JP4327800B2 - Ｗｌａｎアクセス・ポイントとサービス提供ネットワークとの間のゲートウェイ・ノードを使用する、ｗｌａｎアクセス・ポイントを介したｃｄｍａ／ｕｍｔｓサービスへのアクセス - Google Patents

Description

本発明は、サービス提供ネットワーク／サービス・プロバイダへのアクセスをユーザ局に提供するための配置構成に関する。本発明は、サービス提供ネットワークへのアクセスをユーザ局に提供するための方法にも関する。

現代社会では、できる限り単純かつ容易な方法でユーザが様々な種類のサービスにアクセスできるようにすることがますます重要になってきている。こうしたサービスの例が、音声サービス、データ通信サービス、ビデオサービス、及び一般に任意のメディアサービスである。家庭又は会社からの増え続けるサービスへのアクセスは、例えばＰＳＴＮ又は移動体通信ネットワークを介した電話、例えばケーブル及び衛星を介したテレビジョン・チャネル、ＰＳＴＮを介するモデム接続や、ブロードバンド、又はイーサネット（登録商標）・ケーブル接続を介して提供可能なインターネットなどの、一般に様々な使用可能なアクセス技術を使用して提供することができる。無線ユーザ局の場合、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＰＲＳ（ＧＳＭ Ｇｌｏｂａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を導入したサービスにアクセスするための様々な可能性があり、移動体ユーザは様々な代替、例えばリアルタイム・サービスが関係する範囲での広範囲な適応範囲を得るが、データ・レートは非常に遅い。

いわゆるＷＬＡＮ（無線ローカルエリア・ネットワーク）は、例えばＵＭＴＳに対して優れた補完を構築するものと言えよう。ＷＬＡＮは、非常に高いデータ転送レートを提供するが、残念ながらその適応範囲は公衆ホットスポット領域、特に（公衆）屋内ホットスポットに限定される。これら両方の技術又はその両方の組合せを通じたアクセスの機会を有することが、ユーザにとって最適であろう。ＷＬＡＮは、主としてローカルエリア・ネットワークでの高速データ伝送に使用される。無線ＬＡＮカードを装備した任意のデバイスであるＷＬＡＮ対応デバイスを有する者であれば誰でも、インターネットにアクセスすることができる。ＷＬＡＮはデータサービス用には最適化されているが、音声などのリアルタイム・サービス用には最適化されていない。現在、トランスポート・レイヤ技術と独立に、１つの同一ノードによって制御される同じアクセス・リンク上で、異なるメディア・サービス（音声、データ、及びビデオ）用のオンデマンドの帯域幅を有することもできず、これが欠点の１つとなっている。各メディア・タイプは、一般に、それ独自のネットワーク、及びネットワーク特有のスイッチ及び特有のアクセス終端機器を備えた、それ独自のアクセス・ネットークを必要とする。

これまでは、例えばＵＭＴＳネットワークにアクセスするためにＷＬＡＮを使用することは、関連するいくつかの問題があるために不可能であった。ＷＬＡＮユーザが、例えばＷＬＡＮホットスポット領域外のＵＭＴＳネットワークにアクセスしようとした場合、両方のネットワークの通信事業者間での相互運用性が必要であるため、これは不可能である。これが不可能な理由の１つは、ＵＭＴＳネットワークとＷＬＡＮとの間の統合が単に認証レベルで設計されており、これはＵＭＴＳネットワークとＷＬＡＮネットワークとの間のローミングに基づく非常にルーズな統合であるという事実に起因する。これまで、様々な種類のサービス、すなわち、様々なタイプのサービス、様々な帯域幅、様々なビット・レート、様々なサービス品質などへのアクセスを、単純かつ容易な方法でエンド・ユーザ局に提供することに関して、満足のいく解決策はみつかっていない。１つの接続リンク上での様々なサービスの動的アクセス・ベアラ処理／動的帯域幅割り振りの提供に関しても、解決策がみつかっていない。ユーザは、様々なサービスにアクセスするために、依然として様々なアクセス技術／アクセス・ネットワークに依拠しなければならず、これが最も不利であり複雑である。

従って、例えばＰＣ、ラップトップ、電話などのユーザ局に、１つ又は複数のサービス提供ネットワークを介して提供されるような簡単かつ容易な方法で、多数のサービスへのアクセスを提供することが可能な、配置構成が求められている。依然として高いデータ転送レートを有しながら、ユーザ局にサービスへのアクセスを提供することが可能な配置構成も求められている。特に、無線ＬＡＮホットスポット領域又はＬＡＮによってカバーされている領域で使用可能な、高いデータ転送レートをユーザ局に提供することが可能な配置構成が求められている。特に、容易な方法で異なるタイプ、帯域幅、サービス品質などの複数の同時アクセス・ベアラ接続をユーザ局に提供することが可能な配置構成が求められている。

特に、本発明の目的は、ＷＬＡＮによって提供されるような能力の利点を得ることが可能であり、同時に、提供される広範囲にわたるサービス提案、及び例えば３Ｇネットワーク、すなわち、マルチメディア・リアル・タイム・サービス、特に一般的な任意の種類の３Ｇサービスの能力の利点を得ることが可能な配置構成を提供することである。前述の１つ又は複数の目的を果たすための方法も求められている。

従って、最初に言及された請求項１に記載の特徴を有する配置構成が提供される。具体的に言えば、配置構成は、無線アクセス・ネットワーク制御ノード（実際には３ＧシステムのＲＮＣ（Radio Network Controller：無線ネットワーク・コントローラ）ノードの原理に基づくものと言える）を備える。

最初に言及されたように、ＷＬＡＮをサポートするユーザ局、すなわちＷＬＡＮ対応ユーザ局に、１つ又は複数のサービス提供ネットワーク又はサービス・プロバイダのサービスへのアクセスを提供するための請求項２０に記載の特徴を有する方法も提供される。有利な諸実施形態が、添付の従属項によって与えられる。

本発明の利点は、とりわけ、ＷＬＡＮがベスト・エフォートサービスだけでなく、音声及びビデオなどのリアルタイム・サービス及び会話サービスも提供できるという点である。

他の利点は、屋内及び公衆ＷＬＡＮホットスポットを、例えば３Ｇネットワークと統合させるという点である。

他の利点は、ＷＬＡＮユーザが、例えばＷＬＡＮ無線インターフェースを介して、ＵＭＴＳサービスに、例えば予測可能かつセキュアなＱｏＳを備えた音声、ビデオに、アクセスできるという点である。

更に他の利点は、例えばＵＭＴＳのインフラストラクチャを再使用することにより、ＷＬＡＮ無線インターフェースを介して、例えばＵＭＴＳ（又は任意の他のサービス提供ネットワーク）オペレータにサービス、例えば３Ｇサービスを提供する機会が与えられるという点である。

次に本発明について、限定的でない方法で添付の図面を参照しながらより詳細に説明する。

図１は、本発明に従った、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）アクセス・ポイントＡＰ２Ａ，２Ｂと、ＵＭＴＳコア・ネットワーク、具体的には回路交換コア・ネットワークＣＳ＿ＣＮ１０及びパケット交換コア・ネットワークＰＳ＿ＣＮ２０との間に提供される無線アクセス・ネットワーク制御ノードＲＡＮＣＮ３を示すブロック図であり、ＲＡＮＣＮに対して使用されるインターフェースはＩｕインターフェースである。ユーザ局は無線ＬＡＮ電話１Ａ及びラップトップ１Ｂ（具体的に言えば、一例としてＰＣＭＣＩＡカードを備えたＢｒｅｅｚｅＮｅｔ）である。

ＲＡＮＣＮ３は、修正済みＲＮＣとみなすことが可能な新しいノード、無線ネットワーク・コントローラ・ノードである。アクセス・ポイント２Ａ，２Ｂ、及びＲＡＮＣＮ３の間のインターフェースＩ／ｆ−２は、プロトコルＲＲＣ／ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＵＤＰ／ＩＰ／Ｌ１がＷＬＡＮエア・インターフェースを介して通信可能なように適合された適合インターフェースである。Ｉ／ｆ−１は、ユーザ局間、この場合、無線ＬＡＮ電話１Ａ及びラップトップ１Ｂ、ならびにＲＡＮＣＮ３間での、通信用の適合プロトコルＲＲＣ／ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＵＤＰ／ＩＰ／ＷＬＡＮを備えた適合インターフェースでもある。図を見ると、ＷＬＡＮを介したアクセス・ポイントＡＰ２Ａ，２Ｂは、ＲＡＮＣＮノード３を介して例えばＵＭＴＳネットワーク（それぞれ、ＣＳ＿ＣＮ１０及びＰＳ＿ＣＮ２０）に接続されることがわかる。

