JP5444570B2 - フェムトセルをパケット・ケーブル・マルチメディア・アーキテクチャに統合する方法 - Google Patents

Description

本出願は、２００７年１０月３１日に出願された、先行する同時係属中の米国仮特許出願第６０／９８３９４２号からの優先権を主張するものである。

本発明は、一般に通信システムに関し、より詳細には通信システムに関する。

サービス・プロバイダは、典型的に、１つまたは複数の、有線システムおよび／または通信システムを使用して、数多くの音声サービスおよび／またはデータサービスを加入者に提供する。例示的なサービスには、セルラ電話通信、インターネットへのアクセス、ゲーミング、オーディオ、ビデオ、およびマルチメディア番組のブロードキャスティングまたはマルチキャスティングなどが含まれる。セル・フォン、携帯情報端末、スマート・フォン、ページャ、テキスト・メッセージング・デバイス、全地球測位システム（ＧＰＳ）デバイス、ネットワーク・インターフェース・カード、ノートブック・コンピュータおよびデスクトップ・コンピュータなどの移動加入者ユニットは、基地局、基地局ルータ、またはフェムトセルとの無線インターフェースを通じて通信システム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。サービスは、確立されたポリシおよび／またはネゴシエートされたポリシに従って提供され、サービス・プロバイダは、典型的に、提供されるサービスに対してエンド・ユーザに課金する。たとえば、セルラ電話のサービス・プロバイダは、音声通信の間に使用された通信時間の分ごとにエンド・ユーザに課金することができる。課金レートは、エンド・ユーザに提供されるべきサービス品質を示すネゴシエートされたポリシに基づいて決定されてよい。他の例では、エンド・ユーザが操作する移動ユニットによって送信および／または受信されるデータのバイトごとに、エンド・ユーザに課金することができる。結果として、通信システムは、さまざまな課金およびポリシ制御アーキテクチャを実装する。

従来の通信システムは、基地局のネットワークを使用して、１つまたは複数の移動ユニットに無線接続性を提供する。いくつかのケースでは、たとえば移動ユニットのユーザが音声呼またはデータ呼を開始したいときに、移動ユニットは、ネットワークにある１つまたは複数の基地局との無線通信を開始することができる。あるいは、ネットワークが、移動ユニットとの無線通信リンクを開始することができる。たとえば、従来の階層型無線通信においては、サーバが、ターゲット移動ユニット向けの音声および／またはデータを、無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）などの中心的な要素に送信する。ＲＮＣはその後、１つまたは複数の基地局を介して、ターゲット移動ユニットにページング・メッセージを送信することができる。ターゲット移動ユニットは、通信システムからのページの受信に応答して、１つまたは複数の基地局に対して無線リンクを確立することができる。ＲＮＣ内の無線リソース管理機能が、音声および／またはデータを受信し、基地局の組によって使用される無線リソースおよび時間リソースを調整して、ターゲット移動ユニットに情報を送信する。無線リソース管理機能は、きめ細かな制御を実行して、一組の基地局を通じたブロードキャスト送信のためのリソースの割当ておよび解放を行うことができる。

従来の階層型ネットワーク・アーキテクチャに対する１つの代替案が、分散型アーキテクチャであり、これは分散型通信ネットワークの機能性を実装する基地局ルータなどのアクセス・ポイントのネットワークを含む。たとえば、各基地局ルータは、１つまたは複数の移動ユニットとインターネットなどの外部ネットワークとの無線リンクを管理する単一のエンティティに、ＲＮＣおよび／またはＰＤＳＮの機能をまとめることができる。基地局ルータは、セルラ・アクセス技術を完全にカプセル化し、同等のＩＰ機能に対してコア・ネットワーク要素サポートを利用する機能性をプロキシすることができる。たとえば、ＵＭＴＳ基地局ルータにおけるＩＰアンカリングは、モバイルＩＰホーム・エージェント（ＨＡ）を通して、また、基地局ルータがプロキシするＧＧＳＮアンカリング機能は、同等のモバイルＩＰシグナリングを通すことによって、提供されてよい。階層型ネットワークと比較して、分散型アーキテクチャは、既存のネットワークのカバレッジを拡大するための、ネットワークを配置するコストおよび／または複雑さ、ならびに追加の無線アクセス・ポイント（たとえば基地局ルータ）を増やすコストおよび／または複雑さを削減する可能性を有する。分散型ネットワークはまた、（階層型ネットワークに比べて）ユーザが被る遅延を削減することができ、これは階層型ネットワークのＲＮＣおよびＰＤＳＮにおけるパケット・キューイング遅延を削減または解消することができるからである。

少なくとも一部には基地局ルータを配置するコストおよび複雑さの削減が理由で、基地局ルータが、従来の基地局にとって実用的ではない位置に配置されることがある。たとえば、住居または建物の占有者に無線接続性を提供するために、基地局ルータがその住居または建物内に配置されることがある。住居に配置された基地局ルータは、典型的にホーム基地局ルータまたはフェムトセルと呼ばれるが、これは、これらの基地局ルータが住居を含む小さなエリアに無線接続性を提供することを意図しているからである。しかしながら、ホーム基地局ルータの機能性は、従来の基地局ルータにおいて実装される機能性と典型的には非常に類似しており、従来の基地局ルータは、およそ数平方キロメートルのエリアを有効範囲とすることができるマクロセルに無線接続性を提供することを意図している。ホーム基地局ルータと従来の基地局ルータの重要な違いの１つは、ホーム基地局ルータが市販品として購入可能であり、一般人でも容易に設置できるプラグ・アンド・プレイ・デバイスとして設計されていることである。

