JP5043998B2 - 基地局 - Google Patents

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Description

本発明は、セルラー基地局に関するものであり、詳細には、例えば自宅やオフィスでセルラーサービスを提供するのに都合良く使用されうる、セルラー通信ネットワークのための基地局に関するものである。
ＧＳＭやＵＭＴＳのような標準のための広域セルラーサービスは、広い範囲（数キロメートルのセル半径）をカバーできる従来型基地局によって提供される。しかし、建物内の通信範囲は、建物の構造のＲＦ減衰と周囲の建物からの無線シャドーイング効果のため、もっと難しい。ＥＤＧＥやＵＭＴＳのような中速から高速のデータをサポートすることを目指す標準の場合は、上位のコンステレーション又は低拡散係数を用いた信号には、より高い信号対雑音の数字が必要となるため、この通信範囲の問題は、一層難しいものとなる。ＵＭＴＳに用いられるもののような高い周波数も、問題を際立たせるが、それは、これらの信号が、建物の構造による減衰をより多く被るからである。
これらの問題に対する従来型の解決策は、建物内や都市エリア内で通信範囲を拡大するため、基地局やＲＦリピータを増設することであろう。これらの解決策は、法外に費用がかかり、人口密集地での基地局やアンテナを追加することの美的影響のため、住民からの反対に会い、オペレータには追加の法的費用がかかる。短距離の無線インタフェース、例えばＷｉＦｉやブルートゥースを使って家屋やオフィス内のセルラートラヒックを処理することは、代替となる手法であるが、顧客やオペレータが新たなハンドセットに投資することが必要となり、それ自体、大規模に行えば、多額の出費となる。
最近の数字によると、全セルラー通話の７０％は、建物内で行われており、従って、この問題は、セルラー産業の将来の成長にとって大きな障害となる。
本発明は、セルラー通信ネットワークで使用される基地局であって、
前記基地局は、建物内の前記セルラー通信ネットワーク内でセルラー移動電話のための通信範囲を提供でき、
前記基地局は、ＳＩＭカードのためのインターフェースを含み、
前記基地局は、前記インタフェースに接続されたＳＩＭカードに記憶された情報を用いて、前記セルラー移動電話の無線ネットワーク及びコアネットワークに対して前記基地局を特定することを特徴とする。
本発明による基地局を含む通信システムのブロック図である。 本発明による基地局のハードウェアアーキテクチャのブロック図である。 本発明による基地局のソフトウェアアーキテクチャのブロック図である。 本発明の一態様によるシステムのプロトコルアーキテクチャの一部を図解する図である。 本発明の一態様によるシステムのプロトコルアーキテクチャの一部を図解する図である。 本発明の一態様によるシステムのプロトコルアーキテクチャの一部を図解する図である。 本発明の一態様によるシステムのプロトコルのアーキテクチャの一部を図解する図である。 本発明の一態様によるシステムのプロトコルのアーキテクチャの一部を図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様による諸プロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。 本発明の一態様によるプロセスを図解する図である。
図１は、本発明に係る基地局１１０を組み入れた通信システム１００を図解する図である。この典型的な実施形態において、基地局１１０は、家屋やオフィス１２０のような建物内で、大幅な修正を必要とせず既存のセルラー移動電話１２２が利用できるように、既存のセルラー通信ネットワーク内でＧＳＭ／ＧＰＲＳ及びＵＭＴＳ無線インタフェースを両方用いた音声サービス及びデータサービスのための通信範囲を提供することが意図されている。下記により詳細に記述するように、基地局１１０は、従来のセルラー基地局によって使用される通常のＩｕｂ（ＵＭＴＳ）又はＡｂｉｓ（ＧＳＭ）インタフェースとは異なり、無認可モバイルアクセス（Unlicensed Mobile Access）（ＵＭＡ）又はセッション開始プロトコル（ＳＩＰ：Session Initiation Protocol）標準を介してネットワークオペレータのコアネットワーク１３０への柔軟なインタフェース接続をも提供する。Zone Gatesと呼ばれる、基地局ユニットからの帰路は、家屋もしくはオフィスの固定回線電話上のデジタル加入者回線（ＤＳＬ）接続１４０を用いて、実現されるが、この手法によって、ＶｏＩＰ（Voice-over Internet Protocol）技法を用いた低コストのデータ及び音声のトランスポートが可能になる。
図２は、基地局１１０のハードウェア構成の態様をより詳細に図解するブロック略図である。
このアーキテクチャは、ＡＲＭ ＡＭＢＡバスのようなプロセッサバス２０２によって相互接続された複数の機能ブロックで構成される。主なブロックについて、下記に記述する。
第１に、基地局１１０は、下記のように、各種の外付けの有線インタフェースをサポートする。基地局１１０は、内部ＡＤＳＬモデム／ルータ２０４を含むことが好ましい。ルータの機能は、ＮＡＴ及びＤＨＣＰサーバを含むであろう。
ＵＳＢ１．１インタフェース２０６。内蔵ＡＤＳＬモデム／ルータがない場合、このＵＳＢインタフェース２０６は、外付けＤＳＬモデムへの接続をサポートする。内蔵ＡＤＳＬモデム２０４が組み込まれている場合、ＵＳＢインタフェース２０６は、ブロードバンドインターネットサービスと、基地局１１０の高度構成／制御のため、ローカルＰＣへの接続を提供する。
ＲＪ４５イーサネット（登録商標）１０／１００／１０００インタフェース２０８。このインタフェースは、基地局１１０の高度構成／制御のため、そして、高度サービス提供用に外付け装置への基地局アクセスを可能にするため、外部ローカルエリア（例えば家屋やオフィス）ネットワーク（図２には図示せず）への接続を提供する。内蔵ＤＳＬモデム２０４が内蔵されている場合、イーサネットポート２０８は、ＵＳＢポート２０６への一層柔軟な選択肢として、ブロードバンドインターネットサービス用に用いられる。
以下詳細に記述するように、広い屋内エリアに設置されて共通のイーサネットＬＡＮに接続された複数の基地局ユニット１１０が、オペレータの無線ネットワーク１５０又はコアネットワーク１３０の中で、他のシステムの介在なしでそれらの間のハンドオーバを管理してもよい。
ＲＪ１１標準の一般電話サービスの電話接続(RJ11 Standard Pots Telephone Connection)。一般電話サービスの電話及びＦＡＸサービスは、ＲＪ１１電話コネクタを介してサポートされる。コネクタを動作させるＳＬＩＣ装置２１０は、例えば、イギリス、ドイツ、フランス、イタリア、スペイン、日本、アメリカ合衆国のような、複数の国家標準をサポートするように構成できることが好ましい。音声サービスは、適切なコーデック標準２１２を用いたＶｏＩＰを介して提供される。アナログＦＡＸサービスもサポートされる。このポートは、ｌｉｎｅ ｐｏｗｅｒを供給しないであろう。
ＵＳＩＭインタフェース２１４。基地局１１０は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードインタフェース用の設備を有し、ＳＩＭ標準カードの使用を可能にしている。これにより、このユニットを管理システム１６０、ネットワークオペレータの無線ネットワーク１５０及びコアネットワーク１３０に対して一意に装置を特定し、以下に詳細に記述するような一定のサービスを可能にしている。
基地局１１０は、小さな内蔵ＣＰＵ、例えば、メインＣＰＵを一定の集中的なタスクから解放する、それぞれ暗号化用とパケット処理用の専用のコプロセッサ２１８と２２０とによってサポートされた、（適切な周辺機器を用いた）ＡＲＭ９２６のような、実装されたプロトコルエンジン２１６を含む。プロトコルエンジン２１６上に実装されたプロトコルには、
ウェブサーバ、ＤＨＣＰサーバ、及びＯＳＧｉサーバを含む、セッション制御、
ＧＳＭ／ＵＭＴＳ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ（ＮＡＳ）機能、
ＧＥＲＡＮ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ機能、
ＵＭＡクライアント、そして、
ＳＩＰクライアント
が含まれる。
パケット処理アクセラレータ(Packet Processing Accelerator)２２０は、ベースバンドモデム２２２の中に実装されたＧＳＭ／ＧＰＲＳレイヤ１機能へ／から流れるパケットのフォーマッティングと、ベースバンドモデム２２２の中に実装されたＵＭＴＳレイヤ１機能への／からのパケットの流れのフォーマッティングとを処理する。また、パケット処理アクセラレータ２２０は、ＰＯＴＳインタフェースへの／からのＶｏＩＰパケットもフォーマットする。ＶｏＩＰコーデック機能は、ベースバンドモデム２２２によってサポートされる。
ＩＰＳｅｃパケットペイロード(IPSec packet payload)の暗号化は、暗号化アクセラレータ(Encryption Accelerator)２１８によって処理される。ＡＥＳと３ＤＥＳ暗号化プロトコルがサポートされてもよく、またＺｏｎｅＧａｔｅのＵＮＣ／管理システムへのＶＰＮ接続だけが内部暗号化処理を利用してもよい。またユーザＶＰＮ暗号化処理は、基地局１１０の外で処理されてもよい。
また、メインＣＰＵ２１６は、メインＣＰＵバス２０２を介して、ベースバンドモデム２２２、ＵＳＢポート２０６、イーサネットポート２０８、そして、任意で、ＡＤＳＬモデム／ルータ２０４とＷｉＦｉトランシーバ２２４とを含めて、システム内の全ての機能ブロックの構成及び制御に責任を持つ。全てのシステム機能ブロックの構成データを含めて、システムソフトウェアイメージは、基地局１１０の内部のフラッシュメモリ２２６の中に記憶されるが、更新されたシステムイメージは、管理システム１６０から基地局１１０へダウンロードされ得るように、他方、以前のイメージは、ダウンロードに失敗した場合に備えて、拠り所の選択肢として保持されるように、２つの完全なシステムイメージが記憶される。
メインＣＰＵの周辺装置には、
ソフトウェアの健全性をチェックする監視タイマと、
システム内のデバッグ用のＪＴＡＧ及びシリアルポートと、
ＬＥＤステータス表示、システム電源管理、システムアラーム収集を含む、システム制御のためのＧＰＩＯ（汎用入出力）とが含まれる。
基地局１１０は、ＧＳＭ及びＵＭＴＳ基地局モデムのためのサンプルレート処理、チップレート処理（ＵＭＴＳのみ）及びシンボルレート処理をサポートし、また、ＧＳＭとＵＭＴＳの同時動作をサポートする。また基地局１１０が、ローカルＧＳＭ／ＵＭＴＳ基地局及びその他の近隣の同様の基地局１１０から同報チャネル（ＢＣＨ：Broadcast Channel）を復元できるように、限定的なＧＳＭ移動局（ＭＳ）及びＵＭＴＳユーザ装置（ＵＥ：Use Equipment）モデム機能も、実装されるであろう。ローカルＲＦ環境を調査する目的で、最初の設置の間に、そして、ＲＦ環境を監視する目的で、そして、必要に応じて、基地局１１０の構成を修正する目的で、最初の設置の後で定期的にＵＥモデムモードになるであろう。
ベースバンドモデム２２２の中に含まれるＤＳＰ機能も、ＶｏＩＰコーデックの実装に用いられる。
ベースバンドモデムは、少なくとも５年間の耐用年数の間中、モデムの高い適応性を保証するため、ソフトウェアベースのアーキテクチャを用いて実装される。ＧＳＭ及びＵＭＴＳ基地局モデムの性能は、基地局１１０から半径５０ｍの範囲内で静止しているユーザ又は１０ｋｍｈ以下で移動する歩行者ユーザに適している。ベースバンドモデム２２２は、ソフトウェアベースであるため、ユニットを取り替える必要なく、ＨＳＤＰＡ又はＥＤＧＥサービスへの将来の機能拡張が実地に配信されるようにアップグレードできる。
基地局１１０は、ＧＳＭ ＲＦ回路２２６とＵＭＴＳ ＲＦ回路２２８とを有しており、いずれもモデム−アナログインタフェース２３０を通じてベースバンドモデム２２２に接続されていて、９００ＭＨｚか１８００ＭＨｚかのどちらかでのＧＳＭと、２１００ＭＨｚでのＵＭＴＳとの同時動作をサポートする。ＧＳＭ及びＵＭＴＳの受信パスについては、上りリンク（基地局受信）と下りリンク（端末受信）の両方の周波数がアクセス可能であり、送信パスについては、下りリンク（基地局送信）の周波数のみが利用可能である。インストール時、基地局１１０は、管理システム１６０によって提供された許可されたＧＳＭ搬送周波数とＵＭＴＳ搬送周波数とのリストから、ＧＳＭとＵＭＴＳとの両方について雑音／干渉が最も少ない下りリンクＲＦ周波数を選択するが、許可された下りリンク周波数は、受信パスがＵＥモードで構成され、送信パスが無効にされた状態で、基地局１１０によってスキャンされるであろう。
基地局１１０は、建物内で静止中か歩行中のユーザに５０ｍ以下の距離でセルラーサービスを提供するように設計され、従って、必要な送信出力は、従来の基地局に比べて劇的に減少する。
基地局１１０は、５年間の耐用年数の間、ＧＳＭ基地局及びＵＭＴＳ基地局に十分な精度を提供する、タイミング及び周波数の基準２３６を含む。
従って、基地局１１０は、基地局１１０内の３つのデータネットワーク、即ち、外部コアネットワーク（ＤＳＬ経由）、移動装置（ＧＳＭ／ＵＭＴＳ）、そして、ホームネットワーク（イーサネット経由）の結合の可能性を利用できるサービスプラットフォームを提供する。
図３は、プロトコルエンジンＣＰＵ２１６上に実装されたプロトコルのソフトウェアアーキテクチャの主な構成要素を図解する。
基地局セッション制御サブシステム３０２は、何か特定の移動ネットワークオペレータ（ＭＮＯ：Mobile Network Operator）構成及びエンドユーザ設定について、基地局１１０がどのように設定され機能するかを判断する、サービスの流れと方針を管理して実装する。
セッション制御装置の機能には、
ＭＮＯコアネットワーク上の基地局のための登録、呼制御、トラヒックフローの方針の実装と、
登録、呼制御、トラヒックフローのためのＵＭＡ及びＳＩＰクライアントの制御と、
ネットワークベースの管理システムを使った情報の流れの制御と、
移動登録と呼のハンドオフのための基地局無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Radio Access Network）リソースの管理と、
ＭＮＯ及びエンドユーザの回線開設手順の制御及び実行と、
基地局のパケットコアの方針の管理と、そして、
Ｊａｖａ（登録商標）ベースのアプリケーションのネットワークリソースを求める要求の処理と
が含まれる。
ＭＮＯのＧＳＭ／ＵＭＴＳコアネットワークが基地局に接続されていない場合にサービスがＵＥに提供される目的で、非アクセス階層(Non-Access Stratum)３０４の機能が必要とされるが、それは通常、基地局がＳＩＰ上で接続する場合である。この機能によって、基地局１１０は、ＧＳＭ／ＵＭＴＳコアネットワーク１３０に接続していない場合でも、移動ユーザが慣れているＳＭＳやＭＭＳのような通常のＧＳＭ／ＵＭＴＳサービスを提供することができる。そのようなサービスを提供するため、基地局１１０は、普通は移動通信交換局（ＭＳＣ：Mobile Switching Centre）、在圏ＧＰＲＳサービスノード（ＳＧＳＮ：Serving GPRS Service Node）、ＧＳＭ基地局サブシステム（ＢＳＳ：GSM Basestation Subsystem）及びＵＭＴＳ無線ネットワークサブシステム（ＲＮＳ：UMTS Radio Network Subsystem）の中に含まれているコアネットワーク機能の縮約サブセットを含んでいる。
