JP5898120B2 - セルラネットワークと無線ローカルエリアネットワークとのインターワーキング方法およびインターワーキングシステム - Google Patents

セルラネットワークと無線ローカルエリアネットワークとのインターワーキング方法およびインターワーキングシステム Download PDF

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Description

本発明は無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、セルラネットワークと無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ：Wireless Local Area Network）との間のインターワーキング方法およびインターワーキングシステムに関する。
現在、ＷＬＡＮおよびセルラネットワークなどの異なるタイプの無線通信ネットワークが展開されている（deployed）。マルチモード無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ：Wireless Transmit/Receive Unit）は、複数の無線通信ネットワークにおける無線通信をサポートしている。マルチモードＷＴＲＵのユーザは異なるネットワークの間をローミングするため、サービスを絶えず受信しながら、一方のネットワークから他方のネットワークへのハンドオーバを実行する必要がある。例えば、無線加入者は、ユーザに提供されている無線サービスの継続性を維持しながら、ＷＬＡＮと第３世代（３Ｇ）ネットワークとの間をローミングすることができる。
したがって、ユーザが異なる無線ネットワークの間をローミングするときにサービスの継続性が維持されるよう、ＷＴＲＵとネットワークとの間における連携（coordination）が必要とされている。
本発明は、セルラネットワークとＷＬＡＮとの間のインターワーキング方法およびインターワーキングシステムに関する。少なくとも１つのセルラネットワークと、少なくとも１つのＷＬＡＮと、ＩＰネットワークとが展開される。ＷＬＡＮはアクセスポイント（ＡＰ：Access Point）を含む。セルラネットワークは、無線アクセスネットワークおよびコアネットワークを含む。無線アクセスネットワークは、ノードＢおよび無線ネットワークコントローラを含み、コアネットワークは、パケットデータゲートウェイ（ＰＤＧ：Packet Data Gateway）と、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ：Serving GPRS Support Node）と、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ：Gateway GPRS Support Node）とを含む。
最初に、ＷＴＲＵはＷＬＡＮとの接続を確立し、ＡＰとＰＤＧとの間にトンネルが確立される。さらに、ＰＤＧはＩＰネットワークとのトンネルを確立する。次いで、ＷＴＲＵは、ＷＬＡＮを介して配信されるサービスを呼び出す。ＡＰからの信号品質が予め定められた閾値よりも下回った場合、ＷＬＡＮからセルラネットワークへのハンドオーバが実行される。セルラネットワークとの新たな接続は、ＷＬＡＮとの現在の接続を切断する前もしくは切断した後のいずれかに確立されてもよく、または２つの接続が同時に維持されてもよい。
ＵＭＴＳ−ＷＬＡＮアーキテクチャを示すブロック図である。 ＷＬＡＮを介して３Ｇベースのサービスにアクセスするプロセスを示す信号図である。 本発明の第１の実施形態に従う、インターワーキングプロセスを示す信号図である。 本発明の第１の実施形態における代替実施形態に従う、代替インターワーキングプロセスを示す信号図である。 本発明の第２の実施形態に従う、インターワーキングプロセスを示す信号図である。 本発明の第２の実施形態における代替実施形態に従う、代替インターワーキングプロセスを示す信号図である。 本発明の第３の実施形態に従う、インターワーキングプロセスを示す信号図である。
添付図面とあわせて理解すべき例示する以下の好ましい実施形態の記載から、本発明をより詳細に理解することができよう。
以下において、図面を参照しながら本発明について説明する。すべての図を通じて、図中の類似した番号は、類似した要素を表している。
以後、「ＷＴＲＵ」と呼ぶときは、この用語には、ユーザ機器（ＵＥ：User Equipment）、移動局、固定式もしくは移動式加入者ユニット、ページャ、または、無線環境において動作することができるその他の任意のタイプのデバイスが含まれるが、これらに限定されるものではない。また、以後、「ノードＢ」および「ＡＰ」と呼ぶときは、これらの用語には、サイトコントローラ、または、無線環境におけるその他の任意のタイプのインターフェーシングデバイスが含まれるが、これらに限定されるものではない。
