JP2008512938A - １次エージェントおよび２次エージェントとして動作可能な基地局から形成されたネットワーク・アクティブ・セットを使用する無線通信システム - Google Patents

Abstract

無線通信システムを制御するための方法が、提供される。１次エージェントと２次エージェントの両方としてそれぞれ動作させられることが可能な複数の実質的に同一の基地局が、展開される。２次エージェントは、移動デバイスと通信することができ、１次エージェントは、ネットワークと通信することができる。移動デバイスに関連するネットワーク・アクティブ・セットが、複数の基地局から形成される。ネットワーク・アクティブ・セットの中の基地局の１つが、１次エージェントとして動作するように選択され、その選択された基地局は、その選択された基地局が１次エージェントとして動作していることを、その他の基地局群に通信する。このため、ネットワークと移動デバイスの間の通信は、１次エージェント、および選択された２次エージェントを介してルーティングされる。

Description

本発明は、概ね、遠隔通信に関し、より詳細には、無線通信に関する。

無線業界とインターネットは、収斂しつつある。無線セルラー技術では、この収斂は、特に、ＥＴＳＩ（欧州電気通信標準化機構）ＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）などの、第２世代システムから始まる、ＴＤＭＡ（時間分割多重アクセス）ベースの技術において実現されている。代替として、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）ベースのシステムでは、この収斂は、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）のＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）標準などの、新たな標準を介して、またはＣＤＭＡ２０００の形態におけるＩＳ９５などの、既存の２Ｇ（第２世代）ＣＤＭＡ標準の進化を介して達せられている。以上のシステムは、データ・トラフィックとともに、従来の音声トラフィックも伝送することを目的としている。将来に向けて、新たな通信システムが、定義されつつあり、現在、４Ｇ（第４世代）と呼ばれている。それらの４Ｇシステムは、通常、高い帯域幅、および小さいセル・サイズを特徴とする。それらの４Ｇシステムの目標は、ユーザが、様々なセルラー・システムの間でローミングしている最中に、様々な無線インターフェースを介して、豊富なサービスおよびアプリケーションをシームレスにユーザに提供することも行いながら、インターネットへのトランスペアレントなアクセスを含む、インターネット接続を提供できることである。このタイプの将来のシナリオは、特性が非常に不均一であり、ＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合無線通信部門）によってとらえられている。

提案されるそれらの４Ｇシステムは、現在のセルラー・アーキテクチャが、所望される相互接続性およびサービス群を提供するように大きく変更されることが要求されることを含め、様々な欠点を抱えている。それらの変更は、過度に複雑であり、そのため、構築し、保守するのに費用が高くつくセルラー・アーキテクチャをもたらす。

セルラー・アクセスを提供する標準のアプローチには、階層アーキテクチャ・アプローチを採用して、ＰＳＴＮ（公衆交換電話網）またはインターネットへのアクセスを得ることがかかわる。このタイプのソリューションは、システムの複雑さを増す、様々なインターフェースの提示および管理を介して典型的に示される。それらのアーキテクチャでは、システムへの入口点は、無線インターフェースにおける出口点から物理的に遠隔である。さらに、通常、そのタイプのセルラー・システムを特徴付けるＲＬＰ（無線リンク・プロトコル）は、２つ以上のネットワーク要素にわたって分割される。例えば、ＲＬＰは、基地局（ＢＴＳまたはノードＢ）とＲＳＣ／ＲＮＣ（無線システム・コントローラ／ネットワーク・コントローラ）の間で分割される。さらに、それらのネットワークの制御要素群も、いくつかのネットワーク要素にわたって再び分割される。例えば、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）システムでは、制御要素群は、ＢＳＣ（基地局コントローラ）群とＭＳＣ（移動体サービス交換局）にわたって分散され、あるいは、ＧＰＲＳのケースでは、制御要素群は、ＢＳＣとＳＧＳＮ（サービングＧＰＲＳサポート・ノード）にわたって分散される。ＵＭＴＳでは、同様の分割は、音声トラフィックの場合、ＲＮＣとＭＳＣにわたって、パケット・データの場合、ＲＮＣとＳＧＳＮにわたって生じる。理解できるとおり、制御プレーンとユーザ・プレーンの両方において分割が存在する。それらの分割は、最初は、限られた処理能力、およびネットワーク要素間で伝送システムの利用可能な帯域幅が限られていることから生じる技術上の諸問題を解決するように実施された。それらの分割は、ＲＮＣに、多くのＢＴＳを管理させることが望ましかったことを暗示する。同様に、いくつかのＲＮＣが、ＭＳＣまたはＳＧＳＮなどの中央データ・ディストリビュータによって制御される。要するに、過去の処理能力は、セルラー・システムが存立可能となるのに、処理が、様々なネットワーク要素にわたって分割されなければならないだけ、十分に高価であった。

Ｈｉｐｅｒｌａｎシステムや８０２．１１ベースのシステムなどの、ブロードバンド無線アクセスの必要性に主に対処する、無線接続における他のアプローチも存在している。先行するいくつかの試みは、セルラー態様をブロードバンド・アクセスの一般的な考えに結び付けようと試みたが、それらの試みは、無線インターフェースの下位互換性に対処せず、その一方で、その他の試みは、ＭＡＣ（メディア・アクセス制御）レイヤおよび物理レイヤを主に対象として、無線リソース管理、または制御されるセルラー・ネットワーク全体にわたる移動性に関するセルラー・システムの一般的な諸態様に対処しない。両方のシステムとも、セルラー・ネットワークを補完するように提供される直交システムと考えることができ、このため、セルラー・システムの単純化と考えることはできない。

一般に、前述したソリューションに関連する、少なくとも３つの重大な欠点が存在する。第１に、システムのスケーラビリティが、相当に限られている。従来のセルラー・ネットワークでは、システムのより大きい容量は、ＢＴＳを追加することによって得られることが可能である。しかし、ＢＴＳは、システムにおけるさらなる要素の必要性を最終的に生じさせることなしに、単にシステムに追加されることが可能でない。例えば、ＲＮＣの容量が、飽和させられると、別のＢＴＳの追加により、さらなるＲＮＣが要求される。また、以上の議論は、ＭＳＣ、ＳＧＳＮなどに向かって上方でも繰り返される。したがって、以上のアプローチは、容量限度に達すると、ソリューションを構築するのに必要とされる設備の量に関して、比較的高い費用を有する。さらに、この問題は、先行するシステムによって提唱される、小さいセルに向かう傾向によって悪化もさせられる。また、新たなＢＴＳは、既存のＢＴＳ群より軽い負荷をサポートすることから始め、無線ネットワークにおけるリソースの非効率な使用につながる。

第２に、システムの柔軟性が、相当に限られる。従来のセルラー・ネットワークの抱える第２の問題は、既存のソリューションが、異なる無線インターフェースを使用する設備の使用を可能にするように設計されていないことである。つまり、他の無線インターフェースからハンドオーバを行う対応は行われるものの、将来のタイプのインターフェースへの直接のアクセスは、提供されない。

第３に、システムは、過度に複雑になる。以上の問題領域の両方が一緒になって、現在のソリューションを複雑に、または、少なくとも、ネットワークの将来の開発という点で、過度に複雑にする。つまり、それぞれの新たな世代が、ＵＭＴＳのケースにおけるように、新たなインフラストラクチャが開発されることを、通常、要求する。すると、この複雑さは、その新たなインフラストラクチャを作るのに高い資本支出を必要とする可能性がある。第２の形態の複雑さが、それらのシステムがもたらす多数のインターフェースの管理から生じる。このタイプの複雑さは、より高い運用上の支出に反映される。

無線通信システムは、現代の通信の、ますます欠くことのできない態様となっている。サービス品質（ＱｏＳ）およびエンド・ユーザ満足度を確実にするのに、効率的なリソース割り当ておよびリソース管理の戦略が要求される。従来の無線ネットワークは、音声トラフィックを主に伝送したが、現世代、および次世代の無線ネットワークは、ＴＣＰ（伝送制御プロトコル）などのプロトコルを使用するデータ・アプリケーションの高い評判のため、ますますデータ中心になっている。このため、将来の無線ネットワークは、音声トラフィックとデータ・トラフィックの両方の間でリソースを効率的に割り当てることが、ますますできなければならない。しかし、そのような効率は、データ・アプリケーションが、トラフィック特性とＱｏＳ要件の両方の点で、従来の音声アプリケーションと根本的に異なるため、達するのが困難である可能性がある。この違いは、一般に、音声アプリケーションは、通常、ネットワーク負荷および無線チャネル品質とは無関係に、一定の伝送速度を要求することに由来する。そのような音声アプリケーションにおける信頼できる通信は、一般に、不利なチャネル条件を改善する電力制御を介して達せられる。他方、データ・アプリケーションでは、エンド・ユーザによって知覚されるパフォーマンスは、ネットワーク・レイヤ・スループット、接続を開始するのにかかるトランザクション時間、およびデータを伝送するのにかかるトランザクション時間と密接に関係がある。スループット、およびデータ伝送にかかるトランザクション時間は、チャネル品質、ネットワーク負荷、およびリソース割り当て（スケジューリング）戦略に依存する。

データ・アプリケーションは、音声アプリケーションと比べて、通常、遅延に対する許容度がより高く、向上した長期スループット、およびより高いエネルギー効率を実現するように、遅延のわずかな増加を受け入れることができる。例えば、電子メール通信は、音声通信と比べて、伝送の遅延および中断にはるかに影響されにくい。インターネット・アクセスおよびファイル転送も同様に、妥当な応答時間、および妥当な平均スループットが維持される限り、バースト性の通信チャネルを許容することができる。さらに、音声デバイスと比べて、データ・デバイス上で、通常、利用できる、より大きいバッファリング、および通信の実質的に単方向の性質のため、ストリーミング・データ・アプリケーションでさえ、音声通信よりも、データ中断に対する、より高い堅牢性を示す。データ・トラフィックのバースト性の性質（すなわち、伝送におけるデータのパケットが、バーストで伝送される傾向にある）に加えて、データ・トラフィックの、この比較的高い遅延許容度が、限られたネットワーク・リソースのより高い効率を実現する、柔軟性のある伝送スケジューリング戦略を可能にする。

本発明は、前述した諸問題の１つまたは複数の問題の影響を克服すること、または少なくとも小さくすることを目的とする。

本発明の一態様では、無線通信システムを制御するための方法が、提供される。方法は、ネットワーク、および少なくとも１つの２次エージェントと通信することができる１次エージェントとして動作する第１の基地局を選択することを含む。また、第２の基地局、および第３の基地局も選択され、第２の基地局、および第３の基地局はそれぞれ、移動デバイスおよび１次エージェントと通信することができる２次エージェントとして動作するように適合される。第２の基地局と第３の基地局の少なくともいずれかは、移動デバイスと通信するサービング２次エージェントとして動作するように選択される。
本発明は、添付の図面と併せて解釈される、以下の説明を参照して理解することができる。図面では、同様の符号が、同様の要素を識別する。

本発明は、様々な変形、および代替の諸形態が可能であるが、本発明の特定の諸実施形態が、例として、図面に示されており、本明細書で詳細に説明される。しかし、特定の諸実施形態の本明細書における説明は、本発明を、開示される特定の諸形態に限定することを意図するものではなく、それどころか、意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲に含まれる、すべての変形形態、均等形態、および代替形態を対象として含むことであることを理解されたい。

本発明の例示的な諸実施形態を以下に説明する。簡明のため、実際のインプリメンテーションのすべての特徴は、本明細書では説明されない。もちろん、いずれのそのような実際の実施形態の開発においても、インプリメンテーションごとに異なる可能性がある、システム関連の制約、およびビジネス関連の制約を遵守することなどの、開発者固有の目標を達するように、多数のインプリメンテーション固有の決定が行われる可能性があることが理解されよう。さらに、そのような開発の取り組みは、複雑で、時間がかかる可能性があるが、それでも、本開示を利用する当業者には、日常的な仕事であることも理解されよう。

ＢＳＲ（基地局ルータ）の概念からそれぞれ生じやすい、本発明のいくつかの態様が存在する。ＢＳＲは、添付の図面に関連して以下により詳細に説明するとおり、従来の集中型階層セルラー・アーキテクチャを離れて、移行可能な分散セルラー・アーキテクチャに向かう。

次に、図面を参照し、具体的には、図１を参照すると、本発明の一実施形態による、例示的なオールＩＰ（オール・インターネット・プロトコル）ネットワーク・アーキテクチャを使用する通信システム１００が、様式化されて示されている。一般に、システム１００は、複数のＢＳＲ１０２から成る。ＢＳＲ１０２は、イントラネット１０４（バックホール・ネットワークとも呼ばれる）に接続される。ゲートウェイ１０６が、イントラネット１０４をインターネット１０８に接続する。本発明の例示的な実施形態では、ＩＰ（インターネット・プロトコル）が、イントラネット１０４内でユーザ情報および制御情報をトランスポートするのに使用されることが可能なネットワーク・プロトコルである。制御サーバ１１０が、コール・サービス制御を提供する。例示的な通信システム１００の１つの重要な特性は、無線ネットワーク機能の相当な部分が、基地局機能と統合され、このため、ネットワーク全体にわたって分散されることである。

第３世代ＣＤＭＡセルラー・ネットワークは、音声サービスとデータ・サービスをともにサポートするように設計される。高速共有チャネル（ＵＭＴＳにおけるＨＳＤＰＡ、ＣＤＭＡ２０００におけるＥＶ−ＤＶ）を介したパケット・データ・トランスポートの拡張が、現在、標準化されつつある。これらのシステムでは、音声トラフィックは、従来の回線交換モードで伝送されるのに対して、データは、パケット交換の形態で、スケジュール・モードの共有チャネルを介して伝送される。しかし、豊かなマルチメディア・セッションを提供するのに、すべてのサービスに関して単一のトランスポート・モードを有することが有益である。これにより、コール制御が単純化され、マルチメディア・ユーザ体験をサポートする設備費用が低減される。また、そのような収斂は、音声通信が、ＶｏＩＰ（ボイス・オーバＩＰ）フォーマットにますます移行している有線ネットワークにおいても見られる。このため、例示のため、本発明は、無線インターフェースとして、ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムの場合のように、共有トランスポート・チャネルだけをサポートするＣＤＭＡシステムの文脈において説明される。本発明の諸態様は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、他のタイプの通信システムにおいて実施されることも可能であることが当業者には理解されよう。本発明の諸態様を実施するのにいずれのシステムが選択されるにせよ、そのようなシステムが、ＶｏＩＰトラフィックなどの、リアルタイムのトラフィックを伝送するのに要求されるＱｏＳ（サービス品質）を提供できることが有用であることが、当業者にはさらに理解されよう。

本発明の例示的な実施形態では、ＦＣＳＳ（高速セル・サイト選択）が、特にセルの縁端部近くで、ユーザに関する遅延制約を達成するのに使用されて、ＣＤＭＡシステムにおける共有チャネル上のソフトハンドオフがない状態で、ＶｏＩＰ容量を高める。ＦＣＳＳとは、コールに関して、弱い無線リンクを有する１つの基地局から、より良好なリンクを有する別の基地局への、伝送の迅速な切り替えを可能にして、無線リンクの時間につれ変化するチャネル品質の利点を利用する手続きを指す。このため、ＦＣＳＳは、本明細書で、単にセル切り替えとも呼ばれる。一部の応用例では、ＦＣＳＳが使用されるという条件付きで、容量の大きい損失なしに、ソフトハンドオフを回避できることが可能である。本発明は、ソフトハンドオフではなく、セル間の迅速な切り替えを可能にするアーキテクチャの使用において、その事実を活用する。このことにより、さもなければ、ソフトハンドオフのために要求されることになる、厳格な待ち時間要件を保証する（アプリケーションが、そのようにすることを要求しない場合でさえ）基地局間における厳しい同期、およびノード間のフレーミング・プロトコルの必要性が、解消される。現在のＣＤＭＡシステムにおける逆方向リンク上のデータ・チャネルに関して、ソフトハンドオフが提案されるが、逆方向リンク上で、フレーム選択またはソフトハンドオフの代わりに本発明の諸態様を使用して、アーキテクチャを単純化することができる。逆方向リンク上の、チャネルを意識したスケジューリングで、ソフトハンドオフを実施しないことによるダイバーシチの損失が、ユーザのチャネルが比較的良好である場合にだけ伝送することによって達せられるマルチユーザ・ダイバーシチによって、いくらか補償される。

