JP2008529443A - セルラー網と無線ローカルエリアネットワーク間の密結合連動方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
端末が、セルラー網のPDSNからIPアドレスを受け取った状態でWLAN網からセルラー網へ移動するときに、あらかじめPDSNとWLAN網のAGW間の臨時トンネルを設定した後、WLAN網からセルラー網へハンドオフが完了すると、端末から、ハンドオフの完了したことをPDSNに知らせることによって、データ損失無しに迅速でシームレス(Seamless)なハンドオフを可能にする。また、既存の密結合方式と比較するとき、本発明は、WLAN区間、特に、端末とAGW間にセルラーシグナルを送信する必要がないため、WLAN網でセルラーシグナルを処理しなければならない負担を解消することができる。
Description
本発明は、異種網間の連動方法及び装置に係り、特に、セルラー網と無線ローカルエリアネットワーク(Wireless Local Area Network: WLAN)網を用いた連動方式においてセルラー網エレメント(Cellular Network Element)を変更することなく端末がWLANにハンドオフするようにする密結合(Tightly Coupled)連動方法及び装置に関する。
近年、WLANサービスの活性化に伴い、3G(Generation)セルラー網とWLAN網間のサービス連動の問題が注目を受けている。二つの異種網間のバーチカルハンドオフ(vertical handoff)の際に、ハンドオフ時間とハンドオフによるパケット損失量は、非常に重要なファクタとなる。したがって、ハンドオフ時間とパケット損失を最小に抑えうる効率的な連動方案が要求される。なお、異種網間の連動のために必要とされる既存のシステムと端末の変更要求事項を最小化しなければならない。
現在、3GPP(Generation Partnership Project)では、WLAN網をUMTS(Universal Mobile Telecommunication System)3Gシステムに対する一つの接続網と見なす密結合方式を提案している。
現在、3GPP(Generation Partnership Project)では、WLAN網をUMTS(Universal Mobile Telecommunication System)3Gシステムに対する一つの接続網と見なす密結合方式を提案している。
図1は、一般の密結合方式に基づくUMTS網及びWLAN網の構成を示す図である。
図1を参照すると、密結合方式は、UMTS基幹網100にWLAN網130が接続する構成を有する。WLAN網130は、UTRAN(UMTS Radio Access Network)110のように一つの接続網として動作する。各加入者は、網接続環境に応じて、UTRAN110あるいはAP(Access Point)132,134を介したWLAN網130によってUMTSサービスを利用する。
IWU(Inter−working Unit)120は、UMTS基幹網100とWLAN網130間の連動のために備えられた装備で、基本的なサービス制御及び管理機能は、UMTS基幹網100が担当する。
図1を参照すると、密結合方式は、UMTS基幹網100にWLAN網130が接続する構成を有する。WLAN網130は、UTRAN(UMTS Radio Access Network)110のように一つの接続網として動作する。各加入者は、網接続環境に応じて、UTRAN110あるいはAP(Access Point)132,134を介したWLAN網130によってUMTSサービスを利用する。
IWU(Inter−working Unit)120は、UMTS基幹網100とWLAN網130間の連動のために備えられた装備で、基本的なサービス制御及び管理機能は、UMTS基幹網100が担当する。
上記のように構成される従来技術による密結合連動方式は、既存のUMTS網で提供されたのと同じ移動性、QoS(Quality of Service)及び保安機能などを支援することができる。しかしながら、このような機能を支援するには、WLAN端末140にもUMTSモジュールを搭載しなければならず、インターフェースに対する追加標準化作業が要求されるという問題点があった。
本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、密結合方式に基づく非同期移動通信網とWLAN網間の連動方法及び装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、モバイルIP(Mobile IP)を支援しない端末がセルラー網からWLANへ移動した場合にも、シームレス(seamless)なハンドオフを提供する方法及び装置を提供することにある。
本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、密結合方式に基づく非同期移動通信網とWLAN網間の連動方法及び装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、モバイルIP(Mobile IP)を支援しない端末がセルラー網からWLANへ移動した場合にも、シームレス(seamless)なハンドオフを提供する方法及び装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、セルラー網とWLAN(Wireless Local Area Network)網間の密結合連動のための3階層(Layer 3)アクセスポイントを形成する方法が提供される。この方法は、上記セルラー網と通信しながら上記WLAN網を検索して選択した端末が、IPアドレス割当を要請するDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) DISCOVERメッセージを送信するステップと、上記WLAN網のAGW(Access GateWay)が、上記端末から上記DHCP DISCOVERメッセージを受信し、上記セルラー網のPDSN(Packet Data Serving Network)とGRE(Generic Routing Encapsulation)トンネルを設定し、上記トンネルを通して上記DHCP DISCOVERメッセージを上記PDSNに伝達するステップと、上記AGWが上記PDSNから、上記端末に割当可能なIPアドレスを含むDHCP OFFERメッセージを受信して上記端末に伝達するステップと、上記端末がIPアドレスを要請するDHCP REQUESTメッセージを送信し、上記DHCP REQUESTメッセージを受信した上記AGWが、上記DHCP REQUESTメッセージを上記トンネルを通して上記PDSNに伝達するステップと、上記AGWが上記PDSNから、上記DHCP REQUESTメッセージに対応するDHCP ACKメッセージを受信して上記端末に伝達するステップと、上記端末が、上記DHCP ACKメッセージを受信するステップと、を備える。
