JP4472537B2

JP4472537B2 - パケット制御装置、認証サーバ及び無線通信システム

Info

Publication number: JP4472537B2
Application number: JP2005014021A
Authority: JP
Inventors: 諭千賀; 秀教石井; 寛史石田; 岳史金澤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: WO2006077749A1; US20080159310A1; JP2006203641A; CN101107823A

Description

本発明は、異種網の連携システムにおいて通信を継続するハンドオーバー技術に関する。

近年、広いエリアで通信可能な携帯電話と、狭いエリアで高速データ通信が可能なＷＬＡＮサービスを連携（インタワーク）させて、補完させるシステムが検討されている。インタワークシステムは３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）で、ＷＬＡＮ経由で移動通信網のパケットサービスにアクセスするシナリオを実現するアーキテクチャなどが規格化されており、３ＧＰＰのＴＳ（ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）２２．２３４にその要件、ＴＳ２３．２３４でアーキテクチャ、ＴＳ３３．２３４で認証方式が記述されている。

従来技術によって構築されたインタワークシステムの構成図を図９に示す。端末９０１は、移動通信網とＷＬＡＮの両方のパケットアクセス手段を持つ。３ＧＰＰ規格ではＵＥ（ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）にあたる。

基地局装置９０５は、移動通信網において、端末９０１からの無線信号を有線上の信号に相互変換し、伝送する。３ＧＰＰ規格ではＮｏｄｅＢにあたる。ＷＬＡＮアクセス網９０２は、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）などによるパケット網であり、ＷＬＡＮの無線信号を有線網上のパケット信号に変換する。また、ＷＬＡＮアクセス網９０２においてＤＨＣＰサーバとしてアドレス割当動作も行う。３ＧＰＰ規格ではＷＬＡＮＡＮ（ＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ）にあたる。

無線網制御装置９０６は、基地局装置９０５と接続され、移動通信網において無線関係の端末制御、制御データとユーザーデータの伝送を行う。３ＧＰＰ規格のＲＮＣ（ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）にあたる。ＷＬＡＮ中継装置９０３は、ＷＬＡＮアクセス網９０２に接続され、ＷＬＡＮアクセス網９０２との間でＷＬＡＮの制御データ・ユーザーデータの伝送を行う。３ＧＰＰ規格ではＷＡＧ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＡｃｃｅｓｓＧａｔｅｗａｙ）にあたる。

パケット制御装置９０７は無線網制御装置９０６に接続され、移動通信網内のパケット伝送制御処理と、パケット伝送に関係する端末９０１の状態管理を行う。３ＧＰＰ規格ではＳＧＳＮ（ＳｅｒｖｉｎｇＧＰＲＳＳｕｐｐｏｒｔＮｏｄｅ）にあたる。移動網パケット中継装置９０８はパケット制御装置９０７と接続され、移動通信網から公衆パケット網（インターネット）へパケットデータを中継する。３ＧＰＰ規格ではＧＧＳＮ（ＧａｔｅｗａｙＧＰＲＳＳｕｐｐｏｒｔＮｏｄｅ）にあたる。

パケットデータ中継装置９０４はＷＬＡＮ中継装置９０３と接続され、パケットデータを公衆パケット網９１２に中継する。３ＧＰＰ規格ではＰＤＧ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＧａｔｅｗａｙ）にあたる。３Ｇ認証サーバ９０９は、ＷＬＡＮアクセス網９０２に接続され、端末９０１からの認証データを受け取る。３ＧＰＰ規格ではＡＡＡＳｅｒｖｅｒにあたる。

ユーザー情報格納装置９１０は、パケット制御装置９０７と移動網パケット中継装置９０８と３Ｇ認証サーバ９０９に接続され、ユーザーが移動通信網またはＷＬＡＮの通信事業者と契約しているサービス情報が格納されている。

このシステムにおいて、移動通信網とＷＬＡＮの両方にアクセスできる端末９０１を用いてパケットアクセスを行っている際に、移動通信網のカバーエリアからＷＬＡＮに移動した場合に、通信を継続させる為には、対向ノード９１３からの移動透過性を確保できるように、ホームアドレス管理装置９１１が必要となる。

対向ノード９１３は、端末９０１がパケット通信を行う相手である。例えば、インターネット上に配置されたサーバ等は対向ノード９１３に含まれる。ホームアドレス管理装置９１１は、対向ノード９１３のデータ伝送を中継し、データ伝送先を端末９０１の移動先に応じて変更する。また、モバイルＩＰで端末９０１の位置管理を行い、移動先を登録する。

