JP4290002B2 - 無線ｉｐネットワークの位置管理システムおよびページング・サーバ - Google Patents

Description

本発明はインターネット・プロトコル（ＩＰ）に基づく送信を行なう通信システムに関する。

特に、本発明は、移動ノード（ＭＮ）との無線通信用に適合したＩＰ通信システムにおける位置管理システムと、前記位置管理システムに接続可能なページング・サーバとに関する。

インターネットおよび移動通信の重要さが増すにつれて、移動ノードとの間で無線通信を行なうように適合したモバイル・コンピューティング・デバイスをインターネットにつなぐ必要が生じてきた。元々のインターネット・プロトコル（ＩＰ）が移動通信をサポートしないため、移動機能をサポートするようにインターネットを拡張する必要がある。

ＢＲＡＩＮキャンディデート移動プロトコル（ＢＣＭＰ）は、ネットワークがモバイル・コンピュータ用のワイヤレス・インターネット・アクセスを提供することを可能とする通信プロトコルの一例である。ＢＣＭＰは２００１年３月３０日に発行された、ＩＳＴ−１９９９−１００５０ ＢＲＡＩＮ，“ＢＲＡＩＮアーキテクチャ仕様およびモデル、ＢＲＡＩＮ機能性およびプロトコル仕様”にもっと詳しく述べられている。ＢＣＭＰに適合したモバイル・コンピュータはＢＣＭＰネットワークに接続することが許可され、インターネットにつながる他のコンピュータとの間でデータ・パケットを送受信することができる。

図１はＢＣＭＰネットワーク１００を示す。ＢＣＭＰネットワーク１００は、ゲートウエイ１０８、ルータ１０６、アクセス・ルータ（ＡＲ）１０４、および移動ノード（ＭＮ）１０２を含む。ルータ１０６の少なくとも１つはアンカー・ポイント（ＡＮＰ）であり、それはＩＰアドレスを所有および割り当てし、ユーザを認証し、ユーザ・レコードを維持し、更にＡＲ１０４を介してＩＰネットワークにつながれる例えばラップトップのような移動ノード（ＭＮ）１０２向けのパケットをトンネルさせる。ＡＲ１０４はＭＮ１０２向けのワイヤレス・インタフェースにつながれて、ＭＮ１０２から受信される情報を更にＩＰネットワークにルーティングする。ＡＲ１０４はＢＣＭＰ１００内ではＢＲＡＩＮアクセス・ルータ（ＢＡＲ）と呼ばれる。各ＡＲはＡＮＰからのトンネルを終端し、パケットを移動ホスト、例えば、移動電話、ラップトップ、あるいはパームトップ・コンピュータのような端末との間でやり取りするように適合している。ゲートウエイ１０８（すなわち、例えばインターネット向けのボーダー・ルータ）はＢＣＭＰではＢＲＡＩＮ移動ゲートウエイ（ＢＭＧ）と呼ばれる。ゲートウエイ１０８はＢＣＭＰ固有の機能を有する必要はない。ゲートウエイ１０８の役目はＢＣＭＰネットワークの残りの部分を外部ルーティング・プロトコルから遮蔽し、トラヒックを適当なＡＮＰ１０６に分散させることである。これらの実体のほかに、ＢＣＭＰネットワーク１００はその他のネットワーク実体、例えばユーザに関連する情報、ネットワーク管理機能、サービス機能の品質、資源管理機能等を記憶および管理するＡＡＡサーバを採用することができる。

各ＡＮＰ１０６は地球規模でルーティング可能なアドレス空間を有しており、ＭＮ１０２がＢＣＭＰネットワーク１００に加えられたときは、そのＭＮ１０２に対して１つのＩＰアドレスを割り当てる。このアドレスはハンドオーバーが行なわれても、不変に保たれる。ハンドオーバー手順については後に詳しく述べる。ＡＮＰ１０６が所有するＩＰアドレスのプールは、ＢＣＭＰネットワーク１００内部で従来のＩＰルーティングを用いて通告され、また外部ＩＰネットワークに向けても通告される。これにより、ローカルに得られたＭＮ１０２のアドレスを指定したパケットは標準的ＩＰルーティングによって、そのアドレスを割り当てたＡＮＰ１０６にルーティングされる。アンカー・ポイント１０６は、これに従って、ＩＰ−イン−ＩＰカプセル化を利用して、パケットをＡＲ１０４に送り、そこで目的地であるＭＮ１０２がその時点で位置決めされる。

ＭＮ１０２が最初にＡＲ１０４にコンタクトするときは、それはログイン手続きを実行しなければならない。まず、それはログイン要求メッセージをそれが現れた場所のＡＲ１０４に送る。この要求のなかで、ＭＮ１０２はログインおよびセキュリティ情報（例えば、移動ユーザのＩＤ）を供給する。ＡＲ１０４はオペレータによって指定された方針に従って、そのＭＮ１０２用のＡＮＰ１０６を選択し、そのログイン要求をそこに送る。ＭＮ１０２はこの方針やＡＲ１０４の内部構造を知っている必要はない。選ばれたＡＮＰ１０６はそのＭＮ１０２を同定および認証し、地球規模でルーティング可能なＩＰアドレスおよび新しいセッション識別子をそのＭＮ１０２に割り当てる。セッション識別子は、ＢＣＭＰネットワーク１００で制御メッセージのインデックスとして使用される一時的なセッション識別子である。このセッション識別子、セキュリティ・キー、およびＩＰアドレスは、ログイン応答メッセージ中でＭＮ１０２に送り返される。