非アクセス階層３０４は、基地局１１０の中に実装されており、下記の機能を備えている。
呼制御（ＣＣ：Call Control）３０６： ２つのピアエンティティ間の主として回線交換接続のための呼設定をサポートする。基地局については、ＳＩＰ呼設定とＧＳＭ及びＵＭＴＳ上の回線交換による音声呼との間のマッピングも提供する。
セッション管理（ＳＭ：Session Management）３０８： パケットデータセッションの制御。
ショートメッセージサービスサーバ（ＳＭＳ：Short Message Service Server）３１０： 基地局１１０とネットワークＳＭＳサービスセンタとの間のＳＭＳメッセージの送信。
マルチメディアメッセージングサービスサーバ（ＭＭＳ：MultiMedia Messaging Service Server）３１２： 基地局ＵＥとネットワークＭＭＳサービスセンタとの間のマルチメディアメッセージの送信。
付加サービス（ＳＳ：Supplementary Service）３１４： キャッチホン、呼の保留、多数による通話のようなサービスの実装。
移動管理(Mobility Management)／ＧＰＲＳ移動管理（ＭＭ／ＧＭＭ）３１６： 位置登録、認証、及び暗号化のような、ＵＥの移動要素の管理。
ＵＳＩＭ３１８： 基地局１１０に取り付けられてもよいＳＩＭカードに関連する制御機能。
アクセス階層３２０は、ＧＳＭ ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ：GSM EDGE Radio Access Network）及びＵＭＴＳに特有の低レベル機能を備えている。ＧＥＲＡＮ機能は、ＧＳＭ、ＳＰＲＳ及びＥＤＧＥアクセスについて選択され、ＵＭＴＳ機能は、ＵＭＴＳ対応サービスについて選択される。
ＧＥＲＡＮアクセス階層機能３２２は、ＢＳＳ（レイヤ１ ３２４、無線リソース３２６、無線リンク制御３２８／媒体アクセス制御３３０）機能とＳＧＳＮ（リンクレイヤ制御３３２及びサブネットワーク依存集中プロトコル３３４）機能との両方を備えている。ＢＳＳ機能は、基地局とＭＮＯコアネットワークの間で用いられるインタフェースに拘わらず、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサービスサポートの全ての基地局サポートに必要である。ＳＧＳＮ機能は、ＭＮＯのＧＥＲＡＮコアネットワーク機能が、例えば、ＧＥＲＡＮ上のＳＩＰ及びインターネットベースのサービスについてバイパスされた場合にのみ、必要とされる。
ＧＥＲＡＮアクセス階層機能３２２は、従って、下記の要素を備えている。
サブネットワーク依存集中プロトコル（ＳＮＤＣＰ：Sub-Network Dependent Convergence Protocol）３２２： 複数のパケットデータプロトコルの多重化、データ圧縮／解凍（任意）、ヘッダ圧縮／解凍（任意）、分割及び再組みたて。
論理的リンク制御（ＬＬＣ）３３２： ＬＬＣは、ピア・トゥー・ピア（peer to peer）の認められていないデータ転送と認められたデータ転送と、そしてＧＰＲＳの暗号化機能とを提供する。
無線リンク制御／媒体アクセス制御（ＲＬＣ：Radio Link Control／ＭＡＣ）３２８及び３３０： ＲＬＣ／ＭＡＣは、認められていないモードと認められたモードと、ＬＬＣ ＰＤＵの分割と再組み立てと、複数の物理チャネルの多重化と、システム情報の同報とを、サポートする。
無線リソース管理（ＲＲ：Radio Resource Management）３２６： ＲＲ接続の確立、メンテナンス、そして解放、システム情報同報、パケットデータのリソースの管理。
ＧＳＭ／ＧＰＲＳレイヤ１ ３２４： ベースバンドモデム２２２に実装されたＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥモデム機能へのインタフェース。
ＵＭＴＳアクセス階層機能(UMTS access stratum functionality)３３６は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）機能（無線リソース制御、パケットデータ集中プロトコル、無線リンク制御／媒体アクセス制御）と、ベースバンドモデム２２２上で実装されたＵＭＴＳ物理レイヤへのインタフェースを備えている。ＲＮＣと物理レイヤインタフェース機能とは、用いられるコアネットワークのインタフェースに拘わらず、ＵＭＴＳをサポートする全ての基地局サービスに必要である。
ＵＭＴＳアクセス階層機能３３６は、下記の要素を備える。
パケットデータ集中プロトコル（ＰＤＣＰ：Packet Data Convergence Protocol)）３３８： ＩＰデータストリーム（任意）のヘッダの圧縮及び解凍、ユーザデータの転送、ＰＤＣＰシーケンス番号の保全。
無線リソース制御（ＲＲＣ：Radio Resources Control）３４０： ＮＡＳ及びＡＳに関連する情報の同報、ＲＲＣ接続の確立・維持・解放、無線ベアラ及び無線リソースの確立・再構成・解放、ＲＲＣ接続移動性機能、要求されたＱｏＳの制御、ＵＥ測定の報告・制御、外側ループの出力制御、暗号化制御。
無線リンク制御（ＲＬＣ：Radio Link Control）３４２： パケットのバッファリング、セグメンテーション、連接を含めて、シグナリング及びデータパケットの送信・受信。承認モード、非承認モード、トランスペアレントモードの、３つのエンティティタイプを備えている。
媒体アクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）３４４： 論理チャネルとトランスポートチャネル間のマッピング、各トランスポートチャネルについての適切なトランスポートフォーマットの選択、ＵＥ間の優先度処理、共通及び専用トランスポートチャネル上でのトランスポートブロック（組）への／からの上位レイヤＰＤＵの多重化／逆多重化。
ＵＭＴＳレイヤ１ ３４６： ベースバンドモデム２２２上で実装されたＵＭＴＳモデム機能へのインタフェース。
また図３に示すソフトウェアアーキテクチャは、ＵＭＡクライアント３４８も含む。基地局１１０は、非標準構成のＵＭＡプロトコルを使用する。ＵＭＡ標準プロトコルは、ＵＭＡクライアントと非ライセンススペクトルの無線インタフェース例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇもしくはブルートゥースを含むＧＳＭ ＭＳ又はＵＭＴＳ ＵＥが、非ライセンススペクトルを用いてＧＳＭ／ＵＭＴＳコアネットワークと通信できるように設計される。本発明の基地局における実装は、非ライセンスネットワーク制御装置（ＵＮＣ：Unlicensed Network Controller）を介してＧＳＭ／ＵＭＴＳコアネットワークと通信するように開発されたＵＭＡプロトコルが、マクロネットワークへの／からのハンドオーバを含めて、その基地局によって処理される呼を管理するのに使用されてもよいように、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ基地局のネットワークインタフェースの一部としてＵＭＡクライアント３４８を用いる。
本発明の基地局におけるＵＭＡの使用については、後でもっと詳しく述べる。
ＳＩＰクライアント３５０。基地局１１０は、基地局がＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準の移動サービスを対応するＳＩＰサービスにマッピングするように、ＧＳＭ／ＵＭＴＳプロトコルをＳＩＰクライアントプロトコルにマッピングする。この手法によって、ＳＩＰプロトコル又はＳＩＰサービスがＭＳ／ＵＥ上に存在する、又は実装される必要性がなくなる。例えば、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準の音声呼が、基地局１１０においてＶｏＩＰ ＳＩＰ呼にマッピングされるが、それは、また、ユーザをＳＩＰコアネットワーク内に登録し、そして、音声呼を発信・終了・クリアするために必要な、追加のシグナリングのマッピングも含む。ＧＳＭ／ＵＭＴＳシグナリングを実装するため、基地局内では、ＢＳＳ／ＲＮＳも含む完全なＧＳＭ／ＵＭＴＳプロトコルスタックとＭＳＣ／ＳＧＳＮ機能とが必要である。
また図３に示すソフトウェアアーキテクチャには、ＩＰトランスポートレイヤ３５２も含まれる。ＩＰトランスポートレイヤ３５２は、インターネットプロトコル標準、例えばＵＤＰ３５４、ＴＣＰ３５６、ＩＰｖ４ ３５８を含んでいる。必要なシグナリング機能を基地局１１０がサポートするように、追加のプロトコルが実装される。基地局１１０とコアネットワーク１３０の間で暗号化されたセキュアな送信媒体を提供することは、ユーザの移動局１２２とコアネットワーク１３０の間でセキュアな接続を維持するために必要なのだが、そのためにはＩＰＳｅｃ３６０が必要である。組み合わせ文字による暗号化はＧＳＭ／ＵＭＴＳ無線インタフェースには標準的な機能であり、暗号化は、基地局１１０とコアネットワーク１３０との間のセキュリティや暗号鍵のようなセキュアな情報の転送には不可欠であることから、これは特に重要である。パケットネットワーク内でユーザの移動性を可能にするため、リモートＩＰ３６２が実装される。
また、図３に示すソフトウェアアーキテクチャは、（標準的なアナログ電話への）ＰＯＴＳ標準接続が、ＳＩＰ（ＶｏＩＰ）を用いてコアネットワークまで可能であるようにするための一組の音声コーデック３６４を含めて、回線交換機能３７０も含む。加えて、ＦＡＸコーデック３６６によって、ここでもまたＳＩＰ（ＦｏＩＰ）を用いてインターネット上でＦＡＸを送受信するため、標準的なＦＡＸ装置が基地局１１０に接続することが可能になる。
基地局１１０は、家庭やオフィス内でテーブルの上に置いたり内壁又は天井に取り付けたりするように設計されたコンパクトなユニットである。ＧＳＭ／ＵＭＴＳ基地局としては異例なことだが、送信出力が低レベルであることと周波数／スクランブルコードが自己構成できることから、基地局１１０を設置するのにセルの設計は必要ない。
物理的な設置に続いて、（必要なら）ＳＩＭカードを挿入し、外付けＤＣ電源に接続し、ＤＳＬ又はケーブルを介してネットワークに接続すると、基地局１１０は下記の順序で動作を実行する。
１．基地局管理システム１６０と通信を確立し、ＳＩＭの中に記録されたデータを用いて管理システムとの認証を完了し、そして、基地局サービスを提供する移動ネットワークのオペレータが許可することを選んだ搬送周波数とＵＭＴＳスクランブルコードとの「許可リスト」を含めて、各種の構成パラメータをダウンロードする。
２．周囲のＧＳＭ基地局（及び本発明によるその他のアクティブな基地局）が検出されて識別されるように、ＲＦ受信パスが、ＧＳＭ移動電話の下りリンク周波数上で動作するように構成される。次いで、ベースバンドモデム２２２が、周囲の基地局によって送信された同期チャネル及び同報チャネルが十分に復調され、システム情報パラメータが復元されるように、ＧＳＭ移動電話のベースバンド受信機として構成される。次いで基地局１１０は、許可リストの中のＧＳＭ搬送周波数の各々を、ＧＳＭ標準によってＧＳＭ移動局が行うように、基地局の信号強度を順番に測定することで監視する。検出された基地局の信号強度と同報チャネル情報とは、将来の参考のために記憶される。
３．ＲＦ受信パスは、ＵＭＴＳ下りリンク周波数(downlink frequencies)で動作するように構成され、そして、ベースバンドモデムは、システム情報メッセージが復元されうるように、（スクランブルコードを判断するために）一次及び二次同期チャネルと同報チャネルとを復調することができるＵＭＴＳユーザ装置として構成される。次いで基地局１１０は、許可リストの中のＵＭＴＳ搬送波とスクランブルコードの各々を順番に監視し、検出された基地局の各々について（本発明による他の基地局も含めて）、ＵＭＴＳ ＵＥが行うであろう方法と同じ方法で、搬送波対干渉比を測定する。検出された各基地局について復元されたＣ／Ｉ比とシステム情報データとは、将来の参考のために記憶される。
４．次いで、基地局１１０は、許可リストの範囲内で、ＧＳＭ搬送波とＵＭＴＳ搬送波とスクランブルコードとを、（本発明による他の基地局も含めて）周囲の基地局から受信する電力が最小になるように、これらの搬送波が周囲のマクロセル／マイクロセル又は本発明による他の基地局にもたらす干渉を最小にするという原則に基づいて、選択する。ＧＳＭ及びＵＭＴＳのためのＲＦ送信パスは、選択された搬送周波数とスクランブルコードが動作の準備ができるように構成される。基地局１１０のＲＦ受信パスは、ＧＳＭ及びＵＭＴＳ周波数分割多重化スキームにおいて標準化された下りリンク搬送周波数と上りリンク搬送周波数の組み合わせに従って、選択された下りリンク搬送周波数に対応する上りリンク周波数を監視するように構成される。
５．次いで基地局１１０は、ＧＳＭ及びＵＭＴＳ送信パスについての初期電力レベルを選択する。適切な初期電力レベルが、基地局１１０が検出した受信信号強度／Ｃ／Ｉから差し引かれる。目標は、送信電力レベルが、（本発明による他の基地局も含めて）周囲の基地局によって作り出されるインチャネル干渉のレベルを想定して、２０ｍの距離でセルラーサービスを提供するのに十分であることである。送信電力は、ＧＳＭ標準及びＵＭＴＳ標準に従って受入可能なサービス品質（ＱｏＳ：Quality of Services）を維持するため、呼の中で修正され、基地局１１０ＲＦハードウェアが、ソフトウェア誤動作の場合には、基地局１１０が受入不可能な干渉を引き起こすことを防ぐのに十分低いように、送信電力に上限を課す。
６．周囲のＧＳＭ基地局及びＵＭＴＳ基地局の同報チャネルから抽出されたシステム情報は、ＧＳＭ標準及びＵＭＴＳ標準に従って基地局１１０によって送信されたＧＳＭ同報チャネル及びＵＭＴＳ同報チャネルについてのＢＡリストを作成するのに用いられる。このＢＡリストは周囲の基地局を特定するものだが、それら周囲の基地局は、移動局で受信された基地局１１０の信号レベルが受入可能な限度を下回った場合には、ハンドオーバの準備が整っていてＢＡリストを受信する移動局によって監視されるべき基地局である。ＧＳＭ及びＵＭＴＳのためのＢＡリストは、管理システム１６０に折り返し報告される。
７．基地局１１０は、選択された初期電力レベルで、選択されたＧＳＭ搬送波及びＵＭＴＳ搬送波上で送信を開始するであろう。
８．基地局１１０が、本発明による基地局のグループの一部であり、それらが共通のＬＡＮ接続を共有し、相互にハンドオーバすることが可能である場合には、ＢＡリストは、下記で詳述する通り、移動局がそのような基地局間でハンドオーバできるように、グループ内の他の基地局に関する情報で更新されてもよい。
基地局ユニット１１０は、ＲＦ環境の変化が検出されてもよく、搬送波／スクランブルコードに関する以前の決定が必要に応じて再評価されてもよいように、初期の設置の後、ＲＦ探索プロセス(RF serveying process)を定期的に（１乃至１０日毎に）反復するように設計される。
