▶ アイピーコム ゲーエムベーハー ウント コー． カーゲーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-07
(54)【発明の名称】非３ＧＰＰハンドオーバの準備
(51)【国際特許分類】
H04W 76/22 20180101AFI20230531BHJP
H04W 36/14 20090101ALI20230531BHJP
【ＦＩ】
H04W76/22
H04W36/14
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022552230
(86)(22)【出願日】2021-05-03
(85)【翻訳文提出日】2022-11-01
(86)【国際出願番号】 EP2021061567
(87)【国際公開番号】W WO2021224183
(87)【国際公開日】2021-11-11
(31)【優先権主張番号】20173669.1
(32)【優先日】2020-05-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518144182
【氏名又は名称】アイピーコム ゲーエムベーハー ウント コー． カーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ハンス、マーティン
【テーマコード（参考）】
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K067AA23
5K067DD17
5K067DD57
5K067EE02
5K067EE10
5K067EE16
5K067JJ39
(57)【要約】
本発明は、ユーザ機器（ＵＥ）デバイスが、第１の移動通信ネットワークの第１のアクセスネットワークから第２の移動通信ネットワークの第２のアクセスネットワークに第１のデータネットワークへの接続をハンドオーバするための方法を提供し、第１の通信ネットワークにおいて非３ＧＰＰ相互接続機能への通信トンネルが確立され、第２の移動通信ネットワークへのハンドオーバ後、第２のネットワークがそのＮ３ＩＷＦへの接続を確立する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザ機器（ＵＥ）デバイスが、第１の移動通信ネットワークの第１のアクセスネットワークから第２の移動通信ネットワークの第２のアクセスネットワークに第１のデータネットワークへの接続をハンドオーバするための方法であって、前記方法は、前記第１のアクセスネットワークを用いて前記第１のデータネットワークへの前記接続を確立した後、前記第１の移動通信ネットワークの非３ＧＰＰ相互接続機能（Ｎ３ＩＷＦ）への前記接続を前記第１のアクセスネットワークを介して確立する段階と、
前記ＵＥデバイスと前記Ｎ３ＩＷＦとの間の通信トンネルを、前記Ｎ３ＩＷＦへ前記接続を介して確立する段階と、
前記通信トンネルを介して前記ＵＥデバイスの前記第１のデータネットワークへの接続を確立する段階と、
前記第２のアクセスネットワークへの接続と、前記Ｎ３ＩＷＦへのアクセスを提供する第３のデータネットワークへの、前記第２のアクセスネットワークを介した接続とを確立する段階と、
前記通信トンネルのトンネル終端を識別する接続識別子の変更を前記Ｎ３ＩＷＦに通知し、それにより前記第１のアクセスネットワークを介して確立された前記接続を前記第２のアクセスネットワークを介して継続することを可能にする段階と
を備える、方法。
【請求項2】
前記第１のデータネットワークへの前記接続が、前記第１のアクセスネットワークを用いて確立されている間に、前記Ｎ３ＩＷＦへの前記接続が確立される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記通信トンネルの確立後に、前記ＵＥデバイスは前記第１のアクセスネットワークを介した前記通信トンネルを通して前記第１のデータネットワークへ接続される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記第１のアクセスネットワークを介した前記ＵＥデバイスの、第１の接続識別子による第２のデータネットワークへの接続が前記第１の移動通信ネットワークにおいて確立され、前記第２のデータネットワークが前記Ｎ３ＩＷＦに接続可能であり、前記Ｎ３ＩＷＦへのアクセスは前記第１の接続識別子を用いて登録され、
前記第１のデータネットワークへの前記接続は、前記Ｎ３ＩＷＦを介した前記第１のデータネットワークへの接続にハンドオーバされ、
前記第２のアクセスネットワークへの前記接続に続いて、前記Ｎ３ＩＷＦは、前記第１の接続識別子から前記第３のデータネットワークへの前記接続に関連する第２の接続識別子への接続識別子の前記変更について通知される
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記第１のアクセスネットワークにおけるリソースが解放される前に、前記第１の移動通信ネットワークは、前記ＵＥデバイスと前記第１の移動通信ネットワークの前記Ｎ３ＩＷＦとを接続するための前記第３のデータネットワークへの前記接続の前記確立を準備するための情報を前記第２の移動通信ネットワークに送信する、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記第１の移動通信ネットワークは、前記第２の移動通信ネットワークのネットワーク露出機能に、前記ＵＥデバイスの前記Ｎ３ＩＷＦへのパケットデータユニットセッションのセットアップを要求するメッセージを送信する、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記第２の移動通信ネットワークには、前記第２の移動通信ネットワークが前記パケットデータユニットセッションの前記セットアップを準備するために用いる前記ＵＥデバイスの識別情報が提供される、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記ＵＥデバイスは、前記第１の移動通信ネットワークおよび前記第２の移動通信ネットワークのＮ３ＩＷＦを介して前記第２の移動通信ネットワークへ接続され、前記ＵＥデバイスは、前記第２の移動通信ネットワークの前記Ｎ３ＩＷＦを介してパケットデータユニット（ＰＤＵ）セッションをセットアップするように前記第２の移動通信ネットワークに要求し、前記第２のアクセスネットワークにアクセスした後、前記ＵＥデバイスは、前記第１の移動通信ネットワークを介した非３ＧＰＰアクセスから、前記第２のアクセスネットワークを介した３ＧＰＰアクセスへの、前記ＰＤＵセッションのハンドオーバを要求する、請求項４に記載の方法。
【請求項9】
前記第１のデータネットワークへの前記接続は、マルチアクセスパケットデータユニット（ＭＡ－ＰＤＵ）セッションである、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記ＵＥデバイスが前記第１の移動通信ネットワークに登録された時またはその後、移動通信ネットワークの変更について準備が前記ＵＥデバイスによって開始され、前記Ｎ３ＩＷＦへの接続を提供する第２のデータネットワークへのパケットデータユニット（ＰＤＵ）セッションの確立をもたらし、前記ＵＥデバイスが前記Ｎ３ＩＷＦから前記通信トンネルのセットアップおよび前記第１の移動通信ネットワークのコアネットワークにおける前記ＵＥデバイスに対する非３ＧＰＰアクセスの登録を要求する、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記ＵＥデバイスの前記第１のデータネットワークへの前記接続は、前記ＵＥデバイスから前記第１のデータネットワークへの、前記第１のアクセスネットワークを介した第１の通信ルートと、前記ＵＥデバイスから前記第１のデータネットワークへの、前記通信トンネル、前記第２のデータネットワークおよび前記Ｎ３ＩＷＦを介した第２の通信ルートとを有するマルチアクセスパケットデータユニット（ＭＡ－ＰＤＵ）セッションとしてセットアップされる、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記ＵＥデバイスの前記第１のデータネットワークへの、前記通信トンネルを介した接続を確立するために、前記ＵＥデバイスの前記第１のデータネットワークへの前記接続の、前記第１の通信ルートから前記第２の通信ルートへの切り替えが行われる、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