ＨＭＩＰ（Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ）、ＨＡＷＡＩＩ、Ｃｅｌｌｕｌａｒ ＩＰ、およびＢＣＭＰ（Ｂｒａｉｎ Ｃａｎｄｉｄａｔｅ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を含め、ＩＰ ＲＡＮおよびミクロ移動性管理のためのいくつかの提案が、文献において公表されている。しかし、それらの提案は、ＣＤＭＡシステムにおいて生じる諸問題に特に対処してはおらず、ＣＤＭＡネットワークに合わせて仕立てられてはいない。特に、それらの提案は、異なる基地局からの急速な信号変動のケースにおける基地局間の移動体のピンポンの問題に対処していない。また、無線リンク・プロトコル情報のシームレスな転送も、考慮されていない。ＣＤＭＡシステムでは、全般的な周波数の再利用が、容量を最大化するのに使用され、そのため、干渉が、すぐ隣の基地局から来る可能性がある。さらに、隣接する基地局群の間における、基地局の最良のＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）によって反映される、所与の移動体に最良のサービス提供を行うことができる基地局からの無線リンクは、時間につれ変化するチャネル・フェージングのために、移動体が静止している場合でさえ、急速に変化している可能性がある。このため、ハンドオフは、ユーザ移動性によって駆動されるだけでなく、信号伝搬特性によっても駆動される。いずれの移動性管理アーキテクチャも、小さい一組の基地局間における相当な数のハンドオフに合わせて設計されなければならない。頻繁なハンドオフを伴うシナリオでは、ハンドオフ・プロセスが、高速で、損失がなく、効率的であることを確実にするのが有用になる。

現世代のセルラー・ネットワークは、集中型アーキテクチャを介して、少ないパケット損失、および少ないハンドオフ遅延という関連する要件を伴う移動性管理をサポートする。集中型アーキテクチャ内のＩＰトランスポートを考えることも可能であるが、分散化された制御を有する分散アーキテクチャが、スケーラビリティおよび堅牢性の点から好ましい。ＣＤＭＡシステムに関する集中型アーキテクチャでは、無線ネットワーク・コントローラ（通常、多数の基地局にサービスを提供する）が、以下の諸機能を実行する。すなわち、個々のセルの負荷および輻輳の制御、シンプレックス・モードおよびソフトハンドオフ・モードにおける受け付け制御、個々のセルに関するＣＤＭＡ符号ツリー管理、個々のセルの管理および構成、適切な物理チャネルへのトラフィックのマッピング、ソフトハンドオフに関するマクロダイバーシチの組合せおよび分散、逆方向リンク上のソフトハンドオフに関する外部ループ電力制御、ページング調整、および移動性管理である。以上の様々な機能のなかで、符号割り当て管理、輻輳制御、およびシンプレックス・モードにおける受け付け管理などの、個々のセルに固有の諸機能は、それらの機能が、基地局の間における対話を要求しないので、基地局群に単純明快に分散されることが可能である。しかし、ソフトハンドオフに関連する諸機能、ページングおよび移動性の管理は、分散される場合、基地局間におけるシグナルを要求し、そのため、それらの機能を円滑にするアーキテクチャの注意深い設計が、有用である。分散型であることに加えて、提案されるアーキテクチャは、無線アクセス・ネットワーク内のデータのトランスポート、およびシグナルのためにＩＰベースのプロトコル群が使用されるという意味で、オールＩＰである。

Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰが、ＩＰネットワークにおけるマクロ移動性管理のために標準化されている。Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰのいくつかの拡張を使用して、無線ネットワークにおいてミクロ移動性、および待ち時間が少なく、損失が少ないハンドオフをサポートすることができる。例には、前述したＨＡＷＡＩＩ、Ｃｅｌｌｕｌａｒ ＩＰ、およびＨＭＩＰ（Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ）が含まれる。本発明の説明される例示的な実施形態では、経路最適化を伴うＨＭＩＰのフレームワークが、移動性管理を実施するために採用される。例示的な実施形態は、ＨＭＩＰをフレームワークとして使用するが、ＣＤＭＡ無線インターフェースによって駆動される移動性管理の拡張が、他のミクロ移動性管理プロトコル群に適用されることも可能である。説明される実施形態では、ＨＭＩＰは、ＣＤＭＡシステムに固有であるシームレスなＲＬＣ転送およびヘッダ圧縮を伴うＦＣＳＳをサポートするために促進される。

提案される例示的なアーキテクチャが、図２に示されている。ＧＦＡ（ゲートウェイ外部エージェント）２００が、無線アクセス・ネットワークとインターネットの境界に位置する。パケットは、ＧＦＡ２００経由でＣＨ（コレスポンデント・ホスト）２０２からＢＳＲ群１０２まで、階層型でトンネリングが行われる。ＮＡＳ（ネットワーク・アクティブ・セット）が、速い時間スケールで移動体２０４が切り替わることがその間で可能なＢＳＲ１０２のセットから成るものと定義される。ＢＳＲ１０２は、移動体２０４と、追加される、または削除されるＢＳＲ１０２との間におけるリンク品質に関する、ある基準に基づき、遅い時間スケールで、ＮＡＳに追加される、またはＮＡＳから削除される。ＮＡＳの中で、ＢＳＲ群１０２の１つのＢＳＲが、ＰＦＡ（１次外部エージェント）と呼ばれるのに対して、その他のＢＳＲ群１０２は、ＳＦＡ（２次外部エージェント）と呼ばれる。ＰＦＡは、移動性管理および無線リソース管理のためのアンカの役割をし、従来のアーキテクチャにおけるＲＮＣ（無線ネットワーク・コントローラ）と同様の諸機能を実行する。すべてのユーザ位置情報を収集するデータベース２０８が、ＧＦＡ２００に接続される。本発明の別の実施形態では、位置データベース２０８は、ネットワーク内に配置され、ＧＦＡ２００に接続された別個のエンティティである。

ＰＦＡおよびＳＦＡ群は、様々なネットワーク制御機能を実行するための論理エンティティであり、物理的には、ＰＦＡとＳＦＡ群はすべて、ＢＳＲ１０２であることは、注目に値する。提案されるアーキテクチャでは、ＮＡＳの中の１つ限りのＢＳＲ１０２が、その都度、各移動体２０４にサービス提供を行い、サービングＢＳＲ１０２と呼ばれる。その結果、ＰＦＡ、ＳＦＡ、およびサービングＢＳＲ１０２は、所与の移動体２０４に関して、同一のＢＳＲ１０２に当たることが可能である。さらに、移動体群２０４のすべてに関するリソース管理を単一のＲＮＣが実行する、従来のアーキテクチャの場合とは異なり、異なるＢＳＲ１０２が、異なる移動体２０４向けのＰＦＡの役割をすることが可能である。さらに、ユーザ移動性のため、異なるＢＳＲ１０２が、接続中の異なる時点で、その特定のユーザ向けのＰＦＡの役割をする可能性がある。ネットワークに対する移動体の接続中における、１つのＢＳＲから別のＢＳＲへのＰＦＡ機能の移転を、以下により詳細に説明する。そのため、リソース管理機能は、ネットワーク全体にわたって分散される。ＮＡＳは、ソフトハンドオフに関して定義された、ＣＤＭＡシステムにおけるアクティブ・セットと同様である。しかし、ＦＣＳＳでは、いくつかの基地局が、同一のユーザに対して同時に送受信を行うソフトハンドオフの場合とは異なり、ＮＡＳの中の１つだけのＢＳＲ１０２が、任意の所与の時点で送信する。それでも、ＮＡＳの中のすべてのＢＳＲ１０２が、無線インターフェース・リソースを割り当てられ、移動体２０４に関する、いくらかのＲＬＣ状態情報を保持して、サービングＢＳＲ１０２になった場合、即時に送信することができる。

提案されるアーキテクチャの重要な諸特徴の少なくともいくつかには、以下が含まれる。すなわち、
１）コール受け付け制御、ＣＤＭＡ符号ツリー管理、およびページング制御などの無線ネットワーク制御機能が、ネットワーク内の様々なＢＳＲ（基地局ルータ）に分散される。
２）ＩＰが、異なるノード間ですべてのデータ・トラフィックおよびシグナル・トラフィックを伝送するトランスポート・プロトコルとして使用される。
３）ＨＭＩＰの場合と同様に、１つまたは複数の場所またはページング地域にサービス提供するドメインのルートにおいてＧＦＡ（ゲートウェイ外部エージェント）を維持すること。
４）各移動体に関するＦＣＳＳ（高速セル・サイト選択）を可能にするための基地局群のＮＡＳ（ネットワーク・アクティブ・セット）を維持すること。
５）ＰＦＡ（１次外部エージェント）が、移動性アンカおよびＰＰＰ／ＰＤＣＰ開始点／終了点の役割をする。ヘッダ圧縮が、有効にされた場合、ＰＦＡにおいて実施される。
６）ＲＬＣ機能が、以下により詳細に説明するとおり、ＰＦＡとＳＦＡの間で分割される、分割ＲＬＣインプリメンテーション。
７）ＰＦＡが、ＮＡＳの中のすべてのＳＦＡに、または選択的にＳＦＡのサブセットに、順方向リンク・ユーザ・データをマルチキャストする。サブセットは、システム負荷、チャネル特性、および移動体移動性パターンに基づき、ＰＦＡによって動的に、インテリジェントな形で選択されることが可能である。
８）別々の送信ＢＳＲと受信ＢＳＲが、任意の所与の移動体に関連付けられることが可能である。一般に、セル切り替えは、順方向リンクおよび逆方向リンクに依存しないことが可能である。というのは、移動体が、順方向リンク上と逆方向リンク上で最良のチャネル品質を有するＢＳＲは、両方のリンク上で必ずしも同一ではないからである。別の実施形態では、同一のＢＳＲが、順方向リンクと逆方向リンクの両方に関してサービングＢＳＲとして使用されることが可能である。
９）ＭＩＰ経路最適化の場合と同様に、移動体が、ネットワークの中を移動するにつれ、ＰＦＡの円滑な移転を確実にするパケット転送機構。さらに、一実施形態では、実行可能な場合はいつでも、移動体が、休止状態にあり、そのため、パケットが、ネットワークにおいてバッファリングされていないときに、便宜主義的な形でＰＦＡ移転が実施される。ＰＦＡ移転は、ルーティング効率と、多過ぎるＰＦＡ移転に関連するオーバヘッドの間のトレードオフを管理する様々な機構、および様々な目的に従って最適化される。
１０）レイヤ３メッセージなしに移動性管理を可能にする、移動体とネットワークの間におけるＲＲＣ（無線リソース制御）およびコール処理シグナルを維持すること。これは、プロキシ登録メッセージをＭＩＰに導入して、ＢＳＲが、移動ノードに代行してホーム・エージェントに登録することができるようにすることを要求する。
１１）本発明の一実施形態では、ＦＣＳＳを可能にするバックホール・ネットワーク上の制御信号、および関係のあるデータ転送に関するＱｏＳが、基地局間の準静的なＭＰＬＳ（マルチプロトコル・ラベル・スイッチング）パスを使用して確実にされる。他の諸実施形態では、ＩｎｔＳｅｒｖやＤｉｆｆＳｅｒｖなどの、バックホール・ネットワークにおけるＱｏＳを確実にするための様々な機構が、本願において企図されている。
１２）分散型の登録およびページングが、提案される分散型ネットワーク・アーキテクチャによってサポートされ、有効にされ、円滑にされる。

コールを開始することにかかわる諸工程、およびコールを開始することが、提案されるアーキテクチャにおいてどのように進められるかを考慮することが役立つ可能性がある。ＢＳＲ１０２のセットの付近で起動する移動体２０４を考慮されたい。標準のＣＤＭＡシステムの場合と同様に、移動体２０４は、ＢＳＲ群１０２からパイロット信号を獲得し、移動体２０４が最強の信号を受信したＢＳＲ１０２と、アクセス・チャネルを使用して通信して、セッションを開始する。移動体の信号を受信したＢＳＲ１０２は、次に、受け付け制御を実行して、ユーザを受け付けた場合、移動体２０４向けのリソースを確立する。移動体の信号を受信するＢＳＲ１０２は、その移動体２０４に関するＰＦＡとして指定される。例示の目的で、移動体２０４は、移動体２０４が起動された現在のネットワークにおいてトポロジ上、有効であるＩＰアドレスを、既に割り当てられているものと想定されたい。（割り当てられていない場合、移動体２０４は、ローカルＤＨＣＰ（図示せず）を介して、トポロジ上、有効なＩＰアドレスを獲得することができ、以上のＭＩＰシグナルは、要求されない。）移動体２０４は、次に、そのＩＰアドレスをＢＳＲ１０２に登録し、ＢＳＲ１０２は、階層ＭＩＰプロキシ登録メッセージをＧＦＡ、および移動体２０４のＨＡ（ホーム・エージェント）２０６に送信する。移動体２０４は、ある閾値を超える信号強度を有する近隣のＢＳＲパイロットを受信すると、ソフトハンドオフに関する従来のＣＤＭＡシステムの場合と同一の形で、ＲＲＣシグナルを送信して、そのＢＳＲ１０２のＮＡＳへの追加を要求する。このＲＲＣ信号が、ＰＦＡによって処理され、次に、ＰＦＡが、示されたＢＳＲ１０２をＮＡＳに追加し、そのＢＳＲ１０２を、ＨＭＩＰプロキシ登録メッセージおよび応答メッセージにより、ＳＦＡとして構成する（移動体２０４をソース、ＰＦＡを次のレベルの外部エージェントとして）。移動体２０４にアドレス指定されたパケットを送信するＣＨ（コレスポンデント・ホスト）２０２はまず、ホーム・ネットワークにルーティングされ、ＨＡ２０６によって代行受信される。ＨＡ２０６が、次に、そのパケットをＧＦＡ２００までトンネリングし、ＧＦＡ２００は、パケットをＰＦＡまでトンネリングする。ＰＦＡは、ヘッダ圧縮（有効にされている場合）を実行し、パケットを、無線で伝送するためにサービングＢＳＲ１０２に転送する。移動体２０４が移動するにつれ、または信号強度が変化するにつれ、サービングＢＳＲ１０２は、以下に説明するＦＣＳＳプロトコルに従って迅速に変わることが可能である。移動体２０４が、大きい距離を移動するにつれ、定期的に、ＰＦＡは、直下に説明するとおり、コンテキスト転送プロトコル群を使用して移転される。

移動性管理の重要な態様は、移動体２０４がネットワークの中で移動するにつれての、ＰＦＡ機能の移転である。ＰＦＡ移転の目的は、移動体２０４に関する「アンカ」としてのＰＦＡの機能および責任を、現在のＰＦＡから、ＮＡＳの中のＳＦＡに移すことである。ＰＦＡ移転がないと、パケットは、移動体２０４が移動するにつれ、ＰＦＡからトポロジ上、遠く離れているようになる可能性がある、ＮＡＳの中のサービングＢＳＲ１０２に、ＰＦＡから転送されなければならない。他方、頻繁なＰＦＡ移転は、バックホール・ネットワーク上で、相当な量のシグナル・トラフィック、およびさらなる遅延を生じさせる。このため、どれだけの頻度でＰＦＡ移転が行われるべきかを決定することにかかわるトレードオフが存在し、ネットワークにおける接続性の度合い、バックホール・ネットワークにおいて利用可能な帯域幅、および考慮されるＱｏＳ要件などの、特定のネットワークの様々な要因、およびシステム・パラメータの値のいずれにも依存する可能性がある。ネットワークが、網目で非常に密に接続されており、いずれのＢＳＲ１０２も、少ないホップ数で別のＢＳＲ１０２に到達することができる場合、ＰＦＡからデータを転送することにより被る遅延は、頻繁な移転なしでも、大きくない。十分な帯域幅が、利用可能であり、伝送遅延が、問題ではない場合、頻繁な移転は、やはり要求されない。ＰＦＡ（Ｏ−ＰＦＡと呼ばれる）を、移転の時点で潜在的に、アクティブに送信または受信している可能性がある、ＮＡＳの中のＳＦＡ（Ｎ−ＰＦＡと呼ばれる）に移転するためのシグナル・プロトコルを、本明細書で説明する。新たなＰＦＡになるべきノードは、任意の所与のネットワーク・アーキテクチャに合わせて最適化されることが可能である。

