通信ネットワークにおける動作状態間の効率的な遷移
移動局（１１８）を休止状態またはアイドル状態にする予備ステップを含む、通信ネットワーク（１００）において動作状態間を効率的に遷移するための装置および方法。次のステップは、移動局（１１８）へのまたはからのデータ転送を要求するステップを含む。次のステップは、移動局（１１８）を休止状態またはアイドル状態からアクティブ状態に遷移するステップを含む。次のステップは、ページング制御機能（ＰＣＦ）（１０８）からＲＦベアラ機能（１１０）にデータに対するベアラ・パス・コンテキストを転送するステップを含む。このステップは、ＰＣＦ間ハンドオフ手順によるトンネルを生成するステップを含むことができる。そのため、データ経路内にＰＣＦ（１０８）が存在していなくても、ＲＦベアラ機能（１１０）とＩＰルータ機能（１０６）とは直接接続することになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、通信システムの分野に関し、特に、通信装置の呼設定に関する。
【背景技術】
【０００２】
パケット・データ通信システムのなかでもとりわけ、３ＧＰＰ２パケット・データ規格であるＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ８３５ ＣＤＭＡ２０００無線ＩＰネットワーク規格（ＩＳ−８３５）および本明細書においては（ＷｉＭＡＸ）通信規格と呼ぶＩＥＥＥ８０２．１６−２００５規格は、パケット・データ・セッション中に、移動局（ＭＳ）などの無線通信デバイスに対してアクティブ状態および休止（アイドル）状態を指定することができる。アクティブ状態の場合には、ＭＳは、専用のＲＦ接続を介してインフラストラクチャ装置と接続している。例えば、ＩＳ−８３５の場合には、インフラストラクチャは、基地局（ＢＴＳ：Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）とパケット制御機能（ＰＣＦ）との間に専用の接続を提供する。ＰＣＦは、パケット・ネットワークに接続しているパケット・データ・サービス・ノードに接続している。パケット呼は、送信するパケット・データのバーストが存在する場合には、アクティブ状態に移行する。パケット呼は、データのバースト性および時間の長さにより、何回もアクティブ状態と休止（アイドル）状態との間で遷移することができる。
【０００３】
休止状態の場合で、ＭＳがデータを送受信していない場合には、専用無線周波数（ＲＦ）接続およびＢＴＳおよびＰＣＦ間の専用接続は解放される。パケット呼は、所定時間の間にデータの送信が行われなかった場合には、アクティブ状態から休止状態に遷移する。パケット・セッションが休止状態である場合には、ベアラのデータは送信することができず、バッファリングされなければならない。ネットワーク要素は、ＭＳモビリティを追跡し、パケット・データを受信し、ＭＳが再度アクティブ状態になるまでこのデータをバッファリングする。例えば、パケット制御機能は、移動局が休止状態である場合のみ役に立つ。パケット制御機能は、休止状態の移動局に対するコンテキストを維持し、ＰＤＳＮと一緒にトンネルを維持する。データがネットワーク側から流れ始めると、ＰＤＳＮは、パケットをＰＣＦに転送し、これにより、ＰＣＦは、ＢＳサービス要求をＭＳＣに送信する。次に、移動局がページングされ、移動局が応答すると、トラフィック・チャネル（ＴＣＨ）およびセレクタが移動局に割り当てられ、次に、移動局は休止状態からアクティブ状態に遷移する。要するに、バッファリングされたデータをＭＳに送信するためには、呼に専用のＲＦ接続を割り当てなければならないし、ＢＴＳとＰＣＦの間の専用の接続を再確立しなければならない。ＭＳとＰＣＦとの間での専用の接続を再確立するため（すなわち、Ａ１０およびＡ８インタフェース間のトンネリングおよびトンネリング解除により）生じた遅延は、データ・サービスの品質に悪影響を及ぼす。さらに、アクティブ状態中、ＰＣＦは、ＭＳとＰＤＳＮの間のデータに対してコンジットとして動作するだけである。それ故、移動局がアクティブ状態である場合には、ＰＣＦリソースは必要ない。類似のプロセスがＷｉＭＡＸ通信の場合も行われる。
【０００４】
現在の規格を使用すると、休止（アイドル）状態からアクティブ状態に遷移するのに必要な時間の間に集中処理要素に高いトランザクション・コストがかかる。必要なこの時間のために、データ・サービスの加入者の気持ちは潜在的に悪影響を受ける。これらの問題のために、データ・バーストの送信後、ＲＦ接続が長時間維持され、そのため以降のデータ・バーストを直ちに送信することができる構成の開発が盛んに行われている。しかし、長時間不必要な接続を維持すると、ＲＦリソースを効率的に使用することができない。例えば、パケット・データの一連のバーストを送信するためにチャネルを６０秒間維持する場合には、１つのチャネルは、６０ビジー時間呼の試行（１チャネル＊３６００／６０）を提供することができる。しかし、チャネルがバーストの送信のために５秒間しか維持されない場合には、１つのチャネルは、７２０ＢＨＣＡ（１チャネル＊３６００／５）を提供することができる。後者の場合、休止状態からアクティブ状態への遷移（すなわち、呼の試行）は増大する。何故なら、チャネルがもっと短い時間の間だけしか維持されないからである。前者の場合、タイムアウト時間が長いために、専用のチャネルの使用の効率が低下し、パケット・データ・サービスをサポートするために必要な専用のチャネルの数が増大する。
【０００５】
米国特許第６，９６５，５８８号に開示されている従来技術による１つの解決方法は、この問題を解決するために半休止状態を使用する方法である。この米国特許の場合には、休止状態の間、ＰＤＳＮへの接続を維持しているネットワーク要素はＰＣＦであり、半休止状態の間は、ＰＤＳＮへの接続を維持しているネットワーク要素は選択および配信ユニット（ＳＤＵ）である。休止状態の間、ＳＤＵは解放されるが、ＰＣＦはＰＤＳＮへの接続を維持する。ＭＳが半休止状態にある場合には、呼のためにＢＳとＰＤＳＮとの間の接続を維持しているネットワーク要素はＳＤＵである。移動局がアクティブ状態から半休止状態に移行すると、トラフィック・チャネルは解放されるが、ＳＤＵは割り当てられたままである。ＰＣＦを介してＳＤＵとＰＤＳＮとの間にパスが存在する。移動局が半休止状態にある場合には、ＰＣＦへのＳＤＵとＰＤＳＮへのＰＣＦとの間にパスが存在する。ＲＦ接続上にはトラフィック・チャネルは存在しない。移動局が休止状態からアクティブ状態に遷移すると、ＢＴＳを介してＭＳからＳＤＵへのトラフィック・チャネルができる。しかし、そのため、ＰＣＦがいつも存在し、使用されることになる。移動局にはサービスを提供している要素のアドレスが送信され、ＰＣＦおよびＳＤＵ両方のＩＰアドレスが移動局に送信されるので、移動局がアクティブ状態になると、その移動局にサービスを提供しているＳＤＵおよびＰＣＦ要素の両方を迅速に識別することができる。この解決方法は、効率的ではあるが、第３の半休止状態の統合が必要となり、さらに移動局がアクティブ状態である間、通信路内に依然としてＰＣＦを必要とする。そのためＲＦリソースを無駄遣いすることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，９６５，５８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それ故、通信ネットワークにおける動作状態間を効率的に遷移するための方法および装置、特に、送信するベアラ・データがあるか否かにより、ＲＦリソースの効率的な接続により、無線通信デバイスを休止状態とアクティブ状態との間で遷移するための方法および装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、通信ネットワークにおける動作状態間を効率的に遷移するための方法および装置、特に、送信するベアラ・データがあるか否かにより、ＲＦリソースの効率的な接続により、無線通信デバイスを休止状態すなわちアイドル状態とアクティブ状態との間で遷移するための方法および装置を提供する。
【０００９】
従来技術の場合には、移動局（ＭＳ）のような無線通信デバイスは、ベース・サイト（ＢＳ）装置と通話状態でいることができる。呼接続は、パケット制御機能（ＰＣＦ）などのページング制御機能を介して、およびパケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）などのＩＰルーティング機能上のＢＳおよびセレクタなどのＲＦベアラ機能によりサポートされる。呼（接続）が、ＭＳとＢＳとの間で解放されると、ＢＳは、ＭＳにパケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）との接続を維持しているネットワーク要素の装置識別子を提供し、ＲＦベアラを切断する。ＭＳは識別子を保持し、再起動（アクティブ状態への遷移）を要求している場合には、ＢＳに適切な識別子を送信する。休止状態またはアイドル状態（すなわち、本明細書で使用する非アクティブ状態）の場合には、ＰＤＳＮへの接続を維持しているネットワーク要素はＰＣＦである。何故なら、ＲＦベアラはすでに解放され、切断されているからである。ＢＳがＭＳから再起動要求を受信した場合には、ＢＳはＰＣＦをＭＳに対して確立されているＲＦベアラ・パスに接続する。
