JP4593856B2 - データ伝送の容易化 - Google Patents
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Description
(発明の背景)
本発明は全体として通信システムに関し、特に、通信システムにおいて少なくとも2つのアドレス形式で特定される受信機へのデータ伝送を容易にする方法及び機構に関する。
第2のネットワークからの通信要求に関し、あるネットワーク内の受信機を変更する方法及び装置が、欧州特許出願 EP0 851 703 A2によって既に知られている。パケット通信要求の場合、データ伝送の宛先である受信機としての移動局に関するIPアドレスを、移動局の加入者IDに変換するため、ゲートウェイがデータベースにアクセスする。そして、ゲートウェイは移動通信交換局に、加入者IDへの警告送信を要求する。
【0002】
通信装置、特に移動通信装置の、音声ではなくデータ伝送への利用は、消費者によってますます流行している。一般に良く知られているインターネットでのウェブブラウジング、ホームバンキング及び電子ショッピングのような所謂プルサービスの利用は増加している。プルサービスは、ユーザ又はユーザのネットワークが個々のサービスセッション設定を開始するという共通点を有している。例えば、ユーザは、要求されたサービスセッションを確立するため、PC、ラップトップ又は移動電話を介し、インターネットサービスプロバイダのアクセスサーバ、バンキングコンピュータ又はアプリケーションサーバに接続する。
【0003】
また、所謂プッシュサービスへの要求もますます高まっている。プッシュサービスの例は一般に良く知られているニュース表示機(News Ticker)、株式相場情報又は渋滞情報表示である。プッシュサービスは、アプリケーションサーバが個々のサービスアプリケーションをホスティングするか、サービスアプリケーションそのものが個々のサービスセッション設定を開始するという共通点を有する。例えば、株式相場での株価が所定の上限に達した場合、サービス加入者へ通知するためサービスセッションが設定されうる。
【0004】
さらに、上述したサービスを固定ネットワークを介してだけでなく、GSM(Global System for Mobile Communications)又はPDC(Personal Digital Celular)システムのようなセルラ通信システムを介して利用することはますます一般的になってきている。今日、そのようなシステムは、外部データネットワークと相互接続するために利用可能な回線交換データサービスを提供する。回線交換データサービスは回線交換にもパケット交換データ通信にも使用される。
【0005】
パケット交換データ通信をより効率的にするため、GSMの一部としての汎用パケット無線サービス(GPRS)や、PDCの一部としてのパケットパーソナルディジタルセルラ(PPDC)等の新しいパケット交換データサービスがセルラ通信システムに導入されている。そのようなパケット交換データサービスは特にインターネットプロトコル(IP)等の通信プロトコルによってサポートされるパケット交換通信を可能にする。GPRSはGSMサービスであり、GSMインフラの一部が使用される。同様のことがPDCサービスとしてのPPDCに当てはまり、PDCインフラの一部が使用される。
【0006】
通常、今日のセルラ通信システムにおいては、加入者はシステムの内部処理のために加入者ID、例えばGSM/GPRS及びPDC/PPDCにおいては国際移動電話加入者ID(IMSI)によって識別される。とりわけ、加入者プロファイル及び加入者位置へのシステム内部アクセスは、そのような加入者IDを用いて実行される。これとは対照的に、インターネットプロトコル(IP)に基づくパケット単位の通信ネットワークにおいては、送信機と受信機の両方がIPアドレスによって特定される。従って、IPに基づくパケット交換データサービスを提供するには、セルラ通信システムが2つの異なるアドレス形式、すなわちIMSI及びIPアドレスを取り扱わねばならない。
【0007】
プルサービスの場合、端末発呼シナリオを適用する。加入者は、サービスプロバイダ、例えばアプリケーションサーバ、ウェブサーバ又はバンクコンピュータにサービス要求を送信することにより、データセッションを開始する。サービス要求は、加入者に既知の、サービスプロバイダを特定するIPアドレスによってアドレス指定されている。代わりに、また加入者にとってより便利な方法として、要求は平易な言葉で与えられるホスト名へアドレス指定されることも可能である。そして、各ホストについて、サービスプロバイダを特定する、対応するIPアドレスを調べるためにドメインネームサーバ(DNS)が用いられる。DNSに付いての詳細に関しては、Fred Halsallによる、「データ通信、コンピュータネットワーク及びオープンシステム」Addison-Wesley社第4版 1997年、758,767,816-820ページを参照されたい。
【0008】
インターネットプロトコルヘッダは、受信機のアドレスの他に、IPアドレス形式の送信機アドレスも有している。この送信機IPアドレスはセルラ通信システム内で静的又は動的に割り当て可能である。例えば、IPアドレスは移動端末の読み出し専用メモリ(ROM)に静的に保存されていても良いし、アドレスプールから1つのデータセッションに対してオンデマンドで動的に割り当てられても良い。従って、プルサービスシナリオの場合、通信システムは加入者のIPアドレス、特に所定のデータセッションについてのIPアドレスを知っている。この知見を用いて、通信システムは、そのデータセッションの間にサービスプロバイダから送信された、その加入者のIPアドレスに宛てられたデータパケットを、加入者へ容易に伝送することが可能である。
【0009】
プッシュサービスの場合、端末終端シナリオを適用する。プッシュサービスを提供する最新技術から得られる解法は、所謂ショートメッセージサービス(SMS)の利用である。例えば、今日のGSMシステムはSMSをテレサービスとして提供する。SMSは加入者への、又は加入者からのショートテキストメッセージのポイントツーポイント伝送を提供する。さらに、SMSはショートテキストメッセージを、例えば規則的な間隔で、所与の地理的領域内の全加入者局へ同報することを可能にする。一方、SMSは加入者への簡単な情報配信を提供する。他方、SMSはプッシュサービスのためのベアラとしてはいくらかの限界を有している。ショートメッセージで伝送可能なデータ量は制限されている。さらに、IPに基づいたパケットデータセッションはそのままではサポートされない。IPに基づくパケットデータをショートメッセージに変換するのは多少のオーバヘッド及び追加コストの原因となる。
