JP4684649B2 - Ｗｌａｎ−ｕｍｔｓインターワーキングにおけるｕｍｔｓルーティングエリアとしてのｗｌａｎの登録 - Google Patents

Description

本発明はネットワーク通信に関し、特に、データ、音声、およびマルチメディアコンテントのデリバリの改良された低コストサービスのためにワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）をＵＭＴＳ（ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム）とインターワーキングする方法およびシステムに関する。

ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）は、ＩＭＴ−２０００（インターナショナルモバイルテレコミュニケーション−２０００）として知られたフレームワークで開発された「第３世代」（３Ｇ）モバイル通信システムである。ＵＭＴＳは高品質のワイヤレスマルチメディア通信のマスマーケットを創造する鍵の役割を演じるであろう。ＵＭＴＳにより、固定、ワイヤレス、および衛星ネットワークを介してモバイルユーザに高付加価値のブロードバンド情報、商業およびエンターテインメントサービスを提供する多くの機能をワイヤレスで実現する。ＵＭＴＳにより新しいサービスを提供し収益力のあるサービスを創造するために、テレコミュニケーション、情報技術、メディアおよびコンテント業界の収束が促進される。ＵＭＴＳは、第２世代や第２．５世代の携帯電話と比較して、低コスト、高容量の移動通信であり静的条件の下２Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのオーダーのデータレートとグローバルローミングその他の進んだ機能を有する移動通信を提供する。

ＵＭＴＳの欠点の１つは、ＷＬＡＮ（ワイヤレスローカルエリアネットワーク）と比較して、スペクトルのコストが高いこととデータレートが低いことである。セルラー方式のインフラストラクチャーの全体的コストは、スペクトルのコスト（ＷＬＡＮの場合は無料）とサポートされたバンド幅の全体的システムコストの面で、ＷＬＡＮインフラストラクチャーのコストと比較して非常に高い。一方、ＷＬＡＮがセルラーシステムにより提供されるような広いエリアカバレッジを有することは困難である。セルラーとＷＬＡＮの両方の長所を利用するため、ＷＬＡＮをホットスポットエリアにおけるセルラーネットワークの拡張とすればよい。ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）ネットワークは高価なバンド幅を使用して低いデータレートしか提供できないので、データレートを高くするためホットスポットではワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を使用して、ユビキタスカバレッジを実現するためＵＭＴＳを利用すれば有利であろう。これを実現するためには、モバイルターミナルが１つのネットワークから他のネットワークへ素早く容易に移行する必要がある。

本発明により、ＷＬＡＮカバレッジエリアをＵＭＴＳルーティングエリア（ＲＡ）として登録するシステムと方法が提供される。本発明のシステムにおいて、ユーザ装置（ＵＥまたはモバイルステーション）はシグナル送出が減少することによりバッテリが長持ちし、ＵＭＴＳ−ＧＰＲＳシステム間の移行が容易になるという利益がある。

ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）をセルラーネットワークルーティングエリアとして使用するシステムは、サービス要求がなされた場所を特定することができるセルラーネットワークを含む。セルラーネットワークはパケットベースサポートノードを含み、そのパケットベースサポートノードはＷＬＡＮを介してその要求がサービス可能かどうか判断する。そのＷＬＡＮはセルラーネットワーク中のルーティングエリアとして識別される。ＷＬＡＮを用いて要求に対しサービスしつつ、パケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテクストを維持する手段によりＷＬＡＮとセルラーネットワーク間でスムースハンドオフを提供する。

ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）をセルラーネットワークルーティングエリアとして登録する方法は、セルラーネットワーク内のユーザからのサービス要求の位置を判断するステップと、その位置がＷＬＡＮアクセスポイントの中か近くであるかを判断するステップとを含む。ＷＬＡＮアクセスポイントの中または近くにある場合、本方法によると、ＷＬＡＮとセルラーネットワーク間のインターワーキングを提供するようにＷＬＡＮを用いてその要求にサービスしつつ、パケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテクストが維持される。

本発明の利点、本質、様々な追加的特徴は、添付した図面を参照して詳細に説明する例示としての実施形態を検討することにより、より明らかとなるであろう。

図面は本発明のコンセプトを例示するものであり、これは必ずしも本発明を例示する唯一の構成ではないことを理解すべきである。

本発明は、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）のカバレッジエリアをユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）のルーティングエリア（ＲＡ）として登録する方法とシステムを提供する。ユーザ装置（ＵＥ）またはモバイルステーション（ＭＳ）には、好ましくはＰＤＰ（パケットデータプロトコル）コンテクストを維持することにより、シグナリングが減少することによりバッテリが長持ちし、ＵＭＴＳその他のセルラーネットワーク（例えばＧＰＲＳシステム）との間の移行が容易になるという利益がある。

