次に、例示的な実施形態の詳細な説明について、様々な図を参照して述べる。この説明は、可能な実装の詳細な例を提供するが、これらの詳細は、例示的な例として働くにすぎないものとすることに留意されたい。
図1Aは、1つまたは複数の開示されている実施形態を実装することができる例示的な通信システム100の図である。通信システム100は、音声、データ、映像、メッセージング、ブロードキャストなど、コンテンツを複数の無線ユーザに送る多元接続システムとすることができる。通信システム100は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共用によってそのようなコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。たとえば、通信システム100は、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交FDMA(OFDMA)、シングルキャリアFDMA(SC−FDMA)など、1つまたは複数のチャネルアクセス方法を使用することができる。
図1Aに示されているように、通信システム100は、無線送信/受信ユニット(WTRU)102a、102b、102c、102d、無線アクセスネットワーク(RAN)104、コアネットワーク106、公衆交換電話網(PSTN)108、インターネット110、および他のネットワーク112を含むことができるが、開示されている実施形態は任意の数のWTRU、基地局、ネットワーク、および/またはネットワーク要素を企図していることを理解されたい。WTRU102a、102b、102c、102dのそれぞれは、無線環境で動作および/または通信するように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。たとえば、WTRU102a、102b、102c、102dは、無線信号を送信および/または受信するように構成することができ、ユーザ機器(UE)、移動局、固定型もしくは移動型加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、携帯情報端末(PDA)、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、家電などを含むことができる。本明細書では、例示のためにUEを使用することがあるが、任意のWTRUを、本明細書における例に容易に適用可能なものとすることができる。
また、通信システム100は、基地局114aおよび基地局114bを含むことができる。基地局114a、114bのそれぞれは、WTRU102a、102b、102c、102dの少なくとも1つと無線でインターフェースし、コアネットワーク106、インターネット110、および/またはネットワーク112など、1つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを円滑にするように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。たとえば、基地局114a、114bは、ベーストランシーバ基地局(BTS)、ノードB、高度化ノードB、ホームノードB、ホーム高度化ノードB、サイトコントローラ、アクセスポイント(AP)、無線ルータなどとすることができる。基地局114a、114bは、それぞれが単一の要素として示されているが、基地局114a、114bは、任意の数の相互接続された基地局および/またはネットワーク要素を含むことができることを理解されたい。
基地局114aは、RAN104の一部とすることができ、RAN104もまた、基地局コントローラ(BSC)、無線ネットワークコントローラ(RNC)、中継ノードなど、他の基地局および/またはネットワーク要素(図示せず)を含むことができる。基地局114aおよび/または基地局114bは、セル(図示せず)と呼ばれることがある特定の地理的領域内で無線信号を送信および/または受信するように構成されてもよい。さらに、セルは、セルセクタに分割されてもよい。たとえば、基地局114aに関連付けられたセルを3つのセクタに分割することができる。したがって、一実施形態では、基地局114aは、3つ、すなわちセルの各セクタごとに1つ、トランシーバを含むことができる。他の実施形態では、基地局114aは、多重入力・多重出力(MIMO)技術を使用することができ、したがって、セルの各セクタについて複数のトランシーバを使用することができる。
基地局114a、114bは、任意の好適な無線通信リンク(たとえば、無線周波数(RF)、マイクロ波、赤外(IR)、紫外(UV)、可視光など)とすることができるエアインターフェース116を介してWTRU102a、102b、102c、102dの1つまたは複数と通信することができる。エアインターフェース116は、任意の好適な無線アクセス技術(RAT)を使用して確立することができる。
より具体的には、上記で指摘したように、通信システム100は、多元接続システムとすることができ、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC−FDMAなど、1つまたは複数のチャネルアクセス方式を使用することができる。たとえば、RAN104内の基地局114a、およびWTRU102a、102b、102cは、広帯域CDMA(WCDMA)を使用してエアインターフェース116を確立することができるユニバーサル移動体通信システム(UMTS)地上波無線アクセス(UTRA)など無線技術を実装することができる。WCDMAは、高速パケットアクセス(HSPA)および/または発展型HSPA(HSPA+)など、通信プロトコルを含むことができる。HSPAは、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)および/または高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)を含むことができる。
他の実施形態では、基地局114a、およびWTRU102a、102b、102cは、ロングタームエボリューション(LTE)および/または拡張LTE(LTE−A)を使用してエアインターフェース116を確立することができる拡張UMTS地上波無線アクセスネットワーク(E−UTRAN)など無線技術を実装することができる。
他の実施形態では、基地局114a、およびWTRU102a、102b、102cは、IEEE802.16(すなわち、WiMAX(worldwide interoperability for microwave access))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000EV−DO、暫定標準2000(IS−2000)、暫定標準95(IS−95)、暫定標準856(IS−856)、グローバル移動体通信システム(GSM(登録商標))、GSMエボリューション用の拡張データ転送速度(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)など、無線技術を実装することができる。
図1Aにおける基地局114bは、たとえば、無線ルータ、ホームノードB、ホーム高度化ノードB、またはアクセスポイントとすることができ、事業所、自宅、乗物、キャンパスなど、局所的な領域での無線コネクティビティを円滑にするための任意の好適なRATを使用することができる。一実施形態では、基地局114b、およびWTRU102c、102dは、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)を確立するために、IEEE802.11など無線技術を実装することができる。他の実施形態では、基地局114b、およびWTRU102c、102dは、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)を確立するために、IEEE802.15など無線技術を実装することができる。他の実施形態では、基地局114b、およびWTRU102c、102dは、ピコセルまたはフェムトセルを確立するために、セルラベースのRAT(たとえば、WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE−Aなど)を使用することができる。図1Aに示されているように、基地局114bは、インターネット110に対する直接接続を有することができる。したがって、基地局114bは、コアネットワーク106を介してインターネット110にアクセスすることが必要でない可能性がある。
RAN104は、コアネットワーク106と通信することができ、コアネットワーク106は、音声、データ、アプリケーション、および/またはボイスオーバーネットワーク(VoIP)サービスを、WTRU102a、102b、102c、102dの1つまたは複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークとすることができる。たとえば、コアネットワーク106は、呼制御、支払い請求サービス、移動体位置をベースとするサービス、プリペイド呼、インターネットコネクティビティ、映像配信などを提供することができ、かつ/またはユーザ認証などハイレベルセキュリティ機能を実施することができる。図1Aには示されていないが、RAN104および/またはコアネットワーク106は、RAN104と同じRATまたは異なるRATを使用する他のRANと直接または間接的に通信することができることを理解されたい。たとえば、E−UTRA無線技術を使用している可能性があるRAN104に接続されることに加えて、コアネットワーク106はまた、GSM無線技術を使用する別のRAN(図示せず)と通信することができる。
また、コアネットワーク106は、WTRU102a、102b、102c、102dがPSTN108、インターネット110、および/または他のネットワーク112にアクセスするためのゲートウェイとして働くことができる。PSTN108は、基本電話サービス(POTS/plain old telephone service)を提供する回線交換電話網を含むことができる。インターネット110は、TCP/IPインターネットプロトコルスイートにおける伝送制御プロトコル(TCP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、インターネットプロトコル(IP)など、一般的な通信プロトコルを使用する相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含むことができる。ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または運営される有線もしくは無線通信ネットワークを含むことができる。たとえば、ネットワーク112は、RAN104と同じRATまたは異なるRATを使用することができる1つまたは複数のRANに接続された別のコアネットワークを含むことができる。
通信システム100におけるWTRU102a、102b、102c、102dの一部または全部がマルチモード機能を含むことができる。すなわち、WTRU102a、102b、102c、102dは、相異なる無線リンクを介して相異なる無線ネットワークと通信するために複数のトランシーバを含むことができる。たとえば、図1Aに示されているWTRU102cは、セルラベースの無線技術を使用することができる基地局114a、およびIEEE802無線技術を使用することができる基地局114bと通信するように構成されてもよい。
図1Bは、例示的なWTRU102のシステム図である。図1Bに示されているように、WTRU102は、プロセッサ118、トランシーバ120、送信/受信エレメント122、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、ディスプレイ/タッチパッド128、非取外し式メモリ130、取外し式メモリ132、電源134、全世界測位システム(GPS)チップセット136、および他の周辺機器138を含むことができる。WTRU102は、一実施形態と一貫したまま前述の要素の任意のサブコンビネーションを含むことができることを理解されたい。
プロセッサ118は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連付けられた1つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプの集積回路(IC)、状態機械などとすることができる。プロセッサ118は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力/出力処理、および/またはWTRU102が無線環境で動作することを可能にする任意の他の機能を実施することができる。プロセッサ118は、トランシーバ120に結合され、トランシーバ120は、送信/受信エレメント122に結合され得る。図1Bは、プロセッサ118とトランシーバ120を別個の構成要素として示しているが、プロセッサ118とトランシーバ120は、電子パッケージまたはチップ内で共に集積されてもよいことを理解されたい。
送信/受信エレメント122は、エアインターフェース116を介して基地局(たとえば、基地局114a)に信号を送信する、または基地局から信号を受信するように構成することができる。たとえば、一実施形態では、送信/受信エレメント122は、RF信号を送信および/または受信するように構成されたアンテナとすることができる。他の実施形態では、送信/受信エレメント122は、たとえばIR信号、UV信号、または可視光信号を送信および/または受信するように構成されたエミッタ/ディテクタとすることができる。他の実施形態では、送信/受信エレメント122は、RF信号と光信号を共に送信および受信するように構成されてもよい。送信/受信エレメント122は、任意の組合せの無線信号を送信および/または受信するように構成されてもよいことを理解されたい。
さらに、送信/受信エレメント122は、図1Bに単一のエレメントとして示されているが、WTRU102は、任意の数の送信/受信エレメント122を含むことができる。より具体的には、WTRU102は、MIMO技術を使用することができる。したがって、一実施形態では、WTRU102は、エアインターフェース116を介して無線信号を送信および受信するために2つ以上の送信/受信エレメント122(たとえば、複数のアンテナ)を含むことができる。
トランシーバ120は、送信/受信エレメント122によって送信しようとする信号を変調するように、また送信/受信エレメント122によって受信される信号を復調するように構成することができる。上記で指摘したように、WTRU102は、マルチモード機能を有することができる。したがって、トランシーバ120は、たとえばUTRAおよびIEEE802.11など複数のRATを介してWTRU102が通信することを可能にするために複数のトランシーバを含むことができる。
WTRU102のプロセッサ118は、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド128(たとえば、液晶ディスプレイ(LCD)ディスプレイユニット、または有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイユニット)に結合されてもよく、それらからユーザ入力データを受け取ることができる。また、プロセッサ118は、ユーザデータをスピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド128に出力することができる。さらに、プロセッサ118は、非取外し式メモリ106および/または取外し式メモリ132など、任意のタイプの好適なメモリからの情報にアクセスし、それらにデータを記憶させることができる。非取外し式メモリ106は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶装置を含むことができる。取外し式メモリ132は、加入者識別モジュール(SIM)カード、メモリスティック、セキュアデジタル(SD)メモリカードなどを含むことができる。他の実施形態では、プロセッサ118は、サーバ上または家庭用コンピュータ(図示せず)上など、物理的にWTRU102上に位置しないメモリからの情報にアクセスし、それらにデータを記憶させることができる。
プロセッサ118は、電源134から電力を受け取ることができ、WTRU102内の他の構成要素に電力を分配し、かつ/またはその電力を制御するように構成することができる。電源134は、WTRU102に給電するための任意の好適なデバイスとすることができる。たとえば、電源134は、1つまたは複数の乾電池(たとえば、ニッケルカドミウム(NiCd)、ニッケル亜鉛(NiZn)、ニッケル水素(NiMH)、リチウムイオン(Li−ion)など)、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。
また、プロセッサ118は、WTRU102の現在位置に関する位置情報(たとえば、経度および緯度)を提供するように構成することができるGPSチップセット136に結合されてもよい。GPSチップセット136からの情報に加えて、またはその代わりに、WTRU102は、エアインターフェース116を介して基地局(たとえば、基地局114a、114b)から位置情報を受信し、かつ/または近くの2つ以上の基地局から受信される信号のタイミングに基づいてその位置を決定することができる。WTRU102は、一実施形態と一貫したまま任意の好適な位置決定方法により位置情報を獲得することができることを理解されたい。
さらに、プロセッサ118は他の周辺機器138に結合されてもよく、それらの周辺機器138は、追加の特徴、機能、および/または有線もしくは無線コネクティビティを提供する1つまたは複数のソフトウェアおよび/またはハードウェアモジュールを含むことができる。たとえば、周辺機器138は、加速度計、電子コンパス(e−compass)、衛星トランシーバ、デジタルカメラ(写真またはビデオ用)、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、振動デバイス、テレビトランシーバ、ハンドフリー用ヘッドセット、Bluetooth(登録商標)モジュール、周波数変換(FM)無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含むことができる。
