JP4125859B2 - パケット用無線アクセスネットワーク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体端末が１つの無線アクセスカバレージエリアから別の無線アクセスカバレージエリアに移動したときに起きるルーティングエリアアップデート（ＲＡＵ）に係り、特に、移動体端末が、データが送受信されていないいわゆるスタンバイモードにある場合のそのような移動に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第二世代（２Ｇ）無線カバレージとも呼ばれるＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）無線カバレージは、今日非常に広範囲である。第三世代（３Ｇ）無線カバレージとも呼ばれるＵＭＴＳ（Universal System for Mobile Telecommunications）の導入において、ＵＭＴＳ無線カバレージは、都市エリアに限定されると予測されている。そして、ＵＭＴＳ無線カバレージは、より広範なＧＳＭ無線カバレージエリアの一部のみをカバーすることになる。ＵＭＴＳカバレージエリアの中においても、ＵＭＴＳ無線カバレージは、隣接するとは期待されていない。
【０００３】
例えば、ＧＳＭに対するものよりも高い周波数がＵＭＴＳに対して使用される場合、ビルディング内への浸透（in-building penetration ）は、ＧＳＭのようには良くならない。これは、ＵＭＴＳカバレージエリアの全体の中にＵＭＴＳカバレージのないビルディング内部のような小さなポケットを生じることになる。そして、ＧＳＭ無線カバレージのみがそのようなポケット中で利用可能となる。ＧＳＭおよびＵＭＴＳのデュアルモード移動体端末（ＵＭＴＳにおけるユーザイクイプメント（ＵＥ）と呼ばれる移動体端末）は、２つの無線アクセスシステムのうちのいずれか一方を使用して通信することができる。
【０００４】
ＵＭＴＳ無線リンクを介して通信しているデュアルモード移動体端末がＵＭＴＳカバレージを出てＧＳＭカバレージのみのエリアに入った場合、ＧＳＭ無線リンクによる通信の継続が期待できるが、これによるサービスが低下することになる。同様に、ＧＳＭ無線カバレージのみのエリアにあるデュアルモード移動体端末が、ＵＭＴＳカバレージのエリアに入った場合、サービスの向上のためにＵＭＴＳ無線リンクへの切り換えが期待できる。
【０００５】
したがって、デュアルモード移動体端末が無線アクセスエリア内を動き回るとき、利用可能な無線アクセスシステムが変化するとき、無線アクセスのタイプの変化が予想される。移動体端末が無線アクセスエリア間を移動するとき、必要なサポートネットワークに、特定の無線アクセスタイプに関連するルーティングエリア中の移動体の新しい位置を通知するために、ルーティングエリアアップデートが起こる。２つの無線アクセスシステム間の変更は、追加的なシグナリングを必要とし、２つのシステム間の移り変わりの間、運転休止を生じ得る。追加的なシグナリングおよび運転休止のインパクトは、ネットワークアーキテクチャおよび選ばれるプロトコルに依存する。
【０００６】
パケットデータ通信は、バースト性であり、結果として移動体端末がデータを送受信していない長い期間があり得る。移動体端末が、ＧＳＭネットワークにおけるパケット通信モードにある場合、移動体端末は、ＧＰＲＳインタフェースを介して通信している。最後のパケットを送信した所定のタイムアウト時間の後、移動体端末はスタンバイ状態に移る。ＵＭＴＳネットワークにおいて、無活動から所定のタイムアウト時間の後、端末は、いわゆる「ＵＴＲＡＮレジストレーションエリア（ＵＲＡ）接続」状態にまず移る。
【０００７】
ＵＲＡ接続状態において、移動体端末とＵＴＲＡＮとの間の接続は、Ｉｕリンク上で維持される。より長い時間の後、移動体に対してリンクを同定するＵＴＲＡＮ中のコンテキストが、除去されて、Ｉｕ接続が取り外される。移動体端末の状態は、Ｉｕ接続が取り外された後、ＵＭＴＳ標準においていかなる特定の名称も与えられていないが、ここでは、ＵＭＴＳスタンバイ状態と呼ぶ。ＧＳＭおよびＵＭＴＳのスタンバイ状態の両方の提案された構成において、移動体端末は、それがスタンバイ状態にある場合にも、全ての地点で無線アクセスシステムカバレージエリア間を移動するとき、ルーティングエリアアップデートを常に実行する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、移動体端末がスタンバイ状態にあった後にデータ通信を開始するときに、移動体端末の場所が知られていることを保証する一方で、不必要なルーティングエリアアップデートを減少させるための改良された技法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は請求項１に記載した特徴を有する。即ちパケット用無線アクセスネットワークは、第１ワイヤレスアクセスシステムと、第２ワイヤレスアクセスシステムにサポートされる、共通ルーティングエリアを有する本発明のパケット用無線アクセスネットワークにおいて、移動局は、前記第１ワイヤレスアクセスシステムと第２ワイヤレスアクセスシステムとの間で、共通ルーティングエリア内を移動するが、そのパケット伝送は行われず、そしてルーティングエリアの更新も行われない。本発明は請求項２に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と同一のワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新は必要とされない。
【００１０】
本発明は請求項３に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と異なるワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新が行われる。 本発明は請求項４に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が、移動局により開始された場合には、パケット伝送の開始は、ルーティングエリアの更新を含む。本発明は請求項５に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が、ワイヤレスアクセスシステムの一方により開始された場合には、移動局は、ページングリクエストを受領する。本発明は請求項６に記載した特徴を有する。即ち、ページングリクエストに応答して、移動局は、ルーティングエリアの更新を開始する。本発明は請求項７に記載した特徴を有する。即ち、前記第１のワイヤレスアクセスシステムと、第２のワイヤレスアクセスシステムは、ＧＳＭアクセスシステムと、ＵＭＴＳアクセスシステムである。
【００１１】
本発明は請求項８に記載した特徴を有する。即ち、第１ワイヤレスアクセスシステムと、第２ワイヤレスアクセスシステムにサポートされる、共通ルーティングエリア内で、ルーティングエリア更新を制御する方法において、移動局は、共通ルーティングエリア内で、第１ワイヤレスアクセスシステムと第１２ワイヤレスアクセスシステムの間で移動する場合には、そのパケット伝送は行われず、そしてルーティングエリアの更新も行われない。本発明は請求項９に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と同一のワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新は必要とされない。
【００１２】
本発明は請求項１０に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と異なるワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新が行われる。
【００１３】
本発明は請求項１１に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が、移動局により開始された場合には、パケット伝送の開始は、ルーティングエリアの更新を含む。本発明は請求項１２に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が、ワイヤレスアクセスシステムの一方により開始された場合には、移動局は、ページングリクエストを受領する。本発明は請求項１３に記載した特徴を有する。即ち、ページングリクエストに応答して、移動局は、ルーティングエリアの更新を開始する。本発明は請求項１４に記載した特徴を有する。即ち、前記第１のワイヤレスアクセスシステムと、第２のワイヤレスアクセスシステムは、ＧＳＭアクセスシステムと、ＵＭＴＳアクセスシステムである。
【００１４】
