JP2011193479A

JP2011193479A - ハンドオーバ方法、通信システムおよび移動端末

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Publication number: JP2011193479A
Application number: JP2011086417A
Authority: JP
Inventors: Jens Bachmann; イェンスバッハマン; Hakenberg Rolf; ロルフハッケンバーグ
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2025-06-29
Also published as: KR101350049B1; US20080095119A1; US20120129534A1; US7969931B2; EP1646189A1; EP1968256B1; EP1797677A1; BRPI0516311A; EP2276286A1; KR20120030578A; US8233441B2; EP1797677B1; JP2012105294A; KR101140451B1; US8848668B2; JP4774057B2; US20120263148A1; EP2276286B1; JP2012138944A; CN101036356B

Abstract

【課題】起点無線アクセスネットワークに接続している移動端末が、目標無線アクセスネットワークへの異種網間の高速ハンドオーバを行うためのハンドオーバ方法を提供する。
【解決手段】方法は、パケットデータゲートウエイが、サービスノードにコンテキストを生成することを要求する要求メッセージを送信するステップと、サービスノードが前記要求メッセージを受信した際に、サービスノードはコンテキストを生成し、移動端末に無線アクセスベアラを確立することを要求するベアラセットアップ要求メッセージを送信するステップと、移動端末が、目標無線アクセスネットワークにおいて、制御ノードと移動端末との間で無線ベアラを確立するステップと、移動端末が、目標無線アクセスネットワークを介して、サービスノードに生成されたコンテキストのアップデートを開始するサービス要求メッセージを送信するステップと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、起点無線アクセスネットワークに接続している移動端末が、目標無線アクセスネットワークへの異種網間の高速ハンドオーバを行うためのハンドオーバ方法および通信システムに関する。

Ｗ−ＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ：広帯域符号分割多重接続）は、ＩＭＴ−２０００（国際移動体通信）の無線インタフェースであり、第三世代の無線移動体電気通信システムに用いられるよう標準化が行われた。この方法は、音声サービス、マルチメディア移動体通信サービスといった各種サービスを柔軟かつ効率的に提供する。日本、欧州、米国、また他国の標準化団体は、Ｗ−ＣＤＭＡの共通無線インタフェース使用を作るため合同で第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）を組織した。

標準化されたＩＭＴ−２０００の欧州版は、通例ＵＭＴＳ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＭｏｂｉｌｅＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ：ユニバーサル移動体電気通信システム）と呼ばれている。ＵＭＴＳ仕様書の第一版は１９９９年に公開された（リリース９９）。その間、標準規格に対するいくつかの改良が３ＧＰＰによりリリース４およびリリース５として標準化され、リリース６を視野に入れたさらなる改良についての議論が進んでいる。

将来の移動体通信において、一層重要になる他の課題は、異種ネットワーク環境での異種アクセスネットワーク技術間の相互連携である。

ＷＬＡＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋｓ：ＷＬＡＮ）は、現在、そして今後とも継続して独自の運営者により配備され、３ＧＰＰのような移動体通信システムと相互連携できるか真偽不明であることが認識されている。さらに、これらのＷＬＡＮは、自宅および外出先の移動体通信システムと相互連携できるＷＬＡＮと、部分的にまたは完全に重なり合ってしまう。さらにまた、これらのＷＬＡＮは、自宅および外出先の３ＧＰＰシステムと相互連携するＷＬＡＮとも、互いに重なり合ってしまうだけでなく、移動体通信システムの無線アクセスネットワークとも同様に重なり合ってしまう。これらの事態は、注意深く理解しされ管理される必要のあるサービスエリアとサービス状況の多重変形を引き起こす。

この観点から、３ＧＰＰでは３ＧネットワークとＷＬＡＮの相互連携を標準化している（非特許文献１，２，３参照、すべてhttp://www.3gpp.orgから入手可能）。

３ＧＰＰシステムとＷＬＡＮの相互連携が必要とされる、多くの異種運営環境があり得る。３ＧＰＰは、公共環境、企業環境、住居環境において広く運営されている。ＷＬＡＮもまた、これらのあらゆる環境に配置され得るし、３ＧＰＰのＷＬＡＮとの相互連携の標準規格がこれらの環境に適合することができれば有利となるであろう。このような性能は、さらに、移動体システムユーザの使い勝手を増し、各システムの有効なサービスエリアを事実上拡大するであろう。

異種環境とは、ＷＬＡＮの異なる管理ドメインや、その技術性能の幅広い多様性を包含し得る。一つの例は、セキュリティ性能、方針が、公共、企業、住居のＷＬＡＮ間で異なり得ることである。これらの差異は、３ＧＰＰとＷＬＡＮとの間の異なる相互連携方法をもたらすことができる。

