(57)【要約】フェムト基地局（Ｆ−ＢＳ）が関与する通信を容易にする例示的な方法は、Ｆ−ＢＳと、無線通信セッションのためのＦ−ＢＳの少なくとも１つのトラフィック・フローを開始するためにＦ−ＢＳによって使用される有線バックホール・リソースとの間の関連付けを確立することを含む。無線通信セッションのためのサービス品質情報が決定される。決定されたサービス品質情報により、パケット伝送ネットワークにおけるバックホール・リソースの対応するサービス品質要件を決定することができる。確立された関連付けは、無線通信セッションの間、確立された関連付けの有線バックホール・リソース上で、Ｆ−ＢＳに対して対応するサービス品質を識別するために使用される。
2012503942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェムト基地局（Ｆ−ＢＳ）が関与する通信を容易にする方法であって、
前記Ｆ−ＢＳと、無線通信セッションのための前記Ｆ−ＢＳの少なくとも１つのトラフィック・フローを開始するために前記Ｆ−ＢＳによって使用される有線バックホール・リソースとの間の関連付けを確立するステップと、
前記無線通信セッションのためのサービス品質情報を決定するステップと、
前記決定されたサービス品質情報に基づいて前記有線バックホール・リソースの対応するサービス品質要件を決定するステップと、
前記無線通信セッションの間、前記確立された関連付けの前記有線バックホール・リソース上で、前記対応するサービス品質を前記Ｆ−ＢＳに提供するために前記確立された関連付けを使用するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記無線通信セッションの終了時に前記有線バックホール・リソースを解放するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記関連付けを確立するステップが、
ゲートウェイで前記Ｆ−ＢＳからの登録要求を受け取るステップと、
前記Ｆ−ＢＳの識別子を前記有線バックホール・リソースと関連付けるステップと、
前記Ｆ−ＢＳによって前記ゲートウェイに提供された移動局についての登録メッセージを受け取るステップと、
前記移動局の識別子を前記関連付けられたＦ−ＢＳの識別子および前記有線バックホール・リソースと関連付けるステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ゲートウェイが、前記無線通信セッションを容易にする無線通信ネットワークのアンカー・ポイントとインターフェース接続するフェムト・ゲートウェイを備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記対応する有線サービス品質の要求を受け取るステップと、
サービス品質保証契約またはネットワーク・ポリシーのうちの少なくとも１つが前記受け取った要求に適合する場合、前記受け取った要求を許可するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記無線通信セッションについての前記決定されたサービス品質情報のサービス品質パラメータを、前記有線サービス品質に有用なサービス品質パラメータにマッピングするステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｆ−ＢＳのインターネット・プロトコル・アドレスを使用して前記確立された関連付けにおける前記有線バックホール・リソースを識別するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記有線バックホール・リソースの前記対応するサービス品質要件を決定するために、無線リソース・マネージャと有線リソース・マネージャの間で通信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
許容できるサービス品質を決定するために、前記Ｆ−ＢＳの加入プロファイルまたは前記Ｆ−ＢＳに登録された移動局を確認するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記有線バックホール・リソースが、パケット伝送ネットワークの一部である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、通信に関する。より詳細には、本発明は、フェムト基地局などの私的利用基地局が関与する通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、よく知られており、広く使用されている。典型的な移動体通信構成は、選択された地理的領域にわたって無線通信カバレッジを提供するように計画的に配置された、複数の基地局送受信機（ＢＴＳ）を含む。移動局（たとえば、ノートブック型コンピュータまたは携帯電話機）は、特定の無線アクセス技術プロトコルを利用するエア・インターフェースを介して基地局送受信機と通信する。基地局送受信機は、バックホール接続を介して無線ネットワークと通信して、移動局と別のデバイスの間の通信を容易にする。ほとんどのこのような構成において、各基地局は、適切な信号トラフィック容量または帯域幅を保証してその基地局を介して通信する移動局に所望のサービス品質を提供することを可能にする専用のバックホール接続を有する。