図1Cは、一実施形態によるRAN104およびコアネットワーク106のシステム図である。上記で指摘したように、RAN104は、UTRA無線技術を使用し、エアインターフェース116cを介してWTRU102a、102b、102cと通信することができる。また、RAN104は、コアネットワーク106と通信することができる。図1Cに示されているように、RAN104は、ノードB140a、140b、140cを含むことができ、ノードB140a、140b、140cは、それぞれが、エアインターフェース116を介してWTRU102a、102b、102cと通信するために1つまたは複数のトランシーバを含むことができる。ノードB140a、140b、140cは、それぞれがRAN104内の特定のセル(図示せず)に関連付けられてもよい。また、RAN104は、RNC142a、142bを含むことができる。RAN104は、一実施形態と一貫したまま任意の数のノードBおよびRNCを含むことができることを理解されたい。
図1Cに示されているように、ノードB140a、140bは、RNC142aと通信することができる。さらに、ノードB140cは、RNC142bと通信することができる。ノードB140a、140b、140cは、Iubインターフェースを介して、それぞれのRNC142a、142bと通信することができる。RNC142a、142bは、Iurインターフェースを介して互いに通信することができる。RNC142a、142bのそれぞれは、接続されているそれぞれのノードB140a、140b、140cを制御するように構成することができる。さらに、RNC142a、142bのそれぞれは、外部ループ電力制御、負荷制御、許可制御、パケットスケジューリング、ハンドオーバ制御、マクロダイバシティ、セキュリティ機能、データ暗号化など、他の機能を実施する、またはサポートするように構成することができる。
図1Cに示されているコアネットワークは、メディアゲートウェイ(MGW)144、移動交換センタ(MSC)146、サービング汎用パケット無線サービス(GPRS)サポートノード(SGSN)148、および/またはゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)150を含むことができる前述の要素のそれぞれはコアネットワーク106の一部として示されているが、これらの要素のいずれか1つがコアネットワークオペレータ以外の企業体(entity)によって所有および/または運営されてもよいことを理解されたい。
RAN104内のRNC142aは、IuCSインターフェースを介してコアネットワーク106内のMSC146に接続されてもよい。MSC146は、MGW144に接続されてもよい。MSC146およびMGW144は、WTRU102a、102b、102cがPSTN108など回線交換ネットワークにアクセスすることを可能にし、WTRU102a、102b、102cと従来の陸線通信デバイスとの間の通信を円滑にすることができる。
また、RAN104内のRNC142aは、IuPSインターフェースを介してコアネットワーク106内のSGSN148に接続されてもよい。SGSN148は、GGSN150に接続されてもよい。SGSN148およびGGSN150は、WTRU102a、102b、102cがインターネット110などパケット交換ネットワークにアクセスすることを可能にし、WTRU102a、102b、102cとIP対応デバイスの間の通信を円滑にすることができる。GGSN150は、移動コアネットワーク106をインターネットなどパケットデータネットワークに接続するデバイスとすることができる。上記で指摘したように、コアネットワーク106はまた、他のサービスプロバイダによって所有および/または運営される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができるネットワーク112に接続されてもよい。
本明細書では多数の図がUMTS構成要素を示しているが、本明細書における例は、CDMA、LTE、LTE−Aなど、他の移動通信技術に適用されてもよい。LTEの場合、たとえば、RAN104は、高度化ノードBを含むことができる。コアネットワーク106は、LTE関連の無線通信移動管理装置(MME)、サービングゲートウェイ、およびパケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイを含むことができる。PDNゲートウェイ(P−GW)は、インターネットなど外部パケットデータネットワークへの接続点とすることができる。また、管理リモートアクセス(MRA)とリモート管理アクセス(RMA)という用語は、本明細書において交換可能に使用されることに留意されたい。
まとめてH(e)NBと呼ばれることがあるホームノードB(HNB)およびホーム高度化ノードB(HeNB)は、自宅だけに限らず、企業および都市での配備にも適用可能である3GPP用語である。「フェムトアクセスポイント(FAP)」という用語は、H(e)NBと同義語とみなすことができる、より一般的な用語と考えることができる。別段示されていない限り、HNB、HeNB、およびH(e)NBは、本開示において同義に使用される。
H(e)NBは、UMTS地上波無線アクセスネットワーク(UTRAN)またはロングタームエボリューション(LTE)無線エアインターフェースを介して、ブロードバンドIPバックホールを使用して携帯電話会社のネットワークにWTRUを接続することができる。顧客のブロードバンドIPバックホールのための有線選択肢は、2線xDSL(たとえば、ADSL、ADSL2、VDSL、VDSL2)、同軸ケーブル(たとえば、DOCSIS1.1、2.0、3.0を介したもの)、FTTH/FTTP(optical fiber−to−the−home/premises)、またおそらくは電力線ブロードバンド(BPL)を含むことができる。
高度化HNBプラットフォームにおいて追加のインテリジェンスを提供し、ブロードバンドIPバックホールを介して新しい付加価値サービスを提供することにより、HNBプラットフォームと他のデジタル自宅/近隣/企業ネットワーク要素との一体化または対話を通して、機会が増す可能性がある。
付加価値サービスは、低コスト通信およびエンターテイメント選択肢(たとえば「クアドロプルプレイ」)、リモートアクセスを含む簡易ホームネットワーク管理、オーディオ/ビデオセッション転送およびユニバーサル遠隔制御機能を含む個人用デバイスに関する拡張用途、IPマルチメディアセッション(IMS)対応「ローカル」サービス、個人/自宅の安全の改善、およびオペレータによってサポートされるサイバーセキュリティの利用を含むことができる。
新しい機能は、3G技術、および/またはWiMAX、LTE、LTE−Aなど、より高い帯域幅の4G技術を含む無線ブロードバンドバックホール選択肢を含むことができる。「ネット中立性」規制もあるが、これは、地上波ISPプロバイダによって、そのブロードバンド有線/ケーブル/ファイバネットワークを携帯電話会社が利用するのを回避するために課される可能性がある将来の制約に対する障壁にもなり得る。
また、新しい機能は、多数の機械から機械への(M2M)デバイスおよび/またはM2Mゲートウェイに対するHNBサポート、同時マルチRAT接続を含むマルチメディアデータの協調マルチRAT送達、およびローカルでキャッシュされたコンテンツに対するアクセスを含めてローカルP2P通信を促進することができる、隣接するHNBを相互接続し近隣エリアまたは企業エリアネットワークを形成することを含むことができる。
さらに、新しい機能は、HNBと車両環境における無線アクセス(WAVE)対応車両とのインターフェースを含むことができる。このインターフェースは、ユーザが自宅に到着した、または自宅を出たとき車両内でユーザのためのセッション継続状態を支援することができる。また、このインターフェースに関して、車両データをネットワークに転送することなど他の使用法がある。
以下は、CGWハイブリッドネットワークアーキテクチャによってサポートされ得るサービス要件の例である。すなわち、1)自動構成を含めて、簡単な配備および運営、2)マクロセルへの/からの移動、IMSのサポート、M2Mゲートウェイなどを含めて、セルラネットワークオペレータによって提供されるすべてのWTRUサービス、3)CGWを介したシグナリングおよびデータを用いたローカルデバイス通信、4)CGWを介したシグナリング、およびローカルデバイス間のピア・ツゥ・ピア(P2P)接続を介したデータを用いたローカルデバイス通信、5)WTRUからホームネットワークへのローカルIPアクセス、6)WTRUからホームネットワークへのリモートアクセス、7)公衆警報システムのホームネットワークへの延長、および8)セルラネットワークテレビサービス(たとえば、マルチメディア放送マルチキャストサービス−MBMS)のホームネットワークへの延長。
以下は、CGWハイブリッドネットワークアーキテクチャによってサポートされ得るアクセス要件の例である。すなわち、1)携帯電話会社コアネットワークに向かうIPベースのブロードバンドバックホール、2)セルラアクセスおよびWLANアクセスのための限定加入者グループ、オープン、およびハイブリッドの加入者グループのサポート、3)レガシー端末のサポートを含むUMTSエアインターフェース、4)LTE/LTE−Aエアインターフェース、5)レガシー端末および802.11p WAVEデバイスのサポートを含む802.11ベースのWLANエアインターフェース、6)セルラ/WLANインターフェース/ゲートウェイを使用する、またはZigBee、Bluetoothなど代替のM2Mインターフェースを介した直接のM2M、7)RAT間およびHNB間アクセス/サービス転送のサポート、8)マルチRATアクセス/サービスのサポート、9)ローカル許可制御およびローカルリソース制御。
CGW設計は、とりわけ以下の技術要素を含むことができる。すなわち、1)3GPP HNB、ローカルGW、IEEE802.11AP、IEEE802.15.4WPAN、RF検知モジュール、M2M GWを含むCGW構成要素、ならびに動的スペクトル管理(DSM)を含むCGWアプリケーションの初期化、2)IMSサービスおよび非IMSサービス、外部M2Mサーバなどを含む、CGW構成要素の(1つまたは複数の)外部オペレータネットワークおよび/または(1つまたは複数の)サービスプロバイダへの登録、3)CGWを介したWTRUと宅内/企業ネットワークとの間のローカルIPアクセス(LIPA)、4)CGWを介した選択IPトラフィックオフロード(SIPTO)、5)BWM拡張CGWを介したローカルおよび移動コアオペレータ(MCN)サービスへのアクセス、6)アイドル、およびHNBからHNB、HNBからマクロセル、マクロセルからHNBへの能動的な移動、7)支援型自己組織化ネットワーク(SON)のための予防干渉管理(PIM/proactive interference management)、および8)M2Mゲートウェイ機能。
様々なIPアドレッシングフォーマットを使用することができる。一実施形態では、ゲートウェイを、静的アドレッシングモードまたは動的アドレッシングモードでIPv4アドレッシングに準拠するように設計することができる。たとえば、ゲートウェイは、ISP DHCPサーバからのパブリックIPアドレス、ゲートウェイ内のローカルDHCPサーバからのプライベートIPアドレス、および移動コアネットワーク(MCN)内のリモートDHCPサーバからのプライベートIPアドレスを取得することができる。また、ゲートウェイには、公然とルーティング可能な、ISPによって割り当てられたIPアドレスと、プライベートな、ゲートウェイによって割り当てられたローカルIPアドレスとの間で変換するNAT機能を組み込むことができる。
WPANコーディネータ(WPAN−C)を介してゲートウェイと対話するIEEE802.15.4無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)デバイスを、WPAN−Cからの助けで、IPv6アドレスで「自動構成」することができる。WPANデバイスは、そのMACアドレス、およびWPANコーディネータ内のIPv6ルーティング機能によって提供されるIPv6ネットワークプレフィックスに基づいて自動構成することができる。CGW内のHNB機能は、UMTS HNB標準に完全準拠するように選択されてもよく、公共のインターネットを介したMCNとのIPSecトンネル確立をサポートすることができる。
既存の標準は、アイドルモビリティの問題に対処することができる。さらに、能動的なHNB移動は、組み合わせられたハードハンドオーバと、本明細書で述べるロスレスハンドオーバのサポートを含むサービング無線ネットワークサブシステム(SRNS)リロケーション手順をサポートすることができる。
CGWにおける帯域幅管理は、セルラ(たとえば、UMTS)と、マルチモード機能をサポートするBWMクライアントを有するデバイスのための802.11エアインターフェースとの間でIPパケットデータのマルチRAT配信を実現することができる帯域幅管理(BWM)サーバを含むことができる。BWMサーバをCGWと一体化するためのいくつかの選択肢は、BWMサーバ機能をHNB内で一体化すること、またはBWMサーバを標準的なHNBとMCNの間のスタンドアロンのエンティティとして一体化することを含む。他の実施形態では、BWMサーバを複数のHNBと一体化することができ、これは企業での配備で有用となり得る。
BWMサーバは、1)DNSサーバ(またはプロキシDNSサーバ)、2)DNSクライアント、3)DNCPクライアント、4)3GPP TS29.060、v9.1をサポートするGTPエンティティ、および5)IPSecサポートの機能を有することができる。さらに、BWMサーバは、とりわけ以下のアクション、すなわちa)無線アクセスベアラ(RAB)割当て要求、b)RAB割当て応答、c)DNS要求、d)TR−069設定パラメータ値(Set Parameter Value)、e)RANAPリロケーション、f)RANAP先行SRNSコンテキスト、およびg)移動中の転送DLデータパケットを実施するためのディープパケットインスペクション機能を有することができる。
ホームネットワークまたは企業ネットワークは、公共のインターネットにケーブルモデムまたはデジタル加入者線(DSL)接続するように構成されてもよい。また、同じホームエリアネットワーク(HAN)または企業エリアネットワーク(EAN)内で互いに、またHANまたはEAN上でIPアドレスを有するHNBおよびBWMサーバと接続することができるHNBおよびBWMサーバを有することができる。
HNBおよびMCNは、とりわけ以下を有するように構成することができる。すなわち、1)HNBまたはMCN要素プロトコルに変更がない、2)HNBが、メモリに焼き付けられた初期HMS完全修飾ドメイン名(FQDN)を有する、3)一次DNSサーバがBWMサーバであるようにHNBが構成される、4)IPSecトンネル確立中および使用中に使用するためにBWMサーバと共通の事前に共有されたキーを有するようにHNBが構成される、4)IPSecトンネル確立中および使用中に使用するためにBWMサーバと共通の事前に共有されたキーを有するように初期SeGWまたはサービングSeGWが構成される、5)HNBが、メモリに焼き付けられた初期SeGW FQDNを有するように構成される。
BWMサーバは、初期SeGW FQDNがメモリに焼き付けられているように、またそれがHNB内の初期SeGW FQDNと一致し得るように構成されてもよい。また、BWMサーバは、「外部」DNSサーバのロケーションが既知であるように構成されてもよく、これはローカルIPアドレスを割り当てるDHCPプロセスの一部として行うことができる。「外部」DNSサーバは、公共のインターネット上にあってもよいDNSサーバであり、一方「内部」DNSサーバは、移動コアネットワーク内のDNSサーバである。BWMサーバは、HNBが電源投入される前に電源投入され、ローカルIPアドレスを有することができる。BWM解決策はマクロセルレベルで提供することができ、必ずしもすべてのHNBに実装されなくてもよい。「BWM」レイヤは、クライアントとサーバ両方でトランスポートレイヤとIPレイヤの間にあることができる。本明細書に記載の実施形態は、ロスレスデータサービスもロッシーデータサービスもサポートする。
BWMサーバをトリガし初期SeGWまたはサービングSeGWとのIPSecトンネルを確立するための複数の方法がある。一般に、BWMサーバは、HNBとのIPSecトンネルの確立をサポートすることができ、BWMサーバは、サービングSeGWとのそのIPSecトンネルの確立中に初期SeGWまたはサービングSeGWによって提供されるMCN IPアドレスを有することができる。BWMサーバをトリガしIPSecトンネルを確立するための可能な方法は、以下を含むことができる。すなわち、1)HNBがDNSを介して初期SeGWまたはサービングSeGWのIPアドレスを要求することによって、BWMサーバから初期SeGWまたはサービングSeGWへのIPSecトンネルがトリガされる、2)BWMサーバがHNBからのIKE_SA_INITメッセージを聴取し、それ自体でトリガし、初期SeGWまたはサービングSeGWとのIPSecトンネルを確立することができる、3)BWMサーバへの電力の印加により、IPSecトンネルをトリガすることができる。
図26は、CGWハイブリッドネットワークの例示的な基本アーキテクチャである。物理的な実装は、対象となる特定の機能に応じて変わる可能性がある。主な構成要素の説明について本明細書で手短に述べる。
