JP4613926B2

JP4613926B2 - 移動体通信網と公衆網間でのハンドオーバー方法および通信システム

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Publication number: JP4613926B2
Application number: JP2007110904A
Authority: JP
Inventors: 豊西郡
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2027-04-19
Also published as: JP2008271140A

Description

本発明は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）等の移動通信網と無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）等の公衆網間においてＩＰレイヤでハンドオーバーを行う技術に関する。

第３世代（３Ｇ）の移動通信システムと無線ローカルエリアネットワーク(Wireless Local Area Network：ＷＬＡＮ)とを融合させて、３Ｇシステムの有する広範囲に及ぶ通信エリアと、ＷＬＡＮシステムの持つ広帯域のアクセスとをユーザに提供する３Ｇ／ＷＬＡＮインターワーキング技術が３ＧＰＰで検討され、そのアーキテクチャなどが規格化されている。

このような３Ｇ／ＷＬＡＮインターワーキング可能なシステムにおいて、移動通信網とＷＬＡＮの両方にアクセスできる端末を用いてパケットアクセスを行っている際に、ＷＬＡＮのカバーエリアから移動通信網に移動したとき、あるいは、移動通信網からＷＬＡＮのカバーエリアに移動したときにハンドオーバーを行って通信を継続させる技術が、特許文献１〜２等で提案されている。

例えば特許文献２に記載の発明では、ＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）に相当する移動網パケット中継装置に、移動体通信網に対する移動体の接続要求を受信するＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）通信管理部と、ＷＬＡＮに対する移動体の接続要求をＷＬＡＮから受信する３Ｇ認証情報受信部と、ＳＧＳＮ通信管理部または３Ｇ認証情報受信部にて接続要求を受信したときに、移動体通信網およびＷＬＡＮにおいて移動体を識別する共通のリモートＩＰアドレスを設定するＧＧＳＮ接続設定部を備えることによって、ＷＬＡＮからパケット通信を開始するまでの認証処理と接続処理の短縮と、ハンドオーバー時の切替え処理に要する時間の短縮を図っている。

特開２００６−２０３６４１号公報特開２００６−２４６１９８号公報

このように、３Ｇ／ＷＬＡＮインターワーキング可能なシステムにおいて、移動通信網とＷＬＡＮの両方にアクセスできる端末（移動機）を用いてパケットアクセスを行っている状態で、端末がＷＬＡＮのカバーエリアから移動通信網に移動したとき、あるいは、移動通信網からＷＬＡＮのカバーエリアに移動したときに、セッションを引き継ぐハンドオーバーを行って通信を継続させるために、端末に対してはハンドオーバーを行う際に同一のリモートＩＰアドレスが払い出される。

その場合、端末に対して同一のリモートＩＰアドレスを払い出す為には、アドレスを払い出すゲートノードＧＧＳＮ(Gateway GPRS Support Node）を同一にする必要がある。特許文献１〜２に記載の発明では、移動体通信網と無線ＬＡＮ間の移動時に同一装置が選択される事が前提となっているが、端末のハンドオーバー時に同一のＧＧＳＮを選択するための具体的手段についての考察、開示はされていない。

本発明の目的は、移動体通信網と無線ＬＡＮ間のセッションを引き継ぐハンドオーバーを実現するために、端末がハンドオーバーを実行する際に同一のＧＧＳＮを選択可能にする手段を提供することにある。