モバイルユーザはラジオアクセスネットワーク（ノードＢとＲＮＣ）を介してＵＭＴＳコアネットワーク（ＳＧＳＮ／ＭＳＣおよびＧＧＳＮ）に接続する。ＷＬＡＮステーションまたはモバイルターミナル（ＭＴ）は、ＷＬＡＮのインフラストラクチャモードでアクセスポイント（ＡＰ）にアタッチする。ＵＭＴＳネットワークからＷＬＡＮネットワークへ、またはその逆に移動したりするために、モバイルユーザはＵＭＴＳユーザ装置（ＵＥ）とＷＬＡＮモバイルターミナル（ＭＴ）両方のスタックをサポートしなければならない。

セルラーセル（例えば第３世代セル）とＷＬＡＮホットスポットカバレッジエリア間のスムースなハンドオフを可能とする方法の１つとして、ユーザ装置がＷＬＡＮカバレッジエリアにいる間もＰＤＰコンテクストをアクティブに保っておくことにより、ＵＭＴＳネットワークへの再エントリーがスムースとなる。その結果、ＰＤＰコンテクストをアクティブに保つためＵＭＴＳのコアネットワーク（ＣＮ）に定期的にシグナルを送るためにバッテリエネルギーとＵＭＴＳシグナリングチャンネルが使用される。さらにまた、ＲＡメッセージをアイドル状態で交換しない場合、ユーザ装置（ＵＥ）は「デタッチ」し、ＵＭＴＳネットワークに戻るときに「アタッチ」手順を開始する必要がある。これによりハンドオフが大幅に遅れる。

本発明は、ユーザがＷＬＡＮカバレッジエリアにいるとき、ＰＤＰコンテクストを生かしておき、その結果としてユーザ装置のバッテリとネットワークリソースを保存する方法を提供する。本発明は、ＷＬＡＮカバレッジエリアにいる間、通信のためにＵＭＴＳラジオ波の送受信を制限する。しかし、ユーザ装置はＵＭＴＳネットワークに「アタッチ」したままであり、再エントリー時のハンドオフをスムースにするためＰＤＰコンテクストを維持する。

ＷＬＡＮを有する第３世代のＵＭＴＳシステムによって本発明を説明するが、本発明はデータ、音声、およびビデオマルチメディアコンテントを転送できる、またはテレコミュニケーションサービスを提供できる、ＷＬＡＮを有するセルラーシステムであればいかなるシステムにも適用可能であることを理解すべきである。また、本発明は、ユーザ装置がＷＬＡＮにアクセスする、ワイヤレスネットワークや衛星リンク等のワイヤレス通信システムに適用可能である。

また、図面に示した要素はハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせの様々な形式で実施できることを理解すべきである。好ましくは、こららの要素はハードウェアと１以上の適当にプログラムされた汎用デバイス上のソフトウェアの組み合わせにより実施される。そのデバイスにはプロセッサ、メモリ、入出力インターフェイスを含む。

同一または類似の要素には類似の参照番号を付した図面を参照する。最初に図１を参照するに、ワイヤレス／ラジオネットワークを介して音声、データ、ビデオその他のサービスを統合する第３世代セルラーセル１００（３Ｇセル）中のシステムアーキテクチャ１０が示されている。システムアーキテクチャ１０は、本発明による方法とシステムを使用するＷＬＡＮ−ＵＭＴＳ環境として示されている。このシステムアーキテクチャを構成している個々のブロック構成要素の詳細は当業者には知られているので、本発明の理解に必要な範囲で詳しく説明する。

ＵＭＴＳネットワーク１２とＷＬＡＮワイヤレスネットワーク１４（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１とＨＩＰＥＲＬＡＮ２標準を使用する）により本発明を例示的に説明する。ＵＭＴＳモバイルネットワーク１２（例えば、第３世代（３Ｇ）ネットワーク）は、ノードＢ１１とラジオネットワークコントローラ（ＲＮＣ）９を有するラジオアクセスネットワーク（ＲＡＮ）８と通信する。ＷＬＡＮ（１４）は、好ましくは、イントラＰＬＭＮ（パブリックモバイルランドネットワーク）インターフェイスまたはバックボーン（図示せず）を介してＵＭＴＳネットワーク（１２）と接続されている。ＲＡＮ８は、ＳＧＳＮ（サービングＧＰＲＳサポートノード）２８等のパケットベースのサービスと、ＭＳＣ（モバイルスイッチングセンタ０）２１等の回路ベースのサービスと、ＧＧＳＮ（ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード）２４等の他のＰＬＭＮへのゲートウェイとを有するコアネットワーク（ＣＮ）１３に従属している。コアネットワーク１３は、パブリック交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）（図示せず）とインターネット７を有する接続／インターフェイスをサポートしている。

