(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線技術を使用して通信を行うように構成された第１の無線通信インタフェースと、
第２の無線技術を使用して通信を行うように構成された第２の無線通信インタフェースと、
上位層アプリケーション処理コンポーネントと、
ミドルウェアコンポーネントとを具備する無線送受信装置（ＷＴＲＵ）であって、
前記ミドルウェアコンポーネントは、
前記上位層アプリケーション処理コンポーネントから第１の制御信号を受信し、前記第１の無線通信インタフェースまたは前記第２の無線インタフェースの少なくとも１つからリンクステータス情報を受信し、
前記第１の無線通信インタフェースまたは前記第２の無線通信インタフェースの少なくとも１つへ第２の制御信号を通信し、
前記リンクステータス情報に基づく、前記第２の無線通信インタフェースから前記第１の無線インタフェースへ、ハンドオーバが実行されるべきであるとの判断に応じて、データのバッファリングと前記第１の無線通信インタフェース上にリンクの構築とを開始させることを特徴とする無線送受信装置。
【請求項２】
前記ミドルウェアコンポーネントが、さらに、
前記第１の無線通信インタフェース上に前記リンクが構築されたとの確認を受信するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無線送受信装置。
【請求項３】
前記ミドルウェアコンポーネントが、さらに、
前記ハンドオーバが進行中であるとの指示を前記上位層アプリケーション処理コンポーネントへ信号で送り、
前記ハンドオーバの終了に応じて、前記ハンドオーバが終了したとの指示を前記上位層アプリケーション処理コンポーネントへ信号で送ることを特徴とする請求項１に記載の無線送受信装置。
【請求項４】
前記ミドルウェアコンポーネントが、さらに、前記第１の無線通信インタフェース上のリンクとの接続を断つように前記第１の無線通信インタフェースへ信号を送るように構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線送受信装置。
【請求項５】
前記ミドルウェアコンポーネントが、さらに、前記第１の無線通信インタフェースを通じて前記第２の無線通信インタフェースへ通信を送るように構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線送受信装置。
【請求項６】
前記通信は、ハンドオーバ、あるいはサービス情報のリンク品質（Ｑ0Ｓ）の開始に関わることを特徴とする請求項４に記載の無線送受信装置。
【請求項７】
前記第１の無線技術は携帯電話技術であり、前記第２の無線技術はＩＥＥＥのＷＬＡＮ（無線ローカルエリネットワーク）技術であるか、あるいはまた、前記第１の種類の無線技術はＩＥＥＥのＷＬＡＮ技術であり、前記第２の種類の無線技術は携帯電話技術であることを特徴とする請求項１に記載の無線送受信装置。
【請求項８】
無線送受信装置（ＷＴＲＵ）で使用される方法であって、
前記ミドルウェアコンポーネントが、上位層アプリケーション処理コンポーネントから第１の制御信号を受信することと、
前記ミドルウェアコンポーネントが、第１の無線技術を使用して通信を行うように構成された第１の無線通信インタフェースからリンクステータス情報を受信することと、
前記ミドルウェアコンポーネントが、第２の無線技術を使用して通信を行うように構成された第２の無線通信インタフェースからリンクステータス情報を受信することと、
前記ミドルウェアコンポーネントが、前記第１の無線通信インタフェースおよび前記第２の無線通信インタフェースへ第２の制御信号を通信することと、
前記ミドルウェアコンポーネントが、前記リンクステータス情報に基づく、前記第２の無線通信インタフェースから前記第１の無線インタフェースへ、ハンドオーバが実行されるべきであるとの判断に応じて、データのバッファリングと前記第１の無線通信インタフェース上にリンクの構築とを開始させることと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記ミドルウェアコンポーネントが、前記第１の無線通信インタフェース上に前記リンクが構築されたとの確認を受信することをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ミドルウェアコンポーネントが、前記ハンドオーバが進行中であるとの指示を前記上位層アプリケーション処理コンポーネントへ信号で送ることと、
前記ミドルウェアコンポーネントが、前記ハンドオーバの終了に応じて、前記ハンドオーバが終了したとの指示を前記上位層アプリケーション処理コンポーネントへ信号で送ることと
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ミドルウェアコンポーネントが、前記第１の無線通信インタフェース上のリンクとの接続を断つように前記第１の無線通信インタフェースへ信号を送ること
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ミドルウェアコンポーネントが、さらに、前記第１の無線通信インタフェースを通じて前記第２の無線通信インタフェースへ通信を送ること
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記通信が、ハンドオーバ、あるいはサービス情報のリンク品質（Ｑ0Ｓ）の開始に関わることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、複数のシステムにおける無線通信のためのコンポーネントおよび方法に関し、より詳細には、ユニバーサル移動体通信システム（ユニバーサル・モバイル・テレコミュニュケーション・システム）（ＵＭＴＳ）から無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）（ＷＬＡＮ）へ、またはその逆へのように、第１の種類の無線システムを用いた無線接続から第２の種類の無線システムを用いた無線接続への切替をしながらの連続通信が可能な移動体無線送受信装置（ＷＴＲＵ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは当技術分野で周知である。一般に、このようなシステムは、相互に無線通信信号を送受信する通信局を備える。移動体セルラシステムのようなネットワークシステムの場合、通常、２種類の通信局がある。すなわち、ネットワークインフラストラクチャへのアクセスを提供する基地局、および、基地局と無線通信を行う無線送受信装置（ＷＴＲＵ）である。