異なるレベルの相互連携を記述する異なったシナリオが特定されている。例えば、シナリオ２は、３ＧＰＰベースのアクセス制御と課金を記述し、シナリオ３は、例えばＩＭＳのような３ＧＰＰＰＳベースのサービスに関連し、シナリオ４と５は、サービスの継続性を有する３ＧＰＰＰＳベースのサービスへのアクセスを考慮する。

プロトコルの詳細は、いくつかの文献に分けられている。非特許文献４にはＷＬＡＮＵＥとネットワークとの間のプロトコルの詳細が記述されている。非特許文献５には、いくつかのネットワーク参照ポイントのプロトコルが特定されており、非特許文献６では、セキュリティアーキテクチャ、すなわち３ＧＰＰシステムとＷＬＡＮアクセスネットワークの信用モデル要件とセキュリティ要件が議論されている。

アーキテクチャの観点からのＷＬＡＮアクセス認証と許可手続きの詳細は、非特許文献７の第７．２章に、Ｗ−ＡＰＮ（ＷＬＡＮアクセスポイントネーム）解決とトンネル構築は、非特許文献７の第７．９章に記述されている。

ＧＰＲＳアーキテクチャならびにそのエンティティおよび機能に関する記述は非特許文献８に見出される。特に、論理アーキテクチャは第５．４章に、ＧＰＲＳ接続手続きは第６．５章に、モビリティ管理状態は第６．１．２章に、位置管理手続きは第６．９．２章に、ＰＤＰコンテキストアクティブ化手続きは第９．２章に、適切なＨＬＲＧＰＲＳサブスクリプションデータ（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔｉｏｎｄａｔａ）、ＭＭコンテキストおよびＰＤＰコンテキストは第１３章に、説明されている。

端末が、３ＧネットワークからＷＬＡＮへハンドオーバし、その後、３Ｇネットワーク内でアイドリング（ｉｄｌｅ）モードであったとする。その端末は、周期的なルーティングエリアアップデート（ＲｏｕｔｉｎｇＡｒｅａＵｐｄａｔｅ：ＲＡＵ）メッセージを、３ＧＳＧＳＮにおいてＭＭコンテキストとＰＤＰコンテキストを保存するために３Ｇエアインタフェースで送る必要がある。これは、３Ｇネットワークカバレージが利用可能であることと、ＲＡＵ実行のための周期的な３Ｇ接続の確立を必要とする。３Ｇネットワークカバレージが利用不可能（ユーザがショッピングセンタ、空港、地下鉄にいる）で、ＲＡアップデートタイマが満了すると、ＭＭコンテキストとＰＤＰコンテキストはＳＧＳＮから削除される。さらに、ＲＡＵ実行のための３Ｇネットワークの接続確立は、３ＧシグナリングオーバヘッドとＵＥの電力消費を増加させるであろう。

加えて、端末がＷＬＡＮカバレージから３Ｇサービスを開始する場合、適切な３ＧＳＧＳＮには、ＰＤＰコンテキストが確立されていない。よって、ＷＬＡＮから３Ｇへのハンドオーバが開始されると、ＧＰＲＳ接続手続きとＰＤＰコンテキストアクティブ化とを実行することにより、サービスのための３Ｇ接続を最初から始めなければならない。ＧＰＲＳ接続手続きとＰＤＰコンテキストアクティブ化は、時間がかかり、３Ｇネットワーク経由でのサービス提供の大きな遅延を暗示している。

3GPP TR 22.934: "Feasibility study on 3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) interworking" 3GPP TS 22.234: "Requirements on 3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) interworking" 3GPP TS 23.234: "3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) interworking; System Description" 3GPP TS 24.234: "3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) interworking; UE to Network protocols" 3GPP TS 29.234: "3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) interworking; Stage 3 Description" 3GPP TS 33.234: "Wireless Local Area Network (WLAN) interworking security" 3GPP TS 23.234 3GPP TS 23.060: "General Packet Radio Service (GPRS); Service Descriptions; Stage 2" RFC 2486: "The Network Access Identifier"

従って、本発明の目的は、可能な限り高速に、例えばＵＴＭＳのような無線アクセスネットワークから、移動端末へのパケットデータサービス配信のための接続確立を可能にする方法を提供することである。

本目的は、独立請求項の主題により解決される。本発明の有利な実施の形態は、従属請求項の主題である。

本発明に係るハンドオーバ方法は、起点無線アクセスネットワークに接続している移動端末が、目標無線アクセスネットワークへの異種網間の高速ハンドオーバを行うためのハンドオーバ方法であって、パケットデータゲートウエイが、サービスノードにコンテキストを生成することを要求する要求メッセージを送信するステップと、前記サービスノードが前記要求メッセージを受信した際に、前記サービスノードは前記コンテキストを生成し、前記移動端末に無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）を確立することを要求するベアラセットアップ要求メッセージを送信するステップと、前記移動端末が、前記目標無線アクセスネットワークにおいて、制御ノードと前記移動端末との間で無線ベアラを確立するステップと、前記移動端末が、前記目標無線アクセスネットワークを介して、前記サービスノードに生成された前記コンテキストのアップデートを開始するサービス要求メッセージを送信するステップと、を有する。

