JP2006050123A - Cdmaネットワークシステムにおけるpppコネクションの再確立方法 - Google Patents

Cdmaネットワークシステムにおけるpppコネクションの再確立方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 CDMAネットワークシステムにおけるPPPコネクションについて、簡易なシーケンスで再確立することができる方法を提供する。
【解決手段】 端末5が、PCF20を介してPDSN10とPPPコネクションを確立し(S107)、ハンドオーバ(S108)によって切断契機を認識したPDSN10が、端末5におけるPPPセッション情報をセッション情報保持装置8に送信し(S400)、PCF21は、PCF20から第1のIMSIキーを取得し(S403)、端末から第2のIMSIキーを取得し(S405)、両IMSIキーを比較し(S406)と、両IMSIキーが一致した場合、PCF21に接続されたPDSN11が、セッション情報保持装置8からPPPセッション情報を取得し(S408)、PDSN11は、端末5との間で、PPPコネクションを復元して再確立する(S409)。
【選択図】 図5

Description

本発明は、CDMA(Code Division Multiple Access)ネットワークシステムにおけるPPP(Point to Point Protocol)コネクションの再確立方法に関する。
図1は、従来のCDMAネットワークシステムの構成図である。
図1によれば、パケット交換コアネットワークとして、パケットゲートウェイPDSN(Packet Data Serving Node)10及び11を備える。PDSNは、それら同士で通信可能となるように相互に接続されており、更に、ゲートウェイルータ70及び71を介してIPバックボーンに接続されている。尚、IPバックボーンネットワーク7には、利用者を認証するための認証サーバRADIUS6が接続されている。
無線アクセスネットワークとして、パケット制御ノードPCF(Packet Control Function)20及び21と、無線アクセスノードRAN(Radio Access Network)30及び31とを有する。PCFは、一方をPDSNに且つ他方をRANに接続され、更に、PCF同士で通信可能となるように相互に接続されている。RANは、無線を介して端末MN5と通信することができる。
ここで、CDMA2000のネットワークシステムに適合させるべく、パケットゲートウェイをPDSNとし、パケット制御ノードをPCFとして対応付けている。一方で、W−CDMAのネットワークシステムにおいては、パケットゲートウェイをGGSN(Gateway GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)とし、パケット制御ノードをSGSN(Serving GPRS Support Node)として対応付けることができる。以下では、説明を容易にするために、主としてCDMA2000に対応付けて説明する。
図2は、図1のシステムにおいてハンドオーバが発生した場合のシーケンス図である。
(S100)端末5は、RANを介してパケット制御ノード20と接続した際に、アタッチ(登録)手順を行う。アタッチ手順によって、管理される端末5の位置情報が更新される。具体的は、端末5は、IMSI(International Mobile Subscriber Identity:国際加入者識別子)キーをパケット制御ノード20へ送信する。IMSIキーとは、加入者を全世界で一意に識別するための識別子であって、MCC(Mobile Country Code)+MNC(Mobile Network Code)+MSIN(Mobile Subscriber Identification Number)とからなる。
(S101)パケット制御ノード20は、受信したIMSIキーについて、HLR(Home Location Register)と称される加入者情報登録サーバ(図示なし)に問い合わせることによって、端末5の認証を行う。認証OKとの情報は、パケット制御ノード20からパケットゲートウェイ10へ通知される。
(S102)認証OKとの通知を受けたパケットゲートウェイ10は、端末5との間でリンクを確立するために、LCP(Link Control Protocol) Configure Request/Ackのやりとりを行う。
(S103)次に、パケットゲートウェイ10は、端末5の認証をするために、端末5へCHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol) Challengeを送信する。端末5は、所定の計算を行って、CHAP Responseで応答する。
(S104)次に、パケットゲートウェイ10は、端末5の認証をするために、認証サーバRADIUS(Remote Authentication Dial User Service)6へ、端末5の情報に基づくAccess Requestを送信する。これに対し、認証サーバ6は、認証結果をAccess Acceptで応答する。
(S105)パケットゲートウェイ10は、認証結果をCHAP Successで端末5へ送信する。