本発明は、セルラネットワークとの接続を確立するステップと、ハンドオーバを実行するステップと、ユーザとＷＬＡＮとの間の接続を切断するステップとを規定することによって、ＷＬＡＮとセルラネットワークとの間のサービスの継続性、およびシームレスなハンドオーバを維持する方法を提供する。セルラネットワークには、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ：Universal Mobile Telecommunication System）、ｃｄｍａ２０００、および移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）が含まれるが、これらに限定されるものではなく、セルラネットワークは任意のタイプのセルラネットワークとすることができることに留意されたい。また、ＷＬＡＮには、ＩＥＥＥ８０２．ｘネットワークが含まれるが、これらに限定されるものではなく、ＷＬＡＮは任意のタイプのＷＬＡＮとすることができることに留意されたい。
図１は、ＵＭＴＳ−ＷＬＡＮインターワーキングネットワーク１００のブロック図である。ＷＬＡＮ１３０ａ、１３０ｂ（例えば、ＷＬＡＮホットスポット）は、ＵＭＴＳのカバーエリア１１０内に展開されている。ＷＬＡＮ１３０ａは少なくとも１つの無線アクセス用ＡＰ１３２ａを含み、ＷＬＡＮ１３０ｂは少なくとも１つの無線アクセス用ＡＰ１３２ｂを含む。ＡＰ１３２ａ、１３２ｂは、ＷＬＡＮホットスポットを介して、ＩＰネットワーク１４０（例えば、インターネット）などの外部ネットワーク、または３Ｇベースのサービスのためのセルラコアネットワーク１２０へアクセスするためのアクセスルータ（ＡＲ：Access Router）１３４に接続されている。
基地局１１２は、ＵＭＴＳネットワークへのアクセスのために、ＵＭＴＳカバーエリア内に配置されている。基地局１１２は無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ：Radio Network Controller）１１４に接続されており、ＲＮＣ１１４はセルラコアネットワーク１２０に接続されている。
セルラコアネットワーク１２０は、回線交換コアネットワーク（図示せず）と、（図１に示した）パケット交換コアネットワークとを含む。パケット交換コアネットワーク１２０は、ＳＧＳＮ１２２と、認証、認可、およびアカウンティング（ＡＡＡ：Authentication, Authorization, and Accounting）サーバ１２４と、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ：Home Location Register）／ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ：Home Subscriber Server）１２６と、ＧＧＳＮ１２８と、ＰＤＧ１２９と、ＷＬＡＮアクセスゲートウェイ（ＷＡＧ：WLAN Access Gateway）１２１とを含む。
図１および図２を参照しながら、以下において、ＷＬＡＮを介して３Ｇベースのサービスにアクセスするプロセス２００を説明する。現時点で、ＷＴＲＵ１０２はＷＬＡＮホットスポット１３０ａのサービスエリア内にある。ＷＴＲＵ１０２は、アクティブスキャンまたはパッシブスキャンにより、ＷＬＡＮホットスポット１３０ａのシステム情報を取得する（ステップ２０２）。アクティブスキャンでは、ＷＴＲＵ１０２は、ＡＰ１３２ａにプローブ要求を送信し（ステップ２０２ａ）、ＡＰ１３２ａは、そのプローブ要求に応答して、プローブ応答を送信する（ステップ２０２ｂ）。ＷＴＲＵ１０２は、複数のＡＰからビーコンを受信することができる。そのような場合、一般的には、ＷＴＲＵは最も強い信号を有するＡＰを選択する。パッシブスキャンでは、ＷＴＲＵ１０２は、ＡＰ１３２ａから周期的に送信されるビーコンをリスンする（listen）（ステップ２０２ｃ）。
システム情報を取得した後、ＷＬＡＮアソシエーションプロシージャおよび認証プロシージャが実行される。ＷＴＲＵ１０２は、選択されたＡＰ１３２ａにアソシエーション要求メッセージを送信し（ステップ２０４）、ＡＰ１３２ａは、ＷＴＲＵ１０２にアソシエーション応答メッセージを送信する（ステップ２０６）。その時点でアソシエーションが確立され、ＷＬＡＮ認証プロシージャが実行される（ステップ２０８）。
次いで、ＷＴＲＵ１０２は、ＷＬＡＮ１３０ａを介してＵＭＴＳベースのサービスを受信するために、ＵＭＴＳネットワークに登録することによって、サブスクリプション（subscription）およびサービス認証プロシージャを開始する（ステップ２１０）。ＷＬＡＮ１３０ａは、ＷＴＲＵ１０２から与えられるネットワークアクセスＩＤ（ＮＡＩ：Network Access Id）を解明する（resolve）。ＡＲ１３４は、ＮＡＩを使用して、ＡＡＡメッセージをＵＭＴＳコアネットワーク１２０内の関連するＡＡＡサーバ１２４にルーティングする。ＡＲ１３４は、拡張可能認証プロトコル（ＥＡＰ：Extensible Authentication Protocol）−ＡＫＡ（Authentication Key Agreement）認証をトリガし、ＵＭＴＳ ＡＡＡサーバ１２４へのメッセージを中継する。ＷＴＲＵ１０２は、認証成功メッセージを受信すると、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ：Dynamic Host Configuration Protocol）を使用してＩＰアドレスを受信し、次いで、ＷＡＧ１２１を介したＰＤＧ１２９とのトンネルの確立を開始する。ＷＴＲＵ１０２は、完全修飾ドメイン名（ＦＱＤＮ：Fully Qualified Domain Name）を構成し、ＤＮＳ１４２からＰＤＧ１２９に関するＤＮＳクエリを実行する（ステップ２１２）。ＷＴＲＵ１０２は、ＤＮＳクエリ応答内の受信されたリストからＰＤＧを選択し、選択されたＰＤＧ１２９とＷＴＲＵ１０２との間にエンドツーエンドトンネル（end-to-end tunnel）を確立する（ステップ２１４）。
