JP2012525808A

JP2012525808A - マルチモードモバイル装置の無線ハンドオーバ時にリソースを節約して使用するための方法

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Publication number: JP2012525808A
Application number: JP2012508832A
Authority: JP
Inventors: エム．セーディ、シャハブ; ダブル．バランタイン、ウェイン
Original assignee: Motorola Mobility LLC
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2012-10-22
Anticipated expiration: 2030-05-10
Also published as: BRPI1011170B1; EP2433399B1; KR101649391B1; JP5534371B2; RU2549132C2; US8194615B2; US20140286311A1; WO2010135098A1; CN102428680B; MX2011011322A; US8750249B2; CN102428680A; KR20120022979A; EP2433399A1; KR20140109504A; BRPI1011170A2; US9094878B2; US20120236831A1; US20100296483A1; RU2011152121A

Abstract

第１のネットワーク技術から第２のネットワーク技術にマルチモードモバイル装置（ＭＳ）をハンドオーバするための方法が記載される。方法は、マルチモードＭＳによって、マルチ技術無線カバレッジの領域内の第１の無線ネットワークにおける第１のパケットセッションを開始するステップと、第１の無線ネットワークとは異なる第２の無線ネットワークを検出するステップとを有する。この方法はまた、サービス品質要求を確定するステップと、第１のセッションがＱｏＳの影響を受けやすいサービスとリアルタイムサービスとのうちの少なくとも１つを有するときに、初期ネットワークエントリとセッション確立の手順を完了するステップと、ＱｏＳの影響を受けやすいサービスとリアルタイムサービスとがサポートされないときに、初期ネットワークエントリとセッション確立の手順を完了しないステップと、を有する。

Description

本発明は、マルチモードモバイル装置のための技術間のハンドオーバに関し、より詳細には、マルチモードモバイル装置によってサポートされるサービスのためのサービス品質要求に基づいて、サービングネットワークから、それと異なる無線技術を使用するターゲットネットワークへのハンドオーバを完了するのに先立ってマルチモードモバイル装置によって開始されるネットワークエントリおよびセッション確立の手順のための技術間のハンドオーバに関する。

オペレータが、ＧＳＭ（登録商標）、ｃｄｍａ２０００、高速パケットデータ（ＨＲＰＤ）、ＵＭＴＳなどを含む自らの既存の２Ｇおよび３Ｇのネットワークとともに、ＬＴＥやＷｉＭＡＸなどの４Ｇ無線ブロードバンドネットワークを採用し始めるにつれて、デュアル技術の無線ネットワークが普及してきている。これらのデュアル技術ネットワークを、無線オペレータのネットワークカバレッジを拡張するために２Ｇ／３Ｇネットワークと並行して４Ｇネットワークの形態で実施してもよく、特定の領域において容量を追加するために既存の２Ｇ／３Ｇネットワークへの４Ｇネットワークの重畳として、または両方の組合せで実施してもよい。デュアル技術ネットワークのいくつかの例には、ＬＴＥ−ＨＲＰＤ、ＷｉＭＡＸ−ＨＲＰＤネットワーク、ＷｉＭＡＸ−ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮネットワーク、３ＧＰＰ２、ＷｉＭＡＸ−ＷｉＦｉネットワークなどが含まれる。これらの例にはまた、ジョイントＷｉＭＡＸ−ＬＴＥアクセスネットワークなど、デュアル技術の４Ｇネットワークが含まれる。

デュアル技術ネットワークが提供する、拡張されたネットワークカバレッジおよびネットワーク容量を利用するためには、マルチエアインターフェース技術をサポートすることのできるデュアル技術モード／マルチ技術モードのモバイル装置（ＭＳ）が必要とされる。デュアル技術無線ネットワークが採用されるにつれて、無線ネットワークのオペレータは、単一の技術ネットワークで現在利用可能なのと同様のセッション継続性を、ハンドオーバを使用することによって、自らのデュアル技術ネットワーク全体にわたって顧客に提供する方法を模索している。これには、マルチモードモバイル装置と異種のジョイントアクセスネットワークにおいて、技術間のハンドオーバをサポートすることが必要である。サービング技術ネットワークで劣化する無線の状態、異種ネットワーク間の負荷バランス、サービングネットワークでの一時的なサービス停止、デュアルモードモバイル装置に対するオペレータのポリシー、ある技術ネットワークに対する他の技術ネットワークでのサービスについての、たとえば高帯域、低コスト、または他の理由によるユーザの好みなどが原因で、技術間のハンドオーバが必要になることがある。

サービングネットワークによってサポートされるパケットセッションは、１つまたは複数のパケットタイプのサービスをサポートする、１つまたは複数の「サービスフロー」または「サービスインスタンス」から構成されてもよい。これらには、たとえば、待ち時間の遅延を許容することのできない、ビデオストリーミング、ゲーム、ボイスオーバＩＰ（ＶｏＩＰ）、他のリアルタイムサービスなど、サービス品質（ＱｏＳ）の影響を受けやすいアプリケーション（ＱｏＳｓｅｎｓｉｔｉｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）、および、ユーザ体験への影響が少なくて待ち時間の遅延を許容することのできる、ｅメール、ウェブブラウジング、またはインスタントメッセージなどのサービス品質要求の低いアプリケーションが含まれ得る。セッションの継続性とは、サービング基地局、アクセスポイントまたはネットワークノードから、それとは異なる無線アクセス技術を使用したターゲット基地局、アクセスポイントまたはネットワークノードへのハンドオーバ中に、既存のパケットデータセッションを維持する機能を指す。ユーザの移動中に既存のパケットデータセッションのセッション継続性を維持するためには、ユーザのパケットセッションを現在のサービングノードからターゲットノードにハンドオーバしなければならない。技術間のハンドオーバの場合、ハンドオフに関与するサービングノードおよびターゲットノードは、２つの異なるエアインターフェース技術または無線アクセスタイプ（ＲＡＴ）、および、ネットワーク規格またはネットワーク技術をサポートする。したがって、ハンドオーバに先立って、ターゲットネットワークにおいて、まず新規のセッションを設定し、パケットセッションを確立しなければならない。

