JP2008509625A - 広帯域無線接続システムでネットワーク情報転送方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】広帯域無線接続システム(Broadband Wireless Access System)で基地局がネットワーク情報を転送する方法を提供する。
【解決手段】移動端末から、遊休モード切り替え要請を受信する段階と、前記移動端末に、前記遊休モードへの切り替え許可に関する情報を転送する段階と、移動性エージェント(Mobility Agent)から、ネットワーク情報を受信する段階と、前記ネットワーク情報を含むページングメッセージを転送する段階と、を含んでなる構成とした。
【選択図】図4

Description

本発明は、広帯域無線接続システム(Broadband Wireless Access System)に適用されるモバイルIP情報転送方法に関する。より詳細には、基地局がホームエージェントまたは外部エージェントから受信したモバイルIP情報を遊休モードの移動端末に転送する方法を提供する。
広帯域無線接続システム(Broadband Wireless Access System)では、移動端末(MS:Mobile Station)の電力消耗を低減するために、睡眠モード(Sleep Mode)及び遊休モード(Idle Mode)を支援する。
睡眠モードにおいて、移動端末は、睡眠区間(Sleep Interval)と聴取区間(Listening Interval)を繰り返す。すなわち、移動局は、睡眠区間では基地局との通信を行わず、聴取区間になると、基地局からトラフィック公知メッセージ(MOB−TRF−IND)を受信し、これを用いて、自分に転送される下りトラフィック(Downlink Traffic)が存在するか否かを検査する。検査の結果、自分に転送される下りトラフィックがある場合には、睡眠モードを終了し、正常モード(Normal Mode)に切り替える。一方、自分に転送される下りトラフィックがない場合には、睡眠区間の間に基地局と通信を行わない。
睡眠モードの移動局は、上記のような睡眠区間及び聴取区間を繰り返すことによって電力消耗を防止(Power Saving)できる。
一方、遊休モードにおいて、移動端末は、ページング周期ごとにページングメッセージ(MOB_PAG−ADV)を受信して、遊休モードの有効性を更新する。すなわち、移動端末は、ページングメッセージを受信するための区間以外には、基地局との通信を行わないため、電力消耗を防止することができる。また、遊休モードの移動端末は、睡眠モードと違い、同一のページング領域内では、ハンドオーバーを行わずにも他の基地局領域に移動することができる。したがって、ハンドオーバーを行うための上りリンク(Uplink Information)を転送しなくて済むので、電力消耗を防止できる。
一方、モバイル(Mobile)IPを用いた連結設定について説明すると、下記の通りである。現在、大部分のインターネット環境で使用されるIPは、IPアドレスを用いてあるノード(Node)(HostまたはRouter)の接続点を唯一に識別できると仮定する。この場合、任意のノードが自分に転送されてくるデータグラム(Datagram)を受信するためには、自分のIPアドレスを含むネットワーク内に位置しなければならない。したがって、任意のノードが自分のIPアドレスを含むネットワーク内に位置していないと、データグラムは転送されることができない。あるノードが通信を維持したままその接続点を変更できるようにするには、次の2方法のいずれかを採択しなければならない。第一に、接続点が変わる度にノードが自分のIPアドレスを変えるか、第二に、移動したホストのアドレスがインターネット全体に転送されなければならない。
しかしながら、上記2方法のいずれにも問題がある。すなわち、第一の方法によれば、ノードの位置が変更されたとき、転送階層とその上位階層との連結が維持しにくい。一方、第二の方法は、以降移動ノードの数が増加すると仮定したとき、実際に適用しにくい。したがって、インターネットでノードの移動性を支援するためには、さらに拡張的な技術が要求され、このような移動性を支援するための方案が、モバイルIPである。
モバイルIPにおいて、外部エージェント(Foreign Agent:以下、‘FA’という。)またはホームエージェント(Home Agent:以下、‘HA’という。)は、エージェント広告メッセージ(Agent Advertisement Message)を通じて移動端末がどのエージェント領域にあるかを知らせる。しかしながら、従来の技術によれば、遊休モードまたは睡眠モードの移動端末は、下りリンクデータを受信しないので、当該エージェント広告メッセージも受信できなくなる。したがって、一定な時間の間にエージェント広告メッセージを受信できなかった移動端末は、遊休モードまたは睡眠モードを終了し、正常モードに切り替えてHAまたはFAを探すための上りリンク情報を転送しなければならず、遊休モードまたは睡眠モードの長所を充分に活かせないという問題点があった。
