移動ノード、アクセスゲートウェイ、ビーコン信号生成装置および移動通信ネットワークシステム
【課題】移動ノードの移動先での新気付アドレスをその一意性を確保した上で効率よく取得することにより、ハンドオーバ処理の時間短縮を図る。
【解決手段】移動ノードは、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを抽出するネットワークプレフィックス抽出部４０４と、該ネットワークプレフィックスを用いて新気付アドレスを生成するＩＰアドレス生成部４０６とを備える。
【解決手段】移動ノードは、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを抽出するネットワークプレフィックス抽出部４０４と、該ネットワークプレフィックスを用いて新気付アドレスを生成するＩＰアドレス生成部４０６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯可能な無線通信装置（以下、携帯端末と称する）はＩＰ（Internet Protocol）を用いたパケット通信を行うことができるものがあり、その携帯端末によればインターネット上のウェブサイトへアクセスしたり、インターネット経由でコンテンツ配信サービスを受けたりすることなどが可能である。“Mobile IPv6”は、そのような携帯端末が移動ノード（ＭＮ：mobile node）としてその移動に伴うＩＰネットワークへの接続点を変更するための技術として知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、携帯端末がパケット通信中にＩＰネットワークへの接続点を変更する場合に、その切り替え時間を短縮し、通信の途切れを短くするための技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の従来技術では、移動ノードと通信相手のノード（相手ノード、ＣＮ：correspondent node）は気付アドレスを用いて移動ノードのホームエージェントを経由せずに直接パケット通信を行うが、移動ノードは移動する際、相手ノードに対して、移動前の旧気付アドレスを用いて移動後の新気付アドレスを仮登録する。そして、相手ノードは、有効期限付きで新気付アドレスの仮登録を行い、新気付アドレスの本登録までの間、有効期限内に限って新気付アドレスを用いたパケット通信を許可している。
【０００３】
また、移動ノードは、新気付アドレス生成のために、アクセスルータに対し、移動先ネットワークのプレフィックスを要求するメッセージを送信する。アクセスルータは、その要求メッセージを受信すると、ネットワークプレフィックスを応答メッセージに含めて返信する。移動ノードは、アクセスルータからの応答メッセージを受信すると、応答メッセージに含まれるネットワークプレフィックスと自移動ノードの識別情報とを基にして、新気付アドレスを生成する。
【０００４】
また、他の気付アドレス取得方法としては、移動ノードが、移動先ネットワークのＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバに対してＩＰアドレスの発行を要求することにより、移動先ネットワークのＩＰアドレスを取得して新気付アドレスとするものがある。
【非特許文献１】D.Johnson, C.Perkins and J.Arkko, “Mobility Support in IPv6”, IETF RFC3775, Jun.2004.
【特許文献１】特開２００５−２３６６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の気付アドレス取得方法では、アクセスルータまたはＤＨＣＰサーバとの間で行う手続きに時間がかかるために新気付アドレスの生成時間が長くなり、ハンドオーバ処理の遅延要因になる。さらに、その実装によっては気付アドレスの一意性を確保できない可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、移動ノードの移動先での新気付アドレスをその一意性を確保した上で効率よく取得することにより、ハンドオーバ処理の時間短縮を図ることのできる移動通信ネットワークシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る移動ノードは、ホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動ノードにおいて、前記アクセスゲートウェイから無線送信されるビーコン信号を受信する無線部と、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスと自己の端末識別情報を用いて、新気付アドレスを生成する気付アドレス生成部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るアクセスゲートウェイは、移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムにおける、前記アクセスゲートウェイにおいて、一定周期でビーコン信号を無線送信する無線部と、自アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックスを記憶するネットワークプレフィックス記憶手段と、該ネットワークプレフィックスを含むビーコン信号を生成するビーコン信号生成部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る移動通信ネットワークシステムは、移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムにおいて、前記アクセスゲートウェイは、一定周期でビーコン信号を無線送信する無線部と、自アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックスを記憶するネットワークプレフィックス記憶手段と、該ネットワークプレフィックスを含むビーコン信号を生成するビーコン信号生成部と、を有し、前記移動ノードは、ネットワーク接続点のアクセスゲートウェイから無線送信されるビーコン信号を受信する無線部と、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスと自己の端末識別情報を用いて、新気付アドレスを生成する気付アドレス生成部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るビーコン信号生成装置は、無線通信プロトコルの規格で規定されている基本部と、第１拡張部と、暗号鍵により暗号化された第２拡張部を有するビーコン信号を生成するビーコン信号生成装置であり、前記第１拡張部は、移動ノードがネットワークに接続する際に、該移動ノードの利用者が希望する品質でサービスを受信可能か判断するための情報を有し、前記第２拡張部は、暗号鍵を所有する利用者が当該ネットワークにアクセスするためのアクセスゲートウェイのアドレス、該アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックス、および、ビーコンの情報の正当性を保証するためのメッセージ認証子を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、移動ノードがハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて新気付アドレスを生成することにより、ネットワークプレフィックスを取得する際の手続きが不要となるので、気付アドレスの一意性を確保した上で新気付アドレスを効率よく取得することができる。これにより、ハンドオーバ処理の時間短縮を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信ネットワークシステムの全体構成図である。図１において、ホームネットワーク１は、移動ノード（ＭＮ）１０が接続可能なＩＰネットワークのうち、移動ノード１０が管理対象として固定的に登録されるＩＰネットワークである。ホームネットワーク１は、ホームエージェント（ＨＡ：home agent）１１を有する。ホームエージェント１１は、移動ノード１０を管理する。
【００１４】
ネットワーク２−１，２−２は、移動ノード１０が接続可能なＩＰネットワークのうち、ホームネットワーク１以外の他のＩＰネットワークである。ネットワーク２−１，２−２は、移動ノード１０のネットワーク接続点となるアクセスゲートウェイ（ＡＧＷ：access gateway）２１−１，２１−２を有する。アクセスゲートウェイ２１−１は、ネットワーク２−１への接続点（アクセスポイント）である。アクセスゲートウェイ２１−２は、ネットワーク２−２への接続点（アクセスポイント）である。移動ノード１０は、アクセスゲートウェイ２１−１，２１−２に無線接続可能である。
【００１５】
ネットワーク３は、移動ノード１０の通信相手である相手ノード（ＣＮ）３１が接続しているＩＰネットワークである。
【００１６】
各ネットワーク１，２−１，２−２，３間は、それぞれ通信回線で接続されている。なお、必要に応じて、ＩＰｓｅｃ（security architecture for Internet Protocol）を用いた安全なパケット通信路が構成される。
【００１７】
ホームエージェント１１は、アクセスゲートウェイ２１−１，２１−２、相手ノード３１との間で制御情報を送受する。その制御情報は暗号鍵によって秘匿される。移動ノード１０は、ネットワーク２−１圏内にあってはアクセスゲートウェイ２１−１を介してホームエージェント１１との間で制御情報を送受する。移動ノード１０は、ネットワーク２−２圏内にあってはアクセスゲートウェイ２１−２を介して、ホームエージェント１１との間で制御情報を送受する。
【００１８】
アクセスゲートウェイ２１−１，２１−２（以下、特に区別しないときは「アクセスゲートウェイ２１」と称する）は、移動ノード１０と相手ノード３１の間で送受されるＩＰパケットを相互に転送する。移動ノード１０は、ネットワーク２−１圏内にあってはアクセスゲートウェイ２１−１を介して、相手ノード３１との間でＩＰパケットを送受する。移動ノード１０は、ネットワーク２−２圏内にあってはアクセスゲートウェイ２１−２を介して、相手ノード３１との間でＩＰパケットを送受する。
【００１９】
図２は、図１に示す移動ノード１０の装置構成を示すブロック図である。図２において、移動ノード１０は、無線部１０１とＩＰ通信部１０２とＩＰ情報記憶部１０３とアプリケーション部１０４と気付アドレス生成部１０５を有する。無線部１０１は、各ネットワーク１，２−１，２−２に対応した無線インタフェースを有する。これにより、移動ノード１０は、各ネットワーク１，２−１，２−２に無線接続することができる。ＩＰ通信部１０２は、ＩＰを用いたパケット通信を行う。ＩＰ通信部１０２は、無線部１０１を介してＩＰパケットを送受する。ＩＰ情報記憶部１０３は、パケット通信で使用される情報を記憶する。アプリケーション部１０４は、各種のアプリケーションを実行する。そのアプリケーションの中にはパケット通信によって情報を送受するものがある。気付アドレス生成部１０５は、無線部１０１が受信したビーコン信号に含まれる情報を利用して、気付アドレスを生成する。
【００２０】