フェムトセルは、典型的に、ケーブル・モデムなどのユーザの既存のホーム・ネットワーク・インフラストラクチャを使用して外部ネットワークに接続される。他のエンティティもまた、ホーム・ネットワーク・インフラストラクチャを使用して外部ネットワークにアクセスすることができる。たとえば、ホーム・ネットワークは、ルータおよび／または無線アクセス・ポイントを経由してケーブル・モデムに結合された１つまたは複数のコンピュータを含んでよい。いくつかのケースでは、ケーブル・モデムはまた、ケーブル・テレビ・サービス、ビデオ・オン・デマンド・サービス、電話サービスなどを提供するのに使用されてよい。結果として、移動ユニットがフェムトセルを介して呼を発信する、フェムトセルを介して呼を受信する、および／またはフェムトセルとマクロ・セルラ・ネットワークの間でハンドオフするときに、移動ユニットはリソースに関してこれらのデバイスと競合しなければならない。ＤＯＣＳＩＳなどの従来のケーブル・モデム・アーキテクチャは、ケーブル・モデムに結合されたデバイスに基本的なルーティング機能しか提供しない。従来のケーブル・モデムは、移動ユニットに関連付けられた、確立されたポリシおよび／またはネゴシエートされたポリシに従って、フェムトセルに割り当てられるリソースを制御することはできない。このことは、ＤＯＣＳＩＳネットワークの過負荷につながることがあり、この過負荷が、ケーブル・モデムに接続されたすべてのアプリケーションに関連付けられた接続の質を低下させることがある。

本発明は、上述した１つまたは複数の問題の影響に取り組むことを対象とする。以下に、本発明のいくつかの態様の基本理解を提供するために、本発明の簡略化した概要を示す。本概要は、本発明の包括的な概説ではない。本概要は、本発明の主要な要素または重要な要素を特定すること、あるいは本発明の範囲を記述することを意図していない。その唯一の目的は、以下に論じるより詳細な説明の導入として、簡略化した形式でいくつかの概念を示すことにある。

本発明の一実施形態において、少なくとも１つの移動ユニットに無線接続性を提供するよう構成された第１の無線アクセス・デバイスに通信可能に結合されたケーブル・モデム終端システムにおける実装のための方法が提供される。方法は、移動ユニットに対する無線接続のために第１の無線アクセス・デバイスにリソースを割り当てるための要求を受信するステップを含む。要求されたリソースは、移動ユニットに関連付けられたサービス品質に基づいて決定される。方法はまた、ポリシ・サーバから受信されるポリシ情報に基づいて、リソースのための要求を承諾するかどうかを決定するステップと、要求されたリソースが承諾されたかどうかを示す情報を提供するステップとを含む。

本発明は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することにより理解することができる。これらの図面において、同様の参照番号は同様の要素を特定する。

本発明に従った、無線通信ネットワークの例示的な一実施形態を概念的に示す図である。 本発明に従った、マクロ・セルラ・ソース・ノードＢからターゲット・フェムトセル・ノードＢへとユーザ装置を再配置するまたはハンドオフするための方法の、例示的な一実施形態を概念的に示す図である。 本発明に従った、マクロセルからフェムトセルへのユーザ装置のハンドオフのために、フェムトセルにリソースを割り当てる方法の、例示的な一実施形態を概念的に示す図である。 本発明に従った、ケーブル・モデムに関連付けられたフェムトセルに割り当てられていたリソースの割当てを解除する方法の、例示的な一実施形態を概念的に示す図である。 本発明に従った、サービス品質呼発信要求に応答してフェムトセルにリソースを割り当てる方法の、例示的な一実施形態を概念的に示す図である。

本発明は、さまざま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例として図面の中に示されており、本明細書で詳細に説明される。しかしながら、本明細書の特定の実施形態の説明は、本発明を、開示される個々の形態に限定する意図はなく、それとは逆に、その意図は、添付の特許請求の範囲により画定される本発明の範囲内にあるすべての変更形態、均等形態、および代替形態を含むことであることを理解されたい。

本発明の例示である実施形態が以下に説明される。わかりやすくするために、本明細書では実際の実装形態のすべての特徴を説明することはしない。このようないずれの実際の実施形態の開発においても、システム関連の規格準拠およびビジネス関連の制約など、開発者固有の目標を実現するために数多くの実装形態固有の決定がなされるべきであり、それらは実装形態ごとに異なることが、当然ながら認識されるであろう。さらに、このような開発努力は複雑で、時間のかかる場合があるが、それにもかかわらず、本開示の恩恵を受ける当業者にとっては日常的な業務であろうことが認識されるであろう。

次に、添付の図面を参照して本発明を説明する。さまざまな構造体、システムおよびデバイスが、説明のみを目的として、かつ当業者によく知られている詳細で本発明を不明瞭にしないように、図面に模式的に示される。それでもなお、添付の図面は、本発明の例示的な例を説明し、明らかにするために含まれる。本明細書で使用される単語および語句は、関連分野の当業者によるこれらの単語および語句の理解と一致した意味を有するものと理解され、解釈されるべきである。用語または語句の特別な定義、すなわち当業者によって理解される一般的かつ慣例的な意味とは異なる定義を、本明細書における用語または語句の一貫性のある使用によって示唆することは意図しない。用語または語句が特別な意味、すなわち当業者によって理解されるもの以外の意味を有するよう意図される限りにおいては、そのような特別な定義は、その用語または語句についての特別な定義を直接的かつ明確に提供する定義づけたやり方において、本明細書中で明白に述べられるものとする。

