JP2000201172A - 通信システムにおけるル―ト最適化のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＣＤＰＤおよびＧＰＲＳネットワークにおい
てルート最適化技法を提供する。 【解決手段】 ゲートウエイＧＰＲＳサポート・ノード
と、移動局が無線リンクを介して直接通信状態にあるサ
ービングＧＰＲＳサポート・ノードとの間に、トンネル
を形成する。外部の対応ホストは、ゲートウエイＧＰＲ
Ｓサポート・ノードにパケットをルーティングできる。
移動局と対応ホストとの間でパケットの転送のために確
立される経路は、短くなる。同様のルート最適化技法
を、ＣＤＰＤネットワークにおいて提供する。ＣＤＰＤ
ネットワークでは、フォーリン（訪問先）ネットワーク
内のホーム・モバイル・データ中間システム・ノード
（ローカルＨＭＤ−ＩＳ）が、ローミング中のモバイル
・エンド・システムに対するゲートウエイ・ノードとし
て機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パケットを基本と
する通信システムにおいてモビリティ管理を提供するた
めの方法および装置に関し、更に特定すれば、Ｇｅｎｅ
ｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ
（ＧＰＲＳ）およびＣｅｌｌｕｌａｒ Ｄｉｇｉｔａｌ
Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ（ＣＤＰＤ）システムにおけ
るルート最適化に関する。

【０００２】

【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】過
去十年間で、コンピュータ・システム、無線通信および
データ・ネットワーキングにおける進展により、モバイ
ル・データ・ネットワーキングは、一般大衆にも利用可
能なものとなった。モバイル・データ・ネットワーキン
グは、例えば、ｅメール、クライアント−サーバ・アプ
リケーション、電子形態、発注システム、およびその他
の有線データ通信アプリケーション等のデータ・アプリ
ケーションを強化するものである。モバイル・データ
は、インターネット・アプリケーションに新たな局面を
もたらしており、新たな種類のモビリティ機能を有する
アプリケーションの開発者は、調査を始めつつある。

【０００３】スループット強化セルラ（ＥＴＣ）、ＭＮ
Ｐ１０、およびその他のセルラ環境に合わせて特別に形
成されたデータ・リンク・プロトコルの導入によって、
約１０ｋｂｐｓのデータ・レートが得られる。しかしな
がら、回路切り替えセルラ・サービスの高接続時間課金
特性は、多くのデータ・アプリケーションによく用いら
れるバースト状データ転送に、常に十分に適しているわ
けではない。この必要性に対処して、セルラ業界は、多
重化効率を高めつつモバイル・コンピューティングに対
応するために、２つの無線パケット・データ・システム
を開発した。ＤＣＰＤ（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｄｉｇｉｔ
ａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ）は、改良型移動電話シ
ステム（ＡＭＰＳ）に対するオーバーレイ・データ・ネ
ットワークとして設計された。一方、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎ
ｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｙｓｔｅｍ）
は、移動通信用グローバル・システム（ＧＳＭ）のため
に開発された。かかる無線パケット・データ・ネットワ
ークの設計の範囲は、物理レイヤ（周波数割り当て、変
調および符号化）、リンク・レイヤ（媒体アクセス制
御、エラー回復およびフロー制御）、およびネットワー
ク・レイヤ（例えばインターネット・プロトコル（Ｉ
Ｐ））に及ぶ。

【０００４】モビリティ管理は、モバイル・ホストがネ
ットワーク中を移動する際のモバイル・ホストの追跡、
および、インターネット・アプリケーションからモビリ
ティを隠す全てのインタワーキング機能を包含する。モ
ビリティ管理は、現在および将来の無線データ・ネット
ワークの基礎の１つである。帯域幅およびサービスの拡
大に対するモバイル・ユーザの要望を満足させるため
に、新たな無線規格が提案および評価されており、これ
らには、日本におけるパーソナル・デジタル・セルラ・
システム（ＰＤＣ）に基づくＰＤＣモバイル・パケット
・データ通信システム（ＰＤＣ−Ｐ）、およびユニバー
サル・モバイル・テレフォン・サービス（ＵＭＴＳ）が
含まれる。現在のネットワークが用いているモビリティ
管理手法を理解し対比させると、既存および将来の無線
データ・ネットワーキング技術に取り入れられる改善の
可能性を認識するのに役立てることができる。

【０００５】現在、３つのモビリティ管理手法がある。
すなわち、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅ
ｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）によって開発され
た、提案されているモバイル−ＩＰプロトコル、ＣＤＰ
Ｄ、およびＧＰＲＳである。３つのモビリティ管理手法
は全て、いくつかの顕著な特徴を共有している。以下
に、様々なモビリティ管理の特徴を提供するために用い
られる各手法について論じる。

【０００６】Ｉ．モバイルＩＰ 基本的なＩＥＴＦモバイルＩＰプロトコルの概要は、１
９９６年１０月のＩＥＦＴ ＲＦＣ２００２、「ＩＰ Ｍ
ｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ（ＩＰモビリティ・サ
ポート）」Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓ（ｅｄ．）に記載されて
いる。ＩＥＴＦモバイルＩＰプロトコルは、完全なモビ
リティ管理ソリューションではない。これは、単に、ネ
ットワーク・レイヤ・ソリューションを与えるに過ぎな
い。高レベルでは、基本的なＩＥＴＦモバイルＩＰは、
ネットワーク内の適切なノードでルーティング・エント
リをセットアップして、パケットをモバイル・ホストに
ルーティングする。

【０００７】図１ａを参照すると、モバイルＩＰアーキ
テクチャのブロック図が示されている。ネットワークに
は、ＩＥＴＦモバイルＩＰをサポートする４つのネット
ワーク・エントリがある。 ・モバイル・ホスト（ＭＨ）２： サブネットワーク毎
にアタッチメントの地点が変わるホストまたはルータ。
モバイル・ホストは、そのＩＰアドレスを変えることな
く、位置を変えることができる。 ・ホーム・エージェント（ＨＡ）４： モバイル・ホス
トのホーム・ネットワーク１０内のルータであり、ＭＨ
がホームから離れた場合に、これに送出するためのデー
タグラムのトンネルを形成する。ＨＡは、モバイル・ホ
ストの現在位置情報を維持する。 ・フォーリン・エージェント（ＦＡ）６： モバイル・
ホストの訪問先すなわちフォーリン・ネットワーク１２
内のルータであり、登録中にモバイル・ホストにルーテ
ィング・サービスを提供する。フォーリン・エージェン
トは、ホーム・エージェントがトンネルを形成したモバ
イル・ホストへのデータグラムを送出する。 ・対応ホスト（ＭＨ）８： モバイル・ホストが通信を
行うことができるホストまたはルータ。

【０００８】図１Ｂに、モバイルＩＰプロトコル・スタ
ックを示す。プロトコル・スタックの重要な特徴は、以
下の通りである。 ・伝達レイヤ モバイルＩＰの設計の間に、伝達プロ
トコルに関する想定は行われなかった。 ・ネットワーク・レイヤ モバイルＩＰは、ＩＰのみ
のネイティブ・サポートのみを提供する。移動体には、
モバイルＩＰサービス・プロバイダによって、固定ホー
ム・アドレスが割り当てられる。 ・リンクおよび物理レイヤ モバイルＩＰは、リンク
および物理レイヤに関する想定を行っていない。フォー
リン・エージェントとモバイル・ホストとの間の直接リ
ンクを必要とするのみである。

【０００９】基本的なモバイルＩＰは、三角形のルーテ
ィングを用いて、順方向ＩＰパケットを、ローミング中
のモバイル・ホストに送出する。各モバイル・ホストに
は、固有のホーム・アドレスが割り当てられている。モ
バイル・ホスト（ＭＨ）と通信を行うホストは、対応ま
たは該当のホスト（ＣＨ）として既知である。ＩＰパケ
ットをモバイル・ホストに送出する際に、対応ホスト
は、移動体の位置には無関係に、常にこのパケットをモ
バイル・ホストのホーム・アドレスにアドレスする。

【００１０】各モバイル・ホストは、そのホーム・ネッ
トワーク上に、モバイル・ホストの現在位置を維持する
ホーム・エージェント（ＨＡ）を持たなければならな
い。この位置は、気付アドレスとして識別され、モバイ
ル・ホストのホーム・アドレスとその現在の気付アドレ
スとの間の関連は、モビリティ結合と呼ばれる。モバイ
ル・ホストは、新たな気付アドレスを取得する度に、そ
のホーム・エージェントとの新たな結合を登録して、ホ
ーム・エージェントが、対応するモバイル・ホストに向
けられた次のトラヒックを送出できるようにしなければ
ならない。

【００１１】モバイル・ホストが、そのホーム・ネット
ワークから離れたネットワークに接続する場合、次の２
つの方法のいずれかで、気付アドレスを割り当てること
ができる。 ・フォーリン・エージェントのＩＰアドレスを用いる ・ダイナミック・ホスト・コンフィギュレーション・プ
ロトコル（ＤＨＣＰ）サーバによってローカル・アドレ
スを取得する。ＤＨＣＰは、ＤＨＣＰサーバからホスト
にホスト特定コンフィギュレーション・パラメータを送
出するためのプロトコル、およびネットワーク・アドレ
スをホストに割り当てるための機構から成る。

【００１２】フォーリン・エージェントのＩＰアドレス
を用いること 通常、モバイル・ホストは、エージェント発見プロトコ
ルを用いて、訪問しているネットワーク内のフォーリン
・エージェントを発見しようとする。エージェント発見
プロトコルは、既存のＩＣＭＰ（インターネット制御メ
ッセージ・プロトコル）ルータ発見プロトコルを拡張し
たものとして動作する。これによって、モバイル・ホス
トが、あるネットワークから別のネットワークに移動し
た時を検出すると共に、ホーム・ネットワークに戻った
時を検出するための手段を提供する。モバイル・ホスト
は次いでフォーリン・エージェントに登録し、これ以
降、フォーリン・エージェントのＩＰアドレスの１つ
を、モバイル・ホストの気付アドレスとして用いる。フ
ォーリン・エージェントは、モバイル・ホストに対し、
到着するパケットのためのローカル・フォワーダとして
機能する。一時的に割り当てたローカル・アドレスを用
いる

【００１３】あるいは、モバイル・ホストが、訪問先の
ネットワーク内で一時的なローカル・アドレスを取得可
能な場合、モバイル・ホストは、この一時的なアドレス
を気付アドレスとして用いることができる。この気付ア
ドレスは、同位置気付アドレスと呼ばれる。この場合、
モバイル・ホストは、この同位置気付アドレスを、直接
ホーム・エージェントに登録する。

【００１４】データ送出 モバイル・ホストがそのホーム・ネットワークから離れ
ている場合、モバイル・ホストのホーム・エージェント
は、プロキシＡＲＰを用いて、モバイル・ホストにアド
レスされるパケットを傍受する。プロキシＡＲＰを用い
ることで、モバイル・ホストの代わりにホーム・エージ
ェントが、ホーム・リンクに送出されたＡＲＰ要求に返
答することになる。次いで、ホーム・エージェントは、
モバイル・ホストに対する全パケットを、その現在位置
に送出する。ホーム・エージェントは、傍受した各パケ
ットを、モバイル・ホストの現在の気付アドレスにトン
ネル送出することによって、これを達成する。トンネリ
ングにより、新たなＩＰヘッダを元のＩＰパケットに加
えて、ソース・アドレスをホーム・エージェントのアド
レスとし、宛先アドレスをモバイル・ホストの現在の気
付アドレスとする。

