(57)【要約】本発明は、パケット対応の移動通信ネットワークにおける移動加入者間のデータ交換を制御するための方法に関するものであり、その際各加入者が移動通信ネットワークの１つの特定の制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）のなかで移動通信ネットワークにおけるそれぞれ現在の所在地点に関係して管理され、移動通信ネットワーク中の移動加入者の移動通信端末装置からの接続またはそれへの接続が相応する制御ネットワークノードにより制御され、制御ネットワークノードにおいて、制御ネットワークノードによって管理される移動加入者に対応付けられているすべてのアドレスを有するアドレスレジスタが記憶され、制御ネットワークノードにおいて到来するデータパケットからデータパケットに対応付けられている目的アドレスが読み出され、探索機能を用いてアドレスレジスタと比較され、アドレスレジスタに目的アドレスが存在する際には移動通信ネットワーク中のデータパケットが専ら制御ネットワークノードにより処理され、さらに伝送され、アドレスレジスタに目的アドレスが欠落する際にはデータパケットが制御ネットワークノードにより爾後処理のために移動通信ネットワークの別のネットワークノード（ＧＧＳＮ）に伝送される。
2006513613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット対応の移動通信ネットワークにおける移動加入者（Ａ、Ｂ）間のデータ交換を制御するための方法において、
・各加入者（Ａ、Ｂ）が移動通信ネットワークの特定の制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）のなかで移動通信ネットワークにおけるそれぞれ現在の所在地点に関係して管理され、
・移動通信ネットワーク中の移動加入者（Ａ、Ｂ）の移動通信端末装置からの接続またはそれへの接続が相応する制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）により制御され、
・制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）において、制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）によって管理される移動加入者（Ａ、Ｂ）に対応付けられているすべてのアドレスを有するアドレスレジスタが記憶され、
・制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）において、到来するデータパケットからデータパケットに対応付けられている目的アドレスが読み出され、探索機能を用いてアドレスレジスタと比較され、
・アドレスレジスタに目的アドレスが存在する際には、移動通信ネットワーク中のデータパケットが専ら制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）により処理され、さらに伝送され、
・アドレスレジスタに目的アドレスが欠落する際には、データパケットが制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）により爾後処理のために移動通信ネットワークの別のネットワークノード（ＧＧＳＮ）に伝送される
ことを特徴とするパケットデータ伝送方法。
【請求項２】
アドレスレジスタとしてハッシュ関数を有するいわゆるハッシング・テーブルが選ばれることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
移動無線通信ネットワークとしてＧＰＲＳネットワークまたはＵＭＴＳネットワークが選ばれることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）を有し、そのなかで移動無線通信ネットワークの移動加入者（Ａ、Ｂ）がそれらの現在の所在地点に関係して管理され、また移動通信ネットワーク中の制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）のなかで管理される移動加入者（Ａ、Ｂ）の移動通信端末装置からの接続またはそれへの接続が制御される移動無線通信ネットワークにおいて、
制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）にフィルタ機能が設けられており、それを使用して到来するデータパケットがデータパケットのなかにそれぞれ示されている目的アドレスに関係してフィルタアウトされることを特徴とする移動無線通信ネットワーク。
【請求項５】
制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）にテーブルが設けられており、そのなかに、制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）により管理され、加入者に相応に対応付けられているアドレスを有するすべての加入者（Ａ、Ｂ）が記録されていることを特徴とする請求項４記載の移動無線通信ネットワーク。