図26に示されているアーキテクチャの拡張部分(extension)は、図26に示されている特定のインターフェース(これを発明者らは、論理インターフェースと呼ぶものとする)を複数の物理インターフェースによって実際に実装することができるところである。たとえば、携帯電話または電気器具2602などエンドデバイスが、WiFI2606およびセルラインターフェース2604を共に有することができる。この例では、論理インターフェースは、物理的なマルチ無線アクセス技術(マルチRAT)となる。これは、複数の伝送を使用し、データ転送速度を増大し、またはリンクロバスト性(すなわち、マルチRATダイバシティ)をもたらし、または転送されるデータに対するRATの適切性、すなわちセキュリティ、サポートされるデータ転送速度、サポートされるQoS、コストなどの諸側面とすることができる適切性に応じて適応的に各RATが選択される柔軟性をもたらすことを容易にすることができる。機能のサブセットが実装される変形形態が可能である。たとえば、ある特定の変形形態では、ボディエリアネットワーク(BAN)がなくてもよい。
CGWインフラストラクチャは、任意のハードウェア設備(たとえば、Cat5ケーブル、同軸ケーブル、電話線、電力線、ファイバ)を含むホーム「コアネットワーク」要素からなることができる。インフラストラクチャ要素は、典型的には、一時的な停電の場合にバッテリバックアップを介して動作することもでき、それによりセキュリティ、健康管理、公衆安全を含む重要なサービスの継続性を確保する静的なライン給電型デバイスからなる。そのようなデバイスは、ケーブル/DSLモデム、アクセスポイント、ルータ、M2Mゲートウェイ、メディアサーバ、登録/セキュリティデータベースサーバ、およびHNBを含むことができる。
図26では、CGWプラットフォームのいくつかの機能が、CGW機能というラベルが付けられたボックス内に示されている。これらの機能は、CGWプラットフォーム内に論理的に存在することができるが、集中的に、たとえばHNB内で実装されても、複数のノードの間で分散されてもよい。
本明細書では、一般的なアーキテクチャの理解を容易にするために、CGWインフラストラクチャネットワークのハイレベル構成要素を、別個のエンティティとみなすことができる。しかし、一般的なアーキテクチャの市場における実装は、様々な構成要素を組み合わせ、性能を改善し、サイズ/コスト/エネルギー消費を削減することができる。たとえば、HNBを宅内ゲートウェイ、WLANアクセスポイント、およびTV STBと物理的に一体化し、単一ボックスの多技術「収束ゲートウェイ」を提供することができる。これをさらに維持するために、HNB、ブロードバンドモデム、およびSTBは、ブロードバンドフォーラムのTR−069標準に基づいてリモート管理のための共通のアプリケーションレイヤプロトコルをすでに共有している可能性がある。さらに、一部のオペレータは、宅内ブロードバンドと移動サービスを共に提供し、その結果、それらのオペレータにとっては、フェムトセル基地局を宅内ゲートウェイおよびWiFiルータと一体化する動機があり得る。
発明者らのアーキテクチャ定義にとって特に重要なことは、HNBがWTRU対応デバイスを、自宅をベースとするネットワークに、また外部のインターネットに「ローカルIPアクセス(LIPA)」させることができることである。さらに、HNBは、WLAN APなどゲートウェイを介して、他のネットワークへの論理接続および/または物理接続、および/または他のネットワークとの一体化をサポートすることができる。
HNBは、イーサネット(登録商標)を介して顧客の宅内ゲートウェイに接続することができ、このゲートウェイは、ブロードバンドケーブル、ファイバ、またはDSLを介して携帯電話会社のコアネットワークにアクセスすることを可能にする。固定式無線ブロードバンドアクセスもまた選択肢であり、たとえばWiMAXまたはLTEセルラ技術を使用することができる。これは、たとえば将来のポリシにより、ISPプロバイダが、それらのブロードバンド設備が競合携帯電話会社からのH(e)NBによって無差別に使用されることを制限および制御することができる場合、望ましい選択肢になり得る。
オペレータによって提供されたものでないWLAN APをホームネットワークで使用することができ、またCGWは、携帯電話会社によって管理される802.11nをベースとするAPを使用することもできる。これにより、制御機能(たとえば、セキュリティ、移動、ネットワーク管理、DSMなど)すべてのサポートを含めて、解決策全体との密な一体化が可能になり得る。
CGWドメイン内のM2Mデバイスが同じサブネット上にあってもよい。IPv4/IPv6変換は、WPANコーディネータでカバーすることができ、したがってホームサブネット内の通信すべてがIPv4をベースとするものであってもよい。WPAN内の通信は、IPv6をベースとするものであってもよい。任意のIPバージョン(たとえば、IPv4またはIPv6)を使用し、本明細書の実施形態を実装することができる。
M2Mゲートウェイは、複数のインターフェースをサポートすることができる。たとえば、短距離低電力インターフェースを介して無線キャピラリネットワーク内で通信することができ、一方CGWと情報を交換し、CGWは、その情報をWANにさらに伝播させることができる。(たとえば、ゲートウェイ間移動のための)M2M間ゲートウェイ通信は、CGWを介して行うことができ、または、たとえばM2Mゲートウェイが共通のM2M技術を共用しているとき直接的に行うことができる。センサなどエンドデバイスは、一般に電力消費が極端に低くなるように設計されるが、M2Mゲートウェイは、それ自体、電力コンセントに差し込むことができ、より高いデューティサイクルの通信で複数のエアインターフェースを容易にサポートすることができる。M2Mゲートウェイは、1つの機器を市販し、複数の標準をサポートすることができるように、FPGA、SDR、およびソフトウェア構成可能なハードウェアに基づく再構成可能なハードウェア技術のための潜在的な候補であることに留意されたい。
マルチRAT移動端末は、M2Mゲートウェイとしても働くことができる。たとえば、セルラ、WiFi、およびBluetooth機能を有するハンドセットが、BluetoothまたはWiFiを介して健康管理用身体センサと通信し、WiFiまたはセルラを介してリモートネットワークに情報を伝えることができる。
セットトップボックス(STB)の従来の規則は、同軸ケーブル、デジタル加入者線(xDSL)、FTTH(optical fiber−to−the−home)、衛星を介して、あるいは、WiMAXもしくは将来のLTE/LTE−Aなど無線セルラ技術を介して提供される双方向サブスクリプションTVサービスを制御および表示することである。本明細書では、主に、STBへのTV(主にデジタルTV(DTV))の送達を仮定する。DTVコンテンツは、変調無線周波数(RF)チャネルを介して、またはIPTVとして送達されてもよい。デジタルTVおよびデジタルラジオの選択肢は、インターネット、加入型衛星放送、および地上波無線を使用する「オーバーザトップ」トランスポートを含む。
マルチメディアネットワーク内のオーディオビジュアルデバイス(A/Vデバイス)は、無線対応とすることができ、STB機能は、サービスプロバイダからの加入型A/Vコンテンツ、ならびに一体化されたホームネットワーク(たとえば、メディアサーバ、ハンドセット、またおそらくはHNBおよびAPを介したもの)からのローカルコンテンツを無線送信することができる。したがって、STBの役割は、「メディアゲートウェイ」の役割に拡張することができる。
提案されているCGW機能をサポートするために、サーバ、データベース、および記憶設備など、様々なノードをもサポートする必要があり得る。たとえば、これらのノードは、個人用のメディアおよびデータコンテンツ、識別およびアドレッシングレジストリ、ならびにセキュリティおよびアクセス制御ポリシを含むことができる。
図27は、CGWアーキテクチャの別の例示的な図である。図27は、CGWと対話するネットワークを示す。ローカル分散ネットワーク2705は、ローカルネットワークノード間で、またはゲートウェイ対応デバイスを介して外部で他のネットワークに対して情報を交換する生産性デバイス(たとえば、コンピュータ、プリンタなど)を含むことができる。そのようなネットワークは、インフラストラクチャモード(たとえば、基地局またはアクセスポイントを介して)、または非インフラストラクチャモード(たとえば、ピア・ツゥ・ピアまたはマスタ−スレーブ)で動作することができ、WiFiまたはセルラを含む様々な無線技術によって維持することができる。たとえば、用途は、とりわけファイル転送、ウェブブラウジング、および電子メールを含む。
このアーキテクチャのいくつかの変形形態がある。たとえば、インターフェースはイーサネット(登録商標)とすることができるが、バックプレーン、電力線ネットワーキングなど、他の手段によって実装されてもよい。同様に、「M」2710と呼ぶことができる図27におけるインターフェースは、3GPPによって規定されたX2インターフェース、あるいは、その改良とすることができる。Mインターフェースは、n H(e)NBインターフェースとみなすことができる。
図27は、低電力の機械から機械への(M2M)ネットワーク、ボディエリアネットワーク(BAN)、マルチメディアネットワーク、およびローカルデータ/音声通信ネットワークなど、様々なローカルネットワークの一体化例を示す。図27では、インターフェースが、ローカル分散ネットワーク内のデバイス間に示されている。インターフェースA’インターフェース2704は、高度化インフラストラクチャモードの802.11のようなインターフェースとすることができ、集中アクセスポイント(AP)が、接続されたデバイスへの通信を制御する。論理B 2702インターフェースを使用して、ピアデバイス間に直接リンクをセットアップすることができる。典型的には、B 2702インターフェースは、高スループット、低レイテンシを実現する。
低電力M2Mネットワーク2715は、無線センサおよびホームオートメーションを含むことができる。そのようなセンサおよびホームオートメーションは、典型的には、ローカルネットワークノード間で生情報、処理済み情報、または集約された情報を伝えるデータ収集デバイスを含み、ゲートウェイ対応デバイスを介した他のネットワークとの外部通信を含むことができる。そのようなセンサは、通常、データ転送速度が低く、デューティサイクルが低い、電力の制約を受けるデバイスである。受動的な検知に加えて、一部のデバイスは、警報を鳴らす、またはスイッチを切り替えるなど、能動的な制御機能をサポートすることができる。センサネットワークのクラスタ形成は、デバイス発見手順を介して行うことができる。
M2Mネットワークは、インフラストラクチャモード(たとえば、基地局またはアクセスポイントを介して)、または非インフラストラクチャモード(たとえば、ピア・ツゥ・ピアまたはマスタ−スレーブ)で動作することができ、ZigBee、Bluetooth、WiFiまたはセルラを含む様々な無線技術によって維持することができる。図27では、論理L 2717インターフェースが、前述の技術(たとえば、WiFiおよびZigBee)のいずれかを表すことができる。このインターフェースは、典型的には低スループットをもたらし、デバイスが電力の制約を受けると仮定する。用途は、ホームセキュリティ、監視、健康監視、エネルギー管理、HVAC制御、WAVEなどを含むことができる。
低電力M2Mネットワークに幾分似ているが、ボディエリアネットワーク(BAN)2720は、情報をローカルでユーザに、またはCGWを介して外部で他の関連のエンティティに対して伝えることができるウェアラブル/埋込み可能な無線センサを含むことができる。ゲートウェイデバイスは、無線センサからのコンテンツのアグリゲータとして働くこともできる。
無線マルチメディアネットワーク2706は、典型的には、ローカルネットワークノード間で、またはゲートウェイ対応デバイスを介して外部で他のネットワークとマルチメディア情報(たとえば、オーディオ、ビデオ、データ)を交換するホームエンターテイメント機器を含む。これらのデバイスは、一般に、センサネットワークよりはるかに高いデータ転送速度のサポートを必要とする。そのようなネットワークは、インフラストラクチャモード(たとえば、基地局またはアクセスポイントを介して)、または非インフラストラクチャモード(たとえば、ピア・ツゥ・ピアまたはマスタ−スレーブ)で動作することができ、WiFiまたはセルラを含む様々な無線技術によって維持することができる。用途は、リアルタイムオーディオ/ビデオ、ローカル/リモートで記憶されたコンテンツのプレイバック、デバイス間の自動同期、デバイス間のセッションのライブ転送などを含む。図27では、ローカルB 2708インターフェースを、マルチメディアネットワーク内のデバイス間で使用することができる。
セルラネットワークは、前述のネットワークの一部と重なり合ってもよく、マクロセル、ホーム(e)ノードB間要素、およびホーム(e)ノードB内要素を含むことができる。デバイスは、限定加入者グループ(CSG)WTRUおよび非CSGのWTRUを含むことができ、音声、テキスト、および電子メールなど従来のサービスに使用することができる。従来の機能に加えて、携帯電話会社のコアネットワークは、高度化CGWプラットフォームによって可能になる将来の付加価値サービスのサポートを含むことが予想され得る。
CGWは、ローカルクラウド内のいくつかのデバイスと通信することができる。ローカルクラウド内のデバイスすべてがCGWと通信する必要があるわけではないことに留意されたい。たとえば、一部のデバイスが必要な無線アクセス機能を有していなくてもよい。あるいは、一部のデバイスが、リソース(電力、記憶装置など)を保存するためにローカルクラウド内で通信を制限しようと判断することができる。CGWと通信することが可能である、また通信することをいとわないデバイスについては、この通信は、同期、制御、および任意選択でデータプレーン機能を提供する論理A 2721インターフェースを介してもよい。これらの機能は、専用の物理チャネルを介して、または共用チャネルを介して行われてもよい。同期は、ローカルクラウドデバイスに基準タイミングを与え、任意選択で、どこに制御情報があるかを示す。制御情報は、ローカルクラウドデバイスの登録、ローカルクラウドデバイスの(再)構成、CGWに対する測定レポート、ローカルクラウドデバイスの支援などを可能にするように(ローカルクラウドデバイスとCGWの間で)シグナリングを送ることができる。A 2721インターフェースは、収束ゲートウェイ内で、干渉管理および負荷管理のために、あるレベルの集中制御を可能にすることができる。
Aインターフェースは、特定の用途および条件(宅内、事務所、産業など)に対して最適化された新しいエアインターフェースを使用して実装されてもよい。あるいは、これらの機能は、Uuインターフェース2722(たとえば、H(e)NBインターフェース)を介して、または802.11のようなインターフェース(図27にA’2704と示されているもの)を介して実施されてもよい。
図28は、収束ゲートウェイのハイレベルアーキテクチャを示す例示的なブロック図である。
CGWは、ブロードバンドモデム、セルラH(e)NB、WiFiアクセスポイント、IPルータ、ならびにおそらくは他の機能および物理エンティティを含み、一体化されたホームネットワーク(IHN)内で様々なサブネットワークを一体化するように働く宅内(または企業)の中央エンティティとすることができる。CGWは、ちょうど移動電話が個人に対して論理的に結び付くことができるように、自宅に対して論理的に結び付くことができる。自宅は、すべてのそのデバイス、センサ、電気器具などと共に、CGWによって識別可能となることができ、その結果、個々のホームデバイスのそれぞれは、CGWを介して間接的にアドレッシング可能なものとすることができる。その代わりに、CGWは、各ホームデバイスがワイドエリアネットワーク(WAN)と、またローカルでIHN内の他のデバイスと通信するためのゲートウェイとなることができる。
CGWは、一意の識別子を有することができ、この識別子には、ホームデバイスのリストを添付することができ、ホームデバイスのそれぞれは、それ自体の識別子を有することができる。さらに、CGWは通信エンティティであり得るので、通信サービスがネットワークオペレータによって提供される可能性がある場合、CGW識別子は、ネットワークオペレータのアイデンティティをも含むことができる。CGWアイデンティティは、任意の英数字または2値とすることができるが、ユーザフレンドリなアイデンティティであってもよい。たとえば、住所を、ネットワークオペレータのアイデンティティと結合してCGWアイデンティティとすることができる。住所が、123 Freedom Drive,Happyville,PA 10011,USAであり、通信サービスがUniversal Communications Corporationによって提供されている場合には、CGWアイデンティティは、123_Freedom_Drive,Happyville,PA l0011,USA@Universal_Communications.comとすることができる。さらに、個々のサブネットワークおよびデバイスをこのアイデンティティに付加することができる。たとえば、Thermostat#123_Freedom_Drive,Happyville,PA l0011,USA@Universal_Communications.comであり、ここで#記号は、住所内の切れ目を示すために使用することができる。
いくつかの機能エンティティを追加または削除することによって、CGWのための他のアーキテクチャが可能である。たとえば、ZigBeeモデムを削除し、Bluetoothモデムを追加することができる。
CGWアーキテクチャは、多数の要素を有することができる。たとえば、CGWアーキテクチャは、以下のローカルデバイス、すなわち802.15.4デバイス(WPAN)、802.11デバイス、WTRU、一般的なIPデバイス(たとえば、プリンタ、デジタル写真フレームなど)、BWMクライアント対応マルチモードデバイスを含むことができる。一部のCGWエンティティは、とりわけHNB、WLAN−AP、WPAN−C、LGW、BWMサーバ、RF検知モジュールを含むことができる。CGWアプリケーションは、とりわけM2M IWF、アプリケーションコーディネータ、IMSクライアント、STUNクライアント(たとえば、ELIPAモビリティ用)、およびDSMスペクトル検知機能(SSF)を含むことができる。
