JP5382479B2 - アクセスネットワークとコアネットワークとの間の通信技術 - Google Patents

Description

ラップトップコンピュータ、ハンドヘルドデバイス（携帯情報端末（ＰＤＡ）等）、およびモバイルフォン等の携帯デバイスに無線通信機能が組み込まれることが益々増えてきている。これら機能が組み込まれることにより、ユーザは、いつでもどこでも情報リソースに接続することができるようになる。

通常、モバイルデバイスのユーザは、自身のデバイスでパケットサービスを受けることを望む。パケットサービスの例には、ＶｏＩＰ電話通信（Voice over Internet Protocol：インターネットプロトコル上での音声通信）、メッセージング、ウェブ閲覧、コンテンツ（ビデオおよび／またはオーディオ）配信、および双方向ゲームが含まれる。これらサービスが、モバイルデバイスの無線アクセスネットワーク外のネットワークにより提供されることも多い。

この場合、外部ネットワークからのサービスへのアクセスは、コアネットワークを介して行われる。従って、このアクセスを行うためには、モバイルデバイスの無線アクセスネットワークとコアネットワークとインターネットワーク技術を利用する必要がある。

図面間で同様の参照番号は、大概、同一の、機能的に類似した、および／または、構造的に類似した部材を示している。部材が最初に利用される図番は、参照番号の左端の桁で示している。本発明を、以下に簡単に説明する図面を参照しながら記載する。

動作環境の一例を示す。 ネットワーク処理の一例を示すフロー図である。 ネットワーク間のやりとりの一例を示す。 ネットワーク間のやりとりの一例を示す。 ユーザデバイスで利用可能な実装例を示す。 アクセスサービスネットワークゲートウェイで利用可能な実装例を示す。

実施形態は、ユーザデバイスがコアネットワークに接続する技術を提供する。例えば、ユーザデバイスが、無線アクセスネットワークに、コアネットワークへの接続を要求する要求メッセージを送信するとする。これに対して、ユーザデバイスは、無線アクセスネットワークから、要求を許可するかについての応答メッセージを受信する。要求メッセージには、例えば接続種類を示すフィールド、アクセスポイント名を示すフィールド、および、デバイスの移動モード機能を示すフィールドといった、様々な情報フィールドが含まれていてよい。無線アクセスネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅＷｉＭＡＸネットワークであってよく、コアネットワークは、３ＧＰＰ進化型パケットコア（ＥＰＣ）であってよい。しかし、他の種類のネットワークも利用可能である。

従って、実施形態は、非アクセス層（ＮＡＳ）情報を送信するメカニズムを提供してよい。このメカニズムには、ユーザデバイスとアクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）と伝達される新たな信号メッセージが含まれる。実施形態によってはこの機能が拡張可能である。例えば必要に応じて、追加および／または代替として、情報エレメントをこの新たな信号メッセージに搬送させることができる。

本明細書にわたり、「一実施形態」、「１つの実施形態」といった言い回しは、その実施形態に関して記載されている特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれていることを示している。従って、「一実施形態」、「１つの実施形態」といった言い回しが本明細書の随所に利用されていようとも、これらが必ずしも全て同じ実施形態のことを言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。

図１は、ここに記載する技術を利用可能な動作環境１００の一例を示す。図１に示すように、この環境は、ユーザデバイス１０２、アクセスネットワーク１０４、コアネットワーク１０６、インターネット１０８、および私用ネットワーク１１０を含む。

ユーザデバイス１０２は、ユーザにモバイル通信機能を提供する。従って、ユーザデバイス１０２は、モバイルフォン、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイルインターネットデバイス（ＭＩＤ）、ノートブックコンピュータ、ネットブック、ネットトップ等であってよい。実施形態はこれらの例に限定はされない。

ユーザデバイス１０２のモバイル通信は、１以上の無線アクセスネットワークの利用により促される。一例として、図１では、ユーザデバイス１０２がアクセスネットワーク１０４と無線通信を行っている。実施形態では、アクセスネットワーク１０４は、ＩＥＥＥ（米国電気電子学会）８０２．１６ｅのＷｉＭＡＸネットワーク等の無線ネットワークであってよい。しかし、他の種類のネットワークを利用することもできる。他の種類のネットワークの例には、（これらに限定されないが）ＩＥＥＥ８０２．１６ｍネットワーク、および、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）が含まれる。

アクセスネットワーク１０４は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組み合わせで実装される１以上のエレメントを含んでよい。例えば、アクセスネットワーク１０４は、無線信号をユーザデバイスと交換する１以上の基地局（ＢＳ）を含んでよい。一例として、図１では、アクセスネットワーク１０２が複数のＢＳ１１４ａ―１１４ｎを有している。これらの中で、図１は、ユーザデバイス１０２がＢＳ１１４ａと無線信号を交換する様子を示している。しかし、ユーザデバイス１０２は、任意の組み合わせの基地局と信号を交換してよい。

