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JP6782757B2 - 統合されたスモールセルおよびWiFiネットワークにおけるネットワーク開始ハンドオーバー - Google Patents

統合されたスモールセルおよびWiFiネットワークにおけるネットワーク開始ハンドオーバー Download PDF

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JP6782757B2
JP6782757B2 JP2018225207A JP2018225207A JP6782757B2 JP 6782757 B2 JP6782757 B2 JP 6782757B2 JP 2018225207 A JP2018225207 A JP 2018225207A JP 2018225207 A JP2018225207 A JP 2018225207A JP 6782757 B2 JP6782757 B2 JP 6782757B2
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Description

(関連出願の引用)
本願は、米国仮特許出願第62/024,276号(2014年7月14日出願)の米国特許法§119(e)に基づく利益を主張し、上記出願の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。
無線通信技術が進化するにつれて、追加の要求が、多様な無線ネットワークのより広範な使用をサポートするために、無線システムに課されている。携帯電話ネットワークオペレータ(MNO)は、それらのセルラーおよびコアネットワークサービスを補完する方法で「キャリアグレード」のWi−Fiを組み込み始めている。例えば、MNOは、それらのセルラーおよびコアネットワークからインターネットトラフィックをオフロードするために、Wi−Fiを採用しようとしている。MNOは、Wi−Fiネットワークのユーザにセルラーシステムの進化型パケットコア(EPC)へのアクセスを提供しようともしている。
セルラーおよびWi−Fiネットワークのシステム間統合の要求は増加し続けているが、そのような統合を提供する既存の方法は、リソース集約的であることが証明され、進行中の通信に中断をもたらすことが多すぎる。
出願人は、統合されたスモールセルおよびWiFi(ISW)ネットワークにおけるネットワーク開始ハンドオーバーのためのシステムおよび方法を開示する。
例示的実施形態では、システム間移動性アンカ制御ポイントが、HeNB/LTEネットワークおよび信頼されているWLANアクセスネットワーク(TWAN)の両方に通信可能に結合され、HeNB/LTEおよびTWANアクセスの両方のための共通の制御プレーンエンティティとして動作するように適合される。システム間移動性アンカ制御ポイントは、ユーザ機器(UE)が、HeNB/LTEアクセスネットワークまたはTWANのいずれかを通して、パケットデータネットワーク(PDN)の能力にアクセスすることを可能にする。システム間移動性アンカ制御ポイントは、HeNBおよびWLAN動作に関するデータを監視および分析し、適切な場合、LTEアクセスネットワークまたはTWANの一方から他方にUEとPDNとの間の既存の通信接続のハンドオーバーを開始するようにプログラムされる。
例示的実施形態では、システム間移動性アンカ制御ポイントは、移動性管理エンティティ(MME)であり得る。S1a−MMEまたはS1a−Cインターフェースと称される、制御プレーンインターフェースは、信頼されているWLANアクセスネットワーク(TWAN)とLTE無線アクセスネットワークと通信可能に結合されるMMEとの間に定義される。S1a−Uインターフェースと称される、ユーザプレーンインターフェースは、TWANとサービングゲートウェイ(SGW)との間に定義される。MMEは、LTEおよびTWANアクセスの両方のための共通の制御プレーンエンティティとして動作する一方、SGWは、LTEおよびTWANの両方のためのユーザプレーンゲートウェイとして動作する。
MMEは、LTEアクセスネットワークまたはTWANの一方から他方へのUEとPDNとの間の既存の通信接続のハンドオーバーを開始するようにプログラムされる。例示的シナリオでは、UEは、LTEアクセスネットワークおよびTWANの一方からPDNへの既存の接続を有し得る。MMEは、LTEアクセスネットワークおよびTWANネットワークのステータスに関するデータを要求および受信するようにプログラムされる。例えば、MMEは、LTEアクセスネットワークおよびTWANネットワークの動作に関連する測定を受信し得る。MMEは、受信されたデータを処理し、通信経路のハンドオーバーが、LTEアクセスネットワークおよびTWANの一方を介した既存の接続から他方に実施されるべきことを決定する。例えば、MMEは、LTEアクセスネットワークが過度に使用されており、LTEアクセスネットワークを通した既存の接続がWLANにハンドオーバーされるべきであることを決定し得る。MMEは、コアネットワーク、HeNB/LTEアクセスネットワーク、およびTWANの要素間のハンドオーバーを調整する。例示的シナリオでは、MMEは、既存の接続を有するLTEアクセスネットワークおよびTWANの一方にハンドオーバーを実施するように命令する。既存の接続を有する、LTEアクセスネットワークおよびTWANの一方は、UEにハンドオーバーを実施することを通知する。UEは、現在PDNへの接続を有していない、LTEアクセスネットワークおよびTWANの一方にアタッチする。MMEは、SGWと調整し、既存の接続を有していたLTEアクセスネットワークおよびTWANの一方から他方にデータフローを切り替える。MMEは、以前にPDNへの既存の接続を有していたLTEアクセスネットワークおよびTWANの一方によるネットワークリソースの解放を調整する。データは、次いで、新しく確立された接続を使用して、UEとPDNとの間をフローし得る。
例示的実施形態では、システム間移動性アンカ制御ポイントは、代替として、移動性管理エンティティ(MME)およびサービングゲートウェイ(SGW)と統合され、HeNB/LTEアクセスネットワークおよびTWANの両方とインターフェースを有する統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワーク(ISW)ゲートウェイ(GW)であり得る。ISW GWは、LTEアクセスネットワークおよびTWANの両方のための共通の制御ゲートウェイおよび共通のユーザゲートウェイの両方として動作する。ISW GWは、制御プレーン通信をLTEアクセスネットワークおよびTWANの両方から受信し、LTEおよびTWANアクセスの両方のための共通の制御プレーンとして動作するMMEに通信を転送する。同様に、ISW GWは、ユーザプレーン通信をLTEアクセスネットワークおよびTWANの両方から受信し、LTEアクセスネットワークおよびTWANの両方のための共通のユーザプレーンとして動作するSGWに通信を転送する。
ISW GWは、LTEアクセスネットワークまたはTWANの一方から他方に、UEとPDNとの間の既存の通信接続のハンドオーバーを開始するようにプログラムされる。例示的シナリオでは、UEは、LTEアクセスネットワークおよびTWANの一方からPDNへの既存の接続を有し得る。ISW GWは、LTEアクセスネットワークおよびTWANネットワークのステータスに関するデータを要求および受信するようにプログラムされる。例えば、ISW GWは、LTEアクセスネットワークおよびTWANネットワークの動作に関連する測定を受信し得る。ISW GWは、受信されたデータを処理し、通信経路のハンドオーバーが、LTEアクセスネットワークおよびTWANの一方を介した既存の接続から他方に実施されるべきであることを決定する。例えば、ISW GWは、LTEアクセスネットワークが過度に使用されており、LTEアクセスネットワークを通した既存の接続がWLANにハンドオーバーされるべきであることを決定し得る。ISW GWは、ハンドオーバーを調整する。例示的シナリオでは、ISW GWは、既存の接続を有するLTEアクセスネットワークおよびTWANの一方にハンドオーバーを実施するように命令する。既存の接続を有するLTEアクセスネットワークおよびTWANの一方は、UEにハンドオーバーを実施することを通知する。UEは、現在PDNへの接続を有していないLTEアクセスネットワークおよびTWANの一方にアタッチする。ISW GWは、データフローをLTEアクセスネットワークおよびTWANの一方から他方に切り替える。ISW GWは、以前にPDNへの既存の接続を有していたLTEアクセスネットワークおよびTWANの一方によるネットワークリソースの解放を調整する。データは、次いで、新しく確立された接続を使用して、UEとPDNとの間をフローし得る。
本概要は、以下の発明を実施するための形態にさらに説明される簡略化された形態における一連の概念を紹介するために提供される。本概要は、請求される主題の重要な特徴または不可欠な特徴を識別することを意図するものではなく、請求される主題の範囲を限定するために使用されることを意図するものでもない。他の特徴は、以下に説明される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
方法であって、
移動性管理エンティティが、セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
前記移動性管理エンティティが、前記測定データに少なくとも部分的に基づいて、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続から前記無線ローカルアクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定することと、
前記移動性管理エンティティが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーの通知を通信することであって、前記移動性管理エンティティは、制御プレーンデータを前記移動性管理エンティティと前記無線ローカルアクセスネットワークとの間で通信するための第1のインターフェースを経由して通信する、ことと、
前記移動性管理エンティティが、前記セルラー通信アクセスネットワークに、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークにハンドオーバーするためのメッセージを通信することと、
前記移動性管理エンティティが、制御プレーンデータを前記移動性管理エンティティと前記無線ローカルアクセスネットワークとの間で通信するための前記第1のインターフェースを介して、ハンドオーバー通知要求を前記無線ローカルアクセスネットワークから受信することと、
前記移動性管理エンティティが、前記第1のインターフェースを介して、ハンドオーバー通知応答を前記無線ローカルアクセスネットワークに通信することと、
前記移動性管理エンティティが、ベアラ修正要求をサービングゲートウェイに通信することと、
前記移動性管理エンティティが、前記セルラー通信アクセスネットワークに、解放するためのコマンドを通信することと
を含む、方法。
(項目2)
前記移動性管理エンティティから、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークにハンドオーバーするためのメッセージを受信することに応答して、前記セルラー通信アクセスネットワークが、前記ユーザデバイスに、前記セルラー通信ネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーを実施するためのメッセージを通信することと、
前記ユーザデバイスが、前記無線ローカルアクセスネットワークにアタッチすることと、
前記無線ローカルアクセスネットワークが、前記第1のインターフェースを経由して、ハンドオーバー通知要求を前記移動性管理エンティティに通信することと
をさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記移動性管理エンティティがベアラ修正要求をサービングゲートウェイに通信することに応答して、前記サービングゲートウェイが、ベアラ修正応答を前記移動性管理エンティティに返すことをさらに含む、項目2に記載の方法。
(項目4)
解放するためのコマンドを前記移動性管理エンティティから受信することに応答して、前記セルラー通信アクセスネットワークが、前記ユーザデバイスへの前記セルラー通信アクセスネットワークを介したアクセスを解放することをさらに含む、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記デバイス発信データを、前記無線ローカルアクセスネットワークに、前記無線ローカルアクセスネットワークから前記サービングゲートウェイに通信することをさらに含む、項目3に記載の方法。
(項目6)
セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することは、S1−APプロトコルを介して測定報告を受信することを含む、項目1に記載の方法。
(項目7)
システムであって、
1つ以上のコンピューティングプロセッサと、
前記1つ以上のコンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
を備え、
前記コンピューティングメモリは、実行可能命令を備え、前記命令は、前記1つ以上のコンピューティングプロセッサによる実行時、
セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
前記測定データに少なくとも部分的に基づいて、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続から前記無線ローカルアクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定することと、
前記無線ローカルアクセスネットワークに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーの通知を通信することであって、前記通信することは、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための第1のインターフェースを経由する、ことと、
前記セルラー通信アクセスネットワークに、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークにハンドオーバーするためのメッセージを通信することと、
制御プレーンデータを前記移動性管理エンティティと前記無線ローカルアクセスネットワークとの間で通信するための前記第1のインターフェースを介して、ハンドオーバー通知要求を前記無線ローカルアクセスネットワークから受信することと、
前記第1のインターフェースを介して、ハンドオーバー通知応答を前記無線ローカルアクセスネットワークに通信することと、
ベアラ修正要求をサービングゲートウェイに通信することと、
前記セルラー通信アクセスネットワークに、解放するためのコマンドを通信することと
を含む動作を前記システムに実施させる、システム。
(項目8)
方法であって、
移動性管理エンティティが、セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
前記移動性管理エンティティが、通信を無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続からセルラー通信アクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定することと、
前記移動性管理エンティティが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することであって、前記移動性管理エンティティは、制御プレーンデータを前記移動性管理エンティティと前記無線ローカルアクセスネットワークとの間で通信するための第1のインターフェースを経由して通信する、ことと、
前記移動性管理エンティティが、ベアラを修正するためのメッセージをサービングゲートウェイに通信することと、
前記移動性管理エンティティが、前記第1のインターフェースを介して、前記ハンドオーバーが完了したことを示すメッセージを前記無線ローカルアクセスネットワークに通信することと
を含む、方法。
(項目9)
前記移動性管理エンティティが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することに応答して、前記無線ローカルアクセスネットワークが、前記ユーザデバイスに、前記無線ローカルアクセスネットワークから前記セルラー通信アクセスネットワークにハンドオーバーを実施するためのメッセージを通信することと、
前記ユーザデバイスが、ハンドオーバーを実施するための要求を前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することと、
前記セルラー通信アクセスネットワークが、アタッチ要求を前記移動性管理エンティティに通信することと
をさらに含む、項目8に記載の方法。
(項目10)
前記移動性管理エンティティが、ベアラ修正要求をサービングゲートウェイに通信することに応答して、前記サービングゲートウェイが、ベアラ修正応答を前記移動性管理エンティティに返すことをさらに含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記移動性管理エンティティが、前記ハンドオーバーが完了したことを示すメッセージを通信することに応答して、前記無線ローカルアクセスネットワークが、前記ユーザデバイスに、前記無線ローカルアクセスネットワークとの接続を解放するためのメッセージを通信することをさらに含む、項目9に記載の方法。
(項目12)
前記デバイス発信データを、前記セルラー通信アクセスネットワークに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記サービングゲートウェイに通信することをさらに含む、項目9に記載の方法。
(項目13)
システムであって、
1つ以上のコンピューティングプロセッサと、
前記1つ以上のコンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
を備え、
前記コンピューティングメモリは、実行可能命令を備え、前記命令は、前記1つ以上のコンピューティングプロセッサによる実行時、
セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
通信を無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続からセルラー通信アクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定することと、
前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することであって、前記通信は、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための第1のインターフェースを経由する、ことと、
ベアラを修正するためのメッセージをサービングゲートウェイに通信することと、
前記第1のインターフェースを介して、前記ハンドオーバーが完了したことを示すメッセージを前記無線ローカルアクセスネットワークに通信することと
を含む動作を前記システムに実施させる、システム。
(項目14)
方法であって、
統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、前記測定データに少なくとも部分的に基づいて、通信をセルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続から無線ローカルアクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーの通知を通信することであって、前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイは、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための第1のインターフェースを経由して通信する、ことと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、前記セルラー通信アクセスネットワークに、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークにハンドオーバーするためのメッセージを通信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための前記第1のインターフェースを介して、ハンドオーバー通知要求を受信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、ハンドオーバー通知応答を前記無線ローカルアクセスネットワークに通信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、ハンドオーバー通知を移動性管理エンティティに通信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、前記移動性管理エンティティから前記セルラー通信アクセスネットワークにおける接続を解放するためのメッセージを受信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、前記セルラー通信アクセスネットワークに、前記第1の接続を解放するためのメッセージを通信することと
を含む、方法。
(項目15)
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイから受信することに応答して、前記セルラー通信アクセスネットワークが、前記ユーザデバイスに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーを実施するためのメッセージを通信することと、
前記ユーザデバイスが、前記無線ローカルアクセスネットワークにアタッチすることと、
