(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有線通信ネットワークを経由して無線通信ネットワークに結合するフェムトセルを含む前記無線通信ネットワークにおいて使用するためのコール許可制御方法であって、
前記無線通信ネットワークの中の第１のコール許可制御装置で、ユーザ装置と前記フェムトセルの間のコールを開始する要求を前記フェムトセルと前記無線通信ネットワークの間のセキュア・トンネルを使用して受信するステップと、
前記第１のコール許可制御装置から前記有線通信ネットワークの中の第２のコール許可制御装置に、リソースに対する要求を送信するステップであって、リソースに対する前記要求は前記セキュア・トンネルのアドレスを含み、前記第２のコール許可制御装置は、前記セキュア・トンネルを介した前記コール用に選択されたサービス品質をサポートするのに十分なリソースが利用できるかどうかを判定するために前記アドレスを使用する、ステップと、
十分なリソースが前記セキュア・トンネルに利用できるという前記第２のコール許可制御装置からの確認の受信に応答して、前記コールを前記第１のコール許可制御装置で許可するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記コールを開始する前記要求を受信するステップが、前記セキュア・トンネルの前記アドレスおよび前記フェムトセルの識別子を含むセッション確立メッセージを受信するステップを含む、請求項１に記載のコール許可制御方法。
【請求項３】
前記要求を送信するステップが、前記選択されたサービス品質をサポートするのに十分な帯域幅を前記セキュア・トンネルに割り当てる要求を含むサービス品質認可要求を送信するステップを含む、請求項２に記載のコール許可制御方法。
【請求項４】
前記有線通信ネットワークにおいて前記リソースを要求するステップが、
前記要求されたリソースが前記セキュア・トンネルに利用できるという前記第２のコール許可制御装置からの確認を受信するステップであって、前記第２のコール許可制御装置は、前記有線通信ネットワークの中の前記フェムトセルの物理的または論理的なアタッチの判定およびこの情報に基づいた前記サービス品質認可要求の評価に応じて前記確認を生成する、請求項３に記載のコール許可制御方法。
【請求項５】
前記要求されたリソースが利用できない場合、前記第１および第２のコール許可制御装置の間で、前記セキュア・トンネル用のリソースを交渉するステップを含む、請求項４に記載のコール許可制御方法。
【請求項６】
前記有線通信ネットワークにおいてリソースに対する前記要求を送信するステップが、前記コールを許可する前に前記有線通信ネットワークにおいて前記リソースを要求するステップを含む、請求項４に記載のコール許可制御方法。
【請求項７】
前記選択されたサービス品質をサポートするために、前記無線通信ネットワークにおいて利用できるリソースが十分にあるかどうか判定するステップと、
前記無線通信ネットワークおよび前記有線通信ネットワークの両方において、前記選択されたサービス品質で前記コールをサポートするために利用できるリソースが十分にある場合、前記要求されたコールを許可するステップと
を含む、請求項４に記載のコール許可制御方法。
【請求項８】
前記要求されたコールを許可するステップが、前記無線通信ネットワークおよび前記有線通信ネットワークにおいて利用できる前記リソースに基づいて、前記コール用のベアラを構成するステップを含み、前記ベアラが、前記セキュア・トンネルを利用するステップを含む、請求項７に記載のコール許可制御方法。
【請求項９】
前記ベアラを構成するステップが、前記有線通信ネットワークの中の前記セキュア・トンネルに利用できる前記リソースに基づいて、前記有線通信ネットワークの中の前記コール許可制御装置が前記セキュア・トンネルを構成するのと同時に、前記ベアラを構成するステップを含む、請求項８に記載のコール許可制御方法。
【請求項１０】
有線通信ネットワークを経由して無線通信ネットワークに結合するフェムトセルを含む前記無線通信ネットワークにおいて使用するためのコール許可制御方法であって、
前記有線通信ネットワークの中の第１のコール許可制御装置で、前記無線通信ネットワークの中の第２のコール許可制御装置から、前記フェムトセルと前記無線通信ネットワークの間のセキュア・トンネルを使用してユーザ装置と前記フェムトセルの間のコールに選択されたサービス品質で前記有線通信ネットワークの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、前記要求は前記セキュア・トンネルのアドレスを含む、ステップと、
前記第１のコール許可制御装置で、前記セキュア・トンネルをサポートするために前記要求されたリソースが利用できるかどうかを、前記アドレスを使用して判定するステップと、
前記有線通信ネットワークの中の前記コール許可制御装置から前記無線通信ネットワークの中の前記コール許可制御装置に、前記要求されたリソースが前記有線通信ネットワークにおいて前記セキュア・トンネルをサポートするために利用できるかどうかを示す情報を伝送するステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記リソースを割り当てる前記要求を受信するステップが、前記セキュア・トンネルの前記アドレスを含むサービス品質認可要求を受信するステップを含み、前記サービス品質認可要求が、前記選択されたサービス品質をサポートするのに十分な帯域幅を前記セキュア・トンネルに割り当てる要求をさらに含む、請求項１０に記載のコール許可制御方法。
【請求項１２】
前記要求されたリソースが利用できるかどうかを判定するステップが、前記コール用に選択されたサービス品質をサポートするのに十分なリソースが前記有線通信ネットワークにおいて利用できるかどうかを判定するステップを含む、請求項１１に記載のコール許可制御方法。
【請求項１３】
前記有線通信ネットワークにおいて前記リソースを要求するステップが、前記要求されたリソースが前記セキュア・トンネルに利用できる場合、前記第１のコール許可制御装置から前記第２のコール許可制御装置に、確認を送信するステップを含む、請求項１２に記載のコール許可制御方法。
【請求項１４】
前記要求されたリソースが前記セキュア・トンネルに利用できない場合、前記第１および第２のコール許可制御装置の間で、前記セキュア・トンネル用のリソースを交渉するステップを含む、請求項１２に記載のコール許可制御方法。
【請求項１５】
前記有線通信ネットワークにおいて前記リソースに対する前記要求を受信するステップが、前記第２のコール許可制御装置が前記コールを許可する前に前記有線通信ネットワークにおいて前記リソースに対する前記要求を受信するステップを含む、請求項１２に記載のコール許可制御方法。
【請求項１６】
前記選択されたサービス品質で前記コールをサポートするために、前記無線通信ネットワークおよび前記有線通信ネットワークの両方において利用できるリソースが十分にある場合、前記第２のコール許可制御装置が前記要求されたコールを許可したことを示すメッセージを受信するステップを含む、請求項１２に記載のコール許可制御方法。
【請求項１７】
前記要求されたコールが許可されたことを示す前記メッセージを受信するステップが、前記無線通信ネットワークおよび前記有線通信ネットワークにおいて利用できる前記リソースに基づいて前記コール用に確立されたベアラを示す情報を受信するステップを含み、前記ベアラが前記セキュア・トンネルを利用する、請求項１６に記載のコール許可制御方法。
【請求項１８】
前記有線通信ネットワークの中の前記セキュア・トンネルに利用できる前記リソースに基づいて前記セキュア・トンネルを構成するステップを含み、前記構成が、前記第２のコール許可制御装置が前記ベアラを構成するのと同時に発生する、請求項１７に記載のコール許可制御方法。
【請求項１９】
前記セキュア・トンネルを構成するステップが、前記第１のコール許可制御装置から、前記セキュア・トンネルをサポートする前記有線通信ネットワークの中の１つまたは複数のエンティティに、ポリシーを伝送する、請求項１７に記載のコール許可制御方法。
【請求項２０】
前記アドレスに基づいて前記有線通信ネットワークの中の前記フェムトセルの物理的または論理的なアタッチを判定するステップと、前記有線通信ネットワークの中の前記フェムトセルの前記物理的または論理的なアタッチに基づいて前記サービス品質認可要求を評価するステップとを含む、請求項１０に記載のコール許可制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信システムに関し、より詳細には、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信システムは、１つまたは複数のモバイル機器に無線接続を提供するために、基地局のネットワークを使用する。場合によっては、例えば、モバイル機器のユーザが音声電話またはデータ通信を開始したい場合、モバイル機器は、ネットワークの中の１つまたは複数の基地局と無線通信を開始することができる。あるいは、ネットワークがモバイル機器と無線通信リンクを開始することができる。例えば、従来の階層型無線通信において、サーバは、相手のモバイル機器向けの音声および／またはデータを、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）などの中心要素に伝送する。次いで、ＲＮＣは、１つまたは複数の基地局またはノード−Ｂを経由して、相手のモバイル機器にページング・メッセージを伝送することができる。相手のモバイル機器は、無線通信システムからの呼び出し受信に応答して、１つまたは複数の基地局と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は、音声および／またはデータを受信し、相手のモバイル機器に情報を伝送するために基地局のセットが使用する無線および時間のリソースを調整する。無線リソース管理機能は、基地局のセットを介するブロードキャスト伝送用のリソースを割り当ておよび解除するために、微細な制御を行うことができる。