【００１０】
本発明によれば、アクティブ状態が再確立した場合には、ＰＣＦはバイパスされる。ＰＣＦを介して再接続する代わりに、ＢＳがＭＳから再起動要求を受信した場合には、ＢＳは、ＲＦベアラ機能をＩＰルーティング機能に直接接続する。都合のよいことに、このことはネットワーク・ハードウェアを修正しなくても行うことができる。ここで図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の装置および方法を実施するために使用することができるシステムの機能ブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作の変化を示すブロック図。
【図３】本発明の第２の実施形態の動作の変化を示すブロック図。
【図４】データの転送がネットワークにより開始される本発明の第１の実施形態のフローチャート。
【図５】データの転送が移動局により開始される本発明の第１の実施形態のフローチャート。
【図６】アクティブ状態からアイドル状態への遷移を示す本発明の第２の実施形態のフローチャート。
【図７】アイドル状態からアクティブ状態への遷移を示す本発明の第２の実施形態のフローチャート。
【００１２】
当業者であれば、本発明のこれらの種々の実施形態の図面を分かりやすくするために、商業的に実施可能な実施形態で役に立つかまたは必要な通常使用されるものであるが、周知の要素を原則的に図示したり、説明していないことを理解することができるだろう。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１および図２は、本発明の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）の実施形態による通信ネットワークの機能ブロック図を示す。ＭＳ１１８は、アプリケーション・ホスト１０２と通信するために、３つのＢＴＳ１１２、１１４、１１６とソフト・ハンドオフしている。アプリケーション・ホスト１０２は、情報をアップロードおよびダウンロードするためにパケット・ネットワーク１０４に接続している。パケット・ネットワーク１０４は、ＩＰルータ１０６に接続している。ＩＰルータ１０６は、パケット・データ・サービスのためにパケット・ネットワーク１０４とＢＳ装置１０９との間にインタフェースを提供する。ＩＰルータ１０６は、ページング制御機能（ＰＣＦ）１０８に接続していて、このＰＣＦはセレクタ１１０と接続している。ＰＣＦは、モビリティ・レジストラを含み、またネットワークからの着信パケットをキューイングすることができる。
【００１４】
この第１の実施形態（図に示す）の場合には、システム１００は、ＩＳ−８３５通信ネットワークである。この場合、ＩＰルータ１０６はＰＤＳＮであり、ＰＣＦ１０８は、パケット制御機能であり、ＲＦベアラ機能１１１は、セレクタ１１０およびＢＴＳ１１２、１１４、１１６を含む。この実施形態の場合には、ＰＤＳＮは、Ａ１０／Ａ１１インタフェースを通してＰＣＦと通信する。ＰＣＦは、ＰＤＳＮから受信したデータをバッファリングする。ＰＣＦは、Ａ８／Ａ９インタフェースを通してＢＴＳ用のセレクタに接続している。この実施形態の場合には、本発明は層３ベアラを通して動作することができる。
【００１５】
第２の実施形態の場合には、図３に示すように、システム１００は、ＷｉＭＡＸ通信ネットワークであってもよい。この場合、ＩＰルータ機能１０６は、ルータまたはフォーリン・エージェント（本発明の例の場合に使用するＦＡ）であり、ＰＣＦ１０８は、セルラ・アクセス・ポイント・コントローラ（ＣＡＰＣ）１０７のページング・コントローラ１０８であり、ＲＦベアラ機能１１０は、ユーザのための１つまたは複数のアクセス・ポイント（ＡＰ）である。この実施形態の場合には、ＦＡ１０６は、ページング・コントローラ１０８と通信し、このページング・コントローラは、ＦＡ１０６から受信したデータをバッファリングする。ページング・コントローラ１０８はＡＰと通信する。この実施形態の場合には、本発明は層２交換網を通して動作することができる。
【００１６】
ＩＰルーティング機能１０６は、ＦＡであってもよく、または非移動局のための簡単な市販のルータであってもよい。ページング・コントローラ１０８は、ＭＳがアイドル状態である場合だけベアラ・パスに含まれている。ページング・コントローラ１０８は、ＭＳがアクティブ状態になるとベアラ・パスから除去される。ページング・コントローラ１０８は、ＣＡＰＣ内にその中で移動局がアイドル状態になっているページング・エリアを追跡するロケーション・レジスタを含む。ページング・コントローラ１０８は、ネットワークからの着信パケットをキューイングすることができる。サービス提供アクセス・ポイント（ＡＰ）は、ＲＦベアラ機能１１１を構成する。ＡＰは、ページング・エリアにグループ分けされ、アイドル状態の移動局は、ＣＡＰＣ内のロケーション・レジストラと位置の更新を行わないで、ページング・エリア内のどこにでも移動することができる。
【００１７】
図１および図２のＩＳ−８３５ネットワークのための第１の実施形態の例に戻って説明すると、ＲＦベアラ機能のセレクタ１１０は、ＭＳ１１８とＢＴＳ１１２、１１４、１１６との間でソフト・ハンドオフを維持する。セレクタ１１０も、ＰＣＦ１０８に送信するために、ＢＴＳ１１２、１１４、１１６を介してＭＳ１１８から受信した最善のデータ送信を選択し、ＭＳ１１８宛のデータのコピーを、ＭＳ１１８がソフト・ハンドオフしているすべてのＢＴＳ１１２、１１４、１１６に配信する。ＭＳ１１８へ／からの制御メッセージは、セレクタ１１０で発信／着信する。ＢＴＳ１１２、１１４、１１６は、専用ＲＦトラフィック・チャネルを通してＭＳ１１８にベアラ・データおよび制御情報を送受信する。
【００１８】
また、セレクタは、制御リンクを介してモビリティ・マネージャ（ＭＭ）１２０に接続している。ＭＭ１２０は、ＢＳ装置１０９に接続している呼に制御機能を提供する。例えば、ＭＭ１２０は、呼の状態を監視し、いつ呼を解放すべきかを判別し、いつソフト・ハンドオフを行うべきかを決定し、ソフト・ハンドオフしているどのＢＴＳを追加すべきか、ドロップすべきか等を決定する。ＭＭ１２０は、Ａ１インタフェース（ＩＳ−８３５に規定されているような）を通して移動交換局（ＭＳＣ）１２２と接続している。ＭＳＣ１２２は、ＭＭ１２０を公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１２６にインタフェースする。ＭＳＣ１２２も、ＩＳ−４１インタフェースを通してホーム・ロケーション・レジスタ／ビジタ・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ／ＶＬＲ）１２４に接続している。ＭＳ１１８がホーム・ネットワーク内に位置している場合には、ＨＬＲ１２４がＭＳ１１８の位置を判別し、ＭＳＣ１２２に情報を提供する。ＭＳ１１８がビジタ・ネットワーク内に位置している場合には、ＶＬＲ１２４は、ＨＬＲ情報のコピーを入手し、それをビジタ・ネットワーク内のＭＳＣ１２３のようなＭＳＣに提供する。ＭＳＣ１２２およびＭＳＣ１２３は、ＩＳ−４１インタフェースを介して接続している。ロケーション・レジスタおよびページング機能は、技術およびネットワーク・アーキテクチャに基づいて、異なるネットワーク要素において実施することができることを理解されたい。ＣＤＭＡネットワークにおいては、ＰＣＦは、移動局に対するデータを格納し、移動局をページングするためにＢＳＣおよびＭＳＣと協働して動作することができる。
【００１９】
図１の要素およびインタフェースは、当業者であれば周知のものであるので、これ以上の説明は省略する。また、本発明は、図３のＷｉＭＡＸネットワークまたは本明細書に記載するＩＳ−８３５のところで説明したものと同様の類似性を有する他のパケット・データ・ネットワークにも適用可能であることも理解されたい。それ故、これ以上の説明は省略する。
【００２０】
本発明は、トンネリングおよびトンネリング解除による遅延の解決方法を提供する。この場合、移動局がアクティブ状態にある場合には、ＰＣＦリソースは無駄に使用されない。ＲＦベアラをＩＰルータに直接接続することにより、パケット転送の際の遅延が大幅に低減するが、このことは低レイテンシを必要とするリアルタイム・サービスにとって大きな利点である。
【００２１】
図２および図３を参照すると、移動局がアクティブ状態になると、ベアラ・パス・コンテキストが、ＰＣＦ１０８からＲＦベアラ機能１１１に転送される。次に、ＲＦベアラ機能１１０は、ＩＰルータ機能と一緒にＰＣＦ間ハンドオフ手順を使用し、それ自身とＩＲルータとの間にトンネルを生成する。特定の実施ネットワークに対する通信規格は、このプロセスにより影響を受けないが、本発明は、ＩＰルータ機能１０６に対して、ＲＦベアラ機能１１１が、ページング制御機能１０８として現れ、制御通信に対してセキュリティ・コンテキストを有していることを要求する。