【０００３】
無線通信技術の進歩に伴い、既存の基地局が信頼できる無線カバレッジを提供していない建物または他の領域内で無線カバレッジを提供することがますます望ましいものとなっている。
【０００４】
現在のＲＡＮアーキテクチャ（ＢＴＳ−ＢＳＣ）には、高データ・レートをサポートする上での根本的な制限がある。範囲およびカバレッジは、セル・エッジで信頼できない低データ・レート配信を引き起こす問題でもある。信号強度（ｄＢ単位での）は、ＢＴＳと移動局の間の距離に従って、対数線形的に低下する。セル・エッジでの信号対雑音比は、積極的な周波数再利用対象（再利用１＆３）によって制限される干渉である。さらに、高周波数帯（２．３、２．５、３．５ＧＨｚ）ほど、見通し外無線伝搬損失を受けやすい。
【０００５】
モノリシックＲＡＮアーキテクチャ階層は、帯域幅（ＢＷ）が制限され、高価で（たとえば、毎月発生する費用がかかる）、回線交換音声システム用に設計されたＲＡＮバックホール（たとえば、Ｔ１／Ｅ１）を含む。ブロードバンド・インターフェース（たとえば、Ｇイーサネット（登録商標）／ＳＤＨ／ファイバ）は高価で、規制上の制約および地理的な制約またはその両方のために利用できない。
【０００６】
この点における１つの提案は、たとえば、消費者によって建物内に設置することができるフェムト基地局（Ｆ−ＢＳ）送受信機を提供することである。Ｆ−ＢＳは、典型的なマクロセル基地局送受信機に比べるとかなり小さい領域の無線カバレッジを確立する。
【０００７】
Ｆ−ＢＳを導入することは、ネットワーク・オペレータに特別な課題を提示する。Ｆ−ＢＳの導入に関連付けられた１つの側面は、Ｆ−ＢＳを介して無線通信ネットワークにアクセスする加入者に適切なサービス品質をどのように提供するかということである。現在の機構は、Ｆ−ＢＳが関与する多くの無線通信に所望されるサービス品質を保証できない。
【０００８】
たとえば、バックホール・リソースに帯域幅を事前に割り当て、バックホール・リソースのその部分をＦ−ＢＳ専用とすることは経済的ではない、すなわち実現可能ではない。典型的なシナリオでは、Ｆ−ＢＳは、住居内で他のサービスのためにも使用されるＤＳＬ回線などのバックホール接続を利用する。現在のＤＳＬ導入では、アップリンク（ＵＬ：ＵｐＬｉｎｋ）ＢＷリソースは制限され、ネットワークの動作の影響を受けやすい。ＤＳＬ帯域幅の一部分をＦ−ＢＳに恒久的に割り当てると、これらのリソースが他のサービスのために利用されるのを妨げることになり、望ましくない。また、Ｆ−ＢＳは、典型的には常時アクティブな状態というわけではなく、したがって、このようなリソースの事前割当ては、ほとんどではないにしても、かなりの時間を浪費する。
【０００９】
無線通信ネットワークにおいて現在使用されている動的なサービス品質のアプローチは、Ｆ−ＢＳのためのサービス品質を保証するバックホール伝送容量の問題に対処しない。無線ネットワーク・シグナリング・プロトコルは有線パケット伝送ネットワークによって認識されないため、バックホール・リソースおよび関連する制御デバイスは、無線サービス品質が管理されるのと同じ方法でサービス品質制御を実行することができない。様々な標準機能システムおよび機構が、無線ネットワークおよび固定伝送ネットワークそれぞれにおけるサービス品質制御について存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
フェムト基地局（Ｆ−ＢＳ）が関与する通信を容易にする例示的な方法は、Ｆ−ＢＳと、無線通信セッションのためのＦ−ＢＳのトラフィック・フローを開始するためにＦ−ＢＳによって使用される有線バックホール・リソースとの間の関連付けを確立することを含む。無線通信セッションのためのサービス品質情報が決定される。サービス品質情報により、有線バックホールについて対応するサービス品質要件を決定することができる。確立された関連付けは、無線通信セッションの間、確立された関連付けの有線バックホール・リソース上で、対応する有線サービス品質をＦ−ＢＳに提供するために使用される。
【００１１】
開示される例の様々な特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者には明らかとなるであろう。詳細な説明に伴う図面は、以下のように簡潔に説明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に従って設計された通信ネットワークの選択された部分を概略的に示す図である。