本発明の他の実施形態によれば、3Gセルラー網とWLAN(Wireless Local Area Network)網間の密結合連動網でハンドオフを行う方法が提供される。この方法は、端末が、上記セルラー網のPDSN(Packet Data Serving Network)とのトンネル設定を要請するDHCP INFORMメッセージを送信するステップと、上記DHCP INFORMメッセージを受信した上記WLAN網のAGW(Access GateWay)が、上記PDSNと臨時トンネルを設定し、上記臨時トンネル設定結果を表すDHCP ACKメッセージを生成して上記端末に伝達するステップと、上記端末が、上記セルラー網から上記WLAN網へのハンドオフ完了を知らせるDHCP INFORMメッセージを送信するステップと、上記AGWが、上記DHCP INFORMメッセージを受信し、上記PDSNと正常なトンネルを設定するステップと、上記端末が、上記正常なトンネル設定結果を表すDHCP ACKメッセージを上記AGWから受信するステップと、を備える。
本発明のさらに他の実施形態によれば、セルラー網とWLAN(Wireless Local Area Network)網間の密結合連動のための装置が提供される。この装置は、上記セルラー網あるいはWLAN網を通して接続可能な端末と、上記端末にIPアドレスを割り当て、上記端末のパケットデータをIP網に送信するPDSN(Packet Data Serving Network)と、上記WLAN網に接続する端末とのWLAN接続規格を処理するAP(Access Point)と、上記セルラー網と通信しながら上記WLAN網の上記APを検索して選択した上記端末から、IPアドレス割当を要請するメッセージを受信し、上記PDSNから上記端末に対するIPアドレスを受信して上記端末に伝達するAGW(Access GateWay)と、から構成される。
本発明は、セルラー網とWLAN網を効率的に連動させる密結合(tightly−coupled)方式に関するもので、端末がWLAN網からセルラー網へ移動する際に、あらかじめPDSNとWLAN網のAGW間に臨時トンネルを設定した後、WLAN網からセルラー網へハンドオフが完了すると、ハンドオフが完了したことを端末からPDSNに知らせるため、データ損失無しに迅速でシームレス(Seamless)なハンドオフを可能にするという効果を奏する。なお、既存の密結合方式と比較するとき、本発明は、WLAN区間、特に、端末とAGW間にセルラーシグナルを送信する必要がないため、WLAN網でセルラーシグナルを処理しなければならない負担を解消することができる。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には、可能な限り同一の参照番号を付し、下記の説明において、説明を明瞭にするために公知の機能または構成については適宜説明を省くものとする。
本発明の一実施形態では、セルラー網は、CDMA(Code Division Multiple Access)2000 1Xシステムとし、WLAN網は、IEEE 802.11x基盤のWiFi(Wireless−Fidelity)網とする。
具体的に、本発明は、端末がセルラー網からWLAN網へ効率的にハンドオフをするための密結合方式の連動のための網の構成、端末とシステムのプロトコルスタック、端末とAGW(Access GateWay)間に行われる3階層アクセスポイント設定過程、及び、セルラー網に接続した端末がWLAN網へ移動したときに、端末、AGW及びPDSN(Packet Data Serving Network)におけるハンドオフシグナル処理方法を提供する。
具体的に、本発明は、端末がセルラー網からWLAN網へ効率的にハンドオフをするための密結合方式の連動のための網の構成、端末とシステムのプロトコルスタック、端末とAGW(Access GateWay)間に行われる3階層アクセスポイント設定過程、及び、セルラー網に接続した端末がWLAN網へ移動したときに、端末、AGW及びPDSN(Packet Data Serving Network)におけるハンドオフシグナル処理方法を提供する。
図2は、本発明の一実施形態によるセルラー網とWLAN網間の密結合連動網の構成を示す図である。
図2を参照すると、本発明の一実施形態による密結合連動網では、WLAN網230をセルラー網220に対する一つの接続網として分類する。
セルラー網220は、PDSN210とBSS(Base Station System)とで構成される。PDSN210は、DCN(Data Communication Network)200に接続するセルラー網を通してIP(Internet Protocol)網に接続する端末に課金、認証機能、PPP(Point−to−Point Protocol)接続機能、IPルーティング機能、バーチカルハンドオフ機能などを提供し、モバイルIPを支援する場合、FA(Foreign Agent)の役割を果たす。BSSは、セルラー網に接続する端末との無線接続規格を処理する装備であるBTS(Base Transceiver Station)224a,224bと、BSC(Base Station Controller)222とで構成される。BSC222は、パケット制御機能であるPCF(Packet Control Function)を含む。
図2を参照すると、本発明の一実施形態による密結合連動網では、WLAN網230をセルラー網220に対する一つの接続網として分類する。
セルラー網220は、PDSN210とBSS(Base Station System)とで構成される。PDSN210は、DCN(Data Communication Network)200に接続するセルラー網を通してIP(Internet Protocol)網に接続する端末に課金、認証機能、PPP(Point−to−Point Protocol)接続機能、IPルーティング機能、バーチカルハンドオフ機能などを提供し、モバイルIPを支援する場合、FA(Foreign Agent)の役割を果たす。BSSは、セルラー網に接続する端末との無線接続規格を処理する装備であるBTS(Base Transceiver Station)224a,224bと、BSC(Base Station Controller)222とで構成される。BSC222は、パケット制御機能であるPCF(Packet Control Function)を含む。