これは、サービスしているＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）のほとんど全ての２Ｇおよび３Ｇ構成が、分離されたままとすることを可能にする。新しいアクセスネットワークからいずれかのデータを送る前に行われるＲＡＵ（routing are update）は、２Ｇから３Ｇへのコンテキストトランスファとなり、適切なステートマシーンおよびプロトコルスタックのセットアップとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、ＧＳＭエリア中でＵＭＴＳにより提供されると期待されるカバレージを示す。影付きのエリアは、ＧＳＭ（２Ｇ）カバレージのみを有するエリアを表す。影のないエリアは、ＧＳＭ（２Ｇ）およびＵＭＴＳ（３Ｇ）の両方のカバレージを有するエリアを表す。そして、エリア２の全体には、ＧＳＭカバレージが提供される。エリア２内の小さいエリア４は、ＧＳＭカバレージに加えてＵＭＴＳカバレージが提供されることが意図されている。しかし、参照符号６で示されたポケットが、ＵＭＴＳカバレージエリア４内に存在し、ＧＳＭカバレージのみがポケット６中で提供される。
【００１６】
図１に示された無線カバレージをサポートするための一般的な現在の通常のネットワークアーキテクチャが、図２に示されている。ＧＳＭ無線アクセスエリアおよびＵＭＴＳ無線アクセスエリアは、異なるサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）により各々サービスされる別個のルーティングエリアを有する独立のシステムと考えられる。各ＳＧＳＮは、別個のルーティングエリアに関連づけられている。ＳＧＳＮは、パケット交換通信をサポートするために、各無線システムに対するサポートノードを提供する。
【００１７】
図２において、ＧＳＭ無線アクセスエリアは、ＲＡ１で示された第１のルーティングエリア２００をサポートし、ＵＭＴＳ無線アクセスエリアは、ＲＡ２で示された第２のルーティングエリア２０２をサポートする。第２のルーティングエリアＲＡ２は第１のルーティングエリアＲＡ１の上に載せられていることが分かる。
【００１８】
第１のルーティングエリアＲＡ１は、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４およびＳＧＳＮ２０８と関連づけられている。ＳＧＳＮ２０８は、２Ｇ ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワークをサポートするために提供されるので、２Ｇ ＳＧＳＮと呼ばれ得る。第２のルーティングエリアＲＡ２は、ＵＭＴＳ陸上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）２０６およびＳＧＳＮ２１０と関連づけられている。ＳＧＳＮ２１０は、これが３Ｇ ＵＭＴＳネットワークをサポートするために提供されるので、３Ｇ ＳＧＳＮと呼ばれ得る。共通２Ｇ／３ＧゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）２１２が、２Ｇ ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワークおよび３Ｇ ＵＭＴＳネットワークの両方をサポートするために提供される。
【００１９】
接続２１４は、ルーティングエリアＲＡ１中でＧＳＭ／ＧＰＲＳセルをサポートする基地局にＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４を接続する。ＧＳＭ／ＧＰＲＳＢＳＳ２０４は、Ｇｂインタフェース接続２１８を介して２Ｇ ＳＧＳＮ２０８に接続され、２Ｇ ＳＧＳＮ２０８は、接続２２２を介して２Ｇ／３Ｇ ＧＧＳＮ２１２に接続される。ＵＴＲＡＮ２０６は、接続２１６を介してＵＭＴＳコアネットワークに接続される。接続２１６は、ＵＴＲＡＮ２０６を、ルーティングエリアＲＡ２中のＵＭＴＳセルをサポートする基地局に接続する。ＵＴＲＡＮ２０６は、Ｉｕインタフェース接続２２０を介して３Ｇ ＳＧＳＮ２１０に接続され、３Ｇ ＳＧＳＮ２１０は、接続２２４を介して２Ｇ／３Ｇ ＧＧＳＮ２１２に接続される。２Ｇ ＳＧＳＮ２０８および３Ｇ ＳＧＳＮ２１０は、Ｇｎインタフェース接続２０９を介して相互接続される。
【００２０】
移動体端末がＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＵＭＴＳの両方とコンパチブルである場合、両方のシステムによりカバーされる無線アクセスエリアにあるとき、移動体端末はいずれのネットワークにも接続することができる。ＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＵＭＴＳがサポートされるパケット送信に対して、移動体端末は、それによりサポートされるよりよい送信を利用するために、ＵＭＴＳモードにおいて好ましくは動作することになる。
【００２１】
図２の通常のネットワークアーキテクチャにおいて、移動体が２Ｇカバレージと３Ｇカバレージとの間を移動する毎に、移動体端末の状態に無関係に、即ち移動体端末がスタンバイモードにあるかまたはそうでない場合かに無関係に、ルーティングエリアアップデート（ＲＡＵ）が必要とされる。これらのＲＡＵは、各ＳＧＳＮに、移動体端末の場所（即ち、ルーティングエリアＲＡ１またはＲＡ２のいずれにあるか）を知らせ、データ送信に必要とされるＳＧＳＮにおけるプロトコルスタックの部分をセットアップする。
【００２２】
移動体端末が２Ｇと３Ｇとの間を移動するときに実行されるＲＡＵは、ＳＧＳＮ間ＲＡＵであり、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）は、ＨＬＲが特定の移動体端末の正しいＳＧＳＮ番号を記憶するので、更新される必要がある。そして、ＨＬＲは、移動体端末が１つのＳＧＳＮから別のＳＧＳＮへ移動する度に、更新される必要がある。図２のネットワークアーキテクチャ中のＨＬＲの相互接続は、本発明に関係がなく当業者により理解されるので、明瞭さのために、図示されていない。
【００２３】
ＰＤＰコンテキストは、通信のために移動体端末により開始されるコンテキストである。ユーザがアクティブなＰＤＰコンテキストを有する場合、ＧＧＳＮおよびＧＰＲＳトンネリングプロトコル（ＧＴＰ）リンクは、セットアップされなければならない。ＧＧＳＮとＳＧＳＮとの間のＧＴＰは、移動体端末が１つのＳＧＳＮからアクティブなＰＤＰコンテキストを有する別のものに移動するときにアップデートされる必要がある。これらの両方は、かなり大きなシグナリングオーバヘッドを必要とする。したがって、移動体端末がスタンバイモードにおいてルーティングエリア間を移動するときに行われるルーティングエリアアップデートは、価値のある資源を無駄にすることが明らかである。ＲＡＵアップデートを避けることは、シグナリングトラヒックを低減するだけでなく、サービス品質（ＱｏＳ）を改善することになる。
【００２４】
移動体端末がスタンバイ状態で２Ｇと３Ｇとの間を移動するときにはＲＡＵを防止するためのネットワークアーキテクチャが、図３に示されている。図２に示されたエレメントに対応するエレメントを同定するために、図３において同様の参照符号が使用される。
【００２５】
図３のネットワークアーキテクチャは、２Ｇ ＳＧＳＮ２０８および３Ｇ ＳＧＳＮ２１０がＧｂインタフェース接続２１８によりＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４に接続しかつＩｕインタフェース接続２２０を介してＵＴＲＡＮ２１８に接続する単一の２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００により置き換えられている点で、図２と異なる。２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００は、接続３０２により２Ｇ／３Ｇ ＧＧＳＮ２１２に接続している。
【００２６】
共有された２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００の結果として、図２のルーティングエリアＲＡ１およびＲＡ２は、図３においてＲＡ３で示される共有ルーティングエリアになる。ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４は、ルーティングエリアＲＡ３に対応する参照符号３０４により示された無線アクセスエリアをサポートする。同様に、ＵＴＲＡＮ２１８は、同じルーティングエリアＲＡ３に対応する無線アクセスエリア３０６をサポートする。
【００２７】
図３のネットワークアーキテクチャにおいて、２Ｇおよび３Ｇの無線アクセスシステムは、同じＳＧＳＮによりサービスされ、結果として、同じルーティングエリアに関連づけられる。これは、２Ｇと３Ｇのカバレージエリア間を横切るときにルーティングエリアアップデートを実行する必要を排除する。しかし、そのようなアーキテクチャで、ＳＧＳＮは非常に複雑になる。これは、２Ｇと３Ｇとの間を移動するスタンバイ状態の移動体端末が、無線アクセスアップデートを生成しないからである。
【００２８】
換言すれば、ＳＧＳＮは、移動体端末の位置を知ることができず、移動体端末は、ルーティングエリアの２Ｇ部分または３Ｇ部分のいずれかに配置され得る。ネットワークからのパケットが移動体端末への送信のためにＳＧＳＮに到着したとき、ＳＧＳＮは、移動体端末の場所を決定するために、２Ｇおよび３Ｇの無線アクセスシステムの両方にある移動体をページングしなければならない。移動体をページングすることにおいて、ＳＧＳＮは、ページング信号をブロードキャストし、ルーティングエリア中にある移動体を同定する。ページング信号は、コアネットワークが移動体に送信するためのパケットを有していることをその中で同定された移動体に対して示す。移動体がその移動体を同定するページング信号を受信するとき、移動体は、ネットワークに応答するページングを送ることにより、パケットを受信する準備ができている。
