JP5261083B2

JP5261083B2 - 無線アクセスネットワークシステム

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Publication number: JP5261083B2
Application number: JP2008225794A
Authority: JP
Inventors: 孝一柳下; 成志吉田; 克彦佐藤
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: JP2010062810A

Description

本発明は、端末と、前記端末が無線接続される基地局と、前記端末にＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰサーバとを備える無線アクセスネットワークシステムに関する。

次世代の高速移動体通信方式としてＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)が国際的に注目を集め、このＷｉＭＡＸにおいてモバイルＩＰを適用したシステムの導入が開始されている。

モバイルＩＰは、ホームエージェント(ＨＡ：Home Agent)を用いて、移動端末のデータ通信を実現する技術である。このＨＡは、移動端末が本来属するネットワークであるホームリンクで用いるホームアドレス(ＨｏＡ：Home Address)と、移動端末の移動先であるホームリンク以外のネットワークである外部リンクで用いる気付アドレス(ＣｏＡ：Care of Address)との対応関係を管理している。

図３は、一般的なモバイルＩＰを適用したＷｉＭＡＸの全体のシステムの説明図である。図３に示すＷｉＭＡＸ通信システム１００は、端末（ＭＳ）１２ａ、１２ｂと、基地局（ＢＳ）１４ａ、１４ｂと、ＦＡ（Foreign Agent）１０２と、ＨＡ１０４と、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバ１０６とを備え、ＦＡ１０２とＨＡ１０４、ＤＨＣＰサーバ１０６とはＣＳＮ（Connectivity Service Network）１６で接続されている。

端末１２ａ、１２ｂは、通信機能を有するコンピュータや携帯電話等であり、基地局１４ａ、１４ｂは、端末と無線通信するための無線装置であり、端末１２ａは基地局１４ａと無線接続され、端末１２ｂは基地局１４ｂと無線接続される。ＦＡ１０２は、端末１２ａ、１２ｂと基地局１４ａ、１４ｂとを管理、制御し、ＨＡ１０４は、端末１２ａ、１２ｂが識別符号として有するＨｏＡと端末１２ａ、１２ｂの位置情報とを関連付けた登録、管理を行うサーバであり、ＤＨＣＰサーバ１０６は端末１２ａ、１２ｂに対してＩＰアドレスを割り当てるサーバであり、ＣＳＮ１６は、インターネット等への接続サービスを提供するネットワークであり、ルータやレイヤ２スイッチ等で構成されている。

ＤＨＣＰサーバ１０６は、ＩＰアドレスを割り当てるための管理テーブルを備える。この管理テーブルには、基地局１４ａ、１４ｂの各ＩＰアドレスに対して、ネットワークアドレスが共通するＩＰアドレス群が設定されている。

基地局１４ａに無線接続している端末１２ａに対するＨｏＡの割り当ては、まず、端末１２ａがＩＰアドレスの割り当ての要求メッセージ「DHCP Discover」を基地局１４ａに送信する。基地局１４ａは、このメッセージとともに、自身のＩＰアドレスをＦＡ１０２、ＣＳＮ１６を介してＤＨＣＰサーバ１０６に送信する。

ＤＨＣＰサーバ１０６では、受信した基地局１４ａのＩＰアドレスからネットワークアドレスを取得し、取得したネットワークアドレスと管理テーブルとを照合してＩＰアドレス群を特定し、さらに一のＩＰアドレスを選択する。

この選択されたＩＰアドレスの情報が、ＣＳＮ１６、ＦＡ１０２、基地局１４ａを経て端末１２ａに送信され、端末１２ａのＨｏＡが定まる。

WiMAX FORUM 「WiMAX Forum Network Architecture」 Release1.1.0 p.203-204

しかしながら、ＤＨＣＰサーバ１０６が備える管理テーブルには、基地局１４ａ、１４ｂの各ＩＰアドレスに対して、ネットワークアドレスが共通するＩＰアドレス群が設定されているために、基地局１４ａ、１４ｂのネットワークアドレスに制限されて、自由にＩＰアドレスを端末１２ａ、１２ｂに割り当てることができない。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、端末が無線接続する基地局のネットワークアドレスには制限されずに、自由にＩＰアドレスを割り当てることが可能な無線アクセスネットワークシステムを提供することを目的とする。

