JP4977315B2 - 移動通信網システム及び移動通信方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、移動通信網システム及び移動通信方法に関し、特に、移動通信網が外部網と移動端末との間に専用線接続機能を提供する移動通信網システム及び移動通信方法に関する。
背景技術
移動通信網が外部網と移動端末との間に専用線接続機能を提供する従来技術としては、ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）や３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において規定された移動通信技術であるＧＰＲＳ（ＧＥＮＥＲＡＬ ＰＡＣＫＥＴ ＲＡＤＩＯ ＳＥＲＶＩＣＥ）がある。ＧＰＲＳは端末の移動をサポートするとともに、移動端末を特定の外部網に接続する専用線接続機能を提供する。
また、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ：インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース）において開発された移動制御技術としてＭｏｂｉｌｅ ＩＰ（モバイル・アイピー）（ＲＦＣ２００２）が、プライベート網技術としてＩＰＳＥＣ（アイ・ピー・セック）等がある。これらの技術を組み合わせることにより、端末の移動をサポートし、移動端末と外部網との間に専用線接続を実現できる。
また、移動端末を外部網に接続するため移動通信網のコア網に仮想プライベート網技術を使用するという技術提案があり、その一例としては、例えば、
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｅｔ／ｔｒｅｅｖｉｅｗ／ｄｅｆａｕｌｔ．ａｓｐ？ｕｒｌ＝／ＴｅｃｈＮｅｔ／ｉｔｓｏｌｕｔｉｏｎｓ／ｎｅｔｗｏｒｋ／ｄｅｐｌｏｙ／ｄｅｐｏｖｇ／ｉｅｅｅ８０２．ａｓｐに公開されているものがある。
しかし、上述した従来の技術においては、以下に述べるような種々の問題点があった。
上述した従来のＧＰＲＳでは、外部網とのゲートウェイと移動端末との間にトンネルを設定し、全ての通信はこのトンネルを介して行われている。移動端末間で通信を行う場合、移動端末が送信したパケットはトンネルを介して外部網とのゲートウェイに送信され、再び外部網とのゲートウェイからトンネルを介して通信相手の移動端末に折り返し送信される。
このため従来の技術では、パケットの遅延が大きく、また移動通信網内の帯域を浪費するため回線の使用効率が悪いという問題があった。
また、複数の移動端末へのマルチキャスト通信の場合も、外部網とのゲートウェイにおいて移動端末のトンネル毎にマルチキャストパケットがコピーされて送信されるため、網内の帯域を浪費し、回線の使用効率が悪いという問題があった。
一方、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰとＩＰＳＥＣを使用したＩＰベースの移動通信網の場合、移動網と外部網はＩＰ網であることが前提である。このフラットなＩＰ網上でまず、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰにより端末の移動がサポートされる。そして、さらに専用線接続機能を提供するために、移動通信網と外部網との間にはゲートウェイが配置され、移動端末とゲートウェイの間にＩＰＳＥＣによりトンネルが設定される。
このように、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰとＩＰＳＥＣを使用したＩＰベースの移動通信網において専用線接続機能を提供する場合、全てのパケットがトンネルを介してやり取りされるため、この構成ではＧＰＲＳの場合と同様の問題が生じる。
なお、別の構成として、移動端末間で通信を行う場合は、移動端末間にＩＰＳＥＣのトンネルを直接設定し、ゲートウェイを介した折り返し通信を行なわずに済むようにすることも可能である。ただし、この構成ではマルチキャスト通信の場合の問題は解決できない。また、通信相手の移動端末が多い場合、トンネルの管理の手間が多いという問題がある。
また、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰやＩＰＳＥＣを使用したＩＰベースの移動通信網の場合、移動通信網内のノードに外部から自由にアクセス可能であるためセキュリティ機能が必要である。例えば、無線アクセスポイント間でハンドオーバーを行う場合は無線アクセスポイント間のハンドオーバー要求やハンドオーバー通知のパケットは認証を行う必要があり、このためには無線アクセスポイント間に認証用のセキュリティアソシエーションをあらかじめ確立しておく必要がある。このような手法は無線アクセスポイントの数が増えてくると、セキュリティアソシエーションの管理が煩雑になるという問題がある。
また、移動通信網のコア網に仮想プライベート網技術を使用し、外部網への接続を提供する場合、従来技術では端末の移動時にプライベート網接続が途切れるという問題がある。
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、その第１の目的は、移動端末で通信を行う場合の回線使用効率の改善を実現する移動通信網システム及び移動通信方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、移動端末のマルチキャストの通信において、回線使用効率の改善を実現する移動通信網システム及び移動通信方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、移動端末間またはノード間でセキュリティアソシエーションを確立する手間が不要となる移動通信網システム及び移動通信方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、移動端末がハンドオーバーする際に移動端末と外部網との専用線接続が途切れることなく継続できる移動通信網システム及び移動通信方法を提供することにある。
発明の開示
上記目的を達成するたに、本発明は、移動通信網と、複数の外部網と、複数の移動端末と、複数のゲートウェイと、複数の無線アクセスポイントとから構成され、ゲートウェイが外部網と移動通信網とを接続し、無線アクセスポイントは移動端末を移動通信網に接続する構成の移動通信網システムにおいて、移動通信網内の移動端末間でパケットを送受信する場合、外部網を介することなく、移動通信網上に用意された外部網毎に対応する仮想網を介して通信することを特徴とする。
本発明によれば、移動端末間で通信を行う場合、同一無線アクセスポイント配下に各移動端末がいるときは、無線アクセスポイントで折り返して通信を行い、同一アクセス網配下に各移動端末がいるときは、アクセス網を介して通信を行い、別のアクセス網配下に各移動端末がいるときは、コア網を経由して通信を行うことができるので、パケットを外部網ゲートウェイを介して転送する必要がなくなりコア網、アクセス網の回線使用効率が改善される。
また、マルチキャストの通信に関しても従来技術では外部網ゲートウェイにおいてマルチキャストパケットを受信する移動端末の数だけマルチキャストパケットがコピーされ移動端末へのトンネル上を転送されていたため回線利用効率が悪かったが、本発明ではコア網やアクセス網上のパケットはマルチキャストを使用して転送されるため効率が改善される。
また、本発明の他の移動通信網システムでは、移動通信網は外部網の各々に対応する仮想網を提供する手段を備え、ゲートウェイは外部網を対応する仮想網に接続する手段を備え、移動端末は任意の外部網用のセッションを無線アクセスポイントとの間に設定する手段を備える。さらに、無線アクセスポイントは任意のセッションから受信したパケットを、当該セッションに対応する外部網用に用意された仮想網に転送する手段と、任意の外部網に対応する仮想網から受信したパケットを、当該パケットのあて先である移動端末が外部網用に設定したセッションに転送する手段とを備える。そして、移動端末と外部網との間に専用線接続を提供し、移動通信網内の移動端末間でパケットを送受信する場合、移動通信網上に用意された外部網用の仮想網を介して通信する。