以上のシステムにおいて、パケット通信が端末９０１と対向ノード９１３との間で移動通信網を経由して行われているときに、ＷＬＡＮのエリアに進入した場合にＷＬＡＮ経由の通信に切り替える方式を図１０を用いて説明する。

端末９０１のＩＰパケット通信は、移動通信網の各ノードとホームアドレス管理装置９１１を経由して対向ノード９１３に到達する。移動通信網内での端末９０１のＩＰアドレスは移動網パケット中継装置９０８によって割り当てられる。これをリモートＩＰアドレスと呼ぶ。

ホームアドレス管理装置９１１は端末９０１のホーム網におけるアドレスであるホームＩＰアドレスと、端末９０１のリモートＩＰアドレスの組を管理し、対向ノード９１３が出力する端末９０１のホームＩＰアドレスをカプセル化して伝送する。逆に端末９０１からのＩＰパケットは、逆方向のパケットと同様にカプセル化されて伝送される。

移動通信網では、ノード間ごとにＩＰトンネルが作られ、ＩＰパケットはカプセル化されて伝送される。移動網パケット中継装置９０８とパケット制御装置９０７の間、パケット制御装置９０７と無線網制御装置９０６との間ではＧＴＰ（ＧＰＲＳＴｕｎｎｅｌｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられる。無線網制御装置９０６では、ＩＰパケットが論理チャネルやトランスポートチャネルに適宜変換され、基地局装置９０５にＩＰトランスポートを用いて伝送される。基地局装置９０５はＷ−ＣＤＭＡの物理チャネルに変換し、端末９０１と通信を行う。

端末９０１がＷＬＡＮエリアに進入１００１すると、ＷＬＡＮの電波を検出し、ＷＬＡＮアクセス網９０２内で端末９０１がアクセスポイントを利用する為の認証処理１００２が行われる。

その後、ＷＬＡＮアクセス網９０２と３Ｇ認証サーバ９０９において、ユーザーの認証処理が行われる。その際、３Ｇ認証サーバ９０９はユーザー情報格納装置９１０に対して、ユーザーがインタワークサービスの加入者であるかの認証１００３を行う。

認証終了後、ＷＬＡＮアクセス網９０２内のＤＨＣＰサーバにより、ＩＰ通信を行うためのＩＰアドレスが端末９０１に割り当てられる１００４。この割り当てられたＩＰアドレスをローカルＩＰアドレスと呼ぶ。

その後、移動通信網内でＷＬＡＮを利用してＩＰパケット通信を対向ノード９１３と行なう為のゲートウェイとなるパケットデータ中継装置９０４のＰＤＧアドレス解決要求１００５を行い、移動通信網内でＷＬＡＮを利用する端末９０１のＩＰアドレスはそのパケットデータ中継装置９０４によって割り当てられる１００６。このＩＰアドレスは移動網パケット中継装置９０８を経由してＩＰパケット通信を行なっている時に割り当てられていたリモートＩＰアドレスと同等の役割をもつＩＰアドレスであり、移動通信網内で端末９０１を一意に識別するアドレスである。

ＷＬＡＮ経由でのトンネル作成要求１００７において、端末９０１はＰＤＧアドレス解決要求１００５において決定したパケットデータ中継装置９０４との間でＩＰのトンネルを作成する。その際、パケットデータ中継装置９０４は、３Ｇ認証サーバ９０９を中継し、端末９０１がインタワークサービスにおいて認証済みであることを確認する認証完了確認処理１００８を行う。

次に、フィルタ設定１００９において、パケットデータ中継装置９０４とＷＬＡＮ中継装置９０３がパケットの伝送フィルタを設定する。適用するフィルタはパケットデータ中継装置９０４が決定し、ＷＬＡＮ中継装置９０３はパケットデータ中継装置９０４から得た伝送フィルタを適用する。フィルタ設定後、端末９０１とパケットデータ中継装置９０４との間でトンネルの属性が交換され、両者間のトンネルが作成される１０１０。

トンネルが作成されると、端末９０１はホームアドレス管理装置９１１に対して、パケットデータ中継装置９０４を介し、リモートＩＰアドレスの登録１０１１を行う。リモートＩＰアドレスが登録されると、ホームアドレス管理装置９１１は対向ノード９１３からのパケットの伝送先を新しいリモートＩＰアドレスに対応する端末９０１へ変更する。