WLAN網230は、AGW(Access GateWay)232と、AP(Access Point)234a、234bとで構成される。AGW232は、端末から受け取ったパケットデータを、WLAN網230を通してPDSN210に接続する使用者に、GRE(Generic Routing Encapsulation)トンネルを通してPDSN210の方向あるいはその反対方向に伝達し、HAT(Hybrid Access Terminal)240は、WLAN網230とセルラー網220に接続できる端末である。ここで、GREトンネルは、PDSN210とAGW232との間に設定されたトンネルである。
WLAN網230のAP234a,234bとセルラー網220のPDSN210との間にAGW232が位置し、既存のセルラー網のBSC222とPDSN210間のR−Pインターフェースに似たA−Pインターフェースを定義する。また、HAT240とAGW232間にH−Aインターフェースが定義され、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)が用いられる。
WLAN網230のAP234a,234bとセルラー網220のPDSN210との間にAGW232が位置し、既存のセルラー網のBSC222とPDSN210間のR−Pインターフェースに似たA−Pインターフェースを定義する。また、HAT240とAGW232間にH−Aインターフェースが定義され、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)が用いられる。
以下、図2乃至図4を参照して、本発明の一実施形態による連動網構造で動作するシグナリングプラン(Signaling Plan)とトラフィックプラン(Traffic Plan)について説明する。
図3は、本発明の一実施形態によるシグナリングプランを示す図である。
図3を参照すると、HAT240とAGW232との間で行われるH−Aインターフェースは、H−A間ハンドオフシグナルを送信する。このH−A間ハンドオフシグナルを送信するためのHAT240のプロトコルスタックは、802.11PHY、802.11MAC、IP、UDP及びH−Aで構成される。
次に、AP234a,234b、AGW232及びPDSN210には、3階層アクセスポイントを設定するためのプロトコルスタックがそれぞれ設定される。これらのAP234a,234bのプロトコルスタックは、802.11PHY、802.11MAC、802.3PHY、802.3MAC、L2 Relayで構成される。PDSN210のプロトコルスタックは、802.3PHY、802.3MAC、IP、UDP、A−Pで構成される。AGW232のプロトコルスタックは、HAT240とのインターフェースのためのH−Aインターフェースと、PDSN210とのインターフェースのためのA−Pインターフェースとを有し、HAT240とPDSN210との間には、3階層アクセスポイントが設定される。
これらのプロトコルスタックは、MAC階層及びPHY階層のために802.3MACと802.3PHYをそれぞれ用い、トランスポートプロトコルとしてUDP(User Datagram Protocol)を用いる。また、AGW232とHAT240間のインターフェースのためのH−Aと、AGW232とPDSN210間のインターフェースのためのA−Pを使用する。上位プロトコルとしてDHCPを使用し、DHCPオプションフィールド(options field)を新しく定義して使用する。このDHCPオプションフィールドには、3階層接続のためのパラメータが含まれ、この詳細は、図7乃至図10で後述される。
図3を参照すると、HAT240とAGW232との間で行われるH−Aインターフェースは、H−A間ハンドオフシグナルを送信する。このH−A間ハンドオフシグナルを送信するためのHAT240のプロトコルスタックは、802.11PHY、802.11MAC、IP、UDP及びH−Aで構成される。
次に、AP234a,234b、AGW232及びPDSN210には、3階層アクセスポイントを設定するためのプロトコルスタックがそれぞれ設定される。これらのAP234a,234bのプロトコルスタックは、802.11PHY、802.11MAC、802.3PHY、802.3MAC、L2 Relayで構成される。PDSN210のプロトコルスタックは、802.3PHY、802.3MAC、IP、UDP、A−Pで構成される。AGW232のプロトコルスタックは、HAT240とのインターフェースのためのH−Aインターフェースと、PDSN210とのインターフェースのためのA−Pインターフェースとを有し、HAT240とPDSN210との間には、3階層アクセスポイントが設定される。
これらのプロトコルスタックは、MAC階層及びPHY階層のために802.3MACと802.3PHYをそれぞれ用い、トランスポートプロトコルとしてUDP(User Datagram Protocol)を用いる。また、AGW232とHAT240間のインターフェースのためのH−Aと、AGW232とPDSN210間のインターフェースのためのA−Pを使用する。上位プロトコルとしてDHCPを使用し、DHCPオプションフィールド(options field)を新しく定義して使用する。このDHCPオプションフィールドには、3階層接続のためのパラメータが含まれ、この詳細は、図7乃至図10で後述される。
図4は、本発明の一実施形態によるトラフィックプランを示す図である。
図4を参照すると、H−AインターフェースのためのHAT240のプロトコルスタックは、802.11PHY、802.11MAC、IP 0及びUDPで構成され、AP234a,234bのプロトコルスタックは、図3に示すAP234a,234bのシグナリングプランと同一に構成される。PDSN210のプロトコルスタックは、802.3PHY、802.3MAC、IP 1、GRE、及びIP 0で構成される。
AGW232のプロトコルスタックは、PDSN210との接続のためにPDSN210のプロトコルスタックと同じ構成を有し、AP234a,234bとの接続のために802.3PHY、802.3MAC、L2 relayをさらに含む。
これらのトラフィック送信のためのプロトコルスタックを通してHAT240からトラフィックを受信すると、AGW232は、GREトンネルを通してPDSN210に受信したトラフィックを伝達する。また、相手側のホストからHAT240に送信される順方向(Forward)トラフィックは、PDSN210とAGW232間のGREトンネルを通してAGW232に送信される。
図4を参照すると、H−AインターフェースのためのHAT240のプロトコルスタックは、802.11PHY、802.11MAC、IP 0及びUDPで構成され、AP234a,234bのプロトコルスタックは、図3に示すAP234a,234bのシグナリングプランと同一に構成される。PDSN210のプロトコルスタックは、802.3PHY、802.3MAC、IP 1、GRE、及びIP 0で構成される。
