JP2005513859A - ハイブリッド無線通信システムにおけるデータ・パケット・トランスポートのためのシステムと方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド無線通信システムにおけるデータ・パケット・トランスポートのためのシステムと方法
【解決手段】コンピュータ・データは、ＣＤＭＡ側ではパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）エレメントとして作用し、そしてＧＳＭ側ではサービングＧＰＲＳサービス・ノード（ＳＧＳＮ）エレメントとして作用するスイッチを使用してＣＤＭＡ無線・アクセス・ネットワークとＧＳＭコア・インフラストラクチャとの間で転送される。スイッチング・メッセージ・シーケンスとプロトコル・スタックとが開示される。

Description

関連出願

この出願は、米国仮特許出願のタイトル“ＣＤＭＡ２０００無線(Radio)・アクセス・ネットワーク(radio access network)およびＧＰＲＳコア・ネットワーク(core network)から成る無線通信システムにおけるデータ・パケット・トランスポート(transport)のための方法と装置”、シリアル番号第６０／３４０，５００号、２００１年１２月１４日提出への優先権を主張する。

本発明は一般に無線通信システムに関し、そしてより詳しくはＧＳＭコア・ネットワークと共にＣＤＭＡ無線・アクセス・ネットワークを使用するシステムに関する。

符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）は、本質的に比較的大きい帯域幅容量を有する、即ち、本質的に他の無線通信技術よりも多くの周波数帯域当たりの電話呼のサービスを可能とする、ディジタル無線技術である。さらに、ＣＤＭＡのスペクトル拡散原理は本質的に安全な通信を提供する。引用によりこの中に組み込まれる、米国特許番号第４，９０１，３０７号は、音声呼および非音声コンピュータ・データの両者を送信するのに使用され得るＣＤＭＡシステムの詳細を述べている。

ＣＤＭＡの利点にもかかわらず、他のシステムは他の原理を使用することがある。例えば、世界の多くの部分では、時分割多元アクセスの１バージョンを使用するＧＳＭが使用される。

ＣＤＭＡ原理または他の無線原理のいずれが使用されようと、無線通信システムは２つの主要コンポーネント、即ち、無線(wireless radio)・アクセス・ネットワーク(ＲＡＮ)と、このＲＡＮと通信し、および公衆電話交換ネットワーク(public switched telephone network)（ＰＳＴＮ）や（特にデータ呼に独占的ではないが）インターネット等のような外部システムと通信するコア・インフラストラクチャ(core infrastructure)とを有すると考えられ得る。種々の無線技術に関連するコア・インフラストラクチャは、ハードウェアの点から、また詳述された、典型的にシステム特有の呼のスイッチング、申込と受付の認証(subscription and attendant authentication)および呼のモニタリング、そして課金を維持させるために通信プロトコルを開発することの点からの両方で、非常に高価になり得る。従って、（ＧＳＭやＧＳＭプロトコルの場合には、およびｃｄｍａ２０００‐１ｘ，ＩＳ‐４１プロトコルのようなＣＤＭＡの場合には）１つの無線システムの通信プロトコルは、１システムまたは他のシステムのコア・インフラストラクチャ内の非常に高価な変更をすること無しにはもう１つのシステムのそれらのプロトコルに適合できないかもしれない。

上記の開示から、この発明は、ＧＳＭが世界の多くの部分に現存するので、それに付随する利点と共に、ＧＳＭベースのコア・インフラストラクチャと共にＣＤＭＡベースのＲＡＮの使用を可能にすることが望ましいと認識する。本発明はなお、上記の観点から、ＧＳＭコア・インフラストラクチャの通信プロトコルを修正する必要性を最小化することが望ましいことを、さらに認識する。

本発明の特別の焦点に関して、移動局（ＭＳ）からコア・インフラストラクチャへの非音声コンピュータ・データのトランスポートがある。ＣＤＭＡシステムでは、ＭＳは電話機、ラップトップ・コンピュータ、または他のＣＤＭＡであり得る。他のＣＤＭＡデバイスはディジタル・データをＣＤＭＡ無線(wireless)ＲＡＮを介してＣＤＭＡコア・インフラストラクチャに通信する。ＭＳはパケット・データ・サービング(serving)・ノード(ＰＤＳＮ)を含みPDSNはそのデータを、例えば、ＩＳ‐４１プロトコルの一部であるパケット・データ通話(call)手順を使用するインターネットに伝達する。ＧＳＭシステムでは、ＭＳはディジタル・データをＧＳＭ ＲＡＮを介してＧＳＭコア・インフラストラクチャに伝達する。ＧＳＭがいわゆる広帯域ＣＤＭＡの使用を始めるまで、及び周波数スペクトル制限の故に広帯域ＣＤＭＡを使用できないであろうそれらのサービス・プロバイダに体した後でも、ＧＳＭインフラストラクチャのコンピュータ・データ送信部分はいわゆるＧＰＲＳインフラストラクチャであり続けるであろう。ＧＰＲＳコンピュータ・データ・インフラストラクチャは、ＧＳＭ ＲＡＮの各基地局システム（ＢＳＳ）のために、中央ゲートウェイＧＰＲＳサービス・ノード（ＧＧＳＮ）に連結された対応するサービングＧＰＲＳサービス・ノード（ＳＧＳＮ）を有する。ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮはＧＳＭプロトコルを使用してコンピュータ・データを伝達することに協力する。本発明によって提起される課題は、ＧＳＭコア・インフラストラクチャへの過度の修正を必要とせずに、ＧＳＭコア・インフラストラクチャと協力してＣＤＭＡ ＲＡＮを使用してコンピュータ・データをいかに送信するかである。