本発明は上記目的を達成するためのもので、その目的は、広帯域無線接続システムにおいて、基地局がHAまたはFAから受信したモバイルIP情報を遊休モードの移動端末に効率的に転送できる方法を提供することにある。
上記目的を達成する本発明は、広帯域無線接続システム(Broadband Wireless Access System)で、基地局がネットワーク情報を転送する方法であって、移動端末から、遊休モード切り替え要請を受信する段階と、前記移動端末に、前記遊休モードへの切り替え許可に関する情報を転送する段階と、移動性エージェント(Mobility Agent)から、ネットワーク情報を受信する段階と、前記ネットワーク情報を含むページングメッセージを転送する段階と、を含んでなる。
好ましくは、前記ネットワーク情報は、エージェント広告メッセージであり、前記移動性エージェントは、特定移動端末に対するホームエージェントまたは外部エージェントである。前記ネットワーク情報を含むページングメッセージは、放送またはマルチキャスト形態で遊休モード移動端末に転送される。
また、本発明は、広帯域無線接続システム(Broadband Wireless Access System)で、基地局がネットワーク情報を転送する方法であって、上位階層から、前記基地局の位置した領域のネットワーク情報を受信する段階と、前記ネットワーク情報を転送する時点及び連結識別子(CID:Connection Identifier)に関する情報を含むページングメッセージ(MOB_PAG−ADV)を前記基地局内の移動端末に転送する段階と、前記転送時点に、前記連結識別子に相応するチャネルを通じて、前記ネットワーク情報を転送する段階と、を含んでなる。
また、本発明は、広帯域無線接続システムで、移動端末がネットワーク情報を受信する方法であって、基地局に、遊休モード切り替え要請のための登録解除要請メッセージ(DREG−REQ)を転送する段階と、前記基地局から、登録解除命令メッセージ(DREG−CMD)を受信する段階と、前記登録解除命令メッセージに応じて、遊休モードに切り替える段階と、遊休モードにおいて、前記移動端末の位置した領域のホームエージェント(HA:Home Agent)または外部エージェント(FA:Foreign Agent)に関する情報を受信する段階と、を含んでなる。
本発明は、移動通信システムに適用可能であり、特に広帯域無線接続システムに適用可能である。本発明によれば、遊休モードの移動端末にネットワーク情報を効率的に転送することが可能になる。
図1は、モバイルIPを支援するネットワークの一実施例を示す構成図である。図1に示すように、モバイルIPを支援するためのネットワークは、HA11、FA12及び移動ノード13を備える。
HA11とFA12は、移動ノード13にデータグラムを転送する役割を担うノードである。移動ノードが相手ノード(Correspondent Node)14との通信中に、ホームネットワークから外部ネットワークに移動した場合、これを支援すするための手続きが必要とされる。モバイルIPは、次のような過程を通じて動作する。
まず、移動ノード13は、エージェント発見のための過程を行う。すなわち、移動性エージェント(Mobility Agent)は、既存のインターネットホストがルータを見つけようとする際に使用する方法(ICMP(Internet Control Message Protocol)router discovery)と類似な方法であるエージェント広告メッセージ(Agent Advertisement Message)を通じて自分の存在を知らせる。選択的に、移動ノード13がエージェント獲得メッセージを用いてエージェント広告(Agent Advertisement)メッセージを得ても良い。当該エージェント広告メッセージは、周期的に放送(broadcasting)され、一定時間の間にエージェント広告メッセージを受信できなかった移動端末は、エージェント要請(Agent Solicitation)メッセージを転送して隣接のエージェントを探す。
このようなエージェント発見手続きによって、移動ノード13が外部ネットワークにあると判断されると、移動ノード13は、HA11に登録要請メッセージを転送し、HAから登録応答メッセージを受信する。そして、HAは、当該移動ノードのCoA(Care−of−Address)を登録する。CoAは、FA CoA及び連合位置CoA(Co−located CoA)を含む。該FA CoAは、外部エージェントを移動ノードのCoAとして用いることを意味する。一方、連合位置CoAは、動的ホスト設定プロトコル(DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol)によって臨時IPアドレスを移動ノード13に割り当てることを意味する。
移動した領域で、臨時IPアドレス(CoAまたはCo−located CoA)が割り当てられた移動端末に対するデータは、移動端末が登録されているHAに転送される。HAは、受信したデータに移動端末の臨時IPアドレスをつけてFAに転送する。