ユーザ機器（ＵＥ）デバイスと第１のデータネットワークとの間の接続を、移動通信ネットワークが制御する第１のアクセスネットワークから、別の移動通信ネットワークが制御する第２のアクセスネットワークにハンドオーバする前記移動通信ネットワークのための方法であって、前記方法は、前記ＵＥデバイスと前記第１のデータネットワークとの間の前記接続を前記第１のアクセスネットワークを介して確立した後、前記第１のアクセスネットワークを介して前記移動通信ネットワークの非３ＧＰＰ相互接続機能（Ｎ３ＩＷＦ）への接続を確立する段階と、
前記Ｎ３ＩＷＦへの前記接続を介して、前記ＵＥデバイスと前記Ｎ３ＩＷＦとの間に通信トンネルを確立する段階と、
前記通信トンネルを介して、前記ＵＥデバイスと前記第１のデータネットワークとの間の接続を確立する段階と、
前記通信トンネルのトンネル終端を識別する接続識別子の変更情報を第２のアクセスネットワークを介して前記Ｎ３ＩＷＦにおいて受信し、それにより前記第１のアクセスネットワークで確立された前記接続を前記第２のアクセスネットワークを介して継続することを可能にする段階と
を備える、方法。
【請求項14】
前記通信トンネルを介した、前記ＵＥデバイスと前記第１のデータネットワークとの間の前記接続の前記確立後、前記ＵＥデバイスと前記Ｎ３ＩＷＦとの間の前記通信トンネルおよび前記通信トンネルを介した、前記ＵＥデバイスと前記第１のデータネットワークとの間の前記接続を維持しながら、前記第１のアクセスネットワークを介した前記ＵＥデバイスのすべての接続を解放する段階をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、１つのアクセスネットワークと別のアクセスネットワークとの間のネットワークへの接続のハンドオーバに関する。
【背景技術】
【0002】
現在のセルラ移動通信システムは、ユーザ機器（ＵＥ）デバイスのために、様々なアクセスネットワーク（ＡＮ）を介して公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）への接続を提供する。無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）は通常、ＰＬＭＮの一部であり、ＰＬＭＮのオペレータによって配備、維持されているため、信頼性が高い。ＲＡＮのアクセス技術の例として、ＵＭＴＳ（３Ｇ）、ＬＴＥ（４Ｇ）および新無線（ＮＲ、５Ｇ）が挙げられる。さらに、ＰＬＭＮは、ＰＬＭＮの一部ではなく、３ＧＰＰ（登録商標）によって指定されていないアクセス技術を持つ外部ネットワークを介して、アクセスを提供する。そして、このアクセスタイプは、「非３ＧＰＰアクセス」と呼ばれる。ＰＬＭＮと非３ＧＰＰ ＡＮとの間に信頼関係がない通常の場合において、そのアクセスは「信頼できない非３ＧＰＰアクセス」とも呼ばれる。このような非３ＧＰＰアクセス技術についての代表的な実施例として、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）（ＷＬＡＮ）または固定された広帯域アクセスが挙げられる。
【0003】
非３ＧＰＰアクセスのための５Ｇアーキテクチャは図１に描かれている。ＰＬＭＮは、その最も重要なコアネットワークのエンティティとともに示されている。これらは、認証およびセキュリティ機能（ＡＵＳＦ）、加入者データベースなどを含むユニバーサルデータ管理機能（ＵＤＭ）、ならびに認証およびモビリティ機能（ＡＭＦ）である。これらのエンティティの主な機能は、認証、認可を含むコアネットワークへのＵＥデバイスの登録と、ネットワーク全体のＵＥデバイスのモビリティを可能にすることである。さらに、ＰＬＭＮは、データネットワークへのＵＥデバイスの各接続のためのユーザプレーン機能（ＵＰＦ）と、データルーティングおよびサービス品質（ＱｏＳ）の態様を含む、コアネットワークを通したデバイスのユーザデータ接続を管理するセッション管理機能（ＳＭＦ）とを有する。このようなデータ接続は、３ＧＰＰによって定義された５Ｇアーキテクチャにおいて、ＰＤＵセッションと呼ばれる。例示的な形式において、図１には、ＲＡＮ（ＲＡＮ１）を介してＰＬＭＮに接続された単一のＵＥデバイス（ＵＥ１）が描かれている。破線は、ＵＰＦを介した、ＵＥデバイスとインターネットなどのデータネットワークとの間の単一のユーザプレーン接続であるＰＤＵセッションを示している。
【0004】
信頼できない非３ＧＰＰアクセスネットワークは、非３ＧＰＰ相互接続機能（Ｎ３ＩＷＦ）を介してＰＬＭＮに接続される。また、図１には、非３ＧＰＰ ＡＮ、例えば公衆ＷＬＡＮホットスポットに接続され、非３ＧＰＰ ＡＮを介して、Ｎ３ＩＷＦを介したＰＬＭＮのデータネットワークに接続されるＵＥデバイス（ＵＥ２）と、ＵＰＦとの間のユーザデータのパスが描かれている。ＵＥデバイスは、ＰＬＭＮにおけるＡＭＦによって制御されるが、非３ＧＰＰアクセスネットワークはＰＬＭＮによって制御されない。図１は様々な態様で簡略化されており、例えば、ＵＥ１およびＵＥ２にサービスを提供するＵＰＦ、ＳＭＦおよびＡＭＦは、図に１つだけ示されている異なるエンティティである可能性がある。１つのＰＬＭＮが様々な異なるデータネットワークへの接続を提供するため、ＰＤＵセッションは異なるデータネットワークに接続してよい。また、ＵＥ１およびＵＥ２は、同じＵＥデバイス、すなわち、ＲＡＮに接続するためのセルラトランシーバと、公衆ホットスポットにアクセスするためのＷＬＡＮモジュールなどの非セルラトランシーバとを有する単一のデバイスであってよい。その場合、ＵＥデバイスは単一のＡＭＦからサービスを受けるが、異なるＳＭＦおよびＵＰＦがユーザデータ接続を管理および構成してよい。説明した非３ＧＰＰアクセスアーキテクチャは、本来、ＵＥデバイスを、あるＰＬＭＮへの既存のＲＡＮ接続と並行して同ＰＬＭＮに、または、あるＰＬＭＮへのＲＡＮにアクセスできない場合などには、非３ＧＰＰアクセスのみを介してそのＰＬＭＮに、接続するために導入された。
【0005】
上述のような非３ＧＰＰアクセスアーキテクチャは、単一のセルラトランスミッタまたは単一のセルラトランシーバを有するＵＥデバイスが２つの異なるネットワークに並行して登録される場合、拡張５Ｇネットワークで再利用される。その後、ＵＥデバイスは、第１のネットワークのＲＡＮを介して第１のネットワークに接続され、第１のネットワークおよび第２のネットワークのＮ３ＩＷＦを介して第２のネットワークに並列に接続される。このアーキテクチャは、図２に例示的な形式で描かれている。図は、第１のネットワークと、ＵＥデバイスに格納された第１の認証情報（Ｃｒｅｄ１）を用いて第１のネットワークのＲＡＮ（ＲＡＮ１）を介して第１のネットワークに接続されたＵＥデバイスとを示している。それは、第１のネットワークの第１のデータネットワークへの１つまたは複数の接続、すなわちＰＤＵセッションを有してよい。ＵＥデバイスは、さらに、第２のデータネットワークへの１つまたは複数のＰＤＵセッションを有する。第２のデータネットワークへの接続は、第２の認証情報（Ｃｒｅｄ２）を用いて図１におけるＵＥ２によってセットアップされたものと同様の接続のセットアップのために、ＵＥデバイスを第２のネットワークのＮ３ＩＷＦに接続する。このアーキテクチャでは、第２のネットワークから見ると、第１のネットワークは、第２のネットワークの制御下にない非３ＧＰＰアクセスネットワークである。第１のネットワークにとって、第２のネットワークは、第１のネットワークの第２のデータネットワークを介してアクセス可能なＵＥデバイスのためのサービスプロバイダに過ぎない。