図１は、通信システム１００の例示的な一実施形態を概念的に示す。図示した実施形態において、通信システム１００は、動的なポリシ制御および／または課金制御を実行する、ポリシおよび課金制御アーキテクチャを実装する。通信システム１００の一部は、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）規格および／またはプロトコルに従って、特に、ＵＭＴＳのロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）に従って動作することができる。図１には図示していないが、通信システム１００の一部は、代替として、ＷｉＭＡＸフォーラムにおいて定義されたＷｉＭＡＸ規格に従って動作することができる。しかしながら、本発明は、ＵＭＴＳ規格、ＬＴＥ規格、および／またはＷｉＭＡＸ規格に従って動作する通信システム１００に限定しない。たとえば、代替実施形態では、いくつかの、またはすべての通信システム１００が、符号分割多重接続／ウルトラ・モバイル・ブロードバンド（ＣＤＭＡ／ＵＭＢ）などの、１つまたは複数の他の無線アクセス技術によって動作することができる。さらに、通信システム１００は、３ＧＰＰ技術仕様２３．２０３において説明されていないポリシ制御および課金機能性を実装する。特に、通信システム１００の実施形態は、本明細書で論じるように移動性を意識したポリシ制御および課金制御を実装する。

通信システム１００は、マクロセル１０５およびフェムトセル１１０を介して無線接続性を提供する。マクロセル１０５およびフェムトセル１１０は、典型的にはセルのサイズに基づいて区別される。たとえば、マクロセル１０５は典型的に約２〜３から数平方キロメータのエリアを有効範囲とし、フェムトセル１１０は典型的に約数平方メートルのエリアを有効範囲とする。図示した実施形態において、通信システム１００は、プロキシ呼セッション制御機能（Ｐ−ＣＳＣＦ）１１５を含む。Ｐ−ＣＳＣＦ１１５は、ＷｉＭＡＸおよび他のネットワークにおいて知られているエンティティであり、わかりやすくするために、本明細書では本発明に関連したＰ−ＣＳＣＦ１１５の動作の態様のみを論じることにする。Ｐ−ＣＳＣＦ１１５は、Ｒｘインターフェースを通じてポリシ制御および課金ルール機能（ＰＣＲＦ）１２０に通信可能に結合される。ＰＣＲＦ１２０は、サービス・データ・フロー検出、ゲーティング、およびサービス品質課金および／またはフロー・ベース課金に関するネットワーク制御ルールを提供する。たとえば、ＰＣＲＦ１２０は、さまざまなポリシおよび課金制御（ＰＣＣ）ルールを決定することができる。いくつかのケースでは、ＰＣＲＦ１２０は、加入者に関連付けられ、サブスクリプション・プロファイル・リポジトリ（図示せず）に記憶されたサブスクリプション情報に基づいて、ＰＣＣルールを決定する。

ＰＣＣルールは、ポリシ制御および施行機能（ＰＣＥＦ）１２５に対して、Ｇｘ／Ｔｙインターフェースを通じて送信されてよい。図示した実施形態において、ＰＣＥＦ１２５は、通信システム１００のアクセス・サービング・ネットワーク（図１には図示せず）の一部であり得るパケット・データ・ノード・ゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）に常駐する。たとえば、ＰＣＥＦ１２５は、ＧＰＲＳネットワークの場合はＧＧＳＮに、ＷＬＡＮの場合はＰＤＧに位置することができる。あるいは、第３世代パートナーシップ・プロジェクト２（３ＧＰＰ２）規格に従って動作するシステムにおいては、ＰＣＥＦ１２５は、ゲートウェイ・エンティティにおいて実装されるパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）に位置することができる。ＰＣＲＦ１２０はまた、ポリシ制御および施行機能（ＳＧＷ ＰＣＥＦ）１３０を実装するマクロセル１０５のサービング・ゲートウェイに対して、ＰＣＣルールを送信することができる。ＰＤＮ−ＧＷ ＰＣＥＦ１２５および／またはＳＧＷ ＰＣＥＦ１３０は、オンライン課金システムおよび／またはオフライン課金システムと連携して、サービス・データ・フロー検出機能、ポリシ施行機能、およびフロー・ベース課金機能を、ＰＣＲＦ１２０によって確立されたＰＣＣ／ＣＣルールに従って実装する。たとえば、ＰＤＮ−ＧＷ ＰＣＥＦ１２５および／またはＳＧＷ ＰＣＥＦ１３０は、さまざまなサービスに対して加入者に関連付けられたＰＣＣ／ＣＣルールを使用して、ゲートの施行、サービス品質の施行、および課金制御を実装して、サービス品質ポリシの適正な配置および施行、ならびにマクロセルおよびフェムトセルに対する精確な課金を確実にすることができる。図示した実施形態において、ＰＤＮ−ＧＷ ＰＣＥＦ１２５および／またはＳＧＷ ＰＣＥＦ１３０は、ＭＳＯコア・ネットワーク１４０を介して、互いに、および／または無線通信システムの他のエンティティと通信する。

マクロセル１０５は、移動管理エンティティ（ＭＭＥ）１３７に通信可能に結合された基地局１３５を含む。図示した実施形態では、不必要に図面をわかりにくくしないよう、移動管理エンティティ１３７と無線通信システム１００の他の要素との間のさまざまな相互接続は明示的に示されていない。図示した実施形態において、ＳＧＷ ＰＣＥＦエンティティ１３０は、Ｇｘインターフェースを通じてＰＣＲＦ機能１２０と、ＩＥＴＦ移動インターフェースを通じてＰＤＮ−ＧＷ ＰＣＥＦ１２５と通信する。ＳＧＷ ＰＣＥＦエンティティ１３０はまた、ルータ・インターフェースを使用して、通信システム１００のＭＳＯ−ＣＮ１４０を介してＰＣＥＦ１２５と通信することができる。基地局１３５、ＰＤＮ−ＧＷ ＰＣＥＦ１２５、ＳＧＷ ＰＣＥＦ１３０および移動管理エンティティ１３７を実装する、かつ／または動作させるための技術は、当技術分野において知られており、わかりやすくするために、本明細書では、本発明に関連した基地局１３５、ＰＤＮ−ＧＷ ＰＣＥＦ１２５、ＳＧＷ ＰＣＥＦ１３０および移動管理エンティティ１３７を実装する、かつ／または動作させる態様のみを論じることにする。