上述のように基地局１１０は、ＵＭＡ標準について定義されたプロトコルを、基地局１１０がブロードバンドＩＰネットワーク１７０上でＵＭＡ ＵＮＣ１５２を使って通信でき、それによって移動局（ＭＳ）１２２とＧＳＭ／ＵＭＴＳ無線ネットワーク１５０（シームレスなハンドオフをサポートするため）との間、及びコアネットワーク１３０（ＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準のサービスを提供するため）との間の通信を提供できるような、新規な方法で用いる。基地局１１０のソフトウェアプロトコルスタックは、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準の無線インタフェースプロトコルをＵＭＡプロトコルにマッピングするが、ＵＭＡからＧＳＭへの場合は図４に、ＵＭＡからＧＰＲＳへの場合は図５に示す。
ＧＳＭについては（図４）、基地局プロトコルスタック内の中継機能は、ＧＥＲＡＮ無線リソース（ＲＲ）プロトコルを直接ＵＭＡ‐ＲＲプロトコルにマッピングし、それはＵＮＣ１５２で終了する。基地局１１０は、基地局に現在登録されているＭＳ１２２と通信するために、十分なＲＲサブレイヤ実装を必要とする。ＲＲタスクのサブセットが、コアネットワークと通信するために（例えばハンドオーバ）、ＵＭＡ−ＲＲサブレイヤに中継される。
ＧＰＲＳについては（図５）、基地局は、登録されているＭＳ１２２と通信するために、ＲＬＣ／ＭＡＣサブレイヤを実装する。基地局１１０内の中継機能が、ＲＬＣ／ＭＡＣサブレイヤをＵＭＡ−ＲＬＣサブレイヤにマッピングし、それはＵＮＣ１５２で終了する。
ＵＭＡ−ＵＭＴＳ制御プレーンを図６に示す。基地局１１０は、ＵＭＴＳ ＲＲＣ、ＲＬＣ、及びＭＡＣサブレイヤを実装し、その場合、暗号化は、ＲＬＣとＭＡＣの両方に実装される。ＵＭＡ−ＲＲＣサブレイヤは、追加のＵＭＴＳ関連のシグナリングを有する。ＵＮＣ１５２は、３Ｇ−ＳＧＳＮに接続するＩｕインタフェースを含むように拡張されてもよい。上位レイヤであるＧＭＭ，ＳＭ，ＳＭＳが３Ｇ−ＳＧＳＮに含まれ、ＵＥにおいてそれらのピアと通信する。
ＵＭＡＮ−ＵＭＴＳ音声については（図７）、音声トラヒックがＲＬＣ及びＭＡＣサブレイヤを通じて送信され、その場合、暗号化はＭＡＣで行われる。音声トラヒックは、ＲＴＰ／ＵＤＰを用いて基地局１１０とＵＮＣ１５２との間で搬送される。ＵＮＣ１５２は、コアネットワークＡＭＲコーデックを含む音声トラヒックをＩｕ−ＣＳ上で３Ｇ−ＭＳＣへルート付けする。
ＵＭＡＮ−ＵＭＴＳユーザプレーンについては（図８）、ＩＰユーザデータは、ＰＤＣＰ，ＲＬＣ，ＭＡＣサブレイヤを介して基地局１１０へ搬送される。基地局は、ＵＭＴＳ ＲＬＣ及びＭＡＣサブレイヤを実装するが、この場合、暗号化はＲＬＣサブレイヤの中に実装される。ＰＤＣＰサブレイヤは、ＵＮＣ１５２の中の示された位置ではなく、基地局へ移動されてもよいだろうが、これは将来のＵＮＣの実装に依存する。
ＧＥＲＡＮ暗号化については、暗号化鍵(ciphering key)と他の情報要素とが、マクロコアネットワーク１３０から基地局１１０へ転送される必要があるが、それは第１に、暗号化モードのメッセージが基地局１１０とＭＳ１２２の間で送信されてもよいようにするためであり、第２には、基地局１１０ＧＳＭレイヤ１が、その後の制御メッセージとユーザプレーンメッセージとを暗号化・解読できるようにするためである。主な要件は、ＵＭＡＮプロトコル仕様への変更もそうだが、基地局１１０での暗号化鍵Ｋｃの値の要件であり、それはＧＳＭレイヤ１メッセージの暗号化と解読とが基地局で実行されてもよいようにするためである。Ｋｃの値は、ＵＮＣ１５２から受信する追加メッセージの中で受信されることが提案される。従って、下記の２つのメッセージが、ＵＭＡ標準のメッセージの組の拡張として提案される。
Figure 0005043998
ＧＥＲＡＮからＵＭＡＮへのハンドオーバの場合、Ｋｃの新たな値は、ＭＳＣからＵＮＣ１５２へ送信される「ＧＥＲＡＮハンドオーバ要求(GERAN A-HANDOVER REQUEST)」メッセージに含まれているが、これは現時点ではＭＳ１２２にも基地局１１０にも渡されていない。「ハンドオーバ要求」メッセージの暗号化関連の内容は、一旦ハンドオーバが完了すれば（ハンドオーバの後で暗号化がアクティブであって使用可能である場合）、暗号化を開始するために基地局に渡されなければならない。
ＵＭＡＮからＧＥＲＡＮへのハンドオーバの場合、Ｋｃの値は、ＵＭＡＮ暗号化構成手順の間に（修正された「暗号化モード命令(CIPHERING MODE COMMAND)」メッセージを介して）すでに基地局１１０に渡されている。Ｋｃの値は、ＭＳＣからの「ハンドオーバ要求」メッセージを介して対象のＢＳＳに渡され、従って、さらなる修正は必要ない。
ＧＳＭのための暗号化構成は、図９に示すように、また、以下のステップのシーケンスで記述するように行われる。
９０１．コアネットワーク１３０は、「ＢＳＳＡＰ暗号化モード命令(BSSAP CIPHER MODE COMMAND)」をＵＮＣ１５２へ送信するが、これはＧＳＭ暗号化鍵Ｋｃと、ＵＮＣ（及びＭＳ）が使用すべき暗号化アルゴリズムとを含んでいる。
９０３．ＵＮＣ１５２は、「ＵＲＲ暗号モード命令(URR CIPHER MODE COMMAND)」を基地局１１０へ送信するが、これは、暗号化が（ＧＥＲＡＮへのハンドオーバの後で）開始されるべきか否かと、そうである場合、どのアルゴリズムを使用するのかと、無作為の数ＲＡＮＤとを示す。また、このメッセージは、ＭＳが「ＵＲＲ暗号化モード完了(URR CIPHERING MODE COMPLETE)」メッセージの中にＩＭＥＩを含むべきかどうかを示す。
９０５．基地局１１０は、上記のように、独自の「ＵＲＲ暗号化鍵要求(URR-CIPHERING KEY REQUEST)」メッセージを送信することによって、暗号化鍵Ｋｃの値をネットワークから要求する。
９０７．ＵＮＣ１５２は、上記のように、「ＵＲＲ暗号化鍵応答(URR-CIPHERING KEY RESPONSE)」メッセージの中で暗号化鍵の値を基地局１１０へ送信する。暗号化鍵の値は、基地局‐ＵＮＣ接続が暗号化されている場合、ＵＮＣ１５２によって送信されるだけでもよい。基地局がＫｃの値を許可されないか、又はリンクが暗号化されないか、又は現在の要求が無効である場合には、応答メッセージは暗号化鍵を含むべきではなく、ステータスは「無効な暗号化鍵」に設定されなければならず、そうでない場合には、ステータスは「有効な暗号化鍵」に設定されなければならない。
９０９．基地局は、「暗号化モード命令(CIPHERING MODE COMMAND)」を生成してＭＳ１２２へ送信して、暗号化が使用可能か否かと、そうである場合には、使用するアルゴリズムとを示す。このメッセージの内容は、「ＵＲＲ暗号化モード命令」に基づく。
９１１．ＭＳ１２２は、「暗号化モード完了(CIPHERING MODE COMPLETE)」メッセージを返信するが、任意で、国際移動装置ＩＤ（ＩＭＥＩ：International Mobile Equipment Identity）も含まれる。
９１３．ＲＡＮＤ、Ｋｃ、ＩＭＳＩの入力値から、ＨＭＡＣ−ＳＨＡＩ−９６アルゴリズムを用いてメッセージ認証コード（ＭＡＣ）が基地局１１０によって算出され、示された場合にはＩＭＥＩと一緒に「ＵＲＲ暗号化モード完了」メッセージの中で返信される。
９１５．ＵＮＣ１５２は、ＭＡＣを検証する。ＭＡＣが正しいとＵＮＣが検証した場合、ＵＮＣは、「暗号モード完了」メッセージをコアネットワーク１３０へ送信する。
ＵＭＴＳ暗号化については、暗号化鍵と他の情報要素とが、マクロコアネットワークから基地局へ転送されることになるが、それは第１に、「セキュリティモード(SECURITY MODE)」メッセージが基地局とＵＥ１２２との間で送信されてもよいようにするためであり、第２には、基地局ＵＭＴＳレイヤ２が、その後の制御メッセージとユーザプレーンメッセージとを暗号化・解読できるようにするためである。主な要件は、ＵＭＡＮプロトコル仕様への変更もそうだが、基地局でのＵＭＴＳ暗号鍵ＣＫとＵＭＴＳ統合鍵(UMTS Integrity Key)ＩＫの値の存在であり、それは暗号化と解読とが基地局で実行されてもよいようにするためである。ＣＫ及びＩＫの値は、ＵＮＣから受信する追加メッセージの中で受信されることが提案される。従って、下記の２つのメッセージが、ＵＭＡへの拡張として提案される。
Figure 0005043998
ＵＭＴＳからＵＭＡＮへのハンドオーバの場合、ＣＫとＩＫとの新たな値は、３Ｇ−ＳＧＳＮからＵＮＣへ送信される「Ｉｕ移転要求(Iu-RELOCATION REQUEST)」メッセージに含まれているが、これは現時点ではＵＥにも基地局にも渡されていない。「Ｉｕ移転要求」メッセージの暗号化関連の内容は、一旦ハンドオーバが完了すれば（ハンドオーバの後で暗号化がアクティブで使用可能である場合）、暗号化を開始するために基地局に渡されなければならない。
ＵＭＡＮからＵＭＴＳへのハンドオーバの場合、ＣＫとＩＫとの値は、ＵＭＡＮ暗号化構成手順の間に（修正された「セキュリティモード命令(SECURITY MODE COMMAND)」メッセージを介して）すでに基地局に渡されている。ＣＫとＩＫとの値は、３Ｇ−ＳＧＳＮからの「Ｉｕ移転要求」メッセージを介して対象のＲＮＳに渡され、従って、さらなる修正は必要ない。
ＵＭＴＳ暗号化構成は、図１０に示すように、また、以下のステップのシーケンスのように行われる。
１００１．コアネットワーク１３０は、「ＲＡＮＡＰセキュリティモード命令(RANAP SECURITY MODE COMMAND)」をＵＮＣ１５２へ送信するが、これはＵＭＴＳ暗号化鍵ＣＫと、ＵＭＴＳ統合鍵ＩＫと、ＵＮＣ（及びＵＥ）が使用すべき暗号化アルゴリズムとを含んでいる。
１００３．ＵＮＣ１５２は、「ＵＲＲセキュリティモード命令(URR-SECURITY MODE COMMAND)」を基地局１１０へ送信するが、これは、暗号化が（ＵＭＴＳへのハンドオーバの後で）開始されるべきか否かと、そうである場合、どのアルゴリズムを使用するのかと、無作為の数ＲＡＮＤと、認証トークンＡＵＴＨとを示す。また、このメッセージは、ＵＥが「ＵＲＲセキュリティモード完了(URR SECURITY MODE COMPLETE)」メッセージの中にＩＭＥＩを含むべきかどうかを示す。
１００５．基地局１１０は、上記のように、独自の「ＵＲＲセキュリティ鍵要求(URR-SECURITY KEY REQUEST)」メッセージを送信することによって、ネットワークからのＵＭＴＳ暗号化鍵ＣＫとＵＭＴＳ統合鍵ＩＫとの値を要求する。
１００７．ＵＮＣ１５２は、上記のように、「ＵＲＲセキュリティ鍵応答(URR-SECURITY KEY RESPONSE)」メッセージの中で暗号化鍵の値を基地局１１０へ送信する。暗号化鍵の値は、基地局‐ＵＮＣ接続が暗号化されている場合、ＵＮＣによって送信されるだけでもよい。基地局がＣＫ及びＩＫの値を許可されないか、又はリンクが暗号化されないか、又は現在の要求が無効である場合には、応答メッセージは暗号化鍵を含むべきではなく、ステータスは「無効な暗号化鍵」に設定されなければならず、そうでない場合には、ステータスは「有効な暗号化鍵」に設定されなければならない。
１００９．基地局１１０は、「セキュリティモード命令(SECURITY MODE COMMAND)」を生成してＵＥ１２２へ送信して、暗号化が使用可能か否かと、そうである場合には、使用するアルゴリズムとを示す。このメッセージの内容は、「ＵＲＲセキュリティモード命令」に基づく。
１０１１．ＵＥ１２２は、「セキュリティモード完了(SECURITY MODE COMPLETE)」メッセージを返信するが、任意で、ＩＭＥＩも含まれる。
１０１３．ＲＡＮＤ，ＣＫ，ＩＫ，ＩＭＳＩの入力値から、ＨＭＡＣ−ＳＨＡＩ−９６アルゴリズムを用いてＭＡＣが基地局１１０によって算出され、示された場合にはＩＭＥＩと一緒に「ＵＲＲセキュリティモード完了(URR SECURITY MODE COMPLETE)」の中で返信される。
１０１５．ＵＮＣ１５２は、ＭＡＣを検証する。ＭＡＣが正しいとＵＮＣが検証した場合、ＵＮＣは、「セキュリティモード完了」メッセージをコアネットワーク１３０へ送信する。
基地局１１０は、全てのＵＭＡ手順をＧＳＭ／ＵＭＴＳ手順にマッピングし、逆もまた同様である。このマッピングについては、以下のサブセクションで概説する。
・発見と登録の手順
適切な移動局がＧＳＭ／ＵＭＴＳ ＰＬＭＮ選択及びセル選択手順を通じて基地局１１０を選択する場合に、図１１に示すＵＭＡの発見と登録の手順が行われる。また、移動局は、ＵＭＡ転入手順にマッピングされる、ＰＬＭＮ再選択を実行していてもよい。図１１に示すシーケンスは、ＵＥ１２２がＧＥＲＡＮ上でアクティブな音声セッション又はパケットセッションを有さないと想定する（即ち、アイドルモードにある）。ＵＥ１２２は、ＧＳＭ又はＵＭＴＳネットワークに接続されるＩＭＳＩ及び／又はＧＰＲＳであってもよい。発見及び登録の手順は、ＧＳＭもＵＭＴＳも同じである。
下記のステップのシーケンスが実行される。
ＵＥは、ＵＥのＩＭＳＩをも含む「位置(ロケーション）更新要求(LOCATION UPDATING REQUEST)」１１０１をＵｍインタフェース又はＵｍインタフェース上で送信することによって、位置登録手順を行う。基地局は、無効なＩＭＳＩが原因でＵＥ１２２が基地局１１０に登録されていない場合には、「位置更新拒否(LOCATION UPDATING REJECT)」１１０３を送信することによって、早い時期に「位置更新要求」を拒否してもよい。
基地局１１０は、特定のＵＥが特定の基地局で利用可能であるとＵＮＣに情報提供するため、ＵＭＡＮ発見手順及び登録手順１１０５及び１１１３を実行する。ＵＮＣは、サービス（例えば移動局終端呼）を提供する目的で、この情報を追跡する。
発見又は登録がＵＮＣによって拒否された場合（メッセージ１１０７又は１１１５）、ＺｏｎｅＧａｔｅが「位置更新拒否」（１１０９又は１１１７）を生成して、それを移動局へ送信する。
登録が成功すると（メッセージ１１１１又は１１１９）、基地局１１０は、当初の「位置更新要求」をコアネットワークＳＧＳＮへ転送する(メッセージ１１２１）。
ＵＥ１２２をコアネットワークに認証して暗号化が始まる前に暗号化パラメータを設定する目的で、コアネットワーク１３０は、位置登録の間に認証と暗号化手順を実行する。コアネットワークは、「位置更新受入(LOCATION UPDATING ACCEPT)」メッセージ１１２３をＵＥへ送信することによって、位置登録が成功したことを示す。ここでＵＥは、コアネットワークに登録され、基地局セルにとどまることに成功したことになる。
・登録解除の手順
登録解除の手順を図１２に図解する。「ＩＭＳＩ分離(IMSI DETACH)」１２０１が、移動局から発信され、基地局１１０へ送信されてもよく、その場合、「ＩＭＳＩ分離」１２０１は「ＵＲＲ登録解除(URR DEREGISTER)」メッセージ１２０３にマッピングされてＵＮＣへ送信される。また「ＵＲＲ登録解除」メッセージ１２０５は、ＵＮＣから発信されて基地局１１０へ送信されてもよく、その場合、「ＵＲＲ登録解除」メッセージ１２０５は、「ＩＭＳＩ分離」１２０７にマッピングされ、基地局から移動局１２２へ送信される。登録解除の手順は、ＧＳＭもＵＭＴＳも同じである。
・移動局から発信される音声呼の手順(Mobile Originated Speech Call Procedure)
図１３に示す移動局から発信される音声呼の手順は、基地局とＭＳ１２２の間のＧＳＭ標準のシグナリングを実装するが、それは、ＵＭＡ定義されたシグナリングにマッピングされる。メッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。手順は、ＧＳＭもＵＭＴＳも同じである。
図１３に図解するステップのシーケンスを以下に詳述する。
ＣＭサービス要求１３０１が、移動局１２２からＵＮＣ１５２へ上りリンク直接転送ラッパー１３０３を介して送信される。
