JP4455770B2 - 移動端末のためのｉｐアドレス割当て - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、移動端末へのＩＰアドレス割当てに関し、特に、移動端末へのＩＰアドレスのホスト部の割当に関するものである。
【０００２】
（発明の背景）
既存の移動通信ネットワークの加入者は、インターネット対応携帯電話（しばしば、コミュニケータと称される機器）を用いたり、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携帯電話に接続し、例えば、ソフトウェアまたはハードウェアモデムを用いることにより、インターネットに接続する通信環境に置かれる。
【０００３】
欧州のＧＳＭ（汎欧州デジタル自動車電話方式）のような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は２つの部分に分割することができる。第一の部分は、無線ネットワークと呼ばれ、基地局（ＢＳ）と基地局コントローラ（ＢＳＣ）とからなり、ここで、単一のＧＳＣは複数のＢＳを制御する。ネットワークの第二の部分は、コアネットワークと呼ばれ、移動交換センタ（ＭＳＣ）を含み、各ＭＳＣは複数のＢＳＣに対応する。ＭＳＣは、従来の電話ネットワークでの交換機に相当するものである。インターネット上の通信は、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、コアネットワークを介して確立される回路交換接続上で伝送される。
【０００４】
現在、次世代の移動通信基準の開発が進められている。特に、ＧＳＭにパケット交換サービスを導入するために、一般パケット無線パケットサービス（ＧＰＲＳ）として知られているＧＳＭの拡張が開発中である。ＧＰＲＳの導入により、効果的に、コアネットワークをＧＳＭシステムに付加することができ、サーバＧＰＲＳ交換ノード（ＳＧＳＮ）とゲートウェイＧＰＲＳ交換ノード（ＧＧＳＮ）によって、交換機能をＧＰＲＳコアネットワークで実行する。第三世代のデジタルシステムもまた開発の途上にあり、汎用移動通信システム（ＵＭＴＳ）として知られているところである。ＵＭＴＳは、ＧＰＲＳあるいは同様のパケット交換システムを組み込むものと思われる。
【０００５】
現行の提案では、ＧＳＭベースのＧＰＲＳおよびＵＭＴＳシステムの両方において、インタネットへのアクセスは、パケット交換コアネットワークを介して行われる。移動端末からインターネットへのアクセスが要求された場合には、その要求は、ＢＳおよび無線ネットワークコントローラ（既存のＢＳＣに等価なＲＮＣ）を介して、ＧＧＳＮに向けられる。ＧＧＳＮは、インターネットアクセスサーバ（ＩＡＳ）として動作するか、要求を別のＩＡＳに送る。この別のＩＡＳは、通常、移動ネットワークの運営とは独立したインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）によって運営される。しかし、これに代えて、移動ネットワーク事業者によってＩＡＳを運営することも可能である。いずれの場合も、統合された、あるいは独立したＩＡＳは、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを、呼び出し元も移動端末に割り当てる。既存のインターネットプロトコル・バージョン４（ＩＰｖ４）では、ＩＰアドレスは３２ビット長である。提案中のインターネットプロトコル・バージョン６（ＩＰｖ６）では、ＩＰアドレスは、１２８ビットに拡張され、インターネット上でＩＡＳを一意に識別する６４ビットのルーティングプレフィックスと、ＩＡＳ中で移動端末を一意に識別する６４ビットのホストプレフィックスとを含んでいる。
【０００６】
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と、無線ネットワークを介して移動端末に戻され、その直後に、移動端末は、インターネットセッションを開始することが可能となる。インターネットアクセスが要求された際に移動端末はそのホームネットワークに登録されるものと仮定すると、インターネットセッションは、ホームネットワークのＧＧＳＮを介してルーティングされる。しかし、移動端末がローミング中で、外部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、ホームネットワークのＧＧＳＮと外部ネットワークのＳＧＳＮの両方を介し確立される。