【０００３】
従来の基地局は、セル、マクロセル、および／またはセクタと呼ばれる地理的な領域内で無線接続を提供する。従来の基地局は、利用可能な送信電力の所定量、場合によっては基地局当たり約３５Ｗ、を使用して信号を伝送することができる。マクロセルの範囲は、利用可能な送信電力、利用可能な電力の角度分布、マクロセル内の障害物、環境条件などを含む多数の要因によって決定される。例えば、マクロセルの範囲は、小は人口密度の高い都市環境における３００ｍから、大は人口密度の低い農村環境における１０ｋｍまで、変わる可能性がある。また、受信可能範囲は、これらのパラメータのいずれかが変わると、やがて変わる可能性がある。
【０００４】
従来の階層型ネットワーク・アーキテクチャに対する１つの代替案は、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、分散型通信ネットワーク機能を実現する分散型アーキテクチャである。例えば、各基地局ルータは、ＲＮＣ機能および／またはＰＤＳＮ機能を単一のエンティティとして結合することができ、そのエンティティは、１つまたは複数のモバイル機器とインターネットなどの外部ネットワークとの間の無線リンクを管理する。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、コア・ネットワーク要素のサポートを同等のＩＰ機能に利用する機能性を代理することができる。例えば、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）、および、基地局ルータが同等のモバイルＩＰ信号方式を介して代理するＧＧＳＮアンカリング機能によって提供することができる。階層型ネットワークに比べて、分散型アーキテクチャは、ネットワークを配備するコストおよび／または複雑度、ならびに、既存のネットワークの有効範囲を拡大するために別の無線アクセス・ポイント、例えば基地局ルータを追加するコストおよび／または複雑度を削減する可能性を有する。また、分散型ネットワークは、（階層型ネットワークに比べて）ユーザが経験する遅延を削減することができる。なぜなら、階層型ネットワークにおける別々のＲＮＣエンティティおよびＰＤＳＮエンティティでのパケット・キューイング遅延を、削減または削除することができるからである。
【０００５】
少なくとも一部は、基地局ルータを配備するコストおよび／または複雑度が削減されるという理由で、基地局ルータは、従来の基地局には実用的でない場所に配備することができる。例えば、基地局ルータは、住居または建物に配備して、建物の占有者または居住者に無線接続を提供することができる。住居に配備される基地局ルータは、通常、ホーム基地局ルータまたはフェムトセルと呼ばれる。なぜなら、それらは、住居を包含するかなり小さな領域（例えば、フェムトセル）に無線接続を提供することを意図しているからである。フェムトセルは、マクロセルをカバーするために使用される従来の基地局よりも、かなり小さな出力を有する。例えば、通常のフェムトセルはほぼ１０ｍＷの送信電力を有する。その結果、通常のフェムトセルの範囲は、マクロセルの範囲よりもかなり小さい。例えば、フェムトセルの通常範囲は約１００ｍである。また、フェムトセルのクラスタは、より大きな領域および／またはより多くのユーザをカバーするために配備することができる。
【０００６】
フェムトセルの機能性は、通常、約数平方キロメートルの領域をカバーすることができるマクロセルに無線接続を提供することを意図した、従来の基地局ルータにおいて実現される機能性とかなり似ている。したがって、フェムトセルは、一体化した信頼できる無線ネットワークの部分として、サービス・プロバイダによって配備することができ、その場合、フェムトセルは、基本的に比較的小さな範囲の基地局ルータとして動作する。しかしながら、フェムトセルは、一方、一般の人が市販品として購入し容易に設置することができる、安価なプラグ・アンド・プレイ装置になるように設計することができる。このタイプのフェムトセルは、しばしばホーム・フェムトセルまたはホーム・ノード−Ｂと呼ばれるが、一体化した、または信頼できる無線ネットワークの部分とは考えられない。なぜばら、それはサービス・プロバイダによって配備または制御されず、したがってハッキングおよび他の無認可の使用に対して無防備だからである。
【０００７】
ホーム・フェムトセルは、通常、ケーブル・モデムまたはＤＳＬ接続などの、ユーザの既存のホーム・ネットワーク基盤を使用して、外部のネットワークに接続される。したがって、無線サービス・プロバイダは、３Ｇおよび／または４Ｇの無線アクセス技術を実装するエア・インターフェースを介してホーム・フェムトセルに接続する加入者に、無線接続を提供することができる。配線または有線のホーム・ネットワーク基盤は、フェムトセルを無線ネットワークに接続するバックホール・ネットワークを提供する。ホーム・ネットワーク基盤は、ホーム・フェムトセルを経由して無線接続を提供する同じサービス・プロバイダ、または異なるサービス・プロバイダによってサポートすることができる。例えば、一部の州では、ベライゾンは有線ネットワークおよび無線ネットワークの両方を運営するが、他の州では、ベライゾンは無線ネットワークのみを運営し、他のサービス・プロバイダと契約または交渉して、有線ネットワーク基盤を供給する。
【０００８】
モバイル機器またはユーザ装置（ＵＥ）がフェムトセルに接続すると、無線ネットワークの中のポリシー・サーバがサービスの要求を受信し、新しい要求を許可するかどうかを判定する。許可判定は、加入者に関連するサービス品質（ＱｏＳ）プロファイルに基づいてなされ、無線アクセス・ネットワークが、要求されたサービス品質をサポートするために、十分な利用できる無線リソースを有するときのみ、新しいサービス・フローが許可される。また、有線サービス・プロバイダは、有線アクセス・ネットワークの中でＱｏＳを保証するために、固定回線ポートへのリソースの固定割り当て、ＩＥＴＦ定義のＤｉｆｆＳｅｒｖ、ＤＳＣＰマーキング、イーサネットＴＯＳ、ならびに、ダイナミックＱｏＳをサポートするＴＩＳＰＡＮまたはＩＴＵ  Ｔ定義のポリシーおよび充電制御などの、さまざまなメカニズムを提供する。しかしながら、無線ネットワークは、有線バックホール・ネットワークにおけるリソースの可用性を意識していない。例えば、現在の３ＧＰＰ標準および／またはプロトコルは、従来の（信用できて安全な）基地局ルータとしてサービス・プロバイダが配備したフェムトセルと、（信用できず安全でない）ホーム・フェムトセルとして個人が配備したフェムトセルとの間を区別していない。したがって、従来の無線通信システムは、従来の（信用できて安全な）基地局ルータとしてサービス・プロバイダが配備した場合と同様に、すべてのフェムトセルを管理することができる。その結果、新しいかつ／または修正されたフェムトセル・フローの許可／リソース割り当てのための、無線ネットワークと有線ネットワークの間の調整は存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本開示の主題は、上述した１つまたは複数の問題の影響に対処することに関する。本開示の主題の一部の態様を基本的に理解するために、以下に本開示の主題の簡潔な概要を提示する。この概要は、本開示の主題を網羅的に概観するものではない。本開示の主題の重要もしくは肝要な要素を識別したり、または、本開示の主題の範囲を叙述したりすることは意図していない。その唯一の目的は、後で述べるより詳細な説明への序曲として、一部の概念を簡潔な形で提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態では、有線通信ネットワークを経由して無線通信ネットワークに結合するフェムトセルを含む無線通信ネットワークにおいて使用するために、コール許可制御方法が提供される。本方法は、ユーザ装置とフェムトセルの間のコールを開始する要求を、無線通信ネットワークの中のコール許可制御装置で受信することを含む。また、本方法は、フェムトセルと無線通信ネットワークの間の有線接続を提供するために、有線通信ネットワークにおいて利用できるリソースを示す情報に、コール許可制御装置でアクセスすることを含む。さらに、本方法は、有線通信ネットワークにおいて利用できるリソースを示す情報に基づいてコールを許可するかどうかを、コール許可制御装置で判定することを含む。