【0010】
(発明の概要)
従って、本発明の目的は、セルラ通信システムにおいてプッシュサービスを容易にする、改良された方法及び装置を提供することであり、特には、共存する異なる加入者アドレス形式を用いた効率的なデータ伝送の利用によって、効率的なデータ伝送を可能にする。
【0011】
この目的は、請求項1、12、13及び20に係るステップ及び機能を有する方法、システム、ノード及びコンピュータプログラムによって達成される。
【0012】
本発明において説明される解法は、特にセルラ通信システムにおける、端末終端データサービス(プッシュサービス)の、効率的かつコストパフォーマンスの良い提供のための、IPに基づくデータセッションの設定を可能にする。通信システムにおいてサービスプロバイダから送信されたデータパケットを受信した後、システムはそのデータパケットのIPアドレスを読み出す。受信機へのデータパケットのペイロード情報配信を開始するため、システムは、通信システムの内部処理のために通信システムの加入者を特定する加入者IDを判定する。データセッションにおける加入者識別は加入者IDとは異なるアドレス形式に属するIPアドレスを介して行われるが、都合の良いことに、加入者IDを内部加入者IDに対するアドレス形式として必要とする回線交換通信システムの既存のインフラを、それら通信システムのパケット交換拡張部分用に再利用することが可能である。さらに、サービスプロバイダもIPに基づくプッシュサービスの加入者も、異なるアドレス指定方法に関して気にする必要がない。これは、この方法が通信システムによってこれらパーティに対しトランスペアレントに実行可能だからである。
【0013】
さらに、本発明によれば、その方法をセルラ通信システム内部又は外部のサービスプロバイダ側に配置可能な独立ノードで実行することが可能である。従って、本発明は通信システム全体の柔軟な構成をサポートする。
【0014】
本発明を組み込む有利な構成は、プッシュサービスを提供可能なホスト、本発明において説明される方法に従ったステップを実行するための手段を有するゲートウェイノード、通信システムの要素を接続するIPネットワーク、所与のIPアドレスから加入者ID(SI)を判定するアドレス変換ノード、加入者プロファイルデータを有する加入者プロファイルデータベース及び、ホストから送信されるペイロード情報の少なくとも1つの受信機を有する。そのような本発明の分散された実装は、セルラ通信システムの1つ又は複数のオペレータがまた、プッシュサービスを提供している場合、特に便利である。この場合、独自のIPネットワークを、それらの異なる役割においてこれらオペレータ間で共用可能であることが好ましい。
【0015】
さらに、本発明は、通信システム内部でのデータ伝送に好適に用いることができる。この場合、ペイロード情報の受信機は、例えば通信ネットワークの別のネットワークノードであっても良く、ペイロード情報は例えばシグナリング又は制御情報であってもよい。ネットワークノードが通信システム内部で加入者IDによっても特定される場合、あるネットワークノードから別のネットワークノードへのデータ伝送がインターネットプロトコルに基づいて、またIPネットワークを介して実施されるようなシナリオを適用する。従って、本発明によって提案される構造はシステム資源の効率的な利用をサポートする。
【0016】
本発明は好ましくは、例えば通信システムのネットワークノード内や、試験のためのコンピュータシミュレータ又は移動端末に有利に含まれうるディジタルコンピュータの内部メモリにロード可能なコンピュータプログラムによって実現される。コンピュータプログラムは、そのプログラムがコンピュータ上で実行される際、本発明によって提案される方法のステップを実行するように適合されたソフトウェアコード部分を有する。本発明において、”コンピュータプログラム”という言葉は、”コンピュータプログラム製品”の意味をまた包含する。
【0017】
好ましくは、加入者IDはIPアドレスの第1の部分をルックアップテーブル内で参照することにより判定され、加入者IDの第1の部分となる。加入者IDの第2の部分はIPアドレスの第2の部分に従って割り当てられる。従って、ルックアップテーブルは全てのIPアドレスを包含する必要がなく、対応する加入者アドレスを有するため、膨大なデータオーバヘッドが回避される。代わりに、関連する加入者IDアドレス部分を取り出すために、小さなルックアップテーブルのみを用いることができる。換言すれば、ルックアップ及び割り当てステップによって一体化される加入者IDとIPアドレスの強い関連によって、セルラ通信システムのオペレータは、維持費用のかかる2つの異なる番号体系、すなわち加入者ID体系及びIPアドレス体系の代わりに、所与のIPアドレスから加入者ID(及びその逆)の判定を行うための全単射規則(bijective rule)を容易に実装可能である。本実施形態の他の有利な結果として、提案される小さなルックアップテーブルを用いることにより、データベース中に別個の番号体系を維持する場合と対照的に、加入者IDの判定に必要な時間が少なくなる。この結果、データセッションの設定時間が短縮される。さらに、メモリ空間及び処理時間が節約され、換言すれば、利用可能な資源を効率的かつコストパフォーマンスよく利用することが可能である。
本発明のさらなる好ましい実施形態は従属項によって実現される。
【0018】
本発明の更に好ましい実施形態において、加入者IDは国際移動電話加入者ID(IMSI)である。IMSIは国際的に移動局を一意に特定する移動局IDである。IMSIの構造は国際電気通信連合(ITU)によって標準化されている。加入者識別のための独自番号体系とは対照的に、標準化されたIMSIは同一のIPバックボーンネットワークを分担するセルラ通信システムのオペレータをサポートする。
【0019】
本発明の更に好ましい実施形態において、受信者の他のアドレス情報が判定される。他のアドレス情報は例えば、セルラ通信システム内に保持された加入者のユーザプロファイルレコードからの情報及び/又は加入者の現在位置に関する位置情報を有することが可能である。オンデマンド、すなわち通信要求があった際に判定するには、それらの情報をシステムにおいて常に更新し、追跡及び維持する代わりに、移動局に到達可能な適切な基地局のアドレスのような追加の現在配信情報が便利である。
【0020】
本発明の更に好ましい実施形態において、IPアドレスは加入者ID及び/又は他のアドレス情報とともにバッファへ格納される。従って、加入者ID及び/又は他のアドレス情報の判定はデータセッションあたりただ1回行えばよい。データセッションに属する個々のデータパケットに対し、そのような情報の判定を繰り返す必要はない。
