JP2009509463A - 状態転送のためにモバイルノードを利用するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

１つまたは複数のエンドノード、例えば、モバイルデバイス、との通信セッションをサポートするのに使用される状態、例えば、コンテキストおよびその他の情報、を記憶し、操作し、検索し、送るための方法および装置が説明される。様々な特徴が、ハンドオフ動作中に第１のアクセスノードから第２のアクセスノードへの状態の転送を制御するエンドノードに提供され、それによって、ハンドオフ中にまたは状態転送をサポートするためのコアネットワークノードの使用中に状態転送メッセージを第２のアクセスノードと第１のアクセスノードとの間で送信する必要性を除去する。ハンドオフの一部として、状態情報は暗号化された形態で現在のアクセスノードからエンドノードによって入手され、ハンドオフ動作が達成されるべき新しいアクセスノードに伝達される。新しいアクセスノード、例えば、基地局は、状態情報を解読し、そして、エンドノードとの通信をサポートするのにこの状態情報を使用する。情報は、無線リンクを介して、エンドノードに伝達され、またエンドノードから伝達されるが、この情報は第１のアクセスノードによって暗号化されているので、保護されたものであり、かつ、受信する例えばターゲットアクセスノードは信頼することができる。

Description

発明の背景

通信システムは、しばしば、アクセスノード(access node)に結合された複数のネットワークノードを含み、このアクセスノードを介して、エンドノード(end nodes)、例えば、モバイルデバイス(mobile devices)がネットワークに結合される。ネットワークノードは階層的に配置されてもよい。アクセス認証許可(Access Authentication and Authorization)（ＡＡＡ）サーバは、通常、ネットワーク階層の比較的に高い位置に配置されたノードである。これらのサーバは、通常、セキュリティとアクセス制御のために使用される情報を提供する。アクセスノードは、このようなサーバが使用される場合、しばしば、ＡＡＡサーバとのセキュアリンク(secure linc)を有する。セキュアリンクは、階層における１つまたは複数のノードを介するものであってもよい。

電気通信事業者は、典型的には、ＲＡＤＩＵＳプロトコルおよびそれに関連するＲＡＤＩＵＳ−ＡＡＡサーバを用いて、ＩＰネットワークにおけるアクセスセッションを管理する。将来、ＡＡＡシステムはＤＩＡＭＥＴＥＲのような新しいプロトコルに基づくものになるかもしれない。ＲＡＤＩＵＳ−ＡＡＡサーバを使用するシステムにおいては、ユーザが電気通信事業者ネットワークへのアクセスを獲得することを試みる場合、ネットワークアクセス識別子(Network Access Identifier)（ＮＡＩ）のようなこのユーザの身元(identity)に基づいてこのユーザを認証する(authenticate)ために、アクセスセッションの期間にわたって、ローカルアクセスルータが通常１つまたは複数のＲＡＤＩＵＳアクセス要求を認証サーバに発行する。ＡＡＡデータベースは、典型的には、これらのユーザが呼び出すことのできるサービスフィーチャ(services featuree)とともに、このシステムにアクセスすることを許可されたこれらのユーザの身元を記憶している。ユーザが成功裡に認証されると、アクセス装置上のユーザのアクセスポートは、ユーザのサービス許可にふさわしいポリシー状態によって環境設定される。サービス許可は通常、許可サーバによって、ＲＡＤＩＵＳを介してアクセスルータに配信される。許可されるのと同時に、アクセスセッション中におけるサービス利用がアクセスルータによって記録され、そして、課金記録(accounting records)としてＲＡＤＩＵＳプロトコルにおける課金要求メッセージを用いて課金サーバに送信される。課金サーバは、ＡＡＡサーバの一部分であってもよく、あるいは、許可サーバと同じプロトコルを使用する独立したサーバであってもよい。ユーザが単一セッション中に複数のアクセスルータに接続される場合、複数のセッションが課金サーバにおいて集計されなければならない。

許可問題および課金問題に加えて、モバイルデバイスをサポートする通信システムは位置情報(local information)を伝達するための機構を含む必要があり、それによって、モバイルデバイスは、このモバイルデバイスのネットワークへの接続点(point of attachment)を変更し、かつ依然として、この接続点にルーティングされる(routed)、ＩＰパケットのような信号を有することができる。

ＭＩＰｖ４［ＭＩＰｖ４］およびＭＩＰｖ６［ＭＩＰｖ６］としても知られているモバイルＩＰ（バージョン４および６）は、モバイルノードが、気付アドレス（ＣｏＡ）によって指示されるこのモバイルノード（ＭＮ）の一時的な位置をこのモバイルノードのホームエージェント（ＨＡ）に登録するのを可能にする。そしてＨＡは、さもなければホームアドレス（ＨｏＡ）とも呼ばれるＭＮの永久アドレスと登録されたＣｏＡとの間のマッピング（バインディングとも呼ばれる）を保持し、それによって、ＩＰカプセル化技術（トンネリング）を用いてこのＭＮへのパケットをこのＭＮの現在の位置へ回送することができる。ＭＮによって使用されるＣｏＡは、ＭＩＰｖ４が使用される場合、アクセスルータにおいて外部エージェント（ＦＡ）に属するアドレスであってもよく、あるいは、アクセスルータプレフィックスからＭＮ自身に一時的に割り当てられたアドレスであってもよく、この場合、このアドレスは連結型気付アドレス（ＣＣｏＡ）と呼ばれる。後者のモデルはＭＩＰｖ４にも適用されるが、これはＭＩＰｖ６だけの動作モードである。本明細書においては、ＣＣｏＡおよびＣｏＡという用語、さらには、登録およびバインディング更新（ＢＵ）という用語は、互いに置き替えることができることに注意されたい。なぜなら、これらの用語は、ＭＩＰｖ４およびＭＩＰｖ６に関連する用語であるからである。本発明の方法および装置は、特段の説明がなされない限り、ＭＩＰｖ４およびＭＩＰｖ６の両方に適用することが可能である。

ＡＡＡシステムは、典型的には、ＩＰアドレス割り当て（ＨｏＡｓ）を管理するために、ＨＡを動的に割り当てるために、ＭＮプロファイルをアクセスルータに配信し、また、セキュリティキーを配信してＭＩＰメッセージを認証し、無線リンクを保護するために、モバイルＩＰとともに使用される。モバイルノード、すなわち、このノードのネットワーク接続点を変えることのできるエンドノードは、典型的には、システムへのアクセスを獲得するためのＭＩＰメッセージを送信し、これは、モバイルノードを認証および許可するためのＡＡＡ要求をトリガする。そして、ＡＡＡ−ＭＮプロファイルおよびセキュリティ状態が、ＭＮによって消費されるサービスを制御するために、ＡＡＡシステムからアクセスルータに送られる。

ＭＮは、例えば一方のセルから他方のセルへ移動するとき、これらのＭＮのネットワーク接続点を変更してもよい。これは、ＭＮ接続点を、第１のアクセスノード、例えば、第１のルータから、第２のアクセスノード、例えば、第２のルータに変更することを必要とする。このプロセスは、一般的には、ハンドオフ(handoff)として知られている。ハンドオフの一部として、ＭＮのＣｏＡ／ＣＣｏＡは、更新され、そして、パケットが新しいアクセスルータを経由してＭＮへ回送されることを信号で伝える(signaling)ＭＩＰを用いてＨＡ内へ転送されなければならない。ハンドオフプロセスの一部として、ＭＮサービスが中断されないように、新しいアクセスルータへのハンドオフに必要なＭＮに対応する少なくとも何らかの第１のアクセスルータの状態情報(state information)を転送することが必要である。このプロセスは、状態転送(State Transfer)として知られている。状態転送は、例えば、ＭＮアクセスセッションが開始されたＡＲにＲＡＤＩＵＳを経由してこれまでに配信されたＡＡＡプロファイル状態情報の転送を含んでもよい。また、状態転送は、例えば、無線リンクセキュリティベクトル、ＭＮ−ＮＡＩ、ＭＮ−ＩＰアドレス、ＭＮ−ＥＵＩ−６４、残りのＭＩＰ登録寿命(Registration Lifetime)、ＭＮマルチキャストグループメンバーシップ(multicast group membership)、承認制御状態(admission control state)、資源予約状態(resource reservation state)、ディフサーブ状態(diff-serv state)、ＳＩＰセッション状態(SP session state)、圧縮器状態(compressor state)、ＭＮスケジューリング履歴(MN scheduling history)、および／または、ＭＮに固有のＡＲ状態情報(MN specific AR state information)に関する多くのその他の潜在的な項目の転送を含んでもよい。

少なくとも１つの公知のシステムにおいては、ハンドオフ中における状態情報の転送は新しいアクセスノードによって実行され、この新しいアクセスノードにはモバイルノードが接続されており、通信ネットワークを介して、モバイルノードが接続されていた古いアクセスノードへ状態転送メッセージを送信する。それに応じて、古いアクセスノードは、状態情報を新しいアクセスノードへ送る。この技術は、効果的なものではあるが、状態情報の転送を開始するために、古いアクセスノードと新しいアクセスノードとの間でメッセージを送信しなければならないという欠点を有する。このようなメッセージの送信に使用されるアクセスノード間のリンクは輻輳する(congested)ことがあり、あるいは、状態情報の転送を開始するために使用されるアクセスノード間のメッセージの必要性がなくなったとしても、その他の情報および／または信号を伝達するのに使用されることがある。