上りリンク直接転送メッセージ及び下りリンク直接転送メッセージ１３０５，１３０７，１３０９，１３１１を使って、認証が透過的に行われる。
ＧＳＭについては、ＵＲＲ暗号化モード命令１３１３が、ＵＮＣ１５２から基地局１１０へ送信され、基地局１１０は、それを、基地局から移動局１２２へ送信された暗号化モード命令１３１５にマッピングする。暗号化モード完了メッセージ１３１７が、移動局１２２から基地局１１０へ送信され、基地局は、それを、ＵＲＲ暗号化モード完了メッセージ１３１９にマッピングする。ＵＭＴＳについては、各種のセキュリティモードメッセージ１３２１，１３２３，１３２５，１３２７が、各種の暗号化モードメッセージ１３１３，１３１５，１３１７，１３１９の代わりとなる。
ＣＭサービス受入１３３１が、ＵＲＲ下りリンク直接転送ラッパーメッセージ１３２９の中でＵＮＣ１５２から基地局へ送信され、その基地局によって移動局１２２へ転送される。
設定メッセージ１３３３が、移動局１２２から基地局へ送信され、上りリンク直接転送メッセージ１３３５の中でＵＮＣへ転送される。呼続行メッセージ１３３９が、下りリンク直接転送ラッパーメッセージ１３３７の中で、ＵＮＣから基地局へ送信され、その基地局によって移動局へ転送される。
ＵＲＲチャネル起動メッセージ１３４１，１３４９が、ＵＮＣ１５２によって基地局１１０へ送信され、ＧＳＭについてはチャネルモード修正(Channel Mode Modify)メッセージ１３４３にマッピングされるか、ＵＭＴＳについては無線ベアラ再構成(Radio Bearer Reconfiguration)メッセージ１３５１にマッピングされて、移動局へ送信される。ＧＳＭについてはチャネルモード修正承認(Channel Mode Modify Acknowledge)メッセージ１３４５が、ＵＭＴＳについては無線ベアラ再構成完了(Radio Bearer Reconfiguration Complete)メッセージ１３５３が、それぞれ移動局から基地局へ送信され、ＵＲＲチャネル起動承認(URR Active Channel Ack)メッセージ１３４７，１３５５にマッピングされて、基地局１１０からＵＮＣへ送信される。
注意喚起及び接続(Alerting and Connect)メッセージ１３６１，１３６５が、ＵＲＲ下りリンク直接転送ラッパー(URR downlink direct transfer wrapper)メッセージ１３５９，１３６３の中でＵＮＣ１５２から基地局へ送信され、基地局によって移動局へ転送される。接続承認(Connect Acknowledge)メッセージ１３６７が、移動局から基地局へ送信され、ＵＲＲ上りリンク転送メッセージ１３６９の中でＵＮＣへ転送されて、移動局発の呼設定手順が完了する。
・移動局に着信する音声呼の手順(Mobile Terminated Speech Call Procedure)
図１４に図解する移動局に着信する音声呼の手順は、基地局とＭＳ／ＵＥ１２２の間のＧＳＭ標準のシグナリングを実装するが、それは、ＵＭＡ定義されたシグナリングにマッピングされる。メッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。手順は、ＧＳＭもＵＭＴＳも同じである。
図１４に示すメッセージ交換について、以下のステップのシーケンスで説明する。
ＵＲＲページング要求(URR PAGING REQUEST)１４０１が、移動局に着信する音声呼を開始するため、ＵＮＣから基地局へ送信される。ページング要求１４０３が、基地局によって生成され、ＭＳ／ＵＥに送信される。ＭＳページング応答(MS PAGING RESPONSE)メッセージ１４０５が、基地局によって受信され、基地局は、ＵＲＲページング応答(URR PAGING RESPONSE)１４０７を生成してＵＮＣへ送信する。ＵＭＴＳについては、ページングタイプ１メッセージ１４１１が、基地局によって生成されてＵＥに送信され、ＵＥはセル更新手順１４１３で応答する。
ＵＮＣは、認証手順を、下りリンク直接転送メッセージ及び上りリンク直接転送メッセージ１４１９，１４２１，１４２３，１４２５で行い、暗号化手順を、ＧＳＭについては「暗号化モード命令(CIPHERING MODE COMMAND)」メッセージ及び「暗号化モード完了(CIPHERING MODE COMPLETE)」メッセージ１４２７，１４２９，１４３１，１４３３で行い、ＵＭＴＳについては、「セキュリティモード(SECURITY MODE)」メッセージ１４３５，１４３７，１４３９，１４４１で行う。
残りの呼設定手順が、下りリンク直接転送メッセージ及び上りリンク直接転送メッセージのＵＮＣ送受信によって、透過的に行われる。基地局１１０は、上りリンクメッセージ及び下りリンクメッセージの各々を、必要な無線インタフェースの「設定(SETUP)」（１４４３〜１４４５）メッセージ、「呼確認(CALL CONFIRMED)」（１４４７〜１４４９）メッセージ、「注意喚起(ALERTING)」（１４５１〜１４５３）メッセージ、「接続(CONNECT)」（１４５５〜１４５７）メッセージ、「接続承認(CONNECT ACKNOWLEDGE)」（１４５９〜１４６１）メッセージに変換する。
・ＵＲＬＣトランスポートチャネル起動手順
図１５に示すＵＲＬＣトランスポートチャネル起動手順は、ＵＭＡ定義された手順であり、ＧＰＲＳ無線インタフェースＰＤＰコンテクスト起動手順上にマッピングされる。メッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。トランスポートチャネル起動手順は、ＧＳＭもＵＭＴＳも同じである。
図１５に示すメッセージ交換について以下のステップのシーケンスの中で概説する。
ＵＲＬＣトランスポートチャネルの起動は、ＵＥによってＰＤＰコンテクスト起動手順を開始することによって起動されてもよい。
「ＰＤＰコンテクスト起動要求(ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST)」１５０１が、「ＵＲＬＣ ＵＴＣ起動要求(URLC ACTIVATE UTC REQ)」メッセージ１５０３にマッピングされ、ＵＮＣから受信した「ＵＲＬＣ ＵＴＣ起動承認(URLC ACTIVATE UTC ACK)」１５０５が、「ＰＤＰコンテクスト起動受入(ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT)」メッセージ１５０７にマッピングされる。「ＵＲＬＣ ＵＴＣ起動承認」１５０５が否定応答を含む場合には、受入メッセージの代わりに「ＰＤＰコンテクスト起動拒否(ACTIVATE PDP CONTEXT REJECT)」メッセージ１５０９が生成される。
ＵＲＬＣトランスポートチャネルの起動は、ＵＮＣによって「ＵＲＬＣ ＵＴＣ起動要求(URLC ACTIVATE UTC REQ)」１５１１を送信することによって起動されてもよい。このメッセージは、「ＰＤＰコンテクスト起動(PDP CONTEXT ACTIVATION)」メッセージ１５１３にマッピングされ、ＵＥへ送信される。それに応じてＵＥは、「ＰＤＰコンテクスト起動要求(ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST)」メッセージ１５１５を生成し、それを基地局が「ＵＲＬＣ ＵＴＣ起動承認(URLC ACTIVATE UTC ACK)」メッセージ１５１７と「ＰＤＰコンテクスト起動受入(ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT)」メッセージ１５１９の両方にマッピングする。この場合、ＺＡＰは、ＰＤＰコンテクスト起動手順が成功したかどうかを決定し、そうでない場合には「ＰＤＰコンテクスト起動拒否(ACTIVATE PDP CONTEXT REJECT)」メッセージ１５２１を生成する。
・ＵＲＬＣトランスポートチャネル停止手順
図１６に示すＵＲＬＣトランスポートチャネル停止手順は、ＵＭＡ定義された手順であり、ＧＰＲＳ無線インタフェースＰＤＰコンテクスト停止手順にマッピングされる。メッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。トランスポートチャネル停止手順は、ＧＳＭもＵＭＴＳも同じである。
図１６に示すメッセージ交換について以下のステップのシーケンスの中で概説する。
ＵＲＬＣトランスポートチャネルの停止は、ＵＥ又はネットワークによって開始されてもよい。
ＵＥが、「ＰＤＰコンテクスト停止要求(DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST)」メッセージ１６０１を基地局へ送信することによって、ＵＲＬＣトランスポートチャネルの停止を開始するが、このメッセージは、「ＵＲＬＣ ＵＴＣ停止要求(URLC DEACTIVATE UTC REQ)」メッセージ１６０３を生成してＵＮＣ１５２へ送信する。ＵＮＣ１５２は、「ＵＲＬＣ ＵＴＣ停止承認(URLC DEACTIVATE UTC ACK)」メッセージ１６０７で応答するが、このメッセージは、基地局によって「ＰＤＰコンテクスト停止受入(DEACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT)」１６０５にマッピングされ、ＭＳへ送信される。
ネットワークは、「ＵＲＬＣ ＵＴＣ停止要求(URLC DEACTIVATE UTC REQ)」メッセージ１６０９を基地局へ送信することによってＵＲＬＣトランスポートチャネル停止を開始するが、このメッセージは、「ＰＤＰコンテクスト停止要求(DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST)」メッセージ１６１１を生成してＵＥへ送信する。ＵＥは、「ＰＤＰコンテクスト停止受入(DEACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT)」メッセージ１６１３で応答するが、このメッセージは基地局によって「ＵＲＬＣ ＵＴＣ停止承認(URLC DEACTIVATE UTC ACK)」１６１５にマッピングされてＵＮＣへ送信される。
・ページングの手順
図１７に示すページングの手順は、パケット交換サービス用のパケットページング手順と、回線交換用の通常のページング手順とを含む。どちらのページング手順も、常にネットワークによって開始される。メッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。
図１７に示すメッセージ交換について以下のステップのシーケンスの中で概説する。
パケットページング手順は、「ＵＲＬＣ ＰＳページ(URLC PS PAGE)」メッセージ１７０１をＵＮＣから基地局へ送信することによって、ネットワークによって開始され、このメッセージは、「ページング要求(PAGING REQUEST)」１７０３にマッピングされてＭＳへ送信される。ＭＳは、「ＬＬＣユニットデータ又はデータ(LLC UNITDATA or DATA)」パケットであればいかなるものでもよいがそのパケット１７０５を基地局へ送信することによって応答し、基地局は、そのメッセージを「ＵＲＬＣユニットデータ又はデータ」メッセージ１７０７へマッピングする。
回線交換ページング手順は、「ＵＲＲページング要求(URR PAGING REQUEST)」メッセージ１７０９をＵＮＣから基地局へ送信することによって、ネットワークによって開始され、このメッセージは、「ページング要求」１７１１にマッピングされてＭＳへ送信される。ＭＳは、「ページング応答(PAGING RESPONSE)」１７１３を基地局へ送信することによって応答するが、基地局は、このメッセージを「ＵＲＲページング応答(URR PAGING RESPONSE)」メッセージ１７１５にマッピングし、それをＵＮＣへ送信する。
ＵＭＴＳページング手順は、「ＵＲＲページング要求(URR PAGING REQUEST)」メッセージ１７１７をＵＮＣから基地局へ送信することによって、ネットワークによって開始され、このメッセージは、「ページングタイプ１」メッセージ１７１９にマッピングされてＵＥへ送信される。ＵＥは、「セル更新(CELL UPDATE)」１７２１を基地局へ送信することによって応答するが、基地局は「セル更新確認(CELL UPDATE CONFIRM)」１７２５で応答し、そのメッセージを「ＵＲＲページング応答(URR PAGING RESPONSE)」メッセージ１７２３にマッピングして、それをＵＮＣへ送信する。
・ＧＥＲＡＮからＵＭＡＮへのハンドオーバの手順
図１８に示すＧＥＲＡＮからＵＭＡＮへのシーケンスは、ＭＳがＧＥＲＡＮ上でアクティブな音声呼を有すると想定する。下記のステップが行われる。ここで留意すべきだが、ＵＮＣとＭＳＣの間、及びＢＳＳとＭＳＣの間のネットワーク要素シグナリングは、明確にするために示されているだけである。図示している全てのメッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。
図１８に示すメッセージ交換について、以下のステップの中で概説する。
ＭＳが、「測定報告(MEASUREMENT REPORT)」１８０１，１８０３，１８０５等を、周囲のセルの｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝を含むＢＳＳへ、ずっと継続する形で送信する。基地局１１０｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝は、基地局が送信するＢＣＣＨ搬送波出力が十分であって、及び／又は、基地局ＡＲＦＣＮが（ＢＳＳ ＢＣＣＨ在圏セルによって送信されるシステム情報の中に含まれる）ＢＳＣ ＢＡリストの中で送信されるならば、測定報告に含まれるであろう。
基地局１１０は、在圏及び隣接するＧＥＲＡＮセルに比べて最高の信号レベルを有すると、ＭＳによって報告されるはずである。
ＢＳＳは、基地局１１０｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝をＵＭＡセルＣＧＩに内部的にマッピングする。ＧＥＲＡＮは、「ハンドオーバ必要(HANDOVER REQUIRED)」メッセージ１８０７をコアネットワーク１３０ＭＳＣへ送信することによって、ＵＭＡセルにハンドオーバすることを決定する。
コアネットワーク１３０は、対象のＵＮＣ１５２が「ハンドオーバ要求(HANDOVER REQUEST)」メッセージ１８０９を用いてリソースを割当てることを要求する。ＵＮＣ１５２は、「ハンドオーバ要求」１８０９の中に含まれるＩＭＳＩをＭＳユーザのホーム基地局１１０にマッピングすべきである。対象のホーム基地局１１０は、ＭＳが現在通信している基地局１１０であってもよいし、そうでなくてもよい。
対象のＵＮＣ１５２は、「ハンドオーバ要求承認(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE)」１８１１を用いて要求を承認して、要求されたハンドオーバを自分がサポートできることを示すが、またこれは、ＭＳが方向付けられるべきホーム基地局１１０の無線チャネルパラメータを示す「ハンドオーバ命令(HANDOVER COMMAND)」の内容を含む。
コアネットワーク１３０は、「ハンドオーバ命令」１８１３をＧＥＲＡＮに転送して、ハンドオーバの準備を完了する。