【請求項６】
フィルタ機能により、データパケットのなかに示されている目的アドレスと、テーブルのなかに記録され加入者に相応に対応付けられているアドレスとの比較が実行可能であることを特徴とする請求項５記載の移動無線通信ネットワーク。
【請求項７】
制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）にルーティング機能が設けられており、それを使用して、目的アドレスを有する選ばれたデータパケットが他のネットワークノードを迂回して目的アドレスに伝送され得ることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の移動無線通信ネットワーク。
【請求項８】
制御ネットワークノード（ＳＧＳＮ）においてフィルタ機能およびルーティング機能が結合され、データパケットのなかにそれぞれ示されている目的アドレスに関係してフィルタ機能によりフィルタアウトされたデータパケットがルーティング機能により他のネットワークノードを迂回して各目的アドレスにさらに伝送されるようにしたことを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１つに記載の移動無線通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの移動無線端末装置間でパケットデータを伝送するための移動無線通信ネットワークのための方法に関するものである。移動通信用のネットワークには、言語データ、マルチメディアデータまたは他の利用データの伝送の際に含まれている複数のネットワーク要素が存在する。パケットデータの伝送のために適している例えばＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）ネットワークやＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおけるように、移動無線通信ネットワークの現在のアーキテクチャは、なかんずく、たとえばインターネットのようなパケットデータネットワークへの接続を保証する、中央の移行点、ＧＰＲＳネットワークの場合にはたとえばいわゆるＧＧＳＮ、が存在していることにより特徴付けられている。移動無線端末装置と中央の移行点との間を加入者データは、移動無線端末装置の移動性をサポートするため、トンネリングされる。特定の場所的領域、いわゆるルーティングエリア、にまさに制御ネットワークノード、ＧＰＲＳネットワークの場合には移動通信端末装置の移動性をコントロールするいわゆるＳＧＳＮが対応付けられている。たとえばＰＤＰコンテキストのような論理的な接続の構築および処理に関して、ネットワークはいわゆるクライアント・サーバ・サービスに対して最適化されている。この形式の通信の際には基本的に複数の加入者またはクライアントが任意の場所から、たとえば星状に増加する負荷に適合された中央のサーバと通信する。別の特徴は強い非対称なトラフィック特性である。加入者またはクライアントからサーバへは非常に少ないトラフィックが行われ、また逆にサーバから加入者へは比較的多くのトラフィックが行われるような状況になる。通常のシナリオはその際にたとえば移動通信端末装置と本来の移動無線通信ネットワークの外側、すなわち中央の移行点の後ろ、に位置している、たとえばインターネットのなかのホストまたはＷＡＰ-ＧＷのような目標との間のデータトラフィックである。
【０００２】
従って移動無線通信ネットワークは、データを移動通信端末装置から他の移動通信端末装置へ送る応用には適していない。ある利用者から他の利用者へのこのような直接のデータ伝送は“Ｐｅｅｒ-ｔｏ-Ｐｅｅｒ”伝送またはＰ２Ｐ伝送と呼ばれる。しかし現在、特にインターネットではまさにいわゆるＰ２Ｐサービスの際のデータ発生の過度の増大が記録される。挙げるべき例はたとえば利用者の間の直接のデータ交換に起因する音楽およびビデオクリップに対する変換取引である。
【０００３】
たとえばディジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤーまたはマルチメディアカードのような移動通信端末装置の機能範囲の増大の際には、移動利用者またはいわゆる移動加入者においても類似の利用者行動が期待される。いわゆるショート・メッセージサービス、すなわちＳＭＳ、を用いて良好に送られ得る簡単なテキスト・メッセージおよび呼鈴音と対照的に、たとえばオーディオデータ、静止画像データ又はストリームの送り出しにより惹起されるデータ発生が指数関数的に増大する。ネットワーク運用者の観点からこうして、データをこのようなシナリオの際に可能なかぎり直接な、またそれによってコスト節減したルーティングが行われることはますます魅力的である。
【０００４】