(S106)次に、パケットゲートウェイ10は、IPCP(Internet Protocol Control Protocol) Configure Requestを端末5へ送信し、NCP(Network Control Protocol)のネゴシエーションを行う。そして、端末5は、パケットゲートウェイ10に対してIPCP Configure Ackで応答する。
(S107)これらのシーケンスによりPPPコネクションが確立され、端末5は、IPバックボーンネットワーク7を介したパケットの送受信が可能となる。
(S108)PPPコネクションが確立した後で、ハンドオーバ(パケットゲートウェイの変更)が発生したとする。その場合、PPPコネクションの切断契機がパケットゲートウェイ10で検出される。
(S200)〜(S207)ハンドオーバ後、端末5は、RANを介してパケット制御ノード21と接続した際に、再度、アタッチ(登録)手順を行う。従って、前述したS100〜S107と同様の処理が行われる。
PPPコネクションの確立のためのシーケンスは、例えば非特許文献1がある。また、PPPコネクションの維持又は切断のためのPPP生起時間を操作するものとして、例えば特許文献1がある。
Simpson、「The Point to Point Protocol (PPP)」、[online]、RFC1661、1994年5月、[平成16年7月28日検索]インターネット<URL:http://asg.web.cmu.edu/rfc/rfc1661.html> 特開2002−209277号
PPPはダイヤルアップ接続に主に用いられるものであり、元来、リンク確立要求のタイミングで、新規にリンク確立のシーケンスを行うプロトコルである。従って、移動体ネットワークにおけるハンドオーバの時のように、新たにPPPコネクションを確立する必要がない場合においても、再度、ネゴシエーションを行う必要がある。このようなネゴシエーションは、帯域を無駄に浪費するばかりでなく、再確立までに時間がかかる。
従って、本発明は、CDMAネットワークシステムについて簡易なシーケンスによってPPPコネクションを再確立することにより、再確立までの時間を短縮することができる方法を提供することを目的とする。
本発明におけるPPPコネクションの再確立方法は、端末と、無線アクセスネットワークを介して端末に接続されたパケット制御ノードと、該パケット制御ノードに接続され且つ端末との間でPPPコネクションをするパケットゲートウェイとを有し、端末がパケットゲートウェイを介してIPネットワークに接続することができるCDMAネットワークシステムを対象とする。
本発明の方法によれば、
端末が、第1のパケット制御ノードを介して第1のパケットゲートウェイとPPPコネクションを確立する第1のステップと、
端末がハンドオーバをすることによって、端末が第2のパケット制御ノードと通信可能となった場合、該第2のパケット制御ノードは、第1のパケット制御ノードから第1の加入者識別子を取得し、端末から第2の加入者識別子を取得し、両加入者識別子を比較する第2のステップと、
両加入者識別子が一致した場合、第2のパケット制御ノードに接続された第2のパケットゲートウェイが、第1のパケットゲートウェイからPPPセッション情報を取得する第3のステップと、
第2のパケットゲートウェイは、端末との間でPPPコネクションを復元して再確立する第4のステップと
を有することを特徴とする。
本発明における他の実施形態によれば、
第1のステップについて、第1のパケットゲートウェイは、PPPセッション情報を、加入者識別子と対応付けて記憶しており、
第3のステップについて、第2のパケットゲートウェイは、加入者識別子を第1のパケットゲートウェイに送信し、該第1のパケットゲートウェイは加入者識別子に基づいてPPPセッション情報を検索し送信することも好ましい。
また、本発明における他の実施形態によれば、
第1のステップについて、第1のパケットゲートウェイは、PPPセッション情報を、送信元アドレス及び宛先アドレスをキーとして対応付けて記憶しており、
第3のステップについて、第2のパケットゲートウェイは、キーを第1のパケットゲートウェイに送信し、該第1のパケットゲートウェイはキーに基づいてPPPセッション情報を検索し送信することも好ましい。
本発明の方法によれば、
PPPセッション情報を蓄積することができるセッション情報保持装置を更に有し、
端末が、第1のパケット制御ノードを介して第1のパケットゲートウェイとPPPコネクションを確立する第1のステップと、
端末がハンドオーバすることによって、第1のパケットゲートウェイがPPPコネクションの切断契機を認識した場合、該第1のパケットゲートウェイが、当該PPPセッション情報をセッション情報保持装置に送信する第2のステップと、
端末が第2のパケット制御ノードと通信可能となった場合、該第2のパケット制御ノードは、第1のパケット制御ノードから第1の加入者識別子を取得し、端末から第2の加入者識別子を取得し、両加入者識別子を比較する第3のステップと、
両加入者識別子が一致した場合、第2のパケット制御ノードに接続された第2のパケットゲートウェイが、セッション情報保持装置からPPPセッション情報を取得する第4のステップと、
