JP5114574B2 - マルチモード・モバイル・ユニットのための無線ベアラおよびｍｉｐセッション連続性を維持するためのベスト・エフォート・ハンドオフの方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００７年１１月２０日に出願した米国特許出願第１１／９４３，０８５号に関する。

本発明は、一般に通信システムに関し、より具体的には無線通信システムに関する。

従来の無線通信システムは、無線アクセス・ネットワーク、またはアクセス・ポイント、基地局、基地局ルータなど、他の無線エンティティを使用して無線接続を提供する。例えば、モバイル・ユニットは、ネットワークに通信可能に結合された無線アクセス・ネットワークとエア・インターフェースを介して無線通信リンクを確立することができる。モバイル・ユニットは、この無線通信リンクを使用して、別のモバイル・ユニットと通信セッションを確立することなど、ネットワークによって提供されるサービスにアクセスすることができる。これら２つのモバイル・ユニット間の通信セッションを使用して伝送される情報は、アナログ情報でもデジタル情報でもよく、これらのモバイル・ユニット間の通信経路は、回線交換アーキテクチャまたはパケット交換アーキテクチャを使用して形成されることが可能である。回線交換アーキテクチャでは、２つのモバイル・ユニット間に専用の通信経路が形成され、２つのモバイル・ユニットによってのみ使用されることが可能である。それとは対照的に、パケット交換アーキテクチャは、情報を、共通のパケット・ネットワーク・インフラストラクチャを使用して２つのモバイル・ユニット間の多数の経路に沿って伝送されることが可能であるパケットに分割して、これらのパケットをモバイル・ユニットとそれらのネットワーク・ピアとの間で転送する。したがって、パケット交換ネットワーク・インフラストラクチャを通る経路のいくつかまたはすべては、他のモバイル・ユニット、あるいはネットワーク・サーバまたは固定加入者など、パケット交換ネットワークに結合された他のエンティティによって共用されることが可能である。

ボイス・オーバ・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）は、オーディオ信号（音声信号など）を、パケット交換ネットワークを介しての伝送のためのパケットを形成するために使用されることが可能であるデジタル・フォーマットにエンコードするための方式である。ＶｏＩＰパケットは、通常、宛先ＶｏＩＰセッション・ピア（例えば、モバイル・ユニット）における連続するパケット間の大きな遅延は、ソース・ピアによって生成されたオーディオ信号の品質を低下させる可能性があるので、非耐遅延性情報と呼ばれる。したがって、ＶｏＩＰアプリケーションは、通常、選択されたクオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）レベルでＶｏＩＰパケットを提供することを強いられる。例えば、モバイル・ユニットに実装されたＶｏＩＰアプリケーションは、ネットワークを介して伝送されるパケットのために最低レベルの遅延、待ち時間などを維持することを必要とされる可能性がある。いくつかの場合、顧客は、いくつかのアプリケーションのためにより高いＱｏＳレベルの全体的により高いＱｏＳレベルを取得するためにより多くの料金を払うこともある。

多数の無線アクセス技術がパケット・データ・アプリケーションをサポートするために使用されることが可能である。いくつかの例示的無線アクセス技術には、１Ｘ−ＥＶＤＯ、ＵＭＴＳおよびＷＩＭＡＸなど、第２世代（２Ｇ）技術、第３世代（３Ｇ）技術および第４世代（４Ｇ）技術がある。これらの無線アクセス技術は、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ、３ＧＰＰ２）およびＷｉＭＡＸフォーラム・ネットワーク・ワーキング・グループ（ＮＷＧ）によって設定された規格および／またはプロトコルなどの規格および／またはプロトコルに準拠して動作する。すでにデプロイされている技術のそれぞれ異なる信号強度および現存するカバレッジ・エリアを利用するために、機器販売業者は、複数の無線アクセス技術を使用して通信することができるデュアル・モード（またはマルチ・モード）モバイル・ユニットを開発し、デプロイしている。例えば、デュアル・モード・モバイル・ユニットは、２つの異なる無線アクセス技術に準拠して動作する２つの独立したＩＰ接続の手段を実装することができる。同時に、サービス・プロバイダは、無線接続を提供するために複数の無線アクセス技術を使用することが多くなってきている。例えば、いくつかのサービス・プロバイダは、それぞれ異なるアクセス技術を用いたオーバレイ・メッシュおよび／またはオーバラッピング・カバレッジ・エリアを含む異種のネットワークをデプロイしてきた。オーバレイ・メッシュおよびオーバラッピング・カバレッジ・エリアは、従来の技術から、より新しい技術への進化の一部分として、あるいはデプロイメント・コストおよび／または運用コストを削減すること、全体の通信スペクトル特性を改善することなど、他の理由で使用されることが可能である。

マルチ・モード・モバイル・ユニットが異種のネットワークをローミングするとき、個々のモバイル・ユニットは、異なる無線アクセス技術を利用する（および対応する技術規格に基づいて動作する）無線アクセス・ネットワーク間で頻繁にハンドオフすることができる。例えば、モバイル・ユニットは、ＥＶ−ＤＯ無線アクセス・ネットワークを介してＥＶ−ＤＯ無線通信リンクを使用してネットワーク・エントリを行うことができ、ＭＩＰｖ４セッションがＶＯＩＰ通話のための３ＧＰＰ２規格に基づいて確立される。次いで、モバイル・ユニットは、ＥＶ−ＤＯ無線通信リンクの信号品質が劣化したと判定することができ、ＭＩＰｖ４セッションを確立するためにＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格オーバ・ジ・エアおよびＷｉＭＡＸフォーラムＮＷＧ規格を使用してＷｉＭＡＸ無線アクセス・ネットワークにハンドオフすることを選択することができる。モバイル・ユニットが、劣化しているＥＶ−ＤＯ無線通信リンクから、より強いＷＩＭＡＸリンクにハンドオフされるとき、従来のベスト・エフォート・ハンドオフ・プロトコルは、ＶｏＩＰセッションのシームレスな接続を維持しようと試みる。