１以上の基地局を有することに加えて、アクセスネットワーク１０４は、アクセスサービスネットワークゲートウェイ（ＡＳＮ−ＧＷ）１１６を含んでよい。ＡＳＮ−ＧＷ１１６は、ユーザデバイス１０２とアクセスネットワーク１０４との相互作用に係る様々な特徴を提供することができる。例えば、ＡＳＮ−ＧＷ１１６は、認証処理の実行、モバイルインターネットプロトコル（ＩＰ）（プロキシー・モバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）、モバイルＩＰ（ＭＩＰ）、クライアントモバイルＩＰ（ＣＭＩＰ）等）の処理、ページングの実行、暗号鍵の配信、および／または、ハンドオーバ機能の実行を行ってよい。これらのフィーチャは例示として提供されており、限定ではない。従ってＡＳＮ−ＧＷ１１６は、これらの任意の組み合わせ、および、その他のフィーチャを提供してもよい。

加えて、ＡＳＮ−ＧＷ１１６は、ユーザデバイス１０２のコアネットワーク１０６への接続に関する処理を実行してよい。この接続により、ユーザデバイス１０２は、コアネットワーク１０６を介して外部ネットワーク（またはアクセスポイント）にアクセスを提供する。ここに記載するように、これらの接続処理には、ユーザデバイス１０２とＡＳＮ−ＧＷ１１６との間の特定のメッセージの交換が含まれる。

コアネットアーク１０６は、ユーザデバイスに対して様々なサービスを利用可能にすることができる。例えばコアネットワーク１０６は、ユーザデバイス１０２に、インターネット１０８および私用ネットワーク１１０等のネットワーク（アクセスポイントと称される場合もある）で提供されているサービスにアクセスを提供することができる。サービスの例には、（これらに限られはしないが）ＶｏＩＰ電話通信（Voice over Internet Protocol：インターネットプロトコル上での音声通信）、メッセージング、ウェブ閲覧、コンテンツ（ビデオおよび／またはオーディオ）配信、および双方向ゲーム等が含まれる。

一実施形態では、コアネットワーク１０６は、第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のロングタームエボリューション（ＬＴＥ）仕様（例えばＬＴＥリリース８）の進化型パケットコア（ＥＰＣ）に従って実装することができる。しかし、実施形態はこのコアネットワーク実装例に限定はされない。

コアネットワーク１０６は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組み合わせで実装される１以上のエレメントを含んでよい。例えば図１では、パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）１１８を含むコアネットワーク１０６が示されている。ＰＤＮ−ＧＷ１１８は、ユーザデバイス１０２へのトラフィック・インタフェース・ポイントとして動作することで、ユーザデバイス１０２を外部パケットデータネットワーク（またはアクセスポイント）に接続させる。加えて、ＰＤＮ−ＧＷ１１８は、１以上のさらなる様々な処理（例えばローカル移動アンカー（ＬＭＡ）、ホームエージェント（ＨＡ）、パケットフィルタリング、ユーザデバイス１０２へのポリシー実行、および／またはユーザデバイス１０２への課金（charging））を実行することができる。しかし実施形態はこれらの処理例に限定はされない。

図１はさらに、（アクセスネットワーク１０４の）ＡＳＮ−ＧＷ１１６が、（コアネットワーク１０６の）ＰＤＮ−ＧＷ１１８に連結されていることも示している。従って実施形態では、ユーザデバイス１０２は、ＡＳＮ−ＧＷ１１６を介してＰＤＮ−ＧＷ１１８にアクセスすることができる。

さらに図１は、コアネットワーク１０６が認証、承認および会計ＡＡＡサーバ１２０を含むことも示している。ＡＡＡサーバ１２０は、ＡＳＮ−ＧＷ１１６および／またはＰＤＮ−ＧＷ１１８に認証サービスを提供してよい。図１はさらに、ＡＡＡサーバ１２０がＡＳＮ−ＧＷ１１６およびＰＤＮ−ＧＷ１１８に連結されていることを示している。これら接続は、１以上の専用ネットワーク、私用ネットワークおよび／または公共ネットワーク（例えばインターネット）を介して提供されてよい。さらに、ＡＡＡサーバ１２０は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組み合わせにより実装されてよい。

実施形態では、ＡＡＡサーバ１２０は、ユーザデバイス１０２の認証関連の処理を実行してよい。ユーザデバイス１０２がローミングしている場合には（例えばアクセスネットワーク１０４がユーザデバイス１０２のホームアクセスネットワークではない場合）、ＡＡＡサーバ１２０が代理（プロキシー）として機能してよい。これには、ＡＡＡサーバ１２０が認証関連のトラフィックを、ユーザデバイス１０２に関連する別のＡＡＡサーバに中継することが含まれる。ＡＡＡサーバ１２０との通信は、様々な認証プロトコルに従って行われてよい。プロトコルの例には、（これらに限定はされないが）拡張認証プロトコル（ＥＡＰ）、ＤＩＡＭＥＴＥＲ、および／または、ラディウス（remote authentication dial in user service：ＲＡＤＩＵＳ）が含まれる。

上述したように、ユーザデバイス１０２は、コアネットワーク１０６を介して１以上の外部のパケットネットワークにアクセスすることができる。図１は、インターネット１０８（グローバルインターネット）および私用ネットワーク１１０を、パケットネットワークの例として示している。私用ネットワーク１１０は、例えば、アクセス制限ネットワーク（例えば企業ネットワーク）であってよい。これらの外部ネットワークは、あくまで例示であり限定ではない。従って他の外部ネットワークを利用することもできる。