通信システム１００はまた、フェムトセル１１０内に無線接続性を提供するための１つまたは複数のホーム基地局ルータ１４５を含む。本開示の恩恵を受ける当業者は、当技術分野における一般的な使用に従って、ホーム基地局ルータ１４５がまた、フェムトセル１４５と呼ばれてもよいことを認識されたい。しかしながら、わかりやすくするために、またフェムトセル１１０として知られる地理的エリアとの混同を避けるために、本出願においては、無線通信デバイスを指すのに、用語「ホーム基地局ルータ」を使用することができる。ホーム基地局ルータ１４５は、限定はしないが、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・サービス（ＵＭＴＳ）規格および／またはプロトコル、移動体通信用グローバル・システム（ＧＳＭ）規格および／またはプロトコル、ＷｉＭＡＸ規格および／またはプロトコル、ＩＥＥＥ規格および／またはプロトコルなどを含む規格および／またはプロトコルに従って無線接続性を提供することができる。さらに、本開示の恩恵を受ける当業者は、本発明が、無線接続性を提供するのにホーム基地局ルータ１４５を使用することに限定されないことを認識されたい。代替実施形態では、基地局、基地局ルータ、アクセス・ポイント、アクセス・ネットワークなどのデバイスが、通信システム１００において無線接続性を提供するのに使用されてよい。

図示した実施形態において、ホーム基地局ルータ１４５は、通信システム１００にアクセスを提供するのに使用されるケーブル・モデム（ＣＭ）１５０に結合される。ケーブル・モデム１５０は、パケット・ケーブル・マルチメディア（ＰＣＭＭ）エンティティ１６０と通信するケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）１５５によって制御される。たとえば、ケーブル・モデム１５０およびＣＭＴＳ１５５は、ＰＣＭＭ１６０と通信するＤＯＣＳＩＳネットワークの一部であってよい。ケーブル・モデム終端システム１５５は、ケーブル・モデム１５０を介して通信システム１００にアクセスしているさまざまなデバイスへのリソースの割当ての調整を含んだケーブル・モデム１５０の動作を制御する。たとえば、ホーム基地局ルータ１４５に加え、ケーブル・モデム１５０もまた、電話機、コンピュータ、テレビなどの他のデバイスにネットワーク・アクセスを提供していてよい。したがって、ケーブル・モデム終端システム１５５は、パケット・ケーブル・マルチメディア・エンティティ１６０にあるアプリケーション・マネージャ１６５およびポリシ・サーバ１７０と連携して動作するよう構成されて、ケーブル・モデム１５０に結合されたデバイスのためのリソースの割当てを決定することができる。ケーブル・モデム終端システム１５５はまた、コア・ネットワーク１４０を介して移動管理エンティティ１３７と通信するよう構成されてよい。たとえば、ＤＯＣＳＩＳネットワーク（たとえば、ＣＭＴＳ１５５およびＣＭ１５０）は、ＭＳＣ−ＣＮ１４０を介したマクロ・ネットワーク１０５への標準ルーティングを使用して、接続性を提供することができる。そのケースでは、シグナリング接続はＭＭＥ１３７において終了し、ベアラ接続はソースＳＧＷ１３０において終了する。

１つまたは複数の移動ユニット１７５が、無線インターフェース１８０、１８５を通じて基地局１３５および／またはホーム基地局ルータ１４５との無線通信リンクを形成することによって、通信システム１００にアクセスすることができる。動作では、移動ユニット１７５は、無線インターフェース１８０または無線インターフェース１８５を通じて、呼を発信（またはハンドオフ）することができる。呼は、ユーザ・サブスクリプションおよび／またはユーザ・プロファイルによって決定されたサービス品質（ＱｏＳ）レベルなどの、選択されたサービス品質レベルにおいて確立されることができる。サービス品質レベルは、移動ユニット１７５が、通信システム１００内における呼に対して一定のサービスのレベルを保証されていることを示すことができる。例示的なサービス品質レベルには、ゲート制御、帯域幅、エラー・レート、ビット・レートなどが含まれる。ＱｏＳ呼がホーム基地局ルータ１４５において発信（またはホーム基地局ルータ１４５にハンドオフ）されると、ホーム基地局ルータは必要なＱｏＳリソースを要求し、ケーブル・モデム終端システム１５５は、ＱｏＳ呼をサポートするために、要求されたケーブル・モデム１５０のリソースの割当てを調整するよう構成されてよい。たとえば、ホーム基地局ルータ１４５は、要求されたＱｏＳ呼をサポートするのに必要な帯域幅を要求することができ、ＣＭＴＳ１５５は、この要求を処理し、ＰＣＭＭ１６０のポリシ・サーバ１７０にこの要求を転送することができる。ポリシ・サーバ１７０が要求を承認すると、ケーブル・モデム終端システム１５５は、ＱｏＳ呼を許可することができる。しかし、要求された帯域幅が利用可能でないと、ケーブル・モデム終端システム１５５は、ＱｏＳ呼を拒否することができる。ケーブル・モデム終端システム１５５はまた、ＱｏＳ呼が終了した場合および／またはマクロ・セルラ基地局１３５の１つにハンドオフした場合に、ケーブル・モデム１５０のリソースの解放を調整することができる。

