JP2008011573A - 技術的に多様なアクセスネットワーク間でメディア非依存ハンドオーバを実施する無線通信方法および無線通信システム - Google Patents

技術的に多様なアクセスネットワーク間でメディア非依存ハンドオーバを実施する無線通信方法および無線通信システム Download PDF

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Abstract

【課題】技術的に多様なアクセスネットワーク間でメディア非依存ハンドオーバを実施する無線通信方法および無線通信システムを提供する。
【解決手段】無線通信システムは、少なくとも１つのマルチスタックＷＴＲＵ１１０及び複数の技術的に多様なアクセスネットワークを含み、両者は共にＭＩＨファンクションを含む。ＷＴＲＵ１１０は、ＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークの１つから伝送されたＭＩＨ情報を読み取り、そのＭＩＨ情報に基づいて３ＧＰＰ認証手続き及び３ＧＰＰ許可手続きをトリガし、ローカルＩＰアドレスを獲得し、３ＧＰＰコアネットワーク内でＰＤＧに至るトンネルを確立し、ＣｏＡを構築し、そのＣｏＡをＷＴＲＵ１１０のホームエージェント１４２で登録し、それによってＷＴＲＵ１１０を宛先とするデータがそのＣｏＡに基づいてホームエージェント１４２と外部エージェント１３６との間で確立された新たなトンネルを通って、ホームエージェント１４２経由でルーティングされるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、技術的に多様なアクセスネットワーク（ＡＮ）の間でＭＩＨ（media independent handover：メディア非依存ハンドオーバ）を実施するための方法およびシステムに関する。
様々な種類のサービスを提供する様々な種類の無線通信システムが、開発されている。無線通信システムのいくつかの例には、ＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）、ＷＷＡＮ（無線ワイドエリアネットワーク）、およびＵＭＴＳ（universal mobile telecommunication system）などのセルラーネットワークが含まれる。これらのシステムはそれぞれ、特定のアプリケーションを提供するように開発され、適合されている。
企業領域、住宅領域、および公共領域において無線通信ネットワークが広範に採用されるとともに、そのようなネットワークのユーザが、一方のネットワークから他方のネットワークに移動する際に、継続的な接続性がサポートされることが可能である。
出現しつつある「常時オン（always-on）」のライフスタイルとともに、ＷＴＲＵ（無線送信／受信ユニット）（すなわち、ＭＳ（移動局））は、複数の異種のネットワークをサポートすることを要求される。このため、それらのネットワーク間のシームレスなハンドオーバが望まれている。
本発明は、少なくとも１つのＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵと、同時に展開されるＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークおよび３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）ネットワークなどの、複数の技術的に多様なアクセスネットワークとを含む無線通信システムに関する。マルチスタックＷＴＲＵと、技術的に多様なネットワークはともに、ＭＩＨ（メディア非依存ハンドオーバ）ファンクションを含む。ＷＴＲＵは、ＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークの１つから伝送されたＭＩＨ情報を読み取り、そのＭＩＨ情報に基づいて３ＧＰＰ認証手続きおよび３ＧＰＰ許可手続きを駆動し（trigger）、ローカルＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスを獲得し、３ＧＰＰコアネットワーク内でＰＤＧ（パケットデータゲートウェイ）に至るトンネルを確立し、ＣｏＡ（気付アドレス）を構築し、そのＣｏＡをＷＴＲＵのホームエージェントで登録し、それによってＷＴＲＵを宛先とするデータが、そのＣｏＡに基づいてホームエージェントと外部エージェントの間で確立された新たなトンネルを通って、ホームエージェント経由でルーティングされるようにするように構成される。
本発明のより詳細な理解は、例として与えられ、添付の図面と併せて理解されるべき、以下の説明から得ることができる。
以降、「ＷＴＲＵ（無線送信／受信ユニット）」という用語には、ＭＳ（移動局）、ＵＥ（ユーザ機器）、固定式加入者ユニットもしくは移動式加入者ユニット、ページャ、または有線環境もしくは無線環境において動作することができる他の任意の種類のデバイスが含まれるが、これらには限定されない。
（頭字語および定義）
３Ｇ 第３世代
３ＧＰＰ ３Ｇパートナーシッププロジェクト
ＡＡＡ 認証、許可、および課金
ＡＧ アクセスゲートウェイ
ＡＮ アクセスネットワーク
ＡＰ アクセスポイント
ＡＲ アクセスルータ
ＢＳ 基地局
ＢＳＣ 基地局コントローラ
ＢＳＳＩＤ 基本サービスセット識別子
ＢＴＳ 無線基地局
ＢＵ バインディングアップデート
ＥＳＳ 拡張サービスセット
ＣｏＡ 気付アドレス
ＣｏＮ コレスポンデントノード
ＣＮ コアネットワーク
ＣＶＳＥ 不可欠なベンダ／組織固有の拡張
ＥＳＳＩＤ 拡張サービスセットＩＤ
ＦＡ 外部エージェント
ＦＢＵ 高速バインディングアップデート
Ｆ−ＨＭＩＰ 階層型モバイルＩＰ向けの高速ハンドオーバ
ＦＭＩＰ 高速ハンドオーバモバイルＩＰ
ＦＮＡ 高速近隣告知
ＧＧＳＮ ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード
ＧＰＲＳ General Packet Radio Service
ＧＳＭ Global System for Mobile Communication
ＧＴＰ ＧＰＲＳトンネリングプロトコル
ＨＬＣＦ 高位レイヤコンバージェンスファンクション
ＨＡ ホームエージェント
ＨＡｃｋ ハンドオーバ確認応答
ＨＩ ハンドオーバ開始
ＨＭＩＰ 階層型モバイルＩＰ
ＨＯ ハンドオーバ
ＨＯＦ ハンドオーバファンクション
ＩＥＥＥ 米国電気電子学会
ＩＥＴＦ インターネット技術標準化委員会
ＩＣＭＰ インターネット制御メッセージプロトコル
ＩＰ インターネットプロトコル
ＩＳＰ インターネットサービスプロバイダ
Ｌ１ ＰＨＹ（物理レイヤ）
Ｌ２ ＭＡＣ（メディアアクセス制御）レイヤおよびＬＬＣ（論理リンク制御）
Ｌ３ レイヤ３
Ｌ２ＴＰ Ｌ２トンネリングプロトコル
Ｌ３ＳＨ Ｌ３ソフトハンドオーバ
ＬＡＮ ローカルエリアネットワーク
ＬＣｏＡ オンリンク気付アドレス
ＬＬＣ 論理リンク制御
ＬＬＣＦ 低位レイヤコンバージェンスファンクション
ＭＡ メディアアクセス
ＭＡＣ メディアアクセス制御
ＭＡＰ モバイルアンカポイント
ＭＩＨ メディア非依存ハンドオーバ
ＭＩＨＯ メディア非依存ハンドオーバ
ＭＩＨＳ メディア非依存ハンドオーバサービス
ＭＩＰ モバイルＩＰ
ＭＬＭＥ ＭＡＣレイヤ管理エンティティ
ＭＮ 移動ノード
ＭＳ 移動局
ＭＴ 移動端末装置
ＮＶＳＥ 通常のベンダ／組織固有の拡張
ＰＤＧ パケットデータゲートウェイ
ＰＨＹ 物理レイヤ
ＰＬＭＮ 公衆陸上移動ネットワーク
ＱｏＳ サービス品質
ＲＣｏＡ 地域的気付アドレス
ＲＦＣ Request for Comment
ＲＮＣ 無線ネットワークコントローラ
ＳＡＰ サービスアクセスポイント
ＳＧＳＮ サービングＧＰＲＳサポートノード
ＳＮＲ 信号対雑音比
ＴＣＰ 伝送制御プロトコル
ＵＤＰ ユーザデータグラムプロトコル
ＵＥ ユーザ機器
ＵＭＴＳ Universal Mobile Telecommunications System
ＷＡＧ 無線アクセスゲートウェイ
ＷＬＡＮ 無線ローカルエリアネットワーク
ＷＰＡＮ 無線パーソナルエリアネットワーク
ＷＭＡＮ 無線メトロポリタンエリアネットワーク
ＷＴＲＵ 無線送信／受信ユニット
図１は、本発明に従って構成された無線通信システム１００のブロック図である。無線通信システム１００は、異なる標準の下で同時に展開された複数のＡＮ１０２1〜１０２X、１０４1〜１０４Xと、複数の３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）ＣＮ（コアネットワーク）１０６1〜１０６Xとを含む。ＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０は、ＡＮ１０２1〜１０２X、１０４1〜１０４Xの間でハンドオーバを実行しながら、ＡＮ１０２1〜１０２X、１０４1〜１０４Xのいずれにもアクセスすることができる。ＡＮ１０２1〜１０２X、１０４1〜１０４Xには、ＩＥＥＥ８０２ ＡＮ１０２1〜１０２X、および３ＧＰＰ ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）１０４1〜１０４Xが含まれるが、これらには限定されない。ＩＥＥＥ８０２ ＡＮ１０２1〜１０２X、は、ＩＥＥＥ８０２．３標準、ＩＥＥＥ８０２．１１標準、ＩＥＥＥ８０２．１５標準、およびＩＥＥＥ８０２．１６標準の下で動作することができる。以降、本発明は、ＩＥＥＥ８０２ ＡＮおよび３ＧＰＰ ＲＡＮに関連して説明するが、本発明は、他の任意の種類のＡＮにも適用可能である。
３ＧＰＰ ＲＡＮ１０４1〜１０４Xのそれぞれは、ＢＴＳ（無線基地局）／ノードＢ１０７と、ＢＳＣ（基地局コントローラ）／ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）１０８とを含む。ＢＳＣ／ＲＮＣ１０７は、複数の３ＧＰＰ ＣＮ（コアネットワーク）１０６1〜１０６Xの１つに接続される。ＩＥＥＥ８０２ ＡＮ１０２1〜１０２Xは、マルチレイヤメディアインタフェースユニット１１２と、アクセスゲートウェイ１１４とを含む。マルチレイヤメディアインタフェースユニット１１２は、物理レイヤファンクションおよびＭＡＣ（メディアアクセス制御）レイヤファンクションを実行する。アクセスゲートウェイ１１４は、インターネット１２０または３ＧＰＰ ＣＮ１０６1〜１０６Xなどの外部ネットワークに対する統一されたインタフェースである。アクセスゲートウェイ１１４は、外部ネットワークにデータパケットをルーティングするため、および外部ネットワークからデータパケットをルーティングするためのアクセスルータ１１６を含む。したがって、ＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０は、インターネット１２０を介してＣｏＮ１４０と通信することができる。また、ＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０は、ホームネットワーク１４６を介して、ＨＡ（ホームエージェント）１４２、およびホームＡＡＡ（認証、許可、および課金）サーバ１４４と通信することもできる。