【0006】
３ＧＰＰで定義されたアクセスネットワークを用いて非３ＧＰＰアクセスを提供する非３ＧＰＰアーキテクチャは、様々な例示的なネットワークで再利用されてよい。１つの例は、２つの異なるＰＬＭＮにアクセスするために複数の、例えば２つのＵＳＩＭを持つが、一度に１つのＲＡＮにのみアクセスできる送信器またはトランシーバ機能を持つマルチＵＳＩＭデバイスを用いる。この場合において、第１および第２の認証情報（図２におけるＣｒｅｄ１およびＣｒｅｄ２）は、それぞれ第１および第２のＵＳＩＭに格納されている認証情報である。第２の例は、１つのＵＥデバイスを用いて、同じ制限されたトランシーバまたは送信器の機能で、ＰＬＭＮおよび非公衆ネットワーク（ＮＰＮ）に同期的にアクセスする。その場合、第１の認証情報（Ｃｒｅｄ１）は、ＰＬＭＮにアクセスするためのＵＥデバイスにおけるＵＳＩＭに格納されてよく、第２の認証情報（Ｃｒｅｄ２）は、ＮＰＮにアクセスするためのＵＥデバイスに格納された非３ＧＰＰ認証情報、例えば証明書であってよい。
【0007】
以下では、ＰＬＭＮという用語は、一般に３ＧＰＰネットワーク、すなわち、コアネットワークおよび潜在的に１つまたは複数のＲＡＮを有するセルラ移動通信ネットワークに対して用いられる。この用語は、３ＧＰＰネットワークがＮＰＮである上述したような展開を含み、すなわち、以下におけるＰＬＭＮは公衆であっても非公衆であってもよく、明示的に記載されていない場合は区別されない。
【0008】
本発明が構築された関連するアーキテクチャは、３ＧＰＰ ＴＳ２３．５０１§§５．３０．２．７および５．３０．２．８に記載されており、例えば、バージョン１６．４．０を参照されたい。
【0009】
ＰＬＭＮへの非３ＧＰＰアクセスは、ＵＥデバイスをＰＬＭＮに登録するため、すなわち、ＵＥデバイスからＰＬＭＮによって制御されないアクセスネットワーク（Ｎ３－ＡＮ）を介してコアネットワークにアクセスするために、以下の機能を実行することを要求する。
【0010】
ＵＥは、Ｎ３－ＡＮからＩＰ接続を取得し、すなわち、通常、本明細書全体では以下で外部ＩＰアドレスと呼ばれる、ＩＰアドレスを受信し、ＵＥデバイスを少なくともＮ３ＩＷＦに、例えば、インターネットを介して接続する非３ＧＰＰアクセスネットワークにアクセスする。そして、ＵＥデバイスは、事前構成された選択ポリシに基づいて、Ｎ３ＩＷＦの選択を行う。
【0011】
ＵＥは、非３ＧＰＰアクセスネットワークを介してＮ３ＩＷＦにアクセスし、ＩＥＴＦ ＲＦＣ７２９６、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｖ２（ＩＫＥｖ２）および３ＧＰＰ ＴＳ２３．５０２，§４．１２．２に記載されているようにＮ３ＩＷＦと鍵交換を行うが、この手順は繰り返さずに本明細書に含まれるとみなされる。
【0012】
ＵＥデバイスとＮ３ＩＷＦとの間で確立されるセキュリティアソシエーション（ＳＡ）は、基本的に、その現在のＩＰアドレスおよび潜在的にポート番号で表されるＵＥデバイスと、その現在のＩＰアドレスおよび潜在的にポート番号で表されるＮ３ＩＷＦとの間の暗号化トンネルである。適用可能な場合に、ＵＥデバイスがＮＡＴを通してトンネルを確立し得るように、ＮＡＴトラバーサルの手段が含まれる。ＵＥデバイスが、ＩＥＴＦ ＲＦＣ４５５５，ＩＫＥｖ２ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｈｏｍｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ＭＯＢＩＫＥに記載されているようなＩＰアドレスの変更を克服するための手段をサポートしている場合、これらの手段もセットアップされる。
【0013】
セキュリティアソシエーション（ＳＡ）の確立は、ＵＥデバイスからＮ３ＩＷＦへの複数のメッセージ交換を含む。これらのメッセージは、暗号化トンネルの最初の確立、認証情報の交換、ＡＭＦ、ＡＵＳＦおよびＵＤＭを含むコアネットワークにおけるＵＥデバイスの認証のために提供され、最終的に、ＵＥデバイスとＮ３ＩＷＦとの間のＩＰｓｅｃトンネルを介してＮＡＳシグナリングメッセージをさらに交換するためのＩＰｓｅｃセキュリティアソシエーションを確立し、さらにＰＬＭＮのコアネットワークを通してＡＭＦに提供される。
【0014】
ＩＰｓｅｃトンネルのセットアップでは、Ｎ３ＩＷＦは、Ｎ３ＩＷＦローカルアドレス空間からの第２のＩＰアドレス、つまり内部ＩＰアドレスをＵＥに割り当てる。また、ＵＥには、同じアドレス空間から、ＵＥが制御メッセージをＣＮに（すなわち、そのＡＭＦに）アドレス指定する宛先ＩＰアドレス（いわゆるＮＡＳ＿ＩＰ＿ＡＤＤＲＥＳＳ）が提供される。Ｎ３ＩＷＦは、送信元としてＮＡＳ＿ＩＰ＿ＡＤＤＲＥＳＳを用い、ＩＰＳｅｃトンネルを介したＮＡＳシグナリングの宛先としてＵＥの内部ＩＰアドレスを用いる。
【0015】
ＵＥとＮ３ＩＷＦとの間のＩＰｓｅｃトンネルが安全にセットアップされると、ＵＥは、ＡＭＦへの論理接続を構成する経路を有する。ここで、ＵＥデバイスは選択されたＡＭＦによって制御され、それはＮ３－ＡＮでユーザプレーン機能（ＵＰＦ）を介してデータネットワークへの接続のセットアップを要求してよい。その目的のために、ＰＤＵセッションは選択されたＮ３ＩＷＦを介してセットアップされ、各ＰＤＵセッションについて、ＵＥデバイスとＮ３ＩＷＦとの間に子セキュリティアソシエーションが確立されてよい。
【0016】
このセットアップ手順は、非３ＧＰＰアクセスネットワークが別のＰＬＭＮ、例えばＮＰＮである場合にも同様に、または同じように用いられる。
【0017】
以上の説明から明らかなように、そしてさらに、参照した３ＧＰＰおよびＩＥＴＦの通信規格の詳細な説明を考慮すると、非３ＧＰＰアクセスネットワークおよびＮ３ＩＷＦを介してＵＥデバイスを登録する手順は、多くのメッセージ交換を必要とし、したがってかなりの時間を要する。登録後にＮ３ＩＷＦを介してＰＤＵセッションをセットアップすると、確立されたＳＡを介して追加のＮＡＳシグナリングメッセージの交換が必要になるため、さらに時間を消費することになる。
【0018】
本発明の主題は、強化されたハンドオーバ方法である。３ＧＰＰ ＴＳ２３．５０２ Ｖ１６．４．０§４．９．２．２では、第１のＲＡＮに接続されたＵＥデバイスと、第１のＰＬＭＮとの間にセットアップされた既存のＰＤＵセッションに対するハンドオーバ手順が説明されている。この手順は、ＰＤＵセッションを、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦを介して非３ＧＰＰアクセスネットワークへの接続にハンドオーバするためである。この手順は、信頼できない非３ＧＰＰアクセスを介した登録、信頼できない非３ＧＰＰアクセスを介したＰＤＵセッションの確立、およびＲＡＮリソースの解放の手順を含む。したがって、この手順は、非３ＧＰＰアクセスを介した登録およびＰＤＵセッションの確立が、ＲＡＮリソースがまだ使用中であり、データ転送を継続できる間に発生できることを仮定する。非３ＧＰＰアクセスおよびＮ３ＩＷＦを介してＰＤＵセッションが確立された後にのみ、ＲＡＮリソースは解放される。
【0019】
この手順は、ＵＥデバイスと第１のＲＡＮとの間の既存のリンクと並行して使用できる非３ＧＰＰアクセスネットワーク、例えば、ＷＬＡＮベースのＮ３－ＡＮに適用可能である。デバイスを一度に単一のＲＡＮに制限するトランシーバまたは送信器の機能を有するＵＥデバイスのために第２のＲＡＮおよび第２のＰＬＭＮを使用する非３ＧＰＰアクセスネットワークでは、この手順は適用できない。
【0020】
ＴＳ２３．５０２では、同じＰＬＭＮのアクセスネットワークを介してＮ３ＩＷＦへの接続を確立することは提案されていない。ＴＳ２３．５０２では、トンネルはＮ３－ＡＮを介した第１のアクセスネットワークを介した接続と並行して、および独立して確立される。