上記の議論を考慮して、モバイルノードハンドオフの場合において、あるいは、モバイルノードが新しいセルに入り込むその他の場合において、新しいアクセスノードへの状態情報の伝達を実施する新しい方法が必要とされていることが認識されるべきである。また、上記で議論された理由から、ハンドオフ中に状態情報の転送をトリガするためにアクセスノード間でメッセージを使用するのを回避することが望ましいことが認識されるべきである。

発明の概要

無線ネットワークにおいては、モバイルエンドユーザは、その他のエンドユーザによって使用される例えば無線機器のようなその他のネットワークエンティティ(other network entities)とアクセスノード(access nodes)を経由して通信するのに例えば無線機器のようなエンドノード(end nodes)を使用する。アクセスノードは、無線アクセスルータとして実施されてもよい。アクセスノードは、例えば、基地局であってもよい。それぞれのエンドノードに関連して、状態、例えば、エンドノードに対応するサービス（１つまたは複数）および／またはアプリケーション（１つまたは複数）に関する様々なパラメータを備えた一組の情報が存在する。この状態は、エンドノードのネットワーク接続点の役割をなすアクセスルータによって使用される。エンドノードがネットワーク接続点を変更するたびに、状態は修正されなければならず、あるいは、新しいネットワーク接続点の役割をなすアクセスルータに転送されなければならず、それによって、新しいアクセスノードは、既存の通信セッションに関する通信サービスを提供することを継続することができ、あるいは、例えば、エンドノードによって要求されると、新しい通信サービスを提供することができる。本発明の方法および装置は、無線端末、例えば、モバイルノードを状態情報の通信路として使用することによってアクセス点／ルータ間で状態を転送する新規の方法を指向するものである。

転送される状態は、実施形態によっては、次のもの、すなわち、前記第２のアクセスノードへのセキュアアクセスおよび認証されたアクセスのうちの少なくとも１つを得るのに使用されるアクセスキー、前記第２のアクセスノードへのセキュアアクセスおよび認証されたアクセスのうちの少なくとも１つを得るのに使用されるマスターセッションキー、提供されるのをエンドノードが許可された少なくとも１つのサービスを指示するサービス許可情報、進行中の通信セッションを識別する通信セッション識別子、進行中の通信セッションに割り当てられた資源を指示する資源割当情報、無線リンク資源情報、通信グループメンバーシップ情報、前記エンドノードに割り当てられたＩＰアドレス、および、前記ＩＰアドレスに対応するアドレス寿命のうちの１つまたは複数を含んでもよい。

本発明に従って、無線端末は、ハンドオフプロセス上の大量の制御が提供され、１つまたは複数のコアネットワークを介して、または、一方の基地局から他方の基地局へバックホールリンク(backhaul link)を経由して、状態を転送する必要性が回避されることができる。これは、モバイルノードが関連する状態情報をハンドオフの一部として現在の基地局から受信し、そして、状態をハンドオフ手順の一部として新しい基地局に伝達するからである。モバイルノードへの状態情報の伝達および例えばターゲット基地局のような新しい基地局への状態情報の転送は、無線接続を介して提供されてもよい。転送の後、別のノード、例えば、別のエンドノードと進行している通信セッションは、転送された状態をターゲット基地局において使用することによって、ターゲット基地局を介して継続されてもよい。

セキュリティの理由から、実施形態によっては、状態情報は、送信される前に第１の基地局によって暗号化される。システムにおける基地局は、例えば、ネットワークにおけるセキュリティサーバへ共通アクセスすることによって、セキュリティアソシエーション(security association)を維持する。したがって、様々な実施形態においては、ターゲット基地局は、現在の基地局およびターゲット基地局にアクセスすることのできる共有秘密キーを用いて暗号化された状態情報を復号化することができるが、モバイルノードは復号化することができない。また、状態情報は、古い基地局からモバイルへ無線リンクを介して伝達され、そして、モバイルノードから新しい基地局へ無線リンクを介して伝達されるが、送信される情報の暗号化された特質のために、セキュリティは維持される。

状態情報の解読(decryption)に成功すれば、ターゲット基地局は、新しいモバイルノードネットワーク接続点の役割をなすことができる。ターゲット基地局は、モバイルノードから受信された状態情報の解読に成功した後、１つまたは複数のルーティングメッセージをネットワーク内の様々なノードに送信してもよい。このようなメッセージは、ネットワークルーティング情報を更新するのに使用されてもよく、それによって、モバイルノードに宛てられたＩＰパケットは、古い基地局の代わりに、ターゲット基地局へ送られる。

本発明の状態転送方法および状態転送装置は、中断する前にハンドオフをなす場合、およびハンドオフをなす前に中断する場合、の両方に使用されてもよい。ハンドオフをなす前に中断する場合においては、署名されかつ任意に暗号化された状態をモバイルノードに転送した後に、かつ、ターゲット基地局との接続が確立される前に、古い基地局との接続は終了される。したがって、このような実施形態においては、古い基地局との接続は、ターゲット基地局が状態情報を受信する前に終了されてもよい。

本発明によれば、古い基地局はターゲット基地局を通知されなくてもよい。例えば、通信問題かまたは通信容量の不足のために第１の基地局へのハンドオフが失敗した場合、モバイルノードは第２のターゲット基地局へのハンドオフを達成してもよい。このような場合、モバイルノードに記憶された状態情報は、モバイルノードから、例えば、第１のターゲット基地局の代わりに、第２のターゲット基地局に送信される。したがって、本発明のモバイルノードベース状態転送方法は極めて柔軟性のあるシステムを提供することを理解すべきであり、このシステムにおいて、モバイルノードは極めて大きな柔軟性を有することができ、ハンドオフを制御することができる。特に、実施形態に応じて、モバイルノードは、次のもの、すなわち、１）ハンドオフをいつ実行するかを決定すること、２）ハンドオフがそれに対して達成される１つまたは複数のターゲット基地局を選択すること、３）最初のターゲット基地局へのハンドオフが失敗した場合または条件が変化した場合に、ハンドオフ動作(handoff operation)のターゲットを変更すること、のうちの１つまたは複数を制御してもよい。このような決定および処理は、通信ネットワーク内のマスターネットワークコントローラに、まず最初に通知することを必要とせずに、あるいは、ネットワークのコアに配置されたマスターネットワークコントローラからハンドオフの許可を受信することを必要とせずに、本発明に従って実行されてよい。

本発明に基づいて運搬される状態の性質は、完全に、状態を制御する基地局の制御下にあってもよい。しかしながら、モバイルノードは、特定の状態を転送することを要求してもよい。すべてとは限らないが本発明のいくつかの実施形態においては、１つの基地局が、ある時点において、所与の端末に対する主基地局の役割をなすが、端末が同時に複数の基地局に接続されることも可能である。このような実施形態においては、主基地局は、端末の通信、例えば、音声通信セッションまたはデータ通信セッションをサポートするのに必要な状態の伝達性(currency）を制御しかつ維持する責任を有する基地局である。このような一実施形態においては、主基地局は、端末に対する状態が更新されると、この状態を端末に送信してもよい。状態は、モバイル内に記憶されてもよく、そして、必要なときに、例えば、ハンドオフのときに、別のアクセスノードに転送されてもよい。アクセスノード内に記憶された状態は、第１のアクセスノードから受信されたさらなる状態を用いて取り替えられるかまたは更新されてもよい。したがって、アクセスノードから受信された何らかの第１の状態がすでにエンドノード内に記憶された後にエンドノードに送信される変更または更新された状態は、記憶されたより古い状態を取り替えるかまたは更新するのに使用されてもよい。記憶された状態を更新した結果として、現在の状態は、ハンドオフまたはその他の状態更新処理の一部としてアクセスノードに提供される。本発明の状態転送方法は、複数のアクセスノードによって使用される状態を同期させるために、かつ、ただ単にハンドオフ手順の一部としてではなく使用されてもよいことを理解すべきである。

本発明の別の実施形態においては、主基地局は、端末の要求に応じて状態を端末に送信し、例えば、端末がハンドオフしたいとき、端末は、これの主基地局からの前記状態を要求する。

ネットワークのコアを介して状態情報を送信することを必要せずにハンドオフが発生してもよいようにハンドオフ制御機能および状態転送機能を分散することによって、極めて大きな弾力性を達成することができる。さらに、実施形態によっては、ハンドオフ手順に対する更新および変更が、通信ネットワークのコアにおけるネットワーク構成要素の変更を必要とせずに、時間外に実施されてもよい。このことは、基地局およびモバイルノードがサービスプロバイダによって制御されかつ別のエンティティが例えばルータまたは基地局間のバックホールのようなコアネットワーク機能に責任を有するシステムにおいては、とりわけ好ましいことである。