本発明は、移動体通信網と公衆網間でのハンドオーバー機能を有する通信システムであって、移動体通信網と接続され、在圏する加入者情報をＶＬＲ(Visitor Location Register)として保持するとともに、加入者端末に対する前記移動体通信網内でのパケットサービスを提供する機能を有するアクセスサービスノードと、公衆網と接続され、前記加入者端末に対する該公衆網内でのパケットサービスを提供する機能を有するセキュリティゲートウェイと、前記アクセスサービスノードおよび前記セキュリティゲートウェイと外部ネットワークとの間に接続されてパケット転送ルートの設定を行う機能を有するゲートウェイノードと、加入者情報を格納するデータベース（ＨＬＲ：Home Location Register)と、前記データベースと連携して認証・承認処理を行う認証サーバ（ＡＡＡ、Radius）を備え、前記アクセスサービスノードは、加入者端末からパケット通信設定要求を受信したとき前記ＶＬＲを参照し、前記パケット通信設定要求で指定されたＡＰＮ(Access Point Name)と同一のＡＰＮに対応する前記ゲートウェイノードの情報が前記ＶＬＲに保持されているとき、該保持されているゲートウェイノードに対して前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を送信する機能を有しており、前記セキュリティゲートウェイは、加入者端末からIPsec確立要求を受信したとき前記認証サーバに認証・承認要求を送信し、該認証・承認要求に対する前記認証サーバからの応答にゲートウェイノード情報が含まれているとき、該ゲートウェイノード情報で指定されたゲートウェイノードに対して前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を送信する機能を有しており、前記ゲートウェイノードは、前記アクセスサービスノードまたは前記セキュリティゲートウェイから前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を受信したとき、加入者情報とＡＰＮをキーにセッション検索を行い、前記加入者端末が前記同一のＡＰＮを指定したセッションを保持しているとき、当該セッションと同一のＩＰアドレスを払い出す機能を有していることを特徴とする。

また、前記ゲートウェイノードは、前記アクセスサービスノードから前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を受信したとき、前記認証サーバに前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報を通知する機能と、前記セキュリティゲートウェイから前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を受信したとき、前記認証サーバに前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報および公衆網接続である事を通知する機能を有し、前記認証サーバは、前記ゲートウェイノードから通知された前記加入者端末により指定されたＡＰＮおよび前記ゲートウェイノード情報を前記データベースに格納するとともに、前記公衆網接続の通知が含まれている前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報が更新されたとき、前記加入者端末により指定されたＡＰＮおよび前記ゲートウェイノード情報を前記データベース経由で前記アクセスサービスノードに通知する機能を有し、前記アクセスサービスノードは、前記認証サーバから前記ＡＰＮとゲートウェイノード情報の更新通知を受けて前記ＶＬＲを更新する機能を有する構成とすることができる。

前記移動体通信網はＧＰＲＳ(General Packet Radio Service)システムにより実現可能であり、その場合、前記アクセスサービスノードはＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）で実現され、前記ゲートウェイノードはＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）で実現される。また、前記公衆網は、無線ＬＡＮ等により実現可能である。

本発明をＧＰＲＳと無線ＬＡＮで実現する場合、無線ＬＡＮなどの公衆網から３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project）網へのアクセスをセキュアに実現するセキュリティゲートウェイと、ＧＰＲＳネットワークとインターネットを始めとする外部ネットワークとの間に位置するＧＧＳＮと、移動体通信網に在圏する加入者情報をＶＬＲ(Visitor Location Register)として保持し、加入者の移動体通信網内での移動時にセッションの継続性を提供すＳＧＳＮと、加入者の情報を格納しているデータベースであるＨＬＲ(Home Location Register)と、認証サーバＡＡＡ(Authentication, Authorization and Accounting)ならびにRadius（Remote Authentication Dial In User Service）からなるHLR/AAA/Radiusによって構成することができる。

該構成において、セキュリティゲートウェイとＧＧＳＮとの間でトンネルを確立する際に、ＧＧＳＮがRadiusサーバへトンネル確立を通知する。通知を受けたHLR/Radiusは、移動体通信網で加入者を収容しているＳＧＳＮへＧＧＳＮの情報を通知し、ＳＧＳＮはこのＧＧＳＮ情報をＶＬＲに保持（登録）しておく。

その後端末が無線ＬＡＮエリアから外れて移動体通信網経由での通信を行う（ハンドオーバーを実現する）際に、ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮとトンネルを確立するが、その際ＳＧＳＮはＨＬＲから通知されてＶＬＲに保持されているＧＧＳＮ情報を参照することにより、直前に無線ＬＡＮにて使用していたＧＧＳＮを選択する事が可能となる。

また、移動体通信網から無線ＬＡＮへハンドオーバーを行う場合は、無線ＬＡＮから移動体通信網へのハンドオーバーと同様にＧＧＳＮがRadiusサーバへトンネル確立を通知する。端末が無線ＬＡＮエリアに侵入し無線ＬＡＮからセッションを確立する際にはセキュリティゲートウェイがＡＡＡサーバと認証処理を行う為、ＡＡＡサーバからＧＧＳＮ情報を受け取る事で、同一ＧＧＳＮを選択する事が可能となる。