前記無線ローカルアクセスネットワークが、前記第1のインターフェースを経由して、ハンドオーバー通知要求を前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイに通信することと
をさらに含む、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイからの前記第1の接続を解放するためのメッセージに応答して、前記セルラー通信アクセスネットワークが、前記第1の接続に関連するリソースを解放することをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記ユーザデバイス発信データを、前記無線ローカルアクセスネットワークに、前記無線ローカルアクセスネットワークから前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイサービングゲートウェイに通信することをさらに含む、項目16に記載の方法。
(項目18)
システムであって、
1つ以上のコンピューティングプロセッサと、
前記1つ以上のコンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
を備え、
前記コンピューティングメモリは、実行可能命令を備え、前記命令は、前記1つ以上のコンピューティングプロセッサによる実行時、
セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
前記測定データに少なくとも部分的に基づいて、通信をセルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続から無線ローカルアクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定することと、
前記無線ローカルアクセスネットワークに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーの通知を通信することであって、前記通信は、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための第1のインターフェースを経由する、ことと、
前記セルラー通信アクセスネットワークに、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークにハンドオーバーするためのメッセージを通信することと、
制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための前記第1のインターフェースを介して、ハンドオーバー通知要求を受信することと、
ハンドオーバー通知応答を前記無線ローカルアクセスネットワークに通信することと、
ハンドオーバー通知を移動性管理エンティティに通信することと、
前記移動性管理エンティティから前記セルラー通信アクセスネットワークにおける接続を解放するためのメッセージを受信することと、
前記セルラー通信アクセスネットワークに、前記第1の接続を解放するためのメッセージを通信することと
を含む動作を前記システムに実施させる、システム。
(項目19)
方法であって、
統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、通信を無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続からセルラー通信アクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することであって、前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイは、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークに向けて通信するための第1のインターフェースを経由して通信する、ことと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、アタッチ要求を前記セルラー通信アクセスネットワークから受信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、アタッチ要求を移動性管理エンティティに通信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークが、前記アタッチが承認されたことを示すメッセージを前記移動性管理エンティティから受信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、アタッチが承認されたことを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、初期コンテキスト設定要求を前記セルラー通信アクセスネットワークから受信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、前記初期設定応答を前記移動性管理エンティティに通信することと、
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーを完了することを要求するメッセージを通信することと
を含む、方法。
(項目20)
ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを受信することに応答して、前記無線ローカルアクセスネットワークが、ユーザデバイスに、前記無線ローカルアクセスネットワークから前記セルラー通信ネットワークへのハンドオーバーを実施するためのメッセージを通信することと、
前記ユーザデバイスが、ハンドオーバーを実施するための要求を前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することと、
前記セルラー通信アクセスネットワークが、アタッチ要求を前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイに通信することと
をさらに含む、項目19に記載の方法。
(項目21)
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、アタッチ要求を前記移動性管理エンティティに通信することに応答して、前記移動性管理エンティティが、前記アタッチが承認されたことを示すメッセージを前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイに通信することをさらに含む、項目20に記載の方法。
(項目22)
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイが、アタッチが承認されたことを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することに応答して、前記セルラー通信ネットワークが、初期コンテキスト設定要求を前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイに通信することをさらに含む、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーを完了することを要求するメッセージを通信することに応答して、前記無線ローカルアクセスネットワークが、切断するための要求を前記ユーザデバイスに通信することをさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
システムであって、
1つ以上のコンピューティングプロセッサと、
前記1つ以上のコンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
を備え、
前記コンピューティングメモリは、実行可能命令を備え、前記命令は、前記1つ以上のコンピューティングプロセッサによる実行時、
セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
通信を無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続からセルラー通信アクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定することと、
前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することであって、前記統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークゲートウェイは、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークに向けて通信するための第1のインターフェースを経由して通信する、ことと、
アタッチ要求を前記セルラー通信アクセスネットワークから受信することと、
アタッチ要求を移動性管理エンティティに通信することと、
前記アタッチが承認されたことを示すメッセージを前記移動性管理エンティティから受信することと、
アタッチが承認されたことを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することと、
初期コンテキスト設定要求を前記セルラー通信アクセスネットワークから受信することと、
前記初期設定応答を前記移動性管理エンティティに通信することと、
前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーを完了することを要求するメッセージを通信することと、
を含む動作を前記システムに実施させる、システム。
(項目25)
デバイスであって、
コンピューティングプロセッサと、
前記コンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
を備え、
前記コンピューティングメモリは、動作を実施するための実行可能コンピューティング命令を記憶しており、前記動作は、
無線アクセスネットワークおよびセルラー通信アクセスネットワークの動作に関連する測定データを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することであって、前記コンピューティングデバイスは、前記無線アクセスネットワークおよび前記セルラー通信アクセスネットワークを経由した通信のために適合され、前記コンピューティングデバイスは、前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの既存の接続を有する、ことと、
前記セルラー通信アクセスネットワークから、通信を前記無線アクセスネットワークを経由した接続にハンドオーバーするためのコマンドを受信することと、
前記無線アクセスネットワークにアタッチすることと、
前記セルラー通信アクセスネットワークへの前記既存の接続を解放することと、
前記無線アクセスネットワークを経由して、データを前記パケットデータネットワークから受信し、データを前記パケットデータネットワークに伝送することと
を含む、デバイス。
(項目26)
デバイスであって、
コンピューティングプロセッサと、
前記コンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
を備え、
前記コンピューティングメモリは、動作を実施するための実行可能コンピューティング命令を記憶しており、前記動作は、
無線アクセスネットワークおよびセルラー通信アクセスネットワークの動作に関連する測定データを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することであって、前記コンピューティングデバイスは、前記無線アクセスネットワークおよび前記セルラー通信ネットワークを経由した通信のために適合され、前記コンピューティングデバイスは、前記無線アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの既存の接続を有する、ことと、
前記無線アクセスネットワークから、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークを経由した接続にハンドオーバーするためのコマンドを受信することと、
前記セルラー通信アクセスネットワークにアタッチすることと、
前記無線アクセスネットワークへの既存の接続を解放することと、
前記セルラー通信アクセスネットワークを経由して、データを前記パケットデータネットワークから受信し、データを前記パケットデータネットワークに伝送することと
を含む、デバイス。
前述の概要および以下の例証的実施形態の追加の説明は、添付される図面に関連して熟読されることによって、より深く理解され得る。開示されるシステムおよび方法の潜在的実施形態は、描写されるものに限定されないことを理解されたい。
図1は、TWANおよび3GPP LTEアクセスをPDNに提供するための例示的アーキテクチャを描写する。 図2は、PDN接続内で構成されるベアラおよびサブベアラを描写する。 図3は、例示的CDMAアーキテクチャを描写する。 図4は、ネットワーク制御トラフィック誘導に関連する、メッセージフローを描写する。 図5は、PDNへの統合されたHeNB/LTEおよびTWANアクセスを提供するための例示的システムを描写する。 図6は、例示的制御プレーンプロトコルスタックを描写する。 図7は、例示的HeNBユーザプレーンプロトコルスタックを描写する。 図8A−Bは、TWANを介してPDNにアタッチするUEに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図8A−Bは、TWANを介してPDNにアタッチするUEに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図9A−Bは、HeNB/LTEネットワークからTWANへの接続のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図9A−Bは、HeNB/LTEネットワークからTWANへの接続のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図10A−Bは、接続のハンドオーバー中にUEによって提示され得る例示的ユーザインターフェースを描写する。 図10A−Bは、接続のハンドオーバー中にUEによって提示され得る例示的ユーザインターフェースを描写する。 図11A−Bは、TWANからHeNB/LTEネットワークへの接続のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図11A−Bは、TWANからHeNB/LTEネットワークへの接続のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図12は、PDNへの統合されたHeNB/LTEおよびTWANアクセスを提供するための例示的システムを描写する。 図13は、統合されたスモールセルおよびWiFiゲートウェイ(ISW GW)の機能的構成要素を描写する。 図14は、ISW GWを備えているシステム内の制御プレーンのための提示的プロトコルスタックを描写する。 図15は、ISW GWを備えているシステム内のユーザプレーンのための提示的プロトコルスタックを描写する。 図16A−Bは、TWANを介してPDNにアタッチするUEに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図16A−Bは、TWANを介してPDNにアタッチするUEに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図17A−Bは、HeNB/LTEネットワークからTWANへの接続のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図17A−Bは、HeNB/LTEネットワークからTWANへの接続のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図18A−Bは、TWANからHeNB/LTEネットワークへの接続のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図18A−Bは、TWANからHeNB/LTEネットワークへの接続のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する図を描写する。 図19Aは、1つ以上の開示される実施形態が実装され得る、例示的UEの系統図である。 図19Bは、本明細書に説明されるシステムおよび方法を実装するために使用され得る、例示的コンピューティングシステムの系統図である。
出願人は、統合されたスモールセルおよびWiFi(ISW)ネットワークにおいて既存の通信接続のハンドオーバーを開始するように適合される、システム間移動性アンカ制御ポイントを開示する。システム間移動性アンカ制御ポイントは、HeNB/LTEアクセスネットワークおよび信頼されているWLANアクセスネットワーク(TWAN)の両方に通信可能に結合され、HeNB/LTEおよびTWANアクセスの両方のための共通の制御プレーンエンティティとして動作するように適合される。移動性アンカ制御ポイントは、例えば、移動性管理エンティティ(MME)または統合されたスモールセルおよびWLANゲートウェイ(ISW GW)であり得る。移動性アンカ制御ポイントは、HeNBアクセスネットワークおよびWLANの動作に関連する測定データを要求および受信するように適合される。測定データに基づいて、移動性アンカ制御ポイントは、HeNB/LTEアクセスネットワークおよびWLANの一方を介した既存の通信経路がネットワークの他方にハンドオーバーされるべきかどうかを決定する。ハンドオーバーが実施されるべきことを決定すると、移動性アンカ制御ポイントは、ハンドオーバーを調整する。
(例示的モバイルネットワーク動作)
現在の実践において、モバイルネットワークオペレータ(MNO)は、典型的には、それらのセルラーおよびコアネットワークから「ベストエフォート」のインターネットトラフィックをオフロードするために、Wi−Fiを採用する。しかしながら、「スモールセル」および「キャリアWi−Fi」の展開におけるオペレータの関心の高まりは、MNOが、ローカルのセルラーおよびWi−Fiネットワークを横断するより良好な相互運用性を探求することを促進すると予期される。概して、「スモールセル」は、3GPP定義セルラー無線アクセス技術(RAT)を使用して、オペレータ認証スペクトルを介して無線ネットワークアクセスを提供する局所的な地理的エリアを指す。
オペレータが、それらのネットワークを最適化し、費用を削減するために「キャリアWi−Fi」を採用するにつれて、オペレータのモバイルコアネットワーク(MCN)と直接インターフェースをとり得る「信頼されている」WLANアクセスネットワーク(TWAN)が、さらに展開されるであろうことが予期される。同様に、高トラフィックである大都市圏のホットスポット場所等の共通の地理的エリア内におけるMNOが展開したスモールセルとWi−Fiアクセスネットワークとのさらなる統合があるであろうことも予期される。そのような統合は、セルラーおよびWi−Fiアクセスの両方をサポートするスマートフォンの数の増加によって動機付けられる。
この文脈において、用語「信頼されているWLAN(TWAN)アクセス」は、WLANを介したアクセスからEPCを保護するための適切な手段が講じられている状況を指す。そのような手段は、MNOの裁量に委ねられ、例えば、WLANとEPCとの間の耐タンパー性ファイバ接続の確立、またはWLANとEPCエッジにおけるセキュリティゲートウェイとの間のIPSecセキュリティアソシエーションの確立を含み得る。対照的に、WLANアクセスが「信頼されていない」と見なされる場合、WLANは、EPCエッジにおいて進化型パケットデータゲートウェイ(ePDG)とインターフェースをとり、ePDGは、WLANを通してEPCにアクセスする各UEとの直接のIPSecセキュリティアソシエーションを確立しなければならない。
(WLANアクセスに関連する3GPP活動)
GPRSトンネリングプロトコル(GTP)は、3GPPネットワークにおけるパケットデータに関する標準トランスポートプロトコルである。異なるタイプの非3GPPネットワーク(例えば、WLAN、WiMAX、CDMA2000)とのインターワーキングの観点から、IETFプロキシモバイルIP(PMIP)プロトコルも、一般的なソリューションとして規格化されている。WLANアクセスネットワークに関して、特に、GTPプロトコルを使用する3GPPアクセスのための規格化プロシージャを対象とした活動が、存在している。活動は、高価なセルラースペクトルの代わりに、より低コストの非ライセンス802.11スペクトルを介して、加入者がMNOのコアネットワークにアクセスすることを可能にすることが意図された。ジェネリックアクセスネットワーク(GAN)、I−WLAN、および信頼されていないWLANのオペレータ採用は非常に限定されているが、信頼されているWLANへの関心は、特に、GTPベースのオプションに関して、活発になっていると考えられる。
「EPCへのGTPおよびWLANアクセスに基づくS2a移動性」(SaMOG)のための3GPP Release 11 SA2ワークアイテムは、「信頼されているWLANアクセスネットワーク」(TWAN)のためのPDNゲートウェイ(PGW)へのGTPベースのS2aインターフェースを可能にすることに焦点を当てた。このアイテムは、UEに影響を及ぼすであろういずれのソリューションも除外した。信頼されているWLANアクセスを経由するGTPベースのS2aのためのRelease 11のアーキテクチャ、機能説明、およびプロシージャは、続けて規格化された。トンネル管理に適用可能なGTP制御プレーンプロトコル(GTPv2−C)およびGTPユーザプレーンも、規格化されている。SaMOGは、いくつかのRelease 11限界に対処するためのRelease 12検討事項として拡張されており、UE開始PDN接続、マルチPDN接続、およびシームレスなシステム間ハンドオーバーのためのTWANソリューションを含むであろう。
3GPP Release 10は、EPCへの信頼されていないWLANアクセスのためのGTPベースのS2bインターフェースを規格化した。これは、進化型パケットデータゲートウェイ(ePDG)とPGWとの間のGTPベースのS2bインターフェースのために関連付けられたサポートを含んだ。信頼されていないWLANソリューションは、各UEとのIPSecトンネルを確立するために、IPSecのためのUEサポートならびにePDGのEPCサポートを要求し得る。
