JP2005192078A - ワイヤレスネットワーク接続におけるｉｐアドレス決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法を提供する。
【解決手段】移動体に搭載された車載機からのＩＰｖ６ワイヤレスネットワーク接続において、無線ＬＡＮ接続のためのＥＳＳＩＤに基地局のプレフィクスアドレスを予め登録しておくことにより、端末側で生成したローカルアドレスと組み合わせたグローバルアドレスを迅速に決定することができ、移動体からのネットワーク接続手順を効率化することができる。
【選択図】図５

Description

本発明はワイヤレスワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法、特に移動体通信におけるモバイルルータと無線ＬＡＮ基地局との接続方式に関する。

車両に搭載されたモバイルノード／モバイルルータ機能を有する通信用車載機がＩＰｖ６通信網と接続する場合、無線通信に関する規格であるIEEE 802.11 仕様（ワイヤレス・クライアントと基地局(アクセス・ポイント) の間、および複数のクライアントどうしのエア・インタフェースを定めた無線標準規格）に基づいて順次通信可能な基地局を切り替えながら接続を実現していくことになる。

一方、無線ＬＡＮ接続サービス業者は数多く存在しており、個々にホットスポット等と呼ばれる無線ＬＡＮ基地局によるサービス可能エリアを提供しているのが現状である。

したがって、これらの無線ＬＡＮ接続サービス業者の基地局や個人が設置した無線ＬＡＮ基地局を利用してネットワーク接続を行う場合、当該サービス業者との契約に基づいて初期設定されたＥＳＳＩＤ(Extended Service Set IDentifier)とパスワード等の発行・承認を得て車載機と基地局間でISO（International Organization for Standarzation：国際標準化機構）のOSIモデル（Opensystem Interconnection Model)におけるレイヤ２（データリンク層）レベルでの接続を行った後に、IPｖ６のステートレス自動アドレス設定規約に基づいて車載機や車載端末のＩＰアドレスを決定することになる。

なお、本願に直接関連するものではないが、無線ＬＡＮにおけるＭＡＣアドレスを決定するための技術として記載されたものに特開2003-078535号公報（特許文献１）がある。
この技術は同一サブネット内でのセキュリティを維持しつつ、同一サブネット内での移動端末の移動を容易にするために、親固定局を中心にして親固定局と子固定局間において相互にスタティックＭＡＣアドレステーブルのデータの授受を行い、ＭＡＣアドレスの共有化を図るものであったが、常に親固定局と子固定局間のＭＡＣアドレステーブルを更新する手続きが必要であるため、逐次移動する移動体通信での適用は困難であった。
特開２００３−３２１７５号公報

一方、前述のＥＳＳＩＤを用いた基地局との接続方式では、車載機はレイヤ２（データリンク層）レベルでの接続を完了させた後に、基地局に対して自身のローカルリンクアドレス（インタフェースＩＤ）を含むルータ要請(ＲＳ: Router Solicitation)と呼ぶ要求パケットを送信する手順となる。このルータ要請（ＲＳ）を受信した基地局は、プレフィクス等の情報を含んだルータ広告（ＲＡ：Router Advertisement）を返信する。そして、車載機又は端末が前記ルータ広告（ＲＡ）を受信すると、その中からＩＰｖ６アドレスのプレフィクスを読み出して前記リンクローカルアドレスと組み合わせたグローバルアドレスを生成するようになっている。

このように、基地局とのルータ要請（ＲＳ）とルータ広告（ＲＡ）の交換により，車載機（ホスト）は自分が参加するネットワークのプレフィクスを手に入れる。ここでグローバル・アドレスの前半64ビットが決まる。後半64ビットは，リンクローカル・アドレスで作成したインタフェースＩＤと同じものを使う。これをつなげてグローバル・アドレスを
生成し，そのホストのグローバル・アドレスとして自己設定するようになっている。

しかしこのように、従来技術では基地局との接続処理が完了した後にＩＰアドレスの決定を行うために、最終的にネットワーク接続が完了しネットワーク上のリソースを利用できるようにするためには煩雑な処理と時間が必要となっていた。

