JP2012501130A - ハンドオーバプロセスの期間中またはハンドオーバプロセスの準備中にサービス品質メカニズムをサポートする方法 - Google Patents

Abstract

ハンドオーバプロセスの期間中またはハンドオーバプロセスの準備中にサービス品質（ＱｏＳ）メカニズムをサポートする方法を提供する。ユーザ装置（ＵＥ）がポイントオブアタッチメント（ＰｏＡ）を介してアクセスネットワーク（ＡＮ）にアタッチする。ハンドオーバプロセスは、ＵＥのすべての進行中の接続を維持しながら、ＵＥの接続を、ポイントオブアタッチメントの１つ、すなわち現ＰｏＡから、ポイントオブアタッチメントの他の１つ、すなわちターゲットＰｏＡに変更することをサポートする。シグナリングメッセージが、ハンドオーバプロセスの期間中または準備中に現ＰｏＡと第２のＰｏＡとの間で交換され、第２のＰｏＡは、ターゲットＰｏＡまたはターゲットＰｏＡの候補を含む。ＡＮは、ＡＮ内の通信路上で内部ＱｏＳメカニズムをサポートし、この通信路は、ＰｏＡの１つとコアネットワーク（ＣＮ）との間、または、ＰｏＡの１つとＡＮ内のネットワークエンティティとの間の通信のために使用される。本方法によれば、トリガメッセージが現ＰｏＡによって第２のＰｏＡへ送信され、トリガメッセージは、第２のＰｏＡに配置されたＵＥプロキシによって受信される。ＵＥプロキシは、トリガメッセージに応答して、通信路上でＱｏＳを保証するように内部ＱｏＳメカニズムを制御する。

Description

本発明は、ハンドオーバプロセスの期間中またはハンドオーバプロセスの準備中にサービス品質（ＱｏＳ）メカニズムをサポートする方法に関する。ユーザ装置（ＵＥ）がポイントオブアタッチメント（ＰｏＡ）を介してアクセスネットワーク（ＡＮ）にアタッチする。前記ハンドオーバプロセスは、前記ＵＥのすべての進行中の接続を維持しながら、前記ＵＥの接続を、前記ポイントオブアタッチメントの１つ、すなわち現ＰｏＡから、前記ポイントオブアタッチメントの他の１つ、すなわちターゲットＰｏＡに変更することをサポートする。シグナリングメッセージが、前記ハンドオーバプロセスの期間中または準備中に前記現ＰｏＡと第２のＰｏＡとの間で交換される。前記第２のＰｏＡは、前記ターゲットＰｏＡまたは前記ターゲットＰｏＡの候補を含む。前記ＡＮは、前記ＡＮ内の通信路上で内部ＱｏＳメカニズムをサポートする。前記通信路は、前記ＰｏＡの１つとコアネットワーク（ＣＮ）との間、または、前記ＰｏＡの１つとＡＮ内のネットワークエンティティとの間の通信のために使用される。

近年、いくつかの種類の無線通信システムが開発されている。例えば、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）が現在広く普及し、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）のようなセルラネットワークがきわめて重要なものとなっており、また最近では、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）が、ラストマイル無線ブロードバンドアクセスの配信を可能にする標準準拠技術として開発されている。新たな無線通信技術のほとんどが、より大きな帯域幅の利益をユーザに提供している。無線通信システムの能力向上とともに、ビデオ電話、ビデオストリームや高品質オーディオストリーム等の、無線リンク上の新たなサービスが実現可能となった。新たな無線通信技術と新たなサービスとの組合せの結果として、ユーザに対する利用可能性および利便性が向上している。

これらのサービスの多くは、ユーザによって受容されるためのある一定のサービス品質を必要とする。要求されるデータレートが高くなるほど、アクセスネットワーク（ＡＮ）のリソースに対する要求が増大する。ほとんどの場合、こうした要求は、無線システムによって提供される最高データレートで、それぞれの可能な無線リンクを処理するのに十分なリソースをＡＮで提供することによって満たされてきた。高いコストと、新しいシステムで利用可能なデータレートの上昇とにより、このアプローチは、新しい無線通信技術においては受け入れられない。したがって、サービス品質（ＱｏＳ）管理がＡＮにおいて導入される。この管理は、個別のトラフィックフローやトラフィックフロー群に十分なリソースを付与することにより、それらが指定されたパフォーマンス目標を満たすことができるようにすることを目的とする。このようなパフォーマンス目標としては、十分な帯域幅を提供することや、最大の遅延またはジッタ未満でデータパケットを処理することが挙げられる。

ネットワーク内のトラフィックフローに対してＱｏＳを提供するためには、いくつかの相異なるＱｏＳアーキテクチャおよびメカニズムが存在する。ＡＮでは、基本的に、ＩｎｔＳｅｒｖおよびＤｉｆｆＳｅｒｖという２つのＱｏＳアーキテクチャが従来知られている。ＩｎｔＳｅｒｖでは、ＡＮネットワークエンティティのリソースが各データフローごとに明示的に割り当てられる。データフローが確立されると、ＡＮの要求されたリソースが割り当てられ予約される。ＤｉｆｆＳｅｒｖを用いて、リソースが複数のトラフィッククラスに割り当てられる。各データパケットは、そのデータパケットの優先度またはキューイングを規定するトラフィッククラスマーカを含む。一般的に、リソースが制約され、ネットワーク負荷の変動が顕著なＡＮでは、ＩｎｔＳｅｒｖが好ましい。