【０００７】
既存のデジタルネットワークの加入者ならば誰でも知っているように、一般的に、移動端末を介したインターネットアクセスは、極めて低速で信頼性の低いものである。これは、部分的には、新たなトランスファーセッションが開始される度に、この間にＩＰアドレスを含むセッションパラメータがやり取りされる低速のセットワーク設定期間が必要となることによるものである。この低速（および信頼性の低さ）の他の理由は、ＩＰアドレスを割り当てるノード（例えば、ＩＡＳ）と移動端末との間が、一つあるいはそれ以上の中間ノードを含む比較的長い距離となることである。ＩＰデータグラムは、２つの端点間を透過できるようにする必要があるが、これは、しばしば付加的なプロトコル（例えば、ポイントツーポイント・プロトコル、レイア２トンネリング・プロトコルなど）を含み、さらに多くの処理容量と伝送容量を消費するものとなる。
【０００８】
現行のＧＰＲＳおよびＵＭＴＳの提案は、移動端末と無線およびコアネットワーク間の高速でより信頼性の高い無線接続をもたらそうとするものではあるが、インターネットセッションを開始するのに先立ってＩＰアドレスのネゴシエーションが必要になること、また、一つあるいはそれ以上のパケット交換コアネットワークの交換ノードを介して、ＩＰデータグラムをルーティングすることが必要になることを排除するものではない。
【０００９】
ＩＰｖ６では、固定線通信ネットワークに接続される移動端末のＩＰアドレスのホスト部をネゴシエーションするために、２つのインターネット制御メッセージプロトコル（ＩＣＭＰ）メッセージが用いられる。移動端末は、移動端末に永久的に割り当てられたホスト部ともしくは、移動端末が最期に用いたホスト部となるようなホスト部を提示する。提示されたホスト部は、移動端末から同一の固定線ネットワークに現状で接続されている他の移動端末に送られる、ネイバー・ソリシテーション・メッセージに含まれている。もし、他の接続端末が、現状で同一のホスト部を用いていることが明らかとなったならば、他の移動端末は、ネイバー・アドバタイズメント・メッセージを返信することにより、新たに接続された移動端末に応答する。新たに接続された移動端末がこのネイバー・アドバタイズメント・メッセージを受信した際には、最初に提示したホスト部を破棄し、新たなホスト部を再提示する。これにより、移動端末は、ネイバー・ソリシテーション・メッセージに、この新たに提示されたホスト部を含み、この処理は、一意のホスト部に到達するまで繰り返される。
【００１０】
上述したように、ＩＰｖ６のホスト部生成処理は、固定線ネットワークに接続された移動端末に関するものである。しかし、この処理は、移動通信ネットワークに接続された移動無線端末には、必ずしも簡単に適用できるものではない。例えば、移動ネットワークは、必ずしも、移動無線端末に対し、同一ネットワークに接続された他の移動端末にネイバー・ソリシテーション・メッセージをブロードキャストさせるものではない（ＧＰＲＳおよびＵＴＳは、移動端末に対し、移動端末シグナリングを提供するものではない）。ネイバー・ソリシテーション・メッセージを移動ネットワークに伝送し、その後、ネイバー・ソリシテーション・メッセージを他の移動端末にブロードキャストすることも可能ではあるが、このような方法は、無線インターフェース資源を無駄にすることになる。
【００１１】
ＩＰアドレス割当に関する限り、提案中のＩＰｖ６のさらに不利な点は、もし端末に永久的にホスト部が割当てられた場合には、第三者によって移動端末の挙動が追跡され、以って、移動端末の利用者が特定されてしまうことにある。この第三者が任意の移動端末に割当てられたホスト部を察知し、様々なネットワークに割当てられた一意のルーティングプレフィックスを知り得ると仮定すると、この第三者は移動端末の現在位置を特定できることになる。
【００１２】
（発明の概要）
本発明の目的は、移動端末にＩＰアドレスの割当てる既存のシステムおよび方法の上述した不利な点を克服、もしくは少なくとも緩和することにある。本目的および他の目的は、移動端末と移動通信ネットワーク間の無線リンクを確立する間に、暫定的なホスト部をネゴシエートすることにより、少なくとも部分的に達成される。移動端末が移動ネットワーク内にある間は、暫定的なホスト部を、その後のＩＰセッションのために用いることができる。