以上の構成と手段により、移動端末と外部網との間でパケット送受信が可能となり、さらに、同じ外部網に接続される移動端末同士で通信を行う場合、移動端末からその外部網用のセッションを介して送信されたパケットは無線アクセスポイントを出た後は、その外部網用の仮想網を経由して、通信相手の移動端末が接続されている無線アクセスポイントへ直接転送される。そして、通信相手の移動端末がその外部網用に設定したセッションを介して通信相手の移動端末へ届けられる。また、マルチキャストパケットはその外部網用の仮想網の上を通常のマルチキャストパケットとして送信され、無線アクセスポイントに到達した後、その外部網用のセッションを介して移動端末に届けられることとなる。
本発明の他の移動通信網システムでは、無線アクセスポイントは、移動端末が、現在接続されている現無線アクセスポイントから新たな無線アクセスポイントへハンドオーバーする場合、移動端末が設定した全てのセッションの情報を、新たな無線アクセスポイントへ転送する手段と、現無線アクセスポイントから転送されてきた移動端末が設定した全てのセッションの設定情報を取得する手段を備えている。
本発明によれば、移動端末がハンドオーバーする際に移動端末と外部網との専用線接続が途切れることなく継続できる。
また、本発明の他の移動通信網システムでは、移動通信網内に移動管理ノードが配置され、この移動管理ノードは外部網毎に用意された複数の仮想移動管理ノードから構成される。そして、仮想移動管理ノードの各々には、対応する外部網用に用意された仮想網との間でのみパケットの送受信を行う手段が備えられている。さらに、移動端末には、接続する外部網に対応する仮想移動管理ノードに位置情報を通知する手段が備えられている。また、仮想移動管理ノードの各々には、移動端末から通知された位置情報を保持する手段と、移動端末をあて先とするパケットを受信した場合、そのパケットを移動端末から通知された位置に転送する手段とが備えられている。このような構成により、外部網の各々に対応して移動通信網上に容易された仮想網は、移動端末の位置を管理することができるようになる。
さらに、本発明の他の移動通信網システムでは、移動通信網に制御・管理用仮想網が備えられている。そして、移動通信網には、無線アクセスポイントや移動管理ノードを含む移動通信網内に配置されているノードが、互いの間でやり取りする制御用や管理用のパケットを制御管理用仮想網を介して送受信する手段と、制御管理用仮想網以外から受信した制御用や管理用のパケットを拒否する手段がさらに備えられている。
また、本発明によれば、仮想コア網、仮想アクセス網がプライベート網を形成するため、移動端末間でセキュリティアソシエーションを確立する手間が不要となる。
さらに、本発明によれば、移動通信網上のノード間の通信も制御管理用の仮想コア網、仮想アクセス網により保護されるため、ノード間でセキュリティアソシエーションを確立する手間が不要となる。
発明を実施するための最良な形態
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は網全体の構成を示す。網全体は、複数の外部網ＥＸ１、ＥＸ２、ＥＸ３とこれに接続される移動通信網ＭＮＷ、そして移動通信網ＭＮＷを介して１つ以上の外部網に接続される複数の移動端末Ｘ、Ｙ、Ｚから構成される。なお、外部網の数や移動端末の数は特定の数に限定されない。
移動通信網ＭＮＷは、コア網ＣＮと、複数のアクセス網ＡＮａ、ＡＮｂ、ＡＮｃと、複数の無線ドロップ回線と、複数の有線ドロップ回線、コア網ＣＮと外部網を接続する外部網ゲートウェイＥＧＷ１、ＥＧＷ２、ＥＧＷ３と、コア網ＣＮとアクセス網を接続するアクセス網ゲートウェイＡＧＷａ、ＡＧＷｂ、ＡＧＷｃと、アクセス網と無線ドロップ回線とを接続する無線アクセスポイントＡＰａ１、ＡＰａ２、ＡＰｂ１、ＡＰｂ２と、アクセス網と有線ドロップ回線とを接続する無線アクセスポイントＡＰｃ１、ＡＰｃ２とから構成される。なお、アクセス網の数、無線アクセスポイントの数は特定の数に限定されない。
図２はコア網ＣＮの論理的な構成を示す。コア網ＣＮは、マルチプロトコルラベルスイッチングなどの既存の仮想プライベート網技術を使用しており、物理的なコア網ＣＮ上に複数の仮想コア網が多重されている。この例では外部網（１）用仮想コア網ＶＣＮ１、外部網（２）用仮想コア網ＶＣＮ２、外部網（３）用仮想コア網ＶＣＮ３、制御管理用仮想コア網ＶＣＮＳが多重されている。
図３はアクセス網の論理的な構成を示す。アクセス網は、マルチプロトコルラベルスイッチングなどの既存の仮想プライベート網技術を使用しており、物理的なアクセス網ＡＮａ上に、複数の仮想アクセス網が多重されている。この例では外部網（１）用仮想アクセス網ＶＡＮａ１、外部網（２）用仮想アクセス網ＶＡＮａ２、外部網（３）用仮想アクセス網ＶＡＮａ３、制御管理用仮想アクセス網ＶＡＮａＳが多重されている。
図４は無線ドロップ回線または有線ドロップ回線の論理的な構成を示す。物理的なドロップ回線ＬＤ上には、通信用チャネルＣＨ１と認証用チャネルＣＨ２とが多重される。通信用チャネルＣＨ１上には、各移動端末と各外部網との間のセッションが多重される。ここでは、移動端末（ｘ）Ｘと外部網（１）ＥＸ１との間のセッションＳｘ１、移動端末（ｘ）Ｘと外部網（２）ＥＸ２との間のセッションＳｘ２、移動端末（ｙ）Ｙと外部網（１）ＥＸ１との間のセッションＳｙ１が通信用チャネルＣＨ１上に多重されている。
認証用チャンネルＣＨ２と通信用チャンネルＣＨ１の識別と多重分離に関しては、ドロップ回線ＬＤのリンク技術がこのための専用の仕組みを用意していればそれを利用する。また、リンク技術がそのような仕組みを用意していない場合、コネクション指向型のリンク技術の場合は、コネクション識別子を利用して認証用チャネルＣＨ２と通信用チャネルＣＨ１を多重し、コネクションレス型のリンク技術の場合は、パケットタイプ識別子等を利用して認証用チャネルＣＨ２と通信用チャネルＣＨ１を多重する。
また、移動端末と外部網との間のセッションの識別と多重分離に関しては、リンク技術がこのための専用の仕組みを用意していればそれを利用する。また、リンク技術がそのような仕組みを用意していない場合、コネクション指向型のリンク技術の場合は、コネクション識別子を利用してセッションを多重分離し、コネクションレス型のリンク技術の場合は、パケットタイプ識別子や仮想ネットワーク識別子等を利用してセッションを多重分離する。
図５は外部網ゲートウェイの構成を示す。外部網ゲートウェイＥＧＷ１は、外部網側送受信機ＴＲ０１、外部網ゲートウェイ機能ＥＧＦ、外部網ゲートウェイ管理機能ＥＧＣＦ、仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸ１、コア網側送受信機ＴＲ０２から構成される。
外部網側送受信機ＴＲ０１は、外部網ＥＸ１と接続され、パケットの送受信を行う。コア網側送受信機ＴＲ０２は、コア網ＣＮと接続され、パケットの送受信を行う。
仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸ１は、コア網側送受信機ＴＲ０２から入力されたパケットを仮想コア網毎に分離し、接続されている外部網ＥＸ１に対応する外部網（１）用仮想コア網ＶＣＮ１上を転送されてきたパケットを外部網ゲートウェイＥＧＦに入力し、また、制御管理用仮想コア網ＶＣＮＳを転送されてきたパケットを外部網ゲートウェイ管理機能ＥＧＣＦに入力する。
また、仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸ１は、外部網ゲートウェイＥＧＦから入力された対応する外部網（１）用仮想コア網ＶＣＮ１に転送し、外部網ゲートウェイ管理機能ＥＧＣＦから入力されたパケットを制御管理用仮想コア網ＶＣＮＳに転送し、これらの仮想コア網を多重してコア網側送受信機ＴＲ０２に出力する。