[発明の概要]
無線通信を維持させるためのスイッチは、符号分割多元(multiple)アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルを使用するＣＤＭＡ無線・アクセス・ネットワーク(ＲＡＮ)と通信する第１のエレメントを有する。このスイッチはまたＧＳＭプロトコルを使用するＧＳＭコア・インフラストラクチャと通信する第２のエレメントをも有する。第１および第２のエレメントは相互に通信し、ＧＳＭコア・インフラストラクチャと共にＣＤＭＡ ＲＡＮの使用が促進される。

好ましい実施形態では、第１のエレメントはパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）エレメントであり、そして第２のエレメントはサービングＧＰＲＳサービス・ノード（ＳＧＳＮ）エレメントである。ＳＧＳＮエレメントはゲートウェイＧＰＲＳサービス・ノード（ＧＧＳＮ）と通信することができ、そしてＰＤＳＮエレメントはＣＤＭＡ基地局コントローラ（ＢＳＣ）と通信することができる。特に好ましい実施形態では、スイッチはＣＤＭＡ ＲＡＮとＧＳＭコア・インフラストラクチャとの間でコンピュータ・データを転送する。１つの好ましい、非限定の実施の形態では、スイッチはＣＤＭＡ ＲＡＮからのポイント−ツー−ポイント・プロトコル(point-to-point protocol)（ＰＰＰ）フレームィングを終結させ、そしてＣＤＭＡ ＲＡＮと通信しているＣＤＭＡ移動局のユーザによるＩＰの選択に応じてインターネット・プロトコル（ＩＰ）をＧＳＭコア・インフラストラクチャに送出する。

もう１つの観点では、ＧＳＭコア・インフラストラクチャと共にＣＤＭＡ ＲＡＮの使用を促進するための方法は、ＣＤＭＡ ＲＡＮからのポイント−ツー−ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）フレームィングを終結させること、およびＣＤＭＡ ＲＡＮと通信しているＣＤＭＡ移動局のユーザによるインターネット・プロトコル（ＩＰ）の選択に応じてＩＰをＧＳＭコア・インフラストラクチャに送出すること、および／またはＣＤＭＡ移動局からのパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）コンテキスト活性化(context activation)を開始すること、の少なくとも１つを含む。

もう１つの観点では、ＣＤＭＡ標準を変更すること無しに、そしてより詳しくはｃｄｍａ２０００ １ｘを変更すること無しに、ＰＤＰコンテキストが確立できる(established)ように、ＰＤＰコンテキストを生成するのに必要なデータはＧＳＭホーム ロケーション レジストリー(home location registry)から受信される。

なお、もう１つの観点では、無線データ通信システムは、ＣＤＭＡ ＲＡＮ、ＧＳＭコア・インフラストラクチャ、およびＣＤＭＡ ＲＡＮとＧＳＭコア・インフラストラクチャとを相互接続するスイッチを有する。以降にさら開示されるように、スイッチはＣＤＭＡプロトコルを使用してコンピュータ・データをＣＤＭＡ ＲＡＮに送受信する。また、スイッチはＧＳＭプロトコルを使用してコンピュータ・データをＧＳＭコア・インフラストラクチャに送受信する。

発明の詳細な説明

本発明の詳細は、それの構造および動作の両者について、添付されている図面に関して最もよく理解されることができ、その中で同じ参照数字は同じパーツを指している。

初めに図１を参照すると、通常１２で示される符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）無線(radio)・アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）と、通常１４で示されるＧＳＭコア・インフラストラクチャとの間の通信を、そして特にコンピュータ・データ通信を促進するための通常１０で示されるシステムが示されている。ＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４もまた、ＩＰネットワーク１６、例えばインターネットのようなデータ・ネットワークと通信することができる。

図１に示されたように、ＣＤＭＡ ＲＡＮ１２は１つまたはそれ以上の基地局（ＢＴＳ）１８と移動局（ＭＳ）２０との間の無線通信を維持させる。当分野で既知のＣＤＭＡ原理に従って、ＢＴＳ１８は基地局コントローラ(ＢＳＣ)２２と通信することができる。図１内に示された好ましいＣＤＭＡ ＲＡＮ１２はｃｄｍａ２０００を使用し、そして特にｃｄｍａ２０００ １ｘ、ｃｄｍａ２０００ ３ｘ、またはｃｄｍａ２０００高速データ(high data rate)（ＨＤＲ）原理を使用する。

