(57)【要約】  高速ハンドオフのためにＭＡＧ間トンネリング・プロトコルを使用して、通信システム上のモビリティ・アクセス・ゲートウェイ間でモバイル・ノードの接続を移行するためのシステムおよび方法。プロトコルは、プロトコル・スタック上のＩＰ層または別の層において予め構成されたまたは動的なプロトコルを使用することができる。高方向トンネリング機構において、プロトコルおよびシステムは、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間双方向トンネリング機構をサポートする。
2013507092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル・ノードの接続が第１の外部ネットワークから第２の外部ネットワークに移行しているハンドオフ移行期間中、モバイル・ノードとの通信をサポートするための方法であって、
前記第１の外部ネットワーク上の第１のモバイル・ゲートウェイを提供するステップであって、前記第１の外部ネットワークが前記モバイル・ノードへの接続をサポートし、ホーム・ネットワーク上のホーム・エージェントと前記モバイル・ノードとの間の通信をサポートする、ステップと、
前記第１のモバイル・ゲートウェイと第２のモバイル・ゲートウェイとの間のセッション・コンテキストおよびキー情報の交換に基づいて、接続の移行の間、前記第１のモバイル・ゲートウェイと第２のモバイル・ゲートウェイとの間のトンネルを作るステップであって、前記第２のモバイル・ゲートウェイが前記第２の外部ネットワークに位置しており、前記ホーム・ネットワークとの前記モバイル・ノードの接続が前記第２の外部ネットワークに移行されている、ステップと、
前記ハンドオフ移行期間中、前記トンネルを介してアップリンク通信パケットを前記モバイル・ノードから前記第１のモバイル・ゲートウェイ、および前記第２のモバイル・ゲートウェイに送信するステップであって、前記第１のモバイル・ゲートウェイがその後前記アップリンク通信パケットを前記ホーム・エージェントに転送する、ステップと、
前記ハンドオフ移行期間中、前記ホーム・エージェントから前記第１のモバイル・ゲートウェイにダウンリンク通信パケットを送信するステップであって、前記第１のモバイル・ゲートウェイが、前記モバイル・ノードへのその後の転送のために、前記トンネルを介して前記ダウンリンク通信を前記第２のモバイル・ゲートウェイに転送する、ステップと、
前記ホーム・ネットワーク上の前記ホーム・エージェントにハンドオフ終了メッセージを送信し、前記第１のモバイル・ゲートウェイとの前記モバイル・ノードの関連をキャンセルし、前記第２の外部ネットワーク上の前記第２のモバイル・ゲートウェイとの前記モバイル・ノードの関連を確立するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の外部ネットワークが、無線アクセス・ネットワークを介して前記モバイル・ノードに結合されている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の外部ネットワークが、パケットベースのアクセス・ネットワークを介して前記モバイル・ノードに結合されている請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記トンネルが、各モバイル・ノード通信セッションの開始によって確立される予め構成されたトンネルおよびメッセージ・コンテキスト情報に基づいて確立される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記トンネルが、前記第１の外部ネットワークと前記第２の外部ネットワークとの間の情報交換に基づいて動的に確立される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ハンドオフ終了メッセージが、前記ホーム・エージェントに送信されるプロキシ・バインディング更新メッセージである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ハンドオフ終了メッセージが、前記第２の外部ネットワークとの新しい接続を非移行にするように一時的な寿命が調整されなければならないことを示す請求項１に記載の方法。
【請求項８】
モバイル・ノードの接続が第１の外部ネットワークから第２の外部ネットワークに移行しているハンドオフ移行期間中、モバイル・ノードとの通信をサポートするための方法であって、
前記第１の外部ネットワーク上の第１のモバイル・ゲートウェイを提供するステップであって、前記第１の外部ネットワークが無線アクセス・ネットワークを介した前記モバイル・ノードへの接続をサポートし、ホーム・ネットワーク上のホーム・エージェントと前記モバイル・ノードとの間の通信をサポートする、ステップと、
前記第１のモバイル・ゲートウェイと第２のモバイル・ゲートウェイとの間のセッション・コンテキストおよびキー情報の交換に基づいて、接続の移行の間、前記第１のモバイル・ゲートウェイと第２のモバイル・ゲートウェイとの間のトンネルを作るステップであって、前記第２のモバイル・ゲートウェイが前記第２の外部ネットワークに位置しており、前記ホーム・ネットワークとの前記モバイル・ノードの接続が前記第２の外部ネットワークに移行されており、前記第２の外部ネットワークが無線アクセス・ネットワークを介して前記モバイル・ノードへの通信をサポートする、ステップと、
前記ハンドオフ移行期間中、前記トンネルを介してアップリンク通信パケットを前記モバイル・ノードから前記第１のモバイル・ゲートウェイ、および前記第２のモバイル・ゲートウェイに送信するステップであって、前記第１のモバイル・ゲートウェイがその後前記アップリンク通信パケットを前記ホーム・エージェントに転送する、ステップと、
前記ハンドオフ移行期間中、前記ホーム・エージェントから前記第１のモバイル・ゲートウェイにダウンリンク通信パケットを送信するステップであって、前記第１のモバイル・ゲートウェイが前記モバイル・ノードへのその後の転送のために、前記トンネルを介して前記ダウンリンク通信を前記第２のモバイル・ゲートウェイに転送する、ステップと、
前記ホーム・ネットワーク上の前記ホーム・エージェントにハンドオフ終了メッセージを送信し、前記第１のモバイル・ゲートウェイとの前記モバイル・ノードの関連をキャンセルし、前記第２の外部ネットワーク上の前記第２のモバイル・ゲートウェイとの前記モバイル・ノードの関連を確立するステップと
を含む方法。
【請求項９】
前記トンネルが、各モバイル・ノード通信セッションの開始によって確立される予め構成されたトンネルおよびメッセージ・コンテキスト情報に基づいて確立される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記トンネルが、前記第１の外部ネットワークと前記第２の外部ネットワークとの間の情報交換に基づいて動的に確立される請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ハンドオフ終了メッセージが、前記ホーム・エージェントに送信されるプロキシ・バインディング更新メッセージである請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ハンドオフ終了メッセージが、前記第２の外部ネットワークとの新しい接続を非移行にするように一時的な寿命が調整されなければならないことを示す請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
モバイル・ノードの接続が第１の外部ネットワークから第２の外部ネットワークに移行しているハンドオフ移行期間中、モバイル・ノードとの通信をサポートする通信システムであって、
前記第１の外部ネットワーク上の第１のモバイル・ゲートウェイであって、前記第１の外部ネットワークが前記モバイル・ノードへの接続をサポートし、ホーム・ネットワーク上のホーム・エージェントと前記モバイル・ノードとの間の通信をサポートする、ステップと、
前記第１のモバイル・ゲートウェイと第２のモバイル・ゲートウェイとの間のトンネルであって、前記トンネルが、前記第１のモバイル・ゲートウェイと第２のモバイル・ゲートウェイとの間のセッション・コンテキストおよびキー情報の交換に基づいて、接続の移行の間に作成され維持され、前記第２のモバイル・ゲートウェイが前記第２の外部ネットワークに位置しており、前記ホーム・ネットワークとの前記モバイル・ノードの接続が前記第２の外部ネットワークに移行されている、ステップと、
前記トンネルを介して前記モバイル・ノードから前記第１のモバイル・ゲートウェイ、および前記第２のモバイル・ゲートウェイでアップリンク通信パケットを受信することによって、前記第１のモバイル・ゲートウェイが、前記ハンドオフ移行期間中、アップリンク通信パケット転送をサポートするステップあって、前記第１のモバイル・ゲートウェイがその後アップリンク通信パケットを前記ホーム・エージェントに転送する、ステップと、
前記ホーム・エージェントから前記第１のモバイル・ゲートウェイでダウンリンク通信パケットを受信することによって、前記第１のモバイル・ゲートウェイが、前記ハンドオフ移行期間中、ダウンリンク通信パケット転送をサポートするステップであって、前記第１のモバイル・ゲートウェイが、前記モバイル・ノードへのその後の転送のために、前記トンネルを介して前記ダウンリンク通信を前記第２のモバイル・ゲートウェイに転送する、ステップと、
前記ホーム・エージェントが、前記ホーム・ネットワーク上の前記ホーム・エージェントで受信されたハンドオフ終了メッセージを処理するとき、前記ハンドオフ・プロトコルの移行を終了するステップであって、前記終了メッセージが、前記第１のモバイル・ゲートウェイとの前記モバイル・ノードの関連をキャンセルし、前記第２の外部ネットワーク上の前記第２のモバイル・ゲートウェイとの前記モバイル・ノードの関連を確立する、ステップと
を含む通信システム。
【請求項１４】
前記第１の外部ネットワークが、無線アクセス・ネットワークを介して前記モバイル・ノードに結合されている請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の外部ネットワークが、無線アクセス・ネットワークを介して前記モバイル・ノードに結合されている請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記トンネルが、各モバイル・ノード通信セッションの開始によって確立される予め構成されたトンネルおよびメッセージ・コンテキスト情報に基づいて確立される請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記トンネルが、前記第１の外部ネットワークと前記第２の外部ネットワークとの間の情報交換に基づいて動的に確立される請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記ハンドオフ終了メッセージが、前記ホーム・エージェントに送信されるプロキシ・バインディング更新メッセージである請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記ハンドオフ終了メッセージが、前記第２の外部ネットワークとの新しい接続を非移行にするように一時的な寿命が調整されなければならないことを示す請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の外部ネットワークが、前記第１の外部ネットワークとのトンネルを使用すること無く、前記ホーム・エージェントにアップリンク通信を直接送信するために、前記ホーム・エージェントに登録することができる請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願データ
