JP4823301B2 - 無線通信端末装置、無線通信制御局装置及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信端末装置、無線通信制御局装置及び無線通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信端末装置、無線通信制御局装置及び無線通信方法に関する。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)で標準化が行われているLTE(Long Term Evolution)/SAE(System Architecture Evolution)における一つの大きな目的として、端末を複数のRAT（Radio access technology）に対応させることが挙げられる（図１参照）。
複数のRATとしては、図１に示したように、UTRAN, GERAN, E-UTRAN, WLAN 3GPP Access
system，Non-3GPP Access Systemなどがある。これらのRATは、それぞれ異なる特性(Coverage、伝送レート等)を有しているため、それぞれの特性を有効に利用することが検討されている。
複数のRATのCoverageについて概念的に図２に示す。また、伝送レートに関しては、伝送レートの高い順にWLAN, E-UTRAN, UTRANなどのように順位付けできると考えられる。これにより、高速に移動する端末にはCoverageの広いGPRS NetworkのUTRANを適用し、移動頻度は低いが高速通信を必要とする端末にはWLANを適用するなどの対応が可能である。
ところが、このように複数のRATに対応した端末が、接続するRATを変更する際の動作に関しては十分に検討されていない。具体的には、現在の3GPPにおいて、RAT変更の動作が規定されているのは、GPRS Network内のGERANとUTRAN間のみとなっている。
このGPRS Network内のRAT変更の特徴としては、第１に、登録、呼制御、認証を担当するNAS (Non Access Stratum)の機能を有するGPRS Coreが変更されないという点と、第２に、UTRANとGERANはともにセルラーを前提としたシステムであり、いずれのシステムを使用するかを選択するという点と、第３に、UTRANがGERANベースに開発されているため、UTRANとGERANとの間に親和性が高いという点が挙げられる。
このため、第１の特徴により、呼制御の処理は端末が使用するRATの変更により影響を受けない。また、第２、第３の特徴により、UTRANとGERANの間の変更は、どちらか一方のシステムを選択する方法であり、一方を選択してから他方を切るといった単純なシステムとなっている。
3GPP TR25.331，"Radio Resource Control(RRC) Protocol Specification" 3GPP TR24.008，"Mobile radio interface Layer 3 specification; Core network protocols; Stage3"
しかしながら、GPRS NetworkとEvolved Network、または、Evolved NetworkとWLAN 3GPP Access System(セルラーではなくホットスポット)といったRAT変更には上記の特徴は当てはまらず、最適な動作を検討する必要がある。具体的には、無線制御を行うAS (Access
Stratum)の機能を有するRANのContextと、NASの機能を有するCNのContextとにおいて、それぞれ最適な管理を行う必要がある。
例えば、端末がGPRS NetworkやEvolved NetworkからWLANに移動する場合、GPRS NetworkやEvolved Networkが端末用に割り当てているRadio Resourceは、一時的な通信完了に対
応するため、一定期間保持されているものの、Resourceの有効利用のためには、端末がWLANに移動後速やかに開放されることが好ましい。
また、端末がGPRS NetworkやEvolved NetworkからWLANに移動する場合、GPRS NetworkやEvolved Networkが管理している登録情報等のContextは、一定期間アクセスがない場合には破棄されてしまうものの、端末はWLANから元のNetworkに戻る可能性があるため、移動元のNetworkでContextを保持しておく必要がある。
本発明の目的は、複数の異なるRATに対応した端末がRAT間を移動する際、端末に割り当てているRadio Resource及び登録情報等のContextを効率よく管理する無線通信端末装置、無線通信制御局装置及び無線通信方法を提供することである。
本発明の無線通信端末装置は、セルラーネットワーク及び無線ＬＡＮネットワークを含む複数のネットワークに接続可能な無線通信端末装置であって、前記セルラーネットワーク及び前記無線ＬＡＮネットワークのそれぞれのIn Service状態又はOut-of Service状態を検出する検出手段と、検出された前記セルラーネットワーク及び前記無線ＬＡＮネットワークのそれぞれのIn Service状態又はOut-of