図３は、本発明の第１の実施形態に従う、インターワーキングプロセス３００の信号図である。第１の実施形態に従うと、ＵＭＴＳネットワークとの新たな接続は、ＷＬＡＮホットスポットとの現在の接続を切断する前に確立される（すなわち、「メイクビフォアブレイク（make before break）」）。図２において、ステップ２１４でトンネルが確立されると、ＷＴＲＵは、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）サービスなどのアプリケーションを指示し、トンネルは、この特定のアプリケーション用に設定される。ＷＴＲＵ１０２は、トンネルを確立して、要求をＡＰ１３２ａに送信し（ステップ３０２ａ）、ＡＰ１３２ａは、その要求をＰＤＧ１２９に転送する（ステップ３０２ｂ）。ＷＴＲＵ１０２とＰＤＧ１２９との間にトンネルが確立された後、ＷＴＲＵ１０２は、指示されたサービスを呼び出す（ステップ３０２）。
２つのオプションが、アプリケーションの指示の後に続くことができる。１つは、要求をＰＤＧ１２９に送信して、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ：IP Multimedia Subsystem）１５０との接続を確立し、ＷＴＲＵ１０２に対するプロキシ呼状態制御機能（Ｐ−ＣＳＣＦ：Proxy Call State Control Function）またはセッション開始プロトコル（ＳＩＰ：Session Initiation Protocol）プロキシを割り当てることである。もう１つのオプションは、要求をＰＤＧ１２９に送信して、トンネルを確立し、ＷＴＲＵ１０２がＩＭＳ１５０との接続を要求するのを待ち、接続要求の後で、ＳＩＰプロキシまたはＰ−ＣＳＣＦの割り当てが実行されることである。第１オプションは呼の設定における遅延の増加を避けることになるため、好ましいものである。しかし、第２オプションも、いくつかの状況においては実施され得る。ＰＤＧ１２９とＩＭＳ１５０との間のステップ３０４は、ＰＤＧ１２９とＩＭＳ１５０との間の接続を確立するために実行される、ＳＩＰ登録、Ｐ−ＣＳＣＦの割り当て、およびサービングＣＳＣＦ（Ｓ−ＣＳＣＦ：Serving CSCF）の割り当てなどのステップを示している。ＣＳＣＦは、ＩＭＳネットワーク内でＳＩＰシグナリングパケットを処理するために使用される特定のタイプのＳＩＰサーバである。Ｐ−ＣＳＣＦは、ＷＴＲＵに対する第１接続ポイントであるＳＩＰプロキシである。Ｓ−ＣＳＣＦは、シグナリングプレーン（signaling plane）の中心ノードである。
図１に示すように、ＷＴＲＵ１０２が現在のＷＬＡＮホットスポット１３０ａから離れるとき、現在のＷＬＡＮホットスポット１３０ａからＵＭＴＳネットワーク１１０へのハンドオーバが開始される。本実施形態に従うと、ＵＭＴＳネットワーク１１０との新たな接続は、現在のＷＬＡＮホットスポット１３０ａとの既存の接続を切断する前に確立される。
再び図３を参照すると、ＷＴＲＵ１０２は、以下のステップ３０６〜３１０によって、矢印３０５で示されるように、ＧＧＳＮ１２８との接続を確立する。最初に、ＷＴＲＵ１０２は、ノードＢ１１２との無線アクセスベアラ（ＲＡＢ：Radio Access Bearer）を確立し（ステップ３０６）、３ＧＰＰシステム接続機能を呼び出す（ステップ３０８）。次いで、ＷＴＲＵ１０２は、パケットデータプロトコル（ＰＤＰ：Packet Data Protocol）コンテキストを確立することによって、３ＧＰＰ ＩＰ接続機能を呼び出す（ステップ３１０）。ＷＴＲＵ１０２がＰＤＰコンテキストを設定するとき、ＷＴＲＵ１０２はアクセスポイントを選択し、アクセスポイント名（ＡＰＮ：Access Point Name）が決定される。ＡＰＮはＤＮＳクエリ内で使用される。最終的に、このプロセスは、当該アクセスポイントにサービスを提供するＧＧＳＮ１２８のＩＰアドレスを提供する。次いで、ステップ３１２において、ＷＴＲＵ１０２は、ＳＩＰ登録を介して３ＧＰＰ ＩＭＳ接続機能を呼び出し、その時点で、矢印３１２ａで示されるように、ＧＧＳＮ１２８とＩＭＳ１５０との間の接続も確立される。
ＵＭＴＳネットワーク１１０との接続が確立されると、現在のＷＬＡＮホットスポット１３０ａとの接続を切断するためのプロセスが開始される。ＷＴＲＵ１０２は、ＡＰ１３２ａにハンドオーバ要求を送信する（ステップ３１４）。ハンドオーバ要求は、トンネルエンドポイント（tunnel end points）、ユーザＩＤ、無線リソース、周波数チャネル、優先度などを識別する。次いで、ＡＰ１３２ａは、ＰＤＧ１２９に３ＧＰＰリロケーション要求（relocation request）を送信する（ステップ３１６）。３ＧＰＰリロケーション要求に関しては、２つのオプションがある。ＰＤＧ１２９は、ＷＬＡＮ１３０ａとの接続が終了した後に呼経路（call path）から除去されてもよく、または、ＰＤＧ１２９は、ＷＬＡＮ１３０ａとの接続が終了した後も呼経路上に残っていてもよい。図３は第１オプションを示している。第２オプションについては、以下において、図４を参照して説明する。
