JP5117182B2 - ネットワーク間移行を容易にするためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関し、特に、ネットワーク間で移行する通信装置に関する。

情報を伝送するためのシステム及びネットワークは、良く知られており、それぞれのシステム又はネットワークの有効範囲領域の大きさに基づき分類されることが多い。一例として、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ：Wide Area Network ）は、広い領域に渡って、例えば、都市、州、又は一国の地域全体に渡って、有効範囲を提供し得る。従来のセルラー式通信システムは、ＷＡＮの１つの例である。他のネットワークは、より小さい局所化された地域だけに有効範囲を拡張し、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）と称される。例えば、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ：Wireless Local Area Network ）は、特定の建物内において又は大学や企業の構内において、ユーザに無線の有効範囲を提供し得る。

移動局、例えば、携帯電話は、双方のタイプのネットワークにおいて動作する必要があることが多い。従って、異なるタイプのネットワーク間を移行する性能も有さなければならない。例えば、移動局は、ＷＬＡＮにおいて更に特定の部屋の中で動作し得るが、この理由は、その特定の状況では、ＷＬＡＮを用いることがより経済的であることによる。しかしながら、移動局がＷＬＡＮの有効範囲領域の限界（例えば、部屋の端）に達すると、移動局は、連続した通信を維持するためにＷＡＮに移行する必要がある。

移動局は、好適なネットワーク、サービス・プロバイダ、及び／又は無線接続技術（ＲＡＴ：Radio Access Technology ）を有することが多い。好適な選択は、サービスのコスト又は他のサービスの恩恵に依存することが多い。一例において、移動局は、部屋又は事務所等の密閉された領域内にある時、そこのＷＬＡＮに接続するが、移動局が密閉された領域から離れると、他のＷＡＮに移行し得る。

従来のマルチモード移動局は、ほとんど全てがバッテリ駆動式であり、１つのＷＬＡＮ内で引き続き動作する間、ＷＡＮサービスを探索しつつかなりのエネルギーを消費し得る。移動局は、ＷＬＡＮ有効範囲端にあるかもしれないという可能性を明らかにしなければならず、また、従って、いつでもＷＬＡＮ間ハンドオフの準備をしておくべきである。初期の取得は、時間のかかる処理であり、失敗試行当り何秒もかかり、また、正常試行に何秒もかかることが多いことから、移動局は、少なくとも幾つかの異なるチャネル及び可能性として多数のＲＡＴ全体に渡ってＷＡＮサービスを連続的に捜さなければならない。従来のシステムでは、取得されたＲＡＴ又はサービス・プロバイダが第１選択ではない場合、移動局は、より良い更に好適な選択を見出だすことを期待して調査を順次続けることが多い。ＷＬＡＮが移動局の好適なシステムである場合、ＷＡＮサービスが見つかった後でさえ、移動局は、ＷＬＡＮの有効範囲が低下しＷＬＡＮからＷＬＡＮへのハンドオフが起こる時点に至るまで、定期的な調査を順次行って情報を更新し続けなければならない。移動局がそのような順次調査を絶え間なく行うと、移動局のバッテリのエネルギーが浪費され、また、他の目的に用い得た貴重な処理時間が消費される。

移動局のネットワーク間移行を容易にするためのシステム及び方法を提供すること。

当業者は、図の要素が、簡単明瞭に示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを認識されるであろう。例えば、本発明の様々な実施形態の理解の改善を支援するために、図の要素の寸法には、他の要素に対して誇張したものがあり得る。また、商品化という観点から見て実現可能な実施形態において有用な又は必要な一般的であるが良く理解された要素は、本発明のこれら様々な実施形態の図を遮らないようにするために、図示されないことが多い。

