JP4064825B2 - 異種移動無線システム - Google Patents

Description

本発明は少なくとも第１の移動無線網および第２の移動無線網を有する異種移動無線網システムであって、両移動無線網の各々がそれぞれパケットデータ網へのアクセスノードを有するシステムに関するものである。公衆移動無線網、特に２Ｇ／３Ｇ網、は、サービスを国の可能なかぎり広い部分に提供するべく構成されている。その際、特定の領域において、すなわち特定のセルにおいて、特にこの領域またはセル内の加入者密度が高いときに提供されるキャパシティが要求されるサービスに対して充分でない場合が生じ得る。加えてこの問題は、インターネットへの移動アクセスシステムにより、たとえばＧＳＭ標準またはＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）による移動無線網のなかのパケットデータサービスＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）により例えばマルチメディアのような高い帯域幅を有する新しいサービスが可能にされることにより強められる。

この問題は例えば飛行場または見本市のような場所および建物において強められて生じ、これらの場所や建物においてはたいてい加入者の低い運動速度からも由来するものである。ここでたとえば以下に説明される２つの措置が前記の問題の解決に通じ得るであろう。

網全体と同じテクノロジーの考え得る非常に小さいセル、すなわちミクロまたはピコセルをオーバレイセル又はアンブレラセルと組み合わせて設置することが考えられ得るであろう。これらの措置の際には加入者は介入に、すなわち網全体への付加のセルの設置に気付かないであろう、すなわち設置が移動無線網の加入者に対して完全にトランスペアレントであろう。加えて、このような非常に小さいセルの設置は移動無線網のネットワークオペレータに対してシームレスにその作動コンセプトに順応するであろう。伝達損失または伝達の際の意図せざる中断は存在しないであろう。加えて一般に移動無線網の相応する加入者の料金支払および権限付与又はそのいずれか一方のための特別な対策は必要でないであろう。しかしながらシステム全体へこのような非常に小さいセルを設置するのには非常に費用がかかるであろう。それは非常に費用がかかる無線技術である。なぜならば、非常に高い移動性がサポートされるからである。加えて、網は場合によっては強く信号トラフィックにより負荷されるであろう。なぜならば、小さいセルに基づいてセルの間に多数のハンドオーバーが生ずるであろうからである。その際に無線技術が特に伝達周波数に関してその限界に衝突するであろう。

さらに、インターネットへの代替的なアクセスシステムを設置することが考えられ得るであろう。それはたとえばワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network ローカルエリアネットワーク）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース）または類似のシステムであってよいであろう。その際の利点は、実際に付加の伝送キャパシティが得られることに見られるであろう。加えて、このような代替的なシステムの設置は一般に前記の非常に小さいセルの設置のようには高い費用を要しない。しかしながら欠点として、２Ｇ／３Ｇ移動無線網から代替的な移動無線網へのシームレスの移行が可能でない、または制限されてしか可能でないという事実がある。そのことは伝達の際に損失および中断が生じ得るであろうことを意味する。ＷＬＡＮ（Wireless ＬＡＮ）がたとえば２Ｇ／３Ｇ移動無線網とは別のネットワークオペレータに属する場合には、加入者はＷＬＡＮにおいて２回目の認証をしなければならない、すなわち代替的な移動無線網の設置が加入者に対してトランスペアレントでない。それに対してＷＬＡＮが２Ｇ／３Ｇ移動無線網と同じネットワークオペレータにより作動させられると、オペレータは作動のために少なくとも認証及び料金支払のための新しい方法を導入しなければならず、このことはシステムの作動コストを高めるであろう。