以上のようにしてＷＬＡＮにおける接続が確立１０１２すると、端末９０１はＷＬＡＮエリアに進入する前に使用していた移動通信網の伝送を切断する。この処理はパケット制御装置９０７に対して３Ｇ切断処理１０１３を発行することにより行われる。

ＴＳ２２．２３４ｖｅｒ．６．１．０ "Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｎ３ＧＰＰｓｙｓｔｅｍｔｏＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ（ＷＬＡＮ）ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ" ２００４年６月１４日（第５章） http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/22234.htm ＴＳ２３．２３４Ｖｅｒ．６．１．０ "３ＧＰＰｓｙｓｔｅｍｔｏＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ（ＷＬＡＮ）ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ" ２００４年６月２２日（第６章） http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23234.htm ＴＳ３３．２３４Ｖｅｒ．６．０．０ "ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ（ＷＬＡＮ）ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇｓｅｃｕｒｉｔｙ" ２００４年６月１５日（第６章） http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/33234.htm

このように通信を行いながら、移動通信網のエリアからＷＬＡＮのエリアへ移動すると、ＷＬＡＮのエリアでの認証処理、及び移動通信網とＷＬＡＮの相互認証を行う必要があるため、インターネットを利用したテレビ会議や映像配信等のリアルタイム通信において途切れが発生する。

３ＧＰＰで規定されているＷＬＡＮとのインタワーク方式では、相互認証の後、ＰＤＧのアドレス解決（１００５）、ＷＬＡＮのトラフィック伝送におけるトンネル作成時の再認証処理（１００８）、ホームアドレス管理装置へのリモートＩＰアドレスの登録（１０１１）、この３点が発生する為、インタワークの完了までに時間を要しリアルタイム通信時の途切れが発生する。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであって、第一のネットワークから第二のネットワークへの切替時間を短縮できるパケット制御装置、認証サーバ及び無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明のパケット制御装置は、ネットワークの認証処理を行う認証サーバとの通信により、第一のネットワークから第二のネットワークへ切り替わる端末の切替通知を受信する認証サーバ通信手段と、前記第二のネットワークで利用可能なアドレスを決定するアドレス決定手段と、前記切替通知に含まれる端末の認証情報と前記第一及び第二のネットワークにアクセス可能な端末の情報を管理するテーブルに含まれる認証情報との照合により特定した端末に対して、前記アドレス決定手段が決定したアドレスを割り当て、前記第一のネットワークを経由したパケットの伝送先を前記第二のネットワークへ切り替える切替管理手段と、を備える。

上記構成によれば、切替通知に含まれる端末の認証情報と前記第一及び第二のネットワークにアクセス可能な端末の情報を管理するテーブルに含まれる認証情報との照合により特定した端末に対して、前記アドレス決定手段が決定したアドレスを割り当て、前記第一のネットワークを経由したパケットの伝送先を前記第二のネットワークへ切り替えることにより、アドレス解決に要する時間を短縮できる為、第一のネットワークから第二のネットワークへの切替時間を短縮できる。

また、本発明のパケット制御装置は、前記切替管理手段が、前記切替通知を受信すると、前記テーブルに含まれる前記第一のネットワークの認証結果を示す情報を認証済みに更新するものである。

上記構成によれば、切替通知を受信すると、前記テーブルに含まれる前記第一のネットワークの認証結果を示す情報を認証済みに更新することにより、再認証処理を短縮できる。

また、本発明のパケット制御装置は、前記切替管理手段が、前記第一のネットワークで割り当てられた端末のＩＰアドレスを、前記テーブルに含まれる、前記第一のネットワークでのＩＰアドレスを示す情報で管理するものである。

上記構成によれば、前記第一のネットワークで割り当てられた端末のＩＰアドレスを前記テーブルで管理することにより、前記第二のネットワークに切替えた場合にもリモートＩＰアドレスに関してＩＰアドレスが変わらないため、従来必要であったホームアドレス管理装置へのリモートＩＰアドレスの登録が不要となる。

また、本発明のパケット制御装置は、前記切替管理手段が、前記切替通知に含まれる加入サービスの情報に基づいて、前記第一のネットワーク経由での伝送パケットのフィルタ設定を前記中継装置との間で行うものである。

上記構成によれば、切替通知に含まれる加入サービスの情報に基づいて、前記第一のネットワーク経由での伝送パケットのフィルタ設定を前記中継装置との間で行うことにより、加入サービスに応じた伝送制御ができる。