多くのこれらの実施形態によれば、移動局のネットワーク間移行を容易にするためのシステム及び方法によって、移動局は、第１ネットワークから第２ネットワークにシームレスに移行し得る。この目的のために、移動局は、接続ポイントから情報を受信し、移動局は、第１ネットワークから第２ネットワークに迅速に且つ簡単に移行し得る。この手法を用いることによって、移動局それ自体は、第２ネットワークへのハンドオフを完了するのに必要な情報を絶えず監視する必要がなく、ユーザは、移行が起こったことに気づかない。

好適な実施形態によれば、ＷＬＡＮ接続ポイントは、少なくとも１つのＷＡＮ受信機に接続される。受信機は、ワイド・エリア・ネットワークに関する情報を決定し、この情報を接続ポイントに提供する。次いで、接続ポイントは、この情報を移動局に伝達する。

移動局は、接続ポイントから受信された情報から好適なサービス・プロバイダを決定する。ワイド・エリア・ネットワークは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access ）ネットワーク、移動通信用地球規模システム（ＧＳＭ：Global System for Mobile communications ）ネットワーク、高度携帯電話サービス（ＡＭＰＳ：Advanced Mobile Phone Service ）ネットワーク、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ：Wideband Code Division Multiple Access）ネットワーク、又は時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access ）ネットワークであってよい。

他の好適な手法によれば、多数の受信機が、この接続ポイントに接続される。各受信機は、特定のタイプのＲＡＴに基づきメッセージを受信し得る。例えば、１つの受信機がＣＤＭＡメッセージを受信するように構成することができ、他の受信機がＧＳＭメッセージを受信し、異なる受信機がＡＭＰＳメッセージを受信し、更に他の受信機がＷＣＤＭＡメッセージを受信し、更にまた他の受信機がＴＤＭＡメッセージを受信し得る。受信機によって受信されたメッセージは、全て接続ポイントに転送され、そこで、移動局によって用い得るフォーマットに加工される。次いで、接続ポイントは、情報を移動局に伝達する。

これらの実施形態の多くにおいて、異なるタイプの情報が、接続ポイントによって移動局に提供され得る。例えば、情報には、利用可能なＲＡＴ、サービスが存在し得るチャネル、及び各ＲＡＴに関連するネットワーク情報を含み得る。ＣＤＭＡネットワークの場合、隣接局リストにおける全て又は幾つかの局用の暫定的な強度測定報告を移動局に送信し得る。ＧＳＭの場合、接続ポイントは、次の高速付随制御チャネル（ＦＡＣＣＨ：Fast Associated Control Channel ）バーストがＧＳＭネットワーク上で発生するＷＬＡＮ時間を伝達することができ、これによって、移動局は、ＷＡＮ上でその最適な順次調査のタイミングをとり得る。オプションとして、接続ポイントに接続されたＷＡＮ受信機は、接続ポイントによってＷＡＮ間相対タイミングが移動局に伝達できるようにすることによって、移動局がＷＡＮネットワーク・タイミングを更に速く取得するように支援し得る。

更に、全ての移動局によって一般的に用いるために送信されるメッセージのコンテンツは、ＷＡＮへの移行を簡単にし、また、速くするために、移動局に伝達され得る。例えば、移動局は、特定のシステム・パラメータが受信されるまで、ＷＡＮにアクセスできない。このことは、移動局がまだＷＬＡＮ上にある間に起こることがあり、ＷＬＡＮ間の移行時間を大幅に短縮する。

従って、接続ポイント及び具体的には、接続ポイントの受信機は、移動局によって以前排他的に行われた機能を実行し、バッテリ駆動式の移動局からＡＣ駆動式の接続ポイントに負荷をシフトする。本システムの移動局は、第２ネットワークに移行することを見越して、そのネットワークを絶えず監視する必要がない。その代わり、移動局は、第１ネットワークから第２ネットワークへの移行点の近くにいる時点を決定するだけでよい。本手法において、移動局は第２ネットワークを絶えず監視する必要がないことから、電力が節約される。接続ポイントによって移動局に提供された情報によって、移動局は、最小時間で、また、最小量のエネルギーを用いて、その好適なＲＡＴ／サービス・プロバイダに移行され得る。