3GPP Release 6は、WLANアクセスのためのパケットデータゲートウェイ(PDG)を「pre−EPC」パケット交換コアネットワークに導入することによって、規格化されたWLANインターワーキング(I−WLAN)ソリューションを提供した。このリリースは、加えて、GGSNに向けてGTPを使用する「トンネル終端ゲートウェイ」(TTG)を介して、Gnインターフェース(Gn’と表される)の一部を使用してPDG機能性を実装するために、既存のGGSN展開を再使用する方法を説明した。再び、これらのソリューションは、UEとのIPSecトンネルを確立するために、IPSecのためのUEサポートならびにPDG/TTGサポートを要求し得る。
3GPP Release 6は、2G/Wi−Fiデュアルモードハンドセットのためのジェネリックアクセスネットワーク(GAN)サポートも規格化した。Release 8は、3G/Wi−Fiハンドセットのためのサポートを追加した。非ライセンスモバイルアクセス(UMA)は、Wi−Fiを介したGANアクセスに対して携帯電話通信業者によって使用される商品名である。GAN対応UEは、Wi−Fiを使用し、それ自身を2G BSCまたは3G RNCとしてコアネットワークに提示する「GANコントローラ」(GANC)とインターフェースをとることができる。GANCは、MSCへの回路交換(CS)インターフェース、SGSNへのパケット交換(PS)インターフェース、およびAAAサーバ/プロキシへのDiameter EAPインターフェースを提供する。それは、UEからのIPSecトンネルを終端させるセキュリティゲートウェイ(SeGW)も含む。以下の表1は、GTPベースのWLANの各ソリューションに対する基本要件を例証する。
上記の活動の各々は、高価なセルラー基地局の代わりに、より低コストの非ライセンス802.11アクセスポイントを介して、加入者がオペレータのモバイルコアネットワークにアクセスすることを可能にすることが意図された。GAN、I−WLAN、および信頼されていないWLANのオペレータ採用は非常に限定されているが、信頼されているWLANへの関心は、高まっている。
(EPCへのセルラーLTEおよびTWANアクセスのための既存のアーキテクチャ)
図1は、EPC114へのセルラーLTEおよび信頼されているWLANアクセスを提供する、既存の3GPPアーキテクチャを描写する。3GPP技術仕様書(TS)23.402の第16.1.1節(その内容は、その全体として本明細書に参照することによって本明細書に組み込まれる)に説明されるように、オペレータによってWLAN110が信頼されていると見なされると、信頼されているWLANアクセスネットワーク(TWAN)112は、認証、承認、および課金のための3GPP AAAサーバ118に向かうSTaインターフェース116を介して、ユーザプレーントラフィックフローのためのPDNゲートウェイ(PGW)122に向かうS2aインターフェース120を介して、進化型パケットコア(EPC)114に接続されることができる。TWANからローカルIPネットワークおよび/または直接インターネットへの代替経路も、示される。
3GPP LTEアクセスネットワーク130(すなわち、進化型ノードB)は、移動性管理エンティティ(MME)134との通信経路を提供するS1−MMEインターフェース132を介してEPC114に接続される。S1−Uインターフェース136は、サービングゲートウェイ(SGW)138との通信経路を提供し、SGW138は、S5インターフェース140を介してPDNゲートウェイ(PGW)122とインターフェースをとる。
随意の「ローカルゲートウェイ」機能(L−GW)150が、例えば、Home eNB(HeNB)展開のために、スモールセルLTEアクセスを提供する。同様に、随意の「HeNBゲートウェイ」(HeNB GW)152が、複数のHeNBのために制御プレーン信号通信をMME134に向けて集約させるために使用され得、それは、SGW138に向けてHeNBユーザプレーントラフィックを処理するためにも使用され得る。随意のHeNB管理システム(HeMS)155は、ブロードバンドフォーラム(BBF)によって発表され、3GPPによって採用されたTR−069規格に基づいて、HeNBの「プラグアンドプレイ」自動構成を提供する。随意のセキュリティゲートウェイ(SeGW)157は、HeNB152を介するEPCへの信頼されているアクセスを提供する。
(Home eNodeB(HeNB))
3GPPは、LTEフェムトセルをHome eNodeB(HeNB)と呼ぶ。HeNBは、経験のある技術者の必要なく、居住および企業環境にインストールされることができる「プラグアンドプレイ」カスタマ構内設備(CPE)として設計されている。HeNBは、「ホットスポット」場所を含む、公共施設にも展開され得る。HeNBは、自動構成のために、遠隔HeNB管理システム(HeMS)にアクセスするためにブロードバンドインターネット接続を使用する一方、セルラーパケットデータサービスのために、EPCネットワークへのバックホールアクセスも提供する。
HeNBは、クローズド、オープン、またはハイブリッドモードのいずれかで動作する。クローズドHeNBは、関連付けられた限定加入者グループ(CSG)の一部であるUEへのアクセスのみを可能にする。オープンHeNBは、全加入者へのアクセスを可能にする。ハイブリッドHeNBは、関連付けられたCSG加入者のための優遇措置を提供するが、リソース可用性に基づいて、他の加入者へのアクセスも可能にする(おそらくQoSの低下を伴う)。
一般に、HeNBとeNBとの間の主な区別のうちの1つは、TR−069ベースのHeMSを使用した「自動構成」特徴である。HeNBは、インターネットへのブロードバンド接続を伴って電源投入されると、事前にプログラムされた「完全に指定されたドメイン名」(FQDN)を使用したDNSルックアップに基づいて、HeMSにアクセスする。そこから、HeNBは、使用されるべきセキュリティゲートウェイ(SeGW)と、随意に、使用されるべきHeNBゲートウェイ(HeNB GW)とに対する情報を含む全てのその構成データを受信する。
「スモールセル」eNBの他の特性は、HeNBと同様であり得るが(例えば、機器コストの削減、短距離/低電力動作、SeGWを介したセキュアなEPCアクセス、CSG制限、単一/全セクタサービスエリア等)、HeMSの使用およびHeNB GWへの潜在的接続は、HeNBをeNBから区別する。
(信頼されているWLANアクセスネットワーク(TWAN)) WLANアクセスネットワーク(WLAN AN)110は、1つ以上のWLANアクセスポイント(AP)を備えている。APは、SWwインターフェース156を介したUEのWLAN IEEE802.11リンクを終端させる。APは、独立型APとして、または、例えば、IETF CAPWAPプロトコルを使用して、無線LANコントローラ(WLC)に接続される「シン」APとして展開され得る。
信頼されているWLANアクセスゲートウェイ(TWAG)160は、PGW122とのGTPベースのS2aインターフェース120を終端させ、そのWLANアクセスリンク上のUE162のためのデフォルトのIPルータとしての役割を果たし得る。それは、UE162のためのDHCPサーバとしての役割も果たし得る。TWAG160は、典型的には、(WLAN APを介した)UE162と(PGWを介した)関連付けられたS2a 120 GTP−Uトンネルとの間でパケットを転送するためのUE MACアドレス関連付けを維持する。
信頼されているWLAN AAAプロキシ(TWAP)164は、3GPP AAAサーバ118とのDiameterベースのSTaインターフェース116を終端させる。TWAP164は、WLAN AN110と3GPP AAAサーバ118(またはローミングの場合はプロキシ)との間でAAA情報を中継する。TWAP164は、レイヤ2のアタッチおよびデタッチイベントの発生をTWAG160に知らせることができる。TWAP164は、UE加入データ(IMSIを含む)とUE MACアドレスとのバインディングを確立し、そのような情報をTWAG160に提供することができる。
(既存のシステムにおけるTWANを経由する認証およびセキュリティ)
既存のシステムにおいて、UE162は、3GPPおよび非3GPP WLANアクセスの両方のためのUSIM特徴を活用することができる。認証およびセキュリティのための処理は、3GPP TS23.402の第4.9.1節(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明される。その中で説明されるように、WLANを介して起こるもの等の非3GPPアクセス認証は、アクセス制御のために使用されるプロセスを定義し、それによって、加入者が、EPCネットワークとインターワークされる非3GPP IPアクセスのリソースにアタッチし、それを使用することを許可または拒否する。非3GPPアクセス認証信号通信は、UEと3GPP AAAサーバ118とHSS170との間で実行される。認証信号通信は、AAAプロキシを通過し得る。
信頼されている3GPPベースのアクセス認証は、STa参照ポイント116を横断して実行される。3GPPベースのアクセス認証信号通信は、IETFプロトコル、例えば、拡張可能認証プロトコル(EAP)に基づく。STaインターフェース116およびDiameterアプリケーションは、信頼されている非3GPPアクセスを介するEPCアクセスのためにUE162を認証および承認するために使用される。3GPP TS29.273(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)は、STaインターフェース上で現在サポートされている標準TWANプロシージャを説明する。
(既存のシステムにおけるTWANを経由するIPアドレス割り当て)
新しいPDN接続がTWAN112を経由してEPC114と確立されると、GTPベースのTWANを介したEPCアクセスのために、IPv4アドレスおよび/またはIPv6プレフィックスがUE162に割り当てられる。別個のIPアドレスも、ローカルネットワークトラフィックおよび/または直接のインターネットオフロードのためにTWAN112によって割り当てられ得る。
TWAN112を介するEPC114を通したPDN接続のために、TWAN112は、EAP/DiameterまたはWLCP信号通信を介して関連PDN情報を受信する。TWAN112は、GTPセッション作成要求を介して、UE162のためのIPv4アドレスをPGW122から要求し得る。IPv4アドレスは、GTPセッション作成応答を介して、GTPトンネル確立中にTWAN112に送達される。UE162がDHCPv4を介してPDN接続のためのIPv4アドレスを要求すると、TWAN112は、受信されたIPv4アドレスをDHCPv4信号通信内でUE162に送達する。IPv6に対して、対応するプロシージャも、定義される。
(LTEを介したアクセスに関する既存のプロシージャ)
3GPP LTEアクセスのために、UE162は、EPCネットワーク114へのその最初のアタッチメントの一部として、PDN接続を自動的にトリガする。UE162は、続けて、必要に応じて、追加のPDN接続を確立し得る。
アタッチプロシージャの主要な目的は、UE162が、加入しているサービスを受信するために、ネットワークに登録することである。アタッチプロシージャは、ユーザの識別を確認し、受信することが許可されているサービスを識別し、セキュリティパラメータを確立し(例えば、データ暗号化のために)、ネットワークにUEの初期場所を通知する(例えば、ページングされる必要がある場合)。さらに、今日のユーザによって期待される「常時オン」ネットワーク接続をサポートするために、LTE規格は、アタッチプロシージャの一部として、デフォルトPDN接続の確立を規定する。このデフォルト接続のための無線リソースは、無活動の期間中、解放されるが、しかしながら、接続の残りは、そのままであり、エンドツーエンド接続は、UEサービス要求に応答して無線リソースを再度割り当てることによって、迅速に再確立されることができる。
UE162が、(H)eNB LTEネットワーク130を介してEPC114へのアタッチを試みる場合、UE162は、最初に、(H)eNB LTEネットワーク130とのRRC接続を確立し、RRC信号通信内にアタッチ要求をカプセル化する。(H)eNB LTEネットワーク130は、次いで、S1−MMEインターフェース132上のS1−AP信号通信を介して、MME134にアタッチ要求を転送する。MME134は、S6aインターフェース172を介してHSS170から加入情報を読み出し、UE162を認証し、EPC114へのアタッチメントを可能にする。
UE162を正常に認証した後、MME134は、(例えば、(H)eNB LTEネットワーク130への接さに基づいて)SGW138を選択し、(例えば、HSS170から読み出されたデフォルトのAPNまたはUE162によって要求された特定のAPNに基づいて)PGW122も選択する。MME134は、S11インターフェース174を経由して、SGW138と通信し、PDN接続の作成を要求する。SGW138は、信号通信を実行し、S5インターフェース140を経由して、指定されたPGW122とのGTPユーザプレーントンネルを確立する。
「GTP制御」信号通信は、MME134と(H)eNB130との間のS1−APプロトコル内で起きる。これは、最終的に、(H)eNB130とSGW138との間のS1−Uインターフェース136上のGTPユーザプレーントンネルの確立につながる。UE162とPGW122との間のPDN接続のための経路は、したがって、(H)eNB130およびSGW138を通して完成する。
UE162とPGW122との間のPDN接続のためのエンドツーエンド経路は、したがって、(H)eNBおよびSGWを通して完了される。
(TWANを介したEPCアクセスのための既存のプロシージャ)
TWAN112を介して通信が起こる既存のシステムにおいて、UE162認証およびEPC114アタッチメントは、UE162と3GPP AAAサーバ118との間のEAP信号通信を介して遂行される。
PDN接続サービスは、UE162とTWAN112との間のポイントツーポイント接続によって提供され、そのポイントツーポイント接続は、TWAN112とPGW122との間のS2aベアラ120と連結される。LTEモデルと異なり、WLAN無線リソースは、EPCの観点から、「常時オン」である。言い換えると、任意の電力節約最適化が、WLAN内でIEEE802.11プロシージャを使用して、透過的にハンドリングされる。
UE162がTWAN112を介してEPC114にアタッチを試みる場合、UE162は、最初に、WLAN110とのレイヤ2接続を確立し、EAPoL信号通信内にEAPメッセージをカプセル化する。WLAN110は、EAPメッセージをTWAP164に転送し、TWAP164は、Diameter信号通信内にメッセージをカプセル化し、STaインターフェース116を介して3GPP AAAサーバ118にメッセージを転送する。3GPP AAAサーバ118は、SWxインターフェース180を介してHSS170から加入情報を読み出し、UE162を認証し、EPC114へのアタッチメントを可能にする。
3GPP Release 11に対して、3GPP AAAサーバ118はまた、HSS170にプロビジョニングされたデフォルトのPDNへのPDN接続を確立するための情報をSTaインターフェース116を介してTWAN112に提供する。TWAN112は、次いで、直接PGW122に向けて、S2aインターフェース120を経由して、GTP制御プレーン(GTP−C)およびユーザプレーン(GTP−U)プロトコルを実行し、それによって、TWAN112を通したUE162とPGW122との間のPDN接続を完成する。
3GPP Release 12に対して、SaMOGフェーズ2ワークアイテムは、UE開始PDN接続、マルチPDN接続、およびシームレスなシステム間ハンドオーバーのための追加のプロシージャを定義する。単一のPDN対応TWANシナリオの場合に対して、EAP拡張が、UE開始PDN要求およびシームレスなシステム間ハンドオーバー要求をサポートするために定義される。マルチPDN対応TWANシナリオの場合に対して、WLAN制御プロトコル(WLCP)が、UEとTWANとの間に定義され、1つ以上のUE PDN接続要求およびシームレスなハンドオーバプロシージャを可能にする。しかしながら、別個のプロシージャが、UE認証のために、UEと3GPP AAAサーバとの間で依然として利用される。
(HeNBゲートウェイ(HeNBGW)のための既存のプロシージャ)
3GPP TS36.300の第4.6節(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)は、HeNBおよびHeNB GWによってサポートされるべきStage2のアーキテクチャ、機能、およびインターフェースを説明する。その中に説明されるように、E−UTRANアーキテクチャは、HeNBとEPCとの間のS1インターフェースが多数のHeNBをスケーラブルな様式でサポートすることを可能にするために、Home eNBゲートウェイ(HeNB GW)を展開し得る。HeNB GWは、C−プレーン、具体的には、S1−MMEインターフェースのためのコンセントレータとしての役割を果たす。HeNB GWは、MMEにeNBのように見える。HeNB GWは、HeNBにMMEのように見える。
UEアタッチメントにおけるMMEの選択は、HeNBの代わりに、HeNB GWによってホストされる。HeNB GWは、制御プレーンデータをHeNBとMMEとの間で中継する。HeNB GWは、HeNBおよびMMEの両方との非UE専用プロシージャを終端させる。非UE専用プロシージャに関連付けられた任意のプロトコル機能の範囲は、HeNBとHeNB GWとの間および/またはHeNB GWとMMEとの間である。UE専用プロシージャに関連付けられた任意のプロトコル機能は、HeNBおよびMME内のみに常駐する。HeNB GWは、随意に、HeNBに向かうユーザプレーンとS−GWに向かうユーザプレーンとを終端させ、ユーザプレーンデータをHeNBとS−GWとの間で中継し得る。
(通信セッションベアラ作成)
UEとパケットデータネットワーク(PDN)との間の通信セッションの作成は、それを通して通信経路がフローする、種々のネットワークエンティティ間の通信経路を作成することを伴う。ネットワーク構成要素間の仮想通信経路は、時として、ベアラサービスまたはベアラと称される。仮想接続における2つのエンドポイント間のベアラは、非エンドポイント間の通信を表すサブ接続またはベアラから成り得る。図2は、PDN接続のためのベアラおよびサブベアラの概念を図示する。示されるように、細い実線210によって表されるPDN接続が、UEとPDNとの間に確立されている。2つのエンドポイント間のこの接続は、ネットワーク内のデバイス間のベアラまたは仮想通信経路の作成から生じる。示されるように、この接続は、UE162とPGW122との間に存在すると理解され得るEPSベアラ212を備えている。EPSベアラ212は、E−UTRAN無線アクセスベアラ214(UE162からSGW138)とS5ベアラ216(SGW138からPGW122)とから成ると理解され得る。なおさらに、E−UTRANベアラ214は、データ無線ベアラ220(UE162からeNB130)とS1ベアラ222(ENB130からSGW138)とを備えていると理解され得る。故に、任意の通信接続は、多くの場合、通信をサポートするために確立される必要がある、いくつかの仮想接続またはベアラを備えているであろう。
既存の処理によると、ベアラは、典型的には、デフォルトベアラおよび/または専用ベアラのためのアタッチプロセス中、または、専用ベアラのためのアイドルモード後の呼設定を介して確立される。ベアラは、例示的実施形態では、ベアラエンドポイントのIPアドレスおよびトンネルエンドポイントID(TEID)を備えている、「ベアラ修正要求/応答」メッセージを介して切り替えられ得る。例示的シナリオでは、「ベアラ修正要求/応答」メッセージは、S−GW138とP−GW122との間のS5インターフェース上で通信され得る。ベアラ関連メッセージングは、ネットワーク内のポイント間で変動し得る。例えば、「セッション作成要求」メッセージが、UE162とS−GW138との間にベアラを確立するために使用され得、例えば、PDN ID、タイプ、およびアドレス等のPDNについての情報を要求し得る。
(3GPP EPC−CDMA20000標準的インターネットワーキング)
図1に関連して上で説明されたもの以外のネットワーキング構成および技術が、存在し得ることを理解されたい。例えば、図3に描写されるようなアーキテクチャは、EPCへの「信頼されている」CDMA2000高速パケットデータ(HRPD)アクセスのために検討されている。図3に示されるように、2つのインターフェース、すなわち、S101およびS103が、含まれる。S101インターフェースは、システム間事前登録およびハンドオーバーのために、制御プレーン情報をHRPDアクセスネットワークとMMEとの間で搬送する。S103インターフェースは、損失のないシステム間ハンドオーバーのために、ユーザプレーンをSGWとHSGWとの間で搬送する。故に、種々の限定された試みが、ハンドオーバー等のインターネットワーキング問題に対処するために行われている。しかしながら、図3に描写されるような努力は、CDMA等の特定の技術実装におけるその適用性に限定される。
(3GPP−WLAN無線インターワーキング)
ネットワーク制御トラフィック誘導ソリューションが、WLAN−3GPP無線インターワーキング検討事項(SI)の一部として、3GPP TR37.834に提案された。対応するメッセージフローは、図4に示される。図4に示されるように、eNB/RNCノードは、WLANメトリクスの測定報告を受信し、この情報に基づいて、トラフィックをWLANに誘導するか、またはWLANから誘導するかを決定する。以下の表1は、eNB/RNCにおける受信のために提案された測定を列挙する(TR37.834参照)。受信された測定情報を評価すると、eNB/RNCは、UEにトラフィック誘導を実施するための誘導コマンドメッセージを通信する。