【００１５】フォーリン・エージェントが気付アドレス
を与える場合、フォーリン・エージェントは、パケット
からあらゆるトンネリング・ヘッダを除去し、モバイル
・ホストが登録されているローカル・ネットワーク上で
これを送信することによって、モバイル・ホストにロー
カルにパケットを送出する。モバイル・ホストが、ロー
カルに取得した一時的なアドレスを気付アドレスとして
用いている場合には、トンネル送出されたパケットを、
直接モバイル・ホストに送出する。モバイル・ホスト
は、内容を翻訳する前に、トンネル・ヘッダを除去する
と予想される。 ビーコニング・プロトコル： エージェント通知

【００１６】ホーム・エージェントおよびフォーリン・
エージェントは、それらが接続され、サービスを提供す
るように構成されている各ネットワーク上に、エージェ
ント通知メッセージを同報通信することによって、それ
らの存在を定期的に通知する。ホーム・エージェントお
よびフォーリン・エージェントは、ネットワーク上の別
個のノードによって提供することができる。あるいは、
単一のノードが、ホーム・エージェントおよびフォーリ
ン・エージェント双方の機能性を実現することも可能で
ある。

【００１７】定期的なエージェント通知を聴取すること
によって、モバイル・ホストは、現在そのホーム・リン
クまたはフォーリン・リンクのどちらに接続されている
のか、および、あるリンクから別のリンクに移動したか
否かについて判定することができる。更に、モバイル・
ホストは、エージェント要請メッセージを送出して、モ
バイル・ホストと同一リンク上の全てのエージェント
に、即座にエージェント通知を送信させることも可能で
ある。

【００１８】エージェント通知およびエージェント要請
は、１９９１年９月のＩＥＦＴ ＲＦＣ１２５６、「Ｉ
ＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａ
ｇｅｓ（ＩＣＭＰルータ発見メッセージ）」Ｓ．Ｄｅｅ
ｒｉｎｇ（ｅｄ．）に規定されているようなルータ通知
およびルータ要請メッセージを拡張したものである。Ｉ
ＣＭＰルータ通知メッセージは、同一リンク上の全ホス
トがデフォルト・ルータとして使用可能なルータ・アド
レスおよび基本設定値のリストを含む。ＩＣＭＰルータ
通知メッセージは、定期的に同報通信される。しかしな
がら、ホストは、ルータ要請メッセージを送出すること
によって、ＩＣＭＰルータ通知を要求することができ
る。エージェント要請メッセージは、Ｔｉｍｅ−ｔｏ−
Ｌｉｖｅフィールドが１に設定されている以外は、ルー
タ要請メッセージと全く同じように見える。エージェン
ト通知メッセージは、モビリティ・エージェント通知の
付加部分が存在するために、ルータ通知メッセージより
も長い。ホストは、ＩＰ合計長フィールド、アドレス数
およびアドレス・エントリ・サイズ・フィールドを用い
て、受信したＩＣＭＰメッセージがルータ通知であるか
エージェント通知であるかを判定することができる。

【００１９】モバイル・ホストが移動したことを判定す
ることができる２つの方法がある。第１の方法は、エー
ジェント通知のＩＣＭＰルータ通知部分内の有効期間フ
ィールドを用いることである。モバイル・ホストがフォ
ーリン・エージェントに登録されており、かつ、指定さ
れた有効期間内に当該エージェントから通知を聴取する
ことができない場合、このモバイル・ホストは、移動し
終えたものと想定することができる。移動を検出するた
めの第２の方法は、ネットワーク・プレフィクスを用い
る。モバイル・ホストは、新たに聴取した通知のネット
ワーク・プレフィクスを、登録されているフォーリン・
エージェントのものと比較する。それらが異なっている
場合、モバイル・ホストは、移動し終えたものと判断す
る。

【００２０】同位置気付アドレスを用いるモバイル・ホ
ストでは、モバイル・ホストは、それらのネットワーク
・インタフェース・ドライバを、無差別モードに置くこ
とができる。このモードでは、モバイル・ホストは、リ
ンク上の全パケットを調べる。リンクを横断しているパ
ケットの中に、モバイル・ホストの現在の同位置気付ア
ドレスに等しいネットワーク・プレフィクスを有するも
のがない場合、モバイル・ホストは、移動し終えてお
り、新たな気付アドレスを獲得すべきであると推測する
ことができる。

【００２１】移動体登録 モバイルＩＰ登録は、登録要求および応答メッセージの
交換から成る。登録メッセージは、ＵＤＰパケットのデ
ータ部分内で送られる。モバイルＩＰでは、モバイル・
ホストが登録を開始する。登録を用いて、モバイル・ホ
ストは以下のことを行う。 ・フォーリン・エージェントからサービスを送出するデ
ータを要求する ・ホーム・エージェントに現在位置を知らせる ・終了予定の登録を更新する ・モバイル・ホストがそのホーム・リンクに戻る時に登
録解除する

【００２２】モバイル・ホストは、直接ホーム・エージ
ェントに、またはフォーリン・エージェントを介して、
登録を行うことができる。モバイル・ホストが登録要求
メッセージを送出し、登録プロセスを開始する。フォー
リン・エージェントを介して登録を行う場合、フォーリ
ン・エージェントは、このメッセージを調べ、これをホ
ーム・エージェントに中継する。

【００２３】ホーム・エージェントおよびモバイル・ホ
ストは、登録メッセージの一部であるモバイル−ホーム
認証拡張内の規定の認証フィールドを介して、互いに認
証を行う。モバイル−フォーリン認証拡張は、１９９６
年１０月のＩＥＦＴ ＲＦＣ２００２、「ＩＰ Ｍｏｂｉ
ｌｉｔｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ（ＩＰモビリティ・サポー
ト）」Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓ（ｅｄ．）における任意選択
の機構である。

【００２４】ホーム・エージェントは、登録要求を受け
ると、指定された気付アドレス、モバイル・ホストのホ
ーム・アドレスおよび登録有効期間に従って、モバイル
・ホストの結合エントリを更新する。次いで、ホーム・
エージェントは登録応答を送出して、試みた登録が成功
したか否かについてモバイル・ホストに通知する。フォ
ーリン・エージェントを介して登録を行う場合、フォー
リン・エージェントは、既知の訪問中のモバイル・ホス
トのリストを更新し、登録応答をモバイル・ホストに中
継する。モバイル・ホストは、適当な時間期間内に登録
応答を受信しない場合、登録要求を何度も再送信する。

【００２５】モバイル・ホストに対するデータ送出 図１Ｃを参照すると、データ送出を図示するモバイルＩ
Ｐネットワークのブロック図が示されている。ホーム・
エージェント４は、登録されているモバイル・ホスト２
のホーム・アドレスに宛てられたパケットを傍受し、モ
バイル・ホストのホーム・アドレスに対する到達可能性
を通知する。あるいは、ホーム・エージェントは、自発
的なプロキシ・サーバを用いることができる。ホーム・
エージェントがモバイル・ホストから登録要求メッセー
ジを受信すると、自発的ＡＲＰ（要請されていないＡＲ
Ｐ応答）を用いて、同一のホーム・リンク内のホストに
対し、それらのＡＲＰキャッシュにおける現在のマッピ
ングを変更して、モバイル・ホストの新たなリンク・レ
イヤ・アドレスをホーム・エージェントのものに反映さ
せる必要があることを通知する。モバイル・ホストの登
録が成功した後、ホーム・エージェントは、モバイル・
ホストの代わりに、あらゆるＡＲＰ要求に応答すること
になる。かかるＡＲＰ応答は、プロキシＡＰＲと呼ばれ
る。

【００２６】全てのホーム・エージェント４およびフォ
ーリン・エージェント６は、トンネリングの目的のため
に、ＩＰ−ｉｎ−ＩＰカプセル化（例えば、１９９６年
１０月の「ＩＰ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｏｉｎ Ｗｉｔｈ
ｉｎ ＩＰ（ＩＰ内のＩＰカプセル化）」Ｃ．Ｐｅｒｋ
ｉｎｓに記載されている）を実施する必要がある。加え
て、それらは、最小カプセル化（例えば、１９９６年１
０月の「Ｍｉｎｉｍｕｌ Ｅｎｃａｐｒｕｌａｔｉｏｎ
Ｗｉｔｈｉｎ ＩＰ（ＩＰ内の最小カプセル化）」、
Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓに記載されている）、および一般ル
ーティングのカプセル化（例えば、「Ｇｅｎｅｒｉｃ
Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（一般ル
ーティングのカプセル化）（ＧＲＥ）」、Ｓ．Ｈａｎｋ
ｓ．、Ｒ．Ｌｉ、Ｄ．Ｆａｒｉｎａｃｃｉ、Ｐ．Ｔｒａ
ｉｎａに記載されている）を実施する場合がある。

【００２７】ホーム・エージェントが、そのモバイル・
ホストの１つに宛てたパケットを受信した場合、対応す
る結合を参照する。次いで、ホーム・エージェントは、
このパケットを気付アドレスにトンネル送出する。カプ
セル化した内パケットは、対応ホスト８からモバイル・
ホストのホーム・アドレスまでである。フォーリン気付
アドレスの場合には、フォーリン・エージェントがトン
ネル送出されたパケットを受信すると、外パケットを除
去して、元の内パケットを回復させる。フォーリン・エ
ージェントは、宛先アドレスが登録モバイル・ホストの
ものであることを見出し、適切なインタフェースを参照
して、パケットをモバイル・ホストに送出する。同位置
気付アドレスの場合、モバイル・ホストは、トンネル送
出されたパケットを受信すると、同様の処理を実行す
る。

【００２８】モバイル・ホストからのデータ送出 モバイル・ホストがフォーリン・エージェントを介して
登録している場合、モバイル・ホストは、そのルータと
してフォーリン・エージェントを選択するか、または、
いずれかのノードのエージェント通知またはルータ通知
のＩＣＭＰルータ通知部分内のルータ・アドレス・フィ
ールドにアドレスが現われるいずれかのルータを選択す
ることができる。

【００２９】フォーリン・リンク上の同位置気付アドレ
スを登録しているモバイル・ホストは、モバイル・ホス
トがいかなるルータ通知でも聴取可能な場合、ＩＣＭＰ
ルータ通知のルータ・アドレス・フィールド内にまとめ
られたアドレスのいずれでも用いることができる。その
他の場合は、同一の機構を利用して、その同位置気付ア
ドレスを取得し、適切なルータのアドレスを与えること
ができる。

【００３０】ＩＩ．ＣＤＰＤ ＣＤＰＤシステムは、既存の８００ＭＨｚセルラ改良型
移動電話システム（ＡＭＰＳ）ネットワークに対するオ
ーバーレイ・データ・ネットワークとして設計された。
典型的な最大ネットワーク・レイヤ・スループットは、
移動体当たり約１２ｋｂｐｓであり、これは、軽量クラ
イアント・サーバ・アプリケーションが発生するバース
ト状トラヒックに十分に適したエアリンクとして機能す
る。

【００３１】図２Ａを参照すると、ＣＤＰＤネットワー
クのブロック図が示されている。高レベルでは、ＣＤＰ
Ｄのネットワーク・アーキテクチャは、８００ＭＨｚの
アナログ・セルラ改良型移動電話システム・ネットワー
クのＣＤＰＤネットワークに極めて類似している。ネッ
トワーク展開および動作コストを低く維持するために、
ＣＤＰＤのネットワーク側のＲＦ送信機および受信機
は、既存のセルラ音声ネットワークのインフラの多く、
すなわち、アンテナ・タワー、ＲＦ増幅器、セル・サイ
ト・エンクロージャ、およびセル・サイト−モバイル電
話交換局中継線を再使用するように設計された。オーバ
ーレイ・アーキテクチャによって、既存のセルラ・サー
ビス・プロバイダは、音声インフラにおける相当の大き
さの投資を借り入れることができる。