一般的な場面において、ユーザの通信装置／端末のようなモバイルノード（以下、ユーザ装置（ＵＥ）という）は、ポイントオブアタッチメント（ＰｏＡ）を介してＡＮにアタッチされる。一般的に、ＵＥとＰｏＡとの間のアクセスリンクは無線通信技術によって提供される。アクセスネットワークでは、実質的に、銅線または光ファイバケーブル上の有線伝送が用いられる。各パケットあるいはデータフローは、それぞれのＱｏＳ要求に従って処理されるべきなので、これらの要求がＡＮの内部ＱｏＳメカニズムに知らされなければならない。ＵＥとその通信相手との間の通信に関与する各エンティティは、ＱｏＳ要求を知っていなければならない。この情報は基本的に、リソースの割り当て時に交換される。

ＵＥとＡＮとの間の通信においてＱｏＳメカニズムを提供する標準的アプローチは、ＡＮの内部ＱｏＳメカニズムをＵＥに拡張するものである。ＱｏＳ管理機能（QoS managing function, ＱｏＳ ＭＦ）がＵＥで動作し、通信路におけるリソースの割り当てまたは予約時に使用される。ＱｏＳ ＭＦが、ＱｏＳ要求を自己のＰｏＡにシグナリングする。このＰｏＡは、通信路上でリソースを割り当てることを必要とする次ホップのエンティティへ、ＱｏＳシグナリングを送信する。このアプローチの欠点として、各ＵＥがＡＮの内部ＱｏＳメカニズムを知らなければならないことがある。このため、互換性およびセキュリティの問題が生じる。ＡＮの内部ＱｏＳメカニズムを知らないＵＥは、ＱｏＳを用いた通信ができない。他方、内部をＵＥに公開しなければならない場合、攻撃者によって、ＡＮのネットワークリソースを遮断するために利用されるおそれがある。もう１つの欠点として、ＵＥの接続を必要とすることがある。ＵＥがＰｏＡにアタッチされていない場合、ＱｏＳシグナリングを交換できないため、リソースを割り当てることができない。後者の欠点は、あるＰｏＡから第２のＰｏＡへのＵＥのハンドオーバを実行する際に特に問題となる。現在のアクセスリンクが提供するＱｏＳが低い場合や、別のＰｏＡがより低いコストで通信を提供している場合には、ハンドオーバが妥当な可能性がある。ＱｏＳ割り当ての上記のアプローチでは、ＵＥは、通信を継続するために現在のリンクを保ちながら、リソースの割り当てを実行するために第２のＰｏＡへのリンクを確立しなければならない。

この問題は、ＩＥＥＥ８０２．２１標準草案のメディア非依存ハンドオーバ（media independent handover, ＭＩＨ）メカニズムのようなハンドオーバメカニズムによって解決される。これによれば一般に、ＵＥは、ＰｏＡへのリンクを確立せずに、リソース利用可能性チェックおよびリソース割り当てを実行することができる。しかし、このハンドオーバメカニズムは、アクセスリンク、すなわち、ＵＥと現ＰｏＡ、候補ＰｏＡまたはターゲットＰｏＡとの間のリンクのみに関するものである。ＭＩＨは、ＡＮにおけるリソース利用可能性の検査やリソースの割り当てをサポートしていない。

したがって、本発明の目的は、頭書のようなハンドオーバプロセスの期間中またはハンドオーバプロセスの準備中にＱｏＳメカニズムをサポートする方法において、ＵＥの関与が最小限に低減され、さらには回避されるような改良およびさらなる展開を行うことである。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えた方法によって達成される。この請求項に記載の通り、本方法は、以下のことを特徴とする。すなわち、トリガメッセージが前記現ＰｏＡによって前記第２のＰｏＡへ送信される。前記トリガメッセージは、前記第２のＰｏＡに配置されたＵＥプロキシによって受信される。前記ＵＥプロキシは、前記トリガメッセージに応答して、前記通信路上でＱｏＳを保証するように前記内部ＱｏＳメカニズムを制御する。

本発明によって初めて認識されたこととして、ＵＥとＡＮ内のネットワークエンティティとの間、または、ＵＥとコアネットワーク（ＣＮ）との間の通信路上のリソースの割り当てまたは予約は、ＵＥの関与を実質的に低減して、さらにはＵＥの関与なしで、可能となる。そのため、本発明によれば、ハンドオーバ先となる、またはなり得る第２のＰｏＡに、ＵＥプロキシが設けられる。このＵＥプロキシは、ＡＮ内で用いられる内部ＱｏＳメカニズムを知っており、内部ＱｏＳメカニズムを制御することが可能である。第２のＰｏＡにＵＥプロキシを設けることにより、ＵＥが内部ＱｏＳメカニズムを知ることを必要とせずに、ＵＥによって使用される通信路上でＱｏＳを保証することができる。これにより、セキュリティおよび互換性を向上させることができる。