図３に示す第１の実施形態においては、ＰＤＧ１２９は、ＷＬＡＮ１３０ａとの接続が終了した後に除去される。ＰＤＧ１２９は要求をＧＧＳＮ１２８に転送し（ステップ３１８）、ＧＧＳＮ１２８は要求をＩＭＳ１５０に転送する（ステップ３２０）。ＰＤＧ１２９とＧＧＳＮ１２８との間のトンネルは、ＷＬＡＮ１３０ａとの接続が存続している期間中のみ持続し、次いで、ＧＧＳＮ１２８とＩＭＳ１５０との間に新たな接続が確立され、トラフィックは、ＩＭＳ１５０から、ＷＴＲＵ１０２が現在接続されているＧＧＳＮ１２８に直接転送される。
ＩＭＳ１５０はＧＧＳＮ１２８にリロケーション応答を送信し（ステップ３２２）、ＧＧＳＮ１２８はＰＤＧ１２９にその応答を転送する（ステップ３２４）。ＰＤＧ１２９は、ＡＰ１３２ａにリロケーション応答を送信する（ステップ３２６）。次いで、ＡＰ１３２ａは、ＷＴＲＵ１０２にハンドオーバ完了メッセージを送信し（ステップ３２８）、その後リソースを解放する。さらに、ＧＧＳＮ１２８も、リソース割り当てのためのハンドオーバ完了メッセージ（すなわち、ＨＯ完了）を、ＳＧＳＮ１２２を介してノードＢ１１２に送信する（ステップ３３０、３３２）。次いで、ノードＢ１１２は、ＷＴＲＵ１０２にハンドオーバ完了メッセージを送信する（ステップ３３４）。次いで、ＩＭＳ１５０からのサービスが、ＵＭＴＳネットワーク１１０を介して（すなわち、矢印３３６ａ〜３３６ｃによって示されるように、ＩＭＳ１５０から、ＧＧＳＮ１２８、ＳＧＳＮ１２２、およびノードＢ１１２を経由して、ＷＴＲＵ１０２に）提供される（ステップ３３６、３３８）。
図４は、第１の実施形態の代替プロセス４００の信号図である。プロセス４００は、ＷＬＡＮ１３０ａとの接続が終了した後もＰＤＧ１２９が呼経路上に残っていることを除いて、プロセス３００と同様である。ＰＤＧ１２９は、ハンドオーバ後は呼経路の中間にあることになる。ハンドオーバは、Ｐ−ＣＳＣＦ内のシグナリング経路をＰＤＧ１２９からＧＧＳＮ１２８に向けて切り替えることにより実行される。トラフィックはＰＤＧ１２９からＧＧＳＮ１２８に向けられる。
ステップ４０２〜４１６は、対応するステップ３０２〜３１６と同一であり、本明細書では繰り返し説明しない。ＡＰ１３２ａからのリロケーション要求を受信した後、ＰＤＧ１２９は、ＧＧＳＮ１２８にトンネル確立要求を送信し、ＧＧＳＮ１２８は、トンネル確立応答をもって応答する。その時点で、ＰＤＧ１２９とＧＧＳＮ１２８との間にトンネルが確立される。ＧＧＳＮ１２８は、ＰＤＧ１２９を介してＩＭＳ１５０とのＳＩＰ接続を確立する（ステップ４２２、４２４）。ＰＤＧ１２９は、ＡＰ１３２ａにリロケーション応答を送信する（ステップ４２６）。次いで、ＡＰ１３２ａは、ＷＴＲＵ１０２にハンドオーバ完了メッセージを送信し（ステップ４２８）、その後リソースを解放する。さらに、ＧＧＳＮ１２８も、リソース割り当てのためのハンドオーバ完了メッセージを、ＳＧＳＮ１２２を介してノードＢ１１２に送信する（ステップ４３０、４３２）。次いで、ノードＢ１１２は、ＷＴＲＵ１０２にハンドオーバ完了メッセージを送信する（ステップ４３４）。次いで、ＩＭＳ１５０からのサービスが、ＵＭＴＳネットワーク１１０を介して（すなわち、矢印４３６ａ〜４３６ｃによって示されるように、ＩＭＳ１５０から、ＰＤＧ１２９、ＧＧＳＮ１２８、ＳＧＳＮ１２２、およびノードＢ１１２を経由して、ＷＴＲＵ１０２に）提供される（ステップ４３６）。
図５は、本発明の第２の実施形態に従う、インターワーキングプロセス５００の信号図である。第２の実施形態に従うと、ＷＴＲＵ１０２は、複数のセッションを同時に維持することができ、ＷＬＡＮ１３０ａとの既存の接続は、ハンドオーバが完了した後も切断されない。２つの接続が同時に維持され、アプリケーションは、一方のネットワークから他方のネットワークへ転送される（すなわち、「同時に存在する」）。
ＷＴＲＵ１０２とＰＤＧ１２９との間にトンネルが確立された後、ＷＴＲＵ１０２はＶｏＩＰ通話サービスなどのサービスを呼び出す（ステップ５０２）。ＷＴＲＵ１０２はＡＰ１３２ａに要求を送信し（ステップ５０２ａ）、ＡＰ１３２ａはその要求をＰＤＧ１２９に転送する（ステップ５０２ｂ）。ＰＤＧ１２９とＩＭＳ１５０との間のステップ５０４は、ＰＤＧ１２９とＩＭＳ１５０との間の接続を確立するために実行される、ＳＩＰ登録、Ｐ−ＣＳＣＦの割り当て、およびＳ−ＣＳＣＦの割り当てなどのステップを示している。