【0021】
本発明の更に好ましい実施形態において、バッファに格納された加入者ID及び/又は他のアドレス情報は、データパケットのペイロード情報を加入者へ配信するために用いられる。従って、データセッションに属する個々のデータパケットに対する加入者ID及び/又は他のアドレス情報のさらなる個別判定を断念することにより、データ配信時間が短縮される。さらに、顕著な量の処理時間及び資源が節約できる。
【0022】
本発明の更に好ましい実施形態において、受信データパケットのIPアドレスはIPv4又はIPv6形式を有する。有利なことに、追加コストの原因となる、独自のIPアドレス形式でアドレス指定されるデータトラフィック用の独自なルータの開発に代わって、IPネットワークの構築に効率よく使用可能な市販ルータによって、これらのIPアドレス形式は現在又は今後、広くサポートされる。
【0023】
本発明の更に好ましい実施形態において、ネットワークIDの所与の部分及びホストIDが、加入者IDの第1及び第2の部分のマッピングに用いられる。有利なことに、加入者IDの2つの部分に割り当てるために、IPアドレスを2つの部分に独自分割する必要はない。
【0024】
本発明の更に好ましい実施形態において、IPv4アドレスは所謂クラスA形式にエンコードされる。従って、256の異なるクラスAネットワークを与える1バイトがネットワークIDに利用可能であり、ホストID用に3バイトが利用可能である。このようにして、1つのクラスAネットワークは224までの加入者をカバーできる。さらに、加入者IDの第1の部分を読み出すために用いられるルックアップテーブルは最大でも256エントリのみを有するため、必要なルックアップ時間に関して良好な性能が得られる。使用されたネットワーククラスをマークするためにプリフィックスビットが用いられる場合、ルックアップテーブル用には最大128のエントリが利用可能である。IPv4アドレスのクラスAフォーマットは、IMSIが加入者IDとして使用される際に特に便利である。6桁のIMSIを移動局ID番号(MSIN)として用いる日本の様な国が存在する。これら6桁はホストIDの3バイトにより簡単に表すことが可能である。そのような、十分に定義された、IPアドレスを加入者IDへ翻訳する構成の利用は、専用構成を用いるよりも効率的である。
【0025】
本発明の更に好ましい実施形態において、加入者IDは移動局ISDN番号MSISDNである。MSISDNは移動局加入者を国際的に特定する移動局加入者IDである。MSISDNの構成は国際電気通信連合(ITU)によって標準化されている。これに対し、加入者ID用の独自番号体系において、標準化されたMSISDNは同一のIPバックボーンを共用するセルラ通信システムのオペレータをサポートする。
【0026】
本発明の更に好ましい実施形態において、通信システムのホストはファイアウォールを介してインターネット等の外部ネットワークに接続される。有利なことに、このことはサービスプロバイダが外部データサービスをも提供することを可能にし、同時にデータセキュリティ及びハッカーやコンピュータウイルスからの保護を提供することも可能である。
【0027】
本発明の更に好ましい実施形態において、ホストは特にプッシュサービスの提供が可能なアプリケーションサーバを有する。これは、セルラ通信システムのオペレータがまたサービスプロバイダである場合特に便利である。従って、データサービスは外部ネットワークに接続する必要なく提供可能である。
【0028】
本発明の更に好ましい実施形態において、加入者プロファイルデータベース(HLR)は、IPアドレスの少なくとも1部から加入者IDの少なくとも一部を判定するためのアドレス変換ノードを有する。加入者IDはセルラ通信システムにおいて、加入者プロファイルデータベース(HLR)から加入者データを検索するのに用いられる。これらのデータはペイロード情報を加入者へ配信するのに必要である。従って、加入者プロファイルデータベースに組み込まれたアドレス変換ノードはデータセッション設定に必要なシグナリング量を削減することが可能である。
【0029】
本発明の更に好ましい実施形態において、セルラ通信システムのゲートウェイノードはアドレス変換ノードを有する。またこのようにして個別のアドレス変換ノードを有する構成と比較してシグナリングの量を削減可能である。
【0030】
本発明の更に好ましい実施形態において、通信システムはPPDCシステム又はGPRSシステム又はUMTSシステムを有する。特にこれらのシステムは本発明の容易な実施を可能にする。
【0031】
本発明の好ましい実施形態において、コンピュータプログラムがフロッピディスク又はCDROM等のコンピュータ可読媒体に格納される。これは例えばターゲットコンピュータと異なるコンピュータ上でコンピュータプログラムが生成、試験又はコンパイルされるような場合に必要な、コンピュータプログラムの転送を行う際特に便利である。
以下の詳細な説明において、本発明の好ましい実施形態が添付図面を参照して説明される。
【0032】
(発明の詳細な説明)
システム内で少なくとも2つのアドレス形式によって特定される受信機へデータ伝送を行う通信システムが、図1に例示的に示される。通信システムはIPネットワーク120に接続されたホスト110を有する。アプリケーションサーバは1つ又は複数のプッシュサービスを提供する1つ又は複数のアプリケーションを実行する。ホスト、又はアプリケーションサーバは、IPアドレスで特定される受信機へ情報を送信するため、インターネットプロトコル等のパケットに基づくプロトコルを用いる。図1による受信機は移動局180である。
【0033】
しかし、本発明はデータパケット送信機としてのホスト又はアプリケーションサーバに限定されない。むしろ、移動局又は通信システムに属する、あるいは関連する他の要素からデータが送信されてもよい。本発明の別の好ましい実施形態において、ホスト110は、好ましくはファイアウォールを介して、インターネット(図1では図示せず)へ接続されている。この場合、ホスト110は、他のホスト又はインターネットのアプリケーションから送信されたデータパケットの中間送信機である。ファイアウォールは全ての認められないアクセス、特にウイルス及びハッカーに対する保護を提供することが可能である。
【0034】