ＭＮ１０２が移動すると、それは必要に応じて新しいＡＲ１０４に接続することができる。これをハンドオーバーという。ＡＮＰ１０６は、それらがアドレスを割り当てたＭＮ１０２に関する最新の位置情報を保持する必要があり、“彼等の”ＭＮ１０２が別のＡＲ１０４に移動したときは、その情報を更新しなければならない。この目的で、ＡＲ１０４は、ハンドオーバーが発生したときはＡＮＰ１０６に通知する。更に、ＢＣＭＰは、例えば古いＡＲ１０４から新しいＡＲ１０４への一時的な経路を構築して、ＭＮ１０２に送られたデータ・パケットの損失を回避することによって、ハンドオーバーの動作特性を改善する各種のローカルなハンドオーバー機構を採用することもできる。

もしＭＮ１０２がそれのＡＮＰ１０６から遠ざかると、ＡＮＰ１０６とＡＲ１０４との間のトンネルは非常に長くなる。長いトンネルを回避するために、ＢＣＭＰはネットワーク・オペレータがそのＭＮ１０２がＡＮＰ１０６の変更を要求できるようになっている（これは命令ではない）。これにより、ネットワークのルーティング効率が改善するが、それと引き換えに移動をインターネットに曝すことになる。すなわち、ＡＮＰ１０６の変更にはＭＮ１０２のＩＰアドレスの変更が必要で、それは地球規模での移動事象となる。あるいは、オペレータはＡＮＰとＡＲとの間の長いトンネルを受け入れて、移動を外部ネットワークから完全に隠すことを選択することもできる。

ＢＣＭＰプロトコルはページング・サポートを提供するため、それによってＭＮがアイドル・モードに入ることが許容され、ＡＲ内での位置更新シグナリング負荷が低減する。

図２はＢＣＭＰネットワークにおけるページング・シナリオを示す。ＢＣＭＰネットワーク２００は次のようなノードを含む。すなわち、インターネット２１４につながるゲートウエイ２１２、いくつかがＡＮＰ２０８，２１６であるルータ２１０，２１４、ＡＲ２０４，２０６、およびＭＮ２０２である。図２に例示したＢＣＭＰネットワーク中のノードは、図１に示したネットワークと同じ機能を含む。ＭＮ２０２はターンオンするとき、アイドル・モードにあって、音声、データ、あるいはある種の時間に依存する制御情報を送信することに関与しないが、これはＭＮ２０２がそのような送信に関与する場合に発生するアクティブ・モードとは対照的である。ＭＮがそれの状態を変化させるときは、それのＡＲ２０４にモード変化について伝え、またそれが新しいＡＲ２０６に移動するとき２２６は（それが、ページング・エリア（ＰＡ）ＰＡ１と呼ばれるＡＲ２０４，２０６と同じグループに留まる限り）アクティブ・モードでハンドオーバーを実行する。ＡＲはハンドオーバーについては通知されないため、ＡＲはどのＡＲの近傍にＭＮ２０２が見出されるか知らないことになる。データ・パケット２１８がＭＮ２０２に送られるとき、それら２１８はまだＭＮ２０２の古いＡＲ２０４にルーティングされよう。このＡＲ２０４はＭＮ２０２がアイドルであることを知っており、従って無線インタフェースを通してそれのパケットを送信する代わりに、それはページング・エリアＰＡ１内にあるすべてのＡＲ２０４，２０６に対してページング要求メッセージ２２０をマルチキャストする。各ＡＲ２０４，２０６はそれの無線インタフェースを通して、正しいＭＮ２０２に向かう共通制御チャネル上へページング要求２２０を転送する。ＭＮがページング要求２２０を受信すると、それはＢＣＭＰハンドオーバー２２２を実行して通常の動作モードに戻る。これにより、そのパケットをＭＮ２０２にルーティングできる。

もし、アイドル・モードにおいて、ＭＮ２０２が古いＡＲ２０４とは異なるページング・エリアＰＡ２に属するＡＲ２２４に移動すれば２２８、そのときはそれはハンドオーバーを実行して、直ちにアイドル状態に戻る。動作の残りの部分は上で述べた工程と同じである。

ＢＣＭＰによって規定されるページング機構の欠点は、ページング要求メッセージ２２０がＡＲ２０４，２０６，２２４によって送り出される必要があり、従って、ＡＲ２０４，２０６，２２４はどのＡＲ２０４，２０６，２２４がその同じページング・エリアに属するかを知らなければならないということである。これはページング・エリアの構成および多分再構成に、ＡＲとの通信が伴うことを意味する。もし、例えば、このＡＲの構成に加えて、ネットワークに新しいＡＲが追加されれば、同じページング・エリア中の他のすべてのＡＲは彼らのページング・エリアを更新できるようにそれを通知される必要がある。

もしオペレータが進歩したページング方式を採用すれば、ＢＣＭＰページング機構には更に別の欠点が存在する。ページング方式は、ＭＮが入力データ・パケットを受け取るときに、それがページングされる場所のＡＲのリストおよび順序を定義する。進歩したページング方式は、例えば、特定のユーザが常に１つの特別なＡＲを通して最初にページングされ、次にそれのページング・エリアのＡＲを通してページングされることを要求するかもしれない。この場合には、ＢＣＭＰページング方式はこの方式が各ＡＲに既知であることを要求するので、ＡＲに対してかなり大きい構成および処理負荷が加わることになる。