本出願は、２００９年１０月６日出願の仮特許出願第６１／２４８,９４３号、および２００９年１０月１４日出願の仮特許出願第６１／２５１,３９０号に関連する。米国特許法１１９（ｅ）条に基づいてこうした前の出願についての優先権を主張し、また、仮特許出願は参照により本実用特許出願に組み込まれる。
【０００２】
高速ハンドオフのためにモビリティ・アクセス・ゲートウェイ（ＭＡＧ）間トンネリング・プロトコルを使用して、通信システム上のＭＡＧ間でモバイル・ノードの接続を移行するためのシステムおよび方法。
【背景技術】
【０００３】
ＩＰベースのモバイル・システムは、少なくとも１つのモバイル・ノードと無線通信ネットワークとの間の通信を提供する。「モバイル・ノード」という用語は、モバイル通信ユニット（例えば、後でより詳しく述べるように、移動端末、「スマート・フォン」、無線接続を有するラップトップＰＣなどのノーマディック・デバイス）を含む。他の要素の中で、無線通信システムは、ホーム・ネットワークおよび外部ネットワークを含む。モバイル・ノードは、これらのネットワークを介してインターネットへの接続のそのポイントを変えることはできるが、ＩＰアドレス指定のために単一のホーム・ネットワークに常に関連付けられる。ホーム・ネットワークは、ホーム・エージェントを含み、外部ネットワークは、外部エージェントを含み、これらは両方ともそのネットワークに入り、そこから出る情報パケットのルーティングを制御する。
【０００４】
モバイル・ノード、ホーム・エージェント、および外部エージェントは、任意の特定のネットワーク構成または通信システムで使用される用語に応じて異なる名前で呼ばれ得る。例えば、「モバイル・ノード」は、例えばインターネット・アクセス、電子メール、メッセージング・サービスなど様々な特徴および機能を有する様々な型およびモデルの移動端末（「携帯電話」）によって体験され得るように、無線ネットワークへのケーブル型（例えば電話線（「ツイスト・ペア」）、イーサネット・ケーブル、光ケーブルなど）の接続、およびセルラー式ネットワークに対する直接の無線接続を有するＰＣを含む。モバイル・ノードは、時として、特定のシステム・プロバイダによって採用される用語に応じて、ユーザ機器、モバイル・ユニット、移動端末、モバイル・デバイス、または類似の名前で呼ばれる。一般的に、モバイル・ノードと通信するためのネットワークに位置し得る、モバイルまたは固定であり得る対応ノードもある。
【０００５】
また、ホーム・エージェントは、ローカル・モビリティ・アンカー、ホーム・モビリティ・マネージャ、ホーム・ロケーション・レジスタと呼ばれることがあり、外部エージェントは、モバイル・アクセス・ゲートウェイ、サービング・モビリティ・マネージャ（Ｓｅｒｖｉｎｇ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｒ）、在圏ロケーション・レジスタ（Ｖｉｓｉｔｅｄ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）、および在圏サービング・エンティティ（Ｖｉｓｉｔｉｎｇ  Ｓｅｒｖｉｎｇ  Ｅｎｔｉｔｙ）と呼ばれることがある。モバイル・ノード、ホーム・エージェント、および外部エージェントという用語は、限定的に定義されるものではなく、ホームまたは外部ネットワークに位置する他の移動通信ユニットまたは監視ルーティング・デバイスを含み得る。外部ネットワークは、サービング・ネットワークとも呼ばれ得る。
【０００６】
モバイル・ノードの登録
外部エージェントおよびホーム・エージェントは、そのエージェントと関連したローカル・ネットワーク上のすべてのノードに、エージェント広告を定期的にブロードキャストする。エージェント広告は、モバイルＩＰプロトコル（ＲＦＣ２００２）または他の任意のタイプの通信プロトコルに基づいて発行され得るネットワーク上のエージェントからのメッセージである。この広告は、モバイル・ノードに対してモビリティ・エージェント（例えばホーム・エージェント、外部エージェントなど）を一意に識別するために必要な情報を含むものとする。モバイル・ノードは、エージェント広告を検査し、モバイル・ノードがホーム・ネットワークまたは外部ネットワークに接続されているかどうかを決定する。
【０００７】
モバイル・ノードは常に、ＩＰアドレス指定のためにそのホーム・ネットワークおよびサブネットワークに関連付けられ、ホームおよび外部ネットワークに位置するルータによって情報をルーティングさせる。モバイル・ノードがそのホーム・ネットワークに位置する場合、情報パケットは、標準のアドレス指定およびルーティング方式に従ってモバイル・ノードにルーティングされる。しかし、モバイル・ノードは、外部ネットワークに在圏している場合、エージェント広告から適切な情報を取得し、外部エージェントを介してそのホーム・エージェントに登録要求メッセージ（時としてバインディング更新要求（ｂｉｎｄｉｎｇ  ｕｐｄａｔｅ  ｒｅｑｕｅｓｔ）と呼ばれる）を送信する。登録要求メッセージは、モバイル・ノードの気付アドレスを含む。登録応答メッセージ（バインディング更新肯定応答メッセージとも呼ばれる）は、登録プロセスが正常に終了したことを確認するために、ホーム・エージェントによってモバイル・ノードに送信され得る。
【０００８】
モバイル・ノードは、「気付アドレス」をホーム・エージェントに登録することによって、外部ネットワーク上のその位置に関してホーム・エージェントに通知し続ける。登録された気付アドレスは、モバイル・ノードが位置する外部ネットワークを識別し、ホーム・エージェントは、モバイル・ノードへのその後の転送のために、この登録された気付アドレスを使用して、外部ネットワークに情報パケットを転送する。ホーム・エージェントは、モバイル・ノードが外部ネットワークに位置する間にモバイル・ノードにアドレス指定された情報パケットを受信する場合、適用可能な気付アドレスを使用して外部ネットワーク上のモバイル・ノードの現在位置に情報パケットを送信する。すなわち、気付アドレスを含むこの情報パケットは次いで、気付アドレスに従って外部ネットワーク上のルータによって、外部ネットワーク上のモバイル・ノードに転送され、ルーティングされる。
【０００９】
モバイル・ノードがある外部ネットワークから別の外部ネットワークに移動するとき、時として、ホーム・エージェントまたはローカル・モビリティ・アンカーへのアドレス指定の気付の登録に関する問題に遭遇する。さらに、異なる通信アクセス・タイプ８０２．１１ｄ、８０２．１１ｇ、ＨＲＰＤ、ＷｉＦｉ、ＷｉＭａｘ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、またはＬＴＥを含み得る単一または複数の外部ネットワークにおいて複数のインターフェースがサポートされ得る。モバイル・ノードが単一または複数のネットワーク上の異なるアクセス・タイプに結合されるようになると、問題に遭遇し得る。最後に、リソース取り消し要求を拒否するモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（または外部エージェント）による決定、およびどのネットワーク・リソースを維持し、呼び出し、または予め定められた期間の間一時的に保持すべきかという決定と関連した問題を含む、ローカル・モビリティ・アンカーおよびモビリティ・エージェント・ゲートウェイによるネットワーク上でのリソースの使用の最適化に関する「ハンドオフ」手順に関する問題が生じる。
【００１０】
特に、高速「ハンドオフ」ルーチンの後にモバイル・ノードにサービス提供している新しいまたは次のＭＡＧと、高速「ハンドオフ」ルーチンの前にモバイル・ノードにサービス提供していた前または直前のＭＡＧとの間のシグナリング・プロトコルが必要である。特にＶｏＩＰなど時間に影響を受けやすい用途で、遅延、パケット損失、または割込み無く、アクティブなモバイル・ノードがパケット・データを送受信し続けるために次のＭＡＧに移行することができるように、高速「ハンドオフ」ルーチンを行うことができるようにする必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の主な目的は、モバイル・ノードのアドレス指定サポートを提供することであり、この場合、新しいシグナリング・プロトコルを使用した新しい外部ネットワーク（ｎＭＡＧ）への「高速ハンドオーバ」が存在する。さらに、本発明の主な目的は、モバイル・ノードの転送に先立ち、遅延、割込み、およびパケットの損失を回避するために、高速「ハンドオフ」ルーチンの後にモバイル・ノードにサービス提供している新しいまたは次のＭＡＧと、高速「ハンドオフ」ルーチンの前にモバイル・ノードにサービス提供していた前または直前のＭＡＧとの間に、十分なコンテキスト、通信のタイプ、および他の情報を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、高速ハンドオフのためにＭＡＧ間トンネリング・プロトコルを使用して、通信システム上のモビリティ・アクセス・ゲートウェイ間でモバイル・ノードの接続を移行するためのシステムおよび方法を提供することによって、これらの目的を達成し、これらの課題を解決する。プロトコルは、プロトコル・スタック上のＩＰ層または別の層において予め構成されたまたは動的なプロトコルを使用することができる。
【００１３】
双方向トンネリング機構において、プロトコルおよびシステムは、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間双方向トンネリング機構をサポートする。このソリューションは、モバイル・ノードとホーム・ネットワークまたはＬＭＡとの間のアップリンクおよびダウンリンクの通信転送を含む双方向トラフィックをサポートする。
【００１４】
一方向トンネリング機構において、プロトコルおよびシステムは、高速ハンドオフの間のトンネル交渉およびセットアップの論理を一時的な転送状態の作成により単純化する一方向トンネリング機構をサポートし、すべてのアップリンク・トラフィックを、ｎＭＡＧを介してモバイル・ノードからホーム・ネットワークに送信することができるが、ホーム・ネットワークからのダウンリンク・トラフィックは、ｐＭＡＧに送信され、ｎＭＡＧに転送され、次いでモバイル・ノードに送信される。代替として、プロトコルおよびシステムは、ＩＰ層によって影響を受けず、基地局間で確立され得るレイヤ２の一方向ダウンリンク・トンネルをサポートすることもできる。
【００１５】
本発明は、新しいプロトコルの適用、または従来の登録の適用から変更されたメッセージを使用して実施することができる。
【００１６】