図２は、マクロ・セルラ・ソース・ノードＢ（Ｓ−ＮＢ）からターゲット・フェムトセル・ノードＢ（Ｆ−ＮＢ）へとユーザ装置（ＵＥ）を再配置するまたはハンドオフするための方法２００の、例示的な一実施形態を概念的に示す。方法２００の通信システムの例示的な実施形態はまた、マクロ・セルラ・ソース・ノードＢ（Ｓ−ＮＢ）およびターゲット・フェムトセル・ノードＢ（Ｆ−ＮＢ）の両方に関連付けられた移動管理エンティティ（Ｓ−ＭＭＥ、Ｔ−ＭＭＥ）、ターゲット・サービング・ゲートウェイ（Ｔ−ＳＧＷ）、およびパケット・ケーブル・マルチメディア（ＰＣＭＭ）エンティティを含む。図示した実施形態において、ソース・ノードＢ（Ｓ−ＮＢ）が、マクロセルからフェムトセルへのユーザ装置の再配置を（２０５において）トリガする。再配置の（２０５における）トリガは、ユーザ装置において行われた測定結果（すなわち、ハンドオフが移動ユニット開始でよい）、および／またはソース・ノードＢによって行われた測定結果（すなわち、ハンドオフがネットワーク開始でよい）に基づいていてよい。ソース・ノードＢ（Ｓ−ＮＢ）はその後、矢印２１０で示すように、再配置要求をソース移動管理エンティティ（Ｓ−ＭＭＥ）に送信することができる。再配置要求は、ユーザ装置（ＵＥ）が、マクロ・セルラ・ソース・ノードＢ（Ｓ−ＮＢ）からターゲット・フェムトセル・ノードＢ（Ｆ−ＮＢ）へのハンドオフを試みていることを示すメッセージまたは信号である。ソース移動管理エンティティ（Ｓ−ＭＭＥ）は、矢印２１５で示すように、再配置要求をターゲット移動管理エンティティ（Ｔ−ＭＭＥ）に転送する。

ターゲット移動管理エンティティ（Ｔ−ＭＭＥ）はまた、ハンドオフに備えてベアラを確立することができる。図示した実施形態において、ターゲット移動管理エンティティ（Ｔ−ＭＭＥ）は、矢印２２０で示すように、ベアラを確立するための要求をターゲット・サービング・ゲートウェイ（Ｔ−ＳＧＷ）に送信する。ターゲット・サービング・ゲートウェイ（Ｔ−ＳＧＷ）はその後、矢印２２５で示すように、応答メッセージを送信することによって、要求の受信およびベアラの作成の確認応答をすることができる。再配置要求はその後、矢印２３０で示すように、ターゲット移動管理エンティティ（Ｔ−ＭＭＥ）からターゲット・ノードＢ（Ｆ−ＮＢ）へと送信されてよい。再配置要求の受信に応答して、ターゲット・ノードＢ（Ｆ−ＮＢ）は、（２３５において）ＤＯＣＳＩＳネットワーク内のリソースをユーザ装置（ＵＥ）に関連付けられた呼セッションに割り当てるための手続きを開始する。（２３５において）サービス品質リソースが割り当てられると、ターゲット・ノードＢ（Ｆ−ＮＢ）は、矢印２４０で示すように、ハンドオーバされた呼セッションのためのリソースが利用可能であることを示す確認応答メッセージを送信する。ユーザ装置（ＵＥ）のハンドオフおよび呼セッションの確立がその後、従来の技術に従って（２４５において）進められてよい。

図３は、マクロセルからフェムトセルへのユーザ装置のハンドオフのために、ケーブル・モデム（ＣＭ）に関連付けられたフェムトセル（Ｆ−ＮＢ）にリソースを割り当てる方法３００の、例示的な一実施形態を概念的に示す。方法３００は、図２に示したステップ２３５におけるリソースの割当てに使用されてよい。図示した実施形態において、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、矢印３０５で示すように、再配置要求を、そのフェムトセル（Ｆ−ＮＢ）に関連した（ターゲット）移動管理エンティティ（Ｔ−ＭＭＥ）から受信する。再配置要求の受信に応答して、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、サービス品質要求をケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）に送信する。一実施形態では、矢印３１０で示すようなサービス品質要求は、要求されたサービス品質をケーブル・モデム（ＣＭ）を介して提供するのに必要とされるリソースを示す情報を含む。たとえば、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、ＲＳＶＰクライアントなどのＰＣＭＭ定義されたタイプ３クライアントを使用して、ユーザ装置に提供される現在のサービス品質を維持するのに必要とされるであろうリソースの量を決定することができる。フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）はその後、（３１０において）サービス品質要求内でこの情報を送信することができる。

ケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）は、矢印３１５で示すように、リソース要求をポリシ・サーバ（ＰＳ）に送信する。一実施形態では、ポリシ・サーバ（ＰＳ）は、図１に示したパケット・ケーブル・マルチメディア・エンティティ１６０に関連付けられたポリシ・サーバ１７０であってよい。ポリシ・サーバ（ＰＳ）はその後、要求されたリソースを割り当てるか否かを決定することができる。さまざまな実施形態では、ポリシ・サーバ（ＰＳ）は、要求された各リソースの量、ケーブル・モデム（ＣＭ）の利用可能なリソースの合計、他のデバイスをサポートするためにケーブル・モデム（ＣＭ）が現在利用しているリソース、ユーザ装置に関連付けられた認証されたサービス品質レベル、および／またはユーザ装置に関連付けられた他のサブスクリプション情報またはプロファイル情報に基づいて、要求されたリソースを割り当てるかどうかを決定することができる。しかしながら、本開示の恩恵を受ける当業者は、ポリシ・サーバ（ＰＳ）が、他の情報、ルール、基準などを使用して、ケーブル・モデム（ＣＭ）、ケーブル・モデム（ＣＭ）に取り付けられたデバイス、ならびに通信システム１００の他のエンティティのためのリソースの割当てを調整することができることを認識されたい。ポリシ・サーバ（ＰＳ）はその後、矢印３２０で示すように、要求されたリソースが割り当てられたかどうかを示すメッセージを、ケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）に送信することができる。