【００１３】
本発明の第一の特徴によれば、無線リンクを確立する間に、ＩＰアドレスのホスト部を決定するために移動端末とネットワークとの間のネゴシエーションを行い、前記ホスト部は、その後のインターネットセッションで用いるＩＰアドレスを生成するために移動端末によって用いられることを特徴とするステップを含む、移動通信ネットワーク内の移動無線端末にＩＰアドレスを割当てる方法が提供される。
【００１４】
本発明の実施例は、インターネットセッションを開始する前に、ＩＰアドレスを、移動端末で使用可能なものとすることができる。従って、インターネットセッションの直前に、さらにＩＰアドレスネゴシエーションを行う必要がなくなる。さらに、最初のネゴシエーションによって、無線リンク確立の一部を形成するため、データ転送に対する要求を最適化することが可能となる。
【００１５】
好ましくは、ホスト部は、無線ネットワークによって提示される。さらに好ましくは、ホスト部は、標準化された無線インターフェースプロトコル層の一つに関する、移動端末に割当てられた識別子となる。さらに好ましくは、ＵＭＴＳの場合、無線ネットワーク暫定識別（ＲＮＴＩ）は、ホスト部として用いられる。
【００１６】
一方、ホスト部は、移動端末によって提示される。例えば、移動端末は、ランダムに提示されるホスト部を生成することが可能である。ネゴシエーションの間、ネットワークは、同一のホスト部を有する移動端末が、現状でネットワークに登録されているかどうかによって、提示を受け入れたり拒絶することが可能となる。
【００１７】
本発明の第二の特徴によれば、移動無線端末と移動通信ネットワークの間に分配され、無線リンクを確立する間にＩＰアドレスのホスト部を決定するために移動端末とネットワークとの間のネゴシエーションを行うことを特徴とする手段を含む、移動通信ネットワーク内の移動無線端末にＩＰアドレスを割当てる装置が提供され、さらに、移動端末は、その後のインターネットセッションで用いられる、前記ホスト部を含むＩＰアドレスを生成するための手段を含んでいる。
【００１８】
本発明の第三の特徴によれば、ＩＰアドレスのホスト部を決定するために移動通信ネットワークとの間のネゴシエーションを行うように構成されたインターネット対応移動無線端末が提供され、さらに、移動端末は、その後のインターネットセッションで用いられる、前記ホスト部を含むＩＰアドレスを生成するように構成されている。
【００１９】
本発明の第四の特徴によれば、移動通信ネットワーク内の移動無線端末にＩＰアドレスを割当てる方法が提供され、該ＩＰアドレスは、ルーティング部とホスト部とを含み、該方法は、端末とネットワークの間の無線リンクを設定するために、移動ネットワークから移動端末に伝送されるパラメータが前記ホスト部として用いられる。
【００２０】
（実施例の詳細な説明）
一般パケット無線パケットサービス（ＧＰＲＳ）を含む、提案中のＧＳＭベースの通信システムの概要を図１に示す。本システムは、重なり合う無線サービス範囲を有する、あるいは有しない複数の無線ネットワーク１を含んでいる。各無線ネットワーク１は、各々、一意の無線ネットワーク識別子（ＩＤ１からＩＤ４）を有し、複数の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）４を含んでおり、各ＲＮＣ４は、複数の基地局（ＢＳ）５に対して、順々に応答する。各ＲＮＣ４は、統合されたＩＡＳ（あるいはその機能）を有効に含んでおり、ＲＮＣ４を直接インターネットに接続できるようになっている。
【００２１】
図１は、所定の無線ネットワーク１に対応したセル内に配置された移動端末７を示している。移動端末７に電源が投入された時、または、無線ネットワークによってカバーされた地理上の地域に端末が初めて入った時に、端末７は、このネットワーク１のブロードキャストチャネル（単数または複数）のスキャンを開始する。ブロードキャスト情報をモニタすることにより、移動端末７は、（もし複数のネットワークが利用可能な場合には、その中から）適したネットワークを選択でき、選択されたネットワークと同期して、無線リンクの各レイア（いわゆる、ＣＤＭＡ物理レイアとメディア・アクセス・コントロール、無線リンクコントロールおよび無線資源制御レイア）を初期化する。無線ネットワーク１の各ＲＮＣ４は、予め定められたブロードキャストチャネル上に、既にＲＮＣ４に割当てられ、ＲＮＣ４に世界を通して一意に定められたＩＰルーティング・プレフィックスをブロードキャストする。通常、ルーティング・プレフィックスは、ＲＮＣのＩＤに対応するものであり、ＲＮＣのＩＤとネットワークのＩＤとを組み合わせたものでもよい。ブロードキャストチャネルを監視することにより、移動端末７は、制御しているＲＮＣ４のルーティング・プレフィックスを識別することが可能であり、これにより、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。
