JP4504379B2 - 無線ローカルエリアネットワークとセルラ通信システムとの間のハンドオフ - Google Patents

無線ローカルエリアネットワークとセルラ通信システムとの間のハンドオフ Download PDF

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Description
米国特許法第１１９条のもとでの優先権の主張
本特許出願は、２００３年１０月２４日に出願された仮出願第６０／５１４，０８７号（“PROVIDING CELLULAR SERVICE OVER WIRELESS LANS AND 802.11 TO CDMA 2000 1X HANDOFF”）に対して優先権を主張し、本発明の譲受人に譲渡され、これによって本明細書において参照によって明らかに取り入れられている。
分野
本発明は、概ね、無線通信に関する。より具体的には、本発明は、比較的に固定された無線通信システムとセルラ通信システムとの間のハンドオフに関する。
テーブル１は、頭辞語および短縮形をまとめている。
テーブル１:頭辞語および短縮形
ＡＰ アクセスポイント（Access Point）
ＢＳ 基地局（Base Station）
ＣＤＭＡ 符号分割多元接続（Code Division Multiple Access）
ＥＳＮ 電子シリアルナンバ（Electronic Serial Number）
ＥＶＲＣ 拡張可変レートコーデック（Enhanced Variable Rate Codec）
ＦＡ 外部エージェント（Foreign Agent）
ＦＦＳ 更なる研究のため（For Further Study）
ＧＰＳ 全地球測位システム（Global Positioning System）
ＨＬＲ ホームロケーションレジスタ（Home Location Register）
ＨＷ ハードウェア（Hardware）
ＩＥＴＦ インターネット技術標準化委員会（Internet Engineering Task Force）
ＩＭＳＩ 国際モバイル加入者識別（International Mobile Subscriber Identity）
ＩＯＳ 相互運用性仕様（Inter Operability Specifications）
ＩＰ インターネットプロトコル（Internet Protocol）
ＬＡＮ ローカルエリアネットワーク（Local Area Network）
ＭＡＣ 媒体アクセス制御（Medium Access Control）
ＭＡＤ モバイルアドレス指定メッセージ（Mobile Addressed message）
ＭＧＷ 媒体ゲートウェイ（Media Gateway）
ＭＩＢ 管理情報基地（Management Information Base）
ＭＩＮ モバイル識別番号（Mobile Identification Number）
ＭＩＰ モバイルインターネットプロトコル（Mobile Internet Protocol）
ＭＯ モバイル発信（Mobile Originated）
ＭＳ 移動局（Mobile Station）
ＭＳＣ モバイルスイッチングセンタ（Mobile Switching Center）
ＭＴ モバイル終端（Mobile Terminated）
ＮＧＬＡＮ 次世代ＬＡＮ（Next Generation LAN）
ＯＡＭ オペレーションアドミニストレーションマネージメント（Operation Administration Management）
ＯＡＭ＆Ｐ オペレーションアドミニストレーションマネージメントおよびプロビジョニング（Operation Administration Management & Provisioning）
ＯＣＳ オビワンセルラサーバ（Obiwan Cellular Server）
ＰＰＰ ２点間プロトコル（Point to Point Protocol）
ＱｏＳ サービス品質（Quality of Service）
ＲＦＣ コメント要求（Request For Comments）
ＲＬＰ 無線リンクプロトコル（Radio Link Protocol）
ＳＧＷ シグナリングゲートウェイ（Signaling Gateway）
ＳＮＭＰ シンプルネットワークマネージメントプロトコル（Simple Network Management Protocol）
ＳＳ 補助サービス（Supplementary Service）
ＳＳ７ シグナリングシステム第７（Signaling System #7）
ＳＷ ソフトウェア（Software）
ＴＢＤ 遂行されるために（To Be Done）
ＴＣＰ トランスポート制御プロトコル（Transport Control Protocol）
ＵＤＰ ユーザデータグラムプロトコル（User Datagram Protocol）
ＶｏＩＰ 音声上のＩＰ（Voice Over IP）
ＶＯＰＳ 音声最適化形電力節約（Voice Optimized Power Save）
ＷＡＮ ワイドエリアネットワーク（Wide Area Network）
ＷＳＳ 無線ソフトスイッチ（Wireless Soft Switch）
実施形態において、無線ＬＡＮとセルラ通信システムとの間のハンドオフが与えられる。
実施形態において、システムは、Ｉ．Ｅ．Ｅ．Ｅ．８０２．１１上の音声を含むノマディックセルラサービス（nomadic cellular service）を提供するために設計されている。８０２．１１のネットワークは、音声品質が許容可能である可能性が高い限り使用される。音声品質は測定され、許容可能レベルであるように維持される。実施形態において、音声品質が許容可能レベルよりも低く劣化すると、設計は、８０２．１１と、例えば、ＣＤＭＡ １ｘＲＴＴとの間のシームレスな呼のハンドオフを可能にする。
システムはユーザの体験を統合し、ユーザが、セルラサービスを支援するのに使用される、基礎となる移送にほとんど気付かないようにする。付加価値の１つは、ユーザがＷＡＮからＬＡＮへ移動するときに、ユーザが使用するユーザインターフェース（user interface, UI）が変わらないままであることを保証することである。
支援される重要なセルラの特徴は、次に示すものを含むが、これらに制限されるわけではない。
拡張可変レートコーデック（ＥＶＲＣ）を使用する音声サービス（ＭＯおよびＭＴ）
ＳＭＳ（ＭＯおよびＭＴ）
セルラの（ＣＤＭＡのような）補助サービス
２つのエアインターフェース間のアイドルのハンドオフ
８０２．１１およびＣＤＭＡ １ｘＲＴＴからのシームレスな呼のハンドオフ
例えば、オビワンセルラサーバ(ＯＣＳ)は、特別な種類のＢＳＣであり、標準相互運用性仕様（ＩＯＳ）４．２ Ａ１およびＡ２インターフェイスを支援する。ＯＣＳサーバは、オペレータのネットワーク内に配備され、無線ユニットのクライアントを支援し、セルラサービスを提供する。
無線ユニットは、加入者局、加入者ユニット、移動局、モバイル、遠隔局、遠隔端末、アクセス端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、またはユーザ装置とも呼ばれ得る。加入者局は、セルラ電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル(Session Initiation Protocol, SIP)電話、無線ローカルループ(wireless local loop, WLL)局、パーソナルディジタルアシスタント(personal digital assistant, PDA)、無線接続能力をもつハンドヘルドデバイス、または無線モデムに接続された他の処理デバイスでもあり得る。
アーキテクチャ
実施形態にしたがう一般的なシステムアーキテクチャが、図１に示されている。図１は、ＣＤＭＡ−ＷＬＡＮのインターワーキングアーキテクチャの全体図を提示しており、これは、ＣＤＭＡシステムの加入者のための公衆ＷＬＡＮアクセスサービスの供給を可能にする。これらの可能化機能は、ＣＤＭＡ加入の再生、システムの選択、単一認証機構、呼ルート設定およびサービスアクセス、並びにエンドユーザの課金を含む。インターワーキング機能は、ＷＬＡＮアクセスシステムに対して特別な要件を何も設定することなく達成されるが、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準に基づく一般的なＷＬＡＮアクセスネットワークにおいて使用可能な既存の機能に依存し、標準のＷＬＡＮシステムとＣＤＭＡネットワークとの間のゲートウェイとしての役割を果たすＯＣＳを取り入れる。
ＯＣＳは、ＳＩＰとＩＯＳプロトコルとの間で変換する責務を負う。これは、無線ユニットのためのＳＩＰサーバとして、およびＭＳＣのためのＣＤＭＡのＢＳＣとして機能する。ＳＩＰレジスタは、ＳＩＰ／ＷＬＡＮ領域内のユーザを登録するのに使用される。ＳＩＰレジスタは、ＳＩＰ／ＷＬＡＮ領域内の各ユーザのために、ＩＭＳＩ／ＥＳＮとＩＰアドレスとの間の変換を維持する。