【図２】１つの例示的なアプローチを要約する信号フロー図である。
【図３】フェムト要求とバックホール・リソースの間の関連付けを確立し、発見するための１つの例示的な手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の例は、フェムト基地局（Ｆ−ＢＳ）が関与する通信を容易にする。Ｆ−ＢＳとそのＦ−ＢＳによって利用される有線バックホール・リソースの間で、関連付けが行われる。Ｆ−ＢＳが関与する無線通信セッションのためのサービス品質パラメータおよび確立された関連付けにより、有線バックホールについて対応するサービス品質要件を決定し、無線通信の間、そのサービス品質をＦ−ＢＳに提供することができる。Ｆ−ＢＳが関与する無線通信に対してエンド・ツー・エンドの観点からサービス品質を保証するこの動的なアプローチは、信頼できる効率的な方法でバックホール・リソース全体にわたってサービス品質を保証する。
【００１４】
図１は、移動局２２とＦ−ＢＳ２４の間の無線通信を容易にするための通信構成２０を概略的に示す。本明細書では、用語「Ｆ−ＢＳ」は、比較的小さい領域にわたって無線通信カバレッジを提供する送受信機を含む通信デバイスを指す。Ｆ−ＢＳは、Ｆ−ＢＳをアクセス・ポイントにし、そのアクセス・ポイントを通じてより大きい通信ネットワークが移動局にアクセスできるようになる特徴を含む。
【００１５】
Ｆ−ＢＳは、マクロセル基地局およびピコセル基地局とは異なる。この相違は主として、Ｆ−ＢＳによって提供される無線カバレッジの限定された範囲に基づく。別の相違は、Ｆ−ＢＳがどのように導入されるかに関連付けられる。本発明の例示的な実施形態において利用される典型的なＦ−ＢＳは、専用のバックホール・リソースをＦ−ＢＳに提供するためにネットワーク・オペレータを必要とすることなく、消費者によって設置される。Ｆ−ＢＳは、移動局２２の代わりに無線通信を容易にするネットワークへのバックホール接続を行う目的で、ＤＳＬ接続などの既存の接続を利用する。
【００１６】
図１の例において、コア・ネットワーク３０の選択された部分は、一般的に知られている方法で動作して、無線通信を容易にする。図示の例は、ゲートウェイ・ゼネラル・サポート・ノード（ｇａｔｅｗａｙ  ｇｅｎｅｒａｌ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｎｏｄｅ：ＧＧＳＮ）３２およびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ｓｅｒｖｉｎｇ  ＧＰＲＳ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｎｏｄｅ：ＳＧＳＮ）３４を含む。一例において、コア・ネットワーク３０は、知られているＵＭＴＳ規格に従って動作する。別の例において、ＣＤＭＡ通信規格がコア・ネットワーク３０内で利用される。
【００１７】
有線パケット伝送ネットワーク部分４０は、Ｆ−ＢＳ２４とコア・ネットワーク３０の間のバックホール通信を容易にする。この例において、レジデンシャル・ゲートウェイ４２は、たとえば、Ｆ−ＢＳ２４とＤＳＬ回線などのバックホール・リソース接続４４の間の接続を行うことを容易にする。様々なバックホール・リソース接続を利用することができる。ＤＳＬは、バックホール・リソース接続の１つの例示的なタイプとしてのみ示されている。例示的なバックホール・リソースは、アクセス・ノード４６、アグリゲーション・ノード４８、およびエッジ・ノード５０を含む。
【００１８】
図１の例は、セキュリティ・ゲートウェイ・サブシステム５４およびアグリゲータ・サブシステム５６を含むフェムト・ゲートウェイ５２を含む。セキュリティ・ゲートウェイ・サブシステム５４およびアグリゲータ・サブシステム５６は、移動局２２などの移動局の代わりに無線通信セッションを確立する目的で、複数のＦ−ＢＳがコア・ネットワーク３０のＳＧＳＮ３４にアクセスするのを容易にする。
【００１９】
たとえば、新規のサービス要求またはハンドオーバは、Ｆ−ＢＳ２４によってバックホール・リソース４４を介してコア・ネットワーク３０のアンカー・ポイントであるＳＧＳＮ３４に信号で送られる。ＳＧＳＮ３４は、伝送セッション作成メッセージ（すなわち、クリエイトＰＤＰコンテキスト）を送信することによってＧＧＳＮ３２と通信する。ＧＧＳＮ３２は、インターフェース６０を介してポリシーおよび課金規則機能（ｐｏｌｉｃｙ  ａｎｄ  ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｒｕｌｅｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＰＣＲＦ）５８と通信して伝送セッションを作成し、サービス品質の認証を取得する。この例において、ＳＧＳＮ３４は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ベアラおよび無線ベアラの作成について、要求をフェムト・ゲートウェイ５２に送信する。この例におけるフェムト・ゲートウェイ５２は、バックホール・リソース制御のための情報を引き出し、インターフェース６２を介してそれをＰＣＲＦ５８に提供する。一例では、バックホール・リソース制御のための情報は、Ｆ−ＢＳ２４の識別、ＳＧＳＮ３４からのサービス品質情報、および必要とされる帯域幅を含む。