ＧＥＲＡＮは、「ハンドオーバ命令」１８１５をＭＳに送信して、ハンドオーバを基地局に示す。「ハンドオーバ命令」１８１５は、ＡＲＦＣＮ、ＰＬＭＮカラーコードと、対象の基地局１１０のＢＳＩＣとを含む。ＭＳは、ハンドオーバが完了するまで、その音声パスをＧＥＲＡＮからＵＭＡＮへ切り替えない。
ＭＳは、「ハンドオーバアクセス(HANDOVER ACCESS)」メッセージ１８１７を用いて基地局１１０にアクセスする。「ハンドオーバアクセス」メッセージ１８１７に含まれるハンドオーバの参照情報は、「ＵＲＲハンドオーバアクセス(URR HANDOVER ACCESS)」メッセージ１８１９の中で、ＵＮＣに渡されるが、それによって、在圏ＵＮＣがハンドオーバを「ハンドオーバ要求承認(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージ１８１１に相関させることが可能になる。
在圏ＵＮＣ１５２は、基地局及びＭＳとのベアラパスを設定する。
基地局１１０は、「ＵＲＲハンドオーバ完了(URR HANDOVER COMPLETE)」メッセージ１８２７を送信して、ハンドオーバ手順の完了を示す。ＭＳは、ＧＥＲＡＮユーザプレーンからＵＭＡＮユーザプレーンへ切り替わる。
双方向の音声トラヒック１８３１，１８３３，１８３５が、ＭＳ１２２とコアネットワーク１３０との間で在圏ＵＮＣ１５２を介して流れ始める。
対象のＵＮＣが、「ハンドオーバ完了(HANDOVER COMPLETE)」メッセージ１８３７を用いて、ハンドオーバが完了したことを示す。まだそのようになっていない場合には、コアネットワークは、ユーザプレーンを送り側ＧＥＲＡＮから対象のＵＭＡＮに切り替える。
その後、必要に応じて、コアネットワーク１３０は、「クリア命令(CLEAR COMMAND)」１８３９を用いて、送り側ＧＥＲＡＮとの接続を切断する。
送り側ＧＥＲＡＮは、「クリア完了(CLEAR COMPLETE)」１８４５を用いて、この呼に割当てられたＧＥＲＡＮリソースの解放を確認する。
・ＵＭＡＮからＧＥＲＡＮへのハンドオーバ手順
図１９に示すＵＭＡＮからＧＥＲＡＮへのシーケンスは、ＭＳがＵＭＡＮ上でアクティブな音声呼を有すると想定する。ＭＳが、本発明による基地局１１０の通信範囲から離れ始める。下記のステップが行われる。ここで留意すべきだが、ＵＮＣとＭＳＣの間、及びＢＳＳとＭＳＣの間のネットワーク要素シグナリングは、明確にするために示されているだけである。図示している全てのメッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。
図１９に示すメッセージ交換について、以下のステップの中で概説する。
ＵＭＡＮからＧＥＲＡＮへのハンドオーバは、周囲のＧＥＲＡＮ｛ＡＲＦＣＮ、ＢＳＩＣ｝ＢＣＣＨ搬送波電力レベルのＭＳ測定報告１９０１，１９０５によってトリガされる。ＵＮＣは、信号強度基準に基づいて、任意で「ＵＲＲ上りリンク品質表示(URR UPLINK QUALITY INDICATION)」１９０３を送信してもよい。
基地局１１０は、ハンドオーバが必要であることを検出し、「ＵＲＲハンドオーバ必要(URR HANDOVER REQUIRED)」メッセージ１９０７を在圏ＵＮＣ１５２へ送信して、ハンドオーバにとって望ましい順にＣＧＩによって識別された、チャネルモードとＧＥＲＡＮセルのリストとを示す。基地局１１０は、周囲のＧＥＲＡＮセルの中のシステム情報メッセージを自分で復号することによってＣＧＩのリストを取得してもよいし、（郵便番号やその他の地理的測位装置によって）その実際の地理的位置に関する適切なデータベースにアクセスすることによって、ＣＧＩのリストを取得してもよい。
在圏ＵＮＣは、「ハンドオーバ必要(HANDOVER REQUIRED)」メッセージ１９０９を用いてコアネットワーク１３０にシグナリングすることによって、ハンドオーバの準備を開始する。
コアネットワークは、対象のＧＥＲＡＮセルを選択し、「ハンドオーバ要求(HANDOVER REQUEST)」１９１１を用いて、必要なリソースを割当てるよう、それに要求する。
対象のＧＥＲＡＮは、割当てられたチャネルに関する情報を提供する「ハンドオーバ命令」メッセージを作成し、それを「ハンドオーバ要求承認(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージ１９１３を通じてコアネットワークへ送信する。
コアネットワークは、ＭＳをＧＥＲＡＮにハンドオーバするため、「ハンドオーバ命令」メッセージ１９１５を用いて在圏ＵＮＣに信号を送り、ハンドオーバの準備段階を終える。
在圏ＵＮＣは、対象のリソース割当てについてＧＥＲＡＮによって送信された詳細を含めて、「ＵＲＲハンドオーバ命令(URR HANDOVER COMMAND)」１９１７を基地局１１０へ送信する。基地局１１０は、「ハンドオーバ命令」１９１９をＭＳ１２２へ送信して、ＭＳがＧＥＲＡＮセルにハンドオーバすべきであることを示す。
ＭＳは、対象のＧＥＲＡＮがこのハンドオーバアクセスを、これより前に「ハンドオーバ必要(HANDOVER REQUIRED)」に応じてコアネットワークに送信された「ハンドオーバ命令」メッセージと相関させることができるようにするため、ハンドオーバ参照パラメータを含む「ハンドオーバアクセス」命令１９２１を送信する。
対象のＧＥＲＡＮは、「ハンドオーバ検出(HANDOVER DETECT)」メッセージ１９２３を用いて、ハンドオーバの検出をコアネットワークに確認する。
コアネットワークは、この時点でユーザプレーンを対象のＢＳＳに切り替えてもよい。
ＧＥＲＡＮは、ＭＳがＧＥＲＡＮと同期できるようにするため、ＭＳに「物理情報」１９２７、即ち、タイミングアドバンスを提供する。
ＭＳは、「ハンドオーバ完了(HANDOVER COMPLETE)」１９２９を用いて、ハンドオーバが完了したことをＧＥＲＡＮに信号で伝える。
ＧＥＲＡＮは、「ハンドオーバ完了」メッセージ１９３１を用いて、ハンドオーバの完了をコアネットワークに確認する。ユーザプレーンがまだ切り替えられていない場合、コアネットワークは、ユーザプレーンを対象のＢＳＳに切り替える。
双方向の音声トラヒック１９３３，１９３５が現在、ＧＥＲＡＮを介してＭＳとコアネットワークの間を流れている。
コアネットワークは、「クリア命令(CLEAR COMMAND)」１９３７を用いて、ＭＳに割当てられたいかなるリソースをも解放するよう、在圏ＵＮＣに指示する。
在圏ＵＮＣは、「ＵＲＲ ＲＲ解放(URR RR RELEASE)」メッセージ１９３９を用いて、リソースを解放するよう、基地局１１０に命令する。
在圏ＵＮＣは、「クリア完了」メッセージ１９４１を用いて、リソースの解放をコアネットワークに確認する。
基地局１１０は、「ＵＲＲ ＲＲ解放完了(URR RR RELEASE COMPLETE)」メッセージ１９４３を用いて、リソースの解放を在圏ＵＮＣに確認する。
基地局１１０は、最後に、「ＵＲＲ登録解除(URR DEREGISTER)」メッセージ１９４５を用いて、在圏ＵＮＣへの登録を解除してもよい。
・ＲＡＴ間(inter-RAT)のＵＭＴＳからＵＭＡＮ−ＧＥＲＡＮへのハンドオーバ手順
図２０に示すＵＭＴＳからＵＭＡＮ−ＧＥＲＡＮシーケンスは、ＭＳがＵＭＴＳネットワーク上でアクティブな音声呼を有すると想定する。ＲＡＴ（無線アクセス技術）間のハンドオーバ手順を介して、ＵＭＴＳマクロネットワークとＧＥＲＡＮ限定で使用可能なＵＮＣ及びＺｏｎｅＧａｔｅとの間で、ハンドオーバを発生させることも可能である。下記のステップが行われる。ここで留意すべきだが、ＵＮＣとＭＳＣとの間、及びＢＳＳとＭＳＣとの間のネットワーク要素シグナリングは、明確にするために示されているだけである。図示している全てのメッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。
図２０に示すメッセージ交換について以下のステップのシーケンスの中で概説する。
ＭＳ１２２が、可変の「セル情報リスト(CELL_INFO_LIST)」のうちの「ＲＡＴ間のセル情報」部分において周囲のＧＥＲＡＮセルを監視するように指示されていた場合、ＭＳは、周囲のＵＭＴＳセルの｛プライマリ・スクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝を含み、そして、周囲のＧＥＲＡＮセルの｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝を含む「測定報告(MEASUREMENT REPORT)」２００１，２００３，２００５を、ＲＮＳノードＢ基地局へ、ずっと継続する形で送信する。基地局１１０｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝は、基地局が送信するＢＣＣＨ搬送波電力が十分であって、ＲＡＴ間の測定が可能であるならば、測定報告に含まれるであろう。
基地局１１０は、在圏及び隣接するＵＭＴＳセルに比べて最高の信号レベルを有すると、ＭＳによって報告されるはずである。
ＲＮＳは、基地局１１０｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝をＵＭＡセルＣＧＩに内部的にマッピングする。ＵＭＴＳネットワークは、「移転必要(RELOCATION REQUIRED)」メッセージ２００７をコアネットワーク３Ｇ−ＭＳＣへ送信することによって、ＵＭＡセルにハンドオーバすることを決定する。
コアネットワークは、「ハンドオーバ要求(HANDOVER REQUEST)」メッセージ２００９を用いて、ハンドオーバのためのリソースを割当てるよう、対象のＵＮＣに要求する。ＵＮＣは、「ハンドオーバ要求」の中に含まれているＩＭＳＩをＭＳユーザのホーム基地局１１０にマッピングすべきである。対象のホーム基地局１１０は、ＭＳが現在通信している基地局１１０であってもよいし、そうでなくてもよい。
対象のＵＮＣは、「ハンドオーバ要求承認(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE)」２０１１を用いて要求を承認して、要求されたハンドオーバを自分がサポートできることを示すが、またこれは、ＭＳが方向付けられるべきホーム基地局の無線チャネルパラメータを示す「ハンドオーバ命令」の内容を含む。
コアネットワーク３Ｇ−ＭＳＣは、「移転命令(RELOCATION COMMAND)」２０１３をＲＮＳに転送して、ハンドオーバの準備を完了する。
ＵＭＴＳネットワークは、「ＵＴＲＡＮからのハンドオーバ命令(HANDOVER FROM UTRAN COMMAND)」２０１５をＭＳに送信して、ハンドオーバを基地局１１０に示す。「ＵＴＲＡＮからのハンドオーバ命令」２０１５は、対象の基地局１１０のＡＲＦＣＮ、ＰＬＭＮカラーコードと、対象の基地局１１０のＢＳＩＣとを含む。ＭＳは、ハンドオーバが完了するまで、その音声パスをＵＭＴＳからＵＭＡＮへ切り替えない。
ＭＳは、「ハンドオーバアクセス(HANDOVER ACCESS)」メッセージ２０１７を用いて基地局にアクセスする。「ハンドオーバアクセス」メッセージ２０１７に含まれるハンドオーバの参照情報は、「ＵＲＲハンドオーバアクセス」メッセージ２０１９の中で、ＵＮＡに渡されるが、「ＵＲＲハンドオーバアクセス」メッセージ２０１９は、在圏ＵＮＣがハンドオーバを「ハンドオーバ要求承認(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージ２０１１に相関できるようにする。
在圏ＵＮＣは、基地局１１０及びＭＳとのベアラパスを設定する。
基地局１１０は、「ＵＲＲハンドオーバ完了(URR HONDOVER COMPLETE)」メッセージ２０２７を送信して、ハンドオーバ手順の完了を示す。ＭＳは、ＵＭＴＳユーザプレーンからＵＭＡＮユーザプレーンへ切り替わる。
双方向の音声トラヒック２０３１，２０３３，２０３５が、ＭＳとコアネットワークとの間で在圏ＵＮＣを介して流れている。
対象のＵＮＣが、「ハンドオーバ完了」メッセージ２０３７を用いて、ハンドオーバが完了したことを示す。まだそのようになっていない場合には、コアネットワークは、ユーザプレーンを送り側ＵＭＴＳから対象のＵＭＡＮに切り替える。
コアネットワークは、「解放命令(RELEASE COMMAND)」２０３９を用いて、送り側ＵＭＴＳネットワークとの接続を切断する。
送り側ＵＭＴＳネットワークは、「解放完了(RELEASE COMPLETE)」２０４１を用いて、この呼に割当てられたリソースの解放を確認する。
・ＲＡＴ間のＵＭＡＮ−ＧＥＲＡＮからＵＭＴＳへのハンドオーバ手順
図２１に示すＲＡＴ間のＵＭＡＮ−ＧＥＲＡＮからＵＭＴＳへのハンドオーバシーケンスは、ＭＳがＵＭＡＮが使用可能な基地局ネットワーク上でアクティブな音声呼を有すると想定する。ＲＡＴ間のハンドオーバ手順を介して、ＧＥＲＡＮ限定でＵＭＡＮが使用可能な基地局とＵＭＴＳマクロネットワークとの間で、ハンドオーバを発生させることが可能である。下記のステップが行われる。ここで留意すべきだが、ＵＮＣとＭＳＣの間、及びＢＳＳとＭＳＣの間のネットワーク要素シグナリングは、明確にするために示されているだけである。図示している全てのメッセージの内容は、ＵＭＡ及び３ＧＰＰ仕様に定義された通りであり、従って、本書では説明しない。
図２１に示すメッセージ交換について、以下のステップの中で概説する。
ＲＡＴ間のＵＭＡＮからＵＭＴＳマクロネットワークへのハンドオーバは、周囲のマクロネットワークＵＭＴＳ｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝ＢＣＣＨ搬送波電力レベルのＭＳ測定報告２１０１，２１０５によってトリガされる。ＵＮＣは、信号強度基準に基づいて、任意で「ＵＲＲ上りリンク品質表示(UPLINK QUALITY INDICATION)」２１０３を送信してもよい。
基地局１１０は、ハンドオーバが必要であることを検出し、「ＵＲＲハンドオーバ必要(URR HANDOVER REQUIRED)」メッセージ２１０７を在圏ＵＮＣへ送信して、ハンドオーバにとって望ましい順にＣＧＩによって識別された、チャネルモードとＧＥＲＡＮセルのリストとを示す。基地局１１０は、周囲のＧＥＲＡＮセルの中のシステム情報メッセージを自分で復号することによってＣＧＩのリストを取得してもよいし、（郵便番号やその他の地理的測位装置によって）自分の実際の地理的位置に関する適切なデータベースにアクセスすることによって、ＣＧＩのリスト（及びそれらに対応するＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ）を取得してもよい。
在圏ＵＮＣは、「ハンドオーバ必要(HANDOVER REQUIRED)」メッセージ２１０９を用いてコアネットワークにシグナリングすることによって、ハンドオーバの準備を開始する。
コアネットワークは、対象のＵＭＴＳセルを選択し、「移転要求」２１１１を用いて、必要なリソースを割当てるよう、それに要求する。
対象のＵＭＴＳ ＲＮＳは、割当てられたチャネルに関する情報を提供する「ハンドオーバ命令(HANDOVER COMMAND)」メッセージを作成し、それを「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージ２１１３を通じてコアネットワークへ送信する。
コアネットワークは、ＭＳをＵＭＴＳネットワークにハンドオーバするため、「ハンドオーバ命令」メッセージ２１１５を用いて在圏ＵＮＣに信号を送り、ハンドオーバの準備段階を終える。