【０００３】
家庭、オフィス、および移動時において無線通信（ワイヤレス通信）への依存が高まっている。家庭の電話機、オフィスの電話機、および移動体無線電話機のように、一人のユーザがいくつかの異なるＷＴＲＵを持つことは珍しくない。したがって、複数のＷＴＲＵの使用を、家庭、オフィス、および移動時に使用可能な単独のＷＴＲＵで置き換えることが要望されている。
【０００４】
多くの商用ネットワークでは、基地局のネットワークが設けられ、各基地局は、適切に設定されたＷＴＲＵと複数同時無線通信を行うことが可能である。無線システムのグローバルな（世界的規模の）接続を提供するため、諸標準（規格）が開発され実施されている。現在広く用いられている標準の１つとしてＧＳＭ（Global System for Mobile Telecommunications；移動体通信用グローバル方式）がある。これは、いわゆる第２世代移動体無線システム標準（２Ｇ）とみなされ、後にその改定（２．５Ｇ）が出ている。ＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）およびＥＤＧＥ（Enhanced Data GSM Environment）が、（２Ｇ）ＧＳＭネットワークの上で比較的高速のデータサービスを提供する２．５Ｇ技術の例である。これらの標準はそれぞれ、付加的な機能および拡張により、従来の標準を改善しようとしたものである。１９９８年１月、欧州電気通信標準化協会−特別移動通信部会（ＥＴＳＩ  ＳＭＧ）は、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）と呼ばれる第３世代無線システムの無線アクセス方式に関して合意した。ＵＭＴＳ標準をさらに推し進めるため、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）が１９９８年１２月に組織された。３ＧＰＰは、引き続き共通の第３世代移動体無線標準に取り組んでいる。
【０００５】
現在の３ＧＰＰ仕様による典型的なＵＭＴＳのシステムアーキテクチャを図１ａに示す。ＵＭＴＳのネットワークアーキテクチャはコアネットワーク（ＣＮ）を含む。ＣＮは、Ｉｕと呼びならわされているインタフェース経由でＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）と相互接続される。Ｉｕは、現在公開で入手可能な３ＧＰＰ仕様文書に詳細に規定されている。
【０００６】
ＵＴＲＡＮは、Ｕｕと呼びならわされている無線インタフェース経由で、３ＧＰＰにおいてユーザ機器（ＵＥ）と呼ばれるＷＴＲＵを通じてユーザに無線通信サービスを提供するように構成される。ＵＴＲＡＮは、３ＧＰＰにおいてノードＢと呼ばれる複数の基地局を有し、それらの基地局が共同で、ＵＥとの無線通信のための地理的カバレジ（受信可能範囲サービスエリア）を提供する。ＵＴＲＡＮでは、１つまたは複数のノードＢからなるグループが、３ＧＰＰにおいてＩｕｂと呼ばれるインタフェース経由で無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）に接続される。ＵＴＲＡＮは、異なるＲＮＣに接続されるノードＢのいくつかのグループを有してもよく、図１ａに示した例では２つのＲＮＣが示されている。１つのＵＴＲＡＮに複数のＲＮＣが設けられる場合、ＲＮＣ間通信がＩｕｒインタフェース経由で実行される。
【０００７】
ＵＥは一般に、ホームＵＭＴＳネットワーク（ＨＮ）を有する。ＵＥはＨＮに登録を行い、ＨＮを通じて課金等の機能が処理される。Ｕｕインタフェースを標準化することにより、ＵＥは、異なるＵＭＴＳネットワーク、例えば、異なる地理的エリアにサービスを提供するＵＭＴＳネットワーク経由で通信を行うことが可能となる。このような場合、他のネットワークは一般に外部ネットワーク（ＦＮ）と呼ばれる。
【０００８】
現在の３ＧＰＰ仕様の下では、ＵＥのＨＮのコアネットワークが、認証、許可および課金の機能（ＡＡＡ機能）を調整し処理する働きをする。ＵＥが自己のホームＵＭＴＳネットワークの範囲外に移動した時には、ＨＮのコアネットワークは、ＦＮがＵＥの通信を許可するようにＡＡＡ機能を調整することが可能であり、それにより、ＵＥによる外部ネットワークの利用を助ける。この動作の実施を支援するため、コアネットワークは、当該コアネットワークがＨＮとなっているＵＥを追跡するホームロケーション（本拠地）レジスタ（ＨＬＲ）と、ビジターロケーション（遠征地）レジスタ（ＶＬＲ）とを含む。ＡＡＡ機能を処理するために、ＨＬＲとともにホームサービスサーバ（ＨＳＳ）が設けられる。
【０００９】
現在の３ＧＰＰ仕様の下では、コアネットワークは、公衆陸上移動網（ＰＬＭＮ）、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、サービス総合ディジタル網（ＩＳＤＮ）およびその他のリアルタイム（ＲＴ）サービスのような外部システムへの接続をＲＴサービスインタフェース経由で有するように構成される。また、コアネットワークは、インターネットを用いた非リアルタイムサービスもサポートする。コアネットワークから他のシステムへの外部接続により、ＵＥを使用するユーザは、自己のホームＵＭＴＳネットワーク経由で、ＨＮのＵＴＲＡＮによってサービスされるエリアを超えた通信が可能となる。また、ビジター（遠征地の）ＵＥも同様に、遠征地のＵＭＴＳネットワーク経由で、遠征地のＵＭＴＳのＵＴＲＡＮによってサービスされるエリアを超えた通信ができる。
【００１０】