本発明に係る通信システムは、起点無線アクセスネットワークに接続している移動端末が、目標無線アクセスネットワークへの異種網間の高速ハンドオーバを行うための通信システムであって、サービスノードにコンテキストを生成することを要求する要求メッセージを送信するパケットデータゲートウエイと、前記サービスノードが前記要求メッセージを受信した際に、前記コンテキストを生成し、前記移動端末に無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）を確立することを要求するベアラセットアップ要求メッセージを送信する前記サービスノードと、前記目標無線アクセスネットワークにおいて、制御ノードと前記移動端末との間で無線ベアラを確立し、前記目標無線アクセスネットワークを介して、前記サービスノードに生成された前記コンテキストのアップデートを開始するサービス要求メッセージを送信する前記移動端末と、を有する。

異種ネットワーク間の移動端末のハンドオーバを支援する３ＧＰＰシステムからＷＬＡＮへの相互連携のアーキテクチャを示す図本発明の例示的な実施の形態に係るコンテキスト確立手続きのフローチャート本発明の異なる例示的な実施の形態に係る、図２に示すコンテキスト確立手続きのフローチャートに示された異なる手続きの詳細を示す図本発明の異なる例示的な実施の形態に係る、図２に示すコンテキスト確立手続きのフローチャートに示された異なる手続きの詳細を示す図本発明の異なる例示的な実施の形態に係る、図２に示すコンテキスト確立手続きのフローチャートに示された異なる手続きの詳細を示す図

以下、添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。図中の同様のまたは対応する細部には同じ参照番号が記されている。

以下の段落では本発明のさまざまな実施の形態を述べる。例示するだけの目的で、ほとんどの実施の形態は、ＵＭＴＳ通信システムのＷＬＡＮとの連携に関して概説される。また、以下の項で用いられる専門用語は、主にＵＭＴＳ専門用語およびＷＬＡＮ専門用語に関係する。しかしながら、本実施の形態でＵＭＴＳとＷＬＡＮの相互連携アーキテクチャに関して用いられる専門用語と記述は、そのようなシステムに対する本発明の原理と思想の限定を意図したものではない。

また背景技術の項で与えられた説明は、以下に記述される主にＵＭＴＳとＷＬＡＮの特定の例示的実施の形態のよりよい理解を意図したものにすぎず、移動体通信ネットワークまたはＷＬＡＮにおける処理と機能の記述された特定の実施例だけに本発明を限定するものとは理解されるべきではない。

本発明の一つの主な態様は、移動端末が起点ネットワークに接続され、起点ネットワーク経由でパケットサービスを受信している間に、認証サーバがパケットデータサービスの目標ネットワーク内のコンテキストの確立を開始することを可能にすることである。

例示を目的として、以下のケースを考慮することができる。端末が、ＷＬＡＮカバレージと、ＷＬＡＮ上でのアクティブ化された３Ｇサービスとを有する場合、適切な３ＧＳＧＳＮが、位置情報とマッピング機能を用いてＡＡＡサーバにより決定される。ＡＡＡは、ＧＰＲＳ接続とルーティングエリアアップデートを行い、ＰＤＰコンテキストアクティブ化を、端末が３Ｇネットワークに接続する前に端末に変わって開始する。この動作は、３Ｇシグナリングオーバヘッドと端末の電力消費を低減し、さらに３Ｇカバレージに依存しない。

ハンドオーバ支援を有する３ＧＰＰシステムからＷＬＡＮへの相互連携のアーキテクチャの一例が図１に示されている。シナリオ２と３に対する、現行の３ＧＰＰシステムからＷＬＡＮへの相互連携アーキテクチャに加え、このアーキテクチャは、パケットデータゲートウエイ（ＰＤＧ）とＧＧＳＮとの間に、ＧＧＳＮからＰＤＧへのまたはその逆のデータパケットのルーティング／中継を行うインタフェースを有する。ＰＤＧの機能は、かなりの程度までＧＧＳＮの一つと同様であることは注意すべきである。

さらに、認証サーバ（例示するアーキテクチャではＡＡＡサーバ）とＳＧＳＮとの間に、ユーザのために、ＭＭ（モビリティ管理）コンテキストとＰＤＰ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＰｒｏｔｏｃｏｌ：パケットデータプロトコル）コンテキストを確立するインタフェースが含まれている。