Service状態に基づいて、接続するネットワークを切り替える切り替え手段と、前記無線通信端末装置が前記セルラーネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第一のタイマー値と、前記無線通信端末装置が前記無線ＬＡＮネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第二のタイマー値とを前記セルラーネットワークから受信する受信手段と、前記セルラーネットワークとの接続から前記無線ＬＡＮネットワークへの接続に切り替えられた場合、前記受信した第二のタイマー値に基づいて、前記セルラーネットワークにおける登録情報を含むコンテキストの保持を前記無線ＬＡＮネットワークを介して前記セルラーネットワークに定期的に要求する要求手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線通信制御局装置は、無線通信端末装置からセルラーネットワークにおける登録情報を含むコンテキストの保持をセルラーネットワークに定期的に要求する指示を受ける受信手段と、前記指示に従って前記要求を行う要求手段と、前記無線通信端末装置が前記セルラーネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第一のタイマー値と、前記無線通信端末装置が前記無線ＬＡＮネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第二のタイマー値とを前記無線通信端末装置に通知する通知手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線通信方法は、セルラーネットワーク及び無線ＬＡＮネットワークを含む複数のネットワークに接続可能な無線通信端末装置により実行される無線通信方法であって、前記無線通信端末装置が、前記セルラーネットワーク及び前記無線ＬＡＮネットワークのそれぞれのIn Service状態又はOut-of Service状態を検出する検出ステップと、前記無線通信端末装置が、検出された前記セルラーネットワーク及び前記無線ＬＡＮネットワークのそれぞれのIn Service状態又はOut-of Service状態に基づいて、接続するネットワークを切り替える切り替えステップと、前記無線通信端末装置が前記セルラーネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第一のタイマー値と、前記無線通信端末装置が前記無線ＬＡＮネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第二のタイマー値とを、前記無線通信端末装置が前記セルラーネットワークから受信する受信ステップと、前記セルラーネットワークとの接続から前記無線ＬＡＮネットワークへの接続に切り替えられた場合、前記無線通信端末装置が、受信した前記第二のタイマー値に基づいて、前記セルラーネットワークにおける登録情報を含むコンテキストの保持を前記無線ＬＡＮネットワークを介して前記セルラーネットワークに定期的に要求する要求ステップと、を具備するようにした。
本発明によれば、複数の異なるRATに対応した端末がRAT間を移動する際、端末に割り当てているRadio Resource及び登録情報等のContextを効率よく管理することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施の形態では、GPRS NetworkやEvolved Network等のCellular用のシステムをCellular Network（セルラネットワーク）として記載し、ホットスポット等が使用されるシステムをWLAN Network（無線ＬＡＮネットワーク）として記載する。
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る端末１００の構成を示すブロック図である。この図が示すように、端末はCellular Network制御部１０１、WLAN Network制御部１１０及びRAT切り替え制御部１０９を備えている。
まず、Cellular Network制御部１０１について説明する。
Cellular Network信号受信部１０２は、無線回線を介してCellular Networkから送信された信号を受信し、受信した信号を無線制御情報と無線品質測定用情報とに分離する。分離した無線品質測定用情報はCellular Network通信用品質測定部１０３に出力され、無線制御情報はCellular Network通信用制御部１０４に出力される。
Cellular Network通信用品質測定部１０３は、Cellular Network信号受信部１０２から出力された無線品質測定用情報に基づいて、無線品質を測定し、測定結果をCellular Network通信用制御部１０４に出力する。
Cellular Network通信用制御部１０４は、Cellular Network信号受信部１０２から出力された無線制御情報、Cellular Network通信用品質測定部１０３から出力された無線品質測定結果、及び、RAT切り替え制御部１０９から出力されたRAT切り替え制御情報（RAT変更の有無、RAT追加など）に基づいて、Cellular Networkに対する無線制御を行う。Cellular Network通信用制御部１０４は、無線制御内容をCellular Network通信用制御情報作成部１０７に出力し、Cellular Networkの制御状態（通信品質、サービスのＱｏＳ情報等）をRAT切り替え制御部１０９に出力し、さらに、上位制御部用メッセージをCellular Network上位制御部１０５に出力する。また、要求手段としてのCellular Network通信用制御部１０４は、タイマーの管理を行い、タイマーの満了毎に登録更新要求を行う。
Cellular Network上位制御部１０５は、Cellular Network通信用制御部１０４から出力された上位制御部用メッセージに基づいて、登録、呼制御、認証等の処理を行い、Cellular Networkに対する上位制御内容をCellular Network上位制御情報作成部１０６に出力する。
Cellular Network上位制御情報作成部１０６は、Cellular Network上位制御部１０５から出力された上位制御内容を用いて制御メッセージを作成し、作成した制御メッセージをCellular Network通信用制御情報作成部１０７に出力する。
Cellular Network通信用制御情報作成部１０７は、Cellular Network通信用制御部１０４から出力されたCellular Networkに対する制御内容と、Cellular Network上位制御情報