これまでは通常、たとえば２Ｇ／３Ｇ移動無線網とＷＬＡＮとの組み合わせのようなＩＰトラフィックを実現する異種移動無線システムをつくり出すため、ＩＰレイヤ上の解決策が選ばれた。ＩＰレイヤとはインターネットプロトコル（ＩＰ）ファミリーの、伝送技術（たとえばＬＡＮまたはＷＡＮ）およびアクセス技術（移動無線、固定網）と無関係であるプロトコルをいう。たいていその際に議論される解決策の１つはたとえばＩＰ-ｖ４に対するＲＦＣ２００２に相応する移動ＩＰである。３ＧＰＰ ２Ｇ／３Ｇ網においてインターネットアクセスはたいてい３ＧＰＰ ＴＳ２３．０６０に相応して実現されている。その際に、インターネットへのアクセスを実現し、相応のインターネットプロトコル（ＩＰ）をサポートするアクセスノード（ＧＧＳＮ：Gateway GPRS Support Nodes）が用意される。その際にＧＧＳＮにインターネットのための固定の基準点が設けられており、この基準点に各加入者がＩＰアドレスにより到達可能である。コアネットのなかで、すなわち本来の移動無線網のなかで、アクセスネットノード（ＧＧＳＮ）と存在するサービスネットノード（Service GPRS Support Node：ＳＧＳＮ）その間のモービリティがＧＴＰトンネルを介して実現される。接続を記述する制御データを含めて移動端末（ＭＴ）からアクセスノードＧＧＳＮまでのすべての接続はパケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテキストと呼ばれる。加入者は、たとえばインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）から与えられる固定のＩＰアドレスを介して、対応する加入者に到達可能である。この加入者がいま２Ｇ／３Ｇ網に編入されると、この加入者はインターネットサービスプロバイダから好ましくはダイナミックＩＰアドレスを受ける。その際にこのインターネット サービスプロバイダおよび２Ｇ／３Ｇ網の移動無線オペレータは組織的に同一であってよい。移動ＩＰを用いて２Ｇ／３Ｇ網とＷＬＡＮとの間の加入者の切換を実現するためには、下記の過程が必要であろう。即ち、２Ｇ／３Ｇ移動無線網からＩＰアドレスにより加入者がそのホームエイジェントにおいてインターネットに登録しなければならない。このホームエイジェント（ＨＡ）は第２の（ホーム）ＩＳＰから用意され得る。このＨＡにおいて加入者は固定のＩＰアドレスまたは他のアイデンティフィケーションを介して第２のＩＳＰのネットワークに到達可能である。次いで移動ＩＰ（ＭＩＰ）トンネルを介して次いでデータパケットがホームエイジェントから２Ｇ／３Ｇ移動無線網のなかの加入者のＩＰアドレスのアクセスノードＧＧＳＮに通される。パケットが加入者の移動端末（ＭＴ）に到達するように、ＧＧＳＮのなかに、ＧＧＳＮに通されたパケットのカプセル化を終結し、固定のホームアドレスが対応付けられる移動端末に送達するフォリンエイジェント（Foreign Agent、ＦＡ）が存在していなければならない。加入者がＷＬＡＮに登録し、インターネットへのアクセスノードとして機能するＷＬＡＮコントローラのなかに同じくフォリンエイジェント（ＦＡ）が存在していると、インターネットのなかのホームエイジェント（ＨＡ）はパケットを移動ＩＰ（ＭＩＰ）を用いて直接にＷＬＡＮコントローラにも伝達し得る。この解決策の利点は、加入者がシステムの切換の際にそのＩＰアドレスを維持することができ、それによって多くの応用が中断されなくてよいことである。しかしながら欠点は、既に冒頭に説明したように、ＷＬＡＮの範囲内にアクセス権限付与コントロールおよび料金支払のための新しい方法または措置が導入または実施されなければならないことである。その際に両移動無線網または両アクセスシステムの可能な切換が、ここに説明されるように２Ｇ／３Ｇ移動無線網とＷＬＡＮとの間で、２Ｇ／３Ｇ移動無線網のネットワークオペレータのサービスとして提供されるべきであれば、これがホームエイジェントならびにその加入者に対してホームＩＰアドレスをも用意しなければならない。なぜならば、ホームエイジェントは、どのようにパケットがＭＴに到達するかを制御または経路指定するからである。加えて、各網の加入者アイデンティフィケーションおよび料金支払データの相関が行われなければならない。こうして少なからぬ運用者費用が生ずる。さらに、場合によっては、より長い切換時間がプロトコルに基づいて生ずる。なぜならば、登録データおよび認証データがＭＴ、ＦＡと認証、権限付与および料金支払（ＡＡＡ）とＨＡとの間で交換されなければならないからである。また、ホームエイジェントと移動加入者が滞在するローカル網との間の大きい距離も長い切換時間に通じ得る。

本発明の課題は、少なくとも前記の両方の措置の利点を有し、同時にそれらの欠点を克服する移動無線システムを提供することである。

この課題は請求項１による本発明による移動無線システムにより解決される。他の好ましい実施形態は相応する従属請求項にあげられている。

本発明によれば、移動端末（ＭＴ）に対してパケットデータ網からサービスを提供するための異種移動無線システムであって、少なくとも第１の移動無線網および第２の移動無線網を有するシステムにおいて、移動無線網がそれぞれパケットデータ網への少なくとも１つのアクセスノードを有し、また第２の移動無線網のアクセスノードが第１の移動無線網のアクセスノードを介して間接的にのみパケットデータ網と接続可能である。