IPネットワーク120はデータパケットをルーティングするための少なくとも1つのルータを有する。IPネットワークは1つのオペレータが所有するネットワークでも、オペレータの固定番号によって動作するネットワークでも、オペレータの可変番号によって動作するネットワークであってもよい。後者の場合、IPネットワークは所謂インターネットのサブネットワークであって良い。
【0035】
ゲートウェイ130はIPネットワーク120に接続される。このゲートウェイは、IPアドレスを用いて移動局180へアドレス指定されているパケットを受信する。移動局180の位置を特定するため、またデータパケットの少なくともペイロード情報を移動局180へ送信するため、通信システムは与えられたIPアドレスから、通信システム内部で移動加入者及び/又は移動局を特定する加入者ID SIを判定する必要がある。
【0036】
ゲートウェイ130に接続されたアドレス変換ノード140は、IPアドレスから加入者ID SIへの変換を実行する。この加入者ID SIを用いて、ゲートウェイ130は、受信機、移動局180及び/又は移動加入者に関する他のアドレス情報を読み出すため、ゲートウェイ130に接続された加入者レコードデータベース150に問い合わせする。この他のアドレス情報を用い、ゲートウェイは、他のネットワーク要素160に、受信機の位置を特定し、受信局又は移動局180へのさらなる伝送のための少なくともペイロード情報を基地局170へ送信するようトリガする。従って、少なくとも1つの、他のネットワーク要素160がゲートウェイ130に接続され、少なくとも1つの他のネットワーク要素160が基地局170に接続される。
【0037】
(図1に示されない)本発明の別の好ましい実施形態において、通信システム内のネットワーク要素間でのペイロード情報及びシグナリング情報の伝送はIPネットワーク120によって実施される。つまり、ホスト110、ゲートウェイ130、アドレス変換ノード140、加入者レコードデータベース150、他のネットワーク要素160、基地局170及び他の基地局等の全ネットワーク要素は、IPネットワーク120に接続される。
【0038】
図1はセルラ通信システムに好適な構成を示す。プッシュサービスから送信され、アプリケーションサーバ180から供給されるペイロード情報の受信機は移動局180である。代わりに、受信機は固定網内の端末、移動局に接続されたPC又はラップトップ又は、冷蔵庫等の、通信システムに接続された任意の装置であっても良い。つまり、IPアドレスによって特定可能であり、通信ネットワークに接続された各装置は、プッシュサービスから送信されるデータ情報の適切な受信機である。
【0039】
構成の代替実施形態において、ゲートウェイ130はアドレス変換ノード140を有することができる。本発明の別の実施形態において、加入者レコードデータベース150がアドレス変換ノード140を有しても良い。一般に、アドレス変換ノード140は通信システム内の個別ノードとして配置されることも、システムの他の任意のノード内に含まれることも可能である。
【0040】
図2は移動局終端プッシュサービスデータセッションの代表的な設定手順を示す。アプリケーションサーバ又はホストは、データパケットをIPアドレスへ送信する210。通信システムのゲートウェイはデータパケットを受信する220。データパケットのIPアドレスを読み込んだ後230、ゲートウェイはIPアドレスを用いて、アドレス変換ノードに加入者IDを要求する240。この有効な加入者IDを用い、ゲートウェイはさらなる加入者データを加入者レコードデータベースに要求する250。次のステップにおいて、ゲートウェイはデータパケットのペイロード情報のさらなる配信を開始する260。これはさらなる加入者データを用いて行われる。これらのデータは他のネットワーク要素が次のステップ270において、加入者にサービスを提供可能な基地局を見つけることを可能にする。そして、さらなるネットワーク要素がペイロード情報を、見いだした基地局へ送信する280。この基地局はそのペイロード情報を加入者の移動端末へ送信する290。
【0041】
プッシュサービスペイロードデータを加入者の移動端末へ配信するため、ホスト又はアプリケーションサーバから送信された1つ又は複数のパケットのペイロード情報が通信システムのネットワークノード、好ましくはゲートウェイによって読み込まれる。そして、ペイロード情報は受信機又は加入者の移動端末へ、回線交換に基づくプロトコル又はパケット交換に基づくプロトコルを用いて送信される。本発明の他の実施形態において、ペイロードのみではなく、ホスト又はアプリケーションサーバから送信されたデータパケット全体が、受信機へさらに送信される。これは別個のIPバックボーンネットワークを介して、あるいは図1によるIPネットワーク120を用いて行うことができる。後者の場合、上述したように、ホスト110及びゲートウェイ130以外の、そのような伝送に必要な通信ネットワークの主要要素が、IPネットワークに接続される。データパケット全体を適切な受信機に伝送するため、データパケットを、エアインタフェースを介して移動局に情報を配信する責を負う適切な基地局に宛てられた他のデータパケット内にカプセル化することが可能である。代わりに、アプリケーションサーバ又はホストのそれぞれから送信されたデータパケットのIPアドレスを、情報を加入者に配信する基地局又は適切なネットワークノードのIPアドレスに変更しても良い。
【0042】
図面、特に図1において概要を示す通信システムは、パケットPDCシステム、GPRSシステム及びUMTSに非常に都合良くできている。しかし、本発明はこれらシステムとの実施に限定されない。本発明は、受信機のIPアドレスにアドレス指定されたデータパケットが、加入者ID SI又は一般にIPアドレスとは異なる形式のアドレスを用いて受信機へシステム内部で搬送される全てのシステムに用いることができる。
【0043】
ホスト及び/又はアプリケーションサーバから移動局への、簡略化された例示的なデータ伝送が、メッセージシーケンスチャートとして図3に示される。
【0044】
最初のステップ305において、データパケットが、ホスト又はアプリケーションサーバ110からゲートウェイ130へ送信される。次のステップ310において、ゲートウェイはIPアドレスに属する加入者ID SIがゲートウェイのローカルバッファ301に格納されているか否かを探知する。加入者IDがローカルバッファになければ、否定通知がゲートウェイに返送される315。そして、ゲートウェイはIPアドレスを用い、アドレス変換ノード140へ加入者IDを要求する320。アドレス変換ノードから加入者IDを受信325した後、ゲートウェイはIPアドレス及び対応する加入者ID SIをローカルバッファへ送信する328。これは後に、データセッション中に同一受信機へのさらなるデータパケットが受信された場合、加入者IDの容易な参照を可能にする。