ハンドオーバーの際に選択されたＧＧＳＮには、加入者情報（当該端末）とＡＰＮを指定したセッションが保持されているので、選択されたＧＧＳＮが加入者情報とＡＰＮをキーにセッション検索を行うことによって、直前のセッションと同一のＩＰアドレスが払い出され、セッションを継続したハンドオーバーが実現される。

即ち、セキュリティゲートウェイとセッションを確立した端末が、移動体通信網へ移動しＳＧＳＮならびにＧＧＳＮとセッションを確立する際に、ＳＧＳＮが同一のＧＧＳＮを選択できるようにすることで、無線ＬＡＮから移動体通信網へのハンドオーバーを実現する。また、移動体通信網から無線ＬＡＮへのハンドオーバー時にはセキュリティゲートウェイが同一のＧＧＳＮを選択できるようにする事でハンドオーバーを実現する。

本発明では、移動体通信網から無線ＬＡＮへの移動時にＡＡＡ（Authentication, Authorization and Accounting）経由でＰＤＧ（Packet Data Gateway）が移動体通信網で使用していたＧＧＳＮを得る事ができるため、ＧＧＳＮは移動体通信網でのセッションと同一のアドレスを払い出す事ができ、移動端末は移動体通信網と無線ＬＡＮとで同一のアドレスを使用し続けることによりセッションを継続するハンドオーバーを実現することが可能となる。

また、無線ＬＡＮから移動体通信網への移動時にはＳＧＳＮがＨＬＲ(Home Location Register)から通知されるＶＬＲ(Visitor Location Register)情報を参照することにより、同一ＧＧＳＮを選択する事ができるので、同様に移動端末は無線ＬＡＮと移動体通信網とで同一のアドレスを使用し続けることによりセッションを継続するハンドオーバーが実現可能となる。

図１は、移動体通信網と無線ＬＡＮとの間のハンドオーバーを実現する際の本発明の実施形態を示す関連ネットワーク構成図である。

図１において、セキュリティゲートウェイ(100)は、無線ＬＡＮなどの公衆網から３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project）網へのアクセスをセキュアに実現する為の装置であり、３ＧＰＰではＰＤＧ(Packet Data Gateway)ないしはＴＴＧ(Tunnel Terminating Gateway)にあたる。

本実施形態のセキュリティゲートウェイ(100)は、無線ＬＡＮと通信するためのインターフェースである無線ＬＡＮ収容部(101)、ＧＧＳＮ(110)とＧＴＰ(GPRS Tunneling Protocol)通信を行うＧＧＳＮ通信部(102)、ならびに無線ＬＡＮ収容部(101)とＧＧＳＮ通信部(102)を制御する制御部(103)からなっている。無線ＬＡＮ収容部（101）は、端末とIPsec(IP security protocol)を確立する事で無線ＬＡＮをはじめとする公衆網を経由した通信における秘匿・安全性を確保する。

ＧＧＳＮ(110)は３ＧＰＰではGateway GPRS Support Nodeと呼ばれ、移動体通信網であるＧＰＲＳ(General Packet Radio Service）ネットワークとインターネットを始めとする外部ネットワークとの間に位置するゲートウェイ装置である。インターネットからはこのＧＧＳＮ(110)を経由する事で、端末との間でパケット通信が可能となる。

ＳＧＳＮ(120)は３ＧＰＰではServing GPRS Support Nodeと呼ばれ、移動体通信網に在圏する加入者情報をＶＬＲ(Visitor Location Register)として保持し、加入者の移動体通信網内での移動時にセッションの継続性を提供する装置である。端末からの発呼時にＳＧＳＮ(120)はＧＧＳＮ(110)へC.P.C(Create PDP Context)を送信する事で、ＳＧＳＮ(120)とＧＧＳＮ(110)の間のトンネルを確立する。