ＡＰの役割は、ＡＰとＲＡＮＣＮとの間で使用される、トランスポート技術を介するＲＲＣ／ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＵＤＰ／ＩＰを中継することである。ＷＬＡＮ＿ＡＰはＲＡＮＣＮによって制御されない。これらは、ブロードバンド・ネットワークに対してトランスペアレントなアクセス・ポイントである。適合３ＧＰＰプロトコルＬ３＿ＲＬ＿ＲＲＣ及びＬ２＿ＲＬＣ／ＭＡＣは、ＷＬＡＮ８０２．１１（ｂ）仕様を満たすＷＬＡＮエア・インターフェースを介して再使用されるものと言うことが可能であり、これは、ユーザ局１Ａ，１Ｂにサービス・プロバイダ・ネットワークへのアクセスが与えられることを意味する。ＵＭＴＳ又は３Ｇオペレータ・ネットワークは、サービス提供ネットワークの単なる例であり、本発明の概念に従ったサービス・プロバイダ（ネットワーク）は、原理上、様々な帯域幅及び／又はサービス品質及び／又はタイプの、あるいは異なるビット・レートのサービス（ベアラ）をセットアップする機能を提供できる、いずれのネットワークであってもよい。

ユーザ局では、何らかの新しい通信ソフトウェアが必要である。具体的に言えば、このソフトウェアは、前述のように及び以下でより完全に説明するように、異なるタイプのアクセス・ベアラを確立することによってＵＭＴＳネットワーク（又は任意の他のサービス提供ネットワーク）と通信できるようにするために、プロトコル・スタックを含む。

ＲＡＮＣＮ３については、以下でより完全に、具体的には図５及び６を参照しながら説明する。

本発明によればＷＬＡＮは、前述のようにＵＭＴＳネットワーク又は任意のサービス提供ネットワークに対するブロードバンド・アクセス・ネットワークとして使用されると言える。これによって、ＷＬＡＮを介して音声及びビデオなどのすべての使用可能な３Ｇサービス及びリアルタイム・サービスにアクセスすることができるようになる。もちろん、本発明に従った解決策は、前述のいずれのサービスにも適用可能である。

要するに、ＷＬＡＮ対応ユーザ局とＲＡＮＣＮ３との間で、ＷＬＡＮ無線／エア・インターフェース（ＬＬＣ、ＭＡＣ、ＰＨＹ）（論理リンク制御プロトコル、物理レイヤ）を介して、簡略化されたＷ−ＣＤＭＡＬ３（レイヤ３）ＲＲＣ（無線リソース制御プロトコル）及びＬ２（レイヤ２）ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御プロトコル／メディア・アクセス制御プロトコル）が使用されると言える。これらのプロトコルは、ＲＡＮＣＮ３に接続されたＷＬＡＮアクセス・ポイント２Ａ，２Ｂを介して、トランスペアレントにトンネリングされる。これらのプロトコル・セットは、同時複数アクセス・ベアラのセットアップ、及びこの場合はＩｕインターフェースを使用したＵＭＴＳコア・ネットワーク１０，２０へのアクセスに使用されることになる。ＲＡＮＣＮ３は、Ｗ−ＣＤＭＡ無線ネットワーク・コントローラＲＮＣに基づくものと言うことが可能であり、前述のプロトコル（ＲＬＣ／ＭＡＣ及びＲＲＣ）を再使用することにより、ＷＬＡＮ対応ユーザ局と（ここでは）ＵＭＴＳコア・ネットワークとの間でのアクセス・ベアラのセットアップ及び解放を制御する。

ＲＡＮＣＮ３は、ＷＬＡＮアクセス・ポイントと（ここでは）ＵＭＴＳコア・ネットワークへのＩｕインターフェースとの間のゲートウェイ・ノードとみなすことができる。同じ出願人による２００３年４月１５日出願の米国特許出願第６０／４６２７０３号は、修正済みノード表示ＡＮＣＮを開示するものであり、これは、固定位置デバイス又は定常機器ユニットに遠隔通信及び／又はメディア・サービスを提供するために使用される。この文書の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。本来固定された位置の物理リンク及びアクセス・ノードＡＮＣＮを介してアクセス・ネットワーク・コントローラ・ノードに接続された定常機器ユニットへの複数のアクセス・ベアラの確立を開示するために参照された、特許明細書に記載されたアクセス・ネットワーク制御ノードＡＮＣＮは、１つ又は複数の外部ネットワーク、例えばサービス・プロバイダ・ネットワークに接続される。

その代わりに、本明細書のＲＡＮＣＮはＷＬＡＮを介した通信を提供し、ＷＬＡＮ対応ユーザ局に、前述のようなサービス又はサービス提供ネットワークにアクセスする機能を与える。簡潔に言えば、ＷＬＡＮは無線を介したイーサネット（登録商標）であると言えよう。無線ＬＡＮ８０２．１１は、任意のＬＡＮアプリケーション又はＴＣＰ／ＩＰを含むプロトコルが、イーサネット（登録商標）を介して動作するのと同様に簡単に８０２．１１無線ＬＡＮ上で動作するように設計されてきた。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ内のデータ・リンク・レイヤは、２つのサブレイヤ、すなわち論理リンク・コントロール（ＬＬＣ）及びメディア・アクセス・コントロール（ＭＡＣ）からなる。ＩＥＥＥ８０２．１１は、他のＩＥＥＥ８０２ＬＡＮと同じＩＥＥＥ ８０２．２イーサネット（登録商標）ＬＬＣ及び４８ビット・アドレッシングを使用するため、ＩＥＥＥに従った無線から有線ネットワークへの非常に単純なブリッジングを可能にするが、メディア・アクセス・コントロール・サブレイヤはＷＬＡＮに固有である。物理レイヤならびにＬＬＣ及びＭＡＣは、８０２．１１ＷＬＡＮを構築する。そのトップがネットワーク・レイヤＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ／ＩＰ（転送制御プロトコル／インターネット・プロトコル、ユーザデータグラム・プロトコル／インターネット・プロトコル）である。

従って、本発明のＲＬＣ／ＭＡＣによれば、ＲＲＣはＩＰを介して実行されるが、ＩＰはイーサネット（登録商標）ではなくＩＥＥＥ８０２．１１ｂを介して実行される。

有利な実施では、これらのプロトコルは、異なるビット・レートを有する異なるタイプのアクセス・ベアラの動的確立、ならびに、ＷＬＡＮを介したサービス品質要件と、ＷＬＡＮを介した回路交換アクセス及びパケット交換アクセス・ベアラの混合とを可能にする。ＲＬＣ、ＭＡＣは、異なるタイプのアクセス・ベアラを処理するという点でリアルタイム・アプリケーションのサービス品質を保証し、ＲＲＣ制御プレーン・プロトコルは、ユーザ機器がＵＭＴＳネットワークにアクセスできるようにする。

本発明の概念は、ＲＬＣ、ＲＲＣ以外のプロトコルであるが、ほぼ同じ構造又は機能を有するプロトコルに適用可能であることは明らかである。

図２は、新しいアクセス・ベアラのセットを備える（メディア）アクセス・ネットワークの一例を示す概略図である。具体的に言えば、この図はアクセス・ベアラへのサービスのマッピングを示す。

ＷＬＡＮ対応ユーザ局１は、ＷＬＡＮを介し、アクセス・ポイントＡＰ４を介してＲＡＮＣＮ３に接続される。ユーザ局１からＲＡＮＣＮ３への接続はＷＬＡＮを介して進み、アクセス・ポイント４を通じて中継され、その後ブロードバンド・ネットワークを介してＲＡＮＣＮ３へと進む。

図８は、ユーザ局とアクセス・ポイントとの間、アクセス・ポイントとＲＡＮＣＮと、この場合は３Ｇネットワークとの間の、信号方式を記載した信号図である。

ＲＡＮＣＮ３は、１つ又は複数の外部ネットワーク、具体的にはサービス提供ネットワーク１０，２０，３０，４０，５０に接続することができる。例示された実施形態では、ＲＡＮＣＮ３は、Ｉｕインターフェース、それぞれ回路交換及びパケット交換用のＩｕ−ＣＳ及びＩｕ−ＰＳをサポートするコア・ネットワークに接続される。ＲＡＮＣＮ３は、ここではＩｕ−ＣＳインターフェースを横切って回路交換（接続指向）外部ネットワーク１０へ、Ｉｕ−ＰＳインターフェースを横切ってパケット交換（無接続）外部ネットワーク２０へ、ブロードバンド・リモート・アクセス・サーバ（ＢＲＡＳ）エッジ・ルータ３０へ、ビデオ・オンデマンド・サービス・ネットワーク４０へ、及びライブ・テレビジョン・サービス・ネットワーク５０へ、と接続される。

コア・ネットワークは、通常、加入認証、課金、ルーティングなど、従来の遠隔通信コア機能を提供する。

ＲＡＮＣＮ３は、例示されたネットワークのうちの１つ又は複数の図示のネットワークの他のネットワーク、原則的には任意の組合せのサービス提供ネットワーク、又は単一のサービス提供ネットワークなどへ接続可能であることが明らかであろう。