ハンドオーバプロセスを実行または準備する際に、トリガメッセージが現ＰｏＡによって第２のＰｏＡへ送信される。このトリガメッセージは、第２のＰｏＡに対して、ＱｏＳ動作を実行するよう促す。第２のＰｏＡでは、トリガメッセージがＵＥプロキシによって受信される。ＵＥプロキシは、トリガメッセージによってトリガされると、通信路上でＡＮの内部ＱｏＳメカニズムを制御する。こうして、ＵＥの関与なしに、ＱｏＳ動作を第２のＰｏＡで実行することができる。ハンドオーバを実行すべき時、これから行われるハンドオーバが現ＰｏＡに通知される。現ＰｏＡは、トリガメッセージを用いて、第２のＰｏＡでＱｏＳ動作を開始する。こうして、ＱｏＳシグナリング全体がＡＮ内に保持され、ＵＥとＰｏＡとの間でＱｏＳシグナリングメッセージを交換する必要はない。

「第２のＰｏＡ」という用語は、ハンドオーバ先となる、またはなり得るＰｏＡを指す。第２のＰｏＡは、ターゲットＰｏＡであっても、ターゲットＰｏＡの候補であってもよい。ターゲットＰｏＡは、ハンドオーバプロセス後にＵＥがアタッチされるポイントオブアタッチメントである。ターゲットＰｏＡの候補は、ＵＥにリンクを提供することができるかもしれないポイントオブアタッチメントである。その候補ＰｏＡへのハンドオーバが実行されるか否かは、さまざまな付加的制約、例えば、リソースの利用可能性、ポリシー、提供されるＱｏＳ等に依存する。

「ポイントオブアタッチメント」（ＰｏＡ）という用語は、ＵＥとのレイヤ２コネクションを確立することが可能な各種のエンティティを指す。ＰｏＡは、ＵＭＴＳ基地局、ＷＬＡＮアクセスポイント、ＷｉＭＡＸ基地局等であってもよい。ＰｏＡは必ずしも単一の物理機器とは限らない。ＰｏＡは、２個、さらにはそれ以上の物理装置に分割されていてもよい。例えば、機能の一部が基地局に配置され、他の部分が、複数の基地局どうしをつなぐアクセスルータに配置されてもよい。ＵＥとＰｏＡとの間のアクセスリンクは一般的に、無線通信技術に基づく。しかし、イーサーネット等を用いた有線方式であってもよい。

「アクセスネットワーク」（ＡＮ）という用語は、ＰｏＡとの間でデータを伝送するネットワークを指す。ＡＮは実質的に有線方式である。ＡＮは、ＰｏＡをプロバイダのＣＮと接続する。なお、アクセスネットワーク、バックホール（backhaul）ネットワーク、コアネットワークという用語およびそれらの境界は明確に定義されていないが、アクセスネットワークという用語は、ＰｏＡとＣＮとの間の通信に用いられるネットワークを指すのに対して、ＣＮは、リモートサーバ、コンピュータ、他のＵＥあるいは類似のネットワークエンティティにデータパケットをトランスポートする高速ネットワークであると理解すべきである。この点に関して、ＡＮは、バックホールネットワークとして記述されることがあるネットワークを含んでもよい。

以下、ＵＥとその通信相手との間の通信は、ＵＥとＡＮ内のネットワークエンティティ（ＰｏＡ、サーバ、第２のＵＥ等）との間の通信、または、ＵＥとＣＮとの間の通信とする。なお、データの取得元あるいはデータの送信先となる装置は、ＡＮ内に配置される必要があると理解すべきである。この装置は、ＣＮ内に配置されても、ＣＮまたはＡＮと通信し得る第３のネットワーク内に配置されてもよい。

本発明による方法を用いる場合、内部ＱｏＳメカニズムの制御は、互いに組み合わせることも可能な複数のステップを含み得る。内部ＱｏＳメカニズムを制御するために実行され得る１つのステップとして、リソース利用可能性の検査がある。この検査ステップは、ＵＥとその通信相手との間の通信路上の通信のために十分なリソースが利用可能かどうかのチェックを含む。通信に関与する各エンティティは、要求されたＱｏＳを提供することができなければならない。あるネットワークエンティティが要求ＱｏＳを提供することができない場合、通信路全体が、この通信のために要求ＱｏＳを提供することができない。したがって、リソース利用可能性は、通信に関与する各ネットワークエンティティでチェックされるか、または、各ネットワークエンティティに対して推定されるべきである。通信路で利用可能なリソースがないか少なすぎる場合には、代替通信路を探索してもよい。適当な通信路が見つからない場合、より低いが達成可能なＱｏＳを、問合せ元エンティティに報告することができる。