他の構成要素がコアネットワーク１３に含まれていてもよい。例えば、モバイルステーション（ＭＳ）４０のホームロケーションを格納するホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）５０を設けてもよい。本発明により、ネットワーク１２（例えばＰＬＭＮ）はインターワーキング機能２５を使用することにより、Ｇｎ（またはＧｐ）インターフェイスを介してワイヤレスＬＡＮ１４とインターフェイスされている。ＭＳ４０は、アクセスポイント３０で接続され、ラジオアクセスネットワーク間を移動する。

ＷＬＡＮ１４には、ワイヤレスユーザ装置（ＵＥ）またはモバイルステーション（ＭＳ）４０がＷＬＡＮにアクセスし使用することを許可するための複数のアクセスポイント３０が含まれる。本発明により、ＩＷＦ２５はＵＭＴＳネットワーク１２と相互作用しＷＬＡＮ環境に（ＩＷＦ２５を介して）インターフェイスしている。

ＵＭＴＳ−ＷＬＡＮインターワーキング
第３世代のＵＭＴＳモバイル４０は、ノードＢ１１とラジオネットワークコントローラ（ＲＮＣ）９とを有するラジオアクセスネットワーク（ＲＡＮ）８と通信する。ＲＡＮ８もまたＳＧＳＮ２８（パケットベースのサービス）、ＭＳＣ２１（回路ベースのサービス）、ＧＧＳＮ（他のＰＬＭＮへのゲートウェイ）を有するコアネットワーク（ＣＮ）１３にアタッチされる。ＵＭＴＳからＷＬＡＮにできるだけ多くのデータを迂回させることにより、コストがかかるＵＭＴＳスペクトルと価値の低いデータバンド幅を節約することができる。ＵＭＴＳをＩＥＥＥ８０２．１１やＥＴＳＩ Ｈｉｐｅｒｌａｎ２等の免許を要さないバンドで高データレートのＷＬＡＮに置き換えることは、ＵＭＴＳラジオリソースを節約しＵＭＴＳ ＲＡＮ８の効率を高めるためには有利である。

これを実現するために、一実施形態によると、モバイルユニットとともに使用するためのデュアルスタックプロトコルを使用する。好ましくは、デュアルスタックプロトコルにはＵＭＴＳユーザ装置（ＵＥ）とＷＬＡＮモバイル端末（ＭＴ）のスタックを含む。

図１において、アーキテクチャ１０にはＷＬＡＮ−ＵＭＴＳインターワーキングが示されている。図１は機能的構成要素を結合する１つの方法を例示している。これらおよびその他の構成要素を結合する他の例を考えることができ、本発明により実施することができる。多数のアクセスポイント３０がＩＷＦ（インターワーキング機能）２５と結び付けられている。そのＩＷＦ２５もまた、インターネット７を介してまたはその結合に基づきＵＭＴＳネットワークノード（例えば、ＲＮＣ、ＳＧＳＮ、またはＧＧＳＮ）への専用リンクを介していずれかで第３世代ネットワーク１２に接続されている。ＩＷＦ２５の機能性はＷＬＡＮおよびＵＭＴＳネットワーク間の結合に依存する。

図２を参照して、ＷＬＡＮカバレッジエリアのＵＭＴＳネットワーク登録のデータベアラーをＵＭＴＳルーティングエリアとして確立するステップを示す図が示されている。一旦モバイルステーション４０のスイッチが入れられると、モバイルステーション４０は好適なセルを見つけ（セル選択）、シグナリング接続を用いてネットワークに「アタッチ」されるように試み、規則的なルーティングエリア更新を実行してアタッチされ続ける。ユーザ装置４０のＧＰＲＳモバイルマネージメントレイヤ（ＧＭＭ）から要求１１０が出される。ユーザ装置４０とＲＮＣ９の間にＲＲＣ（ラジオリソースコントロール）接続が確立され（１１２）、ＣＮ１３へのシグナリング接続確立（１１４）が続く。ユーザ装置４０からＲＮＣ９へサービス要求（１１６）がなされる。そして、それぞれの構成要素間で、既知のセキュリティ機能（１１８）が実行される。セキュリティチェックが完了すると、ユーザ装置はセルラーネットワークに「アタッチ」される（１２０）。