別の不十分な点として、上に述べたＢＣＭＰプロトコルは、ネットワークの特定の部分でどの移動ノードが位置決めされるかをオペレータが決められるようにする機能（例えば、ロケーション・アウエア・サービスのため）を何も含んでいない。従って、特定のユーザ／ノードが予め定義されたエリアに入ったり出たりするときに、もしその移動が特定のパターン、例えば速度および方向に一致すれば、外部実体をトリガーすることができない。例えば、コーヒー店の所有者が、そのコーヒー店が含まれる地区を訪れた各ユーザに対して広告を送りたいと考える。これはＢＣＭＰネットワークによって提供される１つのサービスと考えることができるが、そのためには位置管理機能が必要である。予め定義されたエリアは１組のセルとして指定される。１つのセルは１つのアクセス・ルータ内のワイヤレス・アクセス・ポイントのカバー・エリアである。この例では、１つのエリアはそのコーヒー店を含むセルに、近隣のすべてのセルを加えたものとすることができる。別のサービスとして、コーヒー店の方向に向かって移動する各ユーザに広告を送りたいと考える。このサービスも位置管理のインフラストラクチャを必要とする。

ＨＭＩＰｖ６は、移動ＩＰ用の別のプロトコルであり、ＢＣＭＰと類似したネットワーク・アーキテクチャを有する。位置管理に関してのＨＭＩＰｖ６の欠点はＢＣＭＰと同じである。ＢＣＭＰとＨＭＩＰｖ６との１つの違いは、ＨＭＩＰｖ６がＩＥＴＦ（インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース）の移動ＩＰｖ６メッセージ・フォーマットを使用することである。

本発明は、従来のＩＰネットワークが前記ＩＰネットワーク内で移動ノードを位置決めするための効率的かつ簡便なツールを提供しないという事実に関連する上述の問題に取り組む。

すなわち、本発明の１つの目的は、前記ＩＰネットワーク内で、アクセス・ルータに対して位置管理に関する仕事を課すことのない位置管理システムを提供することである。アクセス・ルータはパケット転送に関する仕事に専念すべきである。

本発明の別の１つの目的は、前記ＩＰネットワーク内で前記位置管理システムから得た位置情報を活用する強化されたページング機能を提供することである。

上述の目的は、ワイヤレス通信用に適合した、インターネット・プロトコルＩＰ通信網の位置管理システムによって達成される。ワイヤレスＩＰネットワークは複数のルータを含み、それらルータのうちの少なくとも１つが、移動ノードとのワイヤレス通信用に適合したアクセス・ルータであり、また１つのアクセス・ルータによってサービスを受けるエリアが１つのセルになっている。位置管理システムは、少なくとも１つの位置エリア・マネージャ、および少なくとも１つの領域的位置マネージャに分割され、位置エリア・マネージャは第１のシグナリング・サーバであり、また領域的位置マネージャは第２のシグナリング・サーバである。前記位置エリア・マネージャおよび領域的位置マネージャの１つは、第１の予め定められたセルの組である少なくとも１つの位置エリア内に位置する移動ノードのリストを維持するための手段を含んでいる。領域的位置マネージャは、第２の予め定められたセルの組である１つの位置管理領域内の位置情報を管理するための手段を含み、また位置エリア・マネージャおよび領域的位置マネージャは互いに接続されて、情報交換を行うようになっている。

更に、上述の目的は、ワイヤレス通信用に適合したインターネット・プロトコルＩＰ通信網のページング・サーバによって達成される。ここでワイヤレスＩＰネットワークは複数のルータを含んでいる。ルータのうち少なくとも１つは移動ノードとのワイヤレス通信用に適合したアクセス・ルータであり、また１つのアクセス・ルータによってサービスを受けるエリアは１つのセルである。ページング・サーバは位置管理システムから位置管理情報を得るための手段を含み、またアクセス・ルータに対してページング要求をマルチキャストするための手段を含んでいる。ここでアクセス・ルータは前記位置管理情報を用いて決定される。

好適な実施の形態は従属項に示されている。

本発明の特徴は位置管理がルーティングから分離されていることである。アクセス・ルータはもはや位置管理やページングには関与しない。このことは、アクセス・ルータがページング・エリアや位置エリアを意識する必要がないことを意味する。アクセス・ルータに要求される唯一の位置管理関連の仕事は、領域的位置マネージャにハンドオーバー通知を送ることである。

本発明に関する別の特徴は、それが集中した実体、位置管理システムを提供することである。それは特定の移動ノードの移動を概観し、それの移動パターンを解析および予測することによってネットワークのページングおよびその他の機能を最適化するように適合している（例えば、ロケーション・アウエア・サービス変更）。

更に、それはアクセス・ルータにページングに関する機能を追加したり、それらをページング設定に従って構成する必要を排除する。更に、それはアクセス・ルータに構成および処理で過大な負荷を課すことなく、進歩したページング方式を実施することを可能とする。

本発明は、図３に例示されているＩＰネットワーク３００に適用できる。これは、複数のルータ３０２を含み、それらルータの少なくとも１つがアクセス・ルータ（ＡＲ）３０４である。ＡＲ３０４はその無線インタフェースに最も近いルータであり、それは、ラップトップのようなワイヤレス移動ノード（ＭＮ）３０６がＩＰトラヒックを送信するために接続できるアクセス・ポイント３０８に関連している。これは、アクセス・ポイント３０８がワイヤレス通信用のユニット、例えば基地局を含むことを意味する。ＭＮ３０６は、従って、アクセス・ポイントを介してネットワーク３０８にアクセスするデバイスである。移動ユーザはネットワークを使用するノードあるいは加入者である。移動ユーザは各種のＭＮを有することができるが、そのうち２以上が同時にネットワーク３００につながれることもある。ＡＲは別のルータ３０２およびゲートウエイ３０８を介してインターネット３１０に接続することも可能である。更に、ＩＰネットワークは移動を処理する実体を含む必要がある。そのようなＩＰネットワーク３００の例が図１の従うＢＣＭＰネットワーク１００であり、ＢＣＭＰと類似したプロトコルを走らせている階層構造移動ＩＰ[ＨＭＩＰｖ６]ネットワークである。