これまでの説明を考慮して、本出願はアクセスノード（ＡＮ）間におけるエンドノード（ＥＮ）の移動のようなイベントをサポートするために状態を転送する方法を説明するものであることを理解すべきである。この方法は、ハンドオフプロセスまたはその他のプロセスの一部として、状態情報を記憶するためにおよび／またはアクセスノード間で状態情報を送るために、エンドノード、例えば、モバイルノードを使用する。ハンドオフの場合に加えて、この方法および装置は、例えば、エンドノードが複数のアクセスノードとの接続を同時に維持しているときに、複数のアクセスノードにおいて状態を更新および維持するのに使用されてもよい。本発明の方法は、その他の状態更新アプリケーションに使用することもできる。

以下、本発明のさらなる特徴および利点を詳細に説明する。

詳細な説明

例えばモバイルデバイスのような１つまたは複数のエンドノードとの通信セッションをサポートするのに使用される例えばコンテキストおよびその他の情報のような状態を記憶し、操作し、検索し、そして、送信するための本発明の方法および装置は、広範囲にわたる通信システムとともに使用される。例えば、本発明は、モデムを備えたノートパソコン、ＰＤＡ、および、装置移動性のために無線インタフェースをサポートする多種多様なその他の装置のようなモバイル通信装置をサポートするシステムとともに使用されてもよい。本発明の方法および装置は、無線通信チャンネルを介して送信される例えばＯＦＤＭ信号またはその他の種類の信号を使用するシステムのような無線通信システムにおいて使用するのに極めて都合のよいものである。

図１は、例示的な通信システム１００、例えば、セルラー通信ネットワークを示し、この通信システム１００は、通信リンクによって相互接続された複数のノードを備える。例示的な通信システム１００におけるノードは、インターネットプロトコル（ＩＰ）のような通信プロトコルに基づいた信号、例えば、メッセージを用いて情報を交換する。システム１００の通信リンクは、例えば、有線、光ケーブル、および／または、無線による通信技術を用いて実施されてもよい。例示的な通信システム１００は、複数のエンドノード１４４、１４６、１４４’、１４６’、１４４”、１４６”を含み、これらのエンドノードは複数のアクセスノード１４０、１４０’、１４０”を経由して通信システムにアクセスする。エンドノード１４４、１４６、１４４’、１４６’、１４４”、１４６”は、例えば、無線通信装置または無線通信端末であってもよく、またアクセスノード１４０、１４０’、１４０”は、例えば、無線アクセスルータまたは無線基地局であってもよい。例示的な通信システム１００はまた、相互接続性を提供するためにあるいは特有のサービスまたは機能を提供するために使用されるいくつかのその他のノード１０４、１０６、１０８、１１０、および、１１２を含む。具体的には、例示的な通信システム１００は、セキュリティおよび課金サービスを提供するのに使用されるＡＡＡサーバ１０４を含む。ＡＡＡサーバは、任意のものであるが、いくつかの実施形態においては、モバイルノードのようなエンドノードを用いて一方のアクセスノード、例えば、基地局から必要に応じて別のアクセスノードへ伝達される状態情報に署名しまたこの状態情報を暗号化するのに使用されてもよい例えば「共有秘密キー(shared secrets)）」のようなセキュアキー(secure key)を備えたアクセスノードを提供するために、情報を伝達するのに使用されるモバイルノードに関する状態情報の通信路として使用される。図１のノード１０６は任意のものであるが、ノード１０６が存在する実施形態においては、ノード１０６はエンドノード１４４、１４６、１４４’、１４６’、１４４”、１４６”が通信することのできるノードの役割をなしてもよい。図１のサーバノード１０８もまた任意のものである。サーバノード１０８が使用される実施形態においては、サーバノード１０８は、アプリケーションサービスをエンドノード１４４、１４６、１４４’、１４６’、１４４”、１４６”に提供するアプリケーションサーバの役割をなしてもよい。

図１の例示的なシステム１００は、ＡＡＡサーバ１０４およびノード１０６を含むネットワーク１０２を描写しており、ＡＡＡサーバ１０４およびノード１０６の両方が、それぞれ、対応するネットワークリンク１０５および１０７によって中間ネットワークノード１１０に接続されている。また、ネットワーク１０２における中間ネットワークノード１１０は、ネットワーク１０２の観点からすれば、ネットワークリンク１１１を経由する外部に存在するネットワークノードへの相互接続性を提供する。ネットワークリンク１１１は、さらなる中間ネットワークノード１１２に接続されており、この中間ネットワークノード１１２は、ネットワークリンク１４１、１４１’、１４１”をそれぞれ経由する複数のアクセスノード１４０、１４０’、１４０”へのさらなる接続性を提供する。

それぞれのアクセスノード１４０、１４０’、１４０”は、対応するアクセスリンク（１４５，１４７）、（１４５’，１４７’）、（１４５”，１４７”）をそれぞれ経由して、複数のＮ個のエンドノード（１４４，１４６）、（１４４’，１４６’）、（１４４”，１４６”）への接続性をそれぞれ提供するものとして描写されている。例示的な通信システム１００においては、それぞれのアクセスノード１４０、１４０’、１４０”は、アクセスを提供するために、無線技術、例えば、無線アクセスリンクを使用するものとして描写されている。それぞれのアクセスノード１４０、１４０’、１４０”の無線カバー領域、例えば、通信セル１４８、１４８’、１４８”はそれぞれ、対応するアクセスノードを取り囲む円として示されている。

次に、本発明を実施する例示的な通信システム１００は、本発明の様々な実施形態の記載の基礎として使用される。本発明の別の実施形態は、様々なネットワークトポロジーを含み、ネットワークノードの数および種類、アクセスノードの数および種類、エンドノードの数および種類、リンクの数および種類、およびノード間の相互接続性は、図１に描写される例示的な通信システム１００のそれらとは異なってもよい。

本発明の様々な実施形態においては、図１に描写された機能エンティティのいくつかは省略されてもよく、あるいは、組み合わせられてもよい。ネットワークにおけるこれらの機能エンティティの場所または配置は変更されてもよい。例えば、実施形態によっては、ＡＡＡサーバ１０４は使用されない。ＡＡＡサーバを使用しないこのような実施形態においては、基地局は、システム管理者によって共有秘密キーによってプログラムされてもよい。このような実施形態は、とりわけ、一人かまたは少数の個人によって管理されるネットワーク、例えば、個人のネットワークアクセスポイントが例えば一度に１つかまたはわずかな数しか配備および設定されないかもしれない企業ネットワークまたはホームネットワークに極めて都合のよいものである。

図２は、本発明に基づいて実施された例示的なエンドノード２００を詳細に説明する図である。図２に描写された例示的なエンドノード２００は、図１に描写されたエンドノード１４４、１４６、１４４’、１４６’、１４４”、１４６”のいずれかとして使用されてもよい装置を詳細に表現する図である。図２の実施形態において、エンドノード２００は、バス２０６によってお互いに結合されたプロセッサ２０４、無線通信インタフェース２３０、ユーザ入力／出力インタフェース２４０、および、メモリ２１０を含む。したがって、バス２０６を経由して、エンドノード２００の様々なコンポーネントはお互いに結合され、情報、信号、および、データを交換することができる。エンドノード２００のコンポーネント２０４、２０６、２１０、２３０、２４０は、ハウジング２０２の内部に配置される。

無線通信インタフェース２３０は、エンドノード２００の内部コンポーネントが、例えばアクセスノードのような外部の装置およびネットワークノードへ信号を送信し、かつ、外部の装置およびネットワークノードから信号を受信することのできる機構を提供する。無線通信インタフェース２３０は、エンドノード２００を例えば無線通信チャンネルを経由してその他のネットワークノードに結合するのに使用される、例えば、対応する受信アンテナ２３６を備えた受信機モジュール２３２と、対応する送信アンテナ２３８を備えた送信機モジュール２３４とを含む。受信機モジュール２３２および送信機モジュール２３４は、本発明の様々な実施形態においては、ＯＦＤＭ信号を受信および送信することができ、かつ、様々なハンドオフ関連信号を送信および受信するためにハンドオフ制御モジュール２１３の制御下で動作することができる。

例示的なエンドノード２００はまた、例えばキーパッドのようなユーザ入力装置２４２と、例えばディスプレイのようなユーザ出力装置２４４とを含み、これらの装置は、ユーザ入力／出力インタフェース２４０を経由してバス２０６に結合される。したがって、ユーザ入力装置２４２／ユーザ出力装置２４４は、情報、信号およびデータを、ユーザ入力／出力インタフェース２４０およびバス２０６を経由して、エンドノード２００のその他のコンポーネントと交換することができる。ユーザ入力／出力インタフェース２４０およびそれに関連する装置２４２、２４４は、様々なタスクを実行するためにユーザがエンドノード２００を動作させることのできる機構を提供する。特に、ユーザ入力装置２４２およびユーザ出力装置２４４は、ユーザが、エンドノード２００と、エンドノード２００のメモリ２１０において実行される例えばモジュール、プログラム、ルーチン、および／または、関数のようなアプリケーションとを制御するのを可能にする機能を提供する。