３ＧＰＰ ＣＮ１０６1〜１０６Xのそれぞれは、ＡＡＡサーバ１３２と、ＷＡＧ（ＷＬＡＮアクセスゲートウェイ）１３４と、ＰＤＧ／ＧＧＳＮ（ゲートウェイＧＰＲＳ（general packet radio service）サービングノード）／ＦＡ（外部エージェント）１３６と、ＳＧＳＮ（サービングＧＰＲＳサポートノード）１３８とを含む。ＧＧＳＮおよびＰＤＧは、ＩＰＶ４がサポートされる必要がある場合、ＦＡとして機能することができる。ＰＤＧは、ＧＧＳＮファンクションおよびトンネル終端ポイントのサブセットを使用して、既存のＧＧＳＮから離れて実施されることが可能である。ＷＡＧ１３４は、ＡＮ１０２1〜１０２Xにおけるアクセスルータ１１６へのデータ、およびルータ１１６からのデータが経由するゲートウェイであり、ＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０に３ＧＰＰサービスを提供するようにルーティングされる。３ＧＰＰ ＡＡＡサーバ１３２は、ＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０のためのＡＡＡサービスを提供する。ＰＤＧ１３６は、３ＧＰＰ ＰＳ（パケット交換）ベースのサービスに関するゲートウェイである。
図２は、本発明に従って実施される２つの異なるハンドオーバのシナリオを示す。図２では、２つの異なるＩＥＥＥ８０２ ＡＮ２０２1、２０２2が、展開される。第１のシナリオでは、ＭＩＰ（モバイルインターネットプロトコル）ハンドオーバが、ＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０と、２つの異なるＡＮ２０２1、２０２2との間で実施される。第２のシナリオでは、ハンドオーバは、ＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０と、同一のＩＥＥＥ８０２ ＡＮ２０２2内の２つの異なるＩＥＥＥ８０２ ＭＡ（メディアアクセス）エンティティ２１２1、２１２2の間で実施される。第２のシナリオでは、モビリティは、レイヤ３より下で扱われることが可能であるので、ＭＩＰは、要求されない。
図３は、本発明に従って構成されたプロトコルスタック３００を示す。プロトコルスタックは、ユーザプレーン３１０と、ＭＩＨオペレーションを実行するための別個のＭＩＨ管理プレーン３２０とを含む。ＭＩＨ管理プレーン３２０は、ユーザプレーン３１０と並列である。
ＭＩＨ管理プレーン３２０は、ＭＩＨ ＨＬＣＦ（高位レイヤコンバージェンスファンクション）３２２と、ＨＯＦ（ハンドオーバファンクション）３２４と、ＭＩＨ ＬＬＣＦ（低位レイヤコンバージェンスファンクション）３２６とを含む。ＭＩＨ ＨＬＣＦ３２２は、特定の技術で、ＭＩＨハンドオーバプレーン３２０とモビリティ管理エンティティの間のインタフェースを提供する。ＨＯＦ３２４は、ＭＩＨ ＬＬＣＦ３２６からハンドオーバイベントを収集し、特定の基準（例えば、リンク品質、サービス、およびサブスクリプション）に基づき、ハンドオーバが要求されるかどうかを判定する。ＭＩＨ ＬＬＣＦ３２６は、特定の技術に固有のＰＨＹ（物理レイヤ）イベントおよびＭＡＣレイヤイベントを集約する（compile）イベントサービスを提供する。イベントサービスは、収集される必要があるＭＡＣ測定およびＰＨＹ測定のセットを決定するために構成されることが可能である。いくつかのイベント、またはイベントの集合が、ある構成された基準（例えば、ＳＮＲ（信号対雑音比）閾値）を満たす場合、イベント指示が、生成される。ＭＩＨ ＨＬＣＦ３２２およびＭＩＨ ＬＬＣＦ３２６は、実装時固有のものであり、本発明におけるＭＩＨ ＨＬＣＦ３２２およびＭＩＨ ＬＬＣＦ３２６のいずれの説明も、限定としてではなく例として与えられており、他の任意のバリエーションが可能であることに留意されたい。
図３に示されるとおり、ＭＩＨ管理プレーン３２０は、他の技術固有のＨＯ（ハンドオーバ）ファンクション３３０（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｒＥＳＳ内高速ハンドオーバまたはＩＥＥＥ８０２．１６ Ｎｅｔｍａｎモビリティファンクション）と並存することが可能である。他のハンドオーバエンティティが全く存在しない場合、ＰＨＹおよびＭＡＣからのハンドオーバトリガがＭＩＨ ＬＬＣＦ３２６に直接に送られる。ＭＩＨハンドオーバプレーン３２０が技術固有のＨＯ管理プレーン３３０と並存する場合、実装時固有である２段ハンドオーバ方法が使用される。例えば、１つのハンドオーバ管理エンティティがハンドオーバ手続きを制御してもよいし、または両方のエンティティからのファンクションの組合せが実施されてもよい。
図４は、本発明による詳細なＭＩＨ管理プレーン３２０を示す。ＭＩＨハンドオーバプレーン３２０は、コンバージェンスファンクションを介して高位レイヤと低位レイヤの両方においてシステムとインタフェースをとる。それらのコンバージェンスファンクションはシステム固有であり、複数のファンクションがすべてのシステム固有の機能（feature）をサポートするために存在することが可能である。
好ましくは、複数のＭＩＨ ＨＬＣＦ３２２およびＭＩＨ ＬＬＣＦ３２６が、提供される。例えば、セルラーシステムとインタフェースをとるためのＭＩＨセルラーＨＬＣＦ３２２ａ、モバイルＩＰインタラクション（interaction）のためのＭＩＨモバイルＩＰ ＨＬＣＦ３２２ｂ、およびＨＬＣＦに関する同一のＩＰサブネット内のハンドオーバのためのＭＩＨ ＩＰサブネット内ＨＬＣＦ３２２ｃ、ならびにセルラーシステムに関するＭＩＨセルラーＬＬＣＦ３２６ａ、およびＬＬＣＦのためのＩＥＥＥ８０２システムに関するＭＩＨ８０２．Ｘ ＬＬＣＦ３２６ｂ、３２６ｃである。
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明によるＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０およびＩＥＥＥ８０２ ＡＮのプロトコルスタックを示す。前述したとおり、ＭＩＨ管理プレーン３２０がＩＥＥＥ８０２マルチスタックＷＴＲＵ１１０とＡＮの両方においてユーザプレーンと並列に提供され、ＭＩＨ ＬＬＣＦがＭＡＣレイヤおよびＰＨＹレイヤとインタフェースをとり、そしてＭＩＨ ＨＬＣＦが高位レイヤアプリケーションとインタフェースをとる。
図６は、本発明によるＭＩＨ状態マシン（state machine）６００を示す。ＭＩＨ状態マシン６００はネットワークとＷＴＲＵの両方に対して、ハンドオーバがネットワークによって開始されるかＷＴＲＵによって開始されるかにかかわらず、適用可能である。５つの状態が、以下のとおり定義される。すなわち、初期設定状態６０２、ネットワーク発見／更新状態６０４、ＭＩＨ安定状態６０６、ＭＩＨハンドオーバ準備状態６０８、およびＭＩＨハンドオーバコミット状態６１０である。
初期設定状態６０２では、ハンドオーバ構成パラメータが初期設定され、次に、ネットワーク発見／更新状態６０４への遷移が行われる。ネットワーク発見／更新状態６０４では、ＭＩＨ管理プレーン３２０は、異なる技術からの近隣リストを含め、システム条件およびネットワークトポロジについての情報を収集する。ＭＩＨ安定状態開始条件が満たされると、ＭＩＨ安定状態６０６への遷移が行われ（ステップ６１２）、ＭＩＨ安定状態終了条件が満たされると、ネットワーク発見／更新状態６０４に戻る遷移が行われる（ステップ６１４）。このオペレーション中、ＭＩＨ管理プレーン３２０は、ネットワーク更新を実行して、最新のシステム条件を獲得する。ＭＩＨ安定状態６０６は、リンク条件が良好であり、ハンドオーバを実行する必要性が全くない状態を表す。しかし、ネットワーク発見が、背景で実行されて、最新の近隣リスト条件を獲得することが可能である。
ＭＩＨハンドオーバ要求を受信した際、進行中の技術内ハンドオーバが全く存在しない場合、ＭＩＨハンドオーバ準備状態６０８への遷移が行われて、新たなリンクが準備される（ステップ６１６）。好ましくは、その新たなリンクは、確立済みのリンクを解放することなしに確立される（すなわち、メイク・ビフォー・ブレーク）。ＭＩＨハンドオーバセットアップが中止された場合（ステップ６１８）、ＭＩＨは、ＭＩＨ安定状態６０６に戻る。ＭＩＨハンドオーバ準備が適切に完了した場合、ＭＩＨは、進行中の技術内ハンドオーバが存在しない限り、ＭＩＨハンドオーバコミット状態６１０への遷移を行う（ステップ６２０）。ＭＩＨハンドオーバが正常に実行された場合（ステップ６２４）、ＭＩＨは、ＭＩＨ安定状態６０６に戻る遷移を行う。しかし、ＭＩＨハンドオーバが中止された場合（ステップ６２２）、ＭＩＨは、ＭＩＨハンドオーバ準備状態６０８に戻る遷移を行う。
レイヤ間の境界を越える情報フローは、ＳＡＰ（サービスアクセスポイント）に関して説明され、ＳＡＰは、様々な情報項目を表し、アクションが生じるようにさせるプリミティブによって定義される。いくつかのサブレイヤが存在するので、ＳＡＰは、特定のコンバージェンスファンクションの各ファンクションによって、ＭＩＨ ＨＬＣＦにＭＩＨハンドオーバサービスを提供するＳＡＰ、ＭＩＨ ＬＬＣＦにＭＩＨハンドオーバサービスを提供するＳＡＰ、および外部レイヤ（非ＩＥＥＥ標準レイヤ）に提供されるサービスセットに分けられる。図７Ａ〜図７Ｃ、図８Ａ、および図８Ｂは、本発明による外部ＳＡＰを示す。
内部通信、外部通信、およびピア通信をもたらすトリガが使用される。それらのトリガは、媒体（例えば、アクセスインタフェース）上でトリガとして出現するのではなく、異なるレイヤおよびプレーンの間の関係をより明確に定義する役割をする。図９は、例示的なトリガの３つのグループの使用を示す。それらのグループは、Ａ、Ｂ、およびＣとして識別される。数字は、同一のグループ内のトリガの順序を示す。
グループＡは、第１のピア９１０及び第２のピア９５０の間のピアツーピア通信を示す。第１のピア９１０及び第２のピア９５０はともに、ＭＩＨ管理プレーン９２０、９７０、およびユーザプレーン９３０、９６０をそれぞれ含む。ＭＩＨハンドオーバファンクション９２４からＭＩＨ ＬＬＣＦ９２６への、サービスを求める初期要求が、「要求」トリガ（１Ａ）によって提供される。この要求は、破線で示されるとおり、第２のピアのＭＩＨ ＬＬＣＦ９７６に送られる。第２のピア内のＭＩＨ ＬＬＣＦ９７６は、その要求をＭＩＨハンドオーバファンクション９７４に知らせる「指示」トリガ（２Ａ）を生成する。ＭＩＨハンドオーバファンクション９７４は、「応答」トリガ（３Ａ）でＭＩＨ ＬＬＣＦ９７６に応答する。その応答は、リンクを介して第１のピア上のＬＬＣＦ９２６に送られ、ＬＬＣＦ９２６は、「確認」トリガ（４Ａ）をＭＩＨハンドオーバファンクション９２４に送る。
