JP2007534195A - パケットデータ通信 - Google Patents
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Abstract
Description
データパケット通信をサポートするよう構成された移動無線パケットネットワークの例示的アーキテクチャを図1に示す。このアーキテクチャの詳細は、添付資料1に開示されている。本発明の実施形態及びこの実施形態によって提供される利点を明瞭にするために、以下、簡単な説明を行う。図1に示す移動無線パケットネットワークは、汎用パケット無線システム(General Packet Radio System:GPRS)/ユニバーサル移動通信システム(Universal Mobile Telecommunications System:UMTS)規格に準拠し、汎用陸上無線アクセスネットワーク部分(Universal Terrestrial Radio Access Network part:UTRAN)と呼ばれる陸上無線ベアラを介して、ネットワークに接続されたノードにインターネットデータパケットを通信する移動無線パケットネットワークを提供する。移動無線パケットネットワークは、外部パケットデータ通信ネットワーク(PDN)212と、GPRS/UMTSネットワークに接続されたノードとの間にインタフェースを提供するゲートウェイサポートノード(GPRS Gateway Support Node:GGSN)100を備える。これらのノードは、UTRAN無線インタフェースを介して通信を行うので、通常、移動ノードであってもよい。なお、以下の説明では、移動無線パケットネットワークに接続される移動ユーザ機器(UE)116、118を通信相手ノードCNと呼ぶ。後述するように、GPRS/UMTSネットワークは、GGSN100から通信相手ノードCNに、及び通信相手ノードCNからGGSN100にインターネットパケットを通信する複数のパケットデータベアラを提供する。通常、GGSN100によって通信相手ノードCNから受信したパケットは、移動無線パケットネットワークから外部PDN212に送り出すことができる。これらのパケットは、外部PDN212又は他のネットワークに接続された他のノードに宛てられてもよく、パケットは、外部PDN212を介してこれらのノードに到着する。
経路最適化は、インターネットプロトコル規格バージョン版6(Ipv6)の一部として知られ、ホームネットワークから移動先ネットワークに移動するノードに対して実行できる。経路最適化は、ホームネットワークから移動先ネットワークに所属(affiliation)を変更するノードが、ホームネットワークを介するルーティングを行うことなく、移動先ネットワークを介して、及びIpv4の場合と同様に、ホームエージェントを必要とすることなく、ノードに/からインターネットパケットを通信できるようにするための処理である。以下の説明では、ホームネットワークから移動先ネットワークに移動することによって所属を変更するノードを移動ノードと呼ぶ。
以下、図4を用いて、図2に示すGPRS/UMTSネットワークの一部を構成する要素を提供する本発明の例示的な実施形態について説明する。図4には、ゲートウェイサポートノード(gateway support node:以下、GGSNという。)400と、サービスGPRSサポートノード(Serving GPRS Support Node:以下、SGSNという。)402と、汎用陸上無線アクセスネットワーク部分(Universal Terrestrial Radio Access Network part:以下、UTRANという。)404とが示されている。GGSN400、SGSN402及びUTRAN404は、図1に示すように、例えば、通信相手ノードCNを形成する移動ユーザ機器(UE)406に/からデータパケットを通信する移動無線パケットネットワークの一部を構成する。UTRAN404は、図1に示すようにRNC及びノードBを含み、移動UE406を有するノードBによって形成される無線アクセスインタフェースを介してパケットを通信する。
図5に示すように、GGSN移動IP層内で動作するTFTコントローラ500には、送信元アドレスのリスト502が供給され、TFTコントローラ500は、このリスト502を用いて、インターネットパケットヘッダ内に含まれている送信元アドレスに基づき、IPデータパケットの通信を制御する。TFT500は、UE(CN)内の又は移動ノードMN上のアプリケーションによって始動され、必要な宛先にログオンする処理に類するパケットデータプロトコルコンテキストアクティブ化によってセットアップされた適切なベアラを介して、IPデータパケットを通信するように構成されている。
・IPV4送信元アドレスタイプ
・IPV6送信元アドレスタイプ
・プロトコル識別子/次のヘッダタイプ
・単一の宛先ポートタイプ
・宛先ポート範囲タイプ
・単一の送信元ポートタイプ
・送信元ポート範囲タイプ
・機密保護周辺インデクスタイプ
・サービスタイプ/トラヒッククラスタイプ
・フローレベルタイプ