本明細書では、アクセス・ベアラは、ＲＡＮＣＮ３によって制御される（メディア）アクセス・ネットワークを介したユーザ局１との論理接続を意味するものとされる。１つのアクセス・ベアラが例えば１つの音声接続をサポートする一方で、他のベアラのうちの１つは１つのビデオ接続をサポートし、第３のアクセス・ベアラは１つ又は複数のデータ・パケット接続をサポートすることができる。各アクセス・ベアラは、データ・ストリームをどのように処理すべきであるかを記述するサーバ品質（ＱｏＳ）パラメータに関連付けられる。ＱｏＳパラメータの例には、データ・レート、データ・レートの可変性、遅延の量及び可変性、保証対ベストエフォートの送達、エラー・レートなどがある。（メディア）アクセス・ネットワークでは、アクセス・ベアラが、ＲＡＮＣＮ３を介して、及びＷＬＡＮ対応ユーザ局１とＩｕインターフェースとの間で、可変ビット・レート及び様々なＱｏＳ要件を備えるユーザ・データを処理及び転送する機能を提供する。

メディア・アクセス・ネットワークは、特にＲＡＮＣＮ３を通じてＷＬＡＮを介するアクセスを提供することにより、複数の異なるメディア・サービスへのアクセスをユーザ局１に提供することができる。例示の目的で、図２では、ユーザ局１が例えば電話サービス、ビデオ・サービス、音声サービス、データサービス、及び、具体的には示されていない任意の他のサービスを意味するｘサービスを実行可能であることが示されている。いくつかのタイプのサービス又はサービス・タイプの組合せを、いつでも動作させることができる。

本発明を通じて、ＷＬＡＮ対応ユーザ局がＷＬＡＮを介して複数のサービスにアクセスできるようにすることができる。２つ又はそれ以上のアクセス・ベアラをほぼ同時に使用することができる。通常、異なるアクセス・ベアラは異なる帯域幅及び異なるＱｏＳを有する。従って、ユーザ局１にオンデマンド帯域幅が提供されると言えよう。接続ベアラは、同じタイプの１つ又は複数のサービスを送達することができる。

分かり易くするために、図２には１つのユーザ局だけが示されている。もちろんいくつかのユーザ局をＲＡＮＣＮ３に接続することができる。本明細書で前述したように又以下でより完全に説明するように、ＲＡＮＣＮは外部ネットワーク、具体的にはＲＬＣ、ＭＡＣ、及びＲＲＣ上のプロトコルを適合及び再使用し、これらのプロトコルは無線ＬＡＮアクセス・ポイントＡＰ４を介してほぼトランスペアレントに中継される。

図３は、関係するプロトコル・レイヤを示す概略図である。図２ｂに示された（メディア）アクセス・ネットワークは、物理レイヤＷＬＡＮを備える物理レイヤＬ１を有する。物理レイヤＬ１の上にあるプロトコル・レイヤは、データ・リンク・レイヤのレイヤＬ２及びネットワーク・レイヤのレイヤＬ３である。レイヤＬ２は２つのサブレイヤに分けられる。制御プレーンでは、レイヤＬ２は、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを備えた第１のサブレイヤと、接続制御（ＲＬＣ）プロトコルを備えた第２のサブレイヤとの２つのサブレイヤを含む。物理レイヤＷＬＡＮとＲＬＣ／ＭＡＣレイヤとの間には、ＵＤＰ／ＩＰレイヤがある。レイヤ３は、例えば制御プレーンに属するＲＲＣ（無線リソース制御プロトコル）を有する。レイヤ２及びレイヤ３はＵＴＲＡＮのレイヤに対応し、ＵＴＲＡＮレイヤについては、参照により本明細書に組み込まれている『Ｈｏｌｍａ ａｎｄ Ｔｏｓｋａｌａ、「ＷＣＤＭＡ Ｆｏｒ ＵＭＴＳ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｆｏｒ Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｌｔｄ．、２０００年』に記載されている。

ＩＰレイヤは、データをどのように転送するか及びどのような特徴と共に転送するかによって特徴付けられるトランスポート・チャネルを介して、ＭＡＣレイヤにサービスを提供する。次に、ＭＡＣレイヤは、論理チャネルによってＲＬＣレイヤ（又は、より一般的にはリンク制御レイヤ）にサービスを提供する。論理チャネルは、伝送するデータのタイプによって特徴付けられる。ＲＬＣレイヤは、リンク制御（ＲＬＣ）レイヤがデータ・パケットをどのように処理するかを記述するサービス・アクセス・ポイントを介して、より高位のレイヤにサービスを提供する。制御プレーンでは、トランスポート通知用にＲＲＣレイヤ（接続制御レイヤ）によってＲＬＣサービスが使用される。ユーザ・プレーンでは、高位レイヤ・ユーザ・プレーン機能（例えば音声コーデック）によってＲＬＣサービス（リンク制御）が使用される。ＲＬＣ（リンク制御）サービスは、制御プレーンでは信号通知ベアラと呼ばれ、ユーザ・プレーンではアクセス・ベアラと呼ばれる。

アクセス・ネットワーク（好ましい実施では、メディア・アクセス・ネットワーク）の場合、接続制御（ＲＲＣ）とすべての下位レイヤ・プロトコルとの間の制御インターフェースは、下位レイヤ・プロトコルの特徴、例えばトランスポート及び論理チャネルを構成するために、接続制御（ＲＲＣ）レイヤによって使用される。

メディア・アクセス制御ＭＡＣレイヤでは、論理チャネルはトランスポート・チャネルにマッピングされる。ＭＡＣレイヤは、それぞれの論理チャネルの瞬間ソース・レートに応じて、各トランスポート・チャネルに対して適切なトランスポート形式を選択する責務も負う。トランスポート形式は、各接続のアドミッション制御によって定義されるトランスポート形式組合せセットに関して選択される。

（メディア）アクセス・ネットワーク、例えばＲＲＣ及びＭＡＣでは、構成パラメータは物理レイヤ速度及びトランスポート・プロトコル（ＵＤＰ／ＩＰ）に適合する。こうした構成パラメータの例が、ＲＬＣ＿ＰＤＵサイズ、ＭＡＣ＿ＰＤＵサイズ、ＴＴＩ（伝送時間間隔）、及びＴＦＳ（トランスポート形式セット）である。これらのパラメータは構成データとみなされ、アクセス・ベアラの各タイプについてＲＡＮＣＮ３で構成される。

各トランスポート・チャネルはトランスポート形式セット（ＴＦＳ）で構成され、これは、そのＴＦＳがトランスポート・チャネルに対して可能なトランスポート形式のセットであることを意味する。トランスポート形式は、トランスポート・チャネル上でデータがどのように伝送されるかを記述する。トランスポート形式は、ある伝送時間間隔中にトランスポート・チャネルで送信されるべきいくつかのビットを含む。さまざまな代替のトランスポート形式を、トランスポート・チャネルを介して送信することが可能であり、各トランスポート・チャネルで送信可能なデータの量は、すべての可能なトランスポート形式の組合せが列挙されたトランスポート形式の組合せセットによって制限される。

従って、ＭＡＣにはトランスポート形式組合せの限定セットが与えられ、各トランスポート形式組合せは、各トランスポート・チャネルにつき１つのトランスポート形式を含む、所与の時点での現在有効なトランスポート形式の組合せである。

各伝送時間間隔で、ＭＡＣエンティティはトランスポート形式組合せＴＦＣをリスト・セットから選択し、関連するＰＤＵを例えばＲＬＣバッファに要求する。その後、ＭＡＣはＲＬＣバッファからのＰＤＵを送達し、ＭＡＣヘッダを追加して、ＵＤＰ／ＩＰアドレスにタグ付けする。コア・ネットワークからのトラフィック量により、新しいトランスポート形式組合せも選択することができる。

アクセス・ベアラの確立及び解放機能（論理チャネルＤＴＣＨの場合）及びＲＲＣ接続処理機能（論理チャネルＤＣＣＨの場合）は、ＭＡＣにトランスポート形式組合せセットを提供し、ＭＡＣはその後、セットからトランスポート形式組合せを選択することにより、トランスポート・ブロック又はＭＡＣフレームをスケジューリングするために使用される。

１つのトランスポート・チャネルに関する伝送時間間隔中に送信することが可能なトランスポート・ブロックの各セットは、１つのＩＰパケット・トランスポート・ベアラに続く。各トランスポート・チャネルに対するトランスポート・ブロック数は、関連するトランスポート間隔中のリンク上のロードに応じて変化する。１つのユーザ局１に対するあらゆるＤＣＨトランスポート・チャネルが１つのＵＤＰ／ＩＰアドレスを有することになるが、ＩＰパケットのサイズは可変であり、例えば任意数のトランスポート・ブロックを含む。