【００２９】
ＳＧＳＮにおける２Ｇネットワークと３Ｇネットワークに対するプロトコルスタックおよびモビリティマネージメントステートマシーンは異なる。どこから移動体端末のページング応答が来るかに依存して、即ち２Ｇエリアまたは３Ｇエリアのいずれかから来るかに依存して、モビリティマネージメントステートマシーンは、適切な振る舞いに適合しなければならない。適切なプロトコルスタックが、データが端末に送られる前にセットアップされなければならない。この全ては、ページング応答に基づいて、ＳＧＳＮ内で自律的に行われなければならない。これは、モビリティマネージメントのためのステートマシーンを複雑にする。移動体端末が送るべきデータを有する場合、状況はさらに複雑になる。ＳＧＳＮは、スタンバイ状態のいずれの時点においても、２Ｇまたは３Ｇのいずれからもデータを受け付けるように準備されていなければならない。これは、適切なプロトコルスタックが、移動体端末がデータを送る前にセットアップされていないことおよびデータパケットが送られる前にシグナリングメッセージは全く交換されないことから、複雑である。
【００３０】
本発明による図３のネットワークアーキテクチャのさらなる修正が図４に示されている。図２または３に示された構成要素に対応する図４中の構成要素には同様の参照符号が使用されている。
【００３１】
図４のネットワークアーキテクチャは、２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００が、部分的に分割された２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ４００により置き換えられていること以外、図３に示されたものと同様である。分割２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ４００は、図３の結合２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００における場合よりも２Ｇおよび３Ｇエレメントの構成のより大きな分離を可能にする。これは、ＳＧＳＮの２Ｇ部分と３Ｇ部分を大きく分離することを可能にし、ＳＧＳＮ開発を単純化する。図４に示されているように、２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮは、２Ｇ機能部４０６および３Ｇ機能部４０４を含む。本発明によれば、ルーティングエリアは、２Ｇ無線アクセスエリアおよび３Ｇ無線アクセスエリアの両方に亘る共通ルーティングエリアＲＡ３である。
【００３２】
同じルーティングエリア内の２Ｇおよび３Ｇの無線アクセスエリア間を移動する動作のスタンバイモードにおける移動体端末は、ルーティングエリアアップデートを実行しない。したがって、図１において、パケット６のうちの１つから、３Ｇカバレージエリア４に、そして２Ｇカバレージエリア２に移動するスタンバイモードの移動体端末は、いかなるルーティングエリアアップデートも実行しない。
【００３３】
スタンバイ状態の移動体端末がデータを送ることを望む場合、２つの動作のうちの１つが起きる。移動体端末が、それが最後にデータを送ったときにいた同じ無線アクセスネットワークにいる場合、新しいデータを送るために従うべき手順は、まさに２Ｇまたは３Ｇによりその無線アクセスネットワークにおいて定義されたものである。移動体端末が、それがデータを最後に送ったものと異なるアクセスネットワークにいる場合、ルーティングエリアアップデートは、データを送る前に実行されなければならない。例えば、２Ｇ中でスタンバイ状態にある端末は、３Ｇに入る場合ルーティングエリアアップデートを実行しないが、それが送信すべきデータを有する場合、それが３Ｇ無線アクセスエリアにまだ留まっている場合、ルーティングエリアアップデートを実行することになる。
【００３４】
移動体端末が２Ｇまたは３Ｇ中でスタンバイ状態にある一方で、ＳＧＳＮが移動体に送られるべきデータを受信した場合、それは２Ｇおよび３Ｇのカバレージの両方を含む全体のルーティングエリアをページしなければならない。移動体端末が、それが最後にデータを送ったときと同じ無線アクセスネットワークにいる場合、従うべき手順は、まさに２Ｇまたは３Ｇにおいて定義されたものであり、通常のページング応答が保証される。端末が、データを最後に送信または受信したときと、ページングメッセージとの間で、２Ｇと３Ｇ間で変化した場合、ページング応答の代わりにルーティングエリアアップデートを実行する。そして、ネットワークは、このルーティングエリアアップデートをページング応答として受け入れる。
【００３５】
そして、データを送ることなしに２Ｇおよび３Ｇの環境を行ったり来たりするスタンバイ状態の移動体端末は、いかなるシグナリングも生成しないことになる。この２Ｇおよび３Ｇの環境間の頻繁な切り換えは、一様でない３Ｇカバレージのエッヂにおいておそらく起きることになる。
【００３６】
そして、データが送信または受信された時点において必要である場合にのみ、ルーティングエリアアップデートは実行される。これは、ＳＧＳＮの２Ｇおよび３Ｇの構成のほぼ全てが分離されたままになることを可能にする。他のアクセスネットワークからデータを送る前に実行されるＲＡＵは、２Ｇから３Ｇ機能部４０４への移動体端末に対するコンテキストトランスファとなり、かつ適切なステートマシーンおよびプロトコルスタックのセットアップを生じる。
【００３７】
ページングメッセージは、依然として両方のアクセスネットワークを介して送られなければならないが、他のＳＧＳＮは、それを処理することなしにまたはステートマシーンを維持することなしに、トランスペアレントにページングメッセージを通過させる必要があるのみである。
【００３８】
ユーザが最後に２Ｇまたは３Ｇネットワークに登録されていたかどうかを、ＲＡＩおよびＰ−ＴＭＳＩからＳＧＳＮが同定することが可能でなければならない。通常、ＲＡＩはこの区別を提供する。この場合におけるように、同じＲＡＩが３Ｇおよび２Ｇの両方に対して使用される場合、２Ｇおよび３ＧのためのＰ−ＴＭＳＩアドレススペースは、バラバラでなければならない。これは、オペレータ構成問題である。
【００３９】
移動体端末が、たまたま「他の」カバレージエリアにある一方で、周期的ルーティングエリアアップデートタイマーがランアウトした場合、正規の周期的ルーティングエリアアップデートを実行すべき場合、そのアクセスネットワークにおいて登録されていると考えられることになる。上記において、移動体端末がスタンバイ状態にある場合の効率を改善するための技法が説明された。上述したように、動作のＧＳＭ／ＧＰＲＳモードにある移動体端末に対して、移動体端末は、アクティブ通信状態またはスタンバイ状態のいずれかにある。動作のＵＭＴＳモードにある移動体端末に対して、移動体端末は、ＵＲＡ接続状態と呼ばれる動作の「プレスタンバイ」モードを追加的に有する。
【００４０】
ＵＲＡ接続状態において、パケット送信は起きないが、ＵＴＲＡＮ登録エリアアップデートは、移動体端末がＵＲＡ中を動き回るときに、依然として起きる。したがって、"routing are updates" は送信されているデータがない場合実行されないように、上述した原理をＵＲＡ接続状態に適用することが好都合であろう。上述した技法は、ＵＲＡ接続状態において、部分的に働くが、以下に説明するように、その一般的な適用を妨げる欠点がある。
【００４１】
ＵＲＡ接続状態において、ＵＴＲＡＮ中の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）は、ルーティングエリア中の移動体端末を有するリンクを維持し、３Ｇ ＳＧＳＮは、Ｉｕインタフェース接続２２０によりＵＴＲＡＮ２０６を有するリンクを維持する。原理が上述のように適用される場合、移動体端末が異なる無線アクセスエリア間を移動するとき、それがＵＲＡ接続ステートにある場合、ルーティングエリアアップデートを実行しない。移動体端末が、送信するデータを有するとき、異なる無線アクセスネットワークにおいて接続されている場合、ルーティングエリアアップデートを実行する。そして、移動体端末がデータを送信するとき、上述した動作のスタンバイモードについての技法の原理が、ＵＲＡ接続ステートにおいてもうまく働く。
【００４２】
スタンバイモードの原理が適用され、かつ移動体端末がＵＲＡ接続状態においてルーティングエリアアップデートを実行しない場合、かつネットワークがデータ送信を開始する場合、問題が生じる可能性がある。ＵＲＡ接続状態において、上述したように、ネットワークは、ＵＴＲＡＮとルーティングエリアとの間に維持されるリンクによるＵＭＴＳ無線アクセスシステムに移動体が所属させられることを依然として仮定する。そして、ネットワークがデータを送信することを望むとき、ネットワークはＵＴＲＡＮからのみのＵＲＡをページする。移動体が、それが最後にパケットを送信したとき以来３Ｇルーティングエリアから移動していない場合、動作は、通常通り継続する。
【００４３】
