ＡＮの通信圏内からＴ−ＡＮの通信圏内に移動すると、Ｓ−ＡＧＷからＴ−ＡＧＷへのＡＴ３０のハンドオーバ処理（１４２）が実行され、ＡＴ３０とＴ−ＡＮとの間で、セッションの設定手順が実行される（ステップ１４３）。このとき、セッション設定手順の実行過程で、Ｔ−ＡＮからＡＴ３０に、Ｔ−ＡＧＷのＩＰアドレスを含むＴ−ＡＧＷ情報が通知され、ＡＴ３０からＴ−ＡＮに、Ｓ−ＡＧＷのＩＰアドレスを含むＳ−ＡＧＷ情報が通知される。Ｔ−ＡＮの制御部２１は、ＡＴ３０から受信したＳ−ＡＧＷ情報を記憶部２２に記憶しておき、後述するように、Ｓ−ＡＧＷ情報とＴ−ＡＧＷ情報を照合することによって、今回発生したハンドオーバが、ＡＧＷ間のハンドオーバか否かを判定する。【０１２２】
ＡＴ３０のセッション設定手順が完了すると、Ｔ−ＡＮからＡＴ３０に、ＥＡＰのトリガー・メッセージ（EAP Request）が送信され（１４４）、ＡＴ３０からＴ−ＡＮに、ユーザ識別子を含む応答メッセージ（EAP Response）が返送される（１４５）。
本実施例では、Ｔ−ＡＮは、ＡＴ３０から応答メッセージ（EAP Response）を受信すると、ユーザＩＤ１９４として上記EAP Responseが示すユーザ識別子を含み、イベント種別２９６がＡＧＷ間ハンドオーバ「HO」を示す認証要求メッセージ（EAP Request）を生成して、これをＴ−ＡＧＷ４０に送信する（１４６）。Ｔ−ＡＧＷは、Ｔ−ＡＮから認証要求メッセージ（EAP Request）を受信すると、これをＡＧＷＣ４０に転送する（１４７Ａ）。【０１２３】
ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、Ｔ−ＡＮから認証要求メッセージ（EAP Request）を受信すると、図１８に示したルーチン５００に従って、受信メッセージのイベント種別を判定する。制御部４１は、イベント種別が「HO」、すなわち、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したことを検知すると、記憶部４２に記憶してあるＡＴ３０のユーザ認証データを利用して、ＡＡＡサーバ３に代わって、ＡＴ３０のユーザ認証（再認証）手順を実行する（１６２Ａ、１６２Ｂ）。ＡＧＷＣ４０の制御部４１は、ＡＴ３０のユーザ認証に成功すると、Ｔ−ＡＧＷに対して、QoS/User profile、ＭＳＫ（Master Session Key）等を含む再認証完了通知メッセージ（EAP Finish）を送信する（１４９Ａ）。【０１２４】
Ｔ−ＡＧＷは、再認証完了通知メッセージ（EAP Finish）を受信すると、受信メッセージから抽出したQoS/User profileの一部を記憶した後、受信メッセージ（EAP Finish）をＴ−ＡＮに転送する（１５０Ａ）。Ｔ−ＡＮは、再認証完了通知メッセージ（EAP Finish）を受信すると、受信メッセージから抽出したQoS/User profile、MSK等の情報を記憶した後、受信メッセージ（EAP Finish）をＡＴ３０に転送する（１５１Ａ）。【０１２５】
この後、Ｔ−ＡＮからＡＴ３０に、Ｔ−ＡＧＷのＩＰアドレスを含むＴ−ＡＧＷ情報を通知し（１５２）、ＡＴ３０からＳ−ＡＮに、Ｔ−ＡＧＷ情報を通知する（１５３）。Ｓ−ＡＮの制御部２１は、記憶部２２に予め保持されているＳ−ＡＧＷ情報と、ＡＴ３０から受信したＴ−ＡＧＷ情報とを照合することによって、今回発生したハンドオーバがＡＧＷ間ハンドオーバか否かを判断できる。その後に実行されるステップ１５４〜１５５Ｂは、図４で説明した従来技術と同様である。【０１２６】