前述のように、ＭＡＣレイヤのデータ転送サービスは、論理チャネル上で提供される。論理チャネル・タイプのセットは、ＭＡＣによって提供される様々な種類のデータ転送サービスについて定義される。各論理チャネル・タイプは、転送される情報のタイプによって定義される。論理チャネルは一般に、２つの異なるグループに分類される。すなわち１つは制御プレーン情報を転送するために使用される制御チャネル、もう１つはユーザ・プレーン情報の転送用のトラフィック・チャネルである。

ＲＡＮＣＮ３は、ユーザ局１と外部ネットワーク１０，２０，３０，４０，５０との間でのアクセス・ベアラのセットアップ及び解放を制御する。具体的に言えば、アクセス・ベアラのセットアップ及び解放は、ＲＬＣ／ＭＡＣ及びＲＲＣプロトコルに、又はより一般的にはリンク制御プロトコル／ＭＡＣ及び接続制御プロトコルに関連する。

ＲＡＮＣＮ３を通じて異なるタイプのアクセス・ベアラが動的に確立され、異なるアクセス・ベアラは同じビット・レート及び同じＱｏＳ要件を有していないかもしれないが、同じＷＬＡＮ上で搬送される。各サービス・タイプには、いくつかの同時セッションが、従って複数の同時アクセス・ベアラが存在する可能性がある。更にＲＡＮＣＮ３は、回路交換アクセス及びパケット交換アクセス・ベアラの混合も可能である。これは、ＷＬＡＮ及びレイヤ１のトランスポート技術を介した物理層とは無関係である。

ユーザ局（例えば図１及び図４を参照）は、一実施形態では、通信終了エンティティ１Ｃを有する機能エンティティを有し、ターミナル・アダプタ１Ｃ₂、実行アプリケーション及びＵＳＩＭカード１Ｃ₁のセットが導入可能である。

これは単に１つの特定の実施に関するものであることが明らかであろう。しかしながら、この例示的実施形態では、通信終了エンティティ１Ｃは、アクセス・ネットワーク及び１つ又は複数のコア・ネットワークに接続するための機能及び通信プロトコルを含む。ターミナル・アダプタ１Ｃ₂は一般に、通信終了１Ｃと、例えばデータサービス、音声サービス、ビデオ・サービス、ｘタイプ・サービスなどのアプリケーションとの間の適合として働く。

この実施形態における通信終了エンティティ・チャネル１Ｃは、制御管理機能ＣＭ５１、セッション管理機能ＳＭ５２、移動性管理機能ＭＭ５３、及びプロトコル・スタック５０を含む。ＩＰ及びＤＣＨトランスポート・チャネルを利用する一実施形態では、プロトコル・スタック５０は、接続制御プロトコルＲＲＣ５４、リンク制御プロトコルＲＬＣ５５、ＭＡＣ−ｄプロトコル５６、ＵＤＰ／ＩＰ（インターネット・プロトコル）５７、ＲＬＣ５８、ＭＡＣ５９、ＰＨＹ（物理レイヤ）６０のプロトコル／エンティティを含。ここで、ＬＬＣ、ＭＡＣ、及びＰＨＹ５８〜６０は、ＷＬＡＮ仕様ＩＥＥＥ８０２．１１（ｂ）に準拠する。

ターミナル・アダプタ１Ｃ２は、データサービス用のアプリケーション・プログラム・インターフェースＡＰＩ、音声用のＡＰＩ、ビデオ用のＡＰＩ、及びサービス・タイプｘ用のＡＰＩを介して、アプリケーション（データサービス、音声サービスなど）との通信を提供する。

もちろん、これらは単なる例であり、どのサービスを希望するかに応じてＡＰＩをより多く又はより少なくすることができる。

ＲＡＮＣＮ３は、各ユーザ局（図示せず）へのマルチ・アクセス・ベアラ・チャネルを確立するための共通アクセス・インターフェースを提供する。有利なことに、ＲＡＮＣＮ３は、例えば、必要に応じて適切に構成されたアクセス・ベアラを確立及び／又は割り振りして、異なるタイプのアクセス・ベアラを動的に利用する。具体的に言えば、ＲＡＮＣＮは、例えばユーザ局１でのメディア・サービスの開始に応答して、アクセス・ベアラを確立するか又は割り振る。アクセス・ベアラは、レイヤＬ２及びレイヤＬ３のプロトコルを使用して確立される。アクセス・ベアラは、回路交換アクセス・ベアラ及びパケット交換アクセス・ベアラの混合に対し、同時に異なるＱｏＳなどを提供するように確立することもできる。アクセス・ベアラは、アクセス・ベアラ・ユーザ・プレーン用にＲＲＣプロトコル及びＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルを使用し、又はより一般的には、アクセス・ベアラ・ユーザ・プレーン用に接続制御プロトコル及びアクセス・ネットワークのリンク制御／ＭＡＣプロトコルを使用して、ＲＡＮＣＮ３によって動的に確立される。

図５に示された実施形態では、ＲＡＮＣＮ３は接続制御ユニット１３０及びベアラ・サービス処理ユニット１４０を備える。接続制御ユニット１３０は、ユーザ局へのサービス提供のためのアクセス・ベアラを確立し、一実施形態ではＲＲＣプロトコルを実施する。ベアラ・サービス処理ユニット１４０は、複数の同時アクセス・ベアラを物理レイヤＬ１の物理リンクのトランスポート・プロトコルのパケットにマッピングし、ここでアクセス・ネットワークのＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルを実施する。一実施形態では、複数の同時アクセス・ベアラが、ＷＬＡＮを使用してＡＰ４を介して中継されるトランスポート・プロトコルのパケットにマッピングされる。

ＲＡＮＣＮは、物理レイヤＬ１の通信用ポート１５０を備える。ポート１５０は、ＲＡＮＣＮに外付けとするか又は内蔵型とすることができる。更に、ＲＡＮＣＮ３は、ＣＳ，ＰＳコア・ネットワーク、ＢＲＡＳエッジ・ルータ、ビデオ・オンデマンド・ネットワークなどへのインターフェース１２１〜１２５を含むこともできる。接続制御エンティティ（ＲＲＣ）１３５、リンク制御エンティティ（ＲＬＣ）１４５、ＭＡＣプロトコル・エンティティ１４６、及びＬ１プロトコル・エンティティ１５１が、例えば図２のデータサービス用に使用される。

ポート１５０は、ＷＬＡＮアクセス・ポイントＡＰ４へのポートである。あらゆるユーザ局は、ＲＡＮＣＮ３内の適切なＭＡＣエンティティに接続され、通常、ＭＡＣエンティティはベアラ・サービス処理ユニット１４０に含まれる。

一実施形態では、ＲＡＮＣＮはスイッチ１３４（図６を参照）を有する交換ベース・ノードを備える。スイッチ１３４は、ＲＡＮＣＮの他の構成要素を相互接続する働きをする。例えばこれは、ＡＴＭスイッチ又はパケット・スイッチとすることができる。

他の構成要素には、１つ又は複数の拡張ターミナル１３５₁〜１３５_xを含めることができる。拡張ターミナルは、ＲＡＮＣＮを、これによってサービスが提供される複数のユーザ局に接続するための機能を含むことができる。拡張ターミナルは、ＲＡＮＣＮをＩｕ−ＣＳインターフェースを介して回路交換コア・ネットワークへ、Ｉｕ−ＰＳを介してパケット交換コア・ネットワーク、ＢＲＡＳエッジ・ルータ、データサービスなどへ接続することができる（１２１Ａ〜１２４Ａ）。

他のこうした構成要素には、パケット制御ユニットＰＣＵ１４０、コーデック１４１、タイミング・ユニット１４２、データサービス・アプリケーション・ユニット１２４Ａ、及び主プロセッサ１３１を含めることができる。もちろん、これらすべての要素がＲＡＮＣＮの機能に必要というわけではない。コーデック１４１は、例えばＣＤＭＡ２０００に使用可能であるが、例えばＷＣＤＭＡには不要である。全体として、当業者であれば構成要素の機能及び必要性を理解されよう。

パケット制御ユニットＰＣＵ１４０は、例えばパケット交換データ及び回路交換データがユーザ局から受信された場合にこれを分離し、回路交換及びパケット交換のコア・ネットワークからの異なるデータ・ストリームを共通ストリーム上に多重化するために提供される。代替として、ＰＣＵをＲＡＮＣＮの外部に配置することもできる。

接続制御ユニット及びベアラ・サービス処理ユニットの機能は、主プロセッサ１３１によって、あるいはＲＡＮＣＮノードの他のプロセッサ又は異なるプロセッサによって、実行又は実施することも可能である。これらユニットの機能は、個々のハードウェア回路を使用して、適切な方法で機能するソフトウェアを使用して、特定用途向け集積回路及び１つ又は複数のデジタル信号プロセッサなどを使用して、多くの異なる方法で実施することができる。