最初に図１を参照すると、ネットワーク間移行を容易にするためのシステムには、複数の接続ポイント１０４，１０６，１０８，及び１１０と、また更に、多数の接続ポイントからなる一つの集合１１２が含まれ、全て部屋１０２に配置されている。２つの移動局１１４及び１１６もまた部屋１０２に存在する。

接続ポイント１０４，１０６，１０８，１１０及び一つの集合１１２内では、データの送受信が行われる。また、接続ポイント１０４，１０６，１０８，１１０及び一つの集合１１２内では、ユーザがネットワーク内の他のユーザに接続され、また、これらは、ＷＬＡＮと固定有線ネットワークとの間の相互接続点としても機能し得る。各接続ポイントは、規定されたネットワーク領域内における複数のユーザにサービスを提供し得る。移動局は、１つの接続ポイントの範囲外に移動すると、次の接続ポイントに自動的にハンドオーバされる。図１の例では、複数の接続ポイントを示しているが、小さいＷＬＡＮには、単一の接続ポイントだけが必要なことがある。有効範囲を提供するのに必要な接続ポイントの数は、通常、ネットワーク・ユーザの数及びネットワークの物理的な大きさの関数として増加する。

接続ポイント１０４，１０６，１０８及び１１０には、受信機が含まれる。受信機を有する接続ポイント１０４，１０６，１０８及び１１０は、ネットワーク有効範囲領域と、有効範囲領域間でハンドオフが起こり得る場所との間の境界領域に配置される。これらの接続ポイント上の受信機は、規定されたＲＡＴ及び／又はサービス・プロバイダを含む情報を監視する。対照的に、一つの集合１１２内における接続ポイントは、受信機を含まない。

移動局１１４への送信情報には、利用可能なＲＡＴ、サービスが存在し得るチャネル、及び移動局が直接その最も好適なＲＡＴ／サービス・プロバイダ組合せになる各々に関連したオペレータ／ネットワーク情報を含み得る。ＣＤＭＡネットワークの場合、隣接局リストの幾つかの又は全ての局用の強度測定報告が送信され、境界接続ポイントを用いる間、移動局がこれらの測定値にアクセスする時間を費やす必要性を更に低減し得る。ＧＳＭネットワークの場合、接続ポイントは、次のＦＡＣＣＨバーストがＧＳＭネットワーク上で起こるＷＬＡＮ時間を伝達し、移動局がＷＡＮシステム上でその順次調査のタイミングをとり得る。

移動局１１４及び１１６は、任意のタイプの移動局無線装置であってよい。例えば、無線装置は、携帯電話、携帯情報端末、又はペイジャーであってよい。移動局装置１１４及び１１６は、異なる動作モードで異なるタイプのネットワークにおいて動作する。

動作中、移動局１１４及び１１６は、部屋１０２内外で自由に移動する。例えば、移動局が携帯電話である場合、ユーザは、部屋内で移動し得る。しかしながら、ユーザは、部屋１０２の外に移動し得る。

１つの場合において、移動局１１６は、部屋に留まり、ＷＬＡＮの有効範囲領域の限界のいずれにも近づかない。その結果、移動局１１６は、ＷＬＡＮ上に留まり、ネットワーク間移行情報を得る必要がない。

他の状況では、移動局は、ＷＬＡＮの有効範囲の限界に近づくことがあり、従って、ネットワーク間移行が必要になる。例えば、図１に示すように、移動局１１４は、ドアに近づくと、移動局１１４が他のネットワークに移行するのに利用可能な情報があることを示す接続ポイント１０４又は１０６によって送信された表示ビットを検出する。次いで、移動局は、接続ポイント１０４又は１０６に問い合わせを行って、その情報を取得して移行を行い得る。この場合、問い合わせが送信され、接続ポイント１０４又は１０６は、要求された情報を移動局１１４に返す。あるいは、移動局は、接続ポイントが表示ビットを一斉送信しない場合、自動的に各ハンドオフに続き、この情報に対して問い合わせを行い得る。