外部網ゲートウェイ機能ＥＧＦは、外部網ＥＸ１とコア網ＣＮとの間のパケットのルーティングやフィルタリングを行う。
外部網ゲートウェイ管理機能ＥＧＣＦは、外部網ゲートウェイ機能ＥＧＦへの経路設定やフィルタリングの設定を行う。
図６にアクセス網ゲートウェイの構成を示す。アクセス網ゲートウェイＡＮＧａは、コア網側送受信機ＴＲ０３ａ、仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸａ、外部網（１）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ１ａ、外部網（２）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ２ａ、外部網（３）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ３ａ、制御管理用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷＳａ、仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ１ａ、アクセス網側送受信機ＴＲ０４ａ、から構成される。
コア網側送受信機ＴＲ０３ａは、コア網ＣＮと接続され、パケットの送受信を行う。アクセス網側送受信機ＴＲ０４ａは、アクセス網ＡＮａと接続され、パケットの送受信を行う。
仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸａは、コア網側送受信機ＴＲ０３ａから入力されたパケットを仮想コア網毎に分離し、外部網（１）用仮想コア網ＶＣＮ１から受信したパケットは外部網（１）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ１ａに出力し、外部網（２）用仮想コア網ＶＣＮ２、外部網（３）用仮想コア網ＶＣＮ３、管理制御用仮想コア網ＶＣＮＳについても同様の処理を行う。
また、仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸａは、外部網（１）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ１ａから入力されたパケットを外部網（１）用仮想コア網上ＶＣＮ１に出力し、外部網（２）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ２ａ、外部網（３）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ３ａ、制御管理用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷＳａについても同様の処理を行い、各仮想コア網を多重して、コア網側送受信機ＴＲ０３ａに出力する。
仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ１ａは、アクセス網側送受信機ＴＲ０４ａから入力されたパケットを仮想アクセス網毎に分離し、外部網（１）用仮想アクセス網ＶＡＮａ１から受信したパケットは外部網（１）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ１ａに出力し、外部網（２）用仮想アクセス網ＶＡＮａ２、外部網（３）用仮想アクセス網ＶＡＮａ３、管理制御用仮想アクセス網ＶＡＮａＳについても同様の処理を行う。
また、仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ１ａは、外部網（１）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ１ａから入力されたパケットを外部網（１）用仮想アクセス網上ＶＡＮａ１に出力し、外部網（２）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ２ａ、外部網（３）用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷ３ａ、制御管理用仮想アクセス網ゲートウェイＶＡＧＷＳａについても同様の処理を行い、各仮想アクセス網を多重して、アクセス網側送受信機ＴＲ０４ａに出力する。
外部網（１）用仮想アクセス網ゲートウェイ機能ＶＡＧＷ１ａは、外部網（１）用仮想コア網ＶＣＮ１と外部網（１）用仮想アクセス網ＶＡＮａ１との間のパケットのルーティングやフィルタリングを行う。外部網（２）用仮想アクセス網ゲートウェイ機能ＶＡＧＷ２ａ、外部網（３）用仮想アクセス網ゲートウェイ機能ＶＡＧＷ３ａについても同様である。
制御管理用仮想アクセス網ゲートウェイ機能ＶＡＧＷＳａは、上述した機能に加えて、各仮想アクセス網ゲートウェイ機能ＶＡＧＷａ１、ＶＡＧＷａ２、ＶＡＧＷａ３への経路設定やフィルタリングの設定を行う。
図７に移動端末の構成を示す。移動端末Ｘは、無線送受信機ＴＲ０５、チャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ１、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ１、セッション多重分離機能ＳＭＵＸ、端末認証機能ＴＡＵＴＨ２、複数のホーム網との通信エンティティＥＮＴ１、ＥＮＴ２から構成される。
無線送受信機ＴＲ０５は、無線ドロップ回線との間でパケットの送受信を行う。
チャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ１は、無線ドロップ回線上の認証用チャネルＣＣＨと通信用チャネルＴＣＨの多重分離を行う。認証用チャネルＣＣＨ上のパケットは、端末認証機能ＴＡＵＴＨ２との間で送受され、通信用チャネルＴＣＨ上のパケットはパケット認証機能ＰＡＵＴＨ１との間で送受される。
端末認証機能ＴＡＵＴＨ２は、図８に示す移動通信網情報管理テーブルと図９に示すホーム網情報管理テーブル、図１０に示すセッション情報管理テーブルを有する。
図８に示される移動通信網情報管理テーブルは、端末ＩＤ１１０と移動通信網−移動端末間セキュリティアソシエーション１１１を持つ。端末ＩＤ１１０は、移動通信網内で端末を一意に識別するＩＤである。移動通信網−移動端末間セキュリティアソシエーション１１１とは、移動通信網と移動端末間との間で相互に認証を行うための情報である。これらの情報はあらかじめ移動端末Ｘに設定されているものとする。
図９に示されるホーム網情報管理テーブルは、ホーム網ＩＤ２１０とホーム網用端末ＩＤ２２０とホーム網−移動端末間セキュリティアソシエーション２３０の組からなる情報を１つ以上持つ。ホーム網ＩＤ２１０は、ホーム網を一意に識別するＩＤである。端末ＩＤ２２０は、ホーム網内で端末を一意に識別するＩＤである。ホーム網−移動端末間セキュリティアソシエーション２３０とは、ホーム網と移動端末間との間で認証を行うための情報である。これらの情報はあらかじめ移動端末Ｘに設定されているものとする。
図１０に示されるセッション情報管理テーブルは、ホーム網ＩＤ３１０と無線アクセスポイントＩＤ３２０と無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーション３３０とセッションＩＤ３４０とリンク情報３５０の組からなる情報を１つ以上を持つ。
これらの情報は、移動端末Ｘが後述の端末認証を行ったときに設定される。無線アクセスポイントＩＤ３２０は、端末が現在接続されている無線アクセスポイントのＩＤである。無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーション３３０とは、無線アクセスポイントと端末間で送受されるパケットのうち認証要求や認証応答以外のパケットを認証するための情報である。セッションＩＤ３４０は、無線アクセスポイントの間に設定されたセッションを識別するＩＤであり、セッションはホーム網との通信毎に用意される。リンク情報３５０とは、このセッションの識別や多重分離のために使用するリンク固有の情報である。リンク情報３５０は、使用するリンク技術に依存し、コネクション識別子、仮想プライベート網識別子などである。