無線ネットワークにおけるコール設定、初期ネットワークエントリまたはセッション登録は、モバイル装置とネットワークの間の認証、許可、およびパケットセッション登録の手順を有する。異種技術のネットワークにおけるハンドオーバは、標準化されたハンドオーバ信号プロトコルを使用して、ソースノードすなわちサービングノードからターゲットノードへのモバイル装置のパケットセッションの移動を最適化する。技術間のハンドオーバ信号プロトコルが指定されていないので、技術間のハンドオーバ、すなわちサービング技術ネットワークから異種のターゲット技術ネットワークへのパケットデータセッションのハンドオーバは、まず初期ネットワークエントリ手順がターゲットネットワークで完了した後、モバイル装置とサービングノードの間でアクティブなパケットセッションを、第２の異種技術のノードへとハンドオフできることを必要とする。

技術間ハンドオーバ時にターゲット技術ノードで初期ネットワークエントリ手順を完了するには時間がかかり、結果として、技術間ハンドオーバ時に、許容できない待ち時間遅延および潜在的なパケット損失が生じる。モバイル装置およびターゲット技術ネットワークによってサポートされるエアインターフェース技術に応じて、初期ネットワークエントリ手順を完了するのに数秒間を要することがある。サービス品質の影響を受けやすいリアルタイムサービスからなるパケットデータセッションをハンドオフするときには、これらの遅延は許容できない。

技術間のハンドオーバ中に待ち時間遅延を最小限に抑えるために、デュアル技術またはマルチ技術のカバレージエリアにあるマルチ技術モードのモバイル装置は、サービング技術ネットワークからパケットデータサービスを受信し続けている間に、技術間のハンドオーバが実際に必要とされるのに先立って、ターゲット技術ネットワークにおいてネットワークエントリ手順を開始してもよい。ターゲット技術ネットワークに固有のエアインターフェース信号を用いてターゲット技術ネットワークと通信して、初期ネットワークエントリ手順を完了し、新規のパケットセッションを確立している間、マルチモードモバイル装置は、サービングネットワークを介してパケットデータサービスを受信し続ける。したがって、パケットセッションが確立され、このパケットセッションをサポートするためのネットワークリソースが、ハンドオーバが必要とされるまで、ターゲット技術ネットワークにおいてマルチモードのモバイル装置用に割り当てられ「予約」される。技術間のハンドオーバが必要になるか要求されるとき、初期ネットワークエントリ手順およびパケットセッション確立をターゲット技術ネットワークにおいて技術間のハンドオーバ時に完了しなければならない代わりに、ユーザサービスが、サービング技術ノードから、ターゲット技術ネットワークノードにおいて事前構成されたパケットセッションに単に移動し、その結果、技術間のハンドオーバ時のシームレスなセッション継続性がもたらされ、他の方法で可能になるよりも最小限のデータ損失で抑えられる。

デュアルモードまたはマルチモードのモバイル装置は、２つの異種の技術ノードからの信号を同時に受信できるようにするデュアル受信機回路を備える。これらのモバイル装置は、２つの異なるエアインターフェースを同時にサポートするように構成された２つのターゲットノードまたは基地局に送信できるようにするデュアル送信機回路を備える。これらのモバイル装置はまた、単一の送信機回路を有するモバイル装置を備えるが、この場合、このモバイル装置は、ターゲットネットワーク用のエアインターフェース信号をその現行サービングネットワークノード用の信号内で「ピギーバック化」または「カプセル化」することによって、ターゲット技術ノードと通信する。次いで、サービングネットワークは、サービングネットワークとターゲットネットワークの間の技術間ネットワークインターフェースを介して、モバイルのエアインターフェース信号をターゲット技術ネットワークに転送する。

ターゲット技術ネットワークのカバレッジエリア内で、特に「オーバレイ」タイプのネットワークにおいて、所与の時点に存在してもよいマルチモード装置の数が与えられると、異種サービング技術ネットワークにおけるマルチモードモバイル装置からの潜在的な技術間のハンドオーバのための初期ネットワークエントリ手順とパケットセッション事前確立とを完了するためにターゲット技術ネットワークで消費されるリソースが、著しく多くなる可能性がある。これによって、ターゲット技術ネットワークにおいてネットワーク性能の劣化および悪化が生じる。というのも、ターゲット技術ネットワーク内でアクティブであるか、またはこのネットワークに実際にハンドオーバしている、潜在的に収益を生み出すモバイル装置に割当ててもよいリソースは、代わりに、将来のある時点でターゲット技術ネットワークにハンドオーバするかもしれないが、または全くその可能性のない、別のサービング技術ネットワークからサービスを受ける、マルチモードモバイル装置に割り当てられるからである。

初期ネットワークエントリ手順が完了し、セッションが事前確立されるか、または将来発生する可能性のある技術間のハンドオーバのために、ターゲット技術ネットワークにおいて予約されても、ターゲット技術ネットワークへの入力ハンドオーバがネットワークによって開始され、したがってパケットセッションを維持することに関連するリソースが無期限に割り当てられることがない限り、このターゲット技術ネットワークへの入力ハンドオーバをマルチモードモバイル装置が実際にいつ完了するかの保証はない。

米国特許公開第２００７／０２４９４９１号明細書

したがって、ターゲット技術ネットワークにおけるリソース要求を最小限に抑えながら、技術間のハンドオーバ中にシームレスなセッション継続性をサポートできるようにする必要がある。

添付図面は、同じ参照番号が、別々の図全体を通して同一または機能的に同様の要素を指し、以下の発明を実施するための形態とともに、本明細書に組み込まれ、またその一部分を形成し、様々な実施形態をさらに例示し、本発明による様々な原理および利点を全て説明する働きをする。

