JP4213701B2 - 通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを提供しかつ検索するための方法、アクセスポイント、通信装置、サーバ、および情報システム - Google Patents

Description

本発明は、参照により本明細書に組み込まれる優先権出願の欧州特許出願第ＥＰ ０４２９２４９６．９号に基づく。

本発明は、特に無線通信ネットワークのための、使用可能なネットワーク接続タイプを通信ネットワーク内で提供しかつ検索する方法に関する。本発明は、さらに、サーバ、情報システム、通信装置、およびアクセスポイントに関する。

今日の移動体、および全般的に全ての無線ネットワーク装置は、光インターフェースおよび無線インターフェースのようなある種の媒体多様性、並びに、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＷｉＦｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）など、幾つかの標準無線アクセス技術が含まれる、複数の接続タイプが提供される。

こうした移動装置は全て、共通のプロパティを共有している。たとえばＵＭＴＳでは、ＵＭＴＳで移動体を表す用語であるユーザ機器が、スイッチをオンにした後に、Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＬＭＮ）を選択し、次いでセルを選択し、その後に位置登録を行う。たとえば３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３０４「ＵＥ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｉｎ Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｃｅｌｌ Ｒｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ」を参照されたい。３ＧＰＰ ＴＳ ２３．１２２「ＮＡＳ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ （ＭＳ） ｉｎ ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ」では、移動局が、選択されたＰＬＭＮの適切なセルを探し、そのセルを選択して使用可能なサービスを提供し、その制御チャネルに同調する。他の技術では、ＷｉＦｉ、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１、１９９９Ｅｄｉｔｉｏｎ「Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ １１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ」に、２つの走査方法が記載されており、すなわちアクティブおよびパッシブ走査が記載されている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでは、たとえばヨーロッパの１３個の可能なチャネルの走査、米国の１１個のチャネルの走査など、接続の走査に関してさらに詳細に規定されている。

米国特許第５，９５０，１３０号では、インテリジェントローミングの方法が開示されており、移動局のメモリに無線または物理インターフェースを介してプログラミングされたＳｙｓｔｅｍｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｌｉｓｔ（ＳＡＬ）が、サービスに好ましいシステムを選択するために使用される。移動局の電源が入ると、移動局は、先ずホームの帯域を走査し、次いで、制御チャネルがホームの帯域で見つからない場合に、第２の帯域を走査する。移動局は、移動局がそのホームシステム内に位置付けられていることを決定した場合、その帯域を維持し、ホームシステムからサービスを得る。移動局が、そのホームシステム内に位置付けられていない場合は、ＳＡＬが探索されて、現在のシステムと同じ領域内に好ましいシステムが存在するかどうか判定される。存在しない場合は、移動局は、現在のシステムからサービスを獲得する。ＳＡＬが、現在のシステムと同じ領域内に好ましいシステムが存在することを示した場合、ＳＡＬは、好ましいシステムを位置付けることができる正確な１つまたは複数の帯域も示す。ＳＡＬは、走査すべきチャネルのブロックに関する情報を含むことができる。ＳＡＬは、好ましい帯域ごとにサポートされるエアインターフェース技術を示して、移動局が所与の技術タイプのシステムを見つける助けをすることができる。

無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）とＵＭＴＳとの間の相互作用については、情報が、ＵＭＴＳブロードキャストチャネルに提供されて、ＷＬＡＮアクセスの可用性が示される。

様々な無線アクセス技術、およびアクセス、すなわち全般的なアクセス接続タイプに対処するために、走査が適用される。

本願全体を通して、理解されるように、「接続タイプ」は、帯域幅、媒体、すなわち無線または赤外線あるいは光、コーディング、技術などに関係なく、アクセス技術のためのいかなる規格も包含する。アクセスポイントは、理解されるように、基地局、ノードＢ、ＷｉＦｉアクセスノード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈノードなどアクセスユニットを提供する、いかなるネットワーク接続も包含する。

将来、移動体は、ますます多くの使用可能なアクセスタイプに対処しなければならなくなる。今日でも移動体は、多様なアクセス技術をサポートしている。現在の走査解決策を適用すると、上記に一例として概説したように、たとえば移動体は、こうした無線技術全てに使用可能な無線カバレッジを走査しなければならない。たとえば各無線インターフェースのこうした走査は、時間とエネルギを要するため、電池で給電される移動電話の待機時間および通話時間の低減につながる。
欧州特許出願公開第０４２９２４９６．９号明細書 米国特許第５，９５０，１３０号明細書 ３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３０４「ＵＥ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｉｎ Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｃｅｌｌ Ｒｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ」 ３ＧＰＰ ＴＳ ２３．１２２「ＮＡＳ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ （ＭＳ） ｉｎ ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ」 ＷｉＦｉ、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１、１９９９Ｅｄｉｔｉｏｎ「Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ １１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ」 ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ

課題は、所与の位置でおそらくは使用可能なアクセス技術の迅速かつ有効な検索である。

この課題は、通信ネットワーク装置によって、アクセスポイントにより提供される所与の位置で使用可能なネットワーク接続タイプを、通信ネットワーク内で検索する方法によって解決される。この方法では、所与の位置で使用可能なネットワーク接続タイプが、情報システムに格納され、通信ネットワーク装置は、前記情報システムへの少なくとも１つの接続を確立し、所与の位置を使用して使用可能なネットワーク接続タイプが照会される。

またこの課題は、アクセスポイントによって提供された所与の位置で使用可能なネットワーク接続タイプを、通信ネットワーク内で提供する方法によっても解決される。この方法では、アクセスポイントは、その位置および提供された接続タイプを情報システムに提供して、所与の位置で使用可能なネットワーク接続タイプを検索する。

この課題は、サーバを備える情報システムによっても解決され、そのサーバは、手段を含み、該手段は、位置ごとに使用可能なネットワーク接続タイプを格納し、かつ通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを上記の方法に従って検索しかつ提供する。

対応して、その位置および所与の位置で使用可能なネットワーク接続タイプを検索するために情報システムに提供された接続タイプを提供する手段を備えるアクセスポイントによって、課題が解決される。

また、通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを検索する手段を備える通信装置も、この課題を解決する。

換言すれば、この課題は、協働によって、すなわち使用可能なアクセス技術のリスト、言い換えれば分散データベースによって実現される、技術に依存しない情報システムを使用して、所与の地理的位置または配置で使用可能な接続タイプを検索することによって解決される。

移動（アクセス）装置には、情報システムへのたとえばＧＰＲＳなど第１の初期タイプの少なくとも１つの接続が必要である。この移動体の位置情報は、情報システムに提供される。この情報は、ＧＰＳ（全地球測位システム）によって、または、たとえばＧＰＲＳネットワークのセル番号など初期接続の属性として与えられる。情報システムは、潜在的なアクセス技術、すなわち提供された位置をカバーする他の（使用可能な）アクセスポイントによって提供される接続タイプを検索する。

たとえば、基地局、ノードＢ、移動中継など各アクセスポイントは、情報システムのデータベースを、そのアクセスポイントの位置、カバレッジ領域、および／またはカバーされた位置、サポートされたアクセス技術、およびアクセス技術についての任意選択の追加のパラメータに関して更新することができる。こうした更新は、（潜在的な）接続タイプとして一様に処理される。

追加のパラメータは、たとえば使用される周波数、チャネル、拡散符号、ブロードキャストチャネル識別子に関する情報を含むことができる。

照会の形態は、厳密に位置または配置に基づくものではなく、たとえば隣接する場所など、一定の領域内の全接続タイプの探索、または現在の（初期の）アクセスポイントのカバレッジとの共通部分が存在するところの接続タイプ全ての探索など、緩やかなものである。

応答は、その位置でおそらくは使用可能な無線アクセス技術のリスト、および任意選択で上記の追加のパラメータを含むことができる。

この情報を、移動性管理およびハンドオーバの決定に使用することができる。

好ましくは、効率的に分散されたデータベースが、情報システムとして使用されて、位置ごとの接続タイプ情報が格納される。データベース構造（またはスキーム）は、好ましくは、同形の物理（位置）構成を反映する。

本発明の特定の実施では、ドメインネームシステム（ＤＮＳ）をデータベースとして使用することができ、地理的位置またはカバレッジもドメインネームとして表示することができる。端末またはネットワーク要素は、（所与の）地理的位置に対応するドメインネームによって使用可能なアクセスポイントを識別することができる。

したがって本発明の目的および利点は、時間およびエネルギを要する、可能なアクセス技術を全て識別するための走査労力、すなわち周波数全ての探求、パラメータの様々なセットを試みることなどを回避することである。