３ＧＰＰ／ＷＬＡＮデュアルモード移動端末では、アクティブな３Ｇ接続からもアクティブなＷＬＡＮ接続からも３Ｇサービスにアクセス可能である。

本発明の一つの実施の形態では、移動端末はＧＰＲＳサービスにアクセスするために、３ＧネットワークにおいてＧＰＲＳ接続手続きを実行することができる。ＧＰＲＳ接続手続きが完了した後、移動端末は、いわゆる“ＰＭＭ接続状態”になり、ＭＭコンテキストがＳＧＳＮにおいて生成され得る。このコンテキストは、ユーザのＩＭＳＩと、現在のＭＭ状態と、移動端末の現在位置の一つないしいくつかのセルを同定するルーティングエリアと、を特に有している。ルーティングエリア識別子（ＲＡＩ）は、ＲＲＣアイドリングモードにある移動端末に報知され得るものであり、ＲＲＣ接続モードにある移動端末は、確立されたＲＲＣ（無線リソース制御）接続について通知され得る。

ユーザが３Ｇサービス（例えばＳＭＳ、ＭＭＳ、ＩＭＳ）をその端末で開始することを望む場合、サービスのアクティブ化は、ＰＤＰコンテキストアクティブ化手続きにより開始され得る。ＰＤＰコンテキストアクティブ化手続きでは、アクセスポイント名（ＡＰＮ）と要求ＱｏＳがシグナリングされる。ＡＰＮは、ＧＧＳＮと、パケットデータネットワークと、任意には提供されるサービスとを同定することができる。ＰＤＰコンテキストアクティブ化が受理されると、ＰＤＰコンテキストが例えばＳＧＳＮとＧＧＳＮにおいて確立されて、ＰＤＰＰＤＵ（プロトコルデータユニット）が移動端末とＧＧＳＮとの間で転送され得る。

移動端末が３Ｇサービスを確立し、ＷＬＡＮのビーコン（それぞれのＷＬＡＮビーコンは各々のＷＬＡＮを識別するＳＳＩＤを有する）の走査によりＷＬＡＮのカバレージを検出すると、３ＧからＷＬＡＮへのハンドオーバが、より高いデータレートとより低い遅延という点で有利となり得る。移動端末は、受信ＳＳＩＤに基づいて、例えば利用可能なＷＬＡＮの一つを選択することができる。

さらに、移動端末は、一つより多くのビーコンが移動端末によって受信された場合に用いられ得る好適ＷＬＡＮのリストを提供され得る。移動端末は、目標無線アクセスネットワーク、すなわち選択したＷＬＡＮと接続を確立することができる。このＷＬＡＮへの接続確立は、ＷＬＡＮへの移動端末の関連付けとも呼ばれる。

ＷＬＡＮへの関連付け後、移動端末はそのＷＬＡＮにおいて認証される必要があってもよい。例えば、ＷＬＡＮアクセス認証（再認証）がこの目的のために開始され得る。このＷＬＡＮアクセス認証手続きの間、通常、ＥＡＰ（ＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ：拡張認証プロトコル）メッセージが、移動端末とＷＬＡＮアクセスネットワーク（ＡＮ）と３ＧＰＰＡＡＡサーバとの間で授受される。ユーザ認証のために、ユーザ識別が、ＥＡＰメッセージ内のＮＡＩフォーマット（ＮＡＩ＝ネットワークアクセス識別子、非特許文献９参照、http://www.ietf.orgから入手可能）でＡＡＡサーバに提供され得る。

移動端末は、通常、認証された後にＷＬＡＮ内のＩＰアドレスを割り当てられることに注意すべきである。それゆえ、移動端末がＩＰアドレスをまだ割り当てられていないことは、ＷＬＡＮが移動端末からＡＡＡサーバにＡＡＡメッセージを伝送する手段をサポートすべきことを暗示している。ＷＬＡＮ側では、例えばＷＬＡＮ標準規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｉにより特定されたような特定の手段が用いられ得る。ＷＬＡＮアクセスネットワークからＡＡＡサーバへのＥＡＰメッセージの伝送は、ＲＡＤＩＵＳまたはＤｉａｍｅｔｅｒによって達成することができる。

ＲＡＤＩＵＳまたはＤｉａｍｅｔｅｒによるＥＡＰメッセージの伝送の際には、ＷＬＡＮアクセスネットワークの識別子がそのメッセージに含まれる。この識別子は、例えば、移動端末にとってＲＡＤＩＵＳクライアントとしての機能を果たすネットワークアクセスサーバの任意のＩＰアドレス（ＮＡＳ−ＩＰ）をＲＡＤＩＵＳメッセージの中に包含することにより、暗示的に含まれ得る。あるいは、このＷＬＡＮアクセスネットワークの識別子は、移動端末により、またはＷＬＡＮアクセスネットワーク内のエンティティにより、例えば、ＷＬＡＮアクセスポイントのＭＡＣアドレス（リンク識別子）またはアクセスルータアドレス（ＡＰＩＤ）をＥＡＰメッセージの中に包含することにより、明示的に含まれ得る。