追加のCGWアーキテクチャ要素は、M2Mゲートウェイ、M2Mサーバ、M2Mアプリケーション、システムサービス(たとえば、ローカルDHCPサーバ、ローカルDNSサーバ、IPv4ルータ、NAT)、ISPネットワーク(たとえば、ISP/「外部」DNSサーバ)、MCN(MNC/内部DNSサーバ、HNB管理システム、SeGWs、HNBゲートウェイ、LGWアグリゲータ、SGSN、GGSN、RNC(たとえば、HNBとマクロセルの間のハンドオーバ用)、STUNサーバ)、およびIMSコアネットワーク(たとえば、IMS CN DHCP、IMS CN DNS、IMS CN x−CSCF)を含むことができる。
ホームネットワークマネージャは、自己組織化ネットワーク(SON)機能のサポートを含めて、ホームネットワークの半静的な管理を提供することができる。この機能は、収束ゲートウェイにとって使用可能なアクセス技術および関連の機能的能力を発見することができる。
セッションマネージャがCGWプラットフォーム内にある。この機能は、図27に示されている様々なネットワークまたはデバイス間のメディア、データ、および音声セッションの転送を制御することができる。この機能は、たとえばH(e)NB内で集中化されても、(たとえば、「緩い」一体化の場合において)ホームインフラストラクチャノードの間で分散されてもよい。セッション転送の開始は、ユーザ対話に基づくものでも、移動、コンテキストアウェアネス、イベントドリブンのキュー、および記憶されたユーザプロファイルに基づく自動応答であってもよい。開始された後で、セッションマネージャは転送を制御することができ、おそらくは、たとえばデジタル著作権管理(DRM)のために携帯電話会社、および携帯電話会社が自宅内の「登録済み」デバイスを知っていることを必要とする。この機能は、一部の転送についてコンテンツ管理機能と対話することができる。
コンテンツマネージャは、コンテンツ適合、たとえばホームネットワークと移動ハンドヘルドデバイスとの間で必要とされるメディアフォーマットを変換することなど、諸機能を扱うことができる。これは、コンテンツ分解機能を含むことができる。
図26および図27に示されている動的スペクトルマネージャ(DSM)は、適切な(1つまたは複数の)RAT/周波数/帯域幅を適切なときに適切なアプリケーションに割り当てることを容易にするエンティティと定義することができる。DSMは、局所干渉レベルを最小限に抑えるように使用可能なスペクトルの使用を最適化し、必要とされるQoSを満たし、同じ、または異なる無線アクセス技術(RAT)を使用してスペクトルアグリゲーションを可能にし、スペクトル検知および環境をベースとする情報融合を監督し、一方、ローカルデバイスの間で高スループット、リアルタイムのマルチメディアコンテンツを共有することを可能にすることができる。
CGWの状況では、動的スペクトル管理(DSM)は、スペクトル検知機能(SSF)および帯域幅管理機能(BMF)を提供する共通サービスとみなすことができる。たとえば、802.15.4をベースとするWPANの自己組織化を支援するために、WPANコーディネータは、DSMと対話し、動作するための初期チャネルおよび代替チャネルを得ることができる。同様に、帯域幅管理(BWM)サーバは、DSMと対話し、帯域幅アグリゲーションおよび/または交換ポリシについて判断することができる。
セキュリティマネージャは、認証、許可、アカウンティング(AAA)機能を含むことができ、オペレータリソースの使用を容易にすることができる(たとえば、必要に応じてプロキシ機能を提供する)。また、ここでは、H(e)NBおよびWLAN APの動作のオープン/限定/ハイブリッドモードが考慮される。
IMS網間接続機能は、VoIPおよびIPTVのような管理されたIMSをベースとするサービスを自宅に送達することを可能にすることができる。オペレータによって提供されるサービスには、リモートアプリケーションサーバを介してアクセスすることができ、また、ローカルアプリケーションサーバまたはキャッシュ記憶からアクセスすることができる。自宅内のIMS対応デバイスおよび非IMS対応デバイスに対するサポートを提供することができる。非IMS対応デバイスのサポートは、収束ゲートウェイ内のIMS網間接続機能によって提供され得る。
RF検知モジュールがある可能性がある。このモジュールは、CGWの一部としての集中化された単一のスキャナエンティティとすることができる。ある実施形態では、CGW内で実施される検知で、ネットワーク全体によって見られる干渉を表すことができ、この場合、単一の検知ノードで十分となり得る。スキャナの結果は、干渉に対する予防的周波数を決定するように、SWエンティティ(スペクトル検知機能)をCGWの一部として駆動することができる。また、スキャナの結果は、干渉緩和および帯域幅アグリゲーションの判断をサポートすることができる。一実施形態では、RF検知モジュールは、約3GHzをスキャンすることができる。
CGWのシステム説明の例示的な図が、このシステムの技術要素間の対話を詳しく示すメッセージシーケンスチャート(MSC)によって表されている。MSCは、ハイレベルフローを表し、一方、個々の手順ブロック内で例示的な、詳細なメッセージングを要約している。
図2から図9に示されているCGW初期化および登録MSCは、HNB、WLAN−AP、WPAN−C、LGW、M2M GWを含むCGWエンティティ、およびDSMスペクトル検知初期化およびIMSクライアント登録を含むCGWアプリケーションの初期化の例示的な図である。図2は、CGW初期化のための手順の例示的な図である。図3は、HNB初期化のための手順の例示的な図である。図4は、LGW初期化のための手順の例示的な図である。LGWは論理エンティティとすることができ、そのプロビジョニングパラメータは、HNBのものと同様とすることができることに留意されたい。図5は、IMSクライアント初期化の手順の例示的な図である。図6は、LGW登録の例示的な図である。図7は、プロキシ呼セッション制御機能(PCSCF)発見手順の例示的な図である。図8は、IMS登録手順の例示的な図である。図9は、「reg」イベント状態へのサブスクリプションのための手順の例示的な図である。
図10から図12に示されているデバイス登録MSCは、CGW内で、また外部オペレータ/サービスプロバイダネットワークにUE、WLAN、WPANを登録する例示的な図である。図10は、デバイス登録のための手順の例示的な図である。図11は、UE登録(NON CSG UE)のための手順の例示的な図である。図12は、UE登録(CSG UE)のための手順の例示的な図である。
本明細書に示されている単純LIPA MSCは、LIPA経路のセットアップおよびローカルデータ転送の例示的な図であり、PDPコンテキストを保存したデータ不活性期間中におけるアイドルモードへの以降と、その後に続く、ダウンリンクで開始されるLIPAセッションの再開のための接続/トンネル再確立を伴うページングを含む。
本明細書に示されている「拡張(Extended)」LIPA(ELIPA)MSCは、E−LIPA経路のセットアップおよびローカルデータ転送の例示的な図であり、PDPコンテキストを保存したデータ不活性期間中におけるアイドルモードへの以降と、その後に続く、ダウンリンクで開始されるE−LIPAセッションの再開のための接続/トンネル再確立を伴うページングを含む。
本明細書に示されているHNBハンドオーバMSCは、HNB間、HNBからマクロセルへ、およびマクロセルからHNBへのパケット交換(PS)セッションの能動的なハンドオーバの例示的な図である。
図13から図25に示されているBWM MSCは、HNBとMCNの間のCGW内におけるBWMサーバの導入に関連する初期化、セッション確立、および移動手順の例示的な図である。図13は、UEとコアネットワークの間でデータサービスを確立するための手順の例示的な図である。図14は、1つのHNBに接続されたUEが隣接系のホームネットワークに移動するための手順の例示的な図であり、隣接系は、別のHNBに接続されている。図15は、BWM初期化のための手順の例示的な図である。図16は、BWMの存在下でのCGW初期化のための手順の例示的な図である。図17は、HNB登録のための手順の例示的な図である。
図18は、UE(非限定加入者グループ(CSG)UE)登録の例示的な図である。図18では、HNBとMCN要素の間のメッセージすべてが、HNBGWを通過することができる。BWMサーバの役割は、IPSecトンネルからのメッセージを開封(unpack)し、次いで他のIPSecトンネル上でそれらを再度パックすることになる。図19は、CSG UEのためのUE登録の例示的な図である。
図20は、パケット交換(PS)データサービス確立の例示的な図である。図21は、セルラPDPコンテキスト確立の例示的な図である。図22Aおよび図22Bは、HNBGW内移動(LIPAからELIPA)のための手順の例示的な図であり、図22Bは、図22Aの続きである。図23は、BWMとSeGWの間のIKE IPSec手順の例示的な図である。図24は、1つのトンネル確立を伴うRABセットアップおよびユーザプレーン確立のための手順の例示的な図である。図25は、2つのトンネル確立を伴うRABセットアップおよびユーザプレーントンネル確立のための手順の例示的な図である。
一意のAPNを各LGWに割り当てると、SGSN APNデータベース内のエントリの数が多くなる可能性がある。したがって、一実施形態では、LGWのIPアドレスは、コアネットワークによって提供される論理に基づいて実行時に解決される。典型的には、各LGWは、HNBと同様にして事前に決定された一意のアイデンティティを有する。また、典型的には、HLR内のユーザプロファイルは、ホームHNBおよびホームLGWに関するエントリを有する。この方式の下では、アドレス解決プロセスは、以下のシナリオを組み込むことができる。すなわち、1)ユーザは、自分のホームHNBにラッチされており、自分のホームネットワークに接続したいと望む−ネットワークは、ユーザのホームLGWのIPアドレスを解決する、2)ユーザは、隣接系AのホームHNBにラッチされており、自分のホームネットワークに接続したいと望む−ネットワークは、ユーザのホームLGWのIPアドレスを解決する、3)ユーザは、隣接系AのホームHNBにラッチされており、Aのネットワークに接続したいと望む−ネットワークは、隣接系のLGWのIPアドレスを解決する。
ハイブリッドネットワーク収束ゲートウェイアーキテクチャによって可能になる多数の様々な「デジタルホーム」ユースケースがある。一体化されたホームネットワーク内ではWiFiおよびセルラアクセスが使用可能であると予想されるので、1つのユースケースは、デバイスがマルチRAT(たとえば、デュアルモードWiFi/セルラ)デバイスである場合である。そのようなデバイスとCGWの間のデータ転送は、両RAT上で平行に行うことができる。この平行送信を使用し、より高いデータ転送速度もしくは(マルチRATダイバシティを提供することにより)改善されたロバスト性をもたらし、または柔軟性をもたらす(それにより、セキュリティ、データ転送速度、QoS、コスト、ロバスト性、チャネル品質など様々な特性に応じて、データパケットが各RATに適切かつ適応的にマッピングされる)ことができる。
別のユースケースでは、スマートフォンがセルラRATを使用してCGWと通信することができ(その結果、WiFi RATとは対照的にQoSが保証される)、CGWは、イーサネット(登録商標)を介してSTBと通信することができる。スマートフォンユーザは、TV番組ガイドにアクセスした後で、視聴セッションを開始することができる。この例では、コンテンツは、WANからのストリーミングである。このユースケースに対する変形形態は、コンテンツがDVRユニットにあり、DVRユニットがSTBに接続される場合である。この例では、ビデオ転送がIHNにとってローカルである。
CGWアーキテクチャは、以下のユースケース、すなわち、ローカルアクセス、リモートアクセス、合法的な傍受、移動、ホームセキュリティ、事業−小規模ビジネス、事業−ネットワークオペレータ、事業−ホームオフィス、自動設定(self−configuration)、記憶、担持および転送、ならびに帯域幅アグリゲーションを有する可能性がある。
ローカルアクセスの例は、セッションプッシュ、(CGWおよびピア・ツゥ・ピアを介した)LIPAサービスおよび非LIPAサービスのためのネットワークへのローカルベースのアクセス、自宅/企業内での移動、ペアレンタルコントロールおよびゲストアクセス、レガシーデバイス(非IMS)のサポート、セッション修正、コンテンツ共有/マルチキャスト、CGW間調整、ならびに最も近いコピーの獲得(get nearest copy)を含む。
リモートアクセスの例は、メディアデータ、メディアサービス、および自宅内のメディアデバイスのリモートアクセス、自宅内のセキュリティデバイスのリモートアクセス、自宅内の電気器具のリモートアクセスを含む。
合法的な傍受の例は、LIPAシナリオ下での合法的な傍受、監視−在否、およびコンテンツ保護/デジタル著作権管理を含む。
移動の例は、インバウンドモビリティ(inbound mobility)(マクロセルからCGW)、アウトバウンドモビリティ(outbound mobility)(CGWからマクロセル)、およびCGW間を含む。ホームセキュリティの例は、遠くの利害関係者に対する通知を含む。
小規模ビジネス事業の例は、LIPAアクセスを使用するショッピングセンタ内での顧客案内、IP−PABX、および移動IP−PABXを含む。
ネットワークオペレータ事業の例は、その機能がIMS機能(CSドメインなし)だけであるNWを新しいオペレータが提供すること、オペレータがレガシーサービスを除去する(CSドメインを除去する)こと、オープンアクセスモード、ハイブリッドアクセスモード、CSドメイン輻輳のオフロード、PSドメイン輻輳のオフロード−SIPTO、改善されたカバレージ、およびプロバイダにわたる相互運用性を含む。
ホームオフィス事業の例は、自宅をベースとするコンテンツおよびデバイスへのアクセス、および自宅外サービスへのアクセスを含む。
自動設定の例は、組込み試験/診断、自己回復、エネルギー節約、CGWの電源投入時の自動設定、およびCGWにアクセスすることになるデバイスの電源投入時の自動設定を含む。
記憶、担持および転送の一例は、CGWがデータをその宛先に転送することができるまでそのCGWを使用してデータを保持する静的なデバイスを含む。
帯域幅アグリゲーションの例は、メガデータ転送、セキュリティ−トラフィックを隠すためにいくつかのRATにわたってデータを分解すること、最小限のエラー−冗長伝送を含む。
セルラネットワークのトポロジは、HNBデバイスが大抵の家庭で使用可能となり配備され得るように変化しつつある。これらは、携帯電話会社によって最終消費者に提供される可能性があり、消費者のブロードバンドを使用し、HNBを移動コアネットワークに接続することができる。消費者のブロードバンドモデムは、いくつかの技術を使用することができ、それらの技術のすべてが、同様のものであり、ブロードバンドモデムから移動コアネットワークへの導管を提供する。UMTSおよびLTEがより普及するにつれて、移動コアネットワークからトラフィックをオフロードすることが求められる。LIPAは、コアネットワーク上の使用中の帯域幅からローカルトラフィックをオフロードするための1つの方法である。近接している2つのHNBデバイスが通信しなければならないときがあり得る。たとえば、各HNBは、互いに通信する必要があるデバイスに接続されてもよい。この通信中に渡されるデータは、多数の異なる経路をとることができる。
標準的な実装では、HNBデバイス間で渡されるデータは、各HNBから、それぞれのブロードバンドモデム、IPバックホールを介して移動し、次いで移動コアネットワークに入ることになる。移動コアネットワークに入った後で、データはSGSN(またはSGW)にルーティングされることになり、SGSN(またはSGW)は、移動コアネットワークを介してIPバックホールにデータをルーティングして戻すことになる。IPバックホールに入った後で、データは、適正なブロードバンドモデムにルーティングされ、次いでターゲットHNBに送達されることになる。ターゲットHNBは、その範囲内の適正なデバイスにデータを送達することになる。この手法は、他の活動専用となり得る帯域幅がこのリフレクトされた(reflected)データに使用されるため、あまり効率的でない。さらに、より多くのネットワークノードを越えるので、データが遅延する、または全く送達されない可能性がより高くなるおそれがある。標準的な実装より少ないノードを越えることによりデータをその所期のターゲットにリフレクトされることを可能にする代替形態がある。これらの代替形態は、「拡張LIPA」または「ELIPA」と呼ぶことができ、より効率的にHNB間通信を実施することができる。E−LIPAは、様々なHNB上にキャンプするデバイスが、完全な移動コアネットワークからの関与を最小限にして通信することを可能にすることができる。
LIPAは、同じ宅内および/または企業インターネットプロトコル(IP)ネットワーク内の他のIP対応エンティティにHNBを介して(すなわち、HNB無線アクセスを使用して)接続されたIP対応WTRUに対するアクセスを提供する。LIPA用のユーザデータトラフィックは、移動オペレータのネットワークを越えないことが期待される。本明細書で開示されている例は自宅をベースとするシナリオを参照することがあるが、本主題はまた、企業をベースとするシナリオに拡張することもできる。CGWは、自宅、企業、および公共の場(モール、公園、近隣など)など様々な場所に配置することができる。
MCNに対するレガシーIPアクセスに加えて、HNBサブシステムが、HNB無線アクセスを介して接続されたIP対応WTRUにLIPAのサポートを提供することができ、そのようなWTRUが、同じ宅内または企業IPネットワーク内の他のIP対応エンティティと通信することを可能にする。LIPA用のトラフィックは、移動オペレータのネットワークを越えても、越えなくてもよい。HNBサブシステムがSIPTOをサポートし、HNB無線アクセスを介して、確定されたIPネットワーク(たとえば、インターネット)に接続されたWTRUに対するアクセスを提供してもよい。さらに、HNBは、自宅をベースとするネットワークに接続されたIP対応デバイスへのアクセスを提供するために、公衆陸上移動ネットワーク(PLMN)を介してWTRUから自宅をベースとするネットワークへ限定加入者グループ(CSG)のためのリモートアクセス、換言すれば管理リモートアクセス(MRA)をサポートすることができる。