このような過程をトンネリング(tunneling)という。FAは、移動端末に該当のデータを転送する。移動端末において、他のノードに転送するデータが発生すると、FAにデータを転送し、FAはインターネットルーティングプロトコルを用いてデータを伝達する。
図2は、ページンググループ(Paging Group)の一実施例を示す説明図である。図2に示すように、遊休モードを支援する基地局は、ページンググループ(Paging Group)を構成する。該ページンググループに属する基地局の領域をページング領域(Paging Zone)というが、遊休モード移動端末は、同一のページング領域内で、ハンドオーバー無しに他の基地局領域に移動することができる。同一のページンググループ内の基地局は、同一のページング周期(Paging Cycle)及びページングオフセットを有する。ここで、ページング周期は、ページングメッセージ(MOB_PAG−ADV)が転送される周期を意味し、ページングオフセットは、ページング周期内で特定移動端末に転送される情報が含まれる時点を意味する。
一方、遊休モードを制御するためのページング制御器が備えられることができる。一つのページング制御器は、少なくとも一つのページンググループ内の遊休モード動作を制御できる。また、該ページング制御器は、特定基地局に備えられても良く、独立して具現されても良い。
図3は、遊休モード動作の一実施例を示す流れ図である。図3に示すように、正常モード(Normal Mode)の移動端末は、登録解除要請メッセージ(DREG_REQ)を通じて基地局に遊休モードへの切り替えを要請できる(S301)。このような登録解除要請メッセージの一例を、表1に示す。
Figure 2008509625
一方、基地局は、自分の属したページング領域に相応するページング領域識別子(Paging−group ID)、ページング周期及びページングオフセットを含む登録解除命令メッセージ(DREG−CMD)を転送することによって、当該移動端末が遊休モードに切り替えることを許可する(S302)。この登録解除命令メッセージの一例を、表2に示す。
Figure 2008509625
表3に、登録解除命令メッセージの動作コード(Action Code)の一例を示す。
Figure 2008509625
この登録解除命令メッセージの動作コードが遊休モード許可を意味する0x05と設定されると、次のような情報がTLV形態でこの登録解除命令メッセージに含まれる。みのような登録解除命令メッセージのTLVエンコーディングの一例を、表4に示す。
Figure 2008509625
基地局は、同一のページンググループ内に属する基地局あるいはページング制御器が備えられた場合には、ページング制御器にページング知らせ(Paging−announce)メッセージを転送する。該ページング知らせメッセージは、遊休モードへ切り替わる移動端末の媒体接続制御(Medium Access Control:以下、‘MAC’という。)アドレス、ページング周期、ページングオフセットなどを含む。このページング知らせメッセージの一例を、表5に示す。
Figure 2008509625
遊休モードに切り替わった移動端末は、ページング周期ごとに基地局から放送(Broadcasting)される(S303,S304)ページングメッセージ(MOB_PAG−ADV)を通じて、自分に転送される下りトラフィックがあるか、レンジング(Ranging)を行うべきか、または、遊休モードを維持すべきかを判断する。表6に、ページングメッセージの一例を示す。
Figure 2008509625
移動端末が当該ページングメッセージを介して、下りリンクトラフィック(downlink traffic)があるという情報を獲得すると、遊休モードを終了し、ネットワークに再登録を行って(S305)、下りリンクトラフィックを受信する(S306)。一方、移動端末が、ページングメッセージを通じてレンジング(Ranging)を行うようとの要請を受けた場合には、レンジングを行い、何の動作もしないようにする情報(No action)を受信すると、特定の動作無しに遊休モードを維持する。移動端末が転送する上りリンクトラフィックが存在する場合、移動端末に転送する下りリンクトラフィックが存在する場合及び移動端末が他のページング領域(Paging Zone)に移動する場合には遊休モードを終了する。基地局は、同一のページンググループに属する基地局に、当該移動端末が遊休モードを終了したという情報を知らせ、これを受信した各基地局は、遊休モード移動端末リストから当該移動端末を削除する。一方、ページング制御器が備えられた場合、当該遊休モード移動端末リストは、ページング制御器(Paging Controller)が管理しても良い。図4は、エージェント広告メッセージ(Agent Advertisement)転送方法の一実施例を示す流れ図である。図3を参照すると、HAまたはFAは周期的にエージェント広告メッセージを基地局に転送する(S401)。このエージェント広告メッセージの一例を、表7に示す。
Figure 2008509625