上記通信シーケンスから明らかなように、本実施例によれば、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したとき、ＡＧＷＣ４０が、ＡＡＡサーバ３に代わって、ユーザの再認証手順を実行するようになっているため、ＡＧＷ間ハンドオーバが頻繁に発生しても、ＡＡＡサーバ３０の負荷増加を防止することが可能となる。【０１２７】
図２０は、本発明の第５実施例として、図５に示した無線通信ネットワークで実行される移動局（ＡＴ）３０の認証制御のための通信シーケンスを示す。ここでは、図４、図１９と同一のステップに図４、図１９と同一符号を適用することによって、重複箇所の説明を簡略化する。【０１２８】
図５に示した無線通信ネットワークでは、ＡＧＷと一体化された形で複数のアクセスゲートウェイ制御装置（ＡＧＷＣ）が存在している。第５実施例では、ＡＴ３０について最初の認証要求メッセージ（EAP Request）を受信したＡＧＷＣ（図２０では、ＡＧＷＣ４０Ａ）をＡＴ３０の認証処理における主ＡＧＷＣとして動作させ、ＡＴ３０の移動に伴ってハンドオーバ先となったＡＧＷＣを従ＡＧＷＣとして動作させる。本実施例では、ＡＧＷ間ハンドオーバに起因して認証要求メッセージが発行されると、これを受信した従ＡＧＷＣが、受信した認証要求メッセージ主ＡＧＷＣに転送し、主ＡＧＷＣが、ＡＡＡサーバに代わって、ＡＴ３０との間でユーザ認証手順を実行する。【０１２９】
図２１は、本実施例において、ＡＧＷＣ４０の制御部４１が実行する認証制御メッセージ受信処理ルーチン５００Ａのフローチャートの１例を示す。
制御部４１は、例えば、ＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）に従った認証制御メッセージを受信すると、受信メッセージのメッセージ種別２９１を判定し（５１１）、メッセージ種別が認証要求「Request」の場合は、受信メッセージ（EAP Request）のイベント種別２９６を判定する（５１２）。もし、イベント種別２９６がＡＧＷ間ハンドオフ「HO」でなければ、制御部４１は、受信メッセージ（EAP Request）をＡＡＡサーバ３に転送する（５１３）。この後、制御部４１は、受信メッセージ（EAP Request）が示すユーザＩＤの課金処理において、自分が主ＡＧＷＣとなったことを報知する宣言メッセージを他のＡＧＷＣにマルチキャストし（５１４）、記憶部４２に形成された主ＡＧＷＣ管理テーブルに、ユーザＩＤと主ＡＧＷＣ（自ＡＧＷＣ）のＩＰアドレスとの対応関係を示すテーブルエントリを登録して（５１５）、このルーチンを終了する。他のＡＧＷＣは、上記宣言メッセージを受信すると、それぞれの記憶部４２に形成された主ＡＧＷＣ管理テーブルに、宣言メッセージが示すユーザＩＤと主ＡＧＷＣのＩＰアドレスとの対応関係を示すテーブルエントリを登録する。【０１３０】
ステップ５１２で、受信メッセージのイベント種別２９６がＡＧＷ間ハンドオフ「HO」を示していた場合、制御部４１は、自ＡＧＷＣの動作モードが主ＡＧＷＣか従ＡＧＷＣかを判定する（５１６）。ＡＧＷＣの動作モードは、主ＡＧＷＣ管理テーブルから、受信メッセージが示すユーザＩＤと対応する主ＡＧＷＣのＩＰアドレスを検索し、これが自ＡＧＷＣのＩＰアドレスと一致するか否かで判定できる。【０１３１】