媒体ゲートウェイ(ＭＧＷ)およびシグナリングゲートウェイ(ＳＧＷ)は、ＯＣＳによって制御され、シグナリングためにＡ１／ＳＳ７／Ｔ１／Ｅ１を使用し、音声転送のためにＡ２／Ｔ１／Ｅ１によって、ＭＳＣと通信するのに使用される。シグナリングゲートウェイは、ＳＩＧＴＲＡＮ（ＩＰ）とＳＳ７との間で変換し、媒体ゲートウェイはボコーダを含み、ＥＶＲＣ／ＲＴＰとＰＣＭ／Ｔ１／Ｅ１との間で変換する。
ネットワークは、ＭＳＣ(ソフトスイッチ)を含み、ＳＩＰ／ＷＬＡＮモードで無線端末にサービスを提供する。このＭＳＣは、ＯＣＳ／ＭＧＷへの標準のＩＯＳ Ａ１およびＡ２インターフェースを支援する。このＭＳＣは、ＣＤＭＡ無線ネットワークへハンドオフするためのＩＳ−４１ネットワークにも接続されている。
図２は、実施形態にしたがうシグナリング経路200およびプロトコルスタック201を示している。図２は、（ＳＧＷ204をもつ）ＯＣＳ202が、ＩＯＳ／ＩＰ206とＩＯＳ／ＳＳ７プロトコル208との間で変換するやり方を示している。ＯＣＳ202は、ＳＩＰ／ＵＤＰ／ＩＰプロトコルで無線デバイス210と、ＩＯＳ／ＳＳ７プロトコルを使用してＭＳＣ（ＳＳ）212と通信する。無線デバイス210は、８０２．１１プロトコル214を使用して、ＷＬＡＮのＡＰ212に接続される。ＷＬＡＮのＡＰ212は、ＩＰネットワーク216に接続されている。ＩＰネットワーク216は、ＳＩＰ218を使用して、ＯＣＳ202に接続される。ＭＳＣ（ＳＳ）212は、ＣＤＭＡ222を使用して、ＣＤＭＡネットワーク220に接続される。ＣＤＭＡネットワーク220は、ＨＬＲ224およびＳＭＳＣ226に接続される。
シグナリング経路は、ＳＩＰ230、ＩＯＳ232、およびＣＤＭＡ234を示している。
示されているプロトコルスタックは、無線端末236、ＷＬＡＮのＡＰ238、ＯＣＳ240、ＳＧＷ242、ＭＳＣ244、およびＣＤＭＡネットワーク要素246を含む。
無線端末のプロトコルスタック236は、ＳＩＰ248、ＵＤＰ250、ＩＰ252、および８０２．１１ 254を含む。ＷＬＡＮのＡＰのプロトコルスタック238は、８０２．１１ 256および８０２．３ 258を含む。ＯＣＳのプロトコルスタック240は、ＳＩＰ260、ＵＤＰ262、ＩＰ264、８０２．３ 266、ＩＯＳ268、ＳＩＧＴＲＡＮ270、ＩＰ272、および８０２．３ 274を含む。ＳＧＷのプロトコルスタック242は、ＳＩＧＴＲＡＮ276、ＩＰ278、８０２．３ 280、ＳＳ７ 282、およびＴ１／Ｅ１ 284を含む。ＭＳＣのプロトコルスタック244は、ＩＯＳ286、ＳＳ７ 288、Ｔ１／Ｅ１ 290、ＣＤＭＡ292、ＳＳ７ 294、Ｔ１／Ｅ１ 296を含む。ＣＤＭＡネットワーク要素のプロトコルスタック246は、ＣＤＭＡ297、ＳＳ７ 298、およびＴ１／Ｅ１ 299を含む。
図３は、実施形態にしたがう音声経路300およびプロトコルスタック301を示している。
図３は、ＭＧＷ304が、ＥＶＲＣとＰＣＭプロトコルとの間で変換するのに使用されるやり方を示している。無線端末は、ＥＶＲＳ／ＲＴＰ／ＵＤＰ/ＩＰプロトコルを使用して、ＭＧＷ304と音声パケットを交換し、一方でＭＧＷ304は、ＰＣＭ／Ｅ１／Ｔ１プロトコルを使用して、ＭＳＣ306(またはＰＳＴＮ308)と音声フレームを交換する。
シグナリング経路300は、無線端末310が、８０２．１１ 314を使用して、ＷＬＡＮのＡＰ312に接続されるのを示している。ＷＬＡＮのＡＰ312は、ＩＰネットワーク316に接続される。ＩＰネットワーク316は、ＶｏＩＰ318を使用して、Ｓ／ＭＧＷ304に接続される。Ｓ／ＭＧＷ304は、ＰＣＭ／Ｔ１（Ａ２）320を使用して、ＭＳＣ（ＳＳ）306に接続される。
シグナリング経路300は、ＶｏＩＰ322およびＰＣＭ／Ｔ１324を示している。
示されているプロトコルスタック301は、無線端末324、ＷＬＡＮのＡＰ326、ＭＧＷ328、ＭＳＣ330、およびＰＳＴＮ332を含む。
無線端末のプロトコルスタック324は、ＥＶＲＣ334、ＲＴＰ336、ＵＤＰ338、ＩＰ340、および８０２．１１ 342を含む。ＷＬＡＮのＡＰのプロトコルスタック326は、８０２．１１ 344および８０２．３ 346を含む。ＭＧＷのプロトコルスタック328は、ＥＶＥＲＣ348、ＲＴＰ350、ＵＤＰ360、ＩＰ362、８０２．３ 364、ＰＣＭ366、およびＴ１／Ｅ１ 368を含む。ＭＳＣのプロトコルスタック330は、ＰＣＭ370およびＴ１／Ｅ１ 372を含む。ＰＳＴＮのプロトコルスタックは、ＰＣＭ374およびＥＴ１／Ｅ１ 376を含む。
加入管理
主として、セルラ加入は、サービスを管理するのに使用されるであろう。これは、セルラのＥＳＮおよびＩＭＳＩが、ＡＫＥＹと共に使用されることを示唆する。
オビワン対応端末は、ＷＬＡＮ環境において動作しているとき、呼処理シグナリングにＳＩＰを使用するであろう。これは、ＳＩＰシグナリングインフラストラクチャを使用して、セルラ加入を通すであろう。
ＯＣＳは、インターネットアドレス(ＴＣＰ／ＩＰアドレスおよびポート、またはＵＤＰ/ＩＰアドレスおよびポート)とセルラ加入との間のマッピングを、永久冗長記憶装置（persistent redundant storage）に記憶するであろう。
ハンドオフ管理
ハンドオフは、アクティブモードおよびアイドルモードの両者のために定義されている。問題は、８０２．１１のＡＰが配備され、クライアントがこれらの８０２．１１ネットワークにおいて使用されるときに性能を維持する種々のやり方の全てのために設計することである。
４つのタイプのハンドオフは、次のものを含む。
ＷＬＡＮネットワーク内でのＡＰ間のハンドオフ（通話またはアイドルモード）
ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフ（通話またはアイドルモード）
ＣＤＭＡからＷＬＡＮへのハンドオフ（アイドルモードのみ）
ＣＤＭＡネットワーク内でのＢＳ間のハンドオフ（通話またはアイドルモード）
ハンドオフの４つのタイプの全ては、アイドルモードにおいて支援され、ＣＤＭＡからＷＬＡＮへのハンドオフを除く全てのタイプのハンドオフは、通話モードにおいて支援されている。
ＡＰ間のハンドオフ
ＡＰ間のハンドオフは、無線端末が、１つのＡＰの受信可能領域から、別のＡＰの受信可能領域へ移動するときに行われる。ＡＰ間のハンドオフに含まれる３つの段階を示す。
ハンドオフトリガ：これは、無線端末とＯＣＳとの間のリンクの品質が不適切であるときに行われるであろう。トリガが、必ずしもハンドオフをもたらすとは限らず、ハンドオフの結果は、サーチ段階に依存することに注意すべきである。さらに加えて、トリガは、ＡＰ間のハンドオフの代わりに、ＣＤＭＡネットワークへのハンドオフをもたらすこともある。
サーチ:無線端末は、新しいＡＰをサーチし、最強の信号強度をもつＡＰを選択するであろう。このＡＰが、現在のＡＰよりも、ヒステリシスレベルを越える分、良好であれば、ハンドオフが開始されるであろう。(これは、ピンポン作用を妨げる)。サーチ段階の一部は、（ＯＣＳのデータベースと共同で）候補のＡＰのリストを構成することによって、ハンドオフのトリガ前に行われ得る。
完了:無線端末は、新しいＡＰとの接続を設定する。これは、８０２．１１の認証、８０２．１１の関係付け、およびより高いレイヤの機能を含む。
実施形態にしたがうＡＰ間のハンドオフに含まれる動作のフローチャートは、図４に示されている。ステップ402において、新しいＡＰを加える。候補ＡＰのリストは、ＯＣＳおよびＡＰから得られる。ステップ404において、無線端末は、通話モードである。走査は、候補ＡＰのリストを更新するために行われる。８０２．１１およびＣＤＭＡのリンク品質が監視される。ステップ406において、ＣＤＭＡハンドオフトリガで、ＣＤＭＡの信号が第１の閾値より高く、ＣＤＭＡのハンドオフが許可されるかどうか判断するために、試験が行われる。試験に不合格すると、制御の流れはステップ408に進む。試験に合格すると、制御の流れはステップ410に進む。
ステップ408において、最良の段１のＡＰが第２の閾値よりも良好であり、ＡＰ間のハンドオフが許可され、ＡＰ間の試行数は第３の閾値よりも低いかどうか判断する試験が行われる。試験に合格すると、制御の流れはステップ412に進み、そうでないときは、制御の流れはステップ414に進む。
ステップ412において、最良の段１のＡＰへのハンドオフが試みられる。ハンドオフが成功すると、制御の流れはステップ402に進む。ハンドオフが失敗すると、ステップ416において、ＡＰはリストから取り除かれ、制御の流れはステップ408に進む。