メモリ２１０内に含まれる例えばルーチンのような様々なモジュールの制御下にあるプロセッサ２０４は、以下で説明するような様々な信号伝達および処理を実行するために、エンドノード２００の動作を制御する。メモリ２１０内に含まれるモジュールは、起動されたときに、あるいは、他のモジュールによってコールされたときに実行される。モジュールは、実行されたときに、データ、情報および信号を交換してもよい。また、モジュールは、実行されたときに、データおよび情報を共有してもよい。図２の実施形態においては、本発明のエンドノード２００のメモリ２１０は、信号伝達／制御モジュール(signaling/control module)２１２および信号伝達／制御データ２１４(signaling/control data)を含む。信号伝達／制御モジュール２１２は、ハンドオフ動作を制御するのに使用されるハンドオフ制御モジュール２１３を含む。メモリ２１０はまた、記憶された状態情報２１５(state information)を含み、この状態情報２１５は、ハンドオフまたは同期動作(handoff or synchronization operation)の一部として状態情報をターゲットアクセスノードへ送信することを意図してアクセスノードから受信されたエンドノード２００に対応する状態情報である。したがって、メモリ２１０は、ハンドオフの一部として状態情報２１５を任意に暗号化された形で一時的に記憶する。ハンドオフ制御モジュールは、メモリ内のモジュールとして示されているが、ハードウェアモジュールとして実施されてもよく、また、実施形態によってはハードウェアモジュールとして実施される。

信号伝達／制御モジュール２１２(signaling/control module)は、状態情報の記憶、検索および処理を管理するための例えばメッセージのような信号を受信および送信することに関する処理を制御する。信号伝達／制御データ２１４は、例えば、パラメータ、ステータス、および／または、エンドノードの動作に関するその他の情報のような状態情報を含む。特に、信号伝達／制御データ２１４は、例えば、エンドノード識別情報(end node identification information)のような環境設定情報２１６(configuration information)、および、例えば、現在の処理状態、未処理応答のステータスなどに関する情報のような動作情報(operational information)２１８を含んでもよい。モジュール２１２は、データ２１４にアクセスしてもよく、および／または、データ２１４を変更してもよく、例えば、環境設定情報２１６および／または動作情報２１８を更新してもよい。

図３は、本発明に基づいて実施された例示的なアクセスノード３００を詳細に説明する図である。アクセスノード３００は、現在のネットワーク接続点またはハンドオフプロセスにおけるターゲットの役割をなしてもよい。図３に描写された例示的なアクセスノード３００は、図１および図４に描写されたアクセスノード１４０、１４０’、１４０”のいずれかとして使用されてもよい装置を詳細に表現する図である。図３の実施形態においては、アクセスノード３００は、バス３０６によってお互いに結合されたプロセッサ３０４、メモリ３１０、ネットワーク／インターネットワークインタフェース３２０および無線通信インタフェース３３０を含む。したがって、アクセスノード３００の様々なコンポーネントは、バス３０６を介して情報、信号およびデータを交換することができる。アクセスノード３００のコンポーネント３０４、３０６、３１０、３２０、３３０は、ハウジング３０２の内部に配置される。

ネットワーク／インターネットワークインタフェース３２０は、アクセスノード３００の内部コンポーネントが外部装置およびネットワークノードへ信号を送信しかつ外部装置およびネットワークノードから信号を受信することのできる機構を提供する。ネットワーク／インターネットワークインタフェース３２０は、例えば銅線または光ファイバ線路を経由してノード３００をその他のネットワークノードに結合するのに使用される受信機回路３２２および送信機回路３２４を含む。また、無線通信インタフェース３３０は、アクセスノード３００の内部コンポーネントが例えばエンドノードのような外部装置およびネットワークノードへ信号を送信しかつ外部装置およびネットワークノードから信号を受信することのできる機構を提供する。無線通信インタフェース３３０は、例えば、対応する受信アンテナ３３６を備えた受信機回路３３２および対応する送信アンテナ３３８を備えた送信機回路３３４を含む。インタフェース３３０は、アクセスノード３００を例えば無線通信チャンネルを経由してその他のネットワークノードに結合するのに使用される。

例えばメモリ３１０内に含まれるルーチンのような様々なモジュールの制御下にあるプロセッサ３０４は、様々な信号伝達および処理を実行するためにアクセスノード３００の動作を制御する。メモリ３１０内に含まれるモジュールは、起動されたときかまたはメモリ３１０内に存在するかもしれないその他のモジュールによってコールされたときに実行される。モジュールは、実行されたときに、データ、情報および信号を交換してもよい。またモジュールは、実行されたときに、データおよび情報を共有してもよい。図３の実施形態においては、本発明のアクセスノード３００のメモリ３１０は、状態管理モジュール３１２および信号伝達／制御モジュール３１４を含む。これらのモジュールのそれぞれに対応して、メモリ３１０はまた、状態管理データ３１３、信号／制御モジュール３１４および信号伝達／制御データ３１５を含む。

状態管理モジュール３１２は、エンドノードまたはその他のネットワークノードから受信された状態の記憶および検索に関する信号、例えば、ハンドオフ動作の一部であってもよい信号の処理、および／または、通常の通信セッションをサポートする処理およびネットワーク接続点として動作する処理を制御する。状態管理データ３１３は、例えば、状態または一部の状態、または、その他のいずれかのネットワークノードに記憶されている場合、現在のエンドノード状態の場所のようなエンドノード関連情報を含む。状態管理モジュール３１２は、状態管理データ３１３にアクセスしてもよくおよび／または状態管理データ３１３を変更してもよい。

信号伝達／制御モジュール３１４は、基本的な無線機能、ネットワーク管理などのようなその他の処理の必要に応じて、無線通信インタフェース３３０を介したエンドノードへの信号の処理およびエンドノードからの信号の処理、および、ネットワーク／インターネットワークインタフェース３２０を介したその他のネットワークノードへの信号の処理およびその他のネットワークノードからの信号の処理を制御する。信号伝達／制御データ３１５は、例えば、基本的な動作のための無線チャンネル割り当てに関するエンドノード関連データ、および、サポート／管理サーバのアドレス、基本的なネットワーク通信のための環境設定情報のようなその他のネットワーク関連データを含む。信号伝達／制御モジュール３１４は、信号伝達／制御データ３１５にアクセスしてもよくおよび／または信号伝達／制御データ３１５を変更してもよい。

本発明に基づいてエンドノードを経由してアクセスノード間で転送されるエンドノード状態情報は、エンドノードに送信される前に、署名されかつ任意に暗号化され、そして、エンドノードによって受信されたときに認証および解読される。メモリ３１０は、署名機能および暗号化機能を実行するための認証および暗号化モジュール３９１と、認証機能および解読機能を実行するための認証および解読モジュール３９３とを含む。ある実施形態においては、認証は暗号化を伴うことなく使用され、また、その他の実施形態においては、暗号化は認証を伴うことなく使用される。したがって、モジュール３９１、３９３は、所与のシステムにおいて使用される機能を実行するために実施され、特定の実施形態において使用されないかまたは必要ではない特徴は、モジュール３９１、３９３から省略されてもよい。本発明において定義されるように、署名機能は、署名されかつ完全保護されているメッセージのある部分を第三者が変更するのを防止する完全保護機能(integrity protection function)を含んでもよい。これらのモジュール３９１および３９３は、ソフトウェアモジュールとして実施されるのとは対照的にハードウェアモジュールとして実施されてもよく、また場合によってはそのように実施される。署名／認証機能、さらには、暗号化／解読機能をサポートするために、アクセスノードは共有秘密キー３９５を含み、この共有秘密キーはその他のアクセスノードに有効なものであり、かつ、アクセスノード間で転送される状態情報の署名／認証および暗号化／解読するのに使用されてもよい。これらの共有秘密キーは、ＡＡＡサーバ１０４によって供給されてもよく、あるいは、特定の実施形態によってはシステム管理者によって入力されてもよい。共有秘密キー３９５は、システム内のアクセスノード間におけるセキュリティアソシエーション(security association)を提供し、このシステムもまた共有秘密キー３９５にアクセスする。すべてではないがほとんどの実施形態においては、エンドノードは、転送されるべき状態情報の解読および／または変更を可能にする共有秘密キーへのアクセスを拒絶される。このようにして、アクセスノードは、モバイルノードから受信された状態情報を信頼することができる。なぜなら、この状態情報は、別の信頼できるノード（例えば、アクセスノード）によって、署名され、完全保護され、任意に暗号化されているからである。

例えば、システムの一部として動作しかつアクセスノード３０２をネットワーク接続点として使用するエンドノードとの通信をサポートするのに使用される関連する状態情報３９７がメモリに記憶され、一組の状態情報がエンドノード毎に記憶される。本発明の一実施形態においては、転送される状態情報は、典型的には、静的な長命および短命のコンポーネントを含む。しかしながら、別の実施形態においては、モバイルを介して転送される状態は、これらの様々な種類の状態の部分集合であってもよい。静的なコンポーネントは、長期間にわたりかつ複数の通信セッションを通して変化することのないパラメータを含んでもよい。静的な状態の例は、サービスパラメータの一般的品質（例えば、許可されたピーク値）および汎用認証状態（例えば、許可されたデータコールの種類）のようなエンドノードプロファイル情報である。長命状態の例は、通信セッションの期間中に変化することのないパラメータである（例えば、動的に割り当てられたインターネットアドレスまたは何らかの長命セキュリティ情報）。短命状態の例は、本質的に極めて動的なものでありかつ通信セッション中に複数回変化するパラメータである（例えば、サービス状態の動的な品質、マルチキャストグループメンバーシップなど）。