受信メッセージが示すユーザＩＤの課金処理において、自ＡＧＷＣの動作モードが主ＡＧＷＣとなっていた場合、制御部４１は、ＡＡＡサーバ３に代わって、ＡＴとの間でＥＡＰの再認証手順を実行し（５１７）、ユーザ認証が終了すると、認証要求メッセージの転送元となった従ＴＡＧＷに対して、認証結果と、認証データ記憶領域から読み出したQoS/User profile、MSK等の情報を含む再認証完了通知メッセージ（EAP Finish）を送信して（５１８）、このルーチンを終了する。自ＡＧＷＣの動作モードが従ＡＧＷＣとなっていた場合、制御部４１は、受信メッセージを主ＡＧＷＣ管理テーブルで特定された主ＡＧＷＣに転送して（５１９）、このルーチンを終了する。【０１３２】
ステップ５１１で、受信メッセージのメッセージ種別２９１が認証成功通知「Success」の場合、制御部４１は、受信メッセージ（EAP Success）が示すデータ２９５の内容を記憶部４２の認証データ記憶領域に記憶（５２０）した後、受信メッセージ（EAP success）をプロセッサ間インタフェースで接続されたＡＧＷに転送して（５２１）、このルーチンを終了する。ステップ５１１で、受信メッセージのメッセージ種別２９１が、認証要求「Request」、認証成功通知「success」以外の場合、例えば、受信メッセージが認証に失敗したことを示す応答メッセージ、または再認証結果を示す              EAP Finishメッセージの場合、制御部４１は、受信メッセージをプロセッサ間インタフェースで接続されたＡＧＷに転送して（５２２）、このルーチンを終了する。【０１３３】
図２０に示すように、本実施例では、Ｓ−ＡＮから認証要求メッセージ（EAP Request）を受信（ステップ１３３）したＳ−ＡＧＷが、プロセッサ間インタフェース６０を介して、認証要求メッセージをＡＧＷＣ４０Ａに送信し（１３４Ａ’）、ＡＧＷＣ４０Ａが、Ｓ−ＡＧＷから受信した認証要求メッセージをＡＡＡサーバ３に転送する（１３４Ｂ）。【０１３４】
ＡＡＡサーバ３とＡＴとの間で、ユーザ認証手順（１３５Ａ〜１３５Ｅ）が実行されてから、ハンドオーバ発生時に、ＡＴ３０とＴ−ＡＮとの間で、セッションの設定手順（ステップ１４３）を実行されるまでの通信シーケンスは、ＡＧＷＣ４０がＡＧＷＣ４０Ａに置き換わっているだけで、基本的には、図１９で説明した第４実施例と同じである。【０１３５】
ＡＴ３０のセッション設定手順が完了すると、Ｔ−ＡＮからＡＴ３０に、ＥＡＰのトリガー・メッセージ（EAP Request）が送信され（１４４）、ＡＴ３０からＴ−ＡＮに、ユーザ識別子を含む応答メッセージ（EAP Response）が返送される（１４５）。Ｔ−ＡＮは、ＡＴ３０から応答メッセージ（EAP Response）を受信すると、ユーザＩＤ１９４として上記EAP Responseメッセージが示すユーザ識別子を含み、イベント種別２９６がＡＧＷ間ハンドオーバ「HO」を示す認証要求メッセージ（EAP Request）を生成して、これをＴ−ＡＧＷ４０に送信する（１４６）。【０１３６】
本実施例では、Ｔ−ＡＧＷが、プロセッサ間インタフェースを介して、上記認証要求メッセージ（EAP Request）をＡＧＷＣ４０Ｂに転送する（１４７Ａ’）。ＡＧＷＣ４０Ｂの制御部４１は、Ｔ−ＡＮから認証要求メッセージ（EAP Request）を受信すると、従ＡＧＷＣとして動作し、図２１に示したルーチン５００Ａに従って、受信メッセージを主ＡＧＷＣとなっているＡＧＷＣ４０Ａに転送する（１６１）。【０１３７】
