JP2002541734A - 移動端末のためのipアドレス割当て - Google Patents

移動端末のためのipアドレス割当て

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Abstract

(57)【要約】 インターネットプロトコル(IP)アドレスを、移動通信1ネットワーク内の移動端末7に割当てる方法である。移動端末7とネットワーク1の間の無線リンクを確立する間に、IPアドレスのためのホスト部を移動端末7に提供するためにネゴシエーションを行い、ホスト部は、無線ネットワーク1内で一意である。UMTSネットワークの場合は、ホスト部は、RNTIである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の分野) 本発明は、移動端末へのIPアドレス割当てに関し、特に、移動端末へのIP
アドレスのホスト部の割当に関するものである。
【0002】 (発明の背景) 既存の移動通信ネットワークの加入者は、インターネット対応携帯電話(しば
しば、コミュニケータと称される機器)を用いたり、パームトップまたはラップ
トップコンピュータを従来の携帯電話に接続し、例えば、ソフトウェアまたはハ
ードウェアモデムを用いることにより、インターネットに接続する通信環境に置
かれる。
【0003】 欧州のGSM(汎欧州デジタル自動車電話方式)のようなデジタル移動電話ネ
ットワークでは、移動通信ネットワークは2つの部分に分割することができる。
第一の部分は、無線ネットワークと呼ばれ、基地局(BS)と基地局コントロー
ラ(BSC)とからなり、ここで、単一のGSCは複数のBSを制御する。ネッ
トワークの第二の部分は、コアネットワークと呼ばれ、移動交換センタ(MSC
)を含み、各MSCは複数のBSCに対応する。MSCは、従来の電話ネットワ
ークでの交換機に相当するものである。インターネット上の通信は、移動端末と
インターネットサービスプロバイダ(ISP)の間で、コアネットワークを介し
て確立される回路交換接続上で伝送される。
【0004】 現在、次世代の移動通信基準の開発が進められている。特に、GSMにパケッ
ト交換サービスを導入するために、一般パケット無線パケットサービス(GPR
S)として知られているGSMの拡張が開発中である。GPRSの導入により、
効果的に、コアネットワークをGSMシステムに付加することができ、サーバG
PRS交換ノード(SGSN)とゲートウェイGPRS交換ノード(GGSN)
によって、交換機能をGPRSコアネットワークで実行する。第三世代のデジタ
ルシステムもまた開発の途上にあり、汎用移動通信システム(UMTS)として
知られているところである。UMTSは、GPRSあるいは同様のパケット交換
システムを組み込むものと思われる。
【0005】 現行の提案では、GSMベースのGPRSおよびUMTSシステムの両方にお
いて、インタネットへのアクセスは、パケット交換コアネットワークを介して行
われる。移動端末からインターネットへのアクセスが要求された場合には、その
要求は、BSおよび無線ネットワークコントローラ(既存のBSCに等価なRN
C)を介して、GGSNに向けられる。GGSNは、インターネットアクセスサ
ーバ(IAS)として動作するか、要求を別のIASに送る。この別のIASは
、通常、移動ネットワークの運営とは独立したインターネットサービスプロバイ
ダ(ISP)によって運営される。しかし、これに代えて、移動ネットワーク事
業者によってIASを運営することも可能である。いずれの場合も、統合された
、あるいは独立したIASは、インターネットプロトコル(IP)アドレスを、
呼び出し元も移動端末に割り当てる。既存のインターネットプロトコル・バージ
ョン4(IPv4)では、IPアドレスは32ビット長である。提案中のインタ
ーネットプロトコル・バージョン6(IPv6)では、IPアドレスは、128
ビットに拡張され、インターネット上でIASを一意に識別する64ビットのル
ーティングプレフィックスと、IAS中で移動端末を一意に識別する64ビット
のホストプレフィックスとを含んでいる。
【0006】 割り当てられたIPアドレスは、パケット交換コアネットワークと、無線ネッ
トワークを介して移動端末に戻され、その直後に、移動端末は、インターネット
セッションを開始することが可能となる。インターネットアクセスが要求された
際に移動端末はそのホームネットワークに登録されるものと仮定すると、インタ
ーネットセッションは、ホームネットワークのGGSNを介してルーティングさ
れる。しかし、移動端末がローミング中で、外部のネットワークに登録されてい
る場合には、インターネットセッションは、ホームネットワークのGGSNと外