【００３２】ＣＤＰＤネットワークは、以下の構築ブロ
ックから構成される。 ・ＣＤＰＤの加入者デバイスであるモバイル−エンド・
システム（Ｍ−ＥＳ）２０： Ｍ−ＥＳ内のＲＦサブシ
ステム回路が、ＡＭＰＳチャネル上でＣＤＰＤのガウス
変調シフト・キーイング変調を実行する。追加のＭ−Ｅ
Ｓハードウエアおよびソフトウエアは、ＣＤＰＤプロト
コル・スタックおよびユーザ・インタフェースを実行す
る。 ・ＣＤＰＤのネットワーク側ＲＦ終端であるモバイル・
データベース・ステーション（ＭＤＢＳ）２２： ＭＤ
ＢＳは、ＣＤＰＤ無線リソース管理、逆方向（Ｍ−ＥＳ
からネットワークへ）リンク媒体アクセス制御プロトコ
ルの終端、およびＭ−ＥＳとの間のリンク・レイヤ・フ
レームの中継を担う。また、ＭＤＢＳは、ネットワーク
・タイマ、プロトコル・パラメータ、およびシステム・
コンフィギュレーション情報をＭ−ＥＳに通知するＣＤ
ＰＤ特定システム情報メッセージの定期的な同報通信も
担う。 ・ＣＤＰＤのモビリティ自覚ネットワーク・レイヤ・ル
ータであるモバイル・データ−中間システム（ＭＤ−Ｉ
Ｓ）２４： モバイル・データ−中間システムは、モビ
リティ非自覚アプリケーションから、Ｍ−ＥＳのモビリ
ティを隠す。ＭＤ−ＩＳは、ネットワーク・レイヤ・パ
ケットをＭ−ＥＳに送出し、使用料金会計、モビリティ
管理に用いるデータを収集する。 ・ネットワーク・ルータ２６： ネットワーク・ルータ
２６は、高速データ・リンクを介してＭＤ−ＩＳに結合
されており、ＭＤ−ＩＳと構内ネットワーク２８、イン
ターネット３０、および他のＣＤＰＤサービス・プロバ
イダ３２との間に通信経路を提供する。

【００３３】また、ＣＤＰＤネットワークは、多数のネ
ットワーク・サポート・サービス、すなわち使用料金会
計、Ｍ−ＥＳ認証、ネットワーク管理を必要とする。サ
ービスの相互運用性については、ＣＤＰＤ仕様である、
１９９３年７月１９日のＣＤＰＤシステム仕様のリリー
ス１．０は、これらのサポート・サービスのための標準
的なインタフェースについて明記する。

【００３４】図２Ｂに、ＣＤＰＤのプロトコル・スタッ
クを示す。プロトコル・スタックの重要な特徴は以下の
通りである。 ・ネットワーク・レイヤ ＣＤＰＤは、ＩＰおよびＣ
ＬＮＰのネイティブ・サポートを提供する。移動体に
は、ＣＤＰＤサービス・プロバイダによって、固定ネッ
トワーク・レイヤ・アドレスが割り当てられている。今
日まで、あらゆるＭ−ＥＳはＩＰを用いている。ＭＤ−
ＩＳは、ＣＬＮＰネットワークを用いて、制御メッセー
ジの交換、ローミング中の移動体に対するパケット送
出、生の会計データの分配およびネットワーク管理を行
う。 ・Ｓｕｂｎｅｔｗｏｒｋ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｎ
ｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＮＤＣＰ）
ＣＤＰＤプロトコル・スタックは、エアリンク帯域幅
を効率的に用いるために設計された。ＴＣＰ／ＩＰの圧
縮は、ヤコブセン ・ヘッダ圧縮を用いる。また、ヘッダ圧縮は、ＣＬＮＰ
ヘッダのために規定される。ＳＮＤＣＰパケットのペイ
ロードを圧縮するために、任意選択のＶ．４２ｂｉｓ圧
縮をサポートする。 ・リンク・レイヤ ＣＤＰＤのモバイル・データ・リ
ンク・プロトコル（ＭＤＬＰ）は、ＨＤＬＣに類似して
いる。効率的な再送信のために、選択性拒絶を規定す
る。

【００３５】ＣＤＰＤセル選択 Ｍ−ＥＳは、登録可能となる前に、固定するために十分
な強度の、ＣＤＰＤチャネル・ストリームを搬送するＡ
ＭＰＳチャネルを検索する。Ｍ−ＥＳは、順方向リンク
上で送出されるデジタル署名を用いて、ＡＭＰＳチャネ
ルがその上にＣＤＰＤチャネル・ストリームを有するこ
とを判定する。ＣＤＰＤチャネル・ストリームに固定し
た後、Ｍ−ＥＳは、順方向チャネルのブロック・エラー
・レートを測定する。測定したブロック・エラー・レー
トが許容可能であることがわかると、Ｍ−ＥＳは、ＣＤ
ＰＤチャネル・ストリームの論理アドレスおよび他のコ
ンフィギュレーション情報を含むＣＤＰＤシステム・オ
ーバーヘッド・メッセージであるＣＤＰＤチャネル識別
メッセージを得るために、順方向チャネルを聴取する。

【００３６】移動体登録 Ｍ−ＥＳがＣＤＰＤネットワークにアクセス可能となる
前に、Ｍ−ＥＳは登録を行わなければならない。登録に
よって、Ｍ−ＥＳは、聴取している現在のＣＤＰＤチャ
ネルをＣＤＰＤネットワークに通知し、これによって、
ＣＤＰＤネットワークは、Ｍ−ＥＳに宛てられたあらゆ
るパケットを、正しいセルおよびＣＤＰＤチャネルに送
出することができる。更に、登録は、不正のネットワー
ク使用に対する防御の最前線として機能する。登録の
間、Ｍ−ＥＳは、ＣＤＰＤネットワークに、ネットワー
クがユーザを認証するために用いる共有シークレットを
含む暗号化メッセージを送出する。無効な資格証明を提
示するＭ−ＥＳは、ＣＤＰＤネットワークに対するアク
セスを拒否される。

【００３７】登録の間、Ｍ−ＥＳ、ホームおよびサービ
ングＭＤ−ＩＳ、および他のＣＤＰＤネットワーク・エ
レメントの間で、多数のメッセージが送信される。図２
Ｃは、Ｍ−ＥＳ登録の試みが成功した典型的な場合のメ
ッセージ・フロー図を示す。

【００３８】チャネル識別メッセージを受信した後、Ｍ
−ＥＳは、ＭＤ−ＩＳとの間で送信するリンク・レイヤ
・フレームを識別するために用いるリンク・レイヤ・ア
ドレスである端末終点識別子（ＴＥＩ）に対する要求を
送出する。ＴＥＩ要求メッセージは、ＭＤＢＳによって
受信され、サービングＭＤ−ＩＳに送出される。サービ
ングＭＤ−ＩＳは、Ｍ−ＥＳのためのＴＥＩを発生し、
その値をＭ−ＥＳに送出する。ＭＤ−ＩＳは、Ｍ−ＥＳ
に、中間システム・キー交換（ＩＫＥ）メッセージを送
出することによって、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎキ
ー交換を開始する。次いで、Ｍ−ＥＳは、終端システム
・キー交換（ＥＫＥ）メッセージによって応答する。こ
の時点より後は、サービングＭＤ−ＩＳとＭ−ＥＳとの
間の全ての通信は暗号化される。ＣＤＰＤネットワーク
に対するアクセスを要求するため、Ｍ−ＥＳは、Ｍ−Ｅ
ＳのＩＰまたはＣＬＮＰアドレスおよびその資格証明を
含む終端システム・ハロー・メッセージを送出する。サ
ービングＭＤ−ＩＳは、（Ｍ−ＥＳがローミング中であ
る場合は）ＣＬＮＰネットワークを介して、Ｍ−ＥＳの
ホームＭＤ−ＩＳに、資格証明を送出する。ホームＭＤ
−ＩＳは、Ｍ−ＥＳの資格証明を、データベースに格納
されているものと比較し、アクセスを付与するか否かに
ついてサービングＭＤ−ＩＳに応答する。サービングＭ
Ｄ−ＩＳは、中間システム確認（ＩＳＣ）メッセージを
Ｍ−ＥＳに送出して、Ｍ−ＥＳが、ＣＤＰＤネットワー
ク上でデータの送信および受信を開始可能か否かを示
す。

【００３９】データ転送 図２Ｄを参照すると、ネットワーク・データ・フローを
例示するＣＤＰＤネットワークのブロック図が示されて
いる。ＣＤＰＤは、三角形のルーティングを用いて、順
方向ＩＰパケットを、ローミング中のＭ−ＥＳ２０に送
出する。各Ｍ−ＥＳのＩＰアドレスは、ホームＭＤ−Ｉ
Ｓ２４Ａにマップする。ホームＭＤ−ＩＳは、ホームと
なっているＭ−ＥＳ全てのサービングＭＤ−ＩＳ２４Ｂ
を追跡する。それらのホームではないサービングＭＤ−
ＩＳを用いてＭ−ＥＳに送出されたパケットは、Ｍ−Ｅ
ＳのホームＭＤ−ＩＳにルーティングされる。次いで、
ホームＭＤ−ＩＳは、ＣＬＮＰトンネルを介して、サー
ビングＭＤ−ＩＳにトラヒックを送出する。このような
トラヒックの送出は、ＣＤＰＤネットワーク内の全ての
ＭＤ−ＩＳが、サービスを提供する全ての移動体のため
のホームＭＤ−ＩＳのＣＬＮＰアドレスを知っている必
要があるということを意味する。ローミング協約を有す
るキャリアは、この情報を共有する。ＩＰ−ＣＬＮＰマ
ッピングは、手動で維持される。ローミング中のＭ−Ｅ
Ｓが送出する逆方向ＩＰパケットは、通常のＩＰ／ＣＬ
ＮＰルーティングに従う。

【００４０】各ＣＤＰＤチャネルの順方向リンク上で送
出されるオーバーヘッド・メッセージは、チャネル識別
のみならず、セルラ・サービス・プロバイダの識別も与
える。追加のオーバーヘッド・メッセージは、Ｍ−ＥＳ
に、ハンドオフを支援するため、近隣セル上のどこでＣ
ＤＰＤチャネルを見出すかを知らせる。

【００４１】ＩＩＩ．ＧＰＲＳ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖ
ｉｃｅ（ＧＲＰＳ）は、移動通信用グローバル・システ
ム（ＧＳＭ）のために、欧州電気通信標準化機構（ＥＴ
ＳＩ）が開発したパケット・データ・サービスである。
ＧＳＭ／ＧＰＲＳ規格は、ＧＳＭ０３．６０、デジタル
・セルラ電気通信システム（フェーズ２＋）、Ｇｅｎｅ
ｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ
（ＧＰＲＳ）、１９９８年のサービス解説、ステージ
２、バージョン５．３．０において見出される。