【0021】
第２のＰＬＭＮの第２のＲＡＮを使用する非３ＧＰＰネットワークのための簡単な代替手順は、第１のＲＡＮのリソースが最初に解放され、その後ハンドオーバが行われることを含むことになる。その場合、ハンドオーバは、上述した３つの手順、すなわち、第１のＰＬＭＮにおけるＮ３ＩＷＦを介したＵＥデバイスの登録、第１のＰＬＭＮにおけるＮ３ＩＷＦを介したＰＤＵセッションのセットアップ、およびその結果のハンドオーバが発生し得る前に、第２のＲＡＮを介したＵＥデバイスの第２のＰＬＭＮにおける登録と、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへの第２のＰＬＭＮにおける接続のセットアップとを含む。
【0022】
この手順は、ハンドオーバされるＰＤＵセッションのデータフローに大規模の切断を導入することになり、これは、少なくともある程度のサービス継続性を要求する接続には許容され得ない。
【発明の概要】
【0023】
したがって、本発明は、１つまたは複数の３ＧＰＰ ＰＬＭＮ、すなわち、３ＧＰＰコアネットワーク、および３ＧＰＰ ＵＥデバイスを含む３ＧＰＰシステムの拡張である。これは、第１のＰＬＭＮの第１のＲＡＮを介したアクセスから、第２のＰＬＭＮの第２のＲＡＮおよび第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦを介したアクセスへの既存接続の拡張ハンドオーバ手順を説明する。
【0024】
本発明は、ユーザ機器（ＵＥ）デバイスが、第１の移動通信ネットワークの第１のアクセスネットワークから第２の移動通信ネットワークの第２のアクセスネットワークに第１のデータネットワークへの接続をハンドオーバするための方法であって、前記方法は、前記第１の移動通信ネットワークの非３ＧＰＰ相互接続機能（Ｎ３ＩＷＦ）への接続を前記第１のアクセスネットワークを介して確立する段階と、前記Ｎ３ＩＷＦへの前記接続を介して前記ＵＥデバイスと前記Ｎ３ＩＷＦとの間の通信トンネルを確立する段階と、前記通信トンネルを介して前記ＵＥデバイスの前記第１のデータネットワークへの接続を確立する段階と、前記第２のアクセスネットワークへの接続と、前記Ｎ３ＩＷＦへのアクセスを提供する第３のデータネットワークへの、前記第２のアクセスネットワークを介した接続とを確立する段階と、接続識別子の変更を前記Ｎ３ＩＷＦに通知し、それにより前記第１のアクセスネットワークを介して確立された前記接続を前記第２のアクセスネットワークを介して継続することを可能にする段階とを備える、方法を提供する。
【0025】
本発明は、ハンドオーバ手順の拡張である。ハンドオーバが行われる前に、ＵＥデバイスは、第１のＰＬＭＮの第１のＲＡＮを介して第１のＰＬＭＮに接続され、ＰＤＵセッションの第１のセット、すなわちユーザデータ交換のために第１のＰＬＭＮの１つまたは複数のデータネットワークへの１つまたは複数のＰＤＵセッションを確立している。ＵＥデバイスは、一度に単一のＲＡＮに対してのみ接続、すなわち送信を可能にする送信器またはトランシーバ機能を有する。
【0026】
イベントは、ＵＥデバイスが第２のＰＬＭＮに接続することを必要とする。このイベントは、第１のＰＬＭＮよりも優先度が高い第２のＰＬＭＮをＵＥデバイスが検出することであってよい。イベントは、ＵＥが必要とするＵＥデバイスの第２のＰＬＭＮにおける移動発信または移動終端サービス、例えば、移動終端音声通話、第２のＰＬＭＮにおけるＳＭＳの受信または第２のＰＬＭＮにおけるデータの送信などであってよい。
【0027】
本発明の方法は、２つの主な段階を備えてよい。第１の段階は、ＵＥデバイスが第１のＲＡＮを介して第１のＰＬＭＮに接続される間に行われる。ＵＥデバイスは、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへのＵＥデバイスの接続を可能にするデータネットワークに対して、ＰＤＵセッションの第２のセット、すなわち１つまたは複数の追加のＰＤＵセッションを確立する。ＰＤＵセッションセットアップの間に、ＵＥデバイスは、第１のＰＬＭＮのデータネットワークのアドレス空間から第１のＩＰアドレスを受信する。次に、ＵＥは、第１のＰＬＭＮにおけるＮ３ＩＷＦへのアクセスの登録を行い、この登録は、ＵＥデバイスとＮ３ＩＷＦとの間のセキュリティアソシエーション（ＳＡ）のセットアップと、第１のＰＬＭＮのコアネットワーク、例えば、その現在のＡＭＦでの新たなアクセスの登録とを含む。この登録のために、ＵＥデバイスは新たに受信された第１のＩＰアドレスを用いる。次に、ＵＥデバイスは、第１のＲＡＮから、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへの新たに登録された接続へのＰＤＵセッションの第１のセットのハンドオーバを要求する。
【0028】
換言すれば、第１の段階では、ＵＥデバイスは、第１のＰＬＭＮへの既存のＲＡＮ接続を用いて、第１のＰＬＭＮを通して第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへのトンネルを構築し、したがって、ＰＤＵセッションの既存の第１のセットと並行して、確立されたＲＡＮリソースを用いて非３ＧＰＰアクセスをエミュレートする。次に、ＵＥデバイスは、エミュレートされた非３ＧＰＰアクセスへのＰＤＵセッションの既存の第１のセットのハンドオーバを要求する。ＰＤＵセッションの第１のセットのために直接使用されたＲＡＮリソースはその後解放されるが、ここで、Ｎ３ＩＷＦへのトンネルのセットアップおよび維持に使用されたＲＡＮリソースは、ハンドオーバ後にＰＤＵセッションの第１のセットを搬送してよい。
【0029】
第１の段階の結果として、ＵＥデバイスは、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦを介したエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスを通して、ＰＤＵセッションの第１のセットをトンネルに移動させた。エミュレートされた非３ＧＰＰアクセスネットワークは、ＰＤＵセッションの第２のセットで構築され、すなわち第１のＲＡＮおよび第１のＰＬＭＮを通した接続で構築される。第１の段階は、第２の段階での第２のＲＡＮを介した第２のＰＬＭＮへの新たに確立されたトンネルのハンドオーバのための準備である。第１の段階は、ＵＥとＮ３ＩＷＦとの間のセキュアな関連付け、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦを介したＵＥデバイスの登録、およびＲＡＮから非３ＧＰＰアクセスへのＰＤＵセッションの論理ハンドオーバが、ＰＤＵセッションの第１のセットのデータフローを切断せずに既に行われている、という利点を提供する。
【0030】
第２の段階では、ＵＥデバイスは、第１のＲＡＮへのすべての接続を解放し、第２のＲＡＮを介して第２のＰＬＭＮにアクセスする。それは、第２のＰＬＭＮから、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへの接続を提供する第２のＰＬＭＮのデータネットワークへのＰＤＵセッションの第３のセットのセットアップを要求する。ＰＤＵセッションセットアップの間に、ＵＥデバイスは、第２のＰＬＭＮのデータネットワークのアドレス空間から第２のＩＰアドレスを受信する。次に、ＵＥデバイスはＰＤＵセッションの第３のセットを介して第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦに接続し、既存のセキュリティアソシエーション内でＵＥデバイスのＩＰアドレスを変更するためにＩＥＴＦ ＲＦＣ４５５５，ＩＫＥｖ２ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｈｏｍｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ＭＯＢＩＫＥに記載されている段階を実行する。したがって、ＵＥデバイスは、Ｎ３ＩＷＦにおいてＩＰＳｅｃトンネルに関連付けられたそのＩＰアドレスを、第１のＩＰアドレスから第２のＩＰアドレスに変更し、すなわち、ＵＥは、その側でＩＰＳｅｃトンネルの終端を変更する。基本的にＭＯＢＩＫＥによる段階は、