マルチメディアセッションのために用いられる各PDPコンテキストについて、移動端末は、トラヒックフローテンプレートを生成し、これをGGSNに送信し、GGSNは、このトラヒックフローテンプレートを用いて、テンプレートによって提供された情報に基づいて、入力パケットをフィルタリングする。例えば、Ipv6移動ノードから送信されたパケットについて、通信相手ノードCNは、ダウンリンク方向におけるパケットのためのIpv6送信元アドレスとして、移動ノードのIPアドレスを生成するトラヒックフローテンプレートを作成する。
経路最適化の後に、GGSN内のTFTコントローラ500間での相互動作の問題を解決するための既に提案されている解決策として、ホップバイホップフィールド516として知られている拡張ヘッダフィールド内に移動ノードMNのホームアドレスを含ませる手法がある[特許文献1〜5]。ホップバイホップフィールド516内に移動ノードのホームアドレスを含むことによって、TFTコントローラは、通信相手ノードCNにインターネットパケットを送るために用いる適切なベアラを特定できる。これは、セッション開始の一部として、PDPコンテキストアクティブ化の間にセットアップされるパケットベアラである。したがって、中間セッション(mid-session)の間に移動ノードが移動先ネットワークに移動すると、ホップバイホップフィールドによって移動ノードのホームアドレスを提供することによって、TFTコントローラ500は、通信相手ノードである移動ユーザ機器CN406にインターネットパケットを供給するために用いる適切なベアラを特定できる。また、ホップバイホップアドレスフィールドは、(IP6パケットのヘッダの拡張)ルーティングヘッダタイプ2としても知られている。
通信パスに沿った全てのルータがホップバイホップ拡張ヘッダフィールド内の移動ノードのホームアドレスを読み出す必要性に起因する性能の劣化を防ぐために、本発明の実施形態に基づくインターネットパケットは、例えば、移動ノードのホームアドレスを含むホップバイホップ拡張ヘッダのルータアラートオプション(router alert option)等、GGSNのためのIpv6の移動性のサポートに関連する情報を含む。インターネットパケットのヘッダを図6に示す。
要約すれば、送信元アドレスフィールドと共にホップバイホップフィールドを解析することによって、リスト502が移動ノードのホームアドレスを含むので、TFTコントローラ500は、通信相手ノードCNにインターネットパケットを提供するための適切なベアラ520を特定できる。パケット無線ネットワークに受け入れるIPパケットを受信する場合のGGSNの動作を図7のフローチャートに示し、以下に説明する。S1:図6の具体例に基づくインターネットパケットを外部ネットワークから受信する。
上述のように、移動ノードと通信相手ノードとの間の通信パスに沿ったルータは、ホップバイホップ拡張ヘッダの全体を読み出す必要なく、規格に基づいて動作できる。これは、ルータがルータアラートオプションフィールドのみを読み出せばよく、ホップバイホップ拡張ヘッダの残りの部分を無視できるためである。
図10は、図5を用いて上述したダウンリンク通信に対応する、通信相手ノードCNから移動ノードMNへのアップリンクに関して、データパケットを通信するために構成された、図4に示すGPRS/UMTSネットワークの一部の概略を示している。
汎用パケット無線システム(General Packet Radio System:GPRS)/ユニバーサル移動通信システム(Universal Mobile Telecommunications System:UMTS)アーキテクチャ
UMTSのために用いられ、第3世代移動通信システムの標準化プロジェクト(Third Generation Partnership Project:以下、3GPPという。)によって管理され、提案された用語及びアーキテクチャに対応する図1に示す用語及びアーキテクチャの更なる詳細は、非特許文献1に開示されている。図1において、ゲートウェイGPRSサポートノード(GPRS Gateway Support Node:GGSN)100は、外部パケットデータ通信ネットワーク(PDN)212に接続されている。外部PDN212は、インターネットプロトコル(IP)を用いてパケットを通信する。GGSNと外部PDN212間のインタフェース104は、標準化されたGiのラベルが付されている。なお、更なる側面も標準化されている。また、GGSNには、インタフェース168を介して、これも標準化されているGn/Gpのラベルが付されたサービスGPRSサポートノード(SGSN)106が接続されている。
Claims (29)
- インターネットパケットの送信元アドレスを特定するフィールドと、該インターネットパケットの宛先アドレスを特定するフィールドと、拡張ヘッダがヘッダに続くか否か及び拡張ヘッダの種類を特定する次ヘッダフィールドとを含むヘッダフィールドとを有し、
上記拡張ヘッダは、ホップバイホップオプションヘッダを示し、該ホップバイホップオプションヘッダは、拡張フィールドの読出がルータにおいて任意であることを示すルータアラートオプションヘッダと、パケット無線ネットワークのゲートウェイサポートノードについての情報を提供するフィールドとを含むことを特徴とするインターネットパケット。 - 上記ゲートウェイサポートノードに情報を提供するフィールドは、移動ノードのホームアドレスを含むことを特徴とする請求項1記載のインターネットパケット。