本発明の目的および特徴は、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を添付の図面と併せ読めばより容易に理解できるようになる。図中、類似の数字は類似の要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】双方向トンネリング機構を使用する、本発明で使用されるモバイルＩＰベース通信システムを示す図である。
【図２】予め構成された双方向トンネリング機構を示すメッセージ・フローである。
【図３】高度な予め構成された双方向トンネリング機構を示すメッセージ・フローである。
【図４】動的な双方向トンネリング機構を示すメッセージ・フローである。
【図５】一方向トンネリング機構を使用する、本発明で使用されるモバイルＩＰベース通信システムを示す図である。
【図６】一方向トンネリング機構を示すメッセージ・フローである。
【図７】レイヤ２の一方向トンネリング機構を示すメッセージ・フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の目的および特徴は、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を添付の図面と併せ読めばより容易に理解できるようになる。図中、類似の数字は類似の要素を表す。
【００１９】
図１には、それぞれモバイル・モード１２５、ホーム・ネットワーク１１０、並びに外部ネットワーク１３０および１５０を含むＩＰベースのモバイル・システムの全体的なアーキテクチャが示される。図１に示されるように、ホーム・ネットワーク１１０は、ホーム・エージェントまたはローカル・モビリティ・アンカー（ＬＭＡ／ＨＡ）１１３を有する。ローカル・モビリティ・アンカー（ＬＭＡ／ＨＡ）１１３は、通信リンク１７０を介して対向ノード１７５に、通信リンク１１２によって第２の外部ネットワーク１５０上の次のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｎＭＡＧ）１５５に、および通信リンク１１５によって第１の外部ネットワーク１３０上の前のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｐＭＡＧ）１３５に結合される。ｐＭＡＧは、ホーム・ネットワークに位置していてもよい。
【００２０】
システムに対するモバイル・ノード接続のハンドオフの前に、第１の外部ネットワーク１３０上の前のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｐＭＡＧ）１３５は、アンテナ／送信機１３７に結合された基地局トランシーバ１３９から成る無線アクセス・システムおよび無線通信リンク１２７を介してモバイル・ノード１２５に結合される。前のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｐＭＡＧ）１３５は、接続１４３を介してｐＭＡＧ１３５に結合され、無線通信リンク１８１を介してモバイル・ノード１２５に結合されるインターフェース１４２によってサポートされるＷｉＭａｘまたはＷｉＦｉなどの第２の通信アクセス・タイプを使用してモバイル・ノード１２５に結合することもできる。
【００２１】
システムに対するモバイル・ノード接続のハンドオフの後、第２の外部ネットワーク１５０上の次のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｎＭＡＧ）１５５は、アンテナ／送信機１９２に結合された基地局トランシーバ１９０から成る無線アクセス・システムおよび無線通信リンク１８０を介してモバイル・ノード１２５に結合される。次のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｎＭＡＧ）１５５は、接続１４５を介してｎＭＡＧ１５５に結合され、無線通信リンク１５７を介してモバイル・ノード１２５に結合されるインターフェース１４1によってサポートされるＷｉＭａｘまたはＷｉＦｉなどの第２の通信アクセス・タイプを使用してモバイル・ノード１２５に結合することもできる。
【００２２】
モバイル・ノード１２５は、それぞれ無線通信リンク１２７、１５７、１８０、および１８１を介して外部ネットワーク１５０および１３０に電子的に結合して示されている。しかし、モバイル・ノード１２５は、外部ネットワークに結合される任意のトランシーバまたはアクセス・ネットワークと通信することができる。すなわち、通信リンク１２７および１５７は、無線送信式のリンクであるが、これらのリンクは、ネットワーク上の２つ以上のノード、またはネットワークまたは管理ドメイン上のユーザの間の任意の接続から成り得る。
【００２３】
ローカル・モビリティ・アンカー、ホーム・エージェント、および外部エージェントという用語は、モバイルＩＰプロトコル（ＲＦＣ２００２）において定義されたようなものでもよいが、これらのエージェントは、単一のプロトコルまたはシステムに制限されない。事実、ホーム・エージェントという用語は、本出願で使用される場合、ホーム・モビリティ・マネージャ、ホーム・ロケーション・レジスタ、ホーム・サービング・エンティティ、またはモバイル・ノード１２５についてのモビリティ関連の機能を管理する責任を有するホーム・ネットワーク１１０における他の任意のエージェントを指し得る。同様に、モビリティ・エージェント・ゲートウェイという用語は、本出願で使用される場合、外部エージェント、サービング・モビリティ・マネージャ、在圏ロケーション・レジスタ、在圏サービング・エンティティ、サービング・ゲートウェイ、またはモバイル・ノード１２５についてのモビリティ関連の機能を管理する責任を有する外部ネットワークにおける他の任意のエージェントを指し得る。
【００２４】
図１に示されるモバイルＩＰ通信システムにおいて、モバイル・ノード１２５は、永続的なＩＰアドレスによって識別される。モバイル・ノード１２５は、そのホーム・ネットワーク１１０に結合されるが、ホーム・ネットワーク１１０上の他の任意の固定ノードのような情報パケットを受信する。可動であるとき、モバイル・ノード１２５はそれ自体、例えばネットワーク１３０または１５０などの外部ネットワーク上に位置していてもよい。外部ネットワーク１３０または１５０に位置すると、ホーム・ネットワーク１１０は、外部ネットワーク１３０または１５０への通信を「トンネリング」することによって、モバイル・ノード１２５にデータ通信を送信する。
【００２５】
モバイル・ノード１２５は、ローカル・モビリティ・アンカー１１３に気付アドレスを登録することによって、ローカル・モビリティ・アンカー１１３にその現在の位置または外部ネットワークの関連を通知し続ける。基本的に、気付アドレスは、モバイル・ノード１２５が現在位置する外部ネットワークを表す。ローカル・モビリティ・アンカー１１３がモバイル・ノード１２５にアドレス指定された情報パケットを受信し、モバイル・ノード１２５が外部ネットワーク１３０に位置している場合、ローカル・モビリティ・アンカー１１３は、モバイル・ノード１２５へのその後の送信のために、外部ネットワーク１３０への情報パケットを「トンネル」する。ローカル・モビリティ・アンカー１１３がモバイル・ノード１２５にアドレス指定された情報パケットを受信し、モバイル・ノード１２５が外部ネットワーク１５０に位置している場合、ローカル・モビリティ・アンカー１１３は、モバイル・ノード１２５へのその後の送信のために、外部ネットワーク１３０への情報パケットを「トンネル」する。情報パケットがローカル・モビリティ・アンカー１１３によって外部エージェント１３５に転送された後、外部エージェント１３５または１５５は、（モバイル・ノードの外部ネットワーク接続に応じて）モバイル・ノード１２５の情報パケットを受信する。これらは、「ダウンリンク」通信と呼ばれる。
【００２６】
外部エージェント１３５は、外部ネットワーク１３０に接続される間にモバイル・ノード１２５によって生成される送出情報パケットのためのデフォルトのルータとして働く。モバイル・ノード１２５は、外部エージェント１３５または１５５（モバイル・ノードの外部ネットワーク接続に応じて）に送出の送信を送り、外部エージェントは、例えば対向ノード１７５など他のノード上への送信のために、ローカル・モビリティ・アンカー１１３上に通信を送る。これらは、「アップリンク」通信と呼ばれている。
【００２７】
ＬＭＡ／ＨＡ１１３は、より大きいサービス・ネットワーク、例えば３ＧＰＰ２ネットワークに結合され得る。外部エージェント１３５または１５５（モバイル・ノードの外部ネットワーク接続に応じて）は、ローカル・モビリティ・アンカー１１３にモバイル・ノード１２５の現在の気付アドレスを通知することに関与する。さらに、モバイル・ノード１２５は、ローカル・モビリティ・アンカー１１３にその現在の位置を通知することに関与することもでき、関連の外部ネットワークへの接続も要求する。モバイル・ノード１２５が外部ネットワークまたはまったく異なる外部ネットワーク上の異なるアクセス・タイプへの接続に移行（ハンドオーバ）するとき、モバイル・ノード１２５は、エージェント広告から外部ネットワークおよび／または外部エージェントのアドレスに関して適切な情報を取得する。
【００２８】
接続１９５は、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間のＩＰ層におけるＭＡＧ間トンネル接続であり、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間双方向トンネリング機構。このソリューションは、モバイル・ノードとホーム・ネットワークまたはＬＭＡとの間のアップリンクおよびダウンリンクの通信転送を含む双方向トラフィックをサポートする。
【００２９】
接続１９５、すなわちｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間のＩＰ層におけるＭＡＧ間トンネル接続は、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間双方向トンネリング機構となるところである。高速ハンドオフ・プロトコルでＥＵＴＲＡＮ  ｅＨＲＰＤ構成要素の間のトンネルを作り、確立するために、以下に述べる同じ高速ハンドオフ・プロトコルを使用することができることに留意されたい。
【００３０】
図２には、図１に示される構成要素を参照して、予め構成されたＭＡＧ間双方向トンネル・プロトコルまたはメッセージ・フローが示されている。図２で定義されるプロトコルでは、オペレータは、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間に単一の予め構成された双方向ＩＰ層トンネルを定義することができる。例えば、オペレータは、Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（ＧＲＥ）キーによるＧＲＥカプセル化／トンネリングをｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間のＩＰ層トンネリング機構として定義することができる。
【００３１】