【００２２】
図２は、ＩＰｖ６でのＩＰアドレスの構造を図示したものである。アドレスは、ルーティング・プレフィックスを含む、６４ビットのプレフィックス（ＭＳＢ）を含んでいる。このプレフィックスは、ＩＰデータグラムを発元のＲＮＣ４にルーティングするために、インタネット中のルータによって用いられる。アドレスの第二の部分（ＬＳＢ）もまた、６４ビットのデータ長を有し、発元の移動端末７を一意にＲＮＣ４に対応付けるホスト部を表している。
【００２３】
適したホスト部は、無線インターフェース上で（下位の）通信レイア（すなわち、ＣＤＭＡ物理レイアとメディア・アクセス・コントロール、無線リンクコントロールおよび無線資源制御レイア）を確立する間に、移動端末７と無線ネットワーク１との間でネゴシエーションされる。このネゴシエーションは、そのサービス範囲内で一意であると認識されるように適したホスト部を提示する無線ネットワークによって開始される。提示されたホスト部は、専用の識別子であってもよく、あるいは、無線リンクのレイアの一つに関する他の目的を達成するものであってもよい。例えば、ＵＭＴＳにおいて、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）では、登録の間に、登録する無線端末に一意の無線ネットワーク暫定識別子（ＲＮＴＩ）を各移動端末に割当てるような仕様が、現在、提案されている。これに代えて、他の一意な識別子を用いることも可能である。いずれの場合も、移動端末は、提示されたホスト部を受信し、これを受信されたルーティング・プレフィックスと組み合わせ、その後のインターネットセッションで用いるＩＰアドレスを構成することが可能である。
【００２４】
ホスト部としてＲＮＴＩが用いられる場合には、ＲＮＣ間切り換えの時、すなわち、移動端末の制御を一つのＲＮＣから他のものに移行する時、移動端末に対して新しいＲＮＴＩが割当てられ、これにより新しいＩＰアドレスが生成される。以前のＩＰアドレスを指していたデータグラムは、無線ネットワーク１により、新しいアドレスに切り換えられる。
【００２５】
ＧＰＲＳやＵＭＴＳのような、将来策定されるデジタル移動通信標準の正確な形式は、今のところ最終的な仕様とはなっていない。ＲＮＴＩのように、最終的なプロトコルで適した識別子が利用可能とならない場合には、ホスト部を移動端末７に割当てる代替方法を使って、無線ネットワーク１への登録の際に、暫定的なホスト部を移動端末７に生成させることが可能である。例えば、移動端末７は、無線ネットワーク２に伝送されるランダムな６４ビットの識別子を生成することも可能である。さらに、無線ネットワークは、無線ネットワーク１に現状登録された他の移動端末７が、提示された部分を用いているかどうかを判定することができる。もし使っていなければ、無線ネットワーク１は、許容メッセージを移動端末７に伝送することができ、もし提示された部分の衝突が発生する場合には、無線ネットワーク２は、拒否メッセージを移動端末７に伝送する。後者の場合には、移動端末７は、他のランダムなホスト部を提案するか、無線ネットワーク２自身が他のホスト部を提案してもよい。しかし、ホスト部の６４ビット長は、２の６４乗の異なる組合せを発生することになるため、衝突が発生する可能性は低い。
【００２６】
他の可能性として、ＲＮＣが、ＩＰアドレスホスト部として、移動端末によって提供される鑑定あるいは承認証明書を用いるものがある。一般的に、この証明書は暗号化されており、移動端末の拠点とするインターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ）が、ＩＳＰに対して端末を承認するために用いることが可能である。さらに、証明書を電子金銭支払いに対応づけることも可能である。暗号化された承認書は、必要なホスト部を提供することに直接利用したり、なんらかの機能（例えば、ハッシュ機能）を認証に適用することも可能である。