また、本発明の認証サーバは、ネットワークの認証処理を行う認証サーバであって、第一のネットワークから第二のネットワークへ切り替わる端末の切替通知を発行する手段と、前記切替通知を請求項１記載のパケット制御装置に送信する手段と、を備える。

上記構成によれば、認証処理に基づき、ユーザーの認証情報が格納された切替通知をパケット制御装置に通知することにより、パケット制御装置に第一のネットワーク経由でのパケット通信を第二のネットワーク経由に切替えるための情報を渡すことができる。

さらに、本発明の無線通信システムは、本発明の制御装置と、本発明の認証サーバと、を備える。

本発明によれば、切替通知に含まれる端末の認証情報と前記第一及び第二のネットワークにアクセス可能な端末の情報を管理するテーブルに含まれる認証情報との照合により特定した端末に対して、前記アドレス決定手段が決定したアドレスを割り当て、前記第一のネットワークを経由したパケットの伝送先を前記第二のネットワークへ切り替えることにより、アドレス解決に要する時間を短縮できる為、第一のネットワークから第二のネットワークへの切替時間を短縮できる。

以下に図面を参照しつつ本発明の実施の形態のパケット制御装置、及び移動通信網とＷＬＡＮが連携した無線通信システムを詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に適用される移動通信網とＷＬＡＮが連携した無線通信システムのアーキテクチャの構成を説明するための概略図である。端末１０１は、移動通信網とＷＬＡＮの両方のパケットアクセス手段を持つ。３ＧＰＰ規格ではＵＥにあたる。

基地局装置１０４は、移動通信網において、端末１０１からの無線信号を有線上の信号に相互変換し、伝送する。３ＧＰＰ規格ではＮｏｄｅＢにあたる。ＷＬＡＮアクセス網１０２は、ＩＰなどによるパケット網であり、ＷＬＡＮの無線信号を有線網上のパケット信号に変換する。また、ＷＬＡＮアクセス網１０２においてＤＨＣＰサーバとしてアドレス割当動作も行うものとする。３ＧＰＰ規格ではＷＬＡＮＡＮにあたる。

無線網制御装置１０５は、基地局装置１０４にＩＰを介して接続され、移動通信網において無線関係の端末制御、制御データとユーザーデータの伝送を行う。３ＧＰＰ規格のＲＮＣにあたる。基地局装置１０４との接続はＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）でもよい。ＷＬＡＮ中継装置１０３は、ＷＬＡＮアクセス網１０２とパケット制御装置１０６に接続され、ＷＬＡＮの制御データ・ユーザーデータの伝送を行う。３ＧＰＰ規格ではＷＡＧにあたる。

パケット制御装置１０６は無線網制御装置１０５とＷＬＡＮ中継装置１０３、及び３Ｇ認証サーバ１０８に接続され、３ＧＰＰ規格ではＳＧＳＮにあたる。無線網制御装置１０５との接続はＩＰを用い、パケット伝送制御処理と、パケット伝送に関係する端末１０１の状態管理を行う。無線網制御装置１０５との接続はＡＴＭでもよい。ＷＬＡＮ中継装置１０３との間ではＷＬＡＮの制御データ・ユーザーデータの伝送を行う。３Ｇ認証サーバ１０８との間ではユーザー認証に必要な認証情報の交換を行う。

移動網パケット中継装置１０７はパケット制御装置１０６とＩＰを介して接続され、移動通信網から公衆パケット網１１０へパケットデータを中継する。３ＧＰＰ規格ではＧＧＳＮにあたる。

３Ｇ認証サーバ１０８は、ＷＬＡＮアクセス網１０２とパケット制御装置１０６に接続され、３ＧＰＰ規格ではＡＡＡＳｅｒｖｅｒにあたる。ＷＬＡＮアクセス網１０２との間では、端末１０１からの認証データを受け取り、パケット制御装置１０６との間ではユーザー認証に必要な認証情報の交換を行う。

ユーザー情報格納装置１０９は、パケット制御装置１０６と移動網パケット中継装置１０７と３Ｇ認証サーバ１０８に接続され、ユーザーが移動通信網またはＷＬＡＮの通信事業者と契約しているサービス情報（加入サービスの情報）が格納されている。