本発明の第１の態様に従えば、まとめて位置管理システムと呼ぶ１組の機能実体が規定される。本発明に従う位置管理システムはネットワーク・オペレータがＭＮの移動を追跡することを可能とし、また動作を最適化したり、ロケーション・アウエア・サービスを提供したりするためにそれを利用することを可能にする。特に、位置管理はネットワーク・オペレータが移動ユーザの場所を見出すこと；与えられたエリア内に位置する移動ユーザのリストを得ること；移動ユーザが与えられたエリアに出入りするときに報告を受けること；あるいはユーザの特殊な移動パターン（速度、方向）を見出し、最終的には予測することを可能とする。

本発明に従えば、位置管理システム４００は少なくとも１つの位置エリア・マネージャ（ＬＡＭ）４０４ａ−ｃおよび少なくとも１つの領域的位置マネージャ（ＲＬＭ）４０６ａ−ｂを含む。このことは図４に示されている。位置管理システム４００は、更に、もし２以上のＬＡＭ４０４ａ−ｃがあれば、位置マネージャ（ＬＭ）４０２を含む。ＬＭ４０２は位置管理システムが１よりも多いＬＡＭを含むときに用いられる。ＬＭ４０２はＬＡＭ４０４ａ−ｃに対するインタフェースである。位置管理システム４００への要求はＬＭ４０２に届けられる。ＬＭ４０２はその要求を適当なＬＡＭ宛に発送する。ＬＡＭ４０４ａ−ｃおよびＲＬＭ４０６ａ−ｂの機能について次に説明する。

（位置エリア）
位置エリア（ＬＡ）４１０ａ−ｅは、ＭＮの位置を決めるために使用される予め定められた１組のセルであって、セルという用語は当業者には良く知られている。位置管理システムを実施するＩＰネットワークは任意の個数のＬＡ４１０ａ−ｅを含むことができ、それらは重畳して構わない。ネットワーク・オペレータは、それが含むセルをリストアップすることによってＬＡ４１０ａ−ｅを定義する。もし必要であれば、ＬＡ４１０ａ−ｅは１つのセルまで小さくしてもよい。

セル１個ごとの位置情報が常に必要とされるわけではない。更に、セル１個ごとにユーザ位置を更新するには膨大なシグナリングが必要となり、位置管理システムの処理負荷も大きい。本発明に従う位置管理システムのアーキテクチャは、ネットワーク・オペレータがカスタム的にＬＡを定義することを許容する。従って、位置情報をＬＡごとに得ることもできる。

（位置エリア・マネージャ）
位置エリア・マネージャ（ＬＡＭ）４０４ａはＬＡ４１０ａに責任を負うシグナリング・サーバである。ＬＡＭ４０４ａは２個以上のＬＡ４１０ａに責任を負うようにしてもよい。ＬＡＭ４０１ａは中央処理装置、何らかのデータ記憶装置（例えば、ハードディスク）、および制御メッセージを送受信する通信インタフェースを含む。ネットワークは１個のＬＡＭ、あるいは複数のＬＡＭを含むことができる。複数のＬＡＭの場合には、それらはＬＭ４０２によって調整される。

本発明の第１の実施の形態に従えば、ＬＡＭ４０４ａは特定の位置エリア４１０ａに位置するＭＮ４１２のリストを維持する。１つのＬＡＭで膨大な個数のＬＡのリストを維持するようにしてもよい。ＬＡＭ４０４ａをＲＬＭ４０６ａと組み合わせてもよいし、あるいは分離したサーバとしてもよい。ＲＬＭ４０６ａは、ハンドオーバーの結果でＬＡに変化が生じたときは、適当なＬＡＭ４０４ａに対して通知する。このことは図５に示されている。ＬＡＭ４０４ａ，ｂは、それに従って、それぞれのリストを更新する。

本発明の第２の実施の形態に従えば、ＬＡＭは、その仕事をＲＬＭが行う場合には、特定のロケーション内の移動ノードのリストを維持することはしない。その場合には、ＬＡＭはシグナリング転送実体としてサービス提供する。それらが特定のＬＡに対する要求を受信したときは、それらは、与えられたＬＡ内にＡＲを有するすべてのＲＬＭに対してその要求をマルチキャストする。次に、ＬＡＭはまた、その応答を集め、結合する。

（領域的位置マネージャ）
領域的位置マネージャ（ＲＬＭ）４０６ａはシグナリング・サーバであり、それに対応する領域１内部での位置管理動作を処理することに責任を負う。各領域には予め定められたセルのサブセットが含まれる。ＲＬＭ４０６ａは中央処理装置、何らかのデータ記憶装置（例えば、ハードディスク）、および制御メッセージを送受信するための通信インタフェースを含む。ネットワークは、それが区分化される領域の数に依存して、１つのＲＬＭあるいは複数のＲＬＭを含むことができる。スケーリング可能とするため、位置マネージャ関連の仕事は複数のＲＬＭ４０６ａ−ｂ間で分配されよう。従って、ネットワークは位置管理領域に区分化され、それらは重畳しないことが好ましい。このように、各領域はＲＬＭ４０６ａによって処理されて、それはその領域外にあるＬＡ４１０ｄ−ｅのことを知る必要はない。