主ＡＧＷＣ４０Ａの制御部４１は、図２１に示したルーチン５００Ａに従って、受信メッセージのイベント種別を判定し、ＡＡＡサーバ３に代わって、ＡＴ３０のユーザ認証（再認証）手順を実行する（１６２Ａ、１６２Ｂ）。本実施例では、ユーザ再認証を完了した時、主ＡＧＷＣ４０Ａの制御部４１が、従ＡＧＷＣ４０Ｂに対して、QoS/User profile、ＭＳＫ（Master Session Key）等を含む再認証完了通知メッセージ（EAP Finish）を送信する（１６３）。【０１３８】
従ＡＧＷＣ４０Ｂは、再認証完了通知メッセージ（EAP Finish）を受信すると、これをＴ−ＡＧＷに転送する（１４９Ａ）。Ｔ−ＡＧＷは、受信メッセージから抽出したQoS/User profileの一部を記憶した後、受信メッセージ（EAP Finish）をＴ−ＡＮに転送する（１５０Ａ）。Ｔ−ＡＮは、再認証完了通知メッセージ（EAP Finish）を受信すると、受信メッセージから抽出したQoS/User profile、MSK等の情報を記憶した後、受信メッセージ（EAP Finish）をＡＴ３０に転送する（１５１Ａ）。この後、図４、図１９と同様のステップ１５２〜１５５Ｂが実行される。【０１３９】
上記第５実施例では、最初の認証要求メッセージを受信したＡＧＷＣが、他のＡＧＷＣに対して、認証対象となるユーザＩＤと主ＡＧＷＣのＩＰアドレスとの対応関係を示す主ＡＧＷＣ宣言メッセージをマルチキャストしたが、第５実施例の変形例として、ＡＧＷＣ間ハンドオーバに起因した認証要求を受信した従ＡＧＷＣが、他のＡＧＷＣに対して、主ＡＧＷＣのＩＰアドレスを問い合わせるようにしてもよい。【０１４０】
例えば、図２２は、ＡＴ３０のハンドオーバに伴って、Ｔ−ＡＮ２０Ｄが、イベント種別が「HO」を示す認証要求メッセージ（EAP Request）をＡＧＷ５Ｂに送信し（１８０）、ＡＧＷ５Ｂが、受信した認証要求メッセージをＡＧＷＣ４０Ｂに転送（１８１）した場合を示している。この時点で、ＡＧＷＣ４０Ｂは、認証要求メッセージ（EAP Request）が示すユーザＩＤについて、認証処理に必要な情報を持っていない。【０１４１】
そこで、ＡＧＷＣ４０Ｂは、認証要求メッセージから抽出した認証対象となるユーザＩＤと、問合せ元を示すＡＧＷＣ４０ＢのＩＰアドレスとを含むアドレス要求メッセージ（Address Request）を生成し、予め決まっているグループアドレスを宛先ＩＰアドレスに適用して、アドレス要求メッセージを他のＡＧＷＣにマルチキャストする（１８０−１〜１８０−ｎ）。【０１４２】
上記アドレス要求メッセージを受信した他のＡＧＷＣは、受信メッセージが指定するユーザＩＤについて、認証処理に必要な情報が記憶部４２に保持されているか否かをチェックする。認証処理に必要な情報を保持しているＡＧＷＣは、この例では、ユーザＩＤの認証処理において主ＡＧＷＣとなっているＡＧＷＣ４０Ａであり、ＡＧＷＣ４０Ａが、ＡＧＷＣ４０Ｂに応答メッセージ（Address Response）を返送する（１８３）。ＡＧＷＣ４０Ｂは、上記応答メッセージを受信することによって、主ＡＧＷＣのＩＰアドレスを取得でき、これを宛先アドレスとして、認証要求メッセージをＡＧＷＣ４０Ａに転送（１８４）できる。上述したアドレス問合せ方法は、図１６で説明した課金処理にも適用できる。【０１４３】
図２３は、基地局間ハンドオーバによってＡＴ３０の移動先（Ｔ−ＡＮ）となった時、ＡＮ２０の制御部２１が実行するＡＧＷ間ハンドオーバ判定ルーチン６００Ｔを示す。
各ＡＮ２０は、自分が所属している特定ＡＧＷ５のＩＰアドレスを予め記憶部２２に記憶しており、セッション接続された新たなＡＴ３０から、ユーザ識別子を含むEAP Responseメッセージを受信した時（例えば、図１９、図２０のステップ１４５）、制御部２１が、上記特定ＡＧＷ５のＩＰアドレスを宛先アドレスに適用して、ＡＴ３０のユーザ認証のための認証要求メッセージ（EAP Request）をＡＧＷに送信している。