しかし、移動体が移動した場合、ＵＴＲＡＮによるページングは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ無線アクセスシステムによりページングが実行されないので、うまくいかなくなる。そして、上述したスタンバイ状態においてルーティングエリアアップデートを減少させるための技法は、動作のＵＲＡ接続モードにおいて安全に実行されることはできない。
【００４４】
したがって、以下に、ＵＭＴＳ動作をサポートする移動体端末がＵＲＡ接続状態にある場合に、ルーティングエリアアップデートのより効率的な実行のための修正された技法が提供される。この技法は、図３または４のネットワークアーキテクチャに限定されない。これはそのようなアーキテクチャにおいて適用可能であるが、各無線アクセスシステムに対するＳＧＳＮが完全に区別されている図２のようなアーキテクチャにおいても同様に有効である。
【００４５】
図５において、動作のＵＲＡ接続モードにおいて使用するための技法を示すために、図２に対応するネットワークアーキテクチャが示されている。同様の構成要素を示すためには、同様の参照符号が使用されている。
【００４６】
図５において、ルーティングエリアＲＡ２は、通常と同様、複数のＵＴＲＡＮ登録エリア５００に区分されている。ＵＲＡ接続状態において、ＵＴＲＡＮは、具体的には、移動体端末が最後にパケット送信を行ったときにいたＵＴＲＡＮ登録エリアを持つ移動体端末に対するコンテキストを維持する。ＵＴＲＡＮは、Ｉｕインタフェースを介して３Ｇ ＳＧＳＮ２１０に接続されている。
【００４７】
従来のシステムにおいて、ＵＲＡ接続状態において、ネットワークがデータを移動体端末に送ることを望むとき、ＵＴＲＡＮ中の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）は、３Ｇ ＳＧＳＮからＵＴＲＡＮへ維持される接続のために、ルーティングエリアＲＡ２の全体をページする。ルーティングエリアＲＡ１はページされない。移動体端末が、ＵＲＡ接続状態においてルーティングエリアＲＡ１に入った場合、"routing are update"は起きる。
【００４８】
新しい技法によれば、移動体端末がＵＲＡ接続状態にある場合、移動体端末が無線アクセス間を動き回るとき、ルーティングエリアアップデートは起きない。移動体端末がデータを送ることを望む場合、スタンバイ状態について上述した動作におけるように、移動体は、移動体端末がその最後の通信以来新しい無線アクセスエリアに移動した場合、ルーティングエリアアップデートを実行する。
【００４９】
ネットワークが移動体端末にデータを送ることを望む場合、従来通り、移動体端末に対してＩｕインタフェースを介するＳＧＳＮへの関連づけ（ＵＭＴＳ中のＵＥ）を依然として有しているＵＴＲＡＮへそのような表示を提供する。これに応答して、ＵＴＲＡＮは、以下に説明するように、２つのページング信号を出す。
【００５０】
第１のページング信号は、ＵＭＴＳ無線アクセスネットワークによりサポートされるＵＲＡルーティングエリアＲＡ２に対して出される通常の無線ネットワーク一時的識別子（ＲＮＴＩ）ページング信号である。第２のページング信号は、ルーティングエリアＲＡ１のページングを開始するためのページング信号である。第２のページング信号は、いくつかの形を採り得る。第２のページング信号は、３Ｇ ＳＧＳＮへのＩｕインタフェースを亘る新しい「ページングリクエスト」メッセージを必要とする。
【００５１】
第１の実施形態において、ルーティングエリアは、標準的パケット一時的移動体加入者識別子（Ｐ−ＴＭＳＩ）ページング信号を使用してページされる。これは、Ｇｂインタフェースまたはエアインタフェースにおいて新しいメッセージが定義されることを必要としない。ＵＴＲＡＮは、ページングリクエストをライン２２０上の関連づけられたＩｕ接続上を３Ｇ ＳＧＳＮ２１０に送ることにより、第２のページング信号を生成する。３Ｇ ＳＧＳＮ２１０は、インタフェース２２０上のページングリクエストに応答して、Ｐ−ＴＭＳＩ識別子を有するページングメッセージを作り、それをライン２０９上のＧｎインタフェース上を２ＧＳＧＳＮ２０８へ送る。代替的に、結合２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮに対して、Ｐ−ＴＭＳＩ識別子は、内部的にトランスファされる。
【００５２】
Ｐ−ＴＭＳＩページング信号に応答して、２Ｇ ＳＧＳＮ２０８はＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４と通信し、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４は、Ｐ−ＴＭＳＩページング信号をルーティングエリアＲＡ１に送る。
【００５３】
第２の実施形態において、２Ｇルーティングエリアおよび３Ｇルーティングエリアが、ＲＮＴＩ識別子を使用してページされる。これは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳと２Ｇネットワークとの間のＧｂインタフェースおよびエアインタフェース上で定義されるべき新しいメッセージを必要とする。ＵＴＲＡＮは、新しいタイプのページングメッセージを生成し、これは、３Ｇ ＳＧＳＮおよび２Ｇ ＳＧＳＮを介してＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳに送られる。そしてＧＳＭ／ＧＰＲＳＢＳＳは、新しいページングメッセージをルーティングエリアＲＡ１にブロードキャストする。前述したように、移動体端末によるルーティングエリアアップデートは、ネットワークによるページング応答として受け入れられる。
【００５４】
本発明は、無線アクセスエリアがＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＵＭＴＳである環境を特に参照して説明したが、本発明は、少なくとも２つの無線アクセスエリアがオーバラップする環境に幅広く適用可能であることが理解されるであろう。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、移動体端末がスタンバイ状態にあった後にデータ通信を開始するときに、移動体端末の場所が知られていることを保証する一方で、不必要なルーティングエリアアップデートを減少させるための改良された技法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧＳＭカバレージエリア中のＵＭＴＳ無線カバレージの一様でない性質を示す図。
【図２】それぞれ別個のサービングＧＰＲＳサポートノードを有する別個のルーティングエリアを有するＵＭＴＳおよびＧＳＭの通常のネットワークアーキテクチャを示す図。
【図３】ＵＭＴＳおよびＧＳＭルーティングエリアが共通であり、共有ＧＰＲＳサポートノードを有するネットワークアーキテクチャを示す図。
【図４】ＵＭＴＳおよびＧＳＭルーティングエリアが共通であり、部分的に共有のＧＰＲＳサポートノードを有するネットワークアーキテクチャを示す図。
【図５】ＵＭＴＳ移動体端末におけるＵＲＡ接続状態の特定の例におけるルーティングエリアアップデート技法に図２を改良したネットワークアーキテクチャのさらなる適合を示す図。
【符号の説明】
２ エリア
４ 小さいエリア
６ ポケット
２００ 第１のルーティングエリア
２０２ 第２のルーティングエリア
４０６ ２Ｇ部
４０４ ３Ｇ部
５００ ＵＴＲＡＮ登録エリア
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体端末が１つの無線アクセスカバレージエリアから別の無線アクセスカバレージエリアに移動したときに起きるルーティングエリアアップデート（ＲＡＵ）に係り、特に、移動体端末が、データが送受信されていないいわゆるスタンバイモードにある場合のそのような移動に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第二世代（２Ｇ）無線カバレージとも呼ばれるＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）無線カバレージは、今日非常に広範囲である。第三世代（３Ｇ）無線カバレージとも呼ばれるＵＭＴＳ（Universal System for Mobile Telecommunications）の導入において、ＵＭＴＳ無線カバレージは、都市エリアに限定されると予測されている。そして、ＵＭＴＳ無線カバレージは、より広範なＧＳＭ無線カバレージエリアの一部のみをカバーすることになる。ＵＭＴＳカバレージエリアの中においても、ＵＭＴＳ無線カバレージは、隣接するとは期待されていない。
【０００３】
例えば、ＧＳＭに対するものよりも高い周波数がＵＭＴＳに対して使用される場合、ビルディング内への浸透（in-building penetration ）は、ＧＳＭのようには良くならない。これは、ＵＭＴＳカバレージエリアの全体の中にＵＭＴＳカバレージのないビルディング内部のような小さなポケットを生じることになる。そして、ＧＳＭ無線カバレージのみがそのようなポケット中で利用可能となる。ＧＳＭおよびＵＭＴＳのデュアルモード移動体端末（ＵＭＴＳにおけるユーザイクイプメント（ＵＥ）と呼ばれる移動体端末）は、２つの無線アクセスシステムのうちのいずれか一方を使用して通信することができる。