ネットワークの各セル（すなわち、ＡＲ４０８ａ−ｉ）は少なくとも１つのＲＬＭ４０６ａ−ｂに対して割り当てられるべきである。このことは図４に示されている。１つのＲＬＭに割り当てられるセルのグループは位置管理領域と呼ばれる。セルを位置管理領域に区分化することは、ＬＡと調整を取りながら行う必要はない。ＬＡと位置管理領域との違いに注意されたい。

位置エリアは、エリア、例えば市や区域を定義するために定義される。ＬＡの大きさおよび構造は、得られる情報が位置エリアを利用することによって便利であるように定義される。ネットワーク・オペレータは位置エリアを細分化することによって移動ユーザの場所を示すことができる。もし各市が分離したＬＡ４１０ａであれば、ネットワークはどの市の中にそのＭＮ４１２が位置しているかを知ることができるし、あるいはもし各地域が１つの位置エリアであれば、それはそのＭＮがどの地域の中にあるか知ることができる。以下同様である。このように、ＬＡの個数が大きくなれば、それだけ詳しい情報を集めることが可能となるが、ネットワーク内での処理および管理負荷もそれだけ大きくなる。

位置管理領域は、これと対照的に、ネットワークでの負荷分配のためだけに使用される。ネットワーク全体の位置管理を１つのシグナリング・サーバで処理する代わりに、セルは区分化され、ＲＬＭ４０６ａ−ｂと呼ばれる複数のシグナリング・サーバに割り当てられる。位置管理領域の大きさはＲＬＭの容量で決められ、またＭＮ４１２が特定のエリアでハンドオーバーを実行するレートによって決められる。

ＲＬＭ４０６ａ−ｂはそれらの担当領域におけるすべてのノードを追跡する。それらには、ユーザを分類するために、ユーザの移動に対して移動パターンを一致させ、ユーザの移動を予測し、あるいはその他の目的のための知能が備わっている。

移動ネットワークは巨大で、移動ユーザの数も非常に多いため、位置情報の問い合わせは比較的安価な動作であることが要求される。例えば、与えられたエリアに位置するユーザをリストアップすることはその特定のエリアのすべてのセルに問い合わせすることを含むべきでない。例えば、位置エリアのメンバーシップに関する情報が必要とされることは極めて稀であるため、そのようなリストを常に維持することは無駄である。他方、もしもそれらが非常に頻繁に必要とされるのであれば、リストが必要なときに各セルに対して問い合わせを放送するのでは不十分である。領域的位置マネージャを利用すれば、これら両極端の間で妥協が図られる。例えば、ＲＬＭ４０６ａが各々の通知をＬＡＭ４０４ａに対して自動的に送信しないで、ＬＡＭ４０４ａが情報を求めてくるまで待つ場合である。

（ハンドオーバー通知）
移動ノードが新しいセルに移動する（すなわち、ハンドオーバーを実行する）ときは、ＲＬＭは通知される必要がある。その後に行われることのなかで、ハンドオーバーの後でＭＮ４１２がつながれるはずのＡＲ４０８ｂが、図５に従ってそれが割り当てられるＲＬＭ（単数または複数）４０６ａに対して通知を送ることが想定されている。あるいは、通知は古いＡＲ４０８ａや、もしも存在すればアンカー・ポイントによって送ることもできる。更に、１つのハンドオーバー事象が発生した場合に、それら３つの実体の２つあるいはすべてから別々に通知を送ることも可能である。

本発明の１つの実施の形態に従えば、１つのＭＮ４１２を複数のＲＬＭ４０６ａ−ｂに対して“割り当て”て、それらに対して負荷共有の原理に従って通知を送ることもできる。極端な場合には、すべてのＡＲを同じＲＬＭ（単数または複数）に割り当てることもできる。

本発明に従えば、ＲＬＭ４０６ａ−ｂに対するハンドオーバー通知の送信は、ＡＲ４０８ａ−ｉが位置管理のために実行すべき唯一の仕事である。これは、位置管理システムをルーティングから分離することを可能とする。例えば、それはＡＲ４０８ａ−ｉがＬＡ４１０ａ−ｄの構造を知らないことを許容し、また新しいＬＡが生成されたときに、すべてのＡＲを更新する必要を排除する。

図６には、ハンドオーバーによってＭＮ４１２が新しい領域に入ったときのシナリオが示されている。新しいＲＬＭ４０６ｂは古いＲＬＭ４０６ａにコンタクトして、ＭＮ４１２の移動について累積された情報をダウンロードする。

（位置変化情報の抽出）
ＭＮ４１２がハンドオーバーを実行するとき、それがハンドオーバーをどの２つのセル間で実行するかに依存して、任意の個数のＬＡ４１０ａ−ｅとの間で出入りを行うはずである。ＲＬＭ４０６ａ−ｂの役目は、その特別なハンドオーバーによって影響されるＬＡ４１０ａ−ｅを決定することである。

１つの実施の形態に従えば、各ＲＬＭ４０６ａ，ｂはそれの領域内のセルのどれがどのＬＡに属しているかを知っている。別の１つの実施の形態に従えば、ＲＬＭ４０６ａ−ｂはこの情報を、要求することによって得る。更に、ＲＬＭ４０６ａ−ｂは、ネットワーク内の他のセルのＬＡメンバーシップ４１０ａ−ｅについて知っているか、あるいはそれに対するアクセスを有していよう。