一般的な処理においては、ユーザデバイス１０２は、アクセスネットワーク１０４内の１以上の基地局１１４ａ−１１４ｎと無線信号を交換することができる。これにより、ユーザデバイス１０２は、コアネットワーク１０６を介して（例えばＰＤＮ−ＧＷ１１８を介して）外部パケットネットワークと通信することができる。上述したように、これらの通信は、（これらに限定はされないが）ＶｏＩＰ電話通信（Voice over Internet Protocol：インターネットプロトコル上での音声通信）、メッセージング、ウェブ閲覧、コンテンツ（ビデオおよび／またはオーディオ）配信、および双方向ゲームが含まれるサービスに関したものであってよい。

これらの通信は、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットの転送を含む。さらに、これらの通信は、モバイルＩＰプロトコル（例えばプロキシー・モバイルＩＰ（ＰＭＩＰ等）を利用してよい。これらのプロトコルは、モバイルデバイス（例えばユーザデバイス１０２）が、永久ＩＰアドレスを維持しつつ、ネットワーク（例えばアクセスネットワーク）間でローミングすることを許可する。これらの通信には、ＩＰトンネルの構築が含まれる。上述したように、他のモバイルＩＰプロトコルの例には、（これらに限定はされないが）ＭＩＰおよびＣＭＩＰが含まれる。

ユーザデバイス１０２は、アクセスネットワーク１０４との通信を構築すると、外部ネットワークから（例えばネットワーク１１０および／または１１２から）サービスを取得することができるようになる前に、コアネットワーク１０６とのパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）接続を得る必要がある。これには、アクセスネットワーク１０４への一定の情報の提供が含まれる。

例えば、アクセスネットワーク１０４がＷｉＭＡＸネットワークであり、コアネットワーク１０６が３ＧＰＰ ＥＰＣである場合、ユーザデバイス１０２は、３ＧＰＰアクセスポイント名（ＡＰＮ）およびＡＳＮ−ＧＷ１１６への接続種類パラメータ等の情報を伝達する必要がある。ＡＰＮは、外部ネットワークが提供するサービスを特定して、ＤＮＳクエリによるＰＤＮ−ＧＷのＩＰアドレスの解決（resolve）を助ける。接続種類パラメータは、要求される接続の種類を示す（例えば、最初の接続もしくはハンドオーバ接続、またはさらなるＰＤＮ接続）。現在のＷｉＭＡＸ規格は、ユーザデバイス（移動局と称される場合もある）およびアクセスネットワーク（アクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）と称される場合もある）から送信される情報に対するメカニズムを特定していない。

実施形態では、２つのメッセージを利用してこのメカニズムを提供する。第１のメッセージは、ユーザデバイスからアクセスネットワークに送られる要求メッセージである。このメッセージは、コアネットワークに接続するときに必要な情報を含む。第２のメッセージは、アクセスネットワークがユーザデバイスに対して、接続が行われているか否かを示す、対応する応答メッセージである。これらのメッセージは、技術間非アクセス層（ＮＡＳ）情報（例えばアクセスポイント名、接続種類パラメータ、および移動モード情報等）を伝達する目的を有する一般コンテナとして機能する。しかし実施形態はこの情報に限定はされない。例えばメッセージは、他のＮＡＳ情報を伝達することができる。

実施形態における処理を、以下の図面および例を参照しながら以下で説明する。幾つかの図面は論理フローを含んでいる。ここに提示する図面は、特定の論理フローを含むかもしれないが、論理フローはあくまでもここに記載する一般的な機能の実装例である点に留意されたい。さらに、提示されている論理フローは、そうではないと明示されていない限りは、必ず提示されている順序で実行されねばならないというわけではない。加えて、所与の論理フローは、ハードウェアエレメント、プロセッサが実行するソフトウェアエレメント、またはこれらの組み合わせにより実装可能である。実施形態はこの点に限定はされない。

図２は、論理フローの一実施形態を示す。特に、図２は、ここに記載する１以上の実施形態が実行する処理を代表するものであってよい論理フロー２００を示す。このフローを図１のコンテキストに従って記載する。しかし、このフローは他のコンテキストで利用されてもよい。図２は特定のシーケンスを表しているが、他のシーケンスを利用することもできる。さらに、図示されている処理は、様々な並列の、および／または連続した組み合わせで実行されてよい。

ブロック２０２で、ユーザデバイス１０２は、アクセスネットワーク１０４との接続を構築する。これには、（これらに限定はされないが）ダウンリンク（ＤＬ）およびアップリンク（ＵＬ）パラメータの構築、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）同期の構築、レンジングおよび物理層（ＰＨＹ）調節の実行、基本機能メッセージの交換、認証処理、暗号鍵の構築、ネットワーク登録等の様々な処理が含まれてよい。これらの処理の例を、図３を参照して説明する。この接続の結果、ユーザデバイス１０２は、１以上の基地局１１４ａ―ｎと通信を行うことができる。

ブロック２０４で、ユーザデバイス１０２は、アクセスネットワーク１０４に要求メッセージを送信する。特に、このメッセージはコアネットワーク１０６への接続要求である。このメッセージは、様々な情報フィールドを含んでよい。例えばこのメッセージは、接続種類フィールド、アクセスポイント名（ＡＰＮ）フィールド、および移動モード（ＭＭ）機能フィールドを含んでよい。