【０００４】
ＵＭＴＳ無線リンクを介して通信しているデュアルモード移動体端末がＵＭＴＳカバレージを出てＧＳＭカバレージのみのエリアに入った場合、ＧＳＭ無線リンクによる通信の継続が期待できるが、これによるサービスが低下することになる。同様に、ＧＳＭ無線カバレージのみのエリアにあるデュアルモード移動体端末が、ＵＭＴＳカバレージのエリアに入った場合、サービスの向上のためにＵＭＴＳ無線リンクへの切り換えが期待できる。
【０００５】
したがって、デュアルモード移動体端末が無線アクセスエリア内を動き回るとき、利用可能な無線アクセスシステムが変化するとき、無線アクセスのタイプの変化が予想される。移動体端末が無線アクセスエリア間を移動するとき、必要なサポートネットワークに、特定の無線アクセスタイプに関連するルーティングエリア中の移動体の新しい位置を通知するために、ルーティングエリアアップデートが起こる。２つの無線アクセスシステム間の変更は、追加的なシグナリングを必要とし、２つのシステム間の移り変わりの間、運転休止を生じ得る。追加的なシグナリングおよび運転休止のインパクトは、ネットワークアーキテクチャおよび選ばれるプロトコルに依存する。
【０００６】
パケットデータ通信は、バースト性であり、結果として移動体端末がデータを送受信していない長い期間があり得る。移動体端末が、ＧＳＭネットワークにおけるパケット通信モードにある場合、移動体端末は、ＧＰＲＳインタフェースを介して通信している。最後のパケットを送信した所定のタイムアウト時間の後、移動体端末はスタンバイ状態に移る。ＵＭＴＳネットワークにおいて、無活動から所定のタイムアウト時間の後、端末は、いわゆる「ＵＴＲＡＮレジストレーションエリア（ＵＲＡ）接続」状態にまず移る。
【０００７】
ＵＲＡ接続状態において、移動体端末とＵＴＲＡＮとの間の接続は、Ｉｕリンク上で維持される。より長い時間の後、移動体に対してリンクを同定するＵＴＲＡＮ中のコンテキストが、除去されて、Ｉｕ接続が取り外される。移動体端末の状態は、Ｉｕ接続が取り外された後、ＵＭＴＳ標準においていかなる特定の名称も与えられていないが、ここでは、ＵＭＴＳスタンバイ状態と呼ぶ。ＧＳＭおよびＵＭＴＳのスタンバイ状態の両方の提案された構成において、移動体端末は、それがスタンバイ状態にある場合にも、全ての地点で無線アクセスシステムカバレージエリア間を移動するとき、ルーティングエリアアップデートを常に実行する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、移動体端末がスタンバイ状態にあった後にデータ通信を開始するときに、移動体端末の場所が知られていることを保証する一方で、不必要なルーティングエリアアップデートを減少させるための改良された技法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は請求項１に記載した特徴を有する。即ちパケット用無線アクセスネットワークは、第１ワイヤレスアクセスシステムと、第２ワイヤレスアクセスシステムにサポートされる、共通ルーティングエリアを有する本発明のパケット用無線アクセスネットワークにおいて、移動局は、前記第１ワイヤレスアクセスシステムと第２ワイヤレスアクセスシステムとの間で、共通ルーティングエリア内を移動するが、そのパケット伝送は行われず、そしてルーティングエリアの更新も行われない。本発明は請求項２に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と同一のワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新は必要とされない。
【００１０】
本発明は請求項３に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と異なるワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新が行われる。 本発明は請求項４に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が、移動局により開始された場合には、パケット伝送の開始は、ルーティングエリアの更新を含む。本発明は請求項５に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が、ワイヤレスアクセスシステムの一方により開始された場合には、移動局は、ページングリクエストを受領する。本発明は請求項６に記載した特徴を有する。即ち、ページングリクエストに応答して、移動局は、ルーティングエリアの更新を開始する。本発明は請求項７に記載した特徴を有する。即ち、前記第１のワイヤレスアクセスシステムと、第２のワイヤレスアクセスシステムは、ＧＳＭアクセスシステムと、ＵＭＴＳアクセスシステムである。
【００１１】
本発明は請求項８に記載した特徴を有する。即ち、第１ワイヤレスアクセスシステムと、第２ワイヤレスアクセスシステムにサポートされる、共通ルーティングエリア内で、ルーティングエリア更新を制御する方法において、移動局は、共通ルーティングエリア内で、第１ワイヤレスアクセスシステムと第１２ワイヤレスアクセスシステムの間で移動する場合には、そのパケット伝送は行われず、そしてルーティングエリアの更新も行われない。本発明は請求項９に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と同一のワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新は必要とされない。
【００１２】
本発明は請求項１０に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と異なるワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新が行われる。
【００１３】
本発明は請求項１１に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が、移動局により開始された場合には、パケット伝送の開始は、ルーティングエリアの更新を含む。本発明は請求項１２に記載した特徴を有する。即ち、パケット伝送が、ワイヤレスアクセスシステムの一方により開始された場合には、移動局は、ページングリクエストを受領する。本発明は請求項１３に記載した特徴を有する。即ち、ページングリクエストに応答して、移動局は、ルーティングエリアの更新を開始する。本発明は請求項１４に記載した特徴を有する。即ち、前記第１のワイヤレスアクセスシステムと、第２のワイヤレスアクセスシステムは、ＧＳＭアクセスシステムと、ＵＭＴＳアクセスシステムである。
【００１４】
これは、サービスしているＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）のほとんど全ての２Ｇおよび３Ｇ構成が、分離されたままとすることを可能にする。新しいアクセスネットワークからいずれかのデータを送る前に行われるＲＡＵ（routing are update）は、２Ｇから３Ｇへのコンテキストトランスファとなり、適切なステートマシーンおよびプロトコルスタックのセットアップとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、ＧＳＭエリア中でＵＭＴＳにより提供されると期待されるカバレージを示す。影付きのエリアは、ＧＳＭ（２Ｇ）カバレージのみを有するエリアを表す。影のないエリアは、ＧＳＭ（２Ｇ）およびＵＭＴＳ（３Ｇ）の両方のカバレージを有するエリアを表す。そして、エリア２の全体には、ＧＳＭカバレージが提供される。エリア２内の小さいエリア４は、ＧＳＭカバレージに加えてＵＭＴＳカバレージが提供されることが意図されている。しかし、参照符号６で示されたポケットが、ＵＭＴＳカバレージエリア４内に存在し、ＧＳＭカバレージのみがポケット６中で提供される。
【００１６】
図１に示された無線カバレージをサポートするための一般的な現在の通常のネットワークアーキテクチャが、図２に示されている。ＧＳＭ無線アクセスエリアおよびＵＭＴＳ無線アクセスエリアは、異なるサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）により各々サービスされる別個のルーティングエリアを有する独立のシステムと考えられる。各ＳＧＳＮは、別個のルーティングエリアに関連づけられている。ＳＧＳＮは、パケット交換通信をサポートするために、各無線システムに対するサポートノードを提供する。
【００１７】
図２において、ＧＳＭ無線アクセスエリアは、ＲＡ１で示された第１のルーティングエリア２００をサポートし、ＵＭＴＳ無線アクセスエリアは、ＲＡ２で示された第２のルーティングエリア２０２をサポートする。第２のルーティングエリアＲＡ２は第１のルーティングエリアＲＡ１の上に載せられていることが分かる。
【００１８】