内部ＱｏＳメカニズムを制御するために実行され得るもう１つのステップとして、リソースの割り当てがある。この割り当てステップは一般的に、第２のＰｏＡへのハンドオーバがまもなく実行され、その後すぐに通信のために通信路が使用される、という場合に実行される。リソースの割り当てにおいて、ＵＥとその通信相手との間の通信路上の通信に関与する各ネットワークエンティティが、ある一定のＱｏＳを提供するために、要求されたリソースを割り当てる。このステップは、リソースの予約を含んでもよい。予約においては、リソースの利用可能性がデータフローに対して保証される。割り当ての際に、そのリソースが利用可能である可能性は非常に高い。

リソースが割り当てられた後、割り当てられたリソースは、変更ステップで変更されてもよい。この変更ステップもまた、内部ＱｏＳメカニズムを制御するステップでもあり得る。このステップは、データフローの要求が変化した場合、ＵＥが、高いＱｏＳでの通信をもはや許可されなくなった場合、あるいは、通信路上のリソースの利用可能性が変化した場合に、必要となり得る。

ＵＥとその通信相手との間の通信に用いられる通信路は、トンネルリンクを含んでもよい。トンネルリンクは、無線または有線のいずれのネットワークで実現されてもよい。無線ネットワークでは、トンネルリンクは、マルチホップネットワークで実現されてもよい。一般的に、このようなトンネルリンクは、そのトンネルリンク上の帯域幅や遅延に関して制約される。このような制約は、通信路で利用可能なＱｏＳと直接に対応する。

有利な態様として、ＵＥプロキシは、内部ＱｏＳメカニズムを制御するためにＱｏＳ管理機能（ＱｏＳ ＭＦ）を使用する。ＵＥプロキシとＱｏＳ ＭＦとを２つの相異なる機能ブロックに分離することは、内部ＱｏＳメカニズムが変更された場合にＱｏＳ ＭＦを容易に交換することができるという点で有益である。また、ＵＥプロキシは、相異なるＱｏＳメカニズムを提供する複数のＱｏＳ ＭＦに接続されてもよい。これらの相異なるＱｏＳメカニズムは、相異なる通信路のＱｏＳのために使用可能である。この分離の結果として、ＵＥプロキシは、ＡＮで用いられる内部ＱｏＳメカニズムからも完全に独立になる。ＵＥプロキシおよびＱｏＳ ＭＦは、ＱｏＳ ＳＡＰ（Service Access Point, サービスアクセスポイント）プリミティブを用いて通信してもよく、あるいは、使用されるＱｏＳメカニズムとは独立の他のプロトコルを用いてもよい。

本発明のこの実施形態において、ＱｏＳ ＭＦは、ＵＥプロキシのように第２のＰｏＡ上に配置されてもよい。ただし、本発明による方法に関して、ＰｏＡという用語は必ずしも単一の物理機器を指すとは限らず、２つ以上の機器に分割されてもよいことが理解されるべきである。ＰｏＡは、基地局と、複数の基地局を接続可能なアクセスルータとに分割されてもよい。ＱｏＳ ＭＦは、アクセスルータに実装されてもよく、これはＰｏＡに配置されているとみなすべきである。

第２のＰｏＡでＱｏＳ ＭＦを使用する場合、ＱｏＳ ＭＦは、通信路上の通信に関与するネットワークエンティティへＱｏＳシグナリングを送信してもよい。こうして、ＱｏＳ ＭＦは、ＡＮで用いられるＱｏＳメカニズムに固有の各シグナリングを実行する。ＵＥプロキシは、いくつかのＱｏＳプリミティブのみをＱｏＳ ＭＦへ送信し、これらは、通信路上で用いられる内部ＱｏＳメカニズムとは完全に独立とすることが可能である。

これに加えて、あるいは別法として、ＵＥプロキシは、通信路のネットワークエンティティへＱｏＳシグナリングを送信することを担当する第３のネットワークエンティティをトリガしてもよい。これにより、ＡＮまたはＡＮの一部におけるＱｏＳシグナリングを担当する中央ネットワークエンティティを設定することができる。それにより、第３のネットワークエンティティは、第２のＰｏＡをＵＥの通信相手と接続する適当な通信路を選択する際にも使用可能である。第３のエンティティは、利用可能なリソースに関する情報を保存してもよい。また、内部ＱｏＳメカニズムを新たな内部ＱｏＳメカニズムで置換する場合、適合させなければならないネットワークエンティティがほんのわずかなので、置換の実行が容易になる。

有利な態様として、内部ＱｏＳメカニズムを制御するために用いられるＱｏＳシグナリングは、あるネットワークエンティティから別のネットワークエンティティに渡される。こうして、シグナリングメッセージが、あるエンティティから通信路上の次のエンティティへ送信されることにより、ＱｏＳシグナリングメッセージが、通信に用いられるデータパケットと同じ経路上で送信される。こうして、ＱｏＳシグナリングを送信するための別個のインフラストラクチャが不要となる。