このエージェント広告メッセージは、HAまたはFAと1ホップ(hop)で連結された、すなわち、他のノードを介さずに直接連結されたノードにのみ有効である。基地局は、HAまたはFAから受信したエージェント広告メッセージを移動端末に転送する(S402)。移動端末が正常モードの場合、基地局は、第2管理連結(SCM:Secondary Management Connection)を通じてエージェント広告メッセージを転送する。該第2管理連結は、IPに関わるメッセージを転送するための連結(connection)で、初期ネットワーク接続時に移動端末と基地局間に設定される。
移動端末は、遊休モードへの切り替えのために登録解除要請メッセージ(DREG−REQ)を基地局に転送する(S403)。基地局は、登録解除命令メッセージ(DREG−CMD)を通じて移動局が遊休モードに切り替えるのを許可し、ページング周期及びページングオフセットを転送する(S404)。登録解除命令メッセージを転送した基地局は、当該移動端末に対する無線資源(Radio Resource)を解除し、当該ページング周期ごとにページングメッセージを転送する(S405,S407)。
一方、基地局は、HAまたはFAから周期的にエージェント広告メッセージを受信し(S308)、受信したエージェント広告メッセージを含むページングメッセージ(MOB_PAG−ADV)領域内の遊休モード移動端末機に転送する(S407)。このエージェント広告メッセージを含むページング広告メッセージの一例を、表8に示す。
Figure 2008509625
図5は、エージェント広告メッセージ(Agent aAdvertisement)転送方法の他の実施例を示す流れ図である。図5を参照すると、HAまたはFAは周期的にエージェント広告メッセージを基地局に転送する(S501)。
当該エージェント広告メッセージは、HAまたはFAと1ホップで連結された、すなわち、他のノードを介さずに直接連結されたノードにのみ有効である。基地局は、HAまたはFAから受信したエージェント広告メッセージを移動端末に転送する(S502)。移動端末が正常モードの場合、基地局は、第2管理連結(SCM:Secondary Management Connection)を通じてエージェント広告メッセージを転送する。該第2管理連結は、IPに関わるメッセージを転送するための連結(connection)で、初期ネットワーク接続時に移動端末と基地局間に設定される。
移動端末は、遊休モードへの切り替えのために登録解除要請メッセージ(DREG−REQ)を基地局に転送する(S503)。基地局は、登録解除命令メッセージ(DREG−CMD)を通じて移動局が遊休モードに切り替えるのを許可し、ページング周期及びページングオフセットを転送する(S504)。登録解除命令メッセージを転送した基地局は、当該移動端末に対する無線資源(Radio Resource)を解除し、当該ページング周期ごとにページングメッセージを転送する(S505,S507)。
一方、基地局は、HAまたはFAから周期的にエージェント広告メッセージを受信する(S406)。HAまたはFAからエージェント広告メッセージを受信した基地局は、遊休モード移動端末にページングメッセージを転送する(S507)。
ここで、ページングメッセージは、エージェント広告メッセージが転送される時点及びエージェントメッセージであることを表す連結識別子(Connection ID:以下、‘CID’という。)に関する情報を含む。
該CIDは、トラフィックチャネル番号に該当するが、当該エージェント広告メッセージをマルチキャスト(Multicast)で転送する場合には、当該基地局内の遊休モード移動端末のうち、モバイルIPを使用している移動端末に対して共通のCIDを使用できる。一方、放送(Broadcast)でエージェント広告メッセージを転送する場合には、放送に該当するCIDを用いて転送することができる。上記放送に該当するCIDの一例に‘0xffffffff’がある。
基地局は、ページングメッセージを通じて特定の時間に特定の連結識別子に該当するトラフィックチャネルでエージェント広告メッセージを該当する移動端末に転送する(S508)。
モバイルIPを支援するネットワークの一実施例を示す構成図である。 ページンググループ(Paging Group)の一実施例を示す説明図である。 遊休モード動作の一実施例を示す流れ図である。 エージェント広告メッセージ(AgrntAdvertisement)転送方法の一実施例を示す流れ図である。 エージェント広告メッセージ転送方法の他の実施例を示す流れ図である。

Claims (20)

  1. 広帯域無線接続システム(Broadband Wireless Access System)で、基地局がネットワーク情報を転送する方法であって、
    移動端末から、遊休モード切り替え要請を受信する段階と、
    前記移動端末に、前記遊休モードへの切り替え許可に関する情報を転送する段階と、
    移動性エージェント(Mobility Agent)から、ネットワーク情報を受信する段階と、
    前記ネットワーク情報を含むページングメッセージを転送する段階と、
    を含んでなることを特徴とする、ネットワーク情報転送方法。
