JP4567208B2 - 移動インターネット接続 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は移動インターネット接続（ｍｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ａｃｃｅｓｓ）に関するものであって、必ずしも限定しないが、特に移動通信ネットワークの無線ネットワークから直接つながるモバイルインターネット接続に応用することができる。
【０００２】
（発明の背景）
既存の移動通信ネットワークへの加入者は情況によって、インターネットを利用可能な移動電話（しばしば「コミュニケータ」と呼ばれる装置）を使用するか、あるいは、例えばソフトウェアまたはハードウェアモデムを用いてパームトップまたはラップトップコンピュータを従来の移動電話に接続することによってインターネットに接続することができる。
【０００３】
ヨーロッパのＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）システムなどのデジタル移動電話ネットワークでは、移動通信ネットワークを２つの部分に分けることができる。第１の部分は「無線ネットワーク」と呼ばれており、基地局（ＢＳ）と基地局コントローラ（ＢＳＣ）から成り、単一のＢＳＣが複数のＢＳを制御する。ネットワークの第２の部分は「コアネットワーク」と呼ばれており、複数の移動交換センター（ＭＳＣ）を含み、各ＭＳＣが複数のＢＳＣを受持つ。ＭＳＣは従来の電話網の交換に似ている。インターネットトラフィックの搬送は、移動端末とインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）の間で確立される回線交換接続によってコアネットワーク上で行われる。
【０００４】
将来の移動通信規格の開発が進められている。特に、パケット交換サービスをＧＳＭに導入するために、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）として知られるＧＳＭへの拡張が進んでいる。ＧＰＲＳの導入はＧＳＭシステムに追加コアネットワークを効果的に設けることになり、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）およびＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）によって交換機能がＧＰＲＳコアネットワーク内で行われる。第３世代のデジタルシステムもまた、開発中であり、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）として知られている。ＵＭＴＳはＧＰＲＳまたは同様のパケット交換システムを包含するようである。
【０００５】
現状の提案によれば、ＧＳＭのＧＰＲＳシステムとＵＭＴＳシステムでは共に、パケット交換コアネットワークを通してインターネット接続が行われる。移動端末からインターネット接続要求があると、その要求はＢＳおよびＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、従来のＢＳＣと等価）を介してＧＧＳＮへ送られる。その要求は次にＧＧＳＮからＩＡＳ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｅｒｖｅｒ）へ送られる。一般にＩＡＳは、移動ネットワークのオペレータから独立したインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）によって運用される。しかし、ＩＡＳは移動ネットワークオペレータによって運用される場合もある。いずれの場合も、ＩＡＳは発呼側移動端末にインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを割り当てる。既存のインターネットプロトコルバージョン４（ＩＰｖ４）によれば、ＩＰアドレスは３２ビットである。提案されているインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）によれば、ＩＰアドレスは１２８ビットに拡張され、インターネットにＩＡＳを一義的に識別させる６４ビットのルーティングプレフィックス（ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｅｆｉｘ）と、ＩＡＳに移動端末を一義的に識別させる６４ビットのホストプレフィックス（ｈｏｓｔ ｐｒｅｆｉｘ）からなる。
【０００６】
移動端末によるインターネットセッションが開始可能な状態になると、割り当てられたＩＰアドレスはパケット交換コアネットワークおよび無線ネットワークを介して移動端末に返される。インターネット接続の要求時に、移動端末がそのホームネットワークに登録されていると仮定すれば、インターネットセッションのルーティングはホームネットワークのＧＧＳＮ経由となる。しかし、移動端末が「ローミング中」であって、別のネットワークに登録されている場合には、インターネットセッションは在圏ネットワークのＳＧＳＮ経由で行われると共に、ホームネットワークまたは別のネットワークのＧＧＳＮ経由で行われるかもしれない。
【０００７】
既存のデジタルネットワークの加入者には分かると思うが、一般に移動端末からのインターネット接続は極端に遅く、また信頼性に欠ける。その原因の一つは、新たな転送セッションが始まるたびにＩＰアドレス等のセッションパラメータのネゴシエーションを行うセットアップ過程が必要であり、それに時間が掛かるからである。もう一つの原因は、ＩＰアドレスを割り当てるノード（例えば、ＩＡＳ）と移動端末の間（この間に中間ノードが介在することもある）の距離が長いために起こる速度低下（同様に信頼性低下）である。２つのエンドポイント間でＩＰデータグラムのトンネルリングが必要であり、多くの場合、追加のプロトコル（例えば、ポイントツーポイントプロトコル、レイヤー２のトンネルプロトコル等）が使用され、付加的な処理と伝送容量が必要になる。