接続種類フィールドは、この要求が最初の接続、ハンドオーバ接続、またはさらなるＰＤＮ接続であるかを示している。ＡＰＮフィールドは、ユーザデバイス１０２がアクセスを望む特定の外部ネットワークが提供するサービスを特定する。例えば、図１のコンテキストでは、ＡＰＮフィールドは、外部ネットワーク１０８および／または外部ネットワーク１１０が提供するサービスを特定することができる。実施形態では、ＡＰＮ情報は、点で区切られたラベルを有するストリングの形態（例えば「Label1.Label2.Label3」）であってよい。

ＭＭ機能フィールドは、ユーザデバイス１０２が利用可能な１以上の移動プロトコルを示している。このプロトコルの例には、ＰＭＩＰ（例えばＰＭＩＰバージョン６アドレス保存）、ＭＩＰ（例えばＭＩＰバージョン４、アドレスのＦＡケア（ＣｏＡ））、および、クライアントモバイルＩＰ（ＣＭＩＰバージョン６）が含まれる。

ブロック２０６で、この要求メッセージはユーザデバイス１０２と通信する基地局により受信される。そして、要求メッセージは、アクセスネットワーク１０４内のＡＳＮ−ＧＷ１１６にトランスペアレントに転送される。

受信すると、ＡＳＮ−ＧＷ１１６は、ブロック２０７で、ユーザデバイス１０２が要求メッセージに特定されているＡＰＮを許可されているかを判断（または検証）する。これには、１以上のＡＡＡサーバ（例えばＡＡＡサーバ１２０）から受信した情報の照合が含まれる。

ブロック２０８−２１０に示されているように、ＡＳＮ−ＧＷ１１６は、ユーザデバイス１０２がＡＰＮを許可されているかに基づいて、ユーザデバイス１０２対する応答メッセージを準備して送信する。例えば、ユーザデバイス１０２が許可されている場合、ＡＳＮ−ＧＷ１１６は、成功を示す応答メッセージ（つまり「要求許可」）を準備して送信する（ブロック２０９）。または、ＡＳＮ−ＧＷ１１６は、ブロック２１０で、失敗を示す応答メッセージ（つまり「要求却下」）を準備して送信する。

ブロック２０９および２１０における応答メッセージは、特定のフォーマットを共有してもよい。例えば、これら応答メッセージには、複数の情報フィールドが含まれてよい。情報フィールドの例には、（これらに限定はされないが）応答種類フィールドおよび選択された移動モード（ＭＭ）機能フィールドが含まれる。

応答種類フィールド（ＲＳＰ種類）は、要求が却下された（「失敗」）か、許可された（「成功」）かを示す。選択された移動モード機能は、ユーザデバイス１０２が利用する移動プロトコル（ＰＭＩＰ、ＭＩＰ、ＣＭＩＰ等）を示す。

ブロック２１１が示すように、要求が許可された場合には、処理はブロック２１２に進んでよい。ブロック２１２で、ユーザデバイス１０２は、コアネットワーク１０６に接続する。実施形態では、これには、ユーザデバイス１０２が、対応する基地局とメッセージを交換すること、および、ＡＳＮ−ＧＷ１１６およびＰＤＮ−ＧＷ１１８を介してアクセスポイント（外部ネットワーク）との間にデータ経路を構築することが含まれる。

上述したように、実施形態では、アクセスネットワーク１０４は、ＷｉＭＡＸネットワークであってよく、コアネットワーク１０６は３ＧＰＰ ＥＰＣであってよい。図３は、このコンテキストにおけるやりとりの一例を示す。特に、この図面は、ＷｉＭＡＸアクセスネットワーク３５０内の各エレメントと３ＧＰＰ ＥＰＣ３６０とのやりとり（時間軸３０１に沿った）を示している。この図では、各やりとりには、例えば１以上の動作、アクション、交換、および／またはイベントが含まれてよい。

図３に示すように、ＷｉＭＡＸアクセスネットワーク３５０は、移動局（ＭＳ）３０２、基地局（ＢＳ）３０４、およびＡＳＮ−ＧＷ３０６を含む。さらに図３は、３ＧＰＰ ＥＰＣ３６０内に、外部からの（visited）ＡＡＡプロキシー３０８と、ホームＡＡＡサーバ３１０とが含まれていることを示している。これらのエレメントは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組み合わせで実装可能である。

これらのやりとりは、図１の環境下で行われてよい。例えばＭＳ３０２がユーザデバイス１０２として、ＢＳ３０４が基地局１１４ａ―ｎのいずれかとして、ＡＳＮ―ＧＷ３０８がＡＳＮ−ＧＷ１１６として、外部からのＡＡＡサーバ３１０がＡＡＡサーバ１２０として実装されているとしてよい。しかし実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

やりとり３２０で、移動局３０２は、ダウンリンク（ＤＬ）チャネルを取得して、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）同期を得て（例えば、ＤＬ−ＭＡＰメッセージを受信することにより）、アップリンク（ＵＬ）リンクパラメータを得てよい。

やりとり３２２において、最初のレンジングおよび物理層（ＰＨＹ）調節を行ってよい。ＷｉＭＡＸのコンテキストでは、これは、ＲＮＧ−ＲＥＱおよびＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを基地局３０４と交換することに関していてよい。