AGW232のプロトコルスタックは、PDSN210との接続のためにPDSN210のプロトコルスタックと同じ構成を有し、AP234a,234bとの接続のために802.3PHY、802.3MAC、L2 relayをさらに含む。
これらのトラフィック送信のためのプロトコルスタックを通してHAT240からトラフィックを受信すると、AGW232は、GREトンネルを通してPDSN210に受信したトラフィックを伝達する。また、相手側のホストからHAT240に送信される順方向(Forward)トラフィックは、PDSN210とAGW232間のGREトンネルを通してAGW232に送信される。
図5は、本発明の一実施形態によって端末がWLAN網に接続した場合、密結合連動網構造で端末とPDSN間に行われる3階層アクセスポイント設定手順を示すはしご図である。
図5を参照すると、ステップ510で、HAT500がセルラー網と通信しながらWLAN網のAP502を検索して選択すると、ステップ512で、HAT500は、HAT500とAP502との間のアソシエーション(association)を設定する。
続いて、HAT500は、ステップ514で、3階層接続(L3 Attachment)を行い、ステップ516で、IPアドレス割当を要請するために、DHCPサーバー検索に用いられるDHCP DISCOVERメッセージを生成し、これをDHCPリレイ機能を行うAP502を通してAGW504に伝達する。このとき、DHCP DISCOVERメッセージには、HAT500のID情報である‘AT Identifier’オプションと、HAT500のMACアドレス(address)を含む。
図5を参照すると、ステップ510で、HAT500がセルラー網と通信しながらWLAN網のAP502を検索して選択すると、ステップ512で、HAT500は、HAT500とAP502との間のアソシエーション(association)を設定する。
続いて、HAT500は、ステップ514で、3階層接続(L3 Attachment)を行い、ステップ516で、IPアドレス割当を要請するために、DHCPサーバー検索に用いられるDHCP DISCOVERメッセージを生成し、これをDHCPリレイ機能を行うAP502を通してAGW504に伝達する。このとき、DHCP DISCOVERメッセージには、HAT500のID情報である‘AT Identifier’オプションと、HAT500のMACアドレス(address)を含む。
その後、AGW504は、HAT500から受信したDHCP DISCOVERメッセージに含まれたID情報に基づき、HAT500が密結合連動方式を使用することがわかり、従って、AGW504は、直接、HAT500にIPアドレスを割り当てる代わりに、DHCP DISCOVERメッセージをPDSN506にリレイする。すなわち、AGW504は、ステップ518で、デフォルト(default)PDSN506にA−P接続、すなわち、GREトンネルを設定する。この場合、AGW504は、受信したDHCP DISCOVERメッセージから獲得したHAT500のMACアドレスを参照してA−PセッションテーブルにHAT500をエントリとして追加し、PDSN506は、HAT500のIDを参照してR−Pセッションテーブルにエントリを追加する。その後、AGW504は、ステップ520で、GREトンネルを通してDHCP DISCOVERをPDSN506に伝達する。
GREトンネルを通してDHCP DISCOVERメッセージを受信したPDSN506は、HAT500のMACアドレスをA−Pセッションテーブル中のID値にマッピングする。ステップ522で、PDSN506は、HAT500に割り当て可能なIPアドレスと必要な情報を含むDHCP OFFERメッセージを生成してAGW504に伝達する。
GREトンネルを通してDHCP DISCOVERメッセージを受信したPDSN506は、HAT500のMACアドレスをA−Pセッションテーブル中のID値にマッピングする。ステップ522で、PDSN506は、HAT500に割り当て可能なIPアドレスと必要な情報を含むDHCP OFFERメッセージを生成してAGW504に伝達する。
ステップ524で、AGW504は、A−Pインターフェースを通してPDSN506から受け取ったDHCP OFFERメッセージをHAT500に伝達する。
ステップ526で、DHCP OFFERメッセージを受信したHAT500は、AGW504にDHCP REQUESTメッセージを伝達する。該DHCP REQUESTメッセージは、サーバーから提供されるパラメータを要請する、以降のシステム再起動などのために以前に割り当てられたIPアドレスが正確か確認する、または、特定IPアドレスに対する使用時間を延長するためのメッセージである。
このDHCP REQUESTメッセージを受信したAGW504は、ステップ528で、PDSN506までのGREトンネルを通してDHCP REQUESTメッセージを伝達する。DHCP REQUESTを受信したPDSN506は、ステップ530で、DHCP ACKメッセージをGREトンネルを通してAGW504に伝達する。このDHCP ACKメッセージは、当該端末に割り当てられたIPアドレスを含む設定(Configuration)パラメータを含む。
GREトンネルを通してDHCP ACKメッセージを受信したAGW504は、HAT500に割り当てられたIPアドレスに関するルーティング情報とプロキシ(Proxy)ARP(Address Resolution Protocol)エントリなどを追加し、ステップ532で、DHCP ACKメッセージをHAT500に伝達する。
ステップ526で、DHCP OFFERメッセージを受信したHAT500は、AGW504にDHCP REQUESTメッセージを伝達する。該DHCP REQUESTメッセージは、サーバーから提供されるパラメータを要請する、以降のシステム再起動などのために以前に割り当てられたIPアドレスが正確か確認する、または、特定IPアドレスに対する使用時間を延長するためのメッセージである。
このDHCP REQUESTメッセージを受信したAGW504は、ステップ528で、PDSN506までのGREトンネルを通してDHCP REQUESTメッセージを伝達する。DHCP REQUESTを受信したPDSN506は、ステップ530で、DHCP ACKメッセージをGREトンネルを通してAGW504に伝達する。このDHCP ACKメッセージは、当該端末に割り当てられたIPアドレスを含む設定(Configuration)パラメータを含む。
GREトンネルを通してDHCP ACKメッセージを受信したAGW504は、HAT500に割り当てられたIPアドレスに関するルーティング情報とプロキシ(Proxy)ARP(Address Resolution Protocol)エントリなどを追加し、ステップ532で、DHCP ACKメッセージをHAT500に伝達する。