【００４２】図３Ａを参照すると、ＧＰＲＳネットワー
クのブロック図が示されている。ＧＰＲＳアーキテクチ
ャでは、４つの論理エレメントがある。すなわち、移動
局（ＭＳ）４０、基地局サブシステム（ＢＳＳ）４２、
位置レジスタすなわち訪問先の位置レジスタ（ＶＬＲ）
４４およびホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）４６、ＧＰＲ
Ｓサポート・ノードすなわちサービングＧＰＲＳサポー
ト・ノード（ＳＧＳＮ）４８およびゲートウエイＧＰＲ
Ｓサポート・ノード（ＧＧＳＮ）５０である。図３Ａ
は、ＭＳが、そのホーム・パブリック・ランド・モバイ
ル・ネットワーク（ＰＬＭＮ）５２から、訪問先のＰＬ
ＭＮ５４にローミングする場合を示す。ＭＳに接続され
ているＧＳＮは、サービングＧＳＮ（ＳＧＳＮ）４８と
呼ばれ、モバイル・スイッチング・センタすなわちＭＳ
Ｃ（図示せず）に位置する訪問先の位置レジスタ（ＶＬ
Ｒ）４４にアクセスを有する。しかしながら、ＭＳは、
ゲートウエイＧＳＮ（ＧＧＳＮ）５０がアクセス可能な
ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）４６に登録されている。
パケット・データ・ネットワーク（ＰＤＮ）５８におけ
る対応ホスト（ＣＨ）５６は、最初にＧＧＳＮを介し
て、ＭＳにＩＰパケットを送出する。

【００４３】図３Ｂを参照すると、ＧＰＲＳプロトコル
・スタックが示されている。パケット・データ・ネット
ワーク（ＰＤＮ）は、対応ホスト（ＣＨ）からゲートウ
エイＧＳＮ（ＧＧＳＮ）までの接続を与えるＩＰネット
ワークである。ＧＧＳＮとサービングＧＳＮ（ＳＧＳ
Ｎ）との間では、ＩＰパケットの伝達は、ＧＲＰＳトン
ネリング・プロトコル（ＧＴＰ）ＧＳＭ０９．６０、デ
ジタル・セルラ電気通信システム（フェーズ２＋）、Ｇ
ｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉ
ｃｅ（ＧＰＲＳ）、データおよびシグナリングの双方の
ために用いられるＧｎおよびＧｐインタフェースを介し
たＧＰＲＳトンネリング・プロトコル（ＧＴＰ）によっ
て行われる。ＰＬＭＮ内およびＰＬＭＮ間にＧＳＮを接
続するネットワークは、構内ＩＰネットワークである。
ＧＴＰがＩＰパケットをカプセル化する場合、ＵＤＰ
（ユーザ・データグラム・プロトコル）を用いて、ＧＴ
Ｐ ＰＤＵ（プロトコル・データ・ユニット）を搬送す
る。ＳＧＳＮでは、元のＩＰパケットを回復させ、ＳＮ
ＤＰに従って再びカプセル化して、ＭＳに伝達する。Ｓ
ＧＳＮとＭＳとの間の論理リンク制御（ＬＬＣ）によっ
て、信頼性の高い接続が提供される。基地局システムＧ
ＰＲＳプロトコル（ＢＳＳＧＰ）を用いて、ＳＧＳＮと
ＢＳＳとの間のルーティングおよびサービスの質に関連
する情報を送る。ＢＳＳでは、ＬＬＣ ＰＤＵを回復さ
せ、無線リンク制御（ＲＬＣ）機能を用いてＭＳに送出
する。

【００４４】ＧＰＲＳセル選択 ＧＰＲＳネットワークでは、セルをルーティング・エリ
ア（ＲＡ）に組織化し、次いで位置エリア（ＬＡ）にグ
ループ化する。ＭＳがＧＲＰＳサービスを用いることを
望む場合、最初に、ＧＰＲＳルーティング・エリアおよ
びＧＰＲＳセル選択を行う。これらの選択は、ＧＳＭ電
話加入に類似した手順を用いて、ＭＳが自動的に行う。
この手順は、近くのセルからの信号品質の測定および評
価を含み、更に、候補のセル内の輻輳の検出および回避
を含む。基地局システム（ＢＳＳ）は、更に、あるセル
を選択するようにＭＳに命令することができる。

【００４５】移動体登録 ＧＰＲＳにおける移動体登録は、２つの手順、すなわち
アタッチと活性化とに分割することができる。

【００４６】アタッチ手順 ＭＳが訪問先のＰＬＭＮ内でローミングしている場合、
最初にＳＧＳＮにアタッチする必要がある。ＭＳは、各
ＧＰＲＳ／ＧＳＭ加入者に一意の国際移動加入者アイデ
ンティティ（ＩＭＳＩ）をＳＧＳＮに送出することによ
って、アタッチ手順を開始する。ＩＭＳＩに基づいて、
ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＩＰアドレスについてホームＰ
ＬＭＮのＨＬＲに通知し、更に、ＭＳの位置エリアにつ
いて訪問先のＰＬＭＮのＶＬＲに通知する。ＨＬＲは、
ＳＧＳＮおよびＶＬＲの双方に加入者データを送信す
る。ＳＧＳＮ、ＨＬＲ、およびＶＬＲのデータベースを
更新した後、アタッチ手順は完了する。

【００４７】活性化手順 ＭＳをＳＧＳＮにアタッチした後、使用するパケット・
データ・プロトコル（ＰＤＰ）を処理することができ
る。ＭＳは、ＭＳのＩＰアドレスが存在していれば、こ
れをＳＧＳＮに送出し、存在していない場合は、ホーム
または訪問先のＰＬＭＮがＩＰアドレスを割り当てる。
加入者データの情報に基づいて、ＳＧＳＮは、ホームＰ
ＬＭＮのＧＧＳＮアドレスを判定する。次いで、ＳＧＳ
Ｎは、ＭＳのＩＰアドレスおよびＧＴＰトンネル識別子
（ＴＩＤ）と共に、ＧＧＳＮにメッセージを送出する。
ＧＧＳＮは、そのＰＤＰコンテクスト・テーブルに新た
なエントリを生成し、これによって、ＧＧＳＮは、ＳＧ
ＳＮと外部ＩＰネットワークとの間でＩＰパケットをル
ーティングすることができる。エントリは、モバイルＩ
Ｐのための結合情報に類似している。このようにして、
ＳＧＳＮは、ＧＧＳＮとＭＳとの間でＩＰパケットのル
ーティングを可能とする。

【００４８】データ転送 図３Ｃを参照すると、ＧＰＲＳデータ転送を例示するブ
ロック図が示されている。ＭＳをＧＰＲＳにアタッチ
し、ＰＤＰコンテクスト活性化手順を完了した後、ＧＰ
ＲＳネットワークは、外部のパケット・データ・ネット
ワークとＭＳとの間で、ＩＰパケットを透過的に伝達す
る。対応ホスト（ＣＨ）がＭＳに送出すべきパケットを
有する場合、ＡＲＰ要求（ＭＳのＩＰアドレス）を送出
し、ＧＧＳＮがこれに応答する。ＩＰパケットをＧＧＳ
Ｎにルーティングすると、ＩＰパケットは、ＧＰＲＳト
ンネル・プロトコル（ＧＴＰ）ヘッダによってカプセル
化される。ＧＴＰ ＰＤＵをＵＤＰ ＰＤＵに挿入し、こ
れをＩＰ ＰＤＵに再び挿入する。ＩＰヘッダは、ＳＧ
ＳＮのアドレスを含む。ＳＧＳＮでは、元のＩＰパケッ
トを回復させ、再度カプセル化して、ＭＳに送信する。

【００４９】ＭＳがＣＨに送出するパケットについて
は、逆方向トンネルを用いる。この場合、ＳＧＳＮは、
ＧＴＰを用いてカプセル化を行い、ＧＴＰ ＰＤＵをＧ
ＧＳＮに送信する。ＧＧＳＮでは、元のＩＰパケットを
回復させ、通常のＩＰルーティングを用いてＣＨに送出
する。

【００５０】モバイルＩＰがいくつかのルート最適化技
法を実施することは公知であるが、ＣＤＰＤおよびＧＰ
ＲＳネットワークはこれを行わない。従って、ＣＤＰＤ
およびＧＰＲＳネットワークにおいてルート最適化技法
を実施すれば、極めて有利であろう。

【００５１】本発明は、ＧＰＲＳおよびＣＤＰＤネット
ワークにおいてルート最適化を与える方法および装置を
提供する。本発明の一態様では、ＧＰＲＳネットワーク
におけるルート最適化技法は、ローミング中の移動局が
現在位置している訪問先のパブリック・ランド・モバイ
ル・ネットワークにおいて、ゲートウエイＧＰＲＳサポ
ート・ノードを確立することを含む。具体的には、ゲー
トウエイＧＰＲＳサポート・ノードと、移動局が無線リ
ンクを介して直接通信しているサービングＧＰＲＳサポ
ート・ノードとの間に、トンネルを形成する。このよう
にして、外部の対応ホストは、従来のＧＰＲＳネットワ
ークにおいて行ったように、移動局のホーム・パブリッ
ク・モバイル・ネットワークのＧＰＲＳサポート・ノー
ドでなく、ゲートウエイＧＰＲＳサポート・ノードに、
パケットをルーティングすることができる。好都合なこ
とに、移動局と対応ホストとの間でパケット転送のため
に確立する経路は短くなる。

【００５２】本発明の別の態様では、ＣＤＰＤネットワ
ークにおけるルート最適化技法を提供する。ＣＤＰＤネ
ットワークの場合は、フォーリン（訪問先）ネットワー
ク内のホーム・モバイル・データ中間システム・ノード
（ローカルＨＭＤ−ＩＳ）が、ローミング中のモバイル
・エンド・システムに対するゲートウエイ・ノードとし
て機能する。具体的には、ローカルＨＭＤ−ＩＳと、モ
バイル・エンド・システムが無線リンクを介して直接通
信しているフォーリン・ネットワークのサービングＭＤ
−ＩＳとの間に、トンネルを形成する。このようにし
て、外部の対応ホストは、従来のＣＤＰＤネットワーク
において行ったように、移動局のホーム・ネットワーク
のＨＭＤ−ＩＳでなく、ローカルＨＭＤ−ＩＳに、パケ
ットをルーティングすることができる。有利な点とし
て、モバイル・エンド・システムと対応ホストとの間で
パケット転送のために確立する経路は短くなる。

【００５３】本発明の更に別の態様では、モバイル・ノ
ードに対してハンドオフ手順を実行する場合に、ＧＰＲ
ＳおよびＣＤＰＤネットワーク内のかかるゲートウエイ
・ノードを、訪問先のネットワークにおける固定点とし
て用いることができる。

【００５４】本発明のこれらおよび他の目的、特徴およ
び利点は、以下の例示的な実施形態の詳細な説明を、添
付図面と関連付けて読むことによって、明らかとなろ
う。

【００５５】

【発明の実施の形態】ＧＰＲＳおよびＣＤＰＤネットワ
ークの状況において、特にルート最適化に関して、以下
に本発明を説明する。しかしながら、本明細書中で論じ
る本発明の教示は、これに限定されないことは認められ
よう。すなわち、ここに記載する本発明のルート最適化
の方法論および装置は、ＧＰＲＳおよびＣＤＰＤネット
ワークと同様の、パケットを基本とするその他の通信シ
ステムにおいて、実施することができる。更に、移動ま
たは固定ノード（例えばモバイル・ホスト、移動局、モ
バイル・エンド・システム、対応ホスト等）において、
またはネットワーク・アクセス・ノード（例えばホーム
・エージェント、フォーリン・エージェント、ＳＧＳ
Ｎ、ＧＧＳＮ、ＨＭＤＩＳ、ＳＭＤＩＳ等）において用
いるための、ここに記載する方法論は、それぞれ関連す
る１つ以上のプロセッサによって実行されることは理解
されよう。ここで用いる「プロセッサ」という語は、Ｃ
ＰＵ（中央演算装置）、またはマイクロプロセッサ、お
よび関連するメモリを含む、いかなる処理デバイスも含
むことを意図している。ここで用いる「メモリ」という
語は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、固定メモリ・デバイス（例えば
ハード・ドライブ）、または着脱可能メモリ・デバイス
（例えばディスケット）等の、プロセッサまたはＣＰＵ
に関連するメモリを含むことを意図している。更に、処
理ユニットは、この処理ユニットにデータを入力するた
めに、例えばキーパッドまたはキーボードのような１つ
以上の入力デバイスを含むことができ、更に、処理ユニ
ットに関連する結果を与えるために、例えばＣＲＰディ
スプレイ等の１つ以上の出力デバイスも含むことができ
る。従って、本発明の方法論を実施することに関連する
ソフトウエア命令またはコードを、関連メモリに格納
し、利用する準備が整った場合に、適切なＣＰＵによっ
て検索し実行すれば良い。