パケット認証機能ＰＡＵＴＨ１は、チャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ１から入力されたパケットを、前述の無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーション３３０に基づき認証し、認証されたパケットのみをセッション多重分離機能ＳＭＵＸへ出力する。
また、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ１は、セッション多重分離機能ＳＭＵＸから入力されたパケットに前述の無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーション３３０に基づき認証コードを付加して、チャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ１に入力する。
セッション多重分離機ＳＭＵＸは、前述のリンク情報３５０に基づき、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ１から入力されたパケットがどのセッションに属するかを判定し、対応するホーム網の通信エンティティＥＮＴ１またはＥＮＴ２へ渡す。また、セッション多重分離機能ＳＭＵＸは、ホーム網の通信エンティティＥＮＴ１及びＥＮＴ２から渡されたパケットを対応するセッションのリンク情報３５０を用いて送信するように設定し、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ１へ出力する。
次に、図１３を用いて端末認証の手順を説明する。
端末認証機能ＴＡＵＴＨ２は、移動端末Ｘがホーム網と通信を開始するときに、図１１に示す認証要求パケット４００を生成し、無線アクセスポイントに送信する。認証要求パケットの生成に際して、移動端末Ｘが最初に移動通信網に接続する場合、移動端末は旧無線アクセスポイントＩＤ４０１には何も設定しない。また、以前接続されていた無線アクセスポイントがある場合、移動端末は旧無線アクセスポイントＩＤ４０１にその無線アクセスポイントのＩＤ３２０を設定する（ステップＳ１３１）。
また、認証要求パケットの移動端末ＩＤ４０２、ホーム網ＩＤ４０４、ホーム網用移動端末ＩＤ４０５には移動通信網情報管理テーブル（図８）、ホーム網情報管理テーブル（図９）に基づき適切な情報が設定される。さらに、移動通信網用移動端末認証コード４０３には移動通信網−移動端末間セキュリティアソシエーション１０１に基づき、移動通信網が移動端末を認証するために必要な情報が設定され、ホーム網用移動端末認証コード４０６にはホーム網−移動端末間セキュリティアソシエーション２３０に基づき、ホーム網が移動端末Ｘを認証するために必要な情報が設定される。上記のように値を設定して認証要求パケット４００を生成し（ステップ１３２）、無線アクセスポイントに送信する（ステップ１３３）。
これに対して、無線アクセスポイントは図１２に示す認証応答パケットを返信する。返信された認証応答パケットを受信し（ステップ１３４）、認証応答パケットに設定されている認証結果５０２が成功であれば、認証応答パケットに設定されている無線アクセスポイントＩＤ５０１、無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーションの情報５０６とセッションＩＤ５０７、リンク情報５０８はセッション情報管理テーブルに保存される（ステップ１３５）。
図１４は無線アクセスポイントの構成である。無線アクセスポイントＡＰａ１は、アクセス網側送受信機ＴＲ０６ａ、仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ２ａ、セッション−外部網マッピング機能ＭＡＰ１、無線アクセスポイント制御管理機能ＡＰＭ１、端末認証機能ＴＡＵＴＨ１、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ２、セッション情報ハンドオーバー機能ＨＯＦ１、セッション情報管理テーブルＳＭＴ１、チャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ２、無線送受信機ＴＲ０７ａから構成される。
アクセス網側送受信機ＴＲ０６ａは、アクセス網ＡＮａと接続され、パケットの送受信を行う。
無線送受信機ＴＲ０７ａは、無線ドロップ回線との間でパケットの送受信を行う。
仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ２ａは、アクセス網側送受信機ＴＲ０６ａから入力されたパケットを仮想アクセス網毎に分離し、外部網（１）用仮想アクセス網ＶＡＮａ１、外部網（２）用仮想アクセス網ＶＡＮａ２、外部網（３）用仮想アクセス網ＶＡＮａ３上のパケットをセッション−外部網マッピング機能ＭＡＰ１に入力し、管理制御用仮想コア網ＶＡＮａＳ上のパケットを無線アクセスポイント制御管理機能ＡＰＭ１に入力する。
また、仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ２ａは、セッション−外部網マッピング機能ＭＡＰ１から入力された外部網（１）用仮想アクセス網ＶＡＮａ１、外部網（２）用仮想アクセス網ＶＡＮａ２、外部網（３）用仮想アクセス網ＶＡＮａ３向けのパケットと、無線アクセスポイント制御管理機能ＡＰＭ１から入力された制御管理用仮想アクセス網ＶＡＮａＳ向けのパケットを、各仮想アクセス網上に多重して、アクセス網側送受信機ＴＲ０６ａに出力する。
チャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ２は、無線送受信機ＴＲ０７ａから入力された信号をチャネル毎に分離し、通信用チャネルをパケット認証機能ＰＡＵＴＨ２に入力し、認証用チャネルを端末認証機能ＴＡＵＴＨ１に入力する。また、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ１から入力されたパケットを通信用チャネル上に多重し、端末認証機能ＴＡＵＴＨ１から入力されたパケットを認証用チャネル上に多重して無線送受信機ＴＲ０７ａへ出力する。
セッション情報管理テーブルＳＭＴ１は、図１５に示す内容を保持する。移動端末ＩＤ６１０とその端末が接続している外部網ＩＤ６２０、移動端末からのパケットを認証するための無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーション６３０、移動端末と外部網との間のセッションを識別するセッションＩＤ６４０、セッションを識別するためのリンク情報６５０であり、意味は移動端末に設定されたものと同じである。これらの情報は移動端末が最初に網に接続し、端末認証を行ったときに、端末認証機能により後述の手順に基づき設定される。
パケット認証機能ＰＡＵＴＨ２は、チャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ２から入力されたパケットを、図１５に示すセッション情報管理テーブル６００に保持されている無線アクセスポイント移動端末間認証用セキュリティアソシエーション６３０に基づき認証し、セッション−外部網マッピング機能ＭＡＰ１へ出力する。
また、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ２は、セッション−外部網マッピング機能ＭＡＰ１から入力されたパケットに対して、図１５に示されるセッション情報管理テーブル６００に保持されている無線アクセスポイント移動端末間認証用セキュリティアソシエーション６３０に基づき認証用コードを付加した上でチャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ２に出力する。