ＷＴＲＵ１０２は、ＵＭＴＳネットワーク１１０との追加の接続を同時に確立する。ＷＴＲＵ１０２は、以下のステップ５０６〜５１０によって、矢印５０５で示されるように、ＧＧＳＮ１２８との接続を確立する。ＷＴＲＵ１０２は、ノードＢ１１２とのＲＡＢを確立し（ステップ５０６）、３ＧＰＰシステム接続機能を呼び出す（ステップ５０８）。次いで、ＷＴＲＵ１０２は、ＰＤＰコンテキストを確立することによって、３ＧＰＰ ＩＰ接続機能を呼び出す（ステップ５１０）。ＷＴＲＵ１０２がＰＤＰコンテキストを設定するとき、ＷＴＲＵ１０２はアクセスポイントを選択し、ＡＰＮが決定される。ＡＰＮはＤＮＳクエリ内で使用される。最終的に、このプロセスは、当該アクセスポイントにサービスを提供するＧＧＳＮ１２８のＩＰアドレスを提供する。次いで、ステップ５１２において、ＷＴＲＵ１０２は、ＳＩＰ登録を介して３ＧＰＰ ＩＭＳ接続機能を呼び出し、その時点で、矢印５１２ａで示されるように、ＧＧＳＮ１２８とＩＭＳ１５０との間の接続も確立される。
図１に示すように、ＷＴＲＵ１０２が現在のＷＬＡＮホットスポット１３０ａから離れるとき、ＷＬＡＮ１３０ａとの既存の接続を切断することなく、アプリケーションが、ＷＬＡＮ１３０ａからＵＭＴＳネットワーク１１０に転送される。ＷＴＲＵ１０２は、ＡＰ１３２ａにハンドオーバ要求を送信する（ステップ５１４）。ハンドオーバ要求は、トンネルエンドポイント、ユーザＩＤ、無線リソース、周波数チャネル、優先度などを識別する。次いで、ＡＰ１３２ａは、ＰＤＧ１２９に３ＧＰＰリロケーション要求を送信する（ステップ５１６）。第１の実施形態およびその代替実施形態と関連させて上述したように、ＰＤＧ１２９は、接続がＵＭＴＳに切り替えられた後に呼経路から除去されてもよく、または呼経路上に残ってもよい。図５は第１オプションを示している。第２オプションについては、以下において、図６を参照して説明する。
ＰＤＧ１２９は要求をＧＧＳＮ１２８に転送し（ステップ５１８）、ＧＧＳＮ１２８は要求をＩＭＳ１５０に転送する（ステップ５２０）。ＰＤＧ１２９は、ＷＬＡＮ１３０ａとの接続が切り替えられた後、呼経路から除去される。ＰＤＧ１２９とＧＧＳＮ１２８との間のトンネルは、ある一定の期間のみ持続し、ＧＧＳＮ１２８とＩＭＳ１５０との間の新たな接続が確立され、トラフィックは、ＩＭＳ１５０から、ＷＴＲＵ１０２が接続されているＧＧＳＮ１２８に直接転送される。
ＩＭＳ１５０はＧＧＳＮ１２８にリロケーション応答を送信し（ステップ５２２）、ＧＧＳＮ１２８はＰＤＧ１２９にその応答を転送する（ステップ５２４）。ＰＤＧ１２９は、ＡＰ１３２ａにリロケーション応答を送信する（ステップ５２６）。次いで、ＡＰ１３２ａは、ＷＴＲＵ１０２にハンドオーバ完了メッセージを送信し（ステップ５２８）、その後リソースを解放する。さらに、ＧＧＳＮ１２８も、リソース割り当てのためのハンドオーバ完了メッセージを、ＳＧＳＮ１２２を介してノードＢ１１２に送信する（ステップ５３０、５３２）。次いで、ノードＢ１１２は、ＷＴＲＵ１０２にハンドオーバ完了メッセージを送信する（ステップ５３４）。次いで、ＩＭＳ１５０からのサービスが、ＵＭＴＳネットワーク１１０を介して（すなわち、矢印５３６ａ〜５３６ｃによって示されるように、ＩＭＳ１５０から、ＧＧＳＮ１２８、ＳＧＳＮ１２２、およびノードＢ１１２を経由して、ＷＴＲＵ１０２に）提供される（ステップ５３６、５３８）。
図６は、第２の実施形態の代替プロセス６００の信号図である。プロセス６００は、ＷＬＡＮ１３０ａとの接続が切り替えられた後もＰＤＧ１２９が呼経路上に残っていることを除いて、プロセス５００と同様である。ＰＤＧ１２９は、ハンドオーバ後は呼経路の中間にあることになる。
ステップ６０２〜６１６は、プロセス５００の対応するステップ５０２〜５１６と同一であり、本明細書では繰り返し説明しない。ＡＰ１３２ａからのリロケーション要求を受信した後、ＰＤＧ１２９は、ＧＧＳＮ１２８にトンネル確立要求を送信し（ステップ６１８）、ＧＧＳＮ１２８は、トンネル確立応答をもって応答する（ステップ６２０）。その時点で、ＰＤＧ１２９とＧＧＳＮ１２８との間にトンネルが確立される。ＧＧＳＮ１２８は、ＰＤＧ１２９を介してＩＭＳ１５０とのＳＩＰ接続を確立する（ステップ６２２、６２４）。ＰＤＧ１２９は、ＡＰ１３２ａにリロケーション応答を送信する（ステップ６２６）。次いで、ＡＰ１３２ａは、ＷＴＲＵ１０２にハンドオーバ完了メッセージを送信し（ステップ６２８）、その後、ステップ６２９でリソースを解放する。さらに、ＧＧＳＮ１２８も、リソース割り当てのためのハンドオーバ完了メッセージを、ＳＧＳＮ１２２を介してノードＢ１１２に送信する（ステップ６３０、６３２）。次いで、ノードＢ１１２は、ＷＴＲＵ１０２にハンドオーバ完了メッセージを送信する（ステップ６３４）。次いで、ＩＭＳ１５０からのサービスが、ＵＭＴＳネットワークを介して（すなわち、矢印６３６ａ〜６３６ｃによって示されるように、ＩＭＳ１５０から、ＰＤＧ１２９、ＧＧＳＮ１２８、ＳＧＳＮ１２２、およびノードＢ１１２を経由して、ＷＴＲＵ１０２に）提供される（ステップ６３６）。
図７は、本発明の第３の実施形態に従う、インターワーキングプロセス７００の信号図である。第３の実施形態に従うと、ＷＬＡＮ１３０ａとの既存の接続は、ＵＭＴＳネットワーク１１０へのハンドオーバの前に切断される（すなわち、「ブレイクビフォアメイク（break before make）」）。ＷＴＲＵ１０２とＰＤＧ１２９との間にトンネルが確立された後、ＷＴＲＵ１０２は、指示されたサービスを呼び出す（ステップ７０２）。指定されたサービスを呼び出すために、ＷＴＲＵ１０２はＡＰ１３２ａに要求を送信し（ステップ７０２ａ）、ＡＰ１３２ａはその要求をＰＤＧ１２９に転送する（ステップ７０２ｂ）。ＰＤＧ１２９とＩＭＳ１５０との間のステップ７０４は、ＰＤＧとＩＭＳとの間の接続を確立するために実行される、ＳＩＰ登録、Ｐ−ＣＳＣＦの割り当て、およびＳ−ＣＳＣＦの割り当てなどのステップを示している。