異種移動無線システムの好ましい実施形態ではパケットデータ網は公衆インターネットである。

本発明により、少なくとも第１の移動無線網が第２の移動無線網と組み合わされ、両移動無線網はそれぞれパケットデータ網、好ましくはインターネット、への少なくとも１つのアクセスノードを備えている。第１の移動無線網が２Ｇ/３Ｇ移動無線網である場合には、アクセスノードはＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）により実現される。第２の移動無線網、たとえばＷＬＡＮ、のなかでは、本発明による機能を有するアクセスノードはローカル モビリティ エイジェント（ＬＭＡ）と呼ばれる。これらのアクセスノードはＩＰルーター機能を介してパケットデータ網、好ましくは固定のＩＰ網、へのインタフェースを成し、またアクセスルーターとして機能する、すなわちそれらは移動無線およびアクセス技術に特有のプロトコルを応用する。その際に有利にＩＰプロトコル、特に移動ＩＰ（ＭＩＰ）も使用することができる。本発明により第２の移動無線網のアクセスノードは直接にパケットデータ網、好ましくはインターネット、と接続されておらず、すべてのデータが第１の移動無線網のアクセスノードを介してトンネリングされる。

さらに、第１の移動無線網のアクセスノードに少なくとも１つのエイジェント機能が組み込み可能である。本発明による移動無線システムの有利な実施形態においては、ホームエイジェント機能、好ましくはルート指定機能が扱われる。こうしてルート指定機能が、好ましくはインターネットのパケットデータ網から、第１の移動無線網、好ましくは２Ｇ／３Ｇ移動無線網に移される。それによりパケットデータ網またはインターネットのなかのホームエイジェントの作動およびインターネットのなかの固定のＩＰアドレスの対応付けが省略される。移動無線システムにおけるＩＰアドレスは第１の移動無線網と第２の移動無線網との間の切換の際に維持され得る。こうして使用の中断が生じない。ルート指定が本質的に改善される。

本発明による異種移動無線システムの好ましい実施形態では、第１の移動無線網が第２の移動無線網のオーバレイ網である。その際第２の移動無線網の供給領域においても第１の移動無線網による供給が保証されている。第１の移動無線網が２Ｇ／３Ｇ移動無線網であることは特に好ましい。その際には第１の移動無線網の移動端末との接続が第２の移動無線網の利用の際にも放棄されない、すなわち移動端末が第１の移動無線網において“always on”である。オーバレイ網の存在により、第１の移動無線網の１つまたは複数の機能を第２の移動無線網に対しても利用することが可能である。こうして、第１の移動無線網、好ましくは移動無線システムの加入者に対する２Ｇ／３Ｇ移動無線網、の認証と、第１の移動無線網、好ましくは第２の移動無線網、好ましくはＷＬＡＮ、に対する２Ｇ／３Ｇ移動無線網、の料金支払とが共同で利用されることは好ましい。このことは、移動無線システムの加入者が複数回の認証をしなくてもよい、すなわち加入者が両移動無線網を利用したいときにも、加入者は両移動無線網間の切換の際にもう一度新たに認証をしなくてもよいという利点を有する。加えて、それにより、第１の移動無線網、好ましくは２Ｇ／３Ｇ移動無線網、へのアクセスを有するすべての加入者が第２の移動無線網、好ましくはＷＬＡＮ、のサービスを利用し得る。その際、第１の移動無線網へのアクセスを有する他の移動無線網からのRoamerであってもよい。さらに、それにより、第２の移動無線網、好ましくはＷＬＡＮ、に対して、コスト的に好ましい技術、特にインターネット技術、が使用され得る。なぜならば、この技術は認証機能および料金支払機能を有していなくてよいからである。移動無線システムのネットワークオペレータに対しては運用者コンセプトまたはオペレーションコンセプトの変更が生じない、または僅かしか生じない。第２の移動無線システム、好ましくはＷＬＡＮ、は継ぎ目なしに、すなわち中断および損失無しに全体システムに挿入され得る。第２の移動無線網のすべてのトラフィックは第１の移動無線網を介しても導かれるので、第１の移動無線網に、非常にフレキシブルな料金支払を行いうるため、充分に情報が存在している。こうしてたとえば第２の移動無線網、好ましくはＷＬＡＮ、のなかを伝送されるデータボリュームは第１の移動無線網、好ましくは２Ｇ／３Ｇ移動無線網、のなかを伝送されるデータボリュームと同一に料金を支払われ得る。さらに、それは料金無しでも、またはインターネットサービスプロバイダの料金に加えて支払われ得る。後者の場合にはそれにより任意の法的な義務またはビジネスケース（Business Case）も満足され得る。第２の移動無線網に対する登録が第１の移動無線網を介して行われることによって、また第１の移動無線網のアクセスノードが登録すべき加入者アドレス（ＩＰ）を第１の移動無線網のなかの加入者のＩＰアドレスとの合致に関して比較し、また第１の移動無線網のなかの相応するＰＤＰコンテキストの存在に関してチェックすることによって、第２の移動無線網の利用に対する認証および権限付与が第１の移動無線網のなかで実行され得る。