現在の３ＧＰＰ仕様の下では、コアネットワークは、ゲートウェイ移動通信交換センタ（ＧＭＳＣ）経由でＲＴサービスの外部接続を提供する。コアネットワークは、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service；汎用パケット無線サービス）と呼ばれるＮＲＴ（非実時間）サービスの外部接続を、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）経由で提供する。この場合、特定のＮＲＴサービスが、通信を形成するＴＤＤ（時分割二重化）データパケットの通信速度および関連するバッファリングにより、ユーザにとって実際にはリアルタイム通信のように見えることがある。この一例として、インターネット経由の音声通信がある。これは、ユーザにとって、交換網によって行われる通常の電話通話のように見えることがあるが、実際には、パケットデータサービスを提供するインターネットプロトコル（ＩＰ）コネクションを用いて行われている。
【００１１】
ＧＩと呼ばれる標準インタフェースが、ＣＮのＧＧＳＮとインターネットの間で一般的に用いられる。ＧＩインタフェースは、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force；インターネット技術作業部会）によって規定されているモバイルＩＰｖ４やモバイルＩＰｖ６のようなモバイルインターネットプロトコルとともに用いることができる。
【００１２】
現在の３ＧＰＰ仕様の下では、３ＧＰＰシステム内で無線リンクされたＵＥに対して、外部ソースからＲＴおよびＮＲＴの両サービスのサポートを提供するため、ＵＴＲＡＮはＣＮと適切にインタフェースをとらなければならないが、これはＩｕインタフェースの機能である。これを行うため、コアネットワークは、ＧＭＳＣに結合した移動通信交換センタ（ＭＳＣ）と、ＧＧＳＮに結合したサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）とを含む。両者はＨＲＬと結合し、ＭＳＣは通常は在圏ロケーションレジスタ（ＶＬＲ）を兼ね備える。
【００１３】
Ｉｕインタフェースは、回線交換通信用インタフェース（Ｉｕ−ＣＳ）およびパケット交換通信経由のパケットデータ用のインタフェース（Ｉｕ−ＰＳ）の間で分割される。ＭＳＣは、Ｉｕ−ＣＳインタフェース経由でＵＴＲＡＮのＲＮＣに接続される。サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）は、パケットデータサービス用のＩｕ−ＰＳインタフェース経由でＵＴＲＡＮのＲＮＣに結合する。
【００１４】
ＨＬＲ／ＨＳＳは通常、Ｇｒというインタフェース経由で、コアネットワーク、ＭＳＣおよびＧＭＳＣのＣＳ側とインタフェースをとる。Ｇｒは、移動通信応用部（ＭＡＰ）プロトコルを通じてＡＡＡ機能をサポートする。ＣＮのＳＧＳＮおよびＧＧＳＮは、ＧｎおよびＧｐというインタフェースを用いて接続される。
【００１５】
無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と呼ばれる別の種類の無線システムが、ＷＬＡＮモデムを備えたＷＴＲＵと無線通信を行うように構成できる。現在、ＷＬＡＮモデムは、メーカによって、多くの従来型の通信装置およびコンピューティング装置に一体化されている。例えば、携帯電話、携帯情報端末、およびラップトップコンピュータは、１つまたは複数のＷＬＡＮモデムを組み込んでいる。したがって、異なる種類のネットワークだけでなく、ＷＬＡＮモデムを備えたこのようなＷＴＲＵの間での通信を容易にする要望が増大している。
【００１６】
１つまたは複数のＷＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）、すなわち基地局を伴った、普及している無線ローカルエリアネットワーク環境は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ標準に従って構築される。このようなＷＬＡＮの無線サービスエリアは、「ホットスポット」と呼ばれる指定された明確な地理的エリアに限定されることがある。このような無線通信システムは、空港、喫茶店、およびホテルのようなエリアに配備するのに有利である。これらのネットワークへのアクセスは通常、ユーザ認証手続きを要求する。ＩＥＥＥ８０２ファミリの標準は発展途中なので、このようなシステムのプロトコルは、ＷＬＡＮ技術分野ではまだ完全には標準化されていない。しかし、上記のように、ＵＭＴＳネットワークのＣＮは、ＷＬＡＮのような他のネットワークとの通信を容易にするために設計されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
それぞれ異なる環境で異なるＷＴＲＵを使用する代わりに、ＷＴＲＵは、ＵＭＴＳおよびＷＬＡＮ  ＰＣＭＣＩＡのカードアダプタを個々に備えたポケットＰＣのように、ＵＭＴＳおよびＷＬＡＮの両方の機能を備えることができる。個々のカードコンポーネントにより、ユーザは単一の装置で複数種類のネットワークを使用できるが、これは、接続を切らずに一方の種類のネットワークから他方へ切替可能なＷＴＲＵを提供するものではない。例えば、ターゲットＷＴＲＵと通信中または通信しようとしているモバイルＷＴＲＵが信号品質の低いエリア内に移動し、そこでは当該ターゲットＷＴＲＵにサービスを提供する特定種類のネットワークとの通信が散発的であるかまたは存在しない場合がある。このような場合、ＷＴＲＵが、同じ種類のネットワーク内でローミングできるだけでなく、継続して通信セッションを維持する別の種類のネットワークに切り替えることができれば望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
移動体無線送受信装置（ＷＴＲＵ）、そのためのコンポーネントおよび方法が、第１の種類の無線システムを用いた無線接続から第２の種類の無線システムを用いた無線接続への切替をしながらの連続通信を行う機能を提供する。
【００１９】