ステップ414において、ＣＤＭＡの信号が第４の閾値より高く、ＣＤＭＡのハンドオフが許可されるかどうか判断する試験が行われる。試験に合格すると、制御の流れはステップ410に進む。試験に不合格すると、制御の流れはステップ418に進む。
ステップ410において、ＣＤＭＡへのハンドオフが試みられる。ハンドオフが成功すると、ステップ420において、無線端末はＣＤＭＡモードで動作する。ハンドオフが失敗すると、ステップ422において、ＣＤＭＡのハンドオフは、ローカルデータベースにおいて許可されないように設定され、制御の流れはステップ408に進む。
ステップ418において、最良の段２のＡＰが第５の閾値よりも良好であり、ＡＰ間のハンドオフが許可され、ＡＰ間の試行数が第６の閾値よりも低いかどうかを判断する試験が行われる。試験に合格すると、制御の流れはステップ424に進み、そうでないときは、制御の流れはステップ426に進む。
ステップ426において、ＣＤＭＡおよび８０２．１１のリンクの完全な走査が行われる。ＣＤＭＡのハンドオフは、許可されるように設定され、ＡＰ間の試行数は０に設定される。制御の流れはステップ408に進む。
ステップ424において、最良の段２のＡＰへのハンドオフが試みられる。ハンドオフが成功すると、制御の流れはステップ402に進む。ハンドオフが失敗すると、制御の流れはステップ428に進む。ステップ428において、ＡＰは、リストから取り除かれ、制御の流れはステップ408に進む。
ＡＰ間のハンドオフは、(セルラのハンドオーバにおいて一般に使用されているモバイル支援のハンドオフとは対照的に)８０２．１１のシステムにおけるようにモバイル制御される。
ハンドオフにおけるステップは、ハンドオフトリガの生成であり、これは、現在のリンクの品質が不適切であることを本質的に表している。ハンドオフトリガに基づいて、ＣＤＭＡネットワークまたは別のＡＰへのハンドオフが実行される。ハンドオフの実行自体は、無線端末において維持されている候補ＡＰのリストに依存する。ハンドオフの最終ステップは、ハンドオフの実行であり、これは、新しい音声経路の設定と、古い音声経路の終了とを含む。
ハンドオフオフトリガ
ハンドオフトリガの生成は、無線端末がアイドルモードであるか、通話モードであるかに依存して、異なる機構によって規制される。
通話モードにおけるハンドオフトリガ
ＷＬＡＮの通話モードにおいて、２つのタイプのハンドオフトリガ、すなわち、ＡＰ間のハンドオフトリガ、およびＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフトリガが生成され得る。
現在のＡＰのリンク品質が劣化し、異なるＡＰに移ることが性能を改善すると考える理由があるとき、ＡＰ間のハンドオフトリガが生成される。通信リンクは、無線端末−ＡＰリンクと、ＡＰ−ＯＣＳリンクとを含む。無線端末−ＡＰリンクが劣化する場合に、異なるＡＰに移ると、より良いリンクをもたらし得る。しかしながら、ＡＰ−ＯＣＳリンクは、ネットワーク上の全てのＡＰ間で共有される可能性が高く、ＡＰ−ＯＣＳリンクの劣化は、ＣＤＭＡネットワークへのハンドオフのみによって、回復されることができる。ＡＰ-ＯＣＳリンクが劣化すると、ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフトリガが生成され、一方でＡＰ−無線端末リンクが劣化すると、ＡＰ間のハンドオフトリガが生成される。
ＡＰ間のハンドオフトリガ
とくに、次に示す条件の何れかが満たされると、ＡＰ間のハンドオフトリガが生成される
アップストリーム伝送において、最大再試行回数に達する。
データレートが最低許容値(１Ｍｂｐｓ)に達する。データレートのシフトは、次の一定の手順にしたがう。フレームが３回再送されると、下方へのレートシフトが行われ、最後の２つの再送を送るのに、送付要求／送付クリア（ＲＴＳ／ＣＴＳ）が使用される。クライアントがデフォルトレートよりも低いレートでの伝送は、伝送が成功すると、短い時間間隔の後で、データレートを次のより高いレートに再び増加するであろう。
(現在のＡＰから発信している)ダウンストリーム上のトラヒックは、閾値よりも高く、次の条件の何れかが満たされる。
ダウンストリームのボコーダの緩衝器は、Ｈａｎｄｏｆｆ Ｅｍｐｔｙ Ｂｕｆｆｅｒ Ｔｈｅｓｈｏｌｄ（ハンドオフ空緩衝閾値）よりも高いものに対しては空である。
アップストリーム緩衝器は、Ｈａｎｄｏｆｆ Ｂｕｆｆｅｒ Ｔｈｅｓｈｏｌｄ（ハンドオフ緩衝閾値）よりも高いパケットを含む。全アップストリーム緩衝器は、他の関係者がパケットの受信に成功していないことを示す。
ここの(場合３における)目的は、トラヒック品質の劣化を、ＡＰにおける待ち行列によるものと、インターネットのバックボーンによるものとで区別することである。トラヒックが他のパケットによって占められている一方で、音声パケットが不規則に受信される（場合ａ）か、または不規則に送信される(場合ｃ)とき、可能性の高い原因は、現在のＡＰにおける重いトラヒックである。この状況は、異なるＡＰに移ることによって修正されることができる。
ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフトリガ
ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフトリガは、次の場合に行われる。
３ａまたは３ｂが満たされ、一方で、ダウンストリームのトラヒックが、閾値よりも低いとき(不規則なダウンストリームのトラヒックが、インターネットのバックボーンにおいて遅延によって生じている場合)。
無線端末とＯＣＳとの間のＲＴＴが、３つの連続する測定において、ある特定の値を超えているとき。ＲＴＴは、無線端末とＯＣＳとの間で定期的に交換される特別のＲＴＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ（ＲＴＴ要求）パケットおよびＲＴＴ Ａｃｋ（ＲＴＴ Ａｃｋ）パケットによって測定される。
図４に示されているように、ＡＰ間のハンドオフが失敗するときも(ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフトリガが生成されないときでも)、ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフを行うことができる。
アイドルモードにおけるハンドオフトリガ
次の３つの条件のうちの何れかが満たされているときは、ハンドオフプレトリガが生成される。
活動状態保持（Keep Alive）のための最大再試行回数:活動状態保持パケットの伝送が、ある一定数よりも多くの再送を必要とするか、またはある一定量の時間よりも長くかかるとき。
活動状態保持の遅延:活動状態保持パケットへの応答が、ある一定の遅延期間(例えば、３００ｍｓ)内に受信されないとき。
信号強度:受信ビーコンまたは活動状態保持応答の信号強度が、ある特定の閾値よりも低くなるとき。
ハンドオフのプレトリガが生成されると、無線端末は、８０２．１１の電力節約モードを終了し、標準動作モードで、活動状態保持パケットを送ることを試みる。活動状態保持応答が遅れるか、または低い信号強度をもつとき、無線端末は、ハンドオフトリガを生成する。
候補ＡＰのリストの維持
ハンドオフトリガが生成されると、ハンドオフ実行機能が呼び出される。この機能は、引き数として、候補ＡＰのリストを要求する。現在の８０２．１１の解決策では、ハンドオフトリガが生成された後で、走査が行われ、走査結果は、候補ＡＰのリストを構成するのに使用される。しかしながら、通話モードのオビワンでは、ハンドオフトリガ後に走査すると、遅延および音声品質の劣化をもたらし得る。このセクションでは、ハンドオフトリガが生成される前に、ハンドオフ候補ＡＰに関する情報を集めることによって、通話モードの無線端末の走査機能を最適化するいくつかの技術を記載する。
ハンドオフトリガ前に集められた情報に関係なく、無線端末は目標のＡＰに、無線端末が目標のＡＰに実際に関係付けられる前に、プローブを必ず送ることに注意すべきである。走査を最適化する目的は、リスト上の真に第１のＡＰへのプローブ応答が、高い確率で成功するように、無線端末において候補リストを維持することである。
候補ＡＰのリスト
ＷＬＡＮの通話モードまたはＷＬＡＮのアイドルモードの無線端末は、ハンドオフを支援するために、候補ＡＰのリストを維持している。実施形態において、このリストは、各候補ＡＰ Ｙのために、次に示すエントリを含む。
ＡＰ ＹのＭＡＣアドレス
ＡＰ ＹのＳＳＩＤ（ネットワーク識別）
ＡＰ Ｙからの最後に報告された信号強度
ＩＰ間のハンドオフに関係するメトリクス
ＩＰ間のハンドオフの信頼度（段１ないし４）
ＡＰ Ｙへの成功の通話モードのハンドオフ数
ＡＰ Ｙへの不成功の通話モードのハンドオフ数
ＡＰ Ｙへの成功の（しかし、緩慢な）アイドルモードのハンドオフ数