図6は、本発明の一実施形態によるセルラー網とWLAN網間の連動シナリオで端末のハンドオフ手順を示すはしご図である。
図6を参照すると、ステップ610で、HAT600が3Gセルラー領域からWLAN領域へ移動すると決定すると、ステップ612で、HAT600は、3Gセルラー網からWLAN網へのバーチカルハンドオフを支援するAGW604を検索するためのDHCP INFORMメッセージを生成し、これをAP602を経てブロードキャスティング方式で送信する。ここで、DHCP INFORMメッセージは、AT識別子オプションと、‘A−P tunnel request’オプションとを含む。‘A−P tunnel request’オプションは、AGW604がA−Pトンネルを設定するのに必要な情報を含む。具体的に、HAT600は、‘A−P tunnel request’オプションのTMPフラグを‘1’と設定することによって、PDSN606との臨時A−Pトンネル設定を要請する。DHCPリレイ機能を支援するAP602は、HAT600で生成されたDHCP INFORMメッセージを周囲のAGWに伝達する。
‘A−P tunnel request’オプションを含むDHCP INFORMメッセージを受信したAGW604は、このメッセージに、ステップ614で、HAT600が使用中のIPアドレスに関するルーティング情報を追加し、‘A−P tunnel request’オプションによってPDSN606との臨時的なA−Pトンネルを設定する。
図6を参照すると、ステップ610で、HAT600が3Gセルラー領域からWLAN領域へ移動すると決定すると、ステップ612で、HAT600は、3Gセルラー網からWLAN網へのバーチカルハンドオフを支援するAGW604を検索するためのDHCP INFORMメッセージを生成し、これをAP602を経てブロードキャスティング方式で送信する。ここで、DHCP INFORMメッセージは、AT識別子オプションと、‘A−P tunnel request’オプションとを含む。‘A−P tunnel request’オプションは、AGW604がA−Pトンネルを設定するのに必要な情報を含む。具体的に、HAT600は、‘A−P tunnel request’オプションのTMPフラグを‘1’と設定することによって、PDSN606との臨時A−Pトンネル設定を要請する。DHCPリレイ機能を支援するAP602は、HAT600で生成されたDHCP INFORMメッセージを周囲のAGWに伝達する。
‘A−P tunnel request’オプションを含むDHCP INFORMメッセージを受信したAGW604は、このメッセージに、ステップ614で、HAT600が使用中のIPアドレスに関するルーティング情報を追加し、‘A−P tunnel request’オプションによってPDSN606との臨時的なA−Pトンネルを設定する。
PDSN606との臨時的なA−Pトンネルを成功的に設定したAGW604は、ステップ616でDHCP ACKメッセージを生成してHAT600に伝達する。この場合、DHCP ACKメッセージ内にA−P tunnel responseオプションを追加し、AGW604とPDSN606間に臨時に設定されたトンネルに対する結果を、HAT600に知らせる。
AGW604とPDSN606間に臨時的なA−Pトンネルを設定した状態で、HAT600がステップ618で、3Gセルラー領域からWLAN領域へのハンドオフを完了すると、ステップ620で、H−Aハンドオフ完了を知らせるためのDHCP INFORMメッセージを生成してAGW604に伝達する。このとき、‘A−P tunnel request’オプションのTMPフラグを‘0’と設定することによって、PDSN606との正常なA−Pトンネル設定を要請する。
ステップ622で、AGW604がH−Aハンドオフ完了を知らせるDHCP INFORMメッセージを受信すると、TMPフラグを確認し、PDSN606との臨時的なA−Pトンネルを正式A−Pトンネルに変更する。PDSN606は、AGW604とのA−Pトンネル設定手順を完了すると、セルラー網でPCFを行うBSCとのR−Pトンネルを解除する。
ステップ624で、AGW604は、DHCP ACKメッセージを生成してHAT600に伝達する。このとき、DHCP ACKメッセージに‘A−P tunnel response’オプションを含めて送信することによって、正常にA−Pトンネルが設定されたことを知らせる。
AGW604とPDSN606間に臨時的なA−Pトンネルを設定した状態で、HAT600がステップ618で、3Gセルラー領域からWLAN領域へのハンドオフを完了すると、ステップ620で、H−Aハンドオフ完了を知らせるためのDHCP INFORMメッセージを生成してAGW604に伝達する。このとき、‘A−P tunnel request’オプションのTMPフラグを‘0’と設定することによって、PDSN606との正常なA−Pトンネル設定を要請する。
ステップ622で、AGW604がH−Aハンドオフ完了を知らせるDHCP INFORMメッセージを受信すると、TMPフラグを確認し、PDSN606との臨時的なA−Pトンネルを正式A−Pトンネルに変更する。PDSN606は、AGW604とのA−Pトンネル設定手順を完了すると、セルラー網でPCFを行うBSCとのR−Pトンネルを解除する。
ステップ624で、AGW604は、DHCP ACKメッセージを生成してHAT600に伝達する。このとき、DHCP ACKメッセージに‘A−P tunnel response’オプションを含めて送信することによって、正常にA−Pトンネルが設定されたことを知らせる。
図7は、本発明の一実施形態によるDHCPメッセージフォーマットを示す図である。ここで、DHCPメッセージには、DHCP DISCOVERメッセージ、DHCP OFFERメッセージ、DHCP REQUESTメッセージ、DHCP INFORMメッセージ、DHCP ACKメッセージが含まれる。
図7を参照すると、DHCPメッセージにおいてオプション(options)フィールド以外のフィールドは、一般のそれらと同一なのでその説明は省略される。オプションフィールドには、AT識別子情報を含めた‘AT Identifier’オプションと、A−Pトンネル(GREトンネルを意味する。)を臨時にあるいは正常に設定要請したり解除する‘A−P tunnel request'オプションと、A−Pトンネル設定に対する結果を含めた‘A−P tunnel response’オプションが含まれる。
図7を参照すると、DHCPメッセージにおいてオプション(options)フィールド以外のフィールドは、一般のそれらと同一なのでその説明は省略される。オプションフィールドには、AT識別子情報を含めた‘AT Identifier’オプションと、A−Pトンネル(GREトンネルを意味する。)を臨時にあるいは正常に設定要請したり解除する‘A−P tunnel request'オプションと、A−Pトンネル設定に対する結果を含めた‘A−P tunnel response’オプションが含まれる。