ＡＧＷ間ハンドオーバ判定ルーチン６００Ｔは、例えば、図１９、図２０のステップ１４３で示したセッションの開始手順において、ＡＴ３０からＳ−ＡＧＷのＩＰアドレスを受信した時に実行される。【０１４４】
ＡＮ３０の制御部２１は、Ｓ−ＡＧＷのＩＰアドレスを受信すると（６０１）、記憶部２２に記憶されている特定ＡＧＷ（Ｔ−ＡＧＷ）のＩＰアドレスと、ＡＴ３０から受信したＳ−ＡＧＷのＩＰアドレスとを照合する（６０２）。ＩＰアドレスが一致した場合、制御部２１は、同一のサブネット内でハンドオーバが発生したものと判断し、記憶部２２のイベント種別記憶領域に、「Open」を示すイベント種別コードを記憶する（６０３）。Ｔ−ＡＧＷのＩＰアドレスとＳ−ＡＧＷのＩＰアドレスとが一致しなかった場合、制御部２１は、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したものと判断し、イベント種別記憶領域に、ハンドオーバ「HO」を示すイベント種別コードを記憶する（６０４）。【０１４５】
ＡＮ３０の制御部２１は、認証要求メッセージを生成するとき、イベント種別フィールド２９６に上記イベント種別記憶領域が示すイベント種別コードを設定する。これによって、ＡＧＷＣ４０側で、ＡＧＷから受信した認証要求メッセージが、ＩＰサービスに先立って発行されたものか、ＩＰサービス中に、ＡＧＷ間ハンドオーバに起因して発行されたものかを判断することが可能となる。【０１４６】
図２４は、基地局間ハンドオーバによってＡＴ３０の移動元（Ｓ−ＡＮ）となった時、ＡＮ２０の制御部２１が実行するＡＧＷ間ハンドオーバ判定ルーチン６００Ｓを示す。
ＡＧＷ間ハンドオーバ判定ルーチン６００Ｓは、例えば、図１９、図２０のステップ１５２で示したように、ＡＴ３０の移動先ＡＮ（Ｔ−ＡＮ）からＴ−ＡＧＷのＩＰアドレスを受信した時に実行される。【０１４７】
ＡＮ３０の制御部２１は、Ｔ−ＡＧＷのＩＰアドレスを受信すると（６１１）、記憶部２２に記憶されている特定ＡＧＷ（この場合は、Ｓ−ＡＧＷ）のＩＰアドレスと、ＡＴ３０から受信したＴ−ＡＧＷのＩＰアドレスとを照合する（６１２）。ＩＰアドレスが一致した場合、制御部２１は、同一のサブネット内でハンドオーバが発生したものと判断し、記憶部２２のイベント種別記憶領域に、「Close」を示すイベント種別コードを記憶する（６１３）。Ｔ−ＡＧＷのＩＰアドレスとＳ−ＡＧＷのＩＰアドレスとが一致しなかった場合、制御部２１は、ＡＧＷ間ハンドオーバが発生したものと判断し、イベント種別記憶領域に、ハンドオーバ「HO」を示すイベント種別コードを記憶する（６１４）。【０１４８】
図１１、図１４では、通信シーケンスが簡略化されているが、第１、第２実施例における課金要求メッセージは、図１６、図１９、図２０で説明したユーザ認証処理が実行された後に送信される。従って、第１、第２実施例で送信される課金要求メッセージにも、上述したＡＧＷ間ハンドオーバ判定ルーチン６００で決定されたイベント種別を適用することができる。【０１４９】
例えば、図１１において、ハンドオーバ手順１０５の直後に、図１９に示したステップ１４３〜１５４が実行される。従って、Ｓ−ＡＮは、ＡＧＷ間ハンドオーバ判定ルーチン６００Ｓで決定したイベント種別コードを、図１１のステップに１０６Ａで送信される課金終了要求（Accounting Request (Stop, HO)）に適用できる。【０１５０】