ＲＬＭ４０６ａ−ｂがハンドオーバー通知を受信すると、それはハンドオーバーで影響を受けるセルの位置エリア・メンバーシップをチェックする。この情報に基づいて、ＲＬＭ４０６ａ−ｂはそのＭＮ４１２が１または複数の新しいＬＡ４１０ａ−ｅに入ったか、あるいは１または複数のＬＡ４１０ａ−ｅから出たかを判断する。もしそのハンドオーバーの結果、１または複数のＬＡ４１０ａ−ｅへの出入りがあった場合には、１つの実施の形態に従えば、ＲＬＭ４０６ａ−ｂはＬＡＭ４０４ａ−ｃのような他のネットワーク実体に通知するか、あるいは別の実施の形態に従えば、ＲＬＭ４０６ａ−ｂはローカル情報ベースを更新する。更に別の実施の形態に従えば、ＲＬＭ４０６ａ−ｂは、それがそのような通知を要求されるまで、他のネットワーク実体に対して通知しない。

ＢＣＭＰあるいはＨＭＩＰｖ６を用いて特定の移動ノードの位置を見出すためには、アンカー・ポイントにコンタクトすべきである。アンカー・ポイントは移動ノードがどのアクセス・ルータに位置しているかを知っている。しかし、アンカー・ポイントの存在は本発明では要求されていない。正しいＡＲを見つける方法は当業者には明らかな別の方法で実行することができる。次に、この特別なＡＲが属するＬＡを確定しなければならない。これはデータベースを利用して、あるいはＡＲおよびそれのＲＬＭにコンタクトすることによって実行されよう。

（位置エリアの構成）
図４に従う位置管理システム４００のアーキテクチャに従えば、ＬＡの定義はＲＬＭ内で構成する必要がある。しかし、すべてのＲＬＭがすべてのＬＡについて知っている必要はない。典型的には、ＲＬＭは、ＲＬＭの領域に含まれるか、あるいはそれと重畳するＬＡだけについて知っていればよい。

（ページング・サーバ）
本発明の第２の態様に従えばページング・サーバが導入されるが、それは位置管理システムと関連して、ＡＲの代わりにアイドルＭＮのページングを実行する。これは図７に示されているが、これは図４の位置管理システム４００につながれたページング・サーバ７０２を示している。１つのページング・エリア７０２内で１つのページング・サーバ７０２がページングの責任を負う。ページング・エリア７０２は予め決められたＡＲ４０８ａ−ｃの組によってサービス提供されるエリアによって定義される。各ＡＲは１つのページング・エリアによってカバーされる必要があるが、図７には１つだけのページング・エリアおよびページング・サーバが示されている。

ページング・サーバ７０２は、ＢＣＭＰ、ＨＭＩＰｖ６を使用したネットワーク内で、あるいは移動ＩＰ通信用の類似のプロトコルを使用した別のネットワーク内で使用されよう。ページング・サーバ７０２は位置管理システム４００につながれたシグナリング・サーバであり、目的ＡＲ４０８ａ−ｃに対してページング・メッセージをマルチキャストする。それ７０２は中央処理装置、何らかのデータ記憶装置（例えば、ハードディスク）、および制御メッセージを送受信するための通信インタフェースを含む。ネットワークは１つあるいは複数のページング・サーバを含む。ページング・サーバ７０２はＲＬＭ４０６ａの一部であってもよい。

ページング・サーバ８０２の導入によって図８に模式的に示すようにＢＣＭＰページング機構が修正される。図８はページング・エリアＰＡ１−５を示しているが、これらのページング・エリアの１つが、図示されたページング・サーバ８０２によって制御される。ＭＮ８０４は、前記ページング・エリアＰＡ３内にあるＡＲ８１６によってカバーされるエリアに位置する。ＭＮ８０４の動作は不変である。しかし、アイドルのＭＮ８０４宛のデータ・パケット８０８をＡＲ８０６が受信すると、それはそれ自身がページング要求８１０を送信する代わりに、ページング・サーバ８０２にコンタクトする。次に、ページング・サーバ８０２がページングを実行する、すなわち、図８に従ってマルチキャストのページング要求８１２，８１４を送信する。最後に、元々のＢＣＭＰページング機構と同じように、ＭＮは、図面には示されていないページング要求の受信に応答してハンドオーバーを実行する。

もし、ネットワークに複数のページング・サーバがあれば、各ページング・エリアはそれらの１つに対して一意的に割り当てられる必要がある。ページング・エリアはＬＡと同じエリアを含んでよいことに注意されたい。

本発明の１つの実施の形態に従えば、ＡＲ８１６はＭＮ８０４の現在のページング・エリアＰＡ３を処理するページング・サーバ８０２にコンタクトする。

図８に類似した模式図である図９に示された本発明の別の実施の形態では、ＡＲ９０２は、アイドルＭＮ９１２をアドレス指定したデータ・パケット９１４を受信するとき、任意のページング・サーバ９０４（例えば、ネットワーク管理によって構成されるもの、あるいはＡＲ９０２に最も近いものによって構成されるもの）にコンタクトし９０６、そのコンタクトされたページング・サーバ９０４にその要求を適当なページング・サーバ９１０に転送させる。ページング・サーバ９１０がページングを実行する、すなわち、マルチキャストのページング要求９１６，９１８をしかるべく送信する。これによって、ＡＲはページング・エリアとページング・サーバとの関係について知っている必要がなくなる。この場合、ＡＲ９０２によってページング・サーバ９０４に送られる要求９０６はＭＮ９１２のページング・エリアＰＡ３への参照を含まなければならないか、あるいはいくつかのページング・サーバはＭＮ９１２のページング・エリアを知っていなければならない。後者は、ＭＮ９１２がページング・エリアを変更するときに、１または複数のページング・サーバを定期的に更新することによって実現できる。