ＡＰ Ｙへの成功の（かつ、高速な）アイドルモードのハンドオフ数
ＡＰ Ｙへの不成功のモード間のハンドオフの数
呼品質の履歴(スケール０ないし７)
ＩＰ領域
セキュリティ設定(次の値の何れかをとることができる)
開放(セキュリティが保護されていない)
要求されるＷＥＰ（ＯＣＳにおけるキー）
要求されるＷＥＰ（端末におけるキーであるが、ＯＣＳでは使用可能ではない）
要求されるＥＡＰ(ＯＣＳにおけるキー)
要求されるＥＡＰ(無線端末におけるキーであるが、ＯＣＳにおけるキーではない)
ハンドオフの信頼度およびセキュリティ
信頼度のメトリクスは、(セキュリティ設定にしたがって)次のように解釈される。
レベル１:信頼できない。オビワンサービスは使用可能ではない。ＡＰとの関係付けは試みられない。
レベル２:僅かに有効。通話モードのＡＰ間のモードはハンドオフされない。ＣＤＭＡが使用可能でないときのみ、アイドルモードのＡＰ間でハンドオフ。
レベル３:適度に信頼できる。ＣＤＭＡが使用可能でないときのみ、通話モードのＡＰ間でハンドオフ。ＣＤＭＡの信号レベルに関係なく、アイドルモードのＡＰ間でハンドオフ。
レベル４:非常に信頼できる。ＣＤＭＡの信号が使用可能であるときでも、通話およびアイドルモードのＡＰ間でハンドオフ。
候補リストの順番は、ハンドオフの段と、報告された信号強度とに基づく。先ず、信号強度にしたがってレベル４の候補、次に、信号強度にしたがってレベル３のハンドオフ候補、等を分類する。
いくつかの配備では、ＯＣＳのデータベースは、無線端末が候補ＡＰへのハンドオフを可能にするセキュリティキーをもたないことがある。ＡＰが、ＯＣＳまたは無線端末の何れかにおいて使用可能でないセキュリティキーを要求するとき、無線端末は、ＡＰのハンドオフ信頼度をレベル２に移す。
ＯＣＳのデータベースの保守
ＯＣＳのデータベースは、候補ＡＰのリストを初期設定する。ＯＣＳのデータベースは、各ＡＰのために、次の形式のエントリを含む。そのエントリは、既知の近隣ＡＰのアドレスのリストと、それらの特性のいくつか、例えば、最後に報告された信号強度、呼品質の履歴、およびセキュリティ設定を含む。
Figure 0004504379
ＡＰ間のハンドオフの列におけるエントリを次に記載する。
ＡＰ間のハンドオフの信頼度（段１ないし４）
ＡＰ Ｙへの成功の通話モードのハンドオフ数（Ｓ）
ＡＰ Ｙへの不成功の通話モードのハンドオフ数（Ｆ）
ＡＰ Ｙへの成功の（しかし、緩慢な）アイドルモードのハンドオフ数（Ｓ）
ＡＰ Ｙへの成功の（かつ、迅速な）アイドルモードのハンドオフ数（Ｑ）
ＡＰ Ｙへの不成功のモード間のハンドオフ数（Ｆ）
ＯＣＳのデータベースにおけるＡＰ間のハンドオフの信頼度は、（セキュリティ設定のために）無線端末の候補リストにおける信頼度と異なり得る。
自己ＩＤに対応する行のエントリは、次のように構成される。異なるタイプのハンドオフ数が、単に、より低い行の和である一方で、段は、レコード内の全ＡＰの最低の段である。
ＡＰ Ｘの近隣ＡＰのリストのエントリは、無線端末がＷＬＡＮの通話またはＷＬＡＮのアイドルモードであるときに行われる測定値に基づいて更新され、ＡＰ Ｘと関係付けられる。無線端末が、次のイベントの１つをＯＣＳに通信するたびに、ＯＣＳのデータベースが更新される。接続が切断された場合に、この通信は、そのイベントの発生後、数分または数時間も行われ得ることに注意すべきである。
次のＯＣＳのデータベースのイベントは、ハンドオフを支援するために行われる。これらのイベントは、本明細書の他の場所に定義されているイベントに追加される。
レコードの生成:無線端末は、ＡＰと関係付けられるたびに、ＯＣＳと通信する。
ＡＰ Ｘに対応するエントリがないときは、ＯＣＳのデータベースは新しいエントリを生成する。このエントリは、次のように初期設定される。
ＣＤＭＡ Ｈａｎｄｏｆｆ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ＝３（ＣＤＭＡのハンドオフの信頼度＝３）
Ｉｎｔｅｒ−ＡＰ Ｈａｎｄｏｆｆ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ＝３（ＡＰ間のハンドオフの信頼度＝３）
Ｏｖｅｒａｌｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ＝４（全体的なサービス品質＝４）
ＯＣＳのデータベース内にレコードがあるとき、それが候補ＡＰのリストを形成するのに使用される場合は、ＯＣＳは無線端末へエントリを送る。
新しい近隣ＡＰをレコードに追加:無線端末は、ＯＣＳによって与えられたリスト上にないＡＰを(走査中に)検出するたびに、ＡＰ Ｘのエントリ内に新しい行を加えるようにＯＣＳに要求する。呼品質およびＩＰ領域の行のエントリは、ＯＣＳのデータベース内のＡＰ Ｙのレコードを調べることにより埋められ、ＡＰ ＹがＯＣＳのデータベース上にないときは、これらは、デフォルト値Ｃａｌｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｉｔ（呼品質開始）および０．０．０にそれぞれ設定される。ＳＳＩＤおよびチャネル(channel, Ch)のエントリは、ＡＰ Ｙによって送られたプローブ応答を使用して埋められる。新しいＡＰのセキュリティ設定は、そのＳＳＩＤにしたがって設定される。ハンドオフの信頼度のエントリは、新しいＡＰのＳＳＩＤに依存して初期設定される。
新しいＡＰが、ＡＰ Ｘと同じＳＳＩＤをもっているときは、そのハンドオフ信頼度は、４に設定される。
この新しいＡＰが、異なるＳＳＩＤをもっているときは、そのハンドオフ信頼度は、３に設定される。
ＡＰ Ｙへの成功の通話モードのハンドオフ:ＡＰ Ｙに対応する行のハンドオフ履歴エントリを修正する。ハンドオフの信頼度を１、増加する。
ＡＰ Ｙへの成功のアイドルモードのハンドオフ:ＡＰ Ｙに対応する行のハンドオフ履歴エントリを修正する。成功のアイドルモードのハンドオフには、２つのタイプ、すなわち、迅速および緩慢がある。
迅速(Quick):迅速なアイドルモードのハンドオフ数が、２で割り切れる数と交わるときは、ハンドオフの信頼度を１、増加する。
緩慢(Slow):緩慢なアイドルモードのハンドオフ数が、５で割り切れる数と交わるときは、ハンドオフの信頼度を１、ただし、３を越えないように増加する。
ＡＰ Ｙへの不成功の通話モードのハンドオフ:ＡＰ Ｙに対応する行へのハンドオフ履歴エントリを修正する。不成功の通話モードのハンドオフ数が、２で割り切れる数と交わるときは、ハンドオフの信頼度を１、低減する。
ＡＰ Ｙへの不成功のアイドルモードのハンドオフ:ＡＰ Ｙに対応する行へのハンドオフ履歴エントリを修正する。不成功のアイドルモードのハンドオフ数が、４で割り切れる数と交わるときは、ハンドオフの信頼度を１、低減する。
ＣＤＭＡネットワークへの成功のハンドオフ:ＣＤＭＡのハンドオフ履歴を修正し、ＣＤＭＡのハンドオフの信頼度を１、インクリメントする。
ＣＤＭＡネットワークへの不成功のハンドオフ:ＣＤＭＡのハンドオフ履歴を修正し、ＣＤＭＡのハンドオフの信頼度を１、低減する。
８０２．１１の走査の基本
８０２．１１標準は、ハンドオフのための候補ＡＰのサーチを行う走査の機構を定めている。走査される各チャネルにおいて、無線端末は、次の動作を行う。
(１ｍｓの遅延を仮定して)トランシーバを希望周波数に移動する。
バックオフウィンドウをプローブ遅延期間（通常は、１００μｓ）に、ＮＡＶベクトルを０に設定する。正規のＤＣＦ動作を開始する。
チャネルがプローブ遅延の間、空いていないときは、現在の伝送にしたがってＮＡＶを設定する。
プローブパケット(パケット期間は２５０μｓ)を伝送する。
（約１ｍｓの遅延が観測される）プローブパケットに対する応答を待つ。
プローブパケットには、２つのタイプ、すなわち、同報通信またはユニキャストがある。同報通信プローブは、宛先アドレス、ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆをもち、何れかのＡＰが、それに応答し得る。ユニキャストプローブは、特定の宛先アドレスをもち、プローブパケットの宛先アドレスをもつＡＰのみが、ユニキャストプローブに応答する。
連続的に更新される候補ＡＰのリスト
実施形態にしたがって、高速のハンドオフを与えるために、通話モードの間、連続的なアクティブな走査が支援される。連続的な更新が使用されるときは、走査間隔秒(例えば、１秒)ごとに、通話モードの無線端末は、１本のチャネルを走査する。可能であれば、走査の動作は、(無線端末が別のチャネルを走査している間に、ダウンストリームパケットが失われるのを防ぐために)パケットがダウンストリーム上で受信された直後に始まる。走査結果は、現在のＡＰへのリンクが劣化する場合に使用されるハンドオフ候補リストを構築するために使用される。