ＭＡＧ間トンネルは、特定の順序で、または別のモビリティ・オプションを介して交換され得るＧＲＥキーに基づいて予め構成される。図２に示されるように、ステップ２１０は、ＧＲＥキーのリアクティブ・モード交換を示し、この場合、ｎＭＡＧ１５５がｐＭＡＧ１３５にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｐＭＡＧ１３５がハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｎＭＡＧ１５５に送り返し、それによってｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間で必要なＧＲＥキーが交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。あるいは、ステップ２２０に示されるＧＲＥキーのアクティブ・モード交換で、ｐＭＡＧ１３５は、ｎＭＡＧ１５５にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｎＭＡＧ１５５は、ハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｐＭＡＧ１３５に送り返し、それによってｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間で必要なＧＲＥキーが交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。この交換は、各モビリティ・セッションの初めに行われてもよく、ＧＲＥキーは、ｐＭＡＧ１３５とＬＭＡ１１３との間で使用される同じＧＲＥキーとすることができ、またはＧＲＥキーは、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間のＭＡＧ間トンネルに固有とすることができる。ＧＲＥキー以外のキーまたはトンネリングを使用することはできるが、双方向トラフィックをサポートすることが必要である。
【００３２】
図２のプロトコルについて、ダウンリンク通信は、ステップ２３０でＬＭＡ１１３からｐＭＡＧ１３５に転送され、ｐＭＡＧ１３５は、ステップ２２９でＭＡＧ間トンネル１９５を介してダウンリンク通信をｎＭＡＧ１５５に転送する。次いでｎＭＡＧ１５５は、ステップ２３２でダウンリンク通信をモバイル・ノード１２５に転送する。アップリンク通信では、モバイル・ノード１２５は、ステップ２３５で通信をｎＭＡＧ１５５に転送し、ｎＭＡＧ１５５は、ステップ２４０でＭＡＧ間トンネル１９５を介して通信パケットをｐＭＡＧ１３５に転送する。ｐＭＡＧ１３５による受信の後、ｐＭＡＧ１３５は続いて、ステップ２４５で通信パケットをＬＭＡ１１３に転送する。このプロトコルは、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間双方向トンネリング機構をサポートする。
【００３３】
このソリューションは、ハンドオフ期間中、モバイル・ノードとホーム・ネットワークまたはＬＭＡ１１３との間のアップリンクおよびダウンリンクの通信転送を含む双方向トラフィックをサポートする。ハンドオフ手順が終了し、モバイル・ノードがｎＭＡＧ１５５との接続に完全に移動した後、ｎＭＡＧ１５５は、２５０でプロキシ・バインディング更新ＰＢＵメッセージをＬＭＡ１１３に送信し、ＬＭＡ１１３は、ｎＭＡＧ１５５とのダウンリンクおよびアップリンクのそれぞれの通信の将来の方向および受信について、ｎＭＡＧ１５５とのモバイル・ノード１２５の新しい接続を示すために、その接続エントリ・テーブルを更新する。高速ハンドオフ・プロトコルでＥＵＴＲＡＮ  ｅＨＲＰＤ構成要素の間のトンネルを作り、確立するために、この同じ高速ハンドオフ・プロトコルを使用することができることに留意されたい。
【００３４】
図３には、図１に示される構成要素を参照して、高度な予め構成されたＭＡＧ間双方向トンネル・プロトコルまたはメッセージ・フローが示されている。図３で定義されるプロトコルでは、オペレータは、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間に単一の予め構成された双方向ＩＰ層トンネルを定義することができる。例えば、オペレータは、Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（ＧＲＥ）キーによるＧＲＥカプセル化／トンネリングをｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間のＩＰ層トンネリング機構として定義することができる。マッピング機能がｐＭＡＧ１３５に使用されるので、ＧＲＥ以外のキーがＭＡＧ間トンネルのために使用され得る。
【００３５】
ＭＡＧ間トンネルは、特定の順序で、または別のモビリティ・オプションを介して交換され得るＧＲＥキーに基づいて予め構成される。ｐＭＡＧ１３５は、モバイル・ノード・モビリティ・セッション・ダウンリンクおよびアップリンク・トラフィックを、ｐＭＡＧ１３５からＬＭＡ１１３への接続上のトンネリング機構からｐＭＡＧ１３５からｎＭＡＧ１５５への接続にマッピングするマッピング機能を有していなければならない。例えば、高速ハンドオフ移行期に使用されている適切なｎＭＡＧについての曖昧さまたは混乱がないように、ｐＭＡＧは、ＵＤＰカプセル化からＧＲＥカプセル化へのダウンリンク・トラフィックのマッピングをサポートすることができなければならない。ＩＰｖ４が使用される場合、トンネルＩＰアドレスのＧＲＥ端部にプライベート・アドレスが使用され得る。あるいは、ＭＡＧ間ＧＲＥトンネルの端部は、パブリックＩＰｖ４アドレスまたはｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間にネットワーク・アドレス変換（ＮＡＴ）が存在するＴＬＶを含むＩＰｖ６−ｉｎ−ＩＰｖ４ユーザ・データ・プロトコル（ＵＤＰ）を使用することができる。
【００３６】
図３に示されるように、ステップ３１０は、ＧＲＥキーのリアクティブ・モード交換を示し、この場合、ｎＭＡＧ１５５がｐＭＡＧ１３５にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｐＭＡＧ１３５がハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｎＭＡＧ１５５に送り返し、それによってｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間で必要なＧＲＥキーが交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。あるいは、ステップ３２０に示されるＧＲＥキーのアクティブ・モード交換で、ｐＭＡＧ１３５は、ｎＭＡＧ１５５にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｎＭＡＧ１５５は、ハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｐＭＡＧ１３５に送り返し、それによってｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間で必要なＧＲＥキーが交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。
【００３７】
この交換は、各モビリティ・セッションの初めに行われてもよく、ＧＲＥキーは、ｐＭＡＧ１３５とＬＭＡ１１３との間で使用される同じＧＲＥキーとすることができ、またはＧＲＥキーは、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間のＭＡＧ間トンネルに固有とすることができる。ＧＲＥキー以外のキーまたはトンネリングを使用することはできるが、双方向トラフィックをサポートすることが必要である。ｐＭＡＧ１３５は、ダウンリンク・トラフィックの接続をＵＤＰカプセル化からＧＲＥカプセル化にマッピングするため、モバイル・ノード１２５への適切なｎＭＡＧ１５５についての曖昧さまたは混乱はない。
【００３８】
図３のプロトコルについて、ダウンリンク通信は、ステップ３３０でＬＭＡ１１３からｐＭＡＧ１３５に転送され、ｐＭＡＧ１３５は、マッピング機能を使用して、ステップ３２９でＭＡＧ間トンネル１９５を介してダウンリンク通信をｎＭＡＧ１５５に転送する。次いでｎＭＡＧ１５５は、ステップ３３２でダウンリンク通信をモバイル・ノード１２５に転送する。アップリンク通信では、モバイル・ノード１２５は、ステップ３３５で通信をｎＭＡＧ１５５に転送し、ｎＭＡＧ１５５は、ステップ３４０でＭＡＧ間トンネル１９５を介して通信パケットをｐＭＡＧ１３５に転送する。ｐＭＡＧ１３５による受信の後、ｐＭＡＧ１３５は続いて、ステップ３４５でアップリンク通信パケットをＬＭＡ１１３に転送する。
【００３９】
このプロトコルは、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間双方向トンネリング機構をサポートする。このソリューションは、ハンドオフ期間中、モバイル・ノードとホーム・ネットワークまたはＬＭＡ１１３との間のアップリンクおよびダウンリンクの通信転送を含む双方向トラフィックをサポートする。ハンドオフ手順が終了し、モバイル・ノードがｎＭＡＧ１５５との接続に完全に移動した後、ｎＭＡＧ１５５は、３５０でプロキシ・バインディング更新ＰＢＵメッセージをＬＭＡ１１３に送信し、ＬＭＡ１１３は、ｎＭＡＧ１５５とのダウンリンクおよびアップリンクのそれぞれの通信の将来の方向および受信について、ｎＭＡＧ１５５とのモバイル・ノード１２５の新しい接続を示すために、その接続エントリ・テーブルを更新する。高速ハンドオフ・プロトコルでＥＵＴＲＡＮ  ｅＨＲＰＤ構成要素の間のトンネルを作り、確立するために、この同じ高速ハンドオフ・プロトコルを使用することができることに留意されたい。
【００４０】
図４には、図１に示される構成要素を参照して、動的なＭＡＧ間双方向トンネル・プロトコルまたはメッセージ・フローが示されている。図４で定義されるプロトコルでは、新しいトンネリング・タイプ・モビリティ・オプションは、高速ハンドオフ・シグナリング・メッセージで使用されるべきｐＭＡＧ１３５とＬＭＡ１１３との間の現在のモビリティ・セッションごとのトンネリング機構に関する情報を運ぶために、通信システムにおいて定義される。トンネリング機構は、高速ハンドオーバ・シグナリング・メッセージを使用して交渉され、ｎＭＡＧ１５５に伝えられるものとして、ｐＭＡＧ１３５とＬＭＡ１１３との間のモビリティ・セッションごとに定義される。交渉されたトンネリング・タイプは、高速ハンドオフ・シグナリングを使用してｐＭＡＧ１３５からｎＭＡＧ１５５に伝えられ、トンネルを作るために使用されるハンドオフ・モードおよびリアクティブまたはアクティブ・モードに応じて決まり得る。
【００４１】
交渉されたトンネリング・タイプは、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間の双方向ＩＰ層トンネルを作るために使用され、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間のＩＰ層トンネリング機構としてのＧｅｎｅｒｉｃ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（ＧＲＥ）キーによるＧＲＥカプセル化／トンネリングがサポートされ得る。