TR37.834(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に記載のように、これらの提案されたプロシージャは、動作可能ソリューションをもたらさず、不完全である。例えば、RANは、APN/ベアラがオフロードされ得るか(またはそうではないか)を把握する必要があるであろう。RANはまた、UEが、S2cを経由して、CNとの対応する[DSMIPv6]バインディング更新を発行し得るように、UEに知らせる手段を必要とする。これは、CNとeNBとの間の信号通信、ならびにASとNASレベルとの間のUE挙動に影響を及ぼすであろう。故に、このおよび他の努力は、前述の問題に対処する動作可能な実装を提供することができない。
(統合されたスモールセルおよびWiFiネットワークにおけるネットワーク開始ハンドオーバー)
上での説明が例証するように、現在の実践において、セルラーネットワークおよびWi−Fiインターワーキングが、PGWにおいて生じる。これは、既存のマクロセル展開とともに、WiFiホットスポットをEPCコアの中にインターワーキングさせるための悪影響が少ないソリューションと見なされていた。マクロセルサービスエリアは、典型的には、遍在的と見なされていた一方、適時的なWiFiホットスポットの可用性は、断続的であった。
そのようなインターワーキングの既存の方法は、EPCのコア内のデバイスによるアクセスおよび制御を要求するので、緩慢である。既存のハンドオーバー処理は、移動性アンカポイントとしてのPGWに依拠し、それは、PGWが全てのハンドオーバー決定を処理しなければならないので、コアネットワークにボトルネックをもたらす。さらに、全要求が、S2aインターフェースを通して受信され、それは、コアネットワーク内の深部に別の処理ボトルネックをもたらす。
さらに、ハンドオーバー決定を処理する現在の方法等のネットワークのコアにおける処理に依存する通信は、通信がネットワークコアにおよびそれから進行する場合に増加した途絶する機会を有する。さらに、このモデルは、近い将来に予期される多数のスモールセルおよび「信頼されている」WLAN展開に良好に対応しない。
出願人は、ネットワークコア、すなわち、PGWにおける既存のハンドオーバー処理が、非効率的であることに着目する。現在の実践下では、システム間ハンドオーバー中、PGWは、UEとPGWとの間の既存のGTPベースのトンネルの全体を除去し、UEからPGWへのエンティティの全ての間に新しいトンネルを確立する。除去されるトンネルは、同様に新しく作成されるトンネルによって接続されるSGWとPGWとの間のシステム間に存在するそれらの部分またはサブトンネルを含む。出願人は、要求されるハンドオーバーをサポートするために、変更される必要があるそれらの部分のみではなく、既存のトンネルの全部分を除去することによって導入される非効率性に着目する。
なおさらに、出願人は、既存のハンドオーバーおよびマルチチャネル処理が、現在の実装では、ネットワーク条件についての情報を欠いているUEによって開始されることに着目する。UEは、UEが負荷レベルおよび輻輳等のネットワーク条件に関する情報を有していないのに、ハンドオーバーおよびマルチチャネル要求を開始する。故に、UEにおいて開始される既存の処理技法下では、ハンドオーバーし、マルチチャネル接続を形成するための決定は、最適ではない情報を用いて実施されている。
多くの共同設置されるスモールセルおよびWi−Fiアクセスポイントの予測される展開を考えると、出願人は、スモールセルおよびWi−Fiアクセスポイントの近くにいくつかのインターワーキング機能性を標準化することが有益であろうことを指摘している。そのような能力は、アクセス技術にわたってユーザプレーン切り替え遅延を低減させ、MCNを通した、すなわち、PGWへの信号通信量を最小化し得る。出願人はまた、ハンドオーバーに関する決定を、多くの場合、そのような情報を欠いているUEによってではなく、関連ネットワークステータス情報へのアクセスを有するネットワーク要素によって実施させることが有益であろうことに着目する。
出願人は、ローカル移動性アンカポイントによって管理されるネットワーク開始システム間ハンドオーバーのためのシステムおよび方法を開発した。開示される実施形態の一側面によると、例えば、MME等の処理ネットワークのエッジ近くに位置するサーバまたは機械であり得るローカル移動性アンカポイントが、ハンドオーバーおよびマルチチャネル接続を形成するための要求に対応するようにプログラムされる。移動性アンカポイントは、EPCコアから離れて位置し、それによって、排他的PGW処理に関連付けられた同じボトルネックおよび遅延を受けない。さらに、移動性アンカポイントは、ネットワーク内に位置し、それによって、ネットワークのステータスに関する情報へのより容易なアクセスを有し得る。移動性アンカポイントは、ハンドオーバーまたはUEとのマルチチャネル接続の形成を開始することにおいて、ネットワークステータスに関するそのような情報を利用し得る。
出願人は、ネットワーク開始ハンドオーバーおよびマルチチャネル形成を提供するためのいくつかの実施形態を開発した。第1の実施形態では、処理は、実質的に、MMEおよびSGWにおいて実施される。MMEは、TWANおよびHeNB/LTEアクセスの両方のための共通のシステム間制御プレーン移動性アンカとしてとして動作するように拡張され、SGWは、TWANおよびHeNB/LTEアクセスの両方のための共通のシステム間ユーザプレーンアンカを提供するように拡張される。MME/SGWローカル移動性アンカポイントは、コアネットワークから離れて位置し、PGW排他的処理に関連付けられた同じボトルネックを受けない。さらに、MME/SGWは、現在のネットワーク条件ならびに関連UEにおける条件を反映する最近のデータに基づいて、ハンドオーバーを実施すること、またはマルチチャネル接続を形成することを決定し得る。MME/SGW実施形態に関連付けられた処理は、図5から11に関連して以下に論じられる。
第2の実施形態では、統合されたスモールセルおよびWiFiゲートウェイ(ISW GW)が、制御およびユーザプレーンの両方のための移動性アンカポイントとしての役割を果たす。ISW GWは、HeNB/LTEおよびTWANアクセスの両方のための制御プレーンおよびユーザプレーンゲートウェイとして作用する。ISW GWは、MMEと統合され、HeNB/LTEおよびTWANアクセスの両方のための制御プレーンサービスを提供する。ISW GWは、SGWとも統合され、HeNB/LTEおよびTWANアクセスの両方のためのユーザプレーンサービスを提供する。ISW GWローカル移動性アンカポイントは、コアネットワークから離れて位置し、PGW排他的処理に関連付けられた同じボトルネックを受けない。さらに、ISW GWは、現在のネットワーク条件ならびに関連UEにおける条件を反映する最近のデータに基づいて、ハンドオーバーを実施すること、またはマルチチャネル接続を形成することを決定し得る。ISW GW実施形態に関連付けられた処理は、図12から18に関連して以下に論じられる。
(MME/SGWベースのシステム間ハンドオーバー)
開示される実施形態の一側面によると、EPCの制御ネットワーク内に存在するMMEは、LTEおよびWi−Fiアクセスの両方のための共通の制御プレーンエンティティを提供するように拡張されている一方、EPC内に位置するSGWは、LTEおよびWi−Fiアクセスの両方のための共通のユーザプレーンゲートウェイとして機能するように拡張されている。MMEおよびSGWと、Wi−FiおよびLTEネットワークへの対応するインターフェースとの開示される組み合わせは、「統合されたスモールセルおよびWi−Fiネットワーク」(ISWN)と称され得る。ISWNは、マルチRAT端末能力、スモールセルおよびWi−Fiアクセス能力、EPCネットワーク要素、およびポリシー/トラフィック管理機能に対する強化を含み得る。
本明細書に開示されるような強化されたMMEおよびSGW機能性は、GTPベースの統合されたスモールセルおよびWi−Fi(ISW)の接続性および移動性をもたらす。一実施形態では、MMEは、LTEおよびWi−Fiアクセスのための別個のゲートウェイ(すなわち、それぞれ、SGWおよびTWAG)、または「ISW対応」SGW(組み合わせられたSGW/TWAGを含む)と相互作用し得る。UEは、TWANを介してEPCアタッチメントのために3GPP AAAサーバと相互作用する一方、TWANは、本明細書に説明されるプロシージャに従って、PDNへの接続性を確立した。
以下に説明されるように、MME/SGWは、HeNBおよびTWANアクセスの両方のために、移動性アンカポイントとして動作し、PDNへの接続および通信経路を決定するようにプログラムされる。開示される実施形態の一側面によると、単一のPDNへの/からのIPデータストリームまたは「IPフロー」の通信が、ローカル条件およびポリシーに基づいて、LTEまたはTWAN接続の別のものに切り替えられるか、またはハンドオーバーされ得る。「ハンドオーバー」特徴は、スループットを最適化し、リソース費用を最小化する目的のために、接続の選択的な使用を可能にする。
図5は、統合されたWLANおよびLTEアクセスネットワークにおける、ハンドオーバーを含むシステム間移動性を提供するためのシステムの例示的実施形態を描写する。図5に示されるように、例示的実施形態は、MME534とTWAN512との間の新しい「S1a−MME」(「S1a−C」とも称され得る)制御プレーンインターフェース590と、SGW538とTWAN512との間の新しい「S1a−U」ユーザプレーンインターフェース592とを備えている。S1a−MMEおよびS1a−Uインターフェースが整うと、MME534は、LTEネットワーク595およびTWAN512アクセスの両方のための共通の制御プレーンエンティティとして動作する一方、SGW538は、LTE595およびTWAN512の両方のためのユーザプレーンゲートウェイとして動作する。統合されたMME534およびSGW538は、ユーザ機器(UE)562が、LTEアクセスネットワーク595またはTWAN512のいずれかを通して、パケットデータネットワーク(PDN)の能力にアクセスすることを可能にする。さらに、図9および11に関連して詳細に説明されるように、UE562とPDN522との間の既存の通信接続は、LTEネットワーク595またはTWAN512の一方から他方にハンドオーバーされ得る。
図5の実施形態では、S1a−MME590およびS1a−U592インターフェースは、TWAN512内に含まれるWLAN510で終端する。一実施形態では、伝統的にTWAG560によって提供されていた機能性が、SGW538と組み合わせられている。組み合わせられたSGWおよびTWAG538は、UE562からPGW522へのデバイスホップの数を削減する利益を提供する。図5の実施形態では、S1a−MME590およびS1a−U592インターフェースは、TWAN512で終端するが、具体的には、別の実施形態に実装され得るようにTWAG560ではなく、WLAN AN510で終端する。
開示されるシステムおよび方法のある側面によると、MME534とTWAN512との間のS1a−MMEインターフェース590上のトランスポートネットワーク接続は、動作、管理、および保守(OAM)プロシージャの拡張を使用して確立される。GTPv2−Cがベースラインプロトコルスタックとして採用される実施形態では、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)が、「S1a−MME”」インターフェース上の後続信号通信メッセージの交換のために、IP経路にわたって確立される。別の実施形態では、IP経路にわたるストリーム制御トランスポートプロトコル(SCTP)が、使用され得る。
(MME/SGWシステム間ハンドオーバーのための制御プレーンスタック)
制御プレーンプロトコルスタックは、本明細書に説明される処理をサポートするように実装される。図6は、例示的実施形態と整合した制御プレーンプロトコルスタックを描写する。概して、標準的S1−APプロトコルは、その関連付けられたS1−MMEインターフェースとともに、標準的情報を(H)eNB595から/へ搬送する。
いくつかの事例では、参照点S1a−MME590を経由して使用されるS1a−APプロトコルは、本明細書に開示されるような処理をサポートするように拡張されている。例えば、例示的実施形態では、「eNB直接情報転送」メッセージが、(H)eNB595からMME534に採用され得、LTE&WiFi測定報告をMME534に通信し、MME534がハンドオーバー決定を実施することを可能にし得る。既存のシステムでは、メッセージは、「非UE関連付け」メッセージとして定義され得る。故に、メッセージは、BSS負荷およびWANメトリクス等の表1の非UE関連付けWLAN測定を転送するために使用され得る。このアプローチは、図4に関連して上で説明されたように、UE562が、RRCメッセージングを介して、WLAN指標をeNB595に通信するときに使用され得る。代替として、NASのような「測定報告」メッセージが、U(H)eNB595を介して、UE562からMME534に通信され得、それは、表1に説明されるUE関連付け測定の全てを含み得る。この場合、メッセージは、標準的RRC「アップリンク直接転送」メッセージを使用して、UE562から(H)eNB595に伝達され、標準的S1−AP「アップリンクNASトランスポートメッセージ」を使用して、(H)eNB595からMME534に伝達され得る。
例示的実施形態では、「ハンドオーバコマンド」は、3GPP TS23.401(その内容は、参照することによって全体として本明細書に組み込まれる)におけるRAT内ハンドオーバーのために定義された標準的メッセージと比較して、若干異なる情報を含み得る。特に、メッセージは、例えば、ハンドオーバー(HO)ステータスをさらに含み得る。
例示的実施形態によると、WLAN AN510とMME534との間で新しく定義されるS1a−APプロトコルは、GTPv2−Cトンネルプロトコルに基づく。S1a−APプロトコルはまた、「通知要求/応答」メッセージを採用して、初期要求、および送り先によって使用されるべき発信元の要求/ステータスおよびアドレスならびにTEIDを含むHO関連情報を通信し得る。メッセージ情報は、WLAN AN510からMME534に伝送され得、ハンドオーバーが完了し(「ハンドオーバー完了」)、WLAN AN510およびUE562がWiFi接続の準備ができていることを示す情報を含み得る。メッセージはまた、関連肯定応答のために使用され得る。別の例示的実施形態では、S1a−APは、S1−APに類似したSCTP伝送プロトコルに基づき得る。
既存の方法論では、前述のGTPv2−Cベースのメッセージは、S101インターフェース上での使用のために確保されている。本明細書に開示されるシステムおよび方法の例示的実施形態では、修正されたメッセージをS1aインターフェース上に実装するために、新しいメッセージタイプ値が、これらの異なる場合のために定義される。現在、248から255のメッセージタイプ値が、3GPP TS29.274(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるような将来的使用のために確保されている。故に、これらのメッセージタイプ値は、S1aメッセージのために使用され得る。
メッセージのより完全な説明は、新しい/修正された情報要素とともに、以下の表2に紹介される。表2では、単一のアスタリスク()で指定されるエントリは、新しいメッセージおよび情報要素である。2つのアスタリスク(**)で指定されるエントリも、新しいメッセージおよび情報要素を表すが、代替のNASベースのメッセージであり得る。メッセージフローはさらに、図8−11に関連して以下に説明されるように、アタッチおよびハンドオーバー処理の文脈において説明される。
(ユーザプレーンプロトコル)
図7は、例示的実施形態との使用のためのユーザプレーンプロトコルスタックを描写する。示されるように、LTE UE562と(H)eNB595との間の通信は、標準的Uuインターフェースを経由して生じる。標準的SWwインターフェースは、WiFi UE562をWLAN AN510に接続する。
(H)eNB595およびWLAN AN510は、ユーザプレーンデータをGTP−Uトンネルの中にカプセル化し、それをサービングGW538に送信する。示されるように、新しく定義されたS1aインターフェースは、WLAN AN510とS−GW538との間のGTP−Uプロトコルを使用して、ユーザプレーンデータを搬送する。サービングGW538(H)からeNB595またはWLAN AN510へのGTPトンネルは、利用されているエアインターフェースに基づいて、ハンドオーバー決定エンティティ(例えば、MME534)によって決定付けられるように、アクティブ化/非アクティブ化される。サービングGW538とPDNゲートウェイ522との間のGTP−Uトンネルは、標準的プロトコルに一致する。UE562は、WiFiまたはLTEエアインターフェースを使用するかどうかにかかわらず、同じIPアドレスおよびPDN GW522へのIP接続を有することを理解されたい。
(MMEを介した信頼されているWLAN初期PDN接続)
UE562が、PGW522を介してPDNと通信し得る前に、UE562は、PGW522にアタッチしなければならない。例示的実施形態では、MME534は、TWAN512を介して、UE562アタッチメントを調整する。初期接続は、新しく定義されたS1a−MMEインターフェース590を経由して、調整される。例示的実施形態では、WLCPプロトコルは、WiFiエアインターフェースを経由して採用され、GTPv2−C通知要求/応答メッセージは、S1a−MMEインターフェース590を経由して通信される。標準的セッション作成要求メッセージは、MME534、S−GW538、およびPGW522間で通信される。
図8A−Bは、TWAN522とPGW522との間のMME534調整経路形成に関連付けられた例示的メッセージフローを描写する。図8Aを参照すると、ステップ0において、トランスポートネットワーク層(TNL)接続が、例えば、OAMを介して、TWANとMMEとの間に確立されるか、または確立されたことが確認される。3GPP AAAサーバは、ISW対応MME、ISW対応SGW、およびISW対応TWANについての情報で構成され、それらを維持する。
図8Aのステップ1において、UE562は、オペレータの信頼されているWLANアクセスネットワーク(TWAN)512の一部である、Wi−Fiアクセスポイント(AP)510に関連付けをする。関連付けは、SWwインターフェースを介した標準IEEE802.11プロシージャを介して生じる。UE562は、事前構成された情報、ANDSFポリシー、ANQP信号通信等に基づいて、特定のWiFi AP510との関連付けを発見および試行し得る。
ステップ2において、EAP認証が、既存の標準的プロシージャを使用して実施される。EAPペイロードは、3GPP TR23.852(その内容は、参照することによって全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるSaMOGフェーズ2ソリューションに従って、WLCPベースのプロトコルの使用をトリガする指示を含む。
ステップ3において、UE562は、SaMOGフェーズ2「WLAN制御プロトコル」(WLCP)に基づいて、PDN接続を要求する。より具体的には、UE562は、「PDN接続要求」メッセージをWLAN AN510に通信する。例示的実施形態では、メッセージは、例えば、PDN接続要求メッセージ識別、プロシージャトランザクション識別、要求が初期要求であることを識別する要求タイプ、PDNタイプ、アクセスポイント名(APN)、プロトコル構成選択肢、および関連情報要素を含み得る。図8の実施形態では、WLCPは、WLAN AN510によって終端されると仮定される。処理は、WLCPが信頼されているWLANアクセスゲートウェイ(TWAG)560において終端されるシナリオでは、異なり得る。
ステップ4において、WLAN AN510は、「通知要求」メッセージを生成し、S1a−MMEインターフェース590を経由して、MME534に伝送する。例示的実施形態では、メッセージは、例えば、RATタイプ、制御プレーンのためのWLAN ANトンネリングエンドポイント識別子(TEID)、ユーザプレーンのためのWLAN ANアドレス、ユーザプレーンのWLAN TEID、EPSベアラ識別、デフォルトEPSベアラQoS、課金特性、初期アタッチ指示、WLAN識別子、およびUE時間帯を含み得る。メッセージは、GTPv2−Cベースのプロトコルへの拡張を使用して通信され得る。RATタイプは、非3GPPIPアクセス技術タイプ(例えば、ISW−WLAN)を示す。TWAN識別子は、UEがアタッチされるアクセスポイントのSSIDと、さらに、BSSIDとを含む。EPSベアラ識別およびデフォルトEPSベアラQoSパラメータは、S1aベアラ識別およびデフォルトS1aベアラQoSを伝達する。
ステップ5において、MME534は、場所更新プロシージャおよびHSS570からの加入者データ読み出しを実施し得る。この要求される情報は、MME534によって、ステップ2に記載のUEとHSSとの間の以前の認証に照らして、UEがPGW522へのアクセスを付与され得るかどうかを決定するために使用され得る。
ステップ6において、MME534は、S11インターフェースを経由して、「セッション作成要求」メッセージをサービングGWに送信する。メッセージは、例えば、APN、IMSI、RATタイプ、BSSID、SSID、および好適な任意の他の情報を含み得る。
ステップ7において、SGW538は、S5インターフェースを経由して、「セッション作成要求」メッセージをPGW522に通信する。
ステップ8において、動的ポリシーおよび課金制御(PCC)が実装されている場合、PGW522は、QoSおよび課金ルールを読み出すために、セッション確立をポリシーおよび課金ルール機能(PCRF)594に通信する。PGW522は、その後、ルールを施行し得る。動的PCCが実装されていない場合、そのようなルールは、PGW522において事前構成され得る。
図8Aに示されるように、ステップ9において、PGW522は、S6bインターフェース596を使用して、3GPP AAAサーバ518をUE562のための関連付けられたPGW接続情報で更新する。PGW522は、関連付けられたSGW538情報も提供する。3GPP AAAサーバ518は、続いて、HSS570をSWxインターフェース580を介して受信された情報で更新する。