【００１１】
別の実施形態では、有線通信ネットワークを経由して無線通信ネットワークに結合するフェムトセルを含む無線通信ネットワークにおいて使用するために、コール許可制御方法が提供される。本方法は、有線通信ネットワークの中のコール許可制御装置で、および無線通信ネットワークの中のコール許可制御装置から、有線通信ネットワークのリソースをユーザ装置とフェムトセルの間のコールに割り当てる要求を受信することを含む。また、本方法は、要求されたリソースがフェムトセルと無線通信ネットワークの間に有線接続を提供するために利用できるかどうかを、有線通信ネットワークの中のコール許可制御装置で判定することを含む。さらに、本方法は、有線通信ネットワークの中のコール許可制御装置から無線通信ネットワークの中のコール許可制御に、要求されたリソースが有線通信ネットワークにおいて利用できるかどうかを示す情報を伝送することを含む。
【００１２】
本開示の主題は、添付図面と併用される以下の説明を参照することによって理解することができる。添付図面において、同じ参照数字は同じ構成要素を識別する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークを含む通信システムの第１の例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図２】ユーザ装置からのアタッチ要求によって開始される専用ベアラ起動手順の１つの例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図３】有線通信ネットワークの中のバックホール・リンクを使用して無線コール接続を確立する方法の第１の例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図４】無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークを含む通信システムの第２の例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図５】無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークを含む通信システムの第３の例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図６】有線通信ネットワークの中のバックホール接続を使用して無線コール接続を確立する方法の第２の例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図７】無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークを含む通信システムの第３の例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の主題は、さまざまな修正形態および代替形態が可能であるが、その特有の実施形態を図面の中の例によって示し、本明細書において詳細に説明する。しかしながら、本明細書における特有の実施形態の説明は、本開示の主題を開示した特定の形態に限定することを意図しておらず、それどころか、添付特許請求の範囲の範囲に入るすべての修正形態、均等物および代替物をカバーすることを意図していることを理解されたい。
【００１５】
例示的な実施形態を以下に記載する。分かりやすくするために、本明細書においては、実際の実装形態の特徴すべてを記載していない。そのような実際の実施形態すべての開発において、システム関連およびビジネス関連の制約の順守などの、１つの実装形態を別の実装形態に変える開発者固有の目標を達成するために、多数の実装形態特有の決定がされるべきであることが当然理解されよう。さらに、そのような開発努力は複雑で時間を浪費する可能性があるが、それでも、本開示を利用できる当業者にとって日常業務であることが理解されよう。
【００１６】
添付された図を参照して、本開示の主題をこれから記載する。さまざまな構造、システムおよび装置が、説明のみの目的で、当業者にはよく知られた詳細によって本発明を覆い隠さないように、図面の中で図式的に描写される。それでも、添付図面は、本開示の主題の事例を記載および説明するために含まれる。本明細書において使用される単語およびフレーズは、当業者による単語およびフレーズの理解と一致する意味を有すると理解および解釈されたい。用語またはフレーズの特別な定義、すなわち当業者によって理解される通常および慣例の意味とは異なる定義を、本明細書における用語またはフレーズの一貫性のある使用が暗示することは意図していない。用語またはフレーズが特別な意味、すなわち当業者によって理解される以外の意味を有することを意図している限り、そのような特別な定義は、用語またはフレーズの特別な定義を直接かつ明確に与える定義方法で、明細書の中に明確に記述される。
【００１７】
図１は、無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークを含む通信システム１００の第１の例示的な実施形態を概念的に示す。図１に示した無線通信ネットワークに関連するエンティティは、比較的薄いアウトラインで示され、図１に示した有線通信ネットワークに関連するエンティティは、太字のアウトラインで示される。しかしながら、本開示を利用できる当業者は、無線指示ネットワークおよび／または有線通信ネットワークが、特許請求された主題に関連する技法および／または概念の説明を覆い隠すことを避けるために図１には示されていない、別のエンティティを含むことができると理解されたい。
【００１８】
本明細書では、「無線通信ネットワーク」という用語は、１つまたは複数のモバイル機器１０５に、対応するエア・インターフェース１１０を介して無線接続を提供するために使用されるエンティティを参照するために使用される。したがって、本開示を利用できる当業者は、無線通信ネットワークが、無線エア・インターフェースを介して通信するエンティティだけでなく、有線を介して通信するエンティティも含むことができると理解されたい。本明細書では、「有線通信ネットワーク」という用語は、有線接続を介する通信をサポートするために使用されるエンティティを参照するために使用される。本開示を利用できる当業者は、無線通信ネットワークに実装される標準、プロトコルおよび技法が、有線通信ネットワークに実装される標準、プロトコルおよび技法とは本質的に異なることを理解されたい。この相異は、少なくとも一部は、（例えば、広い地理的領域内で予測できない移動をする可能性があるモバイル機器に、変わりやすい環境条件下でエア・インターフェースを介して）無線接続を提供すること、および、（例えば、ネットワークに物理的に接続していて、したがって、通常、ネットワーク・トポロジの中の特定のノードで固定した位置を占めるエンド・ユーザに）有線接続を提供すること、に対する異なる要求から起こる。
【００１９】
無線通信ネットワークは、比較的小さな地理的領域にわたって無線接続を提供するために使用される、１つまたは複数のフェムトセル１１５を含む。例示された実施形態では、フェムトセル１１５は、ホーム・フェムトセル１１５であり、ホームｅ−ノード−Ｂ（ＨｅＮＢ）とも呼ばれる。フェムトセル１１５は、ユーザが購入でき、任意の望ましい場所に設置できる、プラグ・アンド・プレイ・タイプの装置である。このタイプのフェムトセル１１５は、一体化した、または信頼できる無線通信ネットワークの部分とは考えられない。なぜばら、それはサービス・プロバイダによって配備または制御されず、したがってハッキングおよび他の無認可の使用に対して無防備な可能性があるからである。
【００２０】
セキュリティ・ゲートウェイ（ＳｅｃＧＷ）１２０は、フェムトセル１１５から無線通信ネットワークの例示された実施形態への最初のゲートウェイを提供する。セキュリティ・ゲートウェイ１２０は、認証、認可および会計（ＡＡＡ）サーバ１２５、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１３０、およびサービング・ゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）１３５と通信結合している。また、これらのエンティティは、ホーム・サブスクリプション・サーバ（ＨＳＳ）１４０、およびパケット・データ・ノード・ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）１４５と相互接続しており、Ｐ−ＧＷ１４５は、ポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）１５０と通信結合している。これらのエンティティを実装および／または操作するための技法は当技術分野で既知であり、分かりやすくするために、特許請求された主題に関連した、これらのエンティティを実装および／または操作する態様のみを本明細書で記載する。例えば、無線通信ネットワークの中のエンティティは、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）標準および／またはプロトコルなどの、３ＧＰＰ技術仕様書によって定義された標準および／またはプロトコルに従って、実装し動作させることができる。