本発明の別の実施の形態に従えば、ページングの実行が厳密に予め定義されたページング・エリアに従って実行されることのない進歩したページング方式においてはページング・サーバ９０４，９１０が使用される。例えば、ページング・サーバ９０４，９１０は、個々のＭＮ９１２に対するカスタムなページング方式（例えば、そのＭＮをそれのホーム・エリアで最初にページングする）を含むデータベースを有する。従って、このデータベースは、ページングが始まるときにコンタクトされるべきであり、それに従ってページングは実行されるべきである。

本発明の更に別の実施の形態に従えば、ページング・サーバは位置管理システムにコンタクトして、そのＭＮの過去の位置または過去の移動についての情報を得て、その情報を利用して、ＭＮがページングされるべき、あるいは進歩したページング方式を支援するためのＡＲの組を決定する。

ページング・メッセージを転送することに加えて、ページング・サーバの補助的動作は、図１０に示すように本発明の更に別の実施の形態に従ったものであるべきである。この代替例におけるページング・サーバ１００２は、アイドルＭＮ１０１０にアドレス指定されたデータ・パケット１００４を受信し、一時的に記憶することができる。ＭＮ１０１０がアイドル状態に入ったときは、ページング・サーバ１００２に通知しなければならない。従って、ＭＮ１０１０のＩＰアドレスに指定された未来のデータ・パケットは、ＡＲ１０１２ではなくて、ページング・サーバ１００２に配送されよう。従って、ページング・サーバ１００２はそれらのパケット１００４を一時的に記憶して、先に述べたようにページング１００６，１００８を開始すべきである。

（位置情報の取得）
位置管理システム４００のアーキテクチャは、図４に示すように、本発明に従って、ネットワーク・オペレータが次のことを行うことを許容する。
・与えられたＬＡ４１０ａ−ｅに位置するＭＮ４１２のリストを得る。これは適当なＬＡＭ４０４ａ−ｃに（多分、ＬＭ４０２を介して）問い合わせることによって実行される。これはそれが維持するリストをチェックするか、あるいは適当なＲＬＭに問い合わせる。
・ＭＮ４１２の移動特性または予測移動を取得する。これはＭＮ４１２の現在のＲＬＭ４０６ａに問い合わせることによって実現する。
・入力メッセージがアイドル状態の移動ノード宛の場合に、ページング・エリアの最良の選択を支援する。これは適当なページング・サーバにコンタクトすることによって達成される。本発明の１つの重要な利点は、オペレータが複数のＬＡを有することを許容することである。従って、どのＬＡにＭＮがページングすべきかに関して最適化の可能性がある。
・ＭＮ４１２がＬＡ４１０ａ−ｅに出入りする（ＲＬＭ４０６ａ−ｂあるいはＬＡＭ４０４ａ−ｃから）ときに、通知を得る。

本発明は上述の好適な実施の形態に限定されない。各種の代替、修正、および等価物が使用されよう。従って、上述の実施の形態は、特許請求の範囲に定義される本発明の適用範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。

従来技術に従うＢＣＭＰネットワークの模式図。 従来技術に従うＢＣＭＰネットワークにおけるページング手続きの模式図。 本発明に従う位置管理システムを実施できるＩＰネットワークの模式図。 本発明に従う位置管理システムの模式図。 図４に示す本発明に従う位置管理システムを含むネットワークでの第１のハンドオーバー・シナリオの模式図。 図４に示す本発明に従う位置管理システムを含むネットワークでの第２のハンドオーバー・シナリオの模式図。 図４に示す本発明に従う位置管理システムにつながれたページング・サーバの模式図。 本発明に従うページング・サーバでのページング手順を示す模式図。 本発明に従うページング・サーバでのページング手順を示す模式図。 本発明に従うページング・サーバでのページング手順を示す模式図。

Claims (22)