本発明は、マルチモードモバイル装置による第１のセッションでのパケットセッションサービスのネットワークのエントリおよび確立を開始するステップ有する方法を対象とする。第１のセッションは、デュアル技術またはマルチ技術の無線カバレッジの領域内で、ソース、サービング、または第１の無線ネットワークによってサポートされ、パケットデータサービスをマルチモードモバイル装置に提供する。マルチモードモバイル装置は、このモバイル装置がサービングネットワークとターゲットネットワークの両方で動作することのできるマルチ技術の無線カバレッジの領域内で、ターゲットまたは第２の無線ネットワークを検出する。マルチモードモバイル装置が、その現在アクティブなサービスについてのサービス品質要求を確定し、またサービング技術ネットワークによって現在サービス提供されていることによって、この方法は継続する。サービングネットワークおよびマルチモードモバイル装置がサポートする１つまたは複数のパケットサービスが、サービス品質の影響を受けやすい１つまたは複数のリアルタイムサービスを有するとき、この方法は、マルチモードモバイル装置が、ターゲット無線ネットワーク内の第２のセッションについてネットワークのエントリおよびセッション確立の手順を開始することを継続する。ターゲット技術ネットワークにおいて初期のネットワークエントリ手順およびパケットセッション確立が完了すると、この方法は、マルチモードモバイル装置が、サービング技術ネットワークからサービスを受信し続けることを継続するが、ターゲットネットワークにおける第２のセッションは休止状態またはアイドル状態にあり、その結果、第１のパケットセッションを介してサポートされるマルチモードモバイル装置のサービス品質の影響を受けやすいリアルタイムパケットサービスにパケットサービスを提供しない。技術間のハンドオーバが必要になるとき、初期のネットワークエントリ手順またはパケットセッション確立をターゲット技術ネットワークにおいて完了する必要もなく、マルチモードモバイル装置をターゲット技術ネットワークにハンドオーバすることができる。前述の方法は、第１のネットワークおよび第２のネットワークで動作するためのデュアルモード送信機回路またはシングルモードの送信機回路を有する、マルチモードモバイル装置に適用可能である。一実施形態では、モバイル装置が使用する１つまたは複数のサービスについてのサービス品質要求がサービス品質の影響を受けやすいサービスまたはリアルタイムサービスでないことがその後確定される場合、セッション開始が完了した後に、マルチモードモバイル装置がターゲットネットワークに直ちにハンドオーバされることになる。

本発明の各実施形態が動作するデュアル無線技術カバレッジを有する、例示的な無線通信システムの図である。本発明の各実施形態が動作する様々な技術を使用する、ネットワークのオーバレイを有するデュアル技術アクセスネットワークの一例を示す図である。本発明のいくつかの実施形態に従ってマルチモードモバイル装置が動作する方法の流れ図である。本発明のいくつかの実施形態に従って基地局が動作する方法の流れ図である。

各図における各要素は、説明を簡単かつ明瞭にするように例示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていないことが当業者なら理解されよう。たとえば、図における各要素のいくつかの寸法は、本発明の実施形態をよりよく理解する手助けとなるよう、他の要素に対して誇張されていることもある。

本発明による各実施形態を詳細に説明する前に、各実施形態が主に、マルチモードモバイルのハンドオーバ中に無線リソースを節約して使用する方法に関する、方法のステップおよび装置の構成要素の組合せにあることに留意されたい。したがって装置の構成要素および方法のステップを、必要に応じて図面内で通常のシンボルによって適切に示してきたが、図面では、本明細書の記述の利益を享受する当業者には容易に明らかになる詳細な説明によって本開示を曖昧にしないよう、本発明の各実施形態を理解するのに適切な特定の詳細のみを示している。

この文書では、第１および第２、頂部および底部などの関係語は、もっぱら、ある構成要素またはアクションを、別の構成要素またはアクションと区別するために使用してもよく、このような構成要素またはアクションの間の実際のこうしたいかなる関係または順序をも、必ずしも必要とするものではなく、また意味するものでもない。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」またはそれらの他のいかなる変形も、非排他的な包含を含むものであり、したがって、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素のみを含むのではなく、明示的にリストされていない、またはこうしたプロセス、方法、物品、もしくは装置に固有ではない他の要素を含んでもよい。「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ．．．ａ」が先行する要素は、さらに制約を受けることなく、その要素を含むプロセス、方法、物品、または装置にさらなる同一要素が存在することを妨げるものではない。

本明細書に記載の本発明の各実施形態は、１つまたは複数の従来のプロセッサを制御して、ある種の非プロセッサ回路とともに、本明細書に記載のマルチモードモバイル装置のハンドオーバ時に無線リソースを節約して使用する方法の各機能のうちのいくつか、そのほとんど、またはその全てを実施する、１つまたは複数の従来のプロセッサおよび独自の内蔵プログラム命令からなることが理解されよう。非プロセッサ回路には、無線受信機、無線送信機、信号ドライバ、クロック回路、電源回路、およびユーザ入力装置が含まれ得るが、それだけには限定されない。したがって、これらの機能を、方法の各ステップとして解釈して、マルチモードモバイル装置のハンドオーバ時に無線リソースを節約して使用する方法を実行してもよい。あるいは、いくつかまたは全ての機能は、内蔵プログラム命令を含まない状態機械によって、または、各機能もしくは複数機能のある部分のいくつかの組合せをカスタム論理回路として実施する、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）において実施することもできる。もちろん、２つの手法の組合せを使用することもできる。すなわち、これらの機能のための方法および手段を本明細書に記載してきた。さらに当業者には、場合によっては著しい努力、ならびに、たとえば利用可能な時間、現在の技術、および経済問題などに起因する多くの設計選択とは無関係に、本明細書で開示される概念および原理によって導かれるとき、実験を最小限にして、こうしたソフトウェアの命令およびプログラム、ならびにＩＣを作成することが容易に可能になることが期待される。