ＷＬＡＮでのサービスアクティブ化のために、Ｗ−ＡＰＮ解決手続きと、ＵＥとＰＤＧとの間にトンネルを設定するトンネル確立手続きとが、実行される。トンネルＱｏＳ設定、すなわち、トンネルＱｏＳパラメータの設定のために、ＱｏＳ要求が確立メッセージに直接含まれてもよいし、ＱｏＳシグナリングがトンネル確立の前後に独立して実行されてもよい。さらに、ＰＤＧは、特定のサービスに基づいて、ＱｏＳ要求を決定することができる。

ＷＬＡＮアクセスネットワークの識別子は、トンネル確立中にＭＳとＰＤＧとの間で授受されるメッセージに含まれ得る。例えば、ＷＬＡＮＡＮ識別子は明示的に含まれ得る。例えば３ＧＲＡＩでは、ＡＰＭＡＣアドレス（リンク識別子）、通知されたＡＲアドレス（ＡＰＩＤ）、ＧＰＳ取得位置、またはＷＬＡＮアクセスネットワーク内のＭＳに割り当てられたトランスポートＩＰアドレスが、ＭＳにより、またはＷＬＡＮＡＮ内のエンティティによりメッセージに包含される。この識別子は、例えば、認証および認証確認の間に、ＲＤＧからＡＡＡサーバへ送信され得る。

トンネル確立およびＱｏＳ設定の後、ＧＧＳＮは、ＰＤＧへのパケットのルーティング／中継を始動し、ＰＤＧはパケットをＷＬＡＮ内のＭＳにトンネリングすることができる。ＧＧＳＮとＰＤＧは一つの単独のネットワーク要素内に物理的に位置することが可能であることに注意されたい。さらに、ＭＳへの３Ｇ無線ベアラは解放され、ＭＳは３Ｇアイドリングモードに移行する。

既に上述したように、３ＧＳＳＧＮ内のＭＭコンテキストおよびＰＤＰコンテキストを保存するために、端末が３Ｇエアインタフェースで周期的なルーティングエリアアップデート（ＲＡＵ）メッセージを送信しなければならない場合に、３Ｇネットワークカバレージが利用不可能（ユーザが、ショッピングセンタ、空港、地下鉄にいる）で、ＲＡアップデートタイマが満了すると、ＭＭコンテキストとＰＤＰコンテキストはＳＧＳＮから削除され得る。

また、ＭＳがＷＬＡＮ内のサービスを最初にアクティブ化する場合には、ＭＳがＧＰＲＳ接続されず、３Ｇネットワーク内の確立されたＰＤＰコンテキストを持たないという状況が起こり得る。ここでは、ＧＧＳＮは、図１に示されているようにＰＤＧが外部ネットワークかサービスプロバイダに直接接続され得るので、ＭＳへのまたはＭＳからのデータパケットの配信プロセスに関与しなくてもよい。

ＷＬＡＮカバレージは突然失われることがあるので、ＷＬＡＮから３Ｇへ戻るハンドオーバの後、またはその間に、より高速なサービスアクティブ化を有することは有利である。この目的のために、本発明の一つの実施の形態は、前もって、すなわちＭＳが３Ｇネットワークに接続する以前に、ＧＧＳＮおよびＳＧＳＮでのＰＤＰ（およびＭＭ）コンテキストを確立することを提案する。

ユーザが異種ネットワーク、例えばＷＬＡＮから３Ｇへの、シームレスなサービスハンドオーバの支援に契約している場合には、ＷＬＡＮ接続中の、コアネットワークノードでのＭＭコンテキストおよびＰＤＰコンテキストの確立は、異なるレベルで実行される。契約レベルによって、ユーザは、ＭＳが３Ｇネットワークに接続されていることなしに、３Ｇでのパケットデータサービス配信のためのリソース予約を全く持たない、少しのリソース予約を持つ、または十分なリソース予約を持つことが許可され得る。

本発明の一つの実施の形態によれば、ＧＰＲＳ接続手続きとＲＡアップデートは、３Ｇネットワークでリソースが予約されていなかった場合に行われる。少しの予約とは、ＰＤＰコンテキストが３Ｇネットワークのコアネットワーク要素内でアクティブ化されるがＱｏＳの取り決めがない、すなわちネットワーク内でサービス配信のためにリソースが予約されない（０ｋｂｉｔ／ｓ）ことを意味し得る。「十分な予約」の場合、ＰＤＰコンテキストはアクティブ化されてよく、取り決められたＱｏＳパラメータに従って３Ｇネットワーク内のリソースが予約され、任意には、ＭＳが実際に３Ｇネットワークにハンドオーバする以前に、サービス配信のためのＲＡＢも設定される。