  2. 前記ネットワーク情報は、エージェント広告メッセージであることを特徴とする、請求項1に記載のネットワーク情報転送方法。
  3. 前記ネットワーク情報は、TLV(Type Length Value)形態で前記エージェント広告メッセージに含まれることを特徴とする、請求項2に記載のネットワーク情報転送方法。
  4. 前記エージェント広告メッセージは、前記移動端末の位置した領域に相応する特定移動性エージェントに関する情報を含むことを特徴とする、請求項3に記載のネットワーク情報転送方法。
  5. 前記移動性エージェントは、ホームエージェント(HA:Home Agent)または外部エージェント(FA:Foreign Agent)であることを特徴とする、請求項4に記載のネットワーク情報転送方法。
  6. 前記遊休モード切り替え要請は、登録解除要請メッセージ(DREG−REQ)を通じて受信することを特徴とする、請求項5に記載のネットワーク情報転送方法。
  7. 前記遊休モード切り替え許可に関する情報は、登録解除命令メッセージ(DREG−CMD)を通じて転送することを特徴とする、請求項6に記載のネットワーク情報転送方法。
  8. 前記登録解除命令メッセージに含まれた動作コード(Action Code)値は、0x05であることを特徴とする、請求項7に記載のネットワーク情報転送方法。
  9. 前記登録解除命令メッセージは、ページング周期及びページングオフセットに関する情報を含むことを特徴とする、請求項8に記載のネットワーク情報転送方法。
  10. 前記移動端末に転送するトラフィックが発生した場合、トラフィック発生情報を含むページングメッセージを転送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項9に記載のネットワーク情報転送方法。
  11. 前記移動性エージェントは、モバイルIPプロトコルに使用されることを特徴とする、請求項1に記載のネットワーク情報転送方法。
  12. 広帯域無線接続システム(Broadband Wireless Access System)で、基地局がネットワーク情報を転送する方法であって、
    上位階層から、前記基地局の位置した領域のネットワーク情報を受信する段階と、
    前記ネットワーク情報を転送する時点及び連結識別子(CID:Connection Identifier)に関する情報を含むページングメッセージ(MOB_PAG−ADV)を前記基地局内の移動端末に転送する段階と、
    前記転送時点に、前記連結識別子に相応するチャネルを通じて、前記ネットワーク情報を転送する段階と、
    を含んでなることを特徴とする、ネットワーク情報転送方法。
  13. 前記ネットワーク情報は、前記基地局の位置した領域の移動性エージェント(Mobility Agent)情報であることを特徴とする、請求項12に記載のネットワーク情報転送方法。
  14. 前記ページングメッセージは、放送(Broadcast)形態で転送されることを特徴とする、請求項13に記載のネットワーク情報転送方法。
  15. 前記ネットワーク情報は、放送(Broadcast)またはマルチキャスト(Multicast)形態で転送されることを特徴とする、請求項12に記載のネットワーク情報転送方法。
  16. 広帯域無線接続システムで、移動端末がネットワーク情報を受信する方法であって、
    基地局に、遊休モード切り替え要請のための登録解除要請メッセージ(DREG−REQ)を転送する段階と、
    前記基地局から、登録解除命令メッセージ(DREG−CMD)を受信する段階と、
    前記登録解除命令メッセージに応じて、遊休モードに切り替える段階と、
    遊休モードにおいて、前記移動端末の位置した領域のホームエージェント(HA:Home Agent)または外部エージェント(FA:Foreign Agent)に関する情報を受信する段階と、
    を含んでなることを特徴とする、ネットワーク情報転送方法。
  17. 前記ホームエージェントまたは外部エージェントに関する情報は、ページングメッセージ(MOB_PAG−ADV)を通じて受信されることを特徴とする、請求項16に記載のネットワーク情報転送方法。
  18. 前記基地局から、前記ホームエージェントまたは外部エージェントに関する情報転送時点及び連結識別子に関する情報を受信する段階をさらに含み、
    前記ホームエージェントまたは外部エージェントに関する情報は、前記転送時点に、前記連結識別子に相応するチャネルを通じて転送されることを特徴とする、請求項16に記載のネットワーク情報転送方法。
  19. 前記転送時点及び連結識別子に関する情報は、ページングメッセージ(MOB_PAG−ADV)を通じて受信されることを特徴とする、請求項18に記載のネットワーク情報転送方法。
  20. 前記ホームエージェントまたは外部エージェントに関する情報は、エージェント広告メッセージであることを特徴とする、請求項16に記載のネットワーク情報転送方法。
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