【０００８】
ＧＰＲＳおよびＵＭＴＳに関する現状の提案によれば、移動端末と無線ネットワークおよびコアネットワークとの間の無線接続が高速化されると共に信頼性が向上するだろうが、インターネットセッション開始前のＩＰアドレスのネゴシエーションも、パケット交換コアネットワークにおける１つ以上の交換ノードを経由するＩＰデータグラムのルーティングも、不要になるわけではない。
【０００９】
（発明の概要）
本発明の目的は既存および現在提案されている移動通信ネットワークの既知の欠点を解決あるいは少なくとも軽減することである。特に、インターネットセッションの開始前に移動端末と移動ネットワークのノードとの間におけるＩＰアドレスのネゴシエーションを不要にすることが本発明の目的である。
【００１０】
本発明の第１のアスペクトによれば、移動通信ネットワークにおいてインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを移動無線端末に割り当てる方法であって、ネットワークの無線チャンネル上で少なくともルーティングプレフィックスが反復的にブロードキャストされ、前記無線チャンネルを聴取している移動端末でルーティングプレフィックスを受信して、それをＩＰアドレスに組み込むことができる方法が提供される。
【００１１】
本発明の実施例によれば、移動端末がインターネットセッションを開始する前にルーティングプレフィックスを移動端末に与えることが可能になる。したがって、移動端末は、それに応じてインターネットセッション開始前にＩＰアドレスを生成することができる。
【００１２】
移動ネットワークから送信されるルーティングプレフィックスは、無線ネットワークに特有のものとすることができる。あるいは、ブロードキャストされたルーティングプレフィックスは、ＧＳＭネットワークの基地局コントローラ（ＢＳＣ）やＵＭＴＳネットワークの無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）などの無線ネットワークのノードに特有のものとすることも可能である。これらの可能性により、無線ネットワーク／無線ネットワークコントローラをインターネットに直接接続することが可能になり、ＭＳＣ／ＧＧＳＮあるいはコアネットワークの類似ノードを介して次のインターネットセッションのルーティングを行う必要がなくなる。
【００１３】
移動通信ネットワークは、移動端末をネットワークに接続する空気インタフェースでＧＰＲＳまたはＵＭＴＳプロトコルを使用することが望ましい。あるいは、ＧＳＭやＰＤＣなどの従来のデジタルプロトコルを使用することも可能である。本発明はまた、提案されているブロードバンド無線ネットワーク（ＢＲＡＮ）やブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）対応のネットワークなどのローカル移動ネットワークに適用することができる。
【００１４】
前記ルーティングプレフィックスは移動ネットワークのブロードキャストチャンネル上でブロードキャストされることが望ましい。しかし、別の方法として、いわゆるマルチキャスト無線チャンネルを用いてルーティングプレフィックスをブロードキャストすることも可能である。
【００１５】
本発明の第２のアスペクトによれば、通信ネットワークにおいてインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを移動無線端末に割り当てる装置であって、通信ネットワークの空気インタフェース上で少なくともＩＰアドレスのルーティングプレフィックスを連続的にブロードキャストするための手段と、ルーティングプレフィックスを取得するために前記ブロードキャストを聴取すると共にルーティングプレフィックスを使用してＩＰアドレスを生成するための手段であって移動端末に関連する手段とを有する装置が提供される。
【００１６】
本発明の第３のアスペクトによれば、移動通信ネットワークの無線チャンネルを聴取し、ブロードキャストされたルーティングプレフィックスを無線チャンネルから取得し、それを用いてＩＰアドレスを生成するにように構成されたインターネット接続可能な移動端末が提供される。
本発明を深く理解し、発明の実施方法を示すために、付図にしたがって以下に詳細な説明を行う。
【００１７】
（実施例の詳細説明）
提案されたＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を含むＵＭＴＳベースの通信システムの概要が図１に示されており、複数の無線ネットワーク１が含まれるが、それらの無線カバレッジ範囲は重複しても、しなくてもよい。各無線ネットワーク１はそれぞれ特有の無線ネットワークＩＤ（ＩＤ１〜ＩＤ４）を持っており、複数の基地局（ＢＳ）５をそれぞれ順に受持つ複数のＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４を含む。各ＲＮＣ４は、ＲＮＣ４をインターネットに直接接続できるような集積型ＩＡＳ（または、その機能）で構成するのが効果的である。
【００１８】