次に、ユーザ装置４０がＰＤＰコンテクストアクティベーション要求（１２２）を送る。ＣＮ１３がＲＡＢ（ラジオアクセスベアラー）設定手順を開始する。このＲＡＢ設定手順には、ラジオベアラー設定（１２８）、ＲＡＢ割当て（１３０）、ラジオベアラ設定完了シグナル（１３２）、ＲＡＢ割当て応答（１３４）が含まれている。最後に、ＰＤＰコンテクストアクセプトがユーザ装置４０に送られる。図２に示したように、タイマーＴ３３８０がＰＤＰコンテクストのアクティブ化の期間を管理し、一方タイマーＴ_{ＲＡＢ割当て}がＲＡＢ設定の期間を管理する。これで設定されたＲＡＢを介してデータ送信ができる。データ（１３８）を交換する。ユーザ装置４０は、ＵＭＴＳその他のセルラーシステムにおいて「アタッチ」された状態を維持しながら、データを受信するためＷＬＡＮに入ることができる。

ＵＭＴＳにおいては、ユーザ装置の状態に応じて、異なったレベルのモビリティ手順が実行される。例えば、ユーザ装置がパケットモビリティマネージメント（ＰＭＭ）アイドルモードにあるとき、ＳＧＳＮ２８（ＣＮ１３）にはユーザ装置の位置がルーティングエリアの精度で分かっており、ユーザ装置は定期的なＲＡ更新手順を実行する。ユーザ装置がＰＭＭ接続モードにあるとき、ＭＳの位置はＲＮＣによりトラックされる。

ルーティングエリア識別子（ＲＡＩ）はオペレータにより定義され、１つまたはいくつかのセルを識別する。ＵＭＴＳにおいて、ＲＡＩはアイドルモードでユーザ装置にブロードキャストされ、ＧＭＭシステム情報として確立されたＲＣＣ接続上で接続モードでＭＳに通知される。ＰＭＭの状態にかかわりなく、ＲＡＩが変化するとＭＳはルーティングエリア更新を実行する。よって、ユーザ装置は新しいＲＡに入ったことを検出したとき、または定期的ＲＡ更新タイマーが時間切れとなったとき、ルーティングエリア更新がなされる。ＳＧＳＮは、古いＲＡも扱っていることを知ることにより、そのルーティングエリア更新がイントラＳＧＳＮルーティング更新であることを検出する。この場合、ＳＧＳＮはＭＳに関する必要な情報を有しており、ＧＧＳＮやＨＬＲに新しいＭＳの位置を通知する必要はない。定期的なＲＡ更新は常にイントラＳＧＳＮルーティングエリア更新である。

図３を参照して、イントラＳＧＳＮルーティングエリア更新手順が例示的に示されている。ＭＳ４０はＳＧＳＮ２８にルーティングエリア更新要求２０１を送る。適当なユーザにアクセスが認められることを保証するために、セキュリティ機能２０２が実行される。ルーティングエリア更新アクセプト２０３がＳＧＳＮ２８から発行される。最後に、ルーティングエリア更新完了２０４は、ルーティングエリアが更新されたこと、または更新が必要ないことをアクノレッジする。

定期的ＲＡ更新タイマーＴ３３１２は、当業者には知られており、ＭＳ４０において定期的ＲＡ更新手順をモニターする。定期的ＲＡ更新タイマーの時間の長さは、ルーティングエリア更新アクセプト（２０３）またはアタッチアクセプトメッセージで送信される。定期的ＲＡ更新タイマーはＲＡ内でユニークである（例えば、デフォルトは５４分である）。ＭＳがＰＭＭ接続モードからＰＭＭアイドルモードになるとき、タイマーＴ３３１２はリセットされ、初期値からスタートする。ＭＳがＰＭＭ接続モードに入ったとき、タイマーＴ３３１２は停止する。

タイマーＴ３３１２が時間切れとなると、定期的ルーティングエリア更新手順が開始され、タイマーは次のスタートのため初期値に設定される。ネットワークはモバイル到達可能タイマーによりその定期的ルーティングエリア更新手順を管理する。モバイル到達可能タイマーは定期的ＲＡ更新タイマーより（デフォルト値として４分）長くてもよい。本発明によると、ＷＬＡＮカバレッジエリアをＵＭＴＳルーティングエリア（ＲＡ）にすることができる。ＷＬＡＮとＵＭＴＳ ＲＡがオーバーラップするような、ＲＡがオーバーラップしている場合に、ＭＳがどのＲＡを使用すべきかをＭＳに示すためにＲＡＩを使用することができる。