ＰＦＡ移転に関するシグナル・フローが、図３に示されている。
１）ＰＦＡ移転を実行することを決定すると、Ｏ−ＰＦＡは、移動体２０４のＣｏＡ（気付けアドレス）と、ＧＦＡアドレスとを示すプロキシ・バインディング更新要求メッセージをＮ−ＰＦＡに送信する。また、関係のあるすべての状態情報も、そのメッセージの一部として伝送される。
２）Ｎ−ＰＦＡが、ＰＦＡの役割を受け入れるリソースの利用可能性を示すＡｃｋ（肯定応答）で応答して、状態情報を格納するのに必要な構造群を作成する。Ｎ−ＰＦＡは、逆方向リンク・パケットをＯ−ＰＦＡに転送することを止める。
３）Ｏ−ＰＦＡは、Ａｃｋを受信すると、順方向リンク・パケットおよび逆方向リンク・パケットを、バッファの中に一時的に保持することも行いながら、Ｎ−ＰＦＡに転送することを始める。Ｏ−ＰＦＡは、その他のＳＦＡ群に、それらのＳＦＡがＮ−ＰＦＡに再登録すべきことを示すプロキシ・メッセージを送信する。
４）ＳＦＡ群が、登録要求メッセージをＮ−ＰＦＡに送信して、バインディングを作成する。
５）Ｎ−ＰＦＡが、ＧＦＡ２００に登録し（地域登録）、これにより、ＧＦＡ２００におけるバインディング更新がもたらされる。
６）ＧＦＡ２００からの登録応答。
７）Ｎ−ＰＦＡからＳＦＡ群への登録応答。
８）バインディング更新を示す、ＳＦＡ群からＯ−ＰＦＡへの応答。
９）様々なノードにおけるバインディング更新の成功または失敗を示す、Ｎ−ＰＦＡからＯ−ＰＦＡへの応答。
１０）すべての順方向リンク・パケットおよび逆方向リンク・パケットの転送の完了を示す、Ｏ−ＰＦＡからＮ−ＰＦＡへの転送完了メッセージ。Ｏ−ＰＦＡが、すべてのバッファを空にし、状態情報を除去する。

ＦＣＳＳの主な目的は、複数のセル・サイトのチャネル・フェージングを追跡して、移動体２０４にサービス提供を行う最良のチャネル品質を有するセルを選択することであり、それによりセル・サイト・ダイバーシチ、およびより高いリンク・スループットを実現することである。このため、ＦＣＳＳは、任意の所与の時点で所与の移動体をサポートする正確に１つだけのサービング基地局が存在するという点で、基地局間のハードハンドオフに類似している。しかし、ＦＣＳＳとハードハンドオフの主な違いは、ＦＣＳＳスキームにおける各移動体に関して、最良のパイロットＳＩＮＲ（移動体において受信された）を有するＢＳＲ１０２と、最良のＳＩＮＲを有するＢＳＲ１０２の場合の移動体に対するリンク損失から、いくらかの閾値の範囲内になる、移動体に対するリンク損失を有する、他のすべてのＢＳＲとを含むＢＳＲ１０２のアクティブ・セットを維持することが、提案されることである。ハードハンドオフに関して、アクティブ・セットは、まったく存在しないので、１つの基地局から別の基地局に切り替えを行うのに、はるかに長い時間がかかる。順方向リンクに関して、ＦＣＳＳは、従来のハードハンドオフと比べて、理論上、容量の大幅な向上をもたらすことが可能である。

説明される実施形態では、各移動体２０４が、順方向リンクと逆方向リンクの両方に関して、セル切り替えを開始することを担う。具体的には、各移動体２０４は、アクティブ・セットの中のＢＳＲ群１０２からのすべてのリンクに関するチャネル品質を監視して、事前に指定された基準に従って最良のＢＳＲを選択し、選択されたセルのＩＤを、逆方向リンク・シグナルを介してブロードキャストする。不必要なセル切り替え（すなわち、ピンポン効果）を減らすのに、ある種の時間平均されたチャネル品質を使用して、最良のＢＳＲ１０２を選択することが望ましい。

以上のアプローチは、欠点を有することに留意されたい。すなわち、移動体２０４による切り替え決定が、トラフィック負荷やリソース消費などの他の諸要因を考慮することなしに、チャネル品質に基づくことである。意思決定のために中央コントローラ（例えば、ＰＦＡ）を利用することは、動的な負荷平衡化およびセル調整を可能にする。しかし、中央コントローラを利用することは、過度のシグナルのため、セル・サイト間で切り替えを行う際の遅延が大きいという欠点を抱えている。このため、移動体２０４によってセル切り替えを開始することに加えて、例えば、移動体２０４によって選択された新たなセル・サイトにおいてトラフィック過負荷である場合に、ＰＦＡが、そのようなシグナル・メッセージを受信すると、選択されたセル切り替えを中止するよう、移動体２０４にシグナルすることができることも提案される。本発明の一実施形態では、初期セル選択が拒否された場合、移動体２０４は、指定された基準に従って次の最良のセル・サイトを選択して、その選択をＰＦＡに知らせることができることが企図される。代替として、セル・サイトを選択するために可能性として、この反復手続きを繰り返すのではなく、移動体２０４が、セル・サイトの順序付けされたリストをＰＦＡに提供して、トラフィック負荷などの、ネットワーク全体の基準に基づき、ＰＦＡに選択を行わせてもよい。

一般に、所与の移動体２０４に関する順方向リンクおよび逆方向リンクのために、２つの異なるＢＳＲ１０２が、サービングＢＳＲ１０２として選択されることが可能である。順方向リンクと逆方向リンクのチャネル品質は、通常、時間につれ、互いに無関係に変動するので、そのような選択は、ＦＣＳＳ利得が、最大限度に達することを可能にする。それでも、動作の単純さのために、順方向リンクと逆方向リンクの両方に関して、単一のアクティブ・セットが、維持されることも可能である。移動体２０４は、ＢＳＲ群１０２からの順方向リンクのすべてに関するチャネル品質を監視することができるので、移動体２０４が、順方向リンクに関する最良のサービングＢＳＲ１０２を判定するのは、自然である。次に、その選択が、ＰＦＡに転送されて、その判定が確定される。移動局２０４からの逆方向リンクに関しては、関与するＢＳＲ群１０２が、チャネル品質を評価して、それらのＢＳＲ１０２の間で、移動体２０４に関する逆方向リンクにサービス提供を行う最良のセルを決定する（例えば、ＰＦＡなどの中央意思決定エンティティを介して）。

他方、設計を単純化し、関連するシグナル・オーバヘッドを減らすため、ネットワーク設計者は、移動体２０４に関する両方のリンクに同一の基地局を使用してサービス提供を行うことを選好する可能性がある。そのケースでは、各移動体２０４は、順方向リンクと逆方向リンクの両方にサービス提供を行うためにＢＳＲ１０２の単一のアクティブ・セットを有する。本発明の一実施形態では、順方向リンクと逆方向リンクの両方に関する複合の最良チャネル品質が、所与の移動体２０４向けのサービングＢＳＲ１０２を決定する際の基準として使用される。そのような複合の品質の例には、１）順方向リンクと逆方向リンクに関する時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和、および２）移動体２０４と、アクティブ・セットの中のＢＳＲ１０２との間における順方向リンクと逆方向リンクに関する小さい方の時間平均されたパイロットＳＩＮＲが含まれる。移動体２０４は、様々なＢＳＲ１０２からの順方向リンク群のすべてのリンクの品質を、それらのＢＳＲ１０２から受信された逆方向リンク品質についての情報を使用して、容易に評価することができるので、指定された基準に基づき、最良のセルを選択することができる。順方向リンクと逆方向リンクに関して別々のＢＳＲ１０２のケースと同様に、ＰＦＡは、トラフィック負荷などの諸要因のため、移動体２０４による最良セル・サイト選択を無効化することができる。

セルを切り替えるＦＣＳＳ要求は、いくつかの形でトリガされることが可能である。以下の説明では、時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和または小さい方の値（順方向リンクと逆方向リンクの間で）に基づく、順方向リンクと逆方向リンクの両方に関する単一のサービングＢＳＲが、説明される。順方向リンクと逆方向リンクに関して別々のサービングＢＳＲ１０２が選択された場合、その２つのＢＳＲ１０２は、独立に選択され、同一の説明が、各方向に当てはまる。

定期的に、一定の間隔で、移動体が、アクティブ・セットの中のすべてのＢＳＲ１０２からの時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和または小さい方の値を比較して、最大の加重和パイロットＳＩＮＲ、または最大の小さい方の（順方向リンクと逆方向リンクの間で）パイロットＳＩＮＲを有するＢＳＲ１０２を、新たなサービングＢＳＲ１０２として選択する。この時間ベースのアプローチは、以下に説明するとおり、時間ヒステリシス技術および／またはレベル・ヒステリシス技術と組み合わせられることが可能である。

時間ヒステリシスは、一般に、遷移が生じることが許される前に、ある条件が、事前選択された期間にわたって、存在することを要求する。例えば、移動体をＢＳＲ１０２（サービングＢＳＲ以外の）に接続する順方向リンク上と、逆方向リンク上の時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和、または小さい方の値が、ある時間閾値を超える期間にわたって、サービングＢＳＲ１０２の順方向リンクと逆方向リンクの時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和、または小さい方の値を超えたままであった場合、接続を、現在のサービングＢＳＲ１０２から、その特定のＢＳＲ１０２に切り替える要求が、行われる。

レベル・ヒステリシスは、一般に、遷移が生じることが許される前に、ある条件が、事前選択された規模で設定値を超えることを要求する。例えば、ＦＣＳＳ要求は、アクティブ・セットの中の何らかのＢＳＲ１０２に関する時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和、または小さい方の値が、事前選択された差だけ、現在のサービングＢＳＲ１０２に関する時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和、または小さい方の値を超えた場合に、開始される。

時間ヒステリシスとレベル・ヒステリシスの組合せを使用して、サービングＢＳＲ１０２間の遷移が制御されることが可能である。この場合、ＦＣＳＳ要求は、アクティブ・セットの中の何らかのＢＳＲ１０２に関する時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和、または小さい方の値が、事前選択された期間より長い間隔に関する事前選択された閾値だけ、現在のサービングＢＳＲ１０２に関する時間平均されたパイロットＳＩＮＲの加重和、または小さい方の値を超えた場合、開始される。

以上の戦略の１つをトリガ機構として選択するかは、複数の基準に依存する。時間ベースのアルゴリズムは、規則的な同期トリガに基づき、したがって、実施するのが容易である。期間が短過ぎる場合、システム・オーバヘッドが、優勢になる可能性があるのに対して、より大きいタイマ値は、パフォーマンス低下につながる可能性がある。時間ヒステリシス・トリガおよびレベル・ヒステリシス・トリガは、非同期トリガである。レベル・ヒステリシス・アルゴリズムのパフォーマンスは、閾値の選択に依存することが可能であるのに対して、時間ヒステリシス・ベースのアルゴリズムは、大幅なパフォーマンス利得なしに、多過ぎるＦＣＳＳ切り替えイベントにつながる可能性がある。制御アルゴリズムの複雑さが、大きくオーバヘッドを増加させない場合、時間ヒステリシスとレベル・ヒステリシスの組合せが、一部のアプリケーションにおいて最良のパフォーマンスを与えることが可能である。

以下は、ＦＣＳＳ手続きに関する動作タイムラインの一実施形態を説明する。
各移動体２０４が、２つの動作状態、すなわち、アクティブ状態と一時停止状態の間を行き来する。移動体２０４が、アクティブ状態にある場合、移動体２０４は、信号強度などの事前指定された基準に従って、データの受信を行う最良のセル・サイト（すなわち、ＢＳＲ）（それぞれ、データを送信する先の最良のセル・サイト）を決定することができる。最良のセル・サイトが、現在のサービング・セルとは異なる場合、移動体２０４は、アクティブ状態を離れて、一時停止状態に入る。一時停止状態中、移動体２０４は、ネットワーク・アクティブ・セットの中の各ＢＳＲ１０２に対するチャネル品質を常に監視して、チャネル統計を収集する。一時停止時間と呼ばれる、この状態の時間は、調整可能なパラメータであるが、過度で、不正確なセル切り替えを回避するように、チャネル品質の十分な平均をもたらすだけ十分に長くなければならない。ある意味で、この調整可能な時間により、ＦＣＳＳ手続きの速度および積極性が制御される。つまり、長い一時停止時間は、平均されたチャネル品質の安定した推定をもたらすが、速いチャネル変動を追跡すること、およびセル・サイト・ダイバーシチを利用することが、それほどできなくなる。他方、短い一時停止時間は、スプリアスのセル切り替えにつながる可能性がある。

適切な一時停止時間の選択は、ハードウェア・インプリメンテーション、移動体速度、チャネル品質推定、およびバックホール・ネットワークの遅延特性に依存する。低い移動性、および即時のチャネル推定とチャネル予測の場合、移動体ハードウェアを過負荷にすることなしに、チャネル変動を追跡し、容量利得のためにセル間で切り替えることが実行可能である。移動体の速度が増加するにつれ、ＦＣＳＳの利得は、ＦＣＳＳが、ダイバーシチ利得に関して速いチャネル変動をもはや追跡することができないので、小さくなる。

図４は、それぞれの白の長方形が、移動体２０４がアクティブ状態にあり、新たなセルへの切り替えを行う判定（ＦＣＳＳ判定と呼ばれる）を行っている最中である時間を表す、ＦＣＳＳ動作タイムラインを示す。各ＦＣＳＳ判定は、アクティブ状態を離れて、図４でグレーの長方形によって表される一時停止状態に入るよう、移動体２０４をトリガする。移動体２０４を１つのセル・サイトから別のセル・サイトに切り替える動作は、ＦＣＳＳアクションと呼ばれる。理想的な状況では、各ＦＣＳＳ判定の直後に、後続のＦＣＳＳアクションが行われる。しかし、そのような慣行は、無視できないほどのシグナル遅延、およびハードウェアの限界のため、実際のシステムでは、制限される。ＦＣＳＳ判定と、関連するＦＣＳＳアクションの間の時間ギャップは、アクション遅延と呼ばれる。短いアクション遅延が、ＦＣＳＳの利得を実現し、ＦＣＳＳアクションの時点におけるＦＣＳＳ判定の精度を保つのに有益である。

ＦＣＳＳ判定の後、現在のサービングＢＳＲ１０２と次のサービングＢＳＲ１０２は、ＦＣＳＳアクションの準備をしなければならない。伝送の準備ができていることのほかに、１つの重要な要因は、不要なパケット損失または重複するパケット伝送を回避するように、２つのＢＳＲ間においてＭＡＣレベルでデータおよび状態を同期させることである。この同期を実現する１つのアプローチは、アクション遅延が、一時停止時間と比べて比較的小さいものと想定すると、各ＦＣＳＳ判定のすぐ後にＭＡＣレイヤとＲＬＣレイヤの両方においてデータ伝送を一時停止して、ＦＣＳＳアクションの時点でデータ伝送を再開することである。そのような一時停止による悪影響は、ＢＳＲ群１０２が、その期間を、他のユーザらにサービス提供を行うのに利用することができるので、複数のユーザにサービス提供を行うセル群に関して、比較的小さいはずである。このことは、チャネルを意識したスケジューリング・アルゴリズムを使用するシステムに関して、特に当てはまる。さらに、システムは、ＦＣＳＳに起因する伝送一時停止の時間が、ＦＣＳＳ動作を完了させる最小の時間である、アクション遅延より大幅に長くならないように、設計されなければならない。このことは、同一のＢＳＲ１０２が、所与の移動体２０４に関する順方向リンクと逆方向リンクの両方にサービス提供を行うシナリオに関して、特にそうである。単一のＢＳＲ１０２のケースでは、両方のリンク上の両方の伝送が、一時停止によって停止させられる。

ＦＣＳＳアクションの一環として、ＭＡＣプロトコルが、サービングＢＳＲ１０２と移動体２０４の両方においてリセットされ、移動体２０４に関連する各ＲＬＣエンティティに関するステータス・レポートが、生成され、次のサービングＢＳＲ１０２に転送されて、ＦＣＳＳアクションの準備が行われる。新たなサービングＢＳＲ１０２は、現在のサービングＢＳＲ１０２におけるＭＡＣプロトコル状態に関する情報をまったく有さないので、ＭＡＣプロトコル状態をリセットすることにより、現在のサービングＢＳＲ１０２から次のサービングＢＳＲ１０２にＭＡＣプロトコル情報全体を転送するシグナル・オーバヘッドが、回避される。しかし、移動体ＭＡＣプロトコルのリセットは、並べ替えバッファ群が、フラッシュされることではなく、むしろ、並べ替えバッファ群の内容が、より高位のレイヤに送られることを要求する。

従来の集中型アーキテクチャでは、ＰＤＣＰ（パケット・データ・コンバージェンス・プロトコル）およびＲＬＣ（無線リンク制御）プロトコル（または、以上と均等のプロトコル群）が、ＲＮＣに終端し、ＭＡＣ（メディア・アクセス制御）プロトコルが、従来の基地局群または基地局コントローラ群において実行される。集中型アーキテクチャにおいてＦＣＳＳをサポートするため、本発明の一実施形態は、ＭＡＣプロトコル状態を現在のサービングＢＳＲ１０２から次のサービングＢＳＲ１０２に転送する。しかし、そのようなＭＡＣ状態転送は、２つの理由で、多くのオーバヘッドを招く。第１に、ＭＡＣ状態は、通常、チャネル品質の変動に応じて変化する。チャネル品質の速い変化に起因するＭＡＣ状態の急速な変化により、関与するＢＳＲ群１０２の間でＭＡＣレベルにおける同期を実現することが、困難になる可能性がある。第２に、すべての必要な情報をキャプチャするのに、ＭＡＣプロトコル状態にかかわるのは、通常、ＲＬＣレベルだけではない。セル切り替えは、比較的速く生じることが可能であるので、ＢＳＲ群１０２の間におけるＭＡＣプロトコル状態の頻繁な転送は、相当な量のオーバヘッドを生じさせる可能性があり、バックホール・ネットワークにおける許容できない遅延を生じさせて、場合により、ＦＣＳＳの有効性を減じる可能性がある。