本発明に係る無線アクセスネットワークシステムは、端末と、前記端末が無線接続される基地局と、前記端末にＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰサーバとを備える無線アクセスネットワークシステムであって、前記ＤＨＣＰサーバは、前記基地局のＩＰアドレスと、前記基地局のＩＰアドレス毎に割り当てた前記端末用の複数のＩＰアドレスとを含む管理テーブルを有し、前記ＤＨＣＰサーバは、前記管理テーブルに基づいて前記基地局のＩＰアドレスに対応した前記端末用の複数のＩＰアドレスから選択して前記端末にＩＰアドレスを割り当てることを特徴とする。

また、前記端末は、無線接続されている前記基地局にＩＰアドレスの割り当て要求メッセージを送信し、前記基地局は、受信した前記割り当て要求メッセージとともに自身のＩＰアドレスを前記ＤＨＣＰサーバに送信し、前記ＤＨＣＰサーバは、受信した前記基地局のＩＰアドレスに基づいて前記管理テーブルの前記端末用の複数のＩＰアドレスから選択して前記端末にＩＰアドレスを割り当てる。

さらに、前記基地局のＩＰアドレスのネットワークアドレスは、前記端末用の複数のＩＰアドレスのネットワークアドレスとは異なってもよい。

本発明によれば、無線アクセスネットワークシステムでは、ＤＨＣＰサーバは、基地局のＩＰアドレスと基地局のＩＰアドレス毎に割り当てた端末用の複数のＩＰアドレスとを含む管理テーブルを有し、この管理テーブルに基づいて、端末に対してＩＰアドレスを割り当てることにより、端末に対して柔軟にＩＰアドレスを割り当てることが可能となり、所望のネットワーク設計をすることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の無線アクセスネットワークシステムが適用されるＷｉＭＡＸ通信システム１０の説明図であり、図２は、ＤＨＣＰサーバ２２が備える管理テーブルＴａの説明図である。なお、図３に示したＷｉＭＡＸ通信システム１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１に示すＷｉＭＡＸ通信システム１０は、端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、前記端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃの各々が無線接続される基地局１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、基地局１４ａ、１４ｂが接続されるＬ２ＳＷ１８と、基地局１４ｃとＬ２ＳＷ１８が接続されるＬ３ＳＷ２０と、ＤＨＣＰサーバ２２とを備え、Ｌ３ＳＷ２０とＤＨＣＰサーバ２２とはＣＳＮ１６を介して接続されている。

Ｌ２ＳＷ１８は、レイヤ２ースイッチであって、データリンク層であるレイヤ２におけるデータの転送処理を行い、Ｌ３ＳＷ２０は、レイヤ３ースイッチであって、ネットワーク層であるレイヤ３におけるデータの転送処理を行う。

ＤＨＣＰサーバ２２は、ＤＨＣＰサーバ１０６と同様に端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃにＩＰアドレスを割り当てるサーバであり、前記ＩＰアドレスを管理テーブルＴａに基づいて割り当てる。図２に示すように、管理テーブルＴａは基地局１４ａ、１４ｂ、１４ｃの各ＩＰアドレスに対して、端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃに割り当てるための複数のＩＰアドレス（ＩＰアドレス群）が設定されている。具体的には、基地局１４ａのＩＰアドレス「A.0.0.1」に対して、このＩＰアドレスとはネットワークアドレスが異なる所定範囲のＩＰアドレス群として例えば、「X.0.0.1」〜「X.0.0.254」が設定される。これと同様に、基地局１４ｂのＩＰアドレス「A.0.0.2」に対して、ＩＰアドレス群として例えば、「Y.0.0.1」〜「Y.0.0.254」が設定され、基地局１４ｃのＩＰアドレス「B.0.0.1」に対して、ＩＰアドレス群として例えば、「Z.0.0.1」〜「Z.0.0.254」が設定される。