図３は、図２に示すＩＰ情報記憶部１０３の構成例である。図３に示されるようにＩＰ情報記憶部１０３は、自移動ノード１０のホームアドレスおよび気付アドレスと、相手ノード３１のＩＰアドレス（以下、「ＣＮアドレス（ＩＰＡ＿ＣＮ、但し、ＩＰＡ＿ＸＸはＸＸのＩＰアドレスを表す）」と称する）を記憶する。ホームアドレス（ＩＰＡ＿ＭＮ）は、ホームネットワーク１において移動ノード１０に割り当てられたＩＰアドレスである。気付アドレス（ＣｏＡ：care of address）は、ホームネットワーク１以外の他のネットワーク２−１，２−２において移動ノード１０に割り当てられたＩＰアドレスである。
【００２１】
図４は、図２に示す気付アドレス生成部１０５の構成を示すブロック図である。図４において、気付アドレス生成部１０５は、検査部４０１と認証共通鍵記憶部４０２と復号部４０３とネットワークプレフィックス抽出部４０４と端末識別情報記憶部４０５とＩＰアドレス生成部４０６を有する。
【００２２】
検査部４０１は、無線部１０１が受信したビーコン信号を受け取る。ビーコン信号は、アクセスゲートウェイ２１から一定周期で無線送信されている。無線部１０１は、無線受信したビーコン信号を気付アドレス生成部１０５へ出力する。検査部４０１は、無線部１０１から受け取ったビーコン信号の状態を観測により検査し、所定の条件を満たせば、認証共通鍵記憶部４０２に記憶されている認証共通鍵Ｋを用いてビーコン信号に含まれるＨＭＡＣ（keyed-hashing message authentication code）データを検査する。認証共通鍵Ｋは、移動ノードの加入契約時にネットワーク事業者から支給されたものであり、全加入者に共通である。また、認証共通鍵ＫはＰＫＩ（public key infrastructure）を用いて更新することができる。
【００２３】
図５は、ビーコン信号の構成を示す図である。ビーコン信号は、基本部５００と第１拡張部５１０と第２拡張部５２０とＨＭＡＣ部５３０を有する。
図６は基本部５００のデータ構成を示す図である。基本部５００は、ビーコン信号のシーケンス番号と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１が属するサービスドメインの識別番号（ドメインＩＤ）と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１が管理するセル（無線通信範囲）の識別番号（ネットワークＩＤ）と、ビーコン信号の送信間隔を示す送信間隔情報と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１の識別子（ＡＧＷ＿ＩＤ）を有する。なお、基本部５００は、既存の無線通信プロトコルの規格で規定されているものと同等である。
【００２４】
図７は第１拡張部５１０のデータ構成を示す図である。第１拡張部５１０は、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１の稼働率を示す稼働率情報と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１が提供する利用可能な帯域レベルの種類を示す帯域レベル情報と、ビーコン信号が生成された時刻を示すタイムスタンプを有する。
【００２５】
図８は第２拡張部５２０のデータ構成を示す図である。第２拡張部５２０は、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１のＩＰアドレス（ＡＧＷアドレス（ＩＰＡ＿ＡＧＷ））と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１が管理するネットワークのプレフィックス（ネットワークプレフィックス）と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１からのメッセージオプションの情報を有する。これら第２拡張部５２０のデータは暗号化されている。なお、第１拡張部５１０および第２拡張部５２０は、実装を考慮し、本実施形態において新規に追加したものである。
【００２６】
ＨＭＡＣ部５３０は、ＨＭＡＣデータを有する。ＨＭＡＣデータは、基本部データと第１拡張部データと第２拡張部データ（暗号化データ）が連結されたデータを、認証共通鍵Ｋを用いてハッシュ関数により変換したハッシュ値である。
【００２７】
検査部４０１は、ビーコン信号から基本部データと第１拡張部データと第２拡張部データ（暗号化データ）を取り出すとともに、認証共通鍵記憶部４０２から認証共通鍵Ｋを読み出す。次いで、検査部４０１は、基本部データと第１拡張部データと第２拡張部データ（暗号化データ）を連結し、認証共通鍵Ｋを用いて該連結データをハッシュ関数により変換する。次いで、そのハッシュ値とビーコン信号内のＨＭＡＣデータを比較する。この比較の結果、両者が一致する場合には、ビーコン信号を正規のものとして扱い、検査は合格である。この処理はすべてのビーコン信号に対して行うことが望ましいが、携帯端末の負荷を考慮し間欠的に行ってもよい。
【００２８】
検査部４０１は、検査合格のビーコン信号から取り出した、基本部データと第１拡張部データをＩＰ通信部１０２へ出力する。また、検査部４０１は、検査合格のビーコン信号から取り出した第２拡張部データ（暗号化データ）を復号部４０３へ出力する。
【００２９】
復号部４０３は、第２拡張部データ（暗号化データ）を、暗号鍵を用いて復号する。暗号鍵は、認証共通鍵Ｋと第１拡張部データ５１０に格納されたタイムスタンプを連結したデータをハッシュ関数により変換したハッシュ値である。復号部４０３は、第１拡張部データ５１０から取得されたタイムスタンプと、認証共通鍵記憶部４０２から読み出した認証共通鍵Ｋを用いて暗号鍵を生成する。復号部４０３は、復号した第２拡張部データ（復号データ）を出力する。第２拡張部データ（復号データ）は、ＩＰ通信部１０２およびネットワークプレフィックス抽出部４０４へ出力される。
【００３０】
ネットワークプレフィックス抽出部４０４は、第２拡張部データ（復号データ）からネットワークプレフィックスを取り出す。ネットワークプレフィックス抽出部４０４は、第２拡張部データ（復号データ）から取り出したネットワークプレフィックスをＩＰアドレス生成部４０６へ出力する。
【００３１】
ＩＰアドレス生成部４０６は、ネットワークプレフィックスと自移動ノード１０の端末識別情報とを基にして、気付アドレスとなるＩＰアドレスを生成する。自移動ノード１０の端末識別情報は、端末識別情報記憶部４０５に記憶されている。ＩＰアドレス生成部４０６は、端末識別情報記憶部４０５から端末識別情報を読み出して、ネットワークプレフィックス抽出部４０４から受け取ったネットワークプレフィックスとともに、ＩＰアドレス（気付アドレス）の生成に使用する。ネットワークプレフィックスは、ＩＰアドレス内のネットワークプレフィックス部に用いられる。端末識別情報は、ＩＰアドレス内のインタフェースＩＤ部に用いられる。ＩＰアドレス生成部４０６は、生成した気付アドレスをＩＰ情報記憶部１０３に格納する。
【００３２】
図９は、図１に示すアクセスゲートウェイ２１の装置構成を示すブロック図である。図９において、アクセスゲートウェイ２１は、通信部２１１と無線部２１２とパケット転送部２１３とＭＮ管理部２１４とＭＮ情報記憶部２１５とビーコン信号生成部２１６とＡＧＷ情報記憶部２１７を有する。通信部２１１は、ホームエージェント１１との間で制御情報を送受し、また相手ノード３１との間でＩＰパケットを送受する。無線部２１２は、移動ノード１０との間で制御情報およびＩＰパケットを無線により送受する。また、無線部２１２は、一定周期でビーコン信号を無線送信する。
【００３３】
パケット転送部２１３は、通信部２１１で受信された相手ノード３１からのＩＰパケットを、移動ノード１０へ無線送信すべく無線部２１２へ転送する。パケット転送部２１３は、無線部２１２で無線受信された移動ノード１０からの相手ノード３１宛のＩＰパケットを、相手ノード３１へ送信すべく通信部２１１へ転送する。
【００３４】
ＭＮ管理部２１４は、移動ノード１０に関する情報を管理する。ＭＮ情報記憶部２１５は、移動ノード１０に関する情報を記憶する。図１０は、図９に示すＭＮ情報記憶部２１５の構成例である。図１０に示されるようにＭＮ情報記憶部２１５は、移動ノード１０の気付アドレスおよびホームアドレスを記憶する。
【００３５】
ビーコン信号生成部２１６は、ビーコン信号を生成して無線部２１２に出力する。ＡＧＷ情報記憶部２１７は、自アクセスゲートウェイ２１に係る情報を記憶する。図１１は、図９に示すＡＧＷ情報記憶部２１７の構成例である。図１１に示されるようにＡＧＷ情報記憶部２１７は、自アクセスゲートウェイ２１が属するサービスドメインの識別番号（ドメインＩＤ）と、自アクセスゲートウェイ２１が管理するセル（無線通信範囲）の識別番号（ネットワークＩＤ）と、自アクセスゲートウェイ２１の識別子（ＡＧＷ＿ＩＤ）と、自アクセスゲートウェイ２１のＩＰアドレス（ＡＧＷアドレス（ＩＰＡ＿ＡＧＷ））と、自アクセスゲートウェイ２１が管理するネットワークのプレフィックス（ネットワークプレフィックス）と、自アクセスゲートウェイ２１が提供する利用可能な帯域レベルの種類を示す帯域レベル情報と、自アクセスゲートウェイ２１の稼働率を示す稼働率情報と、自アクセスゲートウェイ２１からのメッセージオプションの情報とを記憶する。
【００３６】
図１２は、図９に示すビーコン信号生成部２１６の構成を示すブロック図である。図１２において、ビーコン信号生成部２１６は、送信間隔情報記憶部６１１と送信タイミング信号生成部６１２と稼働率管理記憶部６１３とタイムスタンプ生成部６１４と認証共通鍵記憶部６１５とシーケンス番号生成部６１６と基本部データ生成部６１７と第１拡張部データ生成部６１８と第２拡張部データ生成暗号化部６１９とＨＭＡＣ生成部６２０と合成部６２１とを有する。
【００３７】
送信間隔情報記憶部６１１は、ビーコン信号の送信間隔を示す送信間隔情報を記憶している。送信タイミング信号生成部６１２は、その送信間隔情報で示される送信間隔で、ビーコン信号の送信タイミングを示す送信タイミング信号を生成し出力する。送信タイミング信号は、各部６１４，６１６，６１７，６１８，６１９，６２０，６２１に供給される。各部６１４，６１６，６１７，６１８，６１９，６２０，６２１は、送信タイミング信号によって起動される。
【００３８】
シーケンス番号生成部６１６は、ビーコン信号のシーケンス番号を生成する。基本部データ生成部６１７は、シーケンス番号生成部６１６によって生成されたシーケンス番号と、ＡＧＷ情報記憶部２１７から読み出されたＡＧＷ情報中のドメインＩＤ、ネットワークＩＤおよびＡＧＷ＿ＩＤと、送信間隔情報記憶部６１１から読み出された送信間隔情報とを用いて、図６に示される基本部データを生成する。
【００３９】
稼働率管理記憶部６１３は、自アクセスゲートウェイ２１の稼働率を管理し、該稼働率を示す稼働率情報を記憶する。稼働率管理記憶部６１３は、ＭＮ情報記憶部２１５に記憶されるＭＮ情報を読み出して稼働率を算出する。稼働率は、自アクセスゲートウェイ２１が管理する移動ノードの数（移動ノード管理数）と、自アクセスゲートウェイ２１が管理可能な移動ノードの最大数（移動ノード管理可能数）とから算出される。稼働率管理記憶部６１３は、ＭＮ情報記憶部２１５に記憶されるＭＮ情報に含まれるホームアドレスと気付アドレスの組の数、帯域レベル情報により計数し、この計数値を移動ノード管理数とする。移動ノード管理可能数は、予め設定されている。稼働率管理記憶部６１３は、移動ノード管理数を移動ノード管理可能数で除した値を稼働率とする。
【００４０】
タイムスタンプ生成部６１４は、時計を有しており、時計の時刻を示すタイムスタンプを生成する。