従来のハンド・オフ・プロトコルは、モバイル・ユニットが新規のリンクを介してＭＩＰｖ４登録メッセージを送信し、劣化しているリンクを介して明確なＭＩＰｖ４登録解除メッセージ（ライフタイム０を有する登録要求）を送信することを必要とする。古い技術の無線アクセス・ネットワークがＭＩＰ登録解除メッセージを受信した後は、劣化している無線通信リンクは切断されてよく、無線アクセス・ネットワークは、このリンクをサポートするために使用された無線通信資源を解放することができる。この手法は、いくつかの欠点を有する。例えば、ソース無線アクセス・ネットワークへの無線通信リンクの劣化は、ネットワークが登録解除メッセージを受信するのを妨げる可能性があり、これは、ネットワークに不必要な無線通信資源の割当てを維持させる可能性がある。他の例では、劣化しているリンクを介して登録解除メッセージをソース無線アクセス・ネットワークに伝送し、より強いリンクを介して登録メッセージをターゲット無線アクセス・ネットワークに伝送することは、例えば、登録メッセージがターゲット無線アクセス・ネットワークにおいて受信される前に、登録解除メッセージがソース無線アクセス・ネットワークにおいて受信されると、競合状態を引き起こす可能性がある。技術内ハンドオフとは対照的に、技術間ハンドオフの場合は、（通常、それぞれ異なるネットワーキング・アーキテクチャ規格に基づいて動作している）ソース無線アクセス・ネットワークとターゲット無線アクセス・ネットワークとの間に、前述の競合状態を解決するのに役立つであろう調整がない。

本発明は、前述の問題のうちの１つまたは複数の影響に対処することを対象とする。下記は、本発明のいくつかの態様の基本的理解を提供するために、本発明の簡略化された概要を提示する。この概要は、本発明の網羅的な概観ではない。この概要は、本発明の重要なまたは不可欠な要素を確認することを意図するものでもなく、本発明の範囲を概説することを意図するものでもない。この概要の唯一の目的は、後述のより詳細な説明の序章としていくつかの概念を簡略化した形で提示することである。

本発明の一実施形態では、複数の無線アクセス技術に準拠してネットワークと通信することができるモバイル・ユニットにおいて実施されるベスト・エフォート・ハンドオフのための方法が提供される。本方法は、第１の無線アクセス技術に準拠して確立された第１の無線通信リンクから第２の無線アクセス技術に準拠して確立された第２の無線通信リンクへのモバイル・ユニットのハンドオフを行うステップを含む。本方法はまた、ハンドオフを行うステップに応答して第１の無線通信リンクの登録解除を要求する登録解除メッセージを、モバイル・ユニットから第２の無線通信リンクを介して伝送するステップを含む。

本発明の他の実施形態では、複数の無線アクセス技術に準拠して少なくとも１つのモバイル・ユニット・ネットワークとの複数の無線通信リンクをサポートすることができるホーム・エージェントにおいて実施されるベスト・エフォート・ハンドオフのための方法が提供される。本方法は、第１の無線アクセス技術に準拠して確立された第１の無線通信リンクから第２の無線アクセス技術に準拠して確立された第２の無線通信リンクへのモバイル・ユニットのハンドオフを行うステップを含む。本方法はまた、ハンドオフを行うステップに応答して第１の無線通信リンクの登録解除を要求する登録解除メッセージを、モバイル・ユニットから第２の無線通信リンクを介して受信するステップを含む。本方法は、第１の無線通信リンクの登録解除を要求するメッセージを送信するステップをさらに含む。

本発明は、同様の参照数字は同様の要素を識別する添付の図面に関連して行われる以下の説明を参照することによって理解され得る。

本発明による、無線通信システムの第１の例示的実施形態を例示する概念図である。 本発明による、無線通信システムの第２の例示的実施形態を例示する概念図である。 本発明による、それぞれ異なる無線アクセス技術に準拠して動作するモデムとの同時通話セッションを確立するための方法の一例示的実施形態を例示する概念図である。 本発明による、通話セッションを登録解除するための方法の一例示的実施形態を例示する概念図である。

本発明は、様々な変更形態および代替形態が可能であるが、本発明の特定の実施形態が図面に例として示されており、本明細書で詳細に説明されている。しかし、特定の実施形態の本明細書における説明は、本発明を開示された特定の形態に限定することを意図するものではなく、それとは逆に、その意図は、添付の特許請求の範囲によって定義されている本発明の範囲に入るすべての変更形態、同等形態、および代替形態を含むことであることを理解されたい。

本発明の例示的実施形態が以下に記載されている。明確を期すために、本明細書には実際の実施の特徴がすべて記載されているわけではない。もちろん、いかなるそのような実際の実施形態の開発においても、実施形態ごとに異なるであろうシステム関連およびビジネス関連の制約に従うことなど、開発者の特定の目的を達成するために、多数の実施形態固有の決定が行われるべきであることが理解されるであろう。さらに、そのような開発努力は、複雑で時間がかかる可能性があるが、それにもかかわらず、本開示の利益を受ける当業者にとっては決まりきった仕事であろうことが理解されるであろう。

本発明の一部分およびそれに対応する詳細な説明は、コンピュータメモリの中のデータビットに対する演算のソフトウェア、またはアルゴリズムおよび記号表現によって提示される。これらの説明および表現は、当業者が他の当業者にその仕事の本質をそれによって効果的に伝達するものである。アルゴリズムは、この用語が本明細書で使用される場合は、およびこの用語が一般的に使用される場合は、所望の結果につながる首尾一貫した一連のステップであると考えられる。これらのステップは、物理量の物理的操作を必要とするステップである。通常、必ずしもではないが、これらの量は、記憶、転送、結合、比較、およびそうでなければ操作されることができる光信号、電気信号、または磁気信号の形を取る。これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、用語、数字などと呼ぶことは、主に共通の使用のために、ときどき都合がよいと判明している。