情報が、同一の管理プレーン内および同一のノード内の高レベルエンティティから低レベルエンティティにトランスポートされる際、１Ａおよび４Ａによって示されるとおり、「要求」と「確認」のペアが使用される。
グループＢは、情報が、同一の管理プレーン内および同一のノード内の低レベルエンティティから高レベルエンティティにトランスポートされる場合のシナリオを示す。１Ｂおよび２Ｂによって示されるとおり、「指示」と「応答」のペアが使用される。
グループＣは、情報がＭＩＨ ＨＬＣＦ９２２、９７２と、モバイルＩＰファンクション９３２、９６２などの高位レイヤアプリケーションとの間で交換される場合のシナリオを示す。１Ｃおよび２Ｃによって示されるとおり、「指示」と「応答」のペアが使用される。
本発明によれば、いくつかのリモートトランスポートオプションがサポートされる。ＭＩＨは、ＭＡＣレイヤにプリミティブとして転送される汎用メッセージを送ることができ、専用の管理メッセージが、情報を交換するために使用されて、他方の側のＭＩＨファンクションにおいてＳＡＰプリミティブとして伝送されることが可能である。ＭＩＨは、ＭＩＰベンダ固有の拡張を介してメッセージを生成し、交換することができる。８０２．１Ｘと同様のイーサネット（登録商標）タイプのフレームを使用して、管理プレーン間で情報を交換することが可能である。異なるコンバージェンスレイヤが異なるトランスポート機構を実施する、混成アプローチ（hybrid approach）が使用されてもよい。
内部トリガは、ＭＩＨファンクション内のトリガである。外部トリガは、ＭＩＨ管理プレーン及びユーザプレーンの間のトリガである。表１および表２は、外部トリガおよび内部トリガの要約である。ＭＩＨ＿ＰＨＹ．ｓｅｔトリガ、ＭＩＨ＿ＰＨＹ．ｇｅｔトリガ、およびＭＩＨ＿ＰＨＹ．ｒｅｓｅｔトリガは、ＭＩＨ＿ＰＨＹＣＯＮＦＩＧトリガに相当する。ＭＩＨ＿ＭＡＣ．ｓｅｔトリガ、ＭＩＨ＿ＭＡＣ．ｇｅｔトリガ、およびＭＩＨ＿ＭＡＣ．ｒｅｓｅｔトリガは、ＭＩＨ＿ＭＡＣＣＯＮＦＩＧトリガに相当する。以上のトリガは、無線でブロードキャストされて、ＷＴＲＵが適切なネットワークを発見し、選択するのを支援すべき情報を構成する。さらに、以上のトリガは、イベントがいつトリガされるべきかを決定するのに使用される、ＰＨＹレイヤ内及びＭＡＣレイヤ内の両方における閾値を設定する。
Figure 2008011573
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図１０Ａおよび図１０Ｂは、併せて、本発明によるＩＥＥＥ８０２．Ｘ−ＷＬＡＮ／３ＧＰＰ相互動作である、システムアクセスに関するプロセス１０００を示す。ＷＴＲＵ１１０の電源がオンにされ、ＨＯＦ３２４が初期設定される。ＷＴＲＵ１１０は、スキャン（能動的または受動的）を実行して、適切なＷＬＡＮ／３ＧＰＰネットワークを見出す（ステップ１００２）。ＷＬＡＮは、その目的で、ビーコンフレームを周期的に伝送する。ＷＬＡＮのＭＩＨファンクションは、いつでもビーコンフレームの内容の変更を命令することができ（ステップ１００４）、その命令は、ＭＩＨ＿ＭＡＣＣＯＮＦＩＧメッセージによって送られる（ステップ１００６）。以上は、管理システムからの手動の要求として行われてもよいし、または無線環境測定値などに基づいて動的に行われてもよい。
ＷＬＡＮネットワークが見出された場合、ＷＴＲＵ１１０は、そのネットワークによって伝送されたビーコン情報を読み取る（ステップ１００８）。代替として、ＷＴＲＵ１１０は、プローブ要求メッセージとプローブ応答メッセージを介して、または後の段階で、候補システム内の既知のデータベースにアクセスすることにより、システム情報をフェッチしようと試みてもよい。
ビーコンフレームが検出されると、ＷＴＲＵ１１０はまず、ＭＩＨ情報がサポートされているかどうかを（例えば、ビーコンフレーム上でブロードキャストされた特定の８０２．２１フラグを介して）識別する。サポートされている場合、ＷＴＲＵ１１０は、その情報の内容を読み取る。ビーコンフレーム内で見つかったＭＩＨ情報（例えば、システム運用者ＩＤ、ＰＧＳ（Ｗ−ＡＰＮ）、近隣マップ、ならびにＳＭＳ能力、ＩＭＳ能力、ＶｏＩＰ能力、およびその他のシステム能力）は、ＭＩＨ＿ＭＡＣＩＮＦＯメッセージを介してＨＯＦ３２４に送られる（ステップ１０１０）。ＭＩＨ固有の情報は、手動で、またはＡＮ ＨＯＦ３２４によって動的に、設定または更新される。
ＨＯＦ３２４は、システム情報を取得し、その情報に基づいて候補３ＧＰＰネットワークを選択し、その選択されたネットワークに向けて３ＧＰＰ認証手続きおよび３ＧＰＰ関連付け手続きをトリガする（ステップ１０１２）。ＭＩＨは、ＭＩＨ＿ＭＡＣＯＲＤＥＲメッセージを介して、認証および関連付け（association）を命令する（ステップ１０１４）。ＷＴＲＵ１１０とＡＧ１１４との間で、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介した拡張認証プロトコル（extensible authentication protocol）（ＥＡＰＯＬ）手続きが、開始される（ステップ１０１６）。この手続きの一環として、ＷＴＲＵ１１０は、妥当なネットワークアクセスＩＤ（ＮＡＩ）を提供する。ＡＧ１１４は、そのＮＡＩを使用して、認証手続きを、妥当なＡＡＡサーバにルーティングする。ＡＧ１１４は、３ＧＰＰ ＡＡＡサーバ１３２に対するＥＡＰ−ＡＫＡ（authentication key agreement）認証メッセージおよび中継メッセージをトリガする（ステップ１０１８）。ＡＧ１１４は、ＡＡＡメッセージを他のサーバにルーティングして、基本サービスを提供してもよい。
ＥＡＰ−ＡＫＡメッセージのルーティングの成功は、ＥＡＰ−ＡＫＡメッセージを伝送するインターネットプロトコルセキュリティ（ＩＰｓｅｃ）トンネルの確立をもたらす（ステップ１０２０）。加えて、ＡＧ１１４は、ＮＡＩを使用して、ユーザが、基本サービスを要求するか、プレミアムサービスを要求するかを判定することができる。さらに、ＮＡＩを使用して、その特定のユーザに利用可能なネットワーク能力などのサービスだけを提供することができる特定のポートにメッセージをルーティングすることもできる。
認証および許可が成功すると、ＷＴＲＵ１１０は、ローカルＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol：動的ホスト構成プロトコル）サーバから、またはＡＲＰ（Address Resolution Protocol：アドレス解決プロトコル）を使用して、ローカルＩＰアドレスを獲得する（ステップ１０２２）。選択されたＰＤＧ（−ＡＰＮ）を使用して、ＷＴＲＵ１１０は、ＦＱＤＮ（fully qualified domain name：完全修飾ドメイン名）を導出する（ステップ１０２４）。ＷＴＲＵ１１０は、ローカルＤＮＳ（ドメインネームサーバ）を用いて、ＦＱＤＮを使用して妥当なＰＤＧのＩＰアドレスを決定する（ステップ１０２６およびステップ１０２８）。ＰＤＧ ＩＰアドレスが獲得されると、ＷＴＲＵ−ＰＤＧトンネルが確立されることが可能である（ステップ１０３０またはステップ１０３２）。
ＷＴＲＵ−ＰＤＧトンネルは、次の４つの方法で確立されることが可能である。すなわち、１）ＷＴＲＵ１１０が、ＰＤＧに直接に至るトンネルを確立する、２）ＷＴＲＵ１１０が、ＷＡＧ１３４に至るトンネルを確立し、ＷＡＧ１３４からＰＤＧ１３６に至るトンネルが、さらに確立される、３）ＡＧ１１４が、ＷＡＧ１３４に至るトンネルを確立し、次に、ＷＡＧ１３４からＰＤＧ１３６に至るトンネルが、さらに確立される、４）ＡＧ１１４が、ＰＤＧ１３６に直接に至るトンネルを確立する。
トンネルが確立されると、ＷＴＲＵ１１０は、ＰＤＧ（外部エージェントの役割をする）からエージェント告知メッセージを受信するか、またはＲＦＣ２００２に準拠して、エージェント要請メッセージを使用して、そのメッセージを要求する（ステップ１０３４）。ＷＴＲＵ１１０は、ＰＧＡルータアドレスを使用して、ＷＴＲＵ１１０のＣｏＡ（気付アドレス）を構築する（ステップ１０３６）。ＷＴＲＵ１１０は、ＷＴＲＵ１１０のＣｏＡを、ＷＴＲＵ１１０のＨＡ（ホームエージェント）１４２で登録する（ステップ１０３８）。すると、ＷＴＲＵ１１０を宛先とするデータは、供給されたＣｏＡに基づいてＨＡ１４２とＦＡ１３６との間で確立された新たなトンネルを通って、ＨＡ１４２経由でルーティングされる（ステップ１０４０）。
図１１Ａ〜図１１Ｃは、併せて、本発明による８０２．Ｘ−３ＧＰＰ相互動作失敗ケースである、システムアクセスに関するプロセス１１００を示す。ＷＴＲＵの電源がオンにされ、ＭＩＨハンドオーバファンクションが初期設定される。ＷＴＲＵは、スキャン（能動的または受動的）を実行して、適切なＷＬＡＮ／３ＧＰＰネットワークを見出す（ステップ１１０２）。ＷＬＡＮは、その目的で、ビーコンフレームを周期的に伝送する。ＷＬＡＮのＨＯＦ３２４は、いつでもビーコンフレームの内容の変更を命令することができ（ステップ１１０４）、その命令は、ＭＩＨ＿ＭＡＣＣＯＮＦＩＧメッセージによって送られる（ステップ１１０６）。ＷＬＡＮネットワークが見出された場合、ＷＴＲＵは、ビーコン情報を読み取る（ステップ１１０８）。ＷＴＲＵは、ビーコン情報を読み取り、その情報が、ＭＩＨ＿ＭＡＣＩＮＦＯメッセージを介してＨＯＦ３２４に送られる（ステップ１１１０）。
ＭＩＨファンクションは、システム情報パラメータ内で提供された１つまたは複数の値が、システムアクセスのための必要な条件を満たすかどうかを判定する（ステップ１１１２）。例えば、ＭＩＨファンクションは、システム運用者があらわにされているかどうか、ＱｏＳ（サービス品質）が十分であるかどうか、またはメッセージの中で提供される可能な近隣セット内で識別されたより良好な候補が存在するかどうかを判定する。
ＭＩＨファンクションは、情報サービスによって提供されたパラメータが、内部構成された要件を満たさないと判定した場合、ＭＡＣ＿ＯＲＤＥＲメッセージを使用して、スキャン段階に戻るよう、ＭＡＣレイヤに命令する（ステップ１１１４）。
要件が満たされると、ＭＩＨファンクションは、ＭＩＨ＿ＭＡＣＯＤＥＲメッセージを使用してＥＡＰＯＬ認証をトリガし（ステップ１１１６）、ＥＡＰＯＬ手続きが開始される（ステップ１１１８）。ＡＧ１１４は、認証手続きをトリガしたＮＡＩ、または認証手続き自体に基づき、ユーザが要求するサービスレベル（例えば、３ＧＰＰ ＩＭＳ）を判定することができる。