図１を再度参照して、ＷＬＡＮに入ったときにＰＤＰコンテクストがすでに確立されているとき、以下の２つの場合がある。

１．ユーザ装置がＰＭＭアイドルモードの場合
ユーザ装置の位置は第３世代のＳＧＳＮでルーティングエリアの精度で分かっている。ユーザ装置４０はＰＭＭアイドルモードで定期的ＲＡ更新メッセージを送信する。ＷＬＡＮ ＩＷＦは（ＳＧＳＮ２８により予め割り当てられた）新しいＲＡＩをブロードキャストすることができる。ユーザ装置のＧＭＭに格納されたＲＡＩとＩＷＦ２５から受信したＲＡＩを比較することにより、ユーザ装置はＲＡ更新（イントラＳＧＳＮ）を実行する必要があることを検出する。ユーザ装置はＳＧＳＮにルーティングエリア更新要求を送る。ＳＧＳＮはユーザ装置により送られた新しいＲＡＩから、そのユーザ装置が現在ＷＬＡＮカバレッジエリアにいることを認識する。ルーティングエリア更新アクセプト（図３の２０１）メッセージで送られた定期的ＲＡ更新タイマーの長さはＲＡ内でユニークなので、ＳＧＳＮからユーザ装置にルーティングエリア更新アクセプトで送られる定期的ＲＡ更新タイマーは、ネットワークにより許容できる最大値に設定される。ユーザ装置がＷＬＡＮ内にいる間、ＵＭＴＳセルにいる間と同じレートで定期的ＲＡ更新メッセージを送り続ける必要は無いようにするためである。

これによりＷＬＡＮとＵＭＴＳの両方の無線の使用が制限され、不要なＵＭＴＳシグナリングを防止することができる。これにより、また、定期的ＲＡメッセージはＰＳ（パケットスイッチド）シグナリング接続が毎回再確立されることを必要とするので、ユーザ装置バッテリーとネットワークリソースが節約される。さらにまた、ＳＧＳＮ２８はユーザ装置がどのＷＬＡＮにいるかをＲＡＩ更新メッセージから判断でき、ＷＬＡＮエリアは約１００ｍなので、位置ベースのサービスと高いデータレートのサービスは、第３世代システムのオペレータによりユーザに有利にも提供することができる。

ユーザ装置がＷＬＡＮのカバレッジエリアから外に出るとすぐに、ＲＡＩが変化し、ユーザ装置はＲＡ更新手順を実行する。データを送る必要があるとき、ＵＭＴＳネットワーク中にデータベアラーを設定するために、ユーザ装置によりＰＳシグナリング接続が確立されて、サービスデータ要求がＳＧＳＮに送信される。

２．ユーザ装置がＰＭＭ接続モードにある場合
新しいＲＡＩがＧＭＭシステム情報として確立されたＲＲＣ接続においてＲＲＣ接続モードでＭＳに通知される。インターワーキング（２５）のためのカップリングにより、ユーザ装置はＷＬＡＮシステムを介してデータ平面を確立し、ＵＭＴＳネットワーク中の無線リソースを開放する（これはインターワーキングの利点の１つである）。ユーザ装置はＰＭＭアイドル状態になる。ＭＳの節約機能４１により、開放されたＲＡＢと関連するアクティブなＰＤＰコンテクストがＣＮ１３中の変更なくして節約され、後でＲＡＢを容易に再確立することができる。しかし、ユーザ装置のすべてのアクティブＰＤＰコンテクストは、ＧＭＭ状態がＰＭＭデタッチに変化したときに失われる。

ＵＭＴＳネットワークへの再エントリをスムースにする１つの方法は、ユーザ装置がＷＬＡＮカバレッジエリアにいる間、ＰＤＰコンテクストをアクティブにしておくことである。よって、ＰＭＭアイドル状態にあるユーザ装置は、ＰＭＭデタッチ状態になりＰＤＰコンテクストを失わなうことを防止するために、ＲＡ更新をし続ける必要がある。

ユーザ装置がＷＬＡＮカバレッジエリアの外へ移動するとすぐにＲＡＩが変化し、ユーザ装置はＲＡ更新手順を実行する。データを送信する必要があるとき、ＰＳシグナリング接続が確立され、ＵＭＴＳネットワーク中にデータベアラーを設定するために、ユーザ装置によりＳＧＳＮへサービスデータ要求が送信される。

図４を参照して、本発明によるＷＬＡＮ−ＵＭＴＳインターワーキングにおいて、ＷＬＡＮをＵＭＴＳルーティングエリアとして登録するシステム／方法を示すブロック／フロー図が示されている。ブロック４０２において、モバイルステーションまたはユーザがセルラーネットワーク、例えばＵＭＴＳネットワークを移動する。ユーザ装置（ＵＥ）はアイドルモードでも接続モードでもよい。アイドルモードである場合、ブロック４０４において、セルラーネットワーク内のユーザ装置の位置が（好ましくはＳＧＳＮにより）ルーティングエリアの精度で判断される。ブロック４０６において、ユーザ装置４０は定期的ＲＡ更新メッセージをＰＭＭアイドルモードで送信する。ＷＬＡＮ ＩＷＦは、（ＳＧＳＮにより予め割り当てられた）新しいＲＡＩをブロードキャストできる。