【0045】
次のステップ330において、加入者ID SIが、加入者データを読み出す335ため、加入者レコードデータベース150に送信される。これらの加入者データは、例えば位置情報、ローミング情報及び/又は課金情報を含むことができる。加入者データは、受信者の移動端末180へ情報を送信可能な適切な基地局170を判定するため、他のネットワーク要素160によって用いられる。
【0046】
従って、ゲートウェイ130は次のステップ340において、加入者データを他のネットワーク要素160へ送信し、他のアドレス情報を読み出す345。これら他のアドレス情報は、例えば、加入者の移動局180へ通信可能な基地局170の内部アドレスであってよい。次のステップ350において、ゲートウェイ130はデータパケットのペイロード情報を基地局170へ送信し、基地局170はさらにそのペイロード情報を移動局180に送信する355。加えて(図3には示していないが)、将来の利用のため、さらに加入者ID SI及び/又はIPアドレスをゲートウェイ130から移動局180へ送信することも可能である。
【0047】
同一データセッションに属するさらなるデータパケット、すなわちそのデータセッションでの最初のデータパケットと同一IPアドレスへ宛てられたデータパケットペイロード配信は、バッファに格納された加入者ID SIを用いる。図3に示すように、ホスト又はアプリケーションサーバ110からゲートウェイ130へ送信された360、そのようなさらなるデータパケットの受信後、ゲートウェイはIPアドレスをバッファへ送信し365、対応する加入者ID SIを受信する370。この加入者IDを用い、少なくともデータパケットのペイロード情報の配信に必要な他のステップが実行される。すなわち、ステップ375において、ゲートウェイ130は加入者ID SIを加入者レコードデータベース150に送信し、加入者データを読み出す380。そして、他のアドレス情報を読み出す390ため、ゲートウェイは加入者データを他のネットワーク要素160へ送信する385。次のステップ395で、さらなるデータパケットの少なくともペイロード情報が、好ましくは加入者ID及び/又はIPアドレスとともに基地局170へ送信され、基地局170はこれら情報を移動局180に送信する398。
【0048】
図3に示すメッセージシーケンス及び、以下の図4及び図5に示すメッセージシーケンスは、本発明の目的でない移動局の位置判定に関して簡略化されている。しかしながら、本技術分野に属する当業者は、個々のシステムのための適切な方法及びメッセージの詳細を対応する規格及び/又は他の文献から知っている。例えば、GSMシステム標準については、Mouly,Pautetの「移動体通信のためのGSMシステム(GSM System for Mobile Communications)」が参照される。むしろ、加入者レコードデータベースからの加入者データ読み出しを除いて、本発明は通信システムのセルラ部分に対して透過的に利用することも可能である。
【0049】
図4は、本発明の別の好ましい実施形態を、ホスト及び/又はアプリケーションサーバから移動局への別の簡略化された典型的データ伝送のシーケンスチャートによって示す。最初のステップ400において、データパケットがホスト又はアプリケーションサーバ110からゲートウェイ130に送信される。次のステップ405で、ゲートウェイは加入者のIPアドレスに属する加入者データがゲートウェイのローカルバッファ301に格納されているか否かを探知する。加入者データがローカルバッファに無ければ、否定通知がゲートウェイに返送される410。そして、ゲートウェイはIPアドレスを用いて、アドレス変換ノード140に加入者ID SIを要求する415。受信420後、加入者データ読み出しのため、加入者ID SIが加入者レコードデータベース150に送信される425。加入者レコードデータベースから加入者データを受信430した後、ゲートウェイはIPアドレス及び対応する加入者データをローカルバッファへ送信する435。これは、その後そのデータセッション中で同一の受信者に対するさらなるデータパケットが受信された場合に、容易な加入者データの参照を可能にする。
【0050】
ゲートウェイ130は、次のステップ440で、加入者データを他のネットワーク要素160へ送信し、他のアドレス情報を読み出す445。上述の通り、これら他のアドレス情報は例えば、加入者の移動局180に通信可能な基地局170の内部アドレスであってよい。次のステップ450において、ゲートウェイ130はデータパケットのペイロードデータ情報を基地局170に送信し、基地局170はさらにペイロード情報を移動局180に送信する455。
【0051】
同一データセッションに属するさらなるデータパケットのペイロード配信は、バッファに格納された加入者データを用いる。図3に示したように、ホスト又はアプリケーションサーバ110からゲートウェイ130に送信460されたそのようなさらなるデータパケットの受信後、ゲートウェイはIPアドレスをバッファに送信465し、対応する加入者データを受信する470。この加入者データを用いて、少なくともデータパケットのペイロード情報を配信するのに必要な他のステップが上述の通り実行される。すなわち、ステップ475で、ゲートウェイ130は、他のアドレス情報を読み出す480ため、加入者データを他のネットワーク要素160へ送信する。次のステップ485で、さらなるデータパケットの少なくともペイロードが、好ましくは加入者ID及び/又はIPアドレスとともに基地局170へ送信され、基地局170はこれら情報を移動局180に送信する490。
【0052】
図5は、本発明の別の好ましい実施形態を、ホスト及び/又はアプリケーションサーバから移動局180への別の簡略化された典型的データ伝送のシーケンスチャートによって示す。最初のステップ500において、データパケットがホスト又はアプリケーションサーバ110からゲートウェイ130に送信される。次のステップ505で、ゲートウェイは、IPアドレスによって特定される受信者に関する他のアドレス情報がローカルバッファ301に格納されているか否かを探知する。他のアドレス情報がローカルバッファに無ければ、否定通知がバッファからゲートウェイに返送される510。そして、ゲートウェイはIPアドレスを用いて、アドレス変換ノード140に加入者ID SIを要求する515。
【0053】