図8Bを参照すると、ステップ10において、PGW522は、S5インターフェース540を経由して、「セッション作成応答」メッセージをSGW538に返す。メッセージは、例えば、割り当てられたUE IPアドレス、ユーザプレーンのためのPGWアドレス、ユーザプレーンのPGW TEID、制御プレーンのPDN GW TEID、PDNタイプ、PDNアドレス、EPSベアラ識別、EPSベアラQoS、APN−AMBR、および任意の追加の好適なパラメータを含み得る。この処理の時点で、PDN GWとサービングGWとの間のGTPトンネルが、確立される。
図8Bのステップ11において、SGW538は、S11インターフェースを経由して、「セッション作成応答」メッセージをMME534に通信する。メッセージは、例えば、ユーザプレーンのためのS−GWアドレス、ユーザプレーンのS−GW TEID、および割り当てられたUE IPアドレスを含み得る。
ステップ12において、MME534は、S1a−MMEインターフェース590を経由して、「通知応答」メッセージをWLAN AN510に通信する。例示的実施形態では、メッセージは、例えば、ユーザプレーンのためのS−GWアドレス、ユーザプレーンのS−GW TEID、および割り当てられたUE IPアドレスを含み得る。この処理の時点で、サービングGWとWLAN ANとの間のGTPトンネルが、確立される。
ステップ13において、WLAN AN510は、SWwインターフェースを経由して、WLCPベースのメッセージ「PDN接続承認」を介して、UE562へのPDN接続の成功した確立に通信する。メッセージは、例えば、UE562とWLAN AN510との間のPDN接続を識別するためのPDN接続IDおよびWLAN AN510のMACアドレスを含み得る。このMACアドレスは、UE562およびWLAN AN510によって、このPDN接続のためのユーザプレーンパケットを送信するために使用され得る。
ステップ14において、UE562は、WLCPベースの「PDN接続完了」メッセージをWLAN AN510に通信する。この処理の時点で、UE562とPGW522との間の完全経路が、確立される。WLAN ANは、ここで、WLAN AN510およびSGW538を介して、UE562とPGW538との間でパケットをルーティングし得る。
((H)eNBから信頼されているWLANへのMME開始ハンドオーバー)
図8に関連して上で説明された処理は、UEが、TWANを介して、PDNにアタッチする、種々のシナリオに関する。UEがPDNにアタッチしている事例では、PDNへの接続を無線アクセスネットワークの別のもの、すなわち、WiFiおよびセルラーLTEアクセスネットワークにハンドオーバーすることは、有用であり得る。例えば、UEが、HeNB/LTEを介してPDNへの確立された接続を有する場合、MME534は、PDNへの通信をUEがPDNと有するWLAN接続にハンドオーバーすることを決定し得る。
図9A−Bは、既存のHeNB/LTE接続からWLAN接続への通信経路のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する。UEは、LTEを介してすでに接続されているPDNへの接続を確立するために、TWANを介してアタッチする。図9A−Bの例示的シナリオでは、送信元(H)eNB/LTEネットワークおよび標的TWANは両方とも、同一のISW対応MME534によって制御され、同一の独立型ISW対応SGW538によってサービス提供される。TWAN接続が確立されると、UE564は、関連付けられるHeNB/LTE接続を解除し、それによって、HeNB/LTEからTWANへのハンドオーバーを完了する。
IPセッションが、ハンドオーバー中に変化しないとすると、その関連付けられたパラメータ(例えば、QoS)は、無線ベアラが、WiFiまたはLTEプロトコルのいずれかを介してトランスポートされるとき、不変である。故に、例えば、PGW522等のコアネットワークエンティティのうちのいくつかは、MMEハンドオーバー決定について把握する必要はない。課金目的のためでも、UE加入プランが、特定のQoSがWiFiまたはLTEリンクのいずれを経由しても達成されることを定義すると仮定できる。UEは、約束されたQoSを受信する限り、エアインターフェースについて配慮しない。
図9Aを参照すると、ステップ0において、継続中のセッションが、(H)eNBアクセスを経由して確立されている。LTEデータ無線ベアラが、UE262と(H)eNB595との間にすでに存在すると仮定される。さらに、2つのGTP−Uユーザデータトンネル、すなわち、(H)eNBへ/からS−GWおよびSGWへ/からPDN GWが存在する。
図9Aのステップ1において、(H)eNBは、「RRC:システム間測定報告」をUE562から受信する。既存の技術を使用して、UE562は、3GPP TS36.331(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるようなUTRA、GERAN、またはCDMA2000周波数のシステム間測定を実施することが要求され得る。本明細書に開示される実施形態では、UE562は、例えば、RCPI、RSNI、BSS負荷、およびWANメトリクスを含む、前述の測定も収集および通信し得る。一般に、報告されるWiFi測定は、例えば、そのRSSIがある閾値を上回るそれらのアクセスポイント等、複数のWiFiアクセスポイントを表す。
ステップ2において、(H)eNB595は、S1−MMEインターフェースを経由して、メッセージ「eNB直接情報転送(測定報告)」を送信することによって、測定報告をMME534に転送する。メッセージは、典型的には、UE562によって(H)eNB595に送信されるものと同じ測定情報を含む。
図9Aにステップ1aとして指定される別の例示的実施形態では、測定は、新しく提案されたNAS「測定報告」メッセージを介して送信され得、NAS「測定報告」メッセージは、測定報告を含む「RRC:UL情報転送」メッセージを使用して(H)eNB595を介してUE562からMME534にトランスポートされる。
図9Aにステップ2aとして指定されるさらに別の例示的実施形態では、(H)eNB595は、S1−MMEインターフェースを経由して、「アップリンクNASトランスポート」を介して、測定報告をMME534に転送し得る。
ステップ3において、LTE HeNB595およびWiFiネットワーク512から収集される測定報告に基づいて、MME534は、WiFi/TWAN512にハンドオーバーするか、またはHeNB/LTEエアインターフェース595の使用を継続するかのいずれかを決定する。故に、処理は、MMEベースのネットワーク開始ハンドオーバーである。MME534は、WiFi/WLAN512へのハンドオーバーを開始することを決定する。
ステップ4において、MME534は、S1a−MMEインターフェース590を経由して、「通知要求」メッセージをWLAN AN510に伝送することによって、ハンドオーバー要求をTWAN512に通信する。メッセージは、例えば、SGWアドレス、SGW TEID、PGW ID、APN、およびHO要求を含み得る。メッセージは、アップリンクデータ伝送のためにWLAN AN510によって使用される、SGW538のTEIDおよびアドレスを含み得る。
ステップ5において、WLAN AN510は、新しく提案されたS1a−MMEインターフェース590を経由して、「通知応答」メッセージをMME534に通信し、HOのステータスを示す。メッセージは、例えば、WLAN ANアドレス、WLAN AN
TEID、およびHOステータスを含み得る。HOステータスは、通常、WLAN ANが任意の追加のUEを許可しない場合を除き、「成功」ステータスである。
図9Aのステップ6において、MME534は、「ハンドオーバコマンド」メッセージを(H)eNB595に通信する。メッセージは、(H)eNB595にハンドオーバーを実施すべきことを知らせる。
図9Bを参照すると、ステップ7において、(H)eNB595は、UE562に「E−UTRAからの移動」メッセージを使用して、ハンドオーバーを実施することをコマンドする。このメッセージは、UE562によって、「ハンドオーバコマンド」メッセージとして知覚される。
図9Bにステップ6aとして指定される代替実施形態では、新しく提案されたNAS「ハンドオーバー(HO)コマンド」メッセージは、S1−MMEインターフェース590を経由して、「ダウンリンクNASトランスポート」メッセージを使用して、(H)eNB595を介してMME534からUE562に通信され得る。ステップ7aにおいて、ハンドオーバー(HO)コマンドメッセージは、「RRC:DL情報転送」メッセージを使用して、(H)eNB595によってUE562に転送される。
例示的実施形態では、UE562は、転送またはハンドオーバーが生じていることの指示を提供するようにプログラムされ得る。例えば、UE562は、ハンドオーバーを実装するためのコマンドの受信に応答して、ユーザにハンドオーバーを知らせるか、またはユーザからハンドオーバーを進めるための許可を要求するユーザインターフェースを提示するようにプログラムされ得る。例えば、UE562は、図10Aおよび10Bに描写されるようなユーザインターフェースを提示するようにプログラムされ得る。図10Aに示されるように、UE562は、ユーザインターフェースを生成および表示し、アクセスネットワーク、すなわち、LTEとWiFiとの間の切り替えが生じるであろうことの通知を提供し得る。示されるように、ユーザインターフェースは、提案されている切り替えを識別し、切り替えが肯定応答されたことを示すためにユーザが押下し得る選択可能ボタン等のユーザインターフェース特徴を提供し得る。代替実施形態では、UE562は、アクセスネットワーク間の切り替えを承認するユーザからの入力を要求するユーザインターフェースを生成および表示するようにプログラムされ得る。例えば、図10Bに描写されるようなユーザインターフェースが、UE562によって生成され得る。示されるように、ユーザインターフェースは、提案されているアクセスネットワーク間の切り替えを識別し(例えば、WiFiからLTEまたはLTEからWiFi)、ユーザが押下し、要求される切り替えが承認されることを示し得る選択可能ボタン等のユーザインターフェース特徴を提供し得る。図10Bの例示的実施形態では、ユーザインターフェースは、ユーザが、提案された切り替えに同意することを選択するか、または提案された切り替えを承認しないことを選択するかのいずれかであり得る選択可能ボタンを提供し得る。UE562が、ユーザが提案された切り替えに同意することを示す入力を受信する場合、処理は、以下に説明されるように継続する。しかしながら、UE562が、切り替えの権限が承認されないことを示す入力を受信する場合、提案された切り替えを実施するためのさらなる処理は、終了され得る。
ハンドオーバーの処理継続が承認される事例では、ステップ8において、UE562は、WLCPトランスポートのために使用されるべきIPv4アドレスを得る。UE562を識別するために、L3アタッチ要求が、3GPP TS23.402(その内容は、本明細書に全体として組み込まれる)に説明されるようなUE L2アドレス(MACアドレス)を含むL2フレーム内でトランスポートされると仮定される。
図9Bのステップ9において、UE562は、信頼されているWLAN512を発見し、アクセス認証および承認を実施する。WLAN識別(SSIS、BSSID等)は、HOコマンド内にMMEによって提供され得る。
ステップ10において、WLAN AN510は、「通知要求」メッセージ(HOを完了する)を生成し、新しく提案されたS1a−MMEインターフェース590を経由して、MME534に伝送する。メッセージは、ハンドオーバプロシージャが完了し、UE562がWLAN AN510にすでに接続されていることを示す。
ステップ11において、MME534は、新しく提案されたS1a−MMEインターフェース590を経由して、「通知応答」メッセージをWLAN AN510に通信し、通知メッセージの受信を肯定応答することによって応答する。
ステップ12において、MME534は、各PDN接続のために、「ベアラ修正要求」メッセージを生成し、サービングGW538に伝送する。メッセージは、例えば、ステップ5に提供されるように、S1a−U592上のダウンリンクトラフィックのためのWLAN AN510アドレスおよびTEIDを含み得る。
ステップ13において、SGW538は、「ベアラ修正応答」メッセージをMME534に返す。処理のこのステップにおいて、S1a−U GTPベースのユーザデータトンネルが、ここで、確立される。データは、ここで、新しいWiFi経路を経由して送信されることができる。WLAN AN510において受信されるデータは、S1a−Uインターフェース592を経由してSGW595に通信され得、SGW595は、データをPGW522に通信する。
ステップ14において、MME534は、「UEコンテキスト解放コマンド」メッセージを(H)eNB595に通信することによって、(H)eNB595内のUEコンテキストを解放する。
ステップ15において、(H)eNB595は、UE562に関連するそのベアラリソースを解放し、「UEコンテキスト解放完了」メッセージで応答する。
ステップ16において、MME534は、動作指示フラグを含む、「セッション削除要求」メッセージをSGW538に通信することによって、SGW538内のEPSベアラリソースを解放する。動作指示フラグが設定されない場合、これは、SGW538にSGWが3GPP TS23.401(その内容は、参照することによって全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるように、PGW522に向けて削除プロシージャを開始しないことを示す。
ステップ17において、SGW538は、「セッション削除応答」メッセージを通信することによって、リソース除去を肯定応答する。
(信頼されているWLANから(H)eNBへのMME開始ハンドオーバー)
図9A−Bに関連して説明される処理では、既存のHeNB/LTE接続からWLAN接続への通信経路のハンドオーバーが、実施される。当然ながら、MME534は、通信をWLANからHeNB/LTE接続にハンドオーバーすることを決定し得る。
図11A−Bは、既存のWLAN接続からHeNB/LTE接続への通信経路のハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写する。UEは、HeNBを介してアタッチし、TWANを介してすでに接続されているPDNへの接続を確立する。図11A−Bの例示的シナリオでは、ソース(H)eNB/LTEアクセスネットワークおよびTWANは両方とも、同じISW対応MME534によって制御され、同じ独立型ISW対応SGW538によってサービス提供される。HeNB接続が確立されると、UE562は、関連付けられたTWAN接続を解放し、それによって、TWANからHeNB/LTEへのハンドオーバーを完了する。
図11Aを参照すると、ステップ0において、継続中のセッションが、信頼されているWiFiアクセスを経由して確立されている。無線伝送を経由したWiFiが、UEとWLAN ANとの間にすでに存在すると仮定される。さらに、2つのGTP−Uユーザデータトンネル、すなわち、1つ目は、WLAN AN510へ/からSGW538、2つ目は、SGW538へ/からPGW522が存在する。
図11Aのステップ1において、UE562は、新しいメッセージ、すなわち、WLCPプロトコルの中に組み込まれる、「測定報告」を生成し、WLAN AN510に通信する。例示的実施形態では、測定報告メッセージは、LTE近隣リスト測定とともに、表1に記載されるWiFi測定を含む。
ステップ2において、WLAN AN510は、新しく提案されたS1a−MMEインターフェース590を経由して、「直接転送要求」メッセージを使用して、測定報告をMME534に通信する。このメッセージは、例えば、ステップ1において、UE562によってWLAN AN510に送信されたものと同じ測定情報を含み得る。
ステップ3において、WiFi(WLAN)およびLTE側から収集される測定報告を使用して、MME534は、通信をHeNB/LTE接続にハンドオーバーするか、またはWiFi(WLAN)エアインターフェースの使用を継続するかのいずれかを決定する。図11に関連する例示的シナリオでは、MME534は、測定報告情報に基づいて、LTEアクセスネットワークにハンドオーバーさせることを決定する。
ステップ4において、MME534は、「ハンドオーバコマンド」メッセージとも称され得る、「直接転送要求」メッセージをWLAN AN510に送信する。例示的実施形態では、メッセージは、SGWアドレス、S1a−UアップリンクTEID、およびHOステータスを含み得る。メッセージは、WLAN AN510にSGW538に割り当てられたS1a−UアップリンクTEIDを識別するデータを提供する。
ステップ5において、WLAN AN510は、WLCPプロトコルを使用して、新しく定義された「ハンドオーバコマンド」メッセージをUE562に転送し、UE562に(H)eNB595とアタッチメントプロシージャを開始することを知らせる。
図9に関連して上で説明された処理と同様に、UE562は、図10Aおよび10Bに描写されるものに類似した1つ以上のユーザインターフェースを生成し、アクセスネットワークの差し迫った切り替えの通知を提供するか、または切り替えを実施するための承認を要求するようにプログラムされ得る。
ステップ6において、UE562は、「RRC:アタッチ要求」メッセージを生成し、(H)eNB595に「ハンドオーバー」指示とともに伝送する。
ステップ7において、(H)eNB595は、「アタッチ要求」メッセージをMME534に通信する。
ステップ8において、MME534は、3GPP TS23.401(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるように、HSS570にコンタクトし、UE562を認証し得る。
図11Aのステップ9において、成功した認証後、MME534は、TS23.401に規定されるように、場所更新プロシージャおよびHSS570からの加入者データ読み出しを実施し得る。
図11Bのステップ10−13は、3GPP TS23.401の第5.3.2.1節(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるE−UTRAN初期アタッチメントプロシージャのステップ17−20に類似する。しかしながら、ステップ10では、MME534は、UE IPアドレスに加え、SGW538 TEIDを(H)eNB595に通信することを理解されたい。それに応答して、ステップ13において、(H)eNB595は、(H)eNB TEIDをMME534に通信する。
図11Bのステップ14において、MME534は、各PDN接続のために、「ベアラ修正要求」を生成し、SGW538に伝送する。メッセージは、例えば、S1−Uインターフェース上のダウンリンクトラフィックのための(H)eNBアドレスおよびTEIDを含み得る。
ステップ15において、SGW538は、「ベアラ修正応答」メッセージをMME534に返す。この処理におけるステップでは、S1−U GTPベースのユーザデータトンネルが、確立される。LTEアクセスネットワークを経由した通信経路が、データを通信するために利用可能となる。HeNB595において受信されるデータは、S1−Uインターフェース598を経由して、SGW595に通信され得、SGW595は、データをPGW522に通信する。
ステップ16において、MME534は、「通知要求(ハンドオーバ完了)」メッセージを生成し、WLAN AN510に通信し、それにハンドオーバー完了を知らせる。
ステップ17において、WLAN ANは、「WLCP:PDN切断要求」をUE562に送信し、UE−TWAN接続を解放する。
ステップ18において、UE562は、「WLCP:PDN切断承認」メッセージをWLAN AN510に通信することによって、解放を肯定応答する。
(ISW GWベースのシステム間ハンドオーバー)
図5−11に関連して上で説明されたシステムでは、システム間アタッチメントおよびハンドオーバーは、MME534によって管理および開始される。別の実施形態によると、統合されたスモールセルおよびWiFi(ISW)ゲートウェイ(GW)が、ハンドオーバー動作を開始および管理し得る。ISW GWは、移動性管理エンティティ(MME)およびサービングゲートウェイ(SGW)と統合され、3GPPアクセスネットワークおよびTWANの両方とのインターフェースを有する。ISW GWは、LTEアクセスネットワークおよびTWANの両方のための共通の制御ゲートウェイおよび共通のユーザゲートウェイとして動作する。ユーザ機器(UE)は、ISW GWを用いることによって、LTEアクセスネットワークまたはTWANのいずれかを通して、パケットデータネットワーク(PDN)の能力にアクセス可能である。さらに、ISW GWは、LTEアクセスネットワークまたはTWANの一方から他方へのUEとPDNとの間の既存の通信接続のハンドオーバーを開始および管理する。
(ISW GWベースのネットワーク開始ハンドオーバーのためのアーキテクチャ)
図12は、WLANとHeNB/LTEアクセスネットワークとの間の通信のネットワーク開始ハンドオーバーのためのISW GWベースのシステムの例示的実施形態を描写する。ISW GW690は、EPC614のPDNへのHeNB630およびWLAN612アクセスの両方のための共通の制御プレーンおよびユーザプレーンを提供する。
新しいインターフェース「S1a」692は、TWAN612とISW GW690との間の制御プレーンおよびユーザプレーン通信の両方をサポートする。図12の例示的実施形態では、インターフェースS1aは、TWAN612のWLAN AN610で終端する。S2aインターフェース620は、UE662がISW GWを介して接続されないとき等、旧来の展開をサポートするために使用され得る。
ISW GW690は、制御プレーンインターフェースS1−MME632およびユーザプレーンインターフェースS1−U236を経由して、HeNBネットワーク630とインターフェースをとる。例示的実施形態では、ISW GW690は、HeNB GW152(図1)によって従来提供される機能性を組み込むことを理解されたい。ISW GW690はさらに、SeGW157およびHeMS155(図1)によって従来提供される機能性を提供し得る。