以上の理由と、ＰＤＣＰプロトコル、ＲＬＣプロトコル、およびＭＡＣプロトコルがすべて、ＢＳＲ群の上で実行されるということが相俟って、本発明の別の実施形態では、提案されるアーキテクチャは、ＦＣＳＳ動作の一環として、現在のサービングＢＳＲ１０２から次のサービングＢＳＲ１０２へのＲＬＣプロトコル状態の転送だけを含む。これに対して、ＭＡＣ状態転送のオーバヘッドを回避するため、新たなサービングＢＳＲ１０２は、単に、ＭＡＣプロトコル状態をリセットする。ＲＬＣプロトコル・レベルとＭＡＣプロトコル・レベルの間のフロー制御ウインドウは、通常、小さいので、このアプローチは、バックホール・ネットワークにおいて大きいオーバヘッドを招くことなしに、データ損失、および重複する伝送を減らす。

効率的なＦＣＳＳ動作を可能にするため、ＰＤＣＰ機能およびＲＬＣ機能は、所与のコールに関連する制御情報が、ネットワーク・アクティブ・セットの中の複数のＢＳＲ１０２に分散され、レプリケートされる、分散された形で実施されることが可能である。分散型のＲＬＣインプリメンテーションは、サービングＢＳＲ１０２の切り替えにかかわり、影響を受けるアクティブ・セットの中のＢＳＲ群１０２の間で、限られた量のＲＬＣ情報だけが転送される、高速で、シームレスなＲＬＣ（状態）転送をサポートする。

本発明の一実施形態では、分散型のＰＤＣＰ／ＲＬＣは、ＰＤＣＰ／ＰＰＰが、ＰＦＡ上に存在するように実施される。一般に、標準のＰＤＣＰプロトコルまたはＰＰＰプロトコル（または、以上の均等物）は、ＰＦＡだけにおいて実施される。このようにして、各移動体２０４と、指定されたＰＦＡとの間のポイント・ツー・ポイントＰＤＣＰ／ＰＰＰ接続が、移動体インプリメンテーションに影響を与えることなしに維持され、ＦＣＳＳに起因する頻繁なＰＤＣＰ／ＰＰＰ状態転送が、回避される、または少なくとも、大幅に減らされる。各移動体２０４に関して、ＲＬＣ機能は、ＰＦＡとサービングＢＳＲの間で分割される。図５に示されるとおり、ＰＦＡにおけるＲＬＣインスタンスは、ＰＲＬＣ（１次ＲＬＣ）５００と呼ばれ、サービングＢＳＲ１０２におけるＲＬＣインスタンスは、ＶＲＬＣ（仮想ＲＬＣ）と呼ばれる。

ＰＲＬＣ５００は、セグメント化および再組み立て、連結およびパディング、上位レイヤＰＤＵ（パケット・データ単位）の順序どおりの伝送、重複検出、フロー制御、プロトコル誤り検出およびプロトコル誤り回復、暗号化、ＳＤＵ（サービス・データ単位）破棄などを含め、３ＧＰＰ標準、および３ＧＰＰ２標準によって定義される、ほとんどのＲＬＣ機能を提供する。順方向リンク伝送に関して、ＰＦＡは、各上位レイヤ・パケットを複数のＲＬＣ−ＰＤＵにセグメント化し、ＰＦＡによって、ネットワーク・アクティブ・セットの中のＳＦＡのすべて、または選択されたサブセットに、バックホール・ネットワークを介してマルチキャストされるように、複数のＲＬＣ−ＰＤＵを再組み立てして、ＩＰパケットにする。サブセットは、システム負荷およびチャネル特性に基づき、ＰＦＡによって動的に、インテリジェントな形で選択されることが可能である。複数のＲＬＣ−ＰＤＵを再組み立てして、ＩＰパケットにする目的は、バックホール・ネットワークにおけるプロトコル・オーバヘッドを減らすことである。

サービングＢＳＲ１０２上で、ＶＲＬＣ５０２が、ＲＬＣ−ＰＤＵ伝送、誤り回復／再伝送、ポーリングなどを扱う。また、ＶＲＬＣ５０２は、直接に、またはＰＦＡを介して、アクティブ・セットの中のＢＳＲ１０２のすべて、またはサブセットの間におけるＲＬＣプロトコル状態の定期的な更新および同期も担う。そのような定期的更新の目的は、効率的なＦＣＳＳのためにＢＳＲ群１０２を同期させることである。ＩＰパケットは、複数のＲＬＣ−ＰＤＵにセグメント化されるので、ＲＬＣ−ＰＤＵレベルにおける同期により、不要なパケット損失、および重複する伝送が回避される、または少なくとも、大幅に低減される。セル切り替えが始まると、古いサービングＢＳＲ１０２、および関連するＶＲＬＣ５０２が、ＲＬＣプロトコル状態を転送し、さらなるＲＬＣ伝送を一時停止し、移動体２０４にポーリングを行って、最新のＲＬＣ ＳＴＡＴＵＳレポートを獲得することを始める。このレポートを、新たなサービングＢＳＲ１０２に既に存在している、他のＲＬＣ状態情報と組み合わせて、新たなサービングＢＳＲ１０２は、完全なＲＬＣプロトコル状態を迅速に獲得して、移動体２０４に関する送受信を再開することができる。

さらに、本発明の一部の実施形態では、アクティブ・セットの中でサービングＢＳＲ１０２ではないＳＦＡのすべての上で、または少なくともサブセットの上で部分的ＲＬＣ状態情報をレプリケートすることが、有用である可能性がある。このようにして、それらのＢＳＲ１０２のいずれかが、後に、サービングＢＳＲ１０２になった場合、そのＢＳＲ１０２は、ＲＬＣ状態情報の少なくとも一部分を既に保持しており、したがって、完全なＲＬＣプロトコル状態が、迅速に確立されることが可能である。

ＢＲＬＣ（背景ＲＬＣ）５０４のインスタンスが、所与の移動体２０４に関するアクティブ・セットにＢＳＲ１０２が、最初に加わると、そのＢＳＲ１０２上で開始される。各ＢＲＬＣ５０４インスタンスは、サービングＢＳＲ１０２またはＰＦＡからのＲＬＣ更新メッセージおよびＲＬＣ同期メッセージに基づき、またはＰＦＡから順方向リンクＲＬＣ−ＰＤＵを受信すると、伝送バッファ・ステータス（すなわち、いずれのＲＬＣ−ＰＤＵが、伝送済みであるかを示す）を更新することを担う。これにより、アクティブ・セットのＢＳＲ群１０２の間における迅速な同期が可能になり、サービングＢＳＲ１０２の切り替え中のＲＬＣ転送に関連するシグナル・オーバヘッドの量が低減される。ＢＲＬＣ５０４は、関連するＢＳＲ１０２が、移動体２０４に関するサービングＢＳＲ１０２になると、ＶＲＬＣに変化させられる。

ＦＣＳＳに関して、サービングＢＳＲ１０２の切り替えにかかわり、影響を受けるアクティブ・セットの中のＢＳＲ群１０２の間で、限られた量のＲＬＣ情報が転送されることが可能である。サービングＢＳＲ１０２の切り替えが開始されると、古いサービングＢＳＲ１０２、および存在するＶＲＬＣ５０２は、部分的なＲＬＣプロトコル状態情報を転送することにより、次のサービングＢＳＲ１０２と同期する必要がある。そのような情報には、送信状態変数、肯定応答状態変数、受信状態変数などとともに、伝送が、電力制御モードを使用する場合、電力制御に関連する情報も含まれる。新たなサービングＢＳＲ１０２は、伝送／再伝送されるのを待っているすべてのＲＬＣ−ＰＤＵを既に含むので（ＰＦＡからのパケット・マルチキャストのため）、ユーザ・データの転送は、まったく必要とされず、迅速なセル切り替えが可能になる。さらに、ＲＬＣ状態情報の一部は、アクティブ・セットの中の各基地局において利用可能である（レプリケートされる）ので、関与する基地局群の間で、限られた量の最新の状態情報だけが、ＦＣＳＳのために転送される。このため、関連するシグナル・オーバヘッドは、完全なＲＬＣプロトコル転送のシグナル・オーバヘッドよりも相当に少ない。シームレスなＲＬＣ転送が、迅速に完了されることが可能であり、いずれの移動体２０４に関しても、伝送の阻害が最小限に抑えられる。

ＲＬＣ状態転送は、ＲＬＣが、肯定応答モードで動作する場合にだけ必要であることに留意されたい。ＲＬＣが、再伝送を実行しない、トランスペアレント・モード、つまり、肯定応答なしのモードで動作する場合、同期は、単に、次に伝送されるべきＲＬＣ−ＰＤＵのシーケンス番号を提供すること、および更新することによって達せられることが可能である。

アクティブ・セットの中のＢＳＲ群１０２の間で、ＭＡＣプロトコル・レベルの同期は、まったく必要ない。提案されるアーキテクチャでは、サービングＢＳＲ１０２だけが、ＭＡＣプロトコル状態を常に把握している。シグナル・オーバヘッドを減らすため、ＭＡＣ状態情報は、所与の移動体２０４に関するアクティブ・セットの中の他のＢＳＲ群１０２において、更新されない。ＦＣＳＳに関して、１つのアプローチは、現在のサービングＢＳＲ１０２から新たなサービングＢＳＲ１０２にＭＡＣプロトコル状態全体を転送することである。しかし、過度なシグナル・オーバヘッドを回避し、迅速なセル切り替えを実現するため、ＭＡＣプロトコル状態は、３ＧＰＰ／３ＧＰＰ２標準に従って、新たなサービングＢＳＲ１０２および移動体２０４においてリセットされる。

順方向リンクと逆方向リンクが、所与の移動体２０４に関して同一のサービングＢＳＲ１０２を有する、ＲＬＣ動作手続きを考慮することが、有用である可能性がある。順方向リンク伝送に関して、ＰＦＡ上のＰＲＬＣ５００が、上位レイヤのデータを、ＲＲＣ（無線リソース制御）によって定義される適切なサイズのＲＬＣ−ＰＤＵにセグメント化し、アクティブ・セットの中のＳＦＡのサブセット、またはすべてのＳＦＡに、バックホール・ネットワークを介してマルチキャストされるように、複数のＲＬＣ−ＰＤＵを連結してＩＰパケットにする。サービングＢＳＲ１０２上のＶＲＬＣ５０２が、ＲＬＣ−ＰＤＵを移動体２０４に送信し、受信された各ＲＬＣ−ＳＴＡＴＵＳ−ＰＤＵから、または逆方向リンクＲＬＣ−ＰＤＵの中で重畳された情報から、順方向リンクに関するＲＬＣ−ＳＴＡＴＵＳを抽出する。ＶＲＬＣ５０２は、次に、サービングＢＳＲ１０２上のＲＬＣプロトコル状態を更新し、適切に肯定応答が行われた順方向リンクＲＬＣ−ＰＤＵを伝送バッファから破棄し、有効期限の切れていない、否定応答されたＲＬＣ−ＰＤＵに関する適時の再伝送を準備する。また、ＶＲＬＣ５０２は、適切な同期のために、ＰＦＡ上のＰＲＬＣ５００、およびアクティブ・セットの中のＳＦＡの選択されたサブセット上のＢＲＬＣ５０４に、ＲＬＣ状態情報を定期的に転送することも行う。このため、同期は、ＲＬＣプロトコル・レベルで達せられる。ＦＣＳＳ判定（移動体２０４を１つのＢＳＲ１０２から別のＢＳＲ１０２に切り替える）の直後に、ＲＬＣ伝送およびＭＡＣ伝送は、現在のサービングＢＳＲ１０２から次のサービングＢＳＲ１０２へのＲＬＣ状態転送の完了、および新たなサービングＢＳＲ１０２におけるＭＡＣ状態リセットまで、現在のサービングＢＳＲ１０２において一時停止されなければならない。そのような完了後、新たなサービングＢＳＲ１０２は、ＶＲＬＣ５０２を使用して動作するのに対して、古いサービングＢＳＲ１０２上のＶＲＬＣ５０２インスタンスは、ＢＲＬＣ５０４のインスタンスとなるように切り替わる。

逆方向リンク伝送に関して、サービングＢＳＲ１０２上のＶＲＬＣ５０２が、移動体２０４からＲＬＣ−ＰＤＵを受信して、受信されたデータの適切な肯定応答のために、ＲＬＣ−ＳＴＡＴＵＳ−ＰＤＵを構築する。また、ＶＲＬＣ５０２は、受信された複数のＲＬＣ−ＰＤＵを連結してＩＰパケットにして、それらのパケットを、バックホール・ネットワークを介して、ＰＦＡ上のＰＲＬＣ５００に転送する。ＰＲＬＣ５００は、次に、再構築されたデータを上位レイヤに適切な順序で送る。ＦＣＳＳに関して、現在のサービングＢＳＲ１０２は、ＶＲＬＣ５０２状態情報の一部だけを、新たなサービングＢＳＲ１０２に転送して、利用可能なＢＲＬＣ５０４状態情報に基づき、新たなサービングＢＳＲ１０２が、移動体２０４に関するデータ伝送の迅速な再開のために、完全な、更新されたＲＬＣ状態を再構築することができるようにする。

逆方向リンクにおいて、２つの伝送モードが、許可される。すなわち、現世代の無線システムと同様の、すべてのユーザの同時伝送の電力制御モード、および順方向リンクにおける高速パケット・データ伝送と同様の、スケジュール伝送モードである。単一／少数のユーザを有するスケジュール伝送モードは、セル内干渉回避のために高いデータ転送速度の伝送に適している一方で、この伝送方法は、休止状態にあって、アクティブ状態に戻り、スケジューリングのために自らをユーザのプールに加える必要があるユーザには、適していない。

最初に、スケジュール（速度制御）モードに注目すると、移動体２０４のグループに関するサービングＢＳＲ１０２が、それらの移動体２０４による伝送を調整して、任意の所与の時点において、それらの移動体２０４の１つだけが、実際に伝送しているようにする。所与のタイムスロットの中でいずれの移動体２０４をスケジュールするかの選択は、使用されるスケジューリング戦略、例えば、プロポーショナル・フェア・スケジューリング、またはチャネルを意識したスケジューリング、およびリソース割り当てアルゴリズムに従って行われる。スケジューリング・アルゴリズムの目的は、通常、各移動体２０４に関するＱｏＳ（サービス品質）（例えば、待ち時間およびスループット）、および公平性基準を遵守しながら、システム・スループットを最大化することである。これには、通常、伝送の時期および時間を決定するだけでなく、伝送速度も決定することが必然的に伴う。

電力制御モードは、同一のサービングＢＳＲ１０２によってサポートされる移動体２０４の複数が、任意の所与の時点に伝送していることが可能な、おなじみの多重アクセス・シナリオに相当する。現行の２Ｇシステムおよび３Ｇシステムの場合と同様に、電力制御モードは、干渉およびニア・ファー効果を軽減するのに使用される。サービングＢＳＲ１０２が、受信目標ＳＩＮＲを設定し、受信ＳＩＮＲが、目標ＳＩＮＲを下回っていた（超えていた）場合、移動体２０４の伝送電力を増加する（減少させる）よう、移動体２０４にシグナルすることにより、移動体２０４からの逆方向リンク伝送上で電力制御を実行する。目標ＳＩＮＲは、最初、セッションの開始時に設定され、次に、達せられたＦＥＲ（フレーム誤り率）を、移動体のサービス・クラスに関するＱｏＳによって指定された目標ＦＥＲと比較することにより、定期的に再計算される。達せられたＦＥＲが、目標ＦＥＲより低い場合、目標ＳＩＮＲは、低減され、逆に、受信されたＦＥＲが、目標ＦＥＲより高い場合、目標ＳＩＮＲは、増加される。サービングＢＳＲ１０２における目標ＳＩＮＲの以上の変更（外部ループ電力制御と呼ばれる）は、移動体伝送電力を調整するサービングＢＳＲ１０２からの電力制御コマンド（内部ループ電力制御と呼ばれる）と比べて、よりゆっくり行われる。