- 上記ルータアラートオプションヘッダは、ホップバイホップ拡張ヘッダが任意であることを示す第1のフィールドと、ホップバイホップオプションタイプ番号を示す第2のフィールドと、値フィールドの値を示す第3のフィールドとを含み、該第3のフィールドの値は、第4のフィールドがゲートウェイサポートノードに情報を提供することを示すことを特徴とする請求項1又は2記載のインターネットパケット。
- 上記ルータアラートオプションヘッダの第1のフィールドは、比較的短いフィールドとして提供され、上記ルータが該第1のフィールドを読み出す時間は、上記ホップバイホップ拡張ヘッダ内の全てのデータを読み出すために必要な時間より短いことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載のインターネットパケット。
- 上記第1のフィールドは、3ビットで表現されることを特徴とする請求項4記載のインターネットパケット。
- 上記3ビットは、全てゼロであることを特徴とする請求項5記載のインターネットパケット。
- 上記ルータアラートオプションヘッダのホップバイホップオプションタイプを示す第2のフィールドは、5ビットからなり、5の値に設定されることを特徴とする請求項4乃至6いずれか1項記載のインターネットパケット。
- 当該インターネットパケットは、Ipv6インターネットパケットであることを特徴とする請求項1乃至7いずれか1項記載のインターネットパケット。
- 上記移動ノードのホームアドレスは、インターネットプロトコルセッションが開始されたとき、ホームネットワークで接続された際の移動ノードの送信元アドレスに対応していることを特徴とする請求項2乃至8いずれか1項記載のインターネットパケット。
- 上記移動ノードのホームアドレスは、インターネットプロトコルセッションが開始されたとき、ホームネットワークで接続された際の移動ノードの宛先アドレスに対応していることを特徴とする請求項2乃至8いずれか1項記載のインターネットパケット。
- 上記パケット無線ネットワークは、汎用パケット無線サービスネットワークであり、上記ゲートウェイサポートノードに提供される情報は、GPRSネットワークのゲートウェイGPRSサポートノードに提供されることを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項記載のインターネットパケット。
- 外部のパケットデータ通信ネットワークとパケット無線ネットワークとの間にインタフェースを提供するゲートウェイサポートノード(GGSN)において、当該ゲートウェイサポートノード(GGSN)は、請求項1乃至11いずれか1項記載のインターネットパケットを受信すると、
上記インターネットパケットの次ヘッダフィールドがホップバイホップフィールドオプションを含むことを検出し、
ホップバイホップ拡張ヘッダフィールド内に提供された、情報を表すデータを提供するフィールドからゲートウェイサポートノードの情報を再生し、該情報に基づいて、パケット無線ネットワークに対する上記インターネットパケットの送出及び/又は受入を制御するゲートウェイサポートノード。 - 上記パケット無線ネットワークは、パケット無線ネットワークに接続されたノードにインターネットパケットを通信する、それぞれがインターネットパケットを通信するノードの送信元ホームアドレスに関して定義される複数のパケットデータベアラを提供し、
当該ゲートウェイサポートノードは、
上記ゲートウェイサポートノードのためにホップバイホップ拡張ヘッダフィールドに提供されたデータから、当該ゲートウェイサポートノードによって、パケット無線ネットワークに接続された通信相手ノードにインターネットパケットを通信するパケットデータベアラを特定するために用いられる、インターネットパケットを通信する移動通信相手ノードの送信元ホームアドレスを検出し、
上記特定されたパケットデータベアラへのインターネットパケットの受入を許可することによって、
外部のパケットデータ通信ネットワークからパケット無線ネットワークのパケットデータベアラへのインターネットパケットの受入を制御することを特徴とする請求項12記載のゲートウェイサポートノード。 - 当該ゲートウェイサポートノードは、インターネットパケットの送信元アドレスフィールドのアドレス又はゲートウェイサポートノードについてホップバイホップ拡張ヘッダのフィールドに提供されたアドレスがパケットデータベアラに対応している場合、インターネットパケットの受入を許可することを特徴とする請求項13記載のゲートウェイサポートノード。
- 当該ゲートウェイサポートノードは、複数のパケットデータベアラから受信したインターネットパケットの宛先アドレスに基づいて、送出パケットフィルタリングを実行し、正当な宛先アドレスを有するインターネットパケットについて、インターネットパケットの送出を許可し、請求項1乃至10いずれか1項記載のインターネットパケットを受信すると、
当該ゲートウェイサポートノードについてホップバイホップ拡張ヘッダフィールドに提供されたデータからインターネットパケットの宛先となる移動通信相手ノードの宛先ホームアドレスを検出し、
当該ゲートウェイサポートノードが、宛先ホームアドレスを正当なホームアドレスとして認識した場合、インターネットパケットの送出を許可することを特徴とする請求項13又は14記載のゲートウェイサポートノード。 - 当該ゲートウェイサポートノードは、インターネットパケットの宛先アドレスフィールドのアドレス又はゲートウェイサポートノードについてホップバイホップ拡張ヘッダに提供されたアドレスが正当な宛先アドレスである場合、インターネットパケットの送出を許可することを特徴とする請求項15記載のゲートウェイサポートノード。