【００２２】
例えば、ＩＳ−８３５実施形態の場合には、移動局がアクティブ状態になると、ベアラ・パスＡ１０コンテキストが、ＰＣＦからセレクタに転送される。次に、セレクタは、ＰＤＳＮとのＡ１１ＰＣＦ間ハンドオフ手順を使用し、それ自身とＰＤＳＮとの間にＡ１０トンネルを生成する。Ａ１０／Ａ１１規格は影響を受けない。ＰＤＳＮから見た場合、セレクタはＰＣＦのように見え、Ａ１１通信に対するセキュリティ・コンテキストを有する。このアプローチは、呼が従来技術と同じシーケンスで処理される場合より呼設定時間を短縮する。
【００２３】
ＣＤＭＡの場合には、本発明は、ａ）ネットワークがＭＳに転送されるパケット・データを有している場合、またはｂ）ＭＳがパケット・データ転送を開始する場合の両方に適用可能である。ＷｉＭＡＸの場合には、本発明は、ＭＳがａ）アクティブ・モードからアイドル・モードに切り替わった場合、およびｂ）アイドル・モードからアクティブ・モードに切り替わった場合に適用可能である。
【００２４】
図４は、ＩＳ−８３５ネットワークが、ＭＳに転送されるパケット・データを有している場合を示す。この例の場合、ＰＣＦ１０８が、休止状態のＭＳ１１８に対するデータを受信した場合、ＰＣＦ１０８は、Ａ１インタフェースとして機能している基地局コントローラ（ＢＳＣ）内の呼制御（ＣＣ）機能に警告を与える。次に、ＢＳＣは、ＣＣにＢＳサービス要求を送信することにより、ＭＳＣ１２２にＭＳをページングするように要求する。ＭＳＣは、Ａ１インタフェースによりページ・メッセージを送信する。これにより無線（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ）でＭＳがページングされる。ＭＳが応答した場合には、セレクタ１１０がＭＳに割り当てられる。ＰＣＦ１０８は、移動局に対する呼コンテキストおよびバッファリグされたデータをセレクタに転送する。次に、セレクタは、ＰＤＳＮ１０６と一緒にＡ１０トンネルを設定することができる。
【００２５】
Ａ１０トンネルの確立が、Ａ８の従来の確立とほぼ同時に行うことができる場合には、セレクタへのコンテキストおよびデータの転送は、追加ステップになる。それ故、プッシュ・ツゥ・トーク（ＰＴＴ）のような呼設定時間が非常に重要なリアルタイム・アプリケーションの場合には、セレクタは、ＰＣＦが休止状態ＭＳに対するデータを受信した後であって、ＭＳからページ応答を受信する前に割り当てられる。ＭＳが休止モードになった場合には、セレクタはＰＣＦに通知し、ＰＣＦがそれ自身に戻るトンネルを移動することができるようにする。トンネル転送を行うために、再度ＰＣＦ間ハンドオフ技術が使用される。
【００２６】
図４は、ＭＳが、ＩＳ−８３５ネットワークにおいてパケット・データ転送を開始したがっている場合である。この例の場合には、発呼によりＭＳが休止状態からアクティブ状態に遷移した場合、本発明を使用すれば、セレクタ１１０は、ＰＣＦ１０８をバイパスし、それ自身にＡ１０トンネルを転送することができる。より詳細には、ＭＳは、ＢＳＣ内の呼制御（ＣＣ）機能に警告を発する。セレクタ１１０がＭＳに割り当てられ、それ自身にＰＤＳＮ１０６へのＡ１０トンネルを転送する。この場合、ＰＤＳＮ１０６は、古いＡ１０トンネルをクリアする。その結果、セレクタ１１０は、ＰＣＦをバイパスし、ＰＤＳＮ１０６と直接通信する。
【００２７】
図６および図７は、ＷｉＭＡＸ通信システムにおける本発明の一例を示す。ＩＥＥＥ８０２．１６−２００５（ＷｉＭａＸ）においては、ＭＳがアクティブ状態にある場合には、アクセス・ポイント（ＡＰ）によりトランスポート接続が可能になり、データがＩＰルーティング機能から直接ＡＰに送出される。ＭＳがアクティブ状態でない場合には、トランスポート接続はアイドル状態になり、ＡＰがすべてのＲＦリソースを解放し、代わりに、セルラ・アクセス・ポイント・コントローラ（ＣＡＰＣ）内のページング制御機能（ＰＣＦ）が、ネットワークからの移動局のために、着信データをインターセプトし、キューイングする。アイドル状態のＭＳに対するパケットを受信した場合には、ＣＡＰＣ内のＰＣＦは、最後にＭＳを含んでいることが分かったページング・エリア内のすべてのＡＰをページングする。ＭＳが作動すると（すなわち、ページに応答すると）、キューイングされたデータが、現在作動したＭＳと関連しているＡＰに送信される。キューイングされたデータは、ＡＰとＩＰルーティング機能の間のベアラ・パスがＡＰを直接ポイントするようにリダイレクトされている間にＭＳに送出される。通常、アイドル状態の場合には、ＲＦベアラ機能は解放される。
【００２８】
図６は、ＷｉＢＢ接続が、アクティブ・モードからアイドル・モードに切り替わる場合を示す。この場合、ＭＳは、アイドル・モードを要求し、ネットワークは、ＲＦベアラ・リソースを解放する。アクティブ・モードである場合には、ＭＳは、アクティブ状態にあり、ベアラ・データは、移動局のためのルータ／ＦＡおよびＡＰ間を流れている。次に、ＭＳは、ＡＰをアイドル・モードにするように要求する。次に、ＡＰは、ロケーション・レジストラに、ＭＳがＣＡＰＣ内でアイドル・モード・サポートを要求したページング・エリアを通知する。次に、ＣＡＰＣ内のページング制御機能は、この特定のＭＳのためにそれ自身にベアラ・パスをリダイレクトする。例えば、このことは、ＣＡＰＣからＩＰルーティング機能に層２パケットを送信することにより行うことができ、そのため、インタリービング層２スイッチは、ＭＳのＭＡＣアドレスが現在到達可能な正しいポートを知ることができ、そのため、以降のダウンリンク・パケットは、ＣＡＰＣ内のページング制御機能に戻る逆の経路を流れる。次に、ＭＳは、アイドル・モードになるように指示される。この時点で、ＭＳは、ページング・エリア内の任意のＡＰ上でページング・チャネルを静かに再選択し、監視することができる。
【００２９】
図７は、ＷｉＭＡＸ接続が、アイドル・モードからアクティブ・モードに切り替わる場合を示す。この場合、ＭＳ宛のベアラ・データは、ルータ／ＦＡのところに到着し、ＭＳに送出される。アイドル・モードの場合、ルータ／ＦＡは、データ・パケットを（すでに詳細に説明したように）ページング・コントローラに送出する。ＣＡＰＣは、ＭＳが最後に関連したページング・エリアにパケットをマッピングし、パケットをキューイングする。ＣＡＰＣは、ページング・エリアの一部であるすべてのＡＰにページを送信する。ＡＰの１つ上でページング・チャネルを監視しているＭＳは、ページに応答し、アクティブ状態に遷移しようとする。ＡＰは、ＣＡＰＣに自身がＭＳの位置を発見したことを通知し、またベアラ・パスを更新するので、以降のデータ・パケットは、直接ＡＰにルータ／ＦＡにより送信される。ＭＳからの任意のパケットは、ＡＰに送信される。ＣＡＰＣは、すべてのキューイングされたパケットをＡＰに送出する。次に、ＣＡＰＣは、もはやベアラ・パス内に存在しない。
【００３０】
ルータ／ＦＡ，ＣＡＰＣおよびＡＰ間のネットワークは、層２イーサネット（登録商標）・ネットワークである。ＡＰまたはＣＡＰＣからルータ／ＦＡにイーサネット（登録商標）制御パケットを送信することにより、ベアラを容易にリダイレクトすることができる。イーサネット（登録商標）・フレームは、ＭＳの媒体アクセス・コントロール（ＭＡＣ）アドレスを含んでいるので、各ＭＳは、層２ネットワークを通るそれ自身のデータ経路を有する。層２スイッチは、所与のＭＡＣアドレスを含むパケットが到着するポートを更新し、そのため逆方向のパケットは、ネットワークを通して下方に戻る同じ経路を流れる。
【００３１】
本発明の場合には、システム・オペレータが、加入者の観点からのデータ・サービスの品質、ＲＦチャネルの利用、バッテリー電力、およびアクセス・チャネル容量間で最適なバランスをとるために、アクティブ状態および休止（アイドル）状態の遷移の動作を調整することができることに留意されたい。この調整は、ＭＳが休止（アイドル）状態でいる時間を修正することにより行うことができる。
【００３２】
本発明は、ＷｉＭＡＸ、ＣＤＭＡ−１ＸおよびＥｖＤＯアーキテクチャのような、ＩＰをベースとする新しい無線アーキテクチャで広い用途を有する。任意の無線ネットワークにおいては、電源がオンになっている移動局は、いつでも使用可能なＲＦリソースを使用することができるが、すべての電源がオンになっている移動局がそうできるわけではない。アイドル状態、休止状態およびアクティブ状態のコンセプトは、無線ネットワークに共通のものである。移動局が休止状態にある場合には、移動局は、セッション・コンテキストを確立している。移動局がアクティブ状態になると、ＢＴＳおよびＢＳＣリソースが割り当てられる。本発明の場合には、このセッション・コンテキストを維持しているネットワーク・エンティティは、ベアラ・データの経路内に位置している必要はない。何故なら、このエンティティはコンテキストを維持しているからである。本発明は、移動局がアクティブ状態になった場合に、ベアラ・パスからＰＣＦを除去するために、新しい方法ですでに確立しているＰＣＦ間ハンドオフ技術を利用する。