受信520後、加入者データ読み出し530のため、加入者ID SIが加入者レコードデータベース150に送信される525。この加入者データを用い、ゲートウェイは他のネットワーク要素160に移動局180の他のアドレス情報を要求する535。他のアドレス情報の受信540後、ゲートウェイはIPアドレス及び対応する他のアドレス情報をローカルバッファへ送信する545。これは、その後そのデータセッション中で同一の受信者に対するさらなるデータパケットが受信された場合に、他のアドレス情報への容易な参照を可能にする。次のステップ550において、ゲートウェイ130はデータパケットのペイロードデータ情報を基地局170に送信し、基地局170はさらにペイロード情報を移動局180に送信する555。
同一データセッションに属するさらなるデータパケットのペイロード配信は、バッファに格納された他のアドレス情報を用いる。ホスト又はアプリケーションサーバ110からゲートウェイ130に送信560されたそのようなさらなるデータパケットの受信後、ゲートウェイはIPアドレスをバッファに送信565し、対応する他のアドレス情報を受信する570。次のステップ575で、さらなるデータパケットの少なくともペイロードが、好ましくは加入者ID及び/又はIPアドレスとともに、他のアドレス情報で特定される基地局170へ送信される。この基地局はペイロード情報を移動局180に送信する580。
【0054】
以下、例えば、通信システムのアドレス変換ノードにおいて行われるような、所与のIPアドレスから加入者ID SIの判定について詳細に説明する。一般に、加入者IDの判定はIPアドレスの2つの部分への分割を用いる。IPアドレスの第1の部分は、ルックアップテーブルを参照して加入者IDの第1の部分を検索するのに用いられる。IPアドレスの第2の部分は加入者IDの第2の部分に割り当てられる。
【0055】
本発明において、IPアドレス及び加入者ID SIの独自アドレス形式を用いることができるが、今日の市販の通信システムにおいて広く用いられている標準形式が存在する。これら標準形式はそれらの構成によって、IPアドレス及び/又は加入者IDの2つの部分への分割をサポートし、従ってIPアドレスからの加入者ID判定をもサポートする。
【0056】
標準化された、既知の加入者IDは、ITU−T勧告E.212による国際移動電話加入者ID、IMSIである。IMSIは移動局の自国を一意に特定する移動電話国番号MCCと、それに続く、移動局のホーム公衆陸上移動通信網を一意に特定する移動網番号MNCと、それに続く、公衆陸上移動通信網内で移動局を一意に特定する移動局ID番号MSINから構成される。IMSIには数字のみが用いられる。IMSIの最大長は15桁である。
【0057】
既知のIPアドレス構成は32ビットのIPv4構造である。そのようなアドレスは一般にドットが付加された10進小数点形式で表現され、各オクテットが他のオクテットと小数点で分離された10進整数として記述される4つのオクテット形式を有する(例:193.154.180.123)。
【0058】
グローバルIPアドレスは共通に使用される3クラスの1つに従って発行される。クラスA IPアドレスはその最初のオクテットをネットワークID、残りの3オクテットをホストIDとして用いる。3オクテットを特定のホストを指定するために利用可能であるため、クラスAアドレスを用いて224又は1700万に近いアドレスをホストとともに利用することが可能である。一方、クラスB IPアドレスは第1の2オクテットをネットワークの特定に、第2の2オクテットを具体的なホスト指定に用いる。従って、クラスBアドレスを用いて、約64000のホストを特定することができる。最後に、クラスCアドレスはその最初の3オクテットをネットワークの特定に、最後のオクテットをホストの特定に用いる。従って、1つのクラスCネットワークが256のホストアドレスを提供可能である。
【0059】
図6に、クラスA形式のIPv4アドレスからのIMSI判定を示す。所与のIPアドレスの第1の部分は、IMSIの第1の部分を読み出すため、ルックアップテーブル内の参照に用いられる。他のステップにおいて、IPアドレスの第2の部分はIMSIの第2の部分に割り当てられる。
【0060】
図6においては、対応するIMSIの判定を説明するため、32ビット、すなわち4バイトのIPv4アドレス3.1.226.64が例示的に与えられている。最初のバイト、IPアドレスの第1の部分は、値3を有し、クラスA IPアドレス形式の定義に従って、ネットワークIDを表している。残りの3バイト、IPアドレスの第2の部分は、値1,226及び64を有し、クラスA IPアドレス形式の定義に従ってホストIDを表している。ネットワークIDはMCC及びMNC値、IMSIの第1の部分のルックアップテーブル内での参照に用いられる。ネットワークIDの所与の値3に対し、例による参照結果は、図6においてIMSIの第1の部分としての値44093が示されている。
【0061】
クラスA IPv4アドレス形式が用いられる場合、ルックアップテーブルは最高256の異なるネットワークIDと、対応するMCC及びMNCを含むことができる。実際には、エントリ数は通信システムのIPネットワークに接続されるオペレータの数、使用される番号計画及び各オペレータによってサービスを提供される加入者の数を反映するため、より少ない数になりうる。異なるオペレータによってIPネットワークが共用されているものとすると、各オペレータはルックアップテーブル内にネットワークIDの少なくとも1つのエントリを有する。IMSIのための番号計画が国毎に複数のMCCを見越している場合、又は、一般に多数の加入者がサービスを受ける場合、各オペレータは複数のエントリを有することも可能である。
【0062】
IMSI判定のためのさらなるステップはホストID、つまりIPアドレスの第2の部分の、MSIN、つまりIMSIの第2の部分への割り当てである。図6に示すように、各ホストIDバイト値はその16進表現に変換される。すなわち、最初のホストバイトの値1は16進数1に対応し、2番目のホストバイトの値226は16進数E2に対応し、そして3番目のホストバイトの値64は16進数40に対応する。それらの表示順において、16進バイト値は16進数1E240を表し、この16進数は10進数123456に対応する。この値はIMSIのMSIN、又は、換言すれば、IMSIの第2の部分を表す。従って、組立されたIMSIは以下のようになる:44093123456。
【0063】