【００４２】
ＭＡＧ間トンネル・オプションは、ｐＭＡＧ１３５とＬＭＡ１１３との間に送信されて、高速ハンドオフ・シグナリング・メッセージで使用される。最終的なトンネリング・タイプは、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間の通信において定義される。ＦＭＩＰｖ６シグナリング・メッセージが使用される場合、以下のように、トンネリング・タイプ・オプションが含まれる。（１）ｐＭＡＧ１３５は、リアクティブ・モードでｎＭＡＧ１５５に送信されるＨＡＣＫメッセージにトンネリング・タイプ・オプションを含める、または（２）ｐＭＡＧは、アクティブ・モードで、ハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージでトンネリング・タイプ・オプションを伝える、または（３）ｐＭＡＧは、モビリティ・セッション・コンテキスト転送情報の一部として、トンネリング・タイプ・オプションを伝える。
【００４３】
図４に示されるように、ステップ４１０は、動的双方向トンネルのリアクティブ・モード交渉を示し、ｎＭＡＧ１５５がｐＭＡＧ１３５にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｐＭＡＧ１３５がハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｎＭＡＧ１５５に送り返し、それによってｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間で必要なキー情報が交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。ｎＭＡＧ１５５は、高速ハンドオーバ・プロトコルを開始する場合（リアクティブ・モード）、ＧＲＥキーを含まなければならず、ＧＲＥカプセル化が必要とされない、または異なるトンネリング機構が使用される場合、ｐＭＡＧ１３５は、ＧＲＥキー・オプションを含むこと無く（リアクティブ・モード）、ハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージを承認しなければならない。ｐＭＡＧ１３５は、ＧＲＥキー・オプションが含まれている状態で、ハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージを承認することによって、ＧＲＥキーによるＧＲＥカプセル化を余儀なくさせることができる。
【００４４】
あるいは、ステップ４２０に示されるＧＲＥキーのアクティブ・モード交換で、ｐＭＡＧ１３５は、ｎＭＡＧ１５５にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｎＭＡＧ１５５は、ハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｐＭＡＧ１３５に送り返し、それによってｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間で必要なＧＲＥキーが交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。アクティブ・モードにおいて、ｐＭＡＧ１３５は、トンネリング・タイプ・オプションをハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージに含み、またそのトンネリングに必要なすべてのものを含む。例えば、ｐＭＡＧは、トンネリング・タイプ・オプションまたはモビリティ・セッション・コンテキストの一部としてＵＤＰタイプ・トンネリングのユーザ・データ・プロトコル（ＵＤＰ）ポート番号を含み得る。ｐＭＡＧ１３５は、ＧＲＥキーによるＧＲＥカプセル化を余儀なくさせるために含まれるダウンリンクＧＲＥキーを有するＧＲＥキー・オプションを含んでいてもよく、ＧＲＥキー・オプションは、ネットワーク・アクセス変換の構成要素がｎＭＡＧ１５５とｐＭＡＧ１３５との間にないことを、ｎＭＡＧ１５５が高速ハンドオフ・シグナリングを介して動的に発見した状況において使用され得る。その場合、ｎＭＡＧは、アップリンクＧＲＥキーを有するＧＲＥキー・オプションを良好なＨＡＣＫメッセージに含める。また、ＴＬＶトンネリング・タイプを有するＩＰｖ６−ｉｎ−ＩＰｖ４ＵＤＰの場合、ＭＡＧ間トンネルを介して使用されるこのタイプのトンネリングとＧＲＥキーを交換するためにも、ＧＲＥキー・オプションが使用され得る。
【００４５】
動的なトンネルの作成は、モビリティ・セッションごとに行われ、必要なキーおよびコンテキスト情報がｐＭＡＧ１３５とＬＭＡ１１３との間で交換され、キーおよびトンネルは、ｐＭＡＧ１３５とｎＭＡＧ１５５との間のＭＡＧ間トンネルに固有である。ＧＲＥキー以外のキーまたはトンネリングを使用することはできるが、双方向トラフィックをサポートすることが必要である。
【００４６】
図４のプロトコルについて、ダウンリンク通信は、ステップ４３０でＬＭＡ１１３からｐＭＡＧ１３５に転送され、ｐＭＡＧ１３５は、マッピング機能を使用して、ステップ４２９でＭＡＧ間トンネル１９５を介してダウンリンク通信をｎＭＡＧ１５５に転送する。次いでｎＭＡＧ１５５は、ステップ４３２でダウンリンク通信をモバイル・ノード１２５に転送する。アップリンク通信では、モバイル・ノード１２５は、ステップ４３５で通信をｎＭＡＧ１５５に転送し、ｎＭＡＧ１５５は、ステップ４４０でＭＡＧ間トンネル１９５を介して通信パケットをｐＭＡＧ１３５に転送する。ｐＭＡＧ１３５による受信の後、ｐＭＡＧ１３５は続いて、ステップ４４５でアップリンク通信パケットをＬＭＡ１１３に転送する。
【００４７】
このプロトコルは、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間双方向トンネリング機構をサポートする。このソリューションは、ハンドオフ期間中、モバイル・ノードとホーム・ネットワークまたはＬＭＡ１１３との間のアップリンクおよびダウンリンクの通信転送を含む双方向トラフィックをサポートする。ハンドオフ手順が終了し、モバイル・ノードがｎＭＡＧ１５５との接続に完全に移動した後、ｎＭＡＧ１５５は、４５０でプロキシ・バインディング更新ＰＢＵメッセージをＬＭＡ１１３に送信し、ＬＭＡ１１３は、ｎＭＡＧ１５５とのダウンリンクおよびアップリンクのそれぞれの通信の将来の方向および受信について、ｎＭＡＧ１５５とのモバイル・ノード１２５の新しい接続を示すために、その接続エントリ・テーブルを更新する。高速ハンドオフ・プロトコルでＥＵＴＲＡＮ  ｅＨＲＰＤ構成要素の間のトンネルを作り、確立するために、同じ高速ハンドオフ・プロトコルを使用することができることに留意されたい。
【００４８】
図５に、それぞれモバイル・モード５２５、ホーム・ネットワーク５１０、並びに外部ネットワーク５３０および５５０を含むＩＰベースのモバイル・システムの全体のアーキテクチャが示される。図５に示されるように、ホーム・ネットワーク５１０は、ホーム・エージェントまたはローカル・モビリティ・アンカー（ＬＭＡ／ＨＡ）５１３を有する。ローカル・モビリティ・アンカー（ＬＭＡ／ＨＡ）５１３は、通信リンク５７０を介して対向ノード５７５に、通信リンク５１２によって第２の外部ネットワーク５５０上の次のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｎＭＡＧ）５５５に、および通信リンク５１５によって第１の外部ネットワーク５３０上の前のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｐＭＡＧ）５３５に結合される。
【００４９】
システムに対するモバイル・ノード接続のハンドオフの前に、第１の外部ネットワーク５３０上の前のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｐＭＡＧ）５３５は、アンテナ／送信機５３７に結合された基地局トランシーバ５３９から成る無線アクセス・システムおよび無線通信リンク５２７を介してモバイル・ノード５２５に結合される。前のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｐＭＡＧ）５３５は、接続５４３を介してｐＭＡＧ５３５に結合され、無線通信リンク５８１を介してモバイル・ノード５２５に結合されるインターフェース５４２によってサポートされるＷｉＭａｘまたはＷｉＦｉなどの第２の通信アクセス・タイプを使用してモバイル・ノード５２５に結合することもできる。
【００５０】
システムに対するモバイル・ノード接続のハンドオフの後、第２の外部ネットワーク５５０上の次のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｎＭＡＧ）５５５は、アンテナ／送信機５９２に結合された基地局トランシーバ５９０から成る無線アクセス・システムおよび無線通信リンク５８０を介してモバイル・ノード５２５に結合される。次のモビリティ・エージェント・ゲートウェイ（ｎＭＡＧ）５５５は、接続５４５を介してｎＭＡＧ１５５に結合され、無線通信リンク５５７を介してモバイル・ノード５２５に結合されるインターフェース５４１によってサポートされるＷｉＭａｘまたはＷｉＦｉなどの第２の通信アクセス・タイプを使用してモバイル・ノード５２５に結合することもできる。
【００５１】
モバイル・ノード５２５は、それぞれ無線通信リンク５２７、５５７、５８０、および５８１を介して外部ネットワーク５５０および５３０に電子的に結合して示される。しかし、モバイル・ノード５２５は、外部ネットワークに結合される任意のトランシーバまたはアクセス・ネットワークと通信することができる。すなわち、通信リンク５２７および５５７は、無線送信式のリンクであるが、これらのリンクは、ネットワーク上の２つ以上のノード、またはネットワークまたは管理ドメイン上のユーザの間の任意の接続から成り得る。
【００５２】
ローカル・モビリティ・アンカー、ホーム・エージェント、および外部エージェントという用語は、モバイルＩＰプロトコル（ＲＦＣ２００２）において定義されたようなものでもよいが、これらのエージェントは、単一のプロトコルまたはシステムに制限されない。事実、ホーム・エージェントという用語は、本出願で使用される場合、ホーム・モビリティ・マネージャ、ホーム・ロケーション・レジスタ、ホーム・サービング・エンティティ、またはモバイル・ノード５２５についてのモビリティ関連の機能を管理する責任を有するホーム・ネットワーク５１０における他の任意のエージェントを指し得る。同様に、モビリティ・エージェント・ゲートウェイという用語は、本出願で使用される場合、外部エージェント、サービング・モビリティ・マネージャ、在圏ロケーション・レジスタ、在圏サービング・エンティティ、サービング・ゲートウェイ、またはモバイル・ノード５２５についてのモビリティ関連の機能を管理する責任を有する外部ネットワークにおける他の任意のエージェントを指し得る。
【００５３】