【００２０】
ＰＣＲＦ５８は、サービス品質保証契約（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｌｅｖｅｌ  ａｇｒｅｅｍｅｎｔ：ＳＬＡ）に基づいてポリシー確認を実行し、ポリシー・インターフェース６４を介して要求をピア・サービスベースのポリシー決定機能（ｐｅｅｒ  ｓｅｒｖｉｃｅ−ｂａｓｅｄ  ｐｏｌｉｃｙ  ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＳＰＤＦ）６６に転送する。この例において、十分なリソースが利用可能である場合、ＳＰＤＦ６６は、ポリシーおよびリソース許可についてリソース・アクセス制御機能（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｆａｃｉｌｉｔｙ：Ａ−ＲＡＣＦ）６８とやり取りする。一例では、Ａ−ＲＡＣＦ６８は、バックホールの適切な実施ポイントにおいてリソースの予約または割当てを命令する。これを、Ａ−ＲＡＣＦ６８とレジデンシャル・ゲートウェイ４２の間、アクセス・ノード４６のＲＣＥＦ部分とエッジ・ノード５０のＲＣＥＦ部分の間のリンクによって、図１に概略的に示す。これらのうちの任意の１つまたはこれらの組合せは、実施ポイントとして働くことができる。この例において、ＳＰＤＦ６６およびＡ−ＲＡＣＦ６８は、有線パケット伝送ネットワーク４０のリソースおよび許可制御システム（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ａｎｄ  ａｄｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ：ＲＡＣＳ）７０の一部である。
【００２１】
Ａ−ＲＡＣＦ６８は、ネットワーク・アタッチメント・サブシステム（ｎｅｔｗｏｒｋ  ａｔｔｃｈｍｅｎｔ  ｓｕｂ−ｓｙｓｔｅｍ：ＮＡＳＳ）７６とも通信する。ＮＡＳＳ７６は、ＩＰアドレスおよび他のユーザ機器構成パラメータ（たとえば、ＤＨＣＰを使用する）の動的な供給、ユーザ認証、ネットワーク・アクセスの認証、アクセスネットワーク構成、および位置管理などの加入管理機能を担う。ＮＡＳＳ７６は、有線リソース管理システムとやり取りして、この場合におけるフェムト要求に関連付けられたバックホール・リソース情報を検索する。
【００２２】
図示の例では、ＰＣＲＦ５８は、ＳＰＲ７８とも通信する。ＳＰＲは、ＰＣＲＦが加入ベースのポリシーおよびＩＰ−ＣＡＮベアラ・レベルのＰＣＣ規則について必要とする全ての加入者／加入関連の情報を含む。ＰＣＲＦは、有線リソース管理システムに転送する前に、フェムト要求の加入確認についてＳＰＲに照会する。
【００２３】
図１の例は、Ｆ−ＢＳ２４にアクセスする移動局からのＶｏＩＰ呼などのエンド・ユーザから開始されたアプリケーション・セッションを制御するためのアプリケーション機能（Ａｐｐｌｉｃｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＡＦ）８０も含む。
【００２４】
図２は、例示的なＦ−ＢＳ２４および例示的な無線局２２が関与する無線通信セッションのための、エンド・ツー・エンドの動的なサービス品質制御を確立するための１つの例示的なアプローチを要約する信号フロー図９０を含む。９２で示すように、Ｆ−ＢＳ２４は、バックホール・リソース４４を介して安全な通信トンネルを確立しＦ−ＢＳ２４をフェムト・ゲートウェイ５２に登録するために、フェムト・ゲートウェイ５２に信号を送る。９４で、移動局２２はＦ−ＢＳ２４を登録し、その情報はフェムト・ゲートウェイ５２に転送される。
【００２５】
この例の一態様は、フェムト・ゲートウェイ５２が、フェムト・ゲートウェイ５２に登録する目的で、Ｆ−ＢＳ２４とＦ−ＢＳ２４によって利用されるバックホール・リソースの間の関連付けを確立することである。言い換えると、フェムト・ゲートウェイ５２は、Ｆ−ＢＳ２４の識別子を特定の有線パケット伝送ネットワーク要素およびＦ−ＢＳ２４と通信するために利用される回線に関連付ける。一例では、フェムト・ゲートウェイは、Ｆ−ＢＳ２４の固有の識別子を決定する。一例は、Ｆ−ＢＳ２４のＩＰアドレスを使用することを含む。ＩＰアドレスは、グローバルにルーティング可能なＩＰアドレスであって、有線パケット伝送ネットワークのオペレータによって割り当てられた認証されたＦ−ＢＳの関連付けられたアドレス・レルムであってもよい。一例では、有線リソース管理システムの一部分であるＲＡＣＳ７０は、リソース許可およびポリシー実施のための伝送リソースを個別に割り当てるために、Ｆ−ＢＳ２４の固有のＩＤを、ＮＡＳＳ７６からの関連する有線パケット伝送要素のＩＰアドレスおよび回線ＩＤ（たとえば、ＡＴＭ  ＶＣまたはＶＬＡＮ、ＶＰＮ）に分解する。