【００２７】
さらに他の可能性として、無線リンクの設定期間中に、移動端末とＲＮＣとの間に送られる他のメッセージを利用するものがある。さらに、ハッシュ機能をメッセージに適用し、得られたチェックサムをホスト部として利用することも可能である。
【００２８】
本技術分野に精通した者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施例に対して様々な変更を加えることが可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
本発明をより良く理解し、同様のものがどのように有効に実施されるかを示すために、例証として添付の図面を参照する。
【図１】 移動通信システムの概略を示す図。
【図２】 ＩＰｖ６でのＩＰアドレスの構造を示す図。
【図３】 図１のシステムで、図２のＩＰアドレスのホスト部を割当てる方法を示すフローチャート。

Claims (9)

1. ＩＰアドレスのホスト部を決定するために移動端末と移動通信ネットワークの間でネゴシエーションを行うステップを含む前記移動通信ネットワーク内の前記移動端末にＩＰアドレスを割当てる方法であって、
   前記ホスト部は、標準無線インターフェースプロトコルレイアの一つに関連した、前記移動端末に割当てられる識別子であり、その後のインターネットセッションで用いるＩＰアドレスを生成するために、前記移動端末によって前記ホスト部が用いられる
   ことを特徴とする方法。
2. 前記ホスト部は、無線ネットワークによって提示される
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記移動通信ネットワークは、ＵＭＴＳネットワークであり、無線ネットワーク暫定識別子（ＲＮＴＩ）が前記ホスト部として用いられる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ホスト部は、前記移動端末によって生成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記ネゴシエーションは、前記移動端末と前記移動通信ネットワークとの間の無線リンクの確立の間に行われる
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記移動通信ネットワークは、無線ネットワーク部を含み、前記移動端末へのホスト部の割当ては、前記無線ネットワークによって制御される
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記移動端末へのホスト部の割当ては、無線ネットワークの無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）によって制御される
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 移動通信ネットワーク内の移動端末にＩＰアドレスを割当てる装置であって、
   ＩＰアドレスのホスト部を決定するために前記移動端末と前記移動通信ネットワークとの間のネゴシエーションを行うための、前記移動端末と前記移動通信ネットワークの間に分配された手段を含み、
   前記ホスト部は、標準無線インターフェースプロトコルレイアの一つに関連した、前記移動端末に割当てられた識別子であり、
   前記移動端末は、さらに、その後のインターネットセッションで用いられる、前記ホスト部を含むＩＰアドレスを生成するための手段を含む
   ことを特徴とする装置。
9. インターネット対応移動端末であって、
   前記移動端末は、ＩＰアドレスのホスト部を決定するために移動通信ネットワークとの間のネゴシエーションを行うように構成され、
   前記ホスト部は、標準無線インターフェースプロトコルレイアの一つに関連した、前記移動端末に割当てられた識別子であり、
   前記移動端末は、さらに、その後のインターネットセッションで用いられる、前記ホスト部を含むＩＰアドレスを生成するように構成されている
   ことを特徴とする移動端末。

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