実施形態では、チャネル走査およびハンドオフ候補のリストの更新は、これらの規則にしたがう。
ハンドオフ候補のリストは、各候補のエントリに基づいて分類される。したがって、ハンドオフ候補のリストは、例えば、呼品質履歴に部分的に基づいて分類され得る。
１つ置きのプローブが、ハンドオフ候補リストの最上位のＡＰのチャネル上で送られる。
他のプローブは、ハンドオフ候補リストに含まれている全チャネルを循環する。
Ｓｃａｎ Ｏｔｈｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ（他チャネルの走査）秒置きに、無線端末は（規則２にしたがって）、ハンドオフ候補リストに含まれていないチャネルを走査する。
各プローブ応答は、ハンドオフ候補リスト(とくに、最後に観測された信号強度のフィールド)を更新するのに使用される。
新しいＡＰが走査中に検出されると、ＯＣＳのデータベースが知らされる。
実験結果において、チャネル走査(プローブおよび応答動作)が、約２ｍｓを必要とすることが分かった。チャネルをスイッチするのにかかる時間が１ｍｓであると仮定すると、通話モードの無線端末はチャネルを走査し、約４ｍｓで元のチャネルへ戻ることができる。この時間は、ＭＡＣのハードウェアが走査モードにスイッチするのにかかる時間を含まない。８０２．１１のチップセットにおける長所の１つは、それが迅速な走査を可能にすることである。
アイドルモードにおける走査手続きは異なる。Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ Ｓｃａｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ（アイドルモード走査間隔）秒ごとに、無線端末は全チャネルの走査を行う。この走査は、ＯＣＳのデータベースを更新するのに使用されるが、候補ＡＰのリストは、アイドルモードにおいて使用されない。その代わりに、全チャネルの走査は、ハンドオフの前に行われる。
ハンドオフの実行
通話モードのハンドオフ実行:候補ＡＰのリストは、各候補のエントリに基づいて分類される。リストの最上位のＡＰの信号強度が十分であるとき、リストの最上位のＡＰへのハンドオフが試みられる。ハンドオフが失敗すると、無線端末は、候補リスト上の次のＡＰとリンクすることを試みて、タイマが切れるまでか、または最大数のハンドオフの試みが行われるまで、この処理を継続する。詳細については、図４を参照。
アイドルモードのハンドオフの実行:無線端末は、８０２．１１の電力節約モードを実行し、動作規制領域にとって有効な全チャネルを走査し、候補ＡＰのリストを構築し、０において与えられている規則にしたがってリストを分類する。ハンドオフが失敗すると、無線端末は、候補リスト上の次のＡＰとリンクすることを試みて、タイマが切れるまでか、または最大数のハンドオフ試行が行われるまで、この処理を継続する。無線端末は、全てのハンドオフが完了すると、活動状態保持（keep alive）を送る。この活動状態保持は、ハンドオフの完了にかかった時間を含み、ＯＣＳによってそのデータベースをリフレッシュするために使用される。ハンドオフが完了した(ＯＣＳとのメッセージの交換が成功した)後に、無線端末は、８０２．１１の電力節約モードに再びスイッチする。ハンドオフのための厳格な機構は、ＷＬＡＮの配備において実施されているセキュリティのレベルに依存する。
セキュリティを備えていないハンドオフ
先ず、セキュリティが設定されていない、またはＷＥＰセキュリティの設定のみが使用されている、最も単純な場合を検討する。これらの単純な場合において、ハンドオフの処理は、次のステップを含む。
認証要求を送り、認証応答を得る。これは、ＷＥＰキーが、もし割り当てられているならば、使用される段階である。無線端末は、ＯＣＳのデータベースまたは無線端末におけるローカルデータベースからＷＥＰキーを得る。
関係付け（association）要求を送り、関係付け応答を得る。
ＡＰ間のプロトコルを使用して、そのリストから無線端末を取り除くことを、古いＡＰに知らせる。
ＳＮＡＰを使用して、無線端末のパケットを新しいＡＰに送ることを、ＡＰサブネットにおけるスイッチに知らせる。
セキュリティを備えたハンドオフ
セキュリティは、８０２のネットワーク上で拡張認証プロトコル（extended authentication protocol, EAP）を特定する８０２．１ｘの標準を使用して実施される。
音声モードにおける８０２．１１から１ｘへのハンドオフ
アクティブ状態のハンドオフは、８０２．１１の動作モードから、本来の１ｘＲＴＴモードへのハンドオフを特徴としている。
ＡＰ間のハンドオフか、ＣＤＭＡのハンドオフかの決定
現在のＡＰが、低い信号強度をもつとき、ＣＤＭＡのネットワークへハンドオフするか、またはＷＬＡＮへハンドオフするかを決定することが必要である。実施形態にしたがって、例えば、(１つのみのＡＰをもつ)ホームＷＬＡＮでは、別のＡＰへのハンドオフを試みることは、追加の遅延をもたらすことになり、ＷＬＡＮのリンクが劣化すると直ぐに、ＣＤＭＡネットワークへのハンドオフが試みられる。他方で、企業の配備では、多数のＡＰがあることが多く、ＣＤＭＡのネットワークへのハンドオフが試みられる前に、別のＡＰへのハンドオフが試みられるべきである。
呼中(または、呼が始まる前)に行われた走査が、他のＡＰが使用可能でないことを示す場合は、ＷＬＡＮか、ＣＤＭＡかの決定は明らかであり、ＣＤＭＡへのハンドオフであるに違いない。しかしながら、他のＡＰが存在するときは、ＷＬＡＮへのハンドオフか、またはＣＤＭＡへのハンドオフかを決定する必要がある。この決定が重要である理由を次に示す。
ＷＬＡＮへのハンドオフは、空のスペクトルの使用を最大化する。
新しいＩＰアドレスを得る必要があるとき、またはＷＬＡＮの配備が過度の遅延をもたらすとき、ＷＬＡＮへのハンドオフは、過剰な遅延を引き起こす。
ＯＣＳのデータベースは、無線端末が、ＷＬＡＮへハンドオフすべきか、またはＣＤＭＡへハンドオフすべきかを決定するのを助ける。この決定処理の詳細は、図４のフローチャートに与えられている。通話モードのＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフは、ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフのトリガがあるとき、または閾値よりも高い信号強度をもつ信頼度レベル４のＡＰがないときに試みられる。
ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフの原則
ハンドオフの前に、ユーザ端末は、シグナリングプレーンにおいて８０２．１１のプロトコルスタックのＩＰのＳＩＰを、トラヒックプレーンにおいてＶｏＩＰのスタックを採用する。ハンドオフ手続きの完了後に、ユーザ端末は、シグナリングプレーンにおいて本来のＩＳ−２０００の１ｘＲＴＴシグナリングプロトコルスタックを、トラヒックプレーンにおいて本来のＩＳ−２０００の１ｘＲＴＴの音声処理を採用する。
目標のＣＤＭＡのＢＴＳ、目標のＣＤＭＡのＢＳＣ、および目標のＩＳ−４１のＭＳＣは、標準の構成要素である。ハンドオフ手続き全体におけるＯＣＳとＩＳ−４１のＭＳＣとの対話は、ＩＳ−４１およびＩＯＳの仕様にしたがう。展開は、ＯＣＳおよびユーザ端末のみにおいて許可され、要求される。
８０２．１１の動作モードにおける音声呼中に、無線端末は、両者のネットワーク(８０２．１１およびＣＤＭＡ)を監視すべきである。８０２．１１の受信電力が、ある特定の閾値よりも低くなると、無線端末は、両者のネットワークの受信電力をＯＣＳへ報告すべきである。次に、ＯＣＳは、ＣＤＭＡへのシステム間のハンドオフ手続きを起動し得る。したがって、このハンドオフ手続きは、モバイル支援形である。この手続きの一部として、ＯＣＳは、ハンドオーバコマンドを送るべきであり、これは、ＩＳ−４１のＭＳＣからユーザ端末へ受信される。次に、ユーザ端末は、８０２．１１の動作モードにおけるその動作を終了し、１ｘＲＴＴモードに同調し、そのＣＤＭＡのプロトコルスタックをアクティブモードへキックスタートし、目標の基地局と共に標準のＣＤＭＡのハンドオフ順序を行うべきである。
ハンドオフトリガ
ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフは、２つの場合、すなわち、ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフのトリガがあるとき、またはＡＰ間ハンドオフが失敗するときにおいて行われ、ＣＤＭＡネットワークへのハンドオフが要求されることになる(図４における詳細を参照)。
次の条件の何れかが満たされるとき、ＷＬＡＮからＣＤＭＡへのハンドオフのトリガが生成される。