異種移動無線システムの別の好ましい実施形態では、ホームエイジェント機能、特に移動ＩＰホームエイジェント機能、の利用の際に仕様決定可能なデータが選択的に第２の移動無線網を介してのみ導かれ得る。

ＧＴＰプロトコルの利用の際には第２の移動無線網および第１の移動無線網のアクセスノードの間のデータ経路がＧＰＲＳの既存の“二次ＰＤＰコンテキスト”のコンセプトの一般化により実現され得る。その際に二次ＰＤＰコンテキストに対するパケット分配機能が、第１の移動無線網と第２の移動無線網との間でデータトラフィックを分配するために利用され、その際トンネルがＧＧＳＮから見て異なる目的アドレスを有し得る。

さらに、第１の移動無線網のアクセスノードにおける移動ＩＰホームエイジェント機能の利用の際に、これが第１の移動無線網と第２の移動無線網との間のすべてのトラフィックを切換えるだけでなく、場合によっては設けられているトラフィック分類に相応して特定のデータセットのみが第２の移動無線網を介して導かれることもできる。これはＭＩＰの拡張に相当する。

さらに、好ましくは、第２の移動無線網のアクセスノードと第１の移動無線網のアクセスノードとの間の接続構成を信号化するために移動ＩＰ登録が、たとえば加入者およびコンテキストのアイデンティティのような第１の移動無線網ＰＤＰコンテキストのセッション特有のデータと、たとえばＧＰＲＳのＴＦＴにおけるようなトラフィック分類のためのデータフロー特性のような第２の移動無線網と第１の移動無線網との間のトンネル構成に対するセッション特有のデータとを拡張され得る。こうしてたとえばVoice over ＩＰまたはマルチメディア接続に対しては第２の移動無線網が使用され、他方において残りのデータトラフィックに対しては第１の移動無線網が使用され得る。

有利な仕方で、第１のアクセスノードは第１の移動無線網のコンテキストとの第２の移動無線網へのＰＤＰコンテキストの結合を行う。加えて、それは好ましくは、少なくとも１つのコンテキストが第１の移動無線網に存在するときにのみ、第２の移動無線網のコンテキストを許す。

第２の移動無線網のアクセスノードにおいて、第２の移動無線網から送るべきデータパケットが専ら第１の移動無線網のアクセスノードに転送されるようにする制御機能が存在していることは好ましい。このことはたとえば第１の移動無線網と第２の移動無線網との間のトンネル終点に対する特有のＩＰアドレスの使用により実現され得る。さらに、第２の移動無線網の移動加入者に対する特有のアドレス付与技術が使用され得る。さらに、このことは予め定められたアクセスアドレス上の第２の移動無線網のアクセスノードにおける第１の移動無線網のアクセスノードのトンネル目的アドレスのテストによってもコントロールされ得る。

第２の移動無線網は第１の移動無線網のオペレータにより運用され得るか、他の運用者によっても運用され得る。第２の場合にも第２の移動無線網の運用者は加入者管理をする必要はなく、すなわち認証機能を用意する必要はなく、または加入者料金支払を実行する必要はない。第１の移動無線網のオペレータによる支払のためには、たとえば一種のインターオペレータ支払がたとえば第１の移動無線網のネットワークオペレータに対して運ばれるすべてのデータボリュームを介して実行され得る。

第１の移動無線網としての２Ｇ／３Ｇ移動無線網と第２の移動無線網としてのＷＬＡＮ移動無線網との組み合わせの場合には、移動端末（ＭＴ）から２Ｇ／３Ｇ移動無線網のＧＧＳＮへのすべての接続が、ＷＬＡＮを介しての接続を含めて、ＧＰＲＳ二次ＰＤＰコンテキストの拡張として実現され得る。このことは、ＩＰアドレスによりＧＧＳＮへの複数の接続を構成し得る移動端末の可能性として理解される。これらは次いで特にサービスの質、たとえば保証される帯域幅のようないわゆる“Quality of Service”（ＱｏＳ）で区別され得る。こうして第１のコンテキストのなかにＷＥＢブラウザ及びＥメールのような標準インターネットトラフィックが展開され、第２の（二次）コンテキストのなかにVoice over ＩＰ電話接続が展開される。それにより２Ｇ／３Ｇ移動無線網に対してたとえばＧＧＳＮのなかのわずかな技術的変化しか生じない。

本発明による異種の移動無線システムは新たなプロトコルを必要としない。それは既に知られているプロトコルにより、たとえばＭＩＰやＧＴＰにより動作し得る。特に、移動端末と各アクセスノードとの間の制御が専ら移動ＩＰにより行われ得る。それにより制御が標準ＩＥＴＦ技術により可能にされ、システム特有の変更を必要としない。