しかし、これらの用語および類似の用語はすべて、適切な物理量に関連付けられているべきであり、これらの量に貼り付けられた都合のいいラベルにすぎないことに留意されたい。別途明記されていない限り、または議論から明らかなように、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「判定する」、または「表示する」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリの中の物理量、電子量として表されたデータを操作し、コンピュータ・システムのメモリまたはレジスタあるいは他のそのような情報記憶装置、伝送装置または表示装置の中の物理量として同様に表される他のデータに変換するコンピュータ・システムまたは類似の電子計算装置の動作および処理を表す。

本発明のソフトウェア実施態様は、通常、何らかの形態のプログラム記憶媒体上でエンコードされるか、または何らかのタイプの伝送媒体を介して実施されることにも留意されたい。プログラム記憶媒体は、磁気（例えば、フレキシブル・ディスクまたはハード・ドライブ）または光（例えば、コンパクト・ディスク読出し専用メモリ、すなわち「ＣＤ−ＲＯＭ」）でもよく、読出し専用またはランダム・アクセスでもよい。同様に、伝送媒体は、対より線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野に知られている他の何らかの適切な伝送媒体でもよい。本発明は、いかなる所与の実施形態のこれらの態様によっても限定されない。

次に、本発明は、添付の図を参照しながら説明される。これらの図面には、様々な構造体、システム、および装置が、説明のためだけに、かつ当業者にはよく知られている詳細によって本発明を分かりにくくしないように、概略的に示されている。それにもかかわらず、添付の図面は、本発明の例示的実施例を記述し説明するために含まれている。本明細書で使用される語および句は、当業者によるそれらの語および句の理解と矛盾しない意味を有すると理解され解釈されるべきである。用語または句の特別の定義、すなわち当業者によって理解されているような普通の慣習的な意味とは異なる定義は、本明細書における用語または句の一貫した使用によって含意されないものとする。用語または句が特別の意味、すなわち当業者によって理解されている以外の意味を有することが意図される場合は、そのような特別の定義は、用語または句の特別の定義を直接かつ明白に提供する明確なやり方で本明細書に明記される。

図１は、無線通信システム１００の第１の例示的実施形態を概念的に例示する。例示されている実施形態では、無線通信システム１００は、モバイル・インターネット・プロトコル（ＭＩＰ）およびＩＰに基づくパケット交換通信をサポートするために使用されることが可能であるネットワーク１０５を含む。ネットワーク１０５の一部分は、ユニバーサル移動電気通信サービス（ＵＭＴＳ）、進化データ最適化（ＥＶ−ＤＯ）、ＷＩＭＡＸなど、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ、３ＧＰＰ２）によって定義された規格および／またはプロトコルを含めて、様々な規格および／またはプロトコルに準拠して動作することができる。しかし、本発明はこれらの例示的規格および／またはプロトコルに限定されないことを本開示の利益を受ける当業者は理解するはずである。代替実施形態では、無線通信システム１００および／またはネットワーク１０５の一部分は、いかなる規格および／またはプロトコルに準拠してでも動作することができる。

１つまたは複数のモバイル・ユニット１１０は、ネットワーク１０５との無線通信を確立することができる。例示されている実施形態では、モバイル・ユニット１１０は、２つのそれぞれ異なる無線アクセス技術に準拠して無線通信リンクを形成することができるデュアル・モード装置である。例えば、モバイル・ユニット１１０は、ＥＶ−ＤＯ無線アクセス技術またはＷＩＭＡＸ無線アクセス技術のどちらかを使用して動作可能とすることができる。しかし、本発明はこれら２つの無線アクセス技術に準拠して動作するモバイル・ユニット１１０に限定されないことを本開示の利益を受ける当業者は理解するはずである。代替実施形態では、モバイル・ユニット１１０は、無線アクセス技術の他の組合せに準拠して動作することができるデュアル・モード装置でよい。さらに、いくつかの実施形態では、モバイル・ユニット１１０は、３つ以上のそれぞれ異なる無線アクセス技術に準拠して動作することができるマルチ・モード装置でもよい。

動作中、モバイル・ユニット１１０は、ＥＶ−ＤＯなど、第１の無線アクセス技術に準拠して動作する無線アクセス・ネットワーク１２０（１）との無線通信リンク１１５（１）を形成することができる。例示されている実施形態では、モバイル・ユニット１１０は、第１の無線アクセス技術に準拠してアプリケーション層においてクライアント１２５をインスタンス化することができる。本明細書で使用される場合は、用語「層」は、無線通信のために定義された階層型アーキテクチャのそれぞれ別のレベルを指す。層は、その上の層にサービスを提供し、その下の層からサービスを受ける関連機能の集まりである。１つの例示的な層の定義は、（上から下に）アプリケーション層、プレゼンテーション層、セッション層、トランスポート層、ネットワーク層、データ・リンク層、および物理層を定義する解放型システム相互接続（ＯＳＩ）基本参照モデルである。ＶｏＩＰアプリケーションなど、モバイル・ユニット１１０内のアプリケーション１３０は、クライアント１２５を使用して、無線通信リンク１１５（１）を介して通信することができる。例えば、モバイル・ユニット１１０は、無線通信リンク１１５（１）を介してＭＩＰセッションを確立し、このＭＩＰセッションを使用して、無線アクセス・ネットワーク１２０（１）、外部エージェント１３７（１）、ホーム・エージェント１４０、およびネットワーク１０５を介してモバイル・ユニット１３５との通話を確立することができる。しかし、この通話は、モバイル・ユニット１３５において終了されないことがあり、代替として、いかなるタイプの通信装置によって終了されてもよいことを本開示の利益を受ける当業者は理解するはずである。