本発明の一実施形態においては、状態情報（静的な短命および長命の）は、本発明で説明される方法に基づいて、例えば一組の状態情報として、同時にハンドオフに関与しているモバイルノードを介して一方のアクセスノードから別のアクセスノードへ移される。

図４は本発明のハンドオフ方法を示す。図４の矢印は、本発明に基づいて生成および送信される信号を表現する。信号の送信は、本発明に基づいて実行される方法の様々なステップに対応している。

図４の例においては、進行中の通信セッション、例えば、エンドノード１（１４４）とエンドノード２（４０７）との間における音声コールが存在している。それぞれのノードは、まず最初に、少なくとも第１のアクセスノード１４０を介して通信し、通信経路は任意にその他のコアネットワークノード、例えば、ネットワークノード１２０を含む。したがって、図４に示される例の開始時点においては、第１のアクセスノード１４０は、エンドノード１およびエンドノード２の両方に対するネットワーク接続点の役割をなす。アクセスノード１４０は、第１のモバイルノード１４４および第２のモバイルノード４０７ごとのサービス許可情報などを含めて、進行中の通信セッションに関するセッション識別子、モバイルノードのそれぞれと通信するのに使用されるセキュリティ情報、モバイルノード識別、モバイルノードプロファイル情報を含む状態情報を記憶する。モバイルノードが、矢印４１１によって表現されるように、第２および第３のアクセスノード１４０’、１４０”へ向かって第１のアクセスノードから遠ざかると、モバイルノードは、現在のネットワーク接続点すなわち第１のアクセスノード１４０から別のアクセスノード例えば第２のアクセスノード１４０’へのハンドオフを開始することを決定する。ハンドオフの決定は、アクセスノード１４０、１４０’、１４０”のそれぞれから受信される信号の信号強度をモバイルノードが測定することに基づいて、モバイルノードにおいてなされてもよい。本発明の別の実施形態においては、ハンドオフの決定は、ネットワークによって、例えば、様々なパラメータ、例えば、アクセスノード１４０自身とエンドノード１４４との間の信号強度を監視するアクセスノード１４０によってなされてもよい。本発明のこの実施形態においては、アクセスノード１４０はまた、エンドノード１４４からの報告を介して、エンドノード１４４とアクセスノード１４０’および１４０”との間の通信パラメータを監視する。本発明の別の実施形態においては、前記報告はアクセスノード１４０’および１４０”から受信される。本発明のこの例示的な実施形態においては、ハンドオフ事象を開始したエンドノードを以下でさらに説明する。

ハンドオフを開始することを決定すると、第１のエンドノード１４４は、状態転送要求メッセージの形態を有していてもよいハンドオフ開始メッセージ４０４を、エンドノードの現在のネットワーク接続点の役割をなしている第１のアクセスノード１４０に送信する。第１のアクセスノードは、第１のエンドノード１４４に対応する第１のアクセスノード１４０において得ることのできる現在の状態に署名しまた任意に現在の状態を暗号化することによって、そして、この状態情報をエンドノード１４４に送信することによって、ハンドオフ開始メッセージに応答する。信号４０６は、第１のエンドノード１４４への状態状の送信を表現している。本発明の別の実施形態においては、信号４０６は信号４０４とは無関係にエンドノード１４４に送信される。本発明のこの実施形態においては、アクセスノード１４０によって保持された状態は、エンドノード１４４と例えばエンドノード４０７のようなノードとの間の通信が進行しかつ前記通信をサポートするためにアクセスノード１４０によって保持されたパラメータを変更するときに更新される。そして、状態は、更新されたときに、メッセージ４０６によってエンド１４４に送信され、したがって、エンドノード１４４は、状態が必要とされる時点にこの状態を利用することができる。ハンドオフがネットワーク制御される本発明の実施形態においては、その信号に加えて、信号４０６は、エンドノード１４４がハンドオフされなければならないアクセスノード（例えば、アクセスノード１４０’または１４０”）を識別する識別子をさらに含む。第１のアクセスノード１４０によって実行される署名および随意的な暗号化は、セキュリティ情報、例えば、共有秘密キーを用いてなされ、この共有秘密キーは、アクセスノード間のセキュリティアソシエーションによって、その他のアクセスノードが利用することのできるものである。共有秘密キーは、例えば、システム管理者によって、アクセスノードの中にプログラムされてもよくあるいは、特定の実施形態によっては、ネットワーク内のセキュリティサーバによって供給されてもよい。

通常、エンドノード１４４は、状態情報を解読しおよび状態情報に再署名するのに必要な共有秘密キーにアクセスすることはないので、第１のエンドノード１４４は、暗号化された状態情報の通信路の役割をなし、ほとんどの実施形態においては、暗号化された情報を変更することはない。モバイルノードは、ハンドオフの一部として、さらなる情報を状態情報とともにターゲット基地局に送信してもよいが、通常、状態情報を変更することはない。しかしながら、別の実施形態においては、モバイルノードは、ターゲット基地局に送信する前に、この情報を備えた状態情報を変更することができる。

図４の例においては、エンドノード１４４は、第２のアクセスノード１４０’を第１のターゲットアクセスノードとして選択した。第１のエンドノードは、第１のターゲットアクセスノード１４０’へのハンドオフを試み、そのハンドオフを達成するが、第１のターゲットアクセスノード１４０’へのハンドオフを達成することができなければ、異なるターゲット１４０”を選択する。

第１のターゲットアクセスノード１４０’を選択した後、エンドノードは、ハンドオフ要求信号４１０を第１のターゲットアクセスノード１４０’へ送信し、第１のエンドノード１４４がアクセスノード１４０’へのハンドオフを達成しようとしていることを指示する。第１のターゲットアクセスノード１４０’は、この第１のターゲットアクセスノード１４０’が第１のエンドノード１４４をセルの中へ受け入れるかそれともこのハンドオフを拒否するかを指示する信号４１２によって応答する。

応答信号４１２が、第１のターゲットアクセスノードが第１のターゲットアクセスノード１４０’へのハンドオフを第１のエンドノード１４４に達成させることを指示する場合、第１のエンドノード１４４は、第１のエンドノード１４４に対応する状態情報を信号４１４として第１のアクセスノード１４０’に送信する。第１のターゲットアクセスノード１４０’は状態情報を解読し、この状態情報をエンドノード１４４との通信リンクを確立するのに使用し、それによって、第１のアクセスノード１４０’をエンドノード１４４のための新しいネットワーク接続点にする。第１のターゲットアクセスノード１４０’は、状態情報の解読に成功した後、ルーティング更新信号４１７を１つまたは複数のネットワークノード１２０に送信し、任意に、信号４１７’を古いネットワーク接続点１４０に送信し、第１のエンドノード１４４に宛てられたパケットが前記第１のターゲットアクセスノード１４０’へルーティングされるべきであることを指示する。信号４１７’は、ハンドオフが成功したことを古いアクセスノードに指示するハンドオフ完了メッセージとして機能する。第１のアクセスノードはまた、ハンドオフが成功したことを指示する信号４１６を第１のエンドノード１４４に送信する。

本発明の別の実施形態においては、アクセスノード１４０’に送信される状態情報は、ハンドオフ要求信号４１０内に含まれる。第１のターゲットアクセスノード１４０’は状態情報を解読し、この状態情報をエンドノード１４４との通信リンクを確立するのに使用し、それによって、第１のアクセスノード１４０’をエンドノード１４４のための新しいネットワーク接続点にする。第１のターゲットアクセスノード１４０’は、状態情報の解読に成功した後、ルーティング更新信号４１７を１つまたは複数のネットワークノード１２０に送信し、任意に、信号４１７’を古いネットワーク接続点１４０に送信し、第１のエンドノード１４４に宛てられたパケットが前記第１のターゲットアクセスノード１４０’へルーティングされるべきであることを指示する。信号４１７’は、ハンドオフが成功したことを古いアクセスノードに指示するハンドオフ完了メッセージとして機能する。第１のアクセスノードはまた、ハンドオフが成功したことを指示する信号４１６を第１のエンドノード１４４に送信する。本発明のこの実施形態においては、メッセージ４１２および４１４は必要とされない。

ハンドオフが完了した後、第１のエンドノード１４４に対応するアドレスを備えたパケットを受信すると、第１のターゲットアクセスノード１４０’は、これらのパケットを無線リンクを介して第１のエンドノード１４４に伝達する。ハンドオフは完了しているので、第１のターゲットアクセスノード１４０’に供給された状態情報内に含まれるセッション識別子によって識別される第１のエンドノード１４４と第２のエンドノード４０７との間の既存の通信セッションは継続されることが可能であり、第１のアクセスノード１４０および第２のアクセスノード１４０’は、第１のエンドノード１４４と第２のエンドノード４０７とをお互いに結合する役割をなす。ハンドオフ後の、通信セッションに関する、例えば、音声データを含むＩＰパケットの通信を含む信号の交換が、矢印４０１、４１８、４１９によって図４に表現されている。