非限定の実施形態では、移動局２０は京セラ、サムスン、または符号分割多元アクセス(ＣＤＭＡ)原理とＣＤＭＡ大気中(over-the-air)（ＯＴＡ）通信エア・インターフェイスとを使用する他の製造業者によって製造された移動電話機である。しかしながら、本発明はラップトップ・コンピュータ、無線ハンドセットまたは電話機、データ・トランシーバ、あるいはページングおよび位置決定受信器(position determination receivers)のような他の移動局に当てはまる。移動局２０は、望ましいこととして、車載用（自動車、トラック、ボート、飛行機、列車を含む）におけるような手持ち式または携帯型であることができる。しかしながら、無線通信装置は一般に移動体であると見られる一方で、本発明はある実施の形態では“固定型”ユニットに適用することが可能であると理解されるべきである。また、本発明は音声および／またはディジタル化されたビデオ情報を含むデータ情報を転送するために使用されるデータ・モジュールまたはモデムにも適用され、そして有線または無線リンクを使用して他の装置と通信してもよい。さらに、コマンドは、モデムまたはモジュールに複数の通信チャネルを介して情報を転送するために、所定の調整されたまたは関連する方法で動作させるように使用されることができる。無線通信装置はまた時々、ユーザ端末、移動局、移動体ユニット、加入者ユニット、移動体無線または無線電話機、無線ユニットと呼ばれ、あるいはある通信システムでは単純に“ユーザ”および“移動体”と呼ばれる。

ＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４に戻って、他のコンポーネントの間でＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４は、コンピュータ・データ送信の目的のために、ゲートウェイＧＰＲＳサービス・ノード（ＧＧＳＮ）２４を有することができる。さらに、ＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４は、このＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４のユーザについての加入者データを包含するホーム ロケーション レジストリー（ＨＬＲ）２６を含むことができる。

ハイブリッドＣＤＭＡ／ＧＳＭスイッチ２８は、ＣＤＭＡ ＲＡＮ１２とＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４とを相互接続する。示された好ましい実施形態では、スイッチ２８はＣＤＭＡ技術分野において既知のＰＤＳＮ動作に従ってＣＤＭＡプロトコルを使用してＣＤＭＡ ＲＡＮ１２と通信するパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）エレメント３０を有する。さらに、スイッチ２８はＧＳＭ技術分野において既知のＳＧＳＮ動作に従ってＧＳＭプロトコルを使用してＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４と通信するサービングＧＰＲＳサービス・ノード（ＳＧＳＮ）エレメント３２を有する。ＩＳ‐４１のようなＣＤＭＡプロトコルを使用するために、しかしむしろそれ自身の既知のプロトコルを使用するために、ＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４を修正すること無しに、ＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４と共にＣＤＭＡ ＲＡＮ１２の使用が促進されるように、エレメント３０，３２は以降の開示に従って相互に通信する。

図２は、ＭＳ２０のユーザがコンピュータ・データ送信において使用されたパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）タイプはＰＰＰであることを示した時に、本発明において使用される種々のユーザ・プレーン(plane)・プロトコル・スタックを示す。ＣＤＭＡ １ｘおよびＨＤＲシステムでは、ＰＰＰのみがＧＳＭ能力を模倣する(mimic)ために使用されるが、ＣＤＭＡイネーブルな(enabled)ＭＳ２０はユーザに、ＣＤＭＡ標準を変更すること無しに、そしてより詳しくはｃｄｍａ２０００ １ｘを変更すること無しに、ＰＰＰまたはＩＰのいずれかを指定することを可能とする。システム１０がこのユーザ入力をどのように使用するかは以下でさらに述べる。

第１および第２のＭＳ２０のエア・インターフェイス・ユーザ・プロトコル・スタック３４，３６は、当分野で既知のＣＤＭＡ １ｘ原理に従ってＭＳ２０によって使用されたＣＤＭＡエア・インターフェイス・プロトコル・スタックを表す。便宜上、これらのユーザ・プロトコル・スタックはこの中に簡単に記述される。示されているように、第１のエア・インターフェイス・ユーザ・プロトコル・スタック３４はリレー層にＲｍリレー層３８を、そしてリンク層にＰＰＰ４０を含む。ＰＰＰ４０はネットワーク層にＩＰ４２をカプセル化する。上位レベル・プロトコル４４がＩＰ４２上に付加されてもよい。

これと対比して、リレー層では第２のエア・インターフェイス・ユーザ・プロトコル・スタック３６は、第１のスタック３４のＲｍリレー層３８と通信するＲｍリレー層４６を含む。ＢＳＣ２２と通信するために、第２のエア・インターフェイス・スタック３６はエアリンク４８を含み、そしてこのエアリンク４８の上部にはＵｍリンク層プロトコル５０がある。リンク層でのＬ２リレーは、当分野で既知のｃｄｍａ２０００ １ｘ原理に従ってＢＳＣ２２への送信のためのＵｍプロトコルを使用する。

ＢＳＣユーザ・プロトコル・スタック５４はＭＳ２０と通信するためにＢＳＣ２２をイネーブルにする。示されているように、ＢＳＣプロトコル・スタック５４は第２のＭＳ２０のエア・インターフェイス・スタック３６のエアリンク４８と通信するエアリンク５６を含む。リレー層でのエアリンク５６の上部にはＵｍリンク層５８がある。これらのプロトコルは、リンク層でＬ２リレー６０によってｃｄｍａ２０００ １ｘ ＰＤＳＮと通信するのに適したプロトコルに変換される。より詳しくは、ＭＳ２０と通信するために使用されるリレー層プロトコルは、適当な物理層プロトコル６２、物理層プロトコル６２の上部のＡ_quaterリンク層６４に、及びｃｄｍａ２０００ １ｘ原理に従って該リレー層のＡ_quaterネットワーク層プロトコル６６に、変換される。