HLR/AAA/Radius(130)は、加入者の情報を格納しているデータベースであるＨＬＲ(Home Location Register)と、認証サーバＡＡＡ(Authentication, Authorization and Accounting)ならびにRadius（Remote Authentication Dial In User Service）からなるノードで、物理的に異なる３台のノードから構成されている場合もある。

ＨＬＲには加入者情報が格納されており、ＡＡＡならびにRadiusは、ＨＬＲと連携する事で認証・承認処理を実現する。ここでのＡＡＡサーバはＷＬＡＮ収容時にＰＤＧと連携し端末の認証を実施するノード、RadiusサーバはＧＧＳＮからの認証要求を受けるノードになる。ＰＤＧ-ＡＡＡ間のプロトコルはDiameterが標準上規定されており、ＧＧＳＮ-Radiusサーバ間のプロトコルはRadiusが規定されている。以下の説明では、ＨＬＲ(131)、ＡＡＡ(132)、Radius(133)の３台のノードとし、また、ＡＡＡ/Radiusをまとめて認証サーバとする。

本実施形態においては、Radius(133)は、ＧＧＳＮ(110)からの認証要求時にＡＰＮ(Access Point Name)と加入者情報(ＩＭＳＩ：International Mobile Subscriber Identity)ならびにＧＧＳＮ情報をＨＬＲ(131)へ通知し、これらの情報をＨＬＲ(131)が保持する。ＨＬＲ(131)は無線ＬＡＮからのセッション確立の際に、ＳＧＳＮ(120)が保持しているＶＬＲ(Visitor Location Register)の更新を行う事でＳＧＳＮ(120)へＧＧＳＮ情報を通知する。

ＳＧＳＮ(120)が端末からA.P.C(Activate PDP Context) reqを受信した時に、ＳＧＳＮ(120)は、ＳＧＳＮ(120)が保持するＶＬＲ(Visitor Location Register)情報を参照し、該当加入者のＶＬＲにA.P.C reqにて指定されたＡＰＮと同一のＡＰＮに対応するＧＧＳＮ情報を保持していた場合には、該当ＧＧＳＮ(110)へC.P.C（Create PDP Context) reqを送信する事で、無線ＬＡＮ経由で確立していたＧＧＳＮ(110)を選択する。

また、セキュリティゲートウェイ(100)は、端末からIPsec確立要求を受信した際に、ＡＡＡ(132)へ認証・承認要求を行うが、その応答に含まれるＧＧＳＮ情報を参照し、接続先ＧＧＳＮを決定する。これにより移動体通信網からＷＬＡＮへのハンドオーバー時に、移動体通信網経由で確立していたＧＧＳＮ(110)を選択する事が可能となる。

ＧＧＳＮ(110)は、セキュリティゲートウェイ(100)ないしはＳＧＳＮ(120)からの確立要求(C.P.C)受信時に、加入者情報(ＩＭＳＩ)ならびにＡＰＮ(Access Point Name)をキーにセッション検索を行い、同一加入者における同一ＡＰＮ指定のセッションを保持していた場合には、そのセッションと同一のＩＰアドレスを払い出す。

このように本実施形態は、ハンドオーバーの前後で同一のＧＧＳＮを選択することを可能にする新規の手段を提供するものであり、これにより、移動端末が移動体通信網と無線ＬＡＮとの間でハンドオーバーを実施する際に同一のＩＰアドレスを使用し続けることが可能となり、セッションを継続しながらのハンドオーバーを行うことができる。

図４は移動体通信網（３ＧＰＰ網）における端末(User Equipment、以下ＵＥという)(140)からＧＧＳＮ(110)までのプロトコルスタックを示しており、図５は無線ＬＡＮにおけるＵＥ(140)からＧＧＳＮ(110)までのプロトコルスタックを示している。ハンドオーバー時は図４および図５のUser-IPを同一とする事でセッションを継続したハンドオーバーを実現する。

図２は、本実施形態において無線ＬＡＮからセッションを確立する場合の動作シーケンスを示す図であり、図３は、本実施形態において無線ＬＡＮから移動体通信網へハンドオーバーする場合の動作シーケンスを示す図である。以下、図１〜図３を参照して本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明では、セキュリティゲートウェイ(100)はＴＴＧ(Tunnel Terminating Gateway)として説明する。