次に、図２において、受信機のグループに接続された接続ポイントについて述べる。接続ポイント２０４は、３つの受信機２０２，２２４及び２３０に接続される。各受信機２０２，２２４及び２３０は、異なるタイプの通信を受信する。例えば、受信機２０２は、ＧＳＭセルラー式システムから信号を受信し、受信機２２４は、ＡＭＰＳシステムから信号を受信し、受信機２３０は、ＴＤＭＡシステムから信号を受信し得る。３つの受信機を図２に示すが、任意の数の受信機を用いて、各受信機が異なるＲＡＴから順次調査及び処理を行い得ることを理解されるであろう。

更に、受信機２０２，２２４及び２３０は、ケーブル２４２，２４６及び２４８によって接続ポイント２０４に接続される。ケーブル２４２，２４６及び２４８は、電気通信用途に用いられる任意のタイプの従来のケーブルである。

受信機２２４，２０２及び２３０には、アンテナ２１４，２０８及び２５０が含まれる。アンテナ２１４は、ＧＳＭ信号２３６を受信し、アンテナ２０２は、ＡＭＰＳ信号２３８を受信し、アンテナ２５０は、ＴＤＭＡ信号２４０を受信する。

また、受信機２２４，２０２及び２３０には、インターフェイス２２６，２１０及び２３０が含まれる。インターフェイスの機能は、受信信号２３６，２３８及び２４０をＲＦ信号からデジタル・コントローラによって使用可能な信号に変換することである。

その点に関して、インターフェイス２２６，２１０及び２３２は、コントローラ２２８，２１２及び２３４に接続される。コントローラ２２８，２１２及び２３４は、（異なるネットワークからの）適切な信号２３６，２３８及び２４０を順次調査し、適切なインターフェイス２２６，２１０又は２３２から情報を取得し、受信されたメッセージから該当する情報を抽出する役割を担っている。

更に、メッセージから抽出された情報は、コントローラ２１６によって接続ポイント２０４において受信される。コントローラ２１６は、その情報を適切にフォーマット化されたメッセージに変換して、アンテナ２２０を介してインターフェイス２１８に送信する。インターフェイス２１８は、その情報をデジタル形式からアナログ／ＲＦ形式に変換して、信号２２０として移動局２０６に送信する。

移動局２０６に送信された情報には、任意のタイプのフォーマットで多数の異なる構成要素を含み得る。例えば、情報には、利用可能なＲＡＴ（１つ又は複数）、通信が利用可能なチャネル、又は信号強度測定報告（ＣＤＭＡ又はＷＣＤＭＡの場合）を含み得る。他のタイプの情報もまた移動局２０６に送信され得る。

一旦受信すると、移動局２０６は、そのメッセージを処理する。この点に関して、移動局２０６は、用いるべきＲＡＴ／サービス・プロバイダ組合せを決定する。例えば、移動局は、その好適な選択が利用可能か否かを判断し、そうでなければ、それが移行できる他のネットワークを決定し得る。

次に、図３において、ネットワーク間移行を容易にするための方法の一例について述べる。ステップ３０２において、接続ポイントに接続された受信機が、利用可能なＷＡＮシステムについて順次調査を行う。この点に関して、異なる受信機を特定のＲＡＴに用い得る。例えば、１つの受信機を用いて、利用可能なＣＤＭＡシステムを順次調査し、もう１つの受信機でＴＤＭＡシステムを、他の受信機でＷＣＤＭＡシステムを、更に他の受信機でＡＭＰＳシステムを、他の受信機でＧＳＭシステムを調査し得る。

これらのシステムに関する情報は、ステップ３０４において、収集され、接続ポイントに提供される。ステップ３０６において、接続ポイントは、受信情報を処理する。例えば、接続ポイントは、情報用の送り側ＲＡＴを決定し、情報をフォーマット化し、そうでない場合、情報の移動局への送信を準備し得る。