別法として、ＱｏＳシグナリングは、ＱｏＳシグナリングを生成するエンティティから、ＱｏＳ動作、すなわち、リソース利用可能性の検査、リソースの割り当て、または割り当てられたリソースの変更、を実行すべきそれぞれのネットワークエンティティへ直接に送信されてもよい。ＱｏＳシグナリングを生成するエンティティは、上記の中央の第３のネットワークエンティティであっても、第２のＰｏＡであってもよい。

ＱｏＳシグナリングを送信するためのこれら２つのアプローチを組み合わせてもよい。このような実装では、通信路上で使用される複数のネットワークエンティティが、中央の第３のネットワークエンティティまたは第２のＰｏＡからＱｏＳシグナリングを受信し、自己の近隣にＱｏＳシグナリングを送信する。こうして、特に長距離の通信路上において、ＱｏＳシグナリングを配信する時間が短縮される。

ＵＥプロキシが内部ＱｏＳメカニズムを制御することを可能にするため、ＵＥプロキシは、ＵＥの進行中の接続に関する情報を有していなければならない。ＵＥプロキシは、ＵＥプロキシに関連するＰｏＡによって処理されるべきデータフローに関する情報を必要とする。この情報は、それぞれのＱｏＳ制約とともに、ＵＥプロキシに保存されてもよい。別法として、あるいはこれに加えて、ＵＥの進行中の接続に関する情報は、シグナリングメッセージを用いて送信されてもよい。このようなシグナリングメッセージは、現ＰｏＡと第２のＰｏＡとの間で交換される。こうして、第２のＰｏＡは、現ＰｏＡから、進行中の接続に関する現在の情報を受信する。

また、ＵＥプロキシは、ＡＮ内またはコアネットワーク（ＣＮ）内のサーバに情報を問い合わせてもよい。この情報としては、ＱｏＳポリシー、ＵＥの要求、ＵＥのトラフィックフローの要求、ＵＥの進行中の接続に関する情報等が挙げられる。このサーバは、ＡＮまたはＡＮの一部において情報を問い合わせる各ＰｏＡまたは各ネットワークエンティティに情報を提供する中央ネットワークエンティティであってもよい。この場合、情報は、中央ポイントで提供され、ＡＮ内の多くの相異なるエンティティで更新される必要はない。

現ＰｏＡからのトリガメッセージによってトリガされたＱｏＳ動作の完了後、ＵＥプロキシは、完了を現ＰｏＡにシグナリングする。この応答は、要求された通信路上でリソースが利用可能であるかどうかの情報を含んでもよい。別法として、この応答は、リソースの割り当ての成功、または、割り当てられたリソースの変更の成功に関する情報を含んでもよい。また、リソースが利用可能でないこと、または、割り当てや、割り当てられたリソースの変更が失敗したことの情報を含んでもよい。また、この応答は、提供することはできるが要求されたよりも少ない最善のＱｏＳに関する情報のような、他の情報を含んでもよい。この情報は、要求されたＱｏＳを提供する通信路が見つからない場合に、使用することができる。

ＱｏＳ動作がリソース割り当ての場合、割り当ての完了をＵＥにシグナリングしてもよい。対応するメッセージが、現ＰｏＡによってＵＥへ送信されることが可能である。このメッセージは、新たなＰｏＡへのアクセスリンクの利用可能性、および、要求されたＱｏＳを提供する新たなＰｏＡへのハンドオーバの実行可能性、の両方をＵＥに通知する。概して、通信路上のリソースの割り当ては、ＵＥの関与なしにアクセスネットワーク内で実行され、ＵＥは、他のＰｏＡへの他の接続を確立せずに、現ＰｏＡを用いて、リソースの割り当てに関する情報を受信する。また、リソースの利用可能性の検査や、割り当てられたリソースの変更等の他のＱｏＳ動作においても、ＱｏＳ動作の完了は、現ＰｏＡによってＵＥにシグナリングされることが可能である。

本発明による方法は、複数のＱｏＳメカニズムに関連して使用可能である。好ましくは、ＱｏＳメカニズムは、明示的シグナリングまたはパケットマーカに基づく。明示的シグナリングは、通信路上でリソースを割り当てるために使用される。この種のＱｏＳメカニズムの一例は、ＲＦＣ２４７４およびＲＦＣ２４７５に記載されているＤｉｆｆＳｅｒｖアーキテクチャである。パケットマーカを用いる場合、各送信データパケットは、そのデータパケットが処理されるかそれともキューイングされるかに関するマーカを含む。パケットマーカを用いる場合、各ネットワークエンティティは、そのネットワークエンティティを現在伝送されているすべてのデータフローのリストを設定し更新する。

リソースの利用可能性をチェックする場合には、リストに提供された情報を参照して、リソースが、通信路上の新たなデータフローに対して利用可能であるかどうかを検査する。簡単のため、このリストは、出口、すなわち通信路上の最初のネットワークエンティティ、および／または、出口、すなわちＣＮに入る前の通信路上の最後のネットワークエンティティ、に保持されてもよい。パケットマーカを用いたＱｏＳメカニズムの一例は、ＲＦＣ２２１０に記載されたＩｎｔＳｅｒｖである。

