(57)【要約】    【課題】      端末に新たなミドルウェアを搭載することなく、端末の移動管理を異なる方法で実現する異種網間で高速にシームレス・ハンドオーバを行うことができる異種網間接続方法及びそのシステムを提供する。    【解決手段】  ＨＡとＷＬＡＮ ＡＮとを仲介するＰＤＧ１０２に配されたＦＡがＷＬＡＮエリア内のＵＥからのトンネル設定要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換し、ＨＡとＧＧＳＮに配されたＦＡが３ＧＰＰシステム内のＵＥからのＰＤＰコンテキスト生成要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換する。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１通信システムと、第１通信システムとは異なる第２通信システムとを接続する異種網間接続方法であって、
第１通信システムの上位装置に設けられた第１フォーリンエージェントが第１通信システムで用いられるプロトコルをモバイルＩＰに変換し、第２通信システムの上位装置に設けられた第２フォーリンエージェントが第２通信システムで用いられるプロトコルをモバイルＩＰに変換することを特徴とする異種網間接続方法。
【請求項２】
ＷＬＡＮシステムとホームエージェントとを仲介するパケットデータゲートウェイに設けられた第１フォーリンエージェントがＷＬＡＮエリア内の移動端末からのトンネル設定要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換し、３ＧＰＰシステムのＧＧＳＮに設けられた第２フォーリンエージェントが３ＧＰＰシステム内の移動端末からのＰＤＰコンテキスト生成要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換することを特徴とする請求項１に記載の異種網間接続方法。
【請求項３】
第１通信システムと、第１通信システムとは異なる第２通信システムとを接続する異種網間接続システムであって、
第１通信システムの上位装置に設けられ、第１通信システムで用いられるプロトコルをモバイルＩＰに変換する第１フォーリンエージェント、
第２通信システムの上位装置に設けられ、第２通信システムで用いられるプロトコルをモバイルＩＰに変換する第２フォーリンエージェントと、
を具備することを特徴とする異種網間接続システム。
【請求項４】
前記第１フォーリンエージェントは、ＷＬＡＮシステムとホームエージェントとを仲介するパケットデータゲートウェイに設けられ、ＷＬＡＮエリア内の移動端末からのトンネル設定要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換し、
前記第２フォーリンエージェントは、３ＧＰＰシステムのＧＧＳＮに設けられ、３ＧＰＰシステム内の移動端末からのＰＤＰコンテキスト生成要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換する
ことを特徴とする請求項３に記載の異種網間接続システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種網間接続方法及び異種網間接続システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、第４世代移動通信システムへの移行技術として、現在の第３世代（３Ｇ）移動通信システムと無線ローカルエリアネットワーク(Wireless Local Area Network：ＷＬＡＮ)とを融合させて、３Ｇシステムの有する広範囲に及ぶ通信エリアと、ＷＬＡＮシステムの持つ広帯域のアクセスとをユーザに提供する３Ｇ／ＷＬＡＮインターワーキング技術が注目されている。そして、３Ｇ／ＷＬＡＮ間の異なる無線アクセス方式をユーザが意識することなく移動することを可能にするシームレス・ハンドオーバ技術が非特許文献１等に提案されている。
【０００３】
非特許文献１には、モバイルＩＰを利用した３ＧネットワークとＷＬＡＮネットワークとの異種網間の移動管理方法が示されている。以下、非特許文献１に開示された異種網間接続システムのネットワーク構成について図５を用いて説明する。
【０００４】