これに続き、移動局３０２と基地局３０４とは、やりとり３２４で、ＳＢＣ ＲＥＱおよびＳＢＣ ＲＳＰメッセージを交換する。これらメッセージは、ＭＳ３０２の基本機能に関したものであってよい。さらにやりとり３２６で、ＢＳ３０４とＡＳＮ−ＧＷ３０６との間でＭＳコンテキスト初期化プロセスが行われる。

図３はさらに、認証プロセス（例えばＥＡＰプロセス）を行うやりとり３２８を示している。特に図３では、このやりとりが、ＭＳ３０２、ＢＳ３０４、ＡＳＮ−ＧＷ３０６、外部からのＡＡＡサーバ３０８（プロキシーとして機能する）、およびホームＡＡＡサーバ３１０に関していることが示されている。

ブロック３３０で、認証プロセスにおける成功が示されている。この結果、安全なコンテキストが達成されている。従ってやりとり３３２では、ＭＳ３０２およびＡＳＮ−ＧＷ３０６が、認証鍵（ＡＫ）を生成している。

次いで、ＭＳ３０２およびＢＳ３０４は、やりとり３３４で、セキュリティアソシエーション（ＳＡ）およびトラフィック暗号鍵（ＴＥＫ）を生成して転送する。

やりとり３３６で、ＭＳ３０２は、ＢＳ３０４に登録する。これには、ＷｉＭＡＸ ＲＥＧ−ＲＥＱメッセージおよびＲＥＧ−ＲＳＰメッセージの交換が含まれる。さらにやりとり３３８は、ＡＳＮ−ＧＷ３０６への登録を示している。

図２のコンテキストでは、やりとり３２０から３３６がブロック２０２に含まれていてよい。上述したように、ブロック２０２は、ユーザデバイスとアクセスネットワークとの接続の構築に関する。

図３の参照に戻ると、やりとり３４０が、やりとり３３６および３３８の後に示されている。やりとりにより、移動局３０２は、コアネットワーク（例えば３ＧＰＰ ＥＰＣ）に接続する際に必要となる情報をＡＳＮ−ＧＷ３０６に提供する機能を得る。特に図３は、メッセージ３４２および３４４を含むやりとり３４０を示している。

メッセージ３４２は、ＭＳ３０２が送信する要求メッセージである。このメッセージはＢＳ３０４により受け取られ、ＡＳＮ−ＧＷ３０６にトランスペアレントに転送される。図３では、３ＧＰＰ ＥＰＣに対する接続を要求することから、メッセージ３４２がＥＰＣ＿ＡＴＴＡＣＨ＿ＲＥＱとして称されている。しかし、実施形態では、これらのメッセージに他の名称をつけてもよい。さらに実施形態はＷｉＭＡＸおよび／または３ＧＰＰ ＥＰＣ実装に限定されない。

メッセージ３４４は、要求メッセージ３４２に対応する応答メッセージである。図３では、応答メッセージ３４４がＥＰＣ＿ＡＴＴＡＣＨ＿ＲＳＰと称されている。しかし、実施形態では、これらのメッセージに他の名称をつけてもよい。さらに実施形態はＷｉＭＡＸおよび／または３ＧＰＰ ＥＰＣ実装に限定されない。

図３に示すように、メッセージ３４２は、接続種類フィールド、ＡＰＮフィールド、およびＭＭ機能フィールドを含む。図３では、メッセージ３４４が、ＲＳＰ種類フィールドおよびＭＭ機能フィールドを示す。メッセージ３４２および３４４のこれらフィールドは、図２を参照して記載した方法で実装することができる。しかし、実施形態はこれらの実装に限定はされない。

メッセージ３４２および３４４の交換に続いて、ＭＳ３０２とＢＳ３０４との間でサービス追加プロセス３４６を行ってよい。ＷｉＭＡＸのコンテキストでは、これは、ＤＳＡ−ＲＥＱ、ＤＳＡ−ＲＳＰ、および、ＤＳＡ−ＡＣＫメッセージの交換を含んでよい。さらに、データ経路構築プロセス３４８をＢＳ３０４とＡＳＮ−ＧＷ３０６との間で行ってよい。さらに、セッション構築信号伝達を、ＥＰＣ３６０内でＡＳＮ−ＧＷ３０６とＰＤＮ−ＧＷの間で行ってよい。これら信号伝達には、例えば、プロキシー拘束更新（ＰＢＵ：proxy binding update）メッセージおよびプロキシー拘束受領確認（ＰＢＡ：proxy binding acknowledgment）メッセージの交換が含まれてよい。

これらプロセスに続いて、ＭＳ３０２は、自身が選択したアクセスポイント（外部ネットワーク）との通信を構築してよい。ここで記載するように、これには、モバイルＩＰトンネル（例えばＰＭＩＰトンネル）の構築が含まれてよい。

ここに記載する技術はさらに、複数の外部パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）に接続するのに利用することもできる。従って図４では、ユーザデバイス（例えば移動局）が、２つの異なるＰＤＮ−ＧＷを介して２つのＰＤＮに接続を構築する様子が示されている。特に図４は、ＷｉＭＡＸアクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）４５０内の実体と３ＧＰＰ ＥＰＣ４６０とのやりとり（時間軸４０１に沿った）を示している。この図では、各やりとりには、例えば１以上の動作、アクション、交換、および／またはイベントが含まれてよい。