ＳＧＳＮでのＭＭコンテキストおよびＰＤＰコンテキストを維持するために、またＭＳのＧＰＲＳ接続を保つために、保存機能を用いることができる。この機能は、解放された無線ベアラ（無線接続の切断により例えばＲＡＮにより解放される）のためにＳＧＳＮにおけるアクティブなＰＤＰコンテキストを保存して、後に無線ベアラを再確立することを可能にする。既に概説されたように、これは、周期的なＲＡアップデートがＳＧＳＮに送られることを必要とする。さもなければ、ＳＧＳＮの移動到達可能タイマ（ｍｏｂｉｌｅｒｅａｃｈａｂｌｅｔｉｍｅｒ）が満了し、ＭＳに対するＧＰＲＳ切断手続きがアクティブ化するであろう。あるいは、特別なＷＬＡＮＲＡＩが、ＭＳからＳＧＳＮに送られて、アクティブ化の持続時間を制御するタイマが非常に高い値に設定されるように、または移動到達可能タイマが使われることさえないように、すなわちＭＭコンテキストとＰＤＧコンテキストのタイムアウトが予測されないようにすることができる。しかしながら、この後者のオプションは、ＭＭコンテキストまたはＰＤＰコンテキストをアクティブ化するすべてのネットワーク要素がその非アクティブ化をも追跡しなければならないといった別の問題を引き起こし得る。

ＭＳからのＲＡアップデートの送信には、３Ｇカバレージが利用可能であること、ＭＳが連続して同報メッセージを聞いていること、ＲＲＣ接続が確立されていること、が求められる。

一つの例示的な実施の形態では、ＭＳはアクティブなＷＬＡＮ接続を有し、ＡＡＡサーバは、ＭＳの現在位置について知らされている（明示的／暗示的に送信されたＷＡＬＮ識別子による）。よって、ＭＳにとって、３Ｇ無線リソースを占有する必要も、ＳＧＳＮ内の状態を保存するために３Ｇ接続上で能動的にメッセージを送る必要もない。この状況は、例えば図２に示されている。ここでは、ＷＬＡＮ接続設定および３Ｇサービスアクティブ化２０１が、ＭＳのＷＬＡＮへの接続およびＧＰＲＳサービスのアクティブ化の例示的な例証であることを意図している。

本実施の形態によれば、３Ｇネットワーク内のＡＡＡサーバは、位置マッピング機能にアクセスすることができる。このマッピング機能は、３Ｇネットワークへのハンドオーバが生じた際に端末にサービスを提供することが可能なＳＧＳＮと、現在のＷＬＡＮの同じカバレージにおける３Ｇネットワーク内の整合ルーティングエリアとを決定する（２０２）ために利用され得る。

ＡＡＡサーバは、ＭＳが移動してその位置を変えるたびにＭＳの認証手続きを介して、新しい位置について通知され得る。ＭＳの位置が変わりつつあるときは、ＡＡＡサーバは、対応するＳＧＳＮとＲＡＩを再度決定することができ、変化した場合にはＡＡＡサーバは、アップデートを適切な３Ｇネットワークノードにシグナリングすることができる。

任意には、ＡＡＡサーバは、ＨＬＲ／ＨＳＳ内のＭＳに対して登録されたＳＧＳＮがあるかを最初に確認することができる（２０３）。決められたＳＧＳＮとは異なる登録済みのＳＧＳＮがあれば、そのＳＧＳＮ内のＰＤＰコンテキストは削除され得る（２０４）。この確認は、例えばＡＡＡサーバがＭＳのＨＬＲ／ＨＳＳに尋ねることにより行われ得る。３ＧネットワークにおいてＷＬＡＮのカバレージエリアにサービスを提供するＳＧＳＮを決定した後、ＡＡＡサーバは、ＧＰＲＳ接続手続きを開始する（２０５）。本発明の例証的な実施の形態に係るＧＰＲＳ接続手続きが図３に示されている。この例示的な手続きでは、ＡＡＡサーバは、ＧＰＲＡＳ接続メッセージを、決定されたＳＧＳＮに送信することができる。さらに、ＡＡＡサーバまたはＳＧＳＮは、ＨＬＲ／ＨＳＳ内のＭＳの位置をアップデートすることができ（３０２，３０５）、ＨＬＲ／ＨＳＳは、ＳＧＳＮにユーザのサブスクリプションデータをＳＧＳＮに送ることを始動する（３０３，３０４）。このＳＧＳＮにおいてＭＳが既にＧＰＲＳ接続されていれば、メッセージは無視され得る。最後には、ネットワークで開始されたＧＰＲＳ接続は受理され（３０６）、ＭＭコンテキストがＳＧＳＮにおいて確立される。

ＡＡＡサーバが開始したＧＰＲＳ接続の完了後（２０５）、ＡＡＡサーバは、ルーティングエリアアップデート手続き２０６を実行することができる（任意）。この手続きにおいて、ＡＡＡサーバは、ＵＥのＰＤＰコンテキストおよびＭＭコンテキストを保持するようにＳＧＳＮに対して示すために、ＳＧＳＮにルーティングエリアアップデートを送信することができる。さらに、ルーティングエリアアップデートは、対応する３ＧＲＡＩも変化しているようにＷＬＡＮ内のＭＳの位置が変化するたびに、ＡＡＡサーバによって送信され得る。さらに、ＡＡＡサーバは、満了前にルーティングエリアアップデートタイマを再開するために、ルーティングエリアアップデートをＳＧＳＮに送信することができる。