【００５６】図４を参照すると、本発明に従って用いる
ための、移動または固定ノード（例えばモバイル・ホス
ト（ＭＨ）、移動局（ＭＳ）、モバイル・エンド・シス
テム（Ｍ−ＥＳ）、および対応ホスト（ＣＨ））、また
はネットワーク・アクセス・ノード（例えばホーム・エ
ージェント（ＨＡ）、フォーリン・エージェント（Ｆ
Ａ）、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ、ＨＭＤＩＳ、およびＳＭＤ
ＩＳ）等の、ネットワーク・エレメントの例示的なハー
ドウエア・アーキテクチャのブロック図が示されてい
る。各ネットワーク・エレメントは、これに関連する動
作を制御するためのプロセッサ１００を含み、これは、
その関連するメモリ１０２と協同し、以下に詳しく記載
する本発明の方法論を含む。また、各ネットワーク・エ
レメントは、通信リンク１０６を介して他のネットワー
ク・エレメントと通信を行うための１つ以上の通信イン
タフェース１０４（例えばモデム）も含む。通信インタ
フェース（群）１０４およびリンク（群）１０６は、イ
ンタフェースが位置するネットワーク・エレメントのタ
イプに特定的であると共に、通信を行う他のネットワー
ク・エレメントのタイプにも特定的であることは認めら
れよう。

【００５７】モバイルＩＰ、ＣＤＰＤおよびＧＰＲＳに
おけるモビリティ管理のいくつかの基本的な特徴は、例
えば、ビーコン、登録、およびデータ転送について、先
に説明および／または言及した。例えば、３つのプロト
コルは全て、ある形態のビーコニング・メッセージを用
いる。ＣＤＰＤおよびＧＰＲＳは、エアリンク・ビーコ
ニング・メッセージを用い、一方、モバイルＩＰは、ネ
ットワーク・レイヤ・ビーコニング・メッセージを用い
る。ＣＤＰＤおよびＧＰＲＳのユーザは、セル識別子、
ルーティング／位置エリアの変化に基づいて移動を検出
し、一方、モバイルＩＰのユーザは、ネットワーク・レ
イヤ・ビーコニング・メッセージ内の指定されたネット
ワーク・プレフィクスに基づいて移動を検出する。更
に、ＣＤＰＤおよびＧＰＲＳは双方とも、リンク・レイ
ヤおよびネットワーク・レイヤ・メッセージの組み合わ
せを用いて新たな登録を完了し、一方、モバイルＩＰ
は、ネットワーク・レイヤ・メッセージのみを用いる。
３つの手法の全てにおいて、登録は、いくつかのタイマ
の満了時にリフレッシュされる。ＣＤＰＤおよびＧＰＲ
Ｓ用のタイマは、モバイルＩＰ用のものよりも長い場合
がある。更に、３つのモビリティ管理手法は全て、対応
ホストからモバイル・ホストにパケットを送出するため
に、三角形のルーティングを用いる。全てのパケット
は、異なる形態のトンネリング（例えばＩＰ−ｉｎ−Ｉ
Ｐ、ＣＬＮＰ、ＧＴＰ）を用いて、ホーム・ノードを介
して、サービング・ノードにルーティングされる。モバ
イル・ホストが送出するパケットについては、ＧＰＲＳ
モビリティ管理手順は、逆方向トンネリングを用いて、
パケットをＧＧＳＮに送出する。しかしながら、ＣＤＰ
ＤおよびモバイルＩＰでは、モバイル・ホストからのパ
ケットは、ホームＭＤＩＳまたはホーム・エージェント
を通過することなく、通常のルーティング手順を用いて
ルーティングする。

【００５８】以前に論じ、図示したように、モバイルＩ
Ｐ、ＧＰＲＳおよびＣＤＰＤは、三角形のルーティング
を用いて、対応ホストからモバイル・ノードにパケット
をルーティングする。対応ホストとサービング・ネット
ワークとの間の経路の方が通常短いので、ホーム・ネッ
トワークがパケットを転送する必要性のために、結果と
してネットワーク・リソースの使用は非効率的となる。

【００５９】ＩＥＴＦモバイルＩＰプロトコルにおいて
提案されたルート最適化技法は、三角形ルーティングを
除去しようという試みである。図５を参照すると、かか
るルート最適化技法が示されている。対応ホスト８から
ホーム・エージェント４を介してモバイル・ホスト２に
送出されるパケットの三角形ルーティングは除去されて
いる。モバイル・ホストおよびホーム・エージェントに
は、対応ホストにモバイル・ノードの最新位置を知らせ
るという役割が与えられる。モバイル・ホストまたはホ
ーム・エージェントのいずれかは、結合更新メッセージ
を対応ホストに送出して、モバイル・ホストの現在の気
付アドレスを対応ホストに知らせることができる。モバ
イル・ホストに宛てられたパケットを受信するフォーリ
ン・エージェント６は、結合警告メッセージをホーム・
エージェントに送出する。このため、ホーム・エージェ
ントは、結合更新メッセージを対応ホストに送出するこ
とができる。しかしながら、かかる技法は、モバイル・
ホストでない対応ホストに対し、更にモビリティ・エー
ジェント（すなわちホーム・エージェントおよびフォー
リン・エージェント双方）に対して、ソフトウエアの変
更を強制する。更に、この手法は、全ての対応ホストが
モバイルＩＰをサポートすることを必要とする。また、
対応ホストとホーム・エージェントとの間、または対応
ホストとモバイル・ホストとの間に、安全な関連付けを
必要とする。以下に説明する本発明のルート最適化手法
に関して明らかとなろうが、本発明では、モバイルＩＰ
をサポートしない既存のホストは、モバイル・ホストと
通信を行う場合に、より短いルートを有することができ
る。

【００６０】図６Ａを参照すると、本発明によるルート
最適化を実施するＧＰＲＡネットワークのブロック図が
示されている。現在のＧＰＲＳネットワークでは、ルー
ト最適化は実施されていないことは認められよう。従っ
て、本発明は、新たなネットワーク・エンティティを規
定する。すなわち、ゲートウエイＩＷＦ（ＩＷＦ．Ｇ）
であり、これを介して、例えば外部ネットワークがモバ
イル・ホストと通信を行うことができる。ＧＰＲＳで
は、ゲートウエイＩＷＦは、訪問先のＰＬＭＮ５４にお
けるＧＧＳＮ（ＧＧＳＮ．Ｖ）６０である。以下で説明
するが、ＣＨ５６とＧＧＳＮ６０との間にルート６２を
確立すると有利である。好都合な点として、もはやＭＳ
のホームＰＬＭＮのＧＧＳＮを介してパケットをルーテ
ィングする必要がないために、ＭＳとＣＨとの間の従来
のＧＰＲＳネットワークに存在するルート非効率性は解
消される。パケットは、訪問先のＰＬＭＮにおけるＧＧ
ＳＮを介してルーティングすることができる。このよう
に、ＭＳ、訪問先のＳＧＳＮ、訪問先のＧＧＳＮ、ＣＨ
間の経路は、別のＰＬＭＮ（すなわちＭＳのホームＰＬ
ＭＮ）にルーティングする必要がある従来の経路より
も、著しく効率的である。ＧＳＭ／ＧＰＲＳ規格に従っ
て、外部ホストがＧＧＳＮのみにアクセス可能であるこ
とは理解されよう。

【００６１】図６Ｂは、従来のＧＰＲＳ移動体登録に伴
うアタッチ手順および活性化手順に含まれるシグナリン
グの関連部分を示す。ＭＳが訪問先のＰＬＭＮにおいて
ローミング中の場合、最初にＳＧＳＮにアタッチする必
要があることを思い出されたい。ＭＳは、ＳＧＳＮに対
し、各ＧＰＲＳ／ＧＳＭ加入者（図示せず）に一意の国
際移動加入者アイデンティティ（ＩＭＳＩ）を送出する
ことによって、アタッチ手順を開始する。ＩＭＳＩに基
づいて、ＳＧＳＮは、ＳＧＳＮのＩＰアドレスについて
ホームＰＬＭＮのＨＬＲに通知し、更に、ＭＳの位置エ
リアについて訪問先のＰＬＭＮのＶＬＲに通知する。こ
れは、位置更新／ＭＭコンテクスト活性化メッセージに
よって達成される。公知のように、このメッセージは、
ＳＧＳＮ

【００６２】ＳＳ７アドレス、ＳＧＳＮ ＩＰアドレ
ス、およびＭＳのＩＭＳＩを含む。ＨＬＲは、加入者デ
ータを、位置更新／ＭＭコンテクスト活性化承認メッセ
ージによって、ＳＧＳＮおよびＶＬＲ双方に送信する。
簡略化のために、図６Ｂには、ＳＧＳＮ／ＨＬＲおよび
ＶＬＲ間のシグナリングは示さないことを注記してお
く。ＳＧＳＮ、ＨＬＲおよびＶＬＲのデータベースを更
新した後、アタッチ手順を完了する。ＭＳをＳＧＳＮに
アタッチした後、パケット・データ・プロトコル（ＰＤ
Ｐ）活性化を処理することができる。公知のように、Ｍ
Ｓは、ＳＧＳＮに、以下の情報を含むＰＤＰコンテクス
ト活性化要求メッセージを送出する。この情報とは、Ｎ
ＳＡＰＩ（ネットワーク・レイヤ・サービス・アクセス
・ポイント識別子）、ＰＤＰタイプ（例えばＸ．２５ま
たはＩＰ）、ＰＤＰアドレス（例えばＸ．１２１アドレ
ス）、ＡＰＮ（ＭＳが要求するアクセス・ポイント
名）、ＱｏＳ（このＰＤＰコンテクストが要求するサー
ビスの質のプロファイル）、およびＰＤＰコンフィギュ
レーション・オプションである。加入者データ内の情報
に基づいて、ＳＧＳＮは、ホームＰＬＭＮにおけるＧＧ
ＳＮアドレスを判定する。次いで、ＳＧＳＮは、ホーム
ＰＬＭＮ ＧＧＳＮに、ＰＤＰコンテクスト生成要求メ
ッセージを送出する。このメッセージは、以下の情報を
含む。すなわち、ＩＭＳＩ、ＰＤＰタイプ、ＰＤＰアド
レス、ＡＰＮ、ＱｏＳ処理、ＴＩＤ（ＳＧＳＮとホーム
ＧＧＳＮとの間で確立したトンネルに関連するトンネル
識別子）、およびＰＤＰコンフィギュレーション・オプ
ションである。従って、この情報は、とりわけ、ＭＳの
ＩＰアドレスおよびＧＴＰトンネル識別子（ＴＩＤ）を
含む。ＧＧＳＮは、そのＰＤＰコンテクスト・テーブル
に新たなエントリを生成し、これによって、ＧＧＳＮ
は、ＳＧＳＮと外部のＩＰネットワーク（例えば対応ホ
スト）との間でＩＰパケット（ＰＤＰプロトコル・デー
タ・ユニットすなわちＰＤＵ）をルーティングすること
ができる。ホームＧＧＳＮは、以下を含むＰＤＰコンテ
クスト生成応答メッセージを送出する。すなわち、ＴＩ
Ｄ、ＰＤＰアドレス、ＢＢプロトコル（ＴＣＰまたはＵ
ＤＰのどちらを用いてＳＧＳＮとＧＧＳＮとの間でデー
タ転送を行うかを示す）、再配置の必要（ＳＧＳＮがＮ
−ＰＤＵをＭＳに送出する前に配置し直すべきか否かを
示す）、ＰＤＰコンフィギュレーション・オプション、
および理由である。ＳＧＳＮは、ＰＤＰタイプ、ＰＤＰ
アドレス、ＮＳＡＰＩ、ＱｏＳ処理済み、およびＰＤＰ
コンフィギュレーション・オプションを含むＰＤＰコン
テクスト活性化受諾メッセージを、ＭＳに戻す。これ以
降、ＳＧＳＮは、ＧＧＳＮとＭＳとの間で、ＩＰパケッ
ト（ＰＤＰ ＰＤＵ）をルーティングすることが可能と
なる。ＭＳとＳＧＳＮとの間で、セキュリティ機能（例
えば認証）を実行し得ることを注記しておく。