第１拡張部データ生成部６１８は、稼働率管理記憶部６１３から読み出された稼働率情報と、ＡＧＷ情報記憶部２１７から読み出されたＡＧＷ情報中の帯域レベル情報と、タイムスタンプ生成部６１４によって生成されたタイムスタンプとを用いて、図７に示される第１拡張部データを生成する。
【００４１】
第２拡張部データ生成暗号化部６１９は、ＡＧＷ情報記憶部２１７から読み出されたＡＧＷ情報中のＡＧＷアドレス（ＩＰＡ＿ＡＧＷ）とネットワークプレフィックスとメッセージオプション情報とを用いて、図８に示される第２拡張部データ（暗号化前の第２拡張部データ）を生成する。次いで、第２拡張部データ生成暗号化部６１９は、暗号化前の第２拡張部データを、暗号鍵を用いて暗号化する。暗号鍵は、認証共通鍵記憶部４０２に記憶されている認証共通鍵Ｋと第１拡張部データに格納されたタイムスタンプを連結したデータをハッシュ関数により変換したハッシュ値である。第２拡張部データ生成暗号化部６１９は、認証共通鍵記憶部６１５から認証共通鍵Ｋを読み出すとともにタイムスタンプ生成部６１４からタイムスタンプを読み出して暗号鍵を生成する。この暗号鍵を用いることにより、攻撃者が第２拡張部データを即時に復号することができない。この結果として、ビーコン信号内のネットワークプレフィックスを利用した攻撃がしにくくなるという効果が得られる。
【００４２】
ＨＭＡＣ生成部６２０は、基本部データ生成部６１７によって生成された基本部データと、第１拡張部データ生成部６１８によって生成された第１拡張部データと、第２拡張部データ生成暗号化部６１９によって生成された第２拡張部データ（暗号化データ）を連結し、認証共通鍵Kを用いて該連結データをハッシュ関数により変換する。このハッシュ値がＨＭＡＣデータである。
【００４３】
合成部６２１は、基本部データ生成部６１７によって生成された基本部データと、第１拡張部データ生成部６１８によって生成された第１拡張部データと、第２拡張部データ生成暗号化部６１９によって生成された第２拡張部データ（暗号化データ）と、ＨＭＡＣ生成部６２０によって生成されたＨＭＡＣデータとを用いて、図５に示されるビーコン信号を生成する。
【００４４】
次に、図１３を参照して、本実施形態に係る移動通信ネットワークシステムにおけるハンドオーバ手順を説明する。図１３は、本実施形態に係るハンドオーバ手順の流れを示すシーケンス図である。
【００４５】
まず、図１３において、ハンドオーバ前の状態として、移動ノード１０は、図１のネットワーク２−１圏内にあってアクセスゲートウェイ２１−１に接続している。このネットワーク２−１における移動ノード１０の気付アドレスは「ＣｏＡ１」である。また、移動ノード１０のホームアドレスは「ＩＰＡ＿ＭＮ」であり、ＣＮアドレスは「ＩＰＡ＿ＣＮ」である。アクセスゲートウェイ２１−１のＩＰアドレスは「ＩＰＡ＿ＡＧＷ１」である。このときの移動ノード１０のＩＰ情報記憶部１０３は、図３に例示される状態である。また、アクセスゲートウェイ２１−１のＭＮ情報記憶部２１５は、図１０に例示される状態である。
【００４６】
図１３において、移動ノード１０は、アクセスゲートウェイ２１−１経由で相手ノード３１とパケット通信中である（ステップＳ１０）。このとき、移動ノード１０がハンドオーバを発生する（ステップＳ１１）。ここでは、移動ノード１０が受信したビーコン信号に基づいてハンドオーバ先候補を探索した結果、ネットワーク２−２のアクセスゲートウェイ２１−２が発見され、アクセスゲートウェイ２１−２をハンドオーバ先候補に決定したとする。アクセスゲートウェイ２１−２のＩＰアドレスは「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」である。これにより、移動ノード１０とアクセスゲートウェイ２１−２間、アクセスゲートウェイ２１−２とホームエージェント１１間でそれぞれハンドオーバ設定が行われる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。
【００４７】
次いで、移動ノード１０が、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイ２１−２から受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて、新気付アドレス「ＣｏＡ２」を生成する（ステップＳ１４）。次いで、移動ノード１０が、ホームアドレス「ＩＰＡ＿ＭＮ」、新気付アドレス「ＣｏＡ２」およびハンドオーバ先の新ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」をＭＮ情報としてハンドオーバ前のアクセスゲートウェイ２１−１経由でホームエージェント１１に送信する（ステップＳ１５）。
【００４８】
次いで、ホームエージェント１１が、移動ノード１０から受信したＭＮ情報によって、自己で管理しているバインディング情報を更新する（ステップＳ１６）。これにより、ホームエージェント１１が保持している移動ノード１０に係るバインディング情報において、気付アドレスが旧気付アドレス「ＣｏＡ１」から新気付アドレス「ＣｏＡ２」に、ＡＧＷアドレスが旧ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ１」から新ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」に、それぞれ更新される。
【００４９】
次いで、ホームエージェント１１が、更新後のバインディング情報に基づいて、移動ノード１０に係るＭＮ情報を相手ノード３１へ送信する（ステップＳ１７）。これにより、相手ノード３１は、自己で管理しているバインディング情報を更新する（ステップＳ１８）。
【００５０】
また、ホームエージェント１１は、更新後のバインディング情報に基づいて、移動ノード１０に係るＭＮ情報を新アクセスゲートウェイ２１−２へ送信する（ステップＳ１９）。これにより、新アクセスゲートウェイ２１−２は、自己で管理しているＭＮ情報（ＭＮ情報記憶部２１５）を更新する（ステップＳ１８）。
【００５１】
次いで、移動ノード１０と相手ノード３１は、新アクセスゲートウェイ２１−２経由でＩＰパケットの送受を行い、パケット通信を継続する（ステップＳ２１）。
【００５２】
上述したように本実施形態によれば、移動ノード１０は新気付アドレスを生成する際に、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイ２１から受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて、新気付アドレスを生成する。これにより、ネットワークプレフィックスを取得する際の手続きが不要となるので、効率がよくなり新気付アドレスの生成時間を短縮することができる。この結果として、ハンドオーバ処理の時間短縮を図ることができるという効果が得られる。
【実施例】
【００５３】
図１４は本発明に係る移動通信ネットワークシステムの一実施例である。図１４において、携帯電話網１は、ＩＰネットワークを有し、携帯端末１０のホームネットワークとなっている。携帯端末１０は、移動ノードとして携帯電話網１以外の他のＩＰネットワークである無線ＬＡＮ（Local Area Network）２−１および無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）２−２にも接続可能である。携帯端末１０は、携帯電話網１用の無線インタフェース、無線ＬＡＮ２−１用の無線インタフェースおよび無線ＭＡＮ２−２用の無線インタフェースを有する。
【００５４】
ＬＡＮ３は、携帯端末１０の相手ノードとしてのコンテンツ配信サーバ３１が接続するネットワークである。コンテンツ配信サーバ３１は、映像等のコンテンツをパケット通信により配信する。
【００５５】
各ネットワーク１，２−１，２−２，３間は、それぞれ通信回線で接続されている。なお、必要に応じて、ＩＰｓｅｃを用いた安全なパケット通信路が構成される。
【００５６】
携帯電話網１、無線ＬＡＮ２−１および無線ＭＡＮ２−２の各通信事業者は、ネットワーク接続に関して提携関係を結んでいる。これにより、携帯端末１０は、携帯電話網１、無線ＬＡＮ２−１および無線ＭＡＮ２−２の各々の間でハンドオーバにより相互接続することができる。
【００５７】
携帯電話網１は、ホームエージェント１１と認証課金サーバ（ＡＡＡＨ：homed authentication， authorization and accounting）１２を有する。認証課金サーバ１２は、携帯電話網１で管理する端末の認証処理および課金処理を行う。無線ＬＡＮ２−１は、携帯端末１０のネットワーク接続点（アクセスポイント：ＡＰ）となるアクセスゲートウェイ２１−１と認証課金サーバ（ＡＡＡＶ：visited authentication， authorization and accounting）２２−１を有する。認証課金サーバ２２−１は、無線ＬＡＮ２−１へ接続する端末の認証処理および課金処理を行う。無線ＭＡＮ２−２は、携帯端末１０のネットワーク接続点（アクセスポイント：ＡＰ）となるアクセスゲートウェイ２１−２と認証課金サーバ（ＡＡＡＶ）２２−２を有する。認証課金サーバ２２−２は、無線ＭＡＮ２−２へ接続する端末の認証処理および課金処理を行う。認証課金サーバ２２−１，２２−２は、携帯端末１０に関する認証情報および課金情報を携帯電話網１の認証課金サーバ１２へ送る。
【００５８】
次に、図１５，図１６を参照して、図１４に示す移動通信ネットワークシステムにおけるパケット通信手順を説明する。図１５，図１６は、本実施例に係るパケット通信手順全体の流れを示すシーケンス図である。なお、図１５，図１６において、図１３の各ステップに対応する部分には同一の符号を付している。
【００５９】
まず、図１５において、携帯端末１０は、図１４の無線ＬＡＮ２−１圏内にあってアクセスゲートウェイ２１−１に接続している。この無線ＬＡＮ２−１における携帯端末１０の気付アドレスは「ＣｏＡ１」である。また、携帯端末１０のホームアドレスは「ＩＰＡ＿ＭＮ」であり、コンテンツ配信サーバ３１のＩＰアドレス（ＣＮアドレス）は「ＩＰＡ＿ＣＮ」である。アクセスゲートウェイ２１−１のＩＰアドレスは「ＩＰＡ＿ＡＧＷ１」である。
【００６０】
利用者が携帯端末１０を操作してコンテンツ配信サービスを起動すると、携帯端末１０はコンテンツ配信サービスアプリケーションを実行し、コンテンツ配信サーバ３１との間のパケット通信を開始する（ステップＳ１）。これにより、携帯端末１０とホームエージェント１１間で、アプリケーションのための通信初期設定が行われるとともに、公開鍵基盤（ＰＫＩ：Public Key Infrastructure）を用いて暗号鍵「Ｋｍ」が共有される（ステップＳ２）。また、ホームエージェント１１とコンテンツ配信サーバ３１間で通信初期設定が行われる（ステップＳ３）。
【００６１】
次いで、ホームエージェント１１が、セッション暗号鍵「Ｋｓａ」，「Ｋｓ１」を生成する（ステップＳ４）。セッション暗号鍵「Ｋｓａ」は、ホームエージェント１１とコンテンツ配信サーバ３１間の通信で用いられる。セッション暗号鍵「Ｋｓ１」は、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１間で用いられる。次いで、ホームエージェント１１が、セッション暗号鍵「Ｋｓ１」を携帯端末１０間で共有する（ステップＳ５）とともに、セッション暗号鍵「Ｋｓａ」，「Ｋｓ１」をコンテンツ配信サーバ３１間で共有する（ステップＳ６）。
【００６２】