移動無線網が第２の移動無線網のオーバレイ網である場合には、第１の移動無線網の移動端末との接続は第２の移動無線網の利用の際にも放棄されないので、安全のために有意義なデータがさらに第１の移動無線網を介して伝送され得る。たとえばインターネットダウンロードが第２の移動無線網、好ましくはＷＬＡＮを介して行われる間に、第１の移動無線網、好ましくは２Ｇ／３Ｇ移動無線網からダウンリンク（Downlink）方向のトラフィックの非対称も受け入れられる。

さらに本発明は、異種無線システムの移動端末に対してパケットデータ網からサービスを提供するための相応する方法にも関し、その方法は少なくとも下記のステップを有する。
ａ．それぞれパケットデータ網への少なくとも１つのアクセスノードを有する少なくとも第１の移動無線網および第２の移動無線網を用意する。
ｂ．データパケットが第２の移動無線網とパケットデータ網との間で間接的に第１の移動無線網のアクセスノードを介してのみ転送され得るように、移動無線網を組み合わせる。

第２の移動無線網のアクセスノードに制御機能を設けることにより第２の移動無線網から送るべきデータパケットが専ら第１の移動無線網のアクセスノードに転送されることは好ましい。

本発明により異種移動無線システムを利用するための移動端末は少なくとも第１の移動無線網および第２の移動無線網を有し、移動端末が同時に第１のおよび第２の移動無線網への接続を保ち得る。

特に移動端末は選択的にデータを第１及び第２又はそのいずれか一方の移動無線網を介して伝送し得る。

異種移動無線網の加入者が同時に第１および第２の移動無線網における接続を保つことは有利である。それによりハンドオーバーの場合にデータが失われることはない。そのためにさもなければハンドオーバーの際に異動通信網における通常必要なデータ転送機能がここでは必要でない。なぜならば、移動端末がこの機能を引き受け得るからである。第１の移動無線網から第２の移動無線網への、及び逆に伝送端へのデータフローの切換は、移動端末にデータの順序保障を容易にするため、各移動無線網のなかで信号で合図される。

移動端末の別の好ましい実施形態では、移動端末のなかで第１または第２の移動無線網を介して伝送されるデータフローが統合され得る。

第１の移動無線網または第２の移動無線網を介して伝送されるデータフローが移動端末のなかで統合されることは好ましい。それにより移動無線システムのハンドオーバー機能が著しく減ぜられる。好ましく第１の移動無線網と移動端末との間の接続が構成されないので、第１の移動無線網と第２の移動無線網との間の部分的なハンドオーバーしか行われず、それによって、移動無線網の間を伝送されなければならないデータの量が最小であり、ハンドオーバー信号が著しく簡単化される。

本発明の対象は本質的に第１の移動無線網、好ましくはたとえばＧＰＲＳのような２Ｇ／３Ｇ移動無線網への第２の代替的な移動無線網の埋め込みである。

本発明の利点は要約すると、特に、本発明による異種移動無線システムでは移動無線網間の部分的なハンドオーバーしか行われないことにある。ハンドオーバー機能が移動端末に移される。本発明では二次ＰＤＰコンテキストのコンセプトの一般化が実現され得る。さらに、好ましい仕方でホームエイジェント機能がアクセスノード、好ましくはＧＧＳＮ、と組み合わされる。さらに、好ましい仕方で本発明により第２の移動無線網のアクセスノードと、第１の移動無線網のアクセスノードへのデータパケットの経路を定める制御機能が組み合わされる。

本発明による異種の移動無線システムおよび本発明による方法の他の利点は以下に図面により説明される。

図１は、本発明による異種移動無線システム１を示し、このシステムは例えばＧＳＭ-及びＵＭＴＳ- ＧＰＲＳ又はそのいずれか一方のような、第１の移動無線網２、好ましくは２Ｇ／３Ｇ移動無線網と、たとえばＷＬＡＮのような第２の移動無線網３とを有する。第１の移動無線網２はアクセスノード４、ＧＳＭ-及びＵＭＴＳ- ＧＰＲＳ又はそのいずれか一方の場合にはＧＧＳＮを有する。このアクセスノードにホームエイジェント機能が組み込まれている。第２の移動無線網３は同じくアクセスノード５を有する。両アクセスノード４、５はアクセスルーターとして機能する。アクセスノード４と５との間にデータトンネル６が構成されている。このデータトンネル６を構成し得るためには、移動端末７が第２の移動無線網３のアクセスノード５に第１の移動無線網２のアクセスノード４のアドレスを報知しなければならない。その場合種々の可能性がある。一方では第１の移動無線網２のアクセスノード４、たとえばＧＧＳＮが、そのアドレスまたはホームエイジェントアドレスを第１の移動無線網２、好ましくは２Ｇ／３Ｇ移動無線網を介してＭＩＰにより分配し得る（このことはホームエイジェント アドバタイズメント（Home Agent Advertisement）と呼ばれる）、または移動端末７がＭＩＰによりアドレスを質問し得る（いわゆるホームエイジェント ソリシテイション（Home Agent Solicitation））。後者の場合にはアクセスノード４、好ましくはＧＧＳＮ、がこの質問にそのアドレス自体により回答し、このアドレスをそれ以上に他のルーターに分配しない。アクセスノード４と移動端末７との間の情報交換は他のプロトコルまたはプロトコル拡張によっても行われ得る。さらにアクセスノード４のアドレスは、移動端末７に記憶されるＰＤＰコンテキストデータの構成部分であってもよい。移動端末７が端末７の役割をする第１の移動無線網２のノードのアドレスのみを知るが、このノードが再びアドレスノード４のアドレスを知ることも考えられ得る。移動端末７は端末７の役割をするノードのアドレスをアクセスノード５に送り、このノードがアドレスをアクセスノード４のアドレスに従い第１の移動無線網のノードに質問する。