ハンドオーバプロセスは、複数のエンティティによって開始されてもよい。一方で、ハンドオーバプロセスは、ＵＥによって開始されてもよい。これは、ＵＥが、現ＰｏＡよりも高い信号品質を提供するＰｏＡを検出した場合や、より低いコストで使用可能な他のネットワーク技術が利用可能である場合に妥当となり得る。後者の場合の一例として、ＵＭＴＳからＷＬＡＮへのハンドオーバが考えられる。他方、ハンドオーバプロセスは、ＰｏＡによって開始されてもよい。これは、現ＰｏＡが高い負荷を受けており、近隣の他のＰｏＡが利用可能なリソースを有する場合に有益となり得る。その場合、現ＰｏＡから他のＰｏＡへのハンドオーバを実行してもよい。また、ハンドオーバは、ＡＮ内の中央エンティティによって開始されてもよい。これは、例えばユーザのクレジットが限度額に達したために、ＵＥが現ＰｏＡ経由での通信をもはや許可されなくなった場合に使用可能である。

好ましくは、本発明による方法を用いたシステム上での通信は、メディア非依存ハンドオーバ（ＭＩＨ）抽象化レイヤを用いて実行される。ＵＥにおけるＭＩＨ抽象化レイヤは、現ＰｏＡまたは第２のＰｏＡとの通信に用いられる。それぞれのＰｏＡの通信相手は、もう１つのＭＩＨ抽象化レイヤである。ＰｏＡ間の通信もまた、ＭＩＨ抽象化レイヤを用いて実行されてもよい。好ましくは、ＩＥＥＥ８０２．２１標準に準拠したＭＩＨ抽象化レイヤが使用される。

本発明を好適な態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。

ＵＥにおいてＱｏＳメカニズムを提供するために用いられる従来技術によるシステムの模式図である。 本発明による方法の適用場面の一例の模式図である。

図１は、内部サービス品質（ＱｏＳ）メカニズムをユーザ装置（ＵＥ）に拡張する従来技術の標準的アプローチを例示している。ＵＥにおいて、アプリケーション（Ａｐｐ）が動作している。Ａｐｐは、ＵＥとその通信相手との間の通信路上で利用可能となるべきある一定のＱｏＳを要求する。Ａｐｐは、ＱｏＳ ＳＡＰ（Service Access Point）プリミティブを用いて、そのＱｏＳ要求に関する情報をＱｏＳ管理機能（ＱｏＳ ＭＦ）に提供する。ＱｏＳ ＳＡＰプリミティブは、ＱｏＳメカニズムとは独立の基本的なＱｏＳコマンドである。ＵＥのＱｏＳ ＭＦは、ポイントオブアタッチメント（ＰｏＡ）のＱｏＳ ＭＦへＱｏＳシグナリングを送信する。ＰｏＡは、通信路上でリソースの割り当てを必要とする次ホップのエンティティにＱｏＳシグナリングを渡す。上記ですでに述べたように、この標準的アプローチは、内部ＱｏＳメカニズムをＵＥに公開するので、セキュリティおよび互換性の問題につながる。

図２は、本発明による方法の適用場面の一例を示している。ユーザドメインにおいて、アプリケーションＡｐｐがユーザ装置ＵＥ上で動作している。Ａｐｐは、ある一定のＱｏＳ要求を必要とする。ＱｏＳ要求は、メディア非依存ハンドオーバ（ＭＩＨ）抽象化レイヤにシグナリングされる。ＭＩＨ抽象化レイヤは、ＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデルの第２層の上に位置する。ＵＥは、プロバイダドメインのポイントオブアタッチメント（現ＰｏＡ）に接続される。ステップ（１）で、ＵＥは、ハンドオーバプロセスが開始されるべきことを自己の現ＰｏＡに通知する。さらに、ＵＥは、ハンドオーバプロセス後にアタッチされる可能性のあるターゲットＰｏＡの候補のリストを送信する。現ＰｏＡ上のＭＩＨ抽象化レイヤは、これらのメッセージを受信し、ＵＥによって提供されたリストのうちのターゲットＰｏＡの候補の少なくとも１つへトリガメッセージを送信する。以下、ターゲットＰｏＡの候補またはターゲットＰｏＡを第２のＰｏＡと称する。トリガメッセージを受信した各第２のＰｏＡは、自己のＭＩＨ抽象化レイヤにおいてそれを受信し、これから行われるハンドオーバをターゲットＰｏＡ上のＵＥプロキシに通知する。ＵＥプロキシは、ＱｏＳ管理機能ＱｏＳ ＭＦを用いて、ＡＮの内部ＱｏＳメカニズムを制御する。ＵＥプロキシは、ＱｏＳ ＭＦとの通信にＱｏＳ ＳＡＰプリミティブを使用する。第２のＰｏＡが利用可能なリソースを有する場合、ＱｏＳ ＭＦは、次ホップエンティティのＱｏＳ ＭＦへＱｏＳシグナリングを送信する。次ホップエンティティでは、リソースの利用可能性がチェックされ、リソースが利用可能な場合、通信路上の次の近隣ネットワークエンティティがＱｏＳシグナリングにより接続される。こうして、ＱｏＳシグナリングが通信路上の各ネットワークエンティティへ送信され、各ネットワークエンティティがリソースリの利用可能性をチェックする。通信路上の最後のエンティティに到達すると、このエンティティのＱｏＳ ＭＦは、第２のＰｏＡに返す応答を生成する。この応答は、第２のＰｏＡに到達するまで、通信路上のネットワークエンティティからネットワークエンティティへと送信される。ネットワークエンティティのＱｏＳ ＭＦが、問合せステップの期間中に、リソースが利用可能でないことを発見した場合、ＱｏＳシグナリングは、近隣の次ホップエンティティへ送信されず、否定応答が前ホップエンティティへ返送され、第２のＰｏＡに返送される。肯定または否定応答が、第２のＰｏＡのＱｏＳ ＭＦで受信され、ＱｏＳ ＳＡＰプリミティブによりＵＥプロキシにシグナリングされる。ＵＥプロキシは、リソースの利用可能性または利用不可能性をＭＩＨ抽象化レイヤにシグナリングする。ＭＩＨ抽象化レイヤは、現ＰｏＡへのシグナリングメッセージを生成する。このシグナリングメッセージは、現ＰｏＡのＭＩＨ抽象化レイヤで受信される。