モバイル・ユニット１１０内のコントローラ１４５は、無線通信リンク１１５（１）に関連するチャネル状態をモニタすることができる。コントローラ１４５が、無線通信リンク１１５（１）のチャネル状態が劣化したと判定した場合は、コントローラ１４５は別の無線アクセス技術へのハンドオーバを開始することができる。例えば、コントローラ１４５は、別の無線アクセス技術へのハンドオーバが望ましいおよび／または必要な点までチャネル状態が劣化した場合を判定するために、パイロット信号強度、信号対雑音比、信号対雑音干渉比、ビット誤り率などのパラメータを適切な閾値と比較することができる。ハンドオフはまた、予め設定されたアプリケーション・ベースのポリシ・プリファレンスに基づいてトリガされることが可能である。例えば、ＷｉＭＡＸからＥＶＤＯへのハンドオーバは、ターゲット技術信号強度が、ソース技術信号強度に関係なく、ある一定の閾値より大きくなるとすぐトリガされることが可能である。さらに、ハンドオフは、予め設定されたユーザ・プリファレンスに基づいてトリガされることが可能である。例えば、ＷｉＭＡＸアクセスの方が安い場合は、コントローラ１４５は、その信号強度が適切になるとすぐＷｉＭＡＸにスイッチすることを選択することができる。いくつかの場合には、サービス・プロバイダ・ネットワーク・ポリシは、ユーザ・ポリシをオーバーライドすることができる。

コントローラ１４５がハンドオーバを開始することを決定した場合、コントローラ１４５は、モバイル・ユニット１１０に、技術間ハンドオーバに備えて、第２の無線アクセス技術に準拠して第２の無線通信リンク１１５（２）を確立させることができる。例えば、その場合、クライアント１２５は、第２の無線通信リンク１１５（２）を介して、無線アクセス・ネットワーク１２０（２）、外部エージェント１３７（２）、およびホーム・エージェント１４０を介して通信することができる。例えば、モバイル・ユニット１１０がそれぞれ異なる無線アクセス技術間でスイッチする場合、シームレスなモビリティ、ＩＰ／ＭＩＰセッション連続性を提供し、ＱｏＳを維持するために。提案された機構は、モバイル・ユニット・ベンダが、オンチップ・デバイス・ドライバにしっかり結合されているＭＩＰクライアントを実装する場合、ならびに、それぞれ異なる技術規格が（例えば、無線アクセス・ネットワークにおいてＰＭＩＰクライアントを使用して）ＭＩＰクライアントを使用しないことを選択する場合、特に有用であり得る。

ハンドオフは、アプリケーション１３０によって使用されるＩＰセッションへの同時バインディングを用いて行われる。この場合、ＭＩＰクライアント１２５は、同時バインディングを用いて第２の技術リンク１１５（２）を介して第１のＭＩＰ登録メッセージを送信する。第１のＭＩＰ登録メッセージの受信は、ホーム・エージェント１４０に、バインディングを追加させ、両方のＲＡＮ１２０（１〜２）を介してモバイル・ユニット１１０へのバイキャスティング・ダウンリンク・トラフィックを開始させる。アプリケーション１３０において受信された情報を重複することを回避するために、コントローラ１４５は、アプリケーション１３０に、同時バインディングが使用されている間に第１または第２のどちらかの無線通信リンク１１５を介して受信されたいかなるパケットをも無視または除去するよう指令することができる。次いで、コントローラ１４５は、通話を第１の無線通信リンク１１５（１）から第２の無線通信リンク１１５（２）にハンドオフすることができる。例えば、クライアント１２５は、第２の無線通信リンク１１５（２）を介してホーム・エージェント１４０に（同時バインディングを用いずに）第２のＭＩＰ登録を送信することができる。第２のＭＩＰ登録メッセージは、古いバインディングの除去、および古いアクセス技術を介しての第１の無線通信リンク１１５（１）の登録解除をトリガする。したがって、ホーム・エージェント１４０は、第１の無線通信リンク１１５（１）を介して登録解除メッセージを受信する必要なしに第１の無線通信リンク１１５（１）を取り消すことができるが、このことは、第１の無線通信リンク１１５（１）の品質が劣化した可能性があり、それによって登録解除メッセージが首尾よく受信される確率が下がる可能性があるので、重要であり得る。通話が第２の無線通信リンク１１５（２）にハンドオフされた後は、コントローラ１４５は、アプリケーション１３０に、第１の無線通信リンク１１５（１）を介して受信されたいかなるパケットをも無視または除去するよう指令することができる。

図２は、無線通信システム２００の第２の例示的実施形態を概念的に例示する。例示されている実施形態では、無線通信システム２００は、クライアントＭＩＰｖ４ベースのモデルのリファレンス・アーキテクチャに準拠して実施される。無線通信システム２００の動作は、本明細書では、クライアントＭＩＰｖ４ベースのモデルのリファレンス・アーキテクチャのコンテキストで説明される。しかし、第２の例示的実施形態は、例示を意図するものであり、本発明をこの特定のリファレンス・アーキテクチャおよびプロトコルに限定することを意図するものではないことを本開示の利益を受ける当業者は理解するはずである。代替実施形態では、他の機能エンティティを含む他のリファレンス・アーキテクチャが無線通信システム２００を説明および／または実施するために使用されてもよい。

無線通信システム２００は、少なくとも２つの別個のアクセス技術依存無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）２０５を含む。例示されている実施形態では、無線アクセス・ネットワーク２０５は、ポリシ実施点（ＰＥＰ）および外部エージェント（ＦＡ）を含むアクセス・サービング・ネットワーク・ゲートウェイ（ＡＳＮ−ＧＷ）に結合されたＷＩＭＡＸ ＲＡＮ２０５（１）を含む。無線アクセス・ネットワーク２０５はまた、ＰＥＰおよび外部エージェント（ＦＡ）を含むパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）に結合されたＥＶＤＯ ＲＡＮ２０５（１）を含む。ＡＳＮ−ＧＷ内の外部エージェントおよびＰＤＳＮ内の外部エージェントは、パケット・コア・ネットワーク２１５に配置されたホーム・エージェント２１０と通信することができる。一実施形態では、ホーム・エージェント２１０は、ＩＰマルチメディア・サブシステム（ＩＭＳ）ネットワーク（図２には示されていない）と通信することができる。