作成部１０６から出力された制御メッセージとをもとにCellular Networkに対する制御メッセージを作成し、作成した制御メッセージをCellular Network信号送信部１０８に出力する。また、Cellular Network通信用制御情報作成部１０７は、WLAN Network通信用制御情報作成部１１６に制御情報を出力する。
Cellular Network信号送信部１０８は、Cellular Network通信用制御情報作成部１０７から出力された制御メッセージをCellular Networkに無線回線を介して送信する。
RAT切り替え制御部１０９は、Cellular Network通信用制御部１０４から出力されたCellular Networkの制御状態に基づいて、RAT切り替えを判断し、RAT切り替え制御情報（RAT変更の有無、RAT追加など）をCellular Network通信用制御部１０４に返送する。また、RAT切り替え制御部１０９は、WLAN Network通信用制御部１１３から出力されたWLAN Networkの制御状態に基づいて、RAT切り替えを判断し、RAT切り替え制御情報（RAT変更の有無、RAT追加など）をWLAN Network通信用制御部１１３に返送する。
次に、WLAN Network制御部１１０について説明する。
WLAN Network信号受信部１１１は、無線回線を介してWLAN Networkから送信された信号を受信し、受信した信号を無線制御情報と無線品質測定用情報とに分離する。分離した無線品質測定用情報はWLAN Network通信用品質測定部１１２に出力され、無線制御情報はWLAN Network通信用制御部１１３に出力される。
WLAN Network通信用品質測定部１１２は、WLAN Network信号受信部１１１から出力された無線品質測定用情報に基づいて、無線品質を測定し、測定結果をWLAN Network通信用制御部１１３に出力する。
WLAN Network通信用制御部１１３は、WLAN Network信号受信部１１１から出力された無線制御情報、WLAN Network通信用品質測定部１１２から出力された無線品質測定結果、及び、RAT切り替え制御部１０９から出力されたRAT切り替え制御情報（RAT変更の有無、RAT追加など）に基づいて、WLAN Networkに対する無線制御を行う。WLAN Network通信用制御部１１３は、無線制御内容をWLAN Network通信用制御情報作成部１１６に出力し、WLAN Networkの制御状態（通信品質、サービスのＱｏＳ情報等）をRAT切り替え制御部１０９に出力し、さらに、上位制御部用メッセージをWLAN Network上位制御部１１４に出力する。
WLAN Network上位制御部１１４は、WLAN Network通信用制御部１１３から出力された上位制御部用メッセージに基づいて、登録、呼制御、認証等の処理を行い、WLAN Networkに対する上位制御内容をWLAN Network上位制御情報作成部１１５に出力する。
WLAN Network上位制御情報作成部１１５は、WLAN Network上位制御部１１４から出力された上位制御内容を用いて制御メッセージを作成し、作成した制御メッセージをWLAN Network通信用制御情報作成部１１６に出力する。
WLAN Network通信用制御情報作成部１１６は、WLAN Network通信用制御部１１３から出力されたWLAN Networkに対する制御内容と、WLAN Network上位制御情報作成部１１５から出力された制御メッセージとをもとにWLAN Networkに対する制御メッセージを作成し、作成した制御メッセージをWLAN Network信号送信部１１７に出力する。また、WLAN Network通信用制御情報作成部１１６は、Cellular Network通信用制御情報作成部１０７から出力された制御情報をWLAN Network信号送信部１１７に出力する。なお、Cellular Network通信用制御情報作成部１０７及びWLAN Network通信用制御情報作成部１１６は指示手段として機能する。
WLAN Network信号送信部１１７は、WLAN Network通信用制御情報作成部１１６から出力された制御メッセージをWLAN Networkに無線回線を介して送信する。
次に、上記構成を有する端末１００、Cellular Networkの無線局及び交換局、WLAN Networkの処理手順について図４を用いて説明する。図４は、端末１００がCellular Networkと通信中に、端末１００がWLAN NetworkのCoverageに入り、WLANがIn Service状態となり、端末１００がWLAN Networkとの通信を選択した場合を示す。
なお、ここでは、Cellular Network交換局において保持されている端末１００の登録情報は定期的に更新される必要があり、所定期間更新されないと登録情報が破棄されてしまう。そのため、定期的に更新する期間をタイマー１によって計測し、端末１００とNetworkとにおいてタイマー１を用いるものとする。
図４において、端末１００のCellular Network制御部１０１とCellular Network無線局とが通信状態又は接続可能状態であることを前提に、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）２０１では、タイマー１が満了し、Cellular Network制御部１０１からCellular Network無線局に登録更新要求を送信し、ＳＴ２０２では、タイマー１をリセット後、再起動する。
ＳＴ２０３では、Cellular Network無線局が登録更新要求をCellular Network交換局に転送し、ＳＴ２０４では、Cellular Network交換局が登録更新要求を受けて登録更新を行い、ＳＴ２０５では、Cellular Network交換局からCellular Network無線局に登録更新応答を送信する。そして、ＳＴ２０６では、Cellular Network無線局が登録更新応答をCellular Network制御部１０１に転送する。一方、ＳＴ２０７では、Cellular Network交換局がタイマー１を起動する。このタイマー１は、満了までに登録更新を行うか否かを監視するためのものであり、満了までに登録更新を行わなければ、Cellular Network交換局が保持する登録情報が破棄される。