図29は、LIPAの一実施形態の例示的な図である。ここで、2915は、H(e)NB2920を介して移動オペレータのコアネットワーク(MCN)2925へ論理接続2905することができるWTRUとすることができる。また、WTRU2915は、H(e)NB2920を介して宅内または企業ネットワーク2930に接続することができる。
本開示の実施形態は、SIPTOのための以下のHNBシナリオ、すなわち、同じオペレータによって提供されるHNBサブシステムおよびバックホール、異なるオペレータによって提供されるHNBサブシステムおよびバックホール、およびプライベートアドレスドメイン内(たとえば、ネットワークアドレス変換(NAT)ゲートウェイの背後)に位置するLIPA/SIPTOのためのLGWのうちのいずれかを含むことができる。
図30は、UMTSをベースとするローカルPDN接続のためのLIPA解決策の例示的な一実施形態を示す。CDMA、LTE、および拡張LTEなど、他の移動電気通信無線技術を使用することができることに留意されたい。接続するデバイスの名前は、他の移動無線技術に伴う名前においてわずかに異なる可能性がある。
図30に示されているように、LIPAおよびSIPTOは、トラフィックブレークアウトに基づいて、ローカルPDN接続を使用してHNBで実施することができる。移動オペレータのコアネットワークを通過するトラフィックのために(1つまたは複数の)別個のPDN接続があり得る。LIPAトラフィックの場合、ローカルパケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ(P−GW)機能または高度化パケットシステム(EPS)およびUMTSのためのローカルGGSN機能は、それぞれ宅内または企業ネットワーク内に位置することができる。「ローカルゲートウェイ(LGW)」は、P−GWまたはGGSN機能の以下のサブセット、すなわち1)パケットフィルタリングおよびレートポリシングまたはシェーピングに基づくWTRUごとのポリシ、2)WTRU IPアドレス割当て、および3)接続モードでのLGWとHNBの間の直接トンネリングのうちのいずれかを実施することができる。
「サービス」から見ると、H(e)NBのためのLIPAおよびSIPTOは、表1に要約されているように、互いに素な集合と見ることができる。たとえば、自宅/企業をベースとするサービストラフィックは、LIPA経路を介してルーティングされる可能性があり、一方、移動ネットワークオペレータ(MNO)によって提供されないインターネットをベースとするサービス(たとえば、Youtube.comビデオを観ること)は、HNBでのブレークアウトを伴うSIPTOを必要とし得る。さらに、オペレータによって提供されるが一部のサードパーティによってホストされない付加価値サービスは、HNB−GWまたはHNBでのブレークアウトを伴うSIPTOを使用することができる。
本明細書では多数の図がUMTS構成要素を示しているが、本願は、LTEおよびLTE−Aなど、他の移動電気通信技術にもあてはまる。SGSN、HNB−GW、HNB、およびLGWは、「直接トンネル」機能をサポートすることができる。接続モードでのLGWとRANの間の直接トンネリングのサポートが、本明細書における例示的な実施形態にある。たとえば、直接トンネル手法は、RNCとGGCSの間で直接トンネルを確立するための手順を定義することができる。いくつかの実施形態では、SGSNにとって、HNBがRNCのように見える可能性があり、LGWがGGSNのように見える可能性がある。これは、SGSNがトンネルをセットアップすることを可能にするために必要となり得る。
以下のLIPA/SIPTO IPアドレス状況は、CGW実装に適用することができる。ユーザがアクセスしたいと望むローカルネットワークへのゲートウェイとして働くLGWによって、WTRUのIPアドレスを割り当てることができる。IPアドレスは、ホームサブセット内のLGWによってWTRUに割り当てることができる。PSセッションの継続中にユーザが移動しても(すなわち、無線インターフェースアタッチ点の変更)、WTRUのIPアドレスの変更を引き起こさない可能性がある。PSセッションの継続中にユーザが移動しても、アンカLGWの変更を引き起こさない可能性がある。
各LGWは、APN名によって一意に解決することができる。たとえば、LGWが一意の名前を有することができ、またはSGSNが、特定のLGWを識別する知能を有することができる。管理リモートアクセス(MRA)は、マクロセルから、またはリモートHNBからユーザのホームネットワークへのリモートアクセスを含むことができる。管理リモートアクセス(MRA)は、マクロセルから、またはリモートHNBからユーザのホームネットワークへのリモートアクセスを含むことができる。
LGWはGGSNのように振る舞うことができるが、GGSNは一般に数が限られており、大量のトラフィックをまかなう可能性があり、一方、LGWは、数が膨大となる可能性があるが、各個々のLGWは、非常に少量のトラフィックをまかなうことができる。したがって、(HNB−GWと同様の)LGWアグリゲータなど、コアネットワークに対してGGSNのふりをすることができる集中機能が、多数のGGSN(LGW)をその背後に隠すことができる。多数の実施形態では、LGWアグリゲータをMCN内で構成することができ、HNB−GWと同様である。
MNOによって所有/管理されるすべてのインターフェース上のトラフィックの安全を確保することができる(たとえば、HNBからLGW、LGWからMNC)。MNOによって管理されないインターフェースもある可能性があり(ただし、そのようなインターフェースが、MNOによって管理される要素から始まることがある)、したがってセキュリティは重要でない可能性がある(たとえば、LGWからLIPAネットワーク、LGWからSIPTOネットワークなど)。
本明細書の図に示されているHNB、LGW、SeGW、LGWアグリゲータ、SGSN、STUNサーバ、MCN、隣接系ネットワーク、ホームネットワーク、RNC、ならびに他のデバイスおよびシステムは、それらのデバイスの機能を1つまたは複数の異なる物理形態に組み合わせる様々な実施形態を有することができる。すべてのデバイスおよびシステムが、本明細書における定義および表現と一貫している。
「単純LIPA」を使用し、LIPAを「拡張LIPA(ELIPA)」と区別する。本明細書では、自宅をベースとするLIPAシナリオについて主に論じられることになるが、本開示は、企業をベースとするLIPAシナリオにも適用することができる。図31は、単純LIPA実施形態の一例であり、WTRU3104が、そのホームネットワークHNB3108にアタッチされ、LGW3106を介してそのホームネットワーク3102にアクセスすることができる。
たとえば、図31では、以下の方法を例示的な単純LIPA実施形態で実施することができ、以下の方法は、必ずしも提示されている順序で行われなくてもよい。すなわち、1)WTRU3104は、WTRUのホームHNB3108を介して、自宅−LIPA−APNなど、自宅をベースとするネットワークへのLIPAを提供するLGWを見つけるためにMCNが解決することができるアクセスポイント名を使用して、PDPコンテキスト作成を要求することができる。2)SGSN3130またはLGWアグリゲータ3132は、LGW3106への自宅−LIPA−APNを解決することができ、それを「ホームGGSN」として選択することができる。3)LGW3106は、プライベートホームIPアドレスをWTRU3104に割り当てることができ、このアドレスは、HNB3108によって提供されるエアインターフェースを使用して、制御プレーン上のSGSN3130を介してWTRU3104にエコーされ得る。4)ユーザプレーン経路(たとえば、GPRSトンネリングプロトコル(GTPトンネル))(たとえば、3126または3107)、すなわち、4a)LGW3106とHNB3108の間の直接トンネル経路3107がある好ましい経路、および/または4b)HNB3108からSGSN3130へのトンネルおよびSGSN3130からLGW3106(ホームGGSN)へのトンネルで構成される従来の2レグトンネル3126がある、それほど最適でない経路をセットアップすることができる。5)WTRU3104に割り当てられたIPアドレスは内部ホームIPネットワーク3102内でルーティング可能とすることができるので、WTRU3104は、内部ホームIPネットワーク3102のデバイスにアクセスすることができる。
ユーザプレーン経路は、様々な方法でセットアップすることができる。たとえば、図31に示されているように、ユーザプレーン2レグトンネル3126およびユーザプレーン直接トンネル経路3107がある。直接トンネル経路3107は、LGW3106とHNB3108の間にあり得る。2レグトンネル3126は、HNB3108からSGSN3130へのトンネルと、LGW3106からSGSN3130へのトンネルとを含むことができる。2レグトンネル経路3126を後で(たとえば、初期セットアップ後)使用し、LIPAセッションのアンカリングを確立して、WTRU3104がマクロカバレージエリアに移動することに対処することができる。
WTRU3104は、SGSN3130を介して通常のPDPコンテキストを確立することができる。GGSN3134を割り当てる間、SGSN3130は、SIPTOの可能性を評価することができ、それに応じて、コアネットワークを通過することなしにユーザを所期のPDNに接続することができるゲートウェイを割り当てることができる。たとえば、可能なブレークアウトは、HNB3106、HNB−GW3132、およびRNC3127のいずれかで行うことができる。図31に示されているように、HNBでのブレークアウトを伴うSIPTOについて考察されており、SIPTO経路3123がPDN524に接続される(LGW3106はHNB3108と並置される)。
一実施形態では、図32に示されているように、管理リモートアクセス(MRA)を、マクロネットワークを介して、自宅をベースとするネットワーク3205(または企業をベースとするネットワーク)に実装することができる。そのような実施形態では、図32に示されているように、ユーザは、マクロネットワークにアタッチすることができ、公衆陸上移動ネットワーク(PLMN)(すなわち、MRA)を介して自分のホームネットワークにアクセスすることができる。以下の方法をこの実施形態の例示的な実装において実施することができ、以下の方法は、必ずしも提示されている順序で行われなくてもよい。すなわち、1)呼をPLMNを介してルーティングすることができる(ユーザプレーン経路3230は、SGSN3240からHNB−GW/LGWアグリゲータ3235からSeGW3236からLGW−A3215へのものとすることができる)。2)マクロネットワークにラッチされたWTRU3210は、ホームLGW3215のAPN名を選択することによって自分のホームネットワークに接続することができる。3)SGSN3240は、ホームLGW3215からホームネットワーク3205内でルーティング可能なIPアドレスを取得することができる。4)SGSN3240を介してGTPトンネルを(図32に示されているように)セットアップし、またはSGSN3240は、LGW3215とマクロRNC3225の間の直接トンネル(図32に図示せず)をセットアップすることができる。
MRAは、リモートHNBを介して、自宅をベースとするネットワーク(または企業をベースとするネットワーク)に実装されてもよい。LIPA対応ホームネットワークへのUEアクセスがリモートHNBを介して実装されるシナリオを、本明細書では「拡張LIPA(ELIPA)」と呼ぶことがある。ELIPAは、とりわけ企業、住居の近隣、および、より広いインターネットドメインに適用可能とすることができる。
WTRUは、隣接系のHNB/L−GWを介してWTRUのホームネットワークに接続されてもよい。ユーザは、その隣接系の内部IPネットワークに接続されなくてもよい。この実施形態では、ユーザは、HNB間通信用に定義された専用インターフェースを有していなくてもよい(すなわち、IurまたはX2タイプのインターフェースがそれぞれHNB間またはHeNB間になくてもよい)。以下の方法は、この実施形態の例示的な実装について述べており、必ずしも提示されている順序で行われなくてもよい。すなわち、1)HNB間通信用に専用のインターフェースを定義する必要はない。2)WTRUを隣接系のHNBにラッチすることができ、WTRUは、そのホームLGWのAPN名を、接続を確立するために選択することができる。3)制御プレーンを使用するSGSNが、ユーザプレーンをセットアップすることができる。
図33は、WTRU3302を、隣接系のHNB3315を介してWTRUのホームネットワーク3305に接続することができる一実施形態を示す。ユーザプレーン3318は、様々な方法でセットアップすることができる。たとえば、コアネットワークは、SGSN3325を介してGTPトンネルを確立することができる。ユーザプレーン3318を介して接続するトンネルがこの場合にはSGSN3325を通過することができるので、この選択肢は、「ローカル」アクセスに好ましくない可能性がある(オペレータのMCNからトラフィックをオフロードすることができない)。図33に示されているこのシナリオにおけるSGSN3325の使用は、NATトラバーサルおよびセキュリティ目的で再発明する必要がないという利点を有する可能性がある。課金、合法的な傍受などは、従来通り継続することができる。
WTRUデータを実際にルーティングする際に、WTRUデータを、移動コアネットワークからの最小限の関与でIPバックホール内でルーティングすることができる。移動コアオペレータおよびIPバックホールプロバイダは、網間接続契約または提携を有する可能性があり、または同じ企業体である可能性がある。2つのHNB(たとえば、隣接系と自宅)間で交換することができるパケットを、IPバックホール内で適正なHNBにリフレクト(ルーティング)することができる。図34は、IPバックホール3410内のDSLAM3415(またBRA、CMTSなど)がIPバックホール3410内のトラフィックをルーティング(リフレクト)することができることを示す。この再ルーティングは、ユーザデータパケット3405が移動コアに到達しないようにすることができる。この技法は、IPバックホール技術がDSLまたはケーブルをベースとするもの(または任意の他のアクセス技術)である場合に同じ技法を使用することができるので、IPバックホール技術にとらわれないもの(technology agnostic)である。IPバックホールネットワーク要素は、パケットを受け取ったとき、テーブルルックアップを実施し、宛先がその範囲内にあるかどうか判定することができる。範囲内にある場合、そのIPバックホールネットワーク要素は、そのパケットを適切なブロードバンドモデム3407にリフレクトすることができる。IPバックホール3410内でパケットをルーティングすることによって宛先に到達可能である場合、これは図34に示されているように行うことができる。その宛先がIPバックホール3410を介して到達可能でない場合、そのパケットは、移動コアネットワーク3420に渡されてもよい。
図35では、たとえば、SGSN3535が、隣接系のHNB3515とWTRUのホームLGW3520との間で直接トンネルを確立することができ、ユーザプレーン3525は、MCN3530ではなくバックホール3527を使用することができる。図35は、隣接するHNB3515からホームネットワーク3505へのWTRU3510アクセスを、直接トンネリングを使用して実装することができる一実施形態を示す。そのような実施形態は、コアネットワーク要素の最小限の変更を必要とすることも、その変更を必要としないこともある。そのような実施形態では、NATトラバーサルが課題となり得る。安全が確保されない解決策の場合、STUNおよびICEなど、NATトラバーサル機構を使用することができる。
図36では、たとえば、SGSN3640が、隣接系のLGW3625とWTRUのホームL−GW3615との間で直接接続を確立することができ、ユーザプレーン3630は、MCN3535ではなくバックホール3632を使用する。これは、たとえばMCN3635ではなく隣接系のHNB3610でブレークアウトする(ここで、ブレークアウトは、WTRU3605または隣接系のHNB3610によって開始することができる)SIPTO機構として分類することができる。この選択肢は、ユーザプレーン経路3630をサポートするために、SGSN3640から何らかの追加のシグナリングサポートを必要とする可能性がある。WTRU3605に対するIPアドレスは、WTRU3605がキャンプされるHNB3610と並置されたLGW3625によって与えられてもよいことが企図されている。
図36に示されているユーザプレーン選択肢は、2つのLGW(GGSN)間でトンネルの確立を必要とする可能性がある。この選択肢は、コアネットワーク要素に変化を引き起こす可能性がある。LGWとGGSN/P−GWの間の「延長トンネル」のセットアップを使用し、SIPTOのためのアイドルモビリティをサポートすることができる。