第１のルーティングエリアＲＡ１は、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４およびＳＧＳＮ２０８と関連づけられている。ＳＧＳＮ２０８は、２Ｇ ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワークをサポートするために提供されるので、２Ｇ ＳＧＳＮと呼ばれ得る。第２のルーティングエリアＲＡ２は、ＵＭＴＳ陸上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）２０６およびＳＧＳＮ２１０と関連づけられている。ＳＧＳＮ２１０は、これが３Ｇ ＵＭＴＳネットワークをサポートするために提供されるので、３Ｇ ＳＧＳＮと呼ばれ得る。共通２Ｇ／３ＧゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）２１２が、２Ｇ ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワークおよび３Ｇ ＵＭＴＳネットワークの両方をサポートするために提供される。
【００１９】
接続２１４は、ルーティングエリアＲＡ１中でＧＳＭ／ＧＰＲＳセルをサポートする基地局にＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４を接続する。ＧＳＭ／ＧＰＲＳＢＳＳ２０４は、Ｇｂインタフェース接続２１８を介して２Ｇ ＳＧＳＮ２０８に接続され、２Ｇ ＳＧＳＮ２０８は、接続２２２を介して２Ｇ／３Ｇ ＧＧＳＮ２１２に接続される。ＵＴＲＡＮ２０６は、接続２１６を介してＵＭＴＳコアネットワークに接続される。接続２１６は、ＵＴＲＡＮ２０６を、ルーティングエリアＲＡ２中のＵＭＴＳセルをサポートする基地局に接続する。ＵＴＲＡＮ２０６は、Ｉｕインタフェース接続２２０を介して３Ｇ ＳＧＳＮ２１０に接続され、３Ｇ ＳＧＳＮ２１０は、接続２２４を介して２Ｇ／３Ｇ ＧＧＳＮ２１２に接続される。２Ｇ ＳＧＳＮ２０８および３Ｇ ＳＧＳＮ２１０は、Ｇｎインタフェース接続２０９を介して相互接続される。
【００２０】
移動体端末がＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＵＭＴＳの両方とコンパチブルである場合、両方のシステムによりカバーされる無線アクセスエリアにあるとき、移動体端末はいずれのネットワークにも接続することができる。ＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＵＭＴＳがサポートされるパケット送信に対して、移動体端末は、それによりサポートされるよりよい送信を利用するために、ＵＭＴＳモードにおいて好ましくは動作することになる。
【００２１】
図２の通常のネットワークアーキテクチャにおいて、移動体が２Ｇカバレージと３Ｇカバレージとの間を移動する毎に、移動体端末の状態に無関係に、即ち移動体端末がスタンバイモードにあるかまたはそうでない場合かに無関係に、ルーティングエリアアップデート（ＲＡＵ）が必要とされる。これらのＲＡＵは、各ＳＧＳＮに、移動体端末の場所（即ち、ルーティングエリアＲＡ１またはＲＡ２のいずれにあるか）を知らせ、データ送信に必要とされるＳＧＳＮにおけるプロトコルスタックの部分をセットアップする。
【００２２】
移動体端末が２Ｇと３Ｇとの間を移動するときに実行されるＲＡＵは、ＳＧＳＮ間ＲＡＵであり、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）は、ＨＬＲが特定の移動体端末の正しいＳＧＳＮ番号を記憶するので、更新される必要がある。そして、ＨＬＲは、移動体端末が１つのＳＧＳＮから別のＳＧＳＮへ移動する度に、更新される必要がある。図２のネットワークアーキテクチャ中のＨＬＲの相互接続は、本発明に関係がなく当業者により理解されるので、明瞭さのために、図示されていない。
【００２３】
ＰＤＰコンテキストは、通信のために移動体端末により開始されるコンテキストである。ユーザがアクティブなＰＤＰコンテキストを有する場合、ＧＧＳＮおよびＧＰＲＳトンネリングプロトコル（ＧＴＰ）リンクは、セットアップされなければならない。ＧＧＳＮとＳＧＳＮとの間のＧＴＰは、移動体端末が１つのＳＧＳＮからアクティブなＰＤＰコンテキストを有する別のものに移動するときにアップデートされる必要がある。これらの両方は、かなり大きなシグナリングオーバヘッドを必要とする。したがって、移動体端末がスタンバイモードにおいてルーティングエリア間を移動するときに行われるルーティングエリアアップデートは、価値のある資源を無駄にすることが明らかである。ＲＡＵアップデートを避けることは、シグナリングトラヒックを低減するだけでなく、サービス品質（ＱｏＳ）を改善することになる。
【００２４】
移動体端末がスタンバイ状態で２Ｇと３Ｇとの間を移動するときにはＲＡＵを防止するためのネットワークアーキテクチャが、図３に示されている。図２に示されたエレメントに対応するエレメントを同定するために、図３において同様の参照符号が使用される。
【００２５】
図３のネットワークアーキテクチャは、２Ｇ ＳＧＳＮ２０８および３Ｇ ＳＧＳＮ２１０がＧｂインタフェース接続２１８によりＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４に接続しかつＩｕインタフェース接続２２０を介してＵＴＲＡＮ２１８に接続する単一の２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００により置き換えられている点で、図２と異なる。２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００は、接続３０２により２Ｇ／３Ｇ ＧＧＳＮ２１２に接続している。
【００２６】
共有された２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００の結果として、図２のルーティングエリアＲＡ１およびＲＡ２は、図３においてＲＡ３で示される共有ルーティングエリアになる。ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４は、ルーティングエリアＲＡ３に対応する参照符号３０４により示された無線アクセスエリアをサポートする。同様に、ＵＴＲＡＮ２１８は、同じルーティングエリアＲＡ３に対応する無線アクセスエリア３０６をサポートする。
【００２７】
図３のネットワークアーキテクチャにおいて、２Ｇおよび３Ｇの無線アクセスシステムは、同じＳＧＳＮによりサービスされ、結果として、同じルーティングエリアに関連づけられる。これは、２Ｇと３Ｇのカバレージエリア間を横切るときにルーティングエリアアップデートを実行する必要を排除する。しかし、そのようなアーキテクチャで、ＳＧＳＮは非常に複雑になる。これは、２Ｇと３Ｇとの間を移動するスタンバイ状態の移動体端末が、無線アクセスアップデートを生成しないからである。
【００２８】
換言すれば、ＳＧＳＮは、移動体端末の位置を知ることができず、移動体端末は、ルーティングエリアの２Ｇ部分または３Ｇ部分のいずれかに配置され得る。ネットワークからのパケットが移動体端末への送信のためにＳＧＳＮに到着したとき、ＳＧＳＮは、移動体端末の場所を決定するために、２Ｇおよび３Ｇの無線アクセスシステムの両方にある移動体をページングしなければならない。移動体をページングすることにおいて、ＳＧＳＮは、ページング信号をブロードキャストし、ルーティングエリア中にある移動体を同定する。ページング信号は、コアネットワークが移動体に送信するためのパケットを有していることをその中で同定された移動体に対して示す。移動体がその移動体を同定するページング信号を受信するとき、移動体は、ネットワークに応答するページングを送ることにより、パケットを受信する準備ができている。
【００２９】
ＳＧＳＮにおける２Ｇネットワークと３Ｇネットワークに対するプロトコルスタックおよびモビリティマネージメントステートマシーンは異なる。どこから移動体端末のページング応答が来るかに依存して、即ち２Ｇエリアまたは３Ｇエリアのいずれかから来るかに依存して、モビリティマネージメントステートマシーンは、適切な振る舞いに適合しなければならない。適切なプロトコルスタックが、データが端末に送られる前にセットアップされなければならない。この全ては、ページング応答に基づいて、ＳＧＳＮ内で自律的に行われなければならない。これは、モビリティマネージメントのためのステートマシーンを複雑にする。移動体端末が送るべきデータを有する場合、状況はさらに複雑になる。ＳＧＳＮは、スタンバイ状態のいずれの時点においても、２Ｇまたは３Ｇのいずれからもデータを受け付けるように準備されていなければならない。これは、適切なプロトコルスタックが、移動体端末がデータを送る前にセットアップされていないことおよびデータパケットが送られる前にシグナリングメッセージは全く交換されないことから、複雑である。
【００３０】
本発明による図３のネットワークアーキテクチャのさらなる修正が図４に示されている。図２または３に示された構成要素に対応する図４中の構成要素には同様の参照符号が使用されている。
【００３１】