図１に示されるモバイルＩＰ通信システムにおいて、モバイル・ノード５２５は、永続的なＩＰアドレスによって識別される。モバイル・ノード５２５は、そのホーム・ネットワーク５１０に結合されるが、ホーム・ネットワーク５１０上の他の任意の固定ノードのような情報パケットを受信する。可動であるとき、モバイル・ノード５２５はそれ自体、例えばネットワーク５３０または５５０などの外部ネットワーク上に位置していてもよい。外部ネットワーク５３０または５５０に位置すると、ホーム・ネットワーク５１０は、外部ネットワーク５３０または５５０への通信を「トンネリング」することによって、モバイル・ノード５２５にデータ通信を送信する。
【００５４】
モバイル・ノード５２５は、ローカル・モビリティ・アンカー５１３に気付アドレスを登録することによって、ローカル・モビリティ・アンカー５１３にその現在の位置または外部ネットワークの関連を通知し続ける。基本的に、気付アドレスは、モバイル・ノード５２５が現在位置する外部ネットワークを表す。ローカル・モビリティ・アンカー５１３がモバイル・ノード５２５にアドレス指定された情報パケットを受信し、モバイル・ノード５２５が外部ネットワーク５３０に位置している場合、ローカル・モビリティ・アンカー５１３は、モバイル・ノード５２５へのその後の送信のために、外部ネットワーク５３０への情報パケットを「トンネル」する。ローカル・モビリティ・アンカー５１３がモバイル・ノード５２５にアドレス指定された情報パケットを受信し、モバイル・ノード５２５が外部ネットワーク５５０に位置している場合、ローカル・モビリティ・アンカー５１３は、モバイル・ノード５２５へのその後の送信のために、外部ネットワーク５５０への情報パケットを「トンネル」する。情報パケットがローカル・モビリティ・アンカー５１３によって外部エージェント５３５に転送された後、外部エージェント５３５または５５５は、（モバイル・ノードの外部ネットワーク接続に応じて）モバイル・ノード５２５の情報パケットを受信する。ｐＭＡＧ５３５が、高速ハンドオーバ移行の間にも、入って来る情報パケットのためのデフォルトのルータとしても役立つ場合。モバイル・ノード５２５に対するこれらの通信は、「ダウンリンク」通信と呼ばれている。
【００５５】
外部エージェントｐＭＡＧ５３５は、外部ネットワーク５３０に接続される間、および高速ハンドオフ移行の間に、モバイル・ノード５２５によって生成される送出情報パケットのためのデフォルトのルータとして働く。モバイル・ノード５２５は、外部エージェント５３５または５５５（モバイル・ノードの外部ネットワーク接続に応じて）に送出の送信を送り、外部エージェントは、例えば対向ノード５７５など他のノード上への送信のために、ローカル・モビリティ・アンカー５１３上に通信を送る。モバイル・ノード５２５からのこれらの通信は、「アップリンク」通信と呼ばれている。
【００５６】
ＬＭＡ／ＨＡ５１３は、より大きいサービス・ネットワーク、例えば３ＧＰＰ２ネットワークに結合され得る。外部エージェント５３５または５５５（モバイル・ノードの外部ネットワーク接続に応じて）は、ローカル・モビリティ・アンカー５１３にモバイル・ノード５２５の現在の気付アドレスを通知することに関与する。さらに、モバイル・ノード５２５は、ローカル・モビリティ・アンカー５１３にその現在の位置を通知することに関与することもでき、関連の外部ネットワークへの接続も要求する。モバイル・ノード５２５が外部ネットワークまたはまったく異なる外部ネットワーク上の異なるアクセス・タイプへの接続に移行（ハンドオーバ）するとき、モバイル・ノード５２５は、エージェント広告から外部ネットワークおよび／または外部エージェントのアドレスに関して適切な情報を取得する。
【００５７】
接続５９５は、ｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間のＩＰ層のＭＡＧ間トンネル接続であり、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間一方向トンネリング機構。このソリューションは、モバイル・ノードとホーム・ネットワークまたはＬＭＡとの間のモバイル・ノードへのアップリンクまたはダウンリンクの通信転送（ただし両方ではない）を含む一方向トラフィックをサポートする。接続５９５、すなわちｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間のＩＰ層のＭＡＧ間トンネル接続は、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間一方向トンネリング機構となるところである。高速ハンドオフ・プロトコルでＥＵＴＲＡＮ  ｅＨＲＰＤ構成要素の間のトンネルを作り、確立するために、以下に述べる同じ高速ハンドオフ・プロトコルを使用することができることに留意されたい。
【００５８】
図６には、図５に示される構成要素を参照して、動的なＭＡＧ間双方向トンネル・プロトコルまたはメッセージ・フローが示されている。図６で定義されるプロトコルでは、高速ハンドオフ・シグナリング・メッセージで使用される現在のモビリティ・セッションごとの一方向トンネリング機構に関する情報を運ぶために、新しいトンネリング・タイプがｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間に確立される。このトンネリング機構は、高速ハンドオフ・プロトコル中、モバイル・ノードからＬＭＡ５１３にアップリンク・トラフィックを直接転送するために、ｎＭＡＧ５５５がｎＭＡＧ５５５の一時的な転送状態を作り出すことができるようにＰＭＩＰｖ６が強化された状態で使用される。ダウンリンク・トラフィックは、ｐＭＡＧ５３５を介してルーティングされて送信され、ｐＭＡＧ５３５は、トラフィックをｎＭＡＧ５５５に、次いで一方向のダウンリンク・トラフィックとしてモバイル・ノード５２５にルーティングする。
【００５９】
高速ハンドオーバ・シグナリング・メッセージを使用した、交渉され、ｎＭＡＧ５５５に伝えられるｐＭＡＧ５３５とＬＭＡ５１３との間のトンネル。交渉されたトンネリング・タイプは、高速ハンドオフ・シグナリングを使用してｐＭＡＧ５３５からｎＭＡＧ５５５に伝えられ、トンネルを作るために使用されるハンドオフ・モードおよびリアクティブまたはアクティブ・モードに応じて決まり得る。ｎＭＡＧ５５５は、ＬＭＡ５１３のためのモバイル・ノード５２５モビリティ・セッションをアンカーし、ｐＭＡＧ５３５を介して送信されるとき、モバイル・ノード５２５へのダウンリンクのバインディング状態を維持しながら、ＬＭＡがｎＭＡＧ５５５からアップリンク・トラフィックを受け入れることができる状態を作るために、高速ハンドオーバ手順の間、ＬＭＡ５１３にプロキシ・バインディング更新（ＰＢＵ）メッセージを送信する。
【００６０】
交渉されたトンネリング・タイプは、ダウンリンク・トラフィックのためのｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間の一方向ＩＰ層トンネルを作るために使用される。ｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間のＩＰ層トンネリング機構としてのＧｅｎｅｒｉｃ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（ＧＲＥ）キーによるＧＲＥカプセル化／トンネリングがサポートされ得る。ｎＭＡＧ５５５からのＰＢＵがモバイル・ノード５２５からのアップリンク・トラフィックに使用され、ｎＭＡＧ５５５は、ＬＭＡ５１３へのＰＢＵメッセージの一部として、モバイル・ノードＩＤ、ＬＭＡ  ＩＰアドレス、および他の情報を必要とする。ＰＢＵは、この情報が利用可能となるまで、ｎＭＡＧ５５５によって送信することはできないが、この情報は、ｐＭＡＧ５３５からＨＡＣＫメッセージで送信され得る。ｎＭＡＧ５５５は、この情報を受信するとすぐ、ＰＢＵを送信し、ＬＭＡ５１３からプロキシ・バインディング肯定応答メッセージＰＢＡを受信することができ、ＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信するとすぐ、ｎＭＡＧ５５５はＬＭＡ５１３にアップリンク通信を送信し始めることができる。
【００６１】
ＭＡＧ間トンネル・オプションは、ｐＭＡＧ５３５とＬＭＡ５１３との間に送信されて、高速ハンドオフ・シグナリング・メッセージで使用される。最終的なトンネリング・タイプは、ｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間の通信において定義される。以下のように、トンネリング・タイプ・オプションが含まれる。（１）ｐＭＡＧ５３５は、リアクティブ・モードでｎＭＡＧ５５５に送信されるＨＡＣＫメッセージにトンネリング・タイプ・オプションおよびトンネル・タイプ固有のパラメータを含める。ｎＭＡＧ５５５は、例えばダウンリンクＧＲＥキーなどトンネル固有のパラメータによって、モバイル・ノードを示すＭＡＧ間インターフェース上のルーティング・テーブル項目を作成する。
【００６２】
ｎＭＡＧ５５５は、ＭＡＧ間トンネルを介してトンネル伝送されたパケットを受け入れ、カプセルから取り出し始め、適切なアクセス・ネットワーク・ノード（ｎＡＮ）に接続されたモバイル・ノードにこれらのパケットを転送する。ハンドオフ手順が終了し、モバイル・ノードがｎＭＡＧ１５５との接続に完全に移動した後、ｎＭＡＧ５５５は、プロキシ・バインディング更新ＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信し、ＬＭＡ５１３は、ｎＭＡＧ１５５とのダウンリンクおよびアップリンクのそれぞれの通信の将来の方向および受信について、ｎＭＡＧ５５５とのモバイル・ノード５２５の新しい接続を示すために、その接続エントリ・テーブルを更新する。あるいは、一時的な状態が期限切れになった後、ｎＭＡＧ５５５は一時的な寿命を延長するために更新メッセージを送信することができ、これは、ｎＭＡＧ５５５が一方向ＩＰ層トンネルを削除するようｐＭＡＧ５３５に伝えることができるので、静的な構成可能な寿命期間を作るより効率的であり得る。
【００６３】
ハンドオフ手順を終了するために、ｐＭＡＧ５３５は、寿命がゼロのＬＭＡ５１３に登録解除メッセージを送信することができ、またはＬＭＡは、送信ＢＲＩメッセージをｐＭＡＧ５３５に送信することができる。ＬＭＡ５１３は、モバイル・ノード５２５が移動したことを示すために、ｐＭＡＧ５３５からＢＲＩメッセージを受信する場合、そのキャッシュ・エントリ・テーブルを更新する。これらのメッセージは、モバイル・ノードが移動したことをｐＭＡＧ５３５に知らせ、バインディング・キャッシュ・エントリ・テーブルが回避され得る一時的な状態は、ｎＭＡＧ５５５がＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信することができることであり、これは、ＬＭＡ５１３がそのバインディング・キャッシュ・エントリ・テーブルを更新して、モバイル・ノード５２５についてのｎＭＡＧ５５５からのアップリンク通信トラフィックの受容を可能にすることができる。これらのプロトコルは、上記の図２および図３に記載されている予め構成されたＩＰトンネル作成および維持と共に使用することもできる。
【００６４】
