JP2010532597A - 移動体ユーザ機器のための多次元アクセス - Google Patents

Abstract

移動体通信デバイスは少なくとも２つの長距離無線通信エンジンを備えている。各長距離無線通信エンジンは、第２の長距離通信プロトコルを使用して第２の長距離無線通信信号を受信または送信している間に、第１の長距離通信プロトコルを使用して第１の長距離無線通信信号を同時に受信または送信するための、それぞれ異なる通信プロトコル・スタックを含んでいる。第２の長距離無線信号を受信または送信している間に、第１の長距離無線信号を同時に受信または送信するための少なくとも２つの高周波ブロックが提供される。少なくとも２つの長距離無線通信エンジンに、および同エンジンからユーザ・データを、それぞれ、入力および出力するためのユーザ・インターフェースが提供される。

Description

本発明は、無線電話機、および電話機能を有する無線デバイスなどの移動体ユーザ機器に関する。

様々な移動体電話機規格が登場してきた。多くの無線電話機は、移動体通信用グローバル・システム（ＧＳＭ）／汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、広帯域符号分割多元アクセス（ＷＣＤＭＡ）、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）などの単一の技術を用いて通信できるだけである。いくつかの、より新しいマルチモードの移動体電話機が登場しており、それらは、上記の技術の２つ以上のうちの１つを介してネットワークとのアクセスを提供し、ある１つの技術から別の技術への切り替えを可能にしている。

例えば、「デュアル・モード・ユーザ機器（ＵＥ）」を検討してみる。この種類の移動体電話機は、第３世代（３Ｇ）セルでも第２世代（２Ｇ）セルでも動作することができるが、所与の時点で一方のみ動作できるにすぎない。例えば、移動体電話機が最初は３Ｇセルで動作しているシナリオを検討してみる。ユーザはファイルのダウンロードを開始する。多少の時間の経過後、ネットワークは、その移動体電話機に２Ｇセルに切り替わるように指示するが、これは、所与の場所で３Ｇのカバレージが良くない、または３Ｇセル内でセルが過負荷になっているなど、様々な理由によることが考えられる。次いで、移動体電話機は２Ｇ（ＧＰＲＳ）セルに切り替わり、ファイルのダウンロードを続ける。

無線電話機にサービスを提供する改善された方法が所望されている。

いくつかの実施形態において、無線通信用の装置は、第１の長距離無線通信信号を受信または送信するための第１の手段と、前記第１の長距離無線通信信号を受信または送信している間に第２の長距離無線通信信号を同時に受信または送信するための第２の手段と、第１および第２の長距離無線通信エンジンにユーザ・データをそれぞれ入力するための手段とを有している。

いくつかの実施形態において、移動体通信デバイスは少なくとも２つの長距離無線通信エンジンを備えている。各長距離無線通信エンジンは、第２の長距離通信プロトコルを使用して第２の長距離無線通信信号を受信または送信している間に、第１の長距離通信プロトコルを使用して第１の長距離無線通信信号を同時に受信または送信するための、それぞれ異なる通信プロトコル・スタックを含んでいる。第２の長距離無線通信信号を受信または送信している間に、第１の長距離無線信号を同時に受信または送信するための少なくとも２つの高周波ブロックが提供される。少なくとも２つの長距離無線通信エンジンに、および同エンジンからユーザ・データを、それぞれ、入力および出力するためのユーザ・インターフェースが提供される。

他の実施形態では、通信方法は、第２の長距離無線通信エンジンおよび第２の通信プロトコルを使用して第２の長距離無線通信信号を受信または送信している間に、第１の長距離無線通信エンジンおよび第１の通信プロトコルを使用して第１の長距離無線通信信号を同時に受信または送信することを含む。第１および第２の長距離無線通信エンジンは、単一の移動体通信デバイス内に収納されている。第１の高周波（ＲＦ）ブロックを介して第１の長距離無線信号を受信または送信するステップは、第２のＲＦブロックを介して第２の長距離無線信号を受信または送信している間に同時に実行されるが、第１および第２のＲＦブロックは、単一の移動体通信デバイス内に収納されている。ユーザ・データは、少なくとも２つの長距離無線通信エンジンに、および同エンジンから、それぞれ、入力および出力される。