高速で移動する車両等に搭載された車載機が順次異なる基地局と接続してネットワーク上のリソースを安定的に利用できるようにするためには、ＩＰアドレスの決定処理を含む基地局との接続処理が迅速に行われることが必須となることが予想される。

本発明 は、斯かる実情に鑑みてなされたものであり、ワイヤレスネットワーク接続において迅速なＩＰアドレスの決定が可能な技術を提供しようとするものである。

本発明はワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法に係るものである。
そのために以下の手段を採用した。

本発明の請求項１は、端末装置から拡張接続識別子を選択することによって基地局にアクセスし基地局との接続を実現するとともに、前記基地局のプレフィクスアドレスと端末装置側のローカルアドレスとでグローバルアドレスを決定して当該端末装置のネットワーク接続を実現するワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法であって、
端末装置に設けられたデータベースから接続可能な接続事業者の拡張接続識別子を検索しそれを読み出すステップと、
前記データベースから拡張接続識別子に対応して予め設定されたプレフィクスアドレスを読み出すステップと、
前記プレフィクスアドレスに前記端末装置側のローカルアドレスを結合させてグローバルアドレスを決定するステップと、
からなるワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法である。

ここで、拡張接続識別子とは、接続サービス提供事業者との契約に基づいて初期設定されたＥＳＳＩＤ(Extended Service Set IDentifier)を意味する。このＥＳＳＩＤは、IEEE802.11における無線ＬＡＮのネットワーク識別子の一つであり、基地局（アクセスポイント）との間でISO（International Organization for Standarzation：国際標準化機構）のOSIモデル（Opensystem Interconnection Model)におけるレイヤ２（データリンク層）レベルでの接続を行うためのものである。
このＥＳＳＩＤは３２バイトのデータを用いることができるが、通常は数桁のキャラクタコードの組み合わせを用いている。この請求項１に係る発明は、このＥＳＳＩＤがネットワークサービス接続提供事業者によって初期設定されたものであり、ネットワーク（基地局ルータ）上ではＥＳＳＩＤ毎にプレフィクスアドレスが割り当てられている点に着目して、端末装置側にもＥＳＳＩＤとプレフィクスアドレスとを対応付けたデータベースを保有しておくものである。すなわち、端末側で生成したローカルアドレスと組み合わせたグローバルアドレスを端末側で迅速に組み立てることにより移動体に搭載された端末装置のネットワーク接続手順を効率化することができる。

本発明の請求項２は、前記拡張接続識別子を検索するステップ、プレフィクスアドレスを読み出すステップおよびグローバルアドレスを決定するステップを実行することと並行して、
前記拡張接続識別子を用いた前記基地局との接続処理を実行することを特徴とする請求項１記載のワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法である。
このように請求項２によれば、グローバルアドレスの決定と基地局との接続処理とを並行して行うことができるため、ネットワークアクセスの効率化・高速化が実現される。

本発明の請求項３は、前記データベースにおいて、前記拡張接続識別子毎に優先順位が設定されており、接続可能でかつより優先順位の高い拡張接続識別子を読み出すことを特徴とする請求項１記載のワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法である。
請求項３によれば、電波強度の強い基地局又は接続料金の安価な基地局等の優先度を高くすることができ、利用者の多様な要望に応じたワイヤレスネットワーク接続が可能となる。

本発明の請求項４は、前記データベースに登録された拡張接続識別子が、ワイヤレスネットワーク接続サービス提供事業者毎に複数登録されている請求項１又は３記載のワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法。
請求項４によれば、ワイヤレスネットワーク接続サービス提供事業者が複数のアクセスサービスを提供している場合に対応できる。