次に、端末１２ａに対するＤＨＣＰサーバ２２によるＩＰアドレスの割り当てについて、説明する。

まず、端末１２ａは、基地局１４ａに対して、ＩＰアドレスの割り当て要求メッセージ「DHCP Discover」を送信する。

基地局１４ａは、端末１２ａからメッセージ「DHCP Discover」が送信されてきたことを、ＩＰアドレス割り当て要求情報として記憶した後に、受信した前記メッセージに、自身のＩＰアドレス「A.0.0.1」を付加して、Ｌ２ＳＷ１８に転送し、Ｌ２ＳＷ１８から、Ｌ３ＳＷ２０、ＣＳＮ１６を経てＤＨＣＰサーバ２２に転送される。

ＤＨＣＰサーバ２２は、受信したメッセージに基づいて、端末１２ａに割り当てるＩＰアドレスを管理テーブルＴａから選択する。ＩＰアドレスの選択は、メッセージに付加された基地局１４ａのＩＰアドレス「A.0.0.1」と管理テーブルＴａとを照合し、ＩＰアドレス群を特定し、その時点で選択されていないＩＰアドレス、例えば「X.0.0.1」を選択することにより行われる。なお、ＤＨＣＰサーバ２２は、選択したＩＰアドレスを記憶することにより、以後、端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃからＩＰアドレスの割り当て要求があった場合に、管理テーブルＴａから選択されていないＩＰアドレスを選択して、割り当てることとなる。ＤＨＣＰサーバ２２は、この選択したＩＰアドレスを含むパケットをＩＰアドレスの割り当て要求をした端末１２ａが無線接続している基地局１４ａに対して送信する。送信の際には、宛先のＩＰアドレスとして基地局１４ａのＩＰアドレスが前記パケットに含められる。前記パケットがＣＳＮ１６、Ｌ３ＳＷ２０、Ｌ２ＳＷ１８を介して基地局１４ａに転送される。

基地局１４ａは、前記ＩＰアドレス割り当て要求情報に基づいて、ＩＰアドレスの割り当て要求をした端末１２ａに前記パケットを送信する。端末１２ａが受信した前記パケットからＩＰアドレスを取得することで、ＤＨＣＰサーバ２２による端末１２ａに対するＩＰアドレスの割り当てが完了する。

なお、端末１２ｂ、１２ｃに対するＤＨＣＰサーバ２２によるＩＰアドレスの割り当ては、ＩＰアドレスの割り当て要求する端末１２ｂが基地局１４ｂに対して、端末１２ｃが基地局１４ｃに対してメッセージ「DHCP Discover」を送信することにより開始され、それ以後の手順は端末１２ａに対してＩＰアドレスを割り当てるのと同様である。また、端末１２ｃに対するＤＨＣＰサーバ２２によるＩＰアドレスの割り当てでは、Ｌ３ＳＷ２０がＬ２ＳＷ１８の役割を果たすこととなる。

以上説明したように、ＷｉＭＡＸ通信システム１０は、端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）と、端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）が無線接続される基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）と、端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）にＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰサーバ２２とを備え、ＤＨＣＰサーバ２２は、基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）と、基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）のＩＰアドレス毎に割り当てた端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）の複数のＩＰアドレスとを含む管理テーブルＴａを有し、ＤＨＣＰサーバ２２は、管理テーブルＴａに基づいて基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）のＩＰアドレスに対応した端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）用の複数のＩＰアドレスから選択して端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）にＩＰアドレスを割り当てる。

ＷｉＭＡＸ通信システム１０では、ＤＨＣＰサーバ２２が基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）のＩＰアドレスと基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）のＩＰアドレス毎に割り当てた端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）用の複数のＩＰアドレスとを含む管理テーブルＴａを有し、この管理テーブルＴａに基づいて、端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）に対してＩＰアドレスを割り当てることにより、端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）に対して柔軟にＩＰアドレスを割り当てることが可能となり、所望のネットワーク設計をすることができる。