図５に示すように、３Ｇネットワークにおけるフォーリンエージェント（Foreign Agent：ＦＡ）をＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）に、ＷＬＡＮインターワークシステムにおけるＦＡをアクセスルータ（ＧＷ：Gateway）に配している。また、端末のホームアドレスと気付けアドレスの対応関係を管理するホームエージェント（Home Agent：ＨＡ）をパケットデータネットワーク（Packet Data Network：ＰＤＮ）上に配している。
【０００５】
ここで、ＵＥ（User Equipment）は、３Ｇネットワークにおいてサービスを受けており、やがてＷＬＡＮエリアに移動するものとする。移動後のＷＬＡＮにおける位置登録更新処理について図６を用いて説明する。
【０００６】
図６において、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）１１では、ＵＥがＷＬＡＮネットワークに移動し、ＳＴ１２では、ＵＥがＷＬＡＮでの認証手続きを行い、アクセス許可が下りれば、ＳＴ１３において、ＷＬＡＮエリアにおけるＦＡを探索するために、エージェント探索パケットを送出する。
【０００７】
ＳＴ１４では、ＦＡ（アクセスルータ）がＵＥにエージェント広告を送り返すことにより、ＵＥは気付けアドレス（ＣｏＡ：Care of Address）を取得し、ＳＴ１５において、ＵＥはＦＡから取得したエージェント広告を契機に、ＨＡに向けた登録要求をＦＡに対して行う。
【０００８】
ＳＴ１６では、ＦＡがＵＥから受信した登録要求の中から、ＵＥのＭＡＣアドレス、ホームアドレス及び気付けアドレスの組を抽出し、自ノードのテーブルに記憶する。ＳＴ１７では、ＦＡがＨＡに対してＵＥの登録要求を代理して行う。
【０００９】
ＳＴ１８では、ＨＡがＦＡから受信したＵＥの登録要求の中から、ＵＥのホームアドレスと気付けアドレスの組を抽出し、自ノードのテーブルに記憶する。ＳＴ１９では、ＨＡがＦＡに対して登録応答を送出し、ＳＴ２０では、ＦＡがＨＡから送出された登録応答をＵＥへ転送する。
【００１０】
このように上述した手順により、ＵＥの位置登録が更新される。これにより、ＨＡは、通信相手（Correspondent Node：ＣＮ）からＵＥのホームアドレスを宛先アドレスとするパケットを受信すると、自ノードのテーブルを参照して、受信したパケットの転送先を決定する。この場合、転送先はＦＡ（アクセスルータ）であることが分かるので、宛先アドレスをＦＡとし、送信元アドレスをＨＡとして、受信したＩＰパケットをＩＰｉｎＩＰでカプセリングし、そのＩＰパケットをＦＡに対して送信する。
【００１１】
ＦＡは、ＨＡからカプセリングされたパケットを受信し、受信したパケットのデカプセリングを行うことにより、元のＩＰパケットを抽出する。そして、抽出したＩＰパケットをＵＥに対して送信する。
【００１２】
この一連のモバイルＩＰに基づく位置管理により、ＵＥは通信を継続したまま、異種網間の移動を完了することができる。
【非特許文献１】Apostolis K. Salkintzis, Chad Fors and Rajesh Pazhyannur, “WLAN-GPRS integration for next-generation mobile data networks”, IEEE Wireless Communications, vol.9, no.5 October 2002, pp.112-124
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した非特許文献１に記載の技術では、移動端末が３ＧシステムとＷＬＡＮシステムとの間でシームレス・ハンドオーバを行う場合、モバイルＩＰを実現するためのミドルウェアを端末（ＵＥ）に新規に搭載する必要があり、ソフトウェア開発量が増えることから端末コストの増大を招いてしまう。
【００１４】
また、アクセスするネットワークに特有のアクセス手順（認証、端末及びゲートウェイ装置間のトンネル設定など）を行ってから、上記モバイルＩＰによる位置管理処理を行うため、ハンドオーバを完了させるまでの時間が長くなってしまう。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、端末に新たなミドルウェアを搭載することなく、端末の移動管理を異なる方法で実現する異種網間で高速にシームレス・ハンドオーバを行うことができる異種網間接続方法及び異種網間接続システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の異種網間接続方法は、第１通信システムと、第１通信システムとは異なる第２通信システムとを接続する異種網間接続方法であって、第１通信システムの上位装置に設けられた第１フォーリンエージェントが第１通信システムで用いられるプロトコルをモバイルＩＰに変換し、第１通信システムとは異なる第２通信システムの上位装置に設けられた第２フォーリンエージェントが第２通信システムで用いられるプロトコルをモバイルＩＰに変換するようにした。