ここで、端末１００がWLANのCoverageに入ったものとすると、ＳＴ２０８では、WLAN Network制御部１１０がWLANのIn Service状態を検出し、ＳＴ２０９では、Cellular Network制御部１０１からRAT切り替え制御部１０９に通信状態を報告し、ＳＴ２１０では、WLAN Network制御部１１０からRAT切り替え制御部１０９に通信状態を報告する。
ＳＴ２１１では、RAT切り替え制御部１０９からCellular Network制御部１０１にRATの変更を通知し、ＳＴ２１２では、RAT切り替え制御部１０９からWLAN Network制御部１１０にRATの変更を通知する。これにより、端末１００のWLAN Network制御部１１０とWLAN Networkとが通信状態となる。
ＳＴ２１３では、端末１００のCellular Network制御部１０１内のタイマー１が満了し、ＳＴ２１４では、Cellular Network制御部１０１からWLAN Network制御部１１０に登録更新要求情報の送信要求を出力する。
ＳＴ２１５では、WLAN Network制御部１１０からWLAN Networkに登録更新要求を送信し、ＳＴ２１６では、WLAN Networkが登録更新要求を受けて、Cellular Network交換局との間で認証処理を行い、ＳＴ２１７では、WLAN Networkが登録更新要求をCellular Network交換局に転送する。
ＳＴ２１８では、Cellular Network交換局が登録更新要求を受けて、登録更新を行うと共に、タイマー１をリセット後、再起動する。そして、ＳＴ２１９では、Cellular Netwo
rk交換局からWLAN Networkに登録更新応答を送信し、ＳＴ２２０では、Cellular Network交換局から端末１００のWLAN Network制御部１１０に登録更新応答を送信する。
ＳＴ２２１では、端末１００のWLAN Network制御部１１０が登録更新応答をCellular Network制御部１０１に出力する。
このような処理により、端末１００がWLAN Networkに接続している場合、Cellular Network内の登録情報等のContextの保持をWLAN経由で行うことができる。このため、Cellular NetworkのResourceを用いる必要がなくなり、Radio Resourceの有効利用を図ることができる。また、Cellular Networkに接続できないような状態においても、Cellular Network内の登録情報等のContextを保持することができる。
ここで、登録更新の対象となる情報について説明する。登録更新の対象となる情報としては、端末１００に元々割り当てられているＩＤ、端末１００に一時的に割り当てられているＩＤ、Home IP address、Care-of addressなどのRegistration情報、端末１００の有する性能、端末１００の位置情報、端末１００のSecurity情報（例えば、現在使用中のKey番号）、使用しているサービス、使用しているサービスに与えられているＱｏＳ情報、端末１００に対してオペレータが与えているサービスレベル（一般ユーザ、プラチナユーザ等の識別子）などが考えられる。しかし、特にこれらの内容に限定されるものではない。
また、この登録更新によって、上記の内容を変えてもよいし、そのまま保持するためのトリガーとしてのみ用いてもよい。また、WLAN Networkを経由して更新する際、Cellular
Network交換局で保持する情報をCellular Networkを経由して更新する場合と変えてもよい。例えば、端末１００のRegistration情報は変わらないのでWLAN Networkを経由して更新する場合でも保持を行い、サービスに与えられたＱｏＳは後で変わる可能性があるため保持しない（Cellular Networkを経由している場合には保持する）などの制御が可能である。また、このCellular NetworkとWLAN Networkの違いはあらかじめルール化しておいてもよいし（規格にて決定する）、WLAN Networkを経由して更新する際に明示的に指示してもよい。
なお、本実施の形態では、タイマー１のスタートが登録更新要求ＳＴ２０１の後にスタートするようにしてあるが、ＳＴ２０１の送信前にスタートしてもよく、また登録更新応答（ＳＴ２０６）の受信後にスタートしてもよく、特に厳密にタイマーのスタートタイミングを規定するものではない。これは、Cellular Network交換局のタイマーのスタートタイミングに関しても同様である。
また、本実施の形態では、端末とCellular Network交換局が用いるタイマーを同じとしたが、Cellular Network交換局で使用するタイマーを端末で使用するタイマーよりも若干長くするなどの実装も可能である。すなわち、端末のタイマーが満了してからCellular Network交換局が端末からのメッセージを受け取るまでに時間差が生じるため、その差を考慮して長めに設定するものである。
なお、本実施の形態では、WLANを使用して登録更新要求を送信する場合にも同じタイマー１を使用していたが、図５に示すように、Cellular Network交換局は、ＳＴ２１８においてタイマー値を変更し、Cellular Network制御部１０１のタイマー１と異なるタイマー値のタイマー２を用いてもよい。なお、タイマーの決定方法については後述する。
また、端末１００が一度登録更新をWLAN Network経由で行い、WLAN Networkに端末１００が接続している場合には、図６に示すように、WLAN NetworkがＳＴ４０１において登録
更新要求を代理設定し、ＳＴ４０２でタイマー１を起動して、タイマー１の満了毎に登録更新要求を送信することも可能である。
また、上記二つの方式を組み合わせ、WLAN Networkが代理で登録更新を行うときのタイマー値をタイマー１と異なる値とすることも可能である。