好ましくは、ＷＴＲＵは、連続通信セッション中に、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＴＭＳ）から無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）へ、またはその逆へ無線リンクを切り替えるように構成される。本発明は、好ましくは、制御シグナリング（信号伝達、信号経路）のためのアプリケーションブローカー（仲介部）と、ユーザデータフローのための通信ブローカーとを備えることによって実現され、これらのブローカーは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で実現可能である。
【００２０】
本発明による好ましいＷＴＲＵは、少なくとも２個の無線通信インタフェースを有するプロトコルエンジンを含む。それぞれの無線通信インタフェースは、異なる種類の無線ネットワークとの無線リンクを行うように構成される。各通信インタフェースは、好ましくは、共通のアプリケーション処理コンポーネントに制御信号およびユーザ通信データを渡すように構成される。下位層プロトコルエンジンと上位層アプリケーション処理コンポーネントとの間で制御シグナリングをモニタするように構成されたアプリケーションブローカーを備える。また、データバッファを有し、上位層アプリケーション処理コンポーネントと選択された無線インタフェースとの間で、ユーザデータの切替（スイッチング）可能データパスを定める通信ブローカーを備える。好ましくは、アプリケーションブローカーは、通信ブローカーによるデータバッファリングおよびデータパス切替を次のようにして制御するように通信ブローカーと関連づけられる。すなわち、通信セッション中にプロトコルエンジンの第１の無線インタフェースに流れるデータは、当該通信セッションのために無線リンクがプロトコルエンジンの異なる第２の無線インタフェースとの間で確立される間バッファリングされ、当該通信セッションのために無線リンクが第２の無線インタフェース経由で確立された後、通信ブローカーデータパスが第２の無線インタフェースに切り替えられ、バッファリングされたデータがそれを通じて解放される。
【００２１】
一実施形態では、通信ブローカーデータパスはパケット交換データをトランスポートするように構成され、データパスが、上位層アプリケーション処理コンポーネントとＵＭＴＳ無線インタフェースの間の回線交換データのために定められる。しかし、これは限定的な基準ではない。
【００２２】
好ましくは、アプリケーションブローカーはリンクモニタを含み、モニタされたリンクデータが所定基準を満たすことに基づいて、異なる無線インタフェースを通じた無線リンクの開始をトリガするように構成される。また、アプリケーションブローカーは、異なる無線インタフェースを通じた無線リンクの確立中にシグナリングを制御するように構成されたアプリケーションセッションマネージャと、異なる無線インタフェースを通じた無線リンクの確立中に伝送のためのコンテクスト情報を維持管理し変換するように構成されたインターワーキング装置も含み得る。さらに、アプリケーションブローカーは、ユーザの識別を含む加入者識別モジュール（ＳＩＭ）を読み出すように構成されたＳＩＭリーダを含み得る。
【００２３】
無線送受信装置（ＷＴＲＵ）が通信セッション中に第１の種類の無線ネットワークから第２の種類の無線ネットワークへ無線リンクを切り替えるための好ましい無線リンクハンドオーバ方法が提供される。ＷＴＲＵは、それぞれ第１および第２の種類の無線ネットワークとの無線リンクを行うように構成された第１および第２の無線通信インタフェースを有するプロトコルエンジンを有し、各通信インタフェースは、共通のアプリケーション処理コンポーネントに制御信号およびユーザ通信データを渡すように構成される。上位層アプリケーション処理コンポーネントと選択された無線インタフェースとの間のユーザデータのためのデータバッファおよび切替可能データパスが提供される。下位層プロトコルエンジンと上位層アプリケーション処理コンポーネントの間で制御シグナリングをモニタする。データバッファおよびデータパス切替は次のようにして制御される。すなわち、通信セッション中にプロトコルエンジンの第１の無線インタフェースに流れるデータは、当該通信セッションのために無線リンクがプロトコルエンジンの第２の無線インタフェースとの間で確立される間バッファリングされ、当該通信セッションのために無線リンクが第２の無線インタフェース経由で確立された後、データパスが第２の無線インタフェースに切り替えられ、バッファリングされたデータがそれを通じて解放される。
【００２４】
本発明の他の目的および利点は、以下の説明および添付図面から当業者には明らかであろう。
【００２５】
【表１】
0004742033.tif 000002
【００２６】
【表２】
0004742033.tif 000003
【００２７】
【表３】
0004742033.tif 000004
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図面を参照して本発明を説明する。図中、全体を通じて、同一番号は同一要素を表す。
【００２９】
本明細書で用いる場合、基地局という用語は、以下のものに限定されないが、基地局、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、あるいは、基地局が関連しているネットワークへの無線アクセスをＷＴＲＵに提供する無線環境内のその他のインタフェース装置を含む。
【００３０】
本明細書で用いる場合、ＷＴＲＵという用語は、以下のものに限定されないが、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定または移動加入者装置、ページャ、あるいは、無線環境で動作可能なその他の任意の種類の装置を含む。ＷＴＲＵは、電話機、ビデオフォン、およびネットワークコネクションを有するインターネット対応電話機等のパーソナル通信装置を含む。また、ＷＴＲＵは、同様のネットワーク機能を有する無線モデム付きのＰＤＡやノート型コンピュータのような携帯型パーソナルコンピューティング装置を含む。携帯型であるか、あるいは位置が変わり得るＷＴＲＵを移動体装置という。
【００３１】