本発明の請求項５は、端末装置から拡張接続識別子を選択することによって基地局にアクセスし基地局との接続を実現するとともに、前記基地局のプレフィクスアドレスと端末装置側のローカルアドレスとでグローバルアドレスを決定して当該端末装置のネットワークを実現するワイヤレスネットワーク接続システムにおいて、
端末装置から接続可能な接続事業者の拡張接続識別子と、それに対応付けられたプレフィクスアドレスとが登録されたデータベースと、
前記プレフィクスアドレスに前記端末装置側のローカルアドレスを結合させてグローバルアドレスを設定する手段と、
からなるワイヤレスネットワーク接続システムである。
請求項５によれば、請求項１と同様に、ワイヤレスネットワーク接続において、端末側で生成したローカルアドレスと組み合わせたグローバルアドレスを端末側で迅速に組み立てることにより移動体に搭載された端末装置のネットワーク接続手順を効率化することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１〜図８は発明を実施する形態の一例である。
図１は、本発明の実施形態のネットワーク構成を示すブロック図である。
本実施形態では、同図に示すように、車両が路側に設けられた基地局と通信を行うことにより、基地局が接続されたネットワーク（ＮＷ）へのアクセスが可能となっている。

図２は、実施形態の車両内のシステム構成を示すブロック図である。
同図に示すように、車両内には車載機としての車載ホストが設けられている。この車載ホストは汎用のパーソナルコンピュータやカーナビゲーション装置、ＰＤＡ等で構成することが可能である。車載ホストは中央処理装置（ＣＰＵ）を中心にメインメモリ（ＭＭ）、バス（ＢＵＳ）で接続されたＲＡＭ、ＲＯＭが接続されている。ＲＡＭ、ＲＯＭ又は外部ハードディスク装置（ＨＤ）には、オペレーティングシステム（ＯＳ）、ホストプログラム等がインストールされており、これらのプログラムをメインメモリ（ＭＭ）を介して中央処理装置（ＣＰＵ）が実行処理することで後述の機能が実現されるようになっている。

前記バス（ＢＵＳ）にはインタフェース（ＩＯ）を介して携帯端末と無線ＬＡＮ装置が接続されており、外部とのワイヤレス通信が可能となっている。なお、携帯端末はパケッ
ト通信方式の携帯電話、ＰＨＳ等を用いることができる。

また、車載機ホストには端末装置（ＴＮＤ）が接続されている。この端末装置（ＴＮＤ）は、ノート型コンピュータ、ＰＤＡ、ＩＰ電話機等のＩＰアドレスが付与される周辺機器で構成されている。

図３は、前記外部ハードディスク装置（ＨＤ）に登録されたデータベース（ＤＢ）の内容を示している。
同図に示すようにデータベース（ＤＢ）には、事業者名、事業者ＩＤ、優先順位、利用可能シリアルＩＤとそれに対応するプレフィクスアドレスが登録されている。優先順位は、ワイヤレスネットワーク接続サービス提供事業者の運営する基地局の電波強度の高い順、通信速度の高速順、接続料金の安価な順等のようにユーザが予め設定しておくことが可能である。

図４は、実施形態のＥＳＳＩＤのフォーマットとグローバルアドレスの生成を示す図である。
本実施形態のＥＳＳＩＤは、４バイトの事業者コードと、４バイトの事業者内シリアルＩＤ、８バイトのＩＰｖ６ネットワークアドレスと、その他の情報とが登録されるようになっている。ここで、ＩＰｖ６ネットワークアドレスは、プレフィクスアドレスであり、接続可能な基地局のプレフィクスアドレスが予め登録されている。

前記プレフィクスアドレスは、本来的には基地局のルータが保持しているアドレスであり、車載機ホストから送信されたルータ要請（ＲＳ）に対応した基地局ルータからのルータ広告（ＲＡ）により車載機ホストに通知されるものである。しかし、本実施形態ではＥＳＳＩＤにより接続される基地局が特定されるため、予めデータベース（ＤＢ）に前記基地局のプレフィクスアドレスを登録しておくことが可能である。 プレフィクスアドレスはたとえば、基地局Ａの場合、「3ffe:1:2:0/64」というプレフィクスアドレスが登録されている。