【００３３】
本明細書で図示し、説明したシーケンスおよび方法は、記載した順序とは異なる順序で実行することができる。図面に示す特定のシーケンス、機能および動作は、本発明の１つまたは複数の実施形態を単に説明するためのものに過ぎず、当業者であれば他の実施態様を思い付くことができるだろう。図面は、通常の当業者であれば理解し、適切に実行することができる本発明の種々の実施態様を説明するためのものである。同じ目的を達成するために計算された任意の装置を、図の特定の実施形態の代わりに使用することができる。
【００３４】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの任意の組合せを含む任意の適切な形で実施することができる。任意選択として、本発明の一部を、１つまたは複数のデータ・プロセッサおよび／またはデジタル信号プロセッサ上で稼働しているコンピュータ・ソフトウェアとして実施することができる。本発明の実施形態の要素および構成要素は、任意の適切な方法で、物理的に、機能的におよび論理的に実施することができる。実際、機能は、１つのユニット、複数のユニットまたは他の機能ユニットの一部として実施することができる。それ故、本発明は、１つのユニット内で実施することができるし、または異なるユニットおよびプロセッサ間で物理的および機能的に分散することができる。
【００３５】
本発明をいくつかの実施形態を参照しながら説明してきたが、この説明は、本明細書で説明した特定の形状に限定するためのものではない。それどころか、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってだけ制限される。さらに、ある機能は、特定の実施形態に関連して記載してあるように思われるかもしれないが、当業者であれば、上記実施形態の種々の機能は、本発明により組み合わせることができることを理解することができるだろう。特許請求の範囲内における「備える」という用語は、他の要素またはステップの存在を除外するものではない。
【００３６】
さらに、個々に列挙してあるが、複数の手段、要素または方法ステップは、例えば、１つのユニットまたはプロセッサにより実施することができる。さらに、個々の機能を異なる請求項に含ませることができるが、これらの機能はおそらく有利に結合することができ、異なる請求項に記載されているからといって、機能の組合せを行うことができないことを意味するものではなく、および／またはこのような組合せが不利であることを意味するものでもない。請求項の１つの範疇にある機能が記載されているからといって、この範疇に限定されることを意味するものではなく、それどころか、このことは、この機能を他の請求項の範疇に適切なものとして等しく適用可能であることを示すものである。
【００３７】
さらに、請求項内の機能の順序は、その機能が作用しなければならない任意の特定の順序を意味するものでもないし、特に、ある方法請求項内の個々のステップの順序は、これらのステップをこの順序で実行しなければならないことを意味するものでもない。それどころか、これらのステップは任意の適切な順序で実行することができる。さらに、１つと表示してあっても、複数であってもよい。それ故、「ある（「ａ」または「ａｎ」）」、「第１の」、「第２の」等は複数であってもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、通信システムの分野に関し、特に、通信装置の呼設定に関する。
【背景技術】
【０００２】
パケット・データ通信システムのなかでもとりわけ、３ＧＰＰ２パケット・データ規格であるＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ８３５ ＣＤＭＡ２０００無線ＩＰネットワーク規格（ＩＳ−８３５）および本明細書においては（ＷｉＭＡＸ）通信規格と呼ぶＩＥＥＥ８０２．１６−２００５規格は、パケット・データ・セッション中に、移動局（ＭＳ）などの無線通信デバイスに対してアクティブ状態および休止（アイドル）状態を指定することができる。アクティブ状態の場合には、ＭＳは、専用のＲＦ接続を介してインフラストラクチャ装置と接続している。例えば、ＩＳ−８３５の場合には、インフラストラクチャは、基地局（ＢＴＳ：Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）とパケット制御機能（ＰＣＦ）との間に専用の接続を提供する。ＰＣＦは、パケット・ネットワークに接続しているパケット・データ・サービス・ノードに接続している。パケット呼は、送信するパケット・データのバーストが存在する場合には、アクティブ状態に移行する。パケット呼は、データのバースト性および時間の長さにより、何回もアクティブ状態と休止（アイドル）状態との間で遷移することができる。
【０００３】
休止状態の場合で、ＭＳがデータを送受信していない場合には、専用無線周波数（ＲＦ）接続およびＢＴＳおよびＰＣＦ間の専用接続は解放される。パケット呼は、所定時間の間にデータの送信が行われなかった場合には、アクティブ状態から休止状態に遷移する。パケット・セッションが休止状態である場合には、ベアラのデータは送信することができず、バッファリングされなければならない。ネットワーク要素は、ＭＳモビリティを追跡し、パケット・データを受信し、ＭＳが再度アクティブ状態になるまでこのデータをバッファリングする。例えば、パケット制御機能は、移動局が休止状態である場合のみ役に立つ。パケット制御機能は、休止状態の移動局に対するコンテキストを維持し、ＰＤＳＮと一緒にトンネルを維持する。データがネットワーク側から流れ始めると、ＰＤＳＮは、パケットをＰＣＦに転送し、これにより、ＰＣＦは、ＢＳサービス要求をＭＳＣに送信する。次に、移動局がページングされ、移動局が応答すると、トラフィック・チャネル（ＴＣＨ）およびセレクタが移動局に割り当てられ、次に、移動局は休止状態からアクティブ状態に遷移する。要するに、バッファリングされたデータをＭＳに送信するためには、呼に専用のＲＦ接続を割り当てなければならないし、ＢＴＳとＰＣＦの間の専用の接続を再確立しなければならない。ＭＳとＰＣＦとの間での専用の接続を再確立するため（すなわち、Ａ１０およびＡ８インタフェース間のトンネリングおよびトンネリング解除により）生じた遅延は、データ・サービスの品質に悪影響を及ぼす。さらに、アクティブ状態中、ＰＣＦは、ＭＳとＰＤＳＮの間のデータに対してコンジットとして動作するだけである。それ故、移動局がアクティブ状態である場合には、ＰＣＦリソースは必要ない。類似のプロセスがＷｉＭＡＸ通信の場合も行われる。
【０００４】
現在の規格を使用すると、休止（アイドル）状態からアクティブ状態に遷移するのに必要な時間の間に集中処理要素に高いトランザクション・コストがかかる。必要なこの時間のために、データ・サービスの加入者の気持ちは潜在的に悪影響を受ける。これらの問題のために、データ・バーストの送信後、ＲＦ接続が長時間維持され、そのため以降のデータ・バーストを直ちに送信することができる構成の開発が盛んに行われている。しかし、長時間不必要な接続を維持すると、ＲＦリソースを効率的に使用することができない。例えば、パケット・データの一連のバーストを送信するためにチャネルを６０秒間維持する場合には、１つのチャネルは、６０ビジー時間呼の試行（１チャネル＊３６００／６０）を提供することができる。しかし、チャネルがバーストの送信のために５秒間しか維持されない場合には、１つのチャネルは、７２０ＢＨＣＡ（１チャネル＊３６００／５）を提供することができる。後者の場合、休止状態からアクティブ状態への遷移（すなわち、呼の試行）は増大する。何故なら、チャネルがもっと短い時間の間だけしか維持されないからである。前者の場合、タイムアウト時間が長いために、専用のチャネルの使用の効率が低下し、パケット・データ・サービスをサポートするために必要な専用のチャネルの数が増大する。
【０００５】
