JP2008543247A - モバイルステーションの隣接ネットワーク探索方法およびこのためのネットワークシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、ワイヤレスネットワークに関し、より詳細には、インターネットプロトコル基盤のワイヤレスネットワークにおいて、モバイルステーションが隣接ネットワークを探索する方法およびこのためのネットワーク管理サーバとこの動作方法に関する。本発明によるワイヤレスネットワークシステムのネットワーク管理サーバは、１つ以上の隣接ネットワークに対する構成情報を維持するネイバーフッドデータベースと、所定のアクセスポイントまたは基地局を介して接続されたモバイルステーションから隣接ネットワークの性能／構成情報に対する要請メッセージを受信する通信インターフェースと、ネイバーフッドデータベースを参照して要請メッセージに含まれた隣接ネットワークの性能／構成情報を読み出し、通信インターフェースを介して性能／構成情報を含む応答メッセージをモバイルステーションに送信するように制御するデータベース管理部と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤレスネットワークに関し、より詳細には、インターネットプロトコル（ＩＰ）基盤のワイヤレスネットワークにおいて、モバイルステーション（ＭＳ）が隣接ネットワークを探索する方法およびこのためのネットワーク管理サーバとこのサーバの動作方法に関する。

モバイル通信に対する需要が高まるにつれ、多くのワイヤレスネットワークに関する開発が行われており、このような異種のワイヤレスネットワーク間のシームレスなサービスを提供するために、次世代ネットワーク（ＮＧＮ）に対する多様な論議と技術開発が進められている。

このようなワイヤレスネットワークとしては、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、無線ＬＡＮ、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、およびその他のワイヤレスフィディリティ（ＷｉＦｉ）、ワイマックス（ＷｉＭＡＸ）、および符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）２０００などがある。ＷｉＦｉとは、ＩＥＥＥ８０２．１１系列の仕様を用いるＷＬＡＮの特定タイプを指称する用語である。ＷｉＭＡＸとは、ＭＡＮのためのＩＥＥＥ８０２．１６標準に基づいた広帯域ワイヤレス接続の形態を意味するものである。このようなワイヤレスネットワークシステムは、個人用コンピュータ、モバイルフォン、またはその他の携帯型の通信端末機など多様なモバイルステーション間の通信を可能とする。上述したワイヤレスネットワークシステムは、ユーザトラフィックの進出入が実行されるアクセスノードまたはアクセスポイントのような１つ以上のブリッジ手段をさらに含む。

上述した多種多様なワイヤレスネットワーク技術の開発が具現されている実情において、２つ以上の異種のワイヤレスネットワーク間の互換性に関する問題が高まっている。すなわち、Ａｌｌ−ＩＰと命名されているものであるが、異種のワイヤレスシステム間の互換性のために、個別モバイルステーションにＩＰアドレスを付与する技術が制限されている。また、Ａｌｌ−ＩＰ下におけるアドレス資源確保のために、モバイルＩＰｖ６の開発、このようなＩＰｖ６下における隣接ネットワーク探索技術、およびＩＰｖ６におけるハンドオーバを含むモビリティサービス改善技術など、多様な関連技術の問題点が提起されている実情にある。特に、Ａｌｌ−ＩＰ環境において、２つ以上の異種ワイヤレスネットワークに位置するモバイルステーションの隣接ネットワーク探索方法が問題となっている。一例として、ＷｉＦｉネットワーク、ＷｉＭＡＸネットワーク、およびＣＤＭＡ２０００ネットワークなどで構成された異種のワイヤレスネットワーク環境にあるモバイルステーションがこれらのうちのどのワイヤレスネットワークに接続するのか、またはどのワイヤレスネットワークにハンドオーバするのかなどを決めるためには、隣接ネットワーク探索技術が必須であると言える。

このように、隣接ネットワークに対する性能および構成情報を探索するための研究が進められている。このうちの１つが媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤデザインを介した解決策である。しかし、このようなデザインは、単純に全体の探索に必要な情報の一部を提供するだけである。また、一例として、ＷＬＡＮのためのＩＥＥＥ８０２．１１ｋソリューションは、単にＩＥＥＥ８０２．１１リンクでのみ適用できるだけで、異種のワイヤレスネットワークシステムに対して一般的に適用できないという問題点がある。また、このようなＭＡＣレイヤデザインを介した解決策は、レガシィネットワークに容易に適用し難いという問題点もある。これと類似して、隣接ネットワークに対する情報の一部は、いくつかの特定のプロトコルの作用によっても得ることができる。例えば、モバイルＩＰｖ６ペーストハンドオーバで用いられるプロキシルータ探索などのプロトコルを用いて隣接ネットワークの一部情報を得ることができるが、これも極めて制限された適用可能性のみを有するだけで、（１）Ａｌｌ−ＩＰ環境への適用可能性、（２）モバイルステーション周辺のすべての隣接ネットワークに対する探索、（３）モバイルステーションで隣接ネットワークの性能／構成情報に対する広範囲な学習などのニーズを解決することはできない。

現在、ＩＥＥＥ８０２．２１ＷＧ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）では、このようなＡｌｌ−ＩＰ環境において、高速ハンドオーバ支援などの異種のワイヤレスネットワーク間の相互作用に関する多様な提案が開陳されているが、モバイルステーションがどのような方式で隣接ネットワーク探索の要請をし、どのエンティティでこのような隣接ネットワーク探索の要請に対する応答をするのか、どのようなメッセージフォーマットで該当の要請または応答を送受信するのかについての技術的な解決策は提示されていない実情にある。