【００６３】図６Ｃを参照すると、本発明によるＧＰＲ
Ｓネットワークにおいて最適化ルートを確立するための
シグナリング方法が示されている。有利な点として、Ｍ
ＳがアタッチされているＳＧＳＮが、直接ホームＰＬＭ
Ｎ内のＧＧＳＮ５０によってＰＤＰコンテクスト・メッ
セージを処理するのでなく、それ自身のＰＬＭＮ内のＧ
ＧＳＮすなわちＧＧＳＮ６０によってＰＤＰコンテクス
トを処理する。ＧＧＳＮ６０は、ホームＧＧＳＮ５０に
よってＰＤＰコンテクストを処理する。ＧＧＳＮは全
て、３つのＩＥＴＦトンネリング・プロトコルのうち１
つ、例えばＧＴＰのみならずＩＰ内ＩＰカプセル化をサ
ポートすることは理解されよう。また、ホームＧＧＳＮ
は、ＳＧＳＮのアドレスに基づいて、訪問先ＧＧＳＮの
ＩＰアドレスを判定可能であると想定している。一旦ホ
ームＧＧＳＮがＰＤＰコンテクスト活性化を受け入れた
なら、ホームＧＧＳＮは、訪問先ＧＧＳＮの情報を含む
結合更新メッセージを、対応ホスト（ＣＨ）に送出する
ことができる。次いで、ＣＨは、訪問先のＧＧＳＮに直
接パケットを送出することができる。訪問先ＧＧＳＮ
は、ＣＨからＭＳに宛てたパケットを受信した時に、Ｓ
ＧＳＮと共にＧＴＰトンネル（または例えばＩＰ内ＩＰ
トンネル）を確立する。

【００６４】ＳＧＳＮ４８とＧＧＳＮ６０との間にＧＴ
Ｐ（または例えばＩＰ−ｉｎ−ＩＰトンネル）トンネル
を確立するために、従来のシグナリング・メッセージ
を、図６Ｃに示すように変更する。具体的には、アタッ
チメント手順の間、ＳＧＳＮは、位置更新／ＭＭコンテ
クスト活性化メッセージを、訪問先ＧＧＳＮに渡す。次
いで、訪問先ＧＧＳＮは、ホームＰＬＭＮ５２のＨＬＲ
に、そのＳＳ７アドレス、ＩＰアドレス、およびＭＳの
ＩＭＳＩを知らせる。これは、位置更新／ＭＭコンテク
スト活性化メッセージにおいて行われる。ＨＬＲは、位
置更新／ＭＭコンテクスト活性化承認メッセージによっ
て応答する。次いで、活性化手順では、ＰＤＰコンテク
スト活性化要求メッセージおよびＰＤＰコンテクスト生
成要求メッセージに、ルート最適化オプション・フィー
ルドを加える。好都合な点として、訪問先ＧＧＳＮが、
変更されたＰＤＰコンテクスト生成要求メッセージを受
信した場合、そのＰＤＰコンテクスト・テーブルに新た
なエントリを生成し、これによって、訪問先ＧＧＳＮ
は、ＳＧＳＮと外部ＩＰネットワーク（例えば対応ホス
ト）との間でＩＰパケットをルーティングすることがで
きる。すなわち、受信した情報に基づいて、訪問先ＧＧ
ＳＮは、ＴＩＤおよびＳＧＳＮのＩＰアドレスを、ＭＳ
に割り当てられたＰＤＰアドレスにマップする。これに
より、訪問先ＧＧＳＮがＳＧＳＮからＴＩＤと共にパケ
ットを受信した場合、訪問先ＧＧＳＮはパケットのカプ
セル化を解除し、データを外部ＰＤＮ（例えばＣＨ５
６）にルーティングする。一方、訪問先ＧＧＳＮが外部
ＰＤＮからＭＳのＰＤＰアドレスと共にパケットを受信
した場合、訪問先ＧＧＳＮは、当該ＰＤＰアドレスにマ
ップされたＴＩＤおよびＳＧＳＮ ＩＰアドレスを見出
した後に、パケットをカプセル化する。また、訪問先の
ＧＧＳＮは、変更されたＰＤＰコンテクスト生成要求メ
ッセージをホームＧＧＳＮ５０に送出し、ホームＧＧＳ
Ｎ５０はＰＤＰコンテクスト生成応答によって応答する
ことは理解されよう。

【００６５】図６ＤおよびＥを参照すると、従来のＧＰ
ＲＳネットワークにおけるパケット・ルーティングと、
本発明によるＧＰＲＳネットワークにおける最適化パケ
ット・ルーティングとを対照させたフロー図が示されて
いる。図示のように、従来の構成では、ＳＮＤＣＰ Ｐ
ＤＵパケットを、ＭＳ４０とＳＧＳＮ４８との間にルー
ティングし、ホームＧＧＳＮは、ＴＴＬＩ（一時的論理
リンク識別子）およびＮＳＡＰＩ（ネットワーク・サー
ビス・アクセス・ポイント識別子）を、ホームＧＧＳＮ
のＩＰアドレスおよびＴＩＤにマップし、ＴＩＤおよび
ＰＤＰ ＰＤＵを含むＧＴＰ ＰＤＵが、ＳＧＳＮからホ
ームＧＧＳＮにルーティングされ、他方の方向に戻され
るようにする。次いで、ホームＧＧＳＮと外部ＰＤＮと
の間にＰＤＰ ＰＤＵをルーティングする。

【００６６】しかしながら、図６Ｅに示すように、本発
明によれば、外部ＰＤＮ５８における訪問先ＧＧＳＮ６
０とＣＨ５６との間に最適化ルート６２を確立し、外部
ＰＤＮがＧＧＳＮ５０から結合更新メッセージを受信し
た後、ＣＨおよびＭＳは、この最適化ルートを用いて、
パケットを前後方向に送信することができる。すなわ
ち、ＳＮＤＣＰ ＰＤＵパケットを、ＭＳ４０とＳＧＳ
Ｎ４８との間にルーティングし、ＧＴＰカプセル化パケ
ットを、ＳＧＳＮ４８と訪問先ＧＧＳＮ６０との間にル
ーティングし、ＰＤＰパケットを、訪問先ＧＧＳＮ６０
とＣＨ５６との間にルーティングする。

【００６７】同様に、ＣＤＰＤシステムについては、ホ
ームＭＤＩＳが結合更新メッセージをサポートし、サー
ビングＭＤＩＳ（またはそのルータ）が３つのＩＥＴＦ
トンネリング・プロトコルのうち１つを理解する場合、
ＧＰＲＳに関して上述したのと同じ手法を使用可能であ
る。ここで図７Ａを参照すると、本発明によるルート最
適化を実施するＣＤＰＤネットワークのブロック図が示
されている。現在のＣＤＰＤネットワークでは、ルート
最適化は実施されていないことは認められよう。従っ
て、本発明は、新たなネットワーク・エンティティを規
定する。すなわち、ゲートウエイＩＷＦ（ＩＷＦ．Ｇ）
であり、これを介して、サービス・プロバイダは、公開
のインターネットに接続する。ＣＤＰＤでは、ゲートウ
エイＩＷＦは、Ｍ−ＥＳが一時的に関連付けられたフォ
ーリン・ネットワーク内のホームＭＤ−ＩＳ（ローカル
ＨＭＤ−ＩＳ）、すなわちＨＭＤ−ＩＳ ２４Ｃであ
る。以下に説明するように、ＣＨ３４とＨＭＤ−ＩＳ
２４Ｃとの間にルート６４を確立すると有利である。好
都合な点として、もはやＭＳのホーム・ネットワーク内
のＨＭＤ−ＩＳ ２４Ａを介してパケットをルーティン
グする必要がないために、Ｍ−ＥＳとＣＨとの間の従来
のＣＤＰＤネットワークに存在するルートの非効率性は
解消される。パケットは、訪問先ネットワークまたはフ
ォーリン・ネットワークのＨＭＤ−ＩＳを介してルーテ
ィングすることができる。このように、Ｍ−ＥＳ、ＳＭ
Ｄ−ＩＳ、訪問先のＨＭＤ−ＩＳ、ＣＨ間の経路は、別
のネットワーク（すなわちＭＳのホーム・ネットワー
ク）にルーティングしなければならない従来の経路より
も、著しく効率が高い。

【００６８】図７Ｂを参照すると、ＣＤＰＤにおける従
来の移動体登録シグナリングが示されている。ＣＤＰＤ
ネットワークにアクセスを要求するため、Ｍ−ＥＳとＳ
ＭＤ−ＩＳとの間で認証および暗号化手順が完了した
後、Ｍ−ＥＳは、Ｍ−ＥＳのＩＰまたはＣＬＮＰアドレ
スおよびその資格証明を含むエンド・システム・ハロー
（ＥＳＨ）メッセージを送出する。サービングＭＤ−Ｉ
Ｓは、この資格証明を、（Ｍ−ＥＳがローミング中の場
合）ＣＬＮＰネットワークを介して、Ｍ−ＥＳのホーム
ＭＤ−ＩＳに送出する。これは、転送要求（ＲＤＲ）メ
ッセージによって行われる。このメッセージの目的の１
つは、Ｍ−ＥＳが現在位置しているこのサービング・エ
リアを介してＭ−ＥＳに宛てたデータを転送するよう、
ホームＭＤ−ＩＳに命令することである。ＨＭＤ−ＩＳ
は、Ｍ−ＥＳの資格証明を、データベースに格納されて
いるものと比較し、アクセスを付与するか否かについて
サービングＭＤ−ＩＳに応答する。この指示は、転送確
認（ＲＤＣ）メッセージの形態で与えられる。サービン
グＭＤ−ＩＳは、中間システム確認（ＩＳＣ）メッセー
ジをＭ−ＥＳに送出し、Ｍ−ＥＳがＣＤＰＤネットワー
クを介してデータの送受信を開始可能か否かを示す。