図8は、本発明の一実施形態による‘AT Identifier’オプションを表す表を示す図である。
図8を参照すると、‘AT Identifier’であるIMSIオプションは、コード(code)フィールドと、len(Length)フィールドと、IDタイプ(ID Type)フィールドと、ID長(ID Length)フィールドと、IDフィールドとで構成される。IDタイプフィールドには、IMSIとして‘0x00 06H’が含まれることができ、‘AT Identifier’オプションは、ATが生成したDHCP DISCOVERメッセージに含まれてAGWに送信される。
図8を参照すると、‘AT Identifier’であるIMSIオプションは、コード(code)フィールドと、len(Length)フィールドと、IDタイプ(ID Type)フィールドと、ID長(ID Length)フィールドと、IDフィールドとで構成される。IDタイプフィールドには、IMSIとして‘0x00 06H’が含まれることができ、‘AT Identifier’オプションは、ATが生成したDHCP DISCOVERメッセージに含まれてAGWに送信される。
図9は、本発明の一実施形態による‘A−P tunnel request’オプションを表す表を示す図である。
図9を参照すると、‘A−P tunnel request’オプションは、コードフィールドと、lenフィールドと、要請フラグ(request flag)と、PDSN IPフィールドとで構成される。要請フラグは、A−Pトンネルの接続を解除するためのREL(A−P tunnel release request)と、A−Pトンネルを設定するためのTMP(temporary tunneling request)とで構成される。すなわち、RELのフラグを‘1’と設定する場合、既に設定されたA−Pトンネルに対する解除を要請し、TMPのフラグを‘1’と設定する場合、臨時A−Pトンネル設定を要請する。また、端末がWLAN網にハンドオフした場合、TMPフラグを‘0’と設定して正常なA−Pトンネル設定を要請することができる。PDSN IPフィールドには、端末がWLAN網にハンドオフする前に与えられたソースPDSN IPアドレスが含まれる。
図9を参照すると、‘A−P tunnel request’オプションは、コードフィールドと、lenフィールドと、要請フラグ(request flag)と、PDSN IPフィールドとで構成される。要請フラグは、A−Pトンネルの接続を解除するためのREL(A−P tunnel release request)と、A−Pトンネルを設定するためのTMP(temporary tunneling request)とで構成される。すなわち、RELのフラグを‘1’と設定する場合、既に設定されたA−Pトンネルに対する解除を要請し、TMPのフラグを‘1’と設定する場合、臨時A−Pトンネル設定を要請する。また、端末がWLAN網にハンドオフした場合、TMPフラグを‘0’と設定して正常なA−Pトンネル設定を要請することができる。PDSN IPフィールドには、端末がWLAN網にハンドオフする前に与えられたソースPDSN IPアドレスが含まれる。
図10は、本発明の一実施形態による‘A−P tunnel response’オプションを表す表を示す図である。
図10を参照すると、‘A−P tunnel response’オプションは、コードフィールド、lenフィールド、‘status’フィールド及びPDSN IPフィールドとを含む、
‘status’フィールドは、臨時あるいは正常なA−Pトンネルが成功的に設定された場合に‘1’に設定され、A−Pトンネルの設定に失敗した場合に‘0’に設定される。PDSN IPフィールドには、端末がWLAN網にハンドオフした後に与えられたサービングPDSN IPアドレスが含まれる。
図10を参照すると、‘A−P tunnel response’オプションは、コードフィールド、lenフィールド、‘status’フィールド及びPDSN IPフィールドとを含む、
‘status’フィールドは、臨時あるいは正常なA−Pトンネルが成功的に設定された場合に‘1’に設定され、A−Pトンネルの設定に失敗した場合に‘0’に設定される。PDSN IPフィールドには、端末がWLAN網にハンドオフした後に与えられたサービングPDSN IPアドレスが含まれる。
なお、本発明の詳細な説明においては、具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内であれば、種々な変形が可能であることは言うまでもない。よって、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲とその均等物によって定められるべきである。
200 DCN
210 PDSN
220 セルラー網
230 WLAN網
240 HAT
210 PDSN
220 セルラー網
230 WLAN網
240 HAT
Claims (19)
- セルラー網と無線ローカルエリアネットワーク網間の密結合連動のために3階層アクセスポイントを形成する方法であって、
前記セルラー網と通信しながら前記無線ローカルエリアネットワーク網を検索して選択した端末が、インターネットプロトコルアドレスの割当を要請するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを送信するステップと、
前記無線ローカルエリアネットワーク網のアクセスゲートウェイが、前記端末から前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを受信し、前記セルラー網のパケットデータサービングネットワークと一般ルーティングカプセル化トンネルを設定し、前記トンネルを通して前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを前記パケットデータサービングネットワークに伝達するステップと、
前記アクセスゲートウェイが前記パケットデータサービングネットワークから、前記端末に割当可能なインターネットプロトコルアドレスを含むダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルオファーメッセージを受信して前記端末に伝達するステップと、