セッション−外部網マッピング機能ＭＡＰ１は、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ２から入力されたパケットをチェックし、図１５に示されるセッション情報管理テーブル６００に保持されているリンク情報６５０に基づきセッションを識別する。そして、このセッション対応する外部網ＩＤ６２０に基づき、適切な外部網用の仮想アクセス網に振り分け、仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ２ａに入力する。
また、セッション−外部網マッピング機能ＭＡＰ１は、仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ２ａから入力されたパケットをチェックし、図１５に示したセッション情報管理テーブル６００に保持されている外部網ＩＤ６２０と移動端末ＩＤ６１０に基づきセッションを識別する。そして、このセッションに対応する適切なリンク情報を使用して送信するように設定し、パケット認証機能ＰＡＵＴＨ２へ出力する。
なお、移動端末から受信したパケットのあて先の移動端末が同じ無線アクセスポイント配下にいる場合は、セッション−外部網マッピング機能ＭＡＰ１はパケットをそのまま折り返して送信する。
無線アクセスポイント制御管理機能ＡＰＭ１は、端末認証機能ＴＡＵＴＨ１とセッション情報ハンドオーバー機能ＨＯＦ１から入力されたパケットを仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ２ａに出力し、仮想アクセス網多重分離機能ＡＭＵＸ２ａから入力されたパケットを分離して、端末認証機能ＴＡＵＴＨ１とセッション情報ハンドオーバー機能ＨＯＦ１に出力する。
図２０に示すフローチャートを用いて、端末認証の手順を説明する。
端末認証機能ＴＡＵＴＨ１は、移動端末から受信した図１１に示す認証要求パケットをチャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ２から入力されると、図１６に示す認証要求パケットを生成し、移動網認証サーバに送信するために無線アクセスポイント制御管理機能ＡＰＭ１に出力する。
また、端末認証機能ＴＡＵＨ１は、移動通信網認証サーバから受信した図１７に示す認証応答パケットを無線アクセスポイント制御管理機能ＡＰＭ１から入力されると、認証応答パケットの認証結果８０２が成功であれば、まず、この移動端末Ｘと外部網６２０の間のセッション用のＩＤを決定し、このセッションに利用するリンク情報６５０を決定する。
そして、端末認証機能ＴＡＵＴＨ１は、認証応答パケットの内容を、図１５に示したセッション情報管理テーブル６００の対応するフィールドに保存し、生成したセッションＩＤとリンク情報をもセッション情報管理テーブル６００の対応するフィールドに保存する。さらに、このとき端末認証機能ＴＡＵＴＨ１は、図１２に示す認証応答パケットを生成し、端末に送信するため、チャネル多重分離機能ＣＨＭＵＸ２へ出力する。
図２１のフローチャートを用いてセッション情報の転送手順の一部について説明する。
セッション情報ハンドオーバー機能ＨＯＦ１は、移動端末が別の無線アクセスポイント配下に移動する場合、セッション情報テーブル（図１５）に保存されているその端末のセッション情報（移動端末ＩＤ６１０、外部網ＩＤ６２０、無線アクセスポイント移動端末間認証用セキュリティアソシエーション６３０、セッションＩＤ６４０、リンク情報６５０）を元に図１８に示すセッション情報通知パケットを生成し、移動端末の移動先の無線アクセスポイントに送信するため、無線アクセスポイント制御管理機能ＡＰＭ１に出力する。
また、セッション情報ハンドオーバー機能ＨＯＦ１は、別の無線アクセスポイントから図１８に示すセッション情報通知パケット９００を受信すると、移動端末ＩＤ９０２、外部網ＩＤ９０３、無線アクセスポイント移動端末間認証用セキュリティアソシエーション９０４、セッションＩＤ９０５、リンク情報９０６をセッション情報管理テーブル（図１５）に保存する。
図２０のフローチャートを用いてセッション情報の転送手順の一部について説明する。
端末認証機能ＴＡＵＴＨ１は、移動端末Ｘからの認証要求パケット７００に旧無線アクセスポイントＩＤが設定されている場合は、前述の認証手順を行う代わりに、セッション情報ハンドオーバー機能ＨＯＦ１にこれを通知する。セッション情報ハンドオーバー機能ＨＯＦ１は図１９に示すセッション情報ハンドオーバー要求パケット９００を生成し、旧無線アクセスポイントに対して送信する。
セッション情報ハンドオーバー機能ＨＯＦ１は、図１９に示すセッション情報ハンドオーバー要求パケット１０００を受信すると、前述の手順で図１９に示すセッション情報ハンドオーバー通知パケットを送信する。
なお、無線アクセスポイントの場合、無線送受信機ＴＲ０７ａが有線回線用の送受信機となる他は無線アクセスポイントと同じ構成であるため説明を省略する。
図２２に移動通信網認証サーバの構成を示す。移動通信網認証サーバＭＡＳ１は、送受信機ＴＲ０８、仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＭ、端末認証機能ＴＡＵＴＨ、外部網判定機能ＥＤＥＣ１、ホーム認証サーバ通信機能ＨＡＳＣ１から構成される。
送受信機ＴＲ０８は、コア網ＣＮとの間でパケットの送受信を行う。
仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＭは、送受信機ＴＲ０８から入力されたパケットを仮想コア網毎に分離し、外部網（１）用仮想コア網ＶＣＮ１、外部網（２）用仮想コア網ＶＣＮ２、外部網（３）用仮想コア網ＶＣＮ３から受信したパケットは、ホーム認証サーバ通信機能ＨＡＳＣ１へ出力し、制御管理用仮想コア網ＶＣＮＳから受信したパケットを端末認証機能ＴＡＵＴＨへ出力する。
また、ホーム認証サーバ通信機能ＨＡＳＣ１から入力された外部網（１）用仮想コア網ＶＣＮ１、外部網（２）用仮想コア網ＶＣＮ２、外部網（３）用仮想コア網ＶＣＮ３向けのパケットと、端末認証機能ＴＡＵＴＨから入力された管理制御用仮想コア網ＶＣＮＳ向けのパケットとを仮想網毎に多重し、送受信機能ＴＲ０８へ出力する。
図２７に示すフローチャートを用いて端末認証関連のパケットの処理を説明する。
端末認証機能ＴＡＵＴＨは、図２３に示す端末情報管理テーブルを保持している。端末認証機能ＴＡＵＴＨは、無線アクセスポイントまたは無線アクセスポイントから受信した図１６に示す認証要求パケット７００を仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＭから入力されると、図２３の端末情報管理テーブルの端末ＩＤ１１１０と移動通信網−移動端末間セキュリティアソシエーション１１２０に基づき、このパケットを認証する。認証が成功すれば移動通信網において移動端末が認証されたことになる。
また、このとき端末認証機能ＴＡＵＴＨは、外部網判定機能ＥＤＥＣ１にホーム網ＩＤに対応する外部網ＩＤ問い合わせる。外部網判定機能ＥＤＣ１は、図２４に示すホーム網−外部網対応テーブルを保持しており、これに基づき外部網ＩＤ１２２０を返答する。さらに、このとき端末認証機能ＴＡＵＴＨはホーム網認証サーバ通信機能ＨＡＳＣ１にホーム網への移動端末の認証を依頼する。
これに対しホーム網認証サーバ通信機能ＨＡＳＣ１は、図２５に示す認証要求パケット１３００を生成し、ホーム網の認証サーバに送信するため対応する外部網用仮想コア網を選択し、仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＭへ出力する。
これに対し、ホーム認証サーバはホーム網用移動端末ＩＤとホーム網において保持しているホーム網−移動端末間セキュリティアソシエーションに基づきパケットを認証し、図２６に示す認証応答パケット１４００を返信する。