【００２１】
ＬＴＥネットワークにおいて、サービング・ゲートウェイ１３５は、ハンドオーバ中にユーザ・プレーン用のモビリティ・アンカとして働くだけでなく、ユーザ・データ・パケットをルーティングし転送する。また、サービング・ゲートウェイ１３５は、アイドル・ユーザへのダウンリンク・データパスを終了させ、例えば、オペレータがＩＭＳ（ＶｏＩＰ）、ＭＭＳなどの独自のサービスを提供する、インターネットまたはイントラネットなどの相手のパケット・データ・ネットワーク（図示せず）と通信しているＰ−ＧＷ１４５から、アイドル・ユーザにダウンリンク・データが届くと、ページングを起動することができる。パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ１４５は、ＬＴＥネットワークおよび／またはＥｖＤＯネットワークを含む、さまざまなネットワーク間のモビリティ用のアンカとして働くことができる。ホーム・サブスクライバ・サーバ（ＨＳＳ）１４０は、ホーム・ロケ−ション・レジスタならびにセキュリティおよびネットワーク・アクセスのデータベースなどの、データベース機能を実装することができる。ネットワークにおける制御プレーン機能は、モビリティ管理エンティティ１３０の中に実装することができ、モビリティ管理エンティティ１３０は、また、モバイル機器のアイドル・モード・トラッキング、および再伝送を含むページング手順を担当する。また、モビリティ管理エンティティ１３０は、起動／停止プロセスに従事することができ、ユーザが最初にＬＴＥネットワークにアタッチした場合、および／またはハンドオーバ中に、適切なサービング・ゲートウェイ１３５を選択することができる。ユーザ認証もまた、モビリティ管理エンティティ１３０により、例えばホーム・サブスクライバ・サーバ１４０と対話することによって実行することができる。一時的なユーザＩＤは、モビリティ管理エンティティ１３０によって割り当てることができ、モビリティ管理エンティティ１３０は、ＬＴＥネットワークと、２Ｇ／３Ｇアクセス・ネットワークおよびＥｖＤＯネットワークなどの他のネットワークとの間のモビリティ用に、制御プレーン機能を提供することができる。
【００２２】
有線通信ネットワークは、ネットワーク・アクセス・サブシステム（ＮＡＳＳ）１５５およびリソース許可制御サブシステム（ＲＡＣＳ）１６０を含み、ＲＡＣＳ１６０は、有線通信ネットワークの他の構成要素に許可制御ポリシーを決定し供給することを担当する。有線通信ネットワークの中の他のエンティティには、住宅ゲートウェイ（ＲＧＷ）１６５、デジタル加入者線アクセス・マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）１７０、およびブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイ（ＢＮＧ）１７５が含まれる。例示された実施形態では、デジタル加入者線アクセス・マルチプレクサ１７０は、アクセス・ネットワーク（ＡＮ）１８０を介して、ブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイ１７５と通信する。これらのエンティティを実装および／または操作するための技法は当技術分野で既知であり、分かりやすくするために、これらのエンティティを実装および／または操作する態様のみを本明細書で記載する。
【００２３】
有線通信ネットワークは、フェムトセル１１５とセキュア・ゲートウェイ１２０の間のバックホール通信リンクをサポートする。例示された実施形態では、バックホール通信リンクは、住宅ゲートウェイ１６５、ＤＳＬＡＭ１７０、アクセス・ネットワーク１８０およびブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイ１７５によって提供された、セキュア・トンネル１８５を通って移動する。セキュア・トンネル１８５は、有線通信ネットワークと無線通信ネットワークの間の通信および／または交渉を使用して確立される。セキュア・トンネル１８５は、確立されたときにセキュア・トンネル１８５に割り当てられる、かつ／または関連付けられるトンネル情報によって識別することができる。例えば、セキュア・トンネル１８５がＩＰＳｅｃプロトコルに従って確立された場合、セキュア・トンネル１８５は、ＩＰＳｅｃトンネル１８５を識別するグローバルにルーティング可能なソースＩＰアドレスを含む、トンネル情報によって識別することができる。フェムトセル１１５が認証されると、トンネル情報は、セキュア・ゲートウェイ１２０によりＡＡＡサーバ１２５に、次いでホーム・サブスクリプション・サーバ１４０に送ることができる。本明細書で記載するように、セキュア・トンネル１８５が確立されたとき、および／または、無線通信システム１００の動作中動的に、リソースをセキュア・トンネル１８５に割り当てることができる。
【００２４】
動作中、フェムトセル１１５は、ＳｅｃＧＷ１２０によって認証かつ登録され、セキュア・トンネル１８５は、有線ネットワークの構成要素によって確立される。インターネット・プロトコル・アドレスなどの、セキュア・トンネル１８５のアドレスを含むトンネル情報は、ＡＡＡサーバ１２５に格納される。ＡＡＡサーバ１２５は、フェムトセル１１５を認証するための認証ベクタを取得するために、ＡＡＡサーバ１２５とホーム・サブスクリプション・サーバ１４０との間のＳＷｘインタフェースを使用して、ＨＳＳ１４０に接続する。例示された実施形態では、フェムトセル１１５の識別子およびセキュア・トンネル１８５のアドレスを含むトンネル情報は、このインタフェースを介して、ＳＷｘインタフェース定義に従って構成されたメッセージの１つまたは複数の情報要素の中に送信される。この時点で、フェムトセル１１５は、有線通信ネットワークの中のセキュア・トンネル１８５をバックホール通信リンクとして使用して、エア・インターフェース１１０を介して無線通信ネットワークに無線接続を提供するように構成される。
【００２５】
モビリティ管理エンティティ１３０は、フェムトセル１１５から伝送される情報を監視して、いつモバイル機器１０５が、フェムトセル１１５経由の無線通信ネットワークへの接続を確立するアタッチ手順を開始したかを判定する。モビリティ管理エンティティ１３０が、モバイル機器１０５からの無線通信ネットワークにアタッチする要求を検出すると、モビリティ管理エンティティ１３０は、セキュア・トンネル１８５用のトンネル情報をＨＳＳ１４０から取り出す。次いで、メッセージがサービング・ゲートウェイ１３５に送信される。例えば、モビリティ管理エンティティ１３０は、（フェムトセル１１５の識別子およびセキュア・トンネル１８５のアドレスを含むトンネル情報を含む）デフォルト・ベアラ作成メッセージを、Ｓ−ＧＷ１３５に送信することができる。次いで、このメッセージの中の情報は、モバイル機器１０５がホーム・ネットワークの中にある場合はＳ５インタフェース、および、モバイル機器１０５がローミングしている場合はＳ８インタフェース、などのインタフェースを介してＰ−ＧＷ１４５に転送される。Ｐ−ＧＷ１４５は、フェムトセル識別子およびセキュア・トンネル情報をＰＣＲＦ１５０に送信する。例えば、Ｐ−ＧＷ１４５は、フェムトセル識別子およびトンネル情報用の情報要素を含む、３ＧＰＰ  ＰＣＣ仕様書に準拠したＩＰ  ＣＡＮセッション確立メッセージを、Ｇｘインタフェースを介してＰＣＲＦ１５０に送信することができる。
【００２６】
図２は、ユーザ装置のアタッチ時に開始される、デフォルト・ベアラの起動手順２００の１つの例示的な実施形態を概念的に示す。例示された実施形態では、ユーザ装置は、ＰＣＯ、ＡＰＮなどのパケット・データ・ネットワークのタイプを含む情報を含むアタッチ要求を（２０５で）送信する。ネットワークは、ユーザ装置のＩＤチェックを（２０５で）実行し、従来の認証および／またはセキュリティの手順が、ユーザ装置を認証および／または検証するために（２０５で）使用される。ユーザ装置が（２０５で）認証および／または認可され、デフォルト・ベアラを要求しネットワークと通信セッションを確立すると、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）は、ＨＳＳに位置更新要求を（２１０で）送信する。例示された実施形態では、この位置更新要求は、フェムトセル識別子および更新タイプ、この場合は「アタッチ」を示す情報要素を含む。次いで、ＨＳＳは、フェムトセル識別子も含む位置更新確認で（２１５で）応答することができる。
【００２７】