図２には別の本発明による異種移動無線システムの詳細な図が示されている。図２により以下に本発明による移動無線システムの２つの変形例を説明する。

第１の変形例では、第１の移動無線網２のアクセスノード４、好ましくはＧＧＳＮのパケット分配機能９がＧＰＲＳの二次ＰＤＰコンテキストのコンセプトの拡張として実現される。移動端末７が第１の移動無線網２に、図示されている例では２Ｇ／３Ｇ移動無線網に登録される。さらに、移動端末７はインターネットサービスプロバイダー８への少なくとも１つのＰＤＰコンテキストを有し、そのアドレス範囲からＩＰアドレス（以下ではＩＰ- ｍｔ）を受ける。このコンテキストは、移動端末７の到達可能性を保証するように、また少なくとも特定のサービスに対する信号報知をインターネットと交換し得るように、“always on”と見なされる。同一のＩＰアドレスに対して移動端末７は、たとえば特定のサービスに対して特にラジオインターフェースにおける帯域幅を残しておくため、別の二次ＰＤＰコンテキストを構成し得る。二次ＰＤＰコンテキストに対して決められているトラフィックはトラフィックフローテンプレート（Traffic Flow Template）により記述される。これは決められたデータフローのパラメータセットを特徴付け、ＧＧＳＮのなかのパケット分配機能９に、データパケットを相応に分類し、各データフロー、すなわち（二次）ＰＤＰコンテキストに対応付けることを可能にする。移動端末７は第２の代替的な移動無線網３の存在を認識し、これを利用することを決定する。そのために移動端末７は第２の移動無線網３への接続を形成する。後者はいまの場合ＷＬＡＮであり、アクセスノード５はその場合ローカルモビリティエイジェント（Local Mobility Agent＝ＬＭＡ）と呼ばれる。そこからそれはＩＰアドレスを得る。移動端末７はＧＧＳＮ４のパケット分配機能９に信号を送り、この端末がインターネットサービスをそのＩＰアドレスＩＰ- ｍｔに対して第２の移動無線網３を介して実現したいことを知らせる。それは２Ｇ／３Ｇ移動無線網２を介してもＷＬＡＮ３を介しても行われ得る。ＷＬＡＮ３を介しての信号の際に移動端末７はリクエストをＭＩＰまたは他のプロトコルによりＬＭＡ５に信号し、ＬＭＡ５がこのリクエストをいわゆるクリエイト（Create）ＰＤＰコンテキストリクエストメッセージに変換する。ＬＭＡ５からＧＧＳＮ４へのＰＤＰコンテキストの構成のために必要とされるセッションパラメータをＬＭＡ５に用意するため、移動ＩＰリクエストはセッション特有の拡張により補われ得る。その際にそのリクエストはトンネル終点に対する目的アドレスとしてＧＧＳＮ４およびその固有のアドレスを与える。それによりＬＭＡ５とＧＧＳＮ４との間の接続が構成される。２Ｇ／３Ｇ移動無線網２を介しての信号の際には２Ｇ／３Ｇ移動無線網の制御メッセージが使用される。そのために、存在しているメカニズム、たとえばアクチベイトセカンダリー（Activate Secondary）ＰＤＰコンテキストが、ＬＭＡ５のアドレスをＧＧＳＮ４に伝送し得るように、また２Ｇ／３Ｇ移動無線網２の相応のサービス網ノードに、新しいコンテキストが構成されるべきでないことを指示するために、拡張されなければならない。その後にＧＧＳＮ４がＬＭＡ５へ、相応のトンネル終点アドレスを有する新しいトンネル６を構成する。このトンネル６はカプセル化技術としてＧＴＰプロトコルを使用することができる。これは変更すべきＧＧＳＮ機能における非常にわずかな尺度を示す。すべてのダウンリンク（Downlink）トラフィックはその後にこのトンネル６を介して導かれる。移動端末７のなかのデータコーディネーションを簡単化するため、古いデータ枝路１０の上でサービス信号の終了が行われる。ＧＧＳＮ４が料金支払を、特にたとえば新しいＱｏＳ分類として特徴付けられて、新しいデータ枝路に対して、すなわちトンネル６を経て、実行する。新しいデータ枝路がトンネル６を経て構成されると直ちに、その枝路は移動端末７によりアプリンク（Uplink）トラフィックに対しても利用され得る。ＬＭＡ５はトンネルを通してすべてのアプリンクデータをＧＧＳＮ４に与える。トラフィックフローテンプレート（Traffic Flow Template）の相応のセットにより、移動端末７によって、ＧＧＳＮ４から端末７へ移動無線網２を経てデータのすべてが伝送されるか、特定の部分のみが伝送されるか、が制御され得る。