ＢＳＣスタック５４の物理層６２はスイッチ・ユーザ・スタック６８に接続され、そしてより詳しくはスイッチ２８のＰＤＳＮエレメント３０によって実施されるスイッチ・スタック６８の物理層７０に接続される。物理層７０の上部にはＢＳＣスタック５４のＡ_quaterリンク層プロトコル６４に相当するＡ_quaterリンク層プロトコル７２と、ｃｄｍａ２０００ １ｘ原理に従ってＢＳＣスタック５４のＡ_quaterネットワーク層６６に相当するＡ_quaterネットワーク層７４とがある。

上述のリレー層プロトコルの上部では、スイッチ・ユーザ・スタック６８は、リンク層に、Ｌ２リレー＋処理層７６を含む。この層７６は上述のＣＤＭＡ ＲＡＮプロトコルを、スイッチ２８のＳＧＳＮエレメント３２によって実施される次のＧＳＭプロトコルに、そのリレー層で上部から下部へ順に：ＧＰＲＳトンネル(Tunneling)・プロトコル‐ユーザ・プレーン（ＧＴＰ‐Ｕ）層７８、適切なユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）層８０、ＩＰ層８２、および適切なＬ２およびＬ１層８４，８６に、変換／再フォーマットする。

スイッチ２８はＧＳＭプロトコル・スタックを用いて図１に示されるＧＧＳＮ２４と通信する。完全には、ＧＧＳＮ２４によって実施されるユーザ・プロトコル・スタック８８は、当分野で既知の従前のＧＳＭ原理に従って、リレー層を含み、リレー層は、該リレー層の上部から下部へ順に：ＧＴＰ‐Ｕ層９０、ＵＤＰ層９２、ＩＰ層９４、およびＬ２およびＬ１層９６，９８のとおりのＳＧＳＮエレメント３２のそれを反映する。

リレー層の上部のリンク層にはＰＰＰ層１００があり、それはネットワーク層でＩＰ１０２をカプセル化する。適切な上位層プロトコル１０４が使用されることが可能である。

上に示されたように、ｃｄｍａ２０００ １ｘ移動局はＩＰをカプセル化するためにＰＰＰを使用する一方で、ＧＳＭシステムでは移動局はユーザに、彼等がＩＰをカプセル化するためにＰＰＰを使用したいか否かを選択させることができる。それゆえに、好ましいＭＳ２０は、メニュー選択かスイッチまたは他の手段のようなユーザ選択手段を含み、それによってユーザはＰＤＰタイプを“ＩＰ”であると指摘することができる。図３は使用されるプロトコルが、ＭＳ２０、ＢＳＣ２２、およびＧＧＳＮ２４において、ユーザがＰＤＰタイプをＰＰＰであるとして選択する時に使用されるそれらに、同一であることを示している。これに反して、スイッチ２８によって実施されたユーザ・プロトコル・スタック１０６は、ＩＰがＰＤＰタイプと指摘される時には、ＰＰＰが選択される時に使用されるユーザ・スタック６８とは少し異なる。より詳しくは、ユーザ・プロトコル・スタック１０６は物理層１０８と、ＢＳＣスタックのＡ_quaterリンクおよびネットワーク層に相当するＡ_quaterリンク層１１０およびＡ_quaterネットワーク層１１２とを含むが、リンク層では図３に示されたスイッチ・スタック１０６はＣＤＭＡ ＲＡＮから受信されたＩＰからカプセル化しているＰＰＰを終結するＰＰＰ層１１４を含む。他の方法を続行しているデータに対して、ＰＰＰ層１１４はＧＳＭコアからのいずれのＩＰデータもＰＰＰ内にカプセル化する。この方法では、ＰＤＰタイプを選択できるＧＳＭの特徴は、ＰＰＰ以外のいずれをも実際に使用するためにＣＤＭＡ ＭＳ２０を修正すること無しに保存される。

Ｌ２リレー層１１６はその後、上に述べられたように上述のＣＤＭＡ ＲＡＮプロトコルとＧＳＭプロトコルとの間を変換するように機能する。ＰＰＰが選択される時にはこれらの層がリレー層に存在するのに反して、スイッチ２８のＧＴＰ‐Ｕ層とＧＧＳＮ２４とはＩＰがＰＤＰタイプとして選択される時にはユーザ・プロトコル・スタックのリンク層に存在することができることは図３から認められるべきである。

シグナリングまたはスイッチング・プレーンにおいて使用されるプロトコル・スタックは、種々のＰＤＰ選択のオプションについて図５-７に示されたシグナリング・メッセージ・フローと共に、図４に示される。当分野で既知のｃｄｍａ２０００ １ｘ原理に従って、ＭＳ２０は適切なエアリンク１２２、Ｕｍリンク層１２４、およびデータ転送のダイレクト・トランスファ・アプリケーション・パート・プロトコル（ＤＴＡＰ）１２６を含むシグナリング・プロトコル・スタック１２０を使用する。このシグナリング・スタックは適切なエアリンク１３０、Ｕｍリンク層１３２、およびＤＴＡＰリレー１３４によって移動局側におけるＢＳＣシグナリング・スタック１２８で実施される。移動局側でＤＴＡＰリレー１３４はスタック１２８のコア側に対応する基地局のモバイル・アプリケーション・パート/ダイレクト・トランスファ・アプリケーション・パート（ＢＳＭＡＰ／ＤＴＡＰ）層１３６を有する。これと対比して、スタック１２８の移動局側のＵｍリンク層１３２はスタック１２８のコア側のトランスポート層１３８およびネットワーク層１４０に相当し、そして移動局側のエアリンク１３０はコア側の適切なリンク層１４２および物理層１４４に相当する。