ＵＰＤＡＴＥ＿ＳＡ＿ＡＤＤＲＥＳＳＥＳ通知を含む情報の要求をＮ３ＩＷＦに送信する段階と、
ＵＥデバイスのＩＰアドレスの更新を確認する情報の応答をＮ３ＩＷＦから受信する段階とである。
ＵＰＤＡＴＥ＿ＳＡ＿ＡＤＤＲＥＳＳＥＳ通知を含む情報の要求をＮ３ＩＷＦに送信する段階と、
ＵＥデバイスのＩＰアドレスの更新を確認する情報の応答をＮ３ＩＷＦから受信する段階とである。
【0031】
非３ＧＰＰアクセストンネルに、すなわちＩＫＥｖ２セキュリティアソシエーションおよび子セキュリティアソシエーションに関連するＩＰＳｅｃセキュリティアソシエーションは、その後、第２のＰＬＭＮにおけるＰＤＵセッションの第３のセットを介して、ここで、トランスポートされるトンネルを通して、ＰＤＵセッションの第１のセットのデータをトンネリングすることを継続する。本発明は、これらのＰＤＵセッションに提供されるサービスの時間における切断を、ＵＥデバイスを第２のＰＬＭＮに登録し、第２のＰＬＭＮにＰＤＵセッションの適切な第３のセットをセットアップするために必要な時間に制限している。これは、サービス切断を大幅に削減する。
【0032】
第１の段階と第２の段階との間の中間段階として、サービスの中断時間をさらに短縮するための追加の段階を導入してよい。ＵＥデバイスがＲＡＮ内のリソースを解放する前に、第１のＰＬＭＮは、第２のＰＬＭＮを通してＵＥデバイスを第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦと接続するためのＰＤＵセッションの第３のセットの後の確立を準備する情報を第２のＰＬＭＮに送信してよい。第１のＰＬＭＮは、例えば、第２のＰＬＭＮのネットワーク露出機能（ＮＥＦ）に、Ｎ３ＩＷＦのＩＰアドレスまたは完全修飾ドメイン名（ＦＱＤＮ）によって識別される第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦに対するＵＥデバイスのＰＤＵセッションの第３のセットのセットアップを要求するメッセージを送信してよい。ＵＥデバイスは、第２のＰＬＭＮに送信されたメッセージ内でＵＥデバイスが識別される識別情報を第１のＰＬＭＮに提供した可能性がある。メッセージは、Ｎ３ＩＷＦへの接続のために第２のＰＬＭＮから要求されたＰＤＵセッションの性質についての情報、例えばデータレート、レイテンシ、ＱｏＳなどを含んでよい。
【0033】
次に、第２のＰＬＭＮはこの情報を使用してＵＥデバイスを識別し、要求されたＰＤＵセッションのセットアップを準備してよい。ＵＥデバイスが既に登録されている場合、第２のＰＬＭＮは、まだ行われていなければ、第２のＰＬＭＮの第２のＲＡＮでＵＥデバイスをページングし、ページング原因を移動終端データ保留または別のＰＬＭＮへの保留接続を示す新たな原因に設定してよい。
【0034】
ＵＥデバイスが第１のＰＬＭＮおよび第２のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦを介して第２のＰＬＭＮに接続される非常に特殊な場合、ＵＥデバイス自体が必要なＰＤＵセッションの第３のセットについて第２のＰＬＭＮに通知してよい。ＵＥは、第２のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦを介してＰＤＵセッションの第３のセットのセットアップを要求してよく、第２のＲＡＮを介して第２のＰＬＭＮにアクセスした後、第１のＰＬＭＮを介した非３ＧＰＰアクセスから第２のＲＡＮを介した３ＧＰＰアクセスへのＰＤＵセッションの第３のセットのハンドオーバを要求してよい。これにより、再度ＰＤＵセッションのセットアップの時間が短縮され、したがって、ＰＤＵセッションの第１のセットの切断時間が短縮される可能性がある。
【0035】
以下では、本発明に関連する代替手法について、上記手法と代替手法との間の相違点に焦点を当てて説明する。代替手法は、リリース１６で５Ｇシステムに導入された、いわゆるマルチアクセス（ＭＡ）－ＰＤＵセッションを使用する。
【0036】
ＭＡ－ＰＤＵセッションは、ＰＤＵセッション、すなわち１つまたは複数のＵＰＦを介したＵＥデバイスとデータネットワークとの間の、３ＧＰＰアクセスおよび非３ＧＰＰアクセスを同時に介した接続である。ＭＡ－ＰＤＵセッションを介して転送されるデータは、セッションセットアップ時またはセッションの有効期間中の別の時点で事前選択された、単一のアクセス、例えば３ＧＰＰアクセスを介して送信される場合がある。切り替えの決定は、ＵＥデバイス（アップリンクトラフィックの場合）およびエッジＵＰＦ（ダウンリンクトラフィックの場合）で受信したポリシおよび実行した計測にしたがって、アクセスを、例えば、非３ＧＰＰアクセスに変更してよい。この場合、３ＧＰＰアクセスから非３ＧＰＰアクセス、またはその逆のハンドオーバ手順を行うことなく、実際に使用されるアクセスを容易に再選択することが可能である。代替的に、データは両方のアクセスを介して転送され、ポリシと計測とに基づいてデータパケットごとにアクセス選択が行われる場合がある。別の代替案において、受信の可能性を高めるために、両方のアクセスを介してデータパケットが冗長に送信される。
【0037】
ＰＤＵセッションの第１のセットは、アクティブで使用される３ＧＰＰアクセスレグと、非アクティブでまだ確立されていない非３ＧＰＰアクセスレグとを有するＭＡ－ＰＤＵセッションとしてセットアップされてよい。上述した第１の段階において、ＵＥデバイスは、ＰＤＵセッションの第２のセットを確立し、上述のように、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦにおいてエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスを登録する。この代替手法において、ＰＤＵセッションの第１のセットのハンドオーバは、３ＧＰＰアクセスが非選択である間に、ＰＤＵセッションの第１のセットの非３ＧＰＰアクセスレグの活性化および選択によって置き換えられる。エミュレートされた非３ＧＰＰアクセスで起こり得る起動時の問題を克服するために、限られた時間で両方のアクセスをパケットごとに選択して並行して使用してよい。第２の段階を実行する前のＲＡＮリソースの解放後、ＭＡ－ＰＤＵセッションの第１のセットの３ＧＰＰアクセスは、非活性化または非選択化される場合がある。ＭＡ－ＰＤＵセッションの第１のセットの確立中に、ＵＥデバイスが、３ＧＰＰアクセスレグが利用可能である限り３ＧＰＰアクセスレグを使用するためのルールと、３ＧＰＰアクセスレグが利用不能であるかまたは利用不能になりそうな時にエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスレグを自律的に活性化および使用するためのルールとを含むポリシをコアネットワークから受信する場合がある。コアネットワークにおけるエッジＵＰＦも同様に、例えばネットワークポリシに基づいて構成される場合があり、ポリシにしたがって適切なルーティングを適用するために、３ＧＰＰおよび非３ＧＰＰアクセスレグの利用可能性について通知される場合がある。
【0038】
最終的にＰＤＵセッションの第１のセットのデータが第２のＰＬＭＮを介したＭＡ－ＰＤＵセッションの非３ＧＰＰアクセスレグを介して引き続き送信されるように、確立されたＩＰＳｅｃトンネルを第１のＰＬＭＮを通したエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスから第２のＰＬＭＮを通した接続に切り替える第２の段階は、この代替手法では変更されない。
【0039】