【００６９】ここで図７Ｃを参照すると、本発明による
ＣＤＰＤ移動体登録シグナリングが示されている。シグ
ナリングは、Ｍ−ＥＳとＳＭＤ−ＩＳ（ＥＳＨおよびＩ
ＳＣ）との間では同じであるが、ＳＭＤ−ＩＳは、ＲＤ
Ｒメッセージを、ホーム・ネットワーク内のＨＭＤ−Ｉ
Ｓに送出するのでなく、それ自身のネットワーク内のＨ
ＭＤ−ＩＳ（ローカルＨＭＤ−ＩＳ）に送出する。次い
で、ローカルＨＭＤ−ＩＳは、変更したＲＤＲメッセー
ジ（ＲＤＲ’）を、ホームＨＭＤ−ＩＳに送出する。Ｒ
ＤＲ’を発生するためにＲＤＲに行う変更は、ネットワ
ーク・アドレス送出フィールドを変更して、ローカルＨ
ＭＤ−ＩＳのＩＰアドレスを示すことを含む。これによ
って、ホームＨＭＤ−ＩＳは、レコードを維持すること
ができる。また、ＲＤＲにルート最適化フィールドを加
えて、ルート最適化を呼び出すことをホームＨＭＤ−Ｉ
Ｓに知らせる。次いで、ホームＨＭＤ−ＩＳは、転送確
認メッセージ（ＲＤＣ）によってローカルＨＭＤ−ＩＳ
に応答し、ローカルＨＭＤ−ＩＳは次いでＲＤＣメッセ
ージをＳＭＤ−ＩＳに送出する。ＳＭＤ−ＩＳがＩＳＣ
メッセージをＭ−ＥＳに送出すると、移動体登録は完了
する。従って、ホームＨＭＤ−ＩＳでなくローカルＨＭ
Ｄ−ＩＳが、Ｍ−ＥＳへの最短経路として、外部の世界
（例えばＣＨを含む外部ネットワーク）に発表される。
これを達成するには、ホームＨＭＤ−ＩＳが結合更新メ
ッセージをＣＨに送出し、ローカルＨＭＤ−ＩＳがＭ−
ＥＳへの最短経路であることを示す。

【００７０】ここで図７Ｄおよび７Ｅを参照すると、従
来のＣＤＰＤネットワークにおけるパケット・ルーティ
ングと、本発明によるＣＤＰＤネットワークにおける最
適化パケット・ルーティングとを対照するフロー図が示
されている。従来の構成では、一旦ルーティング情報を
外部ネットワークに通知すれば、ＣＨはデータをＭ−Ｅ
Ｓに送出することができる。ＣＨは、Ｍ−ＥＳのアドレ
スを宛先とし、それ自身のアドレスをソースとして、パ
ケット（ＤＴ）を送出する。従来の構成では、ホームＨ
ＭＤ−ＩＳはそれ自身を最短経路として通知するので、
パケットはこれにルーティングされる。ホームＨＭＤ−
ＩＳは、ＳＭＤ−ＩＳと共に確立したＣＬＮＰトンネル
を介して送信するために、パケットをカプセル化する
（［ＤＴ］ＤＴ）。ＳＭＤ−ＩＳは、パケットのカプセ
ル化を解除し、無線ネットワークを介してＭＳに送出す
る。しかしながら、本発明によれば、そして図７Ｅに示
すように、ローカルＨＭＤ−ＩＳが最短経路として通知
されるので、ＣＨは、パケットをローカルＨＭＤ−ＩＳ
にルーティングし、ローカルＨＭＤ−ＩＳは次いでパケ
ットをカプセル化し、ＳＭＤ−ＩＳと共に確立したＣＬ
ＮＰトンネル（または例えばＩＰ−ｉｎ−ＩＰトンネ
ル）を介して送信する。次いで、ＳＭＤ−ＩＳは、パケ
ットのカプセル化を解除し、無線ネットワークを介して
ＭＳに送出する。

【００７１】ここで図８Ａを参照すると、本発明のルー
ト最適化方法論を用いたハンドオフを示すブロック図が
示されている。ＧＰＲＳおよびＣＤＰＤの双方に関し
て、本発明によるハンドオフを示す議論を容易にするた
めに、様々なネットワーク・エレメントに対する新たな
用語セットを採用する。すなわち、モバイル・ノード
（ＭＮ）およびインタワーキング機能（ＩＷＦ）であ
る。この用語のマッピングを、以下の表１に示す。

【００７２】

【表１】

【００７３】上述の本発明のルート最適化技法を用いる
と共に、上記の表１に提示した新たな用語を参照する
と、モバイル・ノードが移動して新たなサービングＩＷ
Ｆにアタッチした場合、転送を行うＩＷＦは変化しない
ことは理解されよう。従って、対応ホストに格納されて
いる結合は、未だ有効である。しかしながら、ホームＩ
ＷＦと新たなＩＷＦとの間に新たなトンネルが必要であ
る。ホーム・ネットワークおよび訪問先ネットワークが
大きな距離によって隔てられている場合、シグナリング
・コストが高く、さらに、新たなトンネルを確立する際
の遅延が、ネットワーク・リソースの使用を非効率的に
する。

【００７４】より良い解決策は、ゲートウエイＩＷＦ
を、訪問先ネットワーク内の固定点として用いて、ホー
ムＩＷＦおよび対応ホストからのトンネルがモバイル・
ノードの移動によって影響を受けないようにすることで
ある。モバイル・ノードが新たなサービングＩＷＦにア
タッチする場合、ゲートウエイＩＷＦは、単に、同じネ
ットワーク内に新たなトンネルを確立するに過ぎない。
実際、トンネルは、ゲートウエイＩＷＦと、同じネット
ワークに属する全てのサービングＩＷＦとの間に予め構
成することができ、このため、移動によるパケット送出
の中断は最小に抑えられる。

【００７５】図８Ｂを参照すると、図６Ａ（図８Ａも付
加的に参照のこと）に示すようなＧＰＲＳネットワーク
において、本発明によるハンドオフ・シグナリングを示
すフロー図が示されている。ＭＳ４０（ＭＮ）は、ルー
ティング・エリア更新メッセージを、新しいＳＧＳＮ
（新しいＩＷＦ．Ｓ）に送出する。次いで、新しいＳＧ
ＳＮは、古いＳＧＳＮ（古いＩＷＦ．Ｓ）によってＳＧ
ＳＮコンテクスト要求メッセージを処理する。また、新
しいＳＧＳＮは、ＰＤＰコンテクスト更新要求を、訪問
先ＧＧＳＮ６０（ＩＷＦ．Ｇ）に送出し、訪問先ＧＧＳ
Ｎ６０は、適切な応答を返送する。次いで、訪問先ＧＧ
ＳＮは、位置更新要求によってＶＬＲを更新する。これ
によって、ＶＬＲに、サービング・ノードの変更（新し
いＳＧＳＮから古いＳＧＳＮへ）を知らせる。このよう
に、訪問先ＧＧＳＮ６０は、ＭＳがあるルーティング・
エリアから別のエリアへ移動する場合に、古いＳＧＳＮ
から新しいＳＧＳＮへのＭＳ４０のハンドオフにおける
固定点として機能する。

【００７６】本発明の例示的な実施形態を、添付図面を
参照してここに記載したが、本発明はこれらの明確な実
施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲および
精神から逸脱することなく、様々な他の変更および変形
が当業者によって行われ得ることは、理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】モバイルＩＰネットワーク・アーキテクチャ
のブロック図である。

【図１Ｂ】モバイルＩＰプロトコル・スタックの図であ
る。

【図１Ｃ】モバイルＩＰネットワークにおけるデータ・
フローを示すブロック図である。

【図２Ａ】ＣＤＰＤネットワーク・アーキテクチャのブ
ロック図である。

【図２Ｂ】ＣＤＰＤプロトコル・スタックの図である。

【図２Ｃ】ＣＤＰＤネットワークにおける移動体登録を
示すフロー図である。

【図２Ｄ】ＣＤＰＤネットワークにおけるデータ・フロ
ーを示すブロック図である。

【図３Ａ】ＧＰＲＳネットワーク・アーキテクチャのブ
ロック図である。

【図３Ｂ】ＧＰＲＳプロトコル・スタックの図である。

【図３Ｃ】ＧＰＲＳネットワークにおけるデータ・フロ
ーを示すブロック図である。

【図４】ネットワーク・エレメントのハードウエア・ア
ーキテクチャのブロック図である。

【図５】モバイルＩＰネットワークにおけるルート最適
化を示すブロック図である。

【図６Ａ】本発明によるＧＰＲＳネットワークにおける
ルート最適化を示すブロック図である。

【図６Ｂ】ＧＰＲＳネットワークにおいてルートを確立
するための従来のシグナリング方法を示すフロー図であ
る。

【図６Ｃ】本発明に従ってＧＰＲＳネットワークにおい
て最適化ルートを確立するためのシグナリング方法の実
施形態を示すフロー図である。

【図６Ｄ】従来のＧＰＲＳネットワークにおけるパケッ
ト・ルーティングを示すフロー図である。

【図６Ｅ】本発明に従ってルート最適化を実施するＧＰ
ＲＳネットワークにおけるパケット・ルーティングを示
すフロー図である。

【図７Ａ】本発明によるＣＤＰＤネットワークにおける
ルート最適化を示すブロック図である。

【図７Ｂ】ＣＤＰＤネットワークにおいてルートを確立
するための従来のシグナリング方法を示すフロー図であ
る。

【図７Ｃ】本発明に従ってＣＤＰＤネットワークにおい
て最適化ルートを確立するためのシグナリング方法の実
施形態を示すフロー図である。

【図７Ｄ】従来のＣＤＰＤネットワークにおけるパケッ
ト・ルーティングを示すフロー図である。

【図７Ｅ】本発明に従ってルート最適化を実施するＣＤ
ＰＤネットワークにおけるパケット・ルーティングを示
すフロー図である。

【図８Ａ】本発明に従ってルート最適化を実施するネッ
トワークにおけるハンドオフを示すブロック図である。

【図８Ｂ】本発明によるＧＲＰＳネットワークにおける
ハンドオフ・シグナリングを示すフロー図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ムーイ チョー チュア アメリカ合衆国 07724 ニュージャーシ ィ，イートンタウン，イートンクレスト ドライヴ 184ビー (72)発明者 オン−チン ユエ アメリカ合衆国 07748 ニュージャーシ ィ，ミドルタウン，ブレヴィンズ アヴェ ニュー 57