ダウンリンク上で、Ｈａｎｄｏｆｆ Ｔｉｍｅｏｕｔ Ｔｈｒｅｓｈｈｏｌｄ（ハンドオフタイムアウト閾値）のパケットが受信されない。
ダウンストリーム上で失われたパケットの一部が、Ｈａｎｄｏｆｆ ＰａｃｋｅｔＬｏｓｓ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（ハンドオフパケット損失閾値）を超えている。
各動作モード(８０２．１１およびＣＤＭＡ)において、個別のＲＦチェーンおよびファームウェアが、ユーザ端末によって使用されるであろう。８０２．１１の呼中に、ユーザ端末は、別々のハードウェアを使用して、８０２．１１およびＣＤＭＡの両者のネットワークを定期的に監視するべきである。無線端末は、ＣＤＭＡシステムのパイロットチャネルを得ることを試みるべきである。第１のパイロットチャネルを得た後で、無線端末は、さらに、関係付けられた同期およびページングチャネルを得て、タイミング情報、ＳＩＤとＮＩＤとの対、近隣リストメッセージ、およびＣＤＭＡシステムのＢＡＳＥ ＩＤを得る。次に、無線端末は、スロットサイクル表示０をもつ、低減された特徴のＣＤＭＡアイドル状態に留まり、必要に応じて、近隣セルへアイドルモードのハンドオフを行うべきである。無線端末は、受信した４本の最強のパイロットチャネルと、関係付けられたＰＮオフセット、受信電力、およびＢＡＳＥ ＩＤのリストを維持すべきである。
ＯＣＳは、ハンドオフのための目標のＣＤＭＡのセル以外の離れた場所に存在し得る。その結果、本来のＣＤＭＡとは異なり、ＯＣＳは、ＰＮオフセットのみに基づいて、目標ＣＤＭＡセルの固有の識別を判断することができない。したがって、無線端末は、目標のセルのページングチャネルを得て、システムパラメータメッセージからＢＡＳＥ ＩＤを得るべきである。標準のＣＤＭＡ設計および実施を再使用するために、無線端末は、上述のアイドル状態の特色に留まるべきである。これは、バッテリ消費量をわずかに浪費するが、実施を相当に単純にし得る。
ユーザ端末は、８０２．１１モードの受信電力およびレートも監視すべきである。８０２．１１のネットワークの受信電力が、所定の閾値よりも低くなる場合に、ユーザ端末は、ＰＳＭＭのようなシグナリングメッセージをＯＣＳに送って、両者のネットワークの受信電力を報告すべきである。ＰＳＭＭのようなシグナリングメッセージは、ＣＤＭＡシステムのＳＩＤおよびＮＩＤ、報告されたセルのＢＡＳＥ ＩＤ、および受信電力を含むべきである。この測定報告に基づいて、ＯＣＳは、ＣＤＭＡへのシステム間のハンドオフ手続きを起動し得る。
ハンドオフの実行
ＯＣＳがＣＤＭＡへのシステム間のハンドオフ手続きを起動すると判断すると、図５に示された手続きが、システムによって実行される。
ステップ501において、無線端末は、８０２．１１のシステムの受信電力が所定の閾値よりも低くなったことを検出する。その結果、無線端末は、電力測定報告（power measurement report）シグナリングメッセージを、８０２．１１ネットワーク上でＯＣＳへ送る。このメッサージは、８０２．１１とＣＤＭＡの両者のネットワークの受信電力の測定値を含む。
ステップ502において、無線端末が、信号強度のネットワーク別の閾値を越えたという無線端末の報告に基づいて、ＯＣＳは、ＣＤＭＡのネットワークへのハードなハンドオフを薦める。ＯＣＳは、ＩＯＳのハンドオフが要求されたというメッセージ（IOS Handoff Required message）を目標のＩＳ−４１のＭＳＣに送って、使用可能な資源をもつ目標を見付ける。
ステップ503において、目標のＩＳ−４１のＭＳＣは、ハンドオーバ要求メッセージ（Handover Request message）を、目標のＩＯＳのＢＳＳに送って、これから行われるハンドオフのための資源を準備するように、ＢＳＳに要求する。
ステップ504において、目標のＢＳＳは、適切な資源が使用可能であると判断し、順方向のヌルのトラヒックデータを伝送し始める。
ステップ505において、目標のＢＳＳは、ハンドオフ要求確認応答メッセージ（Handoff Request Acknowledgement message）をＭＳＣへ送る。
ステップ506において、ＭＳＣは、ＯＣＳから目標のＢＳＳへスイッチする準備をし、ハンドオフコマンド（Handoff Command）をＯＣＳに送って、目標のＢＳＳからの情報を伝える。
ステップ507において、ＯＣＳは、ユニバーサルハンドオフ指示メッセージ（Universal Handoff Direction Message, UHDM）を無線端末へ送って、確認応答を要求し得る。これらのメッセージは、８０２．１１のネットワーク上で通される。
ステップ508において、無線端末は、確認応答をＯＣＳに送って、ユニバーサルハンドオフ指示メッセージの受信を確認する。
ステップ509において、ＯＣＳは、ハンドオフを開始したというメッセージ（Handoff Commenced message）をＭＳＣに送って、ＭＳが目標のＢＳＳに移ることを命令されたことを、それに知らせる。
ステップ510において、無線端末はＣＤＭＡモードに同調し、そのプロトコルスタックをアクティブな呼状態へキックスタートする。次に、無線端末は、その割り振られたトラヒックチャネルに同調し、逆方向のヌルのトラヒックデータを伝送し始める。無線端末におけるプロトコルスタックの初期設定は、別途さらに記載される。
ステップ511において、無線端末は、ハンドオフ完了メッセージ（Handoff Completion message）を目標のＢＳＳに送る。
ステップ512において、目標のＢＳＳは、ＢＳＳのＡｃｋ命令（BSS Ack Order）を、エアインターフェースによって、無線端末へ送る。
ステップ513において、目標のＢＳＳは、ハンドオフ完了メッセージ（Handoff Complete message）をＭＳＣに送って、無線端末がハードなハンドオフを完了するのに成功したことを、それに知らせる。
ステップ514において、ＭＳＣは、クリアコマンド（Clear Command）をＯＣＳに送る。
ステップ515において、ＯＣＳは、クリア完了メッセージ（Clear Complete message）をＭＳＣに送って、消去が達成されたことをＭＳＣに知らせる。
ハンドオフ手続きのための全体的な一連のイベントは、図６に示されている。
ユーザ端末におけるＣＤＭＡプロトコルの初期設定
ハンドオフを実行するために、無線端末は、その動作プロトコルスタックを、ハンドオフ前の８０２．１１から、ハンドオフ後のＣＤＭＡへ置き換える必要がある。さらに加えて、ＣＤＭＡのプロトコルスタックをそのアクティブな呼状態へ直接にキックスタートする必要がある。本来のＣＤＭＡの動作では、ＣＤＭＡのプロトコルスタックは、ヌル状態から、アイドル状態、次に、アクティブな呼状態へ状態の遷移を行う。これらの状態遷移は、ネットワークのピアエンティティにおけるシグナリングメッセージの交換および同等の状態遷移のような、ネットワークとのたくさんの対話を伴う。対照的に、８０２．１１からＣＤＭＡへのハンドオフのシナリオでは、ＣＤＭＡのプロトコルスタックは、ユーザ端末において局所的にアクティブな呼状態へ直接に初期設定される。これは、例えば、無線端末のソフトウェアにハンドオフエージェントを取り入れることによって行われることができ、これが、ＣＤＭＡのプロトコルスタックに対して１組の基本命令を実行して、要求された状態遷移を局所的に駆動する。ＣＤＭＡのプロトコルスタックがアクティブな呼状態に入った後で、ハンドオフエージェントは、ＯＣＳから受信したハンドオーバコマンドシグナリングメッセージ（Handover Command Signaling message）を、ＣＤＭＡのプロトコルスタックへ伝えることができる。次に、ＣＤＭＡのプロトコルスタックは、標準のＣＤＭＡのハンドオーバ手順を、目標のＢＳＳと共に行うことができる。
全ての上述の処理は、（道理にかなっている限り）ユーザから隠されるべきであり、厳しい時間の制約を満たさなければならない。
無線端末のソフトウェアのための設計のアプローチは、可能である限り如何なる場所でも、既存のＡＭＳＳの特徴およびＡＰIを使用し、必要に応じて、符号の変更を取り入れるべきである。
図７は、ハンドオフ前の無線端末におけるプロトコルスタックを示している。
図８は、ハンドオフ後の無線端末におけるプロトコルスタックを示している。
アイドルモードのみにおける１ｘから８０２．１１へのハンドオフ
実施形態において、１ｘから８０２．１１へのハンドオフは、アイドルモードのみにおいて支援される。１ｘのアイドルモードでは、無線端末は、全ての８０２．１１のチャネル上のエネルギを定期的に走査する。ＡＰからのエネルギが高いときは、無線端末は、自分自身をそのＡＰを用いて認証することを試みる。それは、１ｘのデータチャネルを使用して、ＯＣＳと通信し、適切なキーを得て、８０２．１１のネットワークにアクセスすることができる。無線端末は、ＡＰと関係付けられると、ネットワーク(ＭＳＣ)に登録するであろう。