本発明によれば、ＲＡＮＣＮはＵＴＲＡＮの適合又は修正済みＲＮＣノードであると言えよう。ＲＡＮＣＮは、修正済みＵＴＲＡＮ ＲＬＣ／ＭＡＣ及びＲＲＣプロトコルを再使用できるものと言えよう。

ＩＰ（インターネット・トランスポート・プロトコル）は、アクセス・ベアラ・チャネル用のトランスポート・プロトコルとしてＲＡＮＣＮ内でサポートされなければならない。

図７Ａは、接続制御（ＲＲＣ）の接続セットアップ手順を示す。

ユーザ局１の非ブロック化後、及びアプリケーション・セット内のメディア・アプリケーションのうちの１つのインスタンス開始時に、接続制御（ＲＲＣ）接続のセットアップのための第１のアクション１０１として、ユーザ局１は接続要求メッセージをＲＡＮＣＮ３に伝送する。接続要求メッセージ１０１が、ＤＣＣＨチャネルを介してユーザ局１からＲＡＮＣＮ３に送信される。接続要求メッセージ１０１は、トランスポート情報要素又はトラフィック記述子を含む。ＩＰトランスポートの場合、トラフィック情報要素は、例えばＵＤＰ／ＩＰアドレスとすることができる。トランスポート情報は、あらゆるタイプのアクセス・ベアラをトランスポート・ベアラ（ＩＰパケット）にマッピングするために必要な情報、ＲＬＣ＿ＰＤＵサイズ、ＭＡＣ＿ＰＤＵサイズ、ＴＴＩ＝伝送時間間隔、ＴＴＩ中にトランスポート・ベアラを介して送信されることになるＴＢトランスポート・ブロック・サイズなどを含む。ＩＰの場合、帯域幅の予約はない。従来のＵＴＲＡＮ測定情報要素は、接続要求メッセージ１０１で使用されないか又は含まれない。更に、ユーザ局（ＵＥ）システム特有の機能、ＲＡＴ局（ＵＥ）間無線アクセス機能ＩＥも使用されない。

その後、ＲＡＮＣＮ３は、ユーザ局１で開始されたアプリケーション用に、レイヤＬ１、レイヤＬ２、及びレイヤＬ３内でプロトコル・エンティティを確立するか又は割り振る。

ＩＰトランスポート・プロトコルの場合、帯域幅は予約されないが、特定接続上での同時アクセス・ベアラ（ＡＢ）の数は、容量チェック後の接続制御（ＲＲＣ）の接続セットアップ時に制限することができる。すなわち、ＩＰトランスポート・プロトコルの場合、ＲＡＮＣＮはユーザ局へのアクセス時のトラフィック・ロードをチェックし、既に確立済みのアクセス・ベアラの数ならびにそれらのタイプ及びそれらのビット・レートをチェックすることが可能であり、新しいアクセス・ベアラのセットアップを受け入れるか否かを決定する。

接続要求メッセージ１０１の受信及びプロトコル・エンティティの確立後、ＲＡＮＣＮ３はＲＲＣ接続セットアップ・メッセージ１０２をユーザ局１に伝送する。その後、接続セットアップ・メッセージ１０２が、ユーザ局に関する接続制御の接続の受け入れ及び確立を示すために（メディア）アクセス・ネットワークによって送信される。メッセージ１０１と同様に、接続セットアップ・メッセージ１０２はＤＣＣＨチャネルを介して伝送される。

接続セットアップ・メッセージ１０２は、制御リンク情報及びトランスポート・チャネル情報の割り当てを含む。ＵＴＲＡＮ＿ＲＲＣ接続セットアップ・メッセージとは異なり、メディア・アクセス・ネットワークの接続セットアップ・メッセージ１０２は無線リソース情報を含まない。

接続セットアップ・メッセージ１０２の受信及び処理の後、ユーザ局１は接続セットアップ・メッセージ１０２から取得した情報を使用して、ＲＡＮＣＮ３でのアクション１０２で確立された内容に対応するプロトコル・エンティティ１０２Ａを確立する。その後、ユーザ局１はＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージ１０３をＲＡＮＣＮ３に伝送する。このメッセージは、ユーザ局１による接続制御（ＲＲＣ）接続の確立の確認としての働きをする。接続セットアップ完了メッセージ１０３は、ＤＣＣＨ論理チャネルを使用しても送信される。

メッセージ１０３を受信すると、ＲＡＮＣＮ３は、ＷＣＤＭＡにおける信号通知無線ベアラ（ＳＲＢ）に類似した信号通知チャネルのセットアップを完了する。信号通知アクセス・ベアラ（ＳＡＢ）がセットアップされると、ユーザ局１の第１のアクションは、（スイッチオフされた（オフ状態）期間後の第１の時間に接続を確立した後に）場所更新信号通知手順を実行することである。これは、ユーザ局１と非アクセス層（ｓｔｒａｔｕｍ）レベルでのコア・ネットワークとの間の信号通知シーケンスである。このアクションにより、ユーザ局１はサービス・プロバイダ・ネットワーク内でアクティブであるように登録される。その後、ユーザ局１は、アクティブである（ＷＣＤＭＡ＿ＲＲＣプロトコル定義で、ｃｅｌｌ＿ＤＣＨが接続状態にあることに類似）とみなされる。これは、１つの可能な実施形態のみを説明するものであり、共通チャネル概念ならびにＰＣＨ、ＦＡＣＨ、及びＲＡＣＨチャネル概念を使用する異なるか又は並列なソリューションである。その後、ユーザ局１は接続され、終了呼び出しを受け入れる準備、及びＷＣＤＭＡコア・ネットワークに接続されている場合は発信呼び出しを実行する準備が整う。他のサービス提供ネットワークの例では、これは、接続制御（ＲＲＣ）直接転送メッセージのペイロードで具体化される非アクセス層メッセージを使用することによって、メディア及びデータサービスの通信、要求、及び受信、終了が可能なユーザ局１の形式を取る。

図７Ｂを参照すると、アクセス・ベアラ・セットアップ手順が記載されている。ユーザ局がＲＡＮＣＮ３に接続されると、アクセス・ベアラ（ＡＢ）が割り振られるか又は確立される。当業者であれば、どのアクセス・ベアラを割り当てるかを決定するＲＡＮＣＮ３に関係する考慮すべき様々な点が理解されよう。例えば、ＵＴＲＡＮで採用されるような考慮すべき点及び／又は基準を利用することができる。

アクセス・ベアラを確立した後、ＲＡＮＣＮ３は、アクセス・ベアラを確立するためにユーザ局１にアクセス・ベアラ・セットアップ・メッセージ２０１を送信する。アクセス・ベアラ・セットアップ・メッセージ２０１は、ＤＣＣＨ論理チャネルを介して伝送される。アクセス・ベアラのタイプはアクセス・ベアラ・セットアップ・メッセージ２０１に含まれ、メッセージ２０１はトランスポート情報要素（例えば、ＩＰトランスポート用のＵＤＰ／ＩＰアドレス）を含む。アクセス・ベアラ・セットアップ・メッセージ２０１は、アクセス・ベアラの識別も含む。

アクセス・ベアラ・セットアップ・メッセージ２０１は、無線ベアラ・セットアップ・メッセージとして知られる同等に命名されたＵＴＲＡＮメッセージに類似している可能性がある。

アクセス・ベアラ・セットアップ・メッセージ２０１を受信すると、関連するアクセス・ベアラ情報がユーザ局１に通知される。その後、ユーザ局１は、アクセス・ベアラ・セットアップ完了メッセージ２０２を伝送することによって、受信を確認する。アクセス・ベアラ・セットアップ完了メッセージ２０２は、無線ベアラの確立を確認するためにユーザ局１によって送信される。これは、ＤＣＣＨ論理チャネルを介して送信される。前述の接続制御メッセージの場合と同様に、トランスポート・チャネルを参照するため（例えば、トランスポート・チャネルのＵＤＰ／ＩＰアドレスを搬送するため）に、ＰｈｙＣＨの情報要素を充当することができる。

アプリケーション・サービスによって使用されることになるアクセス・ベアラが上記で概説した方法で確立された後、アプリケーションのメディア・サービスに属するデータ・パケットを、ＷＬＡＮを介してユーザ局１から及びユーザ局１へ伝送することができる。更にプロトコルについて説明することで、データ・パケットの処理について述べる。