第2のパケットゲートウェイは、端末との間でPPPコネクションを復元して再確立する第5のステップと
を有することを特徴とする。
本発明における他の実施形態によれば、
第2のステップについて、第1のパケットゲートウェイは、PPPセッション情報を、加入者識別子と対応付けて送信し、セッション情報保持装置は、加入者識別子に対応付けてPPPセッション情報を保持し、
第4のステップについて、第2のパケットゲートウェイは、加入者識別子をセッション情報保持装置に送信し、該セッション情報保持装置は、加入者識別子に基づいてPPPセッション情報を検索し送信することも好ましい。
また、本発明における他の実施形態によれば、
第2のステップについて、第1のパケットゲートウェイは、PPPセッション情報を、送信元アドレス及び宛先アドレスをキーとして対応付けて送信し、セッション情報保持装置は、キーに対応付けてPPPセッション情報を保持し、
第4のステップについて、第2のパケットゲートウェイは、キーをセッション情報保持装置に送信し、該セッション情報保持装置は、キーに基づいてPPPセッション情報を検索し送信することも好ましい。
更に、本発明における他の実施形態によれば、加入者識別子は、IMSIキーであってもよい。
本発明によれば、CDMAネットワークシステムについて、ハンドオーバ前のPPPセッション情報を用いてPPPコネクションを復元することができるので、簡易なシーケンスとなり、PPPコネクションの再確立までの時間を短縮することができる。
以下では、図面を用いて、本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。
図3は、本発明におけるCDMAネットワークシステムの構成図である。
図3によれば、図1と比較して、端末5の移動元のパケット制御ノード20は、移動先のパケット制御ノード21にIMSIキーを送信することができる。同様に、端末5の移動元のパケットゲートウェイ10は、移動先のパケットゲートウェイ11にPPPセッション情報を送信することができる。PPPセッション情報とは、PPPネゴシエーション(LCP/CHAP/PAP/NCPなど)によって設定されたパラメータ情報(例えばVJ圧縮、IPアドレスなど)がある。
他の実施形態としては、パケットゲートウェイ10及び11に接続されたセッション情報保持装置8を備えるものであってもよい。セッション情報保持装置8は、端末5の移動元のパケットゲートウェイ10からPPPセッション情報を受信し、移動先のパケットゲートウェイ11にPPPセッション情報を送信することができる。
図4は、図3のシステムにおいてハンドオーバが発生した場合の、第1の実施形態のシーケンス図である。
(S100)〜(S108)前述した図2と同様の処理が行われる。但し、移動元のパケットゲートウェイ10は、端末との間のPPPセッション情報を、IMSIキーと対応付けて記憶している。また、送信元アドレス及び宛先アドレスをキーとしてもよい。ここでのアドレスは、例えばIPアドレスであってもよいし、一意に導出できるその他のキーであってもよい。
(S300)パケット制御ノード21は、端末5と接続可能と認識した際に、移動元のパケット制御ノード20に対してIMSIキーを要求する。パケット制御ノードは相互に接続されており、ハンドオーバ前のパケット制御ノードを認識することができる(例えば3GPP2のA13インタフェース)。
(S301)端末5の移動元のパケット制御ノード20は、移動先のパケット制御ノード21へIMSIキーを送信する。
(S302)次に、端末5は、アタッチ手順を行うべく、移動先のパケット制御ノード21へIMSIキーを送信する。これにより、移動先のパケット制御ノード21は、ノード20から受信したIMSIキーと、端末5から受信したIMSIキーとを比較することにより、端末5のキー認証を行う。このような比較は、加入者情報登録サーバHLRへの問い合わせを必要としない。
(S303)パケット制御ノード21は、認証OKの場合、その情報をパケットゲートウェイ11へ通知する。
(S304)認証OKとの通知を受けたパケットゲートウェイ11は、端末5との間でPPPコネクションを確立するためのシーケンス(図2におけるS202〜S206)を必要としない。特に、認証サーバ6への問い合わせさえも必要としない。ここで、移動先のパケットゲートウェイ11は、移動元のパケットゲートウェイ10に対してPPPセッション情報を要求する。このとき、移動先のパケットゲートウェイ11は、送信元アドレス及び宛先アドレスをキーとして送信する。
(S305)移動元のパケットゲートウェイ10は、キーに基づいて、端末5の以前のPPPセッション情報を検索し、そのPPPセッション情報を、移動先のパケットゲートウェイ11へ送信する。
(S306)移動先のパケットゲートウェイ11は、PPPセッション情報に基づいてPPPコネクションを復元し、PPPコネクションを再確立することができる。これにより、端末5は、IPバックボーンネットワーク7を介したパケットの送受信が、移動先においても再び可能となる。