ＣＤＭＡモードにおけるＢＳ間のハンドオフ
ＣＤＭＡモードにおけるＢＳ間のハンドオフは、ＬＡＮの動作から完全に独立している。
本発明は、ＷＬＡＮ上でセルラの音声およびデータサービスを提供する。本発明は、請求書発行および配信から生まれたＮＧＬＡＮとの統合形セルラサービスも提供する。これは、適切なコアネットワークを統合することによって、困難な受信可能領域および配備の問題を軽減する。さらに加えて、システムは、８０２．１１と後方互換性がある。
１個／２個のネットワーク。セルラの数は、１ｘネットワークまたはＮＧＬＡＮの何れかに作用する。コアネットワークは、１ｘへサービスを配信するか、またはＮＧＬＡＮへサービスを配信するかを識別する。アイドルモードにおけるハンドオフは、ネットワーク間に移り、コアネットワークは、それを移動体に伝える。１ｘのハンドオフは、ＮＧＬＡＮのアクティブな支援に対応している。
サービスの統合
セルラサービスは、１ｘシステムを使用して提供される。ＮＧＬＡＮサービスは、ＮＧＬＡＮを使用して提供される。両者を同時に監視することができる。送出サービスは、好ましいアクセスを使用するように構成されることができる。ＡＫＥＹ、ＥＳＮ、およびＩＭＳＩは、認証に使用される。ＲＡＤＩＵＳは、データ認証に使用される。請求書発行記録は、セルラシステムと一致する。このシステムは、ＳＭＳＳの統合、補助サービス支援、シームレスなサービスの使用可能性、並びに１ｘおよびＮＧＬＡＮネットワークを同時に監視することについての様子および気配を保持している。
システムは、１ｘおよびＮＧＬＡＮネットワークを同時に監視する能力を備えている。ハンドオフトリガおよび目標選択支援は、ハンドオフが必要であるかどうか判断するのを助ける。好ましい実施形態では、これは、約８０秒で行われる。さらに加えて、システムは、約２０ミリ秒以内で目標を判断する。８０２．１１と１ｘとの間でスリープモードは調整され、コアのＢＳＣの開発支援が統合される。
ＮＧＬＡＮ−>１ｘのハンドオフ
ＮＧＬＡＮは、端末起動される。メッセージの流れは、ＣＤＭＡ ２０００におけるものと類似している。ＩＰ−ＢＳＣとクライアントの間のメッセージは、インターネットプロトコルによって通される。
実施形態にしたがう一般的なシステムアーキテクチャ。 実施形態にしたがうシグナリング経路およびプロトコルスタックを示す図。 実施形態にしたがう音声経路およびプロトコルスタックを示す図。 実施形態にしたがうＡＰ間のハンドオフに含まれる動作のフローチャート。 実施形態にしたがうハンドオフ実行手続きを示す図。 ハンドオフ手続きの一連のイベントを示す図。 実施形態にしたがうハンドオフ前の無線端末におけるプロトコルスタックを示す図。 実施形態にしたがうハンドオフ後の無線端末におけるプロトコルスタックを示す図。
符号の説明
100・・・一般的なシステムのアーキテクチャ、200・・・シグナリング経路、201,301・・・プロトコルスタック、300・・・音声経路。

Claims (37)

  1. ローカルエリアネットワーク(Local Area Network, LAN)からＣＤＭＡネットワークへ無線端末をハンドオフする方法であって、
    複数のアクセスポイント(AP)からＡＰ候補リストを判断することと、
    複数のＡＰの信号強度に部分的に基づいて、ＡＰ候補リストを分類することと、
    複数のＡＰの信号強度に部分的に基づいて、ＡＰ候補リストからＡＰを選択することと、
    無線端末リンクの品質に部分的に基づいて、ハンドオフトリガがトリガされたことを判断することと、
    ハンドオフ試行の数が閾値より低いかどうかを判断することと、
    ハンドオフトリガが行われ、該ハンドオフ試行の数が該閾値より低く、該選択されたＡＰの信号強度が現在のＡＰの信号強度よりも、ヒステリシスレベル分、大きい場合、該選択されたＡＰに接続することと、
    該ハンドオフ試行の数が前記閾値以上である場合、ＣＤＭＡネットワークに接続すること
    を備える方法。
  2. 複数のアクセスポイント（ＡＰ）からＡＰ候補リストを判断するための手段と、
    複数のＡＰの信号強度に部分的に基づいて、ＡＰ候補リストを分類するための手段と、
    複数のＡＰの信号強度に部分的に基づいて、ＡＰ候補リストからＡＰを選択するための手段と、
    無線端末リンクの品質に部分的に基づいて、ハンドオフトリガがトリガされたことを判断するための手段と、
    ハンドオフ試行の数が閾値より低いかどうかを判断するための手段と、
    ハンドオフトリガが行われ、該ハンドオフ試行の数が該閾値より低く、該選択されたＡＰの信号強度が現在のＡＰの信号強度よりも、ヒステリシスレベル分、大きい場合、該選択されたＡＰに接続するための手段と、
    該ハンドオフ試行数が前記閾値以上である場合、ＣＤＭＡネットワークに接続するための手段と
    を備える無線端末。
  3. ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）からＣＤＭＡネットワークへ無線端末をハンドオフする方法を行うコンピュータープログラムによって実行可能な命令のプログラムを具体化するコンピュータ読出し可能媒体であって、該命令は、下記を行うように実行可能である、コンピュータ読出し可能媒体：
    複数のアクセスポイント（ＡＰ）からＡＰ候補リストを判断することと、
    複数のＡＰの信号強度に部分的に基づいて、ＡＰ候補リストを分類することと、
    複数のＡＰの信号強度に部分的に基づいて、ＡＰ候補リストからＡＰを選択することと、
    無線端末リンクの品質に部分的に基づいて、ハンドオフトリガがトリガされたことを判断することと、
    ハンドオフ試行の数が閾値より低いかどうかを判断することと、
    ハンドオフトリガが行われ、該ハンドオフ試行の数が該閾値より低く、該選択されたＡＰの信号強度が現在のＡＰの信号強度よりも、ヒステリシスレベル分、大きい場合、該選択されたＡＰに接続することと、
    該ハンドオフ試行の数が前記閾値以上である場合、ＣＤＭＡネットワークに接続すること。
  4. 該ＡＰ候補リストを判断することは、ハンドオフトリガがトリガされたことを判断する前に、該ＡＰ候補リストを判断することをさらに備える、請求項１記載の方法。
  5. 該ＡＰ候補リストを分類することは、該ＡＰ候補リストを２またはそれより多くのハンドオフ段に分類することをさらに備える、ここにおいて各段は各ＡＰ候補に関するハンドオフ信頼度のレベルを規定する、請求項１記載の方法。
  6. 該ＡＰ候補リストを２またはそれより多くのハンドオフ階に分類することは、ＡＰ間のハンドオフ信頼度、またはセルラネットワークのハンドオフの信頼度、あるいはサービス品質またはサービスセット識別子（ＳＳＩＤ）のうちの少なくとも１つに基づいて各ＡＰ候補を１つのハンドオフ階に割り当てることをさらに備える、請求項５記載の方法。
  7. 該ＡＰ候補リストを分類することは、ハンドオフの性能の特性の変化に基づいて該各ＡＰ候補を該候補リスト内の１つの異なる階に動的に再度割り当てることをさらに備える、請求項５記載の方法。
  8. 該各ＡＰ候補を動的に再度割り当てることは、通話モードのＡＰ間のハンドオフの性能の統計、または迅速なアイドルモードのＡＰ間のハンドオフの性能の統計、または緩慢なアイドルモードのＡＰ間のハンドオフの性能の統計、またはセルラネットワークのハンドオフの性能の統計のうちの少なくとも１つにおける変化に基づいて動的に再度割り当てることをさらに備える、請求項７記載の方法。
  9. 該ＡＰ候補リストを分類することは、該２つまたはそれより多くのハンドオフ段のそれぞれを、該段における該各ＡＰ候補の該信号強度に基づいて分類することをさらに備える、請求項５記載の方法。
  10. 該ＡＰ候補リストからＡＰを選択することは、ハンドオフ信頼度の最高のレベルを有する該各ハンドオフ段から該各ＡＰ候補を選択することをさらに備える、請求項５記載の方法。
  11. 該各ＡＰ候補を選択することは、ハンドオフ信頼度の最高のレベルを有する該ハンドオフ段から最高の信号強度を有する該各ＡＰ候補を選択することをさらに備える、請求項１０記載の方法。
  12. ハンドオフトリガがトリガされたことを判断することは、ハンドオフトリガが通話モード中にトリガされたことを判断することをさらに備える、請求項１記載の方法。
  13. ハンドオフトリガを判断することは、アップストリーム伝送再試行回数の閾値が満たされたこと、あるいは最低の許容可能なデータレート閾値が満たされたこと、あるいはダウンストリームのデータトラヒック閾値が満たされたこと、の少なくとも1つを、及び該ダウンストリームのボコーダの緩衝器が少なくともある閾値期間の間空であるか、或いは該アップストリームのボコーダの緩衝器が少なくともあるハンドオフ閾値を記憶しているかのいずれであるかを、判断することをさらに備える、請求項１２記載の方法。