部ネットワークのSGSNの両方を介し確立される。
【0007】 既存のデジタルネットワークの加入者ならば誰でも知っているように、一般的
に、移動端末を介したインターネットアクセスは、極めて低速で信頼性の低いも
のである。これは、部分的には、新たなトランスファーセッションが開始される
度に、この間にIPアドレスを含むセッションパラメータがやり取りされる低速
のセットワーク設定期間が必要となることによるものである。この低速(および
信頼性の低さ)の他の理由は、IPアドレスを割り当てるノード(例えば、IA
S)と移動端末との間が、一つあるいはそれ以上の中間ノードを含む比較的長い
距離となることである。IPデータグラムは、2つの端点間を透過できるように
する必要があるが、これは、しばしば付加的なプロトコル(例えば、ポイントツ
ーポイント・プロトコル、レイア2トンネリング・プロトコルなど)を含み、さ
らに多くの処理容量と伝送容量を消費するものとなる。
【0008】 現行のGPRSおよびUMTSの提案は、移動端末と無線およびコアネットワ
ーク間の高速でより信頼性の高い無線接続をもたらそうとするものではあるが、
インターネットセッションを開始するのに先立ってIPアドレスのネゴシエーシ
ョンが必要になること、また、一つあるいはそれ以上のパケット交換コアネット
ワークの交換ノードを介して、IPデータグラムをルーティングすることが必要
になることを排除するものではない。
【0009】 IPv6では、固定線通信ネットワークに接続される移動端末のIPアドレス
のホスト部をネゴシエーションするために、2つのインターネット制御メッセー
ジプロトコル(ICMP)メッセージが用いられる。移動端末は、移動端末に永
久的に割り当てられたホスト部ともしくは、移動端末が最期に用いたホスト部と
なるようなホスト部を提示する。提示されたホスト部は、移動端末から同一の固
定線ネットワークに現状で接続されている他の移動端末に送られる、ネイバー・
ソリシテーション・メッセージに含まれている。もし、他の接続端末が、現状で
同一のホスト部を用いていることが明らかとなったならば、他の移動端末は、ネ
イバー・アドバタイズメント・メッセージを返信することにより、新たに接続さ
れた移動端末に応答する。新たに接続された移動端末がこのネイバー・アドバタ
イズメント・メッセージを受信した際には、最初に提示したホスト部を破棄し、
新たなホスト部を再提示する。これにより、移動端末は、ネイバー・ソリシテー
ション・メッセージに、この新たに提示されたホスト部を含み、この処理は、一
意のホスト部に到達するまで繰り返される。
【0010】 上述したように、IPv6のホスト部生成処理は、固定線ネットワークに接続
された移動端末に関するものである。しかし、この処理は、移動通信ネットワー
クに接続された移動無線端末には、必ずしも簡単に適用できるものではない。例
えば、移動ネットワークは、必ずしも、移動無線端末に対し、同一ネットワーク
に接続された他の移動端末にネイバー・ソリシテーション・メッセージをブロー
ドキャストさせるものではない(GPRSおよびUTSは、移動端末に対し、移
動端末シグナリングを提供するものではない)。ネイバー・ソリシテーション・
メッセージを移動ネットワークに伝送し、その後、ネイバー・ソリシテーション
・メッセージを他の移動端末にブロードキャストすることも可能ではあるが、こ
のような方法は、無線インターフェース資源を無駄にすることになる。
【0011】 IPアドレス割当に関する限り、提案中のIPv6のさらに不利な点は、もし
端末に永久的にホスト部が割当てられた場合には、第三者によって移動端末の挙
動が追跡され、以って、移動端末の利用者が特定されてしまうことにある。この
第三者が任意の移動端末に割当てられたホスト部を察知し、様々なネットワーク
に割当てられた一意のルーティングプレフィックスを知り得ると仮定すると、こ
の第三者は移動端末の現在位置を特定できることになる。
【0012】 (発明の概要) 本発明の目的は、移動端末にIPアドレスの割当てる既存のシステムおよび方
法の上述した不利な点を克服、もしくは少なくとも緩和することにある。本目的
および他の目的は、移動端末と移動通信ネットワーク間の無線リンクを確立する
間に、暫定的なホスト部をネゴシエートすることにより、少なくとも部分的に達
成される。移動端末が移動ネットワーク内にある間は、暫定的なホスト部を、そ
の後のIPセッションのために用いることができる。
【0013】 本発明の第一の特徴によれば、無線リンクを確立する間に、IPアドレスのホ
スト部を決定するために移動端末とネットワークとの間のネゴシエーションを行
い、前記ホスト部は、その後のインターネットセッションで用いるIPアドレス
を生成するために移動端末によって用いられることを特徴とするステップを含む