図４に示すように、ＡＳＮ４５０は、移動局（ＭＳ）４０２およびＷｉＭＡＸ ＡＳＮ−ＧＷ４０４を含んでよい。さらに図４は、ＥＰＣ４６０に、第１のＰＤＮ−ＧＷ４０６、第２のＰＤＮ−ＧＷ４０８、ｖＰＣＲＦ４１０、ＡＡＡプロキシー４１２、ｈＰＣＲＦ４１４、およびＨＳＳ／ＡＡＡ４１６が含まれてよいことが示されている。

やりとり４２０において、ＭＳ４０２はＥＰＣコア４６０に接続する。この接続は、図３を参照して説明した方法で実行することができる。しかし、他の接続法を利用することもできる。図４に示すように、この接続により、ＰＭＩＰトンネル４２２がＡＳＮ−ＧＷ４０４とＰＤＮ−ＧＷ４０６との間に形成される。

この接続の後で、ＭＳ４０２は、後続して接続を構築することを望む。従ってＭＳ４０２は、接続要求メッセージ４２４（ＥＰＣ＿ＡＴＴＡＣＨ＿ＲＥＱ４２４として示されている）を送信し、これはＡＳＮ−ＧＷ４０４により受信される。ＭＳ４０２は、接続種類を「さらなるＰＤＮ接続」に設定する。

図４に参照番号４２５で示す通り、この要求メッセージは、ＷｉＭＡＸ ＡＳＮ−ＧＷ４０４とＥＰＣ４６０内のエレメントとの間でセッション構築信号伝達を開始する。この信号伝達には、プロキシー拘束更新（ＰＢＵ：proxy binding update）メッセージおよびプロキシー拘束受領確認（ＰＢＡ：proxy binding acknowledgment）メッセージの交換が含まれてよい。

この信号伝達の結果、応答メッセージ４２６（ＥＰＣ＿ＡＴＴＡＣＨ＿ＲＳＰ４２６として示されている）がＭＳ４０２に送信される。応答メッセージが、要求が許可されたと示している場合には、新たなＰＭＩＰトンネル４２８を第２のＰＤＮ−ＧＷ４０８との間に構築する。従ってＭＳ４０２は、ＥＰＣ４６０に対して複数の同時接続を有してよいことになる。

図５は、ユーザデバイス（例えば図１のユーザデバイス１０２、図３のＭＳ３０２、および／または図４のＭＳ４０２）に含まれてよい実装例５００を示す。しかしこの実装例は、他のコンテキストで利用されてもよい。実装例５００は、様々なエレメントを含んでよい。例えば図５に示されている実装例５００は、アンテナ５０２、トランシーバモジュール５０４、およびホストモジュール５０６を含む。さらに図５では、ホストモジュール５０６内に接続管理モジュール５０８が存在している。これらエレメントは、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの任意の組み合わせにより実装可能である。

アンテナ５０２は、遠隔デバイス（例えば基地局）と無線信号を交換する。単一のアンテナが示されている場合でも、複数のアンテナを利用することができる。例えば、実施形態では、１以上の送信アンテナおよび１以上の受信アンテナを利用することができる。この代わりにまたはこれに加えて、実施形態では、ビームフォーミング用に複数のアンテナ、および／または、フェーズドアレイ方式のアンテナ構成を利用することもできる。

図５に示すように、トランシーバモジュール５０４は、制御モジュール５０９、送信部５１０、および受信部５１２を含む。動作中に、トランシーバモジュール５０４は、アンテナ５０２とホストモジュール５０６との間にインタフェースを提供する。例えば、送信部５１０は、制御モジュール５０９からシンボル５２０を受信して、アンテナモジュール５０２からの無線送信のために対応する信号５２２を生成する。これは、変調、増幅、および／または、フィルタリングといった処理を伴う。しかし、他の処理を利用することもできる。

逆に、受信部５１２は、アンテナ５０２が受信した信号５２４を取得して、対応するシンボル５２６を生成する。そしてトランシーバモジュール５０４は、このシンボル５２６を制御モジュール５０９に提供する。このシンボル５２６の生成は、（これらに限られないが）復調、増幅、および／またはフィルタリングといった処理を伴う。

信号５２２および５２４は、様々なフォーマットであってよい。例えばこれらの信号は、ＩＥＥＥ８０２．１６ＷｉＭＡＸネットワークでの送信用にフォーマットされてよい。しかし、実施形態は、これらのネットワークまたは信号フォーマットの例に限定はされない。送信部５１０および受信部５１２は、それぞれ様々なコンポーネントを含んでよい。コンポーネントの例には、変調器、復調器、増幅器、フィルタ、バッファ、アップコンバータ、および／またはダウンコンバータを含む。これらのコンポーネントは、ハードウェア（例えば電子機器）、ソフトウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実装されてよい。

制御モジュール５０９は、トランシーバモジュール５０４の様々な処理を管理する。例えば、制御モジュール５０９は、様々な物理層およびメディアアクセス制御技術の利用を管理する。さらに上述したように、制御モジュール５０９は、送信部５１０と受信部５１２とシンボルを交換する。代わりに、制御モジュール５０９は、対応する情報（例えばメッセージおよび／またはシンボル）をホストモジュール５０６と交換してもよい。