モバイル・ユニット（またはユーザ機器）２２０は、それぞれ異なる無線アクセス技術に準拠して動作する複数のモデムをサポートすることができるデュアル・トランシーバ・モバイル・ユニット２２０である。例示されている実施形態では、モバイル・ユニット２２０は、対応するＲＡＮ２０５とのＩＰ接続を確立するために使用されることが可能な２つのモデム２２５を実装することができる。第１のモデム２２５（１）は、ＷＩＭＡＸ無線アクセス技術に準拠して動作し、第２のモデム２２５（２）は、ＥＶＤＯ無線アクセス技術に準拠して動作する。ＷＩＭＡＸアクセス技術およびＥＶＤＯアクセス技術は、例として使用され、本発明を限定することを意図するものではないことを当業者は理解するはずである。代替実施形態では、本明細書に記載の方式は、他の無線アクセス技術からのパケット・データ（ＢＥまたはＱｏＳ）のインターワーキングをサポートするために使用されてもよい。例えば、モバイル・ユニット２２０は、ＷｉＭＡＸ、ＥＶＤＯ、ＧＳＭ、ＷｉＦｉなど、それぞれ異なるアクセス技術に準拠して動作する２つ以上のモデム２２５を有することができる。

モバイル・ユニット２２０上の２つの独立したモデム２２５は、それらのそれぞれの無線アクセス技術に準拠して、独立した通話セッションを確立することができる。例えば、ＷｉＭＡＸ接続を介してモデム２２５（１）と別のモバイル・ユニット（図２には示されていない）との間でＶｏＩＰ通話が確立されることが可能である。他の例では、ＥＶＤＯ接続を介してモデム２２５（２）と別のモバイル・ユニット（図２には示されていない）との間でＶｏＩＰ通話が確立されることが可能である。ＷＩＭＡＸ接続を介しての無線状態の変化を検出することによりモバイル・ユニット２２０内の接続管理がトリガされる。ＥＶＤＯリンクへのハンドオフに備えて、モバイル・ユニット２２０内の接続管理機能は、ＷＩＭＡＸ接続を介しての無線状態が劣化した場合、モデム２２５（２）を使用してＥＶＤＯリンクの確立を開始することができる。

ハンドオフは、ＷｉＭＡＸ通話に関連する前に確立されたＩＰセッションへの同時バインディングを用いて行われる。一実施形態では、第１のＭＩＰ登録メッセージが同時バインディングを用いてＥＶＤＯリンクを介して送信される。第１のＭＩＰ登録メッセージの受信は、ホーム・エージェント２１０に、バインディングを追加させ、両方のＲＡＮ２０５（１〜２）を介してのモバイル・ユニット２２０へのバイキャスティング・ダウンリンク・トラフィックを開始させる。受信された情報を重複するのを回避するために、モバイル・ユニット２２０は、同時バインディングが使用されている間にＷｉＭＡＸリンクまたはＥＶＤＯリンクのどちらかを介して受信されたいかなるパケットをも無視または除去することができる。

第２のモデム２２５（２）への通話のハンドオフに続いて、モバイル・ユニット２２０は、第１のモデム２２５（１）によってサポートされている無線通信リンクを登録解除し、この無線通信リンクをサポートするために使用されている無線通信資源を割当て解除するようにとの要求を送信する。第１のモデム２２５（２）を使用して確立された第１の無線通信リンクの品質が劣化した可能性があり、これは、登録解除メッセージがＷｉＭＡＸモデム２２５（１）によって伝送された場合、登録解除メッセージがＷｉＭＡＸ無線アクセス・ネットワーク２０５（１）において首尾よく受信される確率を下げる可能性があるので、モバイル・ユニット２２０は、ＥＶ−ＤＯモデム２２５（２）を使用してＥＶ−ＤＯ無線アクセス・ネットワーク２０５（２）に登録解除メッセージを送信することができる。次いで、登録解除メッセージは、ＰＤＳＮを介してホーム・エージェント２１０に伝送されることが可能であり、ホーム・エージェント２１０はＷｉＭＡＸアクセス技術の外部エージェントとのバインディングを登録解除する。次いで、ホーム・エージェント２１０は、ＷｉＭＡＸ無線アクセス・ネットワーク２０５（１）に登録取消しを開始する。ＷｉＭＡＸ無線アクセス・ネットワーク２０５（１）は、登録取消しメッセージを受信するとすぐ、第１の無線通信リンクを登録解除し、関連する無線通信資源を割当て解除することができる。例えば、ＷｉＭＡＸ無線アクセス・ネットワーク２０５（１）は、会議回線への対応するＩＭＳセッションおよび接続を解放することができる。一実施形態では、会議回線が解放されることが可能であり、会議通話の代わりに双方向通話が確立されることが可能である。ＷｉＭＡＸリンクを介しての対応するＭＩＰセッションが解放されることが可能であり、ＷｉＭＡＸリンクは任意選択で終了されることが可能である。その場合、ＶｏＩＰセッションはＥＶＤＯリンクを介して継続する。

図３および４は、パケット・ベースの無線通信システム内のマルチモード・ユーザ機器のためのセッション連続性をサポートするベスト・エフォート・ハンドオフの方法の一例示的実施形態の一部分３００、４００を例示する。例示されている実施形態では、パケット・ベースの無線通信システムは、少なくとも１つのモバイル・ユニットまたはユーザ機器（ＵＥ）への無線接続を提供する。ユーザ機器は、チャネル状態をモニタし、複数の無線アクセス技術に準拠して動作する１つまたは複数のクライアント間のハンドオフを管理するように構成された、インテリジェント接続マネージャと呼ばれることもあるマネージャ・エンティティを含む。例示されている実施形態では、ユーザ機器は、２つの無線アクセス技術（ＷＩＭＡＸおよびＥＶＤＯ）をサポートし、したがって、ユーザ機器は、各無線アクセス技術のためのＩＰ接続確立の独立した手段に関連するデュアル・アクセス技術無線を使用してエア・インターフェースを介して通信する少なくとも１つのクライアントをサポートすることができる。例えば、モバイル・ユニットは、ＥＶ−ＤＯ規格および／またはプロトコルに準拠して動作するモデム、およびＷｉＭＡＸ規格および／またはプロトコルに準拠して動作するモデムを含むことができる。例示されている実施形態では、アクセス認証のために共通のネットワーク・アクセス識別子（ＮＡＩ）が使用される。