図１に示すように、ＷＴＲＵ１０２が現在のＷＬＡＮホットスポット１３０ａから離れるとき、現在のＷＬＡＮホットスポット１３０ａからＵＭＴＳネットワーク１１０へのハンドオーバが実行される。本実施形態に従うと、ＵＭＴＳネットワーク１１０との新たな接続は、現在のＷＬＡＮホットスポット１３０ａとの既存の接続を切断した（例えば、信号が消失した）後に確立される。
ＡＰ１３２ａからの信号が消失すると（ステップ７０６）、ＷＴＲＵは、ＵＭＴＳシステムへのハンドオーバを開始することができ、あるいは、ＷＬＡＮがハンドオーバを開始することができる。ＷＬＡＮはＰＤＧ１２９に接続されているため、ＷＬＡＮは、対象とするＵＭＴＳシステムへのハンドオーバを開始することができる。信号の消失が検出されると、ＡＰ１３２ａはＰＤＧ１２９にメッセージ（リロケーション要求）を送信する（ステップ７０８）。その際、セッションは、ある一定期間維持される（ステップ７１０）。
次いで、ＷＴＲＵ１０２は、以下のステップ７１２〜７１６によって、矢印７１１で示されるように、ＧＧＳＮ１２８との接続を確立する。ＷＴＲＵ１０２はノードＢ１１２とのＲＡＢを確立し（ステップ７１２）、３ＧＰＰシステム接続機能を呼び出す（ステップ７１４）。次いで、ＷＴＲＵ１０２は、ＰＤＰコンテキストを確立することによって、３ＧＰＰ ＩＰ接続機能を呼び出す（ステップ７１６）。ＷＴＲＵ１０２がＰＤＰコンテキストを設定するとき、ＷＴＲＵ１０２はアクセスポイントを選択し、ＡＰＮが決定される。ＡＰＮはＤＮＳクエリ内で使用される。最終的に、このプロセスは、当該アクセスポイントにサービスを提供するＧＧＳＮ１２８のＩＰアドレスを提供する。次いで、ステップ７１８において、ＷＴＲＵ１０２は、ＳＩＰ登録を介して３ＧＰＰ ＩＭＳ接続機能を呼び出し、その時点で、矢印７１８ａで示されるように、ＧＧＳＮ１２８とＩＭＳ１５０との間の接続も確立される。
次いで、ハンドオーバベンディングセッション（handover bending session）が開始される（ステップ７２０）。ＷＴＲＵ１０２は、ＩＭＳ１５０（すなわち、ＳＩＰサーバ）に、既存のセッションに関する情報を送信する。この情報は、セッション／サービスＩＤ、送信元ＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレス、新たな接続情報（すなわち、現在のＩＰアドレス）を有するＵＭＴＳシステムへのトラフィックのリダイレクト要求などを含む。次いで、ＩＭＳ１５０は、呼／セッションの新たなルーティングを更新する。ＩＭＳ１５０は、新たなセッションに対する、新たなＰ−ＣＳＣＦおよびＳ−ＣＳＣＦを確立する。
次いで、ＩＭＳ１５０は、セッションに関する情報と、呼／セッションがリダイレクトされており、以前に確保されたリソースが解放されるべきであるという指示とを伴うハンドオーバ要求通知をＰＤＧ１２９に送信する（ステップ７２２）。次いで、ＰＤＧ１２９は、セッション情報およびＷＴＲＵのＩＤと共に、リロケーション応答をＡＰ１３２ａに送信する（ステップ７２４）。次いで、ＡＰ１３２ａは、ＷＴＲＵ１０２に割り当てられていたリソースを解放する。ＷＴＲＵ１０２とＩＭＳ１５０との間でセッションが再開され（ステップ７２６ａ〜７２６ｄ）、ユーザによって呼び出されたサービスが、ＩＭＳ１５０から、ＧＧＳＮ１２８、ＳＧＳＮ１２２、およびノードＢ１１２を経由して、ＷＴＲＵ１０２に提供される（ステップ７２８）。
ＰＤＧ１２９は、ＩＭＳ１５０にハンドオーバを指示することもできる。代替として、ＷＴＲＵ１０２がＩＭＳ１５０にハンドオーバを指示し、前の接続情報を提供してもよい。
（諸実施形態）
１．ＩＭＳによって提供されるユーザサービスがハンドオーバ後もセルラネットワークを介して継続的に提供される、当該ユーザサービスのためのセルラネットワークとＷＬＡＮとの間のインターワーキング方法。最初に、ＷＴＲＵはＷＬＡＮとの接続を確立し、ＷＬＡＮと、セルラネットワークのＰＤＧとの間にトンネルを確立し、続いて、ＰＤＧとＩＰネットワークとの間にトンネルを確立して、ＷＬＡＮを介してユーザサービスを受信する。ＷＴＲＵはセルラネットワークとの接続を確立し、ＷＬＡＮを介してハンドオーバ信号を送信することによって、ＷＬＡＮからセルラネットワークへのハンドオーバを実行する。
２．ＰＤＧはハンドオーバ要求を受信したときに、セルラネットワークのＧＧＳＮにリロケーション要求を送信し、それによって、ＰＤＧはハンドオーバが実行された後に呼経路から除去され、ＩＭＳとＷＴＲＵとの間の呼経路が、ＧＧＳＮを介して確立される実施形態１の方法。
３．ＰＤＧはハンドオーバ要求を受信したときに、ＧＧＳＮにトンネル確立要求を送信し、それによって、ＰＤＧはハンドオーバが実行された後も呼経路上に残り、ＩＭＳとＷＴＲＵとの間の呼経路が、ＧＧＳＮおよびＰＤＧを介して確立される実施形態１の方法。
４．ＰＤＧとＩＭＳとの間のトンネルが、サービスの指示後に確立される実施形態１ないし３いずれか１つの方法。
