JP4389714B2 - 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

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 (4)

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、
   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。
2. 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１に記載の方法。
3. 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１に記載の方法。
4. 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または２に記載の方法。

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