1. ワイヤレス通信用に適合したパケット交換ワイヤレス通信網の位置管理システム（４００）であって、前記パケット交換ワイヤレス通信網は複数のルータを含んでおり、前記ルータの少なくとも１つが移動ノード（４１２）とのワイヤレス通信用に適合したアクセス・ルータ（４０８ａ−ｉ）であり、１つのアクセス・ルータ（４０８ａ−ｉ）によってサービス提供されるエリアが１つのセルであり、前記位置管理システム（４００）は少なくとも１つの位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）および少なくとも１つの領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）に分割されており、前記通信網がインターネット・プロトコルＩＰネットワークであり、前記位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）が第１のシグナリング・サーバで、前記領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）が第２のシグナリング・サーバであってそれぞれ前記複数のルータから分離されており、前記位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）および領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）の１つが、第１の予め定められたセルの組である少なくとも１つの位置エリア（４１０ａ−ｅ）内に位置する移動ノードのリストを維持するための手段を含んでおり、前記領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）が、第２の予め定められたセルの組である１つの位置管理領域（領域１、領域２）内の位置情報を管理するための手段を含んでおり、更に、前記位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）および領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）が互いにつながれて情報を交換するように適合していることを特徴とする位置管理システム。
2. 請求項１に記載の位置管理システム（４００）であって、前記位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）が、少なくとも１つの位置エリア（４１０ａ−ｅ）内に位置する移動ノード（４１２）のリストを維持するための手段を含んでいる位置管理システム。
3. 請求項１に記載の位置管理システム（４００）であって、前記領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）が、少なくとも１つの位置エリア（４１０ａ−ｅ）内に位置する移動ノード（４１２）のリストを維持するための手段を含んでいる位置管理システム。
4. 請求項１−３のうちの任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）が、それの位置管理領域（領域１、領域２）内の少なくとも１つの位置エリア（４１０ａ−ｅ）を知っている位置管理システム。
5. 請求項１−４のうちの任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）の前記サーバが前記領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）の前記サーバと結合された位置管理システム。
6. 請求項２，４，５のうちの任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記情報交換が、前記移動ノード（４１２）のハンドオーバーの結果、前記移動ノード（４１２）の位置エリア（４１０ａ−ｅ）に変化が生じたときに、前記少なくとも１つの領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）から、前記移動ノード（４１２）に責任のある前記少なくとも１つの位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）に対して通知することを含んでおり、また前記位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）が移動ノード（４１２）に関するそれのリストを更新するための手段を含んでいる位置管理システム。
7. 請求項２，４，５に記載の位置管理システム（４００）であって、前記領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）が、位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）からの要求に応じて、前記位置エリア・マネージャ（４０４ａ−ｃ）に通知するための手段を含んでいる位置管理システム。
8. 請求項３に記載の位置管理システム（４００）であって、前記領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）が、ローカル情報ベース中のリストを更新するための手段を含んでいる位置管理システム。
9. 請求項１−８の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、複数の領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）に対して１つの移動ノード（４１２）が付随している位置管理システム。
10. 請求項１−９の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記少なくとも１つの領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）の各々が、アクセス・ルータ（４０８ａ−ｉ）のどれが、前記少なくとも１つの位置エリア（４１０ａ−ｅ）のどれに属するかの情報を含んでいる位置管理システム。
11. 請求項１−１０の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記少なくとも１つの領域的位置マネージャ（４０６ａ，ｂ）が、要求を行うことによって前記情報を得るための手段を含んでいる位置管理システム。
12. 請求項１−１１の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記位置管理システム（４００）がページング・サーバ（７０２）につながれ、また前記位置管理システム（４００）と前記ページング・サーバ（７０２）とが互いに情報を交換するように適合している位置管理システム。
13. 請求項１２に記載の位置管理システム（４００）であって、前記情報交換が、前記ページング・サーバ（７０２）への位置管理情報を含んでおり、前記ページング・サーバ（７０２）が１または複数のアクセス・ルータ（４０８ａ−ｉ）にページング要求をマルチキャストするための手段を含んでいる位置管理システム。
14. 請求項１２−１３の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記領域的位置マネージャが前記移動ノードの以前の場所あるいは前記移動ノードの以前の移動についての情報を前記ページング・サーバに送信するための手段を含んでおり、それによって前記移動ノードがページングされるか、あるいは進歩したページング方式を支援するためのアクセス・ルータの組を決定するようになった位置管理システム。
15. 請求項１２−１４の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、予め決められたアクセス・ルータの組によってサービス提供されるエリアを定義するページング・エリア（７０４）が、１つの単一ページング・サーバ（７０２）に一意的に割り当てられる位置管理システム。
16. 請求項１２−１５の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記アクセス・ルータ（８０６）が、それが属するページング・サーバ（８１０）にコンタクトするための手段を含んでいる位置管理システム。
17. 請求項１２−１５の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記アクセス・ルータ（９０２）が、任意のページング・サーバ（９０４）にコンタクトするための手段を含んでおり、前記任意のページング・サーバ（９０４）が、前記アクセス・ルータ（９０２）が属するページング・サーバ（９１０）にメッセージを転送するための手段を含んでいる位置管理システム。
18. 請求項１２−１７の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記ページング・サーバ（７０２）が、個々の移動ノード（４１２）に対するカスタム的ページング方式を含むデータベースを含んでいる位置管理システム。
19. 請求項１２−１８の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記ページング・サーバ（７０２）がアイドル状態の移動ノード（４１２）にアドレス指定したデータ・パケットを受信および一時的に記憶するための手段を含んでいる位置管理システム。
20. 請求項１２−１９の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記ページング・サーバ（７０２）が前記少なくとも１つの領域的位置マネージャ・サーバ（４０６ａ，ｂ）の１つのなかに組み込まれている位置管理システム。
21. 請求項１２−２０の任意の項に記載の位置管理システム（４００）であって、前記ページング・エリアが前記少なくとも１つの位置エリアの１つに等しい位置管理システム。
22. ワイヤレス通信用に適合したパケット交換ワイヤレス通信網のページング・サーバ（７０２）であって、前記パケット交換ワイヤレス通信網が複数のルータを含んでおり、前記ルータの少なくとも１つが移動ノード（４１２）とワイヤレス通信を行なうように適合したアクセス・ルータ（４０８ａ−ｉ）であり、前記通信網がインターネット・プロトコルＩＰネットワークであり、また前記ページング・サーバ（７０２）が前記複数のルータから分離されており、かつ位置管理システム（４００）から位置管理情報を得るための手段および前記アクセス・ルータに対してページング要求をマルチキャストするための手段を含んでおり、前記アクセス・ルータ（４０８ａ−ｉ）が前記位置管理情報を用いて決められることを特徴とするページング・サーバ。

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