米国特許第６，９６５，５８８号に開示されている従来技術による１つの解決方法は、この問題を解決するために半休止状態を使用する方法である。この米国特許の場合には、休止状態の間、ＰＤＳＮへの接続を維持しているネットワーク要素はＰＣＦであり、半休止状態の間は、ＰＤＳＮへの接続を維持しているネットワーク要素は選択および配信ユニット（ＳＤＵ）である。休止状態の間、ＳＤＵは解放されるが、ＰＣＦはＰＤＳＮへの接続を維持する。ＭＳが半休止状態にある場合には、呼のためにＢＳとＰＤＳＮとの間の接続を維持しているネットワーク要素はＳＤＵである。移動局がアクティブ状態から半休止状態に移行すると、トラフィック・チャネルは解放されるが、ＳＤＵは割り当てられたままである。ＰＣＦを介してＳＤＵとＰＤＳＮとの間にパスが存在する。移動局が半休止状態にある場合には、ＰＣＦへのＳＤＵとＰＤＳＮへのＰＣＦとの間にパスが存在する。ＲＦ接続上にはトラフィック・チャネルは存在しない。移動局が休止状態からアクティブ状態に遷移すると、ＢＴＳを介してＭＳからＳＤＵへのトラフィック・チャネルができる。しかし、そのため、ＰＣＦがいつも存在し、使用されることになる。移動局にはサービスを提供している要素のアドレスが送信され、ＰＣＦおよびＳＤＵ両方のＩＰアドレスが移動局に送信されるので、移動局がアクティブ状態になると、その移動局にサービスを提供しているＳＤＵおよびＰＣＦ要素の両方を迅速に識別することができる。この解決方法は、効率的ではあるが、第３の半休止状態の統合が必要となり、さらに移動局がアクティブ状態である間、通信路内に依然としてＰＣＦを必要とする。そのためＲＦリソースを無駄遣いすることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，９６５，５８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それ故、通信ネットワークにおける動作状態間を効率的に遷移するための方法および装置、特に、送信するベアラ・データがあるか否かにより、ＲＦリソースの効率的な接続により、無線通信デバイスを休止状態とアクティブ状態との間で遷移するための方法および装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、通信ネットワークにおける動作状態間を効率的に遷移するための方法および装置、特に、送信するベアラ・データがあるか否かにより、ＲＦリソースの効率的な接続により、無線通信デバイスを休止状態すなわちアイドル状態とアクティブ状態との間で遷移するための方法および装置を提供する。
【０００９】
従来技術の場合には、移動局（ＭＳ）のような無線通信デバイスは、ベース・サイト（ＢＳ）装置と通話状態でいることができる。呼接続は、パケット制御機能（ＰＣＦ）などのページング制御機能を介して、およびパケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）などのＩＰルーティング機能上のＢＳおよびセレクタなどのＲＦベアラ機能によりサポートされる。呼（接続）が、ＭＳとＢＳとの間で解放されると、ＢＳは、ＭＳにパケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）との接続を維持しているネットワーク要素の装置識別子を提供し、ＲＦベアラを切断する。ＭＳは識別子を保持し、再起動（アクティブ状態への遷移）を要求している場合には、ＢＳに適切な識別子を送信する。休止状態またはアイドル状態（すなわち、本明細書で使用する非アクティブ状態）の場合には、ＰＤＳＮへの接続を維持しているネットワーク要素はＰＣＦである。何故なら、ＲＦベアラはすでに解放され、切断されているからである。ＢＳがＭＳから再起動要求を受信した場合には、ＢＳはＰＣＦをＭＳに対して確立されているＲＦベアラ・パスに接続する。
【００１０】
本発明によれば、アクティブ状態が再確立した場合には、ＰＣＦはバイパスされる。ＰＣＦを介して再接続する代わりに、ＢＳがＭＳから再起動要求を受信した場合には、ＢＳは、ＲＦベアラ機能をＩＰルーティング機能に直接接続する。都合のよいことに、このことはネットワーク・ハードウェアを修正しなくても行うことができる。ここで図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の装置および方法を実施するために使用することができるシステムの機能ブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作の変化を示すブロック図。
【図３】本発明の第２の実施形態の動作の変化を示すブロック図。
【図４】データの転送がネットワークにより開始される本発明の第１の実施形態のフローチャート。
【図５】データの転送が移動局により開始される本発明の第１の実施形態のフローチャート。
【図６】アクティブ状態からアイドル状態への遷移を示す本発明の第２の実施形態のフローチャート。
【図７】アイドル状態からアクティブ状態への遷移を示す本発明の第２の実施形態のフローチャート。
【００１２】
当業者であれば、本発明のこれらの種々の実施形態の図面を分かりやすくするために、商業的に実施可能な実施形態で役に立つかまたは必要な通常使用されるものであるが、周知の要素を原則的に図示したり、説明していないことを理解することができるだろう。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１および図２は、本発明の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）の実施形態による通信ネットワークの機能ブロック図を示す。ＭＳ１１８は、アプリケーション・ホスト１０２と通信するために、３つのＢＴＳ１１２、１１４、１１６とソフト・ハンドオフしている。アプリケーション・ホスト１０２は、情報をアップロードおよびダウンロードするためにパケット・ネットワーク１０４に接続している。パケット・ネットワーク１０４は、ＩＰルータ１０６に接続している。ＩＰルータ１０６は、パケット・データ・サービスのためにパケット・ネットワーク１０４とＢＳ装置１０９との間にインタフェースを提供する。ＩＰルータ１０６は、ページング制御機能（ＰＣＦ）１０８に接続していて、このＰＣＦはセレクタ１１０と接続している。ＰＣＦは、モビリティ・レジストラを含み、またネットワークからの着信パケットをキューイングすることができる。
【００１４】
この第１の実施形態（図に示す）の場合には、システム１００は、ＩＳ−８３５通信ネットワークである。この場合、ＩＰルータ１０６はＰＤＳＮであり、ＰＣＦ１０８は、パケット制御機能であり、ＲＦベアラ機能１１１は、セレクタ１１０およびＢＴＳ１１２、１１４、１１６を含む。この実施形態の場合には、ＰＤＳＮは、Ａ１０／Ａ１１インタフェースを通してＰＣＦと通信する。ＰＣＦは、ＰＤＳＮから受信したデータをバッファリングする。ＰＣＦは、Ａ８／Ａ９インタフェースを通してＢＴＳ用のセレクタに接続している。この実施形態の場合には、本発明は層３ベアラを通して動作することができる。
【００１５】
第２の実施形態の場合には、図３に示すように、システム１００は、ＷｉＭＡＸ通信ネットワークであってもよい。この場合、ＩＰルータ機能１０６は、ルータまたはフォーリン・エージェント（本発明の例の場合に使用するＦＡ）であり、ＰＣＦ１０８は、セルラ・アクセス・ポイント・コントローラ（ＣＡＰＣ）１０７のページング・コントローラ１０８であり、ＲＦベアラ機能１１０は、ユーザのための１つまたは複数のアクセス・ポイント（ＡＰ）である。この実施形態の場合には、ＦＡ１０６は、ページング・コントローラ１０８と通信し、このページング・コントローラは、ＦＡ１０６から受信したデータをバッファリングする。ページング・コントローラ１０８はＡＰと通信する。この実施形態の場合には、本発明は層２交換網を通して動作することができる。
【００１６】
ＩＰルーティング機能１０６は、ＦＡであってもよく、または非移動局のための簡単な市販のルータであってもよい。ページング・コントローラ１０８は、ＭＳがアイドル状態である場合だけベアラ・パスに含まれている。ページング・コントローラ１０８は、ＭＳがアクティブ状態になるとベアラ・パスから除去される。ページング・コントローラ１０８は、ＣＡＰＣ内にその中で移動局がアイドル状態になっているページング・エリアを追跡するロケーション・レジスタを含む。ページング・コントローラ１０８は、ネットワークからの着信パケットをキューイングすることができる。サービス提供アクセス・ポイント（ＡＰ）は、ＲＦベアラ機能１１１を構成する。ＡＰは、ページング・エリアにグループ分けされ、アイドル状態の移動局は、ＣＡＰＣ内のロケーション・レジストラと位置の更新を行わないで、ページング・エリア内のどこにでも移動することができる。
【００１７】
図１および図２のＩＳ−８３５ネットワークのための第１の実施形態の例に戻って説明すると、ＲＦベアラ機能のセレクタ１１０は、ＭＳ１１８とＢＴＳ１１２、１１４、１１６との間でソフト・ハンドオフを維持する。セレクタ１１０も、ＰＣＦ１０８に送信するために、ＢＴＳ１１２、１１４、１１６を介してＭＳ１１８から受信した最善のデータ送信を選択し、ＭＳ１１８宛のデータのコピーを、ＭＳ１１８がソフト・ハンドオフしているすべてのＢＴＳ１１２、１１４、１１６に配信する。ＭＳ１１８へ／からの制御メッセージは、セレクタ１１０で発信／着信する。ＢＴＳ１１２、１１４、１１６は、専用ＲＦトラフィック・チャネルを通してＭＳ１１８にベアラ・データおよび制御情報を送受信する。
【００１８】