ＵＥ(140)は、無線ＬＡＮエリアに進入するとＴＴＧ(100)に対して、IKE_INIT(S 1000)によりＩＫＥ(Internet Key Exchange)セッションを確立する。

その後、ＵＥ(140)はIKE_AUTH(S 1001)により認証要求をＴＴＧ（100)へ送信し、ＴＴＧ(100)はＤＥＲ(Diameter-EAP-Request)(S 1002)によりＡＡＡ(132)へ認証要求を行う。その後ＡＡＡ(132)はＭＡＲ（Multimedia-Authentication-Request）/ＭＡＡ（Multimedia-Authentication-Answer）(S 1003)により、ＨＬＲ(131)から認証データを取得し、ＤＥＡ(Diameter-EAP-Answer)(S 1004)によりＴＴＧ(100)へ返信する。ＴＴＧ(100)は、ＤＥＡ(S 1004)の情報をIKE_AUTH(S 1005)によりＵＥ(140)へ通知し、再度ＵＥ(140),ＴＴＧ(100),ＡＡＡ(132)との間でやり取りする事によりＤＥＡ(S 1008)でユーザ認証が終了する。

その後、ＴＴＧ(100)は、ＡＡ-Ｒ(AA-Request)(S 1009)により、ＡＡＡ(132)へＡＰＮ(Access Point Name)情報と共にサービス承認要求を行う。ＡＡ-Ｒ(S 1009)を受信したＡＡＡ(132)は、ＳＡＲ(Server-Assignment-Request)/ＳＡＡ(Server-Assignment-Answer)(S 1010)により、ＨＬＲ(131)から加入者情報を取得する。

その際ＨＬＲ(131)は、移動体通信網経由で該当加入者が同一ＡＰＮにてＧＧＳＮ(110)を経由しセッション確立済みであれば、ＡＡＡ(132)へ確立済みＧＧＳＮ情報を通知する。ＡＡＡ(132)は該当ＧＧＳＮ情報と共にＡＡ-Ａ(AA-Answer)(S 1011)によりＴＴＧ(100)へ承認結果を通知する。なお、セッションが確立されていないときにはＧＧＳＮ情報は通知されないので、ＡＡＡ(132)からＴＴＧ(100)へはＧＧＳＮ情報は通知されない。

ＴＴＧ(100)はＡＡ-Ａ(S 1011)により得られたＧＧＳＮ情報を元に、当該ＧＧＳＮ(110)へC.P.C(Create PDP Context) req.（S 1012）によりＩＰアドレス割り当て要求を通知する。なお、ＡＡ-Ａ(S 1011)においてＡＡＡ(132)からＴＴＧ(100)にＧＧＳＮ情報が通知されないときは、該当加入者による新たなセッション確立であるので、ＴＴＧ(100)は自ら保持しているＧＧＳＮ情報よりＧＧＳＮを選択する。この場合、どのＧＧＳＮを選択しても問題ないため、ＴＴＧ(100)はラウンドロビン等によりＧＧＳＮを選択する。

ＴＴＧ(100)からこのC.P.C req.（S 1012）を受信したＧＧＳＮ(110)は、Radius(133)に対してAccess-Request(S 1013)によりＡＰＮ名と共に無線ＬＡＮ接続である事を通知する。このAccess-Request(S 1013)を受けたRadius(133)はＨＬＲ(131)を経由して、接続ＧＧＳＮ情報が更新された場合にはＳＧＳＮ(120)へMAP Insert Subscriber-Dataを用いて更新されたＧＧＳＮ情報の含まれるＶＬＲを通知する(S 1014)。

ＨＬＲ(131)は同一加入者が以前使っていたもしくは今使っているＧＧＳＮの情報を保持しており、従って、ＴＴＧ(100)から通知されたＧＧＳＮ情報が、ＨＬＲ(131)が保持している情報と同一の場合は更新不要であるが、ＴＴＧ(100)から通知されたＧＧＳＮ情報が、ＨＬＲ(131)が保持している情報と異なる場合は更新が必要となる。従って、Radius(133)がＨＲＬ(131)に格納されているＧＧＳＮ情報を更新した場合には、ＳＧＳＮ(120)が保持するＶＬＲ（ＨＬＲが保持する情報のコピー）も更新する。