次いで、モビリティ管理エンティティは、サービング・ゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）にメッセージを伝送することにより、デフォルト・ベアラの作成を（２２０で）要求する。このデフォルト・ベアラ作成要求は、フェムトセル識別子を含む。次いで、デフォルト・ベアラ作成要求はＳ−ＧＷからＰＤＮ−ＧＷに（２２５で）転送され、次いで、ＰＤＮ−ＧＷは、要求されたセッションの確立を試みるためにこの情報を使用することができる。例示された実施形態では、ＰＤＮ−ＧＷは、ＩＰ  ＣＡＮセッション確立メッセージなどの、フェムトセル識別子およびトンネル情報を含むセッション確立メッセージをＰＣＲＦに（２３０で）伝送し、次いで、ＰＣＲＦは、フェムトセルのサービス品質を検証するプロセスをＲＡＣＳとともに（２３５で）実行する。この検証プロセスが成功し、十分な有線バックホール・リソースが割り当てられたことをＲＡＣＳが確認すると、ＰＣＲＦは、デフォルト・ベアラの識別子、および要求されたセッション用にサポートされ得るフェムトセルのサービス品質などの情報を含む、セッション確立確認で（２４０で）応答する。
【００２８】
ＰＤＮ−ＧＷは、サービス品質認可プロセスが成功したという指示を受信すると、デフォルト・ベアラ作成応答をＳ−ＧＷに（２４５で）伝送し、十分な有線バックホール・リソースによってセッションを確立することができる。デフォルト・ベアラ作成応答は、Ｓ−ＧＷからモビリティ管理エンティティに（２５０で）転送される。最初のコンテクストがセットアップされ、要求されたアタッチが受け付けられたことを示すメッセージが、ＭＭＥからフェムトセル／ＨｅＮＢに（２５５で）伝送される。次いで、ユーザ装置およびＨｅＮＢは、接続を（２６０で）構成することができる。例えば、ユーザ装置およびＨｅＮＢは、無線リソース制御（ＲＲＣ）の接続を再構成するプロセスを（２６０で）実行することができる。次いで、ＨｅＮＢは、要求された接続に対する最初のコンテクストがセットアップされたことを示す応答を（２６５で）伝送することができる。また、ユーザ装置は、フェムトセルに直接転送を（２７０で）送信することができ、フェムトセルは、アタッチ手順が完了したことを示すモビリティ管理エンティティへの応答を（２７５で）起動する。モビリティ管理エンティティは、ベアラ更新要求をＳ−ＧＷに（２８０で）送信する。このベアラ更新要求は、ＨｅＮＢのＩＰアドレスおよびトンネル識別子だけでなく、ベアラの識別子を含むことができる。次いで、Ｓ−ＧＷは、ベアラ更新要求の確認で（２８５で）応答する。
【００２９】
図１に戻って参照すると、ＰＣＲＦ１５０は、アタッチ手順中に取得したフェムトセル識別子およびトンネル情報を格納する。次いで、ＰＣＲＦ１５０は、アタッチされたモバイル機器１０５にコール・セッションを許可するかどうかを判定することなどの、ポリシー決定を行うことができる。例えば、モバイル機器１０５がＱｏＳコール・セッションの開始を望む場合、ＰＣＲＦ１５０は、ＱｏＳ認可要求を有線ネットワークの中のＲＡＣＳ１６０に送信することができる。この要求は、モバイル機器１０５とフェムトセル１１５の間の通信用の特定のＱｏＳをサポートするリソースに対する要求を含むことができる。要求されたリソースは、トンネル１８５に割り当てられる有線通信ネットワークの帯域幅を含むことができる。ＲＡＣＳ１６０は、有線ネットワークの中のフェムトセル１１５の物理的および論理的なアタッチを判定し、ＰＣＲＦ１５０からのＱｏＳ認可要求を評価し、ポリシー決定を行う。ＲＡＣＳ１６０は、トンネル・リソースに対する要求を承認すると、例えばＤＳＬＡＭ１７０およびＢＮＧ１７５にポリシーを供給する。例えば、ＲＡＣＳ１６０は、フェムトセル１１５がセキュア・トンネル１８５をバックホール・リンクとして使用することができるように、セキュア・トンネル１８５に帯域幅を割り当てることができる。そうでなければ、ＲＡＣＳ１６０は、これらのエンティティが互いに許容できるポリシーを交渉することができるように、ＰＣＲＦ１５０に対案を送信することができる。これらのポリシー・ルールは、アクセス・ノード（ＤＳＬＡＭ１７０、光アクセスまたはパケット・ケーブルＣＭＴＳ）およびブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイ（ＢＮＧ）１７５で供給される。
【００３０】
有線通信ネットワークのリソースが、モバイル機器１０５とフェムトセル１１５の間のコール接続をサポートするために成功裏に割り当てられると、ＰＣＲＦ１５０は、無線通信ネットワークに要求されたコールを許可することができる。例えば、ＰＣＲＦ１５０は、Ｐ−ＧＷ１４５を経由して無線通信ネットワークの中のエンティティに、適切なメッセージを送信することができる。ＰＣＲＦ１５０は、コール接続をサポートするのに十分な、有線通信ネットワークの中のリソースを交渉することができない場合、要求されたコールを拒否することができる。
【００３１】
図３は、有線通信ネットワークの中のバックホール・リンクを使用して無線コール接続を確立する方法３００の第１の例示的な実施形態を概念的に示す。例示された実施形態では、ユーザ装置（ＵＥ）は、そのホーム・ネットワークの中のフェムトセルまたはホームｅ−ノードＢ（ＨｅＮＢ）にアタッチする手順を開始した。無線通信ネットワークの中のＰＣＲＦエンティティは、サービス品質（ＱｏＳ）認可要求をアプリケーション機能（ＡＦ）から（３０５で）受信する。この要求は、要求されたサービス品質をサポートするために必要な、無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークの中の（帯域幅などの）リソースを示す情報を含む。ＰＣＲＦは、ＵＥがネットワークにおいてアタッチしたときに格納したＨｅＮＢのＩＤおよびトンネル情報、ならびに、コールを許可する前に要求および／または交渉される必要がある有線通信ネットワークの中のリソースに基づいて、ＵＥがＨｅＮＢに接続していることを判定する。
【００３２】
ＰＣＲＦは、要求をＲＡＣＳに（３１０で）送信することにより、有線通信ネットワークの中のリソースを（３１０で）要求することができる。この要求はフェムトセルのＩＤおよびトンネル情報を含み、その結果、ＲＡＣＳは、フェムトセルによって使用されるセキュア・トンネルを識別することができる。次いで、ＲＡＣＳは、要求されたリソースをセキュア・トンネルに割り当てることができるかどうかを判定する。これらのリソースを割り当てることができると、次いで、ＲＡＣＳは、リソースがセキュア・トンネルに割り当てられたことを示すメッセ−ジを送信する。あるいは、ＲＡＣＳは、異なるリソース割り当てを伴う対案を伝送することにより、交渉を開始することができる。このＰＣＲＦとＲＡＣＳの間の交渉は、互いに同意できる割り当てが見つかるまで続く可能性がある。ＲＡＣＳが十分なリソースを割り当てまたは交渉することができない場合、有線通信ネットワークが十分なサービス品質をサポートすることができないので、ＰＣＲＦはコールを許可しないことを選ぶことができる。
【００３３】
コールが許可されると、ＰＣＲＦはポリシー情報をＰ−ＧＷに（３１５で）伝送する。一実施形態では、ポリシー情報は、適切なＰＣＣルール、ユーザ装置のＩＰアドレスおよび他のセッション情報を示す、ＩＰ  ＣＡＮセッション修正メッセージを使用して伝送される。Ｐ−ＧＷは、無線通信システムの中に、要求されたサービス品質をサポートすることができるベアラを（３２０で）作成し、次いで、専用ベアラを作成する要求をＳ−ＧＷに（３２５で）伝送する。この専用ベアラの要求は、モビリティ管理エンティティに（３３０で）転送され、モビリティ管理エンティティは、要求されたコール・セッション用のベアラをセットアップする要求をフェムトセルに（３３５で）伝送する。フェムトセルは、例えば無線リソース制御（ＲＲＣ）の接続再構成メッセージを使用して、接続構成メッセージをユーザ装置に（３４０で）伝送する。ユーザ装置が要求された再構成を実行すると、ユーザ装置は、ＲＲＣ接続再構成完了メッセージなどの確認メッセージで（３４５で）返答する。次いで、フェムトセルは、ベアラが成功裏にセットアップされたことを、モビリティ管理エンティティに（３５０で）通知する。また、ユーザ装置は、直接転送をフェムトセルに（３５５で）送信することができ、フェムトセルは、モビリティ管理エンティティへのセッション管理応答を（３６０で）、Ｓ−ＧＷへの専用ベアラ応答を（３６５で）、Ｐ−ＧＷへの専用ベアラ応答を（３７０で）起動する。
【００３４】
図４は、無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークを含む通信システム４００の第２の例示的な実施形態を概念的に示す。例示された実施形態では、通信システム４００は、ホーム無線通信ネットワークから訪問先の無線通信ネットワークへの、モバイル機器のローミングをサポートする。ホーム無線通信ネットワークは、ホームＰＣＲＦ４１０およびホーム・サブスクリプション・サーバ４１５を含む。訪問先の無線通信ネットワークは、アプリケーション機能（ＡＦ）４２０、訪問先のＰＣＲＦ４２５、Ｐ−ＧＷ４３０、Ｓ−ＧＷ４３５、モビリティ管理エンティティ４４０、ＳｅｃＧＷ４４５およびフェムトセル４５０を含む。有線通信ネットワークは、ＲＡＣＳ４５５を含み、また、フェムトセル４５０が訪問先の無線通信ネットワークへのバックホール接続として使用するセキュア・トンネル４６０をサポートする。
【００３５】