、移動通信ネットワーク内の移動無線端末にIPアドレスを割当てる方法が提供
される。
【0014】 本発明の実施例は、インターネットセッションを開始する前に、IPアドレス
を、移動端末で使用可能なものとすることができる。従って、インターネットセ
ッションの直前に、さらにIPアドレスネゴシエーションを行う必要がなくなる
。さらに、最初のネゴシエーションによって、無線リンク確立の一部を形成する
ため、データ転送に対する要求を最適化することが可能となる。
【0015】 好ましくは、ホスト部は、無線ネットワークによって提示される。さらに好ま
しくは、ホスト部は、標準化された無線インターフェースプロトコル層の一つに
関する、移動端末に割当てられた識別子となる。さらに好ましくは、UMTSの
場合、無線ネットワーク暫定識別(RNTI)は、ホスト部として用いられる。
【0016】 一方、ホスト部は、移動端末によって提示される。例えば、移動端末は、ラン
ダムに提示されるホスト部を生成することが可能である。ネゴシエーションの間
、ネットワークは、同一のホスト部を有する移動端末が、現状でネットワークに
登録されているかどうかによって、提示を受け入れたり拒絶することが可能とな
る。
【0017】 本発明の第二の特徴によれば、移動無線端末と移動通信ネットワークの間に分
配され、無線リンクを確立する間にIPアドレスのホスト部を決定するために移
動端末とネットワークとの間のネゴシエーションを行うことを特徴とする手段を
含む、移動通信ネットワーク内の移動無線端末にIPアドレスを割当てる装置が
提供され、さらに、移動端末は、その後のインターネットセッションで用いられ
る、前記ホスト部を含むIPアドレスを生成するための手段を含んでいる。
【0018】 本発明の第三の特徴によれば、IPアドレスのホスト部を決定するために移動
通信ネットワークとの間のネゴシエーションを行うように構成されたインターネ
ット対応移動無線端末が提供され、さらに、移動端末は、その後のインターネッ
トセッションで用いられる、前記ホスト部を含むIPアドレスを生成するように
構成されている。
【0019】 本発明の第四の特徴によれば、移動通信ネットワーク内の移動無線端末にIP
アドレスを割当てる方法が提供され、該IPアドレスは、ルーティング部とホス
ト部とを含み、該方法は、端末とネットワークの間の無線リンクを設定するため
に、移動ネットワークから移動端末に伝送されるパラメータが前記ホスト部とし
て用いられる。
【0020】 (実施例の詳細な説明) 一般パケット無線パケットサービス(GPRS)を含む、提案中のGSMベー
スの通信システムの概要を図1に示す。本システムは、重なり合う無線サービス
範囲を有する、あるいは有しない複数の無線ネットワーク1を含んでいる。各無
線ネットワーク1は、各々、一意の無線ネットワーク識別子(ID1からID4
)を有し、複数の無線ネットワークコントローラ(RNC)4を含んでおり、各
RNC4は、複数の基地局(BS)5に対して、順々に応答する。各RNC4は
、統合されたIAS(あるいはその機能)を有効に含んでおり、RNC4を直接
インターネットに接続できるようになっている。
【0021】 図1は、所定の無線ネットワーク1に対応したセル内に配置された移動端末7
を示している。移動端末7に電源が投入された時、または、無線ネットワークに
よってカバーされた地理上の地域に端末が初めて入った時に、端末7は、このネ
ットワーク1のブロードキャストチャネル(単数または複数)のスキャンを開始
する。ブロードキャスト情報をモニタすることにより、移動端末7は、(もし複
数のネットワークが利用可能な場合には、その中から)適したネットワークを選
択でき、選択されたネットワークと同期して、無線リンクの各レイア(いわゆる
、CDMA物理レイアとメディア・アクセス・コントロール、無線リンクコント
ロールおよび無線資源制御レイア)を初期化する。無線ネットワーク1の各RN
C4は、予め定められたブロードキャストチャネル上に、既にRNC4に割当て
られ、RNC4に世界を通して一意に定められたIPルーティング・プレフィッ
クスをブロードキャストする。通常、ルーティング・プレフィックスは、RNC
のIDに対応するものであり、RNCのIDとネットワークのIDとを組み合わ
せたものでもよい。ブロードキャストチャネルを監視することにより、移動端末
7は、制御しているRNC4のルーティング・プレフィックスを識別することが
可能であり、これにより、ルーティング・プレフィックスを用いてIPアドレス
を生成することができる。
【0022】 図2は、IPv6でのIPアドレスの構造を図示したものである。アドレスは
、ルーティング・プレフィックスを含む、64ビットのプレフィックス(MSB