在圏ＵＮＣは、対象のリソース割当てについてＵＭＴＳネットワークによって送信された詳細を含めて、「ＵＲＲハンドオーバ命令」２１１７を基地局１１０へ送信する。基地局１１０は、「ＵＴＲＡＮへのハンドオーバ命令(HANDOVER TO UTRAN COMMAND)」２１１９をＭＳへ送信して、ＭＳがＵＴＭＳセルにハンドオーバすべきであることを示す。
ＭＳが、ＭＳからの低位レイヤの送信が原因で、対象のＵＭＴＳネットワークＲＮＳによって検出される。対象のＲＮＳは、「移転検出(RELOCATION DETECT)」メッセージ２１２１を用いて、ハンドオーバの検出をコアネットワークに確認する。
コアネットワークは、この時点でユーザプレーンを対象のＲＮＳに切り替えてもよい。
いったんＭＳがＵＭＴＳ ＲＮＳと同期したら、ＭＳは、「ハンドオーバ完了(HANDOVER COMPLETE)」２１２５を用いて、ハンドオーバが完了したことを信号で伝える。
ＵＭＴＳ ＲＮＳは、「移転完了(RELOCATION COMPLETE)」メッセージ２１２７を用いて、ハンドオーバの完了をコアネットワークに確認する。ユーザプレーンがまだ切り替えられていない場合、コアネットワークは、ユーザプレーンを対象のＲＮＳに切り替える。
双方向のユーザプレーントラヒック２１２９，２１３５が現在、ＵＭＴＳコアネットワークを介してＭＳとコアネットワークの間を流れている。
コアネットワークは、「クリア命令(CLEAR COMMAND)」２１３３を用いて、ＭＳに割当てられたいかなるリソースをも解放するよう、在圏ＵＮＣに指示する。
在圏ＵＮＣは、「ＵＲＲ ＲＲ解放(URR RR RELEASE)」メッセージ２１３５を用いて、リソースを解放するよう、基地局１１０に命令する。
在圏ＵＮＣは、「クリア完了(CLEAR COMPLETE)」メッセージ２１３７を用いて、リソースの解放をコアネットワークに確認する。
基地局１１０は、「ＵＲＲ ＲＲ解放完了」メッセージ２１３９を用いて、リソースの解放を在圏ＵＮＣに確認する。
基地局１１０は、最後に、「ＵＲＲ登録解除(URR DEREGISTER)」メッセージ２１４１を用いて、在圏ＵＮＣへの登録を解除してもよい。
・ＵＭＴＳからＵＭＡＮ−ＵＭＴＳへのハンドオーバ
図２２に示すＵＭＴＳからＵＭＡＮ−ＵＭＴＳシーケンスは、ＵＥがＵＭＴＳネットワーク上でアクティブな音声呼を有すると想定する。下記のステップが行われる。
ＵＥが、周囲のＵＭＴＳセルの｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝を含む「測定報告(MEASUREMENT REPORT)」２２０１，２２０３を、ＲＮＳノードＢ基地局へ、ずっと継続する形で送信する。
基地局１１０は、在圏及び隣接するＵＭＴＳセルに比べて最高の信号レベルを有すると、ＵＥによって報告されるはずである。
ＲＮＳは、基地局１１０｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝をＵＭＡセルＣＧＩに内部的にマッピングする。ＵＭＴＳネットワークは、「移転必要(RELOCATION REQUIRED)」メッセージ２２０５をコアネットワーク３Ｇ−ＭＳＣへ送信することによって、ＵＭＡセルにハンドオーバすることを決定する。
コアネットワークは、「移転要求」メッセージ２２０７を用いて、ハンドオーバのためのリソースを割当てるよう、対象のＵＮＣに要求する。ＵＮＣは、「移転要求」２２０７の中に含まれているＩＭＳＩをＵＥユーザのホーム基地局１１０にマッピングすべきである。対象のホーム基地局１１０は、ＵＥが現在通信している基地局１１０であってもよいし、そうでなくてもよい。
対象のＵＮＣは、「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」２２０９を用いて要求を承認して、要求されたハンドオーバを自分がサポートできることを示すが、またこれは、ＵＥが方向付けられるべきホーム基地局の無線チャネルパラメータを示す「移転命令(RELOCATION COMMAND)」の内容を含む。
コアネットワーク３Ｇ−ＭＳＣは、「移転命令」２２１１をＲＮＳに転送して、ハンドオーバの準備を完了する。
ＵＭＴＳネットワークは、「物理チャネル再構成(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION)」２２１３をＵＥに送信して、ハンドオーバを基地局１１０に示す。「物理チャネル再構成」は、対象の基地局の物理チャネル情報を含む。ＵＥは、ハンドオーバが完了するまで、その音声パスをＵＭＴＳからＵＭＡＮへ切り替えない。
ＵＥが、レイヤ１同期とレイヤ２リンク確立とを通じて、基地局１１０によって検出される。「ＵＲＲハンドオーバアクセス(URR HANDOVER ACCESS)」メッセージ２２１５が、基地局からＵＮＣへ送信され、それによって、在圏ＵＮＣがハンドオーバを「移転要求承認」メッセージに相関させることが可能になる。
在圏ＵＮＣは、基地局１１０及びＵＥとのベアラパスを設定する。
「物理チャネル再構成完了(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE)」２２１９をＵＥから受信すると同時に、基地局は、「ＵＲＲハンドオーバ完了(URR HANDOVER COMPLETE)」メッセージ２２２１を送信して、ハンドオーバ手順の完了を示す。ＵＮＣが、「再移転検出(RELOCATION DETECT)」２２２３をＭＳＣへ送信する。
ＵＥが、ＵＭＴＳユーザプレーンをＵＭＡＮユーザプレーンに切り替える。双方向の音声トラヒック及び／又はデータトラヒック２２２５，２２２７，２２２９が、在圏ＵＮＣを介してＵＥとコアネットワークの間を流れている。
対象のＵＮＣが、「移転完了(RELOCATION COMPLETE)」メッセージ２２３１を用いて、ハンドオーバが完了したことを示す。まだそのようになっていない場合には、コアネットワークは、ユーザプレーンを送り側ＵＭＴＳから対象のＵＭＡＮに切り替える。
コアネットワークは、「解放命令(RELEASE COMMAND)」２２３５を用いて、送り側ＵＭＴＳネットワークとの接続を切断する。
送り側ＵＭＴＳネットワークは、「解放完了(RELEASE COMPLETE)」２２３７を用いて、この呼に割当てられたリソースの解放を確認する。
・ＵＭＡＮ−ＵＭＴＳからＵＭＴＳへのハンドオーバ
図２３に示すＵＭＡＮ−ＵＭＴＳからＵＭＴＳへのシーケンスは、ＵＥがＵＭＴＳモードにおいてＵＭＡＮ上でアクティブな音声呼又はデータ呼を有すると想定する。ＵＥが基地局１１０の通信範囲を離れ始める。下記のステップが行われる。
図２３に示すメッセージ交換について、以下のステップの中で概説する。
ＵＭＡＮからＵＭＴＳマクロネットワークへのハンドオーバは、周囲のマクロネットワークＵＭＴＳ｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝ＢＣＣＨ搬送波電力レベルのＵＥ測定報告２３０１，２３０５によってトリガされる。ＵＮＣは、信号強度基準に基づいて、任意で「ＵＲＲ上りリンク品質表示(URR UPLINK QUALITY INDICATION)」２３０３を送信してもよい。
基地局１１０は、ハンドオーバが必要であることを検出し、「ＵＲＲハンドオーバ必要(URR HANDOVER REQUIRED)」メッセージ２３０７を在圏ＵＮＣへ送信して、ハンドオーバにとって望ましい順にＣＧＩによって識別された、周囲のＵＭＴＳセルのリストを示す。基地局１１０は、周囲のＵＭＴＳセルの中のシステム情報メッセージを自分で復号することによってＣＧＩのリストを取得してもよいし、（郵便番号やその他の地理的測位装置によって）自分の実際の地理的位置に関する適切なデータベースにアクセスすることによって、ＣＧＩのリスト（及びそれらに対応するＵＡＲＦＣＮ、プライマリスクランブルコード）を取得してもよい。
在圏ＵＮＣは、「移転必要(RELOCATION REQUIRED)」メッセージ２３０９を用いてコアネットワークにシグナリングすることによって、ハンドオーバの準備を開始する。
コアネットワークは、対象のＵＭＴＳセルを選択し、「移転要求(RELOCATION REQUEST)」２３１１を用いて、必要なリソースを割当てるよう、それに要求する。
対象のＵＭＴＳ ＲＮＳは、割当てられたチャネルに関する情報を提供する「移転命令(RELOCATION COMMAND)」メッセージを作成し、それを「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージ２３１３を通じてコアネットワークへ送信する。
コアネットワークは、ＵＥをＵＭＴＳネットワークにハンドオーバするため、「移転命令」メッセージ２３１５を用いて在圏ＵＮＣに信号を送り、ハンドオーバの準備段階を終える。
在圏ＵＮＣは、対象のリソース割当てについてＵＭＴＳネットワークによって送信された詳細を含めて、「ＵＲＲハンドオーバ命令(URR HANDOVER COMMAND)」２３１７を基地局１１０へ送信する。基地局１１０は、「物理チャネル再構成(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION)」２３１９をＵＥへ送信して、ＵＥがＵＴＭＳセルにハンドオーバすべきであることを示す。
ＵＥが、ＵＥからの低位レイヤの送信が原因で、対象のＵＭＴＳネットワークＲＮＳによって検出される。対象のＲＮＳは、「移転検出(RELOCATION DETECT)」メッセージ２３２１を用いて、ハンドオーバの検出をコアネットワークに確認する。
コアネットワークは、この時点でユーザプレーンを対象のＲＮＳに切り替えてもよい。
一旦、ＵＥがＵＭＴＳ ＲＮＳと同期したら、ＵＥは、「物理チャネル再構成完了(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE)」２３２５を用いて、ハンドオーバが完了したことを信号で伝える。
ＵＭＴＳ ＲＮＳは、「移転完了」メッセージ２３２７を用いて、ハンドオーバの完了をコアネットワークに確認する。ユーザプレーンがまだ切り替えられていない場合、コアネットワークは、ユーザプレーンを対象のＲＮＳに切り替える。
双方向のユーザプレーントラヒック２３２９，２３３１が現在、ＵＭＴＳコアネットワークを介してＵＥとコアネットワークの間を流れている。
コアネットワークは、「解放命令(RELEASE COMMAND)」２３３３を用いて、ＵＥに割当てられたいかなるリソースをも解放するよう、在圏ＵＮＣに指示する。
在圏ＵＮＣは、「ＵＲＲ ＲＲ解放(URR RR RELEASE)」メッセージ２３３５を用いて、リソースを解放するよう、基地局１１０に命令する。
在圏ＵＮＣは、「解放完了(RELEASE COMPLETE)」メッセージ２３３７を用いて、リソースの解放をコアネットワークに確認する。
基地局は、「ＵＲＲ ＲＲ解放完了(URR RR RELEASE COMPLETE)」メッセージ２３３９を用いて、リソースの解放を在圏ＵＮＣに確認する。
基地局１１０は、最後に、「ＵＲＲ登録解除(URR DEREGISTER)」メッセージ２３４１を用いて、在圏ＵＮＣへの登録を解除してもよい。
・ＲＡＴ間のＧＥＲＡＮからＵＭＡＮ−ＵＭＴＳへのハンドオーバ
図２４に示すＧＥＲＡＮからＵＭＡＮ−ＵＭＴＳへのシーケンスは、ＵＥがＧＥＲＡＮ上でアクティブな音声呼を有すると想定する。下記のステップが行われる。
マルチバンドＵＥが、周囲のＧＥＲＡＮセルの｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝と、そして、周囲のＵＭＴＳセルの｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝とを含む測定報告(MEASUREMENT REPORT)２４０１，２４０３，２４０５を、ＢＳＳへ、ずっと継続する形で送信する。
基地局１１０は、在圏及び隣接するＧＥＲＡＮセルに比べて最高の信号レベルを有すると、ＵＥによって報告されるはずである。
ＢＳＳは、基地局１１０｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝をＵＭＡセルＣＧＩに内部的にマッピングする。ＧＥＲＡＮは、「ハンドオーバ必要(HANDOVER REQUIRED)」メッセージ２４０７をコアネットワークＭＳＣへ送信することによって、ＵＭＡセルにハンドオーバすることを決定する。
コアネットワークは、「移転要求(RELOCATION REQUEST)」メッセージ２４０９を用いて、ハンドオーバのためのリソースを割当てるよう、対象のＵＮＣに要求する。ＵＮＣは、「移転要求」の中に含まれているＩＭＳＩをＵＥユーザのホーム基地局１１０にマッピングすべきである。対象のホーム基地局１１０は、ＵＥが現在通信している基地局１１０であってもよいし、そうでなくてもよい。
対象のＵＮＣは、「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」２４１１を用いて要求を承認して、要求されたハンドオーバを自分がサポートできることを示すが、またこれは、ＵＥが方向付けられるべきホーム基地局の無線チャネルパラメータを示す「ハンドオーバ命令(HANDOVER COMMAND)」の内容を含む。
コアネットワークは、「ハンドオーバ命令」２４１３をＧＥＲＡＮに転送して、ハンドオーバの準備を完了する。
ＧＥＲＡＮは、「ＵＴＲＡＮへのハンドオーバ命令(HANDOVER TO UTRAN COMMAND)」２４１５をＵＥに送信して、ハンドオーバを基地局１１０に示す。「ＵＴＲＡＮへのハンドオーバ命令」は、対象の基地局１１０のＵＡＲＦＣＮとプライマリスクランブルコードとを含む。ＵＥは、ハンドオーバが完了するまで、その音声パスをＧＥＲＡＮからＵＭＡＮへ切り替えない。
ＵＥが、「ＵＴＲＡＮへのハンドオーバ完了(HANDOVER TO UTRAN COMPLETE)」メッセージ２４１７を用いて基地局１１０にアクセスする。メッセージに含まれるハンドオーバの参照情報は、「ＵＲＲハンドオーバアクセス(URR HANDOVER ACCESS)」メッセージ２４１９の中で、ＵＮＣに渡されるが、それによって、在圏ＵＮＣがハンドオーバを「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージに相関させることが可能になる。
在圏ＵＮＣは、基地局１１０及びＵＥとのベアラパスを設定する。
基地局は、「ＵＲＲハンドオーバ完了(URR HANDOVER COMPLETE)」メッセージ２４２３を送信して、ハンドオーバ手順の完了を示す。ＵＥは、ＧＥＲＡＮユーザプレーンからＵＭＡＮユーザプレーンへ切り替わる。
双方向の音声トラヒック及び／又はデータトラヒック２４２７，２４２９，２４３１が、ＵＥとコアネットワークとの間で在圏ＵＮＣを介して流れている。
対象のＵＮＣが、「移転完了(RELOCATION COMPLETE)」メッセージ２４３３を用いて、ハンドオーバが完了したことを示す。まだそのようになっていない場合には、コアネットワークは、ユーザプレーンを送り側ＧＥＲＡＮから対象のＵＭＡＮに切り替える。
コアネットワークは、「クリア命令(CLEAR COMMAND)」２４３５を用いて、送り側ＧＥＲＡＮとの接続を切断する。
送り側ＧＥＲＡＮは、「クリア完了(CLEAR COMPLETE)」２４４１を用いて、この呼に割当てられたＧＥＲＡＮリソースの解放を確認する。
・ＵＭＴＳからＵＭＡＮ−ＵＭＴＳへのハンドオーバ
図２５に示すＵＭＴＳからＵＭＡＮ−ＵＭＴＳへのシーケンスは、ＵＥがＵＭＴＳネットワーク上でアクティブな音声呼を有すると想定する。下記のステップが行われる。