要求されたリソースが割り当てられると、ケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）は、矢印３２５で示すように、割り当てられたリソースを使用してサービスを確立するための要求を送信する。ケーブル・モデム（ＣＭ）は、矢印３３０で示すように、割り当てられたリソースを使用してサービスが確立することになることを示すメッセージを送信することによって、この要求に応答することができる。リソースが割り当てられ、要求されたサービスがケーブル・モデム（ＣＭ）上に確立されると、ケーブル・モデム終端システムは、矢印３３５で示すように、サービス品質呼をハンドオーバするための要求が承諾されて必要なリソースがケーブル・モデム（ＣＭ）に割り当てられたことを示す要求メッセージを、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）に送信することができる。フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、矢印３４０で示すように、ユーザ装置に関連付けられたサービス品質呼のための再配置要求が承諾されたことを確認応答するメッセージを送信することによって、応答する。

図２に戻って参照すると、ユーザ装置（ＵＥ）をフェムトセル（Ｆ−ＮＢ）にハンドオフした後に実際には「ソース」ＭＭＥとして機能しているターゲット移動管理エンティティ（Ｔ−ＭＭＥ）は、サービス品質リソースを解放することを選ぶことができる。さまざまな実施形態において、呼の終了、他のノードＢへのハンドオフ、またはその他の理由によりリソースが解放されてよい。ターゲット移動管理エンティティ（Ｔ−ＭＭＥ）は、矢印２５０で示すように、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）に割当て解除要求を送信する。割当て解除要求は、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）が、ユーザ装置（ＵＥ）との呼セッションをサポートするのに使用されているリソースの割当てを解除することを要求する情報を含む。通信システムはその後、（２５５において）フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）およびユーザ装置（ＵＥ）に関連付けられたサービス品質リソースの割当てを解除することができる。（２５５において）サービス品質リソースの割当てが解除されると、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、矢印２６０で示すように、サービス品質リソースの割当てが正常に解除されたことを示すメッセージを、ターゲット移動管理エンティティ（Ｔ−ＭＭＥ）に送信する。

図４は、ケーブル・モデム（ＣＭ）に関連付けられたフェムトセル（Ｆ−ＮＢ）に割り当てられていたリソースの割当てを解除する方法４００の、例示的な一実施形態を概念的に示す。方法４００は、図２に示したステップ２５５におけるリソースの割当ての解除に使用されてよい。図示した実施形態において、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、矢印４０５で示すように、そのフェムトセル（Ｆ−ＮＢ）に関連した（ソース）移動管理エンティティ（Ｓ−ＭＭＥ）から割当て解除要求を受信する。割当て解除要求の受信に応答して、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、矢印４１０で示すように、サービス品質リソース解放要求をケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）に送信する。一実施形態では、サービス品質リソース解放要求は、要求されたサービス品質をケーブル・モデム（ＣＭ）を介して提供するのに使用されている以前に割り当てられたリソースが、たとえばハンドオフ要求、終了要求などに応答して、割当てを解除されることになるということを示す情報を含む。

ケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）は、矢印４１５で示すように、ポリシ・サーバ（ＰＳ）にリソース解放要求を送信する。一実施形態では、ポリシ・サーバ（ＰＳ）は、図１に示したパケット・ケーブル・マルチメディア・エンティティ１６０に関連付けられたポリシ・サーバ１７０であってよい。ポリシ・サーバ（ＰＳ）はその後、要求されたリソースの割当てを解除するか否かを決定することができる。ポリシ・サーバ（ＰＳ）に解放要求を提供することにより、ポリシ・サーバ（ＰＳ）が、ケーブル・モデム（ＣＭ）の利用可能なリソースの合計、他のデバイスをサポートするためにケーブル・モデム（ＣＭ）が現在利用しているリソース、および／または他のリソースの利用情報をモニタできるようになってよい。ポリシ・サーバ（ＰＳ）はその後、矢印４２０で示すように、要求されたリソースの割当てが解除されたかどうかを示すメッセージを、ケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）に送信することができる。

要求されたリソースの割当てが解除されると、ケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）は、矢印４２５で示すように、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）とユーザ装置（ＵＥ）との間の既存の接続を取り外すための要求を送信する。ケーブル・モデム（ＣＭ）は、矢印４３０で示すように、サービスが取り外されることを示すメッセージを送信することによって、この要求に応答することができる。リソースの割当てが解除され、接続が取り外されると、ケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）は、矢印４３５で示すように、サービス品質呼を解放するための要求が承諾され関連したリソースの割当てが解除されたことを示す確認メッセージを、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）に送信することができる。フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、矢印４４０で示すように、サービス品質リソースの割当ての解除を確認応答するメッセージを送信することによって、応答する。一実施形態では、ソース移動管理エンティティはまた、ソース・ゲートウェイと通信してサービス品質呼に関連付けられたベアラを削除することができる。