したがって、Ａｌｌ−ＩＰが大勢を成すものと予想される次世代ネットワークシステムにおいて利用可能な隣接ネットワーク探索方法およびこのためシステムを新たに提案しようとする。

本発明は、２つ以上の異種のワイヤレスネットワーク環境において、モバイルステーション（ＭＳ）のハンドオーバを最適化する、モバイルステーションの隣接ネットワーク探索方法およびこのためのネットワークシステムを提供することを目的とする。
また、本発明は、モバイルステーションの隣接ネットワーク探索のために、汎用の動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）を用いることで、レガシィネットワークにも容易に適用可能な隣接ネットワーク探索方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、現在ＩＥＥＥ８０２．２１ＷＧで提案された無線システム間ハンドオーバ（ＭＩＨ）インフォメーションサービス（ＩＳ）を活用して隣接ネットワークに対する情報要素をモバイルステーションに提供することを目的とする。
また、本発明は、現在ＩＥＥＥ８０２．２１ＷＧで論議される異種ワイヤレスネットワーク間のハンドオーバなどのための具体的な解決策および送信メッセージフォーマットを提示することを目的とする。

本発明の一実施形態によるワイヤレスネットワークシステムのネットワーク管理サーバは、１つ以上の隣接ネットワークに対する構成情報を維持するネイバーフッド（ＮＨ）データベースと、所定のアクセスポイントまたは基地局（ＢＳ）を介して接続されたモバイルステーションから隣接ネットワークの性能／構成情報に対する要請メッセージを受信する通信インターフェースと、前記ＮＨデータベースを参照して前記要請メッセージに含まれた前記隣接ネットワークの性能／構成情報を読み取り、前記通信インターフェースを介して前記性能／構成情報を含む応答メッセージを前記モバイルステーションに送信するように制御するデータベース管理部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の一実施形態による隣接ネットワークを探索する方法は、前記隣接ネットワークからビーコン情報を受信し、該ビーコン情報を用いて前記隣接ネットワークを識別する段階と、アクセスポイントまたは基地局を介して所定のネットワーク管理サーバに前記隣接ネットワークの性能／構成情報に対する要請メッセージを送信する段階と、前記ネットワーク管理サーバから前記隣接ネットワークに対する前記性能／構成情報を含む応答メッセージを受信する段階と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、２つ以上の異種のワイヤレスネットワーク環境において、モバイルステーション（ＭＳ）のハンドオーバを最適化することができる。
また、本発明によれば、モバイルステーションの隣接ネットワーク探索のために汎用の動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）を用いることで、レガシィネットワークにも容易に適用可能な隣接ネットワーク探索方法が提示される。
また、本発明によれば、現在ＩＥＥＥ８０２．２１ＷＧで提案されたＭＩＨ（Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｈａｎｄｏｖｅｒ）ＩＳ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を活用することで、隣接ネットワークに対する情報要素をモバイルステーションに提供することができる。
また、本発明によれば、現在ＩＥＥＥ８０２．２１ＷＧで論議されている異種ワイヤレスネットワーク間のハンドオーバなどのための具体的な解決策および送信メッセージフォーマットが提供される。

本明細書において用いられるモバイルステーション（ＭＳ）とは、パーソナルデジタルセルラ（ＰＤＣ）フォン、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）フォン、簡易型携帯電話（ＰＨＳ）フォン、ＣＤＭＡ−２０００（１Ｘ、３Ｘ）フォン、ＷＣＤＭＡフォン、デュアルバンド／デュアルモードフォン、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ）フォン、モバイルブロードバンドシステム（ＭＢＳ）フォン、デジタルマルチメディア放送（ＤＭＢ）端末、スマートフォン、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信端末、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）通信端末などのような通信機能が含まれる機器、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドＰＣ、ノート型パソコン、ラップトップコンピュータ、ＷｉＢｒｏ端末機、ＭＰ３プレーヤ、ＭＤプレーヤなどのような携帯端末機、また国際ローミングサービスと拡張した移動通信サービスを提供するＩＭＴ−２０００（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ−２０００）端末機などを含むすべての種類のハンドヘルドベースの無線通信装置を意味する移動通信端末装置であって、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）モジュール、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）モジュール、ブルートゥースモジュール、赤外線通信（ＩｒＤＡ）モジュール、有線／無線ＬＡＮカード、或いはＧＰＳを介して位置追跡が可能なＧＰＳチップを搭載する無線通信装置など、所定の通信モジュールが具備されており、マイクロプロセッサを搭載することでマルチメディアの再生や一定の演算動作の実行が可能な携帯端末機も含まれる。

また、隣接ネットワークとは、モバイルステーションが現在位置しているワイヤレスネットワークの周辺に位置するワイヤレスネットワークを意味する。

図１は、２つ以上の異種ネットワークで構成されたワイヤレスネットワークシステムにおける、本発明によるネットワーク管理サーバおよびモバイルステーションが含まれたネットワークの概要を説明したブロック図である。