ＷＴＲＵ認証は、ＥＡＰＯＬ手続きに従って実行される（ステップ１１２０）。認証が失敗した場合、システムアクセスは拒否され、ＷＴＲＵは初期設定状態に戻る（ステップ１１２２）。提供されたＮＡＩが、いずれの３ＧＰＰサーバにも解決されない場合、ＡＧ１１４は、アクセスを拒否することができ、またはさらなる処理のためにローカルサーバに向かわせることができる（ステップ１１２４）。例えば、ＡＧ１１４は、認証手続きがプレミアムサービスに関して失敗しているものの、ユーザが、基本サービスを受けることを依然として許されていると判定することが可能である。ＡＧ１１４は、認証要求をルーティングすることができない場合、その要求がルーティングされることが可能な、利用可能なＡＡＡサーバを示すことによって応答することができる。ＷＴＲＵが、適切なＡＡＡサーバが存在しないと判定した場合、ＷＴＲＵは、初期設定状態に戻ることを決定することができる（ステップ１１２６）。
ＡＡＡメッセージのルーティングの成功が達成された場合、ＡＧ１１４と３ＧＰＰ ＡＡＡサーバ１３２との間でＩＰＳｅｃトンネルが確立され、ＡＧ１１４は、ＥＡＰメッセージをＡＡＡサーバ１３２に中継する（ステップ１１２８）。ＡＧ１１４は、ＷＴＲＵとＡＡＡサーバの間でオーセンティケータ（authenticator）の役割をする。ＡＧ１１４は、ＷＴＲＵと妥当なＡＡＡサーバとの間で認証メッセージを中継する。
ＷＴＲＵがセルラー認証手続きに失敗した場合（ステップ１１３０）、３ＧＰＰサービスなどの特別なサービスへのアクセスが拒否されることが可能であり、ＷＴＲＵは初期設定状態に戻る（ステップ１１３２）。代替として、ＡＧ１１４は、基本サービス（例えば、インターネットサービス）へのアクセス、またはさらなる情報をユーザに提供することが可能なポータルへのアクセスを、依然として許可してもよい。
セルラーＡＡＡサーバがＷＴＲＵを認証することに成功した場合、ＷＴＲＵはローカルＤＨＣＰからローカルＩＰアドレスを獲得することに取りかかる（ステップ１１３４）。Ｗ−ＡＰＮを使用して、ＷＴＲＵは、ＦＱＤＮを構築し（ステップ１１３６）、そのＦＱＤＮに基づいてＰＤＧ ＩＰアドレスを獲得しようと試みる（ステップ１１３８）。ＤＮＳサーバが、ＦＱＤＮをいずれのＩＰアドレスに対しても解決することができない場合、ＷＴＲＵは、既存のＷＬＡＮネットワーク内のＰＤＧにアクセスすることができない（ステップ１１４０）。ＷＴＲＵは、初期設定状態に戻ること、またはＷＬＡＮだけのサービスで我慢しておく（settle for）ことを選択することができる（ステップ１１４２）。ＡＧ１１４は、「デフォルト」のＰＤＧアドレスを提供することを選択してもよい。そのケースでは、ＷＴＲＵはその情報をエンドユーザに提供し、エンドユーザはそのデフォルトのＰＤＧに接続することを決定することができる。以上の手続きは、ＡＧ１１４内、およびＷＴＲＵ１１０内の構成パラメータに基づいて自動的になされることが可能である。
ＤＮＳが、有効なＰＤＧアドレスを戻した場合、ＷＴＲＵ１１０は、ＰＤＧ１３６に向かうトンネル（例えば、Ｌ２ＴＰトンネル）を確立し、ＰＤＧ１３６からのエージェント告知メッセージを受け入れる（listen）（ステップ１１４４）。エージェント告知メッセージが、全く受信されない場合、ＷＴＲＵ１１０は、エージェント要請を送信する。
応答が全く受信されない場合（ステップ１１４６）（例えば、ＭＩＰがサポートされていない場合）、他のＰＤＮからのパケットの配信が、ＰＤＧ１３６を介して、依然として可能である。ＷＴＲＵ１１０は、ローカルＩＰアドレスを使用すること、またはＰＤＰコンテキスト活性化（context activation）を要求することができる（ステップ１１４８）。そのケースでは、ＷＴＲＵ−ＰＤＧトンネルＩＰトラフィックは、ＰＤＧ１３６を介してＷＴＲＵ１１０からインターネット１２０に直接にルーティングされ、シームレスなモビリティは、ＰＤＧ１３６を越えて、全くサポートされない。
図１２Ａおよび図１２Ｂは、併せて、本発明による、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される、８０２．Ｘから３ＧＰＰへのハンドオーバに関するプロセス１２００を示す。
図１２Ａを参照すると、３ＧＰＰ ＰＤＧ１３６を介して８０２．Ｘ上で、ＷＴＲＵとＣｏＮ１４０との間におけるユーザデータフローが確立される（ステップ１２０２）。ＰＤＰコンテキストは、ＧＧＳＮにおいてアクティブ状態（active）である。ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ＭＩＨ管理エンティティが安定状態にある間に、測定値を受け取る。所定のパフォーマンス閾値を超えたことを、物理レイヤが検出した場合、物理レイヤは、イベント指示（indication）であるＭＩＨ＿ＰＨＹ＿ＥＶＥＮＴをＭＩＨハンドオーバファンクションに送る（ステップ１２０４）。パフォーマンス閾値を超えたことを、ＭＡＣレイヤが検出した場合、ＭＡＣレイヤは、イベント指示（indication）であるＭＩＨ＿ＭＡＣ＿ＥＶＥＮＴをＭＩＨハンドオーバファンクションに送る（ステップ１２０６）。
ＭＩＨは、ＭＡＣレイヤ測定値およびＰＨＹレイヤ測定値を処理し、フィルタリングして（ステップ１２０８）、ハンドオーバ評価を実行する（ステップ１２１０）。信号品質や特定のネットワーク特性（例えば、好ましいＰＬＭＮ）などのイベントの組合せが、ハンドオーバプロセスがトリガされるべきかどうかを判定するのに使用されることが可能である。ＭＩＨハンドオーバファンクションが、条件（または条件の組合せ）が満たされており、したがって、ハンドオーバの試みがトリガされるべきであると判定した場合、ＭＩＨは、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ側でハンドオーバが差し迫っていることを（ＨＯＦ＿ＰＲＥＰＡＲＥを介して）３ＧＰＰレイヤに知らせる（ステップ１２１２）。
このトリガに基づき、ＷＴＲＵは、セル選択を開始して、ルーティングエリア更新を実行する（ステップ１２１４）。ルーティングエリア更新は、ＷＴＲＵによって実行されるプロセスであり、一方のエリアから他方のエリアにＷＴＲＵが移動するといつでも、ネットワークに知らせるプロセスである。ＷＴＲＵは、ルーティングエリアコードを追跡することを担う。ルーティングエリアコードが前回の更新とは異なる場合、ＷＴＲＵは、そのルーティングエリアコードをネットワークに送信することにより、別の更新を実行する。その時点で、無線接続および新たなＳＧＳＮに向けての接続がともに確立される（ステップ１２１６）。
新たなＳＧＳＮは、ＰＤＧからのＰＤＰ（パケットデータプロトコル）コンテキスト転送を要求する（ステップ１２１８）。ＰＤＰコンテキストは、加入者のＩＰアドレス、加入者のＩＭＳＩ、ＧＧＳＮ１３６およびＳＧＳＮ１３８におけるトンネルＩＤなどを含め、加入者がアクティブ状態のセッションを有する際の加入者のセッション情報を含む、ＳＧＳＮ１３８上およびＧＧＳＮ１３６上の両方に存在するデータである。
図１３は、本発明によるＷＴＲＵとＰＤＧの間で確立されたトンネルを示す。現在のＰＤＰコンテキストの「スナップショット」がアップリンクフローおよびダウンリンクフローの両方に関して、ＰＤＧにおいておこなわれる。ＰＤＧは、その情報を新たなＳＧＳＮに転送する。ＰＤＰコンテキストが転送された直後に、ＰＤＧは、ＷＴＲＵに向けてダウンリンクパケットを送信することを停止する。その時点の後にＧＧＳＮから受信されたパケットが、バッファリングされる。ＰＤＧがパケットを処理することを開始する準備ができると、ＲＮＣは、新たなＧＴＰトンネルを確立し、バッファリングされたパケットの複製を、古いＳＧＳＮを介して、ＰＤＧに向けて送信する。以上は、タイマが満了するまで行われる。ＰＤＰコンテキストは、ＧＧＳＮにおいて更新され、新たなＧＴＰトンネルが、（Ｇｎ’インタフェースを介して）確立されることが可能である。すると、パケットは、ＰＤＧを介してＧＧＳＮから直接に受信される。
図１２Ｂを参照すると、ＰＤＰコンテキスト転送が成功した後、３ＧＰＰレイヤが、ハンドオーバが正常に完了したことをＭＩＨハンドオーバファンクションに知らせる（ステップ１２２０）。そのような時点で、３ＧＰＰ低位レイヤ接続および３ＧＰＰ高位レイヤ接続が確立され（ステップ１２２２）、ユーザデータフローが、３ＧＰＰネットワーク上でＷＴＲＵ１１０およびＣｏＮ１４０の間において進行中である（ステップ１２２４）。ＨＯＦ３２４は、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ無線接続の解放（例えば、関連付け解除（disassociation））を命令し（ステップ１２２６）、古いメディアが、解体される（ステップ１２２８）。
図１４Ａ〜図１４Ｃは、併せて、本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、３ＧＰＰからＩＥＥＥ８０２．１１へのハンドオーバに関するプロセス１４００を示す。ユーザデータフローが、３ＧＰＰネットワーク上でＷＴＲＵ１１０およびＣｏＮ１４０の間において確立される（ステップ１４０２）。システム情報は、３ＧＰＰネットワークからＷＴＲＵ１１０に伝送される（ステップ１４０４）。３ＧＰＰレイヤは、ＷＬＡＮシステムへのハンドオーバが正当化され得るかどうかを判定するのに使用されることが可能な、妥当なシステム情報を抽出し、３ＧＰＰレイヤは、その情報をＭＩＨハンドオーバファンクションに転送する（ステップ１４０６）。代替として、ＷＴＲＵ１１０内のＩＥＥＥ８０２．Ｘレイヤが、継続的に、または３ＧＰＰ構成要素から受信されたシステム情報によって促された際に、周期的スキャンを実行してもよい（ステップ１４０８）。
妥当な３ＧＰＰシステム情報が、ＭＩＨファンクションに転送される（ステップ１４１０、ステップ１４１２）。ＭＩＨハンドオーバファンクションは、利用可能な情報（例えば、明示的な指示（explicit indication）、ＲＦシグネチャ、地理的ロケーション、手動スキャンまたは自動スキャン、特定のＴＭＳＩ割り当てなど）に基づき、選択に適したＷＬＡＮが存在するかどうかを判定する（ステップ１４１４）。次に、ＭＩＨファンクションは、ハンドオーバに関する可能な候補のリストを生成する（ステップ１４１６）。ＭＩＨファンクションは、システム運用者や、既知のシステム能力などの、いくつかの態様に基づき、ハンドオーバに関する候補を評価する（ステップ１４１８）。
ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ハンドオーバに関するターゲットを見出し、ＭＩＨ＿ＭＡＣＯＲＤＥＲメッセージを介して、８０２．Ｘシステムへのハンドオーバをトリガする（ステップ１４２０、ステップ１４２２）。ＷＴＲＵ１１０は、８０２．Ｘシステム関連付け、およびターゲットＷＬＡＮシステムに向けての認証を実行する（ステップ１４２４）。