ISW GW690は、S1−MME’制御プレーンインターフェース635を経由して、MME634とインターフェースをとり、S1−U’ユーザプレーンインターフェース637を経由して、SGW638と通信する。制御プレーンインターフェースS1−MME’635は、実質的に、従来のS1−MMEインターフェースとして動作するが、本明細書に説明されるような処理に対応するように拡張されている。ISW GW690は、HeNBに向けたGTP−Uトンネルの設定を制御する。ユーザプレーンインターフェースS1−U’637は、実質的に、従来のS1−Uインターフェースとして動作するが、本明細書に説明されるような処理に対応するように拡張されている。
S1a、S1−MME、S1−MME’、S1−U、およびS1−U’インターフェースが整うと、ISW GW690は、HeNB/LTEアクセスネットワーク630およびTWAN612アクセスの両方のための共通の制御プレーンエンティティおよびユーザプレーンエンティティとして動作する。ISW GW690は、HeNB/LTEアクセスネットワーク630およびTWAN612アクセスのための共通の制御プレーンサービスを提供するために、MME634に依拠し、HeNB/LTEアクセスネットワーク630およびTWAN612アクセスの両方のための共通のユーザプレーンサービスを提供するために、SGW638に依拠する。図16A−Bに関連して以下に詳細に説明されるように、ISW GW690および統合されたMME634およびSGW638は、ユーザ機器(UE)662が、HeNB/LTEアクセスネットワーク630またはTWAN612のいずれかを通して、パケットデータネットワーク(PDN)の能力にアクセスすることを可能にする。さらに、図17および18に関連して詳細に説明されるように、UE662とPDN622との間の既存の通信接続は、HeNB/LTEアクセスネットワーク630またはTWAN612の一方から他方にハンドオーバーされ得る。
前述のように、インターフェースS1−MME’635およびS1−U’637は、既存のインターフェースS1−MMEおよびS1−Uに整合して動作するが、本明細書に説明されるような機能性を提供するために拡張されている。SWw’、Sta’、SWx’、およびS6a’インターフェースも同様に、既存のプロトコルに整合して動作するが、開示される機能性をサポートするために、追加の情報要素で拡張されている。拡張されるプロトコルを搬送するインターフェースは、アポストロフィ(‘)で示される。
開示される実施形態のある側面によると、GTPv2−CおよびGTP−Uプロトコルが、要求に応じて、適切な拡張とともに、新しいS1aインターフェース692を経由して、使用され得る。GTPv2−Cベースの拡張は、本明細書に開示される特徴を実装するために十分である。代替実施形態では、S1−APプロトコルに基づく新しい「S1a−AP」プロトコルは、GTPv2−C拡張と同じ情報を伝達するように定義され得、さらに、UDP/IPの代わりに、SCTP/IPを使用し得る。
例示的実施形態では、信頼されているWLAN612とISW GW690との間のS1aインターフェース692上のトランスポートネットワーク接続は、動作、管理、および保守(OAM)プロシージャの拡張を使用して確立され得る。これらおよび他のOAMプロシージャは、HeNB構成のために以前に定義されたようなTR−069プロトコルへの信頼されているWLAN拡張を介して、実装され得る。
図13は、ISW GW690の機能的構成要素を図示するブロック図を描写する。ISW GW690は、HeNB630とMME634との間にある。ISW GW690は、ISW GW690がMME634であるかのように、HeNB690と通信する。言い換えると、ISW GW690は、標準的S1−APプロトコルを使用して、標準的HeNB−MMEメッセージを伝送および受信する。故に、図13に描写されるように、ISW GW690は、標準的MMEスタックを採用するMMEプロキシ710を備え、標準的S1−MME参照点632を経由して、HeNB630と通信する。MMEプロキシ710の機能の1つは、S1−AP632を使用して、情報をHeNB630から受信し、それをISW GW690内の処理を調整するインターワーキング機能(IWF)791にフィードすることである。IWF791は、図16−18に関連して以下に説明されるように、トラフィック管理を提供し、TWAN612、HeNB630、MME634、およびSGW638間でデータをルーティングするように適合される。
SGWプロキシ712は、MMEプロキシ710と類似様式で動作するが、ユーザプレーンのためにそのように動作する。
信頼されているWLANインターフェースまたはプロキシ714は、TWAN制御およびユーザプレーンのためのプロキシとして動作する。TWANインターフェース714の機能の1つは、TWANユーザ/制御プレーンをIWFに伝達することである。例示的実施形態では、制御プレーンは、GTPv2−Cトンネリングプロトコルを使用して、通信され得る。ユーザプレーンは、GTP−Uトンネルプロトコルを使用して、通信され得る。ユーザおよび制御プレーンは両方とも、S1aインターフェース参照点612を経由して、搬送される。
IWF791は、HeNB630およびWLAN612の両方の制御プレーン情報を、ISWネットワーク(ISWN)プロキシ716を介して、MME234に通信する。言い換えると、ISWNプロキシ716は、S1−MME’参照点635を経由して、制御プレーン情報をIWF791からMME634に伝達することを担う。MME634が、HeNB630およびWLAN612についての制御プレーン情報を受信すると、MME634は、トラフィック管理ポリシーを適用し得る。ポリシーは、UE662によって伝達されるANDSF情報、UEの加入に基づいて受信されるHSS情報、またはMME634において知覚されるローカル条件をから導出され得る。IWF791は、主に、トラフィック管理ポリシーを実行し、適宜、HeNB630またはTWAN612のいずれかにユーザプレーンをルーティングすることを担う。ダウンリンクにおいて、例えば、WiFiエアインターフェースが、低輻輳率を有し、MME634が、LTEエアインターフェースの代わりに、それを利用することを決定する場合、MME634は、WiFi経路をアクティブ化するために、ISWNプロキシ716を介して、決定をIWF791に送信する。その結果、ユーザプレーンは、IWF791においてSGW638から受信され、IWF791によって、TWANインターフェース714を介して、WLAN610にダイレクトされる。
例示的実施形態では、EPCアーキテクチャの標準的エンティティである、セキュリティゲートウェイ(SeGW)720が、ISW GW690に追加され得る。それは、HeNB/TWANとISW GWとの間のインターフェースに位置付けられ、EPCにアクセスすることのセキュリティを保証し得る。
(ISW GWベースのハンドオーバーにおける制御プロトコルアーキテクチャ)
前の議論から着目されるように、開示されるシステムおよび方法は、既存のプロトコルおよびインターフェースを採用する。しかしながら、いくつかの事例では、既存のプロトコルおよびインターフェースは、開示される処理をサポートするために、拡張されている。さらに、いくつかの事例では、新しいプロトコルおよびインターフェースが、作成されている。図14は、開示される実施形態と整合した例示的プロトコルスタックを描写する。示されるように、ISW GW690は、新しく提案されたS1aインターフェース692を経由して、新しく提案されたS1a−APプロトコルを介して、WLAN AN610と通信する。ISW GW690は、標準的S1−MMEインターフェースを経由して、標準的S1−APプロトコルを使用して、HeNB630と通信する。図6に関連して上で説明された実施形態では、S1a−APプロトコルは、UDPに基づく、GTPv2−Cトンネリングプロトコルであった。図14に描写される実施形態では、同じプロトコルが、採用され得るか、またはS1−APプロトコルに類似したSCTPに基づく別のトランスポートプロトコルが、採用され得る。図14に描写される実施形態では、SCTPベースのプロトコルスタックが、S1aインターフェース692上で採用される。ISW GW690は、新しく定義されたS1−MME’インターフェース635を経由して、同様にSCTPに基づく、新しく提案されたS1−AP’プロトコルを使用して、MME634と通信する。S1−AP’は、S1−APの拡張バージョンであり、S1−APおよびS1a−APプロトコルの情報を搬送する。
メッセージのより完全な説明は、新しい/修正された情報要素が、以下の表3に紹介される。表3では、アスタリスク()で指定されるエントリは、新しいメッセージおよび情報要素である。メッセージフローはさらに、図16−18に関連して以下に説明されるように、アタッチおよびハンドオーバー処理の文脈において説明される。
(ISW GWベースのハンドオーバーにおけるユーザプレーンプロトコルアーキテクチャ)
図15は、ISW GW展開ネットワークのユーザプレーンプロトコルスタックを示す。例示的ISW GW690実施形態におけるユーザプレーンプロトコルスタックは、図7に関連して上で説明されたものに類似する。例示的実施形態では、ユーザプレーンプロトコルは、ISW GW690が、片側のSGW638と他側のHeNB630およびWLAN612との間に位置付けられるという点において、MME制御実施形態と異なる。
GTP−Uトンネルは、片側からのISW GW690と、他側からのHeNB(S1−Uを経由して)またはWLAN AN(S1aを経由して)との間に構築される。S1−Uインターフェースは、GTPベースのS1−Uインターフェースを経由して、ユーザプレーンをSGW638に搬送する。UE662とPGW622との間のIP接続は、利用されるエアインターフェースにかかわらず同一である。
(ISW GWを介した信頼されているWLAN初期接続)
開示されるシステムは、ISW GW690を介して、PDNへの通信経路を確立するように適合される。ISW GW690は、HeNBアクセスネットワークを通して開始される通信セッションをTWANにハンドオーバーするように適合される。ISW GW690は、同様に、TWAN612を通して開始される通信セッションをHeNBアクセスネットワーク630にハンドオーバーするように適合される。これらの各々に関連付けられた処理は、図16−18に関連して以下に論じられる。
(ISWゲートウェイを介したEPCへの初期TWAN接続)
UE662がPDNと通信し得る前に、UE662は、PGW622にアタッチしなければならない。開示されるISW GW690は、TWAN212を介してアタッチすることを促進するように適合される。
概して、アタッチ処理は、UE262が、ISW GW690を使用して、信頼されているWLAN612を介して、EPC614に接続することを伴う。図16A−Bは、ISW GW690を使用したTWAN UE662の初期PDN接続のためのメッセージフローを描写する。ステップ0、1、2、および3は、図8に関連して上で説明されたものと同一である。
図16Aを参照すると、ステップ4において、WLAN AN610は、「通知要求」メッセージを生成し、新しく提案されたS1a−MMEインターフェースを経由して、ISW GW690に伝送する。メッセージは、例えば、RATタイプ、制御プレーンのWLAN AN TEID、ユーザプレーンのためのWLAN ANアドレス、ユーザプレーンのWLANTE ID、EPSベアラ識別、デフォルトEPSベアラQoS、課金特性、初期アタッチ指示、WLAN識別子、およびUE時間帯を含み得る。メッセージは、Sa1−APプロトコルを使用して通信される。RATタイプは、非3GPPIPアクセス技術タイプ(例えば、ISW−WLAN)を示す。TWAN識別子は、UEがアタッチされているTWANのSSIDと、BSSIDとを含む。EPSベアラ識別およびデフォルトEPSベアラQoSパラメータは、S1aベアラ識別およびデフォルトS1aベアラQoSを伝達する。
図16Aのステップ5において、ISW GW690は、新しく提案されたS1−MME’インターフェース235を経由して、「通知要求」メッセージをMME634に通信する。通信は、WLAN AN610から要求内で受信される情報を含み得る。
ステップ6において、MME635は、HSS670と場所更新プロシージャを実施し、加入者データをHSSから読み出し得る。読み出された情報は、それがPGW522にアクセスし得るかどうかを決定するために、MME634によって使用され得る。
図16A−Bのステップ7−12は、図8に関連して上で説明されたステップ6−11に対応する。
図16Bに示されるステップ13において、MME635は、新しく提案されたS1−MME’インターフェース635を経由して、「通知応答」メッセージをISW GW690に通信する。メッセージは、例えば、ユーザプレーンのためのSGWアドレス、ユーザプレーンのSGW TEID、および割り当てられたUE IPアドレスを含み得る。この処理の段階で、SGW638とISW GW690との間のGTPトンネルが、確立される。
図16Bのステップ14において、ISW GW690は、新しく提案されたS1aインターフェース692を経由して、「通知応答」メッセージをWLAN AN610に通信する。メッセージは、例えば、ユーザプレーンのためのISW GWアドレス、ユーザプレーンのISW GW TEID、および割り当てられたUE IPアドレスを含み得る。この処理の時点で、ISW GW690とWLAN AN610との間のGTPトンネルが、確立される。
ステップ15において、WLAN AN610は、SWwインターフェースを経由して、WLCPベースのメッセージ「PDN接続承認」を介して、成功したPDN接続が確立されたことをUE662に通信する。WLAN AN610は、メッセージの中に、UE662とWLAN AN610との間のPDN接続を識別するためのPDN接続IDと、WLAN ANのMACアドレスとを組み込む。MACアドレスは、UE662およびWLAN AN610によって、このPDN接続のためのユーザプレーンパケットを伝送するために使用され得る。
ステップ16において、UE662は、「WLCP:PDN接続完了」メッセージを生成し、WLAN AN610に通信する。このプロセスの時点で、UE662とPGW622との間の完全経路が、確立される。WLAN ANは、ここで、WLAN AN610およびSGW638を介して、UE662とPGW622との間でパケットをルーティングし得る。
(HeNBから信頼されているWLANへのISW GW開始ハンドオーバー)
いくつかの事例では、HeNB630接続を介したUE662とPDNとの間の既存のデータフローが、TWAN612接続を介した新しい接続経路にハンドオーバーされることが所望され得る。ISW GW690は、UE662がHeNB630を介してすでに接続されているPDNとの接続を確立するために、TWAN612アタッチメントを開始するように適合される。換言すると、ISW GW690は、ベアラハンドオーバシナリオを開始する。ISW GW690は、WiFiおよびLTEの既存の接続の両方のための測定および性能統計を受信し、LTEを利用するのが最良か、またはWiFiを利用するのが最良かを決定する。ハンドオーバー決定を実施することにおいて、コアネットワークエンティティ(例えば、MME634)のいずれも関わる必要はない。故に、このソリューションは、ISW GW690をローカルシステム間移動性アンカにする。
図17A−Bは、既存のHeNB630接続から信頼されているWLAN612接続へのISW GW690開始ハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写するフロー図を描写する。
図17Aを参照すると、ステップ0において、継続中のセッションが、EPS/E−UTRANアクセスを経由して確立されていることが図示される。LTEデータ無線ベアラが、UE662とHeNB630との間にすでに存在すると仮定される。さらに、3つのGTP−Uユーザデータトンネル、すなわち、HeNB630へ/からISW GW690、ISW GW690へ/からSGW638、およびSGW638へ/からPGW622が存在する。
図17Aのステップ1において、HeNB630は、「RRC:システム間測定報告」メッセージをUE662から受信する。メッセージは、図9Aのステップ1に関連して上で説明されたものと類似する。
ステップ2において、HeNB630は、632インターフェースを経由して、メッセージ「eNB直接情報転送(「測定報告」)S1−MMEを通信することによって、測定報告をISW GW690に転送する。メッセージは、UE662によってHeNB630に通信されるものと同じ測定情報を含む。
ステップ3において、LTEおよびWiFi側から収集された測定報告およびOAMを介して構成されたポリシーに基づいて、ISW GW690は、WiFi接続にハンドオーバーするか、またはLTEエアインターフェースの使用を継続するかのいずれかを決定する。処理は、ISW GW開始ハンドオーバーに焦点を当てる。図17に描写される例示的シナリオでは、MME634は、WiFiへの損失のないハンドオーバーを有することを決定する。
ステップ4において、ISW GW690は、新しく提案されたS1aインターフェース692を経由して、「通知要求」メッセージをWLAN AN610に伝送することによって、ハンドオーバー要求をTWAN612に通信する。メッセージは、例えば、ハンドオーバー(HO)要求、ISW GWアドレス、ISW GW TEID、PGW ID、およびAPNを含み得る。メッセージは、アップリンクデータ伝送のためにWLAN
AN610による使用のために利用可能にされるように、ISW GW690のTEIDおよびアドレスを含む。
ステップ5において、それに応答して、WLAN AN610は、「通知応答」メッセージを生成し、新しく提案されたS1aインターフェース692を経由して、ISW GW690に伝送し、HOのステータスを示す。メッセージは、例えば、HOステータス、WLAN ANアドレス、およびWLAN AN TEIDを含み得る。大部分のシナリオでは、HOステータスは、特定のWLAN ANが任意の追加のUEを許可しない場合を除き、「成功」ステータスである。
ステップ6において、ISW GW690は、「ハンドオーバコマンド」メッセージをHeNB630に通信する。
ステップ7において、HeNB630は、「E−UTRAからの移動」メッセージをUE662に通信する。メッセージは、UE662によって「ハンドオーバコマンド」メッセージとして知覚される。
図9に関連して上で説明された処理と同様に、UE662は、図10Aおよび10Bに描写されるものに類似した1つ以上のユーザインターフェースを生成し、アクセスネットワークの差し迫った切り替えの通知を提供するか、または切り替えを実施するための承認を要求するようにプログラムされ得る。ユーザは、インターフェースとインターフェースをとり、切り替えを肯定応答および/または承認する。
図17Aのステップ8において、UE662は、WLCPトランスポートのために使用されるべきIPv4アドレスを得る。UE662を識別するために、L3アタッチ要求が、3GPP23.402に説明されるように、UE L2アドレス(MACアドレス)を含む、L2フレーム内でトランスポートされると仮定される。
図17Bを参照すると、ステップ9において、UE662は、信頼されているWLAN612を発見し、アクセス認証および承認を実施する。WLAN識別(SSIS、BSSID等)が、HOコマンド内でMME634によって提供され得る。
図17Bのステップ10において、WLAN AN610は、新しく提案されたS1aインターフェース692を経由して、「通知要求」メッセージ(HO完了)をISW GW690に通信する。メッセージは、ハンドオーバプロシージャの完了の指示を提供し、UE662がここでWLAN AN610に接続されていることも示す。
ステップ11において、ISW GW690は、新しく提案されたS1aインターフェース692を経由して、「通知応答」メッセージをWLAN AN610に送信し、通知メッセージ受信を肯定応答することによって応答する。
ステップ12において、ISW GW690は、新しく提案されたS1−MME’インターフェース635を経由して、「通知要求」メッセージをMME634に転送することによって、MME634にハンドオーバー決定を通信する。
ステップ13において、MME634は、新しく提案されたS1−MME’インターフェース635を経由して、「通知応答」メッセージをISW GW690に通信し、通知メッセージ受信を肯定応答することによって応答する。この処理の時点で、S1a−UGTPベースのユーザデータトンネルが、確立される。データは、新しいWiFi経路を経由して、送信されることができる。
ステップ14において、MME634は、「UEコンテキスト解放コマンド」メッセージをISW GW690に通信することによって、HeNB630内のUEコンテキストを解放する。
ステップ15において、ISW GW690は、「UEコンテキスト解放コマンド」メッセージをHeNB630に転送する。
ステップ16において、HeNB630は、UE662に関連するそのベアラリソースを解放しISW GW690に、「UEコンテキスト解放完了」メッセージで応答する。
ステップ17において、ISW GW690は、「UEコンテキスト解放完了」メッセージをMME634に転送する。
(信頼されているWLANからHeNBへのISW GW開始ハンドオーバー)
いくつかの事例では、WLANを介したUEとPDNとの間の既存のデータフローがHeNB接続を介した新しい接続経路にハンドオーバーされることが所望され得る。ISW
GW690は、TWAN612からHeNB630へのベアラハンドオーバシナリオを開始するように適合される。ISW GW690は、WiFiおよびLTEの既存の接続の両方のための測定および性能統計を受信し、LTEを利用することが最良か、またはWiFiを利用することが最良かを決定する。ハンドオーバー決定を実施することにおいて、コアネットワークエンティティ(例えば、MME634)のいずれも関わる必要はない。ISW GW690は、ローカルシステム間移動性アンカとして動作する。