次いで、ホームエージェント１１とコンテンツ配信サーバ３１間、ホームエージェント１１とアクセスゲートウェイ２１−１間で、携帯端末１０のＭＮ情報を更新する処理が行われる（ステップＳ７）。
【００６３】
次いで、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１は、ホームエージェント１１を経由せずアクセスゲートウェイ２１−１経由でＩＰパケットの送受を行い、コンテンツ配信サーバ３１から携帯端末１０へコンテンツが配信される（ステップＳ１０）。
【００６４】
ステップＳ１０におけるコンテンツ配信手順としては、まずコンテンツ配信の準備段階として、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１の間で、コンテンツ配信に用いられるコンテンツ鍵「Ｋｃ１」が共有される（ステップＳ１０−１）。次いで、コンテンツ配信サーバ３１は、コンテンツ鍵「Ｋｃ１」を用いてコンテンツを暗号化し、暗号化コンテンツをＩＰパケットにより携帯端末１０へ送信する（ステップＳ１０−２）。携帯端末１０は、受信した暗号化コンテンツを復号してコンテンツを再生する。
【００６５】
次に、図１６を参照して、携帯端末１０がハンドオーバする場合のパケット通信手順を説明する。図１６には図１５から引き続いたシーケンスが示されており、携帯端末１０は、アクセスゲートウェイ２１−１経由でコンテンツ配信サーバ３１とパケット通信中であり、コンテンツ配信サーバ３１からコンテンツを受信している（ステップＳ１０）。
【００６６】
図１６において、携帯端末１０がハンドオーバを発生する（ステップＳ１１）。ここでは、携帯端末１０が受信したビーコン信号に基づいてハンドオーバ先候補を探索した結果、無線ＭＡＮ２−２のアクセスゲートウェイ２１−２が発見され、アクセスゲートウェイ２１−２をハンドオーバ先候補に決定したとする。アクセスゲートウェイ２１−２のＩＰアドレスは「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」である。これにより、携帯端末１０とアクセスゲートウェイ２１−２間、アクセスゲートウェイ２１−２とホームエージェント１１間でそれぞれハンドオーバ設定が行われる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。
【００６７】
次いで、ホームエージェント１１が、ハンドオーバ後の携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１間で用いられる新セッション暗号鍵「Ｋｓ２」を生成し（ステップＳ４’）、新セッション暗号鍵「Ｋｓ２」をハンドオーバ前のアクセスゲートウェイ２１−１経由により携帯端末１０間で共有する（ステップＳ５’）とともに、新セッション暗号鍵「Ｋｓ２」をコンテンツ配信サーバ３１間で共有する（ステップＳ６’）。
【００６８】
次いで、携帯端末１０が、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイ２１−２から受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて、新気付アドレス「ＣｏＡ２」を生成する（ステップＳ１４）。次いで、携帯端末１０が、ホームアドレス「ＩＰＡ＿ＭＮ」、新気付アドレス「ＣｏＡ２」およびハンドオーバ先の新ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」をＭＮ情報としてハンドオーバ前のアクセスゲートウェイ２１−１経由でホームエージェント１１に送信する（ステップＳ１５）。
【００６９】
次いで、ホームエージェント１１が、携帯端末１０から受信したＭＮ情報によって、該当するバインディング情報を書き換えるバインディング更新を行う（ステップＳ１６）。このバインディング情報更新では、気付アドレスが旧気付アドレス「ＣｏＡ１」から新気付アドレス「ＣｏＡ２」に、ＡＧＷアドレスが旧ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ１」から新ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」に、それぞれ書き換えられる。
【００７０】
次いで、ホームエージェント１１とコンテンツ配信サーバ３１間、ホームエージェント１１と新アクセスゲートウェイ２１−２間で、携帯端末１０のＭＮ情報を更新する処理が行われる（ステップＳ１７〜Ｓ２０）。
【００７１】
次いで、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１は、新アクセスゲートウェイ２１−２経由でＩＰパケットの送受を行い、コンテンツ配信サーバ３１から携帯端末１０へのコンテンツ配信が継続される（ステップＳ２１）。
【００７２】
ステップＳ２１におけるコンテンツ配信手順としては、まずコンテンツ配信継続の準備段階として、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１の間で、コンテンツ配信に用いられる新コンテンツ鍵「Ｋｃ２」が共有される（ステップＳ２１−１）。次いで、コンテンツ配信サーバ３１は、新コンテンツ鍵「Ｋｃ２」を用いてコンテンツを暗号化し、暗号化コンテンツをＩＰパケットにより携帯端末１０へ送信する（ステップＳ２１−２）。携帯端末１０は、受信した暗号化コンテンツを復号してコンテンツを再生する。
【００７３】
上述した実施例によれば、利用者が携帯端末１０によりコンテンツ配信サーバ３１から配信されるコンテンツを受信して視聴している最中に移動し、ハンドオーバが発生した場合、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイ２１から受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて、新気付アドレスを生成する。これにより、ネットワークプレフィックスを取得する際の手続きが不要となるので、気付アドレスの一意性を確保した上で効率がよくなって新気付アドレスの生成時間を短縮することができ、ハンドオーバ処理時間が短縮される。この結果、ハンドオーバ時において、コンテンツを継続して受信するときの信頼性が向上するので、利用者に対してよりよいコンテンツ視聴環境を提供することが可能になる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動通信ネットワークシステムの全体構成図である。
【図２】図１に示す移動ノード１０の装置構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すＩＰ情報記憶部１０３の構成例である。
【図４】図２に示す気付アドレス生成部１０５の構成を示すブロック図である。
【図５】ビーコン信号の構成を示す図である。
【図６】図５に示す基本部５００のデータ構成を示す図である。
【図７】図５に示す第１拡張部５１０のデータ構成を示す図である。
【図８】図５に示す第２拡張部５２０のデータ構成を示す図である。
【図９】図１に示すアクセスゲートウェイ２１の装置構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示すＭＮ情報記憶部２１５の構成例である。
【図１１】図９に示すＡＧＷ情報記憶部２１７の構成例である。
【図１２】図９に示すビーコン信号生成部２１６の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るハンドオーバ手順の流れを示すシーケンス図である。
【図１４】本発明に係る移動通信ネットワークシステムの一実施例である。
【図１５】同実施例に係るパケット通信手順全体の流れを示すシーケンス図である。
【図１６】同実施例に係るパケット通信手順全体の流れを示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…ホームネットワーク、１０…移動ノード、２−１，２−２，３…ネットワーク、２１−１，２１−２…アクセスゲートウェイ、３１…相手ノード、１０１，２１２…無線部、１０２…ＩＰ通信部、１０３…ＩＰ情報記憶部、１０４…アプリケーション部、１０５…気付アドレス生成部、２１１…通信部、２１３…パケット転送部、２１４…ＭＮ管理部、２１５…ＭＮ情報記憶部、２１６…ビーコン信号生成部、２１７…ＡＧＷ情報記憶部、４０１…検査部、４０２…認証共通鍵記憶部、４０３…復号部、４０４…ネットワークプレフィックス抽出部、４０５…端末識別情報記憶部、４０６…ＩＰアドレス生成部、６１１…送信間隔情報記憶部、６１２…送信タイミング信号生成部、６１３…稼働率管理記憶部、６１４…タイムスタンプ生成部、６１５…認証共通鍵記憶部、６１６…シーケンス番号生成部、６１７…基本部データ生成部、６１８…第１拡張部データ生成部、６１９…第２拡張部データ生成暗号化部、６２０…ＨＭＡＣ生成部、６２１…合成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯可能な無線通信装置（以下、携帯端末と称する）はＩＰ（Internet Protocol）を用いたパケット通信を行うことができるものがあり、その携帯端末によればインターネット上のウェブサイトへアクセスしたり、インターネット経由でコンテンツ配信サービスを受けたりすることなどが可能である。“Mobile IPv6”は、そのような携帯端末が移動ノード（ＭＮ：mobile node）としてその移動に伴うＩＰネットワークへの接続点を変更するための技術として知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、携帯端末がパケット通信中にＩＰネットワークへの接続点を変更する場合に、その切り替え時間を短縮し、通信の途切れを短くするための技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の従来技術では、移動ノードと通信相手のノード（相手ノード、ＣＮ：correspondent node）は気付アドレスを用いて移動ノードのホームエージェントを経由せずに直接パケット通信を行うが、移動ノードは移動する際、相手ノードに対して、移動前の旧気付アドレスを用いて移動後の新気付アドレスを仮登録する。そして、相手ノードは、有効期限付きで新気付アドレスの仮登録を行い、新気付アドレスの本登録までの間、有効期限内に限って新気付アドレスを用いたパケット通信を許可している。
【０００３】
また、移動ノードは、新気付アドレス生成のために、アクセスルータに対し、移動先ネットワークのプレフィックスを要求するメッセージを送信する。アクセスルータは、その要求メッセージを受信すると、ネットワークプレフィックスを応答メッセージに含めて返信する。移動ノードは、アクセスルータからの応答メッセージを受信すると、応答メッセージに含まれるネットワークプレフィックスと自移動ノードの識別情報とを基にして、新気付アドレスを生成する。
【０００４】
また、他の気付アドレス取得方法としては、移動ノードが、移動先ネットワークのＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバに対してＩＰアドレスの発行を要求することにより、移動先ネットワークのＩＰアドレスを取得して新気付アドレスとするものがある。
【非特許文献１】D.Johnson, C.Perkins and J.Arkko, “Mobility Support in IPv6”, IETF RFC3775, Jun.2004.