なお、別の代替手法もＭＡ－ＰＤＵセッションを用いる。第１のＲＡＮの第１のＰＬＭＮに登録されている時のＵＥデバイスは、ＵＥデバイスができるだけ途絶なく第２のＰＬＭＮに切り替える必要があるアクティブなサービスを有している間に、第２のＰＬＭＮへの潜在的な切り替えが後に発生する可能性があると判定してよい。第１のＰＬＭＮは、例えば、登録中または登録後に、そのような変更が行われる可能性があること、およびそのような切り替えの準備としてＩＰｓｅｃトンネル確立が必要または許可されていることをＵＥデバイスに通知してよい。代替的に、ＵＥデバイスは、事前構成の一部として、そのような情報を格納していてよい。
【0040】
ＵＥデバイスは、最初に、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへの接続を提供するデータネットワーク（ＤＮ２）にＰＤＵセッションのセット（上述したＰＤＵセッションの第２のセット）を確立するように第１のＰＬＭＮから要求してよい。これらのセッションは、ほとんどの場合、単一のＰＤＵセッションを含むだけである。ＰＤＵセッションの第２のセットの確立後、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦは、前述のように、ＩＰＳｅｃトンネルをセットアップし、コアネットワークでＵＥデバイスのエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスを登録するように要求される。その結果、ＵＥデバイスは、第１のＲＡＮと、Ｎ３ＩＷＦを介した第１のＲＡＮを介してトランスポートされるエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスとを介して並行して登録される。
【0041】
ＵＥデバイスが第１のＰＬＭＮからサービスを受信するためにＰＤＵセッションを確立する必要がある場合、ＵＥデバイスは、第１のＲＡＮを介した３ＧＰＰアクセスレグおよび確立されたトンネルを介した非３ＧＰＰアクセスレグの両方と、ＭＡ－ＰＤＵセッションとしての一連のＰＤＵセッション（上述のＰＤＵセッションの第１のセット）を確立することになる。効率性の理由から、非３ＧＰＰアクセスレグを非活性化にするため、３ＧＰＰアクセスが利用可能である限り、すべてのデータパケットをこのアクセスを介してトランスポートしてよい。これは、コアネットワークからＵＥデバイスおよびＰＤＵセッションのエッジＵＰＦへの構成により、３ＧＰＰアクセスレグが継続的に利用可能である限り、ＭＡ－ＰＤＵセッションを制限し、３ＧＰＰアクセスが利用できない場合に非３ＧＰＰアクセスレグへの切り替えを開始するポリシを使用して行ってよい。
【0042】
この手法には、第１のＲＡＮのカバレッジの喪失を検出した後、または別のＲＡＮに切り替える必要がある場合、第１のＰＬＭＮで実行する準備が不要であるという明確な利点がある。第１のＲＡＮに関連するリソースは解放されることができ、第２のＲＡＮを介した第２のＰＬＭＮへの接続は、第２のＰＬＭＮでの登録、ＰＤＵセッションの第３のセットのセットアップ、および先行発明の手法で説明したＩＰ－アドレスの変更に関する第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへの通知によってすぐに実行することができる。この手法は、ＰＬＭＮ間の切り替えがいつでも発生し得、最終的に確立されたＰＤＵセッションがＵＥデバイスと第１のＰＬＭＮとの間で最小の中断時間で継続できるため、現在のアイデアの好ましい変形例である。
【図面の簡単な説明】
【0043】
ここで、本発明の好ましい実施形態が、添付図面を参照して、単に例として説明される。
【0044】
【図1】ＰＬＭＮと非３ＧＰＰアクセスネットワークとでの、およびＰＬＭＮと非３ＧＰＰアクセスネットワークとの間のデータフローの概略図を示す図である。
【図2】ＵＥが第１のＰＬＭＮを介して第２のＰＬＭＮに接続し、第２のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦを使用してデータネットワークに接続している様子を示す図である。
【図3】本発明の第１の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【図3a】本発明の第１の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【図3b】本発明の第１の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【図4】本発明の第２の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【図4a】本発明の第２の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【図4b】本発明の第２の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【図5】本発明の第３の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【図5a】本発明の第３の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【図5b】本発明の第３の実施形態のメッセージシーケンスチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0045】
図３は、第１の実施形態のＵＥデバイスとＰＬＭＮとＮＰＮとの間のメッセージシーケンスとその結果としてのＰＤＵセッションとＩＰＳｅｃトンネルとを示す図である。ＰＬＭＮは、例示的に、第１の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ１）、コアネットワーク（ＣＮ）、非３ＧＰＰ相互接続機能（Ｎ３ＩＷＦ）および２つの異なるデータネットワーク（ＤＮ１、ＤＮ２）を含む。データネットワークは、基本的に特定の外部ネットワークに向けたコアネットワークの入口／出口点である。ＤＮ１は例示的に、ＰＬＭＮのユーザにＩＰベースの音声およびビデオ通話サービスを提供するＩＰベースマルチメディアサブネットワーク（ＩＭＳ）であってよい。ＵＥデバイスは、そのＵＳＩＭを介してＰＬＭＮに登録されてよく、ＵＥデバイスとＤＮ１との間で二重線の矢印で描かれたＰＤＵセッションの第１のセットを介して進行中の音声およびビデオ通話を有してよい。ＰＤＵセッションの第１のセットは、ＩＭＳシグナリング用に１つ、音声データ用に１つ、およびビデオデータ用に１つの、３つのＰＤＵセッションを含む場合がある。二重線の矢印上の点は、ＲＡＮ１を介してＰＤＵセッションの第１のセットが確立されたことを示す。
【0046】
ＵＥデバイスは単一の送信機能のみを持つものと仮定されているため、一度に１つの無線アクセスネットワークにのみ接続できる。ＵＥデバイスは、ＰＬＭＮに対して、またはＵＥデバイスがローミングしている場合に他のＰＬＭＮに対して認証を行うために、挿入されたＵＩＣＣに実装された単一のＵＳＩＭを有する。ローミングは、本発明と大きな変更なく統合されるオプションであるため、ローミングの場合は明示的に示されていない。ＵＥデバイスは、さらに、そのメモリ、例えばデバイスに構築されたセキュアストレージに格納されたＮＰＮにおける認証のための認証情報を有する。認証情報は、電話によって格納および実行されるアプリを介してＮＰＮから受信された可能性がある。ＮＰＮは、例えば、ＵＥデバイスのユーザが働いている産業プラントのネットワークであってもよい。ＵＥデバイス上の１つまたは複数のアプリは、ＵＥデバイスがＮＰＮの無線アクセスネットワークを介してＮＰＮに接続される場合、特別サービスを提供してよい。ＮＰＮは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ２）、１つまたは複数のデータネットワーク（ＤＮ３）へのアクセスを提供するコアネットワーク（ＣＮ）を有する完全な３ＧＰＰネットワークである。ＮＰＮは図３の下部に示されている。