従って本発明の課題は、移動無線通信ネットワーク、特にＧＰＲＳネットワークまたはＵＭＴＳネットワークにおけるいわゆるＰ２Ｐサービスを一層良くサポートし、また特に頻繁に生ずる状況のなかでパケットデータのルーティングを最適化することである。
【０００５】
この課題は、本発明によれば、請求項１による方法および請求項４による移動無線通信ネットワークにより解決される。好ましい実施形態は従属請求項にあげられている。
【０００６】
請求項１により、パケット対応の移動無線通信ネットワークにおける移動加入者間のデータ交換を制御するための方法において、
・各加入者が移動無線通信ネットワークの特定の制御ネットワークノードのなかで移動通信ネットワークにおけるそれぞれ現在の所在地点に関係して管理され、
・移動通信ネットワーク中の移動加入者の移動通信端末装置からの接続またはそれへの接続が相応する制御ネットワークノードにより制御され、
・制御ネットワークノードにおいて、制御ネットワークノードによって管理される移動加入者に対応付けられているすべてのアドレスを有するアドレスレジスタが記憶され、
・制御ネットワークノードにおいて、到来するデータパケットからデータパケットに対応付けられている目的アドレスが読み出され、探索機能を用いてアドレスレジスタと比較され、
・アドレスレジスタに目的アドレスが存在する際には、移動通信ネットワーク中のデータパケットが専ら制御ネットワークノードにより処理され、さらに伝送され、
・アドレスレジスタに目的アドレスが欠落する際には、データパケットが制御ネットワークノードにより爾後処理のために移動通信ネットワークの別のネットワークノードに伝送される
ことを特徴とする方法が提供される。
【０００７】
既述のように、移動無線通信ネットワークをトランスペアレントに即ちトンネリングされて通過する加入者・データパケットが、中央の移行点の後ろ、ＧＰＲＳネットワークの場合にはたとえばＧＧＳＮの後ろ、すなわちトンネリングの終点の後ろ、で始めて可視的となることは知られている。この中央の移行点から次いでデータパケットは従来通常のルーティングを用いて相応に示されている目的アドレスに伝送される。第１の移動通信端末装置からたとえばデータパケットがコントロールユニットを経て、ＵＭＴＳネットワークの場合にはたとえばラジオネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、たとえばＳＧＳＮのような制御ネットワークノードを経て例えばＧＧＳＮのような中央の移行点までトンネリングされる。中央の移行ノードにおいて次いで到来するデータパケットがアンパックまたはデキャプスレートされ、また続いてルーティングが行われる。目的アドレスが他の第２の移動通信端末装置であれば、データパケットは、第２の移動通信端末装置へのトンネルを管理する中央の移行ノードへのルーティングが行われる。そこでデータパケットは再びパックインまたはエンキャプスレートされ、また最後にたとえばＳＧＳＮのような制御ネットワークノードと、たとえばラジオネットワークコントローラ（ＲＮＣ）のようなコントロールユニットとを経て目的アドレスに、すなわち第２の移動通信端末装置に、トンネリングされる。
【０００８】
２つの移動通信端末装置の間のマルチメディア内容の交換は、これまでたとえばいわゆるマルチメディア・メッセージサービス（ＭＭＳ）を介して進行することができた。このサービスの際にはいわゆるマルチメディア・メッセージサービスセンタ（ＭＭＳＣ）が存在し、それがいわゆる“ｓｔｏｒｅ-ａｎｄ-ｆｏｒｗａｒｄ”原理の応用の際に中間メッセージとして機能する。このサービスの際には、移動通信端末装置から他の移動通信端末装置へ送られるべきデータパケットは、移動通信端末装置が場所的に近く並んで位置しているとしても、一般に場所的に遠く離れたネットワークノードを経て伝送される。その結果、レーテンシ時間が不必要に長くなり、またさもなければ付加のパケットデータを伝送し得るであろうネットワークに不必要な負荷がかかる。
【０００９】
本発明の利点はとにかく、データを交換する移動通信端末装置が場所的に互いに近くに位置しており、従ってまた同一の制御ネットワークノードにより、ＧＰＲＳネットワークの場合にはたとえば同一のＳＧＳＮにより管理されるときに、これらのデータパケットのルーティングが最適化されることである。制御ネットワークノードに本発明により設けられている探索機能により有意味なデータパケットが認識され、またＧＰＲＳネットワークの場合にはたとえばＧＧＳＮのような別のネットワークノードを迂回して、専らたとえばＳＧＳＮのような制御ネットワークノードにより処理される。２つの移動通信端末装置の間のデータトラフィックの有意義な部分は、たとえば友人または知人の間の呼鈴音、ロゴスまたはＭＰ３データの交換の際のように、場所的にまとまっている利用者により呼出される。本発明によればこれらの場合にたとえばＳＧＳＮとＧＧＳＮとの間のＧＰＲＳバックボーンのなかのような、移動無線通信ネットワークのいわゆるバックボーンのなかのデータトラフィックが強く減ぜられる。