図１に示されたブロック図は、本発明によって、モバイルステーションで隣接のうちから候補ワイヤレスネットワークの性能／構成情報をあらかじめ探索するワイヤレスネットワークシステムの一実施形態を示している。２つ以上の異種ネットワークで構成されたワイヤレスネットワークシステムは、１つ以上のＩＥＥＥ８０２．１１ａ／１１ｂ／１１ｇ（ＷｉＦｉ）ネットワーク、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）（一例として、ＷｉＭＡＸ）、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）ネットワーク、ＧＳＭネットワーク、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク（一例として、ＣＤＭＡ２０００）、ブルートゥースネットワーク、またはその他のワイヤレスネットワークのうちの１つ以上で構成され得る。図１では、このうちの２つのＷｉＦｉネットワーク、１つのＷｉＭＡＸネットワーク、および２つのＣＤＭＡ２０００ネットワークを含むワイヤレスネットワークシステムの一例が示されている。

図１に示すように、ワイヤレスネットワークシステム１００は、多数のネットワークオペレータによって運用される複数のモバイルネットワークを含む。このようなモバイルネットワークは、オペレータＡによって運用されるＷｉＦｉネットワーク１１０、ＣＤＭＡ２０００ネットワーク１４０、ＷｉＭＡＸネットワーク１６０と、オペレータＢによって運用されるＷｉＦｉネットワーク１５０と、オペレータＣによって運用されるＣＤＭＡ２０００ネットワーク１７０とを含む。このようなそれぞれのモバイルネットワーク１１０、１４０、１５０、１６０、１７０は、モバイルステーション（ＭＳ）１３０に所定のモバイルサービスを提供するための１つ以上のアクセスポイント（ＡＰ）または基地局（ＢＳ）、および該当するモバイルネットワーク内に位置するモバイルステーション１３０に対してホスト構成情報を提供するネットワーク管理サーバ（一例として、ＤＨＣＰサーバ）を含む。ネットワーク管理サーバ１１３は、アクセスポイント、アクセスルータ（ＡＲ）、またはアクセスネットワークの専用サーバなどを介して連結され得る。また、図１に示されたＷｉＦｉネットワーク１１０は、第１アクセスポイント（ＡＰ１）１１１、第２アクセスポイント（ＡＰ２）１１２、およびネットワーク管理サーバ１１３を含んでおり、ネットワーク管理サーバ１１３は、ネイバーフッド（ＮＨ）データベース１２０と連結されている。このようなＮＨデータベース１２０は、ネットワーク管理サーバ１１３と物理的に同じ位置を有しても良いし、所定の有線／無線ネットワークを介して遠隔地に位置した別途のエンティティであっても良い。

また、図１に示されたＣＤＭＡ２０００ネットワーク１４０は、第１基地局（ＢＳ１）１４１を含んでおり、ＷｉＦｉネットワーク１５０は、第３アクセスポイント（ＡＰ３）１５１および第４アクセスポイント（ＡＰ４）１５２を含んでいる。また、ＷｉＭＡＸネットワーク１６０は、第２基地局（ＢＳ２）１６１を含んでおり、ＣＤＭＡネットワーク１７０は、第３基地局（ＢＳ３）１７１および第４基地局（ＢＳ４）１７２を含んでいる。各ネットワーク１４０ないし１７０は、それぞれのネットワーク管理サーバをさらに含む。

モバイルステーション１３０は、第１アクセスポイント１１１を介してネットワーク管理サーバ１１３と通信する（経路１１４、１１５）。このような経路１１４および１１５については、図２を参照して後述する。ネットワーク管理サーバ１１３のネイバーフッドデータベース１２０は、ＷｉＦｉネットワーク１１０およびＷｉＦｉネットワークの周辺に位置した１つ以上の隣接ネットワーク１４０ないし１７０のアクセスポイントまたは基地局それぞれに対する複数の情報フィールドを含む。このような情報フィールドの例としては、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、オペレータ識別子、ネットワークアクセスサーバ（ＮＡＳ）識別子、ＩＰｖ４／６のようなインターネットプロトコル識別子情報などが挙げられる。この他に、ＮＨデータベース１２０に記録される性能／構成情報としての情報要素（ＩＥ）としては、ネットワーク種類、オペレータ識別子、無線種類、ローミングパートナーリスト、ＩＰｖ４／ＩＰｖ６サポートの可否、セキュリティ、各ネットワークのサービス質（ＱｏＳ）情報、各ネットワークの現在の負荷情報、地理的位置、先認証（ｐｒｅ−ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）性能、価格情報、位置情報サービス（ＬＢＳ）リスト、ＶＰＮ支援の可否、物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）種類、チャンネルパラメータなどが挙げられる。このような情報要素は、ネットワークオペレータによって手動で入力されても良いし、リアルタイムで更新可能な可変情報要素である場合には、別途のネットワーク管理システムから自動で入力されても良い。

ワイヤレスネットワークにおいて、アクセスポイント１１１、１１２、１５１、１５２および基地局１４１、１６１、１７１、１７２は、一般的に各ワイヤレスネットワーク内のユーザ間の接続のためのデータを送受信する役割を担う。さらに、ワイヤレスネットワークと有線ネットワークとの間の相互連結ポイントとしても機能する。すなわち、ユーザ端末機または終端ターミナルなどと命名されるモバイルステーション１３０は、このようなアクセスポイント１１１、１１２、１５１、１５２または基地局１４１、１６１、１７１、１７２を介することで、該当するワイヤレスネットワークでの接続や該当するワイヤレスネットワークで提供する所定のサービスの提供を受けられるようになる。