【００２６】
一例では、移動局２２の登録を受け取ると、フェムト・ゲートウェイ５２は、移動局２２のアイデンティティを、Ｆ−ＢＳ２４とそれに対応するバックホール・リソースとの確立された関連付けにも関連付ける。このような一例において、（ｉ）移動局内のＳＩＭまたはＵＳＩＭに関連付けられたＩＭＳＩまたはＰ−ＴＭＳＩなどのアイデンティティ、（ｉｉ）Ｆ−ＢＳのＲＡＣおよびＬＡＣを含む、コア・ネットワーク３０に関連付けられたＦ−ＢＳのグローバル・アイデンティティ、および（ｉｉｉ）グローバルにルーティング可能なＩＰアドレス・フィールドおよびアドレス・レルム・フィールドからなる、有線パケット伝送ネットワークのオペレータに関連付けられたＦ−ＢＳのグローバル・アイデンティティなどのフェムト・バックホール・リソース識別子（すなわち、フェムト・ブロードバンドＩＤ）を含む関連テーブルが確立される。
【００２７】
一例では、関連テーブルは、Ｆ−ＢＳ２４と、フェムト・ゲートウェイ５２とＦ−ＢＳ２４の間のＩＰＳｅｃトンネルなどの対応するバックホール・ソースとの間の関連付けを最初に作成することによって、フェムト・ゲートウェイ５２において確立される。
【００２８】
一例では、フェムト・ゲートウェイ５２は、Ｆ−ＢＳ２４からの登録要求を受け取ると、外側のＩＰパケット・ヘッダの送信元ＩＰアドレスを、フェムト・ブロードバンドＩＤにおけるグローバルにルーティング可能なＩＰアドレス・フィールドとしてラッチする。一例では、フェムト・ゲートウェイ５２は、ＩＰＳｅｃトンネルＩＤおよびＦ−ＢＳ  ＩＤに基づいて、パケット・ネットワーク（すなわち、バックホール伝送ネットワーク）のレルム情報を引き出す。一例では、局所的にフェムト・ゲートウェイ５２がレルム情報を利用可能でない場合、フェムト・ゲートウェイ５２は構成サーバに連絡して、この情報を参照する。
【００２９】
移動局２２についてＦ−ＢＳ２４によってフェムト・ゲートウェイ５２に提供された移動局ＩＤは、フェムト・ゲートウェイ５２によって抽出され、Ｆ−ＢＳ  ＩＤに関連付けられる。
【００３０】
図２において、９６で、移動局２２から発信された信号は、無線通信セッションの作成が望まれていることを示す。一例は、アクティベートＰＤＰコンテキスト・メッセージを含む。ＳＧＳＮ３４は、９８で概略的に示すように、要求を確認し、ＧＧＳＮ３２と通信することによってＰＤＰコンテキスト作成手順を開始する。ＧＧＳＮ３２は、１００で概略的に示すように、ＰＣＲＦ５８と通信することによってサービス品質認証セッションを開始する。プロセスのこの部分は、無線通信セッションに使用されるコア・ネットワーク３０のリソースに関連する。
【００３１】
１０２で示すように、局所的にＰＣＲＦ５８が無線加入プロファイル情報をローカルに利用可能でない場合、ＰＣＲＦ５８はこの情報についてＳＰＲ７８に照会する。１０４で、ＰＣＲＦ５８は、無線ネットワークリソースを介して無線通信セッションに対するサービス品質認証応答をＧＧＳＮ３２に伝達する。１０６で、ＧＧＳＮ３２は、クリエイトＰＤＰコンテキスト応答をＳＧＳＮ３４に提供する。
【００３２】
１０８で、ＳＧＳＮ３４は、無線アクセス・ベアラ（ＲＡＢ）割当て要求メッセージを送信して、フェムト・ゲートウェイ５２に対してＰＤＰコンテキストのための無線アクセス・ベアラを再確立する。一例では、ＲＡＢ割当て要求は、ＲＡＢ  ＩＤ情報、ＴＥＩＤ、サービス品質プロファイル情報およびＳＧＳＮ  ＩＰアドレス情報を含む。フェムト・ゲートウェイ５２は、ＳＧＳＮ３４からのＲＡＢ割当て要求において伝達された情報に従って移動局２２の識別子情報を引き出すことによって応答する。次いで、フェムト・ゲートウェイ５２は、確立された関連付けを使用して適切なフェムト・ブロードバンドＩＤ（すなわち、レルム情報を有するグローバルにルーティング可能なＩＰアドレス）を見つけ、無線リソース管理システムとリソース許可および予約セッションを開始する。１１０で概略的に示すように、フェムト・ゲートウェイ５２は、実施インターフェース６２を介してＰＣＲＦ５８と通信して、フェムト・ブロードバンドＩＤ、要求された帯域幅、サービス品質クラス、トラフィックの特徴および予約継続時間の情報を提供する。一例では、移動局２２のＰ−ＴＭＳＩまたはＩＭＳＩはＲＡＢ  ＩＤから引き出され、確立された関連付けから関連するフェムト・ブロードバンドＩＤを引き出すためのキーとして使用される。
【００３３】