ＳＧＳＮ(120)は、(S 1014)によるMAP Insert Subscriber-Dataに対する応答信号(S 1015)をＨＬＲ(131)経由でRadius(133)に通知し、Radius(133)は、Access-Request(S 1013)に対する応答信号をAccess-Accept(S 1016)によりＧＧＳＮ(110)へ送信する。

ＧＧＳＮ(110)はAccess-Accept(S 1016)受信後、該当加入者情報（ＩＭＳＩ：International Mobile Subscriber Identity）とＡＰＮをキーに保持セッションの検索を行う。同一加入者・ＡＰＮにてセッション確立済みであれば、確立済みセッションと同じＩＰアドレスを払い出し、ＴＴＧ(100)へC.P.C res.(S 1017)を返送する。同時に払い出しＩＰアドレス宛パケットの転送先をＴＴＧ(100)へ切り替える。

同一加入者・ＡＰＮにてセッションが確立されていない場合は新規セッションとなる為、ＧＧＳＮ(110)は、ＧＧＳＮ(110)が保有する端末向けアドレス払い出しプールからＩＰアドレスを選択して払い出す。また、引継ぎ元セッションが存在しない為、新規のセッションとして払い出しＩＰアドレス宛パケットの転送先をＴＴＧ(100)へ設定する。

ＴＴＧ(100)は、ＧＧＳＮ(110)からC.P.C res.(S 1017)を受信した後、ＵＥ(140)の間でIKE_AUTH(S 1018)〜IKE_AUTH(S 1020)の確立シーケンス応答によって、ＵＥ(140)とＴＴＧ(100)の間でIPsecトンネルを確立する。

つぎに、ＵＥ(140)が図２に示した無線ＬＡＮからのセッション確立処理済み状態で、移動体通信網での認証ならびにアタッチ処理を完了した後、無線ＬＡＮから移動体通信網へのハンドオーバーを行う場合、図３に示すように、ＵＥ(140)は、ＳＧＳＮ(120)へ通常の発信処理と同様にA.P.C(Activate PDP Context) req.(S 1030)により、移動通信網内でパケット通信を利用するための設定要求を送信する。

ＵＥ(140)からA.P.C req.(S 1030)を受信したＳＧＳＮ(120)は、該当加入者のＶＬＲを参照し、指定ＡＰＮでセッションを確立済みかどうか判断する。セッション確立済みの場合、ＶＬＲに保持しているＧＧＳＮ情報を参照し、該当ＧＧＳＮ(110)へC.P.C req.(S 1031)によりＩＰアドレス割り当て要求を送信する。

ＳＧＳＮ(120)からC.P.C req.(S 1031)を受信したＧＧＳＮ(110)は、Radius(133)に対してAccess-Request(S 1032)によりＡＰＮとＧＧＳＮ情報を通知し、Radius(133)はＨＬＲ(131)へ該当加入者のＡＰＮとＧＧＳＮ情報を通知する。Radius(133)はAccess-Accept(S 1033)をＧＧＳＮ(110)へ返送し、ＧＧＳＮ(110)は該当加入者情報（ＩＭＳＩ）とＡＰＮをキーに保持セッションの検索を行う。同一加入者・ＡＰＮにてセッション確立済みであれば、確立済みセッションと同じＩＰアドレスを払い出し、ＳＧＳＮ(120)へC.P.C res.(S 1034)を返信する。

なお、同一加入者・ＡＰＮにてセッションが確立されていないときには、新規セッションとなる為、ＳＧＳＮ(120)は、自ら保持しているＧＧＳＮ情報よりＧＧＳＮを適宜選択してC.P.C req.(S 1031)を送信し、ＧＧＳＮ(110)は、ＧＧＳＮ(110)が保有する端末向けアドレス払い出しプールからＩＰアドレスを選択して払い出し、ＳＧＳＮ(120)へC.P.C res.(S 1034)を返信する。

ＳＧＳＮ(120)は、ＵＥ(140)へA.P.C accept(S 1035)によりセッション確立完了を通知する。その結果、無線ＬＡＮからのハンドオーバーの場合には、ＵＥ(140)には、無線ＬＡＮにて使用していたＩＰアドレスと同一のＩＰアドレスがＳＧＳＮ(120)から通知される為、ＵＥ(140)は無線ＬＡＮにて確立していた通信を移動体通信網にても継続する事が可能となる。