これまでの説明は、第１のターゲットアクセスノード１４０’が第１のエンドノード１４４のハンドオフを受け入れたと仮定したものである。応答信号４１２が第１のターゲットノードが第１のターゲットアクセスノード１４０’へのハンドオフを第１のエンドノード１４４に達成させないことを指示した場合、第１のエンドノード１４４は、ハンドオフを達成するために、第２のターゲットアクセスノード１４０”を選択する。そして、ハンドオフは、第１のアクセスノード１４０’ではなく第２のターゲットアクセスノード１４０”との間で、これまでの説明と同じように進行する。このような事例が、例示的な信号４５０、４５２、４５４、４５６、４５８によって示される。

メッセージ４１２および４１４が必要とされずかつ状態がメッセージ４１０内に含まれる本発明の実施形態においては、アクセスノード１４０’は、エンドノード１４４にアクセスするかどうかのこのアクセスノード１４０’の決定を、限定はされないがアクセスノード１４０’上にロードされているものに含まれる複数のパラメータおよびメッセージ４１０内に含まれた状態内に含まれたエンドノード１４４の証明書に基づいて行う。応答信号４１６が、第１のターゲットアクセスノードが第１のターゲットアクセスノード１４０’へのハンドオフを第１のエンドノード１４４に達成させないことを指示した場合、第１のエンドノード１４４は、ハンドオフを達成するために第２のターゲットアクセスノード１４０”を選択する。そして、ハンドオフは、第１のアクセスノード１４０’ではなく第２のターゲットアクセスノード１４０”との間で、これまでの説明と同じように進行する。このような事例が、例示的な信号４５０、４５２、４５４、４５６、４５８によって示される。

第２のターゲットアクセスノード１４０”を選択した後、エンドノード１４４は、ハンドオフ要求信号４５０を第２のターゲットアクセスノード１４０”に送信し、第１のエンドノード１４４がアクセスノード１４０”へのハンドオフを達成しようとしていることを指示する。第２のターゲットアクセスノード１４０”は、この第２のターゲットアクセスノード１４０”が第１のエンドノード１４４をセルの中へ受け入れるかそれともこのハンドオフを拒否するかを指示する信号４５２によって応答する。

応答信号４５２が第２のターゲットアクセスノード１４０”が第２のターゲットアクセスノード１４０”へのハンドオフを第１のエンドノード１４４に達成させることを指示する場合、第１のエンドノード１４４は、第１のエンドノード１４４に対応する状態情報を信号４５４として第２のターゲットアクセスノード１４０”に送信する。本発明の別の実施形態においては、状態情報はハンドオフ要求信号４５０内に含められる。第２のターゲットアクセスノード１４０”は状態情報を解読し、この状態情報をエンドノード１４４との通信リンクを確立するのに使用し、それによって、第２のアクセスノード１４０”をエンドノード１４４のための新しいネットワーク接続点にする。第２のターゲットアクセスノード１４０”は、状態情報の解読に成功した後、ルーティング更新信号４５７を１つまたは複数のネットワークノード１２０に送信し、任意に、さらなる信号（図示しない）を古いネットワーク接続点１４０に送信し、第１のエンドノード１４４に宛てられたパケットが前記第２のターゲットアクセスノード１４０”へルーティングされるべきであることを指示する。第１のアクセスノード１４０への信号は、ハンドオフが成功したことを古いアクセスノードに指示するハンドオフ完了メッセージとして機能する。第２のアクセスノードはまた、ハンドオフが成功したことを指示する信号４５６を第１のエンドノード１４４に送信する。

ハンドオフが完了した後、第１のエンドノード１４４に対応するアドレスを備えたパケットを受信すると、第２のターゲットアクセスノード１４０’は、これらのパケットを無線リンクを介して第１のエンドノード１４４に伝達する。ハンドオフは完了しているので、第２のターゲットアクセスノード１４０’に供給された状態情報内に含まれるセッション識別子によって識別される第１のエンドノード１４４と第２のエンドノード４０７との間の既存の通信セッションは継続されることが可能であり、第１のアクセスノード１４０および第３のアクセスノード１４０”は、第１のエンドノード１４４と第２のエンドノード４０７とをお互いに結合する役割をなす。ハンドオフ後の、通信セッションに関する、例えば、音声データを含むＩＰパケットの通信を含む信号の交換が、矢印４０１、４５８、４５９によって図４に表わされている。

本発明の別の実施形態においては、図４に示される信号伝達は、エンドノード１４４とアクセスノード１４０’および１４０”との間におけるさらなるリンクを生成するのに使用される。本発明のこの実施形態においては、信号４１７および４５７、さらには、随意的な信号４１７’は、エンドノード１４４のためのルーディングを変更しないように省略されてもよい。本発明の同じ実施形態においては、メッセージ４１７、４５７および４１７’はエンドノード１４４によってトリガされてもよく、あるいは、これらのメッセージは、図４には示されないが図４に示されるその他の信号とは無関係なさらなる信号伝達によって、アクセスノード１４０、１４０’および１４０”によってトリガされてもよい。

図５は本発明のさらなるハンドオフ方法を示す。図５の矢印は、本発明に基づいて生成および送信される信号を表現している。信号の送信は、本発明に基づいて実行される方法の様々なステップに対応している。

図５の例においては、エンドノード１４４とノード１０６との間における例えば音声コールのような進行中の通信セッションが存在する。エンドノード１４４は、まず最初に、少なくとも第１のアクセスノード１４０を介して通信し、通信経路は、任意に、その他のコアネットワークノード、例えば、ネットワークノード１２０を含む。したがって、図５に示される例の開始時点においては、第１のアクセスノード１４０は、少なくともエンドノード１４４のためのネットワーク接続点の役割をなす。アクセスノード１４０は、少なくとも第１のエンドノード１４４のためのサービス許可情報などを含めて、進行中の通信セッションに関するセッション識別子、モバイルノードのそれぞれと通信するのに使用されるセキュリティ情報、モバイルノード識別、モバイルノードプロファイル情報を含む状態情報を記憶する。アクセスノード１４０は、通常、アクセスノード１４０を介して積極的に通信している複数のエンドノード毎にこのような情報を記憶する。

図５においては、本発明によれば、エンドノード１４４に関連する状態は、アクセスノード１４０によって維持され、変更され、エンドノード１４４とその他のノード例えばノード１０６との間の通信処理の一部として更新される。本発明の一実施形態においては、状態変化は、例えば、エンドノード１４４のための認証および許可セッション中に、ＡＡＡサーバ１０４とアクセスノード１４０との間の通信５１０’’’によって発生する。状態変化は、また、サーバノード１０８とアクセスノード１４０との間の通信５１０”によっても発生する。状態変化はまた、アクセスノード１４０を経由するノード１０６とエンドノード１４４との間の通信５１０’（例えば、音声コール）によって発生してもよい。状態変化はまた、エンドノード１４４とアクセスノード１４０との間の通信５１０（例えば、資源の要求）によって発生してもよい。状態変化はまた、アクセスノード１４０の内部処理によって発生してもよい。状態変化はまた、その他の通信信号によって、および／または、その他の通信信号に応答して発生してもよい。本発明の一実施形態においては、アクセスノード１４０が状態更新をエンドノード１４４に送信し、このようなものとして、更新が、例えば、メッセージ５１０、５１０’、５１０”、５１０’’’に応答するメッセージ５１２によって発生する。本発明の別の実施形態においては、エンドノード１４４は、メッセージ５１１を送信することによって、更新された状態を要求し、アクセスノード１４０は状態をメッセージ５１２としてエンドノード１４４に送信する。あるいは、更新された状態は、所定の時刻に、例えば、定期的な更新をもたらすかもしれない計画された周期で送信される。状態をエンドノード１４４にいつ送信するかを決定するこれらの方法の中の１つまたは複数が使用されてもよい。

本発明の一実施形態においては、図５のメッセージ５１２内に含まれる状態は、端末には不透明なものであり、例えば、可読なものではない。モバイルが解読または復号化することのできない暗号化または符号化を使用するために、状態は不透明なものであってもよい。本発明のこのような一実施形態においては、アクセスノード１４０がエンドノード１４４に関連する状態を含むメッセージ５１２を送信するとき、このアクセスノード１４０は、得ることのできるすべての状態を送信し、エンドノード１４４は、既存の状態をメッセージ５１２として受信された新しい状態に取り替える。本発明の別の実施形態においては、状態は１からＮまでのインデックスを付されたいくつかの部分に分割される。アクセスノード１４０は、インデックスを付された不透明な状態オブジェクトの部分集合をエンドノード１４４に送信する。本発明のこの実施形態においては、エンドノード１４４は、通常、記憶された状態の集合全体を、メッセージ５１２内に含まれる受信された状態に取り替えるのではなく、受信されたメッセージ５１２内に含まれるオブジェクトに対応する記憶された状態を取り替える。これは、通常、状態の一部が取り替えられることになるが、すべての状態が、メッセージ５１２の結果として更新されてもよい。取り替えは、状態の集合を識別するのに使用されたメッセージ５１２内に含まれるそれぞれのインデックスごとにメモリ内を探索しかつ対応するメモリ内の記憶されたオブジェクトをメッセージ５１２内のオブジェクトに取り替えることによって実行される。このようにして、複数のオブジェクトを通常含む状態の集合全体を取り替えることなく、状態の不透明な部分集合を表現するオブジェクトを取り替えることができる。