一例では、実施インターフェース６２を介してフェムト・ゲートウェイ５２とＰＣＲＦ５８の間で交換された情報は、フェムト・ゲートウェイ５２において生成された情報要素を含む。このような情報要素は、要求セッションＩＤ、フェムト・ゲートウェイＩＤ、Ｆ−ＢＳ  ＩＤ、無線接続ＩＤ（たとえば、ＰＤＰコンテキスト）、およびトラフィック記述を含む。トラフィック記述についての情報は、アップストリーム情報、ダウンストリーム情報、またはその両方を含むことができる。他の情報は、無線コア・ネットワーク３０に適用可能なサービス品質クラス指定と、ＩＰＳｅｃの送信元アドレス、宛先アドレスおよびポート番号などのバックホール・リソースのＩＰフロー分類子とを含む。トラフィック記述情報は、帯域幅情報およびデータレートならびにパケット・サイズなどのトラフィックの特徴を含むこともできる。
【００３４】
ＰＣＲＦ５８は、サービス品質保証契約、ネットワーク・ポリシー、またはその両方を確認して要求を認証する。この例において、ＰＣＲＦ５８は、無線通信セッションに関連付けられたサービス品質を、有線パケット伝送ネットワーク４０によって使用することができる共通のサービス品質パラメータにマップするように構成される。この例におけるＰＣＲＦ５８は、１１２で概略的に示すように、要求および共通のサービス品質パラメータをＳＰＤＦ６６に転送する。一例においてポリシー・インターフェース６４を介して伝達される情報要素は、フェムト・ゲートウェイで生成された情報を含む。このような情報は、要求セッションＩＤ、要求者名（すなわち、ＰＣＲＦ５８の識別子）、Ｆ−ＢＳ  ＩＤ、およびトラフィック記述情報を含む。
【００３５】
無線リソース管理システム（たとえば、ＰＣＲＦ５８）と有線リソース管理システム７０の間のやり取りは、レルムベースのピア発見およびルーティングを含む。一例では、無線オペレータは、ピア有線リソース管理システムのＩＰアドレスをテーブル内で維持する。レルム情報は、フェムト・ゲートウェイ５２から送信されたサービス品質要求メッセージにおけるフェムト・ブロードバンドＩＤのレルム・フィールドから抽出される。いくつかの例においてフェムト・ゲートウェイのＰＣＥＦ部分に由来する、フェムト・ゲートウェイ５２からのリソース要求におけるレルムは、テーブル参照手順の主キーとして使用される。テーブル参照は、完全一致が必要となるのを回避するために、レルムの右側からの最長一致に基づくことができる。このような最長一致法により、たとえば、参照時間を加速することができる。
【００３６】
一例における無線リソース管理システムのＰＣＲＦ５８は、ホワイト・リストをリソース要求メッセージにおいて提供されたレルムと照合して、参照を実行する前に適切なセキュリティおよび信頼関係を確保する。さらに、一例では、無線リソース管理システムは、バックホールのリソース許可について要求を有線リソース管理システム７０に送信すべきかどうかも決定する。無線リソース管理システムは、有線パケット伝送ネットワークのオペレータおよび無線ネットワークにおいて使用されるリソース予約方法と共にサービス品質保証契約に基づいてこの決定を行う。
【００３７】
一例では、無線リソース管理システム側で、フェムト・ゲートウェイ５２からのリソース要求を受け取ると、ＰＣＲＦ５８は、適切なルーティング・テーブルからピア有線リソース管理システムのＩＰアドレスを解決する。次いで、ＰＣＲＦ５８は、認証された要求者についてホワイト・リストを確認する。次に、一例におけるＰＣＲＦ５８は、サービス品質保証契約および予約方法を確認して次のオペレータを決定する。フロー別予約モードが使用されている場合、無線リソース管理システムは、リソース許可要求を、Ｆ−ＢＳ  ＩＤ、要求された帯域幅、トラフィックの特徴、およびサービス品質クラス情報を含む有線リソース管理システムに送信する。一例では、ＩＰフロー分類子および仲介タイプも実施目的で提供される。アグリゲーション予約方法が使用されている場合、一例における無線リソース管理システムは、リソース利用可能性の確認を実行して残りのリソースが新規の要求に対して十分であるかどうかを決定する。十分でない場合、無線リソース管理システムは、リソース予約のウォーターマークを上昇させるための要求を送信する。
【００３８】
有線リソース管理側で、ポリシー・インターフェース６４を介してリソース要求を受け取ると、認証された要求者についてホワイト・リストが確認され、サービス品質保証契約が調べられる。これにより、たとえば、無線オペレータに対して認証された合計の帯域幅を確認することができる。次いで、アンカー・ネットワーク要素のアドレス、回線ＩＤ、およびトポロジを含む、加入者プロファイルおよびリソース情報が確認される。このような情報は、確立された関連付けからのＦ−ＢＳ  ＩＤをキーとして使用してＮＡＳＳ７６から検索するために利用可能である。
【００３９】