本発明の一実施形態は、順方向リンクと同様に、逆方向リンク上で迅速なセル切り替えを実施するが、ネットワーク・アクティブ・セットおよびＰＦＡの概念は、ソフトハンドオフを実施しないことによる損失が、潜在的に大きいことが可能である電力制御モードのために、ＰＦＡにおいてフレーム選択を実施する可能性にも容易に対応することに留意されたい。そのケースでは、アクティブ・セットの中の複数のＢＳＲ１０２が、ＩＰの中にカプセル化された、受信に成功したＲＬＣパケットを、フレーム選択のためにＰＦＡに転送する。分散型外部ループ電力制御が、ネットワーク・アクティブ・セットの中のＢＳＲ群１０２の間におけるシグナルを減らすように実施されることが可能である。

個々の区間の目標ＳＩＮＲ値が、共通である（事後選択で獲得される）、またはローカル・リンク品質推定に基づいて独立に設定されることが許される２つのケースに関して、フレーム選択が、逆方向リンク上で実行された場合の移動体送信電力の累積分布関数を比較するのに、シミュレーションが、使用された。１％のＦＥＲ（フレーム誤り率）レベルにおいて、事後選択のＳＩＮＲ目標選択を使用したフレーム選択に関して、複数の区間上で独立して動作する電力制御ループを使用するフレーム選択を上回る０．５７ｄＢの優位が、観察された。これは、事後選択を使用するフレーム選択に関して、約１４％のシステム容量の増加に換算される。

サービングＢＳＲ１０２が、電力制御伝送モードで切り替えられる場合、目標ＦＥＲ（ＱｏＳによって指定された）および目標ＳＩＮＲ、すなわち、それぞれ、外部電力制御ループおよび内部電力制御ループに関する目標値が、古いサービングＢＳＲ１０２から、新たなサービングＢＳＲ１０２に転送されることに留意されたい。同様に、スケジュール・モードにおけるセル切り替え中、目標ＦＥＲおよび伝送速度情報が、古いサービングＢＳＲ１０２から、新たなサービングＢＳＲ１０２におけるスケジューラに転送される。例えば、プロポーショナル・フェア・スケジューラが、使用される場合、選択された計画対象期間にわたって計算された、移動体２０４によって受信された平均スループットが、古いサービングＢＳＲ１０２から、新たなサービングＢＳＲ１０２に転送される。

他方、順方向リンク伝送は、順方向リンクに関するチャネル品質が、移動体群２０４によってサービングＢＳＲ１０２に常にフィードバックされる、スケジュール・モードに基づく。サービングＢＳＲ１０２は、現在のチャネル条件、ユーザ・データ・キュー・サイズ、過去の伝送履歴、およびネゴシエートされたデータ転送速度に基づき、移動体群２０４への伝送をスケジュールする。

図２の提案されるアーキテクチャは、ＩＰイントラネット１０４またはバックホール・ネットワークを利用して、様々なネットワーク要素間における通信をもたらす。バックホール・ネットワーク１０４は、ユーザ・トラフィックと、ネットワーク要素間における制御メッセージおよびシグナル・メッセージをともにトランスポートする。しかし、以下の説明は、ＦＣＳＳ動作のための制御メッセージのトランスポートに主に注目したが、バックホール・ネットワークにおけるユーザ・トラフィックのトランスポートの簡単な説明も、以下で行われる。

ＩＰネットワーク設備が豊富に利用可能であるにもかかわらず、提案されるネットワーク・アーキテクチャは、基礎をなすＩＰネットワークに、重要な課題を課す。一方で、提案されるアーキテクチャは、既存のＣＤＭＡシステムにおけるソフトハンドオフの場合と同様に、ＢＳＲ群１０２が同期されることを要求しないので、バックホール・ネットワーク１０４は、提案されるネットワークにおけるデータ・トランスポートに関して、緩いＱｏＳ（サービス品質）要件を有することが可能である。しかし、他方で、向上したネットワーク・パフォーマンスのためにＦＣＳＳをサポートするのに、関連するシグナル・メッセージおよび制御メッセージが、パケット遅延、スループット、およびパケット損失確率に関して、非常に厳しい諸要件を有する。このため、ＩＰバックホール・ネットワーク１０４は、様々なネットワーク要素間における、そのような制御メッセージ交換をサポートする十分なＱｏＳを提供しなければならない。以上の諸問題を解決する、いくつかの代替のアプローチが、本明細書で説明される。さらに、考慮される文脈における応用に関する実施可能性、および関連するトレードオフも、本明細書で提示される。以下により完全に説明するとおり、ＦＣＳＳに関連する制御トラフィックは、「平滑」であることが示されることが可能であり、バックホール・ネットワーク１０４におけるバースト性の制御トラフィックに必要とされる、過度の量の帯域幅なしに、提案されるアーキテクチャの実施可能性が検証される。

一般に、ＩＰネットワークにおけるＱｏＳに関する少なくとも２つのアプローチが、存在する。第１のアプローチは、ＩＰレイヤにおいてであり、すなわち、ＩｎｔＳｅｒｖ（統合サービス）およびＤｉｆｆＳｅｒｖ（差別化サービス）の使用によるのに対して、第２のアプローチは、レイヤ２においてであり、ＭＰＬＳ（マルチプロトコル・ラベル・スイッチング）プロトコルの使用による。高位レベルで、ＩｎｔＳｅｒｖは、終端間パフォーマンスを保証する手段として、所与の接続の通信パスに沿った明示的なシグナル、および動的リソース割り当てのために、ＲＳＶＰ（リソース予約プロトコル）を使用する。明らかに、接続に関する頻繁な変化（例えば、ハンドオフに起因する）が存在する場合、シグナル・オーバヘッドは、あまりにも大きく、ＩｎｔＳｅｒｖが、実際には、魅力に欠けるようになる可能性がある。他方、ＤｉｆｆＳｅｒｖは、プレミアム・クラス、保証クラス、およびベスト・エフォート・クラスなどの、いくつかのサービス・クラスを提供する。ＤｉｆｆＳｅｒｖの場合、パケットは、エッジ・ルータにおいてマークが付けられ、分類される。通常、ＱｏＳは、ルータのスケジューリング機構によってホップごとに提供される。その結果、ＤｉｆｆＳｅｒｖは、絶対的な遅延またはスループットのパフォーマンスを保証するのではなく、様々なサービス・クラス間における相対的なパフォーマンス差別化を提供する。他方、ＭＰＬＳは、ネットワーク要素の各ペアの間でＬＳＰ（ラベル・スイッチ・パス）をセットアップすることを要求し、割り当てられた帯域幅は、パス全体にわたって保証されることが可能である。このため、事前指定された、提供されるトラフィック負荷に関する望ましいＱｏＳが、ＬＳＰの適切な帯域幅サイズ設定によって達せられることが可能である。

能力の点で、ＩｎｔＳｅｒｖは、ＦＣＳＳ動作のための厳しいＱｏＳ要件を達成するのに適切であることが可能である。これは、無線アクセス・ネットワークのトポロジが、頻繁には変わらないため、特にそうである。様々なネットワーク要素間の制御メッセージ交換に関する限り、関連する接続は、時間的に比較的静的なままであり、そのため、接続変化に関するＩｎｔＳｅｒｖに関連するオーバヘッドは、回避されることが可能である。したがって、ＩｎｔＳｅｒｖは、一部の応用例において存立可能なオプションである可能性がある。

本発明の代替の実施形態では、図６に示されるとおり、バックホール・ネットワーク１０４内における制御メッセージおよびシグナル・メッセージのトランスポートのためのＭＰＬＳアプローチが、使用されることが可能である。ＭＰＬＳアプローチでは、適切なネットワーク・サイズ設定を使用して、ＦＣＳＳ動作によって課されるＱｏＳ要件が達せられる。

一般に、ＢＳＲ１０２の各ペアに関して、さらに、ＢＳＲ１０２と、ＧＦＡ２００などの別のネットワーク要素の間で、１つのＬＳＰ６００が、セットアップされる。所与のネットワーク要素ペア間のすべてのコールに関連する制御トラフィックは、対応するネットワーク要素間における単一のＬＳＰ６００上に多重化される。各コールに関するＩＤ情報が、より高位のプロトコル・レイヤの中に含められ、受信端において解決される。ネットワーク要素ペア間のシグナル・トラフィック負荷は、制御メッセージの予期されるサイズ、およびそのようなメッセージの頻度に基づいて推定される。メッセージ交換の頻度は、実際に展開されたネットワーク内の近隣のセル群におけるコール分布、移動性特性、および無線条件に依存する。シグナル・トラフィック負荷は、各ネットワーク要素ペアの要件として、平均帯域幅、ピーク帯域幅、または均等の帯域幅に関して指定されることが可能である。トラフィック負荷推定に基づき、既存のツール群が適用されて、割り当てられた帯域幅が保証されるように、要求されるＬＳＰ６００のセットが獲得される。現実のネットワークにおけるＬＳＰ６００の実際のセットアップは、ＲＳＶＰ−ＴＥプロトコルによって達せられる。既存のＭＰＬＳサイズ設定ツール群は、通信パス上で保証された帯域幅割り当てを有するＬＳＰ６００を生成するために、目標終端間遅延をパフォーマンス要件として使用しない。このため、厳密に言えば、終端間遅延パフォーマンスは、ＭＰＬＳネットワークにおいて保証されない。しかし、ＬＳＰ６００のそれぞれに関して十分な帯域幅が確保されていると、制御トラフィックに関するＱｏＳは、高い度合いの信頼度で満たされることが可能である。相対的に言えば、ＤｉｆｆＳｅｒｖアプローチが、ホップごとの優先順位付けされたパケット・スケジューリングにより、そのような要求されるＱｏＳを提供することは、より困難である。前段で指摘したとおり、このアプローチは、ネットワーク・トポロジが、頻繁には変わらないため、特に実施可能である。実際、向上したネットワーク・パフォーマンスのために、ＭＰＬＳネットワーク１０４は、実際のトラフィック測定値に基づき、ゆっくりした変化、またはトラフィック要求の周期的性質に適合するように、ときどき、または定期的にサイズ変更されることが可能である。

以下に提示される、シミュレーション結果に基づき、ＦＣＳＳ動作に関連する制御トラフィックは、かなり平滑であり、著しいバースト性は示さないことを見て取ることができる。このため、適切なバックホール・ネットワーク・サイズ設定を伴うＭＰＬＳアプローチは、ＦＣＳＳに関する厳しい遅延要件を満たすことができる。

一部の応用例では、ＦＣＳＳの下のコール（特に、セル境界に位置するコール）は、場合により、リンク品質の変動に応じて、いくつかのＢＳＲ１０２の間で行き来するように返される可能性がある。そのようなケースでは、コールが、１つのＢＳＲ１０２から次のＢＳＲ１０２に切り替えられると、ＲＳＶＰ−ＴＥプロトコルを利用して、関連するＬＳＰ６００が変更されることが可能である。ＦＣＳＳの下におけるＢＳＲ群１０２の急速な切り替えは、移動体２０４が、ＢＳＲ１０２間で切り替わるといつでも、ＬＳＰ６００の設定およびリセットが行われなければならないので、相当なプロトコル・オーバヘッドおよび遅延を招く可能性がある。

代替の実施形態では、広く実施されているＤｉｆｆＳｅｒｖサービスを使用して、バックホール・ネットワーク１０４においてユーザ・トラフィックまたは制御トラフィックがトランスポートされることが可能である。もちろん、ＤｉｆｆＳｅｒｖアプローチは、集中型帯域幅ブローカが、ＱｏＳを保証するためのコール受け付け制御の役割をすることを要求し、これにより、さらなる複雑さが持ち込まれる。そのような集中型ブローカは、可能性として、ＧＦＡ２００に配置されてもよい。

本発明の一実施形態では、２次エージェントにおけるキャッシュ・データを使用して、移動デバイスに、現在、サービス提供を行っている２次エージェントが、利用できなくなった場合でも、実質的に中断なしにデータが移動局に配信される可能性が、高められることが可能である。例えば、第１のＳＦＡが、データを移動体に伝送することを始め、その後、ＰＦＡが、移動デバイスにサービス提供を行うことを第２のＳＦＡが引き継ぐべきであると判定した場合、制御は、第２のＳＦＡに移され、通信が、衰えずに続く。１つのオプションでは、第１のＳＦＡによってまだ送信されていないデータは、第１のＳＦＡから第２のＳＦＡに転送される。移動デバイスにデータを送信する要求が、次に、第１のＳＦＡに戻るように切り替えられた場合、第２のＳＦＡは、第１のＳＦＡに戻すようにデータを転送する。しかし、このアプローチは、その２つのＳＦＡの間のネットワークにおいて輻輳および遅延を生じさせる可能性があるが、そのような方法が、一部の応用例において有用であることに変わりない可能性がある。代替のアプローチには、第１のＳＦＡが、第２のＳＦＡに最初に転送したデータをキャッシュすることがかかわる。そのようにすると、第１のＳＦＡが、再びサービングＳＦＡになった際、未処理のデータの一部が、依然として、第１のＳＦＡにおいて利用可能である。その場合、ＳＦＡは、通常、ある量のデータが、送信されて、移動デバイスによって受信されることに成功したことを表明する、制御メッセージ更新を受信して初めて、キャッシュされたデータを破棄する。

本発明の代替の実施形態では、ＳＦＡによって伝送されるべきデータは、ネットワーク・アクティブ・セットの中のＳＦＡのすべてに同時に送信され、ＰＦＡによって提供される制御情報は、次のサービングＳＦＡに関する開始ポイントを指し示す。その実施形態では、データは、ネットワーク・アクティブ・セットの中の各ＳＦＡに既に存在しているので、古いサービングＳＦＡから、新たなサービングＳＦＡに転送されなくてもよい。このため、ＰＦＡが、あるＳＦＡに、そのＳＦＡが現時点でサービングＳＦＡになると指示した場合、そのＳＦＡは、ＰＦＡによって、または一部のケースでは、古いサービングＳＦＡによって識別されるキャッシュ内のポイントから開始して、単に、そのＳＦＡの既存のキャッシュからデータを伝送することを始めることができる。

現在の無線ネットワーク、および将来の無線ネットワークの評判および成功は、いつでも、どこでも、信頼できる通信を移動体ユーザに提供する無線ネットワークの能力に依存する。この全般的な接続性を提供するのに、ネットワークは、移動体の地理的位置とは無関係に、任意の所与の時点で、送信元から宛先まで接続パスを確立し、維持することができなければならない。以上の問題は、ユーザ移動性、およびネットワークに対する移動体の単一の物理的接続ポイントが存在しない（例えば、有線ネットワークの場合に存在するように）ことに起因して、特に無線ネットワークにおいて生じる。

以上の広い位置管理問題は、以下のいくつかの態様を包含する。第１に、アクティブなコール中、ネットワークは、移動体２０４が、ネットワーク内で移動した場合でも、接続を維持する必要がある。この態様は、通常、移動体２０４を、異なるＢＳＲ１０２に接続することを、そのＢＳＲ１０２に対する接続が、前に選択されたＢＳＲ１０２に対する接続より強くなり、本明細書で説明するＦＣＳＳ手続きに該当する場合に、行うハンドオフ・スキームによって解決される。位置管理の第２の態様は、移動体２０４の正確な地理的位置（単に、最も近いＢＳＲ１０２ではなく）を正確に特定することを意味する、無線標定を扱う。そのような技術は、救急サービス、ならびに車両および人の追跡のために有用であるが、本明細書で詳細に説明することはしない。位置管理の第３の態様は、移動体２０４に対する新たな接続を、その移動体２０４を宛先とするコールが、ネットワークにおいて開始されると、確立することができることである。主な困難は、移動体２０４が、最後に知られている位置から移動している可能性があり、したがって、潜在的に、ネットワーク内のどこに存在する可能性もあることに由来する。以上の問題は、基本的に、接続が確立される必要がある時点で移動体２０４に最も近いＢＳＲ１０２を特定するように連携して機能する、ページング手続きおよび登録手続きによって解決される。

登録（または更新）手続きでは、移動体２０４は、登録メッセージを送信して、移動体２０４の位置をネットワークに知らせることを要求される。移動体２０４が、アクティブではない（すなわち、移動体２０４が、進行中のコールに関与していない）場合の、関係のある登録手続きだけを、本明細書で説明する。実際、移動体２０４が、アクティブである場合、ネットワークは、ミクロ移動性管理手続きおよびマクロ移動性管理手続き（従来のセルラー・ネットワークにおけるハンドオフ戦略、または本明細書で開示されるアーキテクチャにおけるＦＣＳＳ手続き）を介して、移動体を追跡することができる。登録メッセージは、タイマの満了後に定期的に、移動体２０４が、ネットワーク内の特定の位置、または特定の地域に移動した場合はいつでも、または移動体２０４が、最後に登録が行われた位置から、事前選択された距離だけ移動した場合にさえ、送信されることが可能である。本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、様々な周知の登録手続きが、使用されることが可能である。さらに、それらの手続きは、当業者には周知であるので、本発明を不要に不明瞭にするのを避けるように、それらの手続きを本明細書で詳細に説明することはしない。もちろん、本明細書で述べる手続き以外の、より手の込んだ手続きも可能であり、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、本明細書で使用されることが可能である。