また、車載機ホストに接続された端末装置（ＴＮＤ）には「1:2:3:4」というローカルアドレス（インタフェースＩＤ）が設定されているものとする。

中央処理装置（ＣＰＵ）によって実現されるグローバルアドレス決定部は、前記で採用が決定したＥＳＳＩＤのプレフィクスアドレスとローカルアドレスとを組み合わせて１２８ビットのグローバルアドレス「3ffe:1:2:0:1:2:3:4」を生成する。

このように本実施形態では、データベース（ＤＢ）に保持されたＥＳＳＩＤとローカルアドレスのみから車載機ホスト自身でグローバルアドレスを生成することができる。

次に、図５〜図８を用いて本実施形態の処理手順を説明する。
まず、図６に示す状態で車の車載機ホストは携帯端末（ＭＰ）のパケット通信機能によって外部のネットワーク（ＮＷ）と通信を行っている。この状態で車は基地局Ｘとの通信可能領域に到達する（図７）。このとき車載機ホストの中央処理装置（ＣＰＵ）は、データベース（ＤＢ）を検索する（ステップ５０１）が通信可能なＥＳＳＩＤが発見されないため、そのまま携帯端末（ＭＰ）によるパケット通信を維持する。

次に、図８に示すように、車が基地局Ａとの通信可能領域に達すると、データベース（ＤＢ）から通信可能なＥＳＳＩＤを検索し（ステップ５０２）、接続可能で優先順位の高いＥＳＳＩＤを読み出す（ステップ５０３）。ここでは、基地局Ａへのアクセスが可能なＥＳＳＩＤが読み出されている（図４参照）。

次に、ＥＳＳＩＤからプレフィクスアドレス（3ffe:1:2:0/64）を読み出す（ステップ５０４）。このプレフィクスアドレスは本来、基地局Ａへのルータ要請（ＲＳ）に基づいた基地局Ａからのルータ広告（ＲＡ）によって車載機ホストに通知されるものである。しかし、前述のように、本実施形態ではＥＳＳＩＤにより接続される基地局（ここでは基地局Ａ）が特定されるため、予め車載機ホスト側のデータベース（ＤＢ）内に前記基地局のプレフィクスアドレスを登録しておくことが可能である。

次に、中央処理装置（ＣＰＵ）は、前記プレフィクスアドレス（3ffe:1:2:0/64）に対して下位の６４ビットのローカルアドレス（ここでは端末装置ＴＮＤに付与された「1:2:3:4」）を付加して１２８ビットのＩＰｖ６グローバルアドレス「3ffe:1:2:0:1:2:3:4」を決定する（ステップ５０５）。

次に、中央処理装置（ＣＰＵ）は、無線ＬＡＮ装置を介して前記で読み出したＥＳＳＩＤを用いて基地局Ａへの接続を行う（ステップ５０７）。この接続処理は、車載機と基地局間でISO（International Organization for Standarzation：国際標準化機構）のOSIモデル（Opensystem Interconnection Model)におけるレイヤ２（データリンク層）レベルで行われる。

これと並行して、現に接続状態となっている携帯端末（ＭＰ）からの通信（既接続メディア）を通じて図１に示したホームエージェント（ＨＡ）に対してバインディングキャッシュのアップデート通知(biding update)を送信する（ステップ６０７）。
このように、mobile IPもしくはNEMOを利用することで、モバイルルータは通信システムを自動的に切り替えることができる。

次に、中央処理装置（ＣＰＵ）は、前記無線ＬＡＮ装置を介してレイヤ３（ネットワーク層）レベルでの接続処理を行う（ステップ５０８）。このとき前述で決定されたＩＰｖ６グローバルアドレス「3ffe:1:2:0:1:2:3:4」が使用される。

そして、ホームエージェント（ＨＡ）からのバインディング確認通知(binding ack)が戻って来ると新メディア、すなわち無線ＬＡＮ装置を介したネットワーク（ＮＷ）へのアクセスが開始される（ステップ５１０）。一方、携帯端末（ＭＰ）による通信は切断処理してもよい（ステップ６０８）。