【００１７】
この方法によれば、移動端末が第１通信システムで用いられるプロトコル及び第２通信システムで用いられるプロトコルといった既存のプロトコルを用いて第１通信システムと第２通信システムとの間でシームレス・ハンドオーバを行うことができるので、モバイルＩＰを実現するための新たなミドルウェアを移動端末に新規に搭載する必要がなく、また、アクセスするネットワークに特有のアクセス手順を省くことができるので、高速にハンドオーバを行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、端末に新たなミドルウェアを搭載することなく、端末の移動管理を異なる方法で実現する異種網間で高速にシームレス・ハンドオーバを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る異種網間接続システムのネットワーク構成図である。この異種網間接続システムは、３ＧとＷＬＡＮの異なるアクセス方式を共通の３Ｇコアネットワークで収容し、ユーザにシームレスな接続を提供するシステムである。
【００２１】
ＵＥ１０１は、ＷＬＡＮネットワークにアクセスするために３ＧＰＰ加入者により利用され、ＵＳＩＭ（Universal Subscriber Identity Module）カードを装備する。ＷＬＡＮ ＵＥは、その構成、動作及びソフトウェア環境がＷＬＡＮカード、ＵＩＣＣ（Universal Integrated Circuit Card）カード読取り装置及び適切なソフトウェア・アプリケーションを備えたラップトップ・コンピュータ、またはＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のようなターミナルのタイプでもよい。
【００２２】
ＵＥ１０１は以下の機能を有する。ＷＬＡＮへの登録、ＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）方式に基づいたＷＬＡＮアクセス認証、ローカルＩＰアドレスの取得、ＰＤＧへのセキュアなトンネルの確立、リモートＩＰアドレスの取得、オペレータＰＳドメインにおいて提供されたサービスへのアクセスなどである。
【００２３】
パケット・データ・ゲートウェイ（Packet Data Gateway：ＰＤＧ）１０２は、３ＧＰＰ ＰＳドメインとＷＬＡＮ ＡＮとのアクセスを仲介するものであり、３ＧＰＰ ＰＳベース・サービスは、３ＧコアネットワークにおけるＰＤＧを介してアクセスされる。ＰＤＧ１０２は以下の機能を有する。ＷＬＡＮ ＵＥへのＷＬＡＮ ＵＥのリモートＩＰアドレスの割当て（1つもまだ割り付けられていない場合）、ＷＬＡＮ ＵＥから要求されたＵＥとＰＤＧ間のセキュアなトンネルの確立、ＷＬＡＮ-３Ｇ接続ユーザへの（から）パケット・データのルーティング、ＭＩＰのＦＡ機能などである。
【００２４】
次に、上記構成を有する異種網間接続システムにおいて、ＵＥ１０１が３Ｇネットワークでサービスを受けており、やがてＷＬＡＮエリアに移動するものとし、移動後のＷＬＡＮにおける位置登録更新処理について図２を用いて説明する。
【００２５】
図２において、ＵＥ１０１はＷＬＡＮエリアの検出を行い、検出後の通信をそのＷＬＡＮエリアを介して行うことを決定する。そして、ＵＥ１０１とＷＬＡＮ ＡＮとの間でＷＬＡＮ認証処理が行われ、ＷＬＡＮ ＡＮだけで認証手続きが完了しない場合には、３ＧネットワークのＡＡＡとも連携して認証処理を完了させる。
【００２６】
認証が成功裡に終了したＵＥ１０１は、ＷＬＡＮ ＡＮからＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）により、ＷＬＡＮ ＡＮ内をルーティングするために必要なＩＰアドレス（以下、「ローカルＩＰ」という）を取得する。その後、通信中の相手ノード（ＣＮ）からのパケットの到着を保証するゲートウェイ（ＰＤＧ１０２）を検索（モバイルＩＰのＦＡ検索に相当）するために、ＤＮＳ（Domain Name System）からＰＤＧのＩＰアドレスを取得する。