図５の例においては、モバイルノードが第２のアクセスノード１４０’へ向かって第１のアクセスノードから遠ざかると、エンドノード１４４は、現在のネットワーク接続点すなわち第１のアクセスノード１４０から別のアクセスノード例えば第２のアクセスノード１４０’へのハンドオフを開始することを決定する。ハンドオフの決定は、アクセスノード１４０および１４０’のそれぞれから受信される信号の信号強度をエンドノードが測定することに基づいて、エンドノード１４４においてなされてもよい。本発明の別の実施形態においては、ハンドオフの決定は、ネットワークによって、例えば、様々なパラメータ、例えば、アクセスノード１４０またはネットワークベース制御ノード自身とエンドノード１４４との間の信号強度を監視するアクセスノード１４０またはネットワークベース制御ノードによってなされてもよい。本発明のこのような実施形態においては、アクセスノード１４０はまた、エンドノード１４４からの報告を介して、エンドノード１４４とアクセスノード１４０’との間の通信パラメータを監視する。本発明の別の実施形態においては、前記報告は、アクセスノード１４０’から受信される。

ここで、エンドノードがハンドオフを開始する例示的な実施形態を、図５および図５に含まれる信号に関してさらに説明する。

エンドノード１４４は、ハンドオフ要求メッセージ５２０をターゲットアクセスノード１４０’に送信する。メッセージ５２０は、アクセスノード１４０からメッセージ５１２として受信された最新バージョンの状態を含む。本発明の別の実施形態においては、メッセージ５２０は、メッセージ５２０’としてアクセスノード１４０を経由して送信され、アクセスノード１４０は、メッセージ５２０”をターゲットアクセスノード１４０’にすぐに送り直す。アクセスノード１４０’は、例示的な実施形態においては、メッセージ５２０／５２０”内に含まれる状態の少なくとも一部を使用してアクセスノード１４０’自身とエンドノード１４４との間の通信経路を確立し、この通信経路は、アクセスノード１４０を経由する少なくともいくつかのエンドノード１４４の通信（例えば、エンドノード１４４とノード１０６との間の音声コール）をサポートすることができるものである。任意に、双方向矢印５２２によって表現される通信がエンドノード１４４とアクセスノード１４０’との間で実行される。このような通信５２２は、例えば、相互認証手順を実施するための通信を含んでもよい。アクセスノード１４０’は、ハンドオフプロセスの結果を指示するメッセージ５２５をエンドノード１４４に送信することによって、エンドノード１４４に返答する。メッセージは、試みられたハンドオフが成功または失敗したかどうかを指示してもよい。本発明の別の実施形態においては、返答メッセージ５２５はアクセスノード１４０を経由してメッセージ５２５’の形態で送信され、このメッセージ５２５’はアクセスノード１４０によってエンドノード１４４にメッセージ５２５”として中継される。

アクセスノード１４０’へのハンドオフが成功したと仮定すれば、成功したように思えると仮定すれば、あるいは、アクセスノード１４０との通信が可能な状態のままではないようであると仮定すれば、エンドノード１４４は、ルーティング変更を要求するメッセージ５３０を送信し、それによって、アクセスノード１４０を経由して現在流れているエンドノード１４４の通信のすべては、この時点においてアクセスノード１４０’を経由して流れている。アクセスノードは、エンドノード１４４の通信のルーティングをアクセスノード１４０’に向けるために、ルーティング変更メッセージ５４０を送信する。本発明の一実施形態においては、ルーティング変更メッセージ５３０は、ハンドオフ返答メッセージ５２５がエンドノード１４４によって受信された直後に送信される。本発明の別の実施形態においては、メッセージ５３０を送信させる原因となるプロセスは、メッセージ５２５とは無関係なものであり、例えば、このプロセスはダウンリンク無線インタフェース品質の測定によって駆動される。

様々な実施形態においては、ここで説明されたノードは、本発明の１つまたは複数の方法に対応するステップ、例えば、信号処理ステップ、メッセージ生成ステップ、および／または、送信ステップを実行するための１つまたは複数のモジュールを用いて実施される。したがって、実施形態によっては、本発明の様々な特徴はモジュールを用いて実施される。このようなモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、または、ソフトウェアとハードウェアを組み合わせたものを用いて実施されてもよい。上述した方法または方法ステップの多くは、上述した方法のすべてまたは一部を例えば１つまたは複数のノードにおいて実施するために、機械、例えば、さらなるハードウェアを備えるかまたは備えない汎用コンピュータを制御するための、メモリデバイス、例えば、ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスクなどのようなマシン可読媒体に含まれる、ソフトウェアのような機械実行可能命令を用いて実施されてもよい。したがって、とりわけ、本発明は機械、例えば、プロセッサおよび関連するハードウェアに、上述した方法（１つまたは複数）の１つまたは複数のステップを実行させるための機械実行可能命令を含む機械可読媒体に関する。

本発明のこれまでの説明を考慮して、当業者は、上述した本発明の方法および装置の多くのさらなる変形を考え出すことができる。このような変形は、本発明の範囲内に存在するとみなされるべきである。本発明の方法および装置は、ＣＤＭＡ、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、または、アクセスノードとモバイルノードとの間の無線通信リンクを提供するために使用されてもよい様々なその他の種類の通信技術とともに使用されてもよく、また、様々な実施形態においては、ＣＤＭＡ、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、または、アクセスノードとモバイルノードとの間の無線通信リンクを提供するために使用されてもよい様々なその他の種類の通信技術とともに使用される。実施形態によっては、アクセスノードは、ＯＦＤＭおよび／またはＣＤＭＡを用いてモバイルノードとの通信リンクを確立する基地局として実施される。様々な実施形態においては、モバイルノードは、ノートパソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、または、本発明の方法を実施するための受信機回路／送信機回路およびロジックおよび／またはルーチンを含むその他のモバイルデバイスとして実施される。

本発明を適用することのできる例示的な通信システムのネットワーク構成図である。 本発明に基づいて実施された例示的なエンドノードを説明する図である。 本発明に基づいて実施された例示的なアクセスノードを説明する図である。 エンドノードが一方のアクセスノードから他方のアクセスノードへハンドオフを実行するときに本発明に基づいて実行される信号伝達を説明する図である。 本発明の別のハンドオフ実施形態による信号伝達を説明する図である。

Claims (40)