ホーム網認証サーバ通信機能ＨＡＳＣ１は、図２６に示す認証応答パケット１４００を仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＭから入力されると、これを端末認証機能ＴＡＵＴＨへ出力する。この時点で移動端末は移動通信網とホーム網の両方に認証されたことになる。
端末認証機能ＴＡＵＴＨは、無線アクセスポイントと移動端末間でパケットを認証するために使用する無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーションを作成し、図１７に示す認証応答パケット８００を生成し、無線アクセスポイントに送信するため仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＭへ出力する。
図２８を用いて、これまでに説明してきた移動端末の認証の手順の流れの全体像を説明する。
まず移動端末Ｘは、図１１に示す認証要求パケット４００を生成し、これを認証用チャネルＭ０１を介して無線アクセスポイントＡＰａ１へ送信する。
これを受信した無線アクセスポイントＡＰａ１は、図１６に示す認証要求パケット７００を生成し、これを制御管理用アクセス網ＶＡＮａＳを介して移動通信網認証サーバＭＡＳへ送信する。途中、アクセス網ゲートウェイＡＧＷａが制御管理用仮想アクセス網ＶＡＮａＳから受信したパケットを制御管理用仮想コア網ＶＣＮＳへ転送する。
これを受信した移動通信網認証サーバＭＡＳは、移動端末の認証を行うと共に、図２５に示す認証要求パケットを１３００生成し、これをあて先のホーム網に対応する外部網用仮想コア網ＶＣＮ１を介してホーム認証サーバＨＡＳ１へ送信する。途中、外部網ゲートウェイＴＧＷ１が外部網用仮想コア網ＶＣＮ１から受信したパケットを外部網（１）ＥＸ１へ転送する。
これを受信したホーム網認証サーバＨＡＳは、移動端末の認証を行うと共に、図２６に示す認証応答パケット１４００を生成し、これを移動通信網認証サーバＭＡＳへ送信する。途中、外部網ゲートウェイＴＧＷ１は、外部網ＥＸ１から受信したパケットを外部網用仮想コア網ＶＣＮ１へ転送する。
これを受信した移動通信網認証サーバＭＡＳは、無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーションを生成すると共に、図１７に示す認証応答パケット８００を生成し、これを制御管理用仮想コア網ＶＣＮＳを介して無線アクセスポイントＡＰａ１へ送信する。途中、アクセス網ゲートウェイＡＧＷａが制御管理用仮想コア網ＶＣＮＳから受信したパケットを制御管理用仮想アクセス網ＶＡＮａＳへ転送する。
これを受信した無線アクセスポイントＡＰａ１は、無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーション５０６を保存し、セッションＩＤ５０７と対応するリンク情報５０８を生成するとともに、図１２に示す認証応答パケット５００を生成し、これを認証用チャネルを介して移動端末Ｘへ送信する。
これを受信した移動端末Ｘは、無線アクセスポイント移動端末間セキュリティアソシエーション５０６と、セッションＩＤ５０７と対応するリンク情報５０８を保存する。
以上の手順を経て、移動端末と移動通信網、ホーム網との端末認証が終了し、移動端末と無線アクセスポイント間には外部網と通信するためのセッションとそのためのリンク情報とセキュリティアソシエーションが設定される。
図２９に基づき、端末認証後のパケットの送信と受信の流れを説明する。
まず、移動端末Ｘ上のホーム網毎の通信エンティティＥＮＴ１がパケットを送信する場合、ホーム網に対応するセッションが選択される。そしてそのセッション用のリンク情報を用いて、パケットは通信用チャネルＣＨ１上を無線アクセスポイントＡＰａ１へ送信される。
無線アクセスポイントＡＰａ１では、まず受信したパケットのパケット認証を行う。そしてパケットの属するセッションに対応した外部網、この場合、外部網（１）、が選択され、その外部網用の仮想アクセス網、この場合、ＶＡＮａ１、上へパケットは出力される。
このパケットは通信相手が同じ仮想アクセス網配下にいる場合は、その通信相手が接続している無線アクセスポイントへ転送される。また、通信相手が別のアクセス網配下もしくは外部網にいる場合は、このパケットはアクセス網ゲートウェイＡＧＷａを介して、仮想アクセス網、この例ではＶＡＮａ１、に対応する仮想コア網、この例ではＶＣＮ１、へ出力される。
さらに、このパケットは通信相手が別のアクセス網配下にいる場合は、仮想コア網、この例ではＶＣＮ１、を介して、そのアクセス網ゲートウェイへ転送される。また、通信相手が外部網にいる場合は、このパケットは外部網ゲートウェイ、この例ではＥＧＷ１、を介して、外部網へ出力される。
次に移動端末がパケットを受信する場合の流れを示す。
外部網（１）ＥＸ１からパケットが到着した場合は、そのパケットは対応する仮想コア網上ＶＣＮ１を転送される。このパケットは、現在、移動端末がいるアクセス網のアクセス網ゲートウェイＡＧＷａを介して、対応する仮想アクセス網上ＶＡＮａ１を転送される。そして、無線アクセスポイントＡＰａ１がある外部網用の仮想アクセス網上からパケットを受信すると、その外部網とパケットのあて先の移動端末のＩＤとからセッションが選択される。
そして、パケットにはパケット認証コードが付加され、セッションに対応したリンク情報を用いてパケットは通信用チャネルＣＨ１上を移動端末Ｘへ送信される。
移動端末Ｘはパケットを受信するとパケット認証を行い、パケットが属するセッションに基づき適切なホーム網との通信エンティティへパケットを渡す。
図３０に一例として外部網ＥＸ１に移動管理ノードＭＡ１が配置されている場合の、移動端末Ｘの位置登録の手順を示す。これはモバイルＩＰなどの既存の技術を用いて行われるため概要のみを示す。位置登録要求パケットＭ３０は、前述のパケットの流れに従って移動管理ノードＭＡ１へ送信される。
これを受信すると、移動管理ノードＭＡ１は端末の位置を保持した上で、位置登録応答パケットＭ３１を移動端末Ｘへ返信する。他の端末からこの移動端末宛に送信されたパケットはまず、移動管理ノードＭＡ１へ届き、移動管理ノードはこれを登録された位置情報に基づき移動端末Ｘへ転送する。
図３１と図３２に移動端末がある無線アクセスポイントから他の無線アクセスポイントにハンドオーバーする場合の手順を示す。
ハンドオーバーの形態としては、（１）移動端末が新たな無線アクセスポイントへハンドオーバーすることを決定し、現在接続されている古い無線アクセスポイントに対して新たな無線アクセスポイントを通知する形態、（２）移動端末が接続されている無線アクセスポイントが、移動端末がハンドオーバーすべき新たな無線アクセスポイントを決定し、移動端末にこれを通知する形態、（３）移動端末が新たな無線アクセスポイントに接続してから、新たな無線アクセスポイントに以前接続されていた古い無線アクセスポイントを通知する形態、の３つがある。
図３１はこのうち最初の２つの手順の場合を示す。旧無線アクセスポイントＡＰｏが移動端末Ｘのハンドオーバー先の新無線アクセスポイントＡＰｎを自ら決定する場合、あるいは移動端末Ｘからハンドオーバー先の新無線アクセスポイントＡＰｎ通知された場合、移動前の旧無線アクセスポイントＡＰｏはセッション情報テーブルからこの移動端末の全てのセッション情報を取り出し、図１８に示すセッション情報ハンドオーバー通知パケットを作成し、これを移動後の新無線アクセスポイントＡＰｎへ送信する。
このとき、新無線アクセスポイントが別のアクセス網配下にある場合、アクセス網ＧＷを介してパケットは転送される。新無線アクセスポイントＡＰｎはこの情報をセッション管理情報テーブルに設定する。
また、図３２は上記の３つのハンドオーバーの形態のうち３番目の場合の手順を示す。移動後の新無線アクセスポイントＡＰｎは、移動端末からの図１１に示す認証要求パケットを受信すると、これに設定されている旧無線アクセスポイントＩＤに基づき、移動前の旧無線アクセスポイントＡＰｏへ図１９に示すセッション情報ハンドオーバー要求を送信する。