図4のシーケンスによれば、ハンドオーバ後、端末が接続するパケット制御ノード及びパケットゲートウェイが異なることを前提としている。しかしながら、ハンドオーバ前後で、端末が接続するパケット制御ノード及びパケットゲートウェイが同じであっても、同じシーケンスによってPPPコネクションを確立することができる。特に、PPPコネクションが確立しているときに所定時間(例えばセッション保存タイマ)を経過した場合、無線リンクを切断しても、PPPコネクションを切断することなく、PPPセッション情報をパケットゲートウェイが保持することにより、再度、端末が同一のパケット制御ノード等と接続可能となった場合にPPPコネクションを再確立することができる。
しかしながら、図4のようなシーケンスによれば、パケットゲートウェイ10は、ハンドオーバ前のPPPセッション情報を常にその中に保持しておく必要がある。このような実施形態では、パケットゲートウェイに処理負荷及び記憶容量の増大につながる。
図5は、図3のシステムにおいてハンドオーバが発生した場合の、第2の実施形態のシーケンス図である。図5のシーケンスは、図4のシーケンスと比較して、セッション情報保持装置8を特別に備えることにより、パケットゲートウェイの処理負荷等を軽減することができる。
(S100)〜(S108)前述した図2と同様の処理が行われる。
(S400)端末5の移動元のパケットゲートウェイ10は、ハンドオーバの発生のよって端末5との間のPPPコネクションの切断契機が認識された場合、そのPPPセッション情報をセッション情報保持装置8へ送信する。このとき、移動元のパケットゲートウェイ10は、PPPセッション情報を、IMSIキーと対応付けて送信する。また、送信元アドレス及び宛先アドレスをキーとしてもよい。セッション情報保持装置8は、そのキーに対応付けてそのPPPセッション情報を保持する。ここでのアドレスは、例えばIPアドレスであってもよいし、一意に導出できるその他のキーであってもよい。
(S401)次に、セッション情報保持装置8は、PPPセッション情報を保持した旨を、パケットゲートウェイ10へ応答する。
(S402)次に、パケット制御ノード21は、端末5が接続可能と認識した際に、移動元のパケット制御ノード20に対してIMSIキーを要求する。
(S403)次に、端末5の移動元のパケット制御ノード20は、移動先のパケット制御ノード21へIMSIキーを送信する。
(S404)次に、端末5は、アタッチ手順を行うべく、移動先のパケット制御ノード21へIMSIキーを送信する。これにより、移動先のパケット制御ノード21は、ノード20から受信したIMSIキーと、端末5から受信したIMSIキーとを比較することにより、端末5のキー認証を行う。このような比較は、加入者情報登録サーバHLRへの問い合わせを必要としない。
(S405)パケット制御ノード21は、認証OKの場合、その情報をパケットゲートウェイ11へ通知する。
(S406)認証OKとの通知を受けたパケットゲートウェイ11は、PPPセッション情報を、セッション情報保持装置8へ問い合わせる。このとき、パケットゲートウェイ11は、送信元アドレス及び宛先アドレスをキーとしてセッション情報保持装置8へ送信する。
(S407)セッション情報保持装置8は、キーに基づいて、端末5の以前のPPPセッション情報を検索し、そのPPPセッション情報を、移動先のパケットゲートウェイ11へ送信する。
(S408)移動先のパケットゲートウェイ11は、PPPセッション情報に基づいてPPPコネクションを復元し、PPPコネクションを再確立することができる。これにより、端末5は、IPバックボーンネットワーク7を介したパケットの送受信が、移動先においても再び可能となる。
図5のシーケンスにおいても、ハンドオーバ後、端末が接続するパケット制御ノード及びパケットゲートウェイが異なることを前提としている。しかしながら、ハンドオーバ前後で、端末が接続するパケット制御ノード及びパケットゲートウェイが同じであっても、同じシーケンスによってPPPコネクションを確立することができる。
前述した本発明におけるCDMAネットワークシステムにおけるPPPコネクションの再確立方法の種々の実施形態によれば、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略を、当業者は容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
従来のCDMAネットワークシステムの構成図である。 図1のシステムにおいてハンドオーバが発生した場合のシーケンス図である。 本発明におけるCDMAネットワークシステムの構成図である。 図3のシステムにおいてハンドオーバが発生した場合の、第1の実施形態のシーケンス図である。 図3のシステムにおいてハンドオーバが発生した場合の、第2の実施形態のシーケンス図である。
符号の説明
10、11 パケットゲートウェイ、PDSN
20、21 パケット制御ノード、PCF
30、31 無線アクセスノード、RAN
5 移動端末、MN
6 認証サーバ、RADIUS
7 IPバックボーンネットワーク
70、71 ゲートウェイルータ
8 セッション情報保持装置

Claims (7)