1. 第１のアクセスノードと、第２のアクセスノードと、エンドノードとを含む通信システムにおいて使用するための通信方法であって、
   前記エンドノードに対応する状態情報を前記第１のアクセスノードから受信するように前記エンドノードを動作させることと、
   状態情報を前記第２のアクセスノードに伝達するように前記エンドノードを動作させることと、
   を備える方法。
2. 前記受信された状態情報は、暗号化された状態情報であり、前記状態情報を前記第２のアクセスノードに伝達することは、前記暗号化された状態情報を前記第２のアクセスノードに送信すること、を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記暗号化された状態情報を前記第２のアクセスノードに送信する前に、前記エンドノードが前記第２のアクセスノードへのハンドオフを開始していることを信号で伝えるために、ハンドオフ信号を前記第２のアクセスノードに送信すること、
   をさらに備える請求項２に記載の方法。
4. 前記暗号化された状態情報を受信するように前記第２のアクセスノードを動作させることと、
   前記暗号化された状態情報を解読するように前記第２のアクセスノードを動作させることと、
   前記エンドノードと別のノードとの間の通信セッションを可能にするために、前記解読された状態情報のうちの少なくともいくつかを使用するように前記第２のアクセスノードを動作させることと、
   をさらに備える請求項３に記載の方法。
5. 前記解読された状態情報は、前記第１のアクセスノードを介して前記エンドノードと前記別のノードとの間で実行されていた通信セッションに関する少なくともいくつかの情報を含み、前記通信セッションは、前記ハンドオフの後、前記第２のアクセスノードを介して継続されている、請求項４に記載の方法。
6. 前記状態情報を前記エンドノードに送信するように前記第１のアクセスノードを動作させることは、前記第１のアクセスノードと前記無線端末との間に確立された無線通信リンクから前記第１の情報を送信することを含むこと、
   をさらに備える請求項５に記載の方法。
7. 前記第１および第２のアクセスノードは、お互いとのセキュリティアソシエーションを有し、エンドノードを介して伝達された前記状態情報を暗号化および解読するのに使用される共通共有秘密キーを共有する、請求項６に記載の方法。
8. 前記状態情報が解読された後、ルーティング更新信号を別のノードに送信するように前記第２のアクセスノードを動作させるステップ、をさらに備える請求項７に記載の方法。
9. 前記エンドノードに対応する前記状態情報を前記第１のアクセスノードから受信するように前記エンドノードを動作させることは、無線通信リンクを介して前記状態情報を受信すること、を含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記エンドノードは、前記第１のアクセスノードおよび前記第２のアクセスノードとの通信リンクを維持し、前記状態情報を前記第２のアクセスノードに伝達するように前記エンドノードを動作させる前記ステップは、前記第１および第２のアクセスノードが前記エンドノードと別のノードとの間の通信セッションをサポートするのを可能にする状態情報を同期させるために実行される前記第１のアクセスノードと前記第２のアクセスノードとの間における状態同期動作の一部として実行される、請求項１に記載の方法。
11. 状態情報を前記第２のアクセスノードに伝達するように前記エンドノードを動作させる前記ステップは、前記第２のアクセスノードへのハンドオフ動作の一部として実行される、請求項１に記載の方法。
12. 前記状態情報は、
    前記第２のアクセスノードへのセキュアアクセスおよび認証されたアクセスのうちの少なくとも１つを得るのに使用されるアクセスキー、
    前記第２のアクセスノードへのセキュアアクセスおよび認証されたアクセスのうちの少なくとも１つを得るのに使用されるマスターセッションキー、
    前記エンドノードが提供されるのを許可される、少なくとも１つのサービスを指示するサービス許可情報、
    進行中の通信セッションを識別する通信セッション識別子、進行中の通信セッションに割り当てられた資源を指示する資源割当情報、
    無線リンク資源情報、通信グループメンバーシップ情報、および
    前記エンドノードに割り当てられたＩＰアドレスおよび前記ＩＰアドレスに対応したアドレス寿命、
    のうちの少なくとも１つを含む、
    請求項１１に記載の方法。
13. 少なくともいくつかの受信された状態情報を伝達するように前記エンドノードを動作させる前に、前記第１のアクセスノードから受信された前記状態情報を記憶することと、
    さらなる状態情報を受信することと、
    前記記憶された状態情報のうちの少なくともいくつかを前記さらなる状態情報のうちの少なくともいくつかに取り替えることと、
    をさらに備え、
    状態情報を前記第２のアクセスノードに伝達するように前記エンドノードを動作させることは、前記記憶された状態情報のうちの少なくともいくつかを取り替えられたさらなる状態情報のうちの少なくともいくつかを送信すること、を含む、
    請求項１１に記載の方法。
14. 前記記憶された状態情報のうちの少なくともいくつかを取り替えることは、前記第１のアクセスノードからこれまでに受信されたすべての記憶された状態情報を取り替えること、を含み、
    前記受信されたさらなる状態情報は、また、前記第１のアクセスノードからのものである、
    請求項１３に記載の方法。
15. 前記第２のアクセスノードを介して通信セッションを継続するように前記無線端末を動作させること、
    をさらに備え、
    前記通信セッションは、前記無線端末から前記第２のアクセスノードに送信された前記状態情報内に含まれるセッション識別子によって識別される、
    請求項１３に記載の方法。
16. 第１のアクセスノードと第２のアクセスノードとを含む通信システムにおいて使用するための無線端末であって、
    前記エンドノードは、
    ハンドオフ動作の一部としてハンドオフ関連信号を送信および受信するように前記エンドノードを制御するためのハンドオフ制御モジュールと、
    前記ハンドオフ制御モジュールの制御下においてハンドオフ関連制御信号を送信するために前記ハンドオフ制御モジュールに結合された送信機モジュールと、
    ハンドオフ関連信号を受信するために前記ハンドオフ制御モジュールに結合された受信機モジュールと、
    を備え、
    前記ハンドオフ制御モジュールは、前記エンドノードがハンドオフ動作を実行しているときに、ハンドオフ信号を前記エンドノードから前記第１のアクセスノードに送信するように、かつ、前記ハンドオフ動作が前記第１のアクセスノードから前記第２のアクセスノードへのハンドオフであるときに、前記第１のアクセスノードから受信された暗号化された状態情報を前記第２のアクセスノードに送信するように構成され、前記暗号化された状態情報は、前記エンドノードに対応するものであり、かつ、前記第１のアクセスノードにおいてこれまでに維持された状態情報を含む、
    無線端末。
17. 前記送信機モジュールは、信号を無線で送信するための無線送信機モジュールである、請求項１６に記載の無線端末。
18. 前記無線送信機モジュールは、ＯＦＤＭ送信機である、請求項１７に記載の無線端末。
19. 前記第１のアクセスノードを介して実行されていた別のノードとの通信セッションを、前記第２のアクセスノードへのハンドオフの後に、前記第２のアクセスノードを介して継続するための通信モジュール、
    をさらに備える請求項１７に記載の無線端末。
20. 前記暗号化された状態情報のうちの少なくともいくつかが、前記別のノードとの前記通信セッションに対応する通信セッション識別子を含む、請求項１９に記載の無線端末。
21. 第１のアクセスノードと、第２のアクセスノードと、エンドノードとを含む通信システムにおいて使用するための通信方法であって、
    前記エンドノードに対応する状態情報を前記第１のアクセスノードから受信するように、前記エンドノードを動作させることと、
    前記状態情報を前記第２のアクセスノードに伝達するように、前記エンドノードを動作させることと、
    を備える方法。
22. 前記状態情報を前記第２のアクセスノードに伝達することは、前記暗号化された状態情報を前記第２のアクセスノードに送信すること、を含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記状態情報は、リンクの確立を要求する接続要求メッセージにおいて送信され、
    前記リンクの確立を指示する接続確立応答メッセージを受信するように前記エンドノードを動作させる、
    請求項２２に記載の方法。
24. 前記状態情報が、署名された状態情報である、請求項２３に記載の方法。
25. 前記状態情報を受信するように前記第２のアクセスノードを動作させることと、
    前記署名された状態情報の署名を認証するように前記第２のアクセスノードを動作させることと、
    前記署名された状態情報を送信するエンドノードの身元を確認するために前記認証された状態情報のうちの少なくともいくつかを使用するように前記第２のアクセスノードを動作させることと、
    前記エンドノードの身元が正当なものであれば、前記第２のアクセスノードと前記エンドノードとの間の接続の前記確立を同意するように前記第２のアクセスノードを動作させることと、
    をさらに備える請求項２４に記載の方法。
26. 前記認証された状態情報は、前記エンドノードと前記別のノードとの間で前記第１のアクセスノードを介して実行されていた通信セッションに関する少なくともいくつかの情報を含み、前記通信セッションは、前記ハンドオフの後、前記第２のアクセスノードを介して継続される、請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１および第２のアクセスノードは、お互いとのセキュリティアソシエーションを有し、エンドノードを介して伝達された前記署名された状態情報に署名しかつ前記署名された状態情報を認証するのに使用される共通共有秘密キーを共有する、請求項２６に記載の方法。
28. 前記状態情報は、また、暗号化された状態情報である、請求項２７に記載の方法。
29. 前記第１および第２のアクセスノードは、お互いとのセキュリティアソシエーションを有し、エンドノードを介して伝達された前記状態情報を暗号化および解読するのに使用される共通共有秘密キーを共有する、請求項２８に記載の方法。
30. 前記状態情報が解読された後、ルーティング更新信号を別のノードに送信するように前記第２のアクセスノードを動作させるステップ、をさらに備える請求項２９に記載の方法。
31. 第１のアクセスノードと、第２のアクセスノードと、エンドノードとを少なくとも含む通信システムにおいて、前記第１のアクセスノードを動作させる方法であって、
    前記エンドノードとの通信セッションをサポートするために前記エンドノードに対応する一組の状態情報を使用することと、
    前記状態情報のうちの少なくともいくつかを前記エンドノードに送信することと、
    を備える方法。
32. 前記状態情報は、ハンドオフ動作をサポートするのに使用することのできる情報を含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記エンドノードに送信される前記状態情報に認証情報を含めること、
    をさらに備える請求項３１に記載の方法。
34. 前記認証情報は、伝達される前記状態情報の関数であり、かつ、送信された状態の変更を検出するのに使用されることができる、請求項３３に記載の方法。
35. 前記認証情報は、伝達される前記状態情報の関数であり、また、前記第１および第２のアクセスノードには既知であるキーの関数である、請求項３４に記載の方法。
36. 前記状態を送信する前に、状態要求信号を前記エンドノードから受信すること、
    をさらに備える請求項３１に記載の方法。
37. 前記状態情報認証情報が、伝達される前記状態情報の関数であり、かつ、送信された前記状態の変更を検出するのに使用されることができる、請求項３１に記載の方法。
38. 前記状態要求信号は、ハンドオフ信号である、請求項３６に記載の方法。
39. 前記エンドノードに対応する状態における変化を検出すること、
    をさらに備え、
    前記送信することが、前記変化を検出したことに応じたものである、
    請求項３３に記載の方法。
40. 前記送信された状態が、前記変化した状態のうちの少なくともいくつかを含む、請求項３７に記載の方法。

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