本発明は特にクラスA IPアドレスに好都合だが、オペレータの好みに応じてクラスB又はクラスC形式のIPv4アドレスにも同様に使用することができる。本技術分野に属する当業者は、他の、独自IPアドレス形式及びCIDR(Classless interdomain routing)構造によるアドレス構造に対する本発明の使用可能性についてもまた理解するであろう。本発明は更に、IPアドレスの所謂サブネット分割が発生した場合、例えばサブネットIDがIPアドレスの第1の部分を表す場合にも利用可能である。サブネット分割はネットワークをその外部に対しては依然として単独のネットワークのように振る舞わせる一方、ネットワークを内部使用のためのいくつかの部分に分割可能にする。CIDR及びサブネットの詳細については、Andrew S. Tanenbaum著、「コンピュータネットワーク(Computer Networks)」Prentice Hall 1996,434-437ページ及び417-419ページを参照されたい。
【0064】
他の好ましい実施形態において、加入者ID SIはITU−T勧告E.164による移動局ISDN番号(mobile station integrated services digital network number)MSISDNに一致する。この場合、MSISDNの国番号CC及び国内網番号NDCは加入者IDの第1の部分を表す。加入者IDの第2の部分はMSISDNの加入者番号によって表される。
【0065】
本発明のさらなる好ましい実施形態において、ホスト又はアプリケーションサーバが提供するプッシュサービスはIPv6アドレス形式を用いてデータパケットを送信する。IPv6アドレスは128ビット長である。従って、IPv6ではIPv4と比較して非常に多くの異なるIPアドレスを利用可能である。
【0066】
IPv4ネットワークのオペレータは、IPv6アドレス空間の一部をオペレータ用に予約すれば、その独自IPネットワークを国際的なインターネットへ移行可能である。予約は例えばIPアドレスの追加部分としての固定プリフィックスによって行われる。そして、そのようなプリフィックスは、IMSIの判定に必要なIPアドレスの第1及び第2の部分の位置特定をサポートする。プリフィックスそれ自体はIMSIの判定には不要である。
【0067】
既存のIPv4アドレスとの下位互換性を保証するため、例えばユニキャストサブネットは4つのホストバイトを用いるアドレスがそのようなオペレータ用に予約されることを許す。この場合、IPv6アドレス構造の最初の12バイトを任意のアドレスに使用可能であるが、最後の4バイトは加入者に既に割り当てられた既存のIPv4アドレスように予約されている。
【0068】
例として、値5500:0100:0000:0000:0000:0000が下位互換ネットワークのためのプリフィックスとして割り当てられているとする。そして、IMSI44093123456に属する上述のIPv4アドレス3.1.226.64は、IPv6アドレス5500:0100:0000:0000:0000:0000:0301:E240として符号化される。
【0069】
さらに、IPv6アドレスは、例えばUMTS端末に複数のIPプロトコルスタックが実装されている場合、UMTSで起こりうるような、加入者毎に複数のIPアドレスが利用可能である場合に有用である。例えば、加入者毎にいくつかのトップレベルドメインを用いることにより、IPv4アドレスを用いても同じ機能は提供可能だが、IPv6形式に基づく提案の解法はより便利である。以下の例は、IMSIに9バイト(MCCが2バイト、MNCが1バイト、MSINが5バイトにそれぞれ符号化される)の利用を許す、そのようなIPv6に基づく解法を説明する。このような符号化はMSINがITU−T勧告E.212で許される最大長である10桁を有することを可能にする。この場合、加入者毎に複数のIPアドレスが少なくとも1つの後縁バイト(trailing byte)によってサポートされうる。
【0070】
一例として、5500:000:000:00を全ての公衆陸上移動網に対するプリフィックスとして割り当てる。IMSIは、値440=01B8(16進表記)を有するMCC、値93=3F(16進表記)を有するMNC及び値1234567890=00499602D2(16進表記)を有する10桁のMSINから構成される。1つの後縁バイトが与えられ、加入者毎に256の異なるIPアドレスが許される。この結果、IMSI440931234567890を有する加入者に対するIPv6アドレスインターバルは
5500:0000:0000:0001:B83F:0049:9602:D200から
5500:0000:0000:0001:B83F:0049:9602:D2FFまで
となる。
【0071】
本発明のさらなる好ましい実施形態において、上述の方法は、コンピュータ上で実行される際に、ディジタルコンピュータの内部メモリに読み込み可能なコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品のソフトウェアコード部によって実行される。そのようなコンピュータは例えばゲートウェイノード又はアドレス変換ノードに位置することが可能である。代わりに、コンピュータがプログラムを分散的に実行可能な分散システムとして表されても良い。これは、コンピュータがその内部機能のための所謂ネットワークOSを用いている場合、換言すれば、分散コンピュータシステムがミドルウェアを用いる場合に行うことができる。
【0072】
代わりに、コンピュータプログラムを通信システムの外部環境、例えばシミュレータや試験システム上で実行することも可能である。また、移動局での実施も可能である。
【0073】
異なるコンピュータ間での容易な可搬性を実現するため、他の好ましい実施形態において、コンピュータプログラムはフロッピディスク、CDROM又は半導体メモリカード等のコンピュータが利用可能な媒体に格納される。
【0074】
本発明を特定のIPアドレスフォーマット及び加入者IDフォーマットに関して述べてきたが、本技術分野に属する当業者には、任意に定義された任意形式のこれらアドレスの利用が本発明の枠組みに含まれると見なされることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 代表的な通信システムの簡略化されたブロック図である。
【図2】 移動局終端データセッションの代表的な設定を説明するフローチャートである。
【図3A】 ホスト又はアプリケーションサーバから移動局への、簡略化された例示的データ伝送を示すメッセージシーケンスチャートである。
【図3B】 ホスト又はアプリケーションサーバから移動局への、簡略化された例示的データ伝送を示すメッセージシーケンスチャートである。
【図4A】 ホスト又はアプリケーションサーバから移動局への、別の簡略化された例示的データ伝送を示すメッセージシーケンスチャートである。