従来例との相違点は、ユーザーが通信を行いながら移動通信網のエリアからＷＬＡＮのエリアに進入したときに、移動通信網とＷＬＡＮの認証情報をパケット制御装置１０６と３Ｇ認証サーバ１０８との間で交換し、パケット制御装置１０６がＷＬＡＮアクセス網１０２で利用する端末１０１のローカルＩＰアドレスを割り当て、ＷＬＡＮ中継装置１０３を介して端末１０１との間でトンネルを作成することにより、パケット制御装置１０６がホームアドレス管理装置の代わりにパケットデータのルーティングを行うことである。

図２は、本発明の実施の形態に適用されるパケット制御装置１０６の詳細な構成図である。図２に示す如く、パケット制御装置１０６は、複数のインターフェースを備え、３Ｇ認証サーバ１０８、ＷＬＡＮ中継装置１０３、移動網パケット中継装置１０７、及び無線網制御装置１０５とそれぞれ接続される構成である。

３Ｇ認証サーバ通信手段２０１は、ネットワークの認証処理を行う３Ｇ認証サーバ１０８との通信により、ユーザーがアクセス網を切替えたときのアクセス網切替通知の交換を行うものであり、ネットワークが切り替わる端末の切替通知を受信する。ＷＡＧ通信手段２０３はＷＬＡＮ中継装置１０３と通信を行う手段である。ＧＧＳＮ通信手段２０６は移動網パケット中継装置１０７と通信を行う手段である。ＲＮＣ通信手段２０８は無線網制御装置１０５と通信を行う手段である。ＳＧＳＮ接続設定手段２０７は移動通信網内のパケット伝送制御処理と、パケット伝送に関係する端末１０１の状態管理を行う。

ＷＬＡＮ切替管理手段２０４は、アクセス網切替通知に含まれる端末の認証情報と移動通信網及びＷＬＡＮにアクセス可能な端末の情報を管理するテーブルに含まれる認証情報との照合により特定した端末に対して、端末アドレス決定手段２０２（後述）が決定したアドレスを割り当て、移動通信網を経由したパケットの伝送先をＷＬＡＮへ切り替えるものである。ＷＬＡＮ切替管理手段２０４は、３Ｇ認証サーバ通信手段２０１がアクセス網切替通知を受け取ると、移動通信網で利用しているパケット通信をＷＬＡＮで利用できるように、端末１０１のローカルＩＰアドレスの割り当て、端末１０１との間でのトンネル作成、及びＷＬＡＮを利用したデータ伝送へ切替える。

端末アドレス決定手段２０２は、端末１０１が進入したＷＬＡＮのエリアで利用可能なローカルＩＰアドレスを決定する手段である。このローカルＩＰアドレスをＷＬＡＮ切替管理手段２０４が端末１０１に割り当てる。

ＧＴＰ−ｕ変換手段２０５は端末１０１からのＷＬＡＮ経由のトラフィックを移動網パケット中継装置１０７との通信で用いるＧＴＰに変換する手段である。ＧＴＰは移動通信網においてユーザーデータ転送用のトンネリング機能を実現するものである。

図３は、本発明の実施の形態に適用される３Ｇ認証サーバ１０８の詳細な構成図である。３Ｇ認証サーバ１０８は、ネットワークの認証処理を行うものであり、図３に示す如く、複数のインターフェースを備え、ユーザー情報格納装置１０９、ＷＬＡＮ中継装置１０３、パケット制御装置１０６、及びＷＬＡＮアクセス網１０２とそれぞれ接続される構成である。

ＨＳＳ通信手段３０２は、ユーザー情報格納装置１０９と通信を行う手段であり、ユーザーが移動通信網またはＷＬＡＮの通信事業者と契約しているサービス情報の確認を行う。ＷＡＧ通信手段３０１はＷＬＡＮ中継装置１０３と通信を行う手段である。ＷＬＡＮ通信手段３０４はＷＬＡＮアクセス網１０２とＷＬＡＮのトラフィック伝送を行う手段である。ＳＧＳＮ通信手段３０５は、パケット制御装置１０６と通信を行う手段であり、ユーザーがアクセス網を切替えたときのアクセス網切替通知の交換を行う。すなわち、ＳＧＳＮ通信手段３０５は、アクセス網切替通知をパケット制御装置１０６に送信する。

３Ｇ認証管理手段３０３は、移動通信網におけるユーザーの認証処理と、ＷＬＡＮのエリアに進入した際に、移動通信網とＷＬＡＮでインタワークをする際のユーザーの認証処理を行い、その結果をアクセス網切替通知として発行処理し、前記ＳＧＳＮ通信手段３０５に渡すものである。