前述の原理によれば、本発明は、マルチモードモバイル装置による第１のセッションでのパケットセッションサービスのネットワークのエントリおよび確立を開始するステップ有する方法を対象とする。第１のセッションは、デュアル技術またはマルチ技術の無線カバレッジの領域内で、ソース、サービング、または第１の無線ネットワークによってサポートされ、パケットデータサービスをマルチモードモバイル装置に提供する。マルチモードモバイル装置は、このモバイル装置がサービングネットワークとターゲットネットワークの両方で動作することのできるマルチ技術の無線カバレッジの領域内で、ターゲットまたは第２の無線ネットワークを検出する。マルチモードモバイル装置が、その現在アクティブなサービスについてのサービス品質要求を確定し、またサービング技術ネットワークによって現在サービス提供されていることによって、この方法は継続する。サービングネットワークおよびマルチモードモバイル装置がサポートする１つまたは複数のパケットサービスが、サービス品質の影響を受けやすい１つまたは複数のリアルタイムサービスを有するとき、この方法は、マルチモードモバイル装置が、ターゲット無線ネットワーク内の第２のセッションについてネットワークのエントリおよびセッション確立の手順を開始することを継続する。ターゲット技術ネットワークにおいて初期のネットワークエントリ手順およびパケットセッション確立が完了すると、この方法は、マルチモードモバイル装置が、サービング技術ネットワークからサービスを受信し続けることを継続するが、ターゲットネットワークにおける第２のセッションは休止状態またはアイドル状態にあり、その結果、第１のパケットセッションを介してサポートされるマルチモードモバイル装置のサービス品質の影響を受けやすいリアルタイムパケットサービスにパケットサービスを提供しない。技術間のハンドオーバが必要になるとき、初期のネットワークエントリ手順またはパケットセッション確立をターゲット技術ネットワークにおいて完了する必要もなく、マルチモードモバイル装置をターゲット技術ネットワークにハンドオーバすることができる。前述の方法は、第１のネットワークおよび第２のネットワークで動作するためのデュアルモード送信機回路またはシングルモードの送信機回路を有する、マルチモードモバイル装置に適用可能である。一実施形態では、モバイル装置が使用する１つまたは複数のサービスについてのサービス品質要求がサービス品質の影響を受けやすいサービスまたはリアルタイムサービスでないことがその後確定される場合、セッション開始が完了した後に、マルチモードモバイル装置がターゲットネットワークに直ちにハンドオーバされることになる。

他の実施形態では、基地局または信号転送機能などのネットワーク構成要素が、ソース、サービング、または第１の無線ネットワークにおいて第１のパケットセッションを有するマルチモードモバイル装置からの初期ネットワークエントリ信号を検出する方法が開示されており、この初期ネットワークエントリ信号は、ターゲット、または第２の無線ネットワークにおいて第２のパケットセッションを確立するためのものである。サービングネットワークおよびターゲットネットワークは、マルチ技術無線カバレッジの共通領域において無線カバレッジを提供していてもよい。この方法はまた、マルチモードモバイル装置からの初期ネットワークエントリ信号が、マルチモードモバイル装置の第１のセッションがサービングネットワーク内で進行中の間に技術間のハンドオーバのためのターゲットネットワークにおけるパケットセッションを予約するためか否か判定するステップを有する。さらにこの方法は、マルチモードモバイル装置がサポートし、サービング技術ネットワークがサービス提供しているパケットサービスについてのサービス品質要求を確定するステップを有する。ターゲット技術ネットワークは、マルチモードモバイル装置によって使用中の、サービング技術ノードがサービス提供しているパケットサービスのうちの１つまたは複数が、サービス品質の影響を受けやすいリアルタイムサービスを有する場合にのみ、後の技術間のハンドオーバについてのネットワークエントリおよびパケットセッションの完了を可能にすることになる。さらに、この方法は、モバイル装置によって使用中の、マルチモードモバイル装置用のサービング技術ネットワークによってサポートされる、サービス品質の影響を受けやすいサービスがないときに、第２のセッションについての初期ネットワークエントリ信号および／またはパケットセッション確立に応答して、初期ネットワークエントリおよび／またはパケットセッション確立についてのマルチモードモバイル装置の要求を拒絶するステップを有する。ターゲット技術ノードで使用中のエアインターフェース技術に応じて、マルチモードモバイル装置サービスについてのサービス品質要求の確定が、初期ネットワークエントリまたはパケットセッション確立の手順の間に判定されてもよい。

次に図１に移ると、前述の原理が動作する無線システム１００用のマルチ技術の無線カバレッジ領域のブロック図が示してある。マルチ技術の無線カバレッジ領域は、２Ｇ／３Ｇネットワークなど第１の無線技術を使用する第１の無線ネットワーク１０２と、ＷｉＭＡＸのような４Ｇネットワークなど第２の無線技術を使用する第２の無線ネットワーク１０４とを備えることができる。このシステム内で動作するマルチモードモバイル装置１０６は、第１の無線ネットワーク１０２または第２の無線ネットワーク１０４を使用して通信できるように構成される。理解できるように、２Ｇ／３Ｇネットワークまたは４Ｇネットワークのいずれも、モバイル装置１０６が最初に動作するサービングネットワークとして動作することができ、４Ｇネットワークおよび２Ｇ／３Ｇネットワークはそれぞれ、モバイル装置用のターゲットネットワークとして機能することができる。

第１の無線ネットワーク、すなわち２Ｇ／３Ｇネットワーク１０２は、マルチモードモバイル装置１０６との間でメッセージを送受信する、いくつかの基地局１０８を有する。既知のように、基地局１０８は、無線ネットワーク制御装置とパケット制御機能１１０とに通信する。このパケット制御機能１１０は、一実施形態では、パケットデータ交換ノード／フォーリンエージェント（ＰＤＳＮ／ＦＡ）を介して、基幹ネットワーク１１２に接続される。ＰＤＳＮ／ＦＡに加えて、基幹ネットワーク１１２は、ローカル認証／認可／課金管理（ＡＡＡ）ノード１１６、フォーリンエージェント１１８、およびネットワーク１０２／１１２が動作するための他の必要な構成要素を有する。さらに、システム１００は、既知の方式で動作するホームＡＡＡノード１２０、ホームエージェント１２２、および課金サーバ１２４を備える、ホームサービスプロバイダネットワークを有することができる。