図４のネットワークアーキテクチャは、２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００が、部分的に分割された２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ４００により置き換えられていること以外、図３に示されたものと同様である。分割２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ４００は、図３の結合２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮ３００における場合よりも２Ｇおよび３Ｇエレメントの構成のより大きな分離を可能にする。これは、ＳＧＳＮの２Ｇ部分と３Ｇ部分を大きく分離することを可能にし、ＳＧＳＮ開発を単純化する。図４に示されているように、２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮは、２Ｇ機能部４０６および３Ｇ機能部４０４を含む。本発明によれば、ルーティングエリアは、２Ｇ無線アクセスエリアおよび３Ｇ無線アクセスエリアの両方に亘る共通ルーティングエリアＲＡ３である。
【００３２】
同じルーティングエリア内の２Ｇおよび３Ｇの無線アクセスエリア間を移動する動作のスタンバイモードにおける移動体端末は、ルーティングエリアアップデートを実行しない。したがって、図１において、パケット６のうちの１つから、３Ｇカバレージエリア４に、そして２Ｇカバレージエリア２に移動するスタンバイモードの移動体端末は、いかなるルーティングエリアアップデートも実行しない。
【００３３】
スタンバイ状態の移動体端末がデータを送ることを望む場合、２つの動作のうちの１つが起きる。移動体端末が、それが最後にデータを送ったときにいた同じ無線アクセスネットワークにいる場合、新しいデータを送るために従うべき手順は、まさに２Ｇまたは３Ｇによりその無線アクセスネットワークにおいて定義されたものである。移動体端末が、それがデータを最後に送ったものと異なるアクセスネットワークにいる場合、ルーティングエリアアップデートは、データを送る前に実行されなければならない。例えば、２Ｇ中でスタンバイ状態にある端末は、３Ｇに入る場合ルーティングエリアアップデートを実行しないが、それが送信すべきデータを有する場合、それが３Ｇ無線アクセスエリアにまだ留まっている場合、ルーティングエリアアップデートを実行することになる。
【００３４】
移動体端末が２Ｇまたは３Ｇ中でスタンバイ状態にある一方で、ＳＧＳＮが移動体に送られるべきデータを受信した場合、それは２Ｇおよび３Ｇのカバレージの両方を含む全体のルーティングエリアをページしなければならない。移動体端末が、それが最後にデータを送ったときと同じ無線アクセスネットワークにいる場合、従うべき手順は、まさに２Ｇまたは３Ｇにおいて定義されたものであり、通常のページング応答が保証される。端末が、データを最後に送信または受信したときと、ページングメッセージとの間で、２Ｇと３Ｇ間で変化した場合、ページング応答の代わりにルーティングエリアアップデートを実行する。そして、ネットワークは、このルーティングエリアアップデートをページング応答として受け入れる。
【００３５】
そして、データを送ることなしに２Ｇおよび３Ｇの環境を行ったり来たりするスタンバイ状態の移動体端末は、いかなるシグナリングも生成しないことになる。この２Ｇおよび３Ｇの環境間の頻繁な切り換えは、一様でない３Ｇカバレージのエッヂにおいておそらく起きることになる。
【００３６】
そして、データが送信または受信された時点において必要である場合にのみ、ルーティングエリアアップデートは実行される。これは、ＳＧＳＮの２Ｇおよび３Ｇの構成のほぼ全てが分離されたままになることを可能にする。他のアクセスネットワークからデータを送る前に実行されるＲＡＵは、２Ｇから３Ｇ機能部４０４への移動体端末に対するコンテキストトランスファとなり、かつ適切なステートマシーンおよびプロトコルスタックのセットアップを生じる。
【００３７】
ページングメッセージは、依然として両方のアクセスネットワークを介して送られなければならないが、他のＳＧＳＮは、それを処理することなしにまたはステートマシーンを維持することなしに、トランスペアレントにページングメッセージを通過させる必要があるのみである。
【００３８】
ユーザが最後に２Ｇまたは３Ｇネットワークに登録されていたかどうかを、ＲＡＩおよびＰ−ＴＭＳＩからＳＧＳＮが同定することが可能でなければならない。通常、ＲＡＩはこの区別を提供する。この場合におけるように、同じＲＡＩが３Ｇおよび２Ｇの両方に対して使用される場合、２Ｇおよび３ＧのためのＰ−ＴＭＳＩアドレススペースは、バラバラでなければならない。これは、オペレータ構成問題である。
【００３９】
移動体端末が、たまたま「他の」カバレージエリアにある一方で、周期的ルーティングエリアアップデートタイマーがランアウトした場合、正規の周期的ルーティングエリアアップデートを実行すべき場合、そのアクセスネットワークにおいて登録されていると考えられることになる。上記において、移動体端末がスタンバイ状態にある場合の効率を改善するための技法が説明された。上述したように、動作のＧＳＭ／ＧＰＲＳモードにある移動体端末に対して、移動体端末は、アクティブ通信状態またはスタンバイ状態のいずれかにある。動作のＵＭＴＳモードにある移動体端末に対して、移動体端末は、ＵＲＡ接続状態と呼ばれる動作の「プレスタンバイ」モードを追加的に有する。
【００４０】
ＵＲＡ接続状態において、パケット送信は起きないが、ＵＴＲＡＮ登録エリアアップデートは、移動体端末がＵＲＡ中を動き回るときに、依然として起きる。したがって、"routing are updates" は送信されているデータがない場合実行されないように、上述した原理をＵＲＡ接続状態に適用することが好都合であろう。上述した技法は、ＵＲＡ接続状態において、部分的に働くが、以下に説明するように、その一般的な適用を妨げる欠点がある。
【００４１】
ＵＲＡ接続状態において、ＵＴＲＡＮ中の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）は、ルーティングエリア中の移動体端末を有するリンクを維持し、３Ｇ ＳＧＳＮは、Ｉｕインタフェース接続２２０によりＵＴＲＡＮ２０６を有するリンクを維持する。原理が上述のように適用される場合、移動体端末が異なる無線アクセスエリア間を移動するとき、それがＵＲＡ接続ステートにある場合、ルーティングエリアアップデートを実行しない。移動体端末が、送信するデータを有するとき、異なる無線アクセスネットワークにおいて接続されている場合、ルーティングエリアアップデートを実行する。そして、移動体端末がデータを送信するとき、上述した動作のスタンバイモードについての技法の原理が、ＵＲＡ接続ステートにおいてもうまく働く。
【００４２】
スタンバイモードの原理が適用され、かつ移動体端末がＵＲＡ接続状態においてルーティングエリアアップデートを実行しない場合、かつネットワークがデータ送信を開始する場合、問題が生じる可能性がある。ＵＲＡ接続状態において、上述したように、ネットワークは、ＵＴＲＡＮとルーティングエリアとの間に維持されるリンクによるＵＭＴＳ無線アクセスシステムに移動体が所属させられることを依然として仮定する。そして、ネットワークがデータを送信することを望むとき、ネットワークはＵＴＲＡＮからのみのＵＲＡをページする。移動体が、それが最後にパケットを送信したとき以来３Ｇルーティングエリアから移動していない場合、動作は、通常通り継続する。
【００４３】
しかし、移動体が移動した場合、ＵＴＲＡＮによるページングは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ無線アクセスシステムによりページングが実行されないので、うまくいかなくなる。そして、上述したスタンバイ状態においてルーティングエリアアップデートを減少させるための技法は、動作のＵＲＡ接続モードにおいて安全に実行されることはできない。
【００４４】
したがって、以下に、ＵＭＴＳ動作をサポートする移動体端末がＵＲＡ接続状態にある場合に、ルーティングエリアアップデートのより効率的な実行のための修正された技法が提供される。この技法は、図３または４のネットワークアーキテクチャに限定されない。これはそのようなアーキテクチャにおいて適用可能であるが、各無線アクセスシステムに対するＳＧＳＮが完全に区別されている図２のようなアーキテクチャにおいても同様に有効である。
【００４５】
図５において、動作のＵＲＡ接続モードにおいて使用するための技法を示すために、図２に対応するネットワークアーキテクチャが示されている。同様の構成要素を示すためには、同様の参照符号が使用されている。
【００４６】
図５において、ルーティングエリアＲＡ２は、通常と同様、複数のＵＴＲＡＮ登録エリア５００に区分されている。ＵＲＡ接続状態において、ＵＴＲＡＮは、具体的には、移動体端末が最後にパケット送信を行ったときにいたＵＴＲＡＮ登録エリアを持つ移動体端末に対するコンテキストを維持する。ＵＴＲＡＮは、Ｉｕインタフェースを介して３Ｇ ＳＧＳＮ２１０に接続されている。
【００４７】
従来のシステムにおいて、ＵＲＡ接続状態において、ネットワークがデータを移動体端末に送ることを望むとき、ＵＴＲＡＮ中の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）は、３Ｇ ＳＧＳＮからＵＴＲＡＮへ維持される接続のために、ルーティングエリアＲＡ２の全体をページする。ルーティングエリアＲＡ１はページされない。移動体端末が、ＵＲＡ接続状態においてルーティングエリアＲＡ１に入った場合、"routing are update"は起きる。