【特許文献１】特開２００５−２３６６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の気付アドレス取得方法では、アクセスルータまたはＤＨＣＰサーバとの間で行う手続きに時間がかかるために新気付アドレスの生成時間が長くなり、ハンドオーバ処理の遅延要因になる。さらに、その実装によっては気付アドレスの一意性を確保できない可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、移動ノードの移動先での新気付アドレスをその一意性を確保した上で効率よく取得することにより、ハンドオーバ処理の時間短縮を図ることのできる移動通信ネットワークシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る移動ノードは、ホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動ノードにおいて、前記アクセスゲートウェイから無線送信されるビーコン信号を受信する無線部と、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスと自己の端末識別情報を用いて、新気付アドレスを生成する気付アドレス生成部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るアクセスゲートウェイは、移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムにおける、前記アクセスゲートウェイにおいて、一定周期でビーコン信号を無線送信する無線部と、自アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックスを記憶するネットワークプレフィックス記憶手段と、該ネットワークプレフィックスを含むビーコン信号を生成するビーコン信号生成部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る移動通信ネットワークシステムは、移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムにおいて、前記アクセスゲートウェイは、一定周期でビーコン信号を無線送信する無線部と、自アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックスを記憶するネットワークプレフィックス記憶手段と、該ネットワークプレフィックスを含むビーコン信号を生成するビーコン信号生成部と、を有し、前記移動ノードは、ネットワーク接続点のアクセスゲートウェイから無線送信されるビーコン信号を受信する無線部と、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスと自己の端末識別情報を用いて、新気付アドレスを生成する気付アドレス生成部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るビーコン信号生成装置は、無線通信プロトコルの規格で規定されている基本部と、第１拡張部と、暗号鍵により暗号化された第２拡張部を有するビーコン信号を生成するビーコン信号生成装置であり、前記第１拡張部は、移動ノードがネットワークに接続する際に、該移動ノードの利用者が希望する品質でサービスを受信可能か判断するための情報を有し、前記第２拡張部は、暗号鍵を所有する利用者が当該ネットワークにアクセスするためのアクセスゲートウェイのアドレス、該アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックス、および、ビーコンの情報の正当性を保証するためのメッセージ認証子を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、移動ノードがハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて新気付アドレスを生成することにより、ネットワークプレフィックスを取得する際の手続きが不要となるので、気付アドレスの一意性を確保した上で新気付アドレスを効率よく取得することができる。これにより、ハンドオーバ処理の時間短縮を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信ネットワークシステムの全体構成図である。図１において、ホームネットワーク１は、移動ノード（ＭＮ）１０が接続可能なＩＰネットワークのうち、移動ノード１０が管理対象として固定的に登録されるＩＰネットワークである。ホームネットワーク１は、ホームエージェント（ＨＡ：home agent）１１を有する。ホームエージェント１１は、移動ノード１０を管理する。
【００１４】
ネットワーク２−１，２−２は、移動ノード１０が接続可能なＩＰネットワークのうち、ホームネットワーク１以外の他のＩＰネットワークである。ネットワーク２−１，２−２は、移動ノード１０のネットワーク接続点となるアクセスゲートウェイ（ＡＧＷ：access gateway）２１−１，２１−２を有する。アクセスゲートウェイ２１−１は、ネットワーク２−１への接続点（アクセスポイント）である。アクセスゲートウェイ２１−２は、ネットワーク２−２への接続点（アクセスポイント）である。移動ノード１０は、アクセスゲートウェイ２１−１，２１−２に無線接続可能である。
【００１５】
ネットワーク３は、移動ノード１０の通信相手である相手ノード（ＣＮ）３１が接続しているＩＰネットワークである。
【００１６】
各ネットワーク１，２−１，２−２，３間は、それぞれ通信回線で接続されている。なお、必要に応じて、ＩＰｓｅｃ（security architecture for Internet Protocol）を用いた安全なパケット通信路が構成される。
【００１７】
ホームエージェント１１は、アクセスゲートウェイ２１−１，２１−２、相手ノード３１との間で制御情報を送受する。その制御情報は暗号鍵によって秘匿される。移動ノード１０は、ネットワーク２−１圏内にあってはアクセスゲートウェイ２１−１を介してホームエージェント１１との間で制御情報を送受する。移動ノード１０は、ネットワーク２−２圏内にあってはアクセスゲートウェイ２１−２を介して、ホームエージェント１１との間で制御情報を送受する。
【００１８】
アクセスゲートウェイ２１−１，２１−２（以下、特に区別しないときは「アクセスゲートウェイ２１」と称する）は、移動ノード１０と相手ノード３１の間で送受されるＩＰパケットを相互に転送する。移動ノード１０は、ネットワーク２−１圏内にあってはアクセスゲートウェイ２１−１を介して、相手ノード３１との間でＩＰパケットを送受する。移動ノード１０は、ネットワーク２−２圏内にあってはアクセスゲートウェイ２１−２を介して、相手ノード３１との間でＩＰパケットを送受する。
【００１９】
図２は、図１に示す移動ノード１０の装置構成を示すブロック図である。図２において、移動ノード１０は、無線部１０１とＩＰ通信部１０２とＩＰ情報記憶部１０３とアプリケーション部１０４と気付アドレス生成部１０５を有する。無線部１０１は、各ネットワーク１，２−１，２−２に対応した無線インタフェースを有する。これにより、移動ノード１０は、各ネットワーク１，２−１，２−２に無線接続することができる。ＩＰ通信部１０２は、ＩＰを用いたパケット通信を行う。ＩＰ通信部１０２は、無線部１０１を介してＩＰパケットを送受する。ＩＰ情報記憶部１０３は、パケット通信で使用される情報を記憶する。アプリケーション部１０４は、各種のアプリケーションを実行する。そのアプリケーションの中にはパケット通信によって情報を送受するものがある。気付アドレス生成部１０５は、無線部１０１が受信したビーコン信号に含まれる情報を利用して、気付アドレスを生成する。
【００２０】
図３は、図２に示すＩＰ情報記憶部１０３の構成例である。図３に示されるようにＩＰ情報記憶部１０３は、自移動ノード１０のホームアドレスおよび気付アドレスと、相手ノード３１のＩＰアドレス（以下、「ＣＮアドレス（ＩＰＡ＿ＣＮ、但し、ＩＰＡ＿ＸＸはＸＸのＩＰアドレスを表す）」と称する）を記憶する。ホームアドレス（ＩＰＡ＿ＭＮ）は、ホームネットワーク１において移動ノード１０に割り当てられたＩＰアドレスである。気付アドレス（ＣｏＡ：care of address）は、ホームネットワーク１以外の他のネットワーク２−１，２−２において移動ノード１０に割り当てられたＩＰアドレスである。
【００２１】
図４は、図２に示す気付アドレス生成部１０５の構成を示すブロック図である。図４において、気付アドレス生成部１０５は、検査部４０１と認証共通鍵記憶部４０２と復号部４０３とネットワークプレフィックス抽出部４０４と端末識別情報記憶部４０５とＩＰアドレス生成部４０６を有する。
【００２２】
検査部４０１は、無線部１０１が受信したビーコン信号を受け取る。ビーコン信号は、アクセスゲートウェイ２１から一定周期で無線送信されている。無線部１０１は、無線受信したビーコン信号を気付アドレス生成部１０５へ出力する。検査部４０１は、無線部１０１から受け取ったビーコン信号の状態を観測により検査し、所定の条件を満たせば、認証共通鍵記憶部４０２に記憶されている認証共通鍵Ｋを用いてビーコン信号に含まれるＨＭＡＣ（keyed-hashing message authentication code）データを検査する。認証共通鍵Ｋは、移動ノードの加入契約時にネットワーク事業者から支給されたものであり、全加入者に共通である。また、認証共通鍵ＫはＰＫＩ（public key infrastructure）を用いて更新することができる。
【００２３】
図５は、ビーコン信号の構成を示す図である。ビーコン信号は、基本部５００と第１拡張部５１０と第２拡張部５２０とＨＭＡＣ部５３０を有する。
図６は基本部５００のデータ構成を示す図である。基本部５００は、ビーコン信号のシーケンス番号と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１が属するサービスドメインの識別番号（ドメインＩＤ）と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１が管理するセル（無線通信範囲）の識別番号（ネットワークＩＤ）と、ビーコン信号の送信間隔を示す送信間隔情報と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１の識別子（ＡＧＷ＿ＩＤ）を有する。なお、基本部５００は、既存の無線通信プロトコルの規格で規定されているものと同等である。
【００２４】
図７は第１拡張部５１０のデータ構成を示す図である。第１拡張部５１０は、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１の稼働率を示す稼働率情報と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１が提供する利用可能な帯域レベルの種類を示す帯域レベル情報と、ビーコン信号が生成された時刻を示すタイムスタンプを有する。
【００２５】
図８は第２拡張部５２０のデータ構成を示す図である。第２拡張部５２０は、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１のＩＰアドレス（ＡＧＷアドレス（ＩＰＡ＿ＡＧＷ））と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１が管理するネットワークのプレフィックス（ネットワークプレフィックス）と、ビーコン信号発信元のアクセスゲートウェイ２１からのメッセージオプションの情報を有する。これら第２拡張部５２０のデータは暗号化されている。なお、第１拡張部５１０および第２拡張部５２０は、実装を考慮し、本実施形態において新規に追加したものである。