第２の無線ネットワーク、すなわち４Ｇネットワーク１０４は基地局１２６を備えることができ、この基地局は、ＷｉＭＡＸ基地局またはｅＮｏｄｅＢ、アクセスポイント（ＡＰ）など他のノードとすることができる。基地局１２６は、フォーリンエージェント／ルーティングエージェント（ＦＡ／ＲＡ）１１８を介して基幹ネットワーク１１２に接続される。

基地局１０８、１２６は、２Ｇ／３Ｇネットワークまたは４Ｇネットワークを動作するために必要な構成要素をそれぞれ備え、アンテナ１２８、プロセッサ１３０、記憶装置１３２、および送受信機１３４を既知の構成で備える。

マルチモードモバイル装置１０６は、携帯電話、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、または他の同様の携帯用装置とすることができるが、やはり２Ｇ／３Ｇネットワーク１０２または４Ｇネットワーク１０４で動作するのに必要な構成要素を備える。モバイル装置は、アンテナ１３６、プロセッサ１３８、記憶装置１４０、および送受信機１４２を備える。第１の無線ネットワークと第２の無線ネットワークの両方で動作するように、モバイル装置には、デュアル受信／デュアル送信の送受信機、またはデュアル受信／シングル送信の送受信機をサポートする回路が含まれ得る。さらにマルチモードモバイル装置には、必要な２Ｇ／３Ｇカード１４４、およびＷｉＭＡＸカードなどの４Ｇカード１４６が含まれ得る。

図１Ａは、第１の無線ネットワーク１０２、第２の無線ネットワーク１０４、および基幹ネットワーク１１２の構成図であり、マルチモードモバイル装置１０６が動作する。図示のように、第１の無線ネットワーク１０２用のサービスエリアと第２の無線ネットワーク１０４用のサービスエリアとの構成は、オーバレイ領域１５０が設けられている構成である。オーバレイ領域１５０では、移動局１０６は、第１の無線ネットワーク１０２または第２の無線ネットワーク１０４のいずれを使用して動作することもできる。さらに、図１Ａは、様々なネットワーク間にインターフェースが設けられている様子が示してある。したがって、インターフェース１５２は、第１の無線ネットワークでの無線技術が、第２の無線ネットワークでの無線技術と通信できるように設けられている。インターフェース１５４は、第１の無線ネットワークが基幹ネットワーク１１２と通信できるように設けられており、インターフェース１５６は、第２の無線ネットワークが基幹ネットワーク１１２と通信できるように設けられている。

マルチモードモバイル装置１０６は、たとえば、オーバレイ領域１５０において、４Ｇネットワークからビデオサービスを受信し、３ＧネットワークからＶｏＩＰ（ボイスオーバＩＰ）サービスを受信するように、２つの異種の技術ネットワーク１０２、１０４から同時にサービスを受信するように使用してもよいが、その最も重要な利点は、技術間のハンドオーバをサポートするために、以前配備した無線ネットワークに変更を加える必要もなく、デュアル技術無線ネットワーク間でシームレスなハンドオーバを実行できることである。デュアル受信／デュアル送信の送受信機１４２は、ターゲットネットワークへのハンドオーバを実行する必要性を検出すると、無線信号を同時に送受信し、そのサービング技術ネットワークからサービスを受信しながら、ターゲット技術ネットワークにおいてネットワークエントリおよびパケットセッション確立を開始する。ターゲット技術ネットワークにおいてネットワークエントリおよびパケットセッション確立が完了すると、モバイル装置１０６は、必要なときに、サービング技術無線ネットワークからターゲット技術無線ネットワークへのハンドオーバを実行する。

マルチモードのデュアル受信／シングル送信の送受信機１４２は、やはり技術間のハンドオーバをサポートすることができる。シングル送受信機のマルチモード装置は、一度に単一のエアインターフェース上でのみ送信でき、２つの無線ネットワーク１０２、１０４の間で送信用に「時分割」することはできない。パケットデータセッション、およびターゲット技術ネットワークでのセッションを確立するために、モバイル装置１０６は、ターゲットネットワーク向けの信号を、サービングネットワーク上の固有のエアインターフェース信号にカプセル化または「ピギーバック化」することによって送信する。これはトンネリングとして知られており、２つのネットワーク間の信号リンクが、マルチモードのシングル送受信機からの信号をターゲット技術ネットワークに転送することを必要とする。トンネリングのために、ポリシーおよび課金ルール機能、ホームエージェント／ローカルモビリティアンカーおよびＡＡＡが２Ｇ／３Ｇネットワークおよび４Ｇネットワークをサポートするように、共通ＩＰコアは、使用される。マルチモードモバイル装置１０６はまた、両方のネットワーク内でサポートすることができる。信号転送機能（ＳＦＦ）は、２つの異種のアクセスネットワーク間のモバイル装置に対してトンネリングをサポートする論理要素である。信号転送機能によって、マルチモードモバイル装置は、第１の技術ネットワーク内で動作することができるようになり、また第２の無線ネットワークがサポートするエアインターフェースを介して第２の技術ネットワークと通信して、ＲＡＮ相互間インターフェース上のＩＰパケット内にカプセル化されたペイロードとして送出される固有のエアインターフェース信号を使用して、基地局およびアクセスノードと通信することができるようになり、それによって、２Ｇ／３Ｇまたは４Ｇのネットワークに対する相互動作機能が実現する。信号転送機能は、アクセスネットワーク内に配置してもよく、また独立した構成要素でもよい。

シングル送信機装置で技術間のハンドオーバをサポートする利点は、シングル送信機装置のコストがデュアル送受信機装置よりも低いにもかかわらず、依然として技術間のハンドオーバをサポートできることである。またシングル送信機装置は、一度に単一の技術で送信するだけなので、バッテリー容量とピーク電流の問題に悩まされることがない。