図１に示されたネットワーク管理サーバ１１３は、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバであり得る。ＤＨＣＰサーバは、（１）探索、（２）申請、（３）要請、（４）応答という段階を経て、特定のＤＨＣＰクライアントにＩＰアドレスを割り当てる。このようなＤＨＣＰサーバは、割り当てが可能なＩＰアドレス、割り当てられたＩＰアドレスの賃貸期間、ドメイン名システム（ＤＮＳ）、デフォルトゲートウェイ、ウィンドウズ（登録商標）インターネットネーミングサービス（ＷＩＮＳ）などの情報を記録するデータベースもともに維持する。本発明によるネットワーク管理サーバ１１３は、このようなＤＨＣＰサーバを用いて具現され、ＮＨデータベース１２０に隣接ネットワークに関する詳述な情報を記録してモバイルステーション１３０に提供する。モバイルステーション１３０を含むすべてのＩＰ端末は、ＤＨＣＰという汎用プロトコルによって固有のＩＰアドレスが割り当てられるようになるため、ＤＨＣＰによる（３）要請段階および（４）応答段階において、隣接ネットワークに対する性能／構成情報を要請してこれに対する応答を受信する方法を用いることで、モバイルステーション１３０周辺の隣接ネットワークを探索することが可能となる。

また、ネットワーク管理サーバ１１３は、ネイバーフッドデータベース１２０の他に、所定のアクセスポイントまたは基地局を介して接続したモバイルステーションから隣接ネットワークに関する性能／構成情報要請メッセージを受信する通信インターフェース（図示せず）、およびＮＨデータベース１２０を参照して要請メッセージに含まれた隣接ネットワークの性能／構成情報を読み取り、通信インターフェースを介して性能／構成情報を含む応答メッセージをモバイルステーション１３０に送信するように制御するデータベース管理部（図示せず）を含む。

図２は、本発明の一実施形態による隣接ネットワーク探索方法の一例を示したフローチャートである。

図２を参照すれば、本発明の一実施形態による隣接ネットワーク探索方法は、アクセスポイント／基地局（ＡＰ／ＢＳ）２１０、モバイルステーション１３０、ネットワーク管理サーバ１１３、およびＮＨデータベース１２０との間で実行される。

まず、ＡＰ／ＢＳ２１０は、該当するワイヤレスネットワークの隣接ネットワークに位置したモバイルステーション１３０に周期的にビーコンを送信する（段階２１１）。ビーコンには、該当するＡＰ／ＢＳ２１０の固有識別子（一例として、ＭＡＣアドレス情報など）が含まれている。このようなビーコンを受信したモバイルステーション１３０は、隣接ネットワークのＡＰ／ＢＳ２１０の固有識別子を所定の記録手段に記録して維持する（段階２１２）。モバイルステーション１３０は、現在位置しているワイヤレスネットワークのアクセスポイントまたは基地局を介して、ネットワーク管理サーバ１１３に隣接ネットワークに対する性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）を送信する（段階２１３）。段階２１３でモバイルステーション１３０がネットワーク管理サーバ１１３に送信する性能／構成情報要請メッセージの一例が図３に示されている。

図３は、本発明の一実施形態によって、モバイルステーションからネットワーク管理サーバに隣接ネットワークの性能／構成情報を要請するための性能／構成情報要請メッセージの一例を示した図である。

図３に示された性能／構成情報要請メッセージ３００は、ネイバーフッド（ＮＨ）Ｒｅｑｕｅｓｔ３１０およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ３２０を含む。ＮＨ Ｒｅｑｕｅｓｔ３１０はＤＨＣＰ ｒｅｑｕｅｓｔのタイプを意味しており、Ｏｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ３２０はオプションのサイズ（一例として、バイト単位）を意味する。このようなＮＨ Ｒｅｑｕｅｓｔ３１０およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ３２０は、ＤＨＣＰレファレンスに記載された標準ＤＨＣＰオプションフォーマットにそのまま従うことになる。ＭＡＣタイプ（ｔｙｐｅ）３３０とターゲットネットワークＭＡＣアドレス３４０フィールドは、選択的に付加されるものである。ＭＡＣタイプ３３０は、後に続くターゲットネットワークＭＡＣアドレス３４０のサイズとフォーマット情報を含んでおり、ターゲットネットワークＭＡＣアドレス３４０は、モバイルステーション１３０がネットワーク管理サーバ１１３に要請した特定のワイヤレスネットワークのアクセスポイントまたは基地局のＭＡＣアドレスとなる。このようなＭＡＣアドレスは、隣接ネットワークのアクセスポイントまたは基地局に周期的に送信されたビーコンをモバイルステーションが受信して獲得する情報である。

図３に示されたＭＡＣタイプ３３０およびターゲットネットワークＭＡＣアドレス３４０が含まれない場合は、モバイルステーション１３０がネットワーク管理サーバ１１３にすべての隣接ネットワークに対する性能／構成情報を要請した場合を意味する（ｇｅｔ＿ａｌｌ）。また、ＭＡＣタイプ３３０またはターゲットネットワークＭＡＣアドレス３４０が含まれた場合には、モバイルステーション１３０がネットワーク管理サーバ１１３に１つ以上の特定隣接ネットワークに対する性能／構成情報を要請した場合を意味する（ｇｅｔ＿ｏｎｅ）。