)を含んでいる。このプレフィックスは、IPデータグラムを発元のRNC4に
ルーティングするために、インタネット中のルータによって用いられる。アドレ
スの第二の部分(LSB)もまた、64ビットのデータ長を有し、発元の移動端
末7を一意にRNC4に対応付けるホスト部を表している。
【0023】 適したホスト部は、無線インターフェース上で(下位の)通信レイア(すなわ
ち、CDMA物理レイアとメディア・アクセス・コントロール、無線リンクコン
トロールおよび無線資源制御レイア)を確立する間に、移動端末7と無線ネット
ワーク1との間でネゴシエーションされる。このネゴシエーションは、そのサー
ビス範囲内で一意であると認識されるように適したホスト部を提示する無線ネッ
トワークによって開始される。提示されたホスト部は、専用の識別子であっても
よく、あるいは、無線リンクのレイアの一つに関する他の目的を達成するもので
あってもよい。例えば、UMTSにおいて、無線ネットワークコントローラ(R
NC)では、登録の間に、登録する無線端末に一意の無線ネットワーク暫定識別
子(RNTI)を各移動端末に割当てるような仕様が、現在、提案されている。
これに代えて、他の一意な識別子を用いることも可能である。いずれの場合も、
移動端末は、提示されたホスト部を受信し、これを受信されたルーティング・プ
レフィックスと組み合わせ、その後のインターネットセッションで用いるIPア
ドレスを構成することが可能である。
【0024】 ホスト部としてRNTIが用いられる場合には、RNC間切り換えの時、すな
わち、移動端末の制御を一つのRNCから他のものに移行する時、移動端末に対
して新しいRNTIが割当てられ、これにより新しいIPアドレスが生成される
。以前のIPアドレスを指していたデータグラムは、無線ネットワーク1により
、新しいアドレスに切り換えられる。
【0025】 GPRSやUMTSのような、将来策定されるデジタル移動通信標準の正確な
形式は、今のところ最終的な仕様とはなっていない。RNTIのように、最終的
なプロトコルで適した識別子が利用可能とならない場合には、ホスト部を移動端
末7に割当てる代替方法を使って、無線ネットワーク1への登録の際に、暫定的
なホスト部を移動端末7に生成させることが可能である。例えば、移動端末7は
、無線ネットワーク2に伝送されるランダムな64ビットの識別子を生成するこ
とも可能である。さらに、無線ネットワークは、無線ネットワーク1に現状登録
された他の移動端末7が、提示された部分を用いているかどうかを判定すること
ができる。もし使っていなければ、無線ネットワーク1は、許容メッセージを移
動端末7に伝送することができ、もし提示された部分の衝突が発生する場合には
、無線ネットワーク2は、拒否メッセージを移動端末7に伝送する。後者の場合
には、移動端末7は、他のランダムなホスト部を提案するか、無線ネットワーク
2自身が他のホスト部を提案してもよい。しかし、ホスト部の64ビット長は、
2の64乗の異なる組合せを発生することになるため、衝突が発生する可能性は
低い。
【0026】 他の可能性として、RNCが、IPアドレスホスト部として、移動端末によっ
て提供される鑑定あるいは承認証明書を用いるものがある。一般的に、この証明
書は暗号化されており、移動端末の拠点とするインターネット・サービス・プロ
バイダ(ISP)が、ISPに対して端末を承認するために用いることが可能で
ある。さらに、証明書を電子金銭支払いに対応づけることも可能である。暗号化
された承認書は、必要なホスト部を提供することに直接利用したり、なんらかの
機能(例えば、ハッシュ機能)を認証に適用することも可能である。
【0027】 さらに他の可能性として、無線リンクの設定期間中に、移動端末とRNCとの
間に送られる他のメッセージを利用するものがある。さらに、ハッシュ機能をメ
ッセージに適用し、得られたチェックサムをホスト部として利用することも可能
である。
【0028】 本技術分野に精通した者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述し
た実施例に対して様々な変更を加えることが可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
本発明をより良く理解し、同様のものがどのように有効に実施されるかを示す
ために、例証として添付の図面を参照する。
【図1】 移動通信システムの概略を示す図。
【図2】 IPv6でのIPアドレスの構造を示す図。
【図3】 図1のシステムで、図2のIPアドレスのホスト部を割当てる方法を示すフロ
ーチャート。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年4月18日(2001.4.18)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 IPアドレスのホスト部を決定するために移動端末とネット