また、移動体通信網から無線ＬＡＮへのハンドオーバー動作時には、移動体通信網でのセッション確立時に、Access-Request(S 1032)にてＡＰＮとＧＧＳＮ情報をRadius(133)経由でＨＬＲ(131)へ通知している為、無線ＬＡＮからのセッション確立動作（図２）の際のＡＡ-Ａ(S 1011)にて移動体通信網にて確立済みのＧＧＳＮ情報をＴＴＧ(100)へ通知する事ができる。

従って、ＴＴＧ(100)は移動体通信網と同一のＧＧＳＮ(110)へC.P.C req.(1012)を通知することができ、以降は移動体通信網へのハンドオーバー処理と同様にＧＧＳＮ(110)にて移動体通信網にて確立済みのセッションと同一アドレスを払い出す事で、移動体通信網から無線ＬＡＮへのセッションを継続したハンドオーバーを行う事が可能となる。

なお、上記実施形態においては、無線通信環境、通信方式として、移動体通信網の環境を3GPP CS、公衆網の環境を無線LANとして説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、移動体通信網の環境として、ＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)やその他の通信方式を採用することができ、また、公衆網の環境としても、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）やその他の通信方式を採用することができる。

移動体通信網と無線ＬＡＮとの間のハンドオーバーを実現する際の本発明の実施形態を示す関連ネットワーク構成図である。本実施形態において無線ＬＡＮからセッションを確立する場合の動作シーケンス図である。本実施形態において無線ＬＡＮから移動体通信網へハンドオーバーする場合の動作シーケンス図である。移動体通信網（３ＧＰＰ網）における端末からＧＧＳＮまでのプロトコルスタックを示す図である。無線ＬＡＮにおける端末(ＵＥ140)からＧＧＳＮ(110)までのプロトコルスタックを示す図である。

符号の説明

１００セキュリティゲートウェイ
１０１無線ＬＡＮ収容部
１０２ＧＧＳＮ通信部
１０３制御部
１１０ＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）
１２０ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）
１３０ HLR/AAA/Radius
１３１ＨＬＲ(Home Location Register)
１３２ＡＡＡ(Authentication, Authorization and Accounting)
１３３ Radius（Remote Authentication Dial In User Service）