図18A−Bは、既存の信頼されているWLAN612接続からHeNB630接続へのISW GW690開始ハンドオーバーに関連付けられる例示的処理を描写するフロー図を描写する。図18Aを参照すると、ステップ0において、図は、継続中のセッションが信頼されているWiFiアクセスを経由して確立されていることを認める。WiFiが、無線伝送を経由して、UE662とWLAN AN610との間にすでに存在すると仮定される。さらに、3つのGTP−Uユーザデータトンネル、すなわち、WLAN AN610へ/からISW GW638、ISW GW690へ/からSGW630、およびSGW638へ/からPGW622が存在する。
図18Aのステップ1において、UE662は、LTE近隣リスト測定とともに、表1に前述の測定を含み得るWiFi測定をWLAN AN610に通信する。情報は、「測定報告」と称され得る新しく定義されたメッセージを使用して通信され得る。メッセージは、WLCPプロトコルの中に組み込まれ得る。
ステップ2において、WLAN AN610は、新しく提案されたS1aインターフェース692を経由して、「通知要求」メッセージを使用して、測定報告をISW GW690に通信する。このメッセージは、UE662によってWLAN AN610に送信されるものと同じ測定情報を含み得る。
ステップ3において、WiFiおよびLTE側から収集される測定報告に基づいて、ISW GW690は、LTEにハンドオーバーするか、またはWiFiエアインターフェースの使用を継続するかを決定する。
ステップ4において、ISW GW690は、「通知応答」(または「ハンドオーバコマンド」)メッセージをWLAN AN610に通信する。
ステップ5において、WLAN AN610は、WLCPプロトコルを使用して、新しく定義された「ハンドオーバコマンド」メッセージをUE662に転送する。メッセージは、HeNB630とのアタッチメントプロシージャを開始するためのUE662への命令である。
図9に関連して上で説明された処理と同様に、UE662は、図10Aおよび10Bに描写されるものに類似した1つ以上のユーザインターフェースを生成し、アクセスネットワークの差し迫った切り替えの通知を提供するか、または切り替えを実施するための承認を要求するようにプログラムされ得る。ユーザは、インターフェースとインターフェースをとり、切り替えを肯定応答および/または承認する。
ステップ6において、UE662は、「RRC:アタッチ要求」メッセージを生成し、HeNB630に通信する。メッセージは、ハンドオーバーが生じることを示す。
ステップ7において、HeNB630は、「アタッチ要求」メッセージをISW GW690に通信する。
図18Aのステップ8において、ISW GW690は、新しく定義されたS1−MME’インターフェース635を介して、「アタッチ要求」メッセージをMME634に通信する。
図18Bを参照すると、ステップ9において、MME634は、3GPP TS23.401(その内容は、その全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるように、HSS670にコンタクトし、UE662を認証し得る。
図18Bのステップ10において、成功した認証後、MME634は、3GPP TS23.401に規定されるように、場所更新プロシージャおよびHSS670から加入者データ読み出しを実施し得る。
ステップ11において、MME634は、3GPP TS23.401の第5.3.2.1節(その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)において前述のE−UTRAN初期アタッチメントプロシージャのステップ17におけるように、「アタッチ承認」メッセージをISW GW690に通信する。メッセージは、S1−MME制御メッセージ「初期コンテキスト設定要求」内に含まれ得る。
ステップ12において、ISW GW690は、ステップ7においてMMEから受信された「アタッチ承認」メッセージをHeNB630に通信する。メッセージは、例えば、ユーザプレーンのために使用されるISW GW690におけるTEIDならびにISW
GWのアドレスを含み得る。
ステップ13−14は、3GPP TS23.401の第5.3.2.1節に説明されるE−UTRAN初期アタッチメントプロシージャのステップ18−19に類似する。
ステップ15において、HeNB630は、「初期コンテキスト設定応答」をISW GW690に通信する。メッセージは、例えば、HeNB630のTEIDおよびS1−Uインターフェース上のダウンリンクトラフィックのために使用されるHeNBのアドレスを含み得る。
ステップ16において、ISW GW690は、「初期コンテキスト設定応答」メッセージをMME634に通信し、ハンドオーバプロシージャが完了したことを示す。この処理の時点で、HeNB630とISW GW690との間のGTPトンネルが、確立される。データは、LTEエアインターフェースを経由して、HeNB630、ISW GW690、およびSGW638を通して、UE662とPGW622との間で交換され得る。
ステップ17において、ISW GW690は、「通知要求(ハンドオーバ完了)」メッセージをWLAN AN610に通信し、WLAN AN610に、ハンドオーバーが完了したことを知らせる。
ステップ18において、WLAN AN610は、「WLCP:PDN切断要求」を生成し、UE662に伝送し、UE−TWAN接続を解放する。
ステップ19において、UE662は、「WLCP:PDN切断承認」メッセージをWLAN AN610に送信することによって、解放を肯定応答する。
(例示的コンピューティング環境)
図19Aは、例えば、HeNBネットワーク(595、630)またはWLAN AN(510、610)を実装するために使用され得るようなUE(562、662)または無線基地局等の例示的無線通信デバイス30の系統図である。図19Aに示されるように、デバイス30は、プロセッサ32と、送受信機34と、伝送/受信要素36と、スピーカ/マイクロホン38と、キーパッド40と、ディスプレイ/タッチパッド/インジケータ42と、非取り外し可能なメモリ44と、取り外し可能なメモリ46と、電源48と、全地球測位システム(GPS)チップセット50と、他の周辺機器52とを含み得る。例示的実施形態では、ディスプレイ/タッチパッド/インジケータ42は、ユーザインターフェースの一部として動作する、1つ以上のインジケータを備え得る。デバイス30は、実施形態と一致したままで、前述の要素の任意の副次的組み合わせを含み得ることを理解されたい。図19Aのデバイス30は、上記に議論されるようなシステム間移動性システムおよび方法のためのサービングゲートウェイ拡張を使用するデバイスであり得る。
プロセッサ32は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと関連する1つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、1つ以上の特定用途向け集積回路(ASIC)、1つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプおよび数の集積回路(IC)、状態マシン等であり得る。プロセッサ32は、信号符号化、データ処理、電力制御、入出力処理、および/またはデバイス30が無線環境で動作することを可能にする任意の他の機能性を実施し得る。プロセッサ32は、伝送/受信要素36に結合され得る、送受信機34に結合され得る。図19Aは、プロセッサ32および送受信機34を別個の構成要素として描写するが、プロセッサ32および送受信機34は、電子パッケージまたはチップにともに統合され得ることを理解されたい。プロセッサ32は、アプリケーション層プログラム(例えば、ブラウザ)および/または無線アクセス層(RAN)プログラムおよび/または通信を実施し得る。プロセッサ32は、例えば、アクセス層および/またはアプリケーション層等で、認証、セキュリティキー一致、および/または暗号化動作等のセキュリティ動作を実施し得る。
伝送/受信要素36は、eNode−B、Home eNode−B、Wi−Fiアクセスポイント等に信号を伝送するように、および/またはそれらから信号を受信するように構成され得る。例えば、ある実施形態では、伝送/受信要素36は、RF信号を伝送および/または受信するように構成されるアンテナであり得る。伝送/受信要素36は、WLAN、WPAN、セルラー等の種々のネットワークおよびエアインターフェースをサポートし得る。ある実施形態では、伝送/受信要素36は、例えば、IR、UV、または可視光信号を伝送および/または受信するように構成されるエミッタ/検出器であり得る。さらに別の実施形態では、伝送/受信要素36は、RFおよび光信号の両方を伝送および受信するように構成され得る。伝送/受信要素36は、無線または有線信号の任意の組み合わせを伝送および/または受信するように構成され得ることを理解されたい。
加えて、伝送/受信要素36は、単一の要素として図19Aに描写されているが、デバイス30は、任意の数の伝送/受信要素36を含み得る。より具体的には、デバイス30は、MIMO技術を採用し得る。したがって、ある実施形態では、デバイス30は、無線信号を伝送および受信するための2つ以上の伝送/受信要素36(例えば、複数のアンテナ)を含み得る。
送受信機34は、伝送/受信要素36によって伝送される信号を変調するように、および伝送/受信要素36によって受信される信号を復調するように構成され得る。上記に留意されるように、デバイス30は、マルチモード能力を有し得る。したがって、送受信機34は、デバイス30が、例えば、UTRAおよびIEEE802.11等の複数のRATを介して通信することを可能にするための複数の送受信機を含み得る。
プロセッサ32は、非取り外し可能なメモリ44および/または取り外し可能なメモリ46等の任意のタイプの好適なメモリから情報にアクセスし、そこにデータを記憶し得る。非取り外し可能なメモリ44は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み取り専用メモリ(ROM)、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含み得る。取り外し可能なメモリ46は、加入者識別モジュール(SIM)カード、メモリスティック、セキュアデジタル(SD)メモリカード等を含み得る。他の実施形態では、プロセッサ32は、サーバまたはホームコンピュータ上等のデバイス30上に物理的に位置しないメモリから情報にアクセスし、そこにデータを記憶し得る。
プロセッサ30は、電源48から電力を受容し得、デバイス30内の他の構成要素への電力を分配および/または制御するように構成され得る。電源48は、デバイス30に電力供給するための任意の好適なデバイスであり得る。例えば、電源48は、1つ以上の乾電池バッテリ(例えば、ニッケルカドミウム(NiCd)、ニッケル亜鉛(NiZn)、ニッケル水素(NiMH)、リチウムイオン(Li−ion)等)、太陽電池、燃料電池等を含み得る。
プロセッサ32はまた、デバイス30の現在の場所に関する場所情報(例えば、経度および緯度)を提供するように構成され得るGPSチップセット50に結合され得る。デバイス30は、実施形態と一致したままで、任意の好適な場所決定方法を用いて場所情報を取得し得ることを理解されたい。
プロセッサ32はさらに、追加の特徴、機能性、および/または有線もしくは無線接続を提供する1つ以上のソフトウェアおよび/またはハードウェアモジュールを含み得る、他の周辺機器52に結合され得る。例えば、周辺機器52は、加速度計、e−コンパス、衛星送受信機、センサ、デジタルカメラ(写真またはビデオ用)、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Bluetooth(登録商標)モジュール、周波数変調(FM)ラジオユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザ等を含み得る。
図19Bは、本明細書に説明されるシステムおよび方法を実装するために使用され得る例示的コンピューティングシステム90のブロック図を描写する。例えば、コンピューティングシステム1000は、例えば、本明細書等に参照されるISW GW690、MME(534、634)、SGW(538、638)、WLAN(510、610)、TWAP(564、664)、PGW(522、622)、および3GPP AAAサーバ(518、618)として動作するデバイスを実装するために使用され得る。コンピュータシステム90は、コンピュータまたはサーバを備え得、主として、ソフトウェアの形態であり得るコンピュータ読み取り可能な命令によって制御され得、どこでも、またはどのような手段を用いても、そのようなソフトウェアが記憶もしくはアクセスされる。そのようなコンピュータ読み取り可能な命令は、コンピューティングシステム90を稼働させるように、中央処理ユニット(CPU)91内で実行され得る。多くの公知のワークステーション、サーバ、およびパーソナルコンピュータにおいて、中央処理ユニット91は、マイクロプロセッサと呼ばれる単一チップCPUによって実装される。他の機械において、中央処理ユニット91は、複数のプロセッサを備え得る。コプロセッサ81は、追加の機能を果たすか、またはCPU91を補助する、主要CPU91とは異なる随意のプロセッサである。CPU91および/またはコプロセッサ81は、例えば、ISW GW290、MME234、SGW238、WLAN210、TWAP260、PGW222、および3GPP AAAサーバ218に関連して論じられるものを含む、前述のような開示されるシステム間移動性システムおよび方法に関連するデータを受信、生成、および処理し得る。
動作時、CPU91は、命令をフェッチ、復号、および実行し、コンピュータの主要データ転送経路であるシステムバス80を介して、情報を他のリソースへ、およびそこから転送する。そのようなシステムバスは、コンピューティングシステム90内の構成要素を接続し、データ交換のための媒体を定義する。システムバス80は、典型的には、データを送信するためのデータライン、アドレスを送信するためのアドレスライン、ならびに割り込みを送信するため、およびシステムバスを動作させるための制御ラインを含む。そのようなシステムバス80の実施例は、PCI(周辺構成要素相互接続)バスである。
システムバス80に結合されるメモリデバイスは、ランダムアクセスメモリ(RAM)82および読み取り専用メモリ(ROM)93を含む。そのようなメモリは、情報が記憶され、読み出されることを可能にする回路を含む。ROM93は、概して、容易に修正されることができない記憶されたデータを含む。RAM82に記憶されたデータは、CPU91または他のハードウェアデバイスによって読み取られるか、または変更され得る。RAM82および/またはROM93へのアクセスは、メモリコントローラ92によって制御され得る。メモリコントローラ92は、命令が実行されると、仮想アドレスを物理的アドレスに変換するアドレス変換機能を提供し得る。メモリコントローラ92はまた、システム内のプロセスを分離し、ユーザプロセスからシステムプロセスを分離する、メモリ保護機能を提供し得る。したがって、第1のモードで作動するプログラムは、それ自身のプロセス仮想アドレス空間によってマッピングされるメモリのみにアクセスすることができ、プロセス間のメモリ共有が設定されていない限り、別のプロセスの仮想アドレス空間内のメモリにアクセスすることができない。
加えて、コンピューティングシステム90は、CPU91からプリンタ94、キーボード84、マウス95、およびディスクドライブ85等の周辺機器に命令を通信することに関与する、周辺機器コントローラ83を含み得る。
ディスプレイコントローラ96によって制御されるディスプレイ86は、コンピューティングシステム90によって生成される視覚出力を表示するために使用される。そのような視覚出力は、テキスト、グラフィックス、動画グラフィックス、およびビデオを含み得る。ディスプレイ86は、CRTベースのビデオディスプレイ、LCDベースのフラットパネルディスプレイ、ガスプラズマベースのフラットパネルディスプレイ、またはタッチパネルを伴って実装され得る。ディスプレイコントローラ96は、ディスプレイ86に送信されるビデオ信号を生成するために要求される、電子構成要素を含む。
さらに、コンピューティングシステム90は、PDN等の外部通信ネットワークにコンピューティングシステム90を接続するために使用され得る、ネットワークアダプタ97を含み得る。ある実施形態では、ネットワークアダプタ97は、システム間移動性システムおよび方法のための開示されるサービングゲートウェイ拡張に関するデータを受信および伝送し得る。
故に、出願人は、統合されたスモールセルおよびWiFiネットワークにおけるネットワーク開始ハンドオーバーのための改良されたシステムおよび方法を開示する。例えば、MMEまたはISW GWであり得る、システム間移動性アンカ制御ポイントが、統合されたスモールセルおよびWiFi(ISW)ネットワークにおいて既存の通信接続のハンドオーバーを開始するように適合され得る。システム間移動性アンカ制御ポイントは、HeNB/LTEネットワークおよび信頼されているWLANアクセスネットワーク(TWAN)の両方に通信可能に結合され、HeNB/LTEおよびTWANアクセスの両方のための共通の制御プレーンエンティティとして動作するように適合される。移動性アンカ制御ポイントは、HeNBネットワークおよびWLANの動作に関連する測定データを要求および受信するように適合される。測定データに基づいて、移動性アンカ制御ポイントは、既存の通信経路を介して、HeNB/LTEネットワークおよびWLANの一方がネットワークの他方にハンドオーバーされるべきかどうかを決定する。ハンドオーバーが実施されるべきことを決定すると、移動性アンカ制御ポイントは、ハンドオーバーを調整する。
開示されるシステムおよび方法は、種々の利益をもたらし得る。例えば、通信性能は、データフローのハンドオーバーに関する決定を含む、ネットワークのエッジの近くでのシステム間移動性プロシージャの実行を可能にすることによって改良される。通信待ち時間は、コアネットワークの深い、すなわち、PGWに向かう信号通信プロシージャの必要性を最小化することによって短縮される。これは、特に、MNOが共通の地理的エリア内でスモールセルおよびWi−Fiアクセスの両方を採用するとき、有益であり得る。スケーラビリティも、PGW処理負荷を減らすことによって、例えば、MMEおよびSGWにいくつかのシステム間移動性を分散させることによって改良される。
さらに、開示されるシステムおよび方法は、ハンドオーバー動作を実施することにおいて効率性を提供する。既存の処理方法によると、システム間ハンドオーバー中、PGWは、サブトンネルのうちのいくつかが、単に、データフローが新しい接続にハンドオーバーされるときに再作成される場合でも、UEとPGWとの間の古いGTPベースのトンネルの全てを切断し、完全に新しいトンネルを確立する。本明細書に開示されるシステムおよび方法によると、ハンドオーバー後に使用されないであろう、GTPベースのトンネルのそれらの部分のみが、削除される。故に、処理は、より効率的となり、システムにかかる管理上の負担は、減少される。
開示されるシステムおよび方法のさらに別の利点は、UEによってとは対照的に、ネットワークからハンドオーバーを開始することから生じる改良された制御および意思決定である。UEは、例えば、HeNBネットワークおよびTWAN上の負荷レベルおよび輻輳等のネットワーク条件についての情報を有していない。開示されるシステムでは、MMEおよびISW GWは、ネットワーク条件についての情報を読み出し、ハンドオーバーに関して情報に基づいた決定を行い得る。
例証的実施形態が開示されたが、潜在的な実施形態の範囲は、明示的に立案されるものに限定されないことを理解されたい。例えば、システムは、「信頼されている」WLANアクセスネットワーク(TWAN)を主に参照して説明されたが、想定される実施形態は、「信頼されていない」WLANを採用する実施形態にも及ぶ。実際、実施形態は、好適な無線ローカルアクセスネットワークを利用する。さらに、開示される実施形態は、開示される実施形態は、特定のプロトコルおよびメッセージフォーマットに限定されず、むしろ、任意の好適なプロトコルおよびフォーマッティングを採用し得ることを理解されたい。なおさらに、開示される実施形態は、ISW GWおよびMMEを参照するが、ISW
GWおよびMMEに関連付けられた機能性が、例えば、HeNB GW等の別の構成要素の中に組み込まれ得ること、およびそれらが依然として意図される実施形態の範囲内であることを理解されたい。
本明細書に説明される種々の技法は、ハードウェアまたはソフトウェア、もしくは適切である場合、両方の組み合わせに関連して実装され得ることを理解されたい。したがって、本明細書に説明される主題の方法および装置、またはそれらのある側面もしくは部分は、フロッピディスケット、CD−ROM、ハードドライブ、または任意の他の機械読み取り可能な記憶媒体等の有形媒体で具現化されるプログラムコード(すなわち、命令)の形態をとり得、プログラムコードがコンピュータ等の機械にロードされ、それによって実行されると、機械は、本明細書に説明される主題を実践するための装置になる。プログラムコードが媒体上に記憶される場合、当該プログラムコードが、当該アクションを集合的に実施する1つ以上の媒体上に記憶される場合、すなわち、1つ以上の媒体が、まとめて、アクションを実施するコードを含む場合であり得るが、2つ以上の媒体がある場合、コードの任意の特定の部分が任意の特定の媒体上に記憶されるという要件はない。プログラマブルコンピュータ上のプログラムコード実行の場合、コンピューティングデバイスは、概して、プロセッサ、(揮発性および不揮発性メモリおよび/または記憶要素を含む)プロセッサによって読み取り可能なである記憶媒体、少なくとも1つの入力デバイス、および少なくとも1つの出力デバイスを含む。1つ以上のプログラムは、例えば、API、再利用可能制御等の使用を通して、本明細書に説明される主題に関連して説明されるプロセッサを実装または利用し得る。そのようなプログラムは、好ましくは、コンピュータシステムと通信するように、高レベル手続き型またはオブジェクト指向プログラミング言語で実装される。しかしながら、プログラムは、所望であれば、アセンブリまたは機械言語で実装することができる。いずれの場合でも、言語は、コンパイラ型またはインタープリタ型言語であり得、ハードウェア実装と組み合わせられ得る。