前記端末がインターネットプロトコルアドレスを要請するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル要請メッセージを送信し、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル要請メッセージを受信した前記アクセスゲートウェイが、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル要請メッセージを前記トンネルを通して前記パケットデータサービングネットワークに伝達するステップと、
前記アクセスゲートウェイが前記パケットデータサービングネットワークから、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル要請メッセージに対応するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル応答メッセージを受信して前記端末に伝達するステップと、
前記端末が、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル応答メッセージを受信するステップと、
を備えることを特徴とする3階層アクセスポイント形成方法。 - 前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージには、前記端末の識別子情報が含まれており、
前記アクセスゲートウェイは、前記端末の識別子情報から、前記端末が前記密結合連動方式を用いると判断し、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを前記パケットデータサービングネットワークに伝達することを特徴とする請求項1記載の3階層アクセスポイント形成方法。 - 前記一般ルーティングカプセル化トンネルを設定するステップは、
前記アクセスゲートウェイは、前記受信したダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージから獲得した前記端末の媒体接続制御アドレスを参照してR−Pセッションテーブルに前記端末をエントリとして追加し、前記パケットデータサービングネットワークは、前記受信したダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージから獲得した前記端末の識別子情報を参照してR−Pセッションテーブルに前記端末をエントリとして追加することを特徴とする請求項1記載の3階層アクセスポイント形成方法。 - 3Gセルラー網と無線ローカルエリアネットワーク網間の密結合連動網でハンドオフを行う方法であって、
端末が、前記セルラー網のパケットデータサービングネットワークとのトンネル設定を要請するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージを送信するステップと、
前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージを受信した前記無線ローカルエリアネットワーク網のアクセスゲートウェイが、前記パケットデータサービングネットワークと臨時トンネルを設定し、前記臨時トンネル設定結果を表すダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル応答メッセージを生成して前記端末に伝達するステップと、
前記端末が、前記セルラー網から前記無線ローカルエリアネットワーク網へのハンドオフ完了を知らせるダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージを送信するステップと、
前記アクセスゲートウェイが、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージを受信し、前記パケットデータサービングネットワークと正常なトンネルを設定するステップと、
前記端末が、前記正常なトンネル設定結果を表すダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル応答メッセージを前記アクセスゲートウェイから受信するステップと、
を備えることを特徴とするハンドオフ方法。 - 前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージは、前記端末の識別子情報と前記トンネル設定のための情報を含むことを特徴とする請求項4記載のハンドオフ方法。
- 前記端末の識別子情報は、前記端末のID情報、コード情報、長さ情報、IDタイプ情報及びID長情報を含むことを特徴とする請求項5記載のハンドオフ方法。
- 前記トンネル設定のための情報は、前記トンネル接続を設定または解除するためのフラグと、前記端末と接続された前記パケットデータサービングネットワークのインターネットプロトコルアドレスを含むことを特徴とする請求項5記載のハンドオフ方法。
- 前記正常なトンネル設定の後に、前記パケットデータサービングネットワークが、前記セルラー網の基地局と接続されたトンネルを解除することを特徴とする請求項4記載のハンドオフ方法。
- 前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル応答メッセージは、前記臨時トンネルまたは前記正常トンネルが成功的に設定されたか否かを表す情報と、前記端末と接続された前記パケットデータサービングネットワークのインターネットプロトコルアドレスとを含むことを特徴とする請求項4記載のハンドオフ方法。
- セルラー網と無線ローカルエリアネットワーク網間の密結合連動のための装置であって、
前記セルラー網あるいは無線ローカルエリアネットワーク網を通して接続可能な端末と、
前記端末にインターネットプロトコルアドレスを割り当て、前記端末のパケットデータをインターネットプロトコル網に送信するパケットデータサービングネットワークと、
前記無線ローカルエリアネットワーク網に接続する端末との無線ローカルエリアネットワーク接続規格を処理するアクセスポイントと、
前記セルラー網と通信しながら前記無線ローカルエリアネットワーク網の前記アクセスポイントを検索して選択した前記端末から、インターネットプロトコルアドレスの割当を要請するメッセージを受信し、前記パケットデータサービングネットワークから前記端末に対するインターネットプロトコルアドレスを受信して前記端末に伝達するアクセスゲートウェイと、
から構成されることを特徴とする連動装置。 - 前記アクセスゲートウェイは、前記端末とのインターフェースのためのH−Aインターフェースと、前記パケットデータサービングネットワークとのインターフェースのためのA−Pインターフェースとを備え、
前記アクセスゲートウェイを介して前記アクセスポイントと前記パケットデータサービングネットワーク間に3階層アクセスポイントが設定されることを特徴とする請求項10記載の連動装置。 - 前記端末は、インターネットプロトコルアドレスの割当を要請するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを送信し、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージは、前記端末の識別子情報を含むことを特徴とする請求項10記載の連動装置。