再び図２を参照すれば、図３に示された性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）をモバイルステーション１３０から受信したネットワーク管理サーバ１１３は、性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）に応じてネイバーフッドデータベースに所定のクェリを送信する（段階２１４）。モバイルステーション１３０がすべての隣接ネットワークに対する性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）をネットワーク管理サーバ１１３に要請した場合（ｇｅｔ＿ａｌｌの場合）、クェリは、性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）に応じてモバイルステーション１３０周辺のすべての隣接ネットワークに対する性能／構成情報を要請し、モバイルステーション１３０が１つ以上の特定隣接ネットワークに対する性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）をネットワーク管理サーバ１１３に要請した場合（ｇｅｔ＿ｏｎｅの場合）、クェリは、性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）に応じてモバイルステーション１３０周辺の特定の隣接ネットワークに対する性能／構成情報を要請するものである。

ＮＨデータベース１２０は、データベースフィールドを構文解析して隣接ネットワークの性能／構成情報を読み取り、これを応答としてネットワーク管理サーバ１１３に送信する（段階２１５）。

ネットワーク管理サーバ１１３は、応答に含まれた隣接ネットワークの性能／構成情報を含む性能／構成情報応答メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｐｌｙ＿Ｏｐｔｉｏｎ）をモバイルステーション１３０に送信する（段階２１６）。

図４は、本発明の一実施形態によって、ネットワーク管理サーバからモバイルステーションに隣接ネットワークで性能／構成情報を送信するための性能／構成情報応答メッセージの一例を示した図である。

図４に示された性能／構成情報応答メッセージ４００は、ネイバーフッド（ＮＨ）Ｒｅｐｌｙ４１０およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ４２０を含む。ＮＨ Ｒｅｐｌｙ４１０は、ＤＨＣＰ ｒｅｐｌｙのタイプを意味しており、Ｏｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ４２０は、オプションのサイズ（一例として、バイト単位）を意味する。図３と同様に、このようなＮＨ Ｒｅｐｌｙ４１０およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ４２０は、ＤＨＣＰレファレンスに記載された標準ＤＨＣＰオプションフォーマットにそのまま従うことになる。隣接ネットワーク１に対する情報集合４３０は、情報集合４３０に含まれる情報のサイズおよび隣接ネットワーク１に対する情報要素（ＩＥ）であるｉｎｆｏ１ないしｉｎｆｏ５を含む。また、隣接ネットワーク２に対する情報集合４４０は、情報集合４４０に含まれる情報のサイズおよび隣接ネットワーク２に対する情報要素であるｉｎｆｏ１ないしｉｎｆｏ５を含む。図４を参照すれば、情報集合４３０、４４０に含まれる情報要素フィールドのうち、ｉｎｆｏ３についての詳細な構造が示されている。Ｉｎｆｏ３は、該当する情報要素の種類（ｉｎｆｏ ｔｙｐｅ）４５１、該当する情報要素の長さ（ｌｅｎｇｔｈ）４５２、および値（ｖａｌｕｅ）４５３フィールドで構成され得る。

図４に示された性能／構成情報応答メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｐｌｙ＿Ｏｐｔｉｏｎ）は、図２の段階２１３で送信された性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）に含まれたターゲットネットワークの数が２つであったり、ＮＨデータベース１２０に記録された隣接ネットワークの数が２つであったりする場合を例示的に示したものである。このような情報集合４３０、４４０は、モバイルステーション１３０が性能／構成情報を要請したターゲットネットワークの数が増えたり、ＮＨデータベース１２０に記録された隣接ネットワークの数が多い場合には、その数がさらに増加したりするようにできる。また、情報集合４３０、４４０に含まれるｉｎｆｏフィールドは５つであると示されているが、これは例示的なものに過ぎず、多様な変更が可能である。

再び図２を参照すれば、図４に示された性能／構成情報応答メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｐｌｙ＿Ｏｐｔｉｏｎ）は、モバイルステーション１３０に送信され（段階２１６）、これを受信したモバイルステーション１３０は、性能／構成情報応答メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｐｌｙ＿Ｏｐｔｉｏｎ）に含まれた隣接ネットワークの情報に応じて適合する隣接ネットワークを選択する（段階２１７）。これを介して、モバイルステーション１３０は、接続したい隣接ネットワークのアクセスポイントまたは基地局と３−ｗａｙハンドシェーキングなどの接続手順を行い（段階２１８）、このような接続手順を介して該当する隣接ネットワークに接続することで、隣接ネットワークを介したモバイル通信サービスの利用が可能となる（段階２１９）。図２に示された隣接ネットワーク探索方法は、モバイルステーション１３０から新しい隣接ネットワークに接続をしようとする場合はもちろん、モバイルステーション１３０が移動環境に位置する場合にシームレスなサービスの提供を受けるためのハンドオーバとしての利用も可能である。

図２に示された隣接ネットワーク探索方法は、下記の実施例のように適用され得る。

（１）ＷｉＢｒｏ（ＩＥＥＥ８０２．１６に定義されたワイヤレスインターネット規格の一部）高速ハンドオフにおいて、同一なペアワイズマスターキー（ＰＭＫ）を用いるために、モバイルステーション１３０は、所定の基地局が所定のネットワークアクセスサーバ（ＮＡＳ）によって管理されるか否かを知る必要がある。本発明による隣接ネットワーク探索方法によって、モバイルステーション１３０は、ターゲット基地局との３−ｗａｙハンドシェイク以前にネットワーク管理サーバ１１３からＮＡＳ ＩＤを得ることができる。

（２）モバイルステーション１３０は、ターゲットＷｉＦｉネットワークにハンドオーバされる以前にも、該当するターゲットＷｉＦｉネットワークのＮＡＳ ＩＤをネットワーク管理サーバ１１３から得ることができ、これによって先認証プロシージャを進行することができる。