無線通信システムはまた、対応する規格に合致するアクセス技術特有のＲＡＮを含む。例示されている実施形態では、無線アクセス技術はＷｉＭＡＸおよびＥＶ−ＤＯであり、したがって、これらのＲＡＮは、それぞれ、アクセス・サービング・ネットワーク・ゲートウェイ（ＡＳＮ−ＧＷ）およびパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）を含む。一実施形態では、ＲＡＮは、ＭＩＰｖ４クライアント・ベースのユーザ機器をサポートする。しかし、本発明はこれらの特定の無線アクセス技術に限定されないことを当業者は理解するはずである。単一のホーム・エージェントが両方の無線アクセス技術のために使用される。さらに、３つ以上の無線アクセス技術をサポートするマルチモード・ユーザ機器では、単一のホーム・エージェントがユーザ機器へのＩＰ接続のための連続性を提供するために使用される。

例示されている実施形態では、無線通信システムは、認証、認可およびアカウンティング（ＡＡＡ）サーバ、およびホーム加入者サービス（ＨＳＳ）を含む。ＡＡＡ／ＨＳＳエンティティは、クライアントを認証し、無線通信資源の使用を認可し、ビリング・レコードを保持するなどのアカウンティング機能を実行するために使用されることが可能である。ＡＡＡ／ＨＳＳを実施および／または実行するための方式は当技術分野では知られており、明確を期すために、本明細書では、本発明に関係があるＡＡＡ／ＨＳＳを実施および／または実行する態様だけがさらに議論される。しかし、図３および４に示されている特定の機能エンティティは例示を意図するものであり、本発明を限定することを意図するものではないことを本開示の利益を受ける当業者は理解するはずである。代替実施形態では、無線通信システムは、本明細書に記載されているのと同じ機能を実行するかまたは他の機能を実行する、より多くのまたはより少ない機能エンティティを含んでよい。

図３は、方法３００の一例示的実施形態、またはそれぞれ異なる無線アクセス技術に準拠して動作するモデムとの同時通話セッションを確立するステップを概念的に例示する。例示されている実施形態では、無線通信装置はパワー・アップし、ＥＶ−ＤＯエア・インターフェースに入ることを選択する。したがって、クライアントは、（３０５において）、ＥＶ−ＤＯモデムにメッセージまたは信号を送信して、モデムにエア・インターフェースを介してＥＶ−ＤＯ ＲＡＮへの通信を開始するよう指令する。ＥＶ−ＤＯモデムおよびＥＶ−ＤＯ ＲＡＮは、矢印３１０によって示されているように、セッション構成プロトコルを使用してＥＶ−ＤＯ ＵＡＴＩセッションを確立するためにエア・インターフェース・メッセージを交換する。端末認証は、無線通信システムにおいて任意選択で実施されることが可能である。端末認証が起動された場合、ＥＶ−ＤＯ ＲＡＮは、矢印３１５によって示されているように、モバイル・ユニットの国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）に基づいて端末認証を実行するためにＡＡＡと通信する。次いで、モバイル・ユニットは、矢印３２０によって示されているように、ユーザ・アクセス認証メッセージを交換することにより認証されることが可能である。

次いで、クライアントはＥＶ−ＤＯ ＲＡＮとのＩＰ接続を確立する。例示されている実施形態では、クライアントは、矢印３２５によって示されているように、ポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）セッションを確立するために、リンク制御プロトコル（ＬＣＰ）メッセージおよびインターネット・プロトコル制御プロトコル（ＩＰＣＰ）メッセージを交換することによりベスト・エフォート接続を確立する。ＰＰＰ交渉は、矢印３３０によって示されているように、ＰＤＳＮをトリガしてＥＶ−ＤＯエア・インターフェースおよびＥＶ ＤＯモデム・カードを介してＭＩＰ ＦＡ広告を送信させ、このカードはメッセージをＭＳ ＭＩＰクライアントに送付する。一実施形態では、ホーム・エージェントおよびＡＡＡは、矢印３３５によって示されているように、セキュアな通信のために使用され得るＭＮ−ＨＡキーを確認するためにメッセージを交換する。この点において、モバイル・ユニット内のクライアントは、（３４０において）、ホーム・エージェントを介して、クオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）接続を介してボイス・オーバ・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）通話などの通話を確立することができる。ＥＶ−ＤＯモデムへの単一のホーム・エージェント・バインディングが通話接続のために使用される。

モバイル・ユニットは、例えば、ＥＶ−ＤＯエア・インターフェースを介しての無線通信リンクがＷｉＭＡＸエア・インターフェースを介して利用可能な無線通信リンクに比較して劣化していると判定するステップに応答して、ＥＶ−ＤＯ無線アクセス技術からＷｉＭＡＸ無線アクセス技術にハンドオフすることを決定することができる。例示されている実施形態では、矢印３４５によって示されているように、モバイル・ユニット内のインテリジェント接続マネージャが信号強度測定値に基づいてＷｉＭＡＸ技術にハンドオフすることを決定し、ハンドオフ・トリガをＷｉＭＡＸモデムに送信する。次いで、ＷｉＭＡＸモデムおよびＷｉＭＡＸ ＲＡＮが交渉し、通信セッションをセットアップすることができる。例示されている実施形態では、ＷｉＭＡＸ ＲＡＮ接続セットアップは、矢印３５０によって示されているように、初期レンジング、装置認証、ユーザ認証、機能交換、ならびに１次管理接続および基本管理接続の確立によって行われる。一実施形態では、クライアントは認証されることが可能である。例えば、ＷｉＭＡＸ接続セットアップ中に、矢印３５５によって示されているように、拡張認証プロトコル（ＥＡＰ）認証がＡＡＡサーバを用いて行われる。モバイル・ユニットのＮＡＩがＥＡＰ認証のために使用されることが可能である。