第２の重要な手続きは、ネットワークが、特定の地域内のすべてのＢＳＲ１０２にページングを行って移動体２０４を位置特定する、ページング手続きである。ＢＳＲ１０２が、ネットワークからページング要求を受信すると、ＢＳＲ１０２は、位置特定される必要がある移動体２０４に関する一意識別子を使用して、ＢＳＲ１０２のページング・チャネルを介してページング・メッセージを送信する。起動されている移動体２０４は、ページング・チャネルを定期的に監視して、移動体２０４の識別子を有するページング・メッセージに応答することを要求される。通常、移動体２０４は、起動されていない場合、ページング要求に応答せず、接続の失敗がもたらされ、位置特定情報は、まったく交換されない。ページング手続きは、移動体２０４が、位置している可能性がある、可能なＢＳＲ群１０２のリスト（ロケーション・エリアと呼ばれる）を使用する（このリストは、潜在的に、ネットワーク内のすべてのＢＳＲ１０２さえ含む可能性がある）。ページング手続きは、ロケーション・エリア内の様々なＢＳＲ１０２にページングが行われる順序により、異なる。例えば、ＢＳＲ群１０２の同時のページング、または順次のページングが、使用されることが可能である。ＢＳＲ１０２にページングが行われる順序は、ページング戦略の設計の一環であり、移動体の移動の速度および方向、コール着信統計、および移動体の可能な位置についてのアプリオリな情報などのパラメータに依存する。

ページングおよび登録のための２つの基本的な戦略が、関与する基本的なトレードオフを示す。常時更新戦略は、移動体２０４が、新たなセルに入ると、更新メッセージを送信することを要求する。つまり、移動体２０４は、あるＢＳＲ１０２に対する移動体２０４の信号強度が、現在のＢＳＲ１０２に対する信号強度よりも強くなったことを検出した場合、登録メッセージを送信して、相対的信号強度のその変化をネットワークに知らせる。もちろん、そのような戦略の場合、ネットワークは、ユーザに対する最良の接続を有するＢＳＲ１０２を常に認識しているので、ページング費用は、０である。他方、登録費用（および移動体２０４に関連する電力消費、ならびに登録トラフィックおよびシグナル処理）は、特にユーザの移動性が極めて高い場合、非常に大きい可能性がある。

他方の極限では、決して更新しない戦略では、移動体２０４は、登録メッセージを決して送信せず、ネットワーク全体のページングが要求される。登録費用は、もちろん、０であるが、ページング遅延、およびバックホール・ネットワーク１０４における関連するトラフィックが、許容できないほど大きくなる可能性がある。したがって、本発明の一部の応用例では、以上２つの戦略の中間の妥協を使用することが役立つ可能性がある。このトレードオフに影響を及ぼし、妥協の結果を決定する主な問題には、移動体２０４の登録およびページングの費用、ネットワークにおける位置情報の配布、記録、および格納とともに、特定の移動体２０４を探し出す際の遅延、ならびに失敗するページング要求の確率および費用が含まれる。

現在、展開されるネットワークにおいて使用される通常のページングおよび登録のシナリオは、ある数の基地局を含むようにロケーション・エリアを定義することである。当業者には、ロケーション・エリアをどのように設計し、いくつの、いずれの基地局が、ロケーション・エリアの一部であるべきかが、認識されよう。各移動体２０４は、起動されるとすぐに、さらに、新たなロケーション・エリアに入ると再び、ネットワークに登録するように要求される。基地局群１０２によって送信されたパイロット信号の相対的信号強度を比較することにより、移動体２０４は、移動体２０４が、新たな基地局の周辺内に入ったかどうか、さらにいつ入ったかを判定することができる。移動体２０４が、ロケーション・エリアについての情報（いずれの基地局１０２が、いずれのロケーション・エリアに属するかなどの）を有する場合、移動体２０４が、ロケーション・エリアを離れたこと、それぞれ、新たなロケーション・エリアに入ったことを判定し、対応する登録メッセージを開始することができる。代替として、移動体２０４が、ロケーション・エリア情報を有さない場合、基地局群１０２が、そのような知識を有してもよい。新たな基地局１０２に対する移動体の信号が最大になった場合はいつでも、移動体２０４は、その基地局１０２に、移動体２０４の移動体識別番号、および移動体２０４が前に関連付けられていた基地局１０２の識別番号を送信することによって登録する。新たな基地局１０２が、ロケーション・エリア境界を越えて移動局２０４が移動したと判定した場合（識別番号をロケーション・エリア情報と比較した後）、新たな基地局１０２は、移動体２０４に代行して、ネットワークへの登録メッセージを開始する。次に、新たな基地局１０２の識別番号、および関連するロケーション・エリアの対応する情報が、位置登録データベースの中に格納される。新たなロケーション・エリアに入った時点における以上の初期登録の後、移動体２０４は、同一のロケーション・エリア内で移動している間、登録することを再び要求されない。しかし、時間ベースの手続き、または距離ベースの手続きなどの、より手の込んだ手続きは、前述した手続きと一緒になって、移動体２０４が、移動体２０４の現在のロケーション・エリアを離れる前に、登録を行うように導く。そのような登録メッセージは、移動体２０４が登録を行った、最後に知られている基地局１０２の情報の更新だけをトリガするが、ロケーション・エリア情報自体の更新を行うことはない。

ロケーション・エリアに基づく位置管理戦略では、ユーザのページングは、最後に知られているロケーション・エリア内の基地局群１０２に限定される。ロケーション・エリア内のすべての基地局１０２に、移動体２０４が位置特定されるまで、ページングが行われる。ページングは、すべての基地局１０２に対して同時に行われることも、またはユーザの位置についてのさらなる情報が利用できる場合、何らかの順序で行われることも可能である。現行のネットワークでは、ロケーション・エリアは、ネットワーク内のすべてのユーザに関して同一であるものと想定される。

現行の無線ネットワークによって実施される従来のページング手続きおよび登録手続きが、本明細書で説明する、提案されるネットワーク・アーキテクチャの一実施形態において使用されることも可能である。しかし、本アーキテクチャは、本アーキテクチャの分散型の性質のおかげで、ページング機能および登録機能、ならびに対応する計算上の複雑さ、およびシグナル負荷をネットワーク内で分散させる、さらなる柔軟性を可能にする。分散型のページング手続きに注目する前に、分散型アーキテクチャの一実施形態において企図される、集中型のページング手続きを説明する。

図７で、様々なＢＳＲ１０２が、ルータ７０２に接続され、階層アーキテクチャを介して、最終的にＧＦＡに接続された、例示的なネットワーク構成７００を示す。簡明にし、主要な考えを説明するため、ＢＳＲ１０２のすべては、単一のルータ７０２を介してＧＦＡ２００に接続されるものと想定する。ロケーション・エリアは、１つまたは複数のルータ７０２、および関連するＢＳＲ群１０２を含むことが可能であることに留意されたい。ＧＦＡ２００は、関係のある位置情報が格納される位置登録データベースを含む。また、ＧＦＡ２００は、複数のロケーション・エリアに接続されることが可能であるが、このことは、図７では示されていないことにも留意されたい。

従来、ページング機能は、ＲＮＣなどの中央ロケーションに存在する。しかし、本発明は、その機能を、ネットワーク構成全体にわたって分散させるアーキテクチャを活用する。ページング手続きの一実施形態を、図７に関連して以下に説明する。

コア・ネットワーク内の対応するホストが、コールを開始した場合、そのコールは、ホーム・ネットワーク内の受信側移動体のＨＡ（ホーム・エージェント）２０６にルーティングされる。確立されたバインディングを介して、ＨＡ２０６は、次に、そのデータ・パケットを移動体のＦＡ（外部エージェント）に転送し、ＦＡは、ＢＳＲアーキテクチャにおけるＧＦＡ２００、または従来の集中型アーキテクチャにおけるＲＮＣに相当する。ＧＦＡ２００は、その時点において移動体２０４に最も近いＢＳＲ１０２を探し出すため、ＬＲ（位置登録）データベース２０８を探索すると、最後に知られているロケーション・エリアを特定して、前記ロケーション・エリア内のすべてのＢＳＲ１０２に、適切なページング要求を送信する。以上は、本発明の一実施形態では、同時にページングが行われるＢＳＲ１０２のサブセット（または全部）に対するＩＰマルチキャストによって行われることが可能である。次に、ＢＳＲ群１０２が、専用のページング・チャネルを使用して、レイヤ２ページング・メッセージを移動体２０４に送信する。移動体２０４は、移動体２０４が、ページング要求メッセージを検出したＢＳＲ１０２に、ページ応答メッセージで応答する。移動体２０４を最終的に位置特定したＢＳＲ１０２は、レイヤ３ページング応答メッセージでＧＦＡ２００に応答し、そのメッセージが、次に、ＨＡ２０６に転送される。移動体２０４を位置特定しなかったＢＳＲ群１０２は、本発明の様々な実施形態に対応して、明示的なＮＡＣＫ（否定応答）メッセージで応答しても、しなくてもよい。その時点で、移動体２０４は、位置特定されたものと考えられ、コール・セットアップが、進められることが可能である。このシナリオでは、ページング機能とＬＲがともに、集中化され、ＧＦＡ２００と並存させられることに留意されたい。ページング機能は、ネットワーク内のどこかに配置された（ＧＦＡ２００に配置される代わりに）専用のページング・サーバに存在することも可能であることが、当業者には理解されよう。

提案されるアーキテクチャの文脈では、現行のシステムにおいて使用され、前段で説明した手続きと実質的に同様であるページング手続きおよび登録手続きが、使用される。しかし、本発明の少なくとも１つの実施形態では、特定のノードにおける過度の処理、およびネットワーク内のあるリンク上における過度のシグナル・トラフィックを回避するため、ネットワーク内でそれらの機能を分散させることが有用である可能性がある。また、より手の込んだページング手続きも、当業者には明白となるように、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、このアーキテクチャの文脈で実施されることが可能である。

このシナリオでは、例示の目的で、さらに説明を無用に複雑にするのを避けるため、関心対象の地理的区域内のすべてのＢＳＲ１０２は、隣接したロケーション・エリア群に再グループ化されるものと想定する。移動体２０４は、この場合も、ロケーション・エリアに入ると、登録を行うように要求されるが、同一のロケーション・エリア内で複数のＢＳＲ１０２をまたいで移動した場合、必ずしも登録を行わない。移動体２０４が、新たなロケーション・エリアに入った時点の判定は、集中型アーキテクチャにおける場合と同一の手続きに従って行われることが可能である。特定のユーザ向けの新たなコールが着信すると、ページングは、最後に知られているエリアに制限される。

本発明の一実施形態では、ＬＲデータベース２０８は、依然として、集中化されており、１つまたは複数のロケーション・エリアに関連するユーザらの位置情報を扱う。一実施形態では、ＬＲデータベース２０８は、ＧＦＡ２００などの中央制御エンティティと並存させられるか、またはそのようなエンティティに関連付けられる。別の実施形態では、ＬＲデータベース２０８は、分散された形で実施されることも可能である。しかし、ページング機能は、分散させられ、移動体２０４が位置していた最後の基地局（ＢＳＲ＿ｌａｓｔ）に存する。ＢＳＲ＿ｌａｓｔは、移動体２０４が、ネットワーク内で最初に起動した際に登録したＢＳＲ１０２であることも、移動体２０４が、現在のロケーション・エリアに入った際に登録したＢＳＲ１０２であることも可能である。しかし、より高度な登録手続き（時間ベースの手続き、または距離ベースの手続きなどの）が、ロケーション・エリアに加えて、またはロケーション・エリアとともに実施された場合、ＢＳＲ＿ｌａｓｔは、ロケーション・エリア内の任意のＢＳＲ１０２であるように選択されることが可能である。

ＢＳＲ＿ｌａｓｔの情報は、ＬＲデータベース２０８の中に格納されているものと想定して、対応する分散型のページング手続きの一実施形態を以下に説明する。コール着信時に、受信側移動体のＧＦＡ２００が、ＢＳＲ＿ｌａｓｔについての情報に関してＬＲデータベース２０８にクエリを行い、ページング要求メッセージをＢＳＲ＿ｌａｓｔに送信する。その後に続くレイヤ２ページング手続きは、集中型のページングの説明から変わりがない。ＢＳＲ＿ｌａｓｔが、移動体２０４を位置特定することができない場合、中央ページング・エンティティに応答するのではなく、ＢＳＲ＿ｌａｓｔは、同一のロケーション・エリア内の他のすべての基地局に対するページング要求を開始することができる。いずれのＢＳＲ群１０２にページングが行われるべきかに関する情報（すなわち、同一のロケーション・エリア内のすべてのＢＳＲ１０２のＩＤ）は、各ＢＳＲ１０２の中に格納されていることが可能であり、あるいは、代替として、初期ページング要求メッセージ中にＧＦＡ２００からＢＳＲ＿ｌａｓｔに伝送されることが可能である。初期ページング要求メッセージ中にＧＦＡ２００からＢＳＲ＿ｌａｓｔに伝送されることは、分散型の登録に関して以下に説明するとおり、ロケーション・エリアが、固定ではなく、特定のユーザに依存する可能性がある場合、特に魅力的である。移動体２０４を位置特定すると、対応するＢＳＲ１０２は、ページング応答メッセージをＬＲデータベース２０８に転送する。すると、ＬＲデータベース２０８は、そのページング応答メッセージを、移動体２０４のＨＡ２０６に転送し、コール・セットアップが、集中型のページング手続きと同様の形で進められることが可能である。加えて、ＬＲデータベース２０８は、ＢＳＲ＿ｌａｓｔ上の情報を更新して、移動体２０４を位置特定したばかりのＢＳＲ１０２の情報で既存の情報を置き換える。最後に、古いＢＳＲ＿ｌａｓｔに、移動体２０４が位置特定されたことが知らされ、古いＢＳＲ＿ｌａｓｔが、移動体２０４に関するページングの責任を放棄することが可能である。

要約すると、以上の分散型のページング手続きでは、集中型アーキテクチャにおいて中央エンティティ（ＲＮＣなどの）に存するページング機能が、ネットワーク内で動的に分散され、ページングが行われる移動体２０４に関する最後に知られているＢＳＲ１０２に存する。本発明の以上の実施形態では、すべてのＢＳＲ１０２が、同一の諸機能を有し、ページングの責任を共有する。移動体２０４が、最後に登録したＢＳＲ１０２は、その特定の移動体に依存し、時間につれて変わるので、ページング負荷（シグナル処理、および位置情報の管理、ならびにネットワークにおける要求されるシグナル・トラフィック）は、ページングの責任を最後に知られているＢＳＲ１０２に割り当てることにより、ネットワーク内で、より均一に分散されることができる。本発明の別の実施形態では、各ロケーション・エリアに関して、そのロケーション・エリア内に位置する移動体群のすべて、または一部に関するすべてのページング機能を扱う、特定のＢＳＲ１０２が、選択される。

図７に示されるネットワークに関する集中型のページング手続きと、分散型のページング手続きの両方の下で、特定の移動体を位置特定するのに要求されるページング・トラフィックの総量、および合計時間は、実質的に変わらないことを理解されたい。しかし、このことは、個別のユーザに関して当てはまるが、分散型のページング手続きは、全体的なページング・トラフィックの分散を（複数のユーザが位置特定されなければならない場合に）、ネットワーク全体にわたってより均一にする。加えて、ネットワーク内で単一の障害ポイントは、存在せず（専用のページング・サーバの場合に存在するように）、処理能力、要求されるバッファリング、およびトラフィック分散が、ネットワーク内でより均一に分散される。各ユーザにロケーション・エリアを適合させることにより、実際、以下に説明するとおり、ネットワーク内のページング・トラフィックをさらに平衡化することが可能である。

従来、ロケーション・エリアは、ネットワーク内のすべてのユーザに関して同一であり、ＢＳＲ１０２の、あるセットを範囲に含む。ロケーション・エリアを含むＢＳＲ１０２のセットは、静的に構成され、ネットワークの動作全体にわたって、すべてのユーザに関して変わらないままである。そのような想定は、確かに妥当であり、単純明快なソリューションを提供するが、ネットワーク内における登録トラフィック負荷の不均一な分散をもたらすことが、計算によって示されている。具体的には、ロケーション・エリアの境界に位置するＢＳＲ群１０２だけが、登録トラフィックを扱うのに対して、ロケーション・エリアの内部のＢＳＲ群１０２は、その負担を分担しない。