ステップ３０８において、接続ポイントは、情報を移動局に送信する。送信は、移動局が接続ポイントの付近にいるというメッセージを接続ポイントが受信することによってトリガをかけられ得る。この点に関して、接続ポイントは、表示ビットを送信し得る。移動局は、表示ビットを検出すると、接続ポイントからの適切な移行情報を要求することによって応答し得る。

ステップ３１０において、移動局は、接続ポイントによって送信された情報を受信する。受信された情報から、移動局は、用いるべきＲＡＴ／サービス・プロバイダの組合せを決定する。また、例えば、用いるべき適切な通信チャネルを移動局に選択させる他の情報も提供し得る。

次に、図４において、ネットワーク間移行を示すコールフロー図の一例について述べる。ステップ４０２，４０４及び４０６において、多数の受信機を有する接続ポイントが、異なるＲＡＴを有する３つのシステムから情報を受信する。ステップ４０２，４０４及び４０６は、直列に又は並列に起こり得る。

ステップ４０８において、接続ポイントは、移動局によって受信される表示ビットを送信する。この場合、移動局は、表示ビット信号を受信し、移動局がネットワーク間移行を行い得る情報を要求することによって応答する。移動局の応答は、応答メッセージに置かれ、ステップ４１０において、接続ポイントに送信される。

接続ポイントは、ステップ４０２，４０４及び４０６において受信された情報を処理し、ステップ４１２において、これを移動局に送信する。この処理には、異なるＲＡＴを有するシステムから情報を受信し、メッセージ中に情報をフォーマット化する段階が含まれる。ステップ４１４において、移動局は、それが使いたいと願うＲＡＴ／サービス・プロバイダを決定し、次いで、移行が起こる。

次に、図５において、ビーコンを用いない場合のネットワーク間移行を示すコールフロー図の一例について述べる。ステップ５０２，５０４及び５０６において、多数の受信機を有する接続ポイントは、異なるＲＡＴを有する３つのシステムから情報を受信する。ステップ５０２，５０４及び５０６は、直列に又は並列に起こり得る。

移動局は、ステップ５１０において、問い合わせを発行する。この問い合わせは、ＷＡＮ上の情報が利用可能か否かを判断する。接続ポイントは、ステップ５０２，５０４及び５０６において受信された情報を処理し、ステップ５１２において、これを移動局に送信する。この処理には、異なるＲＡＴを有するシステムから情報を受信し、メッセージ中に情報をフォーマット化する段階が含まれる。ステップ５１４において、移動局は、それが使いたいと願うＲＡＴ／サービス・プロバイダを決定し、次いで、移行が起こる。

本発明の特定の実施形態について例示し説明したが、当業者には数多くの変更及び修正が起こることを認識されるであろう。また、添付の請求項において、本発明の技術思想及び範囲内に入るそれらの変更及び修正が全て網羅されることを意図する。

本発明の原理に基づくＷＬＡＮ／ＷＡＮ内における移動装置を示すブロック図。 本発明の原理に基づく接続ポイントのブロック図。 本発明の原理に基づくネットワーク間における移行を行うためのシステムの動作を示すフローチャート。 本発明の原理に基づくネットワーク間移行の発生を示すコールフロー図。 本発明の原理に基づく一斉送信表示ビットを用いない場合のネットワーク間移行の発生を示すコールフロー図。

Claims (10)