ＷＴＲＵ１１０が、関連付けられ、認証されることに成功すると（ステップ１４２６）、ＲＦＣ２２８４に準拠して、ＥＡＰが、妥当な３ＧＰＰ ＡＡＡサーバ１３２に向けて使用される（ステップ１４２８）。ＷＴＲＵ１１０は、ＷＬＡＮ ＩＤ、および関連するＰＬＭＮを使用して、ＦＱＤＮを構築し、そのＦＱＤＮを使用して、ＤＮＳクエリを介して、関連するＰＤＧアドレスを獲得する。ＷＴＲＵ１１０は、そのアドレスを使用して、ＰＤＧ１３６に向けてエンド・ツー・エンドのトンネルを確立する（例えば、Ｌ２ＴＰを使用して）（ステップ１４３０）。トンネルが確立されると、ＷＴＲＵ１１０は、ＰＤＧ１３６に向けてルーティングエリア更新を実行する。ＰＤＧ１３６において受信されたルーティングデータ更新は、古いＳＧＳＮ１３８に向けてコンテキスト転送要求をトリガする。
ＰＤＧ１３６は、図１３に示されるとおり、新たなＧＴＰ（ＧＰＲＳトンネリングプロトコル）トンネルを確立し、バッファリングされたすべてのパケットの複製を、新たなＳＧＳＮに送信する。以上は、タイマが満了するまで、または新たなＳＧＳＮが、パケットを処理することを始める準備ができるまで、行われる。新たなネットワークは、ＰＤＰコンテキストをアクティブにすることに成功すると、パケットを処理することを始める準備ができている。ＰＤＰコンテキストはＧＧＳＮにおいて更新され、新たなＧＴＰトンネルが確立されることが可能である。すると、パケットは、ＧＧＳＮから、新たなＳＧＳＮに向けて直接に受信される。
図１５は、古いＲＮＣと、古いＳＧＳＮと、ＧＧＳＮとの間のＧＴＰトンネルを示す。現在のコンテキストの「スナップショット」が、古いＲＮＣからとられて、古いＳＧＳＮを介してＰＤＧに転送される。アップリンクコンテキスト情報とダウンリンクコンテキスト情報がともに、キャプチャされる。ＰＤＰコンテキストが転送された直後、ＲＮＣは、ＷＴＲＵ１１０に向けてダウンリンクパケットを送信することを停止する。その時点の後にＧＧＳＮ１３６から受信されたパケットは、バッファリングされる。
図１４を再び参照すると、８０２．Ｘの低位レイヤおよび高位レイヤが確立された後（ステップ１４３４）、ＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークを介するＷＴＲＵ１１０からＣｏＮ１４０へのユーザデータフローが確立される（ステップ１４３６）。ＭＩＨは、ＨＯＦ＿ＣＯＭＭＩＴメッセージを介して、ハンドオーバが完了したことを知らせ（ステップ１４３８）、３ＧＰＰ ＲＡＢ（無線アクセスベアラ）が、解放されることが可能である（ステップ１４４０）。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、併せて、本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、８０２．Ｘから８０２．３へのハンドオーバに関するプロセス１６００を示す。ＷＴＲＵ１１０およびＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークの間でデータパスが確立されている間（ステップ１６０２）、８０２．３物理接続が確立され（ステップ１６０４）、ＭＩＨが、そのＩＥＥＥ８０２．３物理接続を検出する（例えば、ＲＪ４５ケーブルが、プラグ接続されている）（ステップ１６０６）。
低位レイヤによる８０２．３物理接続が検出されると、ＭＩＨ＿ＰＨＹ＿ＥＶＥＮＴメッセージが、ＭＩＨハンドオーバファンクションに向けて送信される（ステップ１６０８）。このメッセージは、ハンドオーバが実行されるべきかどうかを判定するのに使用される物理リンクの特性を提供する。「Ｌ３ＳＨ（レイヤ３またはＩＰベースのソフトハンドオーバ）」と同様のマルチストリーム接続が、試みられることが可能である。以上は、バッテリの考慮が該当しないようにする、ＡＣ電源の利用可能性などの、いくつかの要因に依存する。
ＭＩＨハンドオーバファンクションは、低位レイヤによって提供された情報を継続的に処理し、フィルタリングして（ステップ１６１０）、１つまたは複数の条件が、ハンドオーバ手続きをトリガすることに関する基準を満たすかどうかを判定するハンドオーバ評価を実行する（ステップ１６１２）。
判定が、肯定的である場合、ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ハンドオーバ手続きをトリガする（ステップ１６１４）。この手続きは、コンテキスト情報（例えば、ヘッダ圧縮コンテキスト、ＰＰＰコンテキストなど）の転送、およびユーザデータの切り換えを含む。Ｌ３ＳＨが使用される場合、コンテキストは、新たなルータからＣｏＮ１４０への新たな接続が確立されて初めて、アクティブにされることが可能である。その情報（Ｌ３ＳＨサポート）は、古いアクセスルータと新たなアクセスルータとの間で通信される必要がある。
ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ＨＯＦ＿ＰＲＥＰＡＲＥメッセージを使用して、コンテキスト転送およびＭＩＰ構成要素におけるＭＩＰ手続きをともにトリガする（ステップ１６１６）。ＷＴＲＵ１１０は、新たに確立された物理接続を使用して、ＩＥＥＥ８０２．３ ＡＧから新たなＩＰアドレスを獲得する（ステップ１６１８）。ＨＯＦ＿ＰＲＥＰＡＲＥメッセージから来る情報を使用して、または既存のＭＩＰメッセージを使用して、ＷＴＲＵ１１０は、新たなＡＧ（すなわち、８０２．３ ＡＧ）のＩＰアドレスを獲得する。これにより、ＷＴＲＵ１１０が、ＩＥＥＥ８０２．３ ＡＧと接触して、コンテキスト転送手続きを開始することが可能になる（ステップ１６２０）。
コンテキストが新たなＡＧ（８０２．３ ＡＧ）に転送されている間（ステップ１６２２）、データが古いＡＧ（８０２．Ｘ ＡＧ）から転送される（ステップ１６２４）。これにより、新たなＣｏＡが、（ＩＥＥＥ８０２．３ ＡＧ内の）新たな８０２．３アクセスルータとネゴシエートされるより前に、ＷＴＲＵ１１０が、ユーザデータを受信することが可能になる。新たなＡＧは、コンテキストエンジンがアクティブにされる必要があるか、またはデータストリームが単にＷＴＲＵ１１０から／ＷＴＲＵ１１０に中継されるべきかを判定する必要がある。この判定は、古いルータによって提供されるＬ３ＳＨ情報に基づいて行われることが可能である。
ＷＴＲＵ１１０は、既存のＭＩＰメッセージを使用して、新たなＣｏＡをネゴシエートする（ステップ１６２６）。新たなＣｏＡの準備ができ、低位レイヤ接続が確立されると（ステップ１６２８）、ユーザデータパスが、ＣｏＮ１４０から新たなＡＧに切り換えられることが可能である（ステップ１６３０）。その時点で、ユーザデータは、完全にＩＥＥＥ８０２．３ネットワークを介して流れている。
古いＣｏＡが、現時点で、登録解除されることが可能であることをＭＩＰレイヤに知らせるＨＯＦ＿ＣＯＭＭＩＴメッセージが送信される（ステップ１６３２）。ＭＩＨは、ＭＩＨ ＭＡＣＯＲＤＥＲメッセージを介して、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ接続を解体する（ステップ１６３４、ステップ１６３６）。オプションとして、ＭＩＨは、古い８０２．Ｘ接続を保持して、８０２．Ｘに戻るハンドオーバが実行されるべき場合に、再関連付け手続きを回避することができる。
図１７Ａおよび図１７Ｂは、併せて、本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、８０２．３から８０２．Ｘへのハンドオーバに関するプロセス１７００を示す。８０２．３接続が確立されると、低位レイヤ（ＭＡＣ／ＰＨＹ）接続および高位レイヤ（例えば、ＩＰ／ＭＩＰ）接続がともに確立される（ステップ１７０２、ステップ１７０４）。ユーザデータは、ＩＥＥＥ８０２．３ ＷＴＲＵと８０２．３ネットワークとの間で流れている（ステップ１７０６）。ＭＩＨシステム情報は、ＭＩＨハンドオーバファンクションに提供されることが可能である（ステップ１７０８）。
ＭＩＨが、ＭＩＨ＿ＰＨＹ＿ＥＶＥＮＴメッセージを処理する（ステップ１７１０）。ＡＣ電源供給装置の利用可能性などの一部のイベントは、ＭＩＨが、８０２．３および８０２．Ｘの両方の同時の接続をトリガするようにさせることができる（ステップ１７１２）。ＭＩＨハンドオーバファンクションが、８０２．Ｘシステムへのハンドオーバをトリガすることを決定した場合（ステップ１７１４）、ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ＭＩＨ＿ＭＡＣＯＲＤＥＲメッセージを発行して、関連付け手続きおよび認証手続きをトリガする（ステップ１７１６）。８０２．Ｘ物理接続が、オプションとして確立されてもよい（ステップ１７１８）。コンテキスト情報の転送を円滑にするため、ＷＴＲＵ１１０は、オプションとして、現在の８０２．３アンカポイントについての情報を提供することもできる（ステップ１７２０）。８０２．３アンカポイントは、現在のＩＥＥＥ８０２．３接続に関するコンテキスト情報を保持しているＩＥＥＥ８０２．３ ＡＧと定義される。その情報は、ハンドオーバが差し迫っている場合、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＧによって、コンテキスト転送を要求するのに使用される。
ＩＥＥＥ８０２．３接続がもはや利用できない（例えば、ＲＪ４５ケーブルが、プラグを抜かれている）場合、低位レイヤによって、ＭＩＨ＿ＰＨＹ＿ＥＶＥＮＴメッセージを介して、イベントがトリガされる（ステップ１７２２）。ＭＩＨファンクションは、トリガを生成した可能性がある条件（例えば、リンクがダウンしている）を評価し、８０２．Ｘシステムアクセスを決定し（ＷＴＲＵ１１０が、既に関連付けられているのではない場合）、コンテキスト情報の転送を求める要求が、発行されなければならない（ステップ１７２４）。
ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ＨＯＦ＿ＰＲＥＰＡＲＥメッセージを使用して、新たなＡＮが開始されなければならないことを、ＭＩＰエンティティに通知する（ステップ１７２６）。これにより、古いＡＧ（８０２．３）から新たなＡＧ（８０２．Ｘ）へのコンテキスト情報の転送、およびユーザデータの転送がトリガされる。
ＷＴＲＵ１１０は、ＡＲＰまたはＤＨＣＰを使用して、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＧから新たなＩＰアドレスを獲得する（ステップ１７２８）。このステップは、より早期に実行されてもよい。より早期に実行されることは、ＷＴＲＵ１１０が、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＧに対して、最初に関連付けられ、認証される場合に行われることが可能である。ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＩＰアドレスが利用可能になると、ＷＴＲＵ１１０は、古い８０２．３ ＡＧから新たな８０２．Ｘ ＡＧへのコンテキスト転送手続きおよびデータ転送手続きをトリガする（ステップ１７３０、ステップ１７３２）。Ｌ３ＳＨが使用される場合、コンテキストは、新たなルータからＣｏＮ１４０への新たな接続が確立されて初めて、アクティブにされることが可能である。その情報（Ｌ３ＳＨサポート）は、古いアクセスルータと新たなアクセスルータとの間で通信される必要がある。