現ＰｏＡが問合せ先の第２のＰｏＡのそれぞれから応答を受信した後、またはある一定のタイムアウトの後に、現ＰｏＡは、トリガメッセージに応答した第２のＰｏＡのうちから最も適当なターゲットＰｏＡを選択する。ステップ（２）で、現ＰｏＡは、別のトリガメッセージをターゲットＰｏＡへ送信する。このトリガメッセージは、ＭＩＨ抽象化レイヤで受信される。ステップ（３）で、ＭＩＨ抽象化レイヤは、トリガメッセージに応答して、これから行われるハンドオーバをターゲットＰｏＡ上のＵＥプロキシに通知する。ステップ（４）で、ＵＥプロキシは、新たな通信路上でリソースを割り当てるために、ＱｏＳ ＭＦを使用する。リソースの利用可能性を検査するステップと同様に、ＱｏＳシグナリングがターゲットＰｏＡから次ホップエンティティへ送信される。次ホップエンティティは、これに応答して、要求されたリソースを割り当て、ＱｏＳシグナリングメッセージを自己の近隣の次ホップエンティティへ送信する。通信路上の最終ホップエンティティに到達した後、肯定応答メッセージが、通信路上のターゲットＰｏＡへ返送される。次ホップエンティティが利用可能なリソースを有しない場合、例えば、リソースが（リソース利用可能性検査と割り当てとの間に）他のデータフローに割り当てられた場合には、このネットワークエンティティは、自己の近隣の次ホップエンティティへＱｏＳシグナリングを送信せず、通信路上の各ネットワークエンティティを経由してターゲットＰｏＡへ応答を返送する。リソースの割り当ての成功または失敗を示す応答が、ターゲットＰｏＡのＵＥプロキシによって受信される。ＵＥプロキシは、これに応答して、ＱｏＳ動作の結果をＭＩＨ抽象化レイヤにシグナリングする。

以下、割り当てが成功したと仮定する。この場合、ＵＥプロキシは、割り当て完了をＭＩＨ抽象化レイヤにシグナリングする（ステップ（５））。これで、ターゲットＰｏＡおよび通信路が、ハンドオーバプロセスのために準備されたことになる。準備の完了がＵＥにシグナリングされる。これは、現ＰｏＡへのシグナリングメッセージによって実行されてもよい。これに応答して、現ＰｏＡが、ハンドオーバのために選択されたターゲットＰｏＡを含むシグナリングメッセージをＵＥへ送信する。別法として、ターゲットＰｏＡが、ＩＥＥＥ８０２．２１に準拠したメディア非依存ハンドオーバ（ＭＩＨ）メカニズムを用いてＵＥに接続し、ハンドオーバ準備完了を通知してもよい。ＵＥへのシグナリングがどのように実行されるかにかかわらず、シグナリングが受信された後、ハンドオーバプロセスが行われる。ハンドオーバプロセスの完了後、ターゲットＰｏＡのＭＩＨ抽象化レイヤは、ハンドオーバが完了したことを、以前の「現ＰｏＡ」にシグナリングする（ステップ（６））。ステップ（７）で、ハンドオーバ完了が、以前の「現ＰｏＡ」のＵＥプロキシにシグナリングされる。ステップ（８）で、ＵＥプロキシは、自己のＱｏＳ ＭＦを用いて、旧通信路上のリソースを解放する。

上記の例示的場面の説明から容易にわかるように、ＵＥはハンドオーバプロセスおよび通信路上のリソースの割り当てにほとんど関与しない。内部ＱｏＳメカニズム全体は、ＵＥにとって未知のままとすることができ、プロバイダドメインのＡＮ内で実行される。