図２５は、ＡＧＷＣ４０が記憶部４２のファイル領域に形成するユーザ情報管理テーブル７００の１例を示す。
ユーザ情報管理テーブル７００は、ユーザＩＤ７０１をもつ複数のテーブルエントリからなる。ここに示したユーザ情報管理テーブル７００は、ユーザ認証用管理テーブルと課金処理用管理テーブルとを兼用しており、各テーブルエントリは、認証情報フィールド７０２と、ユーザプロフィール・フィールド７０３と、ＱｏＳ情報フィールド７０４と、ＭＳＫフィールド７０５と、課金情報フィールド７０６からなっている。課金情報フィールド７０６には、サービス開始時刻、サービス時間、送信データ量など、複数の情報項目が記憶される。【０１５１】
本実施例では、ＡＧＷＣ４０は、ＡＡＡサーバ３から、認証要求応答（EAP success）メッセージを受信した時点で、受信メッセージが示すユーザＩＤと対応するテーブルエントリをユーザ情報管理テーブル７００に追加し、このテーブルエントリに、受信メッセージから抽出した認証情報、ユーザプロフィール、ＱｏＳ、ＭＳＫを記憶する。また、ＡＧＷＣ４０は、ユーザ認証手順の実行後にＡＧＷから課金要求メッセージを受信した時、ユーザ情報管理テーブル７００から、受信メッセージが示すユーザＩＤと対応するテーブルエントリを検索し、サービス開始時刻を記憶して、上記ユーザＩＤと対応した課金処理を開始する。【０１５２】
ＡＧＷＣ４０は、何れかのＡＧＷから、イベント種別が「HO」を示す認証要求メッセージを受信した時、上記ユーザ情報管理テーブル７００に記憶してある認証情報、ユーザプロフィール情報を適用して、ユーザ再認証手順を実行する。また、ＡＧＷＣ４０は、何れかのＡＧＷから、イベント種別が「HO」を示す課金終了要求メッセージを受信した時、上記ユーザ情報管理テーブル７００から、受信メッセージが示すユーザＩＤと対応するテーブルエントリを検索して、課金情報フィールド７０６の内容を受信メッセージが示す課金情報に基づいて更新する。【０１５３】
ＡＧＷＣ４０は、何れかのＡＧＷから、イベント種別が「Close」を示す課金終了要求メッセージを受信した時、上記ユーザ情報管理テーブル７００から、受信メッセージが示すユーザＩＤと対応するテーブルエントリを検索し、課金情報フィールド７０６の内容を受信メッセージが示す課金情報に応じて更新した後、ＵＤＲに更新された課金情報を含む課金終了要求メッセージをＡＡＡサーバ３に送信する。課金処理が完了して、不要となったテーブルエントリは、この時点でユーザ情報管理テーブル７００から削除すればよい。また、第３、第５実施例のように、主ＡＧＷＣのアドレスを他のＡＧＷＣに通知する実施例の場合は、主ＡＧＷＣが、この時点で他のＡＧＷＣに、特定ユーザＩＤについての課金終了を通知することによって、主ＡＧＷＣとしてのタスクを終了できる。【０１５４】
以上、ＡＧＷＣを課金処理に適用した実施例と、ユーザ認証に適用した実施例とに分けて説明したが、一般的に、１つのＡＴをコアネットワークに接続する場合、ユーザ認証と課金処理の両方が並列的に実行されるため、本発明を適用することによって、ＡＧＷ間ハンドオーバ発生時のＡＡＡサーバ負荷を大幅に低減できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明は、ユーザ認証／アクセス認可／課金サーバのような管理サーバを含む無線通信ネットワークに有効となる。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明が適用される無線通信ネットワークの構成例を示す図。
【図２】複数のＡＧＷを含む従来の無線通信ネットワークの構成例を示す図。