【0047】
ＵＥデバイスがＲＡＮ１を介してＰＬＭＮに接続され、音声およびビデオ通話が進行中の間に、ＵＥはＰＬＭＮのカバレッジエリアと重なるＮＰＮのカバレッジエリアに移動され得る。バックグラウンドセル検索によりＮＰＮのＲＡＮ２が検出され、そのネットワークの優先度がＰＬＭＮよりも高いため、ＵＥデバイスはＲＡＮ１を離れ、ＲＡＮ２を介してＮＰＮに接続するプロセスを開始する。
【0048】
ここで、ＵＥデバイスおよびＰＬＭＮは本発明に記載の手順を実行し、進行中の音声およびビデオ通話における切断を防止または軽減する。ＵＥデバイスは、ＲＡＮ１を介してＰＬＭＮから同じＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへの接続を可能にする宛先データネットワークと、ＰＤＵセッションの第１のセットに要求されるＱｏＳに一致するＱｏＳとを有するＰＤＵセッションの第２のセットを要求する。ＰＤＵセッションの第２のセットは、例えば、４つのＰＤＵセッションを備えてよく、ただし、第１のセッションはＩＰＳｅｃトンネル確立およびＮＡＳシグナリングのためのものであり、３つのさらなるセッションはＰＤＵセッションの第１のセットのセッションに一致するＱｏＳ、すなわち、ＩＭＳシグナリング、音声およびビデオデータをそれぞれ有する。代替的に、ＵＥデバイスは、ＩＰＳｅｃトンネルセットアップおよびＮＡＳシグナリングのための単一のＰＤＵセッションのみを備える、ＰＤＵセッションの第２のセットを要求する。ＰＤＵセッションの第２のセットは、後にデータ転送のためのさらなるＰＤＵセッションによって成長する可能性がある。代替的に、ＰＤＵセッションの第２のセットは、ＮＡＳならびにＩＭＳシグナリング、音声およびビデオデータを同時にトランスポートすることに十分に高いＱｏＳを有する単一のＰＤＵセッションを備えてよい。ＰＤＵセッションの第２のセットが確立されると、ＵＥデバイスは、データネットワークＤＮ２に固有のＩＰアドレスを受信する。
【0049】
ここで、ＵＥデバイスはＮ３ＩＷＦを選択し、上記で参照されたＩＥＴＦおよび３ＧＰＰ仕様においてより詳細に説明されているようなＩＰＳｅｃトンネルのセットアップをＮ３ＩＷＦから要求することになる。ＵＥデバイスは、暗号アルゴリズムのネゴシエーションを最初に含むＩＫＥセキュリティアソシエーション（ＳＡ）をセットアップし、ＰＬＭＮのコアネットワーク（ＣＮ）を用いたそのエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスを登録し、ＵＥデバイスとＣＮとの間のＮＡＳシグナリングメッセージの交換のためのＩＰＳｅｃトンネルの確立を最終的にもたらすその識別情報を交換および認証することになる。
【0050】
そして、ＵＥデバイスは、ＲＡＮ１からＮ３ＩＷＦへの新たに確立されたＩＰＳｅｃトンネルへのＰＤＵセッションの第１のセットのハンドオーバを要求する。このハンドオーバは、第１のセットにおける各ＰＤＵセッションのための子セキュリティアソシエーション（子ＳＡ）の作成をもたらしてよい。子ＳＡの作成はさらに、上述のようなＰＤＵセッションの第２のセットの選択された代替的なセットアップに依存してＩＰＳｅｃトンネルのトランスポートのためのＰＤＵセッションの第２のセット内のさらなるＰＤＵセッションの確立をもたらしてよい。最終的に、ＰＤＵセッションの第１のセットは、図３に描かれたようなＰＬＭＮのＲＡＮ１、ＤＮ２およびＮ３ＩＷＦを介して、ＰＤＵセッションの第２のセットを介してトランスポートされる確立されたＩＰＳｅｃトンネルを介して完全にトランスポートされることになる。
【0051】
ＤＮ２は、本発明で新たに導入されたように、ＰＬＭＮの内部からＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦに接続する目的でＰＬＭＮによって確立された特定のデータネットワークであってよい。代替的に、ＤＮ２は汎用データネットワークであってもよく、Ｎ３ＩＷＦへの接続は、ＤＮ２の出口点とＮ３ＩＷＦとを接続するための外部トランスポートネットワークを使用してよい。ＰＬＭＮは、エミュレートされた非３ＧＰＰアクセスが実際にはＰＬＭＮの完全な制御下にあるという事実を使用し、ＩＫＥ ＳＡ確立機能を高速化する特定の方法を実装してよい。ＰＤＵセッションの第２のセットのセットアップは、例えば、ＩＰＳｅｃトンネル確立の遅延を軽減するように、コアネットワークがＮ３ＩＷＦに認証情報を事前に提供することを開始し、したがって、ＲＡＮ２の検出後のＮＰＮにおけるＵＥデバイスの登録を加速させてよい。
【0052】
ここで、ＵＥデバイスはＰＬＭＮに対して、ＲＡＮ１を介して確立されたＰＤＵセッションの第２のセットを含むＲＡＮ１におけるそのリソースの解放を要求することができる。ＵＥデバイスは、トンネル自体はＰＤＵセッションの第２のセットを介して搬送され、したがってその基礎となるトランスポート層を失ったとしても、ＩＰＳｅｃトンネルを介してＮ３ＩＷＦに搬送されるＰＤＵセッションの第１のセットの解放を要求しないことになる。
【0053】
ＲＡＮ１への無線リソースの解放後、ＵＥはＲＡＮ２を介してＮＰＮにその自体を登録し、そのＩＰアドレス、ＦＱＤＮまたはＵＲＬによって再度識別される第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへのアクセスを提供するデータネットワーク（ＤＮ３）へのＰＤＵセッションの第３のセットの確立を要求する。
【0054】
ＰＤＵセッションの第３のセットは、ＩＰＳｅｃトンネルを通して送信されるすべてのデータのための単一のＰＤＵセッション、またはデータフローの異なる部分のための複数の個別のＰＤＵセッションとして要求されてよい。この例示的な実施形態において、ＩＰｓｅｃトンネルのために発生したＩＰアドレスの変更および終端の関連変更についてＮ３ＩＷＦに迅速に通知するＩＫＥ ＡＵＴＨメッセージの交換のために、最初にＮＰＮから単一のＰＤＵセッションが要求されることを、我々は仮定している。そのＰＤＵセッションがセットアップされた直後に、ＵＥデバイスは、ＩＭＳシグナリングならびに音声およびビデオデータのトランスポートのために、ＤＮ３に対してさらなるＰＤＵセッションを要求する。ＵＥデバイスは、上記で参照されたＭＯＢＩＫＥの記述にしたがってＩＰアドレスの変更についてＮ３ＩＷＦに通知し、その瞬間から、ＰＬＭＮへのＰＤＵセッションの第１のセットは、ＮＰＮのＰＤＵセッションの第３のセットを介して確立されたＩＰＳｅｃトンネルを介して搬送される。音声およびビデオ通話は、ユーザにとって全くない、または最小限の中断の後に継続されることになる。
【0055】
第２の実施形態が、図４に示されている。本実施形態は、第１の実施形態を参照して説明されたような同様のやり方で本発明を実装するが、ただし、ＰＬＭＮおよびＮＰＮの役割が交換される。この例において、ＵＥデバイスは最初に、ＤＮ１において実行される進行中のサービスを含むＮＰＮに対して、ＲＡＮ１を介して登録されてよい。そのサービスのために、ＵＥデバイスは、ＤＮ１へのＰＤＵセッションの第１のセットをセットアップしており、これらのＰＤＵセッションは、マルチアクセスＰＤＵ（ＭＡ－ＰＤＵ）セッションとしてセットアップされる。ＭＡ－ＰＤＵセッションを用いる理由は、ＮＰＮのカバレッジエリアが小さく、ＵＥデバイスがカバレッジエリア外に移動してもそれらの現在のサービスを実行し続ける必要があることが、このＮＰＮにおける通常のユースケースであり得るので、以下に説明するシナリオがＮＰＮによって予想され得るためであり得る。ＭＡ－ＰＤＵセッションは、３ＧＰＰアクセスレグが選択および活性化されており、非３ＧＰＰアクセスレグは活性化されていない状態でセットアップされる。
【0056】