５．ＰＤＧとＩＭＳとの間のトンネルが、ＷＴＲＵからの要求の後に確立される実施形態１ないし３いずれか１つの方法。
６．ハンドオーバ要求はトンネルエンドポイントを識別する実施形態１ないし５いずれか１つの方法。
７．ハンドオーバ要求はユーザＩＤを識別する実施形態１ないし６いずれか１つの方法。
８．ハンドオーバ要求は無線リソースを識別する実施形態１ないし７いずれか１つの方法。
９．ハンドオーバ要求は周波数チャネルを識別する実施形態１ないし８いずれか１つの方法。
１０．ハンドオーバ要求は優先度を識別する実施形態１ないし９いずれか１つの方法。
１１．ＷＬＡＮとの接続は、セルラネットワークとの接続が確立された後に終了する実施形態１ないし１０いずれか１つの方法。
１２．ＷＬＡＮとの接続およびセルラネットワークとの接続は同時に維持される実施形態１ないし１１いずれか１つの方法。
１３．ＩＭＳによって提供されるユーザサービスがセルラネットワークを介して継続的に提供される、当該ユーザサービスのためのセルラネットワークとＷＬＡＮとの間のインターワーキング方法。ＷＴＲＵは、ＷＬＡＮとの接続、およびＷＬＡＮとＰＤＧとの間にトンネルを確立し、続いてＰＤＧとＩＰネットワークとの間にトンネルを確立して、ＷＬＡＮを介してユーザサービスを受信する。ＷＴＲＵは、ＷＴＲＵとの接続が切断されると、セルラネットワークとの接続を確立し、セッションを回復するためにハンドオーバベンディングセッションを開始し、ＷＬＡＮからセルラネットワークへのハンドオーバを実行する。
１４．セルラネットワークへのハンドオーバは、ＷＬＡＮによって開始される実施形態１３の方法。
１５．セルラネットワークへのハンドオーバは、ユーザによって開始される実施形態１３の方法。
１６．セルラネットワークとの接続を確立することによりハンドオーバ後も、ＷＴＲＵがＩＭＳによって提供されるユーザサービスをセルラネットワークを介して継続的に受信する、当該ユーザサービスのためのセルラネットワークとＷＬＡＮとの間のインターワーキングシステム。セルラネットワークは、無線アクセスネットワークおよびコアネットワークを含み、コアネットワークは、ＰＤＧ、ＳＧＳＮ、およびＧＧＳＮを含む。ＷＬＡＮは、ＷＬＡＮとＰＤＧとの間にトンネルを確立するように構成され、ＰＤＧは、ＰＤＧとＩＭＳとの間にトンネルを確立するように構成される。ＷＴＲＵは、ＷＬＡＮおよびセルラネットワークの双方と通信するように構成され、かつＷＬＡＮを介してハンドオーバ信号を送信することによって、ＷＬＡＮからセルラネットワークへのハンドオーバを実行するように構成される。
１７．ＰＤＧはハンドオーバ要求を受信したときに、ＧＧＳＮにリロケーション要求を送信し、それによって、ＰＤＧはハンドオーバが実行された後に呼経路から除去され、ＩＭＳとＷＴＲＵとの間の呼経路が、ＧＧＳＮを介して確立される実施形態１６のシステム。
１８．ＰＤＧはハンドオーバ要求を受信したときに、ＧＧＳＮにトンネル確立要求を送信し、それによって、ＰＤＧはハンドオーバが実行された後も呼経路上に残り、ＩＭＳとＷＴＲＵとの間の呼経路が、ＧＧＳＮおよびＰＤＧを介して確立される実施形態１６のシステム。
１９．ＰＤＧとＩＭＳとの間のトンネルは、サービスの指示後に確立される実施形態１６ないし１８いずれか１つのシステム。
２０．ＰＤＧとＩＭＳとの間のトンネルは、ＷＴＲＵからの要求の後に確立される実施形態１６ないし１８いずれか１つのシステム。
２１．ハンドオーバ要求はトンネルエンドポイントを識別する実施形態１６ないし２０いずれか１つのシステム。
２２．ハンドオーバ要求はユーザＩＤを識別する実施形態１６ないし２１いずれか１つのシステム。
２３．ハンドオーバ要求は無線リソースを識別する実施形態１６ないし２２いずれか１つのシステム。
２４．ハンドオーバ要求は周波数チャネルを識別する実施形態１６ないし２３いずれか１つのシステム。
２５．ハンドオーバ要求は優先度を識別する実施形態１６ないし２４いずれか１つのシステム。
２６．ＷＬＡＮとの接続は、セルラネットワークとの接続が確立された後に終了する実施形態１６ないし２５いずれか１つのシステム。
２７．ＷＬＡＮとの接続およびセルラネットワークとの接続は同時に維持される実施形態１６ないし２６いずれか１つのシステム。
２８．ＷＬＡＮとの接続が切断された後、セルラネットワークとの接続を確立することによりハンドオーバ後も、ＷＴＲＵがＩＭＳによって提供されるユーザサービスをセルラネットワークを介して継続的に受信する、当該ユーザサービスのためのセルラネットワークとＷＬＡＮとの間のインターワーキングシステム。セルラネットワークは、無線アクセスネットワークおよびコアネットワークを含み、コアネットワークは、ＰＤＧ、ＳＧＳＮ、およびＧＧＳＮを含む。ＷＬＡＮは、ＷＬＡＮと、セルラネットワークのＰＤＧとの間にトンネルを確立するように構成され、ＰＤＧは、ＰＤＧとＩＭＳとの間にトンネルを確立するように構成される。ＷＴＲＵは、ＷＬＡＮおよびセルラネットワークの双方と通信するように構成され、かつハンドオーバベンディングセッションを開始することによりＷＴＲＵとの接続が切断されたときにセルラネットワークとの接続を確立することによって、ＷＬＡＮからセルラネットワークへのハンドオーバを実行するように構成される。
２９．セルラネットワークへのハンドオーバは、ＷＬＡＮによって開始される実施形態２８のシステム。