データパケットが制御ネットワークノードのアドレスレジスタに格納されている目的アドレスを付されているときには常に、これが本発明による探索機能により認識され、またこうして有意味と認識されたデータパケットが本発明により制御ネットワークノードによってのみ処理され、またさらに伝送される。別のネットワークノードを経ての迂回がそれによって本発明により避けられる。目的アドレスが制御ネットワークノードのアドレスレジスタに存在していないならば、データパケットは制御ネットワークノードから例えばＧＰＲＳネットワークのなかのＧＧＳＮのようなネットワークの別のネットワークノードへさらに伝送され、このネットワークノードが次いでデータパケットをその目的アドレスへ伝送することに責任を負う。
【００１０】
本発明による方法の特に好ましい実施形態では、到来するＩＰパケットがローカルにまたはＧＧＳＮを経てさらに伝送されるべきかどうかを可能なかぎり迅速に決定し得るように、アドレスレジスタとしてハッシュ関数を有するいわゆるハッシングテーブルが選ばれる。ハッシングテーブルは、ただ１つの２値“１”または“０”を含んでいる記入のリストから成っている。配列規範、すなわちテーブルのなかのアドレス、は直接にハッシュ関数を介して計算される。これはＩＰアドレスをその３２または１２８ビット値に変換することにより行われ、それにより直接にテーブルにアクセスされ得る。テストが、ＳＧＳＮに到来するＩＰパケットの目的アドレスによりたとえば値“１”を生ずると、このことはローカルな目的の存在を信号する、すなわち通信パートナーがＩＰパケットの送信者と同じＳＧＳＮに登録されており、また本発明により次いで専らＳＧＳＮがＩＰパケットの爾後の伝送を処理する。テストが値“０”を生ずると、ＩＰパケットはＧＧＳＮを経て伝送されなければならない。テーブルはＰＤＰコンテキスト処理の間に更新される。そのために各々のコンテキストの構築または消去または修正の際にテーブルのなかの各加入者のＩＰアドレスがそのつどの値に、すなわちたとえば“ローカルに存在する”に対しては“１”に、また“存在しない”に対しては“０”に、セットされる。
【００１１】
移動無線通信ネットワークとしてＧＰＲＳネットワークまたはＵＭＴＳネットワークが選ばれることは好ましい。
【００１２】
さらに本発明は、少なくとも１つの制御ネットワークノードを有し、そのなかで移動無線通信ネットワークの移動加入者がそれらの現在の所在地点に関係して管理され、また移動無線通信ネットワークのなかの制御ネットワークノードのなかで管理される移動加入者の移動通信端末装置からの接続またはそれへの接続が制御される移動無線通信ネットワークにおいて、制御ネットワークノードにフィルタ機能が設けられており、それを使用して到来するデータパケットがデータパケットのなかにそれぞれ示されている目的アドレスに関係してフィルタアウトされる移動無線通信ネットワークを含んでいる。
【００１３】
制御ネットワークノードにテーブルが設けられており、そのなかに、制御ネットワークノードにより管理される、加入者に相応に対応付けられているアドレスを有するすべてのアドレスが記録されていることは好ましい。このテーブルに基づいて、フィルタ機能により、データパケットのなかに示されている目的アドレスと、テーブルのなかに記録され加入者に相応に対応付けられているアドレスとの比較が実行可能であることは好ましい。
【００１４】
本発明による移動無線通信ネットワークの特に好ましい実施形態では、制御ネットワークノードにルーティング機能が設けられており、それを使用して、目的アドレスを有する選ばれたデータパケットが他のネットワークノードを迂回してこの目的アドレスに伝送され得る。
【００１５】
本発明による移動無線通信ネットワークの特に好ましい実施形態では、制御ネットワークノードにおいてフィルタ機能およびルーティング機能が、データパケットのなかにそれぞれ示されている目的アドレスに関係してフィルタ機能によりフィルタアウトされたデータパケットがルーティング機能により他のネットワークノードを迂回して各目的アドレスにさらに伝送され得るように結合されている。このことは、制御ネットワークノードに到来するデータパケットの目的アドレスが制御ネットワークノードのアドレスレジスタのなかに存在しており、従ってまたこのことが制御ネットワークノードのフィルタ機能により認識されるときに、このデータパケットが、制御ネットワークノードのなかに設けられているルーティング機能を用いて直接に、たとえばＧＰＲＳネットワークのなかのＧＧＳＮのような他のネットワークノードを迂回して目的アドレスに伝送されることを意味する。それによって時間およびコストが節減され得る。
【００１６】