次に、タイマーの設定方法について説明する。タイマー１とタイマー２に関しては、現在のGPRS Network（GERAN、UTRANを含む）にて一般的に使用されているように、Network側から端末１００側に値を通知する方法が考えられる。すなわち、１つには、Cellular Networkに接続している（そしてCellular Networkを用いて登録更新を出している）際に使用するタイマー、２つには、WLAN Networkに接続している（そしてWLAN Networkを用いて登録更新を出している）際に使用するタイマーを分けて定義しておき、それぞれの値をNetworkから端末１００に通知する方法である。これにより、端末１００は自分の接続しているNetworkの情報から容易にタイマー値を決めることができる。
また、このタイマー１とタイマー２の通知手段としては、両方ともCellular Networkから報知情報や個別の制御情報などから設定する方法が一般的に考えられる。ただし、Cellular Networkで使用するタイマー（ここでは、タイマー１）はCellular Networkで設定し、WLANで使用するタイマー（ここでは、タイマー２）はWLANで設定する、という方法などが考えられる。
なお、本実施の形態では、Cellular Networkの状態の維持をWLAN Networkを経由して行うことを記載したが、この逆も可能である。具体的には、図３のWLAN Network通信用制御情報作成部１１６より、Cellular Network通信用制御情報作成部１０７に対してWLAN Networkに送るためのMessageを送ることで実現可能である。
このように実施の形態１によれば、端末がCellular Networkと通信中に、WLANがIn Service状態となった場合に、定期的に登録更新要求をWLAN経由でCellular Networkに対して行うことにより、Cellular Network内の登録情報等のContextを保持することができる。このため、Cellular NetworkのResourceを用いる必要がなくなり、Radio Resourceの有効利用を図ることができる。また、Cellular Networkに接続できないような状態においても、Cellular Network内の登録情報等のContextを保持することができる。
なお、本実施の形態では、登録更新要求をタイマーに基づいて送信する場合について説明したが、これ以外にも登録更新要求を送信する場合がある。具体的には、端末が登録していたエリアから外れたことを検出した場合に、新しいエリアで登録をする場合である。この登録するエリアとは、3GPPにおいて、Routing Area、Location Area、Tracking Areaなどと呼ばれているPagingを行う単位である。このときの動作を図７に示す。ただし、図７において、図４と共通する部分には、図４と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
まず、ここでは、ＳＴ２０８〜ＳＴ２１１において、端末はWLAN Networkを選択した後も、Cellular Networkの報知情報を定期的に確認するものとする。そして、端末の移動とともに現在受信しているCellular Network無線局からの信号が弱くなり、新しいCellular
Network無線局からの受信信号の方が強く受信できる場合には、新しいCellular Network無線局を選択する。このとき、それぞれのCellular Network無線局は、自分の属している登録エリアを送信しているため、端末は自分の登録しているエリアの範囲にいるか否かを判断できる。図７では、Cellular Network無線局２が、異なるエリアに属しているCellular Network無線局とする。
ＳＴ１００１では、端末１００のCellular Network制御部１０１が登録エリアの変更を検出し、ＳＴ１００２では、Cellular Network制御部１０１からWLAN Network制御部１１０に対して登録更新要求情報送信要求を送る。また、ＳＴ１００３では、Cellular Network制御部１０１がタイマー１をリスタートする。これ以降の処理、すなわち、ＳＴ２１５〜ＳＴ２２１は、図４と同じである。
このような動作により、端末１００は自分が登録しているエリアから外れた場合においても、WLAN Networkを介して更新が行える。これにより、端末１００が新たにCellular Networkに接続する必要がなくなるため、無線リソースの有効活用、端末１００の消費電力削減につながる。
なお、このような機能をWLAN Network側に持たせることにより、端末１００の送信処理負担を低減することも可能である。このときの動作を図８に示す。ただし、図８において、図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
ＳＴ１１０１では、ＳＴ４０１におけるタイマー管理に加え、Cellular NetworkのAreaとWLAN NetworkのAreaの対応付けを行う。具体的には、Cellular NetworkのTracking Area（または、Routing Area、Location Area）とWLAN NetworkのAccess Pointなどの地理的な位置を把握することである。これにより、端末がどのWLAN NetworkのAccess Pointと接続しているかによって、Cellular Network内のどのTracking Area（または、Routing Area、Location Area）に属することになるかを知ることができる。
ＳＴ１１０２では、実際に端末が登録していたCellular NetworkのArea(Tracking Area)から外れて、異なるエリアに移動したことを、端末のWLAN Network内のAccess Pointの移動により検出する。
ＳＴ１１０３では、WLAN NetworkからCellular Network交換局に登録更新要求を行い、ＳＴ１１０４では、タイマー１のリスタートを行う。