第２の変形例では、ＧＧＳＮ４のなかのパケット分配機能９が、ＧＧＳＮ４のＧＰＲＳ機能への直接的なインタフェースを有する組み込まれたホームエイジェント９により実現される。移動端末７は２Ｇ／３Ｇ移動無線網２に登録され、インターネットサービスプロバイダー８への少なくとも１つのＰＤＰコンテキストを有し、そのアドレスブックからＩＰアドレス（以下ではＩＰ- ｍｔ）を受ける。このコンテキストは、移動端末７の到達可能性を保証するように、また少なくとも特定のサービスに対する信号報知をインターネットと交換し得るように、“always on”と見なされる。同一のＩＰアドレスに対して移動端末７は、たとえば特定のサービスに対して特にラジオインターフェースにおける帯域幅を残しておくため、別の二次ＰＤＰコンテキストを構成し得る。ＩＰ- ｍｔは自動的に、組み込まれているホームエイジェント９のなかにホームアドレスとして登録される。移動端末７は第２の代替的な移動無線網３の存在を認識し、これを利用することを決定する。そのためにそれはＬＭＡ５への接続を形成する。そこからそれはＩＰアドレスを得る。移動端末７はパケット分配部９またはＧＧＳＮ４のなかのホームエイジェント９に、端末がインターネットサービスをそのＩＰ- ｍｔに対してＬＭＡ５を介して実現したいことを信号する。それは２Ｇ／３Ｇ移動無線網２並びにＷＬＡＮ３を介して行うことができる。ＷＬＡＮ３を介してＬＭＡ５への信号は、既に第１の変形レベルで説明したように行われる。ＬＭＡ５からＧＧＳＮ４へは好ましくは移動ＩＰが使用される。２Ｇ／３Ｇ移動無線網２を介しての信号の際にはＭＩＰリクエストが正規のＬ３ ＩＰトラフィックとして送られ得る。その場合ホームエイジェントアドレスはＧＧＳＮアドレスに相当する。その場合、ＷＬＡＮ３を介しての信号にくらべての利点は、保護かつ認証された経路が利用されることである。ＧＧＳＮ４はそれに向けられたＭＩＰメッセージを利用者データフローからフィルタアウトし、内部のホームエイジェント９に送る。ＧＧＳＮ４が、ＭＩＰ ＨＡ登録リクエストにおいて使用された加入者ホームアドレスが使用されたＰＤＰコンテキストのＩＰアドレスと合致するかどうかのテストを実行することによって、簡単な仕方で認証機能および権限付与機能が実現されている。移動端末７の信号がＷＬＡＮ３を介して行われた場合には、ＧＧＳＮ４は、移動端末７に対して有効なＰＤＰコンテキストが存在しており、移動端末７、従ってそのＩＰ-ｍｔが所望のサービスの要求について認証されかつ権限付与されているかどうかをチェックしなければならない。移動ＩＰ登録リクエストにはＩＰアドレスとならんで、ＩＰアドレスが権限のない加入者により使用されるのを防止するため、移動加入者の別のアイデンティティが存在していなければならないであろう。組み込まれたホームエイジェント９はＭＩＰトンネル６をＬＭＡ５への新しいデータ経路として構成する。すべてのダウンリンクトラフィックまたは特定のデータフローに相応するトラフィックフローテンプレートが次いでこのトンネル６を経て導かれる。移動端末７におけるデータコーディネーションを簡単化するため、古いデータ枝路１０上でサービスの終了の信号が行われ得る。ＧＧＳＮ４が料金支払を、特にたとえば新しいＱｏＳ分類として特徴付けられて、新しいデータ枝路に対して、すなわちトンネル６を経て、実行する。新しいデータ枝路がトンネル６を経て構成されると直ちに、その枝路は移動端末７によりアプリンクトラフィックに対しても利用され得る。ＬＭＡ５はトンネルを通してすべてのアプリンクデータをＧＧＳＮ４に送る。ＬＭＡ５は付加的に、ダウンリンクトラフィックをデクローズするフォリンエイジェント（Foreign Agent）の機能のために、すべてのアプリンクトラフィックをカプセル化し、トンネル６でＧＧＳＮ４に、または組み込まれたホームエイジェント９に、そこで１つの完全な料金支払を可能にするために、送らなければならない。この機能は逆トンネリングと呼ばれる。同時に、移動端末７が経路最適化を実行し、ＧＧＳＮ４またはホームエイジェント９を通過することなしにＬＭＡ５と対応するホスト１１との間の直接的な経路を可能にすることを防止しなければならない。それは、相応するＭＩＰメッセージが移動端末７の経路最適化によりＬＭＡ５により棄却または否定返信されることにより達成され得る。