本発明によりこうしていわゆるＰｅｅｒ-ｔｏ-ＰｅｅｒサービスまたはＰ２Ｐサービスがインターネットのなかのディベロップメントに類似して移動無線通信ネットワークのなかでもサポートされる。本発明によってオペレータも同一の制御ネットワークノードにより管理される移動無線加入者も地理的な近傍から利益を得ることができる。オペレータに対してはＳＧＳＮとＧＧＳＮとの間のネットワークのなかのより低い負荷が、移動無線加入者に対してはより低いレーテンシ時間及び従ってまたより低い料金が結果として生ずる。
【００１７】
他の利点は以下に図面により示される。
【００１８】
図１にはＧＰＲＳネットワークを例として本発明による方法の１つの実施例が示されている。ＧＰＲＳネットワークのうち本例では、移動無線加入者Ａのその移動通信端末装置ＭＳ Ａによるネットワークアクセスを担当するラジオネットワークコントローラＲＮＣ-Ａと、場所的に互いに近くに位置することに基づいて移動通信端末装置ＭＳ Ａを有する移動無線加入者Ａとその近くに位置しており移動通信端末装置ＭＳ Ｂを有する別の移動無線加入者とを管理する制御ノードＳＧＳＮと、いまの場合にはＡに対してもＢに対してもパケットデータネットワークへの接続のための中央の移行点としての役割をし、標準においては論理的な参照点Ｇｉと呼ばれるＧＧＳＮと、加入者Ｂのネットワークアクセスを担当する第２のラジオネットワークコントローラＲＮＣ-Ｂとが示されている。移動無線加入者Ａがいまその移動通信端末装置ＭＳ Ａを用いて移動無線加入者Ｂまたはその移動通信端末装置ＭＳ Ｂへの接続を構築し、またさらにデータパケットを送りたいものとする。ＡまたはＭＳ Ａから出発するデータパケットは目的アドレス、すなわち図示されている場合には加入者Ｂまたはその移動通信端末装置ＭＳ Ｂのアドレスを含んでいる。いま、図１中に破線により示されているように、ＭＳ ＡからのデータパケットがラジオネットワークコントローラＲＮＣ-Ａ、ＳＧＳＮを経てＧＧＳＮへトンネリングされることが知られている。ＲＮＣ-Ａのなかでデータパケットは相応のＩＰトンネルにエンキャプスレートされる。このことは、データパケットがＧＧＳＮまでトランスペアレントに処理されることを意味する。論理的に見て最初にＧＧＳＮの後ろで、すなわち参照点Ｇｉにおいて、データパケットがアンパック、すなわちデキャプスレートされ、またそこからデータパケットに格納されている目的アドレスに基づいてまさにこの目的アドレスにルーティングまたは伝送される。このことは、目的アドレス、すなわち加入者Ｂ、が場所的に加入者Ａの近くに位置しているこの場合には、参照点Ｇｉから出発してデータパケットが再び同一のＳＧＳＮに返送され、そこで再びパックされ、すなわちエンカプスレートされ、またそこからＡもＢも管理する同一のＳＧＳＮに伝送されることを意味する。ＳＧＳＮからデータパケットは次いでＲＮＣ-Ｂに、また最後にＭＳ Ｂに伝送される。ＳＧＳＮとＧＧＳＮとの間ならびにＧＧＳＮとたとえば参照点Ｇｉに接続されている外部ルーターとの間の区間はその際それぞれ２回通過され、このことは目指される過程、すなわちＡからＢへのデータパケットの伝送に対しては不必要である。本発明によれば、ＳＧＳＮはアドレステーブル、探索機能およびルーティング機能を自由に用いることができる。テーブルにはＳＧＳＮのなかで管理される各加入者にそれにＰＤＰコンテキストの構築の間に割当られるＩＰアドレスが対応付けられる。テーブルはその際に、探索機能と到来するデータパケットのなかに格納されている目的アドレスとを用いて、目的アドレスがテーブルのなかに含まれているか否かが非常に迅速に確認され得るように構築されている。いまの例がそうであるように、加入者Ｂの目的アドレスがテーブルのなかに含まれているならば、探索機能は加入者Ｂを処理するＲＮ���-Ｂの物理的リンクを示すインタフェース標識を読出し、またデータパケットが直接にこのインタフェースを経てＲＮＣ-Ｂに送られる。ラジオアクセスネットワークへのインタフェースにおけるデータパケットの処理によりＧＧＳＮが迂回される。この仕方で、目的アドレスを評価するＳＧＳＮの探索機能またはフィルタ機能が、各時点でこのＳＧＳＮにより管理されるすべての加入者のアドレスレジスタまたはテーブルまたはそれらのＩＰアドレスと結び付いて、各時点でこのＳＧＳＮにより管理されるすべての加入者の間の送るべきデータパケットに対する最適化されたルーティングを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＧＰＲＳネットワークを例として本発明による方法の１つの実施例の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
Ａ、Ｂ  移動無線加入者
ＭＳ Ａ、ＭＳ Ｂ  移動通信端末装置
ＲＮＣ-Ａ、ＲＮＣ-Ｂ  ラジオネットワークコントローラ
ＳＧＳＮ  制御ネットワークノード
ＧＧＳＮ  ネットワークノード
2006513613.tif 000003
【国際調査報告】
2006513613.tif 000004
2006513613.tif 000005
2006513613.tif 000006
2006513613.tif 000007