以下、本発明の実施の形態の動作について説明する。図４は、パケット通信を行う端末１０１が移動通信網からＷＬＡＮのエリアに進入した時に、パケット制御装置１０６がパケット通信のトラフィックを移動通信網からＷＬＡＮのトラフィック伝送に切替える処理の流れを示す動作シーケンス図である。

移動通信網を利用している端末１０１のＩＰパケット通信は、基地局装置１０４、無線網制御装置１０５、パケット制御装置１０６、及び移動網パケット中継装置１０７を経由して対向ノード１１１に到達する。

移動通信網を利用したパケット通信におけるプロトコルスタックを図５に示す。端末１０１のＩＰアドレスは移動網パケット中継装置１０７によって割り当てられる。このＩＰアドレスは、対向ノード１１１が端末１０１を一意に識別できるアドレスであり、本実施の形態でのリモートＩＰアドレスとなる。

ここで、初期設定として移動網パケット中継装置１０７により端末１０１のリモートＩＰアドレスが割り当てられた後、パケット制御装置１０６に端末１０１のリモートＩＰアドレスを通知し、パケット制御装置１０６内のＷＬＡＮ切替管理手段２０４が切替管理テーブルとして保持する。

移動通信網でのパケット通信は、ノード間ごとにＩＰトンネルが作られ、ＩＰパケットはカプセル化されて伝送される。移動網パケット中継装置１０７とパケット制御装置１０６の間、パケット制御装置１０６と無線網制御装置１０５との間ではＧＴＰが用いられる。無線網制御装置１０５では、ＩＰパケットが論理チャネルやトランスポートチャネルに適宜変換され、基地局装置１０４にＩＰトランスポートを用いて伝送される。基地局装置１０４はＷ−ＣＤＭＡの物理チャネルに変換し、端末１０１と通信を行う。

ここで、パケット制御装置１０６内のＷＬＡＮ切替管理手段２０４が保持する切替管理テーブル６００の詳細を図６を用いて説明する。切替管理テーブル６００は、ユーザー認証ＩＤ６０１、３Ｇユーザー識別子６０２、ＧＴＰ−ｕ番号６０３、配布リモートＩＰアドレス６０４、配布ローカルＩＰアドレス６０５、ＷＬＡＮ認証６０６を備え、一人のユーザーに対し、この６つの項目で管理する。

ユーザー認証ＩＤ６０１は、インタワークサービスを契約しているユーザーの認証に必要なＩＤを管理する。３Ｇユーザー識別子６０２は、移動通信網において端末１０１に対して固定的に割り当てられるユーザー識別子ＩＭＳＩ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｏｂｉｌｅＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＩｄｅｎｔｉｔｙ）を管理する。ＧＴＰ−ｕ番号６０３は、移動通信網におけるユーザーのパケット通信で利用しているＧＴＰを識別子として管理する。配布リモートＩＰアドレス６０４は、移動網パケット中継装置１０７によって端末１０１に割り当てられたリモートＩＰアドレスを管理する。配布ローカルＩＰアドレス６０５は、ＷＬＡＮのエリアで利用する為にパケット制御装置１０６が端末アドレス決定手段２０２により端末１０１に割り当てるローカルＩＰアドレスを管理する。ＷＬＡＮ認証６０６は、端末１０１がＷＬＡＮのエリアに進入した際、ＷＬＡＮ側の認証が済んでいるかを管理する。

端末１０１がＷＬＡＮエリアに進入（４０１）すると、ＷＬＡＮの電波を検出し、ＷＬＡＮアクセス網１０２内で端末１０１がアクセスポイントを利用する為の認証処理（４０２）が行われる。その後、ＷＬＡＮアクセス網１０２と３Ｇ認証サーバ１０８において、ユーザーの認証処理（４０３）が行われる。その際、３Ｇ認証サーバ１０８はユーザー情報格納装置１０９に対して、ユーザーがインタワークサービスの加入者であるかの認証を行う。

認証が終了すると、３Ｇ認証サーバ内の３Ｇ認証管理手段３０３は、その結果をアクセス網切替通知として発行処理する。発行されたアクセス網切替通知をＳＧＳＮ通信手段３０５は、パケット制御装置１０６に対して、端末１０１がＷＬＡＮのエリアに進入したことをアクセス網切替通知として通知する（４０４）。