スイッチ２８によって実施されたようなスイッチ・シグナリング・プロトコル・スタック１４６は、示されるようにＢＳＣシグナリング・スタック１２８のコア側を写すＣＤＭＡ ＲＡＮ側１４８を含む。また、スイッチ２８はＤＴＡＰとＧＴＰとの間のメッセージ・フォーマットを変換するＤＴＡＰ ＧＰＲＳトンネル・プロトコル‐シグナリング（ＧＴＰ‐Ｓ）エレメント１５０を実施する。よって、ＧＳＭ側１５２では、スイッチ・シグナリング・スタック１４６は、上部から下部へ順に、ＧＴＰ‐Ｓ層１５２、適切なＵＤＰ層１５４、ＩＰ層１５６と適切なＬ２およびＬ１層１５８を含む。スイッチ・シグナリング・スタック１４６のこのＧＳＭ側１５２は、示されるようにＧＧＳＮシグナリング・スタック１６０内で反映される。

図４に示されたプロトコル・スタックは好ましくは図５-７に示されたシグナリング・メッセージ・シーケンスにおいて使用される。図５に示された実施形態では、ＰＤＰコンテキストがＨＬＲプロファイルから得られるように、必要なＭＳ２０のプロファイル・パラメータは図１に示されたＨＬＲ２６に蓄積されると仮定される。これは、それがＣＤＭＡ標準以外のいずれかを使用するためにＣＤＭＡベースのＭＳ２０を修正せねばならないことを避け、例えば、それはＭＳ２０にこの標準を修正すること無しにｃｄｍａ２０００ １ｘ、ｃｄｍａ２０００ ３ｘ、またはＣＤＭＡ ＨＬＲを使用することをイネーブルにするので、有利である。さらに図５では、ＰＤＰタイプはＰＰＰであると仮定されている。

ｃｄｍａ２０００生起(origination)メッセージはライン１６２で示されたようにＭＳ２０からＢＳＣ２２に送られる。これに応じて、ＢＳＣ２２はライン１６４で受信通知を返送し、そしてまたライン１６６でスイッチ２８にサービス要求を回送する。スイッチ２８は、申込認可(subscription authorization)を得ることを含めて、バー１６８でＨＬＲ２６と共にＧＳＭ原理に従ってＧＳＭ認可を企画する。

バー１７０でスイッチ２８は、一部分はＨＬＲ２６から得られたユーザ・プロファイルを使用してＭＳ２０との認証メッセージ(authentication message)交換を実行する。バー１７４でＣＤＭＡ ＲＡＮ内に確立されているトラフィック・チャネルと共に、ライン１７２でチャネル割当要求がスイッチ２８によってＢＳＣ２２になされる。“Ａ１０／Ａ１１セットアップ”と呼ばれるセットアップ・メッセージ交換はその後、ＣＤＭＡ ＢＳＣと使用されているＣＤＭＡコアであったＰＤＳＮとの間で発生するであろうように、ＢＳＣ２２とスイッチ２８のＰＤＳＮエレメント３０との間で、バー１７６で実行される。

Ａ１０／Ａ１１セットアップ交換と同時に、下述のＰＤＰパラメータを有しているＧＳＭコア・インフラストラクチャの内部で呼を生成するために、ＰＤＰコンテキスト生成メッセージ交換(context creation message exchange)がスイッチ２８のＳＧＳＮエレメント３２とＧＧＳＮ２４との間で実行される。具体的にＨＬＲ２６に蓄積されたユーザ・プロファイルが、好ましくはＰＤＰアドレス、サービス品質（ＱｏＳ）パラメータ、使用されるべき特別のネットワークまたはサービス(即ち、ＧＧＳＮ)を識別するアクセス・ポイント名(ＡＰＮ)、および選択されたＧＧＳＮによって使用されるべきプロトコル構成パラメータを含むプロファイルと共に使用される。

チャネル割当完了メッセージはその後、ライン１８０でＢＳＣ２２からスイッチ２８に送られ、そしてＰＰＰはバー１８２で確立される。ユーザ・コンピュータ・データはその後、バー１８４でチャネルを渡って送信される。

図６は、ＰＤＰコンテキストがＭＳ２０によって活性化され得るように、必要なＭＳ２０のプロファイル・パラメータがＭＳ２０で使用可能であると仮定する。これは使用を容易にするために望ましいが、しかし以下のメッセージ・フローに従ってＣＤＭＡベースのＭＳ２０への修正を必要とする。さらに図６では、ＰＤＰタイプはＰＰＰであると仮定されている。

ｃｄｍａ２０００生起メッセージはライン１８６で示されたようにＭＳ２０からＢＳＣ２２に送られる。これに応じて、ＢＳＣ２２はライン１８８で受信通知を返送し、そしてまたライン１９０でスイッチ２８にサービス要求を回送する。スイッチ２８は、申込認可を得ることを含んで、バー１９２でＨＬＲ２６と共にＧＳＭ原理に従ってＧＳＭ認可に着手する。