1. 移動局のネットワーク間移行を容易にするためのシステムであって、
   無線ローカル・エリア・ネットワークの接続ポイントに配置され、前記移動局から前記無線ローカル・エリア・ネットワークへのアクセスを提供する第１の無線受信機と、
   前記第１の無線受信機を含む前記接続ポイントにケーブルによって接続され、ワイド・エリア・ネットワークからの信号を受信する少なくとも１つの第２の無線受信機と
   を備え、
   前記少なくとも１つの第２の無線受信機は、前記接続ポイントに配置されて前記ワイド・エリア・ネットワークに関する情報を決定し、該情報を前記接続ポイントに提供し、前記接続ポイントは、該情報を、前記移動局が前記接続ポイントを介して前記無線ローカル・エリア・ネットワークと通信しておりかつ前記第２の無線受信機によって信号が受信されるワイド・エリア・ネットワークから切り離されているときに、前記移動局からの要求に応答して、前記移動局に伝達し、前記移動局からの要求は、前記接続ポイントから送信される表示ビットであって、移動局が前記ワイド・エリア・ネットワークに移行するのに利用可能な情報があることを示す表示ビットを前記移動局が検出した場合に発せられるものである、システム。
2. 請求項１に記載のシステムにおいて、前記接続ポイントは、前記ワイド・エリア・ネットワークへの移行領域付近に配置される、システム。
3. 請求項１に記載のシステムにおいて、前記移動局は、前記接続ポイントから伝達された前記情報から好適なサービス・プロバイダを決定するための手段を含む、システム。
4. 請求項１に記載のシステムにおいて、前記ワイド・エリア・ネットワークは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワークと、移動通信用地球規模システム（ＧＳＭ）ネットワークと、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワークと、高度携帯電話サービス（ＡＭＰＳ）ネットワークと、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークとが含まれるグループから選択される、システム。
5. 移動局のネットワーク間移行を容易にするための方法であって、
   無線ローカル・エリア・ネットワークの接続ポイントに配置され、ワイド・エリア・ネットワークからの信号を受信するワイド・エリア・ネットワークの無線受信機が、前記ワイド・エリア・ネットワークの少なくとも１つの特性に関する情報を順次調査して受信すること、
   前記ワイド・エリア・ネットワークの無線受信機が、前記接続ポイントに前記受信した情報を供給することであって、前記接続ポイントは、前記移動局から前記無線ローカル・エリア・ネットワークへのアクセスを提供する無線ローカル・エリア・ネットワークの無線受信機を含み、前記ワイド・エリア・ネットワークの無線受信機にケーブルで接続される、前記供給すること、
   前記接続ポイントが、前記供給された情報に対応する情報を、前記接続ポイントから移動局に転送することであって、前記転送することは、前記移動局が前記接続ポイントを介して無線ローカル・エリア・ネットワークと通信しており、かつ前記ワイド・エリア・ネットワークの無線受信機によって信号が受信されるワイド・エリア・ネットワークから切り離されているときに、前記移動局からの要求に応答して実行され、前記移動局からの要求は、前記接続ポイントから送信される表示ビットであって移動局が前記ワイド・エリア・ネットワークに移行するのに利用可能な情報があることを示す表示ビットを前記移動局が検出した場合に発せられるものである、前記転送すること、
   を備える方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、更に、
   前記接続ポイントにおいて無線アクセス・ネットワークの信号強度測定報告を決定し、前記報告に対応する情報を前記移動局に送信することを備える方法。
7. 請求項５に記載の方法において、前記情報を順次調査して受信することは、システム情報メッセージを復号することによってセルラー式ネットワークの存在を順次調査することを含む、方法。
8. 請求項５に記載の方法において、前記情報を順次調査して受信することは、利用可能な無線接続技術（ＲＡＴ）及び利用可能な通信チャネルを示す情報を受信することを含む、方法。
9. 請求項５に記載の方法であって、更に、前記移動局において前記情報を受信し、前記情報に少なくとも部分的に基づき決定されたワイド・エリア・ネットワークに移行することを備える方法。
10. 請求項９に記載の方法において、サービス・プロバイダからワイド・エリア・ネットワークに移行することは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワークと、移動通信用地球規模システム（ＧＳＭ）ネットワークと、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワークと、高度携帯電話サービス（ＡＭＰＳ）ネットワークと、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークと、からなるグループから選択されたネットワークに移行することを含む、方法。

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