前述のマルチモードモバイル装置１０６は、２Ｇ／３Ｇネットワーク１０２や４Ｇネットワーク１０４など、サービングネットワークとターゲットネットワークの間のシームレスなセッション継続性を実現することができる。シームレスなセッション継続性は、待ち時間遅延が少なくパケット損失が最小のハンドオーバを容易にし、サービス品質の影響を受けやすいリアルタイムのアプリケーションにとって必要な技術である。技術間のハンドオーバ時にシームレスなセッション継続性を確実にするためには、サービング技術ネットワークにおける既存のパケットデータセッションに関連するパケットサービスを継続しながら、ターゲット技術ネットワークにおいて、モバイル装置１０６に対して新規のコールセッションおよびパケットセッションを事前確立してもよい。技術間のハンドオーバが必要になると、サービングネットワークにおけるマルチモードモバイル装置に関連するパケットセッションが、ターゲット技術ネットワークにおいて事前登録パケットセッションに移動または「ハンドオフ」され、それによって、ハンドオーバ時に新規のコールおよびセッションを確立しなければならなかった場合に生じていた可能性のある待ち時間遅延が最小限に抑えられる。したがってハンドオーバが開始する前にコール設定とパケットセッションを完了することによって、ハンドオーバ時に待ち時間遅延を低減させ、パケット損失を最小限に抑えるのに役立つ。

無線ネットワーク上でコール（初期ネットワークエントリ）およびパケットセッションを確立することによる事前登録には、認証、許可、および登録の手順を完了することが必要である。これによって、処理リソースを、コールまたはセッションに割り当てる必要がある。コールまたはセッションが確立されると、このコールを維持するために、たとえば、認証コンテキスト、コールコンテキスト、パケットコンテキストなどのリソースをコールに割り当てなければならない。この割当は、デュアル技術の領域または境界カバレッジにおける全てのマルチモード装置に必要になる。というのも、普通なら、ボイスオーバＩＰまたはリアルタイムストリーミングビデオなどリアルタイムのサービスに対してハンドオーバの待ち時間が許容できなくなるからである。

初期ネットワークエントリおよびパケットセッション確立を使用する事前登録は、ボイスオーバＩＰやストリーミングビデオなどサービス品質の影響を受けやすいサービスに対して、技術間のハンドオーバ時に待ち時間遅延を最小限に抑えるのに有益である。しかし事前登録は、ｅメール、インスタントメッセージ、ファイルダウンロード、テキスティングなどサービス品質要求の低いサービスに対してはそれほど必要ではない。というのも、これらのサービスは、サービスまたはユーザ体験において深刻な劣化をもたらすことなく、容易に遅延を許容するからである。したがって、サービングネットワーク内でユーザのパケットセッションがサポートしているボイスオーバＩＰ、ビデオ、またはゲームなど、サービス品質の影響を受けやすいサービスまたはリアルタイムのサービスが存在する場合、ターゲットネットワークでコール設定および事前登録を実現することは、より重要である。ユーザのセッションが、サービス品質要求が低くリアルタイムの影響を受けにくいサービスをサポートする場合、ターゲット技術ネットワークでの早期のコール設定およびセッションの事前登録を必ずしも実行する必要はなく、サービング技術ネットワークにおいて無線状態が劣化すること、または技術間のハンドオーバを実行するためのネットワーク命令など、何らかの理由で技術間のハンドオーバが必要になるまで延期することができる。所与の任意の時点で、デュアル技術のカバレッジ領域には多数のデュアルモード装置が存在することがあるので、潜在的なターゲット技術ネットワークにおいて、アクティブなリアルタイムサービスが存在しないこうした装置に対してハンドオーバが必要になるまでネットワークエントリおよびセッションの事前登録を延期することによって、ターゲット技術ネットワークにおける処理負荷およびリソース要求を低減することができる。これによって、リソースが解放され、収益を生み出すコールをサポートするのに利用可能になる。

図２は、デュアル技術ネットワーク内のターゲットネットワークで、初期ネットワークエントリおよびパケットセッション確立の動作を完了するように動作している、マルチモードモバイル装置１０６の動作を示す流れ図である。マルチモードモバイル装置１０６は、サービングネットワーク上に、現在のコールまたはパケットセッションを有する。サービングネットワークは、２Ｇ／３Ｇパケットネットワークまたは４Ｇネットワークのいずれかとすることができるが、この例では、サービングネットワークは２Ｇ／３Ｇネットワーク１０２と考えられ、デュアル技術のカバレッジ領域内のターゲットネットワークは４Ｇネットワーク１０４と考えられることが理解される。モバイル装置１０６は、代替ネットワークが利用可能か否か判定するために、エアインターフェースを監視し続ける（２０２）。ある時点で、４Ｇネットワークが検出される（２０４）ことになる。代替ネットワークが検出または発見されると、モバイル装置は、ターゲットネットワークとの間で初期ネットワークエントリ手順を完了して、ターゲット技術ネットワーク内でパケットセッションを確立するか否か判定する。

前述の通り、ネットワークエントリを実行する前にモバイル装置について考慮すべき１つの基準は、接続に対するサービス品質要求である。したがって、モバイル装置は、サービングネットワークを介して現在のパケットセッション向けに現在受信しているパケットサービスに対するサービス品質要求を確定する（２０６）。現在のセッションが１つまたは複数のサービス品質の影響を受けやすいまたはリアルタイムのサービスを有することを、サービス品質要求が示す場合、モバイル装置は、経路２０８に沿って進む。サービス品質のレベルに示されるので、モバイル装置は、初期ネットワークエントリおよびセッション確立／事前登録の手順をターゲットネットワークとの間で開始する（２１０）が、ターゲットネットワークは、この場合４Ｇネットワークである。初期ネットワークエントリおよび事前登録／セッション／確立の手順を完了した後、モバイル装置１０６は、ステップ２１２を継続して、ターゲットネットワークからパケットサービスを受信することなく、サービングネットワークからパケットサービスを受信する。したがって、ターゲットネットワークにおける第２のセッションは、休止状態またはアイドル状態のままであり、その結果、第１のパケットセッションを介してサポートされる、マルチモードモバイル装置のサービス品質の影響を受けやすいリアルタイムパケットサービスにパケットサービスを提供してはいない。サービングネットワークからターゲットネットワークに技術間のハンドオーバが必要になると、マルチモードモバイル装置が判定する（２１４）まで、この状態が経路２１３に沿って続く。サービングネットワーク内での許容できない信号マージンなど、こうした技術間のハンドオーバが必要である多くの既知の理由が存在し得る。こうしたとき、モバイル装置１０６は、初期ネットワークエントリの手順およびセッション確立／事前登録が完了したか否か判定する（２１６）。完了した場合、モバイル装置は経路２１８で継続し、ネットワークエントリおよびセッション登録／確立の手順を完了する必要なく、サービングネットワークからターゲットネットワークへの技術間のハンドオーバを完了する（２２０）。