ブロック４０８において、ユーザ装置のＧＭＭコンテクストに格納されたＲＡＩをＩＷＦから受信したＲＡＩとを比較することにより、ＲＡ更新（イントラＳＧＳＮ）を実行する必要があると検出し、ユーザ装置はＳＧＳＮにルーティングエリア更新要求を送信する。ブロック４１０において、ＳＧＳＮは、ユーザ装置がＷＬＡＮカバレッジエリアにいることをユーザ装置により送信された新しいＲＡＩから認識する。ルーティングエリア更新アクセプトメッセージで送信された定期的ＲＡ更新タイマーの長さはＲＡ内でユニークなので、好ましくはブロック４１１において、ＳＧＳＮからユーザ装置にルーティングエリア更新アクセプトで送信された定期的ＲＡ更新タイマーの長さは、ネットワークにより許容可能な最大値に設定される。ユーザ装置がＷＬＡＮにいる間、定期的ＲＡ更新メッセージを送信し続ける必要はない。（ＳＧＳＮの一定の位置基準に基づき）ユーザ装置がＷＬＡＮのレンジにいるとき、ユーザのＲＡＩをＷＬＡＮカバレッジエリアのＲＡＩに変更する機能をＳＧＳＮに追加することにより、ユーザをＷＬＡＮにシフトすることにより、セルラーサービスプロバイダはセルのローディングを制御することができる。

ブロック４１２において、必要のないＵＭＴＳシグナリングを防止するために、ユーザ装置とＵＭＴＳの両方の無線の使用を制限する。これはまた、ユーザ装置のバッテリとネットワークリソースの節約になる。ブロック４１４において、ＳＧＳＮはＲＡＩ更新メッセージからユーザ装置がどのＷＬＡＮにいるか判断でき、ＷＬＡＮエリアは約１００ｍだから、位置ベースのサービスとセルラーオペレータは有利にもユーザに高いデータレートを提供できるであろう。

ブロック４１６において、ユーザ装置がＷＬＡＮカバレッジエリアの外に移動するとすぐに、ＲＡＩが変化し、ユーザ装置はＲＡ更新手順を実行する。データを送信する必要があるとき、ＰＳシグナリング接続が確立され、ブロック４３０においてＵＭＴＳネットワーク中にデータベアラーを設定するため、ユーザ装置によりＳＧＳＮにサービスデータ要求が送信される。

アクティブモードにおいて、ブロック４２０において、新しいＲＡＩがＧＭＭシステム情報として確立されたＲＲＣ接続上のＲＲＣ接続モードでユーザ装置に送信される。ＷＬＡＮとＵＭＴＳ間のインターワーキングを利用するためのシステムカップリングに応じて、ユーザ装置はブロック４２２においてＷＬＡＮシステムを介してデータ平面を確立し、ＵＭＴＳネットワーク内の無線リソースを開放する。ブロック４２４において、ユーザ装置はＰＭＭアイドル状態に入る。しかし、ＭＳ内の節約機能により開放されたＲＡＢと関連するアクティブなＰＤＰコンテクストがＣＮ１３に変更をすることなく節約できる。これらのＲＡＢは後で再確立できる。

ブロック４２６において、ユーザ装置がＷＬＡＮカバレッジエリアにいる間、ＰＤＰコンテクストをアクティブに保つことにより、ＷＬＡＮからＵＭＴＳネットワークへの再エントリのために、ユーザ装置のアクティブＰＤＰコンテクストが維持される。これは、ＲＡ更新を行うＰＭＭアイドル状態にあるユーザ装置により、ＰＭＭデタッチ状態に入りＰＤＰコンテクストを失うことを防止するためになされる。

ブロック４２８において、ユーザ装置がＷＬＡＮカバレッジエリアの外に移動するとすぐに、ＲＡＩが変化し、ユーザ装置はＲＡ更新手順を実行する。データを送信する必要があるとき、ブロック４３０において、ＵＭＴＳネットワーク内にデータベアラーを設定するため、ＰＳシグナリング接続が確立され、ユーザ装置によりＳＧＳＮにサービスデータ要求が送信される。