図６に示されるように、ステップ６１０は、動的な双方向トンネルのリアクティブ・モード交渉を示し、この場合、ｎＭＡＧ５５５がｐＭＡＧ５３５にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｐＭＡＧ５３５がハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｎＭＡＧ５５５に送り返し、それによってｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間で必要なキー情報が交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。ｎＭＡＧ１５５は、高速ハンドオーバ・プロトコルを開始する場合（リアクティブ・モード）、ＧＲＥキーを含まなければならず、ＧＲＥカプセル化が必要とされない、または異なるトンネリング機構が使用される場合、ｐＭＡＧ５３５は、ＧＲＥキー・オプションを含むこと無く（リアクティブ・モード）、ハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージを承認しなければならない。ｐＭＡＧ５３５は、ＧＲＥキー・オプションが含まれている状態で、ハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージを承認することによって、ＧＲＥキーによるＧＲＥカプセル化を余儀なくさせることができる。
【００６５】
あるいは、ステップ６２０に示されるＧＲＥキーのアクティブ・モード交換で、ｐＭＡＧ５３５は、ｎＭＡＧ５５５にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｎＭＡＧ５５５は、ハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｐＭＡＧ５３５に送り返し、それによってｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間で必要なＧＲＥキーが交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。アクティブ・モードにおいて、ｐＭＡＧ５３５は、トンネリング・タイプ・オプションをハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージに含み、またそのトンネリング・タイプに必要なすべてのものを含む。例えば、ｐＭＡＧは、トンネリング・タイプ・オプションまたはモビリティ・セッション・コンテキストの一部としてＵＤＰタイプ・トンネリングのユーザ・データ・プロトコル（ＵＤＰ）ポート番号を含み得る。ｐＭＡＧ１３５は、ＧＲＥキーによるＧＲＥカプセル化を余儀なくさせるために含まれるダウンリンクＧＲＥキーを有するＧＲＥキー・オプションを含んでいてもよく、ＧＲＥキー・オプションは、ネットワーク・アクセス変換の構成要素がｎＭＡＧ５５５とｐＭＡＧ５３５との間にないことを、ｎＭＡＧ５５５が高速ハンドオフ・シグナリングを介して動的に発見した状況において使用され得る。その場合、ｎＭＡＧは、アップリンクＧＲＥキーを有するＧＲＥキー・オプションを良好なＨＡＣＫメッセージに含める。
【００６６】
ステップ６１０または６２０のいずれかが行われた後、ｎＭＡＧ５５５は、ＬＭＡ５１３にＰＢＵメッセージを送信し、ＬＭＡ５１３からＰＢＡメッセージを受信し、これはすなわちステップ６２５に示されるＰＢＵ／ＰＢＡ交換である。アップリンク・トラフィックをｎＭＡＧ５５５からＬＭＡ５１３に直接送信することができるように、このＰＢＵメッセージングによってＬＭＡ５１３はそのエントリ・テーブルを更新することができる。
【００６７】
ダウンリンク・トラフィックについては、動的なトンネルの作成は、モビリティ・セッションごとに行われ、必要なキーおよびコンテキスト情報がｐＭＡＧ５３５とＬＭＡ５１３との間で交換され、キーおよびトンネルは、ｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間のＭＡＧ間トンネルに固有である。ＧＲＥキー以外のキーまたはトンネリングは、一方向ダウンリンク・トラフィックをサポートするために使用することができる。
【００６８】
図６のプロトコルについて、ダウンリンク通信は、ステップ６３０でＬＭＡ５１３からｐＭＡＧ５３５に転送され、ｐＭＡＧ５３５は、ステップ６３５でＭＡＧ間トンネル５９５を介してダウンリンク通信をｎＭＡＧ５５５に転送する。次いでｎＭＡＧ５５５は、ステップ６４０でダウンリンク通信をモバイル・ノード５２５に転送する。アップリンク通信では、モバイル・ノード５２５は、ステップ６４５で通信をｎＭＡＧ５５５に転送し、ｎＭＡＧ５５５は、ステップ６４７でアップリンク通信パケットをＬＭＡ５１３に転送する。
【００６９】
このプロトコルは、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＭＡＧへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間一方向トンネリング機構をサポートする。このソリューションは、ＬＭＡ５１３とモバイル・ノード５２５との間のダウンリンクの通信転送を含む一方向トラフィックをサポートし、ハンドオフ期間中、ｎＭＡＧ５５５がアップリンク通信トラフィックをホーム・ネットワークまたはＬＭＡ１１３に直接送信する。
【００７０】
ハンドオフ手順が終了し、モバイル・ノードがｎＭＡＧ５５５との接続に完全に移動した後、ｎＭＡＧ５５５は、ステップ６５０でプロキシ・バインディング更新ＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信し、ＬＭＡ５１３は、ｎＭＡＧ５５５とのダウンリンクおよびアップリンクのそれぞれの通信の将来の方向および受信について、ｎＭＡＧ５５５とのモバイル・ノード５２５の新しい接続を示すために、その接続エントリ・テーブルを更新する。あるいは、一時的な状態が期限切れになった後、ステップ６５０で、ｎＭＡＧ５５５は一時的な寿命を延長するために更新メッセージを送信することができ、これは、ｎＭＡＧ５５５が一方向ＩＰ層トンネルを削除するようｐＭＡＧ５３５に伝えることができるので、静的な構成可能な寿命期間を作ることより効率的であり得る。
【００７１】
ハンドオフ手順を終了するために、ｐＭＡＧ５３５は、ステップ６５５で寿命がゼロのＬＭＡ５１３に登録解除メッセージを送信することができ、またはＬＭＡは、ステップ６５５でＢＲＩメッセージをｐＭＡＧ５３５に送信することができる。ＬＭＡ５１３は、モバイル・ノード５２５が移動したことを示すために、ｐＭＡＧ５３５からＢＲＩメッセージを受信する場合、そのキャッシュ・エントリ・テーブルを更新する。これらのメッセージは、モバイル・ノードが移動したことをｐＭＡＧ５３５に知らせ、バインディング・キャッシュ・エントリ・テーブルが回避され得る一時的な状態は、ｎＭＡＧ５５５がＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信することができることであり、これは、ＬＭＡ５１３がそのバインディング・キャッシュ・エントリ・テーブルを更新して、モバイル・ノード５２５についてのｎＭＡＧ５５５からのアップリンク通信トラフィックの受容を可能にすることができる。
【００７２】
図６には、図５に示される構成要素を参照して、動的なＭＡＧ間双方向トンネル・プロトコルまたはメッセージ・フローが示されている。図６で定義されるプロトコルでは、高速ハンドオフ・シグナリング・メッセージで使用される現在のモビリティ・セッションごとの一方向トンネリング機構に関する情報を運ぶために、新しいトンネリング・タイプがｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間に確立される。このトンネリング機構は、高速ハンドオフ・プロトコル中、モバイル・ノードからＬＭＡ５１３にアップリンク・トラフィックを直接転送するために、ｎＭＡＧ５５５がｎＭＡＧ５５５の一時的な転送状態を作り出すことができるようにＰＭＩＰｖ６が強化された状態で使用される。ダウンリンク・トラフィックは、ｐＭＡＧ５３５を介してルーティングされて送信され、ｐＭＡＧ５３５は、トラフィックをｎＭＡＧ５５５に、次いで一方向のダウンリンク・トラフィックとしてモバイル・ノード５２５にルーティングする。
【００７３】
高速ハンドオーバ・シグナリング・メッセージを使用した、交渉され、ｎＭＡＧ５５５に伝えられるｐＭＡＧ５３５とＬＭＡ５１３との間のトンネル。交渉されたトンネリング・タイプは、高速ハンドオフ・シグナリングを使用してｐＭＡＧ５３５からｎＭＡＧ５５５に伝えられ、トンネルを作るために使用されるハンドオフ・モードおよびリアクティブまたはアクティブ・モードに応じて決まり得る。ｎＭＡＧ５５５は、ＬＭＡ５１３のためのモバイル・ノード５２５モビリティ・セッションをアンカーし、ｐＭＡＧ５３５を介して送信されるとき、モバイル・ノード５２５へのダウンリンクのバインディング状態を維持しながら、ＬＭＡがｎＭＡＧ５５５からアップリンク・トラフィックを受け入れることができる状態を作るために、高速ハンドオーバ手順の間、ＬＭＡ５１３にプロキシ・バインディング更新（ＰＢＵ）メッセージを送信する。
【００７４】
交渉されたトンネリング・タイプは、ダウンリンク・トラフィックのためのｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間の一方向ＩＰ層トンネルを作るために使用される。ｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間のＩＰ層トンネリング機構としてのＧｅｎｅｒｉｃ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（ＧＲＥ）キーによるＧＲＥカプセル化／トンネリングがサポートされ得る。ｎＭＡＧ５５５からのＰＢＵがモバイル・ノード５２５からのアップリンク・トラフィックに使用され、ｎＭＡＧ５５５は、ＬＭＡ５１３へのＰＢＵメッセージの一部として、モバイル・ノードＩＤ、ＬＭＡ  ＩＰアドレス、および他の情報を必要とする。ＰＢＵは、この情報が利用可能となるまで、ｎＭＡＧ５５５によって送信することはできないが、この情報は、ｐＭＡＧ５３５からＨＡＣＫメッセージで送信され得る。ｎＭＡＧ５５５は、この情報を受信するとすぐ、ＰＢＵを送信し、ＬＭＡ５１３からプロキシ・バインディング肯定応答メッセージＰＢＡを受信することができ、ＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信するとすぐ、ｎＭＡＧ５５５はＬＭＡ５１３にアップリンク通信を送信し始めることができる。
【００７５】
ＭＡＧ間トンネル・オプションは、ｐＭＡＧ５３５とＬＭＡ５１３との間に送信されて、高速ハンドオフ・シグナリング・メッセージで使用される。最終的なトンネリング・タイプは、ｐＭＡＧ５３５とｎＭＡＧ５５５との間の通信において定義される。以下のように、トンネリング・タイプ・オプションが含まれる。（１）ｐＭＡＧ５３５は、リアクティブ・モードでｎＭＡＧ５５５に送信されるＨＡＣＫメッセージにトンネリング・タイプ・オプションおよびトンネル・タイプ固有のパラメータを含める。ｎＭＡＧ５５５は、例えばダウンリンクＧＲＥキーなどトンネル固有のパラメータによって、モバイル・ノードを示すＭＡＧ間インターフェース上のルーティング・テーブル項目を作成する。