（３）モバイルステーション１３０は、現在位置するネットワークと同一なＩＰサブネットと接続した基地局を探索することができ、モバイルステーションがこのような基地局のうちのいずれか１つに付く場合、現在のＩＰ構成が有効であるという事実を容易に知ることができる。

（４）本発明による隣接ネットワーク探索方法によって獲得した隣接ネットワークの性能／構成情報のうち、ターゲットアクセスポイントのチャンネル情報を学習することで、モバイルステーション１３０は、連続的な無線スキャニングを減らすことができる。これは、モバイルステーション１３０のバッテリパフォーマンスを高めることができる。

（５）モバイルステーション１３０は、ターゲット外部エージェント（ＦＡ）またはアクセスルータ（ＡＲ）をあらかじめ学習することができるため、モバイルステーション１３０は、ターゲットネットワークにハンドオーバする前に多方向送信を要請することができる。このような多方向送信は、以前および新規の付着点（ＰＯＡ）両者との通信が必要なセミソフトハンドオーバと関連がある。

また、本発明による隣接ネットワーク探索方法を具体化するために、現在標準制定活動をしているＩＥＥＥ８０２．２１ＷＧで論議されているメディア独立ハンドオーバ機能（ＭＩＨＦ）フレームを用いて性能／構成情報応答メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｐｌｙ＿Ｏｐｔｉｏｎ）および性能／構成情報要請メッセージ（ＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎ）を送受信することが可能である。このようなＭＩＨＦフレームを用いた隣接ネットワークに対する情報要素の要請／応答のためのフレームフォーマットは、図５を参照して詳しく説明する。

図５は、図３および図４に例示された本発明の一実施形態による性能／構成情報要請メッセージおよび性能／構成情報応答メッセージを含むＩＥＥＥ８０２．２１ＭＩＨＦフレームフォーマットの一例を示した図である。

現在論議されているＩＥＥＥ８０２．２１ＭＩＨＦフレームは、合計６バイトのＭＩＨＦ固定ヘッダと定義されないサイズのＭＩＨＦ可変ロードとで構成される。このうち、本発明による性能／構成情報要請メッセージおよび性能／構成情報応答メッセージは、ＭＩＨＦ ｆｉｘｅｄ Ｈｅａｄｅｒのうちで２バイトを占めるＭＩＨ ｍｅｓｓａｇｅ ＩＤ５１０フィールドおよびＭＩＨＦ ｖａｒｉａｂｌｅ ＬｏａｄのＭＩＨＦ−Ｐａｙｌｏａｄ５２０に含まれ得る。

図５に示されたＭＩＨ ｍｅｓｓａｇｅ ＩＤ５１０は、４ビットのサービスＩＤ（ＳＩＤ）５１１と、３ビットのＯｐｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ５１２と、９ビットのＡｃｔｉｏｎ ＩＤ５１３とで構成され得る。このうち、ＳＩＤ５１１に本発明による隣接ネットワークの情報要素を提供するサービス識別子を挿入し、Ｏｐｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ５１２に図３に示されたＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ３１０および図４に示されたＮＨ＿Ｒｅｐｌｙ４１０情報を挿入し、Ａｃｔｉｏｎ ＩＤ５１３に図３および図４のＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ３２０、４２０に該当する情報を挿入する。また、ＭＩＨＦ ｖａｒｉａｂｌｅ ＬｏａｄのＭＩＨＦ−Ｐａｙｌｏａｄ５２０には、図５のＩＥＥＥ８０２．２１ＭＩＨＦフレームがＮＨ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿Ｏｐｔｉｏｎメッセージである場合には、図３に示されたターゲットネットワークのＭＡＣタイプ３３０およびターゲットネットワークのＭＡＣアドレス３４０を含ませることができる。また、図５のＩＥＥＥ８０２．２１ＭＩＨＦフレームがＮＨ＿Ｒｅｐｌｙ＿Ｏｐｔｉｏｎメッセージである場合には、図４に示された隣接ネットワーク１または２の情報集合４３０、４４０をＭＩＨＦ ｖａｒｉａｂｌｅ ＬｏａｄのＭＩＨＦ−Ｐａｙｌｏａｄ５２０に含ませることができる。

このように、モバイルステーション１３０で隣接ネットワークの性能／構成情報を獲得するために、現在、ＩＰネットワークで汎用的に用いられている動的ホスト構成プロトコルを用いているが、標準ＤＨＣＰで要求する構成情報の要請および応答をＩＥＥＥ８０２．２１ＭＩＨＦフレームに含ませて送信することで、Ａｌｌ−ＩＰ環境においてモバイルステーション１３０が周辺の隣接ネットワークの性能／構成情報を獲得できるようになる。

また、本発明による隣接ネットワーク探索方法は、コンピュータにより具現される多様な動作を実行するためのプログラム命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むこともできる。媒体およびプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスクおよび磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。媒体は、プログラム命令、データ構造などを保存する信号を送信する搬送波を含む光または金属線、導波管などの送信媒体でもあり得る。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるもののような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。上記したハードウェア要素は、本発明の動作を実行するために一以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成することができ、その逆もできる。

本発明の好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は上述した実施形態により制限されるものではなく、該当の技術分野において熟練した当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更することができる。