    ワークの間でネゴシエーションを行うステップを含む移動通信ネットワーク内の
    移動無線端末にIPアドレスを割当てる方法であって、その後のインターネット
    セッションで用いるIPアドレスを生成するために、移動端末によって前記ホス
    ト部が用いられることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法において、ホスト部は無線ネットワーク
    によって提示されることを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の方法において、ホスト部は、標準無線インタ
    ーフェースプロトコルレイアの一つに関連した、移動端末に割当てられた識別子
    であることを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の方法において、移動ネットワークはUMTS
    ネットワークであり、無線ネットワーク暫定識別子(RNTI)がホスト部とし
    て用いられることを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の方法において、ホスト部は移動端末によって
    提示されることを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の方法において、移動端末は、ランダムに提示
    されるホスト部を生成することを特徴とする方法。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の方法において、鑑定あるいは承認証明書が、
    無線リンクの設定機関中に移動端末と移動ネットワークとの間で送信され、ホス
    ト部として利用されるか、ホスト部を生成するために利用されることを特徴とす
    る方法。
  8. 【請求項8】 上記請求項記載のいずれかの方法において、前記ネゴシエー
    ションは、移動端末と移動ネットワークとの間の無線リンクの確立の間に行われ
    ることを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】 上記請求項記載のいずれかの方法において、移動ネットワー
    クは、無線ネットワーク部を含み、移動端末へのホスト部の割当ては、無線ネッ
    トワークによって制御されることを特徴とする方法。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の方法において、移動ホストへのホスト部の
    割当ては、無線ネットワークの無線ネットワークコントローラ(RNC)によっ
    て制御されることを特徴とする方法。
  11. 【請求項11】 移動通信ネットワーク内の移動無線端末にIPアドレスを
    割当てる装置であって、該装置は、IPアドレスのホスト部を決定するために移
    動端末とネットワークとの間のネゴシエーションを行うために移動無線端末と移
    動通信ネットワークの間に分配された手段を含み、該移動端末は、さらに、その
    後のインターネットセッションで用いられる、前記ホスト部を含むIPアドレス
    を生成するための手段を含むことを特徴とする装置。
  12. 【請求項12】 インターネット対応移動無線端末であって、該移動端末は
    、IPアドレスのホスト部を決定するために移動通信ネットワークとの間のネゴ
    シエーションを行うように構成され、該移動端末は、さらに、その後のインター
    ネットセッションで用いられる、前記ホスト部を含むIPアドレスを生成するよ
    うに構成されていることを特徴とする端末。
  13. 【請求項13】 移動通信ネットワーク内の移動無線端末にIPアドレスを
    割当てる方法であって、該IPアドレスはルーティング部とホスト部とを含み、
    該方法は、移動ネットワークから移動端末に伝送されるパラメータを前記ホスト
    部として用いることを含むことを特徴とする方法。
  14. 【請求項14】 請求項13記載の方法において、前記パラメータは、無線
    ネットワーク前提識別子(RNTI)であることを特徴とする方法。
  15. 【請求項15】 添付図面を参照して記述したように実質的にIPアドレス
    を割当てる方法。
  16. 【請求項16】 添付図面を参照して記述したように実質的にIPアドレス
    を割当てる装置。
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