本明細書で詳細に述べたように、フェムトセル４５０は、ＳｅｃＧＷ４４５によって認証および登録され、セキュア・トンネル４６０は、有線ネットワークの構成要素によって確立される。インターネット・プロトコル・アドレスなどのセキュア・トンネル４６０のアドレスを含むトンネル情報は、ホーム無線通信ネットワーク、例えばＡＡＡサーバ（図３には図示せず）に格納され、ＡＡＡサーバはＨＳＳ４１５と接続して、フェムトセル４５０を認証するための認証ベクタを取得する。この時点で、フェムトセル４５０は、有線通信ネットワークの中のセキュア・トンネル４６０をバックホール通信リンクとして使用して、無線通信ネットワークに無線接続を提供するように構成される。
【００３６】
モビリティ管理エンティティ４４０は、フェムトセル４５０から伝送される情報を監視して、いつアタッチ手順が、フェムトセル４５０を経由する無線通信ネットワークへの接続を確立するために開始されたかを判定する。モビリティ管理エンティティ４４０が、ローミングしているモバイル機器から、訪問先の無線通信ネットワークにアタッチする要求を検出すると、モビリティ管理エンティティ４４０は、セキュア・トンネル４６０用のトンネル情報を、ホーム無線通信ネットワークの中に実装されているＨＳＳ４１５から取り出す。モバイル機器がローミングしているので、次いで、メッセージは、Ｓ８インタフェースを介してサービング・ゲートウェイ４３５に送信され、Ｐ−ＧＷ４３０に転送される。例示された実施形態では、Ｐ−ＧＷ４３０は、フェムトセル識別子およびセキュア・トンネル情報を訪問先のＰＣＲＦ４２５に送信する。しかしながら、ホーム・ネットワークにルーティングされるトラフィック用の代替の実施形態では、Ｐ−ＧＷ４３０は、フェムトセル識別子およびセキュア・トンネル情報をホームＰＣＲＦ４１０に送信することができる。
【００３７】
訪問先のＰＣＲＦ４２５（またはホームＰＣＲＦ４１０）は、フェムトセル識別子およびトンネル情報を格納し、ポリシー決定を行い、ＱｏＳ認可要求を有線ネットワークの中のＲＡＣＳ４５５に送信する。ホーム・ネットワークにルーティングされるトラフィックのために、ホームＰＣＲＦ４１０は、訪問先のＰＣＲＦ４２５を経由してＲＡＣＳ４５５に要求を送信する。この要求は、ローミングしているモバイル機器とフェムトセル３５０の間の通信用の特定のＱｏＳをサポートするための（セキュア・トンネル４６０用の帯域幅などの）リソースに対する要求を含むことができる。ＲＡＣＳ４５５は、有線ネットワークの中のフェムトセル４５０の物理的および論理的なアタッチを判定し、訪問先のＰＣＲＦ４２５からのＱｏＳ認可要求を評価し、ポリシー決定を行う。ＲＡＣＳ４５５は、要求を承認すると、ポリシーを有線通信ネットワークの中の適切な構成要素に供給する。そうでない場合、ＲＡＣＳ４５５は、これらのエンティティが互いに受入れ可能なポリシーを交渉できるように、訪問先のＰＣＲＦ２５に対案を送信することができる。有線通信ネットワークのリソースが、コール接続をサポートするために成功裏に割り当てられると、訪問先のＰＣＲＦ４２５は、訪問先の無線通信ネットワークに要求されたコールを許可することができる。訪問先のＰＣＲＦ４２５は、コール接続をサポートするのに十分な有線通信ネットワークの中のリソースを交渉することができない場合、要求されたコールを拒否することができる。
【００３８】
図５は、無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークを含む通信システム５００の第３の例示的な実施形態を概念的に示す。図５に示した無線通信ネットワークに関連するエンティティは、太字破線の左側にあり、図５に示した有線通信ネットワークに関連するエンティティは、太字破線の右側にあるが、フェムトセル５０５は例外で、無線通信ネットワークに関連する。例示された実施形態では、フェムトセル５０５はホーム・フェムトセル５０５であり、また、本明細書で述べたようにホームｅ−ノード−Ｂ（ＨｅＮＢ）と呼ばれる。
【００３９】
無線通信ネットワークは、無線通信ネットワークへの最初のゲートウェイを提供するセキュリティ・ゲートウェイ（ＳｅｃＧＷ）５１０を含む。したがって、フェムトセル５０５は、本明細書に記載したセキュア・トンネルを経由して無線通信ネットワークにアクセスするためのゲートウェイとして、セキュリティ・ゲートウェイ（ＳｅｃＧＷ）５１０を使用することができる。セキュリティ・ゲートウェイ５１０は、認証、認可および会計（ＡＡＡ）サーバ５１５、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）５２０、およびサービング・ゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）５２５に通信結合している。また、これらのエンティティは、ホーム・サブスクリプション・サーバ（ＨＳＳ）５３０およびパケット・データ・ノード・ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）５３５と相互接続し、Ｐ−ＧＷ５３５は、ポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）５４０と通信結合している。第３の例示的な実施形態における有線通信ネットワークは、ネットワーク・アクセス・サブシステム（ＮＡＳＳ）５４５、ブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイ（ＢＮＧ）５５０およびアクセス・ネットワーク５５５を含む。有線通信ネットワークは、セキュア・トンネル５６０経由のバックホール通信リンクをサポートする。
【００４０】
通信システム５００の第３の例示的な実施形態は、有線通信ネットワークと無線通信ネットワークの間で行われる、フェムトセル５０５への帯域幅割り当てを示す情報の自動交換をサポートする。例えば、この情報は、フェムトセル５０５の位置登録中および／またはフェムトセル５０５の認証中に、交渉および／または交換することができる。帯域幅割り当ては、通信システム５００の動作中、自動的および／または動的に調整することができる。一実施形態では、帯域幅割り当ては、フェムトセル５０５がネットワークへのアクセスを要求したときに、調整することができる。例えば、帯域幅割り当ては、フェムトセル５０５のネットワークへのアクセスを認可する前にフェムトセル５０５の位置を検証するとき、アクセス・ネットワークに利用できるリソースに基づいて決定することができる。通信システム５００の第３の例示的な実施形態におけるＰＣＲＦ５４０は、有線通信システムの中のバックホール・リソースのために、仮想のリソース管理を処理する。この実施形態では、ＰＣＲＦ５４０とＲＡＣＳ（図５には図示せず）の間の対話は存在し得ない。また、ＰＣＲＦ５４０は、加入者のプロファイル、時刻、加入者がローミングしているかどうか、または他の基準に基づいて、サービス品質認可を処理することができる。
【００４１】
第３の例示的な実施形態では、通信システム５００は、フェムトセルまたはＨｅＮＢのプロファイル・レポジトリ（ＨＰＲ）５６５をサポートする。例示された実施形態では、プロファイル・レポジトリ５６５は、認証、認可および会計サーバ５１５によってサポートされる。しかしながら、本開示を利用できる当業者は、プロファイル・レポジトリ５６５が、無線通信ネットワーク内の他のエンティティによってサポートされ得ること、または、無線通信ネットワークに通信結合するスタンド・アロンのエンティティとして実装され得ることを理解されたい。プロファイル・レポジトリ５６５は、通信システム５００によってサポートされるフェムトセル５０５に関連するプロファイルを格納する。例えば、プロファイル・レポジトリ５６５は、フェムトセル５０５の識別子、フェムトセル５０５に関連するサービス品質プロファイルなどの情報を含むデータベースを実現することができる。また、このプロファイルは、フェムトセル５０５に割り当てられた帯域幅を示す情報、フェムトセル５０５によって使用されるアクセス・ネットワークのタイプ（例えば、ＤＳＬ、ＡＤＬＳ２ＰＬＵＳ、ＶＤＳＬ２、光など）、および、許可制御手順に役立つことができる他の情報を含むことができる。
【００４２】
動作中、通信システム５００は、フェムトセル５０５が無線通信ネットワークにアタッチしたとき、有線通信ネットワークによってセキュア・トンネル５６０を確立する。セキュア・トンネル５６０は、ブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイ５５０およびアクセス・ネットワーク５５５を含む、有線通信ネットワークの中の構成要素によってサポートされる。確立プロセスの一部として、セキュア・ゲートウェイ５１０は、フェムトセル５０５を認証し、次いで、フェムトセル５０５の識別子、およびトンネル５６０にアサインされたＩＰアドレスを含むトンネル情報を含むメッセージを、ＡＡＡサーバ５１５に送信する。フェムトセル識別子およびトンネル情報は、ＡＡＡサーバ５１５に格納され、後でモビリティ管理エンティティ５２０によって取り出すことができる。例えば、モビリティ管理エンティティ５２０は、ユーザ装置がフェムトセル５０５にアタッチしたとき、このデータを取り出すことができる。また、フェムトセル５０５用の位置確認プロセスの一部として、フェムトセル識別子およびトンネル情報をＨＳＳ５３０に伝送することができる。