本発明の一実施形態による例示的な移動体デバイスのブロック図である。 図１のデバイスを動作させる例示的な方法の流れ図である。

例示的な実施形態の本説明は、添付の図面と共に読まれることが意図されており、添付の図面は、記載される全説明の一部と見なされるものとする。「接続済み」のような、結合などに関する用語は、明示的に特段の記載がない限り、介在する有線または無線インターフェースを介してデバイスが互いに電気的に直接または間接的に接続されている関係を指す。

図１は、ユーザ機器（ＵＥ）とも呼ばれる、例示的な移動体通信デバイス１００のブロック図である。デバイス１００は、第１の長距離無線通信信号を受信または送信するための少なくとも第１および第２の手段を備えている。例えば、長距離無線通信信号を受信または送信するための第１および第２の手段は、単一の筐体１０１内に複数の長距離無線通信エンジン１２０、１３０、１４０を備えていてもよい。デバイス１００は、移動体電話機、またはセルラ電話サービスとファクシミリ、Ｅメール、ショート・メッセージング・サービス（ＳＭＳ）、インターネット・ウェブ・ブラウジングなどの１つまたは複数のコンピューティング機能または通信機能とを組み合わせた移動体ハンドヘルド通信デバイスの類のいずれでもよい。

本明細書で使用された場合、用語「長距離無線通信」は、長距離無線インターフェース、例えば、セルラ無線インターフェース（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ、ＷＣＤＭＡ、ＳＣＤＭＡなど）、無線ブロードバンド、および典型的には１００メートル以上の信号距離を有し、短距離無線インターフェースおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（約１メートルから１０メートルの典型的な信号距離を有する）などのパーソナル・エリア・ネットワークとは区別され、さらに短距離赤外線インターフェースとも区別される、いくつかのバージョンのＷＬＡＮ（８０２．１１）などを包含する。

単一の筐体１０１内の各長距離無線通信エンジン１２０、１３０、１４０は、それぞれ、異なる通信プロトコル・スタックを含んでいる。通信エンジン１２０は、第１の長距離通信プロトコル（例えば、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）を使用して第１の長距離無線通信信号を受信または送信するために、無線アクセス技術１（ＲＡＴ１）と示されている通信ソフトウェア・プロトコル・スタック１２１およびＲＦブロック１２２を有している。通信エンジン１３０は、第２の長距離通信プロトコル（例えば、ＷＣＤＭＡ）を使用して第２の長距離無線通信信号を受信または送信するために、無線アクセス技術２（ＲＡＴ２）と示されている通信ソフトウェア・プロトコル・スタック１３１およびＲＦブロック１３２を有している。通信エンジン１４０は、第Ｎの長距離通信プロトコル（例えば、ＳＣＤＭＡまたはＷＬＡＮ）を使用して第Ｎの長距離無線通信信号を受信または送信するために、無線アクセス技術Ｎ（ＲＡＴＮ）と示されている通信ソフトウェア・プロトコル・スタック１４１およびＲＦブロック１４２を有している。デバイス１００は、第２の長距離通信プロトコルを使用して第２の長距離無線通信信号を受信または送信している間に、第１の通信エンジン１２０を使用して長距離無線通信信号を同時に送信または受信することができる。上の説明では数個の例示的なプロトコルが明示されているが、他の長距離通信プロトコルも使用できる。