インターネットへの接続を有する本発明による異種移動無線システムの概要図。 インターネットへの接続を有する別の本発明による異種移動無線システムの詳細な概要図。

符号の説明

１ 移動無線システム
２ 第１の移動無線網
３ 第２の移動無線網
４、５ アクセスノード
６ トンネル
７ 移動端末
８ インターネットサービスプロバイダー
９ ホームエイジェント
１０ 古いデータ枝路
１１ ホスト

Claims (7)

1. 少なくとも第１の移動無線網（２）および第２の移動無線網（３）を有し、移動端末（７）に対してパケットデータ網からサービスを提供するための異種移動無線システムであって、移動無線網（２、３）がそれぞれパケットデータ網への少なくとも１つのアクセスノード（４、５）を有し、第２の移動無線網（３）のアクセスノード（５）が第１の移動無線網（２）のアクセスノード（４）を介して間接的にのみパケットデータ網と接続可能であり、その際第１の移動無線網（２）のアクセスノード（４）と第２の移動無線網（３）のアクセスノード（５）の間に、データトンネルが備えられるようになった異種移動無線システムにおいて、
   到来するデータトラフィックを第１の移動無線網と第２の移動無線網との間で分配するために第１の移動無線網（２）のアクセスノード（４）にホームエイジェント（９）が備えられ、その際移動無線網切換えの際に維持されるべき移動端末（７）のＩＰアドレスがホームアドレスとしてホームエイジェント（９）において登録され、第２の移動無線網（３）の利用の際に第１の移動無線網（２）と移動端末（７）との接続を維持するために、第１の移動無線網（２）が第２の移動無線網（３）のオーバレイ網を形成することを特徴とする異種移動無線システム。
2. 第１の移動無線網（２）が２Ｇ／３Ｇ移動無線網でありかつ第２の移動無線網（３）がローカルな伝達網、特にＷＬＡＮであるか、又は第１の移動無線網（２）が２Ｇ／３Ｇ移動無線網であるか、又は第２の移動無線網（３）がローカルな伝達網、特にＷＬＡＮであることを特徴とする請求項１記載の異種移動無線システム。
3. パケットデータ網がインターネットであることを特徴とする請求項１または２記載の異種移動無線システム。
4. ２Ｇ／３Ｇ移動無線網のアクセスノードと第２の移動無線網のアクセスノードとの間のデータのトンネリングが、実存するプロトコル、特にＧＴＰおよび／またはＭＩＰにより実現されることを特徴とする請求項２または３に記載の異種移動無線システム。
5. 移動無線システムの移動端末（７）に対してパケットデータ網からサービスを提供するための方法であって、少なくとも下記のステップ、
   ａ．それぞれパケットデータ網への少なくとも１つのアクセスノード（４、５）を有する少なくとも第１の移動無線網（２）および第２の移動無線網（３）を用意する、
   ｂ．データパケットが第２の移動無線網（３）とパケットデータ網との間で間接的に第１の移動無線網（２）のアクセスノード（４）を介してのみ転送され得るように、移動無線網（２、３）を組み合わせ、その際第１の移動無線網（２）のアクセスノード（４）と第２の移動無線網（３）のアクセスノード（５）との間にデータトンネリングが構築されるようになった方法において、
   第１の移動無線網（２）のアクセスノード（４）において到来するデータトラフィックがホームエイジェント（９）により第１の移動無線網と第２の移動無線網との間で分配され、その際移動無線網切換えの際に維持されるべき移動端末（７）のＩＰアドレスがホームアドレスとしてホームエイジェント（９）において登録され、第１の移動無線網（２）が第２の移動無線網（３）のオーバレイ網を形成し、それにより第２の移動無線網（３）の利用の際に第１の移動無線網（２）と移動端末（７）との接続が維持されることを特徴とする方法。
6. 第２の移動無線網の利用に対する料金支払が第１の移動無線網のなかで実行されることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 第２の移動無線網の利用に対する認証および権限付与が第１の移動無線網のなかで実行されることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。

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