本発明の他の利点は、広範囲にわたるグローバルカバレッジの情報全体を、近隣環境を伝送する小さいローカル部分に分解することによって、効率的検索を提供することである。分散データベースを使用する場合、得られるスケーラビリティおよびシステム性能全体を向上することができる。データベースを使用するには、ネットワークへの少なくとも１つの接続が必要である。また、こうした接続を標準化して、それぞれの走査および全ての走査を回避することもできる。

本発明の他の利点は、アプローチの一様性であり、すなわち、知られている無線アクセスネットワークタイプの多様性に適したものである。これは、全ての無線接続技術およびタイプに適用され、それらを対象とするものである。

本発明のこれらおよびその他の目的ならびに利点は、図面および以下の説明を考慮すれば、当業者には明らかになるであろう。

当業者には理解されるように、本発明の以下の説明は単なる例示であって、決して限定的なものではない。本発明の他の実施形態は、当業者には開示の例から容易に示唆されるであろう。

図１は、正方形で示した２つのタイプの５つのアクセスノードＮＩ、．．．、Ｎ５を含む、（無線）アクセスネットワークを示す概略図である。各アクセスノードＮＩ、．．．、Ｎ５は、図を見やすくする目的で、それぞれ楕円形に関連付けられたアクセスノードを有する、破線で示された楕円形のカバレッジＣｌ、．．．、Ｃ５を有する。この図は、たとえば移動体である通信装置Ｍも示す。この移動体は、アクセスノードのあるサブセット、すなわちＮ５、Ｎ２、およびＮ３のカバレッジ内に存在する。これは、Ｎ１およびＮ４のカバレッジの外側である。

移動体が、アクセスノードのカバレッジ内にある場合は、そのアクセスノードとの接続を確立することができる。到達可能なアクセスノード、すなわち移動体の位置にオーバーラップする（またはカバーする）カバレッジを有するアクセスノードを識別する。

従来技術では、これは、幾つかの信号に関して通信媒体を走査することによって行われる。

図２は、図１で示したカバレッジ情報を示す図である。図を見やすくするために、２次元デカルト座標系が、カバレッジ空間であると仮定する。アクセスポイントカバレッジの物理的トポロジを反映するどの（均一）座標系も、この目的に適している。図で示した座標系は、２つの軸、すなわち経度ＬＯおよび緯度ＬＡを有する。原理上は、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｍｅｒｃａｔｏｒ（ＵＴＭ）格子が、直感的な地理的位置を提示しているかどうかは問題ではない。この図は、カバレッジの個別の表示を示す。それぞれカバレッジＣｌ、…、Ｃ５は、１組のフィールドに供される。移動体Ｍが位置付けられたフィールドは、太字体の正方形で示されている。また、検索方法に関連する情報では、このフィールドは、Ｃ３、Ｃ２、およびＣ５によって供される。

本発明による情報システムの簡単な形は、以下の関連データベーススキーマ、
Ｃｏｖｅｒａｇｅ（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ，Ｌａｔｉｔｕｄｅ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ）
として実現される。

経度および緯度は、デカルト座標系、すなわち（格子の結合からなる）簡単なトポロジを作成するものである。接続タイプは、たとえば技術、周波数、較正情報、帯域幅、サービス情報の品質、アクセスノード識別子、ハンドオーバ制御情報など、より複雑である可能性がある。

たとえば図２には、ＵＭＴＳは矩形、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈはダイアモンド形など様々な形状で示した、２つのタイプのアクセスノードがある。

図３は、ローカルの関連情報マップ、すなわち移動体Ｍが位置付けられたフィールドＸに関連する情報の一部を示す。対応するデータベースカットアウトは、以下のとおりである。

図４は、本発明による通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを提供する方法による協働、すなわち情報がどのようにデータベースに入るかを示す図である。当然これは、たとえばネットワーク計画によって提供される固定情報であり、または、たとえばアクセスノードがオンラインになった場合に、アクセスノードによって動的でさえ行われる。これによって、保守労力が大幅に低減され、情報システムの整合性が向上する。さらに移動アクセスポイントが可能になる。アクセスポイントの情報が変化する場合、たとえばアクセスノードのカバレッジがたとえば移動または障害によって変化する場合は常に、アクセスポイントは、更新されなければならない。すなわちデータベースの完全性および整合性を保持するために、情報システムが維持されなければならない。

この図では、焦点があてられた環境の３つのアクセスノードＮ２、Ｎ３、およびＮ５、およびローカルの関連情報ＭＡＰを格納するデータベースサーバＲＩＳが示されている。各アクセスノードは、最初のステップ０、０’、および０”で、そのカバレッジおよびその接続タイプ情報を提供する。