【００２７】
検索したＰＤＧ１０２とＵＥ１０１の間のネットワークは、公衆網を介して接続されることも想定され、ＰＤＧ１０２とＵＥ１０１の間にはＩＰｓｅｃ（IP security）などを利用してセキュアな通信を行うことが考えられる。そのような場合には、ＲＦＣ２４０９に記述されたＩＫＥ（Internet Key Exchange）などを利用して、ＰＤＧ１０２とＵＥ１０１の間でセキュアトンネルが設定される。このＩＫＥによるセキュアトンネル設定手順の最後に、ＰＤＧ１０２はトンネルを設定すべきＵＥ１０１との間に正しくトンネルが設定されたかどうかを確認するため、ＵＥ１０１のユーザ認証を行う。このユーザ認証パケットにＵＥ１０１の認証情報が含まれており、ＰＤＧ１０２はその情報をもとにホーム網のＡＡＡとの間でユーザ認証を行う。
【００２８】
ＵＥ１０１からユーザ認証要求（トンネル確立要求）を受けたＰＤＧ１０２が、図３に示すようにプロトコル変換部３０１でＵＥ１０１からのトンネル確立要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換する。ここで、ＰＤＧ１０２は現在ＵＥ１０１が使用しているＨＡ（Home Agent）のアドレスを知らないので、Ｄｉａｍｅｔｅｒ処理部３０２に対して、ＡＡＡにＵＥ１０１が現在使用しているＨＡアドレスを問い合わせるように指示（ＡＡ−Ｍｏｂｉｌｅ−Ｎｏｄｅ−Ｒｅｑｕｅｓｔ）する。
【００２９】
ＵＥ１０１が属するホーム網のＡＡＡは、ＰＤＧ１０２からのＤｉａｍｅｔｅｒパケット（ＨＡ検索要求パケット）を受信することにより、ＵＥ１０１が現在使用しているＨＡのアドレス及びホームアドレス（以下、「リモートＩＰ」という）を導き出し、その結果をＰＤＧ１０２に対して通知（ＡＡ−Ｍｏｂｉｌｅ−Ｎｏｄｅ−Ａｎｓｗｅｒ）する。
【００３０】
ＡＡＡからリモートＩＰアドレス及びＨＡアドレスが通知されたＰＤＧ１０２は、ＵＥ１０１からのトンネル確立要求によって生成したモバイルＩＰの位置登録要求パケットの所定の領域に、取得したリモートＩＰアドレス及びＨＡアドレスを格納し、ＨＡへのモバイルＩＰの位置登録要求としてモバイルＩＰ処理部３０３から送出する。
【００３１】
このため、ＨＡにおける処理は通常のモバイルＩＰと同様となり、ＨＡはＵＥ１０１宛のパケットをＰＤＧ１０２に向けて送出するようになる。また、ＨＡからモバイルＩＰの位置登録応答を受信したＰＤＧ１０２は、ＵＥ１０１とのセキュアトンネルを確立するために、ＵＥ１０１のローカルＩＰとリモートＩＰの組を記憶するとともに、ＵＥ１０１に対してユーザ認証応答（トンネル確立応答）パケットを送出する。
【００３２】
以上の動作により、ＨＡからＰＤＧ１０２へ転送されたＵＥ１０１宛のパケットは、ＰＤＧ１０２からローカルＩＰによるセキュアトンネルを通ってＵＥ１０１に到達する。
【００３３】
次に、ＵＥ１０１がＷＬＡＮエリアにおいてサービスを受けており、やがてＷＬＡＮエリアを離れて、３Ｇネットワーク経由でサービスを継続して受ける場合、３Ｇネットワークにおける位置登録更新処理について図４を用いて説明する。
【００３４】
図４において、ＵＥ１０１がＷＬＡＮエリアから遠ざかるなどして、ＷＬＡＮ経由でのサービス継続がこれ以上困難であることを検出し、３Ｇネットワークのパケット交換ドメインに登録（ＧＰＲＳアタッチ）を行う。ただし、ＵＥがＷＬＡＮ経由で通信中においてもＧＰＲＳアタッチを行っていた場合にはＧＰＲＳアタッチは不要である。
【００３５】
ＧＰＲＳアタッチ処理が完了したＵＥ１０１は、３Ｇネットワーク側の機器（ＳＧＳＮ）との間でセッションを管理するための処理（ＰＤＰコンテキスト活性化要求）を行う。
【００３６】
ＵＥ１０１からＰＤＰコンテキスト活性化要求を受けたＳＧＳＮは、３Ｇパケット交換ドメインのゲートウェイとなる機器（ＧＧＳＮ）に対して、同様にセッション管理のための処理（ＰＤＰコンテキスト生成要求）を行う。
【００３７】
ＰＤＰコンテキスト生成要求を受けたＧＧＳＮは、図３に示すようにプロトコル変換部３０１でＳＧＳＮからのＰＤＰコンテキスト生成要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換する。ここで、ＧＧＳＮは現在ＵＥ１０１が使用しているＨＡのアドレスを知らないので、Ｄｉａｍｅｔｅｒ処理部３０２に対して、ＡＡＡにＵＥ１０１が現在使用しているＨＡアドレスを問い合わせるように指示（ＡＡ−Ｍｏｂｉｌｅ−Ｎｏｄｅ−Ｒｅｑｕｅｓｔ）する。