本発明は、１つまたは複数のネットワーク接続された基地局を有する異なる種類の無線アクセスネットワーク経由で連続通信セッションを提供する。基地局を通じて無線アクセスサービスがＷＴＲＵに対して提供される。本発明は、移動体装置、すなわち移動ＷＴＲＵが、異なるタイプのネットワークのそれぞれの基地局によって提供されるそれぞれの地理的カバレジエリアに入り、あるいはそこを通って移動する際に、その移動体装置に関連して使用される場合に特に有益である。例えば、図１ｂは、３つの異なる位置１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおける移動ＷＴＲＵ１０を例示している。位置１０ａにおいて、ＷＴＲＵは、ホーム（家庭）ＷＬＡＮのＡＰ１２と無線通信を行う。位置１０ｂにおいて、ＷＴＲＵは、ホームＷＬＡＮとオフィスＷＬＡＮの間で移動しながらＵＭＴＳのノードＢ１３と無線通信を行う。位置１０ｃにおいて、ＷＴＲＵは、オフィスＷＬＡＮのＡＰ１５と無線通信を行う。ネットワーク接続は、ＵＭＴＳのＣＮ１４と家庭およびオフィスのＷＬＡＮとのコネクションによって提供される。本発明のＷＴＲＵ１０は、このネットワーク接続を利用して、移動中１０ｃにＷＬＡＮとＵＭＴＳの無線通信間で切替を行うことにより、ホームＷＬＡＮ１０ａで開始されオフィスＷＬＡＮ１０ｃで継続される進行中の通信セッションを維持する。
【００３２】
本発明によれば、ＷＴＲＵは、好ましくは、ＵＭＴＳ  ＵＥ機能と、８０２．１１（ｂ）（ＷｉＦｉ）あるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ビルートゥース）準拠機能のような無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）ＷＴＲＵ機能とを備える装置を具備することによって、少なくとも２つの異なるネットワーク動作モード用に設定される。しかし、本発明は、他の種類のネットワークと相互接続するその他の種類の無線ネットワークシステムにも、通信セッションの連続性を提供するために適用可能である。
【００３３】
図２を参照すると、ＷＴＲＵ１０は、異なる種類の少なくとも２つの無線通信インタフェース２２、２４を有するプロトコルエンジン２０を備える。各通信インタフェース２２、２４は、通信システムの従来の上位層（上位レイヤー）を表すアプリケーション処理コンポーネント２６に制御データおよびユーザ通信データを渡すように構成される。好ましくは、無線通信インタフェース２２、２４の一方がＵＭＴＳ無線通信のために構成され、他方が８０２．１１ＷＬＡＮ通信のために構成される。
【００３４】
本発明は、無線インタフェース２２、２４と上位層アプリケーション処理コンポーネント２６との間にアプリケーションブローカー（ＡＰＰ）３０および通信ブローカー（ＣＯＭ）３２を介在させる。ＡＰＰおよびＣＯＭコンポーネント３０、３２は、パフォーマンス能力を向上させるために、基礎となるベースシステムを抽象化することによって、好ましくは、異なる技術の相互作用を助ける一種の「ミドルウェア」として、制御データおよびユーザデータを処理する。アプリケーションブローカー３０および通信ブローカー３２は、それぞれの無線ネットワークについて従来のプロトコルアーキテクチャへの変更を必要としない２層ミドルウェアアーキテクチャを提供し、異なるネットワーク技術を容易に統合し、シームレスなサービスをユーザに提供する。
【００３５】
ＡＰＰ３０は、下位層プロトコルエンジン２０と上位層アプリケーション処理コンポーネント２６との間の制御シグナリングをモニタするように構成される。すべてのユーザ通信データはＣＯＭ３２を流れる。ＣＯＭ３２は、上位層アプリケーション処理コンポーネント２６に対するスイッチとして作用することにより、下位層プロトコルエンジン２０内の適合した無線インタフェース２２、２４にそのデータを送る。
【００３６】
ミドルウェアコンポーネント３０、３２は、対応するネットワークコンポーネントなしでＷＴＲＵ内に実現できる。ＡＰＰ３０およびＣＯＭ３２は、このようなスタンドアロンＷＴＲＵの場合、ネットワークを切り替えながら無線通信セッションを維持するように動作できる。したがって、全体的なネットワークサポートなしでデュアルモード動作がＷＴＲＵにおいてサポートされ、「コンテクスト転送」やエンドツーエンドの「セッションアウェアネス（認識）」は不要である。
【００３７】
例えば、ＷＴＲＵ１０がインタフェース２２経由でＵＭＴＳ無線通信を実行しており、ＷＬＡＮサービスエリア内に移動する場合、通信セッションは、好ましくは、以下のようにＷＴＲＵスタンドアロンモードで、インタフェース２４経由で、ＷＬＡＮ無線通信に切り替えられる。プロトコルエンジン２０が、ＡＰＰ３０によって受信されて評価されたリンクステータス情報を提供し、ＷＬＡＮ無線通信に切り替えるかどうかが判断される。この判断は、既存のＵＭＴＳのサービス品質（ＱｏＳ）や、本発明の譲受人を権利者とする米国特許出願第１０／６６７，６３３号に開示されているような他の要因に基づくことができる。ＡＰＰ３０が、進行中のＵＭＴＳ通信セッションをＷＬＡＮにハンドオーバすべきと判断した後、ＡＰＰ３０は、ハンドオフの準備をするようＣＯＭ３２に通知し、ＣＯＭ３２は、無線伝送のために上位層アプリケーション処理コンポーネント２６によって生成されているすべての通信データのバッファリングを開始する。したがって、処理コンポーネント２６は、中断なしで通信セッションのためのユーザデータの生成を継続する。ＡＰＰ３０は、ハンドオフが進行中であることを上位層アプリケーション処理コンポーネント２６に通知することにより、ハンドオフが完了するまで無線データを受信する際の遅延を予想することができるようにする。そして、ＡＰＰ３０は、プロトコルエンジン２０に対して、ＵＭＴＳ通信セッションの引き継ぎ先となるインタフェース２４経由で無線ＷＬＡＮコネクションを確立するよう指示する。
【００３８】
ＷＬＡＮコネクションが確立されると、プロトコルエンジン２０はＡＰＰ３０に通知する。すると、ＡＰＰ３０がＣＯＭ３２にハンドオフ完了を通知する。そして、ＣＯＭ３２は、ＵＭＴＳインタフェース２２からＷＬＡＮインタフェース２４にユーザ通信データの方向を切り替え、バッファリングされたデータをＷＬＡＮインタフェースに解放することにより、通信セッションを更新し継続する。また、ＡＰＰは上位層アプリケーション処理コンポーネント２６にもハンドオフ完了を通知することにより、通信セッションのための双方向ユーザデータがＣＯＭ３２およびＷＬＡＮインタフェース２４経由で移動し続ける。最後に、ＡＰＰ３０は、ＵＭＴＳインタフェースにＵＭＴＳコネクションを解放させるよう、プロトコルエンジンに通知する。