【００４３】
（無線通信ネットワークの中にある）ＨＳＳ５３０は、（有線通信ネットワークの中にある）ＮＡＳＳ５４５と、１つまたは複数のインタフェースを介して通信することができる。例えば、通信システム５００の第３の例示的な実施形態は、ＨＳＳ４３０とＮＡＳＳ５４５の間のｅ２インタフェースおよびｅ４インタフェースをサポートする。フェムトセル５０５がネットワーク５００にアタッチすると、ＨＳＳ５３０は、ＡＡＡサーバ５１５からのフェムトセル識別子およびトンネル情報の受信に応答して、ｅ２インタフェースを介して位置登録メッセージをＮＡＳＳ５４５に伝送する。このメッセージは、識別子およびトンネル情報を含み、位置登録メッセージの受信に応答して、ＮＡＳＳ５４５は、フェムトセル５０５に関連する位置情報を返信する。例えば、位置情報は、セキュア・トンネル５６０に関連するＩＰアドレスを含むことができる。また、ＨＳＳ５３０は、フェムトセル５０５に関連する（プロファイルなどの）サービス品質情報に対する要求を、ＮＡＳＳ５４５に伝送することができる。ＮＡＳＳ５４５によって返信されたプロファイルは、フェムトセル５０５に割り当てられた帯域幅を含むサービス品質情報を含むことができる。次いで、このサービス品質情報は、格納および将来の使用のために、ＡＡＡサーバ５１５に返信することができる。
【００４４】
フェムトセル５０５に割り当てられたバックホール帯域幅の動的な割り当ておよび／または更新は、ユーザ装置のアタッチ手順、位置検証メッセージ、またはＮＡＳＳ５４５によって自律的に起動することができる。バックホール帯域幅の割り当ておよび／または更新は、任意の間隔で実行することができ、その間隔は所定の周期になることができ、または所定のイベントに応答して起動することができる。フェムトセル５０５に割り当てられたバックホール帯域幅は、ＳＬＡ、システム５００の中のエンティティでのリソースの状況および／または利用レベル、時刻などに基づいて決定することができる。
【００４５】
例えば、ユーザ装置がアタッチ手順を開始すると、モビリティ管理エンティティ５２０は、フェムトセル５０５のＩＤを含む位置検証メッセージを、ＨＳＳ５３０に伝送する。このメッセージの受信に応答して、ＨＳＳ５３０は位置検証メッセージをＮＡＳＳ５４５に送信し、ＮＡＳＳ５４５は位置情報で返答する。また、ＨＳＳ５３０は、サービス品質プロファイルを要求することができ、サービス品質プロファイルはＮＡＳＳ５４５によって返信される。例示された実施形態では、返信されたサービス品質プロファイルは、ＮＡＳＳ５４５によって更新されており、フェムトセル５０５に割り当てられたバックホール帯域幅の更新された値を含む更新情報を含む。次いで、更新されたフェムトセルのサービス品質プロファイルは、格納および次の使用のために、ＡＡＡサーバ５１５およびＨＰＲ５６５に伝送される。
【００４６】
また、モビリティ管理エンティティ５２０は、フェムトセル５０５用のデフォルト・ベアラを作成するプロセスを開始することができる。デフォルト・ベアラの作成は、更新されたフェムトセル・サービス品質プロファイルの要求と同時に進めることができる。しかしながら、本開示を利用できる当業者は、デフォルト・ベアラの作成および更新されたプロファイルの要求の相対的なタイミングが、設計上の選択事項であることを理解されたい。モビリティ管理エンティティ５２０は、デフォルト・ベアラ作成メッセージをサービング・ゲートウェイ５２５に伝送し、このメッセージは、フェムトセル５０５の識別子を含む。サービング・ゲートウェイ５２５は、含まれた識別子をＰ−ＧＷ５３５およびＰＣＲＦ５４０に送信し、その結果ＰＣＲＦ５４０は、要求されたフェムトセル５０５との通信セッション用のデフォルト・ベアラの作成を認可するかどうか判定することができる。
【００４７】
ＰＣＲＦ５４０が、（フェムトセルに割り当てられた帯域幅などを含む）サービス品質情報を、プロファイル・レポジトリ５６５から要求して、認可プロセスが開始する。次いで、ＰＣＲＦ５４０は、この情報を使用して、要求されたコール・セッションを許可するかどうか決定する。例えば、要求されたサービス品質をサポートするのに十分なバックホール帯域幅が、セキュア・トンネル５６０に割り当てられると、ＰＣＲＦ５４０はコールを認可および許可することができる。例えば、ＰＣＲＦ５４０は、Ｐ−ＧＷ５３５を経由して、無線通信ネットワークの中のエンティティに適切なメッセージを送信することができる。ＰＣＲＦ５４０は、コール接続をサポートするには不十分なリソースが、有線通信ネットワークの中のトンネルに割り当てられると、要求されたコールを拒否することができる。バックホール・リソースは、以前に（これらのリソースの最初の割り当てもしくは動的な割り当ておよび／または更新のいずれかにより）割り当てられたので、ＰＣＲＦ５４０は、有線ネットワークと通信することなく、コール許可プロセスを実行することができる。
【００４８】
図６は、有線通信ネットワークの中のバックホール接続を使用して無線コール接続を確立する方法６００の第２の例示的な実施形態を概念的に示す。第２の例示的な実施形態では、ユーザ装置（ＵＥ）は、そのホーム・ネットワークの中のフェムトセルまたはホームｅ−ノード−Ｂ（ＨｅＮＢ）とのアタッチ手順を開始した。無線通信ネットワークの中のＰＣＲＦエンティティは、サービス品質（ＱｏＳ）認可要求を認証機能（ＡＦ）から（６０５で）受信する。ＱｏＳ認可要求は、要求されたサービス品質をサポートするために必要な、無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークの中の（帯域幅などの）リソースを示す情報を含む。ＱｏＳ認可要求は、フェムトセル識別子および／またはセキュア・トンネル情報を含むので、ＰＣＲＦは、コールを許可する前に有線通信ネットワークの中のリソースが要求および／または交渉される必要があると決定することができる。
【００４９】
ＰＣＲＦは、無線通信ネットワークの中のホーム加入者プロファイル・レポジトリ（ＨＰＲ）に要求を（６１０で）送信することにより、有線通信ネットワークの中のリソースを（６１０で）要求することができる。この要求はトンネル情報を含み、その結果ＨＰＲは、フェムトセルによって使用されるセキュア・トンネルを識別することができる。次いで、ＨＰＲは、要求されたリソースがセキュア・トンネルに割り当てられたかどうかを判定する。本明細書で述べたように、利用可能なリソース割り当てはＨＰＲに格納され、有線通信ネットワークの中のＨＳＳとＮＡＳＳの間のインタフェースを使用して、動的に割り当ておよび／または更新することができる。これらのリソースが割り当てられると、ＨＰＲは、リソースがセキュア・トンネルに割り当てられたことを示すメッセージを送信する。十分なリソースが利用可能でない場合、有線通信ネットワークが十分なサービス品質をサポートすることができないので、ＰＣＲＦはコールを許可しないことを選ぶことができる。
【００５０】
コールが許可されると、ＰＣＲＦは、ポリシー情報をＰ−ＧＷに（６１５で）伝送する。一実施形態では、ポリシー情報は、適切なＰＣＣルール、ユーザ装置のＩＰアドレス、および他のセッション情報を示す、ＩＰ  ＣＡＮセッション修正メッセージを使用して伝送される。Ｐ−ＧＷは、無線通信システムの中で、要求されたサービス品質をサポートすることができるベアラを（６２０で）作成する。例えば、Ｐ−ＧＷは、ＱＣＩ、ＡＲＰ、ＧＢＲなどの適切なサービス品質を有するＥＰＳベアラを（６２０で）作成することができる。次いで、Ｐ−ＧＷは、専用ベアラを作成する要求をＳ−ＧＷに（６２５で）伝送する。この専用ベアラ要求は、モビリティ管理エンティティに（６３０で）転送され、モビリティ管理エンティティは、要求されたコール・セッション用のベアラをセットアップする要求をフェムトセルに（６３５で）伝送する。フェムトセルは、例えば無線リソース制御（ＲＲＣ）の接続再構成メッセージを使用して、接続構成メッセージをユーザ装置に（６４０で）伝送する。ユーザ装置が要求された再構成を実行すると、ユーザ装置は、ＲＲＣの接続再構成完了メッセージなどの確認メッセージで（６４５で）返答する。次いで、フェムトセルは、ベアラが成功裏にセットアップされたことを、モビリティ管理エンティティに（６５０で）通知する。また、ユーザ装置は、フェムトセルに直接転送を（６５５で）送信することができ、フェムトセルは、モビリティ管理エンティティへのセッション管理応答を（６６０で）、Ｓ−ＧＷへの専用ベアラ応答を（６６５で）、および、Ｐ−ＧＷへの専用ベアラ応答を（６７０で）起動する。
【００５１】
図７は、無線通信ネットワークおよび有線通信ネットワークを含む通信システム７００の第４の例示的な実施形態を概念的に示す。例示された実施形態では、通信システム７００は、ホーム無線通信ネットワークから訪問先の無線通信ネットワークへの、モバイル機器のローミングをサポートする。ホーム無線通信ネットワークは、ホームＰＣＲＦ７０５を含む。訪問先の無線通信ネットワークは、認証機能（ＡＦ）７１０、訪問先のＰＣＲＦ７１５、Ｐ−ＧＷ７２０、Ｓ−ＧＷ７２５、モビリティ管理エンティティ７３０、ＳｅｃＧＷ７３５、およびフェムトセル７４０を含む。この無線通信ネットワークは、訪問先の無線通信ネットワークへのバックホール接続用に割り当てられたリソースなどの、フェムトセル７４０に関連する情報を格納することができる、ＨＳＳ７４５およびＨＰＲ７５０を含む。