なお、図７に示したＳＴ１００３及び図８に示したＳＴ１１０４のタイマーのリスタートについては、まず、タイマーのリセットのみを行い、登録更新要求の応答として登録更新応答を受けてからタイマーをスタートさせてもよい。
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る端末５００の構成を示すブロック図である。図９に示す構成は、図３に示した端末１００の構成からCellular Network制御部１０１内のCellular Network上位制御部１０５及びCellular Network上位制御情報作成部１０６、WLAN
Network制御部１１０内のWLAN Network上位制御部１１４及びWLAN Network上位制御情報作成部１１５を削除したものであり、その他の構成は図３に示した構成と同一である。
次に、図９に示す構成を有する端末５００、Cellular Networkの無線局及び交換局、WLAN Networkの処理手順について図１０を用いて説明する。図１０は、端末５００がCellular Networkと通信中に、端末５００がCellular NetworkのCoverageから外れ、CellularがOut-of Service状態となり、ほぼ同時にWLAN NetworkのCoverageに入り、WLANがIn Service状態となった場合を示す。
図１０において、端末５００のCellular Network制御部５０１とCellular Network無線局とが通信状態であることを前提に、ＳＴ６０１では、Cellular Network制御部５０１がCellularのOut-of Serviceを検出すると、Radio Resourceを開放するタイミングを決定するタイマー３を設定して起動し、ＳＴ６０２では、Cellular Network制御部５０１からRA
T切り替え制御部１０９に通信状態を報告する。
また、ＳＴ６０３では、Cellular Network無線局が端末のOut-of Serviceを検出すると、Cellular Network制御部５０１において決定された値と同じタイマー３を設定して起動する。なお、ここで用いるタイマー値は、簡単のため端末５００側とNetwork側とで同じ値を用いたが、異なるタイマー値を用いてもよい。
ＳＴ６０４では、端末５００のWLAN Network制御部５０２がWLANのIn Serviceを検出し、ＳＴ６０５では、ＳＴ６０４における検出結果をRAT切り替え制御部１０９に通知（通信状態報告）する。
ＳＴ６０６では、端末５００のRAT切り替え制御部１０９がCellular NetworkとWLAN Networkとの通信状態に基づいて、RATの切り替え、追加、削除などを判断する。ここでは、Cellular Network制御部５０１からOut-of Serviceが通知され、WLAN Network制御部５０２からIn Serviceが通知されているので、RAT切り替え制御部１０９はCellular NetworkからWLAN Networkへ切り替えるものと判断する。
ＳＴ６０７では、ＳＴ６０６における判断結果（RAT変更）をCellular Network制御部５０１に通知し、ＳＴ６０８では、同じくＳＴ６０６における判断結果（RAT変更）をWLAN Network制御部５０２に通知する。この時点では、Cellular Network制御部５０１におけるタイマー３が満了する前であるため、Cellular Networkに対するRadio Resourceが残っており、Cellular Network無線局でもそのRadio Resourceを確保している。
ＳＴ６０９では、Cellular Network制御部５０１がRAT切り替え制御部１０９からRAT変更通知を取得したことにより、タイマー３を停止し、タイマー４を設定して起動する。ただし、タイマー４はタイマー３より短い値である。
ＳＴ６１０では、ＳＴ６０９において起動したCellular Network制御部５０１のタイマー４が満了し、ＳＴ６１１では、Cellular Network制御部５０１からWLAN Network制御部５０２にE-UTRAN制御情報送信要求を送信する。また、ＳＴ６１２では、Cellular Network制御部５０１が端末自身のRadio Resourceも開放する。
ＳＴ６１３では、Cellular Network制御部５０１からE-UTRAN制御情報送信要求を受けたWLAN Network制御部５０２がWLAN NetworkにE-UTRAN制御情報を送信する。このE-UTRAN制御情報には、Cellular Network無線局にRadio Resourceの開放を指示する情報が含まれている。
ＳＴ６１４では、WLAN NetworkがE-UTRAN制御情報を受信して、Cellular Network交換局との間で認証処理を行い、ＳＴ６１５では、WLAN NetworkがE-UTRAN制御情報をCellular Network交換局に転送する。
ＳＴ６１６では、Cellular Network交換局が受信したE-UTRAN制御情報をCellular Network無線局に転送し、ＳＴ６１７では、E-UTRAN制御情報を受信したCellular Network無線局がE-UTRAN制御情報に含まれたE-UTRAN Radio Resource開放指示にしたがって、Radio Resourceを開放し、Cellular Network無線局内のタイマー３を停止する。
ＳＴ６１８では、Cellular Network無線局からCellular Network交換局にE-UTRAN制御応答を送信し、ＳＴ６１９では、Cellular Network交換局からWLAN NetworkにE-UTRAN制御応答を送信する。また、ＳＴ６２０では、WLAN NetworkからWLAN Network制御部５０２にE-UTRAN制御応答を送信し、ＳＴ６２１では、WLAN Network制御部５０２からCellular
Network制御部５０１にE-UTRAN制御応答を送信する。