ＵＥデバイスは、ＲＡＮ１のカバレッジエリアから離れるため、ＲＡＮ１への接続を間もなく失う可能性が高いと検出する。この検出は、位置情報およびＲＡＮ１のカバレッジエリアの知識に基づき、またはフェージング無線信号もしくは検出のための他の手段に基づいてよい。
【0057】
第１の実施形態におけるように、ＵＥデバイスは、ＮＰＮのＮ３ＩＷＦへの接続を提供し、Ｎ３ＩＷＦへのＩＰＳｅｃトンネルを確立する、ＰＤＵセッションの第２のセットのセットアップを要求する。ここで、ＵＥデバイスまたはＣＮは、ＭＡ－ＰＤＵセッションの第１のセットのために、エミュレートされた非３ＧＰＰアクセスへのアクセスの切り替えを要求する。切り替えの実行後、ＭＡ－ＰＤＵセッションの第１のセットは、ＲＡＮ１およびＮ３ＩＷＦを介したＩＰｓｅｃトンネルを介して搬送される。
【0058】
本実施形態において、ＲＡＮ１の実際の損失が検出されていない限り、ＮＰＮ自体を介してトランスポートされたＩＰＳｅｃトンネルを介したトランスポートを保持してよい。ＵＥデバイスが実際にＲＡＮ１のカバレッジエリアから離れないことが検出された場合、ＭＡ－ＰＤＵセッションの第１のセットがＲＡＮ１を介した直接接続に切り替えて戻されることがあってもよい。
【0059】
第２の実施形態について説明された例にしたがって、ＲＡＮ１の実際の損失が検出され、ＵＥデバイスはＲＡＮ２を介してＰＬＭＮに登録する。ＰＤＵセッションの第３のセットが確立される。ＰＤＵセッションの第３のセットのセットアップに成功した後、ＩＰＳｅｃトンネル終端をＲＡＮ２およびＰＬＭＮを介した新規接続に切り替えるために、ＮＰＮのＮ３ＩＷＦへ通信されるＵＥデバイスＩＰアドレスが、ＵＥデバイスによって受信される。サービスはＤＮ１を介してＵＥデバイスによって受信されるため、中断されない、または最小限のみで中断される。
【0060】
第３の実施形態が、図５に示されている。ＵＥデバイスは、ＮＰＮのＲＡＮ（ＲＡＮ１）を介してＮＰＮに登録する。ＮＰＮは、ＵＥデバイスがＮ３ＩＷＦを介したエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスのセットアップを開始することで、登録中にＵＥデバイスによってネットワークスイッチの準備が開始されるべきことをＵＥデバイスに通知してよい。Ｎ３ＩＷＦの識別は、その情報において提供されてよい。
【0061】
結果として、ＵＥデバイスは、登録中に第１のＰＬＭＮによって識別されるＮ３ＩＷＦへの接続を提供するデータネットワーク（ＤＮ２）に対して、ＰＤＵセッションの第２のセットの確立を要求する。その時点で、ＰＤＵセッションの第２のセットは、ＩＰＳｅｃトンネル確立およびＮＡＳシグナリングのために適合された要求されたＱｏＳを有する単一のＰＤＵセッションのみを備えてよい。ＰＤＵセッションの第２のセットを介して、ＵＥデバイスは、Ｎ３ＩＷＦからＩＰｓｅｃトンネルのセットアップおよびＵＥデバイスのための非３ＧＰＰアクセスのコアネットワークへの登録を要求する。
【0062】
その後のある時点に、ＵＥデバイスは、ＮＰＮにおけるサービス、例えば、機械の維持管理のための、産業プラントの機械への接続を確立することを必要としてよい。このサービスは、産業プラントの操作に対して不可欠である場合があり、したがって接続の喪失を防止することは必須である。ＵＥデバイスは、機械への接続を提供するデータネットワーク（ＤＮ１）に対して、ＰＤＵセッションの第１のセットの確立を要求する。ＵＥデバイスは、ＲＡＮ１を介した１つのアクセスレグと、ＲＡＮ１を介してトランスポートされる確立されたＩＰＳｅｃトンネルの別のアクセスレグを有するＭＡ－ＰＤＵセッションとしてのセットアップを要求する。効率性の理由のため、ＲＡＮ１を介した接続が利用可能である限り、ＩＰＳｅｃトンネルを介した実際のトランスポートは非活性化され得る。ＩＰＳｅｃトンネルは、ＩＰＳｅｃトンネルを介してトランスポートされたデータのための容易なＱｏＳ処理を可能にするように、新たに確立されたＰＤＵセッションのために子セキュリティアソシエーションによって拡大されてよい。ＵＥデバイスは、３ＧＰＰアクセスレグが利用可能である限り、このレグを介してＰＤＵセッションの第１のセットのすべてのパケットを送信し、３ＧＰＰアクセスレグが利用不能になるとすぐに自律的に非３ＧＰＰアクセスレグへ切り替えるようにＵＥに要求する１つまたは複数のポリシまたはルールによって構成されてよい。エッジＵＰＦは同様のポリシで構成されてよい。
【0063】
ここで、ＵＥデバイスは、ＲＡＮ１のカバレッジエリアから離れるが、重なるＰＬＭＮが同じ位置でＲＡＮ２への接続を提供していると仮定する。ＵＥデバイスは、ＲＡＮ１のすべてのリソースを解放して、前述の実施形態におけるようにＰＬＭＮに登録する。ＰＤＵセッションの第３のセットは、第１のＰＬＭＮのＮ３ＩＷＦへの接続を提供するデータネットワークに対して確立され、ＩＰアドレスの変更は、ＩＫＥ ＳＡおよびすべての子ＳＡを有するＩＰＳｅｃトンネルのためにＮ３ＩＷＦから要求される。ここで、ＵＥデバイスと機械との間の接続は、ＵＥデバイスの側において変更された終端を用いて再確立される。事前に受信されたポリシおよびルールによって開始されたため、ＵＥは、ここで、ＰＤＵセッションの第１のセットに関連するすべてのデータパケットのためにＩＰＳｅｃトンネルを用いることになる。同様に、ＰＤＵセッションの第１のセットのエッジＵＰＦまたはＵＰＦは、それぞれのデータパケットのルーティングをもたらす受信されたポリシを、非３ＧＰＰアクセスレグに適用することになる。
【0064】
本実施形態において、ＮＰＮは、ＵＥデバイスがＮ３ＩＷＦを介したエミュレートされた非３ＧＰＰアクセスのセットアップを開始することで、ＵＥデバイスによってネットワークスイッチの準備が開始されるべきことをＵＥデバイスに通知した。代替的に、この情報はＵＥデバイス上の構成ファイルに格納されてよく、ファイルはＮＰＮへの以前の接続で受信されている。代替的に、ＮＰＮは、ＵＥデバイスが、アクセスされたネットワークの識別情報から、環境情報、時間、位置または無線測定から、ＩＰＳｅｃトンネルのセットアップは要求されるかどうかを自律的に判定することを可能にするポリシおよびルールをＵＥデバイスに提供してよい。
【0065】
本明細書に説明された実施形態は、第１のネットワーク（例において、ＰＬＭＮまたはＮＰＮ）から１または複数のサービスを受信するように確立されたＰＤＵセッションの第１のセットが、最初に第１のネットワークにおいて、後で第２のネットワーク（例において、ＮＰＮまたはＰＬＭＮ）において非３ＧＰＰアクセスへ切り替えられることを説明する。本発明によれば、非３ＧＰＰアクセスへ切り替えられないＰＤＵセッションのさらなるセットは第１のネットワークにおいて確立されてよいことは理解されたい。ＵＥデバイスまたはコアネットワークは、ポリシおよびルールに基づいて、およびサービスの性質、例えば、それらの必要とされるＱｏＳおよびそれらの重要性または優先度に基づいて、各受信サービスのためのＰＤＵセッションが第２のネットワークにおいてもサービス継続性を要求するかどうかを決定してよい。例えば、汎用データネットワークへの接続、例えばインターネットへの接続は、ネットワークの変更後に直接第２のネットワークからこれらのサービスを受信することができるので、切り替えられないとＵＥデバイスによって決定される場合がある。他のサービスについては、中断または切断をしないように決定されるが、継続することが重要なサービスのみを本発明にしたがって切り替えるようにしてもよい。
【0066】
実施形態は、ＵＥデバイスがＮＰＮとＰＬＭＮとの間、またはその逆に切り替える例であるが、本発明は、ＮＰＮ間またはＰＬＭＮ間の切り替えにも同様に適用できることは明らかであるべきである。第２のネットワークはさらに、第１のネットワークにおけるサービスが確立された時にＵＥデバイス存在しなかったか、またはＵＥデバイスがアクセスできなかった非３ＧＰＰネットワーク、例えばＷＬＡＮ接続である場合がある。
【図1】
【図2】
【図3】
【図3a】
【図3b】
【図4】
【図4a】
【図4b】
【図5】
【図5a】
【図5b】
【国際調査報告】