- 当該ゲートウェイサポートノードは、汎用パケット無線システム規格に基づくゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)として動作することを特徴とする請求項12乃至16いずれか1項記載のゲートウェイサポートノード。
- 外部のパケットデータ通信ネットワーク及びパケット無線ネットワークに接続されたノードの間でインターネットパケットを通信するパケット無線ネットワークにおいて、当該パケット無線ネットワークは、該パケット無線ネットワークに接続されたノードに/からインターネットパケットを通信する複数のパケットデータベアラを提供し、請求項12乃至17いずれか1項記載のゲートウェイサポートノードを備えるパケット無線ネットワーク。
- 当該パケット無線ネットワークは、汎用パケット無線システム(GPRS)規格に基づいて動作し、上記ゲートウェイサポートノードは、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)であることを特徴とする請求項18記載のパケット無線ネットワーク。
- 請求項1乃至11いずれか1項記載のインターネットパケットを受信するインターネットパケットルータであって、
インターネットパケットの次ヘッダフィールドがホップバイホップフィールドオプションを含むことを検出し、
ホップバイホップ拡張ヘッダフィールド内でルータアラートヘッダタイプを特定し、
ホップバイホップ拡張フィールドの更なるコンテンツを読み出さないことを特徴とするインターネットパケットルータ。 - 外部のパケットデータ通信ネットワークと、パケット無線ネットワークとの間をインタフェースするゲートウェイサポートノードの動作方法において、
請求項1乃至11いずれか1項記載のインターネットパケットを受信するステップと、
上記インターネットパケットの次ヘッダフィールドがホップバイホップフィールドオプションを含むことを検出するステップと、
ホップバイホップ拡張ヘッダフィールド内に提供された、情報を表すデータを提供するフィールドからゲートウェイサポートノードのための情報を再生するステップと、
該情報に基づいて、上記パケット無線ネットワークに対するインターネットパケットの送出及び/又は受入を制御するステップとを有するゲートウェイサポートノードの動作方法。 - 上記パケット無線ネットワークは、パケット無線ネットワークに接続されたノードにインターネットパケットを通信する、それぞれがインターネットパケットを通信するノードの送信元ホームアドレスに関して定義される複数のパケットデータベアラを提供し、
上記パケット無線ネットワークに対するインターネットパケットの送出及び/又は受入を制御するステップは、
上記ゲートウェイサポートノードのためにホップバイホップ拡張ヘッダフィールドに提供されたデータから、当該ゲートウェイサポートノードによって、パケット無線ネットワークに接続された通信相手ノードにインターネットパケットを通信するパケットデータベアラを特定するために用いられる、インターネットパケットを通信する移動通信相手ノードの送信元ホームアドレスを検出するステップと、
上記特定されたパケットデータベアラへのインターネットパケットの受入を許可し、これ以外のインターネットパケットを除外するステップとを有することを特徴とする請求項21記載のゲートウェイサポートノードの動作方法。 - 複数のパケットデータベアラから受信したインターネットパケットの宛先アドレスに基づいて、送出パケットフィルタリングを実行し、正当な宛先アドレスを有するインターネットパケットについて、インターネットパケットの送出を許可するステップと、請求項1乃至11いずれか1項記載のインターネットパケットを受信し、
ゲートウェイサポートノードについてホップバイホップ拡張ヘッダフィールドに提供されたデータからインターネットパケットの宛先となる移動通信相手ノードの宛先ホームアドレスを検出するステップと、
当該ゲートウェイサポートノードが、宛先ホームアドレスを正当なホームアドレスとして認識した場合、インターネットパケットの送出を許可するステップとを有することを特徴とする請求項21又は22記載のゲートウェイサポートノードの動作方法。 - 請求項1乃至11いずれか1項記載のインターネットパケットを表す信号。
- 請求項24記載の信号を搬送する媒体。
- ゲートウェイGPRSサポートノードの移動性に関連する情報を通信するためにIpv6ルータアラートオプションヘッダを使用するルータアラートオプションヘッダの使用方法。
- データプロセッサにロードされ、該データプロセッサを請求項12乃至17いずれか1項記載のゲートウェイサポートノードとして動作させるコンピュータにより実行可能な命令を提供するコンピュータプログラム。
- データプロセッサにロードされ、該データプロセッサに、請求項22乃至24いずれか1項記載のゲートウェイサポートノードの動作方法を実行させるコンピュータプログラム。
- 請求項27又は28記載のコンピュータプログラムを表す信号が記録されたコンピュータにより読取可能な媒体。
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