ステップ２０６に戻り、マルチモードモバイル装置１０６は、サービングネットワークで現在サポートされているそのサービスがサービス品質の影響を受けやすいか、またはリアルタイム要求を有するものではないと判定し、このモバイル装置は、経路２２２に沿ってステップ２１２に進み、ここで、サービングネットワーク１０２からのパケットサービスの受信を継続する。ある時点で、サービングネットワーク１０２上で動作しながら、リアルタイムまたはサービス品質の影響を受けやすいサービスをモバイル装置のパケットセッション２２４に追加してもよい。サービス品質の影響を受けやすいサービスまたはリアルタイムサービスが追加された後、このプロセスはステップ２１０に戻り、ここで、モバイル装置は、ターゲットネットワーク１０４への技術間のハンドオーバのためのネットワークエントリ手順およびセッションの事前登録を完了することができる。次いで、モバイル装置は、技術間のハンドオーバが必要とされていることをステップ２１４で検出する前に、初期ネットワークエントリ手順およびセッションの確立を完了することになる。ステップ２１６に戻り、マルチモードモバイル装置１０６は、セッション設定が実行されていないこと、およびターゲットネットワーク１０４との間でセッションの事前登録が存在しないことを確定することができる。したがって、モバイル装置は、経路２２６に沿って進んで、ターゲットネットワークとの間のセッションのために、コール設定／ネットワークエントリおよびセッション確立／登録の手順を完了する（２２８）。これらの動作が完了すると、モバイル装置はステップ２２０に進み、ここで、ターゲットネットワークへのハンドオーバを完了させる。見て分かるように、ハンドオーバが必要とされているとマルチモードモバイル装置が検出した後に、ターゲットネットワークへのハンドオーバが完了する。最初のコールまたはセッションが、サービス品質の影響を受けやすい、またはリアルタイムのセッション向けである状況では、ターゲットネットワーク内での第２のセッション用のコール設定および事前登録は事前に開始されるが、影響を受けにくい、または非リアルタイムのセッションでの第２のセッション用のコール設定は、サービングネットワークからターゲットネットワークへのハンドオーバの時点まで遅延される。一代替実施形態では、デュアルカバレッジゾーン内にあって、モバイル装置のステップ２０４が代替技術のネットワークを検出すると、マルチモードモバイル装置のステップ２０６向けにサポートされたサービス品質の影響を受けやすいサービスが存在するか否か考慮することなく、ターゲット技術において初期ネットワークエントリおよびセッション確立の手順を完了する（２１０）ことが可能である。セッション確立の後、ステップ２２０で、ターゲット技術ネットワークへの技術間のハンドオーバが完了する。したがって、マルチモードモバイル装置がサポートするサービス品質の影響を受けやすいサービスが存在するか存在しないかに応じて、サービング技術ネットワーク内でマルチモードモバイル装置のパケットをサポートするのに使用されるリソースが直ちに解放される。

図３は、ターゲットネットワーク内の基地局１２６または他のネットワーク構成要素の動作を示す流れ図３００であり、このターゲットネットワークは、マルチモードモバイル装置１０６向けにデュアル技術カバレッジ領域のターゲットネットワーク１０４においてコールの設定および登録の一部として動作しているハンドオーバを制御する。周期的に、ターゲットネットワーク１０４内の構成要素は、技術間のハンドオーバ目的のために、マルチモードモバイル装置１０６向けのコール設定／ネットワークエントリおよびパケットセッション確立／事前登録を求める要求を受信する（３０２）ことになる。この要求は、サービングネットワーク１０２内で動作しているマルチモードモバイル装置１０６から直接受信されることができ、または、エアインターフェース信号がサービングネットワークによってモバイル装置１０６から受信されるのに応答して、インターネットワークインターフェースを介してサービングネットワーク内の基地局１０８もしくは他のネットワーク構成要素から受信されることができる。ターゲットネットワーク１０４は、コール設定要求が、延期された技術間のハンドオーバおよびターゲットネットワーク１０４内のセッション用の事前登録向けであるか否か判定する（３０４）。要求が延期された技術間のハンドオーバ目的でない場合、ターゲットネットワーク１０４は、経路３０６に沿って進み、ターゲットネットワークにおいてネットワークエントリおよびセッション確立／事前登録の手順を開始する。さらにターゲットネットワーク１０４は、適切な時点でターゲットネットワークへのハンドオーバを完了することができる。

コール設定および登録要求が延期された技術間のハンドオーバ向けであると、ターゲットネットワークの構成要素が判定した場合、ターゲットネットワークの構成要素は、経路３１０に沿って進んで、サービス品質の影響を受けやすい任意のリアルタイムサービスがモバイルのパケットセッション向けに存在するか否か判定する（３１２）。存在する場合、基地局は、経路３１４に沿って進んで、ステップ３０８で初期ネットワークエントリおよびセッション設定／セッション事前登録の手順を完了する。その一方で、サービス品質の影響を受けやすいリアルタイムサービスが存在しないと基地局が判定する場合、基地局１２６は、経路３１６に沿って進み、ネットワークエントリおよびセッション事前登録を拒絶する（３１８）。

図２および図３に示す実施形態では、サービングネットワークでの現在のセッション、およびターゲットネットワークでの第２のセッションに対してモバイル装置サービスがサポートされることについてのサービス品質要求を確定しているモバイル装置１０６およびターゲットネットワーク１０４は、様々な方法を使用して、コール設定および事前登録の手順を完了すべきか否か判定することができる。たとえば閾値のサービス品質を設定することができ、要求されるサービス品質がこの閾値を超える場合、コール設定または事前登録をターゲットネットワーク向けに完了することができる。サービス品質が閾値を下回る場合、コール設定または事前登録を完了する必要はない。