Claims

移動体通信網と接続され、在圏する加入者情報をＶＬＲ(Visitor Location Register)として保持するとともに、加入者端末に対する前記移動体通信網内でのパケットサービスを提供する機能を有するアクセスサービスノードと、公衆網と接続され、前記加入者端末に対する該公衆網内でのパケットサービスを提供する機能を有するセキュリティゲートウェイと、前記アクセスサービスノードおよび前記セキュリティゲートウェイと外部ネットワークとの間に接続されてパケット転送ルートの設定を行う機能を有するゲートウェイノードと、加入者情報を格納するデータベースと、前記データベースと連携して認証・承認処理を行う認証サーバを備え、前記移動体通信網と前記公衆網間でのハンドオーバー機能を有する通信システムであって、
前記アクセスサービスノードは、加入者端末からパケット通信設定要求を受信したとき前記ＶＬＲを参照し、前記パケット通信設定要求で指定されたＡＰＮ(Access Point Name)と同一のＡＰＮに対応する前記ゲートウェイノードの情報が前記ＶＬＲに保持されているとき、該保持されているゲートウェイノードに対して前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を送信する機能を有しており、
前記セキュリティゲートウェイは、加入者端末からIPsec確立要求を受信したとき前記認証サーバに認証・承認要求を送信し、該認証・承認要求に対する前記認証サーバからの応答にゲートウェイノード情報が含まれているとき、該ゲートウェイノード情報で指定されたゲートウェイノードに対して前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を送信する機能を有しており、
前記ゲートウェイノードは、前記アクセスサービスノードまたは前記セキュリティゲートウェイから前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を受信したとき、加入者情報とＡＰＮをキーにセッション検索を行い、前記加入者端末が前記同一のＡＰＮを指定したセッションを保持しているとき、当該セッションと同一のＩＰアドレスを払い出す機能を有している、
ことを特徴とする通信システム。
前記ゲートウェイノードは、前記アクセスサービスノードから前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を受信したとき、前記認証サーバに前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報を通知する機能と、前記セキュリティゲートウェイから前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を受信したとき、前記認証サーバに前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報および公衆網接続である事を通知する機能を有しており、
前記認証サーバは、前記ゲートウェイノードから通知された前記加入者端末により指定されたＡＰＮおよび前記ゲートウェイノード情報を前記データベースに格納するとともに、前記公衆網接続の通知が含まれている前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報が更新されたとき、前記加入者端末により指定されたＡＰＮおよび前記ゲートウェイノード情報を前記データベース経由で前記アクセスサービスノードに通知する機能を有しており、
前記アクセスサービスノードは、前記認証サーバから前記ＡＰＮとゲートウェイノード情報の更新通知を受けて前記ＶＬＲを更新する機能を有している、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
前記移動体通信網はＧＰＲＳ(General Packet Radio Service)システムであり、前記アクセスサービスノードはＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）であり、前記ゲートウェイノードはＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）であることを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
前記公衆網は無線ＬＡＮであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
移動体通信網と接続され、在圏する加入者情報をＶＬＲ(Visitor Location Register)として保持するとともに、加入者端末に対する前記移動体通信網内でのパケットサービスを提供するアクセスサービスノードと、公衆網と接続され、前記加入者端末に対する該公衆網内でのパケットサービスを提供するセキュリティゲートウェイと、前記アクセスサービスノードおよび前記セキュリティゲートウェイと外部ネットワークとの間に接続されてパケット転送ルートの設定を行うゲートウェイノードと、加入者情報を格納するデータベースと、前記データベースと連携して認証・承認処理を行う認証サーバにより、前記移動体通信網と前記公衆網間においてＩＰレイヤでのハンドオーバーを行う方法であって、
前記加入者端末からパケット通信設定要求を受信したときに前記アクセスサービスノードが前記ＶＬＲを参照し、前記パケット通信設定要求で指定されたＡＰＮ(Access Point Name)と同一のＡＰＮに対応する前記ゲートウェイノードの情報が前記ＶＬＲに保持されているとき、該保持されているゲートウェイノードに対して前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を送信し、
前記加入者端末からIPsec確立要求を受信したときに前記セキュリティゲートウェイが前記認証サーバに認証・承認要求を送信し、該認証・承認要求に対する前記認証サーバからの応答にゲートウェイノード情報が含まれているとき、該ゲートウェイノード情報で指定されたゲートウェイノードに対して前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を送信し、
前記アクセスサービスノードまたは前記セキュリティゲートウェイから前記ＩＰアドレス割り当て要求を受信した前記ゲートウェイノードが加入者情報とＡＰＮをキーにセッション検索を行い、前記加入者端末が前記同一のＡＰＮを指定したセッションを保持しているとき、当該セッションと同一のＩＰアドレスを払い出す、
ことを特徴とする移動体通信網と公衆網間でのハンドオーバー方法。
前記ゲートウェイノードは、前記アクセスサービスノードから前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を受信したとき、前記認証サーバに前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報を通知し、前記セキュリティゲートウェイから前記加入者端末へのＩＰアドレス割り当て要求を受信したとき、前記認証サーバに前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報および公衆網接続である事を通知し、
前記認証サーバは、前記ゲートウェイノードから通知された前記加入者端末により指定されたＡＰＮおよび前記ゲートウェイノード情報を前記データベースに格納するとともに、前記公衆網接続の通知が含まれている前記加入者端末により指定されたＡＰＮと当該ゲートウェイノード情報が更新されたとき、前記加入者端末により指定されたＡＰＮおよび前記ゲートウェイノード情報を前記データベース経由で前記アクセスサービスノードに通知し、
前記アクセスサービスノードは、前記認証サーバから前記ＡＰＮとゲートウェイノード情報の更新通知を受けたとき前記ＶＬＲを更新する、
ことを特徴とする請求項５に記載の移動体通信網と公衆網間でのハンドオーバー方法。