【００３９】
動作を向上させるため、対応するＡＰＰおよびＣＯＭのコンポーネントを、ＷＴＲＵ１０が通信しているネットワークに設けることができる。図２ｂは、種々のコンポーネントの配置の概略図である。ＵＭＴＳシステムとＷＬＡＮシステムの間のインタフェースをとるネットワークシステムは、通常、インターネットプロトコル（ＩＰ）を用いるもののようなパケット交換（ＰＳ）データフローに基づく。図２ｂは、パケット交換ＩＰセッションのネットワークハンドオフを可能にするように構成されたＷＴＲＵを示している。ＣＳ音声信号データは、ＵＭＴＳインタフェースからＡＰＰを通ることができるが、音声通信は、音声データがパケットとして処理されるボイスオーバーＩＰプロトコルを用いて、ＷＬＡＮおよびＵＭＴＳの両方で実施可能である。
【００４０】
図２ｂに表されているように、ＷＴＲＵ１０のＡＰＰ３０は、上位層とＣＯＭ３２の間で無線インタフェース２２、２４を用いたシグナリングを仲介する。ＷＴＲＵ１０は、ＣＯＭ３２を通じて無線インタフェース２２、２４との間でＰＳデータを受け渡しするように構成される。好ましくは、図２ｂに示されているように、ＷＴＲＵの通信相手であるＵＭＴＳシステムおよびＷＬＡＮシステムは、それぞれＵＴＲＡＮおよびＡＰを有し、これらはそれぞれの物理層エアインタフェースの上に実現された対応する通信ブローカーを用いて構成される。好ましくは、対応するアプリケーションブローカーが、ネットワークシステムのＩＰノードに設けられる。ネットワーク側のＡＰＰおよびＣＯＭは、ネットワーク間ハンドオーバに対するネットワークサポートを提供する。
【００４１】
図２ｂに示されているマルチネットワークシステムの場合において、ネットワークサポートにより通信セッション中にＷＬＡＮコネクションからＵＭＴＳコネクションへの切替を行うＷＴＲＵ１０の一例を図２ｃに示す。既存のＷＬＡＮセッション中に、制御データおよびユーザデータはそれぞれ、ＷＴＲＵのＡＰＰ３０およびＣＯＭ３２を通り、ＷＬＡＮのＡＰ経由でＷＴＲＵの通信リンクを流れる。ユーザデータはＡＰのＣＯＭを通り、制御データはネットワークＡＰＰに渡る。通信リンクがＵＭＴＳに切り替えられるべきであるとＡＰＰが判断したことに基づくデータを通信リンクがＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０に報告すると、ＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０は、アップリンクユーザ通信データのバッファリングを開始するようＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２に通知するとともに、ネットワークＡＰＰにも通知する。すると、ネットワークＡＰＰは、ダウンリンクユーザ通信データのバッファリングを開始するようＡＰ  ＣＯＭに通知する。また、好ましくは、ＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２は、ユーザデータに関係するコンテクスト情報を保存し、ＡＰから受信した最後のダウンリンクパケットを記録し、最終受信ダウンリンクパケットをＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０に知らせる。すると、ＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０は、ＷＴＲＵインタフェースに対して、ＵＭＴＳリンクを設定するよう指示する。ＵＭＴＳリンクが利用可能であると仮定すると、それが設定され、ＵＭＴＳ  ＵＴＲＡＮ経由のＷＴＲＵリンクがＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０に確認される。次に、ＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０はこれをＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２に確認し、好ましくは、ＵＭＴＳコネクション経由で、ＡＡＡおよびＱｏＳ情報を含むコンテクスト情報をネットワークＡＰＰに通知する。また、好ましくは、ＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２は、ユーザ通信データに関係するコンテクスト情報もＵＴＲＡＮ  ＣＯＭに通知する。また、ＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０は、最終受信ダウンリンクパケットの識別情報を通信再開要求とともにネットワークＡＰＰに通知し、これはネットワークＡＰＰによってＡＰ  ＣＯＭに通知される。ＡＰ  ＣＯＭは、好ましくは、最終受信ダウンリンクパケットとして識別されたパケットの次に続くパケットから開始して、バッファリングされたダウンリンクデータをＵＴＲＡＮ  ＣＯＭに解放する。そして、バッファリングされたデータはＵＭＴＳコネクション経由でＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２およびＵＴＲＡＮ  ＣＯＭを通じて交換される。その後、通信はＵＭＴＳコネクション経由で通常どおり継続される。
【００４２】
図３は、インターネット接続を含むマルチネットワーク環境の場合のＷＴＲＵ１０のブロック図である。ＷＬＡＮネットワークは、ＷＬＡＮゲートウェイに接続されたアクセスポイント（ＡＰ）を含み、ＷＬＡＮゲートウェイは関連するＷＬＡＮ  ＡＡＡ追跡コンポーネントを有する。ＵＭＴＳはＵＴＲＡＮならびにＡＡＡ、ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮコアネットワークコンポーネントを含む。ＷＬＡＮはＷＬＡＮゲートウェイを通じてインターネットとインタフェースをとり、ＵＭＴＳはＵＭＴＳ  ＣＮのＧＧＳＮコンポーネント経由でインターネットとインタフェースをとる。好ましくは、ＷＬＡＮ  ＡＡＡとＵＭＴＳＡＡＡのコンポーネント間にＡＡＡインタフェースがある。