【図4B】 ホスト又はアプリケーションサーバから移動局への、別の簡略化された例示的データ伝送を示すメッセージシーケンスチャートである。
【図5A】 ホスト又はアプリケーションサーバから移動局への、別の簡略化された例示的データ伝送を示すメッセージシーケンスチャートである。
【図5B】 ホスト又はアプリケーションサーバから移動局への、別の簡略化された例示的データ伝送を示すメッセージシーケンスチャートである。
【図6】 所与のIPv4アドレスからのIMSI判定を示す図である。
Claims (20)
- 通信システムにおける、前記通信システム内で加入者ID(SI)によって特定される受信機へのデータ伝送を容易にする方法であって、
データパケットを受信するステップと、
前記データパケットのインターネットプロトコルアドレス(IP)を読み込むステップと、
前記インターネットプロトコルアドレスに割り当てられた加入者ID(SI)を判定するステップと、
前記加入者ID(SI)を用いて、受信機への前記データパケットのペイロード情報配信を開始するステップ、とを有し、
前記加入者ID(SI)を判定するステップが、
前記インターネットプロトコルアドレス(IP)の第1の部分を用いた参照によって、前記加入者ID(SI)の第1の部分を取り出すステップと、
前記インターネットプロトコルアドレス(IP)の第2の部分を前記加入者ID(SI)の第2の部分に割り当てるために、前記インターネットプロトコルアドレス(IP)の第2の部分をデコードするステップと
を有することを特徴とする方法。 - 前記加入者ID(SI)が国際移動電話加入者番号(IMSI)であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記配信の開始ステップが、
前記受信機の少なくとも1つの他のアドレス情報を、前記加入者ID(SI)を用いて判定するステップを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。 - 前記インターネットプロトコルアドレス(IP)及び、前記加入者ID(SI)及び参照用の前記他のアドレス情報の一方又は両方をバッファに格納するステップをさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記インターネットプロトコルアドレス(IP)を含む少なくとも1つのさらなるデータパケットを受信するステップと、
さらなるデータパケットの各々について、そのインターネットプロトコルアドレス(IP)を読み取るステップと、
さらなるデータパケットの各々について、前記インターネットプロトコルアドレス(IP)を用いて、前記加入者ID(SI)及び/又は前記他のアドレス情報を前記バッファから取り出すステップと、
さらなるデータパケットの各々について、そのペイロード情報を、前記加入者ID(SI)及び/又は前記他のアドレス情報を用いて前記受信機へ配信開始するステップと
をさらに有することを特徴とする請求項3又は請求項4記載の方法。 - 前記インターネットプロトコルアドレス(IP)がIPv4アドレスであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記インターネットプロトコルアドレス(IP)の前記第1の部分がネットワークID又はサブネットIDであり、前記インターネットプロトコルアドレス(IP)の前記第2の部分がホストIDであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記IPv4アドレスがクラスA形式に符号化されていることを特徴とする請求項6又は請求項7記載の方法。
- 前記インターネットプロトコルアドレス(IP)がIPv6アドレスであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項又は請求項7に記載の方法。
- 前記加入者ID(SI)が移動局ISDN番号(MSISDN)であることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか1項による方法を実行するように適合された、通信システム内のノード。
- データパケットの送信手段を有するホスト(110)と、
請求項1乃至請求項10のいずれか1項によるステップを有する方法を実行する手段を有するゲートウェイノード(130)と、
前記通信システムの少なくとも2つの要素間でデータパケットを伝送するIPネットワーク(120)と、
少なくとも1つのデータパケットのペイロード情報の受信機(180)と、
前記受信機(180)の現在の配信アドレスを判定するのに必要な加入者プロファイルデータを有する加入者プロファイルデータベース(150)と、
インターネットプロトコルアドレス(IP)の少なくとも第1の部分及び前記加入者ID(SI)についてのルックアップテーブルを有するアドレス変換ノード(140)、
とを有することを特徴とする通信システム。 - 前記ホストを他のネットワーク(インターネット)と接続するファイアウォールをさらに有することを特徴とする請求項12記載の通信システム。
- 前記ホスト(110)がさらにアプリケーションサーバを有することを特徴とする請求項12又は請求項13記載の通信システム。
- 前記加入者プロファイルデータベース(150)が前記アドレス変換ノード(140)を有することを特徴とする請求項12乃至請求項14のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記ゲートウェイノード(130)が前記アドレス変換ノード(140)を有することを特徴とする請求項12乃至請求項14のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記通信システムがパケットパーソナルディジタルセルラシステムPPDCを有することを特徴とする請求項12乃至請求項16のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記通信システムが汎用パケット無線サービスシステムGPRSを有することを特徴とする請求項12乃至請求項16のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記通信システムがユニバーサル移動電話システムUMTSを有することを特徴とする請求項12乃至請求項16のいずれか1項に記載の通信システム。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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