また、セレクタは、制御リンクを介してモビリティ・マネージャ（ＭＭ）１２０に接続している。ＭＭ１２０は、ＢＳ装置１０９に接続している呼に制御機能を提供する。例えば、ＭＭ１２０は、呼の状態を監視し、いつ呼を解放すべきかを判別し、いつソフト・ハンドオフを行うべきかを決定し、ソフト・ハンドオフしているどのＢＴＳを追加すべきか、ドロップすべきか等を決定する。ＭＭ１２０は、Ａ１インタフェース（ＩＳ−８３５に規定されているような）を通して移動交換局（ＭＳＣ）１２２と接続している。ＭＳＣ１２２は、ＭＭ１２０を公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１２６にインタフェースする。ＭＳＣ１２２も、ＩＳ−４１インタフェースを通してホーム・ロケーション・レジスタ／ビジタ・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ／ＶＬＲ）１２４に接続している。ＭＳ１１８がホーム・ネットワーク内に位置している場合には、ＨＬＲ１２４がＭＳ１１８の位置を判別し、ＭＳＣ１２２に情報を提供する。ＭＳ１１８がビジタ・ネットワーク内に位置している場合には、ＶＬＲ１２４は、ＨＬＲ情報のコピーを入手し、それをビジタ・ネットワーク内のＭＳＣ１２３のようなＭＳＣに提供する。ＭＳＣ１２２およびＭＳＣ１２３は、ＩＳ−４１インタフェースを介して接続している。ロケーション・レジスタおよびページング機能は、技術およびネットワーク・アーキテクチャに基づいて、異なるネットワーク要素において実施することができることを理解されたい。ＣＤＭＡネットワークにおいては、ＰＣＦは、移動局に対するデータを格納し、移動局をページングするためにＢＳＣおよびＭＳＣと協働して動作することができる。
【００１９】
図１の要素およびインタフェースは、当業者であれば周知のものであるので、これ以上の説明は省略する。また、本発明は、図３のＷｉＭＡＸネットワークまたは本明細書に記載するＩＳ−８３５のところで説明したものと同様の類似性を有する他のパケット・データ・ネットワークにも適用可能であることも理解されたい。それ故、これ以上の説明は省略する。
【００２０】
本発明は、トンネリングおよびトンネリング解除による遅延の解決方法を提供する。この場合、移動局がアクティブ状態にある場合には、ＰＣＦリソースは無駄に使用されない。ＲＦベアラをＩＰルータに直接接続することにより、パケット転送の際の遅延が大幅に低減するが、このことは低レイテンシを必要とするリアルタイム・サービスにとって大きな利点である。
【００２１】
図２および図３を参照すると、移動局がアクティブ状態になると、ベアラ・パス・コンテキストが、ＰＣＦ１０８からＲＦベアラ機能１１１に転送される。次に、ＲＦベアラ機能１１０は、ＩＰルータ機能と一緒にＰＣＦ間ハンドオフ手順を使用し、それ自身とＩＲルータとの間にトンネルを生成する。特定の実施ネットワークに対する通信規格は、このプロセスにより影響を受けないが、本発明は、ＩＰルータ機能１０６に対して、ＲＦベアラ機能１１１が、ページング制御機能１０８として現れ、制御通信に対してセキュリティ・コンテキストを有していることを要求する。
【００２２】
例えば、ＩＳ−８３５実施形態の場合には、移動局がアクティブ状態になると、ベアラ・パスＡ１０コンテキストが、ＰＣＦからセレクタに転送される。次に、セレクタは、ＰＤＳＮとのＡ１１ＰＣＦ間ハンドオフ手順を使用し、それ自身とＰＤＳＮとの間にＡ１０トンネルを生成する。Ａ１０／Ａ１１規格は影響を受けない。ＰＤＳＮから見た場合、セレクタはＰＣＦのように見え、Ａ１１通信に対するセキュリティ・コンテキストを有する。このアプローチは、呼が従来技術と同じシーケンスで処理される場合より呼設定時間を短縮する。
【００２３】
ＣＤＭＡの場合には、本発明は、ａ）ネットワークがＭＳに転送されるパケット・データを有している場合、またはｂ）ＭＳがパケット・データ転送を開始する場合の両方に適用可能である。ＷｉＭＡＸの場合には、本発明は、ＭＳがａ）アクティブ・モードからアイドル・モードに切り替わった場合、およびｂ）アイドル・モードからアクティブ・モードに切り替わった場合に適用可能である。
【００２４】
図４は、ＩＳ−８３５ネットワークが、ＭＳに転送されるパケット・データを有している場合を示す。この例の場合、ＰＣＦ１０８が、休止状態のＭＳ１１８に対するデータを受信した場合、ＰＣＦ１０８は、Ａ１インタフェースとして機能している基地局コントローラ（ＢＳＣ）内の呼制御（ＣＣ）機能に警告を与える。次に、ＢＳＣは、ＣＣにＢＳサービス要求を送信することにより、ＭＳＣ１２２にＭＳをページングするように要求する。ＭＳＣは、Ａ１インタフェースによりページ・メッセージを送信する。これにより無線（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ）でＭＳがページングされる。ＭＳが応答した場合には、セレクタ１１０がＭＳに割り当てられる。ＰＣＦ１０８は、移動局に対する呼コンテキストおよびバッファリグされたデータをセレクタに転送する。次に、セレクタは、ＰＤＳＮ１０６と一緒にＡ１０トンネルを設定することができる。
【００２５】
Ａ１０トンネルの確立が、Ａ８の従来の確立とほぼ同時に行うことができる場合には、セレクタへのコンテキストおよびデータの転送は、追加ステップになる。それ故、プッシュ・ツゥ・トーク（ＰＴＴ）のような呼設定時間が非常に重要なリアルタイム・アプリケーションの場合には、セレクタは、ＰＣＦが休止状態ＭＳに対するデータを受信した後であって、ＭＳからページ応答を受信する前に割り当てられる。ＭＳが休止モードになった場合には、セレクタはＰＣＦに通知し、ＰＣＦがそれ自身に戻るトンネルを移動することができるようにする。トンネル転送を行うために、再度ＰＣＦ間ハンドオフ技術が使用される。
【００２６】
図４は、ＭＳが、ＩＳ−８３５ネットワークにおいてパケット・データ転送を開始したがっている場合である。この例の場合には、発呼によりＭＳが休止状態からアクティブ状態に遷移した場合、本発明を使用すれば、セレクタ１１０は、ＰＣＦ１０８をバイパスし、それ自身にＡ１０トンネルを転送することができる。より詳細には、ＭＳは、ＢＳＣ内の呼制御（ＣＣ）機能に警告を発する。セレクタ１１０がＭＳに割り当てられ、それ自身にＰＤＳＮ１０６へのＡ１０トンネルを転送する。この場合、ＰＤＳＮ１０６は、古いＡ１０トンネルをクリアする。その結果、セレクタ１１０は、ＰＣＦをバイパスし、ＰＤＳＮ１０６と直接通信する。
【００２７】
図６および図７は、ＷｉＭＡＸ通信システムにおける本発明の一例を示す。ＩＥＥＥ８０２．１６−２００５（ＷｉＭａＸ）においては、ＭＳがアクティブ状態にある場合には、アクセス・ポイント（ＡＰ）によりトランスポート接続が可能になり、データがＩＰルーティング機能から直接ＡＰに送出される。ＭＳがアクティブ状態でない場合には、トランスポート接続はアイドル状態になり、ＡＰがすべてのＲＦリソースを解放し、代わりに、セルラ・アクセス・ポイント・コントローラ（ＣＡＰＣ）内のページング制御機能（ＰＣＦ）が、ネットワークからの移動局のために、着信データをインターセプトし、キューイングする。アイドル状態のＭＳに対するパケットを受信した場合には、ＣＡＰＣ内のＰＣＦは、最後にＭＳを含んでいることが分かったページング・エリア内のすべてのＡＰをページングする。ＭＳが作動すると（すなわち、ページに応答すると）、キューイングされたデータが、現在作動したＭＳと関連しているＡＰに送信される。キューイングされたデータは、ＡＰとＩＰルーティング機能の間のベアラ・パスがＡＰを直接ポイントするようにリダイレクトされている間にＭＳに送出される。通常、アイドル状態の場合には、ＲＦベアラ機能は解放される。
【００２８】
図６は、ＷｉＢＢ接続が、アクティブ・モードからアイドル・モードに切り替わる場合を示す。この場合、ＭＳは、アイドル・モードを要求し、ネットワークは、ＲＦベアラ・リソースを解放する。アクティブ・モードである場合には、ＭＳは、アクティブ状態にあり、ベアラ・データは、移動局のためのルータ／ＦＡおよびＡＰ間を流れている。次に、ＭＳは、ＡＰをアイドル・モードにするように要求する。次に、ＡＰは、ロケーション・レジストラに、ＭＳがＣＡＰＣ内でアイドル・モード・サポートを要求したページング・エリアを通知する。次に、ＣＡＰＣ内のページング制御機能は、この特定のＭＳのためにそれ自身にベアラ・パスをリダイレクトする。例えば、このことは、ＣＡＰＣからＩＰルーティング機能に層２パケットを送信することにより行うことができ、そのため、インタリービング層２スイッチは、ＭＳのＭＡＣアドレスが現在到達可能な正しいポートを知ることができ、そのため、以降のダウンリンク・パケットは、ＣＡＰＣ内のページング制御機能に戻る逆の経路を流れる。次に、ＭＳは、アイドル・モードになるように指示される。この時点で、ＭＳは、ページング・エリア内の任意のＡＰ上でページング・チャネルを静かに再選択し、監視することができる。
【００２９】