図１は与えられた無線ネットワーク１に関連するセル内に位置する移動端末７を示す。移動端末７のスイッチをオンにするか、あるいは無線ネットワーク１にカバーされる地域に最初に進入したとき、端末７はそのネットワーク１の放送チャンネルのスキャニングを開始する。ブロードキャスト情報を聴取することによって、移動端末７は適切なネットワーク（利用可能な複数のネットワークがある場合）を選択し、選択されたネットワークとの同期、無線リンクの各層（すなわち、ＣＤＭＡ物理層、媒体接続制御層、無線リンク制御層、無線リソース制御層）を開始することができる。無線ネットワーク１の各ＲＮＣ４は所定のブロードキャストチャンネル上で、あらかじめそのＲＮＣ４に割り当てられた特有の、世界中で唯一のＩＰルーティングプレフィックスを送出する。ルーティングプレフィックスは一般にＲＮＣのＩＤに対応するが、ＲＮＣのＩＤとネットワークのＩＤとの組み合わせにすることもできる。移動端末７はブロードキャストチャンネルを聴取することによって、制御中のＲＮＣ４のルーティングプレフィックスを識別することができ、そのルーティングプレフィックスを用いてＩＰアドレスを生成することができる。
【００１９】
図２はＩＰｖ６によるＩＰアドレスの構造を示す。アドレスは、ルーティングプレフィックスを含めて６４ビットのプレフィックス（ＭＳＢ）である。インターネットにおいてルータは、このプレフィックスを使ってＩＰデータグラムを発信側ＲＮＣ４に送る。アドレスの第二の部分（ＬＳＢ）は長さが６４ビットであり、ＲＮＣ４に発信側移動端末７を一義的に識別させるホスト部分を表す。
【００２０】
移動端末７は様々な方法でＩＰアドレスのホスト部分を生成することができる。例えば、ホスト部分は、移動端末７（または移動加入者）に割り当てられた加入者アイデンティティに対応あるいは関連付けることができる。いずれにしても、ホスト部分とブロードキャストルーティングプレフィックスを組み合わせることによって、移動端末７は特有のＩＰアドレスを生成することができる。移動端末７は、アドレス生成後ただちに、無線ネットワーク１および制御ＲＮＣ４を介してインターネットセッションを開始することができる。
【００２１】
図３はＩＰアドレスを移動端末７に割り当てる方法を示すフローチャートである。
【００２２】
図４は本発明の代替実施例を示しており、無線ネットワーク１の各ＲＮＣ４は共通のＩＡＳ６を介してインターネットに接続される。この構成は移動端末７とインターネットの間の距離が長いところが欠点であり、インターネット接続の速度が遅くなる。しかし、この構成では、ルーティングプレフィックスは無線ネットワークにだけ特有のものであればよく、例えば、ルーティングプレフィックスを無線ネットワークＩＤに対応させることが可能である。
【００２３】
移動端末７は、あるネットワークから別のネットワークへ移動する場合、次のインターネットセッションのルーティングプレフィックスを決定するために新しいネットワークのブロードキャストチャンネルを聴取する必要がある。ネットワークの変更に先立って必要なＩＰデータグラムを移動端末７に送信するために、トンネリング使用することができる。同様に、与えられた無線ネットワーク内で移動端末７が移動したために、移動端末７を制御するＲＮＣ４が変わった場合には、移動端末７は新しいルーティングプレフィックスまたは少なくとも新たな制御ＲＮＣ４のノードＩＤを決定するためにブロードキャストチャンネルを聴取する必要がある。
【００２４】
当業者には明らかであろうが、本発明の範囲から逸脱することなく上述の実施例に様々な変更を施すことが可能である。例えば、ルーティングプレフィックスのような無線ネットワークＩＤを使用せずに（あるいはルーティングプレフィックスを生成せずに）、無線ネットワークに関連する特有のコードを別に割り当てることができる。同様に、各ＲＮＣ４がインターネットに直接接続される場合は、ＲＮＣノードＩＤ以外の何らかのコードを用いて（無線ネットワークＩＤまたは関連コードと組み合わせて）ルーティングプレフィックスを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 移動通信システムにおけるインターネット接続方法を示す概要図。
【図２】 ＩＰアドレスの構造を示す図。
【図３】 図１のシステムにおけるＩＰアドレス生成方法を示すフローチャート。
【図４】 通信システムにおける代替的なインターネット接続法を示す概要図。

Claims (4)

1. 移動通信ネットワークにおいてインターネットプロトコルＩＰアドレスを移動無線端末に割り当てる方法であって、ネットワークの無線チャンネル上で少なくともルーティングプレフィックス、すなわち移動端末にサービスを提供する無線ネットワークコントローラのＩＤに少なくとも一部対応するルーティングプレフィックスを反復的にブロードキャストし、前記無線チャンネルを聴取している移動端末でルーティングプレフィックスを受信して、それをＩＰアドレスに組み込む前記方法。
2. 移動通信ネットワークにおいて移動端末をネットワークにつなぐ空気インタフェース上でＧＰＲＳまたはＵＭＴＳプロトコルを使用する請求項１に記載の方法。
3. 前記ルーティングプレフィックスが移動ネットワークのブロードキャストチャンネル上で送信される請求項１または２に記載の方法。
4. 通信ネットワークにおいてインターネットプロトコルＩＰアドレスを移動無線端末に割り当てる装置であって、通信ネットワークの空気インタフェース上で少なくともＩＰアドレスのルーティングプレフィックス、すなわち移動端末にサービスを提供する無線ネットワークコントローラのＩＤに少なくとも一部対応するルーティングプレフィックスを連続的にブロードキャストするための手段と、ルーティングプレフィックスを取得するために前記ブロードキャストを聴取すると共にルーティングプレフィックスを使用してＩＰアドレスを生成するための手段であって移動端末に関連する手段とを有する前記装置。

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