次いで、クライアントは、矢印３６０、３６５、３７０によって示されているように、ホーム・エージェントを介してＩＰ接続を確立することができる。例示されている実施形態では、矢印３６０によって示されているように、ＷｉＭＡＸ ＲＡＮが、前に確立されたＥＶ−ＤＯ通信セッションとの同時バインディングを可能にするモバイルＩＰ接続（ＭＩＰ）を確立する。ＷｉＭＡＸ ＲＡＮはまた、（３６５において）、ホーム・エージェントとのＭＩＰセッションをセットアップし、認証が使用されている場合、（３７０において）、次に続くセキュアな通信における使用のためにＡＡＡサーバとＭＮ−ＨＡキーを交渉する。（３７５において）ＶｏＩＰのためのベスト・エフォート・モードでのＷｉＭＡＸ ＲＡＮ接続のためにサービス・フローがセットアップされ、（３８０において）ＷｉＭＡＸ ＲＡＮは、ＡＡＡサーバによってサービス・フローに関連するアカウンティングがセットアップされるべきであることを示すメッセージまたは信号を送信する。この点において、（３８５において）、ＥＶ−ＤＯアクセス技術およびＷｉＭＡＸアクセス技術への同時バインディングを使用して、ホーム・エージェントを介して、ＶｏＩＰペイロードなどのペイロードを搬送するために使用されることが可能であるベスト・エフォート接続が確立される。例示されている実施形態では、ホーム・エージェントは、ＷｉＭＡＸ ＷＡＣならびにＥＶ−ＤＯ ＲＡＮ内のＰＤＳＮにデータ・パケットを送信する。

図４は、通信セッションを登録解除するための方法４００の一例示的実施形態を概念的に例示する。モバイル・ユニットは、ＷｉＭＡＸ接続にハンドオフすることを決定し、矢印４０５、４１０によって示されているように、ＷｉＭＡＸ ＲＡＮを介して、ＥＶ−ＤＯ接続の登録解除を要求するメッセージまたは信号をホーム・エージェントに送信する。例示されている実施形態では、クライアントがＥＶ−ＤＯモデムおよびＷｉＭＡＸモデムの両方から同時にデータを受信している期間の後に、インテリジェント・モビリティ接続マネージャが、ＷｉＭＡＸにスイッチし、ＥＶ−ＤＯエア・インターフェースを放棄することを決定する。クライアントは、（４０５において）、クライアントが同時バインディングを停止することを望むことを示す情報を含むＭＩＰ再登録要求（Ｒｅ−ＲＲＱ）をホーム・エージェントに送信する。ホーム・エージェントは、（４１０において）ＭＩＰ登録応答（ＲＲＰ）メッセージによってＭＩＰ Ｒｅ−ＲＲＱを確認応答する。クライアントからＭＩＰ Ｒｅ−ＲＲＱを受信するとすぐ、ホーム・エージェントおよびＥＶ−ＤＯ ＰＤＳＮは、（４１５において）前のＭＩＰセッション（すなわち、ＤＯ ＭＩＰセッション）を取り消すためにＭＩＰメッセージを交換する。例えば、ＲＦＣ３３４４は、ホーム・エージェントが同時バインディングを停止するためにＭＩＰ再登録を受信するとすぐ前のＭＩＰセッションを取り消すことができることを規定している。

ＥＶ−ＤＯセッションを取り消した結果として、ＥＶ−ＤＯ ＰＤＳＮは、例えば、３ＧＰＰ２規格（ＩＳ−８３５Ｄ）に規定されているように、ＥＶ−ＤＯ ＭＩＰセッション、ＰＰＰセッション、および他のいかなる現存する無線周波数接続をも取り除くことができる。ＰＤＳＮは、（４２０において）、ＥＶ−ＤＯセッションに関連するアカウンティング・プロセスを停止するようにとの要求をＡＡＡサーバに送信する。次いで、ＡＡＡサーバは、ＥＶ−ＤＯセッションに関連するデフォルト・ベスト・エフォート・フローおよびＱｏＳベアラ・フローの両方上でアカウンティングを停止することができる。一実施形態では、ＥＶＤＯリンクは、ハンドオーバの終りに明確にシャット・ダウンされてよい。しかし、ＥＶＤＯエア・インターフェース上の信号強度が弱くて信頼できない可能性があるハンドオーバ状態を考慮して、ＥＶ−ＤＯ資源をクリーン・アップする（例えば、解放および／または割当て解除する）ために、モバイル・ユニットにオーバ・ジ・エア・メッセージを送信することを回避することが好ましいこともある。この場合は、クライアント側におけるＰＰＰセッションは、直ちにタイム・アウトしてもよく、それともクライアントによって切断されてもよい。この時点で、クライアントはＷｉＭＡＸシステム上で単一のバインディングを有し、（４２５において）ＷｉＭＡＸモデム、ＷｉＭＡＸ ＲＡＮ、およびホーム・エージェントを介してＶｏＩＰペイロードなどのペイロードを搬送するためにベスト・エフォート接続を利用する。

通話が完了した場合、クライアントはアイドル・モードに移行することができる。例示されている実施形態では、クライアントは、（４３０において）、アイドル・モードに移行することを決定した場合、ＷｉＭＡＸ接続を切断することによりアイドル・モードへの移行を開始する。ＷｉＭＡＸモデムから受信された切断するようにとの要求に応答して、ＷｉＭＡＸ ＲＡＮは、アカウンティング停止メッセージ、例えば、ＷｉＭＡＸサービス・フローに関連したアカウンティングがＡＡＡサーバによって切断または停止されるべきであることを示すメッセージまたは信号を、ＡＡＡサーバに送信することができる。