２つ以上の異種ネットワークで構成されたワイヤレスネットワークシステムにおける、本発明によるネットワーク管理サーバおよびモバイルステーションが含まれたネットワークの概要を説明したブロック図である。 本発明の一実施形態による隣接ネットワーク探索方法の一例を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態によって、モバイルステーションからネットワーク管理サーバに隣接ネットワークの性能／構成情報を要請するための性能／構成情報要請メッセージの一例を示した図である。 本発明の一実施形態によって、ネットワーク管理サーバからモバイルステーションに隣接ネットワークで性能／構成情報を送信するための性能／構成情報応答メッセージの一例を示した図である。 図３および図４に例示された本発明の一実施形態による性能／構成情報要請メッセージおよび性能／構成情報応答メッセージを含むＩＥＥＥ８０２．２１フレームフォーマットの一例を示した図である。

符号の説明

１００ ワイヤレスネットワークシステム
１１０、１５０ ＷｉＦｉネットワーク
１１１ 第１アクセスポイント（ＡＰ１）
１１２ 第２アクセスポイント（ＡＰ２）
１１３ ネットワーク管理サーバ
１１４、１１５ 経路
１２０ ネイバーフッド（ＮＨ）データベース
１３０ モバイルステーション（ＭＳ）
１４０、１７０ ＣＤＭＡ２０００ネットワーク
１４１ 第１基地局（ＢＳ１）
１５１ 第３アクセスポイント（ＡＰ３）
１５２ 第４アクセスポイント（ＡＰ４）
１６０ ＷｉＭＡＸネットワーク
１６１ 第２基地局（ＢＳ２）
１７１ 第３基地局（ＢＳ３）
１７２ 第４基地局（ＢＳ４）
２１０ アクセスポイント／基地局（ＡＰ／ＢＳ）

Claims (25)