【００７６】
ｎＭＡＧ５５５は、ＭＡＧ間トンネルを介してトンネル伝送されたパケットを受け入れ、カプセルから取り出し始め、適切なアクセス・ネットワーク・ノード（ｎＡＮ）に接続されたモバイル・ノードに、これらのパケットを転送する。ハンドオフ手順が終了し、モバイル・ノードがｎＭＡＧ５５５との接続に完全に移動した後、ｎＭＡＧ５５５は、プロキシ・バインディング更新ＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信し、ＬＭＡ１３は、ｎＭＡＧ１５５とのダウンリンクおよびアップリンクのそれぞれの通信の将来の方向および受信について、ｎＭＡＧ５５５とのモバイル・ノード５２５の新しい接続を示すために、その接続エントリ・テーブルを更新する。あるいは、一時的な状態が期限切れになった後、ｎＭＡＧ５５５は一時的な寿命を延長するために更新メッセージを送信することができ、これは、ｎＭＡＧ５５５が一方向ＩＰ層トンネルを削除するようｐＭＡＧ５３５に伝えることができるので、静的な構成可能な寿命期間を作るより効率的であり得る。
【００７７】
ハンドオフ手順を終了するために、ｐＭＡＧ５３５は、寿命がゼロのＬＭＡ５１３に登録解除メッセージを送信することができ、またはＬＭＡは、送信ＢＲＩメッセージをｐＭＡＧ５３５に送信することができる。ＬＭＡ５１３は、モバイル・ノード５２５が移動したことを示すために、ｐＭＡＧ５３５からＢＲＩメッセージを受信する場合、そのキャッシュ・エントリ・テーブルを更新する。これらのメッセージは、モバイル・ノードが移動したことをｐＭＡＧ５３５に知らせ、バインディング・キャッシュ・エントリ・テーブルが回避され得る一時的な状態は、ｎＭＡＧ５５５がＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信することができることであり、これは、ＬＭＡ１３がそのバインディング・キャッシュ・エントリ・テーブルを更新して、モバイル・ノード５２５についてのｎＭＡＧ５５５からのアップリンク通信トラフィックの受容を可能にすることができる。これらのプロトコルは、上記の図２および図３に記載されている予め構成されたＩＰトンネル作成および維持と共に使用することもできる。
【００７８】
図７に示されるように、ステップ７１０は、動的なトンネルのリアクティブ・モード交渉を示し、アクセス・ノードｎＡＮ５４１または５９０／５９２がｐＡＮ５４２または５３９／５３７にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、ハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｎＡＮ５４１または５９０／５９２に送り返し、それによってｎＡＮ５４１または５９０／５９２とｐＡＮ５４２または５３９／５３７との間で必要なキー情報が交換され、ａＡＮ（アクセス・ノード）間トンネルが確立される。ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、高速ハンドオーバ・プロトコルを開始する場合（リアクティブ・モード）、ＧＲＥキーを含まなければならず、ＧＲＥカプセル化が必要とされない、または異なるトンネリング機構が使用される場合、ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、ＧＲＥキー・オプションを含むこと無く（リアクティブ・モード）、ハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージを承認しなければならない。ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、ＧＲＥキー・オプションが含まれている状態で、ハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージを承認することによって、ＧＲＥキーによるＧＲＥカプセル化を余儀なくさせることができる。
【００７９】
あるいは、ステップ７２０に示されるＧＲＥキーのアクティブ・モード交換で、ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、ｎＡＮ５４１または５９０／５９２にハンドオーバ・インターフェースＨＩメッセージを送信し、ｎＡＮ５４１または５９０／５９２は、ハンドオーバ肯定応答ＨＡＣＫメッセージをｐＡＮ５４２または５３９／５３７に送り返し、それによってｐＡＮ５４２または５３９／５３７とｎＡＮ５４１または５９０／５９２との間で必要なＧＲＥキーが交換され、ＭＡＧ間トンネルが確立される。アクティブ・モードにおいて、ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、トンネリング・タイプ・オプションをハンドオフ・インターフェースＨＩメッセージに含み、またそのトンネリング・タイプに必要なすべてのものを含む。例えば、ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、トンネリング・タイプ・オプションまたはモビリティ・セッション・コンテキストの一部としてＵＤＰタイプ・トンネリングのユーザ・データ・プロトコル（ＵＤＰ）ポート番号を含み得る。ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、ＧＲＥキーによるＧＲＥカプセル化を余儀なくさせるために含まれるダウンリンクＧＲＥキーを有するＧＲＥキー・オプションを含んでいてもよく、ＧＲＥキー・オプションは、ネットワーク・アクセス変換の構成要素がｎＡＮ５４１または５９０／５９２とｐＡＮ５４２または５３９／５３７との間にないことを、５５５が高速ハンドオフ・シグナリングを介して動的に発見した状況において使用され得る。その場合、ｎＭＡＧ５５５は、アップリンクＧＲＥキーを有するＧＲＥキー・オプションを良好なＨＡＣＫメッセージに含める。
【００８０】
ステップ７１０または７２０が行われた後、ｎＭＡＧ５５５は、それぞれステップ７１５または７２５でモバイル・ノード・ハンドオフについてｎＡＮ５４１によって通知される。ｎＭＡＧ５５５は、ＬＭＡ５１３にＰＢＵメッセージを送信し、ＬＭＡ５１３からＰＢＡメッセージを受信し、これはすなわちステップ７３０に示されるＰＢＵ／ＰＢＡ交換である。アップリンク・トラフィックをｎＭＡＧ５５５からＬＭＡ５１３に直接送信することができるように、このＰＢＵメッセージングによってＬＭＡ５１３はそのエントリ・テーブルを更新することができる。
【００８１】
ダウンリンク・トラフィックについては、動的なトンネルの作成は、モビリティ・セッションごとに行われ、必要なキーおよびコンテキスト情報がｐＡＮ５４２または５３９／５３７とＬＭＡ５１３との間で交換され、キーおよびトンネルは、ｐＭＡＧ５４２または５３９／５３７とｎＡＮ５４１または５９０／５９２との間のＭＡＧ間トンネルに固有である。ＧＲＥキー以外のキーまたはトンネリングは、一方向ダウンリンク・トラフィックをサポートするために使用することができる。
【００８２】
図７のプロトコルについて、ダウンリンク通信は、ステップ７３５でＬＭＡ５１３からｐＡＮ５４２または５３９／５３７に転送され、ｐＡＮ５４２または５３９／５３７は、ステップ７４０でＭＡＧ間トンネル５９５を介してダウンリンク通信をｎＡＮ５４１または５９０／５９２に転送する。次いでｎＡＮ５４１または５９０／５９２は、ステップ７４５でダウンリンク通信をモバイル・ノード５２５に転送する。アップリンク通信では、モバイル・ノード５２５は、ステップ７５０で通信をｎＭＡＧ５５５に転送し、ｎＭＡＧ５５５は、ステップ７５５でアップリンク通信パケットをＬＭＡ１１３に転送する。
【００８３】
このプロトコルは、遅延を回避するための高速ハンドオフに先立つ次のＡＮへのモバイル・ノードについてのモビリティ・セッション・コンテキスト情報の転送、および曖昧さ無しに新しいサービング・ゲートウェイと前のサービング・ゲートウェイとの間のモビリティ・セッション・トラフィックの転送を可能にするためのサービング・ゲートウェイ間一方向トンネリング機構をサポートする。このソリューションは、ＬＭＡ５１３とモバイル・ノード５２５との間のダウンリンクの通信転送を含む一方向トラフィックをサポートし、ハンドオフ期間中、ｎＭＡＧ５５５がアップリンク通信トラフィックをホーム・ネットワーク、またはＬＭＡ１１３に直接送信する。
【００８４】
ハンドオフ手順が終了し、モバイル・ノードがｎＭＡＧ５５５との接続に完全に移動した後、ｎＭＡＧ５５５は、ステップ７６０でプロキシ・バインディング更新ＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信し、ＬＭＡ５１３は、ｎＭＡＧ５５５およびｎＡＮ５４１または５９０／５９２とのダウンリンクおよびアップリンクのそれぞれの通信の将来の方向および受信について、ｎＭＡＧ５５５およびｎＡＮ５４１または５９０／５９２とのモバイル・ノード５２５の新しい接続を示すために、その接続エントリ・テーブルを更新する。あるいは、一時的な状態が期限切れになった後、ステップ７６０で、ｎＭＡＧ５５５は一時的な寿命を延長するために更新メッセージをＬＭＡ５１３に送信することができ、これは、ｎＭＡＧ５５５が一方向ＩＰ層トンネルを削除するようｐＭＡＧ５３５に伝えることができるので、静的な構成可能な寿命期間を作ることより効率的であり得る。
【００８５】
ハンドオフ手順を終了するために、ｐＭＡＧ５３５は、ステップ７６５で寿命がゼロのＬＭＡ５１３に登録解除メッセージを送信することができ、またはＬＭＡは、ステップ７６５でＢＲＩメッセージをｐＭＡＧ５３５に送信することができる。ＬＭＡ５１３は、モバイル・ノード５２５が移動したことを示すために、ｐＭＡＧ５３５からＢＲＩメッセージを受信する場合、そのキャッシュ・エントリ・テーブルを更新する。これらのメッセージは、モバイル・ノードが移動したことをｐＭＡＧ５３５に知らせ、バインディング・キャッシュ・エントリ・テーブルが回避され得る一時的な状態は、ｎＭＡＧ５５５がＰＢＵをＬＭＡ５１３に送信することができることであり、これは、ＬＭＡ５１３がそのバインディング・キャッシュ・エントリ・テーブルを更新して、モバイル・ノード５２５についてのｎＭＡＧ５５５からのアップリンク通信トラフィックの受容を可能にすることができる。
【００８６】
本発明の好ましい実施形態が示され、説明されているが、本発明の趣旨および教示を逸脱しない範囲で、当業者によってその修正を加えることができる。本明細書に記載されている実施形態は、例示にすぎず、限定のためのものではない。本明細書に開示される本発明の多くの変形および変更は可能であり、本発明の範囲内である。
【図１】
2013507092.tif 000003
【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】
2013507092.tif 000008
【図７】
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【国際調査報告】
2013507092.tif 000010