図７は、ＷｉＭＡＸ接続が、アイドル・モードからアクティブ・モードに切り替わる場合を示す。この場合、ＭＳ宛のベアラ・データは、ルータ／ＦＡのところに到着し、ＭＳに送出される。アイドル・モードの場合、ルータ／ＦＡは、データ・パケットを（すでに詳細に説明したように）ページング・コントローラに送出する。ＣＡＰＣは、ＭＳが最後に関連したページング・エリアにパケットをマッピングし、パケットをキューイングする。ＣＡＰＣは、ページング・エリアの一部であるすべてのＡＰにページを送信する。ＡＰの１つ上でページング・チャネルを監視しているＭＳは、ページに応答し、アクティブ状態に遷移しようとする。ＡＰは、ＣＡＰＣに自身がＭＳの位置を発見したことを通知し、またベアラ・パスを更新するので、以降のデータ・パケットは、直接ＡＰにルータ／ＦＡにより送信される。ＭＳからの任意のパケットは、ＡＰに送信される。ＣＡＰＣは、すべてのキューイングされたパケットをＡＰに送出する。次に、ＣＡＰＣは、もはやベアラ・パス内に存在しない。
【００３０】
ルータ／ＦＡ，ＣＡＰＣおよびＡＰ間のネットワークは、層２イーサネット（登録商標）・ネットワークである。ＡＰまたはＣＡＰＣからルータ／ＦＡにイーサネット（登録商標）制御パケットを送信することにより、ベアラを容易にリダイレクトすることができる。イーサネット（登録商標）・フレームは、ＭＳの媒体アクセス・コントロール（ＭＡＣ）アドレスを含んでいるので、各ＭＳは、層２ネットワークを通るそれ自身のデータ経路を有する。層２スイッチは、所与のＭＡＣアドレスを含むパケットが到着するポートを更新し、そのため逆方向のパケットは、ネットワークを通して下方に戻る同じ経路を流れる。
【００３１】
本発明の場合には、システム・オペレータが、加入者の観点からのデータ・サービスの品質、ＲＦチャネルの利用、バッテリー電力、およびアクセス・チャネル容量間で最適なバランスをとるために、アクティブ状態および休止（アイドル）状態の遷移の動作を調整することができることに留意されたい。この調整は、ＭＳが休止（アイドル）状態でいる時間を修正することにより行うことができる。
【００３２】
本発明は、ＷｉＭＡＸ、ＣＤＭＡ−１ＸおよびＥｖＤＯアーキテクチャのような、ＩＰをベースとする新しい無線アーキテクチャで広い用途を有する。任意の無線ネットワークにおいては、電源がオンになっている移動局は、いつでも使用可能なＲＦリソースを使用することができるが、すべての電源がオンになっている移動局がそうできるわけではない。アイドル状態、休止状態およびアクティブ状態のコンセプトは、無線ネットワークに共通のものである。移動局が休止状態にある場合には、移動局は、セッション・コンテキストを確立している。移動局がアクティブ状態になると、ＢＴＳおよびＢＳＣリソースが割り当てられる。本発明の場合には、このセッション・コンテキストを維持しているネットワーク・エンティティは、ベアラ・データの経路内に位置している必要はない。何故なら、このエンティティはコンテキストを維持しているからである。本発明は、移動局がアクティブ状態になった場合に、ベアラ・パスからＰＣＦを除去するために、新しい方法ですでに確立しているＰＣＦ間ハンドオフ技術を利用する。
【００３３】
本明細書で図示し、説明したシーケンスおよび方法は、記載した順序とは異なる順序で実行することができる。図面に示す特定のシーケンス、機能および動作は、本発明の１つまたは複数の実施形態を単に説明するためのものに過ぎず、当業者であれば他の実施態様を思い付くことができるだろう。図面は、通常の当業者であれば理解し、適切に実行することができる本発明の種々の実施態様を説明するためのものである。同じ目的を達成するために計算された任意の装置を、図の特定の実施形態の代わりに使用することができる。
【００３４】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの任意の組合せを含む任意の適切な形で実施することができる。任意選択として、本発明の一部を、１つまたは複数のデータ・プロセッサおよび／またはデジタル信号プロセッサ上で稼働しているコンピュータ・ソフトウェアとして実施することができる。本発明の実施形態の要素および構成要素は、任意の適切な方法で、物理的に、機能的におよび論理的に実施することができる。実際、機能は、１つのユニット、複数のユニットまたは他の機能ユニットの一部として実施することができる。それ故、本発明は、１つのユニット内で実施することができるし、または異なるユニットおよびプロセッサ間で物理的および機能的に分散することができる。
【００３５】
本発明をいくつかの実施形態を参照しながら説明してきたが、この説明は、本明細書で説明した特定の形状に限定するためのものではない。それどころか、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってだけ制限される。さらに、ある機能は、特定の実施形態に関連して記載してあるように思われるかもしれないが、当業者であれば、上記実施形態の種々の機能は、本発明により組み合わせることができることを理解することができるだろう。特許請求の範囲内における「備える」という用語は、他の要素またはステップの存在を除外するものではない。
【００３６】
さらに、個々に列挙してあるが、複数の手段、要素または方法ステップは、例えば、１つのユニットまたはプロセッサにより実施することができる。さらに、個々の機能を異なる請求項に含ませることができるが、これらの機能はおそらく有利に結合することができ、異なる請求項に記載されているからといって、機能の組合せを行うことができないことを意味するものではなく、および／またはこのような組合せが不利であることを意味するものでもない。請求項の１つの範疇にある機能が記載されているからといって、この範疇に限定されることを意味するものではなく、それどころか、このことは、この機能を他の請求項の範疇に適切なものとして等しく適用可能であることを示すものである。
【００３７】
さらに、請求項内の機能の順序は、その機能が作用しなければならない任意の特定の順序を意味するものでもないし、特に、ある方法請求項内の個々のステップの順序は、これらのステップをこの順序で実行しなければならないことを意味するものでもない。それどころか、これらのステップは任意の適切な順序で実行することができる。さらに、１つと表示してあっても、複数であってもよい。それ故、「ある（「ａ」または「ａｎ」）」、「第１の」、「第２の」等は複数であってもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークにおいて、動作状態間を効率的に遷移するための方法であって、
移動局を非アクティブ状態にするステップと、
データの転送を要求するステップと、
前記移動局を前記非アクティブ状態からアクティブ状態に遷移させるステップと、
前記データに対するベアラ・パス・コンテキストをページング制御機能（ＰＣＦ）からＲＦベアラ機能に転送するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記転送ステップが、ＰＣＦ間ハンドオフ手順によりトンネルを生成するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記転送ステップが、前記データ経路内に前記ＰＣＦが存在しない状態で、前記ＲＦベアラ機能をＩＰルータ機能に直接接続するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＦベアラ機能が、前記ＩＰルータから見た場合、前記ＰＣＦのように見える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＲＦベアラ機能が、セレクタおよび少なくとも１つの基地局であり、前記ＰＣＦが、パケット制御機能であり、および前記ＩＰルータが、パケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）であり、前記転送ステップが、前記ベアラ・パスＡ１０コンテキスト・トンネルを前記パケット制御機能から前記セレクタに転送するステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＦベアラ機能がセレクタであり、前記ＰＣＦがパケット制御機能であり、前記ＩＰルータがパケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）であり、前記要求ステップが、前記ＰＣＦが前記非アクティブ移動局に転送されるデータを受信するステップを含み、
Ａ１インタフェースのための基地局コントローラ（ＢＳＣ）内の呼制御（ＣＣ）機能に警告を行うステップと、
前記ＣＣにＢＳサービス要求を送信するステップと、
前記移動局に前記Ａ１インタフェース上のページ・メッセージを送信するステップと、
前記ページ・メッセージに応答するステップと、
前記移動局に対してセレクタを割り当てるステップと、
をさらに含み、
前記転送ステップが、前記セレクタに、前記呼コンテキストおよび前記移動局に対する前記バッファリングされたデータを転送するステップと、前記ＰＤＳＮと一緒にＡ１０トンネルを設定するステップとを含む請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記移動局により前記非アクティブ状態になるステップと、