デバイス１００は、第１および第２の長距離無線通信エンジンにユーザ・データを入力するための手段を有している。例えば、入力の手段は、少なくとも２つの長距離無線通信エンジンに、および同エンジンからユーザ・データを、それぞれ、入力および出力するためのユーザ・インターフェース１１０を備えることができる。このユーザ・インターフェースは、デバイス１００のオペレーティング・システムによって提供することができる。一部の実施形態では、デバイス１００用の適切なオペレーティング・システム・プラットフォームには、限定ではないが、マルチタスク・オペレーティング・システム、例えば、Ｎｕｃｌｅｕｓ ＯＳ、Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｌｉｎｕｘ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） ＣＥなどがある。プロトコル・ソフトウェアを実施するには、３Ｇ、２Ｇなど用のマルチタスク機能が使用される。

移動体通信デバイス１００は、長距離無線通信エンジンのそれぞれによってアクセス可能な加入者識別モジュール（ＳＩＭ）ブロック１５０をさらに備えている。いくつかの実施形態では、ＳＩＭブロック１５０と通信エンジン１２０、１３０、および１４０との間のデータ転送は、ユーザ・インターフェースおよびオペレーティング・システム１１０によって制御される。ＳＩＭブロック１５０は、ユーザが電話機間で移動させることができるポータブルＳＩＭカード（図示せず）にアクセスする。単一のＳＩＭ（加入者識別モジュール）ブロック１５０は、すべての通信エンジン１２０、１３０、１４０によって共用できる。移動体コンピューティングでは、「コンテキスト」とは、デバイスが使用される状況、例えば、ユーザの現在の職業である。また、単一の登録コンテキストも、すべての通信エンジン１２０、１３０、および１４０によって共用することができ、さらにそれらの通信エンジンのいずれによるデバイス１００用のセットアップも共用できる。

移動体通信デバイス１００は、その移動体通信デバイスが実行することができる少なくとも２つのアプリケーション・プログラムを記憶するメモリ１６０をさらに備えている。これら少なくとも２つのアプリケーション・プログラムは、限定ではないが、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）インターフェース、ストリーミング・ビデオ・インターフェースおよびストリーミング・オーディオ・インターフェースなどの２つ以上のアプリケーションを含む。

デバイス１００は、通信エンジンのハードウェアおよびソフトウェアの２つ以上のセット１２０、１３０、１４０を備えているので、通信エンジンは、互いに独立して動作することができる。通信エンジンの２つ（例えば、１２０と１３０）は、両方が同じ送信元または異なる送信元から同時にデータを受信することができる。または、両方が同じ宛先または異なる宛先に同時にデータを送信することができる。または別のエンジン１３０が同じノードまたは異なる第２のノードに同時にデータを送信している間に、１つのエンジン１２０が第１のノードからデータを受信することができる。

上述のモデルは、単一の筐体１０１内で異なる無線アクセス技術（ＲＡＴ）を介して複数の通信経路を同時に提供する一般的なユーザ機器（デバイス１００）のものである。各通信経路は、その経路自身の通信エンジン１２０、１３０、１４０によってサポートされており、それら通信エンジンは、それぞれ、各通信エンジン自身のプロトコル・ソフトウェア１２１、１３１、１４１および、それぞれ、専用のＲＦブロック１２２、１３２、１４２を有している。ＵＥ１００が接続するために異なるＲＡＴが使用可能な地理的な位置において、これら複数の通信経路１２０、１３０、１４０は、ユーザが異なるＲＡＴ上で異なるサービスを同時に利用する、またはより良い質のサービスを享受することを可能にしている。