前述の記載によれば、サービス品質の影響を受けやすいサービスまたはアプリケーションの存在に応じて、技術間のハンドオーバのためにターゲット技術ネットワークにおける初期ネットワークエントリおよびセッション確立／事前登録を完了すべきか否か判定するための方法が説明された。サービス品質の影響を受けやすいリアルタイムサービスがデュアルモード装置においてアクティブではない場合、ネットワークエントリおよびセッション事前設定は、ターゲット技術ネットワークにおいて技術間のハンドオーバ目的のために完了することはない。現在デュアルモード装置がサポートしているサービスのサービス品質要求に基づいて、技術間のハンドオーバのためのネットワークエントリおよびセッション確立／事前登録を延期する決定を、以下の２つの例示的な実施形態で示すように、モバイル装置またはネットワークにおいて実施することができる。相でない場合、ネットワークエントリおよびセッション確立／事前登録は、マルチモードモバイル装置に対して完了して、ハンドオーバが必要とされるときにターゲット技術ネットワーク内で動作する。

以上詳しく述べたように、本発明の具体的な実施形態を説明してきた。しかし、以下の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を加えることができることが、当業者には理解される。したがって、詳細な説明および各図は、限定的な意味ではなく例示的なものとして考えるべきであり、こうした全ての修正は、本発明の範囲内に含まれるものである。利益、利点、問題の解決策、および、任意の利益、利点、解決策をもたらし、またはより明白なものにする１つまたは複数の任意の要素は、特許請求の範囲のいずれかまたはその全ての、重要で、必要な、もしくは本質的な特徴または要素と見なすべきではない。本発明はもっぱら、本明細書の係属中になされた任意の補正、および発行された特許請求の範囲の全ての均等物を含む、添付の特許請求の範囲によって規定される。

Claims

マルチモードモバイル装置によって、第１の無線ネットワークにおける第１のセッションでのサービスを開始するステップと；
前記マルチモードモバイル装置によって、前記第１の無線ネットワークとは異なるアクセスネットワーク技術をサポートする第２の無線ネットワークを検出するステップと；
前記マルチモードモバイル装置によってサポートされるサービスのためのサービス品質要求を確定するステップと；
前記マルチモードモバイル装置によってサポートされる前記確定されたサービスが、前記第１の無線ネットワークおよびモバイル装置による、サービス品質の影響を受けやすいサービスおよびリアルタイムサービスのうちの少なくとも１つを有するときに、技術間のハンドオーバのために、前記第２の無線ネットワークでの第２のセッションのための、マルチモードモバイル装置による事前登録セッション確立の手順を完了するステップであって、前記事前登録セッション確立の手順の完了後に、前記マルチモードモバイル装置が、前記第１の無線ネットワークからのサービスを受信し、前記第２の無線ネットワークにおいて休止状態のままであるステップと
を有する方法。
前記方法はさらに、前記マルチモードモバイル装置によってサポートされる前記確定されたサービスが、サービス品質の影響を受けやすいサービスとリアルタイムサービスとのうちの少なくとも１つを含まないときには、前記第２の無線ネットワークでの前記第２のセッションのための、前記マルチモードモバイル装置によるセッション確立の手順を完了しないステップを有する、
請求項１に記載の方法。
前記方法はさらに、ハンドオーバが要求されるまで、前記第１のセッションおよび前記第２のセッションを維持するステップを有する、
請求項１に記載の方法。
前記方法はさらに、ハンドオーバが要求されたとき、前記第１のセッションを前記第２のセッションにハンドオーバするステップを有する、
請求項１に記載の方法。
前記方法はさらに、前記第１のセッションのためのサービス品質の影響を受けやすいサービスが確定されず、ハンドオーバが必要になるときに、前記第２の無線ネットワークでの前記第２のセッションのための、前記マルチモードモバイル装置によるネットワークエントリおよびセッション確立の手順を完了するステップを有する、
請求項１に記載の方法。
第１の無線ネットワークでの第１のセッションを有するマルチモードモバイル装置からの初期ネットワークエントリ信号を受信するステップであって、セッション確立は、前記第１の無線ネットワークとは異なるアクセスネットワーク技術をサポートする第２の無線ネットワークでの第２のセッションのためのものであるステップと；
前記第２のセッションのための前記セッション確立の手順が、前記第２の無線ネットワークへの延期された技術間のハンドオーバのためのものであり、前記マルチモードモバイル装置が、前記第１の無線ネットワークで進行中の第１のセッションを有するか否か判定するステップと；
前記マルチモードモバイル装置によってサポートされるサービスのためのサービス品質要求を確定するステップと；
前記マルチモードモバイル装置によってサポートされる前記確定されたサービスが、サービス品質の影響を受けやすいサービスおよびリアルタイムサービスのうちの少なくとも１つ有するときに、前記第２のセッションのための前記セッション確立の手順を完了するステップであって、前記セッション確立の手順の完了後に、前記マルチモードモバイル装置が、前記第１の無線ネットワークからのサービスを受信し、前記第２の無線ネットワークにおいて休止状態のままであるステップと
を有する方法。
前記方法はさらに、前記マルチモードモバイル装置によってサポートされる前記確定されたサービスが、サービス品質の影響を受けやすいサービスおよびリアルタイムサービスのうちの少なくとも１つを含まないときには、前記第２のセッションのためのセッション確立の手順を完了しないステップを有する、
請求項６記載の方法。
前記方法はさらに、前記第１のセッションのための前記サービス品質要求が影響を受けやすいリアルタイムサービス向けではないことを、前記第１のセッションのための前記サービス品質要求が示すときには、前記第２のセッションのためのセッション確立要求に応答して前記マルチモードモバイル装置へのセッション確立を拒絶するステップを有する、
請求項６に記載の方法。