本発明により、有利にも無線の使用が制限され、定期的ＲＡ更新手順のための不必要なＵＭＴＳシグナリングが防止される。これにより、各定期的ＲＡ更新にはＰＳシグナリングが再確立される必要があり、ワイヤレスおよびワイヤードリソースが消費されるので、ユーザ装置バッテリが節約でき、ＵＭＴＳネットワークのシグナリング負荷も減少する。また、本発明によりＰＤＰコンテクストが維持され、ＵＭＴＳネットワークに再エントリするときのハンドオフ遅延が少なくなる（リソースが少なくなったため、ネットワークがＰＤＰコンテクストを再度ネゴシエーションしない場合）。本発明を用いないで定期的ＲＡを防止するということは、ユーザ装置がＰＭＭアイドル状態からＰＭＭデタッチ状態になることを意味するであろう。ＵＭＴＳネットワークへの再エントリ時に、ユーザ装置は「アタッチ」手順からスタートし、ＰＤＰコンテクストをアクティブ化し、その後ようやくデータベアラーを確立できる。その結果、ハンドオーバー遅延が大きくなる。

ＳＧＳＮは（ＲＡＩ更新メッセージにより）ユーザ装置の位置を判断し、そのユーザ装置がどのＷＬＡＮにいるかを判断でき、ＷＬＡＮエリアは直径が約１００ｍなので、第３世代システムのオペレータはユーザに、位置ベースのサービスと高データレートサービスを提供することができる。また、本発明により、モバイルユーザはＷＬＡＮセルへのエントリを検出し（ＷＬＡＮ ＩＷＦによりブロードキャストされた新しいＲＡＩ）、ＷＬＡＮセルから出る（ＷＬＡＮ ＩＷＦからブロードキャストされるＲＡＩをもはや受信できず、最も近いＵＭＴＳノードＢによりブロードキャストされたＲＡＩを受信することができる）ことができる。それゆえ、モバイルユーザは単一のハンドヘルドデバイスを用いてＷＬＡＮとＵＭＴＳシステムの間をスムースに移動することができる。ユーザ装置がＷＬＡＮレンジにあるとき（ＳＧＳＮの一定の位置基準に基づき）、ユーザ装置のＲＡＩをＷＬＡＮカバレッジエリアのＲＡＩに変更するＳＧＳＮの追加的機能を有することにより、ユーザ装置をホットスポットのＷＬＡＮにシフトすることにより、ＵＭＴＳセルのローディングを第３世代サービスプロバイダが制御できる。

本発明は、ＷＬＡＮとＵＭＴＳネットワーク間のカップリングには依存せずに実施可能であることを理解すべきである。「ゆるい」カップリングであっても、ＷＬＡＮ ＩＷＦがその（ＳＧＳＮおよび第３世代オペレータにより予め構成された）ＲＡＩをブロードキャストし、ユーザ装置がＳＧＳＮにＲＡＩの変化について（ＷＬＡＮに入ったときに有していたＵＭＴＳ接続を用いて）通知する場合、ＳＧＳＮはそのＲＡＩをＷＬＡＮのＲＡＩであると識別し、定期的ＲＡ更新タイマーの値を大きく設定することができるので、ＳＧＳＮはＰＤＰコンテクストを生かしておくことができる。

（本発明を限定するためではなく例示することを意図して）ＷＬＡＮ−ＵＭＴＳインターワーキングについてＷＬＡＮをＵＭＴＳルーティングエリアとして登録する好ましい実施形態を説明したが、上記の教示に照らして当業者は修正や変更をできることに注意すべきである。添付したクレームにより境界をはっきり示したように、本発明の範囲と精神に含まれる本発明の実施形態において変更を加えることができることを理解すべきである。

本発明によるセルラーシステム内のルーティングエリアとしてＷＬＡＮを使用するシステムのシステムアーキテクチャを示す図である。 本発明の一実施形態による、セルラー環境中のＷＬＡＮでデータ転送を設定する設定手順を示す図である。 本発明の一実施形態によるルーティングエリア更新手順を示す図である。 本発明によるＷＬＡＮ−ＵＭＴＳインターネットワーキングのためにＵＭＴＳルーティングエリアとしてＷＬＡＮを登録するシステム・方法を示す、ブロック／フロー図である。

Claims (20)