図５は、サービス品質呼発信要求に応答してフェムトセル（Ｆ−ＮＢ）にリソースを割り当てる方法５００の、例示的な一実施形態を概念的に示す。たとえば、ユーザ装置（ＵＥ）が、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）との新しいサービス品質セッションを発生させる、またはフェムトセル（Ｆ−ＮＢ）に接続されている間に着信サービス品質呼を受信するとき、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、関連するＤＯＣＳＩＳネットワークにリソースの割当てを要求する。図示した実施形態において、ＰＣＲＦは、矢印５０５で示すように、ＰＣＣ決定をパケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）に送信する。ＰＣＣ決定は、ＰＣＲＦによって策定されていてかつ要求された呼に適応されるべき任意のポリシ制御および／または課金ルールを示す情報を含む。ＰＤＮ−ＧＷはその後、矢印５１０で示すように、専用ベアラの要求をサービング・ゲートウェイ（ＳＧＷ）に送信する。専用ベアラの要求は、サービング・ゲートウェイが、要求された呼のためのベアラを確立すべきであることを示す情報を含む。このサーバは、矢印５１５で示すように、移動管理エンティティ（ＭＭＥ）に専用ベアラを作成するための要求を転送する。

移動管理エンティティ（ＭＭＥ）は、矢印５２０で示すように、ベアラを設定するための要求をフェムトセル（Ｆ−ＮＢ）に転送する。ベアラを設定するための要求の受信に応答して、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、（５２５において）サービス品質リソースの割当てをネゴシエートする。一実施形態では、（５２５における）サービス品質リソースの割当てのネゴシエーションは、図３に示したように進められてよい。（５２５において）要求されたサービス品質呼をサポートするのに十分なリソースが割り当てられると、フェムトセル（Ｆ−ＮＢ）は、矢印５３０で示すように、サービス品質呼のための無線ベアラを確立するよう要求するメッセージを、ユーザ装置に送信する。ユーザ装置は、矢印５３５で示すように、要求された無線ベアラが設定されたことを示すために応答することができる。応答はその後、矢印５４０で示すように、移動管理エンティティ（ＭＭＥ）に転送されてよく、移動管理エンティティ（ＭＭＥ）は、矢印５４５で示すように、要求された専用ベアラが作成されたことを示すメッセージを、サービング・ゲートウェイに送信することができる。専用ベアラを作成するための要求に対する応答はその後、矢印５５０および５５５で示すように、ＰＤＮ−ＧＷおよびＰＣＲＦに転送されてよい。一実施形態では、無線ベアラのための、および対応するＤＯＣＳＩＳリソースのためのリソースの割当て手続きが、新たなセッションのための設定遅延を削減するために同時に行われてよい。

本発明の一部および対応する詳細な説明は、ソフトウエア、またはコンピュータ・メモリ内のデータビットに対する演算のアルゴリズムおよび記号表現によって示される。これらの説明および表現は、当業者がその作業内容を他の当業者に効果的に伝えるものである。アルゴリズムは、本明細書で使用される用語として、また一般的に使用されるように、所望の結果をもたらす首尾一貫した一連のステップと考えられる。ステップは、物理量の物理的操作を要するものである。必ずしもというわけではないが、通常、これらの量は、格納、転送、組合せ、比較およびその他の操作をされることが可能な光学的、電気的、または磁気的信号の形態を取る。主に一般的な使用上の理由から、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が、時として便利であることが分かっている。

しかしながら、これらの用語および同様の用語はすべて、適切な物理量に関連付けられるべきものであり、これらの量に適用される便宜的なラベルにすぎないことに留意されたい。特に他に述べられていない限り、あるいはその議論から明らかであるように、「処理」、「コンピュータ処理」、「計算」、「判定」または「表示」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内の物理量、電子量として表されるデータを処理し、かつそのデータを、コンピュータ・システム・メモリ、レジスタ、もしくは他のこのような情報記憶デバイス、伝送デバイス、または表示デバイス内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・システムまたは同様の電子コンピューティング・デバイスの動作およびプロセスを指す。

本発明のソフトウエア実装による態様は、典型的には何らかの形態のプログラム記憶媒体上で符号化される、またはある種の伝送媒体を通じて実装されることにもまた留意されたい。プログラム記憶媒体は、磁気的（たとえば、フロッピー（登録商標）・ディスクまたはハード・ドライブ）、または光学的（たとえば、コンパクト・ディスク読出し専用メモリ、すなわち「ＣＤ ＲＯＭ」）であってもよく、また読出し専用であってもランダム・アクセスであってもよい。同様に、伝送媒体は、ツイストペア線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野で知られている他の何らかの適切な伝送媒体とすることができる。本発明は、所与のいずれの実装形態のこれらの態様によっても限定されるものではない。

本発明は、本明細書にある教示の恩恵を受ける当業者には明らかな、異なるが均等なやり方に変更して実施することができるため、上記で開示した個々の実施形態は例示にすぎない。さらに、以下の特許請求の範囲に記載した以外に、本明細書に示した構成または設計の詳細に限定することを意図しない。したがって、上記で開示した個々の実施形態を変更または修正することができるのは明らかであり、すべてのこのような変形形態は本発明の範囲内であるとみなされる。よって、本明細書で求める保護は、以下の特許請求の範囲に示す通りである。

Claims (12)