ＵＥが、周囲のＵＭＴＳセルの｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝を含む「測定報告(MEASUREMENT REPORT)」２５０１，２５０３を、ＲＮＳノードＢ基地局へ、ずっと継続する形で送信する。
基地局１１０は、在圏及び隣接するＵＭＴＳセルに比べて最高の信号レベルを有すると、ＵＥによって報告されるはずである。
ＲＮＳは、基地局１１０｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝をＵＭＡセルＣＧＩに内部的にマッピングする。ＵＭＴＳネットワークは、「移転必要(RELOCATION REQUIRED)」メッセージ２５０５をコアネットワーク３Ｇ−ＭＳＣへ送信することによって、ＵＭＡセルにハンドオーバすることを決定する。
コアネットワークは、「移転要求(RELOCATION REQUEST)」メッセージ２５０７を用いて、ハンドオーバのためのリソースを割当てるよう、対象のＵＮＣに要求する。ＵＮＣは、「移転要求」の中に含まれているＩＭＳＩをＵＥユーザのホーム基地局１１０にマッピングすべきである。対象のホーム基地局１１０は、ＵＥが現在通信している基地局１１０であってもよいし、そうでなくてもよい。
対象のＵＮＣは、「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」２５０９を用いて要求を承認して、要求されたハンドオーバを自分がサポートできることを示すが、またこれは、ＵＥが方向付けられるべきホーム基地局の無線チャネルパラメータを示す「移転命令(RELOCATION COMMAND)」の内容を含む。
コアネットワーク３Ｇ−ＭＳＣは、「移転命令(RELOCATION COMMAND)」２５１１をＲＮＳに転送して、ハンドオーバの準備を完了する。
ＵＭＴＳネットワークは、「物理チャネル再構成(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION)」２５１３をＵＥに送信して、ハンドオーバを基地局１１０に示す。「物理チャネル再構成」２５１３は、対象の基地局の物理チャネル情報を含む。ＵＥは、ハンドオーバが完了するまで、その音声パスをＵＭＴＳからＵＭＡＮへ切り替えない。
ＵＥが、レイヤ１同期とレイヤ２リンク確立とを通じて、基地局１１０によって検出される。「ＵＲＲハンドオーバアクセス(URR HANDOVER ACCESS)」メッセージ２５１５が、基地局からＵＮＣへ送信され、それによって、在圏ＵＮＣがハンドオーバを「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージに相関させることが可能になる。
在圏ＵＮＣは、基地局１１０及びＵＥとのベアラパスを設定する。
「物理チャネル再構成完了(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE)」２５１９をＵＥから受信すると同時に、基地局は、「ＵＲＲハンドオーバ完了(URR HANDOVER COMPLETE)」メッセージ２５２１を送信して、ハンドオーバ手順の完了を示す。ＵＮＣが、「再構成検出(RELOCATION DETECT)」２５２３をＭＳＣへ送信する。
ＵＥが、ＵＭＴＳユーザプレーンからＵＭＡＮユーザプレーンに切り替える。双方向の音声トラヒック及び／又はデータトラヒック２５２５，２５２７，２５２９が、在圏ＵＮＣを介してＵＥとコアネットワークの間を流れている。
対象のＵＮＣが、「移転完了(RELOCATION COMPLETE)」メッセージ２５３１を用いて、ハンドオーバが完了したことを示す。まだそのようになっていない場合には、コアネットワークは、ユーザプレーンを送り側ＵＭＴＳから対象のＵＭＡＮに切り替える。
コアネットワークは、「解放命令(RELEASE COMMAND)」２５３３を用いて、送り側ＵＭＴＳネットワークとの接続を切断する。
送り側ＵＭＴＳネットワークは、「解放完了(RELEASE COMPLETE)」２５３５を用いて、この呼に割当てられたリソースの解放を確認する。
・ＵＭＡＮ−ＵＭＴＳからＵＭＴＳへのハンドオーバ
図２６に示すＵＭＡＮ−ＵＭＴＳからＵＭＴＳへのシーケンスは、ＵＥがＵＭＴＳモードにおいて、ＵＭＡＮ上でアクティブな音声呼又はデータ呼を有すると想定する。ＵＥが基地局１１０の通信範囲を離れ始める。図２６に示すメッセージ交換について、以下のステップのシーケンスの中で概説する。
ＵＭＡＮからＵＭＴＳマクロネットワークへのハンドオーバは、周囲のマクロネットワークＵＭＴＳ｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝ＢＣＣＨ搬送波電力レベルのＵＥ測定報告２６０１，２６０５によってトリガされる。ＵＮＣは、信号強度基準に基づいて、任意で「ＵＲＲ上りリンク品質表示(URR UPLINK QUALITY INDICATION)」２６０３を送信してもよい。
基地局１１０は、ハンドオーバが必要であることを検出し、「ＵＲＲハンドオーバ必要(URR HANDOVER REQUIRED)」メッセージ２６０７を在圏ＵＮＣへ送信して、ハンドオーバにとって望ましい順にＣＧＩによって識別された、周囲のＵＭＴＳセルのリストを示す。基地局は、周囲のＵＭＴＳセルの中のシステム情報メッセージを自分で復号することによってＣＧＩのリストを取得してもよいし、（郵便番号やその他の地理的測位装置によって）自分の実際の地理的位置に関する適切なデータベースにアクセスすることによって、ＣＧＩのリスト（及びそれらに対応するＵＡＲＦＣＮ、プライマリスクランブルコード）を取得してもよい。
在圏ＵＮＣは、「移転必要(RELOCATION REQUIRED)」メッセージ２６０９を用いてコアネットワークにシグナリングすることによって、ハンドオーバの準備を開始する。
コアネットワークは、対象のＵＭＴＳセルを選択し、「移転要求(RELOCATION REQUEST)」２６０９を用いて、必要なリソースを割当てるよう、それに要求する。
対象のＵＭＴＳ ＲＮＳは、割当てられたチャネルに関する情報を提供する「移転命令(RELOCATION COMMAND)」メッセージを作成し、それを「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージ２６１３を通じてコアネットワークへ送信する。
コアネットワークは、ＵＥをＵＭＴＳネットワークにハンドオーバするため、「移転命令(RELOCATION COMMAND)」メッセージ２６１５を用いて在圏ＵＮＣに信号を送り、ハンドオーバの準備段階を終える。
在圏ＵＮＣは、対象のリソース割当てについてＵＭＴＳネットワークによって送信された詳細を含めて、「ＵＲＲハンドオーバ命令(URR HANDOVER COMMAND)」２６１７を基地局１１０へ送信する。基地局１１０は、「物理チャネル再構成(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION)」２６１９をＵＥへ送信して、ＵＥがＵＴＭＳセルにハンドオーバすべきであることを示す。
ＵＥが、ＵＥからの低位レイヤの送信が原因で、対象のＵＭＴＳネットワークＲＮＳによって検出される。対象のＲＮＳは、「移転検出(RELOCATION DETECT)」メッセージ２６２１を用いて、ハンドオーバの検出をコアネットワークに確認する。
コアネットワークは、この時点で、ユーザプレーンを対象のＲＮＳに切り替えてもよい。
一旦、ＵＥがＵＭＴＳ ＲＮＳと同期したら、ＵＥは、「物理チャネル再構成完了(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE)」２６２５を用いて、ハンドオーバが完了したことを信号で伝える。
ＵＭＴＳ ＲＮＳは、「移転完了(RELOCATION COMPLETE)」メッセージ２６２７を用いて、ハンドオーバの完了をコアネットワークに確認する。ユーザプレーンがまだ切り替えられていない場合、コアネットワークは、ユーザプレーンを対象のＲＮＳに切り替える。
双方向のユーザプレーントラヒック２６２９，２６３１が現在、ＵＭＴＳコアネットワークを介してＵＥとコアネットワークの間を流れている。
コアネットワークは、「解放命令(RELEASE COMMAND)」２６３３を用いて、ＵＥに割当てられたいかなるリソースをも解放するよう、在圏ＵＮＣに指示する。
在圏ＵＮＣは、「ＵＲＲ ＲＲ解放(URR RR RELEASE)」メッセージ２６３５を用いて、リソースを解放するよう、基地局１１０に命令する。
在圏ＵＮＣは、「解放完了(RELEASE COMPLETE)」メッセージ２６３７を用いて、リソースの解放をコアネットワークに確認する。
基地局１１０は、「ＵＲＲ ＲＲ解放完了(URR RR RELEASE COMPLETE)」メッセージ２６３９を用いて、リソースの解放を在圏ＵＮＣに確認する。
基地局１１０は、最後に、「ＵＲＲ登録解除(URR DEREGISTER)」メッセージ２６４１を用いて、在圏ＵＮＣへの登録を解除してもよい。
・ＲＡＴ間のＧＥＲＡＮからＵＭＡＮ−ＵＭＴＳへのハンドオーバ
図２７に示すＧＥＲＡＮからＵＭＡＮ−ＵＭＴＳへのシーケンスは、ＵＥがＧＥＲＡＮ上で、アクティブな音声呼を有すると想定する。図２７に示すメッセージ交換について、以下のステップのシーケンスの中で概説する。
マルチバンドＵＥが、周囲のＧＥＲＡＮセルの｛ＡＲＦＣＮ，ＢＳＩＣ｝と、そして、周囲のＵＭＴＳセルの｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝とを含む測定報告２７０１，２７０３，２７０５を、ＢＳＳへ、ずっと継続する形で送信する。
基地局１１０は、在圏及び隣接するＧＥＲＡＮセルに比べて最高の信号レベルを有すると、ＵＥによって報告されるはずである。
ＢＳＳは、基地局１１０｛プライマリスクランブルコード、ＵＡＲＦＣＮ、セルＩＤ｝をＵＭＡセルＣＧＩに内部的にマッピングする。ＧＥＲＡＮは、「ハンドオーバ必要(HANDOVER REQUIRED)」メッセージ２７０７をコアネットワークＭＳＣへ送信することによって、ＵＭＡセルにハンドオーバすることを決定する。
コアネットワークは、「移転要求(RELOCATION REQUEST)」メッセージ２７０９を用いて、ハンドオーバのためのリソースを割当てるよう、対象のＵＮＣに要求する。ＵＮＣは、「移転要求」の中に含まれているＩＭＳＩをＵＥユーザのホーム基地局１１０にマッピングすべきである。対象のホーム基地局１１０は、ＵＥが現在通信している基地局１１０であってもよいし、そうでなくてもよい。
対象のＵＮＣは、「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」２７１１を用いて要求を承認して、要求されたハンドオーバを自分がサポートできることを示すが、またこれは、ＵＥが方向付けられるべきホーム基地局の無線チャネルパラメータを示す「ハンドオーバ命令(HANDOVER COMMAND)」の内容を含む。
コアネットワークは、「ハンドオーバ命令」２７１３をＧＥＲＡＮに転送して、ハンドオーバの準備を完了する。
ＧＥＲＡＮは、「ＵＴＲＡＮへのハンドオーバ命令(HANDOVER TO UTRAN COMMAND)」２７１５をＵＥに送信して、ハンドオーバを基地局１１０に示す。「ＵＴＲＡＮへのハンドオーバ命令」は、対象の基地局のＵＡＲＦＣＮと、プライマリスクランブルコードとを含む。ＵＥは、ハンドオーバが完了するまで、その音声パスをＧＥＲＡＮからＵＭＡＮへ切り替えない。
ＵＥが、「ＵＴＲＡＮへのハンドオーバ完了(HANDOVER TO UTRAN COMPLETE)」メッセージ２７１７を用いて基地局１１０にアクセスする。メッセージに含まれるハンドオーバの参照情報は、「ＵＲＲハンドオーバアクセス(URR HANDOVER ACCESS)」メッセージ２７１９の中で、ＵＮＣに渡されるが、それによって、在圏ＵＮＣがハンドオーバを「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」メッセージに相関させることが可能になる。
在圏ＵＮＣは、基地局１１０及びＵＥとのベアラパスを設定する。
基地局１１０は、「ＵＲＲハンドオーバ完了(URR HANDOVER COMPLETE)」メッセージ２７２３を送信して、ハンドオーバ手順の完了を示す。ＵＥは、ＧＥＲＡＮユーザプレーンからＵＭＡＮユーザプレーンへ切り替わる。
双方向の音声トラヒック及び／又はデータトラヒック２７２７，２７２９，２７３１が、ＵＥとコアネットワークとの間で在圏ＵＮＣを介して流れている。
対象のＵＮＣが、「移転完了(RELOCATION COMPLETE)」メッセージ２７３３を用いて、ハンドオーバが完了したことを示す。まだそのようになっていない場合には、コアネットワークは、ユーザプレーンを送り側ＧＥＲＡＮから対象のＵＭＡＮに切り替える。
コアネットワークは、「クリア命令(CLEAR COMMAND)」２７３５を用いて、送り側ＧＥＲＡＮとの接続を切断する。
送り側ＧＥＲＡＮは、「クリア完了(CLEAR COMPLETE)」２７４１を用いて、この呼に割当てられたＧＥＲＡＮリソースの解放を確認する。
基地局１１０は、店舗、バー、レストラン、その他の公共の場で利用される「パブリックアクセス」システムとしての使用と、そして、家庭やオフィスで利用される限定アクセスシステムとしての使用が企画されている。
パブリックアクセスとしての利用については、基地局１１０は、保有するオペレータのネットワークと同じ公衆陸上移動通信網（ＰＬＭＮ: Public Land Mobile Network）識別子を使って自分を識別するであろう。基地局１１０の受信信号強度が他の基地局の受信信号強度を上回る場合、基地局１１０は、移動局が移動してくるネットワーク内で別の基地局として現れる。
家庭やオフィスの利用については、多くの場合、基地局へのアクセスを基地局１１０及び関連するＤＳＬ回線に料金を支払っている加入者だけに限定することが大いに望ましい。本発明は、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準の電話の高価な修正を必要とせず、ＳＩＭ電話だけの修正によって基地局１１０装置へのアクセスを制御するスキームを含む。このスキームを用いて、保有するオペレータの基地局１１０装置は全て、オペレータの広域ネットワークに対して、共通部分はあるが、異なるＰＬＭＮ識別子を共有する。この異なるＰＬＭＮが、特定の移動局について、そのＳＩＭカードの中でホームＰＬＭＮとして設定される場合、その移動局は、適切な信号レベルが検出される場合にはいつでも、オペレータのＰＬＭＮ上での他の基地局の信号強度に関係なく、基地局１１０へ優先的に移動する。
音声呼やデータ呼を行っていない場合のＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準のＵＥは、アイドルモードと呼ばれるが、下記の優先順位で自動的なＰＬＭＮ選択を行うであろう。
1）ＳＩＭカードによって定義されたＭＮＯのＨＰＬＭＮ（ホームＰＬＭＮ）
2）他のＳＩＭカードによって定義され、ＳＩＭを供給するＭＮＯによって規定されたＰＬＭＮ
3）十分な信号強度を持つ、他の検出されたＰＬＭＮ