【００５２】
本明細書で詳細に述べたように、フェムトセル７４０は、ＳｅｃＧＷ７３５によって認証および登録され、セキュア・トンネルは、有線ネットワークの構成要素によって確立される。インターネット・プロトコル・アドレスなどのセキュア・トンネルのアドレスを含むトンネル情報は、ホーム無線通信ネットワーク、例えばＡＡＡサーバ（図７には図示せず）に格納され、ＡＡＡサーバは、ＨＳＳ７４５に接続して、フェムトセル７４０を認証するための認証ベクタを取得する。この時点で、フェムトセル７４０は、有線通信ネットワークの中のセキュア・トンネルをバックホール通信リンクとして使用して、無線通信ネットワークに無線接続を提供するように構成される。有線通信ネットワークおよび無線通信ネットワークの中の構成要素は、セキュア・トンネルを介したバックホール・リンク用に使用することができるリソース割り当てを、確立および／または交渉するために通信することができる。本明細書で述べたように、このリソース割り当ては、無線通信ネットワークに通信され、ＨＰＲ７５０に格納することができる。
【００５３】
モビリティ管理エンティティ７３０は、フェムトセル７４０から伝送される情報を監視して、いつアタッチ手順が、フェムトセル７４０を経由する無線通信ネットワークへの接続を確立するために開始されたかを判定する。モビリティ管理エンティティ７３０が、ローミングしているモバイル機器から、訪問先の無線通信ネットワークにアタッチする要求を検出すると、モビリティ管理エンティティ７３０は、セキュア・トンネル用のトンネル情報を、訪問先の無線通信ネットワークの中に実装されたＨＳＳ７４５から取り出す。モバイル機器がローミングしているので、次いで、メッセージはＳ８インタフェースを介してサービング・ゲートウェイ７２５に送信され、Ｐ−ＧＷ７２０に転送される。例示された実施形態では、Ｐ−ＧＷ７２０は、フェムトセル識別子およびセキュア・トンネル情報を訪問先のＰＣＲＦ７１５に送信する。しかしながら、代替の実施形態では、Ｐ−ＧＷ７２０は、フェムトセル識別子およびセキュア・トンネル情報をホームＰＣＲＦ７０５に送信することができる。
【００５４】
訪問先のＰＣＲＦ７１５は、ＱｏＳ認可要求をＡＦ７１０から受信し、バックホール・リソースに対する要求をＨＰＲ７５０に送信する。このバックホール・リソース要求は、フェムトセル７４０の識別子を含む。一実施形態では、ＡＦからの要求は、ローミングしているモバイル機器とフェムトセル７４０の間の通信用の特定のＱｏＳをサポートするための、（セキュア・トンネル用の帯域幅などの）リソースに対する要求を含むことができる。また、訪問先のＰＣＲＦ７１５は、要求されたデフォルト・ベアラに関連するＰＣＣルールをホームＰＣＲＦ７０５から要求することができ、ホームＰＣＲＦ７０５は、ローカルに、またはホームＰＣＲＦ７０５に通信結合した他のエンティティに、格納された情報を使用して、要求されたルールを提供することができる。
【００５５】
訪問先のＰＣＲＦ７１５は、ＨＰＲ７５０から利用可能な帯域幅を取得し、フェムトセルが利用できる帯域幅に基づいて、コール許可決定などのポリシー決定を行う。訪問先のＰＣＲＦ７１５は、利用可能な帯域幅が不十分な場合、要求されたコールを拒否するか、または、時刻、ローミング加入者対非ローミング加入者、など他の要因を考慮に入れることができる。
【００５６】
無線通信ネットワークによって使用されるバックホール接続に割り当てられた帯域幅の、自動的／動的な割り当ておよび／または修正を実現することには、いくつかの利点がある。例えば、帯域幅割り当て情報は、フェムトセルまたはＨｅＮＢが電源を入れられたときおよび／またはネットワークによって認証されたとき、有線ドメインと無線ドメインの間で自動的に交換することができる。また、帯域幅割り当ては、位置検証がフェムトセルまたはＨｅＮＢのために実行されると、固定アクセス・ネットワーク・リソースの可用性に基づいて調整することができる。次いで、ＰＣＲＦは、ＰＣＲＦおよびＲＡＣＳなどの無線ドメインおよび有線ドメインの中の構成要素間のユーザ装置毎のセッション・インタフェースをそれぞれ必要とせずに、許可制御を処理することができる。
【００５７】
無線コールを許可する前に有線バックホール・リソースの可用性を検証する技法にも、いくつかの利点がある。例えば、有線バックホール接続へのリソースの割り当て、および、新しい／修正されたＨ（ｅ）ＮＢサービス・フローをサポートするための有線アクセス・ネットワークの中のリソースの可用性の判定は、新しい／修正されたフローが無線ネットワークの中で許可される前に実行される。別の例では、無線サービスと有線サービスの間のＱｏＳ交渉は、新しい／修正されたフローを許可する前に実行することができ、その結果そのフローは必要なリソースが利用できる場合にのみ許可される。本明細書に記載した技法の実施形態では、ＰＣＲＦには、ＨｅＮＢに割り当てられた帯域幅リソースの利用効率を改善することができるＨｅＮＢリソースを、どのように割り当てるかを決定する機能が与えられる。また、本明細書に記載した技法の実施形態は、有線アクセス・ネットワークの中のＱｏＳが検証されることを可能にし、したがって、システムはより良いユーザ経験を提供する。ネットワークの中の信号負荷は削減することができ、本明細書に記載した技法は、有線アクセス・ネットワークの中に配備されたポリシー・サーバの存在下、非存在下ともに機能する。さらに、同じＰＣＣ／ＰＣＲＦアーキテクチャは、ＨｅＮＢおよび（マクロ）ｅＮＢに接続したユーザが使用することができる。
【００５８】
本開示の主題の一部および対応する詳細説明が、ソフトウェア、またはコンピュータ・メモリ内のデータ・ビット上の動作のアルゴリズムおよび符号表現の観点から提示された。これらの説明および表現は、それによって当業者が、自身の仕事の実体を他の当業者に効果的に伝えるものである。アルゴリズムとは、その用語が本明細書で使用されるように、および一般に使用されるように、所望の結果に導く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、物理量の物理的な操作を必要とするステップである。通常、しかし必然的ではないが、これらの量は、格納、転送、結合、比較、そうでなければ操作することができる、光学式、電気式または磁気式の信号ケーブルの形をとる。これらの信号を、ビット、値、要素、符号、文字、用語、番号などとして参照することが、主に一般使用の理由により、便利であると折に触れて証明された。
【００５９】
しかしながら、これらおよび同様の用語のすべては、適切な物理量に関連し、これらの量に適用される便利な標識にすぎないことに留意されたい。他で詳細に述べない限り、または説明から明らかなように、「処理」または「演算」または「計算」または「決定」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的、電気的な量として表現されるデータを、コンピュータ・システムのメモリまたはレジスタまたは他の情報格納装置、伝送装置もしくは表示装置内の物理的な量として同様に表現された他のデータに操作および変換する、コンピュータ・システムまたは同様の電子演算装置の動作およびプロセスを参照する。
【００６０】
また、本開示の主題のソフトウェアに実装された態様は、通常、ある形式のプログラム格納媒体上にコード化されるか、またはあるタイプの伝送媒体を介して実装されることに留意されたい。プログラム格納媒体は、磁気式（例えば、フロッピ・ディスクもしくはハード・ドライブ）または光学式（例えば、コンパクト・ディスク・リード・オンリ・メモリすなわち「ＣＤ  ＲＯＭ」）であり、リード・オンリまたはランダム・アクセスであり得る。同様に、伝送媒体は、ツイスト・ワイヤ・ペア、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野で既知の他の適切な伝送媒体であり得る。本開示の主題は、これら任意の所与の実装形態の態様によって限定されない。
【００６１】
本開示の主題は、本明細書の教示を利用できる当業者には明白な、異なるが均等な方法で修正および実践することができるので、上記に開示した特定の実施形態は例示的なだけである。さらに、下記特許請求の範囲に記載した以外、本明細書に示した構造または設計の詳細に限定することは意図していない。したがって、上記に開示した特定の実施形態は変更または修正することができ、このような変形形態すべてが本開示の主題の範囲内であると考えら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、下記特許請求の範囲で説明する通りである。
【図１】
0005528563.tif 000002
【図２】
0005528563.tif 000003
【図３】
0005528563.tif 000004
【図４】
0005528563.tif 000005
【図５】
0005528563.tif 000006
【図６】
0005528563.tif 000007
【図７】
0005528563.tif 000008