例えば、移動体デバイス１００が３Ｇセルで動作しているものとしよう。次に、ユーザはファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）を使用して「ファイル・ダウンロード」を開始し、３Ｇ通信エンジン（例えば、第１の通信エンジン１２０）上で接続がセットアップされる。ＦＴＰはＴＣＰ／ＩＰプロトコルの上でパケット切り替えを用いて実行される。ＴＣＰ／ＩＰは、異なるパケットが送信元から宛先まで異なるルートを取ることを可能にしている。多少の時間の経過後、移動体デバイス１００は、強い信号を有する２Ｇセルも検出し、この進行中のファイル・ダウンロードを補完するために、（第２の通信エンジン１３０を使用して）その２Ｇセル上の接続を開始する。移動体ノード内のＴＣＰ／ＩＰは、２つの通信エンジン１２０および１３０が両方ともファイルのパケットを配信中であることを検出する。この時点で、移動体デバイス１００は、同じユーザ・アプリケーション用に２つの異なるセル（それぞれ、３Ｇおよび２Ｇをサポートする）内に２つの並行した接続を有している。移動体デバイス１００内のＴＣＰは、２つの通信エンジン１２０、１３０から受信されたパケットを組み立て直して、順序付けて単一の正しい順序のパケット・ストリームにすることを担当する。ＴＣＰは、パケットの動的ルーティングに関するシナリオ（例えば、順不同のパケット配信、再送信、スループット調整など）も管理する。

したがって、２つの異なるＲＡＴ（例えば、２Ｇおよび３Ｇ）が両方とも使用可能であり、かつ移動体デバイス１００がどちらのＲＡＴを介しても通信できるアプリケーションを実行している例では、例示のデバイス１００は、両方のインターフェースが強い信号を提供している間は単一のユーザ・アプリケーションに事実上の、より大きい帯域幅を提供し、および／または第１のＲＡＴからの信号強度が許容できなくなったときには、第１のＲＡＴ（セル）から第２のＲＡＴ（セル）への完全な切り替えを行うために使用できる。

他の例では、例示のデバイスは、２つ以上の異なるアプリケーションに２つ以上のサービスを同時に提供するために使用できる。例えば、ＧＳＭ通信エンジン（例えば、１３０）を介して電話呼が受信された、または行われたとき、ユーザは、ＷＬＡＮ通信エンジン（例えば、１２０）を使用してファイルをダウンロード中であってもよい。その電話呼の間じゅう、ダウンロードを停止する、またはダウンロードをキャンセルするのではなく、例示のデバイス１００は、その電話呼の間、ダウンロード通信を中断することなくダウンロードを続行することができる。

トランスポート・レベルのサービスを提供するためにＴＣＰが使用される例が挙げられているが、トランスポート・レイヤのレベル４サービス（開放型システム相互接続（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）参照モデル、ＩＳＯ ７４９８に準拠したもの）に類似したサービスを提供する、いずれか他の接続指向のアプリケーションが使用できる。アプリケーションとしてＦＴＰの例が上述されているが、様々なアプリケーションが、限定ではないが、ＦＴＰ、ストリーミング・ビデオおよびストリーミング・オーディオなど、複数の通信エンジン機能を利用することができる。

図２は、例示の通信方法の流れ図である。

ステップ２００において、移動体デバイス１００は、２つ以上の通信エンジンと通信できる少なくとも１つのプログラムを実行する。

ステップ２０２において、移動体デバイス１００は、第１の通信プロトコル、第１のＲＡＴおよび第１のＲＦブロックを使用して第１のセッションまたはタスクを開始する。

ステップ２０４において、移動体デバイスは、第１の通信エンジン１２０を使用してデータを送信または受信する。

ステップ２０６において、第１の通信タスクがアクティブである間に第２の通信タスクが開始され、かつ第２の通信タスクが第１の通信エンジン１２０とは異なる通信エンジンを使用すると、ステップ２０８が実行される。そうでない場合、ステップ２０４の実行が単独で続行される。

ステップ２０８において、移動体デバイス１００内で第１の長距離通信エンジン１２０を用いて、第１の高周波（ＲＦ）ブロック１２２を介してデータをまだ送信または受信している間に、同じデバイス１００が、第２の長距離通信エンジン１３０を用いて、第２の高周波（ＲＦ）ブロック１３２を介してデータを同時に送信または受信する。

ステップ２１０において、移動体デバイス１００は、少なくとも２つの長距離無線通信エンジン１２０および１３０に、および同エンジンからユーザ・データを、それぞれ、入力／出力する。

ステップ２１２において、移動体デバイス１００は、単一の加入者識別モジュール（ＳＩＭ）ブロック１５０と、長距離無線通信エンジン１２０、１３０、１５０のそれぞれとの間でデータを送信する。