図５は、本発明による、通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを検索する方法による協働を示す。移動体Ｍは、第１のステップで、たとえばその位置Ｘを提供することによって、最初のアクセスノードＮ５を介して検索を要求する。このアクセスノードは、要求を情報システムＲＩＳに、またはより具体的には情報システムの応答可能なサーバに転送２を行う。このサーバ、すなわち情報システムＲＩＳは、移動体の位置Ｘで使用可能な接続タイプを有するアクセスノードＮ５を介して、移動体に返答３および４を行う。

その後、移動体は、走査を行わずに、使用可能な接続タイプ全てに関する情報を有する。

本発明の特定の実施では、ドメインネームシステム（ＤＮＳ）をデータベースとして使用することができる。たとえばＧＳＰを介して検索されたカバレッジの地理的位置を、１つのドメインネームまたは１組のドメインネームに変換することができる。

こうした変換の可能な一例は、以下でもよい。

識別子の探索を、より上位ではない数字の前の最上位の数字を提供することによって、サポートするため、ＵＭＴ位置Ｎｏｒｔｈ４９°０’１”／Ｅａｓｔ９°１２’２”を、Ｎ．４９．０．１．Ｅ．９．１２．２またはＮ．１．０．４９．Ｅ．２．１２．９に変換することである。

同様に、２つのポイントは、カバーされた矩形を特定することができる。

次いで端末が、端末の与えられた地理的位置を含む矩形を表すこのドメインネームを照会することができる。次いで、ドメインネームサーバが、所与の地理的位置で使用可能な（無線）技術を含むリソースレコードのリストを返すことができる。

各レコードは、無線技術、使用される周波数帯域および／またはチャネル、ネットワークオペレータの名前、および他の情報など、様々な情報フィールドを含むことができる。ＤＮＳシステムは、手動または自動的にデータに取り込まれることができ、その場合、たとえば各アクセスポイントが、ＤＮＳシステムのデータを埋める。

本発明によるアクセスノードおよび通信装置を示すアクセスネットワーク環境を示す概略図である。 本発明の方法による情報システムで維持される情報を示す概略図である。 本発明による通信装置に関連する情報を示す概略図である。 本発明による、通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを提供する方法による協働を示す図である。 本発明による、通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを検索する方法による協働を示す図である。

符号の説明

Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５ カバレッジ
Ｍ 通信装置
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５ アクセスノード
ＲＩＳ 情報システム
Ｘ 位置

Claims (12)

1. 通信ネットワーク装置によって、アクセスポイントにより提供される所与の位置で使用可能なネットワーク接続タイプを、通信ネットワーク内で検索する方法であって、
   アクセスポイントが、アクセスポイントの位置、カバレッジ領域および接続タイプについての情報を情報システムに提供し、
   所与の位置で使用可能なネットワーク接続タイプが、情報システムに格納され、
   通信ネットワーク装置が、前記情報システムへの少なくとも１つの接続を確立し、
   使用可能なネットワーク接続タイプに関する情報の照会が、所与の位置を使用する、方法。
2. 情報システムは、分散データベースである、請求項１に記載の方法。
3. 位置が、均一座標で提供される、請求項１に記載の方法。
4. 位置が、接続タイプを識別するためのドメインネームにマッピングされる、請求項３に記載の方法。
5. 接続タイプが、アクセス技術を含む、請求項１に記載の方法。
6. 接続タイプが、アクセス媒体を含む、請求項１に記載の方法。
7. 接続タイプが、アクセスポイントを含む、請求項１に記載の方法。
8. 接続タイプが、カバレッジ情報を含む、請求項１に記載の方法。
9. サーバを備える情報システムであって、前記情報システムが、請求項１および請求項８に記載の方法に従って、通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを検索しかつ提供するために、位置ごとに使用可能なネットワーク接続タイプに関する情報を格納する手段を含む、情報システム。
10. 請求項９に記載の情報システムの一部としてのサーバ。
11. 請求項１に記載の方法で使用する、所与の位置で通信ネットワーク内で使用可能なネットワーク接続タイプを提供するアクセスポイントであって、使用可能なネットワーク接続タイプを検索するために、アクセスポイントのカバレッジおよび接続タイプを情報システムに提供する手段を備える、アクセスポイント。
12. 請求項１に記載の使用可能なネットワーク接続タイプに関する情報を、通信ネットワーク内で検索する手段を備える、通信装置。

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