一例についてフェムト要求と有線バックホール・リソースの間の関連付けを確立し、発見する手順を図３に示す。フローチャート図２００は、Ｆ−ＢＳとＩＰＳｅｃトンネルの関連付けが作成される第１のステップ２０２を含む。一例では、登録要求を受け取ると、フェムト・ゲートウェイ５２は４つの動作を実行する。２０４で、フェムト・ゲートウェイ５２は、登録要求メッセージのためのＩＰパケットの送信元ＩＰアドレス（すなわち、外部アドレス）をラッチする。フェムト・ゲートウェイ５２は、２０６で示すように、同じメッセージからＦ−ＢＳ  ＩＤを抽出する。フェムト・ゲートウェイ５２はまた、２０８でＦ−ＢＳ  ＩＤおよびＩＰＳｅｃトンネルＩＤに基づいてレルム情報を引き出す。２１０で、関連テーブルにＦ−ＢＳ  ＩＤおよびフェムト・ブロードバンドＩＤが書き込まれる。
【００４０】
２１２で、移動局２２、Ｆ−ＢＳ、およびＩＰＳｅｃトンネルの関連付けが作成される。この例において、アタッチ要求を受け取ると、フェムト・ゲートウェイ５２は、２１４でアタッチ・メッセージから移動局ＩＤおよびＦ−ＢＳ  ＩＤを抽出する。２１６で、フェムト・ゲートウェイ５２は、Ｆ−ＢＳ  ＩＤをキーとして使用して関連テーブルに移動局２２のＩＤを書き込む。
【００４１】
フェムト要求と有線バックホール・リソースの関連付けは、２２０で発見される。ＲＡＮセッション・セットアップ要求を受け取ると、フェムト・ゲートウェイ５２は、２２２で、他のサービス品質情報を有するＦ−ＢＳ  ＩＤを抽出し、それをＰＣＲＦ５８に送信する。ＰＣＲＦ５８は、２２４で、その情報をＳＰＤＦ６６に転送する。ＳＰＤＦ６６およびＡ−ＲＡＣＦ６８は、２２６で、Ｆ−ＢＳ  ＩＤをキーとして使用して、ＮＡＳＳ７６からバックホール・リソース情報（たとえば、バックホール・ノードおよびリンク・リソースのＩＰアドレス）を検索する。
【００４２】
加入認証は、サービス品質クラスに基づいてフェムト・トラフィックに許可された最大帯域幅などの加入ポリシーを確認することを含む。リソース許可および予約は、ＮＡＳＳからのトポロジおよび回線情報に基づいて特定の接続におけるリソース利用量を確認することを含む。リソース許可および予約は、一例における有線パケット伝送ネットワークのポリシーに基づいて発生する。
【００４３】
一例は、パケット・マーキング、ポリシング、およびレート制限の動作のために、ポリシー決定をレジデンシャル・ゲートウェイ４２、アンカー・ノード４６、エッジ・ノード５０、またはこれらの組合せなどの関連するアンカー要素に強制することを含む。
【００４４】
再び図２を参照すると、ＳＰＤＦは、１１４で概略的に示すように、サービス品質保証契約、ホワイト・リスト、ネットワーク・ポリシー、またはこれらの組合せを確認して要求を認証し、リソース許可および予約について要求をＡ−ＲＡＣＦ６８に転送する。１１６で、Ａ−ＲＡＣＦ６８は、Ｆ−ＢＳ  ＩＤ（すなわち、Ｆ−ＢＳ２４のグローバルに固有のＩＰアドレス）をキーとして使用して、加入者プロファイルおよびネットワーク・トポロジまたは接続情報についてＮＡＳＳ７６に照会する。１１８で、Ａ−ＲＡＣＦ６８は、ＳＰＤＦ６６に対する許可を確認する。許可を確認することは、Ａ−ＲＡＣＦ６８が、要求を許可し必要な帯域幅を予約するために加入およびリソース利用可能性を確認した後で発生する。
【００４５】
図２に図示された例では、パケット・マーキング、ポリシング、およびレート制限などのポリシー決定を実施するためにＡ−ＲＡＣＦ６８がレジデンシャル・ゲートウェイ４２、エッジ・ノード５０、およびアクセス・ノード４６などのアンカー・ポイントのうちの少なくとも１つに命令することを含む任意選択の信号を１２０で示す。
【００４６】
１２２で、ＳＰＤＦ６６は、ＰＣＲＦ５８に対するリソース許可を確認することによって、バックホール・リソースの動的なサービス品質応答を提供する。１２４で、ＰＣＲＦ５８は、フェムト・ゲートウェイ５２に対するバックホールのサービス品質応答を確認する。１２６で、フェムト・ゲートウェイ５２は、ＲＡＮ／無線ベアラ・セットアップを実行する。１２８で、フェムト・ゲートウェイは、ＲＡＢ  ＩＤ情報、ＴＥＩＤ情報、サービス品質プロファイル情報、およびＲＮＣ  ＩＰアドレス情報の提供などの無線アクセス・ベアラ割当てでＳＧＳＮ３４に応答する。このとき、ＧＴＰトンネルの確立はＩｕインターフェースで発生して、有線バックホール・リソース４４全体にわたって所望のサービス品質レベルを動的に提供する。
【００４７】
任意選択の信号をこの例における１３０で示す。この信号は、サービス品質の属性がＲＡＢ割当ての間に変化した場合、ＳＧＳＮ３４がＧＧＳＮ３２に通知することを可能にする。
【００４８】
１３２で、伝送ベアラの確立が移動局２２に確認され、移動局２２はその無線通信セッションのためのエンド・ツー・エンドの動的なサービス品質制御手順を完了する。
【００４９】