この方法の具体的な例を明示するために、以下のような機能を備えたユーザ機器ＵＥ１００を検討してみる。
− ＷＣＤＭＡ用の通信エンジン１
− ＧＳＭ／ＧＰＲＳ用の通信エンジン２
− 単一のユーザＳＩＭブロック
− 両方の通信エンジンとインターフェース接続する単一のＵＩ（ユーザ・インターフェース）

以下は、起こりうる一連のイベントである。
１．ＵＥ １００がオンに切り替えられ、ＳＩＭ内で定義された「好ましいＲＡＴ」に応じて、ＵＥ １００は、各通信エンジンを活動化する。この具体的な例では、それは１（すなわち、ＷＣＤＭＡ）であると仮定しよう。
２．ＵＥ １００は高周波をスキャンし、ＷＣＤＭＡセル（セル１）にキャンプオンする。
３．ＵＥ １００は登録プロシージャ（位置更新／接続（Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｕｐｄａｔｅ／Ａｔｔａｃｈ）プロシージャ）を起動し、登録コンテキスト（Ｘ）を作成する。
４．ユーザによってＦＴＰサービスが起動される。
５．ＵＩ １１０が通信エンジン１ １２０を起動し、ＷＣＤＭＡを介したネットワーク１とのパケット交換（ＰＳ）接続をセットアップする。
６．ＦＴＰサービスがＲＡＴ ＷＣＤＭＡを介してセットアップされ、ファイル転送が進行中になる。
７．多少の時間の経過後、ユーザが音声呼を起動し、ユーザ・インターフェース１１０がこのサービス用に回線交換（ＣＳ）接続をセットアップするために通信エンジン２ １３０を起動する。
８．通信エンジン２ １３０（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ用）が活動化され、ＳＩＭ １５０によって提供される情報に従ってＧＳＭ／ＧＰＲＳ高周波をスキャンして、ＧＳＭ／ＧＰＲＳセル（セル２）にキャンプオンする。
９．ここで、通信エンジン２ １３０がネットワーク２との接続をセットアップし、それ自身を識別するため、およびサービス、この場合には音声呼用のリソースを要求するために同じ登録コンテキスト（Ｘ）（ＷＣＤＭＡ セル１上でセットアップ済み）を使用する。ネットワーク事業者は、ＵＥ １００が維持する登録情報を使用してＵＥ １００を検証し、第２のＲＡＴ、すなわち、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ １３０上でネットワーク・リソースを認可する。この時点で、ＵＥはネットワークとの２つの並行接続ＣＳおよびＰＳを、それぞれ、２つの異なる無線アクセス技術ＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＷＣＤＭＡを介して有している。

本発明は例示的な実施形態に関して説明されているが、本発明はそれらに限定されることはない。むしろ、添付の特許請求の範囲は、当業者が本発明の均等物の範囲から逸脱することなく行うことができる、本発明の他の変形および実施形態を含むように広く解釈されるべきである。

Claims (20)