Claims (48)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局が現在訪問中のＧＰＲＳネットワ
   ーク内のネットワークのサポート・ノードにおいて用い
   られる、ＧＰＲＳネットワークにおけるルート最適化の
   方法であって、 前記訪問中のネットワーク内の前記サポート・ノード
   と、前記訪問中のネットワーク内の、前記移動局と直接
   通信状態にあるサービング・サポート・ノードとの間に
   通信経路を確立するステップと；外部パケット・データ
   ・ネットワークから直接受信したパケットを前記サービ
   ング・サポート・ノードにルーティングし、前記移動局
   に送信する、ステップと；を備えることを特徴とする方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１の方法であって、更に、前記サ
   ービング・サポート・ノードから受信したパケットを前
   記外部データ・ネットワークにルーティングするステッ
   プを備えることを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項１の方法において、前記訪問中の
   ネットワーク内の前記サポート・ノードと前記訪問中の
   ネットワーク内の前記サービング・サポート・ノードと
   の間に前記通信経路を確立するためにトンネリング・プ
   ロトコルを用いることを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項３の方法において、前記トンネリ
   ング・プロトコルがＩＰ−ｉｎ−ＩＰカプセル化プロト
   コルであることを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 請求項３の方法において、前記トンネリ
   ング・プロトコルが最小カプセル化プロトコルであるこ
   とを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 請求項３の方法において、前記トンネリ
   ング・プロトコルが一般ルーティングのカプセル化プロ
   トコルであることを特徴とする方法。
7. 【請求項７】 請求項１の方法において、前記確立する
   ステップが、更に、通信経路識別子と前記サービング・
   サポート・ノードに関連するアドレスとを、前記移動局
   に割り当てたアドレスにマッピングするステップを備え
   ることを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 請求項１の方法において、トンネリング
   ・プロトコルを用いて、前記訪問中のネットワーク内の
   前記サポート・ノードと前記訪問中のネットワーク内の
   前記サービング・サポート・ノードとの間に前記通信経
   路を確立し、前記訪問中のサポート・ノードが、前記外
   部のパケット・データ・ネットワークから受信したパケ
   ットをカプセル化すると共に、前記サービング・サポー
   ト・ノードから受信したパケットのカプセル化を解除す
   るようにすることを特徴とする方法。
9. 【請求項９】 請求項１の方法において、前記確立する
   ステップが、更に、前記サービング・サポート・ノード
   から、ルート最適化確立フィールドを含む活性化要求メ
   ッセージを受信するステップを含むことを特徴とする方
   法。
10. 【請求項１０】 請求項９の方法において、前記確立す
    るステップが、更に、前記サービング・サポート・ノー
    ドに活性化要求応答メッセージを送出することを特徴と
    する方法。
11. 【請求項１１】 請求項１の方法において、前記確立す
    るステップが、更に、移動局が最初に登録されている前
    記ＧＰＲＳネットワーク内のネットワークにおける位置
    レジスタに、更新位置メッセージを送出するステップを
    備えることを特徴とする方法。
12. 【請求項１２】 請求項１の方法において、前記訪問中
    のサポート・ノードを、前記移動局を伴うハンドオフ手
    順における固定点として用いることを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】 請求項１の方法において、移動局が最
    初に登録されている前記ＧＰＲＳネットワーク内のネッ
    トワークにおけるサポート・ノードが、前記外部パケッ
    ト・データ・ネットワークに、前記訪問中のサポート・
    ノードを前記移動局への最適経路として通知する結合更
    新メッセージを送出することを特徴とする方法。
14. 【請求項１４】 ＧＰＲＳネットワークにおけるルート
    最適化のための装置であって：移動局が現在訪問中の前
    記ＧＰＲＳネットワーク内のネットワークに位置するパ
    ケット機器であって、前記訪問中のネットワークの、前
    記移動局と直接通信状態にあるサービング・サポート・
    ノードと通信経路を確立するように構成され、外部パケ
    ット・データ・ネットワークから直接受信したパケット
    を前記サービング・サポート・ノードにルーティング
    し、前記移動局に送信するようになっているパケット機
    器；を備えることを特徴とする装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４の装置において、前記パケ
    ット機器が、更に、前記サービング・サポート・ノード
    から受信したパケットを前記外部データ・ネットワーク
    にルーティングするように構成されていることを特徴と
    する装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４の装置において、前記パケ
    ット機器と前記訪問中のネットワーク内の前記サービン
    グ・サポート・ノードとの間に前記通信経路を確立する
    ためにトンネリング・プロトコルを用いることを特徴と
    する装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６の装置において、前記トン
    ネリング・プロトコルがＩＰ−ｉｎ−ＩＰカプセル化プ
    ロトコルであることを特徴とする装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６の装置において、前記トン
    ネリング・プロトコルが最小カプセル化プロトコルであ
    ることを特徴とする装置。
19. 【請求項１９】 請求項１６の装置において、前記トン
    ネリング・プロトコルが一般ルーティングのカプセル化
    プロトコルであることを特徴とする装置。
20. 【請求項２０】 請求項１４の装置において、前記パケ
    ット機器が、更に、通信経路識別子と前記サービング・
    サポート・ノードに関連するアドレスとを、前記移動局
    に割り当てたアドレスにマッピングするように構成され
    ていることを特徴とする装置。
21. 【請求項２１】 請求項１４の装置において、トンネリ
    ング・プロトコルを用いて、前記パケット機器と前記訪
    問中のネットワーク内の前記サービング・サポート・ノ
    ードとの間に前記通信経路を確立し、前記パケット機器
    が、前記外部のパケット・データ・ネットワークから受
    信したパケットをカプセル化すると共に、前記サービン
    グ・サポート・ノードから受信したパケットのカプセル
    化を解除するようにすることを特徴とする装置。
22. 【請求項２２】 請求項１４の装置において、前記パケ
    ット機器が、更に、前記サービング・サポート・ノード
    から、ルート最適化確立フィールドを含む活性化要求メ
    ッセージを受信するように構成されていることを特徴と
    する装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２の装置において、前記パケ
    ット機器が、更に、前記サービング・サポート・ノード
    に活性化要求応答メッセージを送出するように構成され
    ていることを特徴とする装置。
24. 【請求項２４】 請求項１４の装置において、前記パケ
    ット機器が、更に、移動局が最初に登録されている前記
    ＧＰＲＳネットワーク内のネットワークにおける位置レ
    ジスタに、更新位置メッセージを送出するように構成さ
    れていることを特徴とする装置。
25. 【請求項２５】 請求項１４の装置において、前記パケ
    ット機器を、前記移動局を伴うハンドオフ手順における
    固定点として用いることを特徴とする装置。
26. 【請求項２６】 請求項１４の方法において、移動局が
    最初に登録されている前記ＧＰＲＳネットワーク内のネ
    ットワークにおけるサポート・ノードが、前記外部パケ
    ット・データ・ネットワークに、前記パケット機器を前
    記移動局への最適経路として通知する結合更新メッセー
    ジを送出することを特徴とする装置。
27. 【請求項２７】 モバイル・エンド・システム・ノード
    が現在訪問中のＣＤＰＤネットワーク内のネットワーク
    の中間システム・ノードにおいて用いられる、ＣＤＰＤ
    ネットワークにおけるルート最適化の方法であって、 前記訪問中のネットワーク内の前記中間システム・ノー
    ドと、前記訪問中のネットワーク内の、前記モバイル・
    ノードと直接通信状態にあるサービング中間システム・
    ノードとの間に通信経路を確立するステップと；外部ネ
    ットワークから直接受信したパケットを前記サービング
    ・ノードにルーティングし、前記モバイル・ノードに送
    信する、ステップと；を備えることを特徴とする方法。
28. 【請求項２８】 請求項２７の方法であって、更に、前
    記サービング・ノードから受信したパケットを前記外部
    ネットワークにルーティングするステップを備えること
    を特徴とする方法。
29. 【請求項２９】 請求項２７の方法において、前記訪問
    中のネットワーク内の前記中間システム・ノードと前記
    訪問中のネットワーク内の前記サービング・ノードとの
    間に前記通信経路を確立するためにトンネリング・プロ
    トコルを用いることを特徴とする方法。
30. 【請求項３０】 請求項２９の方法において、前記トン
    ネリング・プロトコルがＩＰ−ｉｎ−ＩＰカプセル化プ
    ロトコルであることを特徴とする方法。
31. 【請求項３１】 請求項２９の方法において、前記トン
    ネリング・プロトコルが最小カプセル化プロトコルであ
    ることを特徴とする方法。
32. 【請求項３２】 請求項２９の方法において、前記トン
    ネリング・プロトコルが一般ルーティングのカプセル化
    プロトコルであることを特徴とする方法。
33. 【請求項３３】 請求項２７の方法において、トンネリ
    ング・プロトコルを用いて、前記訪問中のネットワーク
    内の前記中間システム・ノードと前記訪問中のネットワ
    ーク内の前記サービング・ノードとの間に前記通信経路
    を確立し、前記訪問中の中間システム・ノードが、前記
    外部ネットワークから受信したパケットをカプセル化す
    ると共に、前記サービング・ノードから受信したパケッ
    トのカプセル化を解除するようにすることを特徴とする
    方法。
34. 【請求項３４】 請求項２７の方法において、前記確立
    するステップが、更に、前記サービング・ノードから、
    転送要求メッセージを受信するステップを含むことを特
    徴とする方法。
35. 【請求項３５】 請求項３４の方法において、前記確立
    するステップが、更に、前記モバイル・ノードが最初に
    登録されている前記ＣＤＰＤネットワーク内のネットワ
    ークにおける中間システム・ノードに、ルート最適化確
    立フィールドと前記訪問中の中間システム・ノードのア
    ドレスとを含む転送要求メッセージを送出するステップ
    を備えることを特徴とする方法。
36. 【請求項３６】 請求項２７の方法において、前記訪問
    中の中間システム・ノードを、前記モバイル・ノードを
    伴うハンドオフ手順における固定点として用いることを
    特徴とする方法。
37. 【請求項３７】 請求項２７の方法において、モバイル
    ・ノードが最初に登録されている前記ＣＤＰＤネットワ
    ーク内のネットワークにおける中間システム・ノード
    が、前記外部ネットワークに、前記訪問中の中間システ
    ム・ノードを前記モバイル・ノードへの最適経路として
    通知する結合更新メッセージを送出することを特徴とす
    る方法。
38. 【請求項３８】 ＣＤＰＤネットワークにおけるルート
    最適化のための装置であって：モバイル・エンド・シス
    テムが現在訪問中の前記ＣＤＰＤネットワーク内のネッ
    トワークに位置するパケット機器であって、該パケット
    機器と、前記モバイル・ノードと直接通信状態にあるサ
    ービング中間システム・ノードとの間に通信経路を確立
    するように構成され、外部ネットワークから直接受信し
    たパケットを前記サービング・ノードにルーティング
    し、前記モバイル・ノードに送信するようになっている
    パケット機器；を備えることを特徴とする装置。
39. 【請求項３９】 請求項３８の装置において、前記パケ
    ット機器が、更に、前記サービング・ノードから受信し
    たパケットを前記外部ネットワークにルーティングする
    ように構成されていることを特徴とする装置。
40. 【請求項４０】 請求項３８の装置において、前記パケ
    ット機器と前記訪問中のネットワーク内の前記サービン
    グ・ノードとの間に前記通信経路を確立するためにトン
    ネリング・プロトコルを用いることを特徴とする装置。
41. 【請求項４１】 請求項４０の装置において、前記トン
    ネリング・プロトコルがＩＰ−ｉｎ−ＩＰカプセル化プ
    ロトコルであることを特徴とする装置。
42. 【請求項４２】 請求項４０の装置において、前記トン
    ネリング・プロトコルが最小カプセル化プロトコルであ
    ることを特徴とする装置。
43. 【請求項４３】 請求項１６の装置において、前記トン
    ネリング・プロトコルが一般ルーティングのカプセル化
    プロトコルであることを特徴とする装置。
44. 【請求項４４】 請求項３８の装置において、トンネリ
    ング・プロトコルを用いて、前記パケット機器と前記訪
    問中のネットワーク内の前記サービング・ノードとの間
    に前記通信経路を確立し、前記パケット機器が、前記外
    部ネットワークから受信したパケットをカプセル化する
    と共に、前記サービング・ノードから受信したパケット
    のカプセル化を解除するようにすることを特徴とする装
    置。
45. 【請求項４５】 請求項３８の装置において、前記パケ
    ット機器が、更に、前記サービング・ノードから転送要
    求メッセージを受信するように構成されていることを特
    徴とする装置。
46. 【請求項４６】 請求項４５の装置において、前記パケ
    ット機器が、更に、前記モバイル・ノードが最初に登録
    されている前記ＣＤＰＤネットワーク内のネットワーク
    における中間システム・ノードに、ルート最適化確立フ
    ィールドと前記パケット機器のアドレスとを含む転送要
    求メッセージを送出するように構成されていることを特
    徴とする装置。
47. 【請求項４７】 請求項３８の装置において、前記パケ
    ット機器を、前記モバイル・ノードを伴うハンドオフ手
    順における固定点として用いることを特徴とする装置。
48. 【請求項４８】 請求項３８の装置において、モバイル
    ・ノードが最初に登録されている前記ＣＤＰＤネットワ
    ーク内のネットワークにおける中間システム・ノード
    が、前記外部ネットワークに、前記パケット機器を前記
    モバイル・ノードへの最適経路として通知する結合更新
    メッセージを送出することを特徴とする装置。