以上、実施形態を説明してきたが、本発明のワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明のワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法は自動車等の車両に搭載された車載機又はその端末装置からインターネット等の汎用ネットワークに接続する、所謂モバイル通信分野に適用できる。
また、ノート型のパーソナルコンピュータやＰＤＡ(Personal Datga Assistant)機器等の無線ＬＡＮ機能搭載機器と家庭内ホームサーバやホットスポット等とのワイヤレスネットワーク接続にも利用可能である。

本発明の実施形態のネットワーク構成を示すブロック図 実施形態の車両内のシステム構成を示すブロック図 実施形態のデータベース（ＤＢ）の内容を示す説明図 実施形態のＥＳＳＩＤのフォーマットとグローバルアドレスの生成を示す図 実施形態の手順を示すフロー図 実施形態の車両と基地局との関係を示す図（１） 実施形態の車両と基地局との関係を示す図（２） 実施形態の車両と基地局との関係を示す図（３）

符号の説明

ＣＰＵ 中央処理装置
ＭＭ メインメモリ
ＢＵＳ バス
ＤＢ データベース
ＴＮＤ 端末装置
ＨＤ ハードディスク装置
ＮＷ ネットワーク

Claims (6)

1. 端末装置から拡張接続識別子を選択することによって基地局にアクセスし基地局との接続を実現するとともに、前記基地局のプレフィクスアドレスと端末装置側のローカルアドレスとでグローバルアドレスを決定して当該端末装置のネットワーク接続を実現するワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法であって、
   端末装置に設けられたデータベースから接続可能な接続事業者の拡張接続識別子を検索しそれを読み出すステップと、
   前記データベースから拡張接続識別子に対応して予め設定されたプレフィクスアドレスを読み出すステップと、
   前記プレフィクスアドレスに前記端末装置側のローカルアドレスを結合させてグローバルアドレスを決定するステップと、
   からなるワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法。
2. 前記拡張接続識別子を検索するステップ、プレフィクスアドレスを読み出すステップおよびグローバルアドレスを決定するステップを実行することと並行して、
   前記拡張接続識別子を用いた前記基地局との接続処理を実行することを特徴とする請求項１記載のワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法。
3. 前記データベースには、前記拡張接続識別子毎に優先順位が設定されており、接続可能でかつより優先順位の高い拡張接続識別子を読み出すことを特徴とする請求項１記載のワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法。
4. 前記データベースに登録された拡張接続識別子は、ワイヤレスネットワーク接続サービス提供事業者毎に複数登録されている請求項１又は３記載のワイヤレスネットワーク接続におけるＩＰアドレス決定方法。
5. 端末装置から拡張接続識別子を選択することによって基地局にアクセスし基地局との接続を実現するとともに、前記基地局のプレフィクスアドレスと端末装置側のローカルアドレスとでグローバルアドレスを決定して当該端末装置のネットワークを実現するワイヤレスネットワーク接続システムにおいて、
   端末装置から接続可能な接続事業者の拡張接続識別子と、それに対応付けられたプレフィクスアドレスとが登録されたデータベースと、
   前記プレフィクスアドレスに前記端末装置側のローカルアドレスを結合させてグローバルアドレスを設定する手段と、
   からなるワイヤレスネットワーク接続システム。
6. 拡張接続識別子を選択することによって基地局にアクセスし基地局との接続を実現するとともに、前記基地局のプレフィクスアドレスとローカルアドレスとでグローバルアドレスを決定してネットワーク接続を実現するワイヤレスネットワーク接続のための端末装置であって、
   接続可能な接続事業者の拡張接続識別子と予め前記拡張接続識別子に対応付けられたプレフィクスアドレスとを登録したデータベースと、
   前記データベースから読み出されたプレフィクスアドレスに前記端末装置側のローカルアドレスを結合させてグローバルアドレスを生成する手段と、
   前記で生成されたグローバルアドレスをＩＰアドレスとして前記ネットワークに接続する端末装置。

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