  1. 端末と、無線アクセスネットワークを介して前記端末に接続されたパケット制御ノードと、該パケット制御ノードに接続され且つ前記端末との間でPPPコネクションをするパケットゲートウェイとを有し、前記端末が前記パケットゲートウェイを介してIPネットワークに接続することができるCDMAネットワークシステムにおけるPPPコネクションの再確立方法において、
    端末が、第1のパケット制御ノードを介して第1のパケットゲートウェイとPPPコネクションを確立する第1のステップと、
    前記端末がハンドオーバをすることによって、前記端末が第2のパケット制御ノードと通信可能となった場合、該第2のパケット制御ノードは、前記第1のパケット制御ノードから第1の加入者識別子を取得し、前記端末から第2の加入者識別子を取得し、両加入者識別子を比較する第2のステップと、
    両加入者識別子が一致した場合、前記第2のパケット制御ノードに接続された第2のパケットゲートウェイが、前記第1のパケットゲートウェイからPPPセッション情報を取得する第3のステップと、
    前記第2のパケットゲートウェイは、前記端末との間でPPPコネクションを復元して再確立する第4のステップと
    を有することを特徴とするPPPコネクションの再確立方法。
  2. 前記第1のステップについて、前記第1のパケットゲートウェイは、前記PPPセッション情報を、前記加入者識別子と対応付けて記憶しており、
    前記第3のステップについて、前記第2のパケットゲートウェイは、前記加入者識別子を前記第1のパケットゲートウェイに送信し、該第1のパケットゲートウェイは前記加入者識別子に基づいて前記PPPセッション情報を検索し送信することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1のステップについて、前記第1のパケットゲートウェイは、前記PPPセッション情報を、送信元アドレス及び宛先アドレスをキーとして対応付けて記憶しており、
    前記第3のステップについて、前記第2のパケットゲートウェイは、前記キーを前記第1のパケットゲートウェイに送信し、該第1のパケットゲートウェイは前記キーに基づいて前記PPPセッション情報を検索し送信することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 端末と、無線アクセスネットワークを介して前記端末に接続されたパケット制御ノードと、該パケット制御ノードに接続され且つ前記端末との間でPPPコネクションをするパケットゲートウェイとを有し、前記端末が前記パケットゲートウェイを介してIPネットワークに接続することができるCDMAネットワークシステムにおけるPPPコネクションの再確立方法において、
    PPPセッション情報を蓄積することができるセッション情報保持装置を更に有し、
    端末が、第1のパケット制御ノードを介して第1のパケットゲートウェイとPPPコネクションを確立する第1のステップと、
    前記端末がハンドオーバすることによって、前記第1のパケットゲートウェイが前記PPPコネクションの切断契機を認識した場合、該第1のパケットゲートウェイが、当該PPPセッション情報を前記セッション情報保持装置に送信する第2のステップと、
    前記端末が第2のパケット制御ノードと通信可能となった場合、該第2のパケット制御ノードは、前記第1のパケット制御ノードから第1の加入者識別子を取得し、前記端末から第2の加入者識別子を取得し、両加入者識別子を比較する第3のステップと、
    両加入者識別子が一致した場合、前記第2のパケット制御ノードに接続された第2のパケットゲートウェイが、前記セッション情報保持装置からPPPセッション情報を取得する第4のステップと、
    前記第2のパケットゲートウェイは、前記端末との間でPPPコネクションを復元して再確立する第5のステップと
    を有することを特徴とするPPPコネクションの再確立方法。
  5. 前記第2のステップについて、前記第1のパケットゲートウェイは、前記PPPセッション情報を、前記加入者識別子と対応付けて送信し、前記セッション情報保持装置は、前記加入者識別子に対応付けて前記PPPセッション情報を保持し、
    前記第4のステップについて、前記第2のパケットゲートウェイは、前記加入者識別子を前記セッション情報保持装置に送信し、該セッション情報保持装置は、前記加入者識別子に基づいて前記PPPセッション情報を検索し送信することを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 前記第2のステップについて、前記第1のパケットゲートウェイは、前記PPPセッション情報を、送信元アドレス及び宛先アドレスをキーとして対応付けて送信し、前記セッション情報保持装置は、前記キーに対応付けて前記PPPセッション情報を保持し、
    前記第4のステップについて、前記第2のパケットゲートウェイは、前記キーを前記セッション情報保持装置に送信し、該セッション情報保持装置は、前記キーに基づいて前記PPPセッション情報を検索し送信することを特徴とする請求項4に記載の方法。
  7. 前記加入者識別子は、IMSIキーであることを特徴とする請求項1、2、4又は5のいずれか1項に記載の方法。
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