分散型の登録の背景にある１つの目標は、異なるユーザに関して異なるロケーション・エリアを選択することにより、登録トラフィックが、ネットワーク内の多数のＢＳＲ１０２の間で分散されることを確実にすることである。ロケーション・エリアは、基本的に、地理的区域のタイリングを形成し、異なるユーザは、ロケーション・エリアの共通基本パターンの、異なるシフトされたバージョンに関連付けられることが可能である。例示的な実際的な例として、ネットワーク内のＢＳＲ群１０２が、２つの異なるパターンのロケーション・エリアＰ_１およびＰ_２に従って分けられることが可能であるものと想定されたい。本発明の一実施形態では、各ユーザは、例えば、ユーザＩＤのパリティに応じて、Ｐ_１またはＰ_２に割り当てられる。つまり、偶数のＩＤ番号を有するユーザは、Ｐ_１によって定義されるロケーション・エリア境界を越えると、登録を行うことを要求されるのに対して、奇数の番号が付いたユーザは、Ｐ_２において定義されるロケーション・エリア境界を越えた場合はいつでも、登録を行う。本発明の代替の実施形態では、異なるロケーション・エリア・セットにユーザらを割り当てて、ネットワーク全体にわたる登録トラフィックをさらに平衡化する、より動的な方法が、企図される。例えば、移動体２０４が、起動されると、移動体２０４に、その時点で、最も少ない移動体群２０４が割り当てられているロケーション・エリア・セットが、割り当てられる。一般に、所与の地理的区域内の登録トラフィックの総量は、変わらないが、その総量が、ほんの一部のＢＳＲ群１０２に限定されることはもはやなく、ネットワーク全体にわたって公平で、効率的な形で分散されることが可能である。さらに、以上の説明は、複数のロケーション・エリア・セットが利用可能である場合、拡張されることが可能であること、およびロケーション・エリア・セットの数が増加するにつれ、ネットワーク内で登録トラフィックが平衡化されることが可能な効率も向上することが、当業者には理解されよう。実際の登録手続きは、前段で説明し、現行の無線ネットワークにおいて使用される手続きと実質的に同様であるが、ロケーション・エリア境界、および登録手続きが呼び出される場合が、各ユーザに関して異なり、動的に調整されることが可能であることだけが異なっている。

次に、提案されるアーキテクチャのパフォーマンスを示すシミュレーション結果を説明する。特に、ＦＣＳＳの使用に起因するパフォーマンス向上、およびネットワーク容量の増加が、示される。また、シミュレーションは、バックホール・ネットワークの適切なサイズ設定が、ＦＣＳＳに関する厳しい遅延要件を満たすアーキテクチャをどのように可能にするかも明らかにする。以下のシミュレーションの説明は、アーキテクチャの１つの説明的な例、およびその例によってサポートされる応用例だけに適用されることが当業者には理解されよう。当業者は、それらの説明を使用して、さらなるシミュレーション結果を得ることができる。

ＶｏＩＰ様のリアルタイムのトラフィックに関して、１つの重要なパフォーマンス・メトリックは、パケット損失率、すなわち、パケット遅延予算として本明細書で定義される、パケットの有用性の終わりまでに、受信機に伝送されなかったパケットのパーセンテージである。最終期限が、許容できる終端間遅延の上限である。パケット遅延は、ＲＡＮ内でだけ推定され、音声コーデック、コア・ネットワーク切り替え、およびプレイアウト・バッファによる遅延は、除外する。ＭＡＣ再伝送が、チャネル誤りを回復するのに適用されるので、パケット損失は、主に、遅れたパケット伝送に起因する。説明的な例として、本明細書では、対応するパケット損失率が、２％という閾値を下回っている場合、ＶｏＩＰセッションが、満足の行く形でサポートされているものと想定される。ネットワーク容量は、サポートされるＶｏＩＰセッションの平均数の点で表される。複雑さの考慮のため、コール受け付け制御機構およびコール・ドロップ機構は、本明細書に含められていない。このケースでは、容量は、セル・カバレッジ、すなわち、各移動体２０４の平均ＳＩＮＲの分布、およびセル負荷、すなわち、システム内のアクティブな移動体ＶｏＩＰユーザの数に依存する。

ＯＰＮＥＴネットワーク・シミュレーション・ツールに基づき、無線ネットワーク内の動的プロセスをキャプチャするシミュレーション・ツールが、開発された。シミュレートされる無線ネットワークは、ＧＦＡ、ＢＳＲのセット、および移動体群から成る。移動体は、時間多重化によって順方向リンク・データ・チャネルを共有する。ＭＡＣレイヤにおけるスケジューラが、各時間フレームにおいてサービス提供を受けるユーザを決定する。各スケジューリング間隔、つまり、フレームは、２ミリ秒続く。シミュレートされるシステムは、等辺三角形の頂点における３つのＢＳＲと、その３つのＢＳＲの間の三角形のエリアの内側にランダムに位置する２１名のユーザとから成る。ＦＣＳＳは、特にセルの縁端部近くのユーザに関する遅延制約を保証して、ＣＤＭＡシステムにおける共有チャネル上のソフトハンドオフがない状態で、ＶｏＩＰ容量を高める手段として実施される。ユーザの物理的移動性は、考慮されない。というのは、低い移動性において提案されるスキームからの利点を説明する目的では、パス・ロスの変動、およびシャドウイングの変動を、レイリー・フェージング（毎時３ｋｍという移動体速度に相応して選択された）に加えて考慮することは、必要ないからである。図８は、一時停止時間の様々な値に対するＶｏＩＰパケット遅延予算の関数としてサポートされるＶｏＩＰユーザの平均数を示す。また、ＦＣＳＳが、無効にされ、各移動体ユーザに関するセル・サイトが、最良の平均チャネル品質を有するセル・サイトであるように選択された場合のネットワーク・パフォーマンスも、シミュレートされる。このアプローチは、「ＳＴＡＴ」と呼ばれ、ＳＴＡＴは、無限の一時停止時間を有するＦＣＳＳと均等である。明らかに、一時停止時間の小さい値、すなわち、２０ミリ秒または５０ミリ秒を有するＦＣＳＳは、大きい一時停止時間に勝る大幅な向上を実現する。さらに、５ミリ秒というアクション遅延は、理想的なＦＣＳＳのアクション遅延と比べて、５〜１０％のパフォーマンス低下しかもたらさない。損失は、主に、ＦＣＳＳ判定とＦＣＳＳアクションの間の時間中の一時停止されたＲＬＣ伝送およびＭＡＣ伝送に帰せられる。

現世代の無線ネットワークの逆方向リンクは、すべてのアクティブなユーザが、基地局の厳しい監督の下で同時に伝送する、可変速度電力制御モード［３ＧＰＰ２０２ａ］［ＸＸＸ］で主に機能する。基地局群は、すべての送信側ユーザの送信電力を積極的に監視し、制御する。逆方向リンク伝送は、非同期であり、ユーザらは、非直交であり、したがって、干渉するように本来的に設計される。電力制御が、各送信側ユーザによる観察される干渉を厳しく制御することにより、ニア・ファー問題を軽減する。伝送の電力制御モードは、すべてのアクティブなユーザが、固定の逆方向リンク伝送速度を要求する、音声のような、継続的な、遅延の影響を受けやすい伝送に特に適している。要求される伝送速度により、要求されるＳＩＮＲが決まり、電力制御機構は、受信ＳＩＮＲが、要求されるＳＩＮＲを満たすことを確実にする。各ユーザが、各基地局のＲｏＴ（Ｒｉｓｅ ｏｖｅｒ Ｔｈｅｒｍａｌ）目標に一部を寄与する。それらの目標ＲｏＴ要件および目標ＳＩＮＲ要件から、システムの極容量が、逆算されることが可能であり、したがって、同時にサポート可能なユーザの数が、逆算されることが可能である。

電力制御伝送モードに関して、各ユーザは、１４４ｋｂｐｓという固定の継続的な目標データ転送速度を有するものと想定される。１．５ｋｍセル範囲に関して、以上に概要を述べた計算は、１１名のアクティブなユーザが、同時に送信することができることを示す。完全な内部ループ電力制御を想定すると、速いフェージング効果が、実質的に補償される。各ユーザは、最大送信電力を有し、伝送は、最大送信電力制限のために目標ＳＩＮＲに達することができない場合、停電状態にあるものと定義される。電力制御モードでは、ユーザは、１つの基地局だけが、伝送されたフレームを復号化する、シンプレックス接続状態にあること、または、複数の（せいぜい３つの）基地局が、伝送されたフレームを復号化し、中央ロケーション（ＰＦＡなどの）においてフレーム選択が使用される、ソフトハンドオフ状態にあることを許される。

逆方向リンク上の電力制御モードのパフォーマンスは、スケジュール伝送モードと比較される。スケジュール伝送モードでは、各時点で、１名だけのユーザが最大送信電力を使用して送信するように、各基地局がスケジュールする。伝送フレーム誤りは、受信ＳＩＮＲが、伝送されたデータ転送速度に適していない場合に生じる。最大で２回の再伝送が、許され、以下の異なる３つの再伝送戦略が、考慮される。
１．フレーム選択を伴う単純な再伝送：各伝送が、前の伝送とは無関係に考慮される。アクティブ・セットの中の３つのＳＦＡが、フレーム選択に参加し、空間ダイバーシチを提供する。
２．フレーム選択を伴わない混成ＡＲＱ：伝送されたデータ・パケットは、１つの基地局によってシンプレックス・モードで復号化される。基地局は、ＦＣＳＳに従って選択される。誤りがあると、ＮＡＣＫ信号が、送信され、パケットが、再伝送される。前の伝送と再伝送されたデータの単純なチェイス合成が、実行されてから、伝送されたパケットが、復号化される。
３．フレーム選択を伴う混成ＡＲＱ：このスキームは、前述の２つのスキームの組合せである。アクティブ・セットの中のＳＦＡ群が、チェイス合成およびフレーム選択に参加する。

図９で、様々な伝送戦略に関する達せられたスループットのＣＤＦが、プロットされている。それらの結果から明らかなとおり、電力制御モードと比較して、スケジュール伝送モードにおいて大幅な容量利得が、得られる。スケジュール・モードでは、シンプレックス・モードにおける混成ＡＲＱが、フレーム選択を伴う単純なＡＲＱスキームよりパフォーマンスが優れている。逆方向リンクにおいて混成ＡＲＱにフレーム選択機能を追加することによってもたらされる利得は、ほんのわずかである。電力制御モードでは、ソフトハンドオフが許される場合、スループットの点で、いくらかのパフォーマンス向上が、達せられることが可能である。

本発明の一実施形態では、バックホール・ネットワークにおける制御トラフィックに関するＱｏＳをサポートするように、ＭＰＬＳの使用が、企図される。制御トラフィックのトランスポートのためのＭＰＬＳネットワークの実施可能性を検証するために、ＭＰＬＳバックホール・ネットワークにおけるＦＣＳＳメッセージの着信プロセスが、研究される。所与のＢＳＲの制御下で、すべてのコールからＦＣＳＳメッセージが、生成される。この場合の発想は、ＦＣＳＳメッセージの着信が、非常にバースト性である場合、ＦＣＳＳに関する厳しいＱｏＳ要件を満たすのに、ＭＰＬＳバックホールにおける各ＬＳＰのために、潜在的に大量の帯域幅が、確保されなければならないということである。この目的で、前述のシミュレーション・モデルにおいて単一のＢＳＲによって生成されたＦＣＳＳメッセージの着信間時間が、収集された。図１０は、平均着信間時間を一時停止時間の関数として示す。グラフから見て取ることができるとおり、一時停止時間が増大すると、ＦＣＳＳを求める要求が、より長い一時停止時間にわたって減少するため、ＦＣＳＳに関する着信間時間も増大する。

ＦＣＳＳメッセージのバースト性を研究するため、図１１は、着信間時間に関する変動の係数（すなわち、平均に対する標準偏差の比）を示す。この係数は、事実上、ＦＣＳＳ一時停止時間とは無関係であることが分かる。さらに、この係数は、正常に振舞うポアソン・トラフィックに関する、対応する値である１より、わずかに小さい、約０．９である。実際、ＦＣＳＳトラフィックのそのような平滑性の１つの説明は、以下の諸要因から生じる可能性がある。各コールは、様々なチャネル品質を有する複数のＢＳＲに「接続」されることが可能であることを思い起こされたい。異なるＢＳＲが、使用中の現在のＢＳＲより良好なチャネル品質を有することを、移動体が検出すると、ＦＣＳＳメッセージが、生成される。考慮されている一時停止時間は、少なくとも数十ミリ秒のオーダであり、これは、通常の無線条件および移動性に関するチャネル・コヒーレンス時間（その時間中、任意の所与のＢＳＲに関するチャネル品質は、同様なままである）より、はるかに長い。少なくともこの理由で、移動体が、一時停止時間の後に、アクティブ・セットの中のＢＳＲ群の各ＢＳＲのチャネル品質をサンプリングすると、サンプリングされたチャネル品質が、前回のサンプリング時点におけるチャネル品質とは無関係になる。このことを、すべてのＢＳＲが、独立したチャネル・フェージングを経験するという事実と組み合わせると、いずれのＢＳＲが最良の品質を有するかは、前回のサンプリング時点における状況とは無関係であるということになる。このことは、記憶なしの特性と見なされることが可能である。このため、十分に長い一時停止時間では、１つのＢＳＲから別のＢＳＲに切り替える必要性は、時間的にランダムに現れる。つまり、ＦＣＳＳメッセージの着信プロセスは、ポアソン・プロセスと同様になる。図１１における諸結果に基づき、ＦＣＳＳに関連する制御トラフィックは、非常に平滑であり、このことは、トラフィックのバースト性を扱う過度のＭＰＬＳ帯域幅の必要性を回避するのに役立つものと結論づけることができる。

ＦＣＳＳに関する実際の制御トラフィック負荷は、現在のＢＳＲから、新たなＢＳＲに転送される必要がある制御情報およびユーザ・データの量などの、多くの要因に依存する。正確なデータ量は、詳細なシステム・アーキテクチャ、および対応するプロトコル群の最終設計が完成するまで、分からない。ＭＰＬＳリンクがどのように提供されるべきかについての予備的な洞察を得るため、さらに、提案される分散型ネットワーク・アーキテクチャの実施可能性を示すため、１つのＢＳＲから別のＢＳＲまでの各ＭＰＬＳリンクが、単一のサーバ・キューとしてモデル化（シミュレート）される。さらに、ＢＳＲが、各ＦＣＳＳ要求に関して１つのメッセージを生成し、メッセージ長は、所与のＭＰＬＳリンク利用率に適合する適切に調整された平均値を有して、指数分布になる。制御メッセージは、通常、ユーザ・パケットより高い優先順位を有するので、宛先ＢＳＲにおける制御メッセージに関する処理遅延は、ＭＰＬＳリンク上の伝送遅延と比較すると、無視することができる。

メッセージ待ち時間は、ＦＣＳＳメッセージの生成から、そのメッセージの伝送が、ＭＰＬＳリンク上で始まるまでの時間として定義される。図１２は、リンクが１０％という利用率を有する場合の、メッセージ待ち時間に関する相補累積関数を表す。図１２に示されるとおり、一時停止時間が、２０ミリ秒、および５０ミリ秒である場合、９８パーセンタイルの待ち時間は、それぞれ、約４ミリ秒、および約５ミリ秒である。２０ミリ秒という最短の一時停止時間のケースでは、図８は、５ミリ秒というアクション遅延を伴うＦＣＳＳが、大幅な容量利得をもたらすことが可能であることを明らかにした。アクション遅延の主な成分は、ＭＰＬＳリンク上のメッセージ遅延であるので、図１２からの約４ミリ秒というメッセージ遅延の９８パーセンタイルを有することは、５ミリ秒というアクション遅延を実現する強い可能性を明らかにする。要約すると、ＭＰＬＳリンクが、十分な帯域幅を有してサイズ設定された場合、ＦＣＳＳは、大幅な容量の向上をもたらして、ＣＤＭＡ無線ＩＰネットワーク向けの提案される分散型アーキテクチャの存立可能性が実証されることが可能である。ＭＰＬＳリンクに要求される帯域幅の量は、より大きいアクション遅延の場合、小さくなることに留意することが重要である。明らかに、トレードオフは、ＦＣＳＳによる容量利得が小さくなることである。

本明細書で説明する分散型アーキテクチャは、ＣＤＭＡベースの共有アクセスを使用するオールＩＰ無線ネットワークにおいて有用であることが分かる可能性がある。ＦＣＳＳ（高速セル・サイト選択）に関連する諸機能は、より高いネットワーク・パフォーマンスのために、基地局ルータ間で分散される。要するに、提案されるアーキテクチャは、ＦＣＳＳと一緒になって、サポートするマルチメディアＩＰアプリケーションに、統一された無線インターフェースおよびネットワーク・アーキテクチャを与える。加えて、本発明は、プロトコル・セット、およびバックホール・ネットワークにおけるＭＰＬＳの利用を使用して、ＦＣＳＳ動作をサポートする。さらに、提案されるアーキテクチャのための分散型のページング手続きおよび登録手続きも、本明細書で説明してきた。このアーキテクチャは、向上したスケーラビリティ、信頼性、およびより小さいバックホール待ち時間という利点を有し、オールＩＰの統一された構造のため、費用節約ももたらす。