アイドルモードでは、ＭＳは自分のＨＰＬＭＮ上でサービスを受けることを周期的に試みる。このため、ＳＩＭの中には、６分から８時間までの範囲で（６分刻みで）Ｔ分の値が記憶されてもよい。従って、ＨＰＬＭＮをＭＮＯのＺｏｎｅＧａｔｅネットワーク識別子にすることによって、マクロネットワークから基地局１１０ネットワークへの転入は、ホーム基地局１１０の通信範囲にユーザが進入すると最小で６分以内に、自動的に行われるであろう。転出は、ユーザがホーム基地局の通信範囲を放れようとするときに、自動的に行われなければならない。正確な転出動作を保証するため、ＭＮＯのＰＬＭＮネットワーク識別子は、ＳＩＭにおいては、ＨＰＬＭＮに次ぐ最高の優先順位のＰＬＭＮであるべきである。
ここで留意すべきことだが、ＰＬＭＮの選択及び再選択は、アイドルモードにおいてのみ行われる。接続モードにおいては、ＰＬＭＮ間ハンドオーバがネットワークによって起動されない限り、ＰＬＭＮ再選択は行われない。
一般に、基地局１１０が使用可能になっていないネットワークユーザは、自分のＨＰＬＭＮ上に既にいるか、ローミング中であるならば別のＰＬＭＮにいるであろうから、マクロネットワークの通信範囲が存在しない場合を除いて、基地局１１０のＰＬＭＮへのアクセスを試みないであろう。使用可能になっているユーザについては、特定の基地局１１０へのアクセスは、その個別の装置に規定された少数のユーザに限定されている。基地局１１０は、ＵＥに対するスタンドアロンＧＳＭ／ＵＭＴＳネットワークとして動作することから、ＵＥと交換されたＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準のメッセージから国際移動局識別子（ＩＭＳＩ）を抽出することができ、それによって、ＵＥがその基地局１１０を介して呼を発することができるか否かについて決定することができる。
通常のマクロセル動作において、選択された、又は再選択されたセルが、別の登録エリア（ＬＡ／ＲＡ）又はＰＬＭＮを有する場合、ＵＥは、位置登録（ＬＲ）によってセル上に登録する。そうでない場合、ＵＥは、そのセルに登録するのに、ＩＭＳＩ接続手順又はＧＰＲＳ接続手順を用いるであろう。基地局１１０は、マクロネットワークとは別の位置エリア(Location Area)（そして、それゆえ、別のルーティングエリア）を有するように自分を構成するであろうから、従って、位置登録手順(Location Registratin Procedure)が、常に必要となるであろう。位置登録手順の間に、ＩＭＳＩ接続が行われてもよい。
位置登録手順の間、標準の「位置更新要求(LOCATION UPDATING REQUEST)」メッセージがＵＥによって基地局１１０へ送信されるが、それにはＩＭＳＩが含まれる。基地局１１０は、開通したユーザのうちの１人のＩＭＳＩにＩＭＳＩがマッチしない場合、コアネットワークに連絡することを必要とせずに要求を拒否してもよく、従って見込まれるネットワークトラヒックを減少させる。「位置更新要求」の中でＩＭＳＩが送信されない場合、そしてＴＭＳＩ／Ｐ−ＴＭＳＩを基地局１１０が知らない場合、「ＩＤ要求(IDENTITY REQUEST)」手順を通じてＩＭＳＩがＵＥから取得される。
ここで留意することが重要なのだが、基地局１１０は、保有オペレータのコアネットワークに直接接続されており、オペレータのマクロネットワークから基地局１１０へローミングするいかなるユーザであっても、オペレータのネットワークを離れたとしてＨＬＲによって記録されることはないであろう。基地局１１０は、移動装置だけには別個のネットワークのように見え、従って装置がこのネットワーク協会を越える際に、装置のＩＤ（ＩＭＳＩ）がＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準のシグナリング手順を介して明かされる。これによって、基地局１１０へのアクセスを、定義されたユーザに限定することが可能になる。
ＰＬＭＮの選択及び位置登録手順とが、ＵＭＡとＳＩＰのいずれか一方について、基地局１１０によって発見手順及び登録手順にマッピングされる。
ＵＭＡを介してコアネットワークにインタフェースをとっている基地局１１０については、デフォルトの在圏ＵＮＣのＩＤを判断する目的で、ＵＥが最初にサービスを試みている時にＵＭＡ発見手順(UMA Discovery Procedure)が実行される。ＵＭＡ発見手順の完了に続いて、特定のＵＥが接続されて移動局に着信するサービス用に利用可能であることをＵＮＣに情報提供する目的で、ＵＭＡ登録手順がＵＥとＵＮＣとの間で実行される。
ＵＭＡ発見及び登録手順は、ＵＥがＧＥＲＡＮ ＰＬＭＮ選択手順及びセル選択手順を通じてそれを受け入れるように開通された、特定の基地局１１０の選択に成功した場合に実行される。手順は、上述しており、図１１に図解されている。
ＳＩＰが使用可能な基地局１１０については、ネットワークＳＩＰ登録サーバを介してＳＩＰ位置情報をネットワーク位置サービスに登録するために、図２８に示すＳＩＰ登録手順が、ＵＥ位置登録手順の間に実行される。この手順の間にＳＩＰ認証(SIP Authentication)が使用可能にされてもよい。ネットワーク位置サービスは、ＳＩＰユーザエージェントが移動局着信サービスに利用できるように、ＳＩＰユーザエージェントの位置を保持する。
ＳＩＰプロキシサーバを使ったＳＩＰ登録は、登録されたＺＡＰ ＵＥ装置についての位置更新（ＧＥＲＡＮ）又は登録エリア更新（ＵＴＲＡＮ）の成功によってトリガされるべきである。
ＳＩＰ登録もＵＭＡ登録も、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ位置登録手順が成功した場合に限って、実行される。従って、ＵＭＡ及びＳＩＰへのアクセスはいずれも、認定されたユーザに限定される。また、位置登録の間に交換されたＵＥパラメータのサブセットは、ＳＩＰ登録手順及びＵＭＡ登録手順にマッピングされる。
上記のように、基地局１１０は、基地局がホームＬＡＮ又はオフィスＬＡＮネットワークに接続されることを可能にするイーサネットＬＡＮポート２０８を含む。この構成では、イーサネットＬＡＮは、保有オペレータのネットワークに接続を提供する。
広い家や複数階のオフィスなど、１つの基地局１１０では十分な通信範囲が提供できないエリアでの配置については、適切な通信範囲を提供するため、複数の基地局１１０装置が使用されてもよい。オフィス内を移動するユーザは、シームレスな通信範囲を提供するために、彼らのアクティブな呼を基地局１１０装置間でハンドオフされる必要があるだろう。基地局１１０は、オフィスエリア内の全ての基地局が単一の共通のイーサネットＬＡＮを用いて接続される場合、この機能をサポートしてもよい。
ハンドオフ手順は、ハンドオーバを実装して調整するため、基地局１１０間で送信される独自のメッセージングを使用する。２つの基地局、即ち送り側基地局ＺＧ１とハンドオーバ対象の基地局ＺＧ２の中の移動管理(Mobility Management)エンティティは、独自のメッセージングを用いてＬＡＮ接続上で通信する。メッセージは、各基地局のＧＳＭ／ＵＭＴＳ設定に関連する情報と、現行のＳＩＰセッションの転送に関連する情報とを含む。
基地局１１０の各アクセスポイントは、ＳＩＭによって一意に識別される。これは、物理的なＳＩＭカードとして、或は「ソフトＳＩＭ」と呼ばれるソフトウェアをダウンロードしたものとして、提供されてもよい。各基地局１１０は、オペレータが供給する自社の携帯電話のＳＩＭによって識別された一次ユーザを有していなければならない。基地局管理システム１６０は、基地局１１０と一次ユーザとのためのＳＩＭ識別子を使って開通され、少なくとも１つの基地局のＳＩＭと一次ユーザのＳＩＭとの間の連合である、基地局ユーザグループを定義するであろう。一次ユーザは、各種のメカニズム、例えば管理システムへの認証された電話／電子メール或は基地局ユーザグループ内の任意の基地局のウェブサーバとの対話などを用いて、他のユーザのＳＩＭを基地局ユーザグループに追加できるであろう。
基地局ユーザグループによって、複数の基地局ＳＩＭを同じ一次ユーザＳＩＭに関連させることができるであろう。基地局ユーザグループ内の全てのアクセスポイントによって、（一次ユーザによって定義される）ユーザＳＩＭの同じリストへのアクセスが可能になり、以下に述べる独自のメカニズムを用いて相互にハンドオーバすることができるであろう。基地局ユーザグループ内の基地局間の通信は、一般ＩＰアドレス又は専用ＩＰアドレスを返信として管理システムへ規則的に報告することによって、可能になるであろうし、管理システムは、ＩＰアドレスと許可されたユーザ情報とを照合して、定期的にそれを基地局ユーザグループ内の全ての基地局に同報するであろう。
オフィス環境に設置された新たなアクセスポイントがあれば、イーサネットＬＡＮからＩＰアドレスを取得し、管理システム１６０との通信を確立し、基地局のＳＩＭと一次ユーザのＳＩＭとからの情報を用いて認証を完了するであろう。次いで、そのアクセスポイントは、管理システム１６０に記憶されたその一次ユーザのための基地局ユーザグループに追加されるであろう。次いで、新たに設置された基地局は、そのＩＰアドレスを管理システム１６９に報告するであろうし、管理システム１６０は、特定の基地局ユーザグループ用に記憶されたＩＰアドレステーブルを更新して、更新されたテーブルとユーザリストとを、新規に設置されたアクセスポイントを含めて、ユーザグループ内の全ての基地局に同報するであろう。新規に設置されたアクセスポイントは、残りのステップを上記の自己構成プロセスで完了して、次いで、管理システムによって同報されたリストの中の各ＩＰアドレスと通信しようと試みるであろうし、通信が成功した場合には、両方のアクセスポイントは、各アクセスポイントの同報チャネル上で送信された情報を、それらが相互にＢＡリストに追加できるように、必要なさらなる情報を交換する。（ＧＳＭ／ＵＭＴＳ標準では、ハンドオーバの可能性を見越してＵＥが隣接する基地局を監視できるように、いかなる基地局であろうと、そこから同報チャネル上で同報されるシステム情報に周囲の基地局のパラメータが含まれることが必要である。）交換される情報を、以下の表に概説する。
Figure 0005043998
本書で記述するアクセスポイント間のハンドオフメカニズムは、ＳＩＰ呼だけと共に機能することが意図されている。広域ネットワークへのシームレスハンドオフは、この手法ではサポートできない。ＵＥ／ＭＳのＩＰアドレスが、アクセスポイントが接続されているＬＡＮのＤＨＣＰサーバから要求され、ＭＳ／ＵＥが第１に接続しているアクセスポイントは、ＭＳ／ＵＥのＩＰアドレスプロキシとして動作してＭＳ／ＵＥの代わりにＩＰアドレスを要求し、ＩＰアドレスは、そのＭＳ／ＵＥに伝達されるであろう。ＭＳ／ＵＥはアクセスポイント間でハンドオフされることから、ＭＳ／ＵＥのＩＰアドレスは保存され、他方、ＩＰアドレスのプロキシ機能は、ハンドオフされたＭＳ／ＵＥと一緒に、新たなアクセスポイントに移動する。ＤＨＣＰサーバが１つもないようなもっと複雑なネットワークについては、呼が続く間、ＭＳ／ＵＥのＩＰアドレスを保存するのに、モバイルＩＰ技法が使用されてもよい。
ハンドオーバのシグナリングを図２９に示すが、これはさらに基地局１１０の機能を３ＧＰＰ標準の要素ＲＮＳとＭＳＣとに分割しており、ここでＲＮＳはＵＭＴＳアクセス階層プロトコルエンティティを意味し、ＭＳＣは、非アクセス階層プロトコルエンティティを意味する。Ｕｕ及びＩｕという接頭辞が付いているシグナリングは全て、３ＧＰＰ標準のシグナリングであり、ＺＧという接頭辞が付いているシグナリングは独自のものである。
下記のステップのシーケンスが実行される。
送り側基地局ＺＧ１は、ＵＥから受信した測定報告２９０１、２９０３によって、ハンドオーバが必要だと判断する。測定報告は、対象の基地局ＺＧ２についてのＵＥにおける受信機の電力レベルが高いことと、現行の基地局ＺＧ１についてのＵＥにおける受信機の電力レベルが低いこととを示す。
基地局ＺＧ１は、内部的な「移転必要(RELOCATION REQUIRED)」メッセージ２９０５を送信することによって、ハンドオーバを開始する。ＺＧ１は、ハンドオーバが要求されたことを対象に情報提供するために、独自の「ＺＧハンドオーバ要求(ZG-Handover-Request)」メッセージ２９０７をＬＡＮ上で対照の基地局ＺＧ２へ送信する。ＺＧ２のＩＰアドレスは、ＬＡＮネットワーク内での基地局の自己管理の間に、既にＺＧ１には知られている。
対象の基地局ＺＧ２は、ハンドオーバが起こりうるかどうかを判断して、要求が受け入れられたことを示すために、「ＺＧハンドオーバ応答(ZG-Handover-Response)」２９１３を返信する。ＺＧ２は、内部シグナリング「移転要求(RELOCATION REQUEST)」２９０９及び「移転要求承認(RELOCATION REQUEST ACKNOWLEDGE)」２９１１とを生成する。
ハンドオーバに備えて現行のハンドオーバ設定とＳＩＰクライアントの設定とを対象の基地局ＺＧ２に転送するため、「ＺＧハンドオーバ情報要求」２９１５が、第１の基地局ＺＧ１から対象の基地局ＺＧ２へ送信される。対象のＧＳＭ／ＵＭＴＳ無線アクセス設定を転送するため、「ＺＧハンドオーバ情報応答」２９１７が、返信として基地局ＺＧ１へ送信される。
「物理チャネル再構成(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION)」メッセージ２９２１をＵＭＴＳ無線インタフェース上でＵＥへ送信することによって、基地局ＺＧ１がハンドオーバを開始する。また、メッセージは、対象のＺＧ２からのＧＳＭ／ＵＭＴＳ無線アクセス設定を含む。ＵＥは、標準のレイヤ１及びレイヤ２のシグナリングを通じて、対象の基地局ＺＧ２に登録しようと試みる。ＵＥは、基地局ＺＧ２によって検出され、ＺＧ２は、内部メッセージ「移転検出(RELOCATION DETECT)」２９２５を生成する。
「ＺＧハンドオーバ検出要求(ZG-Handover-Detect-Request)」メッセージ２９２７が、基地局ＺＧ２から送り側基地局ＺＧ１へ送信されて、ＵＥのハンドオーバ手順が成功したことを示す。
基地局ＺＧ１は、ＳＩＰ呼のシグナリングとトラヒックパケットの受信を停止し、基地局ＺＧ２は、ＳＩＰ呼のシグナリングとトラヒックパケットの受信（即ち処理）を開始する。対象のＩＰアドレスはＵＥ／ＭＳアドレスであり、従ってハンドオーバが原因で変わることはないため、ＵＥ／ＭＳのＳＩＰパケットの再ルーティングは不要である。ＬＡＮ接続は、両方の基地局がＵＥ／ＭＳのＩＰパケットを受信できることを保証すべきである。
基地局ＺＧ２が、内部の「移転完了(RELOCATION COMPLETE)」メッセージ２９３１を生成し、そして「ＺＧハンドオーバ完了要求(ZG-Handover-Complete-Request)」メッセージ２９３３を基地局ＺＧ１へ送信することによって、ハンドオーバプロセスの完了が示される。ＺＧ１は、内部シグナリングメッセージ「解放命令(RELEASE COMMAND)」２９３５及び「解放応答(RELEASE RESPONSE)」２９３７の送信を通じて、呼を内部的に解放する。
従って、標準のセルラー電話を用いて、ネットワークオペレータのセルラーネットワークへのアクセスを可能にする基地局が開示される。

Claims (1)

  1. セルラー通信ネットワークで使用される基地局であって、
    前記基地局は、建物内の前記セルラー通信ネットワーク内でセルラー移動電話のための通信範囲を提供でき、
    前記基地局は、ＳＩＭカードのためのインターフェースを含み、
    前記基地局は、前記インタフェースに接続されたＳＩＭカードに記憶された情報を用いて、前記セルラー移動電話の無線ネットワーク及びコアネットワークに対して前記基地局を特定することを特徴とする基地局。
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