また、バー１９４でスイッチ２８はＭＳ２０との認証メッセージ交換を実行する。バー１９８でＣＤＭＡ ＲＡＮ内に確立されているトラフィック・チャネルと共に、ライン１９６でチャネル割当要求がスイッチ２８によってＢＳＣ２２になされる。“Ａ１０／Ａ１１セットアップ”はその後、ＢＳＣ２２とスイッチ２８のＰＤＳＮエレメント３０との間で、バー２００で実行される。

図６のメッセージ・シーケンシングはこの点で、図５のそれとは多少異なる。より詳しくは、チャネル割当完了メッセージは次にライン２０１で、ＢＳＣ２２からスイッチ２８に送られる。その後、ＰＤＰコンテキストの活性化は、図６によって示された実施形態ではＭＳ２０に蓄積される上述のＰＤＰパラメータを、ライン２０２で、アプリケーション・データ・デリバリ・システム（ＡＤＤＳ）と呼ばれる既存のＣＤＭＡメッセージング内でＭＳ２０からスイッチ２８に送ることによって実行される。これらのＰＤＰパラメータは、図６ではユーザによって“ＰＰＰ”として選択されていたと仮定される、ＰＤＰタイプを含む。これはＭＳ２０に、ＣＤＭＡ標準を変更すること無しにＣＤＭＡエア・インターフェイス内にＧＳＭ ＰＤＰコンテキスト活性化メッセージを送出させる。

ＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４の内部のＰＤＰコンテキストはその後バー２０４で確立される。ＰＤＰコンテキスト受入(acceptance)メッセージは、ライン２０２で活性化されたコンテキストが受け入れられていたことを示して、ライン２０６で示されたようにスイッチ２８からＭＳ２０に送出される。ＰＰＰはバー２０８で確立され、そしてユーザ・データはその後バー２１０でチャネルを渡って送信される。

図７は、ＰＤＰコンテキストがＭＳ２０によって活性化され得るように、必要なＭＳ２０プロファイル・パラメータはＭＳ２０で使用可能であると仮定する。しかしながら、図６の場合とは異なり、図７はＰＤＰタイプがＩＰを指摘するであろうと仮定する。

ｃｄｍａ２０００生起メッセージはライン２１２で示されたようにＭＳ２０からＢＳＣ２２に送られる。これに応じて、ＢＳＣ２２はライン２１４で受信通知を返送し、そしてまたライン２１６でスイッチ２８にサービス要求を回送する。スイッチ２８は、申込認可を得ることを含んで、バー２１８でＨＬＲ２６と共にＧＳＭ原理に従ってＧＳＭ認可に着手する。

また、バー２２０でスイッチ２８はＭＳ２０との認証メッセージ交換を実行する。バー２２４でＣＤＭＡ ＲＡＮ内に確立されているトラフィック・チャネルと共に、ライン２２２でチャネル割当要求がスイッチ２８によってＢＳＣ２２になされる。“Ａ１０／Ａ１１セットアップ”はその後、ＢＳＣ２２とスイッチ２８のＰＤＳＮエレメント３０との間で、バー２２６で実行される。

チャネル割当完了メッセージは次にライン２２８で、ＢＳＣ２２からスイッチ２８に送られる。その後、ＰＤＰコンテキストの活性化は、図７によって示された実施形態ではＭＳ２０に蓄積される上述のＰＤＰパラメータを、ライン２３０でＭＳ２０からスイッチ２８に送ることによって実行される。これらのＰＤＰパラメータは、図７ではユーザによって“ＩＰ”として選択されていたと仮定されるＰＤＰタイプを含む。

ＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４の内部のＰＤＰコンテキストはその後バー２３４で確立される。ＰＤＰコンテキスト受入メッセージは、このコンテキストが受け入れられていたことを示して、ライン２３６で示されたようにスイッチ２８からＭＳ２０に送出される。上の開示に従って、ＰＰＰはバー２３８で、しかしＭＳ２０とスイッチ２８との間でのみ確立される。これは、思い出されるであろうように、“ＩＰ”が選択される時にＭＳ２０からのＰＰＰはスイッチ２０で終結される（逆に言えば、ＧＳＭコア・インフラストラクチャ１４からのＩＰはそれをＭＳ２０に回送することに先立ってＰＰＰと共にカプセル化される）からである。ユーザ・データはその後バー２４０でチャネルを渡って送信される。