【図３】図２に示した従来の無線通信ネットワークで実行される課金制御のための通信シーケンスの１例を示す図。
【図４】図２に示した従来の無線通信ネットワークにおいて実行されるユーザ認証のための通信シーケンスの１例を示す図。
【図５】本発明が適用される無線通信ネットワークの別の構成例を示す図。
【図６】移動局（ＡＴ）３０の１実施例を示す図。
【図７】基地局（ＡＮ）２０の１実施例を示す図。
【図８】アクセスゲートウェイ（ＡＧＷ）５の１実施例を示す図。
【図９】図１に示したスタンドアロン型のＡＧＷＣ４０の１実施例を示す図。
【図１０】図５に示したＡＧＷＣ一体型のＡＧＷ６の１実施例を示す図。
【図１１】本発明の第１実施例を示す課金制御のための通信シーケンス図。
【図１２】第１実施例において、ＡＧＷとＡＧＷＣとの間で送受信される課金制御メッセージ２８０のフォーマットの１例を示す図。
【図１３】第１実施例において、ＡＧＷＣ４０の制御部４１が実行する課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００のフローチャート。
【図１４】本発明の第２実施例を示す課金制御のための通信シーケンス図。
【図１５】第２実施例において、ＡＧＷＣ４０の制御部４１が実行する課金制御メッセージ受信処理ルーチン４００Ａのフローチャート。
【図１６】本発明の第３実施例を示す課金制御のための通信シーケンス図。
【図１７】本発明の第４実施例で使用される認証制御メッセージ２９０のフォーマットの１例を示す図。
【図１８】第４実施例において、ＡＧＷＣ４０の制御部４１が実行する認証制御メッセージ受信処理ルーチン５００のフローチャート。
【図１９】本発明の第４実施例を示すユーザ認証制御のための通信シーケンス図。
【図２０】本発明の第５実施例を示すユーザ認証制御のための通信シーケンス図。
【図２１】第５実施例において、ＡＧＷＣ４０の制御部４１が実行する認証制御メッセージ受信処理ルーチン５００Ａのフローチャート。
【図２２】第５実施例の変形例を示す通信シーケンス図。
【図２３】ＡＮ２０の制御部２１が実行するＡＧＷ間ハンドオーバ判定ルーチン６００Ｔのフローチャート。
【図２４】ＡＮ２０の制御部２１が実行するＡＧＷ間ハンドオーバ判定ルーチン６００Ｓのフローチャート。
【図２５】ＡＧＷＣ４０が備えるユーザ情報管理テーブル７００の１例を示す図。
【符号の説明】
【０１５７】
１：コアネットワーク、２：ホームエージェント（ＨＡ）、３：ＡＡＡサーバ、４：アクセスゲートウェイ（ＡＧＷ）、１０：無線リソース制御装置（ＲＮＣ）、２０：基地局（ＡＮ）、３０：移動局（ＡＴ）、４０：アクセスゲートウェイ制御装置（ＡＧＷＣ）、
２１、３１、４１、５１：制御部、２２、３２、４２、５２：記憶部、
３３、４３、５３：ユーザインタフェース、２４、５４：ＲＡＮインタフェース、
４５、５５：ネットワークインタフェース、２５、３５：アンテナ、
２６、３６：ＲＦ部、２７、３７：ＩＦ信号処理部、２８、３８：ＢＢ信号処理部、
２９、３９、４９、５９：内部バス、６０：プロセッサ間インタフェース。
【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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【国際調査報告】
2009118980.tif 000028
2009118980.tif 000029
2009118980.tif 000030
2009118980.tif 000031