上述のように、ＰＤＧはユーザへのサービス、およびＷＬＡＮ内のＭＳへのトンネルのＱｏＳを通知され得る。次に、ＡＡＡサーバは、コアネットワークのネットワークノードにおいてＰＤＰコンテキスト確立を始めることができる（２０７）。例示的なコンテキスト確立手続き２０７が図４に示されている。ＡＡＡサーバは、３Ｇネットワーク内のユーザのために確立されたトンネルに関連するＰＤＰコンテキストをアクティブ化するように、ＰＤＧに要求することができる（４０１）。この目的のために、ＰＤＧは、ＷＬＡＮのトンネル設定、例えばそれに関連するＱｏＳパラメータから、ＰＤＰコンテキストパラメータを決定することができる（４０２）。３ＧネットワークのＧＳＮ内のコンテキストアクティブ化は、ＷＬＡＮ内のトンネルのＱｏＳパラメータだけでなく、個々のユーザの契約レベルにも基づくことができることは注意されるべきである。

ＰＤＰコンテキストアクティブ化を実行するための付加的なパラメータは、ＡＡＡサーバからＰＤＧへのメッセージ（４０１参照）に含まれ得る。ＰＤＧは、とりわけ、ＩＭＳＩ、ＳＧＳＮアドレス、ＡＰＮ、ＰＤＰアドレス、要求されたＱｏＳおよび取り決められたＱｏＳを要求メッセージに集めることができ、ＰＤＰコンテキストを生成しアクティブ化するようにその要求をＧＧＳＮに送ることができる（４０３）。ＧＧＳＮのアドレスは、例えば、ＡＡＡサーバから受信されたＡＰＮに基づきＰＤＧにより決定され得る。ＧＧＳＮは、受信されたパラメータに従って３ＧのアイドリングユーザのＰＤＰコンテキストを生成することができ、加えて、ＰＤＰコンテキストアクティブ化が、ＧＧＳＮからＳＧＳＮに対して開始される（４０４，４０６）。

ＧＧＳＮからＰＤＰコンテキストアクティブ化メッセージを受信すると、ＳＧＳＮは、ユーザのコンテキストを確立する。さらに、ユーザのｌ契約レベルに基づいて、ＳＧＳＮは、ユーザに対してＲＡＮにおけるＲＡＢを任意に確立することができる（４０５）、すなわち、３Ｇネットワーク経由でのユーザへのサービス提供のリソースを予約することができる。コンテキスト確立を報告するＰＤＰコンテキストアクティブ化応答メッセージを受信すると（４０７）、ＰＤＧは、ＡＡＡサーバにコンテキストがＧＳＮにおいて確立された旨報告することができる（４０８）。

あるいは、ＰＤＧは、要求メッセージをＳＧＳＮに直接送ってもよい。ＳＧＳＮのアドレスは、ＡＡＡサーバからＰＤＧに知らされていてもよく、この場合、ＡＰＮからのＧＧＳＮアドレスを解決する必要はもはやなくなるであろう。このＳＧＳＮは、コンテキスト（一つまたは複数）を生成しアクティブ化することができ、またそのＳＧＳＮにおけるコンテキスト確立を始動させることができる。

ＭＳがＷＬＡＮカバレージを失った場合、またはＭＳを３Ｇネットワークにハンドオーバさせる別の誘因がある場合、３Ｇ無線接続が確立（再確立）される（２０８）。通常、この点に関して考慮した以下の３つのシナリオが存在する。

ＲＡＮにおいて既に確立されたＲＡＢがあり、サービス提供のためのリソースが予約されている場合、ＲＡＮからＭＳへの無線ベアラのみが設定されなければならない。これは異種ネットワーク間のハンドオーバの性能をさらに向上させる。

さもなければ、ＭＳは、ＲＡＢおよび無線ベアラを確立（再確立）するサービス要求手続きを、ＳＧＳＮに対して開始することができる。ＲＡＢおよび無線ベアラがＭＳのハンドオーバ前に構成され確立されているが、コアネットワークにおいてリソースが予約されていない場合、ＰＤＰコンテキスト修正手続きが、割り当てられたＱｏＳを変えるために開始され得る。

三番目のオプションとしては、ＲＡＢが設定されているが、ＲＡＮにおいてリソースが予約されていない場合があり得る。コアネットワークのネットワークノードにおいて、予約ＱｏＳ（ｒｅｓｅｒｖｅｄＱｏＳ）パラメータと要求ＱｏＳ（ｒｅｑｕｉｒｅｄＱｏＳ）パラメータとを有するＰＤＰコンテキストが確立され得る。予約ＱｏＳパラメータが、リソースを「予約」していない（０ｋｂｉｔ／ｓ）とき、これは、コアネットワーク内にリソースは予約されていないが、ネットワークノードにおいてＰＤＰコンテキストは確立されていることを意味する。ＲＡＮにおいて同様のメカニズムが用いられ得る。よって、ＲＡＢを確立する場合、ＲＡＮにはリソースが予約されていないことがあり得るが、ＭＳが３Ｇネットワークに接続する前に、ＲＡＢに関連するコンテキストが確立され得る。