【００２６】
ＨＭＡＣ部５３０は、ＨＭＡＣデータを有する。ＨＭＡＣデータは、基本部データと第１拡張部データと第２拡張部データ（暗号化データ）が連結されたデータを、認証共通鍵Ｋを用いてハッシュ関数により変換したハッシュ値である。
【００２７】
検査部４０１は、ビーコン信号から基本部データと第１拡張部データと第２拡張部データ（暗号化データ）を取り出すとともに、認証共通鍵記憶部４０２から認証共通鍵Ｋを読み出す。次いで、検査部４０１は、基本部データと第１拡張部データと第２拡張部データ（暗号化データ）を連結し、認証共通鍵Ｋを用いて該連結データをハッシュ関数により変換する。次いで、そのハッシュ値とビーコン信号内のＨＭＡＣデータを比較する。この比較の結果、両者が一致する場合には、ビーコン信号を正規のものとして扱い、検査は合格である。この処理はすべてのビーコン信号に対して行うことが望ましいが、携帯端末の負荷を考慮し間欠的に行ってもよい。
【００２８】
検査部４０１は、検査合格のビーコン信号から取り出した、基本部データと第１拡張部データをＩＰ通信部１０２へ出力する。また、検査部４０１は、検査合格のビーコン信号から取り出した第２拡張部データ（暗号化データ）を復号部４０３へ出力する。
【００２９】
復号部４０３は、第２拡張部データ（暗号化データ）を、暗号鍵を用いて復号する。暗号鍵は、認証共通鍵Ｋと第１拡張部データ５１０に格納されたタイムスタンプを連結したデータをハッシュ関数により変換したハッシュ値である。復号部４０３は、第１拡張部データ５１０から取得されたタイムスタンプと、認証共通鍵記憶部４０２から読み出した認証共通鍵Ｋを用いて暗号鍵を生成する。復号部４０３は、復号した第２拡張部データ（復号データ）を出力する。第２拡張部データ（復号データ）は、ＩＰ通信部１０２およびネットワークプレフィックス抽出部４０４へ出力される。
【００３０】
ネットワークプレフィックス抽出部４０４は、第２拡張部データ（復号データ）からネットワークプレフィックスを取り出す。ネットワークプレフィックス抽出部４０４は、第２拡張部データ（復号データ）から取り出したネットワークプレフィックスをＩＰアドレス生成部４０６へ出力する。
【００３１】
ＩＰアドレス生成部４０６は、ネットワークプレフィックスと自移動ノード１０の端末識別情報とを基にして、気付アドレスとなるＩＰアドレスを生成する。自移動ノード１０の端末識別情報は、端末識別情報記憶部４０５に記憶されている。ＩＰアドレス生成部４０６は、端末識別情報記憶部４０５から端末識別情報を読み出して、ネットワークプレフィックス抽出部４０４から受け取ったネットワークプレフィックスとともに、ＩＰアドレス（気付アドレス）の生成に使用する。ネットワークプレフィックスは、ＩＰアドレス内のネットワークプレフィックス部に用いられる。端末識別情報は、ＩＰアドレス内のインタフェースＩＤ部に用いられる。ＩＰアドレス生成部４０６は、生成した気付アドレスをＩＰ情報記憶部１０３に格納する。
【００３２】
図９は、図１に示すアクセスゲートウェイ２１の装置構成を示すブロック図である。図９において、アクセスゲートウェイ２１は、通信部２１１と無線部２１２とパケット転送部２１３とＭＮ管理部２１４とＭＮ情報記憶部２１５とビーコン信号生成部２１６とＡＧＷ情報記憶部２１７を有する。通信部２１１は、ホームエージェント１１との間で制御情報を送受し、また相手ノード３１との間でＩＰパケットを送受する。無線部２１２は、移動ノード１０との間で制御情報およびＩＰパケットを無線により送受する。また、無線部２１２は、一定周期でビーコン信号を無線送信する。
【００３３】
パケット転送部２１３は、通信部２１１で受信された相手ノード３１からのＩＰパケットを、移動ノード１０へ無線送信すべく無線部２１２へ転送する。パケット転送部２１３は、無線部２１２で無線受信された移動ノード１０からの相手ノード３１宛のＩＰパケットを、相手ノード３１へ送信すべく通信部２１１へ転送する。
【００３４】
ＭＮ管理部２１４は、移動ノード１０に関する情報を管理する。ＭＮ情報記憶部２１５は、移動ノード１０に関する情報を記憶する。図１０は、図９に示すＭＮ情報記憶部２１５の構成例である。図１０に示されるようにＭＮ情報記憶部２１５は、移動ノード１０の気付アドレスおよびホームアドレスを記憶する。
【００３５】
ビーコン信号生成部２１６は、ビーコン信号を生成して無線部２１２に出力する。ＡＧＷ情報記憶部２１７は、自アクセスゲートウェイ２１に係る情報を記憶する。図１１は、図９に示すＡＧＷ情報記憶部２１７の構成例である。図１１に示されるようにＡＧＷ情報記憶部２１７は、自アクセスゲートウェイ２１が属するサービスドメインの識別番号（ドメインＩＤ）と、自アクセスゲートウェイ２１が管理するセル（無線通信範囲）の識別番号（ネットワークＩＤ）と、自アクセスゲートウェイ２１の識別子（ＡＧＷ＿ＩＤ）と、自アクセスゲートウェイ２１のＩＰアドレス（ＡＧＷアドレス（ＩＰＡ＿ＡＧＷ））と、自アクセスゲートウェイ２１が管理するネットワークのプレフィックス（ネットワークプレフィックス）と、自アクセスゲートウェイ２１が提供する利用可能な帯域レベルの種類を示す帯域レベル情報と、自アクセスゲートウェイ２１の稼働率を示す稼働率情報と、自アクセスゲートウェイ２１からのメッセージオプションの情報とを記憶する。
【００３６】
図１２は、図９に示すビーコン信号生成部２１６の構成を示すブロック図である。図１２において、ビーコン信号生成部２１６は、送信間隔情報記憶部６１１と送信タイミング信号生成部６１２と稼働率管理記憶部６１３とタイムスタンプ生成部６１４と認証共通鍵記憶部６１５とシーケンス番号生成部６１６と基本部データ生成部６１７と第１拡張部データ生成部６１８と第２拡張部データ生成暗号化部６１９とＨＭＡＣ生成部６２０と合成部６２１とを有する。
【００３７】
送信間隔情報記憶部６１１は、ビーコン信号の送信間隔を示す送信間隔情報を記憶している。送信タイミング信号生成部６１２は、その送信間隔情報で示される送信間隔で、ビーコン信号の送信タイミングを示す送信タイミング信号を生成し出力する。送信タイミング信号は、各部６１４，６１６，６１７，６１８，６１９，６２０，６２１に供給される。各部６１４，６１６，６１７，６１８，６１９，６２０，６２１は、送信タイミング信号によって起動される。
【００３８】
シーケンス番号生成部６１６は、ビーコン信号のシーケンス番号を生成する。基本部データ生成部６１７は、シーケンス番号生成部６１６によって生成されたシーケンス番号と、ＡＧＷ情報記憶部２１７から読み出されたＡＧＷ情報中のドメインＩＤ、ネットワークＩＤおよびＡＧＷ＿ＩＤと、送信間隔情報記憶部６１１から読み出された送信間隔情報とを用いて、図６に示される基本部データを生成する。
【００３９】
稼働率管理記憶部６１３は、自アクセスゲートウェイ２１の稼働率を管理し、該稼働率を示す稼働率情報を記憶する。稼働率管理記憶部６１３は、ＭＮ情報記憶部２１５に記憶されるＭＮ情報を読み出して稼働率を算出する。稼働率は、自アクセスゲートウェイ２１が管理する移動ノードの数（移動ノード管理数）と、自アクセスゲートウェイ２１が管理可能な移動ノードの最大数（移動ノード管理可能数）とから算出される。稼働率管理記憶部６１３は、ＭＮ情報記憶部２１５に記憶されるＭＮ情報に含まれるホームアドレスと気付アドレスの組の数、帯域レベル情報により計数し、この計数値を移動ノード管理数とする。移動ノード管理可能数は、予め設定されている。稼働率管理記憶部６１３は、移動ノード管理数を移動ノード管理可能数で除した値を稼働率とする。
【００４０】
タイムスタンプ生成部６１４は、時計を有しており、時計の時刻を示すタイムスタンプを生成する。
第１拡張部データ生成部６１８は、稼働率管理記憶部６１３から読み出された稼働率情報と、ＡＧＷ情報記憶部２１７から読み出されたＡＧＷ情報中の帯域レベル情報と、タイムスタンプ生成部６１４によって生成されたタイムスタンプとを用いて、図７に示される第１拡張部データを生成する。
【００４１】
第２拡張部データ生成暗号化部６１９は、ＡＧＷ情報記憶部２１７から読み出されたＡＧＷ情報中のＡＧＷアドレス（ＩＰＡ＿ＡＧＷ）とネットワークプレフィックスとメッセージオプション情報とを用いて、図８に示される第２拡張部データ（暗号化前の第２拡張部データ）を生成する。次いで、第２拡張部データ生成暗号化部６１９は、暗号化前の第２拡張部データを、暗号鍵を用いて暗号化する。暗号鍵は、認証共通鍵記憶部４０２に記憶されている認証共通鍵Ｋと第１拡張部データに格納されたタイムスタンプを連結したデータをハッシュ関数により変換したハッシュ値である。第２拡張部データ生成暗号化部６１９は、認証共通鍵記憶部６１５から認証共通鍵Ｋを読み出すとともにタイムスタンプ生成部６１４からタイムスタンプを読み出して暗号鍵を生成する。この暗号鍵を用いることにより、攻撃者が第２拡張部データを即時に復号することができない。この結果として、ビーコン信号内のネットワークプレフィックスを利用した攻撃がしにくくなるという効果が得られる。
【００４２】
ＨＭＡＣ生成部６２０は、基本部データ生成部６１７によって生成された基本部データと、第１拡張部データ生成部６１８によって生成された第１拡張部データと、第２拡張部データ生成暗号化部６１９によって生成された第２拡張部データ（暗号化データ）を連結し、認証共通鍵Kを用いて該連結データをハッシュ関数により変換する。このハッシュ値がＨＭＡＣデータである。
【００４３】
合成部６２１は、基本部データ生成部６１７によって生成された基本部データと、第１拡張部データ生成部６１８によって生成された第１拡張部データと、第２拡張部データ生成暗号化部６１９によって生成された第２拡張部データ（暗号化データ）と、ＨＭＡＣ生成部６２０によって生成されたＨＭＡＣデータとを用いて、図５に示されるビーコン信号を生成する。
【００４４】
次に、図１３を参照して、本実施形態に係る移動通信ネットワークシステムにおけるハンドオーバ手順を説明する。図１３は、本実施形態に係るハンドオーバ手順の流れを示すシーケンス図である。
【００４５】
まず、図１３において、ハンドオーバ前の状態として、移動ノード１０は、図１のネットワーク２−１圏内にあってアクセスゲートウェイ２１−１に接続している。このネットワーク２−１における移動ノード１０の気付アドレスは「ＣｏＡ１」である。また、移動ノード１０のホームアドレスは「ＩＰＡ＿ＭＮ」であり、ＣＮアドレスは「ＩＰＡ＿ＣＮ」である。アクセスゲートウェイ２１−１のＩＰアドレスは「ＩＰＡ＿ＡＧＷ１」である。このときの移動ノード１０のＩＰ情報記憶部１０３は、図３に例示される状態である。また、アクセスゲートウェイ２１−１のＭＮ情報記憶部２１５は、図１０に例示される状態である。
【００４６】
図１３において、移動ノード１０は、アクセスゲートウェイ２１−１経由で相手ノード３１とパケット通信中である（ステップＳ１０）。このとき、移動ノード１０がハンドオーバを発生する（ステップＳ１１）。ここでは、移動ノード１０が受信したビーコン信号に基づいてハンドオーバ先候補を探索した結果、ネットワーク２−２のアクセスゲートウェイ２１−２が発見され、アクセスゲートウェイ２１−２をハンドオーバ先候補に決定したとする。アクセスゲートウェイ２１−２のＩＰアドレスは「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」である。これにより、移動ノード１０とアクセスゲートウェイ２１−２間、アクセスゲートウェイ２１−２とホームエージェント１１間でそれぞれハンドオーバ設定が行われる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。
【００４７】