ホストモジュール５０６と制御モジュール５０９との間で交換される情報は、１以上のプロトコルおよび／または１以上のユーザアプリケーションに関連付けられたメッセージまたは情報を形成してよい。従ってホストモジュール５０６は、これらプロトコル（１または複数）および／またはユーザアプリケーション（１または複数）に対応する処理を実行してよい。プロトコルの例には、様々なメディアアクセス制御、ネットワーク、トランスポート、信号伝達、および／または、セッション層プロトコルが含まれる。ユーザアプリケーションの例には、電話通信、メッセージング、電子メール、ウェブ閲覧、コンテンツ（ビデオおよび／またはオーディオ）配信／受信等が含まれる。

図５は、一例として、トランシーバモジュール５０４内の制御モジュール５０９とメッセージを交換する接続管理モジュール５０８を示す。特に、接続管理モジュール５０８は、接続要求メッセージ５３０（例えばＥＰＣ＿ＡＴＴＡＣＨ＿ＲＥＱメッセージ）を送信する、として示されている。さらに、接続管理モジュール５０８は、対応する接続応答メッセージ５３２（例えばＥＰＣ＿ＡＴＴＡＣＨ＿ＲＳＰメッセージ）を受信する、としても示されている。ここで記載するこれらのメッセージは、遠隔実体と（トランシーバモジュール５０４およびアンテナ５０２を介して）交換される。

従って接続管理モジュール５０８は、接続要求メッセージを生成してよい。この生成は、ユーザ起動または選択といった様々なイベントに呼応して行われてよい。さらに、接続管理モジュール５０８は、接続応答メッセージを受信して処理する。この処理に基づいて、外部ネットワーク（さらにアクセスポイントとも称される）との通信が行われる。

図６は、ＡＳＮ−ＧＷ（例えば図１のＡＳＮ−ＧＷ１１６、図３のＡＳＮ−ＧＷ３０６、および／または図４のＡＳＮ−ＧＷ４０４）に含まれうる実装例６００を示す。しかしこの実装例は、他のコンテキストで利用することもできる。実装例６００は、様々なエレメントを含んでよい。例えば図６が示す実装例６００は、プロセッサ６０２、格納媒体６０４、および通信インタフェースモジュール６０６を含む。

格納媒体６０４は、プロセッサ６０２が実行する命令を格納してよい。格納媒体の一例を以下に詳述する。プロセッサ６０２は、格納媒体６０４に格納されている命令を実行してよい。この命令は、ここに記載するＡＳＮ−ＧＷの特徴部を提供してよい。例えば図６で、プロセッサ６０２は、接続要求メッセージ６２０を受信して、対応する接続応答メッセージ６２２を送信するとして示されている。プロセッサ６０２は、このメッセージを、ここで記載するＡＳＮ−ＧＷ技術に従って処理および生成してよい。

プロセッサ６０２は、通信インタフェース６０６とメッセージ６２０および６２２を交換する。そして通信インタフェースモジュール６０６は、これらメッセージを基地局と交換する。ここで記載するように、基地局はこれらメッセージをユーザデバイスと交換する。さらに、通信インタフェースモジュールは、他の実体（例えばＡＡＡサーバ、ＰＤＮ−ＧＷ等）と情報を交換する。通信インタフェース６０６は、トランシーバ（１または複数）、ネットワークインタフェースカード（１または複数）等の様々なコンポーネントを含んでよい。これらのコンポーネントは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組み合わせにより実装されてよい。

ここで記載するように、様々な実施形態は、ハードウェアエレメント、ソフトウェアエレメント、またはこれらの任意の組み合わせを利用して実装可能である。ハードウェアエレメントの例には、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路エレメント（例えばトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ等）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット等が含まれてよい。

ソフトウェアの例には、ソフトウェアコンポーネント、プログラム、アプリケーション、コンピュータプログラム、アプリケーションプログラム、システムプログラム、機械プログラム、オペレーティングシステムソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、ソフトウェアモジュール、ルーチン、サブルーチン、機能、方法、プロシージャ、ソフトウェアインタフェース、アプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）、命令セット、コンピューティングコード、コンピュータコード、コードセグメント、コンピュータコードセグメント、ワード、値、シンボル、またはこれらの任意の組み合わせが含まれてよい。

一部の実施形態は、例えば、機械可読格納媒体または物品を利用して実装されてよい。格納媒体は、機械により実行されると、機械に実施形態による方法および／または処理を実行させる命令または命令セットを格納してよい。これら機械は、例えば、任意の適切な処理プラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、処理デバイス、コンピューティングシステム、処理システム、コンピュータ、プロセッサ等であってよく、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の適切な組み合わせを利用して実装されてよい。

格納媒体および物品は、例えば、任意の適切な種類のメモリユニット、メモリデバイス、メモリ物品、メモリ媒体、格納デバイス、格納物品、格納媒体、および／または格納ユニット（例えば、メモリ、取り外し可能または取り外し不可能媒体、消去可能または消去不可能媒体、書き込み可能または書き換え可能媒体、デジタルまたはアナログ媒体、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、光ディスク、磁気媒体、光磁気媒体、取り外し可能メモリカードまたはディスク、様々な種類のＤＶＤ、テープ、カセット等）を含んでよい。命令は、任意の適切な高レベル、低レベル、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイル済み、および／または、解釈済みプログラミング言語により実装される、ソースコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、実行可能コード、静的コード、動的コード、暗号化コード等の任意の適切な種類のコードを含んでよい。