例示的実施形態は、1つ以上の独立型コンピュータシステムもしくはデバイスの文脈において本明細書に説明される主題の側面を利用することを参照し得るが、本明細書に説明される主題は、そのように限定されず、むしろ、ネットワークまたは分散型コンピューティング環境等の任意のコンピューティング環境に関連して実装され得る。なおさらに、本明細書に説明される主題の側面は、複数の処理チップまたはデバイスで、またはそれらにわたって実装され得、記憶が、同様に複数のデバイスにわたって影響を受けてもよい。そのようなデバイスは、パーソナルコンピュータ、ネットワークサーバ、ハンドヘルドデバイス、スーパーコンピュータ、または自動車および航空機等の他のシステムに統合されるコンピュータを含み得る。
以下は、上での説明で出現し得るサービスレベル技術に関する頭字語のリストである。AAA 認証、承認、および課金
ANDSF アクセスネットワーク発見および選択機能
ANQP アクセスネットワーククエリプロトコル
AP アクセスポイント
APN アクセスポイント名
CAPWAP 無線アクセスポイントの制御およびプロビジョニング
DHCP 動的ホスト構成プロトコル
EAP 拡張認証プロトコル
EAP−AKA EAP認証およびキー一致
EAP−AKA’ EAPAKA「主要」
EAPoL LANを経由したEAP
EPC 進化型パケットコア
ePDG 進化型パケットデータゲートウェイ
GPRS 汎用パケット無線サービス
GTP GPRSトンネリングプロトコル
HeNB ホーム進化型ノードB
HRPD 高速パケットデータ
HS GW HRPDサービングゲートウェイ
HSS ホーム加入システム
IETF インターネット技術標準化委員会
IKEv2 インターネットキーエクスチェンジプロトコルバージョン2
IMSI 移動加入者識別番号
IP インターネットプロトコル
ISW 統合されたスモールセルおよびWi−Fi
ISWN 統合されたスモールセルおよびWi−Fiネットワーク
LTE ロングタームエボリューション
MAC 媒体アクセス制御
MAPCON マルチアクセスPDN接続
MCN モバイルコアネットワーク
MME 移動性管理エンティティ
MNO 携帯電話ネットワークオペレータ
NAS 非アクセス層
OAM 動作、管理、および保守
PCRF ポリシーおよび課金ルール機能
PDN パケットデータネットワーク
PGW PDNゲートウェイ
PMIP プロキシモバイルIP
QoE 体感品質
QoS サービス品質
RAT 無線アクセス技術
RRC 無線リソース制御
SaMOG GTPを経由したS2a移動性
SCF スモールセルフォーラム
SCTP ストリーム制御トランスポートプロトコル
SGW サービングゲートウェイ
SI 検討項目(3GPP)
SNMP シンプルネットワーク管理プロトコル
TEID トンネリング端点識別子
TWAG 信頼されているWLANアクセスゲートウェイ
TWAN 信頼されているWLANアクセスネットワーク
TWAP 信頼されているWLAN AAAプロキシ
UDP ユーザデータグラムプロトコル
UE ユーザ機器
USIM UMTS加入者識別モジュール
WBA ワイヤレスブロードバンドアライアンス
WFA Wi−Fiアライアンス
WLAN 無線ローカルエリアネットワーク
WLC 無線LANコントローラ
WLCP 無線LAN制御プロトコル
本主題は、構造的特徴および/または方法の行為に特有の言語で説明されたが、添付される請求項で定義される主題は、必ずしも、上記に説明される具体的特徴または行為に限定されないことを理解されたい。むしろ、上記に説明される具体的特徴および行為は、請求項を実装する例示的形態として開示される。

Claims (18)

  1. 方法であって、
    セルラネットワークエンティティが、セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
    前記セルラネットワークエンティティが、通信を無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続からセルラー通信アクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定し、前記決定に基づいて、ネットワーク開始ハンドオーバーを開始することと、
    前記セルラネットワークエンティティが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することであって、前記セルラネットワークエンティティは、制御プレーンデータを前記セルラネットワークエンティティと前記無線ローカルアクセスネットワークとの間で通信するための第1のインターフェースを経由して通信する、ことと、
    前記セルラネットワークエンティティが、前記ネットワーク開始ハンドオーバーに関するベアラを修正するためのメッセージをサービングゲートウェイに通信することであって、前記メッセージは、ベアラエンドポイントのトンネルエンドポイントID(TEID)を備えている、ことと
    を含む、方法。
  2. 前記セルラネットワークエンティティが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することに応答して、前記無線ローカルアクセスネットワークが、前記ユーザデバイスに、前記無線ローカルアクセスネットワークから前記セルラー通信アクセスネットワークにハンドオーバーを実施するためのメッセージを通信することと、
    前記ユーザデバイスが、ハンドオーバーを実施するための要求を前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することと、
    前記セルラー通信アクセスネットワークが、アタッチ要求を前記セルラネットワークエンティティに通信することと
    をさらに含む、請求項に記載の方法。
  3. 前記セルラネットワークエンティティが、ベアラ修正要求をサービングゲートウェイに通信することに応答して、前記サービングゲートウェイが、ベアラ修正応答を前記セルラネットワークエンティティに返すことをさらに含む、請求項に記載の方法。
  4. 前記セルラネットワークエンティティが、前記第1のインターフェースを介して、前記ハンドオーバーが完了したことを示すメッセージを前記無線ローカルアクセスネットワークに通信することと、
    前記セルラネットワークエンティティが、前記ハンドオーバーが完了したことを示すメッセージを通信することに応答して、前記無線ローカルアクセスネットワークが、前記ユーザデバイスに、前記無線ローカルアクセスネットワークとの接続を解放するためのメッセージを通信することをさらに含む、請求項に記載の方法。
  5. デバイス発信データを、前記セルラー通信アクセスネットワークを通じて前記サービングゲートウェイに通信することをさらに含む、請求項に記載の方法。
  6. システムであって、
    1つ以上のコンピューティングプロセッサと、
    前記1つ以上のコンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
    を備え、
    前記コンピューティングメモリは、実行可能命令を備え、前記命令は、前記1つ以上のコンピューティングプロセッサによる実行時、
    セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
    通信を無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続からセルラー通信アクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定し、前記決定に基づいて、ネットワーク開始ハンドオーバーを開始することと、
    前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することであって、前記通信は、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための第1のインターフェースを経由する、ことと、
    前記ネットワーク開始ハンドオーバーに関するベアラを修正するためのメッセージをサービングゲートウェイに通信することであって、前記メッセージは、ベアラエンドポイントのトンネルエンドポイントID(TEID)を備えている、ことと
    を含む動作を前記システムに実施させる、システム。
  7. 方法であって、
    統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークのためのゲートウェイであるISW GWが、セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
    前記ISW GWが、前記測定データに少なくとも部分的に基づいて、通信をセルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続から無線ローカルアクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定し、前記決定に基づいて、ネットワーク開始ハンドオーバーを開始することと、
    前記ISW GWが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーの通知を通信することと、
    前記ISW GWが、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための第1のインターフェースを経由して通信することであって、前記通知は、ISW GWトンネルエンドポイントID(TEID)を備えている、ことと、
    前記ISW GWが、前記セルラー通信アクセスネットワークに、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークにハンドオーバーするためのメッセージを通信することと、
    前記ISW GWが、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための前記第1のインターフェースを介して、ハンドオーバー通知要求を受信することと、
    前記ISW GWが、ハンドオーバー通知をセルラネットワークエンティティに通信することと
    を含む、方法。
  8. 前記ISW GWから受信することに応答して、前記セルラー通信アクセスネットワークが、前記ユーザデバイスに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーを実施するためのメッセージを通信することと、
    前記ユーザデバイスが、前記無線ローカルアクセスネットワークにアタッチすることと、
    前記無線ローカルアクセスネットワークが、前記第1のインターフェースを経由して、ハンドオーバー通知要求を前記ISW GWに通信することと
    をさらに含む、請求項に記載の方法。
  9. 前記ISW GWが、前記セルラー通信アクセスネットワークに、前記第1の既存の接続を解放するためのメッセージを通信することと、
    前記ISW GWからの前記第1の既存の接続を解放するためのメッセージに応答して、前記セルラー通信アクセスネットワークが、前記第1の既存の接続に関連するリソースを解放することをさらに含む、請求項に記載の方法。
  10. ユーザデバイス発信データを、前記無線ローカルアクセスネットワークを通じて前記ISW GWに通信することをさらに含む、請求項に記載の方法。
  11. システムであって、
    1つ以上のコンピューティングプロセッサと、
    前記1つ以上のコンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
    を備え、
    前記コンピューティングメモリは、実行可能命令を備え、前記命令は、前記1つ以上のコンピューティングプロセッサによる実行時、
    セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記セルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
    前記測定データに少なくとも部分的に基づいて、通信をセルラー通信アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続から無線ローカルアクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定し、前記決定に基づいて、ネットワーク開始ハンドオーバーを開始することと、
    前記無線ローカルアクセスネットワークに、前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークへのハンドオーバーの通知を通信することであって、前記通信は、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための第1のインターフェースを経由し、前記通知は、ISW GWトンネルエンドポイントID(TEID)を備えており、ISW GWは、統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークのためのゲートウェイである、ことと、
    前記セルラー通信アクセスネットワークに、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークから前記無線ローカルアクセスネットワークにハンドオーバーするためのメッセージを通信することと、
    制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークと通信するための前記第1のインターフェースを介して、ハンドオーバー通知要求を受信することと、
    ハンドオーバー通知をセルラネットワークエンティティに通信することと
    を含む動作を前記システムに実施させる、システム。
  12. 方法であって、
    統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークのためのゲートウェイであるISW GWが、セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
    前記ISW GWが、通信を無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続からセルラー通信アクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定し、前記決定に基づいて、ネットワーク開始ハンドオーバーを開始することと、
    前記ISW GWが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することであって、前記ISW GWは、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークに向けて通信するための第1のインターフェースを経由して通信する、ことと、
    前記ISW GWが、アタッチ要求を前記セルラー通信アクセスネットワークから受信することと、
    前記ISW GWが、アタッチ要求をセルラネットワークエンティティに通信することと、
    前記ISW GWが、前記アタッチ要求が承認されたことを示すメッセージを前記セルラネットワークエンティティから受信することと、
    前記ISW GWが、アタッチが承認されたことを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することであって、前記通信は、ISW GWエンドポイントID(TEID)を備えている、ことと、
    前記ISW GWが、初期コンテキスト設定応答を前記セルラー通信アクセスネットワークから受信することと、
    前記ISW GWが、前記初期コンテキスト設定応答を前記セルラネットワークエンティティに通信することと
    を含む、方法。
  13. ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを受信することに応答して、前記無線ローカルアクセスネットワークが、ユーザデバイスに、前記無線ローカルアクセスネットワークから前記セルラー通信アクセスネットワークへのハンドオーバーを実施するためのメッセージを通信することと、
    前記ユーザデバイスが、ハンドオーバーを実施するための要求を前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することと、
    前記セルラー通信アクセスネットワークが、アタッチ要求を前記ISW GWに通信することと
    をさらに含む、請求項12に記載の方法。
  14. 前記ISW GWが、アタッチ要求を前記セルラネットワークエンティティに通信することに応答して、前記セルラネットワークエンティティが、前記アタッチが承認されたことを示すメッセージを前記ISW GWに通信することをさらに含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記ISW GWが、アタッチが承認されたことを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することに応答して、前記セルラー通信アクセスネットワークが、初期コンテキスト設定応答を前記ISW GWに通信することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
  16. 前記ISW GWが、前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーを完了することを要求するメッセージを通信することに応答して、前記無線ローカルアクセスネットワークが、切断するための要求を前記ユーザデバイスに通信することをさらに含む、請求項15に記載の方法。
  17. システムであって、
    1つ以上のコンピューティングプロセッサと、
    前記1つ以上のコンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
    を備え、
    前記コンピューティングメモリは、実行可能命令を備え、前記命令は、前記1つ以上のコンピューティングプロセッサによる実行時、
    セルラー通信アクセスネットワークおよび無線ローカルアクセスネットワークの動作に関する測定データを受信することであって、前記測定データは、前記無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの第1の既存の接続を有するユーザデバイスにおいて収集される、ことと、
    通信を無線ローカルアクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの前記第1の既存の接続からセルラー通信アクセスネットワークを介した前記パケットデータネットワークへの第2の接続にハンドオーバーすることを決定し、前記決定に基づいて、ネットワーク開始ハンドオーバーを開始することと、
    前記無線ローカルアクセスネットワークに、ハンドオーバーが実施されるべきことを示すメッセージを通信することであって、統合されたスモールセルおよび無線ローカルエリアネットワークのためのゲートウェイであるISW GWは、制御プレーンデータを前記無線ローカルアクセスネットワークに向けて通信するための第1のインターフェースを経由して通信する、ことと、
    アタッチ要求を前記セルラー通信アクセスネットワークから受信することと、
    アタッチ要求をセルラネットワークエンティティに通信することと、
    前記アタッチ要求が承認されたことを示すメッセージを前記セルラネットワークエンティティから受信することと、
    アタッチが承認されたことを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することであって、前記通信は、ISW GWトンネルエンドポイントID(TEID)を備えている、ことと、
    初期コンテキスト設定応答を前記セルラー通信アクセスネットワークから受信することと、
    前記初期コンテキスト設定応答を前記セルラネットワークエンティティに通信することと
    を含む動作を前記システムに実施させる、システム。
  18. デバイスであって、
    コンピューティングプロセッサと、
    前記コンピューティングプロセッサと通信可能に結合されているコンピューティングメモリと
    を備え、
    前記コンピューティングメモリは、動作を実施するための実行可能コンピューティング命令を記憶しており、前記動作は、
    無線アクセスネットワークおよびセルラー通信アクセスネットワークの動作に関連する測定データを前記セルラー通信アクセスネットワークに通信することであって、前記デバイスは、前記無線アクセスネットワークおよび前記セルラー通信アクセスネットワークを経由した通信のために適合され、前記デバイスは、前記無線アクセスネットワークを介したパケットデータネットワークへの既存の接続を有する、ことと、
    前記無線アクセスネットワークから、通信を前記セルラー通信アクセスネットワークを経由した接続にハンドオーバーするためのコマンドを受信することであって、前記ハンドオーバーは、前記測定データに基づいて前記無線アクセスネットワークによって決定されたネットワーク開始ハンドオーバーであることと、
    ユーザインタフェースを介して、前記無線アクセスネットワークから前記セルラー通信アクセスネットワークへの前記ハンドオーバーの指示を表示することと、
    前記セルラー通信アクセスネットワークにアタッチすることと、
    前記無線アクセスネットワークへの前記既存の接続を解放することと、
    前記セルラー通信アクセスネットワークにおいて設定されたベアラに基づいて、データを前記パケットデータネットワークから受信し、データを前記パケットデータネットワークに伝送することであって、前記ベアラは、前記セルラー通信アクセスネットワークにおけるサービングゲートウェイによって受信された前記ネットワーク開始ハンドオーバーに関するベアラ修正要求に基づき、前記ベアラ修正要求は、ベアラエンドポイントのトンネルエンドポイントID(TEID)を備えていることと
    を含む、デバイス。
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