図８は、ユーザ局、ＷＬＡＮアクセス・ポイント、ＲＡＮＣＮ、及びこの場合は３Ｇネットワークの間での信号通知を示す信号図である。

ＷＬＡＮ対応ユーザ局が、ＷＬＡＮ接続要求をＷＬＡＮアクセス・ポイントに送信すると想定する（３０１）。これは、ＷＬＡＮ接続が確立されることを意味する。アクセス・ポイントＡＰは、接続の肯定応答（３０２）をユーザ局に戻す。その後、ユーザ局は、ＩＰセッション開始要求をＲＡＮＣＮに送信し（３０３）、ここでＵＤＰ／ＩＰが確立され、肯定応答（３０４）がユーザ局に戻される。続いて、ユーザ局は、より詳細な方法で図７Ａでも説明したように、ＲＲＣ接続要求をＲＡＮＣＮに送信する（３０５）。ＲＡＮＣＮがＲＲＣ／ＲＬＣ／ＭＡＣを確立されると、その趣旨のメッセージがユーザ局に送信される（３０６）。

その後、３Ｇネットワークにもメッセージが送信され、ＲＡＮＡＰ／ＳＣＣＰが確立される。ユーザ局と３Ｇネットワークとの間で、ここでは数字（３０８）で示される非アクセス層メッセージ（ＮＡＳ）が送信される。こうしたメッセージは、例えば図７Ｂの場所の更新、アクセス・ベアラ・セットアップなどを含む。その後、ユーザ局は、（ＲＡＮＡＰ）場所登録要求を３Ｇネットワークに送信し（３０９）、これが（ＲＡＮＡＰ）場所更新受け入れをユーザ局に戻す（３１０）。その後、ユーザ局は、ＲＲＣを使用してＣＭサービス要求をＲＡＮＣＮに送信する（３１１）。ＲＡＮＣＮは、ＲＡＮＡＰを介して初期ＵＥ（ユーザ機器）メッセージを３Ｇネットワークに送信する（３１２）（すなわち、ＣＭサービス要求）。

その後、３Ｇネットワークは、ＣＭサービス受け入れ、すなわちＲＡＮＡＰ直接転送をＲＡＮＣＮに送信し（３１３）、これがＲＲＣを使用してＣＭサービス受け入れをユーザ局に送信する（３１４）。ユーザ局は、ＲＲＣを使用してアップリンク直接転送（セットアップ）要求（３１５）をＲＡＮＣＮに送信し、更にＲＡＮＡＰを使用して３Ｇネットワークに送信する（３１６）。

図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂは、それぞれパケット交換及び回路交換の場合のユーザ・プレーン用のプロトコル・スタック（図９Ａ、図９Ｂ）と、パケット交換及び回路交換の場合の制御プレーン・プロトコル（それぞれ図１０Ａ、図１０Ｂ）を示す。

従って、図９Ａは、ＷＬＡＮ対応ユーザ局、アクセス・ポイントＡＰ、ＲＡＮＣＮ、及びパケット交換コア・ネットワークＰＳ＿ＣＮのプロトコル・スタックと、それらの間に示されたインターフェースとを示す図である。図９Ａに示されたＡＰＰは、ユーザ・データのトランスポート用のアプリケーションに関する。木目で網掛けされたプロトコルはＷＬＡＮプロトコルであり、その上の斜線で網掛けされたプロトコルはＲＡＮＣＮ上で終了するプロトコルである。

図９Ａからわかるように、ＰＳ＿ＣＮとＲＡＮＣＮとの間にはＩｕ−ＰＳ（パケット交換）インターフェースが使用され、ＷＬＡＮ対応ユーザ局とアクセス・ポイントの間及びアクセス・ポイントとＲＡＮＣＮとの間には、それぞれ新しいインターフェースが導入される。この実施形態では、ＲＲＣ、ＲＬＣ／ＭＡＣは、ＩＥＥＥ８０２．ｘ（１１ｂ）で指定されるようなＷＬＡＮプロトコルを介しＵＤＰ／ＩＰを介して実行される。ユーザ・プレーン情報は、ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルを介してセグメント化／連結がされる。ＲＬＣプロトコルの役割は、高位のレイヤからの情報を通信又は連結し、優先順位付けすることである。ＭＡＣの役割は、ＲＬＣフレームをＵＰＤ／ＩＰフレームにカプセル化されるトランスポート・チャネルＭＡＣフレームにマッピングすることである。これについては、以下で更に詳しく論じる。しかしながら、ユーザ局とＷＬＡＮアクセス・ポイントとの間では、ＩＥＥＥ８０２．ｘに準拠したＷＬＡＮインターフェース及びプロトコルが使用される。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂを参照すると、これは無線物理レイヤ、ＬＬＣ、及びＭＡＣレイヤからなる。ＲＲＣ、ＲＬＣ／ＭＡＣ、及びＵＤＰ／ＩＰは、本発明に従ってＷＬＡＮプロトコルを介して実行される。

図９Ｂは、図９Ａと同様の図であるが、コア・ネットワークが回路交換である点が異なる。従って、ＲＡＮＣＮとＣＳ ＣＮとの間のインターフェースはＩｕ−ＣＳインターフェースである。ユーザ・データは、例えば音声及び／又は無制限デジタル情報（ＵＤＩ）又はストリーム化データとすることができる。

図１０Ａでは、ＷＬＡＮ対応ユーザ局とパケット交換ネットワークとの間のパケット交換制御プレーン用のプロトコルが示されている。ユーザ局は、ほとんど修正なしのＵＭＴＳの場合と同様に、ＲＡＮＣＮを介してＰＳ＿ＣＮとトランスペアレントに通信する必要がある。

呼び出し制御（ＣＣ）、移動性管理（ＭＭ）、セッション管理（ＳＭ）が使用される。これは通信チャネルを介して実行される。ＲＲＣの機能は、ＷＬＡＮ対応ユーザ局とＲＡＮＣＮとの間に通信チャネルを確立することである。ＲＬＣの目的は、高位のレイヤからの情報をセグメント化又は連結し、優先順位付けすることである。ＭＡＣは、ＵＤＰ／ＩＰフレームなどにカプセル化されるトランスポート・チャネルＭＡＣフレームに、ＲＬＣフレームをマッピングするために働く。

その後、これらのフレームは、ユーザ局とアクセス・ポイントとの間でＷＬＡＮを介して実行される。アクセス・ポイントは、単にこれらのフレームを中継し、その後、アクセス・ポイントとＲＡＮＣＮとの間でイーサネット（登録商標）／物理リンクを介してこれらを実行する。これは必ずしもイーサネット（登録商標）である必要はなく、ＡＴＭ又は任意の他の技術とすることも可能である。図９Ｂのユーザ・プレーンの場合と概念は同じであるが、ユーザ制御プレーンと比べて、ＲＲＣが使用されない点が異なる。ユーザ・プレーン情報は、ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルなどを介してセグメント化／連結がされる。

次に、ユーザ・プレーンのプロトコル・オペレーションについて簡単に説明する。ユーザ・プレーンでは、本発明に従った（メディア）アクセス・ネットワークにおいて、Ｉｕ＿ＵＰ、ＲＬＣ、及びＭＡＣ（例えばＭＡＣ−ｄ）が、ＵＴＲＡＮの場合とほぼ同じ方法で使用される。伝送時間間隔（ＴＴＩ）は、ＭＡＣポリシング用に確立されたあらゆるＤＣＨに割り当てられる。トランスミッタでは、ＴＴＩタイムアウトが位置合わせされる、すなわち、すべてのＴＴＩタイムアウトがあらゆる最大ＴＴＩ間隔に一致する。ＴＦＣＳスケジューリング・アルゴリズムが実行された後、トランスポート・ブロックがＩＰパケットにフレーム化され、受信者に向けて送信される。受信者用のＴＴＩは定義されず、すなわちＩＰパケットに含まれるブロックは高位レイヤに向けて同時に渡される。

ＭＡＣサイズ（ＴＢトランスポート・ブロック）及びＴＴＩ長さは、アクセス・ベアラ及びトランスポート帯域幅に特有である。これらは物理レイヤ速度に応じて構成可能である。例えば高位の帯域幅トランスポートが存在する場合に、同じ時間枠中により多くのビットを送信する可能性があると、あるアクセス・ベアラのＭＡＣサイズ（ＴＢ）をより大きく設定することができる。ＩＰトランスポート・プロトコルの場合、帯域幅予約は不要であるが、ＲＡＮＣＮでの容量チェック後のアクセス・ベアラ・セットアップ時に、特定接続上の同時アクセス・ベアラの数を制限することができる。

以下では、総称的リンク制御エンティティ、例えばＲＬＣプロトコルのオペレーションについて、簡単に論じる。ＲＡＮＣＮは、総称的リンク制御エンティティを備えたベアラ・サービス処理ユニットを有する。ＲＬＣ（リンク制御）エンティティには、送信側と受信側とがある。送信側は、とりわけ、セグメント化／連結ユニット、伝送バッファ、及びＰＤＵ形成ユニットを有する。受信側は、とりわけ、受信バッファ及び再アセンブリ・ユニットを有する。それぞれのユニットに鑑みて、ＲＬＣレイヤ・アーキテクチャは、ユーザ用ならびに制御データ用のサービスのセグメント化及び再送を提供する。