【００４３】
図３に示されているマルチネットワークシステムの場合、ＷＴＲＵ１０が、インターネット接続装置４０を用いて通信セッション中に、ＷＬＡＮコネクションからＵＭＴＳコネクションへの切替を行う一例は以下のように進行する。通信リンクステータスが、リンクがＷＬＡＮリンクに切り替えられるべきことをＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０に指示すると、ＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０は、アップリンクユーザ通信データのバッファリングを開始するようＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２に通知する。また、好ましくは、ＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２は、ユーザデータに関係するコンテクスト情報を保存し、ＵＴＲＡＮから受信した最後のダウンリンクパケットを記録し、最終受信ダウンリンクパケットをＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０に知らせる。すると、ＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０は、ＵＭＴＳ  ＡＡＡ制御からＡＡＡコンテクスト情報を受信し、ＷＴＲＵインタフェースに対して、ＵＭＴＳリンクを設定するよう指示する。ＷＬＡＮリンクが設定され、ＷＬＡＮ  ＵＴＲＡＮ経由のＷＴＲＵリンクがＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０に確認される。次に、ＷＴＲＵ  ＡＰＰ３０は、ＷＬＡＮリンクの確立をＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２に確認するとともに、好ましくは、ＡＡＡコンテクストデータを適宜変換し、それをＷＬＡＮ  ＡＡＡコンポーネントに通知する。そして、ＷＴＲＵ  ＣＯＭ３２が、バッファリングされたアップリンクデータをインターネット接続装置４０に解放する。その後、通信はＷＬＡＮコネクション経由でＷＴＲＵ１０とインターネット接続装置４０の間で通常どおり継続される。
【００４４】
図４ａおよび図４ｂを参照すると、標準のＰＣＭＣＩＡ／ＨＢＡインタフェース経由等でコンピューティング装置とインタフェースをとるように構成されたＡＰＰおよびＣＯＭコンポーネントの実施態様が示されている。図４ａは、標準のＰＣＭＣＩＡ／ＨＢＡインタフェース経由等でコンピューティング装置とインタフェースをとるように構成されたＵＭＴＳ装置アーキテクチャ設計の配置図を示している。非アクセス層（ＮＡＳ）、アクセス層（ＡＳ）、レイヤ１制御（Ｌ１Ｃ）および物理層（レイヤ１）のコンポーネントが、パケット交換（ＰＳ）および回線交換（ＣＳ）の両方のデータパスを含む制御信号およびユーザデータのデータパスとともに示されている。ＮＡＳレイヤは、標準のＰＣＭＣＩＡ／ＨＢＡインタフェースコネクタ経由で結合するための標準のコンピュータインタフェースに結合する。
【００４５】
図４ｂは、本発明の教示による、デュアルＵＭＴＳ／ＷＬＡＮネットワーク装置アーキテクチャを提供するための、図４ａの装置の改良例を示している。アプリケーションブローカー３０が、ＮＡＳレイヤとコンピュータインタフェースの間の制御信号パスに配置される。ＡＰＰ３０に結合する通信ブローカー３２が、ＮＡＳレイヤとコンピュータインタフェースの間のＰＳデータパスに配置される。好ましくは８０２．１１準拠物理層、レイヤ１制御コンポーネントならびに８０２．１１準拠媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および論理リンク制御（ＬＬＣ）コンポーネントを含むＷＬＡＮインタフェースコンポーネントが提供される。媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および論理リンク制御（ＬＬＣ）コンポーネントは、ＡＰＰ３０に結合した制御信号パスおよびＣＯＭ３２に結合したＰＳデータパスを有する。
【００４６】
ＡＰＰ３０およびＣＯＭ３２コンポーネントの好ましい詳細な構成レイアウトをそれぞれ図５ａおよび図５ｂに示す。ＡＰＰ３０は、好ましくは、中央処理装置に結合した通信モジュールを含む。通信モジュールは、上位層処理（アプリケーション）、ＬＬＣ制御（ＬＬＣ）経由のＷＬＡＮインタフェース、ＮＡＳレベル制御（ＮＡＳ）経由のＵＭＴＳインタフェース、およびＣＯＭ３２（ＣＯＭ）との結合のための外部コネクションを有する。リンクステータスのモニタリングを支援するため、直接に物理層へのＬ１コネクションも提供される。
【００４７】
ＡＰＰ３０は、好ましくは、その中央処理装置と関連して、リンクモニタ、アプリケーションセッションマネージャ、インターワーキング装置および加入者識別モジュール（ＳＩＭ）リーダコンポーネントを含む。リンクモニタコンポーネントは、リンクステータスをモニタし、選択された基準が満たされる場合に、一方の種類の無線ネットワークリンクから他方の種類の無線ネットワークリンクへのハンドオフをトリガするように構成される。アプリケーションセッションマネージャは、ハンドオフ中のシグナリングを制御するように構成される。インターワーキング装置は、ハンドオフ中の伝送のためにＡＡＡ、ＱｏＳプロファイルおよびその他のコンテクスト情報を維持管理し変換するように構成される。ＳＩＭリーダは、ＡＡＡ機能のためにユーザの識別を含むＳＩＭを読み出すように構成される。
【００４８】