コンテキストが、新たなＡＧ（８０２．Ｘ ＡＧ）に転送されている間、データが、古いＡＧ（８０２．３ ＡＧ）から転送される（ステップ１７３４）。これにより、新たなＣｏＡが、（ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＧ内の）新たな８０２．Ｘアクセスルータとネゴシエートされるより前に、ＷＴＲＵ１１０がユーザデータを受信することが可能になる。新たなＡＧは、コンテキストエンジンがアクティブにされる必要があるか、またはデータストリームが単にＷＴＲＵ１１０から／ＷＴＲＵ１１０に中継されるべきかを判定する必要がある。この判定は、古いルータによって提供されるＬ３ＳＨ情報に基づいて行われることが可能である。
次に、ＷＴＲＵ１１０は、既存のＭＩＰメッセージを使用して、新たなＣｏＡをネゴシエートする（ステップ１７３６）。新たなＣｏＡの準備ができ、低位レイヤ接続が確立されると、ユーザデータパスがＣｏＮ１４０から新たなＡＧに切り換えられることが可能である（ステップ１７３８）。古いＣｏＡがその時点で登録解除されることが可能であることをＭＩＰ側に知らせるＨＯＦ＿ＣＯＭＭＩＴメッセージが送信される（ステップ１７４０）。
図１８Ａおよび図１８Ｂは、併せて、本発明による、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される８０２間ハンドオーバに関するプロセス１８００を示す。８０２．Ｘ低位レイヤ手続きおよび８０２．Ｘ高位レイヤ手続きが完了すると（ステップ１８０２、ステップ１８０４）、ＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークに対するデータパスが確立される（ステップ１８０６）。進行中のＩＥＥＥ８０２．Ｘセッション中、データパスは、ＷＴＲＵ１１０とＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＮの間である。ＩＥＥＥ８０２．ＸネットワークにおけるＭＩＨが、オプションとして、システム情報を、ＭＩＨのピアに提供することができる（ステップ１８０８）。可能な近隣に関する情報が、オプションとして、ＭＩＨ＿ＳＹＳＩＮＦＯメッセージを介して、ピアツーピアで提供されることが可能である。
ＭＡＣ／ＰＨＹの測定値が、ＭＩＨ＿ＰＨＹ＿ＥＶＥＮＴを介して、ＭＩＨファンクションに送信される（ステップ１８１０）。また、リモート測定値がＷＴＲＵ１１０に転送されることも可能である（ステップ１８１２、ステップ１８１４、ステップ１８１６）。ＭＩＨ ＬＬＣＦが、それらの測定値を処理する（ステップ１８１８）。例えば、ＭＩＨ ＬＬＣＦは、いくつかの測定値を平均し、それらの測定値を閾値と比較し、ＨＯＦを示すトリガを作成することができる。
ＨＯＦ３２４は、ＨＯＦ３２４が、ネットワーク情報サービスおよび測定レポートから獲得する情報に基づき、ハンドオーバが必要であるかどうかを判定する（ステップ１８２０）。インテリジェントな判定を行うため、ＭＩＨハンドオーバファンクションは、システム情報更新からの情報（例えば、近隣リスト、および近隣ネットワークの情報）を保持する。ＭＩＨハンドオーバファンクションは、準備ステップおよびコミットステップという２つのステップで予防ハンドオーバ判定を行う。様々な閾値、および意思決定アルゴリズムが、それら２つのステップのために使用されることが可能である。
ＭＩＨは、ハンドオーバが差し迫っていると判定した場合、ＨＯＦ＿ＰＲＥＰＡＲＥメッセージをＭＩＰとＭＡＣ／ＰＨＹの両方に送信することにより、ネットワーク全体にわたってハンドオーバ準備手続きをトリガする（ステップ１８２２、ステップ１８２４）。ＭＩＰおよびレイヤ２は共にハンドオーバの準備をすることを始める。ＷＴＲＵ１１０は、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークとの新たなレイヤ２リンクを確立する（ステップ１８２６）。
ＷＴＲＵ１１０は、ＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークから新たなＩＰアドレスを獲得する（ステップ１８２８）。このステップは、より早期に行われることも可能である。ＷＴＲＵ ＭＩＰが、ＩＥＥＥ８０２．ＸネットワークからＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークへのコンテキスト転送をトリガする（ステップ１８３０）。コンテキストが、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに転送される間、データは、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＧからＩＥＥＥ８０２．Ｙ ＡＧに転送されることが可能である（ステップ１８３２）。これにより、新たなＣｏＡがＩＥＥＥ８０２．Ｙルータとネゴシエートされるより前に、ＷＴＲＵ１１０がユーザデータを受信することが可能になる。
ＷＴＲＵ１１０は、既存のＭＩＰメッセージを使用して、新たなＣｏＡをネゴシエートする（ステップ１８３４）。新たなＣｏＡの準備ができ、低位レイヤ接続および高位レイヤ接続が確立されると（ステップ１８３６）、ユーザデータパスが、その時点で、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに切り換えられる（ステップ１８３８）。
古いＣｏＡが登録解除されることが可能であることをＭＩＰ側に知らせるＨＯＦ＿ＣＯＭＭＩＴメッセージが、送信される（ステップ１８４０）。オプションとして、古いレイヤ２接続が、ＭＩＨ＿ＭＡＣＯＲＤＥＲメッセージによって解体されることが可能である（ステップ１８４２、ステップ１８４４）。
図１９Ａおよび図１９Ｂは、併せて、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される８０２間ハンドオーバ失敗のケースに関するプロセス１９００を示す。この失敗は、多くの段階で生じることが可能である。８０２．Ｘ低位レイヤ手続きおよび８０２．Ｘ高位レイヤ手続きが完了すると（ステップ１９０２、ステップ１９０４）、ＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークに対するデータパスが確立される（ステップ１９０６）。ＩＥＥＥ８０２．ＸネットワークにおけるＭＩＨが、オプションとして、システム情報をＭＩＨのピアに提供することができる（ステップ１９０８）。ＭＡＣ／ＰＨＹの測定値が、ＭＩＨ＿ＰＨＹ＿ＥＶＥＮＴを介してＭＩＨファンクションに送信される（ステップ１９１０）。また、リモート測定値がＷＴＲＵ１１０に転送されることも可能である（ステップ１９１２〜１９１６）。ＭＩＨ ＬＬＣＦが、それらの測定値を処理する（ステップ１９１８）。ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ＭＩＨハンドオーバファンクションが、ネットワーク情報サービスおよび測定レポートから獲得する情報に基づき、ハンドオーバが必要であるかどうかを判定する（ステップ１９２０）。ＭＩＨは、ハンドオーバが差し迫っていると判定した場合、ＨＯＦ＿ＰＲＥＰＡＲＥメッセージをＭＩＰとＭＡＣ／ＰＨＹの両方に送信することにより、ネットワーク全体にわたってハンドオーバ準備手続きをトリガする（ステップ１９２２、ステップ１９２４）。ＭＩＰおよびレイヤ２はともに、ハンドオーバの準備をすることを始める。
ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに対するレイヤ２リンクが確立されることが可能でない場合（ステップ１９２６）、低位レイヤは、オプションとして、その失敗についてＭＩＨに知らせるか、またはタイマが満了する。すると、ＭＩＨは、安定状態に戻る。ＭＩＨが、ＨＯＦ＿ＰＲＥＰＡＲＥを高位レイヤに送信すると（ステップ１９２４）、ＷＴＲＵ１１０は、ＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークから新たなＩＰアドレスを獲得しようと試みる。ＷＴＲＵ１１０が新たなＩＰアドレスを獲得することに失敗した場合（ステップ１９２８）、低位レイヤがその失敗についてＭＩＨに知らせることが可能であるか、またはタイマが満了する。すると、ＭＩＨは、安定状態に戻る（ステップ１９３０）。
以上すべてが成功した場合、ＷＴＲＵ ＭＩＰは、ＩＥＥＥ８０２．ＸネットワークからＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークへのコンテキスト転送をトリガする（ステップ１９３２）。コンテキスト転送が失敗した場合、ＭＩＨは安定状態に戻る（ステップ１９３４）。オプションとして、ＭＩＨは、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに対するレイヤ２リンクを解体することができる。コンテキストがＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに正常に転送された場合、データはＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＧからＩＥＥＥ８０２．Ｙ ＡＧに転送されることが可能である（ステップ１９３６）。これにより、新たなＣｏＡがＩＥＥＥ８０２．Ｙルータとネゴシエートされるより前に、ＷＴＲＵ１１０がユーザデータを受信することが可能になる。
ＷＴＲＵ１１０が、既存のＭＩＰメッセージを使用して、新たなＣｏＡをネゴシエートすることに失敗した場合（ステップ１９３８）、８０２．Ｙ内の転送されたコンテキストは、削除されなければならない（ステップ１９４０）。ＩＥＥＥ８０２．Ｘ内のコンテキストが依然として存在しているものと想定すると、データ転送は停止されなければならない。すると、ＭＩＨは、安定状態に戻る（ステップ１９４２）。新たなＣｏＡの準備ができ、低位レイヤ接続および高位レイヤ接続が確立された場合（ステップ１９４４）、ユーザデータパスは、その時点で、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに切り換えられる（ステップ１９４６）。
古いＣｏＡが登録解除されることが可能であることをＭＩＰ側に知らせるＨＯＦ＿ＣＯＭＭＩＴメッセージが、送信される（ステップ１９４８）。オプションとして、古いレイヤ２接続が、ＭＩＨ＿ＭＡＣＯＲＤＥＲメッセージによって解体されることが可能である（ステップ１９５０、ステップ１９５２）。