このような処理により、Radio Resourceをいち早く開放することができ、開放したRadio Resourceを他の端末に割り当てることができるので、Radio Resourceの有効利用を図ることができる。
このように実施の形態２によれば、Cellular Networkに接続していた端末において、CellularがOut-of Service状態となり、WLANがIn Service状態となった場合に、Cellular Networkにおいて使用していたRadio Resourceの開放をWLANを介して指示することにより、Radio Resourceをいち早く開放することができ、Radio Resourceの有効利用を図ることができる。
なお、本実施の形態では、タイマー４をタイマー３より短い時間として説明したが、タイマー４の値を「０」とすることにより、Radio Resourceの開放をより早めることができる。
また、本実施の形態では、端末がRadio Resourceの開放を端末のタイマー４が満了した時点で行うものとして説明したが、Cellular Network制御部がE-UTRAN制御応答を受信した時点で端末がRadio Resourceを開放するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、Radio Resourceを完全に開放するものとして説明したが、割り当てるRadio Resourceを削減するようにしてもよい。具体的には、E-UTRAN制御応答に使用するRadio Resourceの情報を含め、新たに端末の設定を行うようにしてもよい。
また、本実施の形態で用いたタイマー３及びタイマー４は、実施の形態１で用いたタイマー１及びタイマー２の設定方法と同様に設定することができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る端末の構成は、実施の形態２の図９に示した構成と同一であるので図９を援用し、その詳細な説明は省略する。
本発明の実施の形態３に係る端末、Cellular Networkの無線局及び交換局、WLAN Networkの処理手順について図１１を用いて説明する。図１１は、端末５００がCellular Networkと通信中に、端末５００がWLAN NetworkのCoverageに入り、Cellular NetworkとWLANがIn Service状態となった場合を示す。
図１１において、端末５００のCellular Network制御部５０１とCellular Network無線局とが通信状態であることを前提に、ＳＴ７０１では、端末５００のWLAN Network制御部５０２がWLANのIn Serviceを検出し、ＳＴ７０２では、ＳＴ７０１における検出結果をRAT切り替え制御部１０９に通知（通信状態報告）する。
ＳＴ７０３では、端末５００のRAT切り替え制御部１０９がCellular NetworkとWLAN Networkとの通信状態に基づいて、RATの切り替え、追加、削除などを判断する。ここでは、WLAN Network制御部５０２からIn Serviceが通知されているので、RAT切り替え制御部１０９はRATの追加、すなわち、WLAN Networkの追加を決定する。
ＳＴ７０４では、ＳＴ７０３における判断結果（RAT変更）をCellular Network制御部５０１に通知し、ＳＴ７０５では、同じくＳＴ７０３における判断結果（RAT変更）をWLAN Network制御部５０２に通知する。
ＳＴ７０６では、Cellular Network制御部５０１がRAT切り替え制御部１０９からRAT変更通知を取得したことにより、タイマー４を設定して起動する。ただし、タイマー４の値は実施の形態２で用いたタイマー値と同じものとする。
ＳＴ７０７では、ＳＴ７０６において起動したCellular Network制御部５０１のタイマー４が満了し、ＳＴ７０８では、Cellular Network制御部５０１からCellular Network無線局にE-UTRAN制御情報を送信する。
ＳＴ７０９では、Cellular Network無線局がE-UTRAN制御応答をCellular Network制御部５０１に送信し、ＳＴ７１０では、Cellular Network無線局がE-UTRAN制御情報にしたがって、Radio Resourceを開放する。一方、ＳＴ７１１では、Cellular Network制御部５０１がE-UTRAN制御応答を受けて、Radio Resourceを開放する。
このように実施の形態３によれば、Cellular Networkに接続していた端末において、Cellular及びWLANがIn Service状態となった場合に、Cellular Networkにおいて使用していたRadio Resourceの開放をCellularを介して指示することにより、Radio Resourceをいち早く開放することができ、Radio Resourceの有効利用を図ることができる。
なお、本実施の形態では、Radio Resourceを完全に開放するものとして説明したが、割り当てるRadio Resourceを削減するようにしてもよい。
なお、上記各実施の形態では、Cellular NetworkとWLAN Networkの間の動作として記載したが、本構成をCellular Network同士で用いることも可能である。具体的には、Cellular Networkの導入時などには、そのサービス範囲が限られることが考えられる。そのため、このような場合にはCellular Networkのシステムであっても実質WLAN Networkのように限られた範囲のサービスとなってしまう。そのため、広く普及しているCellular NetworkをここでのCellular Networkとみなし、サービス開始直後のCellular NetworkをここでのWLAN Networkのようにみなすことも可能である。
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