ＣＯＭ３２は、好ましくは、制御コンポーネント、スイッチ／バッファ装置およびリード／ライト（Ｒ／Ｗ）装置により構成される。制御コンポーネントは、無線接続の種類に応じてＵＭＴＳインタフェースとＷＬＡＮインタフェースの間でＰＳデータフローの切替を制御するように構成され、制御信号を受信するためにＡＰＰに結合したコネクションを有する。スイッチ／バッファ装置およびＲ／Ｗ装置は、２つのインタフェースと上位層処理との間のＰＳデータパスに配置される。スイッチ／バッファはＷＬＡＮコネクション（ＬＬＣ）およびＵＭＴＳコネクション（ＰＳ）を有し、ＰＳデータフローは制御コンポーネントによる制御によりいずれかのコネクションを通る。スイッチ／バッファ装置およびＲ／Ｗ装置は、上位層コネクション（ＩＰデータ）からのデータフローを中断させ、ハンドオーバ中に受信されるデータをバッファリングした後、新たなネットワークコネクションが確立されデータパスが制御コンポーネントにより切り替えられ次第、バッファリングされたデータを解放する。
【００４９】
完全を期して、図６ａおよび図６ｂに、好ましいＷＴＲＵと、それぞれＵＭＴＳおよびＷＬＡＮのプロトコルスタックにおけるＡＰＰおよびＣＯＭのネットワーク位置とを例示する。図６ａは、ＵＭＴＳネットワークの制御プレーン（ＣＰ）プロトコルスタック内のＡＰＰおよびユーザプレーン（ＵＰ）プロトコルスタック内のＣＯＭを示している。図６ｂは、８０２．１１準拠無線インタフェースおよび８０２．３ＷＬＡＮ内インタフェースを用いて構成されたＷＴＲＵ、ＷＬＡＮ  ＡＰおよびＷＬＡＮゲートウェイに対するＷＬＡＮプロトコルスタック内のＡＰＰおよびＣＯＭの配置を示している。
【００５０】
ＵＭＴＳおよびＷＬＡＮ（８０２．１１標準）の相互作用が達成できることは、ローミング、ハンドオフ、そしてシームレスなハンドオフという諸段階からなる発展経路の頂点を経て現在のデュアルモードＷＴＲＵに到達した結果である。ネットワークインタフェース戦略は、３ＧＰＰ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ＴＲ  ２３．９３４で扱われている。本発明は、シームレスなハンドオフの状況に対処し、無結合、疎結合、あるいは密結合の場合にシームレスなハンドオフをサポートするアーキテクチャを提供する。
【００５１】
この新規なＡＰＰおよびＣＯＭコンポーネントは、任意のアクセス技術を統合するように拡張できる。図７は、ＷＩＮ  ＣＥの場合に動作する、図４ｂに示したようなデュアル無線インタフェース装置（ＵＥ＋ＷＬＡＮエンジン）内のこれらのコンポーネントの配置を示す図である。
【００５２】
ＣＯＭブローカーの例示的属性として、上位層に対するトランスポートメカニズムの抽象化機能がある。上記ではＰＳデータについて説明したが、ユーザプレーン上にあるＣＯＭは、アタッチされている現在のシステムに応じて、ＣＳおよび／またはＰＳのデータの形態でユーザデータをルーティングするように実施可能である。ＵＭＴＳの側から見て、ＣＯＭコンポーネントは、好ましくは、ＰＤＣＰ／ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹプロトコルの上に存在する。ＣＯＭは、任意のアクセス技術に適応可能な汎用ソフトウェアコンポーネントとして実施可能である。
【００５３】
アクセスブローカー（ＡＰＰ）の例示的属性として、セッション層およびプレゼンテーション層におけるすべてのアプリケーションの抽象化機能がある。ＡＰＰは、好ましくは、シグナリング（制御）プレーン（ＣＰ）上に存在し、リンク品質のレポートを収集し、ハンドオフのトリガおよびセッション再確立支援の機能を有する。
【００５４】
好ましくは、ＡＰＰおよびＣＯＭコンポーネントは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような単一の集積回路上に実装される。この集積回路は、ＵＭＴＳおよびＷＬＡＮインタフェースコンポーネントも含み得る。しかし、処理コンポーネントの一部が、複数の異なる集積回路上に実装されることも容易に可能である。
【００５５】
ＷＴＲＵの構成および方法を、ＵＭＴＳおよびＷＬＡＮシステムでの使用に関して説明した。しかし、本発明は、ＷＴＲＵが複数の種類の無線ネットワークと通信するように構成された任意の無線通信ネットワークシステムについて実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１ａ】現在の３ＧＰＰ仕様による典型的なＵＭＴＳシステムの概略図である。
【図１ｂ】本発明の教示による、連続通信を維持しながら家庭ＷＬＡＮからオフィスＬＡＮへ移動する際に異なるネットワークで動作する移動ＷＴＲＵの一例を示す図である。
【図２ａ】本発明の教示によるマルチネットワーク対応ＷＴＲＵのブロック図である。
【図２ｂ】本発明の教示によるマルチネットワーク対応ＷＴＲＵのマルチネットワークインタフェースの図である。
【図２ｃ】本発明の教示による、接続を切らずにＷＬＡＮ経由の無線接続からＵＭＴＳ経由の無線接続へ通信セッションを切り替える様子を示すプロセス図である。
【図３】本発明の教示によるマルチネットワーク対応ＷＴＲＵのマルチネットワークオペレーティング環境の図である。
【図４ａ】標準のＰＣＭＣＩＡ／ＨＢＡインタフェース経由等でコンピューティング装置とインタフェースをとるように構成されたＵＭＴＳ装置アーキテクチャ設計の配置図である。
【図４ｂ】本発明の教示による、標準のＰＣＭＣＩＡ／ＨＢＡインタフェース経由等でコンピューティング装置とインタフェースをとるように構成されたデュアルＵＭＴＳ／ＷＬＡＮネットワーク装置アーキテクチャ設計の配置図である。
【図５ａ】本発明の教示による、ＷＴＲＵのためのアプリケーションブローカーコンポーネントの機能細部の好ましい一例のブロック図である。
【図５ｂ】本発明の教示による、ＷＴＲＵのための通信ブローカーコンポーネントの機能細部の好ましい一例のブロック図である。
【図６ａ】３ＧＰＰの場合にＵＥ、ＵＴＲＡＮおよびＳＧＳＮにおける本発明のコンポーネントの動作の好ましい位置を例示するプロトコルスタック図である。
【図６ｂ】ＷＬＡＮの場合に本発明のコンポーネントの動作の好ましい配置を例示するプロトコルスタック図である。
【図７】ＷＩＮ  ＣＥの場合に動作する本発明のコンポーネントの配置を例示する図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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