ユーザプレーン選択肢は、図37、図38、図39に示されているように、それぞれのエンドポイント間のトンネルがMNOのセキュリティゲートウェイを通過する変形形態を有することができる。これは、セキュリティ問題およびNATトラバーサル問題を解決するための手段を提供することができ、また、MNOに、アカウンティング、課金、合法的な傍受などのための機能にプラグインすることができる制御点を提供することができる。図によって示されているシナリオでは、H(e)NBは、移動コアネットワークに対する導管を提供することができるIPバックホールに(おそらくはLGWを介して)アクセスすることになる。たとえば、図37に示されているように、2つのHNBがパケットを交換する必要があるとき、それらのパケットは、SeGW3705の後でそれらのパケットを受け取る最初の移動コアエンティティ内でルーティング(リフレクト)することができる。これは、ネットワークの構成に応じて、HNB−GW3710、S−GW3715または同様のデバイスとすることができる。ネットワークデバイスは、受け取るパケットを調べることができるNATまたはルックアップテーブルを有することができる。パケットの宛先が、移動コアネットワーク要素がその範囲内に有するデバイスである(たとえば、ソースHNBと宛先HNBが共に同じHNB−GWまたはS−GWに接続されている)場合には、図37に示されているように、そのネットワーク要素がパケットをルーティング(リフレクト)することができる。パケットの宛先が、移動コアネットワーク要素の範囲内でないデバイスである場合には、そのパケットを通常通りに処理し、パケットドメインネットワークに通過させてもよい。
図38では、たとえば、WTRU3805は、隣接系のHNB3815を介して接続し、WTRUのホームネットワーク3810に到着することができる。ここで、隣接系のHNB3815は、MCN3830のエッジ付近のSeGW3825を介してユーザプレーン3820に接続することができ、ユーザプレーンデータをWTRUの内部ホームIPネットワーク3810に渡す。
図39では、たとえば、WTRU3905は、隣接系のHNB3915およびLGW3920を介して接続し、WTRUの内部ホームIPネットワーク3910に到着することができる。ここで、隣接系の(HNB3915ではなく)LGW3920は、MCN3935のエッジ付近のSeGW3930を介してユーザプレーン3925をWTRUのホームLGW3911に、またWTRUの内部ホームIPネットワーク3910に接続することができる。
図38および図39は、それぞれのエンドポイント間のトンネルがMNOのセキュリティゲートウェイを通過することができる実施形態を示す。図38および図39の実施形態は、図38および図39がIPバックホールではなくSeGWを通過することを除いて、それぞれ図35および図36と概念が非常に似ている。SeGWの違いのため、図10および図11は、異なるシグナリングの必要を有する可能性がある。図38および図39の実施形態は、MNOがアカウンティング、課金、合法的な傍受などのための機能にプラグインすることができる制御点をMNOに提供することができる。この機能をMCNのエッジに近づける、たとえばSeGW内に移動することにより、SGSNに対する負荷を削減することができる。機能を移動することは、他のデバイスの中でもとりわけSeGWおよび/またはHNB−GWに対する変更を必要とする可能性がある。
一方のHNBが他方のHNB上でキャンプするUEとして働くことができるHNBデバイス間で、ユーザデータを直接ルーティングすることができる。各HNBは、HNBとUEの機能を共に有することができる。2つのHNBが通信する必要がある場合、これは、一方のHNBがUEとして働き、他方のHNBに接続することによって行うことができる。これは、スタンドアロンのUEがHNBとどのように通信するかに似ている。これにより、2つのデバイス間のほぼ直接的な接続が可能になり、コアネットワーク要素をデータの転送に関与させることなしに情報の交換を完全に局所化することができる。一方のHNBが他方のHNBにアクセスするUEとして確立した後で、図40に示されているように、これらの2つのエンドデバイス間で渡されるべきデータは、生み出された経路を越えることができる。
図40の実施形態について詳述すると、WTRUは、隣接系のHNBにアタッチされ、HNB間インターフェースでそのホームネットワークにアクセスすることができる。この実施形態では、様々なCGWの相互通信のために、インターフェース(有線または無線)を定義することができる。CGWは、自宅、企業、および公共の場(モール、公園、近隣など)など様々な場所に配置することができる。下記の方法は、この実施形態の例示的な実装について述べており、必ずしも提示されている順序で行われなくてもよい。すなわち、1)ユーザUEが隣接系のLGW上でラッチするとき、そのユーザUEは、隣接系のLGWによってUEに割り当てられるIPアドレスをホームLGWに伝えることができる。2)ホームCGWのルータは、隣接系のLGWのサブネットに気付かされ、それによりそのルータは、ホームLGWと隣接系のLGWの間でパケットをルーティングすることができる。3)内部IPパケットがUEのIPアドレス(たとえば、隣接系サブネット)またはホームデバイスのIPアドレス(たとえば、ホームサブネット)を含むLGW間で、トンネルを確立することができる。
LIPAおよびMRAについてAPNを考慮することができる。ユーザのWTRUが隣接系のHNB上でキャンプされている間、ユーザは、隣接系の内部IPホームネットワークを使用したいと望む可能性がある。たとえば、ユーザは、ユーザのWTRUから隣接系のローカルプリンタで何かを印刷したいと望むことも、ユーザのWTRUからクリップを再生するために隣接系のTVに接続したいと望むこともある。同時に、ユーザは、自分のホームネットワークにアクセスする必要もあり得る(たとえば、ユーザは、監視デバイスを制御したいと望む可能性がある)。実施形態では、隣接系のホームネットワーク内でユーザにLIPAを使用させてもよく、そのユーザが、ユーザのホームネットワークに対するMRAを有することができてもよい。ユーザが隣接系のホームネットワークにアクセスすることを許される場合、ユーザのWTRUは、隣接系のLGWと接続を確立することができる。ユーザのWTRUは、様々な方法で隣接系のLGWのAPNを発見することができる。
一実施形態では、隣接系のネットワークにアクセスすることに関して、あらゆるLGWが一意のAPNを有することができる。このようにして、ユーザは、接続したいと望むLGWを非常に正確に指定することができる。実装に応じて、この方法は、コアネットワークのDNSサーバおよび/またはSGSN APNデータベース内で数百、数千のDNSエントリを作成することができる。ユーザが、接続したいと望むAPNをタイプ入力することができるように「バディリスト(buddy list)」をセットアップすることもできる。
隣接系のネットワークにアクセスすることに関する他の実施形態では、LGWのIPアドレスは、コアネットワークによって何らかの論理に基づいて実行時に解決されてもよい。この手法の変形形態は、「LGWアグリゲータ」と呼ばれるMCN要素の導入を含むことができる。LGWは、一般にGGSNのように振る舞うことができる。違いは、GGSNは一般に数が限られており、大量のトラフィックをまかなう可能性があり、一方、LGWは、数が非常に多くなる可能性があるが、個々のLGWは、比較的少量のトラフィックをまかなうことができることである。したがって、集中機能、すなわちコアネットワークに対してGGSNのふりをし、多数のより小さなGGSN(LGW)をその背後に隠すことができる(HNB−GWと同様の)LGWアグリゲータが必要になり得る。LGWアグリゲータは、MCN内に存在することができ、HNB−GWと同様である。
一実施形態では、各LGWは、HNBと同様に、事前に焼き付けられた一意のアイデンティティをも有することができ、HLRにおけるユーザプロファイルが、HNBおよびホームLGWに関するエントリを有することができる。HNB−GWは、そこに登録されたHNBすべての、個々のHNB上にキャンプされたWTRUすべてに対するマッピングを維持することができる。SGSNは、WTRUが登録されているHNB−GWを認識することができ、HNB−GWは、WTRUがキャンプされているHNBを認識することができる。その結果、パケットをWTRUに送達するために、SGSNは、宛先HNB−GWに対するアドレスを解決することができ、その後で、HNB−GWは、そのHNBを見つけ出し、HNBの解決されたIPアドレスでパケットを転送することができる。
LGWアグリゲータは、以下の考慮すべき点と共に構成することができる。LGWアグリゲータの論理機能は、コアネットワークの一部とすることができ、HNB−GWそれ自体の一部として実装することができる。LGWアグリゲータは、HNB対WTRUのマッピングに関連する一部のデータを共有することができる。LGWアグリゲータは、SGSNにとってGGSNのように見えてもよい。PDPコンテキスト活性化手順中には、SGSNは、WTRUが登録されているHNB−GWに関連付けられたLGWアグリゲータを決定する必要があり得る。各LGWは、その初期化シーケンスの一部として、HNBがHNB−GWにどのように登録されるかと同様にLGWアグリゲータに登録することができる。組み合わされたHNB−GWとLGWアグリゲータは、HNB ID対LGW ID対所与のHNB上にラッチされたWTRUの国際移動体加入者識別番号(IMSI)のマッピングを有することができる。
LGWのためのAPN名は、予め定義されたスキーマに従うことができる。これらのAPNは、LGWの発見およびプロビジョニング中に構成することができる。一実施形態では、このスキーマは、LIPA_<LGW識別子>@<関連のLGWアグリゲータのFQDN>として定義することができる。SGSNは、PDPコンテキスト活性化(ACTIVATE_PDP_CONTEXT)要求内で受け取られたAPNのFQDN部分を処理するように構成することができ、PDPコンテキスト作成(CREATE_PDP_CONTEXT)要求をLGWアグリゲータの解決されたIPアドレスに転送することができる。LGWアグリゲータは、APNの<L−GW識別子>部分を処理するように構成することができ、宛先LGWのIPアドレスを見つけ出すことができる。
隣接系のネットワークにアクセスすることに関する他の実施形態では、L−GWは、共通APNを共有することができる。PDPコンテキスト活性化手順中には、SGSNは、UEのIMSI、またはUEがキャンプされるHNBのようないくつかのパラメータに基づいて、ある特定のIPアドレスにこのAPNを解決することができる。この方式を使用して、ユーザは、自分のホームネットワーク(IPアドレスを解決するためにIMSIが使用される場合)または隣接系のネットワーク(IPアドレスを解決するためにホストHNBが使用される場合)に接続することができる。UEは、両方に接続するための選択肢を有することがないように構成されてもよい。
隣接系のネットワークにアクセスすることに関する他の実施形態では、LGWのための2つの「一般的な」APN名、たとえば「ホーム」および「ゲスト」を定義することができる。これにより、ユーザは、自宅のネットワークまたは他の許可されたネットワークに接続することができる。「ホームLGW」の場合、ユーザは、自分のホームネットワークに接続したいと望むとき、ホームLGW APNを選択することができる。これは、LIPAおよびELIPAに使用することができる。IMSIを使用して、SGSNは、HLRからホームLGWを取得することができる。「ゲストLGW」の場合、ユーザは、隣接系のHNBにラッチされ、隣接系のホームネットワークに接続したいと望むとき、このAPNを選択することができる。この場合には、LGWのアドレスは、PDPコンテキスト活性化要求が発せられつつあるHNB−GWにとって既知であり得る(UEは、このHNB−GWに登録されたHNBの1つにキャンプされ、したがってLGWは、ピアLGWアグリゲータ機能に登録していなければならない)。SGSNは、HNB−GWによって開かれたIu接続情報を使用して、ピアLGWアグリゲータにPDPコンテキスト作成(CREATE−PDP_CONTEXT)要求を転送することができる。L−GWアグリゲータは、対応するL−GWを見つけ出すことができ、アグリゲータは、そのL−GWに要求を転送することができる。
WTRU内で構成されたLIPAアウェア(aware)とLIPAアンアウェア(unaware)のクライアントアプリケーションがあり得る。PDN接続確立は、移動OS変型形態およびデバイス製造者で変わる可能性がある。WTRUプラットフォームは、接続マネージャを有することができる。接続マネージャは、WTRU内のクライアントアプリケーションと無線レイヤの間のブリッジとすることができる。APNは、接続マネージャによって「所有」されている可能性がある。クライアントアプリケーションは、接続マネージャからPDN接続を要求することができ、接続マネージャは、クライアントアプリケーションに代わってPDN接続をセットアップすることによって要求をかなえることができる。PDN接続をセットアップするための挙動は、接続マネージャのタイプに、またサービスプロバイダの設定によって決まる可能性がある。
いくつかのハンドセットは、デフォルトAPNでパワーオンPDN接続の確立を可能にすることができる。別段の指定がない限り、接続マネージャは、クライアントアプリケーションすべてのトラフィックに対応するトラフィックをそのPDN接続上でルーティングすることができる。ハンドセットは、同時に使用することができる複数のPDN接続をサポートすることができる。
いくつかのハンドセット内の接続マネージャは、使用されるAPNを求めてクライアントアプリケーションを促すことができる(APNは、初期のクライアントアプリケーション構成に従ってクライアントアプリケーションによって供給されてもよく、またはクライアントアプリケーションに応じてAPNを提供するようにユーザを促してもよい)。APNが、すでに確立済みのPDN接続に対応する場合、接続マネージャは、既存の接続上でトラフィックを多重化することができる。あるいは、新しいPDN接続が確立されてもよい。
MCN、SIPTO、またはLIPAをUE上に実装することができる。コアネットワークは、あるWTRUのためにMCN接続、別のWTRUのためにSIPTO、別のWTRUのためにLIPAなどをセットアップするように構成されてもよい。
同じオペレータによって所有されていないHNBおよびバックホールの問題は、QoS、合法的な傍受(LI)、課金などのような問題に影響を及ぼす可能性があるが、本明細書で開示されている主題に必ずしも影響を及ぼさない。ホームデバイスは、NATの背後にあり得ることに留意されたい。LIPAおよびセキュアELIPAトラフィックの場合、NATは必ずしも問題でないが、非セキュアELIPAの場合、STUNおよびICEなどNATトラバーサル機構を使用することができる。SIPTOを使用する実施形態では、要求がUEから発せられている可能性があるので、NATは問題でないはずである。
いくつかの実施形態では、LIPAおよび/またはSIPTOの状況でハンドオーバに対処することができる。LIPA−MRA実施形態では、LIPAによって接続されたユーザは、マクロ接続に移動することができ、LIPAコネクティビティをMRAとして保持することができ、逆もまた同様である。そのような実施形態では、HNBがハンドアウトを可能にする(一般にHNBはハンドインを可能にする)場合、マクロ接続が可能になり得る。WTRUがそのホームネットワークからマクロネットワークに移動するとき、WTRUのIPは変わらない可能性がある。そのような実施形態では、実行中のアプリケーションセッションのシームレスなハンドオーバは可能でない可能性があり、その結果、LGWは、その経路内に留まらなければならない可能性があり、継続中のセッションのためにそのIP経路をアンカすることができる。ハンドアウト実行プロセスの一部として、SGSNは、2次GTPがHNBと確立された状態でGTPをマクロRNCと接続することができる。他のGTPはすべて分解されてもよい。
MRA(マクロおよびHNB間)およびSIPTOの場合、合法的な傍受(LI)サポートが必要とされる可能性がある。この可能な選択肢は、1)LGWがLIインターフェースを実現することができる、2)トラフィックがSGSNを介して流れることができ、SGSNは、LIを実施すべきセッションについて、2つのトンネル経路をセットアップし、または直接トンネル経路を2つのトンネル経路に動的に切り替えることができる、3)SGSNに対するトラフィック過負荷を省くことができるように、SeGWを介してトラフィックを流し、またSeGWにLIインターフェースを提供させることを含むことができる。
LIPAに対してLIが使用される場合、おそらくはユーザの知らないうちにMCN内で監視するために、SGSNは、図41に示されているように、ケースバイケースで、あまり最適でない経路を介してLIPA接続を強制することができる。たとえば、図41では、最初にHNB−A4112で接続されユーザプレーン経路4115を使用するWTRU4110は、SGSN4105またはLIを可能にする何らかの他のデバイスを通過する異なるユーザプレーン経路(たとえば、経路4125または経路4120)をとるようにSGSN4105によって切り替えられてもよい。このシナリオは、アカウンティング、課金サポートなどにも適用することができる。
図42から図45は、本開示の様々な実施形態で実施されるIPアドレッシングを要約している。これらの図に示されているIPアドレッシングのシナリオは、LIPAおよびSIPTOの様々なシナリオについて、シグナリングおよびデータの転送中に様々なエンティティによって使用される可能性がある。
図46は、ELIPAまたはLIPAサービスを実施することができるネットワークの図である。ここで、HNB−B4620、LGW−B4625、隣接系内IPネットワーク4603、NAT−B4623、ならびに「−B」で終わる他のデバイスおよびサービスは、図46に示されている「隣接系」のネットワーク4622に関連するCGWエンティティまたはシステムサービスとすることができる。さらに、HNB−A4615、LGW−A4610、ホーム内IPネットワーク4601、NAT−A4613、DHCP−A、ならびに「−A」で終わる他のデバイスおよびサービスは、図46に示されている「ホーム」のネットワーク4612に関連するCGWエンティティまたはシステムサービスとすることができる。また、SeGW4635、HNB−GW4637、LGWアグリゲータ4638、GGSN4640、SGSN4645、およびSTUNサーバ4650は、図46に示されているMCN4630エンティティとすることができる。RNC4618およびノードB4617は、マクロネットワークの一部とすることができる。WTRU/UE4605は、ホームネットワーク4612を有し、本明細書で開示されている実施形態と一貫した様々なネットワーク要素にクランプ(clamped)することができる。