本明細書で説明したシミュレーション結果は、標準のセル・サイト選択技術と比較すると、提案されるアーキテクチャにおいて低い移動性に関してＦＣＳＳを使用して、ＶｏＩＰ容量の大幅な増加を示す。さらに、ＦＣＳＳは、シャドウ・フェージングの急速な変化がかかわる最悪ケースのフェージング・シナリオにおけるＶｏＩＰなどの、リアルタイムのアプリケーションに関して、良好なパフォーマンスを保証する。制御トラフィックのトランスポートのためのＭＰＬＳネットワークに関しては、諸結果は、ＦＣＳＳに関連する制御トラフィックが、極めて平滑であり、ＭＰＬＳリンク上でバースト性のトラフィックを扱うのに、過度に大量の帯域幅を確保する必要性が小さくなることを明らかにする。適切な帯域幅サイズ設定で、シミュレーション結果は、ＭＰＬＳバックホール・ネットワークが、パフォーマンス利得のためにＦＣＳＳの厳しい遅延要件を満たすことができることを示す。ＣＤＭＡのオールＩＰ無線ネットワーク向けの提案されるアーキテクチャの実施可能性、および利点のいくつかが、実証された。

特に明記しない限り、または説明から明らかなように、「処理する」、または「演算する」、または「計算する」、または「判定する」、または「表示する」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリの内部の物理的な電子的量として表現されたデータを操作して、コンピュータ・システムのメモリまたはレジスタ、あるいは他のそのような情報記憶デバイス、情報伝送デバイス、または情報表示デバイスの内部の物理的な量として同様に表現された他のデータに変換する、コンピュータ・システム、または同様の電子コンピューティング・デバイスのアクションおよび処理を指す。

本明細書で様々な実施形態において例示される様々なシステム・レイヤ、システム・ルーチン、またはシステム・モジュールは、実行可能な制御ユニットであることが可能であることが、当業者には理解されよう。制御ユニットには、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル・シグナル・プロセッサ、プロセッサ・カード（１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはコントローラを含む）、または他の制御デバイスまたはコンピューティング・デバイスが含まれることが可能である。以上の説明で述べられる記憶デバイスには、データおよび命令を格納するための１つまたは複数のマシン可読記憶媒体が含まれることが可能である。記憶媒体には、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリまたはスタティック・ランダム・アクセス・メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ）、およびフラッシュ・メモリなどの半導体メモリ・デバイス、固定ディスク、フロッピー（登録商標）・ディスク、リムーバブル・ディスクなどの磁気ディスク、テープを含む他の磁気媒体、ならびにＣＤ（コンパクト・ディスク）またはＤＶＤ（デジタル・ビデオ・ディスク）などの光媒体を含め、様々な形態のメモリが含まれることが可能である。様々なシステムにおける様々なソフトウェア・レイヤ、ソフトウェア・ルーチン、またはソフトウェア・モジュールを構成する命令は、それぞれの記憶デバイスの中に格納されることが可能である。命令は、それぞれの制御ユニット２２０によって実行されると、対応するシステムが、プログラミングされた動作を実行するようにさせる。

本発明は、本明細書の教示を利用する当業者には明らかな、異なるが均等の形で変形され、実施されることが可能であるので、以上に開示した特定の諸実施形態は、単に例示的である。さらに、本明細書で示される構成または設計の詳細への限定は、添付の特許請求の範囲に記載される以外は、まったく意図されていない。したがって、以上に開示した特定の諸実施形態は、改変される、または変形されることが可能であり、すべてのそのような変形形態が、本発明の範囲および趣旨含まれることが明白である。したがって、本明細書で求められる保護は、添付の特許請求の範囲に記載されるとおりである。

ＢＳＲ（基地局ルータ）を使用してオールＩＰネットワーク・アーキテクチャを実施する例示的な遠隔通信システムを示す模式図である。 図１の遠隔通信システムにおいて使用されることが可能な例示的な移動性管理構造を示す模式図である。 図１の遠隔通信システム内におけるＰＦＡ（１次外部エージェント）の再割り当てに関連するシグナル・フローを示す模式図である。 ＦＣＳＳ（高速セル・サイト選択）のタイムライン表現を示す模式図である。 ＰＦＡ（１次外部エージェント）、ＳＦＡ（２次外部エージェント）、および移動体の間の関係を示す模式図である。 バックホール・ネットワーク内における制御メッセージおよびシグナル・メッセージのトランスポートのためのＭＰＬＳアプローチが示された、本発明の代替の実施形態を示す模式図である。 様々なＢＳＲが、ルータに接続され、階層アーキテクチャを介して、最終的にＧＦＡに接続された、例示的なネットワーク構成を示す模式図である。 一時停止時間の様々な値のためのＶｏＩＰパケット遅延予算の関数としてサポートされるＶｏＩＰユーザの平均数を示す模式グラフである。 実現されたスループット対様々な伝送戦略のＣＤＦを示す模式グラフである。 一時停止時間の関数として平均着信間時間を示す模式グラフである。 着信間時間の変化の係数を示す模式図である。 リンクが１０％の利用率を有する場合の、メッセージ待ち時間に関する相補累積関数を示す模式図である。

Claims (40)

1. 無線通信システムを制御するための方法であって、
   ネットワーク、および少なくとも１つの２次エージェントと通信することができる１次エージェントとして動作する第１の基地局を選択すること、
   移動デバイスおよび前記１次エージェントと通信することができる前記２次エージェントとして動作するようにそれぞれが適合された、第２の基地局および第３の基地局を選択すること、および
   前記第２の基地局と前記第３の基地局の少なくともいずれかを、前記移動デバイスと通信するサービング２次エージェントとして動作するように選択することを含む方法。
2. 前記第１の基地局は、２次エージェントとして動作するように適合され、前記第２の基地局と前記第３の基地局の少なくともいずれかを、前記２次エージェントとして動作するように選択することは、前記第１の基地局、前記第２の基地局、および前記第３の基地局のいずれかを、前記移動デバイスと通信する前記サービング２次エージェントとして動作するように選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の基地局と前記第３の基地局の少なくともいずれかを、前記移動デバイスと通信するサービング２次エージェントとして動作するように選択することは、前記第２の基地局および前記第３の基地局と、前記移動デバイスとの間の通信の特性に基づき、前記第２の基地局と前記第３の基地局の少なくともいずれかを、前記移動デバイスと通信する前記サービング２次エージェントとして選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記基地局と、前記移動デバイスとの間の通信の特性に基づき、前記第２の基地局と前記第３の基地局の少なくともいずれかを、前記移動デバイスと通信する前記サービング２次エージェントとして選択することは、前記第２の基地局および前記第３の基地局と、前記移動デバイスとの間の通信の特性に基づき、前記第２の基地局と前記第３の基地局のいずれかを、前記移動デバイスと通信する前記サービング２次エージェントとして定期的に選択することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記第２の基地局および前記第３の基地局と、前記移動デバイスとの間の通信の特性に基づき、前記第２の基地局と前記第３の基地局のいずれかを、前記移動デバイスと通信する前記サービング２次エージェントとして定期的に選択することは、前記第２の基地局および前記第３の基地局と、前記移動デバイスとの間の信号強度に基づき、前記第２の基地局と前記第３の基地局のいずれかを、前記移動デバイスと通信する前記サービング２次エージェントとして定期的に選択することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記２次エージェントとして動作するように適合された第４の基地局を、前記第４の基地局と前記移動デバイスの間の通信の特性に基づいて選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記第３の基地局と前記移動デバイスの間の信号強度に基づき、前記第３の基地局を選択解除することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記第２の基地局が、前記１次エージェントとして動作するように適合されること、および前記第１の基地局および前記第２の基地局と、前記２次エージェントとの間の通信の特性に基づき、前記第１の基地局と前記第２の基地局のいずれかを、前記１次エージェントとして動作するように選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記第２の基地局が、前記１次エージェントとして動作するように適合されること、および前記第１の基地局および前記第２の基地局と、前記２次エージェントとの間の信号強度に基づき、前記第１の基地局と前記第２の基地局のいずれかを、前記１次エージェントとして動作するように選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 複数の基地局から成る無線通信システムにおいて移動デバイスを位置特定するための方法であって、
    前記移動デバイスを、前記複数の基地局の第１の基地局に関連付けること、
    前記第１の基地局に関連する基地局サブセットから前記移動デバイスにページング信号を伝送すること、および
    前記基地局サブセットの中の前記基地局群の１つの基地局から、前記１つの基地局からの前記ページング信号に、前記移動デバイスが応答したことを示す信号を受信すること、および
    前記移動デバイスを前記１つの基地局に関連付けることを含む方法。
11. 前記第１の基地局に関連する基地局サブセットから前記移動デバイスにページング信号を伝送することは、前記第１の基地局から前記基地局サブセットに、前記基地局サブセットが、ページング信号を前記移動デバイスに伝送することを要求する信号を伝送することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の基地局から前記基地局サブセットに、前記基地局サブセットが、ページング信号を前記移動デバイスに伝送することを要求する信号を伝送することは、
    前記第１の基地局において、前記ページング信号を前記移動デバイスに伝送する要求を受信すること、および
    前記第１の基地局において、複数の基地局が、前記基地局サブセットの中に含まれることを識別することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１の基地局において、複数の基地局が、前記基地局サブセットの中に含まれることを識別することは、前記第１の基地局において、共通の地理的場所を有する複数の基地局が、前記基地局サブセットの中に含まれることを識別することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の基地局において、複数の基地局が、前記基地局サブセットの中に含まれることを識別することは、前記第１の基地局において、前記第１の基地局から事前選択された距離内に位置する複数の基地局が、前記基地局サブセットの中に含まれることを識別することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
15. 前記移動デバイスを、前記複数の基地局の前記第１の基地局に関連付けることは、前記移動デバイスを前記基地局と互いに関連付けるファイルを保持することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
16. 前記移動デバイスを基地局と互いに関連付ける前記ファイルを保持することは、前記移動デバイスを前記基地局と互いに関連付けるデータベースを保持することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記移動デバイスを基地局と互いに関連付ける前記ファイルを保持することは、前記移動デバイスを基地局と互いに関連付けるファイルをＧＦＡの中に保持することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記移動デバイスを、前記複数の基地局の前記第１の基地局に関連付けることは、前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
19. 前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することは、前記移動デバイスが、前記第１の基地局によってサービス提供される地域内で起動されたことに応答して、前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することは、前記移動デバイスが前回に登録された基地局から事前選択された距離を、前記移動デバイスが移動したことに応答して、前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
21. 前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することは、前記移動デバイスが前回に登録されて以来、事前選択された期間が経過したことに応答して、前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
22. 前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することは、前記第１の基地局が、前記移動デバイスが前回に登録された基地局に関連する基地局サブセットから外れていることに応答して、前記第１の基地局を介して前記移動デバイスを登録することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
23. 移動デバイスとの通信セッションを制御するための方法であって、
    少なくとも一部が、移動デバイスと通信することができる２次エージェントとして動作するように適合された複数の基地局を選択すること、
    複数の前記２次エージェントにおいて、前記通信セッションに関する実質的に同様の制御情報を保持すること、および
    前記２次エージェントの第１の２次エージェントを、前記移動デバイスと通信する、前記移動デバイスとの前記通信セッション中に前記制御情報を使用する第１のサービング２次エージェントとして選択することを含む方法。
24. 前記２次エージェントの第２の２次エージェントを、前記第１のサービング２次エージェントに取って代わって前記移動デバイスと通信する、前記移動デバイスとの前記通信セッション中に前記制御情報を使用する第２のサービング２次エージェントとして選択することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記２次エージェントの第１の２次エージェントを、前記移動デバイスと通信する前記第１のサービング２次エージェントとして選択することは、前記第１のサービング２次エージェントと前記移動デバイスの間の通信チャネルの特性に基づき、前記２次エージェントの前記第１の２次エージェントを、前記移動デバイスと通信する前記第１のサービング２次エージェントとして選択することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記２次エージェントの第２の２次エージェントを、前記第１のサービング２次エージェントに取って代わって前記移動デバイスと通信する前記第２のサービング２次エージェントとして選択することは、前記第２のサービング２次エージェントと前記移動デバイスの間の通信チャネルの特性が、前記第１のサービング２次エージェントと前記移動デバイスの間の前記通信チャネルの前記特性より大きいことに応答して、前記２次エージェントの第２の２次エージェントを、前記第１のサービング２次エージェントに取って代わって前記移動デバイスと通信する前記第２のサービング２次エージェントとして選択することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
27. 前記２次エージェントのそれぞれに転送される前記制御情報を定期的に更新することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
28. 前記２次エージェントのそれぞれに転送される前記制御情報を規則的に更新することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
29. 前記基地局の１つを、ネットワークおよび前記２次エージェントと通信する１次エージェントとして動作するように選択することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
30. 前記通信セッションに関する制御情報を各２次エージェントに転送することは、前記通信セッションに関する制御情報を、前記１次エージェントから各２次エージェントに転送することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
31. 移動デバイスとの通信セッションを制御するための方法であって、
    移動デバイスと通信することができる２次エージェントとして動作するように少なくとも一部が適合された複数の基地局を選択すること、
    複数の前記２次エージェントに実質的に同様のデータを伝送すること、および
    前記２次エージェントの第１の２次エージェントを、前記移動デバイスと通信する、前記通信セッション中に前記移動デバイスに前記データを転送する第１のサービング２次エージェントとして選択することを含む方法。
32. 前記２次エージェントの第２の２次エージェントを、前記第１のサービング２次エージェントに取って代わって前記移動デバイスと通信する、前記通信セッション中に前記移動デバイスに前記データを転送する第２のサービング２次エージェントとして選択することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記２次エージェントの前記第２の２次エージェントを、前記第１のサービング２次エージェントに取って代わって前記移動デバイスと通信する前記第２のサービング２次エージェントとして選択することは、前記２次エージェントの前記第２の２次エージェントを、前記移動デバイスと通信する前記第１のサービング２次エージェントとして選択して、前記２次エージェントの前記第１の２次エージェントが、前記移動デバイスにデータを転送することを停止した前記データの中の位置に実質的に対応する、前記データ内の位置における前記移動デバイスに、前記データを送信することをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
34. 前記２次エージェントの前記第１の２次エージェントを、前記移動デバイスと通信する前記第１のサービング２次エージェントとして選択することは、前記第１のサービング２次エージェントと前記移動デバイスの間の通信チャネルの特性に基づき、前記２次エージェントの前記第１の２次エージェントを、前記移動デバイスと通信する前記第１のサービング２次エージェントとして選択することをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
35. 前記２次エージェントの前記第２の２次エージェントを、前記第１のサービング２次エージェントに取って代わって前記移動デバイスと通信する前記第２のサービング２次エージェントとして選択することは、前記第２のサービング２次エージェントと前記移動デバイスの間の通信チャネルの特性が、前記第１のサービング２次エージェントと前記移動デバイスの間の前記通信チャネルの前記特性より大きいことに応答して、前記２次エージェントの第２の２次エージェントを、前記第１のサービング２次エージェントに取って代わって前記移動デバイスと通信する前記第２のサービング２次エージェントとして選択することをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
36. 前記複数の２次エージェントに新たなデータを定期的に伝送することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
37. 前記基地局の１つを、ネットワークおよび前記２次エージェントと通信する１次エージェントとして動作するように選択することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
38. 前記複数の２次エージェントにデータを伝送することは、前記１次エージェントから前記複数の２次エージェントにデータを伝送することをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
39. 複数の前記２次エージェントに実質的に同様のデータを伝送することは、前記複数の２次エージェントにデータをストリーミングすることをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
40. 複数の前記２次エージェントに実質的に同様のデータを伝送することは、前記複数の２次エージェントにデータをストリーミングすることをさらに含み、前記２次エージェントの前記第２の２次エージェントを、前記第１のサービング２次エージェントに取って代わって前記移動デバイスと通信する前記第２のサービング２次エージェントとして選択することは、第２のセットポイントと実質的に一致する前記データ内の第１のセットポイントにおいて、前記２次エージェントの前記第１の２次エージェントからのデータのストリーミングを打ち切り、前記第１のセットポイントと実質的に一致する前記データ内の前記第２のセットポイントから、前記複数の２次エージェントへのデータのストリーミングを開始することをさらに含む、請求項３２に記載の方法。

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