1. ワイヤレスローカルエリアネットワークをモバイルネットワークルーティングエリアとして登録する方法であって、
   モバイルネットワーク内のユーザからのサービス要求の位置を判断するステップと、
   前記位置がワイヤレスローカルエリアネットワークアクセスポイント中または近傍であるかどうかを判断するステップと、
   前記ワイヤレスローカルエリアネットワークアクセスポイント中または近傍であるとき、前記ワイヤレスローカルエリアネットワークと前記モバイルネットワーク間にインターワーキングを提供するように、前記ワイヤレスローカルエリアネットワークを用いて前記サービス要求に対するサービスを提供する間、パケットデータプロトコルコンテクストを維持するステップとを有する方法。
2. 前記ワイヤレスローカルエリアネットワークを用いて前記サービス要求に対するサービスを提供する間、パケットデータプロトコルコンテクストを維持するステップは、前記ワイヤレスローカルエリアネットワークを使用している間に前記ユーザと前記モバイルネットワーク間のラジオシグナリングを制限するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記モバイルネットワーク中のルーティングエリアに対する要求を受信するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記ワイヤレスローカルエリアネットワークは前記モバイルネットワークの前記ルーティングエリアとして認識される、請求項３に記載の方法。
5. 前記ユーザがワイヤレスローカルエリアネットワークカバレッジエリアにいる間にシグナリングを減らすため、前記ユーザが前記ワイヤレスローカルエリアネットワークカバレッジエリアにいる間の定期的ルーティングエリア更新タイマー値を設定するステップをさらに有する、請求項３に記載の方法。
6. 前記ワイヤレスローカルエリアネットワークを出るとき、前記パケットデータプロトコルコンテクストにより、パケットによりスイッチされるシグナリング接続を確立するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
7. ユーザトラフィックサービスをワイヤレスローカルエリアネットワークにシフトすることによりモバイルセルの負荷を制御するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
8. 前記モバイルネットワークと前記ワイヤレスローカルエリアネットワークの間の前記インターワーキングは
   前記ワイヤレスローカルエリアネットワークを前記モバイルネットワークの前記ルーティングエリアとして一意的に識別し、
   一旦識別したら、前記モバイルネットワークにルーティングエリア更新をする回数を減らすためにルーティングエリア更新タイマーを設定することにより提供される、請求項１に記載の方法。
9. 前記パケットデータプロトコルコンテクストを維持するステップは、前記ワイヤレスローカルエリアネットワークを出て前記モバイルネットワークに再エントリーするとき、ハンドオフによる遅れを減らすために前記パケットデータプロトコルコンテクストを維持するステップを含む、請求項１に記載の方法。
10. ユーザのルーティングエリア識別子を前記ワイヤレスローカルエリアネットワークのカバレッジエリアのルーティングエリア識別子に変更することにより前記ユーザをワイヤレスローカルエリアネットワークにシフトすることにより、セルの負荷をモバイルサービスプロバイダが制御可能とするステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
11. 前記モバイルネットワークはセルラーネットワークである、請求項１に記載の方法。
12. ワイヤレスローカルエリアネットワークをモバイルネットワークルーティングエリアとして使用するシステムであって、
    サービス要求がされた位置を判断することができるモバイルネットワークであって、前記モバイルネットワークにおいてルーティングエリアとして識別される前記ワイヤレスローカルエリアネットワークにより、前記サービス要求に応じることができるかどうかを判断するパケットベースのサポートノードを有するモバイルネットワークと、
    前記ワイヤレスローカルエリアネットワークを用いて前記サービス要求に応じている間、パケットデータプロトコルコンテクストを維持して、前記ワイヤレスローカルエリアネットワークと前記モバイルネットワーク間でスムースなハンドオフを提供する手段と、を有するシステム。
13. 前記パケットデータプロトコルコンテクストを維持する手段はモバイルステーションに設けられた保存機能を含む、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記モバイルネットワーク内の前記ワイヤレスローカルエリアネットワークを識別する一意的なルーティングエリア識別子をさらに有する、請求項１２に記載のシステム。
15. 定期的ルーティングエリア更新タイマーをさらに有し、ユーザがワイヤレスローカルエリアネットワークカバレッジエリアにいる間シグナリングを減らすために、前記ユーザが前記ワイヤレスローカルエリアカバレッジエリアにいる間タイマー値が使用される、請求項１２に記載のシステム。
16. 前記ワイヤレスローカルエリアネットワークと前記モバイルネットワーク間のユーザサービスを確立し維持するインターワーキング機能をさらに有する、請求項１２に記載のシステム。
17. 前記モバイルネットワークはユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステムを含む、請求項１２に記載のシステム。
18. パケットデータプロトコルコンテクストを維持する前記手段は、前記モバイルネットワークと前記ワイヤレスローカルエリアネットワーク間のインターワーキングを確立するラジオアクセスベアラ設定手順をさらに有する、請求項１２に記載のシステム。
19. 前記モバイルネットワークは、ルーティングエリア識別子更新メッセージを介してユーザがワイヤレスローカルエリアネットワークカバレッジエリアにいるかどうかを学習する、請求項１２に記載のシステム。
20. 前記モバイルネットワークはセルラーネットワークである、請求項１２に記載のシステム。

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