【００３８】
ＵＥ１０１が属するホーム網のＡＡＡは、ＧＧＳＮからのＤｉａｍｅｔｅｒパケット（ＨＡ検索要求パケット）を受信することにより、ＵＥ１０１が現在使用しているＨＡのアドレス及びユーザＩＰアドレスを導き出し、その結果をＧＧＳＮに対して通知（ＡＡ−Ｍｏｂｉｌｅ−Ｎｏｄｅ−Ａｎｓｗｅｒ）する。
【００３９】
ＡＡＡからユーザＩＰアドレス及びＨＡアドレスが通知されたＧＧＳＮは、ＳＧＳＮからのＰＤＰコンテキスト生成要求によって生成したモバイルＩＰの位置登録要求パケットの所定の領域に、取得したユーザＩＰアドレス及びＨＡアドレスを格納し、ＨＡへのモバイルＩＰの位置登録要求としてモバイルＩＰ処理部３０３から送出する。
【００４０】
このため、ＨＡにおける処理は通常のモバイルＩＰと同様となり、ＨＡはＵＥ１０１宛のパケットをＧＧＳＮに向けて送出するようになる。また、ＨＡからモバイルＩＰの位置登録応答を受信したＧＧＳＮは、ＵＥ１０１のセッションを管理するためのＰＤＰコンテキストを保持するとともに、ＳＧＳＮに対してＰＤＰコンテキスト生成応答パケットを送出する。さらに、ＳＧＳＮも同様にＵＥ１０１のためのＰＤＰコンテキストを保持するとともに、ＵＥ１０１に対してＰＤＰコンテキスト活性化受け付けパケットを送出する。
【００４１】
以上の動作により、ＨＡからＧＧＳＮへ転送されたＵＥ１０１宛のパケットは、ＧＧＳＮにおいてモバイルＩＰのトンネルが終端されて、既存の３ＧネットワークプロトコルによってＵＥ１０１まで転送される。
【００４２】
なお、上記の実施の形態では、３ＧネットワークとＷＬＡＮネットワークの切り替えを、エリア移動により行うことを例に説明したが、ネットワークの混雑度合いや使用料金の高低などの理由により網切り替えを行ってもよい。
【００４３】
また、ＵＥから送出されたトンネル確立要求、ＳＧＳＮから送出されたＰＤＰコンテキスト生成要求からモバイルＩＰの位置登録要求に変換する際に、ＰＤＧおよびＧＧＳＮはユーザが使用するＨＡアドレスを知らないことを例に説明したが、何らかの手段により予めＨＡアドレスを知っており、ＤｉａｍｅｔｅｒによるＨＡアドレス解決手段を介さずに、直接ＨＡに対して変換したモバイルＩＰの位置登録要求を送出してもよい。
【００４４】
このように本実施の形態によれば、ＦＡがＵＥからのトンネル確立要求及びＳＧＳＮからのＰＤＰコンテキスト生成要求をモバイルＩＰにおける位置登録要求に変換することにより、ＵＥは既存のプロトコルを用いて３ＧシステムとＷＬＡＮシステムとの間でシームレス・ハンドオーバを行うことができるので、モバイルＩＰを実現するための新たなミドルウェアを端末に新規に搭載する必要がなく、また、アクセスするネットワークに特有のアクセス手順を省くことができるので、高速にハンドオーバを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明にかかる異種網間接続方法及び異種網間接続システムは、端末に新たなミドルウェアを搭載することなく、端末の移動管理を異なる方法で実現する異種網間で高速にシームレス・ハンドオーバを行うことができ、３ＧネットワークとＷＬＡＮネットワークとの異種網からなるシステムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係る異種網間接続システムのネットワーク構成図
【図２】ＷＬＡＮにおける位置登録更新処理を示すシーケンス図
【図３】ＦＡの内部構成を示すブロック図
【図４】３Ｇネットワークにおける位置登録更新処理を示すシーケンス図
【図５】非特許文献１に開示された異種網間接続システムのネットワーク構成図
【図６】図５に示すＷＬＡＮにおける位置登録更新処理を示すシーケンス図
【符号の説明】
【００４７】
１０１  ＵＥ
１０２  ＰＤＧ
３０１  プロトコル変換部
３０２  Ｄｉａｍｅｔｅｒ処理部
３０３  モバイルＩＰ処理部
【図１】
2006197107.tif 000003
【図２】
2006197107.tif 000004
【図３】
2006197107.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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