本発明は本明細書における教示の利益を受ける当業者には明らかな、様々な、しかし同等のやり方で変更され実施されてもよいので、上記で開示された特定の実施形態は例示だけである。さらに、添付の特許請求の範囲に記載されている以外は、本明細書に示された構成または設計の詳細に対するいかなる限定も意図されていない。したがって、上記で開示された特定の実施形態は、改変または変更されてもよく、そのような変形形態はすべて本発明の範囲内にあるとみなされることは明らかである。したがって、本明細書で求められる保護は、添付の特許請求の範囲に記載されている通りである。

Claims (10)

1. 複数の無線アクセス技術に準拠してネットワークと通信することができるモバイル・ユニットにおいて実施される方法であって、
   該モバイル・ユニットと該複数の無線アクセス技術をサポートするホーム・エージェントとの間で第１の無線通信リンクと第２の無線通信リンクとを同時に形成するステップを含み、該第１の無線通信リンクは、第１の無線アクセス技術に準拠して確立され、該第２の無線通信リンクは、該第１の無線アクセス技術とは異なる第２の無線アクセス技術に準拠して確立され、認証サーバに対する該モバイル・ユニットのアクセス認証は、該第１の無線アクセス技術と該第２の無線アクセス技術のための共通のネットワーク・アクセス識別子（ＮＡＩ）を使用して該第１の無線通信リンクと該第２の無線通信リンクについて行われ、
   登録解除メッセージを該第２の無線通信リンクを介して該ホーム・エージェントに伝送するステップを含み、該登録解除メッセージは、該ホーム・エージェントによる該第１の無線通信リンクの登録解除をもたらす方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   該モバイル・ユニットのハンドオフを行うステップは、該第２の無線通信リンク又は該第１の無線通信リンクの少なくとも１つに関連する少なくとも１つのチャネル状態の少なくとも１つの測定値に基づいて該モバイル・ユニットの該ハンドオフを行うステップを備え、該モバイル・ユニットの該ハンドオフを行うステップは、該少なくとも１つの測定値に基づいて該第１の無線通信リンクが該第２の無線通信リンクに比較して劣化しているという判定に応答して該ハンドオフを行うステップを備える方法。
3. 請求項１に記載の方法において、
   該第２の無線通信リンクを介して該登録解除メッセージを伝送するステップは、ホーム・エージェントが該第１の無線通信リンクの登録解除及び該関連する無線通信資源の解放を要求することができるように、該第２の無線通信リンクに関連する該ホーム・エージェントに対するアクセス認証のための該共通のネットワーク・アクセス識別子（ＮＡＩ）を使用してモバイル・インターネット・プロトコル（ＭＩＰ）登録解除メッセージを伝送するステップを備える方法。
4. 請求項１に記載の方法において、
   該第１の無線通信リンクを使用して該モバイル・ユニット内の第１のモデムからの通話を確立するステップを備え、該ハンドオフを行うステップは、該第２の無線通信リンクを使用して該モバイル・ユニット内の第２のモデムとの通信を確立するステップを備え、さらに、
   該第１の無線通信リンク及び該第２の無線通信リンクの同時バインディングを確立するステップを備え、該ハンドオフを行うステップは、該同時バインディングを使用して情報をバイキャストするステップを備える方法。
5. 複数の無線アクセス技術に準拠して少なくとも１つのモバイル・ユニット・ネットワークとの複数の無線通信リンクをサポートすることができるホーム・エージェントにおいて実施される方法であって、
   第１の無線アクセス技術に準拠して確立された第１の無線通信リンクから、該第１の無線アクセス技術とは異なる第２の無線アクセス技術に準拠して確立された第２の無線通信リンクへの該モバイル・ユニットのハンドオフを該ホーム・エージェントで行うステップと、
   登録解除メッセージを該ホーム・エージェントで受信するステップを含み、該登録解除メッセージは、該第１の無線アクセス技術と該第２の無線アクセス技術のための共通のネットワーク・アクセス識別子（ＮＡＩ）を使用して該第２の無線通信リンクを介して該モバイル・ユニットから該ホーム・エージェントに送信され、該登録解除メッセージは、該ハンドオフを行うステップに応答して、該第１の無線通信リンクの登録解除をもたらし、
   該第１の無線通信リンクの登録解除を要求するメッセージを該ホーム・エージェントから送信するステップと、を備える方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   該モバイル・ユニットの該ハンドオフを行うステップは、少なくとも１つのチャネル状態の少なくとも１つの測定値に基づいて該第１の無線通信リンクが該第２の無線通信リンクと比較して劣化しているという判定に応答して該ハンドオフを行うステップを備える方法。
7. 請求項６に記載の方法において、
   該モバイル・ユニット、該ホーム・エージェント、該第１の無線通信リンク、及び該第１の無線アクセス技術に準拠して動作する第１の無線アクセス・ネットワークに関連する第１のインターネット・プロトコル・セッションを確立するステップを備え、該ハンドオフを行うステップは、該第１の無線アクセス技術と該第２の無線アクセス技術のための共通のネットワーク・アクセス識別子（ＮＡＩ）を使用して該第１のＩＰセッションへの該第１の無線通信リンク及び該第２の無線通信リンクの同時バインディングを該ホーム・エージェントにおいて確立するステップを備える方法。
8. 請求項７に記載の方法において、
   該登録解除要求を受信するステップは、該第２の無線アクセス・ネットワークを介して該登録解除要求を受信するステップを備える方法。
9. 請求項８に記載の方法において、
   該第１の無線通信リンクの登録解除を要求する該メッセージを送信するステップは、該第１の無線アクセス・ネットワークに該メッセージを送信するステップを備える方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    該第１の無線通信リンクに関連する該無線通信資源を解放するようにとの要求を該第１の無線アクセス・ネットワークに伝送するステップを備える方法。

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