この中に示され、そして詳細に記述されているように、特定の「ハイブリッド無線通信システムにおけるデータ・パケット・トランスポートのためのシステムおよび方法」は、この発明の上述の目的を完全に達成することができる一方で、それが今本発明の好ましい実施形態であり、そしてこのように本発明によって広く予期される主体物の見本であること、本発明の範囲が当分野の技術者に明白になることが可能な他の実施形態を十分に含むこと、そしてそれゆえ本発明の範囲は付加されたクレーム以外のいずれによっても限定されるべきでないこと、このクレームの中で単数形のエレメントに関しては明白にそう述べられていなければ、“１つ及び１つのみ”を意味する意図はなく、むしろ“１つまたはそれ以上”を意味していることは、理解されるべきである。当分野の通常の技術者には既知であるかまたは後で知られることになる上述の好ましい実施形態のエレメントと構造的なおよび機能的なすべての等価物はこの中に引用されて明確に組み込まれ、本クレームによって含まれる。その上、本発明によって解決されようとされた各課題を提起することは、１つの装置および方法にとって必要ではなく、それは本クレームによって含まれるべきだからである。さらに、本開示におけるどのエレメント、コンポーネント、または方法のステップも、そのエレメント、コンポーネント、または方法のステップがこのクレームに明白に列挙されているかどうかには関係なく、公衆に捧げられることは意図していない。この中のどの請求エレメントも、そのエレメントが慣用句“ための方法”を使用して明確に列挙されるか、または、方法のクレームの場合には、そのエレメントが“行為”のかわりに“ステップ”として列挙されるほかは、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．第１１２章、第６節の規定の下で解釈されるべきではない。

ＣＤＭＡ無線・アクセス・ネットワークおよびＧＳＭコア・インフラストラクチャを使用してデータ転送を促進するための本システムを示すブロック図。 移動局ユーザがポイントツーポイント・プロトコル（ＰＰＰ）を選択した時にユーザ・プレーン・プロトコルを示す回路図。 移動局ユーザがインターネット・プロトコル（ＩＰ）を選択した時にユーザ・プレーン・プロトコルを示す回路図。 スイッチ制御のためのシグナリング・プロトコルを示す回路図。 ＰＤＰコンテキストがホーム ロケーション レジストりー（ＨＬＲ）内に蓄積されたプロファイルに基づいて生成され、そして図中で上から下へ年代順に(chronologically)分類されたメッセージと共に、ＰＰＰが指定される時に使用されるシグナリング・メッセージを示す回路図。 ＰＤＰコンテキストが移動局自身からのメッセージングに基づいて生成され、そして図中で上から下へ年代順に分類されたメッセージと共に、ＰＰＰが指定される時に使用されるシグナリング・メッセージを示す回路図。 ＰＤＰコンテキストが移動局自身により指定されたプロファイルに基づいて生成され、そして図中で上から下へ年代順に分類されたメッセージと共に、ＩＰが指定される時に使用されるシグナリング・メッセージを示す回路図。

符号の説明

１６…ＩＰネットワーク(例えば、インターネット)、１８…ＣＤＭＡ基地局、２０…ＣＤＭＡ移動局、２２…ＣＤＭＡ基地局コントローラ、２６…ホーム ロケーション レジスター、２８…ハイブリッドＣＤＭＡ／ＧＳＭスイッチ

Claims (29)