HNBを介してローカルIPネットワークデバイス(たとえば、プリンタ)へのUE LIPA経路をセットアップすること、UEが(たとえば、データ不活性により)アイドルモードに移行するときのLIPA PDPコンテキストの保存、およびネットワークによって開始されるデータ転送に基づく後続の無線ベアラセットアップおよびトンネル再確立のための例示的な手順フローが図47に記載されている。たとえば、あるネットワーク要素がメッセージの経路内にない可能性があり、したがって図47では、ここではプリンタ4710が特定のメッセージシーケンス4715の一部でない可能性があることを示すために、スペース4705があることに留意されたい。
LIPAユースケースの一実施形態では、図48に示されているように、UEアプリケーションがローカルIPネットワーク上の他のデバイスにデータを送り、そのデバイスからデータを受信することができるように、UEのためのLIPA経路をセットアップすることができる。この手順は、あるエンティティ、すなわちHNB−GWと同様のものとすることができる「LGWアグリゲータ」をMCNに導入することができる。HNB−GWは、そこに登録されたHNBすべての、個々のHNB上にキャンプされたUEすべてに対するマッピングを維持することができることを想起されたい。SGSNは、UEを登録することができるHNB−GWを認識することができ、HNB−GWは、UEをラッチすることができるHNBを認識することができる。パケットをUEに送達するために、SGSNは、宛先HNB−GWに対するアドレスを解決することができ、その後で、HNB−GWは、そのHNBを見つけ出し、HNBの解決されたIPアドレスでパケットを転送することができる。LGWのための同じアーキテクチャをも拡張して、論理機能「LGWアグリゲータ」を以下のように実装することができる。LGWアグリゲータは、コアネットワークの論理機能とすることができ、SGSNにとってGGSNのように見えてもよい。PDPコンテキスト活性化手順中には、SGSNは、UEを登録することができるHNB−GWに関連付けられたLGWアグリゲータを決定する必要があり得る。各LGWは、それらの初期化シーケンスの一部として、HNBがHNB−GWにどのように登録され得るかと同様にLGWアグリゲータに登録することができる。このようにして、組み合わされたHNB−GWとLGWアグリゲータは、HNB ID−LGW ID−所与のHNB上にラッチされたUEのIMSIのマッピングを有することができる。その結果、このマッピングを用いて、SGSNは、HNB−GWとLGWアグリゲータの両方から情報を利用し、特定のUEについてHNBとLGWを相関させることができる。
図49は、RABセットアップおよび直接トンネルユーザプレーン確立(好ましい経路)に関して、図48におけるLIPAユースケースに関する例示的なメッセージシーケンスを示す。図49では、LGWとSGSNの間のPDPコンテキスト作成に成功したと仮定される。たとえば、図49では、メッセージシーケンスの実行に成功したとき、そのデータセッションのための無線ベアラ、およびHNB4615とLGW4610の間の直接トンネルを確立することができる。たとえば、SGSN4645は、RAB割当て要求をHNB−GW4637に送ることができる。RAB割当て要求に応答して、HNB−GW4637は、新しいSGSN4645アドレス(すなわち、割り当てられたLGW4610のIPアドレス)と、ユーザデータプレーンのための割り当てられたトンネルエンドポイントID(TEID)とを含むRAB割当て要求をHNB4615に送ることができる。次いで、HNB4615は、UE4605と無線ベアラをセットアップすることができる。RAB割当て応答をHNB4615からHNB−GW4637に送ることができる。
図49に示されているように、RAB割当て応答は、HNBのホームネットワークに属する割り当てられたHNB IPアドレス(すなわち、RNC IPアドレス)と、ユーザデータプレーンのためのHNB TEIDとを含むことができる。本明細書で開示されているユーザデータプレーン(ユーザプレーン)は、UEまたは同様のデバイスから供給されたデータ(通常、制御データでない)を考慮することができることに留意されたい。RAB割当て応答は、HNB−GW4637からSGSN4645に転送することができる。次いで、SGSN4645は、PDPコンテキスト更新要求をLGWアグリゲータに送ることができ、LGWアグリゲータは、PDPコンテキスト更新要求をLGW4610に送ることができ、この要求は、HNB IPアドレスと、ユーザデータプレーンのためのHNB TEIDとを含むことができる。LGW4610は、PDPコンテキスト更新要求の確認応答をLGWアグリゲータ4638に送ることができる。LGWアグリゲータ4638は、更新されたコンテキストをSGSN4645に送ることができる。本明細書におけるこの手順は、必ずしも提示されている順序で行われなくてもよいことに留意されたい。図49の実施形態に対する代替として、図50は、RABセットアップおよび2つのトンネルユーザプレーン確立のための例示的なメッセージシーケンスを示す。
LIPAユースケースの一実施形態では、図51に示されているように、アタッチされたUEがアイドルモードに移行することができ、一方、PDPコンテキストを保存することができる。このデータセッションのために以前割り当てられたRABは、PDPコンテキストが保存されている間に解放することができる。LGWとHNBの間の直接トンネルを解放することができ、LGWとSGSNの間のトンネルを確立することができる。RRCタイマT307の期間の間に、そのセッションのために割り当てられたRABでデータ交換が行われなかった場合、無線ベアラを解放することができるが、PDPコンテキスト、したがってUEに割り当てられたIPアドレスは保存される。図52は、図51で論じたRAB解放およびPDPコンテキスト保存LIPAユースケースのための、より詳細な例示的なメッセージシーケンスを示す。
あるいは、図51に示されているように、どのRABでも活動がない場合には、Iu解放手順が行われてもよい。図53は、図51で論じたIu解放およびPDPコンテキスト保存LIPAユースケースのための、より詳細な例示的なメッセージシーケンスを示す。この実施形態では、LGWにおけるユーザプレーンGTPトンネルエンドポイントを、HNBではなくSGSNを指すように修正することができる。
図54は、LIPAユースケースの一実施形態を示す。図54では、ネットワークまたはホームデバイスが、HNBに以前アタッチされていたアイドルUEのためのデータ転送を開始することができる。たとえば、保存されたPDPコンテキストのためのデータを受け取ったとき、SGSNは、ページング手順を開始することができる。
LIPAのためのPDPコンテキスト活性化の例示的な一実施形態が図55に示されている。そのような実施形態では、UEが、接続したいと望むLGWに対応するAPN名を送ることができる。このAPN名は、LGWに対して定義された2つの一般的なAPN名を使用することによって、LGWに割り当てられてもよい。UEは、「ホームLGW」APNを選択し、UEの指定ホームネットワークに接続することができる。これは、LIPAおよびELIPAに適用可能とすることができる。UEは、ユーザが隣接系のHNBにラッチされ、隣接系のホームネットワークに接続したいと望むとき、「ゲストLGW」APNを選択することができる。LGWは、一意に解決可能なAPN名を有することができる。一実施形態では、名前のスキーマを<LGW識別子>@<関連のLGWアグリゲータのFQDN>とすることができる。
図56は、1)リモートHNBを介してUEホームIPネットワークデバイスへのUE LIPA経路をセットアップすること、2)UEが(たとえば、データ不活性により)アイドルモードに移行するときのELIPA PDPコンテキストの保存、3)ネットワークによって開始されるデータ転送に基づく後続の無線ベアラセットアップおよびトンネル再確立のための例示的な手順フローを示す。
ELIPA経路セットアップおよびデータ転送のハイレベル手順フローが図57に示されている。この手順フローの実行に成功したとき、UEのためのデータ経路がセットアップされ、UEに常駐するアプリケーションは、ホームネットワーク上の他のデバイスにデータを送り、そのデバイスからデータを受信することができる。この実施形態では、NAT(STUN)クライアントおよびサーバのためのセッショントラバーサルユーティリティを、NAT処理済みデバイスのパブリックIPアドレスを取り出すための機構として使用することができる。また、STUNクライアントおよびサーバ(および同様の機能を有するデバイス)を使用し、本明細書に記載の手順におけるELIPA機能をサポートすることもできる。公然とホストされたSTUNサーバを使用することができ、および/またはコアネットワークがSTUNサーバをホストすることができる。STUNサーバは、LGWとリモートHNBの間で直接トンネルを確立し、コアネットワークを完全にバイパスするために必要とされる可能性がある。トラフィックがコアネットワークのSeGWを介してルーティングされる実施形態では、STUNのようなサーバは、必要とされない可能性がある。
図58は、MCNをバイパスする、RABセットアップおよび直接トンネルユーザプレーン確立(好ましい経路)に関して、図57におけるELIPAユースケースに関する例示的なメッセージシーケンスを示す。図58における実施形態の場合、メッセージシーケンスの実行に成功したとき、データセッションのための無線ベアラを確立することができ、HNB−B4620とLGW−A4610の間の直接トンネルを確立することができ、これは、リモートHNB−B4620を介してUEホームIPネットワークデバイス4601へのUE4605のための経路を生み出す。たとえば、SGSN4645は、RAB割当て要求をHNB−GW4637に送ることができる。RAB割当て要求に応答して、HNB−GW4637は、新しいSGSNアドレス(すなわち、割り当てられたLGW−A4610のIPアドレス)と、ユーザデータプレーンのための割り当てられたLGW−A4610のトンネルエンドポイントID(TEID)とを含むRAB割当て要求をHNB−B4620に送ることができる。次いで、HNB−B4620は、UE4605と無線ベアラをセットアップすることができる。HNB−B4620は、STUNクライアント4651を介してSTUNサーバ4650から、ISPネットワーク内でルーティング可能なIPアドレスを取り出すことができる。STUNクライアントは、CGW内で別個のエンティティとすることができる。図58および本明細書における他の図に示されているIPアドレス取出しに関する2重矢印は、個々のメッセージとは対照的に、基本的な手順の実行を示すものとする。
図58に示されているように、RAB割当て応答は、HNB−B4620からHNB−GW4637に送ることができる。RAB割当て応答は、ISPネットワーク内でルーティング可能なHNB−Bの割り当てられたNAT処理済みIPアドレス(RNC IPアドレス)と、ユーザデータプレーンのためのHNB TEIDとを含むことができる。この場合も、本明細書で開示されているユーザデータプレーン(ユーザプレーン)は、UEまたは同様のデバイスから供給されたデータ(通常、制御データでない)を考慮することができることに留意されたい。RAB割当て応答は、HNB−GW4637からSGSN4645に転送することができる。次いで、SGSN4645は、PDPコンテキスト更新要求をLGWアグリゲータ4638に送ることができ、LGWアグリゲータ4638は、PDPコンテキスト更新要求をLGW−A4610に送ることができ、この要求は、HNB IPアドレスと、ユーザデータプレーンのためのHNB TEIDとを含むことができる。LGW−A4610は、PDPコンテキスト更新要求の確認応答をLGWアグリゲータ4638に送ることができる。LGWアグリゲータ4638は、更新されたコンテキストをSGSN4645に送ることができる。本明細書におけるこの手順は、必ずしも提示されている順序で行われなくてもよいことに留意されたい。
図58の実施形態に対する代替として、図59は、RABセットアップおよび2つのトンネルユーザプレーン確立のための例示的なメッセージシーケンスを示す。たとえば、SGSN4645は、RAB割当て要求をHNB−GW4637に送ることができる。RAB割当て要求に応答して、HNB−GW4637は、新しいSGSNアドレス(すなわち、割り当てられたSGSN4645のネットワークIPアドレス)と、ユーザデータプレーンのための割り当てられたSGSN4645のTEIDとを含むRAB割当て要求をHNB−B4620に送ることができる。次いで、HNB−B4620は、UE4605とRABをセットアップすることができる。RAB割当て応答をHNB−B4620からHNB−GW4637に送ることができる。RAB割当て応答は、コアネットワークに属する割り当てられたHNB−B4620のIPアドレス(RNC IPアドレス)と、ユーザデータプレーンのためのHNB TEIDとを含むことができる。RAB割当て応答は、HNB−GW4637からSGSN4645に転送することができる。
図60は、ユーザがアイドル状態に移行するときPDPコンテキストを保存するために使用されるハイレベル手順フローの例示的な実施形態を示す。このデータセッションのために以前割り当てられたRABは、PDPコンテキストが保存されている間に解放することができる。HNB−BとLGW−Aの間のトンネルを解放することができ、LGW−AとSGSNの間のトンネルを確立することができる。
図61は、RAB解放およびPDPコンテキスト保存に関して、図60におけるELIPAユースケースに関する例示的なメッセージシーケンスを示す。この実施形態では、LGW−A4610におけるユーザプレーンGTPトンネルエンドポイントを、HNB−B4620ではなくSGSN4645を指すように修正することができる。たとえば、HNB−B4620は、HNB−GW4637に解放要求を送ることができ、HNB−GW4637は、この要求をSGSN4645に転送することができる。RAB割当て要求をSGSN4645からHNB−GW4637に送ることができる。HNB−GWは、RAB割当て要求をHNB−B4620に送ることができる。次いで、HNB−B4620は、無線ベアラ解放についてUE4605とネゴシエーションすることができる。次いで、HNB−Bは、RAB割当て要求をHNB−GW4637に送ることができ、次いでHNB−GW4637は、SGSN4645に応答を転送し、無線ベアラ解放が完了したことを通知する。図61に示されているように、SGSN4645が1つのトンネル手法を使用していた場合には、以下のことが行われる可能性がある。SGSN4645は、PDPコンテキスト更新要求をLGWアグリゲータ4638に送ることができ、このPDPコンテキスト要求は、SGSN4645のIPアドレス(新しいSGSNアドレス)と、ユーザデータプレーンのためのSGSN4645のTEIDとを含むことができる。LGWアグリゲータ4638は、PDPコンテキスト更新要求をLGW−A4610に送ることができる。LGW−A4610は、PDPコンテキスト更新応答をLGWアグリゲータ4638に送ることができ、LGWアグリゲータ4638は、そのPDPコンテキスト更新応答をSGSN4645に転送することができる。
図62は、Iu解放およびPDPコンテキスト保存に関して、図60におけるELIPAユースケースに関する例示的なメッセージシーケンスを示す。この実施形態では、L−GWにおけるユーザプレーンGTPトンネルエンドポイントを、HNBではなくSGSNを指すように修正することができる。たとえば、HNB−B4620は、SGSN4645にIu解放要求を送ることができる。次いで、SGSN4645は、Iu解放コマンドをHNB−B4620に送ることができる。次いで、HNB−B4620は、RRC解放接続についてUE4605とネゴシエーションすることができる。HNB−Bは、SGSN4645にIu解放完了メッセージを送ることができる。図62に示されているように、SGSN4645が1つのトンネル手法を使用していた場合には、以下のことが行われる可能性がある。SGSN4645は、PDPコンテキスト更新要求をLGWアグリゲータ4638に送ることができ、このPDPコンテキスト要求は、SGSN4645のIPアドレス(新しいSGSNアドレス)と、ユーザデータプレーンのためのSGSN4645のTEIDとを含むことができる。LGWアグリゲータ4638は、PDPコンテキスト更新要求をLGW−A4610に送ることができる。LGW−A4610は、PDPコンテキスト更新応答をLGWアグリゲータ4638に送ることができ、LGWアグリゲータ4638は、そのPDPコンテキスト更新応答をSGSN4645に転送することができる。
本明細書では、トンネルエンドポイントがHNBからSGSNに移動され得る理由を、ホームローカルエリアネットワーク(LAN)内のローカルデバイスのうちの1つが、接続が解放された後でUEに接触したいと望む場合とすることができることに留意されたい。UE接続は、図34および図35に関して上述したように解放することができるが、たとえば、UEが依然としてホームLANデバイスによって到達可能であり得るようにPDPコンテキストを保存することができ、しかしローカルデバイスからLGWを介してSGSNへのデータ転送を開始することにより、SGSNがトリガされUEをページングすることができ、それによりUEをウェークアップし、1つのトンネル手法または2つのトンネル手法を使用して接続を再確立することができる。
図63は、以前そのホームLGW(LGW−A4610)にアタッチされていたUE4605にネットワークがデータ転送を開始する一実施形態で使用される例示的なハイレベル手順フローを示す。保存されたPDPコンテキストのためのデータを受け取ったとき、SGSN4645は、ページング手順を開始することができる。この実施形態では、図63の手順フローを実行したとき、データセッションのために無線ベアラを割り当てることができ、LGW−A4610とSGSN4645の間のトンネルを解放することができ、LGW−A4610とHNB−B4620の間の新しいトンネルを確立することができる。