旧無線アクセスポイントＡＰｏは、セッション情報テーブルからこの移動端末の全てのセッション情報を取り出し、図１８に示すセッション情報ハンドオーバー通知パケットを作成し、これを移動後の新無線アクセスポイントＡＰｎへ送信する。新無線アクセスポイントはこの情報をセッション管理情報テーブルに設定する。
以上の手順により、移動端末は他の無線アクセスポイント配下に移動した場合、同じ外部網との通信を継続することができる。
（第２の実施の形態）
図３３を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３３の移動通信網の構成は図１と殆ど同じであり、違いはコア網にローカル移動管理ノードＬＭＡ１が追加されている点だけである。
図３４はローカル移動管理ノードＬＭＡ１の構成を示す。ローカル移動管理ノードＬＭＡ１は、送受信機ＴＲ０９、仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＬ、外部網（１）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ１、外部網（２）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ２、外部網（３）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ３、制御管理用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡＳ、から構成される。
送受信機ＴＲ０９は、コア網ＣＮと接続され、パケットの送受信を行う。
仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＬは、コア網側送受信機ＴＲ０９から入力されたパケットを仮想コア網毎に分離し、外部網（１）用仮想コア網ＶＣＮ１から受信したパケットは外部網（１）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ１に出力し、外部網（２）用仮想コア網ＶＣＮ２、外部網（３）用仮想コア網ＶＣＮ３、管理制御用仮想コア網ＶＣＮＳについても同様の処理を行う。
また、仮想コア網多重分離機能ＣＭＵＸＬは、外部網（１）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ１から入力されたパケットを外部網（１）用仮想コア網上ＶＣＮ１に出力し、外部網（２）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ２、外部網（３）用ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ３、制御管理用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡＳについても同様の処理を行い、各仮想コア網を多重して、送受信機ＴＲ０９に出力する。
個々の仮想ローカル移動管理ノードは、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ等の既存技術を使用している。図３５を用いて、この手順を説明する。移動端末Ｘは、外部網（１）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ１へ位置登録要求を送信する。これを￥受信した、外部網（１）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ１は移動端末の位置情報を保持し、位置登録応答を送信する。
また、移動端末Ｘ宛のパケットが送られてくると、外部網（１）用仮想ローカル移動管理ノードＶＬＭＡ１はこのパケットを移動端末Ｘから通知された位置へ転送する。これにより仮想網上で端末の移動をサポートする機能を提供する。
以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
以上説明したように本発明によれば、次に述べるような効果が実現される。
従来技術では移動端末間で通信を行う場合、パケットは外部網ゲートウェイを介して転送されていた。これに対して、本発明では移動端末間で通信を行う場合、同一無線アクセスポイント配下に各移動端末がいるときは、無線アクセスポイントで折り返して通信を行い、同一アクセス網配下に各移動端末がいるときは、アクセス網を介して通信を行い、別のアクセス網配下に各移動端末がいるときは、コア網を経由して通信を行うこととなり、コア網、アクセス網の回線使用効率が改善される。
また、マルチキャストの通信に関しても従来技術では外部網ゲートウェイにおいてマルチキャストパケットを受信する移動端末の数だけマルチキャストパケットがコピーされ移動端末へのトンネル上を転送されていたため回線利用効率が悪かったが、本発明ではコア網やアクセス網上のパケットはマルチキャストを使用して転送されるため効率が改善される。
また、本発明によれば、仮想コア網、仮想アクセス網がプライベート網を形成するため、移動端末間でセキュリティアソシエーションを確立する手間が不要となる。
さらに、本発明によれば、移動通信網上のノード間の通信も制御管理用の仮想コア網、仮想アクセス網により保護されるため、ノード間でセキュリティアソシエーションを確立する手間が不要となる。
さらに、本発明によれば、移動端末がハンドオーバーする際に移動端末と外部網との専用線接続が途切れることなく継続できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施の形態による網全体の構成を示す図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるコア網とその上に多重される仮想コア網の関係を示す図である。
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるコア網とその上に多重される仮想アクセス網の関係を示す図である。
図４は、本発明の第１の実施の形態における無線及び有線ドロップ回線とその上に多重される認証用チャネルと通信用チャネルの関係、及び通信用チャネル上に多重される移動端末と外部網間のセッションの関係を示す図である。
図５は、本発明の第１の実施の形態における外部網ゲートウェイの構成を示す図である。
図６は、本発明の第１の実施の形態におけるアクセス網ゲートウェイの構成を示す図である。
図７は、本発明の第１の実施の形態における移動端末の構成を示す図である。
図８は、移動端末が保持する移動通信網情報管理テーブルの構成を示す図である。
図９は、移動端末が保持するホーム網情報管理テーブルの構成を示す図である。
図１０は、移動端末が保持するセッション情報管理テーブルの構成を示す図である。
図１１は、移動端末が無線アクセスポイントに送信する認証要求パケットの内容を示す図である。
図１２は、無線アクセスポイントが移動端末に送信する認証応答パケットの内容を示す図である。
図１３は、端末認証の手順を示すフローチャートである。
図１４は、無線アクセスポイントの構成を示す図である。
図１５は、無線アクセスポイントのセッション情報管理テーブルの構成を示す図である。
図１６は、無線アクセスポイントが移動通信網認証サーバに送信する認証要求パケットの内容を示す図である。
図１７は、移動通信網認証サーバが無線アクセスポイントに送信する認証応答パケットの内容を示す図である。
図１８は、旧無線アクセスポイントが新無線アクセスポイントに送信するセッション情報通知パケットの内容を示す図である。
図１９は、新無線アクセスポイントが旧無線アクセスポイントに送信するセッション情報要求パケットの内容を示す図である。
図２０は、無線アクセスポイントにおける端末認証関連のパケットの処理を示すフローチャートである。
図２１は、無線アクセスポイントにおけるセッション情報ハンドオーバー通知パケットの送信処理を示すフローチャートである。
図２２は、移動通信網認証サーバの構成を示す図である。