1. 少なくとも１つの移動ユニットに無線接続性を提供するよう構成された第１の無線アクセス・デバイスに通信可能に結合されたケーブル・モデム終端システムにおける実装のための方法であって、
   前記ケーブル・モデム終端システムにおいて、
   前記少なくとも１つの移動ユニットに対する無線接続のために前記第１の無線アクセス・デバイスにケーブル・モデム・リソースを割り当てる要求を受信するステップであって、前記ケーブル・モデム・リソースは、前記少なくとも１つの移動ユニットに関連付けられたサービス品質での前記無線接続をサポートするために必要と決定され、前記少なくとも１つの移動ユニットに代わって要求されたものであり、
   前記受信したケーブル・モデム・リソースを割り当てる要求をポリシ・サーバに送信するステップと、
   ポリシ・サーバによって決定された前記送信したケーブル・モデム・リソースのための要求が承諾されたかどうかを示す情報を受信するステップと、
   前記要求されたケーブル・モデム・リソースが承諾されたかどうかを示す情報を、前記ケーブル・モデム終端システムから前記第１の無線アクセス・デバイスに提供するステップを含み、前記要求されたケーブル・モデム・リソースが承諾されたという指示の受信に応じて前記第１の無線アクセス・デバイスに前記少なくとも１つの移動ユニットに対する前記無線接続を開始させる方法。
   
2. 前記ケーブル・モデム・リソースを割り当てる要求を受信する前記ステップが、前記少なくとも１つの移動ユニットに関連付けられた前記サービス品質において前記少なくとも１つの移動ユニットに無線接続性を提供する第２の無線アクセス・デバイスからの再配置要求に応答して、前記第１の無線アクセス・デバイスから前記要求を受信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
   
3. 前記ケーブル・モデム・リソースを割り当てる要求を受信する前記ステップが、前記少なくとも１つの移動ユニットによって前記第１の無線アクセス・デバイスに提供される呼発信メッセージに応答して、前記第１の無線アクセス・デバイスから前記要求を受信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
   
4. 前記ポリシ・サーバによって決定された情報を受信するステップが、前記要求されたケーブル・モデム・リソースが割当てに利用可能かどうかを示す情報を含むメッセージを、前記ポリシ・サーバから受信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
   
5. 前記ケーブル・モデム終端システムにおいて、前記少なくとも１つの移動ユニットに対する前記無線接続のために前記第１の無線アクセス・デバイスに割り当てられた前記ケーブル・モデム・リソースの割当てを解除する要求を受信するステップを含む請求項１に記載の方法。
   
6. 前記少なくとも１つの移動ユニットおよび前記第１の無線アクセス・デバイスに関連付けられた前記ケーブル・モデム・リソースの割当てを解除する要求を、前記ポリシ・サーバに提供するステップを含む請求項５に記載の方法。
   
7. 前記少なくとも１つの移動ユニットおよび前記第１の無線アクセス・デバイスに関連付けられた前記ケーブル・モデム・リソースの割当ての解除を確認応答する情報を含むメッセージを、前記ポリシ・サーバから受信するステップを含む請求項６に記載の方法。
   
8. 前記少なくとも１つの移動ユニットに関連付けられた前記ケーブル・モデム・リソースの解放を示す情報を、前記ケーブル・モデム終端システムから前記第１の無線アクセス・デバイスに提供するステップを含む請求項７に記載の方法。
   
9. ケーブル・モデム・リソースを割り当てるための前記要求を受信するステップが、ケーブル・モデムにより提供される帯域幅、チャネル、周波数、コードおよびタイムスロットのうちの少なくとも１つを割り当てるための要求を受信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
   
10. 移動ユニット（１７５）に無線接続性を提供するための方法であって、
    前記移動ユニット（１７５）に関連付けられたサービス品質に基づいて、無線アクセス・デバイス（１４５）においてケーブル・モデム（１５０）のリソースを決定するステップと、
    前記決定されたリソースに対するサービス品質の要求を前記無線アクセス・デバイス（１４５）から有線ネットワークの終端システム（１５５）に送信するステップと、
    前記無線アクセス・デバイス（１４５）において、前記要求されたリソースが承諾されたかどうかを示す情報を前記終端システム（１５５）から受信するステップと、を含む方法。
    
11. 少なくとも１つの移動ユニットに無線接続性を提供するよう構成された第１の無線アクセス・デバイスに通信可能に結合されたケーブル・モデム終端システムにおいて使用する装置であって、
    前記少なくとも１つの移動ユニットに対する無線接続のために前記第１の無線アクセス・デバイスにケーブル・モデム・リソースを割り当てる要求を受信する手段であって、前記ケーブル・モデム・リソースは、前記少なくとも１つの移動ユニットに関連付けられたサービス品質での前記無線接続をサポートするために必要と決定され、前記少なくとも１つの移動ユニットに代わって要求されたものであり、
    前記受信したケーブル・モデム・リソースを割り当てる要求をポリシ・サーバに送信する手段と、
    ポリシ・サーバによって決定された前記送信したケーブル・モデム・リソースのための要求が承諾されたかどうかを示す情報を受信する手段と、
    前記要求されたケーブル・モデム・リソースが承諾されたかどうかを示す情報を前記第１の無線アクセス・デバイスへと提供する手段とを含み、前記要求されたケーブル・モデム・リソースが承諾されたという指示の受信に応じて前記第１の無線アクセス・デバイスに前記少なくとも１つの移動ユニットに対する前記無線接続を開始させる装置。
    
12. 移動ユニット（１７５）に無線接続性を提供するための前記無線アクセス・デバイス（１４５）であって、
    前記移動ユニット（１７５）に関連付けられたサービス品質に基づいてケーブル・モデム（１５０）のリソースを決定する手段と、
    前記決定されたリソースに対するサービス品質の要求を有線ネットワークの終端システム（１５５）に送信する手段と、
    前記要求されたリソースが承諾されたかどうかを示す情報を前記終端システム（１５５）から受信する手段と、を含む無線アクセス・デバイス（１４５）。

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