1. ワイヤレスネットワークシステムのネットワーク管理サーバにおいて、
   １つ以上の隣接ネットワークに対する構成情報を維持するネイバーフッド（ＮＨ）データベースと、
   所定のアクセスポイントまたは基地局を介して接続されたモバイルステーションから隣接ネットワークの性能／構成情報に対する要請メッセージを受信する通信インターフェースと、
   前記ネイバーフッドデータベースを参照して前記要請メッセージに含まれた前記隣接ネットワークの性能／構成情報を読み取り、前記通信インターフェースを介して前記性能／構成情報を含む応答メッセージを前記モバイルステーションに送信するように制御するデータベース管理部と、
   を含むことを特徴とするネットワーク管理サーバ。
2. 前記ネットワーク管理サーバは、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバであることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理サーバ。
3. 前記要請メッセージは、サービス識別子およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈを含み、選択的にターゲット隣接ネットワークのＭＡＣ（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理サーバ。
4. 前記応答メッセージは、サービス識別子およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈを含み、
   （１）前記要請メッセージに前記ターゲット隣接ネットワークの前記ＭＡＣアドレス情報が含まれている場合には、前記ターゲット隣接ネットワークの前記性能／構成情報を含み、
   （２）前記要請メッセージに前記ターゲット隣接ネットワークの前記ＭＡＣアドレス情報が含まれない場合には、前記ネイバーフッドデータベースに記録されたすべての隣接ネットワークの前記性能／構成情報を含むことを特徴とする請求項３に記載のネットワーク管理サーバ。
5. 前記要請メッセージは、ＩＥＥＥ８０２．２１によるＭＩＨＦ（ｍｅｄｉａ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｈｏａｎｄｏｖｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）フレームフォーマットを有し、
   前記要請メッセージは、サービス識別子およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈを含むＭＩＨ（ｍｅｄｉａ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｈｏａｎｄｏｖｅｒ）識別子フィールドおよびターゲット隣接ネットワークのＭＡＣアドレス情報を選択的に含むＭＩＨＦペイロードフィールドを含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理サーバ。
6. 前記応答メッセージは、ＩＥＥＥ８０２．２１によるＭＩＨＦフレームフォーマットを有し、
   前記応答メッセージは、サービス識別子およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈを含むＭＩＨ識別子フィールドおよびターゲット隣接ネットワークの性能／構成情報を含むＭＩＨＦペイロードフィールドを含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理サーバ。
7. 前記ＭＩＨＦペイロードフィールドに含まれた前記ターゲット隣接ネットワークの前記性能／構成情報は、前記要請メッセージに含まれた特定のターゲット隣接ネットワークまたは前記ネイバーフッドデータベースに記録されたすべての隣接ネットワークに対する性能／構成情報であることを特徴とする請求項６に記載のネットワーク管理サーバ。
8. 前記ネットワーク管理サーバは、前記ワイヤレスネットワークシステムの各ワイヤレスネットワーク別に位置することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理サーバ。
9. 前記性能／構成情報は、前記隣接ネットワークの前記アクセスポイントまたは前記基地局の媒体アクセス制御アドレス、オペレータ識別子、ネットワークアクセスサーバ（ＮＡＳ）識別子、ＩＰｖ４／６インターネットプロトコル識別子情報、ネットワーク種類、無線種類、ローミングパートナーリスト、ＩＰｖ４／ＩＰｖ６サポートの可否、セキュリティ、各ネットワークのサービス質（ＱｏＳ）のレベル情報、前記隣接ネットワーク別の現在の負荷情報、地理的位置、先認証（ｐｒｅ−ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）性能、価格情報、位置基盤サービス（ＬＢＳ）リスト、ＶＰＮ（ｖｅｒｔｕａｌ ｐｒｉｖａｔｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）サポートの可否、ＰＨＹ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）種類、またはチャンネルパラメータのうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理サーバ。
10. 前記ワイヤレスネットワークシステムは、Ａｌｌ−ＩＰ（ａｌｌ ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）であることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理サーバ。
11. 隣接ネットワークを探索する方法において、
    前記隣接ネットワークからビーコン情報を受信し、該ビーコン情報を用いて前記隣接ネットワークを識別する段階と、
    アクセスポイントまたは基地局を介して所定のネットワーク管理サーバに前記隣接ネットワークの性能／構成情報に対する要請メッセージを送信する段階と、
    前記ネットワーク管理サーバから前記隣接ネットワークに対する前記性能／構成情報を含む応答メッセージを受信する段階と、
    を含むことを特徴とする隣接ネットワーク探索方法。
12. 前記ビーコン情報は、前記隣接ネットワークのアクセスポイントまたは基地局のＭＡＣアドレスを含むことを特徴とする請求項１１に記載の隣接ネットワーク探索方法。
13. 前記ネットワーク管理サーバは、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバであることを特徴とする請求項１１に記載の隣接ネットワーク探索方法。
14. 前記要請メッセージは、サービス識別子およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈを含み、選択的にターゲット隣接ネットワークのＭＡＣアドレス情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の隣接ネットワーク探索方法。
15. 前記応答メッセージは、サービス識別子およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈを含み、
    （１）前記要請メッセージに前記ターゲット隣接ネットワークの前記ＭＡＣアドレス情報が含まれている場合には、前記ターゲット隣接ネットワークの前記性能／構成情報を含み、
    （２）前記要請メッセージに前記ターゲット隣接ネットワークの前記ＭＡＣアドレス情報が含まれていない場合には、前記ネイバーフッドデータベースに記録されたすべての隣接ネットワークの前記性能／構成情報を含むことを特徴とする請求項１４に記載の隣接ネットワーク探索方法。
16. 前記要請メッセージは、ＩＥＥＥ８０２．２１によるＭＩＨＦフレームフォーマットを有し、
    前記要請メッセージは、サービス識別子およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈを含むＭＩＨ識別子フィールドおよびターゲット隣接ネットワークのＭＡＣアドレス情報を選択的に含むＭＩＨＦペイロードフィールドを含むことを特徴とする請求項１１に記載の隣接ネットワーク探索方法。
17. 前記応答メッセージは、ＩＥＥＥ８０２．２１によるＭＩＨＦフレームフォーマットを有し、
    前記応答メッセージは、サービス識別子およびＯｐｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈを含むＭＩＨ識別子フィールドおよびターゲット隣接ネットワークの性能／構成情報を含むＭＩＨＦペイロードフィールドを含むことを特徴とする請求項１１に記載の隣接ネットワーク探索方法。
18. 前記ＭＩＨＦペイロードフィールドに含まれた前記ターゲット隣接ネットワークの前記性能／構成情報は前記要請メッセージに含まれた特定のターゲット隣接ネットワークまたは前記ネイバーフッドデータベースに記録されたすべての隣接ネットワークに対する性能／構成情報であることを特徴とする請求項１７に記載の隣接ネットワーク探索方法。
19. 前記ネットワーク管理サーバは、前記ワイヤレスネットワークシステムの各ワイヤレスネットワーク別に位置することを特徴とする請求項１１に記載の隣接ネットワーク探索方法。
20. 前記性能／構成情報は、前記隣接ネットワークの前記アクセスポイントまたは前記基地局の媒体アクセス制御アドレス、オペレータ識別子、ネットワークアクセスサーバ（ＮＡＳ）識別子、ＩＰｖ４／６インターネットプロトコル識別子情報、ネットワーク種類、無線種類、ローミングパートナーリスト、ＩＰｖ４／ＩＰｖ６サポートの可否、セキュリティ、各ネットワークのサービス質（ＱｏＳ）のレベル情報、前記隣接ネットワーク別の現在の負荷情報、地理的位置、先認証性能、価格情報、位置基盤サービス（ＬＢＳ）リスト、ＶＰＮサポートの可否、ＰＨＹ種類、またはチャンネルパラメータのうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項１１に記載の隣接ネットワーク探索方法。
21. 前記応答メッセージに含まれた前記隣接ネットワークの前記性能／構成情報を分析する段階と、
    前記分析結果に応じて接続する隣接ネットワークを選択する段階と、
    前記選択した隣接ネットワークに接続する段階と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の隣接ネットワーク探索方法。
22. 請求項１１の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
23. 隣接ネットワークの情報をモバイルステーションに提供する方法において、
    ネットワーク管理サーバ周辺に位置した１つ以上の隣接ネットワークに対する性能／構成情報を記録するネイバーフッドデータベースを維持する段階と、
    所定のアクセスポイントまたは基地局を介して接続されたモバイルステーションから前記隣接ネットワークの性能／構成情報に対する要請メッセージを受信する段階と、
    前記ネイバーフッドデータベースを参照して前記要請メッセージに含まれた前記隣接ネットワークの性能／構成情報を読み取り、前記性能／構成情報を含む応答メッセージを前記モバイルステーションに送信する段階と、
    を含むことを特徴とする隣接ネットワーク情報提供方法。
24. 前記ネットワーク管理サーバは、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバであることを特徴とする請求項２３に記載の隣接ネットワーク情報提供方法。
25. 請求項２３の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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