図２０Ａおよび図２０Ｂは、併せて、本発明による、ネットワークによって開始され、ネットワークによって制御される８０２間ハンドオーバに関するプロセス２０００を示す。８０２．Ｘセッションが進行中である間、データパスは、ＷＴＲＵ１１０およびＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＮの間である（ステップ２００２）。ＭＡＣ／ＰＨＹの測定値が、ＭＩＨ＿ＰＨＹ＿ＥＶＥＮＴメッセージを介して、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＮ内のＭＩＨファンクションに送信される（ステップ２００４）。また、ＷＴＲＵ１１０からのリモート測定値がＩＥＥＥ８０２．Ｘネットワークに転送されることも可能である（ステップ２００６〜２０１０）。
ＭＩＨ ＬＬＣＦがそれらの測定値を処理する（ステップ２０１２）。例えば、ＭＩＨ ＬＬＣＦは、いくつかの測定値を平均し、それらの測定値を閾値と比較し、ＭＩＨハンドオーバファンクションを示すトリガを作成することができる。ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ＭＩＨハンドオーバファンクションが、ネットワーク情報サービスおよび測定レポートから獲得する情報に基づき、ハンドオーバが必要であるかどうかを判定する（ステップ２０１４）。インテリジェントな判定を行うため、ＭＩＨハンドオーバファンクションは、システム情報更新からの情報（例えば、近隣リスト、および近隣ネットワークの情報）を保持する。ＭＩＨハンドオーバファンクションは、準備ステップおよびコミットステップという２つのステップで予防ハンドオーバ判定を行う。様々な閾値および意思決定アルゴリズムが、それら２つのステップのために使用されることが可能である。
ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ハンドオーバが差し迫っていると判定した場合、ＨＯＦ＿ＰＲＥＰＡＲＥメッセージをＭＩＰおよびＭＡＣ／ＰＨＹの両方に送信することにより、ネットワーク全体にわたってハンドオーバ準備手続きをトリガする（ステップ２０１６、ステップ２０２０）。ＭＩＰおよびレイヤ２はともに、ハンドオーバの準備をすることを始める。高位レイヤで、ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＧが、ＭＩＰコンテキストをＩＥＥＥ８０２．Ｙ ＡＧに転送し、レイヤ２で、ＷＴＲＵ１１０が、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークとの新たなレイヤ２リンクを確立する（ステップ２０１８）。ＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＮ内のＭＩＨハンドオーバファンクションからＷＴＲＵ１１０におけるＭＩＨハンドオーバファンクションにピアツーピアメッセージが送信され（ステップ２０２２）、ＷＴＲＵは、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに対する低位レイヤ接続を準備する（ステップ２０２４）。
コンテキストが、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに転送される間、データはＩＥＥＥ８０２．Ｘ ＡＧからＩＥＥＥ８０２．Ｙ ＡＧに転送されることが可能である（ステップ２０２６）。これにより、新たなＣｏＡがＩＥＥＥ８０２．Ｙルータとネゴシエートされるより前に、ＷＴＲＵ１１０がユーザデータを受信することが可能になる。ＷＴＲＵ１１０は、既存のＭＩＰメッセージを使用して、新たなＣｏＡをネゴシエートすることができる（ステップ２０２８）。新たなＣｏＡの準備ができ、低位レイヤ接続が確立されると、ユーザデータパスが、その時点で、ＩＥＥＥ８０２．Ｙネットワークに切り換えられる（ステップ２０３０、ステップ２０３２）。
ＭＩＨハンドオーバファンクションは、情報を処理することを続け、ハンドオーバがコミットされるべきかどうかを確認する。ＨＯ判定がＭＩＨハンドオーバファンクションによって行われると、ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ＨＯＦ＿ＣＯＭＭＩＴメッセージをＭＩＰに送信する（ステップ２０３４）。また、トリガが、ＷＴＲＵ１１０内のＭＩＨピアに送信される（ステップ２０３６）。ＭＩＨハンドオーバコミットコマンドを受信すると、古いＣｏＡが登録解除されることが可能である。オプションとして、ＭＩＨハンドオーバファンクションは、古いレイヤ２接続を解体するＭＩＨ＿ＭＡＣＯＲＤＥＲを送信することができる（ステップ２０３８、２０４０）。
本発明は、ＭＩＨにおいて高速ハンドオーバプロトコルを実施する。高速ハンドオーバプロトコルの目的の１つは、ＭＩＰ登録に起因する待ち時間を克服することであり、基本的な考え方は、リンクレイヤ（トリガ）の助けを借りて動きを予期することである。動きを予期することは、前もってネットワークを準備することを意味し、ＷＴＲＵ１１０およびネットワークによって開始される、予期されたハンドオーバを要求する。予期されたハンドオーバは、実際のハンドオーバより少し前に、登録プロセスを開始することによって達せられる。
図２１は、本発明による、ＷＴＲＵによって開始される８０２間高速ハンドオーバに関するプロセス２１００を示す。ＷＴＲＵ１１０は、ルータ要請プロキシによってＷＴＲＵ１１０の近隣についての情報を要求する（ステップ２１０２）。この情報は、ＷＴＲＵ１１０において近隣ＡＰの内部リストを構築するのに使用される。ＷＴＲＵ１１０は、ＷＴＲＵ１１０の周囲のＡＰに関係する情報（ＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレス、動作周波数、およびＥＳＳＩＤ情報など）を、ルータ告知メッセージを介して受信する（ステップ２０１４）。ＷＴＲＵ１１０は、ＭＩＨおよびＭＩＰの間の事前確立されたリンク（図示せず）を介して、その情報をＭＩＨに転送する。
ＭＩＨ ＬＬＣＦが、測定値を処理し（ステップ２１０６）、ＭＩＨハンドオーバファンクションが、ハンドオーバ評価を実行する（ステップ２１０８）。ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ハンドオーバすることを決定すると、ＭＩＨ＿ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＰＲＥＰＡＲＥトリガをＭＩＰエンティティに送信し（ステップ２１１０）、このトリガが、ＭＩＨ＿ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＰＲＥＰＡＲＥ応答メッセージによって確認応答される（ステップ２１１６）。ＷＴＲＵ１１０が、新たなＣｏＡを獲得する（ステップ２１１２）。
ＦＢＵ（高速バインディングアップデート）は、ＷＴＲＵ１１０の（前の）ＡＲに、ＷＴＲＵ１１０のトラフィックを新たなＡＲに向かわせることを始めるよう指示する、ＷＴＲＵ１１０からのメッセージである。ＦＢＵは、ルータ告知メッセージから抽出された情報を使用して構築され、ＭＩＨ＿ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＰＲＥＰＡＲＥ．Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎを受信した後に送信される（ステップ２１１４）。ＦＢＵメッセージの目的は、前のＡＲが、（前の）ＣｏＡを新たなＣｏＡにバインドすることを許可することである。
ＦＢＵを受信すると、前のＡＲは、ハンドオーバおよびトンネル作成のための手続きを開始する。ＩＣＭＰｖ６（インターネット制御メッセージプロトコル）メッセージであるハンドオーバ開始メッセージが、前のＡＲによって新たなＡＲに送信されて、ハンドオーバのプロセスがトリガされる（ステップ２１１８）。ＨＡＣＫ（ハンドオーバ確認応答）は、ハンドオーバ開始メッセージへの返信として、新たなＡＲによって前のＡＲに送信されるＩＣＭＰｖ６メッセージである（ステップ２１２０）。ＦＢＡＣＫ（高速バインディング確認応答）メッセージが、前のＡＲが新たなＡＲからＨＡＣＫを受信した後、ＦＢＵメッセージの受信を確認するよう、前のＡＲによって新たなＡＲに送信され、通知する目的でＷＴＲＵ１１０に送信される（ステップ２１２２、ステップ２１２６）。一時的なトンネルは、前のＡＲおよび新たなＡＲの間で確立される（ステップ２１２４）。
ＩＰルーティング情報がＭＩＰエンティティからＭＩＨハンドオーバファンクションに送信され（ステップ２１２８）、ＭＩＨハンドオーバファンクションがＭＩＨ＿ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＣＯＭＭＩＴメッセージをＭＩＰエンティティに送信し、ＷＴＲＵ１１０が前のＡＲとの接続を切る（ステップ２１３０）。次に、前のＡＲが、パケットを新たなＡＲに転送することを始める（ステップ２１３２）。新たなＡＲに自らを告知するため、ＷＴＲＵ１１０は、接続を回復するとすぐに、ＦＮＡ（高速近隣告知）メッセージを、その新たなＡＲに送信する（ステップ２１３４）。ハンドオーバが、完了し、すると、パケットは、新たなＡＲからＷＴＲＵ１１０に配信される（ステップ２１３６）。
図２２は、本発明による、８０２間高速ハンドオーバメッセージフローを使用してＨＭＩＰｖ６（階層型ＭＩＰｖ６）を実施することに関するプロセス２２００を示す。ＨＭＩＰｖ６は、シグナル負荷およびハンドオーバ待ち時間を低減するための局所化されたモビリティ管理を提供する。グローバルモビリティの概念は、ＷＴＲＵ１１０が、１つのＭＡＰ（モバイルアンカポイント）から別のＭＡＰに移動して、これにより、ＷＴＲＵ１１０のＲＣｏＡ（地域的気付アドレス）が変わる状況を指す。ローカルモビリティケースの通常のシナリオは、ＷＴＲＵ１１０が、同一のＭＡＰ地域内で移動するが、１つのＡＲから別のＡＲに切り替わることである。それらのタイプのローカルハンドオーバは、ＷＴＲＵのコレスポンデントホストにはローカルでトランスペアレントに管理される。