３０．セルラネットワークへのハンドオーバは、ユーザによって開始される実施形態２８のシステム。
本発明の特徴および要素について、好ましい実施形態における特定の組合せで説明したが、各特徴および各要素は、好ましい実施形態の他の特徴および要素なしで単独で使用することもできるし、本発明の他の特徴および要素の有無に関わらず、様々な組合せで使用することもできる。

Claims (10)

  1. 無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）で用いる方法であって、
    音声呼サービスをＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）から第１の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を介して受信するステップと、
    前記ＩＭＳへの接続を第２のＲＡＮを介して確立するステップであって、前記第２のＲＡＮはセルラーＲＡＮである、ステップと、
    前記第１のＲＡＮから前記第２のＲＡＮへの前記音声呼サービスのハンドオーバーを開始するステップと、
    前記ハンドオーバー中に前記音声呼サービスを前記ＩＭＳから連続的に受信しながら、および、セルラーネットワークへの接続を同時に維持している間に前記第１のＲＡＮへの接続を維持しながら、前記ハンドオーバーを実行するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記第１のＲＡＮは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記ハンドオーバーを開始するステップは、トンネルエンドポイント識別子、ユーザの識別子、無線リソース情報、周波数チャネル情報、優先度情報の少なくとも１つを含む表示を送信するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 前記第２のＲＡＮは、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワーク、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）２０００ネットワーク、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）ネットワークの１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 前記ハンドオーバーの完了に応答して、前記第１のＲＡＮへの接続を終了するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 音声呼サービスをＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）から第１の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を介して受信し、
    前記ＩＭＳへの接続を第２のＲＡＮを介して確立し、前記第２のＲＡＮはセルラーＲＡＮであり、
    前記第１のＲＡＮから前記第２のＲＡＮへの前記音声呼サービスのハンドオーバーを開始し、
    前記ハンドオーバー中に前記音声呼サービスを前記ＩＭＳから連続的に受信しながら、および、セルラーネットワークへの接続を同時に維持している間に前記第１のＲＡＮへの接続を維持しながら、前記ハンドオーバーを実行する
    ように構成されたデュアルモード送受信機を備えたことを特徴とする無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
  7. 前記第１のＲＡＮは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）であることを特徴とする請求項６に記載のＷＴＲＵ。
  8. 前記送受信機は、トンネルエンドポイント識別子、ユーザの識別子、無線リソース情報、周波数チャネル情報、優先度情報の少なくとも１つを含む表示を送信することによって、前記ハンドオーバーを開始するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項６に記載のＷＴＲＵ。
  9. 前記第２のＲＡＮは、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワーク、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）２０００ネットワーク、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）ネットワークの１つであることを特徴とする請求項６に記載のＷＴＲＵ。
  10. 前記送受信機は、前記ハンドオーバーの完了に応答して、前記第１のＲＡＮへの接続を終了するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項６に記載のＷＴＲＵ。
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