図２３は、移動端末管理情報テーブルの構成を示す図である。
図２４は、ホーム網−外部網対応テーブルの構成を示す図である。
図２５は、移動通信網認証サーバがホーム網認証サーバに送信する認証要求パケットの内容を示す図である。
図２６は、ホーム網認証サーバが移動通信網認証サーバに送信する認証応答パケットの内容を示す図である。
図２７は、移動網認証サーバにおける端末認証の手順を示すフローチャートである。
図２８は、端末認証の手順を示す図である。
図２９は、パケットの送受信の流れを示す図である。
図３０は、ホーム網の移動管理ノードへの位置登録の流れを示す図である。
図３１は、旧無線アクセスポイントから新無線アクセスポイントへセッション情報を転送する手順を示す図である。
図３２は、新無線アクセスポイントから旧無線アクセスポイントへセッション情報の転送を要求する手順を示す図である。
図３３は、本発明の第２の実施の形態における全体構成を示す図である。
図３４は、本発明の第２の実施の形態におけるローカル移動管理ノードの構成を示す図である。
図３５は、ローカル移動管理ノードへの位置登録の手順を示す図である。

Claims (9)

1. 移動通信網と、複数の移動端末と、前記移動通信網の外部に設けられた、該移動端末と専用線で接続される複数の外部網と、前記外部網と前記移動通信網とを接続する複数の外部網ゲートウェイと、前記移動端末を前記移動通信網に接続する複数の無線アクセスポイントとから構成された移動通信網システムにおいて、
   前記移動通信網内に前記複数の外部網それぞれに対応した複数の仮想網を設定し、前記移動端末間でパケットの送受信が行われる場合、前記移動端末は、前記外部網を介さずに、該送受信に利用されるリンク情報に対応付けられた外部網ＩＤに基づいて振り分けられた仮想網を介して該移動端末以外の移動端末と通信することを特徴とする移動通信網システム。
2. 移動通信網と、複数の移動端末と、前記移動通信網の外部に設けられた、該移動端末と専用線で接続される複数の外部網と、前記外部網と前記移動通信網とを接続する複数の外部網ゲートウェイと、前記移動端末を前記移動通信網に接続する複数の無線アクセスポイントとから構成された移動通信網システムにおいて、
   前記移動通信網は、前記移動通信網内に前記外部網の各々に対応する仮想網を提供する手段を備え、
   前記外部網ゲートウェイは、前記外部網に対応する前記仮想網に接続する仮想コア網多重分離手段を備え、
   前記移動端末は、任意の前記外部網用のセッションを前記無線アクセスポイントとの間に設定するセッション多重分離手段を備え、
   前記無線アクセスポイントは、前記移動端末が設定したセッションから受信したパケットを、当該セッションに応じた外部網用に対応する仮想網に転送する仮想アクセス網多重分離手段と、任意の外部網に対応する前記仮想網から受信したパケットを、当該パケットのあて先である前記移動端末が前記外部網用に設定したセッションに転送するセッション−外部網マッピング手段とを備え、
   前記移動端末と前記外部網との間に専用線接続が提供され、前記移動端末間でパケットの送受信が行われる場合、前記外部網を介さずに、前記各外部網に対応してそれぞれ提供された仮想網を介して通信することを特徴とする移動通信網システム。
3. 前記無線アクセスポイントが、
   前記移動端末が現在接続されている現無線アクセスポイントから新たな無線アクセスポイントへハンドオーバーする際、当該無線アクセスポイントが前記現無線アクセスポイントである場合、前記移動端末が設定した全てのセッションの情報を、新たな無線アクセスポイントへ前記仮想網を介して転送し、前記移動端末が現在接続されている現無線アクセスポイントから新たな無線アクセスポイントへハンドオーバーする際、当該無線アクセスポイントが前記新たな無線アクセスポイントである場合、前記現無線アクセスポイントから前記仮想網を介して転送されてきた前記移動端末が設定したすべてのセッションの設定情報を取得するセッション情報ハンドオーバー手段とを備えた請求項２に記載の移動通信網システム。
4. 前記移動通信網は、前記外部網毎に対応して設定された前記仮想網との間でのみパケットの送受信を行い、前記移動端末から通知された位置情報を保持し、前記移動端末をあて先とするパケットを受信した場合そのパケットを該移動端末から通知された位置に転送する複数の仮想ローカル移動管理ノードにより構成されたローカル移動管理ノードをさらに有し、
   前記移動端末は、接続する前記外部網に対応する前記仮想ローカル移動管理ノードに位置情報を通知する端末認証手段をさらに備えた請求項２記載の移動通信網システム。
5. 前記移動通信網が、
   管理制御用仮想網と、
   前記無線アクセスポイントやローカル移動管理ノードを含む前記移動通信網内に配置されているノードが、互いの間でやり取りする制御用や管理用のパケットを前記管理制御用仮想網を介して送受信するアクセス網側送受信手段と、
   前記管理制御用仮想網以外から受信した制御用や管理用のパケットを拒否するパケット認証手段をさらに備えた請求項２または請求項３に記載の移動通信網システム。
6. 移動通信網と、複数の移動端末と、前記移動通信網の外部に設けられた、該移動端末と専用線で接続される複数の外部網と、前記外部網と前記移動通信網とを接続する複数の外部網ゲートウェイと、前記移動端末を前記移動通信網に接続する複数の無線アクセスポイントとから構成された移動通信網システムにおける移動通信方法であって、
   前記移動通信網が、前記移動通信網内に前記複数の外部網それぞれに対応した複数の仮想網を設定するステップと、
   前記移動端末が任意の前記外部網用のセッションを前記無線アクセスポイントとの間に設定するステップと、
   前記移動端末間でパケットの送受信が行われる場合、前記無線アクセスポイントが、前記移動端末が設定したセッションから受信したパケットを、当該セッションに応じた前記外部網毎に対応する仮想網に転送するステップと、
   前記無線アクセスポイントが任意の外部網に対応する前記仮想網から受信したパケットを、当該パケットのあて先である前記移動端末が前記外部網用に設定したセッションに転送するステップとを備えた移動通信方法。
7. 前記移動端末が、現在接続されている現無線アクセスポイントから新たな無線アクセスポイントへハンドオーバーする場合、前記現無線アクセスポイントが、前記移動端末が設定した全ての前記セッションの情報を、前記新たな無線アクセスポイントへ前記仮想網を介して転送するステップと、
   前記新たな無線アクセスポイントが、前記現無線アクセスポイントから前記仮想網を介して転送されてきた前記移動端末が設定した全ての前記セッションの設定情報を取得するステップとをさらに備えた請求項６に記載の移動通信方法。
8. 前記移動通信網内に設けられた移動管理ノードを構成する、前記外部網毎に用意された複数の仮想ローカル移動管理ノードの各々が、対応する前記外部網毎に対応して設定された前記仮想網との間でのみパケットの送受信を行うステップと、
   前記移動端末が、接続する前記外部網に対応する前記仮想ローカル移動管理ノードに位置情報を通知するステップと、
   前記仮想ローカル移動管理ノードの各々が、前記移動端末から通知された位置情報を保持し、前記移動端末をあて先とするパケットを受信した場合、そのパケットを該移動端末から通知された位置に転送するステップとをさらに備えた請求項６記載の移動通信方法。
9. 前記移動通信網内に配置されている、前記無線アクセスポイント、ローカル移動管理ノード、前記外部網ゲートウェイ間で送受信される制御用および管理用のパケットを、前記移動通信網内に備えられた管理制御用仮想網を介して送受信するステップと、
   前記管理制御用仮想網以外から受信した制御用や管理用のパケットを拒否するステップとをさらに備えた請求項７または８のいずれかに記載の移動通信方法。

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