  14. ハンドオフトリガがトリガされたことを判断することは、ハンドオフトリガがアイドルモード中にトリガされたことを判断することをさらに備える、請求項１記載の方法。
  15. ハンドオフトリガを判断することは、活動状態保持の再試行回数の閾値が満たされていること、あるいは活動状態保持の要求に対する応答が許容可能な期間内に受信されないとき、あるいは受信された信号の信号強度が最低限の閾値を満たすこと、のうちの少なくとも１つを判断することをさらに備える、請求項１４記載の方法。
  16. ハンドオフ試行の数が閾値より低いかどうかを判断することは、ハンドオフ試行の数が、該ＡＰ候補が選択される段と関連した閾値よりも低いかどうかを判断することをさらに備える、請求項５記載の方法。
  17. 該ハンドオフ試行の数が該閾値を満たし、及びハンドオフトリガが行われ、該ハンドオフ試行の数が第２のハンドオフ段と関連した閾値よりも低く、及び該第２のハンドオフ段から該選択されたＡＰの信号強度が現在のＡＰの該信号強度よりもヒステリシスレベル分、大きい場合、次の最も高いレベルのハンドオフ信頼度を有する該第２のハンドオフ段からＡＰ候補を選択し、そして該第２のハンドオフ段から該選択されたＡＰに接続することを試みることをさらに備える、請求項１６記載の方法。
  18. 該ＡＰ候補リストを判断するための手段は、ハンドオフトリガがトリガされたことを判断する前に、該ＡＰ候補リストを判断するための手段をさらに備える、請求項２記載の無線端末。
  19. 該ＡＰ候補リストを分類するための手段は、該ＡＰ候補リストを２またはそれより多くのハンドオフ段に分類するための手段をさらに備える、ここにおいて各段は各ＡＰ候補に関するハンドオフ信頼度のレベルを規定する、請求項２記載の無線端末。
  20. 該ＡＰ候補リストを分類するための手段は、ハンドオフの性能の特性における変化に基づいて該各ＡＰ候補を該候補リスト内の１つの異なる階に動的に再度割り当てるための手段をさらに備える、請求項１９記載の無線端末。
  21. 該ＡＰ候補リストを分類するための手段は、該段における該各ＡＰ候補の該信号強度に基づいて、該２つまたはそれより多くの段のそれぞれを分類するための手段をさらに備える、請求項１９記載の無線端末。
  22. 該ＡＰ候補リストからひとつのＡＰを選択するための手段は、ハンドオフ信頼度の最高のレベルを有する該各ハンドオフ段から該各ＡＰ候補を選択するための手段をさらに備える、請求項１９記載の無線端末。
  23. ハンドオフトリガがトリガされたことを判断するための手段は、ハンドオフトリガが通話モードあるいはアイドルモードのいずれの期間にトリガされたかを判断するための手段をさらに備える、請求項２記載の無線端末。
  24. ハンドオフトリガが通話モード中にトリガされたことを判断するための該手段は、アップストリーム伝送再試行回数の閾値が満たされたこと、あるいは最低の許容可能なデータレート閾値が満たされたこと、あるいはダウンストリームのデータトラヒック閾値が満たされたこと、の少なくとも1つを、及び該ダウンストリームのボコーダの緩衝器が少なくともある閾値期間に空であるか、あるいは該アップストリームのボコーダの緩衝器が少なくともあるハンドオフ閾値を記憶しているかのいずれであるかを、判断するための手段をさらに備える、請求項２３記載の無線端末。
  25. ハンドオフトリガがアイドルモードの期間中にトリガされたことを判断するための該手段は、活動状態保持の再試行回数の閾値が満たされたこと、あるいは活動状態保持の要求に対する応答が許容可能な期間内に受信されないとき、あるいは受信された信号の信号強度が最低限の閾値を満たすこと、のうちの少なくとも１つを判断するための手段をさらに備える、請求項２３記載の無線端末。
  26. ハンドオフ試行の数が閾値より低いかどうかを判断するための手段は、ハンドオフ試行の数が、該ＡＰ候補が選択される段と関連した閾値よりも低いかどうかを判断するための手段をさらに備える、請求項１９記載の無線端末。
  27. 該ハンドオフ試行の数が該閾値を満たし、及びハンドオフトリガが行われ、該ハンドオフ試行の数が第２のハンドオフ段と関連した閾値よりも低く、及び該第２のハンドオフ段からの該選択されたＡＰの信号強度が現在のＡＰの該信号強度よりもヒステリシスレベル分、大きい場合、ハンドオフ信頼度の次の最も高いレベルを有する該第２のハンドオフ段からＡＰ候補を選択し、そして該第２のハンドオフ段からの該選択されたＡＰに接続することを試みるための手段を、さらに備える、請求項２６記載の無線端末。
  28. 該ＡＰ候補リストを判断することは、ハンドオフトリガがトリガされたことを判断する前に、該ＡＰ候補リストを判断することをさらに備える、請求項３記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  29. 該ＡＰ候補リストを分類することは、該ＡＰ候補リストを２またはそれより多くのハンドオフ段に分類することをさらに備える、ここにおいて各段は各ＡＰ候補に関するハンドオフ信頼度のレベルを規定する、請求項３記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  30. 該ＡＰ候補リストを分類することは、ハンドオフの性能の特性の変化に基づいて該各ＡＰ候補を該候補リスト内の１つの異なる階に動的に再度割り当てることをさらに備える、請求項２９記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  31. 該ＡＰ候補リストを分類することは、該２つまたはそれより多くの段のそれぞれを、該段における該各ＡＰ候補の該信号強度に基づいて分類することをさらに備える、請求項２９記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  32. 該ＡＰ候補リストから該各ＡＰを選択することは、ハンドオフ信頼度の最高のレベルを有する該各ハンドオフ段から該各ＡＰ候補を選択することをさらに備える、請求項２９記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  33. ハンドオフトリガがトリガされたことを判断することは、ハンドオフトリガが通話モード、あるいはアイドルモードのいずれの期間にトリガされたかを判断することをさらに備える、請求項３記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  34. ハンドオフトリガが通話モードの期間中にトリガされたことを判断することは、アップストリーム伝送の再試行の回数の閾値が満たされたこと、あるいは最低の許容可能なデータレート閾値が満たされたこと、あるいはダウンストリームのデータトラヒック閾値が満たされたこと、の少なくとも1つを、及び該ダウンストリームのボコーダの緩衝器が少なくともある閾値期間に空であるか、あるいは該アップストリームのボコーダの緩衝器が少なくともあるハンドオフ閾値を記憶しているかのいずれであるかを、判断することをさらに備える、請求項３３記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  35. ハンドオフトリガがアイドルモードの期間内にトリガされたことを判断することは、活動状態保持の再試行の回数の閾値が満たされたこと、あるいは活動状態保持の要求に対する応答が許容可能な期間内に受信されないとき、あるいは受信された信号の信号強度が最低限の閾値を満たすこと、のうちの少なくとも１つを判断することをさらに備える、請求項３３記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  36. ハンドオフ試行の数が閾値より低いかどうかを判断することは、ハンドオフ試行の数が該ＡＰ候補が選択される段と関連した閾値よりも低いかどうかを判断することをさらに備える、請求項２９記載のコンピュータ読出し可能媒体。
  37. 該ハンドオフ試行の数が該閾値を満たし、及びハンドオフトリガが行われ、該ハンドオフ試行の数が第２のハンドオフ段と関連した閾値よりも低く、及び該第２のハンドオフ段からの該選択されたＡＰの信号強度が現在のＡＰの該信号強度よりもヒステリシスレベル分大きい場合、ハンドオフ信頼度の次に最も高いレベルを有する該第２のハンドオフ段からＡＰ候補を選択すること、そして該第２のハンドオフ段からの該選択されたＡＰに接続することを試みることを、さらに備える、請求項３６記載のコンピュータ読出し可能媒体。
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