次いで、移動ノード１０が、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイ２１−２から受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて、新気付アドレス「ＣｏＡ２」を生成する（ステップＳ１４）。次いで、移動ノード１０が、ホームアドレス「ＩＰＡ＿ＭＮ」、新気付アドレス「ＣｏＡ２」およびハンドオーバ先の新ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」をＭＮ情報としてハンドオーバ前のアクセスゲートウェイ２１−１経由でホームエージェント１１に送信する（ステップＳ１５）。
【００４８】
次いで、ホームエージェント１１が、移動ノード１０から受信したＭＮ情報によって、自己で管理しているバインディング情報を更新する（ステップＳ１６）。これにより、ホームエージェント１１が保持している移動ノード１０に係るバインディング情報において、気付アドレスが旧気付アドレス「ＣｏＡ１」から新気付アドレス「ＣｏＡ２」に、ＡＧＷアドレスが旧ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ１」から新ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」に、それぞれ更新される。
【００４９】
次いで、ホームエージェント１１が、更新後のバインディング情報に基づいて、移動ノード１０に係るＭＮ情報を相手ノード３１へ送信する（ステップＳ１７）。これにより、相手ノード３１は、自己で管理しているバインディング情報を更新する（ステップＳ１８）。
【００５０】
また、ホームエージェント１１は、更新後のバインディング情報に基づいて、移動ノード１０に係るＭＮ情報を新アクセスゲートウェイ２１−２へ送信する（ステップＳ１９）。これにより、新アクセスゲートウェイ２１−２は、自己で管理しているＭＮ情報（ＭＮ情報記憶部２１５）を更新する（ステップＳ１８）。
【００５１】
次いで、移動ノード１０と相手ノード３１は、新アクセスゲートウェイ２１−２経由でＩＰパケットの送受を行い、パケット通信を継続する（ステップＳ２１）。
【００５２】
上述したように本実施形態によれば、移動ノード１０は新気付アドレスを生成する際に、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイ２１から受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて、新気付アドレスを生成する。これにより、ネットワークプレフィックスを取得する際の手続きが不要となるので、効率がよくなり新気付アドレスの生成時間を短縮することができる。この結果として、ハンドオーバ処理の時間短縮を図ることができるという効果が得られる。
【実施例】
【００５３】
図１４は本発明に係る移動通信ネットワークシステムの一実施例である。図１４において、携帯電話網１は、ＩＰネットワークを有し、携帯端末１０のホームネットワークとなっている。携帯端末１０は、移動ノードとして携帯電話網１以外の他のＩＰネットワークである無線ＬＡＮ（Local Area Network）２−１および無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）２−２にも接続可能である。携帯端末１０は、携帯電話網１用の無線インタフェース、無線ＬＡＮ２−１用の無線インタフェースおよび無線ＭＡＮ２−２用の無線インタフェースを有する。
【００５４】
ＬＡＮ３は、携帯端末１０の相手ノードとしてのコンテンツ配信サーバ３１が接続するネットワークである。コンテンツ配信サーバ３１は、映像等のコンテンツをパケット通信により配信する。
【００５５】
各ネットワーク１，２−１，２−２，３間は、それぞれ通信回線で接続されている。なお、必要に応じて、ＩＰｓｅｃを用いた安全なパケット通信路が構成される。
【００５６】
携帯電話網１、無線ＬＡＮ２−１および無線ＭＡＮ２−２の各通信事業者は、ネットワーク接続に関して提携関係を結んでいる。これにより、携帯端末１０は、携帯電話網１、無線ＬＡＮ２−１および無線ＭＡＮ２−２の各々の間でハンドオーバにより相互接続することができる。
【００５７】
携帯電話網１は、ホームエージェント１１と認証課金サーバ（ＡＡＡＨ：homed authentication， authorization and accounting）１２を有する。認証課金サーバ１２は、携帯電話網１で管理する端末の認証処理および課金処理を行う。無線ＬＡＮ２−１は、携帯端末１０のネットワーク接続点（アクセスポイント：ＡＰ）となるアクセスゲートウェイ２１−１と認証課金サーバ（ＡＡＡＶ：visited authentication， authorization and accounting）２２−１を有する。認証課金サーバ２２−１は、無線ＬＡＮ２−１へ接続する端末の認証処理および課金処理を行う。無線ＭＡＮ２−２は、携帯端末１０のネットワーク接続点（アクセスポイント：ＡＰ）となるアクセスゲートウェイ２１−２と認証課金サーバ（ＡＡＡＶ）２２−２を有する。認証課金サーバ２２−２は、無線ＭＡＮ２−２へ接続する端末の認証処理および課金処理を行う。認証課金サーバ２２−１，２２−２は、携帯端末１０に関する認証情報および課金情報を携帯電話網１の認証課金サーバ１２へ送る。
【００５８】
次に、図１５，図１６を参照して、図１４に示す移動通信ネットワークシステムにおけるパケット通信手順を説明する。図１５，図１６は、本実施例に係るパケット通信手順全体の流れを示すシーケンス図である。なお、図１５，図１６において、図１３の各ステップに対応する部分には同一の符号を付している。
【００５９】
まず、図１５において、携帯端末１０は、図１４の無線ＬＡＮ２−１圏内にあってアクセスゲートウェイ２１−１に接続している。この無線ＬＡＮ２−１における携帯端末１０の気付アドレスは「ＣｏＡ１」である。また、携帯端末１０のホームアドレスは「ＩＰＡ＿ＭＮ」であり、コンテンツ配信サーバ３１のＩＰアドレス（ＣＮアドレス）は「ＩＰＡ＿ＣＮ」である。アクセスゲートウェイ２１−１のＩＰアドレスは「ＩＰＡ＿ＡＧＷ１」である。
【００６０】
利用者が携帯端末１０を操作してコンテンツ配信サービスを起動すると、携帯端末１０はコンテンツ配信サービスアプリケーションを実行し、コンテンツ配信サーバ３１との間のパケット通信を開始する（ステップＳ１）。これにより、携帯端末１０とホームエージェント１１間で、アプリケーションのための通信初期設定が行われるとともに、公開鍵基盤（ＰＫＩ：Public Key Infrastructure）を用いて暗号鍵「Ｋｍ」が共有される（ステップＳ２）。また、ホームエージェント１１とコンテンツ配信サーバ３１間で通信初期設定が行われる（ステップＳ３）。
【００６１】
次いで、ホームエージェント１１が、セッション暗号鍵「Ｋｓａ」，「Ｋｓ１」を生成する（ステップＳ４）。セッション暗号鍵「Ｋｓａ」は、ホームエージェント１１とコンテンツ配信サーバ３１間の通信で用いられる。セッション暗号鍵「Ｋｓ１」は、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１間で用いられる。次いで、ホームエージェント１１が、セッション暗号鍵「Ｋｓ１」を携帯端末１０間で共有する（ステップＳ５）とともに、セッション暗号鍵「Ｋｓａ」，「Ｋｓ１」をコンテンツ配信サーバ３１間で共有する（ステップＳ６）。
【００６２】
次いで、ホームエージェント１１とコンテンツ配信サーバ３１間、ホームエージェント１１とアクセスゲートウェイ２１−１間で、携帯端末１０のＭＮ情報を更新する処理が行われる（ステップＳ７）。
【００６３】
次いで、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１は、ホームエージェント１１を経由せずアクセスゲートウェイ２１−１経由でＩＰパケットの送受を行い、コンテンツ配信サーバ３１から携帯端末１０へコンテンツが配信される（ステップＳ１０）。
【００６４】
ステップＳ１０におけるコンテンツ配信手順としては、まずコンテンツ配信の準備段階として、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１の間で、コンテンツ配信に用いられるコンテンツ鍵「Ｋｃ１」が共有される（ステップＳ１０−１）。次いで、コンテンツ配信サーバ３１は、コンテンツ鍵「Ｋｃ１」を用いてコンテンツを暗号化し、暗号化コンテンツをＩＰパケットにより携帯端末１０へ送信する（ステップＳ１０−２）。携帯端末１０は、受信した暗号化コンテンツを復号してコンテンツを再生する。
【００６５】
次に、図１６を参照して、携帯端末１０がハンドオーバする場合のパケット通信手順を説明する。図１６には図１５から引き続いたシーケンスが示されており、携帯端末１０は、アクセスゲートウェイ２１−１経由でコンテンツ配信サーバ３１とパケット通信中であり、コンテンツ配信サーバ３１からコンテンツを受信している（ステップＳ１０）。
【００６６】
図１６において、携帯端末１０がハンドオーバを発生する（ステップＳ１１）。ここでは、携帯端末１０が受信したビーコン信号に基づいてハンドオーバ先候補を探索した結果、無線ＭＡＮ２−２のアクセスゲートウェイ２１−２が発見され、アクセスゲートウェイ２１−２をハンドオーバ先候補に決定したとする。アクセスゲートウェイ２１−２のＩＰアドレスは「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」である。これにより、携帯端末１０とアクセスゲートウェイ２１−２間、アクセスゲートウェイ２１−２とホームエージェント１１間でそれぞれハンドオーバ設定が行われる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。
【００６７】
次いで、ホームエージェント１１が、ハンドオーバ後の携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１間で用いられる新セッション暗号鍵「Ｋｓ２」を生成し（ステップＳ４’）、新セッション暗号鍵「Ｋｓ２」をハンドオーバ前のアクセスゲートウェイ２１−１経由により携帯端末１０間で共有する（ステップＳ５’）とともに、新セッション暗号鍵「Ｋｓ２」をコンテンツ配信サーバ３１間で共有する（ステップＳ６’）。
【００６８】
次いで、携帯端末１０が、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイ２１−２から受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて、新気付アドレス「ＣｏＡ２」を生成する（ステップＳ１４）。次いで、携帯端末１０が、ホームアドレス「ＩＰＡ＿ＭＮ」、新気付アドレス「ＣｏＡ２」およびハンドオーバ先の新ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」をＭＮ情報としてハンドオーバ前のアクセスゲートウェイ２１−１経由でホームエージェント１１に送信する（ステップＳ１５）。
【００６９】
次いで、ホームエージェント１１が、携帯端末１０から受信したＭＮ情報によって、該当するバインディング情報を書き換えるバインディング更新を行う（ステップＳ１６）。このバインディング情報更新では、気付アドレスが旧気付アドレス「ＣｏＡ１」から新気付アドレス「ＣｏＡ２」に、ＡＧＷアドレスが旧ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ１」から新ＡＧＷアドレス「ＩＰＡ＿ＡＧＷ２」に、それぞれ書き換えられる。
【００７０】