このアプローチの一態様は、バックホール・リソース割当てを動的に行うことを可能にして特定の無線通信セッションのためのＦ−ＢＳ２４のサービス品質を保証することである。ひとたびそのセッションが完了すれば、バックホール伝送ネットワークのこれらのリソースは解放され、状況に応じて、同じデバイスまたは異なるデバイスが関与する別の無線通信セッションで利用可能になる。バックホール・リソースを動的に割り当ててサービス品質を保証することは、特定のバックホール・リソースを事前に構成し、それらを常時１つまたは複数のＦ−ＢＳ専用とする必要を回避する。
【００５０】
上記の例は、バックホールのための無線ネットワーク３０および有線パケット伝送ネットワーク４０の別々のオペレータが存在する状況に適用可能である。両方のネットワークを管理する単一のオペレータが存在する場合、同じ例を使用できる。バックホールのためのフェムト無線ネットワークおよび有線パケット伝送ネットワークを担当する単一のオペレータが存在する状況において、より多くの処理および意思決定をフェムト・ゲートウェイ５２内に集中させ、それほど多くをＰＣＲＦ５８に依存する必要をなくすことによって、実施態様を変更することができる。言い換えると、図２に示す例示的な信号フローは、本発明の原理に従って動的なサービス品質制御を実施する唯一の方法ではない。
【００５１】
例示的な動的なサービス品質制御は、フェムト・ベアラ接続（すなわち、ＩＰ−ＣＡＮセッションおよびベアラ）が作成されるか変更される場合、様々なシナリオに適用可能である。状況には、サービス品質の属性を確立することまたは変更することが含まれ得る。たとえば、以前にアイドル・モードであった移動局２２は、サービス要求手順を開始してアップリンク信号メッセージまたはデータを送信する。あるいは、無線コア・ネットワーク３０のコア要素は、サービス要求手順を開始することができる。
【００５２】
動的なサービス品質制御の別の用途には、移動局が１つのルーティング領域から別のルーティング領域に移動するハンドオーバが含まれる。例示的なルーティング領域の更新には、ＳＧＳＮ内ルーティング領域の更新またはＳＧＳＮ間ルーティング領域の更新が含まれる。サービング無線ネットワーク・コントローラの再配置には、ＳＧＳＮ内ＳＲＮＳ再配置またはＳＧＳＮ間ルーティング領域の更新が含まれる。
【００５３】
ほとんどのハンドオーバのシナリオにおいて、新規のＩＰ−ＣＡＮセッションおよびベアラの作成は、移動局２２によって開始される。継続要求は、保留状態のアップリンク・トラフィックがある場合、移動局２２によって作成することができる。他のシナリオでは、ハンドオーバは、新規のＳＧＳＮから送信された再配置要求によってトリガすることができる。動的なサービス品質制御の別の用途には、既存のアプリケーション・セッションの変更または新規のアプリケーション・セッションの作成が含まれる。たとえば、事前に認証されたサービス品質リソースが、新規のアプリケーション・セッションのサービス品質要件に適合できない場合、移動局２２またはＧＧＳＮ３２は、たとえば、現在の３ＧＰＰ仕様に定義される正規の手順に従う伝送シグナリングによってＩＰ−ＣＡＮセッション／ベアラを作成または変更するための要求を開始する。これらの状況のうちのいずれか１つでは、フェムト・ゲートウェイ５２は、ＳＧＳＮ３４からＲＡＮ／無線ベアラ・セットアップ・メッセージを受け取ると、動的なサービス品質制御プロセスを開始する。
【００５４】
ポリシー・インターフェース６４を介してサポートされる動的なリソース許可制御の１つの例示的な方法には、ＩＰ−ＣＡＮ確立の間などの初期要求時にバックホール内の一定量の帯域幅がフェムト・トラフィックに割り当てられるアグリゲート・リソース予約が含まれる。帯域幅の量は、実際の使用量およびサービス品質保証契約のパラメータに基づいて変更することができる。予約されたリソースは、一例におけるベスト・エフォートのトラフィックを除いて、レジデンシャル・ゲートウェイ４２を通じて通常のブロードバンド・トラフィックに利用可能であるとみなされない。
【００５５】
動的なリソース許可制御の別の方法は、セッション別リソース予約に基づく。この例における帯域幅およびバックホールは、各アプリケーション・セッションにオンデマンドで動的に割り当てられる。全ての未使用のリソースは、フェムト・トラフィックと通常のブロードバンド・トラフィックの間で完全に共有される。
【００５６】
上述の説明は事実上、限定的ではなく例示的なものである。本発明の本質から必ずしも逸脱しない、開示される例に対する改変形態および変更形態が、当業者に明らかとなり得る。本発明に与えられる法的保護の範囲は、添付の特許請求の範囲を検討することによってのみ決定することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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