上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

Claims (15)

1. ハンドオーバプロセスの期間中またはハンドオーバプロセスの準備中にサービス品質（ＱｏＳ）メカニズムをサポートする方法において、
   ユーザ装置（ＵＥ）がポイントオブアタッチメント（ＰｏＡ）を介してアクセスネットワーク（ＡＮ）にアタッチし、
   前記ハンドオーバプロセスは、前記ＵＥのすべての進行中の接続を維持しながら、前記ＵＥの接続を、前記ポイントオブアタッチメントの１つ、すなわち現ＰｏＡから、前記ポイントオブアタッチメントの他の１つ、すなわちターゲットＰｏＡに変更することをサポートし、
   シグナリングメッセージが、前記ハンドオーバプロセスの期間中または準備中に前記現ＰｏＡと第２のＰｏＡとの間で交換され、前記第２のＰｏＡは、前記ターゲットＰｏＡまたは前記ターゲットＰｏＡの候補を含み、
   前記ＡＮは、前記ＡＮ内の通信路上で内部ＱｏＳメカニズムをサポートし、前記通信路は、前記ＰｏＡの１つとコアネットワーク（ＣＮ）との間、または、前記ＰｏＡの１つと前記ＡＮ内のネットワークエンティティとの間の通信のために使用され、
   該方法は、
   トリガメッセージが前記現ＰｏＡによって前記第２のＰｏＡへ送信され、前記トリガメッセージは、前記第２のＰｏＡに配置されたＵＥプロキシによって受信され、
   前記ＵＥプロキシは、前記トリガメッセージに応答して、前記通信路上でＱｏＳを保証するように前記内部ＱｏＳメカニズムを制御する
   ことを特徴とする、ハンドオーバプロセスの期間中またはハンドオーバプロセスの準備中にサービス品質メカニズムをサポートする方法。
2. 前記内部ＱｏＳメカニズムの制御が、リソースの利用可能性の検査、リソースの割り当て、および割り当てられたリソースの変更の少なくとも１つを含み、前記リソースは、前記通信路上の通信に関与するネットワークエンティティのリソースであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記通信路が、トンネルリンクを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記内部ＱｏＳメカニズムを制御するために、前記ＵＥプロキシが、ＱｏＳ管理機能（ＱｏＳ ＭＦ）を使用し、該ＱｏＳ ＭＦが、前記第２のＰｏＡに配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. ＱｏＳシグナリングが、前記ＱｏＳ ＭＦによってネットワークエンティティへ送信され、該ネットワークエンティティは、前記通信路上の通信に関与することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記内部ＱｏＳメカニズムを制御するために、第３のネットワークエンティティが、前記通信路上の通信に関与するネットワークエンティティへＱｏＳシグナリングを送信し、前記第３のネットワークエンティティの前記ＱｏＳシグナリングが、前記ＵＥプロキシによってトリガされることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ＱｏＳシグナリングは、前記シグナリングメッセージが前記通信路上に送信されるように、前記ネットワークエンティティの１つから前記ネットワークエンティティの別の１つに渡されることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
8. 前記ＵＥプロキシが、前記ＵＥの進行中の接続およびそれぞれの制約に関する情報を保存することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記ＵＥプロキシが、ＱｏＳポリシー、前記ＵＥの要求、前記ＵＥのトラフィックフローの要求、または前記ＵＥの進行中の接続に関する情報を、前記ＡＮまたは前記ＣＮ内のネットワークエンティティに対して問い合わせることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記シグナリングメッセージが、前記ＵＥの進行中の接続およびそれぞれの制約に関する情報を含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記トリガメッセージによってトリガされたＱｏＳ動作の完了が、前記ＵＥプロキシによって前記現ＰｏＡにシグナリングされ、前記ＱｏＳ動作が、リソースの利用可能性の検査、リソースの割り当て、または割り当てられたリソースの変更を含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記ＱｏＳ動作の完了が、前記現ＰｏＡによって前記ＵＥにシグナリングされ、前記ＱｏＳ動作が、リソースの利用可能性の検査、リソースの割り当て、または割り当てられたリソースの変更を含むことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記ＱｏＳメカニズムが、明示的シグナリングまたはパケットマーカに基づき、前記パケットマーカは、前記通信路上に送信される各データパケットの一部であり、前記ＱｏＳメカニズムが、好ましくはＤｉｆｆＳｅｒｖまたはＩｎｔＳｅｒｖに基づくことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記ハンドオーバプロセスが、前記ＵＥによって、前記ＰｏＡによって、またはＡＮ内の中央エンティティによって開始されることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記現ＰｏＡと前記ＵＥプロキシとの間の通信、または、前記ＵＥと前記ＰｏＡとの間の通信が、メディア非依存ハンドオーバ（ＭＩＨ）抽象化レイヤ、特にＩＥＥＥ８０２．２１標準に準拠したＭＩＨ抽象化レイヤ、を用いて実行されることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。

Images