1. 無線通信用の装置であって、
   （ａ）第１の長距離無線通信信号を受信または送信するための第１の手段と、
   （ｂ）前記第１の長距離無線通信信号を受信または送信している間に第２の長距離無線通信信号を同時に受信または送信するための第２の手段と、
   （ｃ）前記第１および第２の長距離無線通信エンジンにユーザ・データをそれぞれ入力するための手段と
   を備えた装置。
2. 前記第１および第２の受信または送信手段のそれぞれが、それぞれの長距離通信エンジンを備え、前記各長距離通信エンジンがそれぞれ異なる通信プロトコル・スタックを含んでいる、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１および第２の受信または送信手段がそれぞれの高周波ブロックを含んでいる、請求項１に記載の装置。
4. 前記入力手段および前記第１および第２の受信または送信手段のそれぞれが単一の筐体内に収納されている、請求項１に記載の装置。
5. 第２の長距離通信プロトコルを使用して第２の長距離無線通信信号を受信または送信している間に、第１の長距離通信プロトコルを使用して第１の長距離無線通信信号を同時に受信または送信するための、それぞれがそれぞれ異なる通信プロトコル・スタックを含んでいる少なくとも２つの長距離無線通信エンジンと、
   前記第２の長距離無線信号を受信または送信している間に前記第１の長距離無線信号を同時に受信または送信するための少なくとも２つの高周波ブロックと、
   前記少なくとも２つの長距離無線通信エンジンに、および前記エンジンからユーザ・データを、それぞれ、入力および出力するためのユーザ・インターフェースと
   を備えた移動体通信デバイス。
6. 前記長距離無線通信エンジンのそれぞれによってアクセス可能な単一の加入者識別モジュール（ＳＩＭ）ブロックをさらに備えた、請求項５に記載の移動体通信デバイス。
7. 前記第１および第２の通信プロトコルが、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ、ＷＣＤＭＡ、ＳＣＤＭＡおよびＷＬＡＮからなるグループのうちの少なくとも２つを含む、請求項５に記載の移動体通信デバイス。
8. 前記第１および第２の通信プロトコルが、それぞれ、ＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＷＣＤＭＡである、請求項５に記載の移動体通信デバイス。
9. 移動体電話機である、請求項５に記載の移動体通信デバイス。
10. 移動体通信デバイスが実行できる少なくとも２つのアプリケーション・プログラムを記憶するメモリをさらに備えた、請求項５に記載の移動体通信デバイス。
11. 前記少なくとも２つのアプリケーション・プログラムが、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）インターフェース、ストリーミング・ビデオ・インターフェースおよびストリーミング・オーディオ・インターフェースからなるグループのうちの２つを含む、請求項１０に記載の移動体通信デバイス。
12. 前記少なくとも２つの長距離無線通信エンジンが単一の筐体内に収納されている、請求項５に記載の移動体通信デバイス。
13. （ａ）第２の長距離無線通信エンジンおよび第２の通信プロトコルを使用して第２の長距離無線通信信号を受信または送信している間に、第１の長距離無線通信エンジンおよび第１の通信プロトコルを使用して第１の長距離無線通信信号を同時に受信または送信するステップであって、前記第１および第２の長距離無線通信エンジンが単一の移動体通信デバイス内に収納されているステップと、
    （ｂ）第２の高周波（ＲＦ）ブロックを介して前記第２の長距離無線信号を受信または送信している間に、第１のＲＦブロックを介して前記第１の長距離無線信号を同時に受信または送信するステップであって、前記第１および第２のＲＦブロックが前記単一の移動体通信デバイス内に収納されているステップと、
    （ｃ）前記少なくとも２つの長距離無線通信エンジンに、および前記エンジンからユーザ・データを、それぞれ、入力および出力するステップと
    を含む通信方法。
14. 単一の加入者識別モジュール（ＳＩＭ）ブロックと、前記長距離無線通信エンジンのそれぞれとの間でデータを送信することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１および第２の通信プロトコルが、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ、ＷＣＤＭＡ、ＳＣＤＭＡおよびＷＬＡＮからなるグループのうちの少なくとも２つを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記第１および第２の通信プロトコルがＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＷＣＤＭＡである、請求項１３に記載の方法。
17. 前記単一の移動体通信デバイスが移動体電話機である、請求項１３に記載の方法。
18. 前記第１および第２の長距離無線エンジンと通信する少なくとも１つのアプリケーション・プログラムを実行することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つのアプリケーション・プログラムが、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）インターフェース、ストリーミング・ビデオ・インターフェースおよびストリーミング・オーディオ・インターフェースからなるグループのうちの２つを含む、請求項１８に記載の方法。
20. ステップ（ａ）が、前記第１および第２の長距離無線通信エンジンを介して、単一のダウンロード動作に対応する、パケットを同時に受信することを含む、請求項１３に記載の方法。

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