ＷＴＲＵ１１０は、ＷＴＲＵ１１０が移動した先の新たなＭＡＰからルータ告知を受信する（ステップ２２０２）。ＭＡＰのグローバルアドレスは、その告知の中に含まれる。ＭＡＰオプションの中で受信されたプレフィックスに基づき、ＷＴＲＵ１１０は、ＷＴＲＵ１１０のＭＡＰに固有の新たなＲＣｏＡを形成する。ルータ告知は、ＷＴＲＵの測定結果とともに、ＭＩＨおよびＭＩＰの間で事前確立されたリンクを介してＭＩＨに転送される。ＭＩＨ ＬＬＣＦが、それらの測定値を解析する（ステップ２２０４）。ＭＩＨハンドオーバファンクションが、ハンドオーバ評価を実行する（ステップ２２０６）。ＭＩＨハンドオーバファンクションは、ハンドオーバが、有利である、または必要であると判定した場合、ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＰＲＥＰＡＲＥ．ＩｎｄｉｃａｔｉｏｎトリガをＭＩＰに送信し（ステップ２２０８）、このトリガは、ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＰＲＥＰＡＲＥ．Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージによって確認応答される（ステップ２２１２）。ＷＴＲＵ１１０が、ＣｏＡ、ＲＣｏＡ、およびＬＣｏＡ（オンリンク気付アドレス）を獲得する（ステップ２２１０）。
ＭＩＨ＿ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＰＲＥＰＡＲＥ．Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎトリガを受信すると、ＭＩＰは、ＬＣｏＡを有するＬＢＵを前のＭＡＰに送信してプレバインディング手続きを開始して（ステップ２２１１）、パケット損失を減らし、迅速なハンドオーバを実行する。この手続きは、メークビフォアブレーク原理に則って実行される。その時点で、ＭＩＨ＿ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＣＯＭＭＩＴ．Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎトリガが、ＭＩＨによってＭＩＰに送信され（ステップ２２１４）、このトリガが、ＭＩＨ＿ＨＡＮＤＯＶＥＲ＿ＣＯＭＭＩＴ．Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージによって確認応答される（ステップ２２１６）。
ＷＴＲＵ１１０は、ハンドオーバを指示するトリガを受信すると、ＢＵ（バインディングアップデート）を新たなＭＡＰに送信する（ステップ２２１８）。このメッセージは、ＲＣｏＡを含む「ホームアドレス」オプションを含む。このＢＵは、ＷＴＲＵのＲＣｏＡをＷＴＲＵのＬＣｏＡにバインドする。
ＭＡＰがＢＡＣＫをＷＴＲＵ１１０に送信し（ステップ２２２０）、ＭＩＰエンティティがＩＰルーティング情報をＭＩＨハンドオーバファンクションに送信する（ステップ２２２２）。すると、双方向トンネルが、ＷＴＲＵ１１０および新たなＭＡＰの間で確立される（ステップ２２２４）。
新たなＭＡＰに対して登録が確認されるとすぐに、ＷＴＲＵが、バインディングを指定するＢＵをＨＡ１４２に送信することにより、ＷＴＲＵの新たなＲＣｏＡをＨＡに登録する（ステップ２２２６）。
以上のステップは、ＭＩＰｖ６ルート最適化方法の一環である。また、前のステップにおけるＢＵと同様のＢＵが、ＷＴＲＵのＣｏＮ１４０に送信される（ステップ２２２８）。これにより、ＣｏＮ１４０が、新たなＭＡＰにパケットを直接に伝送する目的で、その新たなＭＡＰとのリンクを確立することが可能になる（ステップ２２３０）。
本発明の特徴および構成要素を、好ましい実施形態において、特定の組合せで説明したが、各特徴および各構成要素は、好ましい実施形態の他の特徴および構成要素を伴わずに単独で使用されることも、本発明の他の特徴および構成要素を伴って、または伴わずに様々な組合せで使用されることも可能である。
本発明に従って構成された無線通信システムのブロック図である。 本発明によるＡＮ間ハンドオーバおよびＡＮ内ハンドオーバを示す図である。 本発明に従って構成されたプロトコルスタックを示す図である。 本発明によるＭＩＨ（メディア非依存ハンドオーバ）管理プレーンを示す図である。 本発明によるマルチスタックＷＴＲＵおよびメディアアクセスのプロトコルスタックを示す図である。 本発明によるマルチスタックＷＴＲＵおよびメディアアクセスのプロトコルスタックを示す図である。 本発明によるＭＩＨ状態マシンを示す図である。 本発明による外部ＳＡＰ（サービスアクセスポイント）を示す図である。 本発明による外部ＳＡＰ（サービスアクセスポイント）を示す図である。 本発明による外部ＳＡＰ（サービスアクセスポイント）を示す図である。 本発明による外部ＳＡＰ（サービスアクセスポイント）を示す図である。 本発明による外部ＳＡＰ（サービスアクセスポイント）を示す図である。 例示的なトリガの３つのグループの使用を示す図である。 本発明によるＩＥＥＥ８０２．Ｘ−ＷＬＡＮ／３ＧＰＰ相互動作である、システムアクセスに関するプロセスを示す図である。 本発明によるＩＥＥＥ８０２．Ｘ−ＷＬＡＮ／３ＧＰＰ相互動作である、システムアクセスに関するプロセスを示す図である。 本発明による８０２．Ｘ−３ＧＰＰ相互動作失敗ケースである、システムアクセスに関するプロセスを示す図である。 本発明による８０２．Ｘ−３ＧＰＰ相互動作失敗ケースである、システムアクセスに関するプロセスを示す図である。 本発明による８０２．Ｘ−３ＧＰＰ相互動作失敗ケースである、システムアクセスに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される、８０２．Ｘから３ＧＰＰへのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される、８０２．Ｘから３ＧＰＰへのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明によるＷＴＲＵとＰＤＧ（パケットデータゲートウェイ）との間におけるトンネルの確立を示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、３ＧＰＰからＩＥＥＥ８０２．１１へのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、３ＧＰＰからＩＥＥＥ８０２．１１へのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、３ＧＰＰからＩＥＥＥ８０２．１１へのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明によるＧＴＰ（ＧＰＲＳトンネリングプロトコル）トンネルの確立を示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、８０２．Ｘから８０２．３へのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、８０２．Ｘから８０２．３へのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、８０２．３から８０２．Ｘへのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される、８０２．３から８０２．Ｘへのハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される、８０２間ハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される、８０２間ハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される８０２間ハンドオーバ失敗ケースに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始され、ＷＴＲＵによって制御される８０２間ハンドオーバ失敗ケースに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ネットワークによって開始され、ネットワークによって制御される８０２間ハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ネットワークによって開始され、ネットワークによって制御される８０２間ハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される８０２間高速ハンドオーバに関するプロセスを示す図である。 本発明による、ＷＴＲＵによって開始される８０２間高速ハンドオーバメッセージフローを使用して、ＨＭＩＰｖ６（階層型ＭＩＰｖ６）を実施するためのプロセスを示す図である。

Claims (3)

  1. 複数の技術的に多様なアクセスネットワークと、メディア非依存ハンドオーバ（ＭＩＨ）ファンクションを含むプロトコルスタックを含む少なくとも１つのマルチスタック無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）とを含む無線通信システムにおいて、前記アクセスネットワークとの通信リンクを確立する方法であって、
    前記方法は、
    （ａ）前記ＷＴＲＵをアクティベートし、前記ＭＩＨファンクションを初期設定するステップと、
    （ｂ）前記ＷＴＲＵは、アクセスネットワークを求めてスキャンするステップと、
    （ｃ）前記ＷＴＲＵは、アクセスネットワークによって伝送されたビーコンフレームを検出するステップと、
    （ｄ）前記ビーコンフレームがＭＩＨ情報をサポートすると前記ＷＴＲＵが判定した場合、前記ＷＴＲＵは、前記検出されたビーコンフレームの内容を読み取るステップと、
    （ｅ）前記ＷＴＲＵは、前記ビーコンフレームの中で見出されたＭＩＨ情報を前記ＭＩＨファンクションに送るステップと、
    （ｆ）前記ＭＩＨファンクションは、前記ＭＩＨ情報を処理し、前記アクセスネットワークとの通信リンクを確立するステップと
    を備えることを特徴とする方法。
  2. 前記ＷＴＲＵおよび前記アクセスネットワークは、モバイルインターネットプロトコルバージョン６（ＭＩＰｖ６）に準拠して高速ハンドオーバ手続きを実施することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記ＷＴＲＵは、ルータ要請メッセージを現在のアクセスルータ（ＡＲ）に送信するステップと、
    前記現在のＡＲは、ルータ告知メッセージを前記ＷＴＲＵに送信するステップと、
    前記ＷＴＲＵは、新たなＡＲに関する測定を実行し、ハンドオーバ判定を行うステップと、
    前記ＷＴＲＵは、高速バインディングアップデートを前記現在のＡＲに送信するステップと、
    前記現在のＡＲと前記新たなＡＲとの間でトンネルを確立するステップと、
    前記新たなＡＲを介してパケットを配信するステップと
    をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の方法。
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