次いで、ホームエージェント１１とコンテンツ配信サーバ３１間、ホームエージェント１１と新アクセスゲートウェイ２１−２間で、携帯端末１０のＭＮ情報を更新する処理が行われる（ステップＳ１７〜Ｓ２０）。
【００７１】
次いで、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１は、新アクセスゲートウェイ２１−２経由でＩＰパケットの送受を行い、コンテンツ配信サーバ３１から携帯端末１０へのコンテンツ配信が継続される（ステップＳ２１）。
【００７２】
ステップＳ２１におけるコンテンツ配信手順としては、まずコンテンツ配信継続の準備段階として、携帯端末１０とコンテンツ配信サーバ３１の間で、コンテンツ配信に用いられる新コンテンツ鍵「Ｋｃ２」が共有される（ステップＳ２１−１）。次いで、コンテンツ配信サーバ３１は、新コンテンツ鍵「Ｋｃ２」を用いてコンテンツを暗号化し、暗号化コンテンツをＩＰパケットにより携帯端末１０へ送信する（ステップＳ２１−２）。携帯端末１０は、受信した暗号化コンテンツを復号してコンテンツを再生する。
【００７３】
上述した実施例によれば、利用者が携帯端末１０によりコンテンツ配信サーバ３１から配信されるコンテンツを受信して視聴している最中に移動し、ハンドオーバが発生した場合、ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイ２１から受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスを用いて、新気付アドレスを生成する。これにより、ネットワークプレフィックスを取得する際の手続きが不要となるので、気付アドレスの一意性を確保した上で効率がよくなって新気付アドレスの生成時間を短縮することができ、ハンドオーバ処理時間が短縮される。この結果、ハンドオーバ時において、コンテンツを継続して受信するときの信頼性が向上するので、利用者に対してよりよいコンテンツ視聴環境を提供することが可能になる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動通信ネットワークシステムの全体構成図である。
【図２】図１に示す移動ノード１０の装置構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すＩＰ情報記憶部１０３の構成例である。
【図４】図２に示す気付アドレス生成部１０５の構成を示すブロック図である。
【図５】ビーコン信号の構成を示す図である。
【図６】図５に示す基本部５００のデータ構成を示す図である。
【図７】図５に示す第１拡張部５１０のデータ構成を示す図である。
【図８】図５に示す第２拡張部５２０のデータ構成を示す図である。
【図９】図１に示すアクセスゲートウェイ２１の装置構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示すＭＮ情報記憶部２１５の構成例である。
【図１１】図９に示すＡＧＷ情報記憶部２１７の構成例である。
【図１２】図９に示すビーコン信号生成部２１６の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るハンドオーバ手順の流れを示すシーケンス図である。
【図１４】本発明に係る移動通信ネットワークシステムの一実施例である。
【図１５】同実施例に係るパケット通信手順全体の流れを示すシーケンス図である。
【図１６】同実施例に係るパケット通信手順全体の流れを示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…ホームネットワーク、１０…移動ノード、２−１，２−２，３…ネットワーク、２１−１，２１−２…アクセスゲートウェイ、３１…相手ノード、１０１，２１２…無線部、１０２…ＩＰ通信部、１０３…ＩＰ情報記憶部、１０４…アプリケーション部、１０５…気付アドレス生成部、２１１…通信部、２１３…パケット転送部、２１４…ＭＮ管理部、２１５…ＭＮ情報記憶部、２１６…ビーコン信号生成部、２１７…ＡＧＷ情報記憶部、４０１…検査部、４０２…認証共通鍵記憶部、４０３…復号部、４０４…ネットワークプレフィックス抽出部、４０５…端末識別情報記憶部、４０６…ＩＰアドレス生成部、６１１…送信間隔情報記憶部、６１２…送信タイミング信号生成部、６１３…稼働率管理記憶部、６１４…タイムスタンプ生成部、６１５…認証共通鍵記憶部、６１６…シーケンス番号生成部、６１７…基本部データ生成部、６１８…第１拡張部データ生成部、６１９…第２拡張部データ生成暗号化部、６２０…ＨＭＡＣ生成部、６２１…合成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動ノードにおいて、
前記アクセスゲートウェイから無線送信されるビーコン信号を受信する無線部と、
ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスと自己の端末識別情報を用いて、新気付アドレスを生成する気付アドレス生成部と、
を備えたことを特徴とする移動ノード。
【請求項２】
移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムにおける、前記アクセスゲートウェイにおいて、
一定周期でビーコン信号を無線送信する無線部と、
自アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックスを記憶するネットワークプレフィックス記憶手段と、
該ネットワークプレフィックスを含むビーコン信号を生成するビーコン信号生成部と、
を備えたことを特徴とするアクセスゲートウェイ。
【請求項３】
移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムにおいて、
前記アクセスゲートウェイは、
一定周期でビーコン信号を無線送信する無線部と、
自アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックスを記憶するネットワークプレフィックス記憶手段と、
該ネットワークプレフィックスを含むビーコン信号を生成するビーコン信号生成部と、を有し、
前記移動ノードは、
ネットワーク接続点のアクセスゲートウェイから無線送信されるビーコン信号を受信する無線部と、
ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスと自己の端末識別情報を用いて、新気付アドレスを生成する気付アドレス生成部と、を有する、
ことを特徴とする移動通信ネットワークシステム。
【請求項４】
無線通信プロトコルの規格で規定されている基本部と、第１拡張部と、暗号鍵により暗号化された第２拡張部を有するビーコン信号を生成するビーコン信号生成装置であり、
前記第１拡張部は、移動ノードがネットワークに接続する際に、該移動ノードの利用者が希望する品質でサービスを受信可能か判断するための情報を有し、
前記第２拡張部は、暗号鍵を所有する利用者が当該ネットワークにアクセスするためのアクセスゲートウェイのアドレス、該アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックス、および、ビーコンの情報の正当性を保証するためのメッセージ認証子を有する、
ことを特徴とするビーコン信号生成装置。
【請求項１】
ホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動ノードにおいて、
前記アクセスゲートウェイから無線送信されるビーコン信号を受信する無線部と、
ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスと自己の端末識別情報を用いて、新気付アドレスを生成する気付アドレス生成部と、
を備えたことを特徴とする移動ノード。
【請求項２】
移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムにおける、前記アクセスゲートウェイにおいて、
一定周期でビーコン信号を無線送信する無線部と、
自アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックスを記憶するネットワークプレフィックス記憶手段と、
該ネットワークプレフィックスを含むビーコン信号を生成するビーコン信号生成部と、
を備えたことを特徴とするアクセスゲートウェイ。
【請求項３】
移動ノードがホームネットワーク以外のネットワークへの接続点であるアクセスゲートウェイに無線接続し、相手ノードとの間で気付アドレスに基づいてパケット通信を行う移動通信ネットワークシステムにおいて、
前記アクセスゲートウェイは、
一定周期でビーコン信号を無線送信する無線部と、
自アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックスを記憶するネットワークプレフィックス記憶手段と、
該ネットワークプレフィックスを含むビーコン信号を生成するビーコン信号生成部と、を有し、
前記移動ノードは、
ネットワーク接続点のアクセスゲートウェイから無線送信されるビーコン信号を受信する無線部と、
ハンドオーバ先のアクセスゲートウェイから受信したビーコン信号に含まれるネットワークプレフィックスと自己の端末識別情報を用いて、新気付アドレスを生成する気付アドレス生成部と、を有する、
ことを特徴とする移動通信ネットワークシステム。
【請求項４】
無線通信プロトコルの規格で規定されている基本部と、第１拡張部と、暗号鍵により暗号化された第２拡張部を有するビーコン信号を生成するビーコン信号生成装置であり、
前記第１拡張部は、移動ノードがネットワークに接続する際に、該移動ノードの利用者が希望する品質でサービスを受信可能か判断するための情報を有し、
前記第２拡張部は、暗号鍵を所有する利用者が当該ネットワークにアクセスするためのアクセスゲートウェイのアドレス、該アクセスゲートウェイが管理するネットワークのプレフィックス、および、ビーコンの情報の正当性を保証するためのメッセージ認証子を有する、
ことを特徴とするビーコン信号生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１０３７４５（Ｐ２０１０−１０３７４５Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７３０５６（Ｐ２００８−２７３０５６）
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年５月１５日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 Ｖｏｌ．１０８ Ｎｏ．４４」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年７月１０日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 Ｖｏｌ．１０８ Ｎｏ．１３４」に発表
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年５月１５日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 Ｖｏｌ．１０８ Ｎｏ．４４」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年７月１０日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 Ｖｏｌ．１０８ Ｎｏ．１３４」に発表
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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