３Ｇ接続２０８の完了後（またはその間）、ＭＳは、３Ｇサービス設定手続きを開始することができる（２０９）。例示的な手続きが図５に示されている。この手続きによれば、ＧＰＲＳサービスに対するサービス要求５０１がＳＧＳＮにより受信される。ＳＧＳＮは、ＭＳが３Ｇネットワーク経由でのＧＰＲＳサービス受信を望んでいる旨を、ＰＤＰコンテキストアップデート要求によりＧＧＳＮに通知することができる（５０２）。このメッセージは、例えば、以前になされていなければサービス配信のために３Ｇネットワークにおけるリソースを割り当てることにも用いられ得る。このメッセージを受信すると、ＧＧＳＮは、下り回線パケットをＳＧＳＮに送ることができる。

例えば、最初のサービスアクティブ化手続きが、直接ＰＤＧに対するものであったのならば、ＰＤＧは、もはやＷＬＡＮにおける下流側のノードに対してではなくＧＧＳＮに対してパケットを中継することも通知されてよい（５０３）。ＭＳ（ＵＥ）、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮおよびＰＤＧの間で授受されるメッセージは、それぞれのメッセージにより確認され応答され得る（５０４，５０５，５０６）。

本発明の他の実施の形態は、上記各種の実施の形態をハードウエアとソフトウエアを用いて実施することに関する。上記各種の方法は、上述の各種論理ブロック、モジュール、回路と同様に、例として、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、カスタムＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラム可能な論理素子などの、コンピューティングデバイスによっても実施または実行され得ることが認識される。本発明の各種実施の形態は、これらのデバイスの組み合わせによって実行または実施することもできる。

さらに、本発明の各種実施の形態は、プロセッサにより実行されるソフトウエアモジュールにより、またはハードウエアにおいて直接、実施され得る。ソフトウエアモジュールとハードウエア実装の組み合わせもまた可能である。ソフトウエアモジュールは、例えばＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど、任意の種類のコンピュータ可読媒体に保存され得る。

Claims

起点無線アクセスネットワークに接続している移動端末が、目標無線アクセスネットワークへの異種網間の高速ハンドオーバを行うためのハンドオーバ方法であって、
パケットデータゲートウエイが、サービスノードにコンテキストを生成することを要求する要求メッセージを送信するステップと、
前記サービスノードが前記要求メッセージを受信した際に、前記サービスノードは前記コンテキストを生成し、前記移動端末に無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）を確立することを要求するベアラセットアップ要求メッセージを送信するステップと、
前記移動端末が、前記目標無線アクセスネットワークにおいて、制御ノードと前記移動端末との間で無線ベアラを確立するステップと、
前記移動端末が、前記目標無線アクセスネットワークを介して、前記サービスノードに生成された前記コンテキストのアップデートを開始するサービス要求メッセージを送信するステップと、
を有するハンドオーバ方法。
前記コンテキストは、前記移動端末のために生成される請求項１に記載のハンドオーバ方法。
前記サービスノードは、ＧＰＲＳサポートノードである請求項１または請求項２に記載のハンドオーバ方法。
前記起点無線アクセスネットワークはＷＬＡＮであり、前記目標無線アクセスネットワークはＵＭＴＳ無線ネットワークである請求項１から請求項３のいずれかに記載のハンドオーバ方法。
起点無線アクセスネットワークに接続している移動端末が、目標無線アクセスネットワークへの異種網間の高速ハンドオーバを行うための通信システムであって、
サービスノードにコンテキストを生成することを要求する要求メッセージを送信するパケットデータゲートウエイと、
前記サービスノードが前記要求メッセージを受信した際に、前記コンテキストを生成し、前記移動端末に無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）を確立することを要求するベアラセットアップ要求メッセージを送信する前記サービスノードと、
前記目標無線アクセスネットワークにおいて、制御ノードと前記移動端末との間で無線ベアラを確立し、前記目標無線アクセスネットワークを介して、前記サービスノードに生成された前記コンテキストのアップデートを開始するサービス要求メッセージを送信する前記移動端末と、
を有する通信システム。
前記コンテキストは、前記移動端末のために生成される請求項５に記載の通信システム。
前記サービスノードは、ＧＰＲＳサポートノードである請求項５または請求項６に通信システム。
前記起点無線アクセスネットワークはＷＬＡＮであり、前記目標無線アクセスネットワークはＵＭＴＳ無線ネットワークである請求項５から請求項７のいずれかに記載の通信システム。