２００６年３月３日出願の特願２００６−０５８３４２の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる無線通信端末装置、無線通信制御局装置及び無線通信方法は、複数の異なるRATに対応した端末がRAT間を移動する際、端末に割り当てているRadio Resource及び登録情報等のContextを効率よく管理することができ、例えば移動体通信システムに適用できる。
複数のRATのアークテクチャを示す概念図 複数のRATのCoverageを示す概念図 本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 図３に示した端末、Cellular Networkの無線局及び交換局、WLAN Networkの処理手順を示すシーケンス図 端末とCellular Network交換局において異なるタイマーを用いた場合のシーケンス図 WLAN Networkが登録更新を代理設定する場合のシーケンス図 図３に示した端末、Cellular Networkの無線局及び交換局、WLAN Networkの他の処理手順を示すシーケンス図 図３に示した端末、Cellular Networkの無線局及び交換局、WLAN Networkの他の処理手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態２及び３に係る端末の構成を示すブロック図 図９に示す構成を有する端末、Cellular Networkの無線局及び交換局、WLAN Networkの処理手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態３に係る端末、Cellular Networkの無線局及び交換局、WLAN Networkの処理手順を示すシーケンス図

Claims (5)

  1. セルラーネットワーク及び無線ＬＡＮネットワークを含む複数のネットワークに接続可能な無線通信端末装置であって、
    前記セルラーネットワーク及び前記無線ＬＡＮネットワークのそれぞれのIn Service状態又はOut-of Service状態を検出する検出手段と、
    検出された前記セルラーネットワーク及び前記無線ＬＡＮネットワークのそれぞれのIn Service状態又はOut-of Service状態に基づいて、接続するネットワークを切り替える切り替え手段と、
    前記無線通信端末装置が前記セルラーネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第一のタイマー値と、前記無線通信端末装置が前記無線ＬＡＮネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第二のタイマー値とを前記セルラーネットワークから受信する受信手段と、
    前記セルラーネットワークとの接続から前記無線ＬＡＮネットワークへの接続に切り替えられた場合、前記受信した第二のタイマー値に基づいて、前記セルラーネットワークにおける登録情報を含むコンテキストの保持を前記無線ＬＡＮネットワークを介して前記セルラーネットワークに定期的に要求する要求手段と、
    を具備する無線通信端末装置。
  2. 前記セルラーネットワークとの接続から前記無線ＬＡＮネットワークへの接続に切り替えられた場合、前記受信した第二のタイマー値に基づいて、前記セルラーネットワークにおける登録情報を含むコンテキストの保持を前記無線ＬＡＮネットワークが前記セルラーネットワークに定期的に要求するように前記無線ＬＡＮネットワークに指示する指示手段を具備する請求項１に記載の無線通信端末装置。
  3. 前記セルラーネットワークにおける登録情報を含むコンテキストの保持を管理する前記セルラーネットワーク内のタイマーの変更を前記無線ＬＡＮネットワークを介して指示する指示手段を具備する請求項１に記載の無線通信端末装置。
  4. 無線通信端末装置からセルラーネットワークにおける登録情報を含むコンテキストの保持をセルラーネットワークに定期的に要求する指示を受ける受信手段と、
    前記指示に従って前記要求を行う要求手段と、
    前記無線通信端末装置が前記セルラーネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第一のタイマー値と、前記無線通信端末装置が前記無線ＬＡＮネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第二のタイマー値とを前記無線通信端末装置に通知する通知手段と、
    を具備する無線通信制御局装置。
  5. セルラーネットワーク及び無線ＬＡＮネットワークを含む複数のネットワークに接続可能な無線通信端末装置により実行される無線通信方法であって、
    前記無線通信端末装置が、前記セルラーネットワーク及び前記無線ＬＡＮネットワークのそれぞれのIn Service状態又はOut-of Service状態を検出する検出ステップと、
    前記無線通信端末装置が、検出された前記セルラーネットワーク及び前記無線ＬＡＮネットワークのそれぞれのIn Service状態又はOut-of Service状態に基づいて、接続するネットワークを切り替える切り替えステップと、
    前記無線通信端末装置が前記セルラーネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第一のタイマー値と、前記無線通信端末装置が前記無線ＬＡＮネットワークに接続中に前記セルラーネットワークにおける登録情報の更新を行うタイミングを示す第二のタイマー値とを、前記無線通信端末装置が前記セルラーネットワークから受信する受信ステップと、
    前記セルラーネットワークとの接続から前記無線ＬＡＮネットワークへの接続に切り替えられた場合、前記無線通信端末装置が、受信した前記第二のタイマー値に基づいて、前記セルラーネットワークにおける登録情報を含むコンテキストの保持を前記無線ＬＡＮネットワークを介して前記セルラーネットワークに定期的に要求する要求ステップと、
    を具備する無線通信方法。
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