その前記ＰＣＦに通知するステップと、
前記ＰＣＦが、自身に戻る前記Ａ１０トンネルを移動することができるようにするステップと、
をさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ＲＦベアラ機能が、セレクタおよび少なくとも１つの基地局であり、前記ＰＣＦが、パケット制御機能であり、前記ＩＰルータが、パケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）であり、前記要求ステップが、前記移動局から転送されるデータを前記移動局が発信するステップを含み、前記転送ステップが、前記セレクタが前記ＰＣＦをバイパスし、それ自身に対して前記Ａ１０トンネルを転送することができるようにするステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記ＲＦベアラ機能が、アクセス・ポイント（ＡＰ）であり、前記ＰＣＦが、ページング制御機能であり、前記ＩＰルータが、標準ＩＰルータおよびフォーリン・エージェント（ＦＡ）からなるグループのうちの１つであり、前記要求ステップが、前記ＰＣＦが非アクティブ移動局に転送される着信データをキューイングするステップを含み、前記転送ステップが、前記ＡＰが前記ＰＣＦをバイパスし、トランスポート接続を前記ＩＰルータに直接転送することができるようにするステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
通信ネットワークにおいて動作状態間を効率的に遷移するためのシステムであって、
非アクティブ状態の移動局（ＭＳ）であって、前記ネットワークと前記移動局の間のデータの転送を要求し、前記非アクティブ状態からアクティブ状態に遷移する移動局（ＭＳ）と、
ＲＦベアラ機能と、
ＩＰルータ機能と、
ページング・コントローラから前記ＲＦベアラ機能に前記データに対するベアラ・パス・コンテキストを転送するページング・コントローラであって、前記ＲＦベアラ機能が、前記データ経路内に前記ページング・コントローラが存在しない状態で、ＩＰルータに直接接続しているページング・コントローラと、
を備えるシステム。
【請求項１】
通信ネットワークにおいて、動作状態間を効率的に遷移するための方法であって、
移動局を非アクティブ状態にするステップと、
データの転送を要求するステップと、
前記移動局を前記非アクティブ状態からアクティブ状態に遷移させるステップと、
前記データに対するベアラ・パス・コンテキストをページング制御機能（ＰＣＦ）からＲＦベアラ機能に転送するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記転送ステップが、ＰＣＦ間ハンドオフ手順によりトンネルを生成するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記転送ステップが、前記データ経路内に前記ＰＣＦが存在しない状態で、前記ＲＦベアラ機能をＩＰルータ機能に直接接続するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＦベアラ機能が、前記ＩＰルータから見た場合、前記ＰＣＦのように見える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＲＦベアラ機能が、セレクタおよび少なくとも１つの基地局であり、前記ＰＣＦが、パケット制御機能であり、および前記ＩＰルータが、パケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）であり、前記転送ステップが、前記ベアラ・パスＡ１０コンテキスト・トンネルを前記パケット制御機能から前記セレクタに転送するステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＦベアラ機能がセレクタであり、前記ＰＣＦがパケット制御機能であり、前記ＩＰルータがパケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）であり、前記要求ステップが、前記ＰＣＦが前記非アクティブ移動局に転送されるデータを受信するステップを含み、
Ａ１インタフェースのための基地局コントローラ（ＢＳＣ）内の呼制御（ＣＣ）機能に警告を行うステップと、
前記ＣＣにＢＳサービス要求を送信するステップと、
前記移動局に前記Ａ１インタフェース上のページ・メッセージを送信するステップと、
前記ページ・メッセージに応答するステップと、
前記移動局に対してセレクタを割り当てるステップと、
をさらに含み、
前記転送ステップが、前記セレクタに、前記呼コンテキストおよび前記移動局に対する前記バッファリングされたデータを転送するステップと、前記ＰＤＳＮと一緒にＡ１０トンネルを設定するステップとを含む請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記移動局により前記非アクティブ状態になるステップと、
その前記ＰＣＦに通知するステップと、
前記ＰＣＦが、自身に戻る前記Ａ１０トンネルを移動することができるようにするステップと、
をさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ＲＦベアラ機能が、セレクタおよび少なくとも１つの基地局であり、前記ＰＣＦが、パケット制御機能であり、前記ＩＰルータが、パケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）であり、前記要求ステップが、前記移動局から転送されるデータを前記移動局が発信するステップを含み、前記転送ステップが、前記セレクタが前記ＰＣＦをバイパスし、それ自身に対して前記Ａ１０トンネルを転送することができるようにするステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記ＲＦベアラ機能が、アクセス・ポイント（ＡＰ）であり、前記ＰＣＦが、ページング制御機能であり、前記ＩＰルータが、標準ＩＰルータおよびフォーリン・エージェント（ＦＡ）からなるグループのうちの１つであり、前記要求ステップが、前記ＰＣＦが非アクティブ移動局に転送される着信データをキューイングするステップを含み、前記転送ステップが、前記ＡＰが前記ＰＣＦをバイパスし、トランスポート接続を前記ＩＰルータに直接転送することができるようにするステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
通信ネットワークにおいて動作状態間を効率的に遷移するためのシステムであって、
非アクティブ状態の移動局（ＭＳ）であって、前記ネットワークと前記移動局の間のデータの転送を要求し、前記非アクティブ状態からアクティブ状態に遷移する移動局（ＭＳ）と、
ＲＦベアラ機能と、
ＩＰルータ機能と、
ページング・コントローラから前記ＲＦベアラ機能に前記データに対するベアラ・パス・コンテキストを転送するページング・コントローラであって、前記ＲＦベアラ機能が、前記データ経路内に前記ページング・コントローラが存在しない状態で、ＩＰルータに直接接続しているページング・コントローラと、
を備えるシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１０−５１４２６６（Ｐ２０１０−５１４２６６Ａ）
【公表日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４１４３２（Ｐ２００９−５４１４３２）
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７９００５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０７３５５２
【国際公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【出願人】（３９０００９５９７）モトローラ・インコーポレイテッド (649)
【氏名又は名称原語表記】ＭＯＴＯＲＯＬＡ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７９００５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０７３５５２
【国際公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【出願人】（３９０００９５９７）モトローラ・インコーポレイテッド (649)
【氏名又は名称原語表記】ＭＯＴＯＲＯＬＡ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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