1. 下記を具備する、無線通信を維持させるためのスイッチ：
   符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルを使用するＣＤＭＡ無線・アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）と通信する第１のエレメント；および
   ＧＳＭプロトコルを使用するＧＳＭコア・インフラストラクチャと通信する第２のエレメント、該第１および第２のエレメントは相互に通信し、これにより該ＧＳＭコア・インフラストラクチャと共に該ＣＤＭＡ ＲＡＮの使用を促進する。
2. 該第１のエレメントはパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）エレメントである、請求項１記載のスイッチ。
3. 該第２のエレメントはサービングＧＰＲＳサービス・ノード（ＳＧＳＮ）エレメントである、請求項１記載のスイッチ。
4. 該ＳＧＳＮエレメントはゲートウェイＧＰＲＳサービス・ノード（ＧＧＳＮ）と通信する、請求項３記載のスイッチ。
5. 該ＰＤＳＮエレメントはＣＤＭＡ基地局コントローラ（ＢＳＣ）と通信する、請求項２記載のスイッチ。
6. 該スイッチは該ＣＤＭＡ ＲＡＮとＧＳＭコア・インフラストラクチャとの間でコンピュータ・データを転送する、請求項１記載のスイッチ。
7. 該スイッチは、該ＣＤＭＡ ＲＡＮからのポイント−ツー−ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）フレームィングを終結させ、および該ＣＤＭＡ ＲＡＮと通信しているＣＤＭＡ移動局のユーザによるインターネット・プロトコル（ＩＰ）の選択に応じてＩＰを該ＧＳＭコア・インフラストラクチャに送出する、請求項１記載のスイッチ。
8. 少なくとも下記の１つを具備する、ＧＳＭコア・インフラストラクチャと共にＣＤＭＡ ＲＡＮの使用を促進するための方法：
   該ＣＤＭＡ ＲＡＮからのポイント−ツー−ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）フレームィングを終結させ、および該ＣＤＭＡ ＲＡＮと通信しているＣＤＭＡ移動局のユーザによるインターネット・プロトコル（ＩＰ）の選択に応じてＩＰを該ＧＳＭコア・インフラストラクチャに送出する；および
   該ＣＤＭＡ移動局からの少なくとも１つのアクセス・ポイント名を指定することを含むパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）コンテキスト活性化を開始する。
9. ＧＳＭホーム ロケーション レジストリー（ＨＬＲ）からの少なくとも１つのアクセス・ポイント名を指定することを含むＰＤＰコンテキスト活性化を開始することをさらに具備する、請求項８記載の方法。
10. ＣＤＭＡプロトコルを使用するＣＤＭＡ ＲＡＮと通信するパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）エレメントと、ＧＳＭプロトコルを使用するＧＳＭコアインフラストラクチャーと通信するサービングGPRSサービスノード（ＳＧＳＮ）とを有するスイッチを使用して、該終結および開始行為に着手すること、ここで、該スイッチの要素は相互に通信する、を具備する、請求項８記載の方法。
11. 少なくとも下記の１つを具備する、ＧＳＭコア・インフラストラクチャと共にＣＤＭＡ ＲＡＮの使用を促進するための方法：
    該ＣＤＭＡ ＲＡＮからのポイント−ツー−ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）フレームィングフレームィングを終結させ、および該ＣＤＭＡ ＲＡＮと通信しているＣＤＭＡ移動局のユーザによるインターネット・プロトコル（ＩＰ）の選択に応じてＩＰを該ＧＳＭコア・インフラストラクチャに送出する；および
    ＧＳＭホーム ロケーション レジストリー（ＨＬＲ）からの少なくとも１つのアクセス・ポイント名を指定することを含むパケット・データ・プロトコル(ＰＤＰ)コンテキスト活性化を開始する。
12. 現存のＣＤＭＡメッセージを使用するＣＤＭＡ移動局からの少なくとも１つのアクセス・ポイント名を指定することを含むＰＤＰコンテキスト活性化を開始することを具備する、請求項１１記載の方法。
13. ＣＤＭＡプロトコルを使用するＣＤＭＡ ＲＡＮと通信するパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）エレメントと、ＧＳＭプロトコルを使用するＧＳＭコア・インフラストラクチャと通信するサービングＧＰＲＳサービス・ノード（ＳＧＳＮ）とを有するスイッチを使用して、該終結及び開始の行為を着手すること、ここでスイッチのエレメントは互いに通信する、を具備する、請求項１１記載の方法。
14. 下記を具備する、無線データ通信システム：
    ＣＤＭＡ ＲＡＮ；
    ＧＳＭコア・インフラストラクチャ；および
    該ＣＤＭＡ ＲＡＮとＧＳＭコア・インフラストラクチャとを相互接続する少なくとも1つのスイッチ、該スイッチはＣＤＭＡプロトコルを使用してコンピュータ・データを該ＣＤＭＡ ＲＡＮに送受信し、該スイッチはＧＳＭプロトコルを使用してコンピュータ・データを該ＧＳＭコア・インフラストラクチャに送受信する。
15. 該スイッチは該ＣＤＭＡ ＲＡＮと通信する第1のエレメントと、該ＧＳＭコア・インフラストラクチャと通信する第2のエレメントを含む、請求項14記載のシステム。
16. 該第1のエレメントはパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）エレメントである、請求項15記載のシステム。
17. 該第2のエレメントはサービングＧＰＲＳサービス・ノード（ＳＧＳＮ）エレメントである、請求項15記載のシステム。
18. 該ＳＧＳＮエレメントと通信する少なくとも1つのゲートウェイＧＰＲＳサービス・ノード（ＧＧＳＮ）をさらに具備する、請求項１７記載のシステム。
19. 該ＰＤＳＮエレメントと通信する少なくとも１つのＣＤＭＡ基地局コントローラ(ＢＳＣ)をさらに具備する、請求項１６記載のシステム。
20. 該スイッチは、該ＣＤＭＡ ＲＡＮからのポイント−ツー−ポイント・プロトコル(ＰＰＰ)フレームィングを終結させ、および該ＣＤＭＡ ＲＡＮと通信しているＣＤＭＡ移動局のユーザによるインターネット・プロトコル(ＩＰ)の選択に応じてＩＰを該ＧＳＭコア・インフラストラクチャに送出する、請求項１４記載のシステム。
21. ポイント−ツー−ポイント・プロトコル(ＰＰＰ)フレームィング内に該ＧＳＭコア・インフラストラクチャからのＩＰをカプセル化すること、および該ＣＤＭＡ移動局のユーザによるＩＰの選択に応じて該ＰＰＰをＣＤＭＡ移動局に送信することをさらに具備する、請求項８記載の方法。
22. ポイント−ツー−ポイント・プロトコル(ＰＰＰ)フレームィング内に該ＧＳＭコア・インフラストラクチャからのＩＰをカプセル化すること、および該ＣＤＭＡ移動局のユーザによるＩＰの選択に応じて該ＰＰＰをＣＤＭＡ移動局に送信することをさらに具備する、請求項１１記載の方法。
23. 該終結および開始行為の両者を具備する、請求項８記載の方法。
24. 該終結および開始行為の両者を具備する、請求項１１記載の方法。
25. ＰＤＰコンテキスト活性化が、該移動局によって使用されたＣＤＭＡ標準を変更すること無しに開始される、請求項８記載の方法。
26. ＣＤＭＡ標準を変更すること無しにＩＰ又はＰＰＰとしてパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）コンテキストを選択することを具備し、ＧＳＭコア・インフラストラクチャと共にＣＤＭＡ ＲＡＮの使用を促進するための方法。
27. 該標準はｃｄｍａ２０００ １ｘである、請求項２６記載の方法。
28. 該標準はｃｄｍａ２０００ ３ｘである、請求項２６記載の方法。
29. 該標準はＣＤＭＡ ＨＬＲである、請求項２６記載の方法。

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