ここで、アクセス網切替通知７００の詳細を図７を用いて説明する。アクセス網切替通知７００は、ユーザー認証ＩＤ７０１、３Ｇユーザー識別子７０２、接続先ＩＳＰ７０３、加入サービス７０４を備え、この４つの項目で管理する。

ユーザー認証ＩＤ７０１は、インタワークサービスを契約しているユーザーの認証に必要なＩＤを管理する。３Ｇユーザー識別子７０２は、移動通信網において端末１０１に対して固定的に割り当てられるユーザー識別子ＩＭＳＩ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｏｂｉｌｅＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＩｄｅｎｔｉｔｙ）を管理する。接続先ＩＳＰ７０３は、ＷＬＡＮのエリアに進入した際にそのＷＬＡＮを提供するインターネットサービスプロバイダを管理する。加入サービス７０４は、ユーザーがインタワークサービスの他にオプションとして加入しているサービスを管理する。オプションとしては伝送帯域の確保などが挙げられ、オプションの種別によりパケット制御装置１０６は端末１０１との間でトンネルを作成する時に、設定を変更することが可能となる。

３Ｇ認証サーバ１０８からアクセス網切替通知７００を受けたパケット制御装置１０６は、ＷＬＡＮ切替管理手段２０４の切替管理テーブル６００におけるユーザー認証ＩＤ６０１、及び３Ｇユーザー識別子６０２と、アクセス網切替通知７００におけるユーザー認証ＩＤ７０１、及び３Ｇユーザー識別子７０２の照合を行う。この照合において、一致したユーザーに関し切替管理テーブル６００内のＷＬＡＮ認証６０６を認証済とする。

そして、ＷＬＡＮアクセス網１０２内でＩＰ通信を行うためのＩＰアドレスをパケット制御装置１０６内の端末アドレス決定手段２０２により決定し、ＷＬＡＮ切替管理手段２０４が端末１０１に割り当てる（４０５）。この割り当てられたＩＰアドレスがローカルＩＰアドレスとなる。

ローカルＩＰアドレスが割り当てられた後、端末１０１はパケット制御装置１０６に対してトンネル作成要求（４０６）を行う。パケット制御装置１０６は、切替管理テーブル６００のＷＬＡＮ認証６０６を参照し、認証済であればフィルタ設定において、パケット制御装置１０６とＷＬＡＮ中継装置１０３がパケットの伝送フィルタを設定する（４０７）。

適用するフィルタはパケット制御装置１０６がアクセス網切替通知７００の加入サービス７０４に基づいて決定し、ＷＬＡＮ中継装置１０３はパケット制御装置１０６から得た伝送フィルタを適用する。

フィルタ設定後、端末１０１とパケット制御装置１０６との間でトンネルの属性が交換され、両者間のトンネルが作成される（４０８）。トンネルが作成されると、パケット制御装置１０６内のＷＬＡＮ切替管理手段２０４は、対向ノード１１１からのパケットの伝送先をトンネル作成した新しいローカルＩＰアドレスに対応する端末１０１へ変更する（４０９）。このようにして、移動通信網からＷＬＡＮ網へパケット通信が切り替わる。この時のＷＬＡＮ網を利用したパケット通信におけるプロトコルスタックを図８に示す。

以上のようにしてＷＬＡＮにおける接続が確立（４１０）すると、端末１０１はＷＬＡＮエリアに進入する前に使用していた移動通信網の伝送を切断する（４１１）。この処理はパケット制御装置１０６に対して３Ｇ切断処理を発行することにより行われる。

本発明の実施形態によれば、移動通信網とＷＬＡＮのインタワークシステムにおいて、異なったアクセス技術の網間を移動する際に、パケット制御装置１０６におけるＷＬＡＮ切替管理手段２０４がＷＬＡＮ網における認証処理と接続処理をできるようにしたため、移動通信網とＷＬＡＮのインタワークにおける処理時間を短縮することができ、インターネットを利用したテレビ会議や映像配信等のリアルタイム通信における途切れの可能性を低減できるという効果がある。

本発明によれば、切替通知に含まれる端末の認証情報と前記第一及び第二のネットワークにアクセス可能な端末の情報を管理するテーブルに含まれる認証情報との照合により特定した端末に対して、前記アドレス決定手段が決定したアドレスを割り当て、前記第一のネットワークを経由したパケットの伝送先を前記第二のネットワークへ切り替えることにより、アドレス解決に要する時間を短縮できる為、第一のネットワークから第二のネットワークへの切替時間を短縮できる効果を有し、異種網の連携システムにおいて通信を継続するハンドオーバー技術等に有用である。