ＲＡＮＣＮのＲＬＣエンティティの送信側では、ＳＡＰを介して高位レイヤから受信されたデータ・パケット（ＲＬＣ＿ＳＤＵ）が、セグメント化／連結ユニットによって固定長さのペイロード・ユニットにセグメント化及び／又は連結がされる。ペイロード・ユニットの長さは、アクセス・ベアラ・セットアップ手順で決定される半静的値であり、アクセス・ベアラ再構成手順によってのみ変更可能である。連結の目的で、長さ及び拡張に関する情報を搬送するビットが、ＳＤＵからのデータが含まれる最後のペイロード・ユニットの初めに挿入される。いくつかのＳＤＵが１つのペイロード・ユニットに入る場合、それらは連結され、適切な長さインジケータがペイロード・ユニットの最初に挿入される。その後、ペイロード・ユニットは伝送バッファ内に配置され、この特定の実施形態では、これが再送管理も処理する。

より速いビット・レート速度の場合、ＲＬＣはトランスペアレント・モード及び／又は無応答モードで動作可能である。モードならびにＲＬＣ＿ＰＤＵサイズは構成可能である。トランスペアレント・モードでは、プロトコル・オーバヘッドが高位レイヤ・データに追加されることはない。エラーＬＣ＿ＰＤＵは廃棄するか、又はエラーであるとマーク付けすることができる。限定セグメント化再アセンブリ機能による伝送が実施可能である。ＲＬＣ＿ＰＤＵは、１つのペイロード・ユニットを伝送バッファから入手することによって構築可能である。トランスペアレント・モードの場合、ＲＬＣ＿ＰＤＵヘッダはＲＬＣ＿ＰＤＵ＿ＳＮシーケンス番号（１２ビット）と、オプションで連結目的に使用される長さインジケータとを含む。

不承認モードでは、再送プロトコルは使用されない。受信されたエラー・データは、構成に応じてマーク付け又は廃棄される。指定時間枠内に伝送されないＲＬＣ＿ＳＤＵは、単に伝送バッファから除去される。プロトコル・オーバヘッドは３オクテットであり、ＲＬＣ＿ＰＤＵのサイズは更に大きい可能性がある。ＲＬＣ＿ＰＤＵのサイズは、レイヤＬ１の伝送速度に基づいて調整可能である。

以下で、ＭＡＣレイヤ・プロトコルについて簡単に論じる。そのＭＡＣ−ｄプロトコル・エンティティを備えたＭＡＣレイヤは、物理レイヤがＷＣＤＭＡ無線インターフェースである場合と同様の機能を実行する。ＭＡＣレイヤでは、ＲＬＣ（リンク制御）レイヤからの論理チャネルがトランスポート・チャネルＭＡＣフレーム（例えばＭＡＣ ＰＤＵ）にマッピングされる。レイヤ１プロトコルでは、トランスポート・チャネルＭＡＣフレームはＵＤＰ／ＩＰパケットにカプセル化される。物理レイヤがＩＰレイヤである場合、異なるアクセス・ベアラ用の異なるレイヤ間でマッピングが行われる。ＲＬＣサブレイヤは、いくつかのアクセス・ベアラを有することができる。あらゆるアクセス・ベアラ又はＭＡＣフレームが２つのＵＤＰ／ＩＰアドレス、すなわち、ユーザ局用の１つのＵＤＰ／ＩＰアドレス及びＲＡＮＣＮ用の１つのＵＤＰ／ＩＰアドレスを有することが可能であり、ＩＰトランスポート・プロトコルが使用される。

ＭＡＣヘッダは、長さが必ずしも８ビットの倍数ではない、ビット文字列である。ＭＡＣプロトコルは、その４つのヘッダを１つのヘッダに減らすことによって簡略化することができる。簡略化された場合、従来の４つのヘッダの中でＴＣＴＦヘッダ、Ｃ／Ｔヘッダ、及びＵＥ−Ｉｄタイプ・ヘッダは使用されないが、具体的には最大１６ビットを有するＵＥ−Ｉｄヘッダのみが使用される。

トランスポート・ネットワーク、すなわち最下位レイヤでは、ＭＡＣフレームはＷＣＤＭＡの場合と同様に適切なパケット／フレームにカプセル化される。具体的に言えば、ＭＡＣフレームはＩＰパケットにカプセル化される。従って、ＭＡＣサブレイヤは、ＵＤＰ／ＩＰレイヤと相互に作用するように適合されなければならないが、当業者であれば、こうした適合の実行方法は周知であろう。

本明細書の基本観念は、ＲＲＣ、ＲＬＣ／ＭＡＣレイヤをＵＤＰ／ＩＰレイヤを介して動作させることである。アクセス・ポイントとＲＡＮＣＮとの間で、任意のトランスポート技術、例えばイーサネット（登録商標）又はＡＴＭを、実際に使用することができる。アクセス・ポイントの役割は、アクセス・ポイントとＲＡＮＣＮとの間で使用されるトランスポート技術によって、単にＲＲＣ、ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＵＤＰ／ＩＰを中継することである。ＵＤＰ／ＩＰアドレスはＭＡＣ ＰＤＵに関連する。こうしたＵＤＰ／ＩＰアドレスは、ＷＬＡＮインターフェースを備えたユーザ局のアドレスを表す。これは、プロトコル図である図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂに明確に示されている。

図１１は、前述のＲＡＮＣＮ３’を備えた（メディア）アクセス・ネットワーク（パスＩ）と、ＲＮＣ及び基地局を備えた従来の無線アクセス・ネットワーク（パスＩＩ）との両方を介して、選択的又は同時にメディア・サービスを取得することが可能な、ユーザ局１’の一例を示す。ここでは、従来の無線アクセス・ネットワークＵＴＲＡＮが使用される。ＵＴＲＡＮの構造及びオペレーションは、当業者には周知であろう。

コア・ネットワーク・サービス・ノードは、図１１では、Ｉｕインターフェースを介してＵＭＴＳ地上波無線アクセス・ネットワークＵＴＲＡＮに接続される。周知のように、ＵＴＲＡＮは１つ又は複数のＲＮＣ及び１つ又は複数のＢＳを含むが、ここでは１つのＲＮＣ及び１つのＢＳのみが示されている。もちろん一般には、いくつかの基地局が各ＲＮＣなどによるサービスの対象である。ユーザ局１’は、コア・ネットワークへの無線インターフェースを介して、１つ又は複数のセルあるいは１つ又は複数の基地局と選択的に通信する。具体的に言えば、ユーザ局１’は、無線アクセス・ネットワークを介して提供されるメディア・サービスの任意の無線伝送に参加する、移動端末ユニットＭＴ １１’を有する。

ユーザ局１’は、例えばＵＴＲＡＮを介して提供されるあるメディア・サービスに参加し、同時に又は任意の他の時間に、本明細書で前述したようなＷＬＡＮを介して提供されるメディア・サービス（パスＩ）に参加することができる。矢印パスＩは、ユーザ局１’がメディア・アクセス・ネットワークを介して、すなわちＷＬＡＮを介して、第１のメディア・サービス（データサービス）を受信することを示し、矢印パスIIは、ユーザ局１’がＵＴＲＡＮを介して第２のメディア・サービス、例えば音声サービスを受信することを示す。それぞれのサービス用のベアラが、それぞれのネットワークによってセットアップされる。

無線アクセス・ネットワーク及びＷＬＡＮは、同じオペレータ又は異なるオペレータによって操作可能である。

図１２は、ネットワーク・オペレータが異なるインターフェースを介して、例えば一方で従来のエア・インターフェースを介し、他方でＷＬＡＮを介して、メディア・サービスをユーザ局１’に提供する一例を示す。

図１２には、いくつかのユーザ局１Ｅ，１Ｆ，１Ｇが示されている。ユーザ局１Ｅ，１Ｆ，１Ｇは、それぞれアクセス・ポイントＡＰ４Ｅ，４Ｆ，４Ｇを介して、ならびに、ＵＴＲＡＮを介する基地局（ユーザ局１Ｅと１Ｆのみ）及びＲＮＣを介して、ＲＡＮＣＮに接続される。

図１１、図１２の実施形態は単なる例示の目的で示されたものであり、本発明の概念によれば、もちろんユーザ局はＷＬＡＮを介してのみ接続可能である。

もちろん、本発明は具体的に示された実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内のいくつかの方法で変更可能であることが明らかであろう。