【００４８】
新しい技法によれば、移動体端末がＵＲＡ接続状態にある場合、移動体端末が無線アクセス間を動き回るとき、ルーティングエリアアップデートは起きない。移動体端末がデータを送ることを望む場合、スタンバイ状態について上述した動作におけるように、移動体は、移動体端末がその最後の通信以来新しい無線アクセスエリアに移動した場合、ルーティングエリアアップデートを実行する。
【００４９】
ネットワークが移動体端末にデータを送ることを望む場合、従来通り、移動体端末に対してＩｕインタフェースを介するＳＧＳＮへの関連づけ（ＵＭＴＳ中のＵＥ）を依然として有しているＵＴＲＡＮへそのような表示を提供する。これに応答して、ＵＴＲＡＮは、以下に説明するように、２つのページング信号を出す。
【００５０】
第１のページング信号は、ＵＭＴＳ無線アクセスネットワークによりサポートされるＵＲＡルーティングエリアＲＡ２に対して出される通常の無線ネットワーク一時的識別子（ＲＮＴＩ）ページング信号である。第２のページング信号は、ルーティングエリアＲＡ１のページングを開始するためのページング信号である。第２のページング信号は、いくつかの形を採り得る。第２のページング信号は、３Ｇ ＳＧＳＮへのＩｕインタフェースを亘る新しい「ページングリクエスト」メッセージを必要とする。
【００５１】
第１の実施形態において、ルーティングエリアは、標準的パケット一時的移動体加入者識別子（Ｐ−ＴＭＳＩ）ページング信号を使用してページされる。これは、Ｇｂインタフェースまたはエアインタフェースにおいて新しいメッセージが定義されることを必要としない。ＵＴＲＡＮは、ページングリクエストをライン２２０上の関連づけられたＩｕ接続上を３Ｇ ＳＧＳＮ２１０に送ることにより、第２のページング信号を生成する。３Ｇ ＳＧＳＮ２１０は、インタフェース２２０上のページングリクエストに応答して、Ｐ−ＴＭＳＩ識別子を有するページングメッセージを作り、それをライン２０９上のＧｎインタフェース上を２ＧＳＧＳＮ２０８へ送る。代替的に、結合２Ｇ／３Ｇ ＳＧＳＮに対して、Ｐ−ＴＭＳＩ識別子は、内部的にトランスファされる。
【００５２】
Ｐ−ＴＭＳＩページング信号に応答して、２Ｇ ＳＧＳＮ２０８はＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４と通信し、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳ２０４は、Ｐ−ＴＭＳＩページング信号をルーティングエリアＲＡ１に送る。
【００５３】
第２の実施形態において、２Ｇルーティングエリアおよび３Ｇルーティングエリアが、ＲＮＴＩ識別子を使用してページされる。これは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳと２Ｇネットワークとの間のＧｂインタフェースおよびエアインタフェース上で定義されるべき新しいメッセージを必要とする。ＵＴＲＡＮは、新しいタイプのページングメッセージを生成し、これは、３Ｇ ＳＧＳＮおよび２Ｇ ＳＧＳＮを介してＧＳＭ／ＧＰＲＳ ＢＳＳに送られる。そしてＧＳＭ／ＧＰＲＳＢＳＳは、新しいページングメッセージをルーティングエリアＲＡ１にブロードキャストする。前述したように、移動体端末によるルーティングエリアアップデートは、ネットワークによるページング応答として受け入れられる。
【００５４】
本発明は、無線アクセスエリアがＧＳＭ／ＧＰＲＳおよびＵＭＴＳである環境を特に参照して説明したが、本発明は、少なくとも２つの無線アクセスエリアがオーバラップする環境に幅広く適用可能であることが理解されるであろう。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、移動体端末がスタンバイ状態にあった後にデータ通信を開始するときに、移動体端末の場所が知られていることを保証する一方で、不必要なルーティングエリアアップデートを減少させるための改良された技法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧＳＭカバレージエリア中のＵＭＴＳ無線カバレージの一様でない性質を示す図。
【図２】それぞれ別個のサービングＧＰＲＳサポートノードを有する別個のルーティングエリアを有するＵＭＴＳおよびＧＳＭの通常のネットワークアーキテクチャを示す図。
【図３】ＵＭＴＳおよびＧＳＭルーティングエリアが共通であり、共有ＧＰＲＳサポートノードを有するネットワークアーキテクチャを示す図。
【図４】ＵＭＴＳおよびＧＳＭルーティングエリアが共通であり、部分的に共有のＧＰＲＳサポートノードを有するネットワークアーキテクチャを示す図。
【図５】ＵＭＴＳ移動体端末におけるＵＲＡ接続状態の特定の例におけるルーティングエリアアップデート技法に図２を改良したネットワークアーキテクチャのさらなる適合を示す図。
【符号の説明】
２ エリア
４ 小さいエリア
６ ポケット
２００ 第１のルーティングエリア
２０２ 第２のルーティングエリア
４０６ ２Ｇ部
４０４ ３Ｇ部
５００ ＵＴＲＡＮ登録エリア
Claims (14)
- 第１ワイヤレスアクセスシステムと、第２ワイヤレスアクセスシステムにサポートされる、共通ルーティングエリアを有するパケット用無線アクセスネットワークにおいて、
移動局は、前記第１ワイヤレスアクセスシステムと第２ワイヤレスアクセスシステムとの間で、共通ルーティングエリア内を移動するが、そのパケット伝送は行われず、そしてルーティングエリアの更新も行われない
ことを特徴とするパケット用無線アクセスネットワーク。 - パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と同一のワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新は必要とされない
ことを特徴とする請求項１記載のネットワーク。 - パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と異なるワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新が行われる
ことを特徴とする請求項１記載のネットワーク。 - パケット伝送が、移動局により開始された場合には、パケット伝送の開始は、ルーティングエリアの更新を含む
ことを特徴とする請求項３記載のネットワーク。 - パケット伝送が、ワイヤレスアクセスシステムの一方により開始された場合には、移動局は、ページングリクエストを受領する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のネットワーク。 - ページングリクエストに応答して、移動局は、ルーティングエリアの更新を開始する
ことを特徴とする請求項１記載のネットワーク。 - 前記第１のワイヤレスアクセスシステムと、第２のワイヤレスアクセスシステムは、ＧＳＭアクセスシステムと、ＵＭＴＳアクセスシステムである
ことを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記載のネットワーク。 - 第１ワイヤレスアクセスシステムと、第２ワイヤレスアクセスシステムにサポートされる、共通ルーティングエリア内で、ルーティングエリア更新を制御する方法において、
移動局は、共通ルーティングエリア内で、第１ワイヤレスアクセスシステムと第１２ワイヤレスアクセスシステムの間で移動する場合には、
そのパケット伝送は行われず、そしてルーティングエリアの更新も行われないことを特徴とするルーティングエリア更新を制御する方法。 - パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と同一のワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新は必要とされない
ことを特徴とする請求項７記載の方法。 - パケット伝送が開始されたときに、前記移動局が、前のパケット伝送と異なるワイヤレスアクセスシステムに接続している場合には、ルーティングエリアの更新が行われる
ことを特徴とする請求項７記載の方法。 - パケット伝送が、移動局により開始された場合には、パケット伝送の開始は、ルーティングエリアの更新を含む
ことを特徴とする請求項９記載の方法。 - パケット伝送が、ワイヤレスアクセスシステムの一方により開始された場合には、移動局は、ページングリクエストを受領する
ことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の方法。 - ページングリクエストに応答して、移動局は、ルーティングエリアの更新を開始する
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。 - 前記第１のワイヤレスアクセスシステムと、第２のワイヤレスアクセスシステムは、ＧＳＭアクセスシステムと、ＵＭＴＳアクセスシステムである
ことを特徴とする請求項７ないし１２のいずれかに記載の方法。
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