また、端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）は、無線接続される基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）にＩＰアドレスの割り当て要求メッセージを送信し、基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）は、受信した前記割り当て要求メッセージとともに自身のＩＰアドレスを前記ＤＨＣＰサーバに送信し、ＤＨＣＰサーバ２２は、受信した基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）のＩＰアドレスに基づいて管理テーブルＴａの前記端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）用の複数のＩＰアドレスを選択して端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）にＩＰアドレスを割り当てる。

さらに、基地局１４ａ（１４ｂ，１４ｃ）のＩＰアドレスのネットワークアドレスは、端末１２ａ（１２ｂ，１２ｃ）用の複数のＩＰアドレスのネットワークアドレスとは異なるように設定してもよい。

さらにまた、図２に示すＤＨＣＰサーバ２２が備える管理テーブルＴａには、基地局１４ａ、１４ｂ、１４ｃの各々のネットワークアドレスとは異なるＩＰアドレス群が設定されているが、ネットワークアドレスが同一のＩＰアドレス群を設定することもできる。かかる場合には、基地局１４ａ、１４ｂ、１４ｃのネットワークアドレスと同一のＩＰアドレスが、ＩＰアドレスの割り当てを要求する端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃに割り当てられることとなる。

また、管理テーブルＴａに設定されるＩＰアドレス群を構成するＩＰアドレスは、グローバルＩＰアドレス、プライベートＩＰアドレスのいずれであってもよい。

なお、本発明の無線アクセスネットワークシステムが適用されるシステムとしてはＷｉＭＡＸ通信システム１０に限定されるものではなく、例えば、無線ＬＡＮにも適用することができる。かかる場合において、本発明の無線アクセスネットワークシステムをＷｉＭＡＸ通信システム１０に適用した場合には、端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃと基地局１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間の無線接続はIEEE802.16、端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃが移動端末の場合にはIEEE802.16eに規定する通信方式で接続されるが、無線ＬＡＮに適用した場合には、端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃと基地局１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間の無線接続はIEEE802.11に規定する通信方式で接続される。

また、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の実施形態に係るＷｉＭＡＸ通信システムの説明図である。ＤＨＣＰサーバが備える管理テーブルの説明図である。従来の一般的なＷｉＭＡＸの全体のシステムの説明図である。

符号の説明

１０、１００…ＷｉＭＡＸ通信システム１２ａ〜１２ｃ…端末
１４ａ〜１４ｃ…基地局１６…ＣＳＮ
１８…Ｌ２ＳＷ２０…Ｌ３ＳＷ
２２、１０６…ＤＨＣＰサーバ１０２…ＦＡ
１０４…ＨＡＴａ…管理テーブル

Claims

端末と、前記端末が無線接続される基地局と、前記端末にＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰサーバとを備える無線アクセスネットワークシステムであって、
前記基地局は、前記ＤＨＣＰサーバに対し複数設けられるとともに、各々固有のＩＰアドレスを有し、
前記ＤＨＣＰサーバは、前記基地局のＩＰアドレスと、前記基地局のＩＰアドレス毎に割り当てた前記端末用の複数のＩＰアドレスとを含む管理テーブルを有し、
前記ＤＨＣＰサーバは、前記管理テーブルに基づいて前記基地局のＩＰアドレスに対応した前記端末用の複数のＩＰアドレスから選択して前記端末にＩＰアドレスを割り当てる
ことを特徴とする無線アクセスネットワークシステム。
請求項１記載の無線アクセスネットワークシステムにおいて、
前記端末は、無線接続されている前記基地局にＩＰアドレスの割り当て要求メッセージを送信し、
前記基地局は、受信した前記割り当て要求メッセージとともに自身のＩＰアドレスを前記ＤＨＣＰサーバに送信し、
前記ＤＨＣＰサーバは、受信した前記基地局のＩＰアドレスに基づいて前記管理テーブルの前記端末用の複数のＩＰアドレスから選択して前記端末にＩＰアドレスを割り当てる
ことを特徴とする無線アクセスネットワークシステム。
請求項１又は２記載の無線アクセスネットワークシステムにおいて、
前記基地局のＩＰアドレスのネットワークアドレスは、前記端末用の複数のＩＰアドレスのネットワークアドレスとは異なる
ことを特徴とする無線アクセスネットワークシステム。