本発明の様々な実施形態を記載してきたが、これらはあくまで例示を目的としたものであり、限定は意図していない点を理解されたい。例えば、ここに記載する技術は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅネットワークまたは３ＧＰＰ ＥＰＣネットワークに限定はされない。

従って当業者には、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および詳細において様々な変更を加えることが可能であることが明らかである。故に、本発明の範囲、全域は、上述した実施形態の例に限定されるべきではなく、以下の請求項およびその均等物によってのみ定義されるべきである。

Claims (18)

1. 無線アクセスネットワークと無線信号を交換するトランシーバと、
   接続制御モジュールと
   を備え、
   前記接続制御モジュールは、
   接続種類を示すフィールド、アクセスポイント名を示すフィールド、及びユーザデバイスの移動モード機能を示すフィールドを含み、前記トランシーバから前記無線アクセスネットワークへのコアネットワークへの接続を要求する無線送信要求メッセージを生成し、
   前記トランシーバを介して前記無線アクセスネットワークから応答メッセージを受信し、
   前記応答メッセージは、
   対応する要求が許可されたかを示すフィールドと、
   前記ユーザデバイスについて選択された移動モードを示すフィールドと
   を含む、装置。
2. 前記無線アクセスネットワークはＷｉＭＡＸネットワークであり、前記コアネットワークは３ＧＰＰ進化型パケットコア（ＥＰＣ）である請求項１に記載の装置。
3. 前記接続種類を示すフィールドは、最初の接続、さらなるＰＤＮ接続、およびハンドオーバ接続のうち１つを示す請求項１または２に記載の装置。
4. 前記ユーザデバイスの移動モード機能を示すフィールドは、モバイルインターネットプロトコル（ＩＰ）を示す請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記アクセスポイント名を示すフィールドは、外部ネットワークが提供するサービスを特定する請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記応答メッセージが、前記要求が許可されたことを示している場合には、前記トランシーバは、第１のゲートウェイおよび第２のゲートウェイとのデータ経路を構築し、
   前記第１のゲートウェイは前記無線アクセスネットワーク内にあり、前記第２のゲートウェイは前記コアネットワーク内にある請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. 接続種類を示すフィールド、アクセスポイント名を示すフィールド、及びユーザデバイスの移動モード機能を示すフィールドを含み、コアネットワークへの接続を要求する要求メッセージを、ユーザデバイスから無線アクセスネットワークに送信する段階と、
   前記ユーザデバイスで、前記要求が許可されたかを示す応答メッセージを前記アクセスネットワークから受信する段階と
   を備え、
   前記応答メッセージは、
   対応する要求が許可されたかを示すフィールドと、
   前記ユーザデバイスについて選択された移動モードを示すフィールドと
   を含む方法。
8. 前記無線アクセスネットワークはＷｉＭＡＸネットワークであり、前記コアネットワークは３ＧＰＰ進化型パケットコア（ＥＰＣ）である請求項７に記載の方法。
9. 前記アクセスポイント名は、外部ネットワークが提供するサービスを特定する請求項７または８に記載の方法。
10. 前記応答メッセージが、前記要求が許可されたことを示している場合には、第１のゲートウェイおよび第２のゲートウェイとのデータ経路を構築する段階をさらに備え、
    前記第１のゲートウェイは前記無線アクセスネットワーク内にあり、前記第２のゲートウェイは前記コアネットワーク内にある請求項７から９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記第１のゲートウェイはＷｉＭＡＸアクセスサービスネットワークゲートウェイ（ＡＳＮ−ＧＷ）であり、前記第２のゲートウェイは、３ＧＰＰパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）である請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２のゲートウェイは、前記要求メッセージに示されているアクセスポイント名に対するアクセスを提供する請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記無線アクセスネットワークで、
    前記要求メッセージを受信する段階と、
    前記応答メッセージを生成する段階と、
    前記応答メッセージを前記ユーザデバイスに送信する段階と
    をさらに備える請求項７から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記無線アクセスネットワークで、
    前記ユーザが前記アクセスポイント名について許可されているかを判断する段階をさらに備える請求項１３に記載の方法。
15. コンピュータに、
    接続種類を示すフィールド、アクセスポイント名を示すフィールド、及びユーザデバイスの移動モード機能を示すフィールドを含み、コアネットワークへの接続を要求する要求メッセージを、ユーザデバイスから無線アクセスネットワークに送信する段階と、
    前記ユーザデバイスで、前記要求が許可されたかを示す応答メッセージを前記アクセスネットワークから受信する段階と
    を実行させ、
    前記応答メッセージは、
    対応する要求が許可されたかを示すフィールドと、
    前記ユーザデバイスについて選択された移動モードを示すフィールドと
    を含むように実行させるためのプログラム。
16. 前記応答メッセージが、前記要求が許可されたことを示している場合には、前記無線アクセスネットワーク内にある第１のゲートウェイ、および前記コアネットワーク内にある第２のゲートウェイとのデータ経路を構築する段階をさらに実行させる請求項１５に記載のプログラム。
17. 前記無線アクセスネットワークはＷｉＭＡＸネットワークであり、前記コアネットワークは３ＧＰＰ進化型パケットコア（ＥＰＣ）である請求項１５または１６に記載のプログラム。
18. 前記アクセスポイント名は、外部ネットワークが提供するサービスを特定する請求項１５から１７のいずれか１項に記載のプログラム。

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