図64は、ELIPAに関するPDPコンテキスト作成のための例示的なメッセージシーケンスを示す。この実施形態では、UEは、ホームL−GWに対応するAPN名を送信することができる。このAPN名は、一般的なAPN名を使用することによって、LGWに割り当てられてもよい。たとえば、ユーザは、ユーザのホームネットワークに接続したいと望むとき、「ホームLGW」APNを選択することができる。これは、LIPAおよびELIPAに適用可能とすることができる。また、ユーザは、隣接系のHNBにラッチされ、隣接系のホームネットワークに接続したいと望むとき、「ゲストLGW」APNを選択することができる。各LGWは、一意に解決可能なAPN名を有することができる。APN名は、以下のスキーマ、すなわち<LGW識別子>@<関連のLGWアグリゲータのFQDN>を使用して構築することができる。
図64に示されている実施形態では、UEのためのローカルIPアドレスが、ローカルDHCPからLGW−Aによって割り当てられてもよい。また、L−GW−Aは、外部のSTUNサーバによって見られるそれ自体のユーザプレーンIPアドレスを取り出すことができる。CGWアプリケーションは、IPアドレスを取り出すために、STUNサーバに向かって要求を開始することができる。このIPアドレスを使用し、HNB−BとL−GW−Aの間でトンネルをセットアップすることができる。
図65は、UEホームHNBから隣接系のHNBへ、どちらのHNBも同じHNB−GW下にある状態でのUEセッションのリロケーションのための例示的なハイレベル手順フローを示す。図65は、LIPAからELIPAへの移動のための非限定的、例示的なハイレベル手順を示す。
図66A乃至図66Cは、LIPAからELIPAへの実施形態におけるHNB−GW内移動に関して、図65におけるUEホームHNBから隣接系のHNBへの場合のUEセッションのリロケーションに関する例示的なメッセージシーケンスを示す。たとえば、図66A乃至図66Cでは、HNB−A4615が、リロケーション必要メッセージをHNB−GW4637に送ることによって手順を開始することができる。リロケーション必要メッセージは、ソースHNB−ID、ここではHNB−A4615 IDと、ターゲットHNB−ID、ここではHNB−B4620 IDとを示すことができる。次いで、継続中のPSセッションのためにLGW−A4610のトランスポートIPアドレスおよびTEIDを取り出すことができる。HNB−GW4637は、リロケーション要求メッセージをHNB−B4620に送ることができる。直接トンネルをLGW−A4610とHNB−B4620の間で確立するために、LGW−AのTEIDおよびトランスポートIPアドレスが、データ転送のために選択される各RABに対応するHNB−B4620に送られる。HNB−GW4637内のエントリが、HNB−B ID4620を用いてUE4605について作成されてもよい(UE登録およびリロケーションのためのリソース割当てが行われる)。リロケーション要求メッセージに応答して、HNB−B4620は、そのトランスポートIPアドレスおよびTEIDを示すことができる。HNB−A4615には、直接トンネルを確立するために、HNB−GW4638によってHNB−BのトランスポートIPアドレスおよびTEIDを提供することができる。HNB−A4615とHNB−B4620の間のデータ転送を行うことができ、HNB−A4615とUE4605の間の無線ベアラ再構成を行うことができる。
図66A乃至図66Cに示されているように、HNB−A4615は、先行SRNSコンテキストをHNB−GW4637に送ることができ、HNB−GW4637は、それをSGSN4645に送ることができる。先行SRNSコンテキストは、DLおよびULのGTP−PDUシーケンス番号ならびにDLおよびULのN−PDUシーケンス番号を含むことができる。次いで、SGSN4645は、先行SRNSコンテキストをHNB−B4620に送ることができる。HNB−B4620は、UE4605からUL同期メッセージを受け取った後で、新しいUE4605について通知を受けることができる。次いで、HNB−B4620は、リロケーション検出メッセージを介してHNB−GW4637に通知することができる。無線ベアラ再構成がUE4605とHNB−B4620の間で完了し、HNB−GW4637およびHNB−B4620に送られたリロケーションメッセージが完了した後で、HNB−GW4637は、PDPコンテキストを修正することができる。メッセージのPDPコンテキスト更新要求をHNB−GW4637からLGWアグリゲータに送り、LGW−A4610内で作成されたPDPコンテキストを新しいトランスポートレベルIPアドレスおよびTEIDで更新することができる。PDPコンテキスト要求における更新の後で、DLデータが、HNB−B4620とLGW−A4610の間に確立された新しいトンネルを介してUEに到達し始めてもよい。UE4605とHNB−A4615の間のIu接続を解放することができ、HNB−A4615(すなわち、旧HNB)とのHNB−GW4637におけるUE4605関連付けを解放することができる。
図67は、隣接系のHNBからUEのホームHNBへのUEのリロケーションのための例示的な手順フローを示す。図68A乃至図68Cは、ELIPAからLIPAへの実施形態におけるHNB−GW内移動のための非限定的、例示的なメッセージシーケンスを示す。たとえば、図67および図68A乃至図68Cは、UE4605が自分の隣接系のHNB4620にアタッチされていてもよく、UEのホームネットワーク4601上のデバイスにアクセスし、UE4605がUEのホームHNB4615に移動される例に関することができる。
たとえば、図68A乃至図68Cでは、HNB−B4620が、リロケーション必要メッセージをHNB−GW4637に送ることによって手順を開始することができる。リロケーション必要メッセージは、ソースHNB−ID、ここではHNB−B4620 IDと、ターゲットHNB−ID、ここではHNB−A4615 IDとを示すことができる。次いで、RANAPリロケーション必要メッセージ内で受け取られたソースIDを使用してLGW−A4610のトランスポートIPアドレスおよびTEIDを取り出すことができる。HNB−GW4637は、リロケーション要求メッセージをHNB−A4615に送ることができる。直接トンネルをLGW−A4610とHNB−A4615の間で確立するために、LGW−AのTEIDおよびトランスポートIPアドレスが、データ転送のために選択される各RABに対応するHNB−A4615に送られる。HNB−GW4637内のエントリが、HNB−A ID4615を用いてUE4605について作成されてもよい(UE登録およびリロケーションのためのリソース割当てが行われる)。リロケーション要求メッセージに応答して、HNB−A4615は、そのトランスポートIPアドレスおよびTEIDを示すことができる。HNB−B4620には、直接トンネルを確立するために、HNB−GW4637によってHNB−AのトランスポートIPアドレスおよびTEIDを提供することができる。HNB−B4620とHNB−A4615の間のデータ転送を行うことができ、HNB−B4620とUE4605の間の無線ベアラ再構成を行うことができる。
図68A乃至図68Cに示されているように、HNB−B4620は、先行SRNSコンテキストをHNB−GW4637に送ることができ、HNB−GW4637は、それをSGSN4645に送ることができる。先行SRNSコンテキストは、DLおよびULのGTP−PDUシーケンス番号ならびにDLおよびULのN−PDUシーケンス番号を含むことができる。次いで、SGSN4645は、先行SRNSコンテキストをHNB−A4615に送ることができる。HNB−A4615は、UE4605からUL同期メッセージを受け取った後で、新しいUE4605について通知を受けることができる。次いで、HNB−A4615は、リロケーション検出メッセージを介してHNB−GW4637に通知することができる。無線ベアラ再構成がUE4605とHNB−A4615の間で完了し、HNB−GW4637およびHNB−A4615に送られたリロケーションメッセージが完了した後で、HNB−GW4637は、PDPコンテキストを修正することができる。メッセージのPDPコンテキスト更新要求をHNB−GW4637からLGWアグリゲータに送り、LGW−A4610内で作成されたPDPコンテキストを新しいトランスポートレベルIPアドレスおよびTEIDで更新することができる。PDPコンテキスト要求における更新の後で、DLデータが、HNB−A4615とLGW−A4610の間に確立された新しいトンネルを介してUE4605に到達し始めてもよい。UE4605とHNB−B4620の間のIu接続を解放することができ、HNB−B4620(すなわち、旧HNB)とのHNB−GW4637におけるUE4605関連付けを解放することができる。
図69は、UEのHNBからマクロネットワークへ(LIPAからMRAへの移動)のUEのリロケーションのためのハイレベル手順フローを示す。図69および図70は、最初にUEのホームHNBにアタッチされており、UEのホームネットワーク上のデバイスにアクセスするUEが、マクロネットワークに移動される一実施形態のための例示的なメッセージシーケンスを示す。
図70は、LIPAからRMAへの移動のための例示的なメッセージシーケンスを示す。たとえば、図70では、HNB−A4615が、リロケーション必要メッセージをHNB−GW4637に送ることによってリロケーション手順を開始することができる。リロケーション必要メッセージは、ソースHNB−ID、ここではHNB−A4615 IDと、ターゲットHNB−ID、ここではRNC4618 IDとを示すことができる。次いで、継続中のPSセッションのためにLGW−A4610のトランスポートIPアドレスおよびTEIDを取り出すことができる。SGSN4645は、リロケーション要求メッセージをRNC4618に送ることができる。直接トンネルをLGW−A4610とRNC4618の間で確立するために、LGW−AのTEIDおよびトランスポートIPアドレスが、データ転送のために選択される各RABに対応するRNC4618に送られる。リロケーション要求メッセージに応答して、RNC4618は、そのトランスポートIPアドレスおよびTEIDを、リロケーション要求ACKメッセージ内で、SGSN4645に対して示すことができる。HNB−A4615には、直接トンネルを確立するために、HNB−GW4638によってRNCのトランスポートIPアドレスおよびTEIDを提供することができる。RNCのIPアドレスおよびTEIDは、データ転送に使用することができる。トンネルが確立されるまで、データを複製し、RNC4618に送ってもよい。HNB−A4615とRNC4618の間のデータ転送を行うことができ、HNB−A4615とUE4605の間の無線ベアラ再構成を行うことができる。
図70に示されているように、HNB−A4615は、先行SRNSコンテキストをHNB−GW4637に送ることができ、HNB−GW4637は、それをSGSN4645に送ることができる。先行SRNSコンテキストは、DLおよびULのGTP−PDUシーケンス番号ならびにDLおよびULのN−PDUシーケンス番号を含むことができる。次いで、SGSN4645は、先行SRNSコンテキストをRNC4618に送ることができる。HNB−A4615は、UE4605からUL同期メッセージを受け取った後で、新しいUE4605について通知を受けることができる。次いで、RNC4618は、リロケーション検出メッセージを介してSGSN4645に通知することができる。無線ベアラ再構成がUE4605とRNC4618の間で完了し、SGSN4645およびRNC4618に送られたリロケーションメッセージが完了した後で、SGSN4645は、PDPコンテキストを修正することができる。メッセージのPDPコンテキスト更新要求をSGSN4645からLGWアグリゲータに送り、LGW−A4610内で作成されたPDPコンテキストを新しいSGSN4645のアドレスおよびTEIDで更新することができる。PDPコンテキスト要求における更新の後で、DLデータが、RNC4618とLGW−A4610の間に確立された新しいトンネルを介してUEに到達し始めてもよい。UE4605とHNB−A4615の間のIu接続を解放することができ、HNB−A4615(すなわち、旧HNB)とのHNB−GW4637におけるUE4605関連付けを解放することができる。その結果、UEがマクロネットワークのノードBにリロケーションされていることになり得る。
図71は、マクロネットワークからUEのHNBへ(RMAからLIPAへの移動)のUEのリロケーションのためのハイレベル手順フローを示す。図72A乃至図72Cは、RMAからLIPAへ移動のための非限定的、例示的なメッセージシーケンスを示す。図71および図72A乃至図72Cは、マクロネットワークにアタッチされており、UEのホームネットワーク上のデバイスにアクセスするUEが、UEのホームネットワークに移動される一実施形態のための例示的なメッセージシーケンスを示す。
たとえば、図72A乃至図72Cでは、RNC4618が、リロケーション必要メッセージをSGSN4645に送ることによって手順を開始することができる。リロケーション必要メッセージは、ソースHNB−ID、ここではRNC4618 IDと、ターゲットHNB−ID、ここではHNB−A4615 IDとを示すことができる。次いで、継続中のPSセッションのためにLGW−A4610のトランスポートIPアドレスおよびTEIDを取り出すことができる。トランスポートレイヤアドレス、ここではLGW−A IPアドレスと、Iuトランスポート関連付け、ここではLGW−A TEIDとで構成されるリロケーション要求を、SGSN4645からHNB−GW4637に送ることができる。HNB−GW4637は、リロケーション要求メッセージをHNB−A4615に送ることができる。直接トンネルをLGW−A4610とHNB−A4615の間で確立するために、LGW−AのTEIDおよびトランスポートIPアドレスが、データ転送のために選択される各RABに対応するHNB−A4615に送られる。HNB−GW4637内のエントリが、HNB−A ID4615を用いてUE4605について作成されてもよい(UE登録およびリロケーションのためのリソース割当てが行われる)。リロケーション要求メッセージに応答して、HNB−A4615は、そのトランスポートIPアドレスおよびTEIDをHNB−GW1337示すことができる。トランスポートIPアドレスは、ホームネットワークのプライベートサブネットに属してもよい。HNB−GW1337は、先のステップで提供されたプライベートIPをそれ自体で維持することができ、MCNに属するHNB IPアドレスを送ることができる。RNC4618には、データ転送のために、SGSN4645によってHNB−AのトランスポートIPアドレスおよびTEIDを提供することができる。トンネルが確立されるまで、データを複製し、HNB−A4615に送ってもよい。RNC4618とHNB−A4615の間のデータ転送を行うことができ、RNC4618とUE4605の間の無線ベアラ再構成を行うことができる。
図72A乃至図72Cに示されているように、RNC4618は、先行SRNSコンテキストをSGSN4645に送ることができる。先行SRNSコンテキストは、DLおよびULのGTP−PDUシーケンス番号ならびにDLおよびULのN−PDUシーケンス番号を含むことができる。次いで、SGSN4645は、先行SRNCコンテキストをHNB−GW4637に送ることができる。HNBは、そのSRNCコンテキストをHNB−Aに転送することができる。HNB−A4615は、UE4605からUL同期メッセージを受け取った後で、新しいUE4605について通知を受けることができる。次いで、HNB−A4615は、リロケーション検出メッセージを介してHNB−GW4637に通知することができる。HNB−GW4637は、リロケーション検出メッセージをSGSN4645に送ることができる。UEは、無線ベアラ再構成完了メッセージをHNB−A4615に送ることができ、HNB−Aは、そのメッセージをHNB−GW4637に送ることができる。HNB−GWは、そのメッセージをSGSN4645に送ることができる。SGSN4645は、PDPコンテキストを通知することができる。メッセージのPDPコンテキスト更新要求をSGSN4645からLGWアグリゲータに送り、LGW−A4610内で作成されたPDPコンテキストを新しいトランスポートレベルIPアドレスおよびTEIDで更新することができる。PDPコンテキスト要求における更新の後で、DLデータが、HNB−A4615とLGW−A4610の間に確立された新しいトンネルを介してUE4605に到達し始めてもよい。UE4605とRNC4618の間のIu接続を解放することができる。
上記では特徴および要素が特定の組合せで述べられているが、各特徴および要素は、単独で、または他の特徴および要素との任意の組合せで使用することができることを、当業者なら理解するであろう。さらに、本明細書に記載の方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行するためのコンピュータ可読媒体内に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実施することができる。コンピュータ可読媒体の例は、(有線接続または無線接続を介して伝送される)電子信号、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、それだけには限らないが、読取り専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスクや取外し式ディスクなど磁気媒体、光磁気媒体、ならびにCD−ROMディスクおよびデジタル多目的ディスク(DVD)など光媒体を含む。ソフトウェアと関連付けられたプロセッサを使用し、WTRU、UE、端末、基地局、RNC、または任意のホストコンピュータで使用するために、無線周波数トランシーバを実装することができる。