ユーザ局にＷＬＡＮを介した３Ｇ／ＵＭＴＳ回路交換／パケット交換コア・ネットワークへのアクセスが与えられる、本発明に従った無線アクセス・ネットワーク制御ノード（ＲＡＮＣＮ）を示す概略図である。 ユーザ局にサービスへのＷＬＡＮアクセスを提供し、サービスをアクセス・ベアラにマッピングする、図１に示されたノードを示す図である。 ＷＬＡＮを介したＲＲＣ、ＲＬＣ、ＭＡＣプロトコル・レイヤを示すブロック図である。 ＷＬＡＮ対応ユーザ局の機能エンティティを示す概略ブロック図である。 機能ブロック図の形でＲＡＮＣＮを示す概略図である。 図５に示されたＲＡＮＣＮのハードウェアを示す概略図である。 接続制御（ＲＲＣ）接続セットアップ手順を示す信号通知略図である。 アクセス・ベアラ・セットアップ手順を示す信号通知略図である。 ＷＬＡＮ対応ユーザ局と３Ｇネットワークとの間のより詳細な信号通知図である。 ＷＬＡＮユーザ局とパケット交換コア・ネットワークとの間のユーザ・プレーンで使用されるプロトコルを記載したプロトコル図である。 ＷＬＡＮユーザ局と回路交換コア・ネットワークとの間のユーザ・プレーンで使用されるプロトコルを記載したプロトコル図である。 図９Ａと同様であるがパケット交換コア・ネットワーク用の制御プレーンに関するプロトコル図である。 図９Ｂと同様であるが回路交換コア・ネットワーク用の制御プレーンに関するプロトコル図である。 ＷＬＡＮ対応ユーザ局への無線インターフェースを横切るメディア・サービスの提供を示す概略図である。 複数のユーザ局への複数のインターフェースを横切るメディア・サービスの伝送が可能なネットワークの提供を示す概略図である。

Claims (22)

1. サービス提供ネットワークへのアクセスをユーザ局に提供するためのシステムであって、
   ＷＬＡＮアクセス・ポイント（ＡＰ）（２Ａ，２Ｂ；４）とサービス提供ネットワークとの間でゲートウェイ・ノードとして働く、無線アクセス・ネットワーク制御ノード（ＲＡＮＣＮ）（３）と、
   ＷＬＡＮをサポートするユーザ局（１Ａ，１Ｂ；１）がＷＬＡＮ無線インターフェースを介してサービス提供ネットワークのサービスにアクセスできるように、該ＷＬＡＮをサポートするユーザ局（１Ａ，１Ｂ；１）をサービス提供ネットワークのトランスポート・プロトコルに適合させるための接続処理手段とを備え、
   前記無線アクセス・ネットワーク制御ノード（３）は、ＷＬＡＮ通信用にサービス提供ネットワークのトランスポート・プロトコルのセットを使用し、
   前記接続処理手段は、サービス提供ネットワークのアクセス・ベアラをＷＬＡＮトランスポート・プロトコル・パケットに変換またはマッピングし、
   前記使用されるトランスポート・プロトコルは、ＩＰを使って、前記無線アクセス・ネットワーク制御ノード（ＲＡＮＣＮ）（３）に接続されたＷＬＡＮアクセス・ポイント（ＡＰ）（２Ａ、２Ｂ；４）を介してトランスペアレントにトンネリングされ、
   前記システムは、前記ＷＬＡＮアクセス・ポイントと前記ユーザ局との間のＷＬＡＮトランスポート・プロトコルのＩＥＥＥ８０２．Ｘと、ＲＡＮＣＮと前記ＷＬＡＮアクセス・ポイントとの間の任意のトランスポート・プロトコルとを介し、ＵＤＰ／ＩＰを介して実行されるＲＬＣ／ＭＡＣプロトコル及びＲＲＣプロトコルの使用により、アクセス・ベアラのセットアップ及び解放を制御することを特徴とするシステム。
2. 前記使用されるトランスポート・プロトコルのスタックは、ＷＬＡＮエア・インターフェースを介してトランスペアレントに使用されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記ＲＡＮＣＮは、異なるビット・レート、タイプ、帯域幅、及び／又はＱｏＳを有する複数のアクセス・ベアラの接続をサポートすることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記ＲＡＮＣＮは、異なるタイプのメディア・サービス用に構成される、１つ又は複数のアクセス・ベアラを同時に確立できることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 前記１つ又は複数のアクセス・ベアラは、関連付けられたタイプの複数のサービスに対する接続を続けることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 様々なサービスを提供するアクセス・ベアラは、回路交換ベアラならびにパケット交換ベアラを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記サービス提供ネットワークは３Ｇネットワークであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記サービス提供ネットワークはＵＭＴＳ又はＣＤＭＡ２０００であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記使用されるトランスポート・プロトコルは、Ｗ−ＣＤＭＡ＿Ｌ３＿ＲＲＣ、Ｌ２＿ＲＬＣ／ＭＡＣであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記システムは、ＷＬＡＮを介してＵＭＴＳサービスまたはＣＤＭＡサービスへアクセスするＰＣ、ラップトップ、電話を含むユーザ機器を備えるユーザ局を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム。
11. 適合されたトランスポート・プロトコルを使用して、複数のアクセス・ベアラが同時にセットアップされることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステム。
12. 前記ＲＡＮＣＮは、Ｉｕインターフェースを介してＵＭＴＳコア・ネットワークへのアクセスを提供するように修正された、３ＧＰＰ＿ＲＲＣプロトコル及び３ＧＰＰ＿ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルを使用することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシステム。
13. 前記ＲＡＮＣＮは、前記ＷＬＡＮアクセス・ポイント（ＡＰ）とＵＭＴＳのＩｕインターフェースとの間でゲートウェイ・ノードとして働き、
    アクセス・ポイント（ＡＰ）（２Ａ，２Ｂ；４）は、前記アクセス・ポイント（２Ａ，２Ｂ；４）と前記ＲＡＮＣＮ（３）との間で使用される任意のトランスポート・プロトコルを介してＲＲＣ、ＲＬＣ／ＭＡＣを中継することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のシステム。
14. ＵＤＰ／ＩＰ及びＷＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）は、サービス・ネットワークとＲＡＮＣＮ（３）との間、及びＲＡＮＣＮ（３）とユーザ局（１Ａ、１Ｂ）との間のそれぞれの、ＲＲＣ／ＲＬＣ／ＭＡＣに使用されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシステム。
15. 前記ＲＡＮＣＮは、前記システムに接続されたユーザ局（１Ａ，１Ｂ）へのいくつかのアクセス・ベアラを動的に確立することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のシステム。
16. サービス提供ネットワークのサービスへのアクセスを、ＷＬＡＮをサポートするユーザ局に提供するための方法であって、
    前記ユーザ局とＷＬＡＮアクセス・ポイントとの間でＷＬＡＮ接続を確立する工程と、
    前記ユーザ局と無線アクセス・ネットワーク制御ノード（ＲＡＮＣＮ）との間でＩＰセッションを開始して確立する工程と、
    前記サービス提供ネットワークの制御及びユーザ・プレーンのトランスポート・プロトコルをＷＬＡＮトランスポート・プロトコルに適合させて、ＷＬＡＮ無線インターフェースを介して前記適合されたサービス提供ネットワークのトランスポート・プロトコルを使用する工程とを含み、
    前記トランスポート・プロトコルを適合させて使用する工程は、サービス提供ネットワークのアクセス・ベアラをＷＬＡＮトランスポート・パケットに変換またはマッピングする工程を含み、
    前記サービス提供ネットワークの前記適合させて使用されるトランスポート・プロトコルは、ＩＰを使って、前記無線アクセス・ネットワーク制御ノード（ＲＡＮＣＮ）に接続されたＷＬＡＮアクセス・ポイント（ＡＰ）を介してトランスペアレントにトンネリングされ、
    前記ＲＡＮＣＮで、前記ユーザ局と前記ＷＬＡＮアクセス・ポイントとの間でＷＬＡＮ＿ＩＥＥＥ８０２．Ｘ上のＵＤＰ／ＩＰを介してアクセス・ベアラが実行可能なように、ＲＲＣプロトコル及びＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルを適合させて使用することによって、アクセス・ベアラのセットアップ及び解放を制御することを特徴とする方法。
17. 帯域幅、タイプ、及び／又はＱｏＳが変化する回路交換ベアラ及び／又はパケット交換ベアラを介して、様々なサービスへのアクセスを前記ユーザ局に動的に提供する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 複数のアクセス・ベアラを同時にセットアップする工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. サービス提供ネットワークは、ＵＭＴＳ、ＧＰＲＳ、Ｗ−ＣＤＭＡ２０００を含む３ＧＰＰネットワークであることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記適合させて使用されるトランスポート・プロトコルは、３ＧＰＰ＿Ｌ２＿ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコル及び３ＧＰＰ＿Ｌ３＿ＲＲＣプロトコルであることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 前記適合させて使用されるＲＲＣ、ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルは、Ｉｕインターフェースを介してＵＭＴＳコア・ネットワークへのアクセスを提供するために使用されることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
22. 前記ＲＡＮＣＮに接続された前記ユーザ局へのいくつかのアクセス・ベアラを動的に確立する工程を含むことを特徴とする請求項１６乃至２１のいずれか１項に記載の方法。

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