第１の実施の形態による移動通信網とＷＬＡＮ網のインタワークシステムのアーキテクチャを示す図第１の実施の形態によるパケット制御装置の構成を示す図第１の実施の形態による３Ｇ認証サーバの構成を示す図第１の実施の形態による移動通信網とＷＬＡＮ網のインタワークの流れを示す動作シーケンス図第１の実施の形態による移動通信網を利用したパケット通信におけるプロトコルスタックを示す図第１の実施の形態による切替管理テーブルを示す図第１の実施の形態によるアクセス網切替通知を示す図第１の実施の形態によるＷＬＡＮ網を利用したパケット通信におけるプロトコルスタックを示す図従来の移動通信網とＷＬＡＮ網のインタワークシステムのアーキテクチャを示す図従来の移動通信網とＷＬＡＮ網のインタワークの流れを示す動作シーケンス図

符号の説明

１０１端末
１０２ＷＬＡＮアクセス網
１０３ＷＬＡＮ中継装置
１０４基地局装置
１０５無線網制御装置
１０６パケット制御装置
１０７移動網パケット中継装置
１０８３Ｇ認証サーバ
１０９ユーザー情報格納装置
１１０公衆パケット網
１１１対向ノード
２０１３Ｇ認証サーバ通信手段
２０２端末アドレス決定手段
２０３ＷＡＧ通信手段
２０４ＷＬＡＮ切替管理手段
２０５ＧＴＰ−ｕ変換手段
２０６ＧＧＳＮ通信手段
２０７ＳＧＳＮ接続設定手段
２０８ＲＮＣ通信手段
３０１ＷＡＧ通信手段
３０２ＨＳＳ通信手段
３０３３Ｇ認証管理手段
３０４ＷＬＡＮ通信手段
３０５ＳＧＳＮ通信手段
６００切替管理テーブル
６０１ユーザー認証ＩＤ
６０２３Ｇユーザー識別子
６０３ＧＴＰ−ｕ番号
６０４配布リモートＩＰアドレス
６０５配布ローカルＩＰアドレス
６０６ＷＬＡＮ認証
７００アクセス網切替通知
７０１ユーザー識別子
７０２３Ｇユーザー識別子
７０３接続先ＩＳＰ
７０４加入サービス
９０１端末
９０２ＷＬＡＮアクセス網
９０３ＷＬＡＮ中継装置
９０４パケットデータ中継装置
９０５基地局装置
９０６無線網制御装置
９０７パケット制御装置
９０８移動網パケット中継装置
９０９３Ｇ認証サーバ
９１０ユーザー情報格納装置
９１１ホームアドレス管理装置
９１２公衆パケット網
９１３対向ノード

Claims

ネットワークの認証処理を行う認証サーバとの通信により、第一のネットワークから第二のネットワークへ切り替わる端末の切替通知を受信する認証サーバ通信手段と、
前記第二のネットワークで利用可能なアドレスを決定するアドレス決定手段と、
前記切替通知に含まれる端末の認証情報と前記第一及び第二のネットワークにアクセス可能な端末の情報を管理するテーブルに含まれる認証情報との照合により特定した端末に対して、前記アドレス決定手段が決定したアドレスを割り当て、前記第一のネットワークを経由したパケットの伝送先を前記第二のネットワークへ切り替える切替管理手段と、
を備えるパケット制御装置。
前記切替管理手段は、前記切替通知を受信すると、前記テーブルに含まれる前記第一のネットワークの認証結果を示す情報を認証済みに更新する請求項１記載のパケット制御装置。
前記切替管理手段は、前記第一のネットワークで割り当てられた端末のＩＰアドレスを、前記テーブルに含まれる、前記第一のネットワークでのＩＰアドレスを示す情報で管理する請求項１記載のパケット制御装置。
前記切替管理手段は、前記切替通知に含まれる加入サービスの情報に基づいて、前記第一のネットワーク経由での伝送パケットのフィルタ設定を前記中継装置との間で行う請求項１記載のパケット制御装置。
ネットワークの認証処理を行う認証サーバであって、
第一のネットワークから第二のネットワークへ切り替わる端末の切替通知を発行する手段と、
前記切替通知を請求項１記載のパケット制御装置に送信する手段と、
を備える認証サーバ。
請求項１ないし４のいずれか一項記載のパケット制御装置と、請求項５記載の認証サーバと、を備える無線通信システム。