- 前記アクセスゲートウェイは、
前記端末から前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを受信し、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージに含まれた前記端末の識別子情報を読み取って前記パケットデータサービングネットワークと一般ルーティングカプセル化トンネルを設定した後に、前記トンネルを通して前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを前記パケットデータサービングネットワークに伝達し、前記パケットデータサービングネットワークから前記トンネルを通して前記端末に対するインターネットプロトコルアドレスを受信して前記端末に伝達することを特徴とする請求項12記載の連動装置。 - 前記セルラー網に位置している端末が前記無線ローカルエリアネットワーク網に移動しようとするときに、前記端末は、前記パケットデータサービングネットワークとの臨時トンネル設定を要請するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージを送信し、ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージは、前記前記臨時トンネルを設定するための情報と前記端末の識別子情報を含むことを特徴とする請求項10記載の連動装置。
- 前記アクセスゲートウェイは、前記端末から前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージを受信し、前記パケットデータサービングネットワークと臨時トンネルを設定することを特徴とする請求項14記載の連動装置。
- 前記パケットデータサービングネットワークと臨時トンネルを設定した後に、前記端末は、前記パケットデータサービングネットワークと正常なトンネル設定を要請するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージを送信し、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージは、前記正常なトンネル設定のための情報と前記端末の識別子情報とを含むことを特徴とする請求項15記載の連動装置。
- 前記アクセスゲートウェイは、
前記パケットデータサービングネットワークとの臨時トンネルが設定された状態で、前記無線ローカルエリアネットワーク網にハンドオフした端末から、前記パケットデータサービングネットワークとの正常なトンネル設定を要請するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル通知メッセージを受信して前記パケットデータサービングネットワークと正常トンネルを設定し、前記正常なトンネルを通して前記端末と前記パケットデータを送受信することを特徴とする請求項16記載の連動装置。 - セルラー網と無線ローカルエリアネットワーク網間の密結合連動のために端末にインターネットプロトコルアドレスを割り当てる方法であって、
前記セルラー網と通信しながら前記無線ローカルエリアネットワーク網を検索して選択した端末が、インターネットプロトコルアドレスの割当を要請するとともに前記端末の識別子情報を含むダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを無線ローカルエリアネットワーク網のアクセスゲートウェイに送信するステップと、
前記端末が前記アクセスゲートウェイから、前記端末に割当可能なインターネットプロトコルアドレスを含むダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルオファーメッセージを受信するステップと、
前記端末が前記アクセスゲートウェイに、インターネットプロトコルアドレスを要請するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル要請メッセージを送信するステップと、
前記端末が、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル要請メッセージに対応するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル応答メッセージを受信するステップと、
を備えることを特徴とするアドレス割当方法。 - セルラー網と無線ローカルエリアネットワーク網間の密結合連動のために端末にインターネットプロトコルアドレスを割り当てる方法であって、
前記セルラー網のパケットデータサービングネットワークが、前記無線ローカルエリアネットワーク網のアクセスゲートウェイへの一般ルーティングカプセル化トンネルを設定し、インターネットプロトコルアドレスの割当を要請するとともに端末の識別子情報を含むダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを端末から受信するステップと、
前記パケットデータサービングネットワークが前記アクセスゲートウェイから前記一般ルーティングカプセル化トンネルを通して前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルディスカバーメッセージを受信するステップと、
前記パケットデータサービングネットワークが前記アクセスゲートウェイに、前記端末に割当可能なインターネットプロトコルアドレスを含むダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコルオファーメッセージを送信するステップと、
前記パケットデータサービングネットワークが、前記端末によって要請されたインターネットプロトコルアドレスを有するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル要請メッセージを、前記一般ルーティングカプセル化トンネルを通して前記アクセスゲートウェイから受信するステップと、
前記パケットデータサービングネットワークが、前記ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル要請メッセージに対応するダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル応答メッセージを前記アクセスゲートウェイに送信するステップと、
を備えることを特徴とするアドレス割当方法。
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