無線ネットワークにおけるアクティブセルラ接続を減少させる方法

無線通信ネットワークは、無線装置との通信リンクを維持する様々な方法を実行する。ネットワークインフラは、多数の無線装置との同時セルラ通信リンクの維持に用いられる。しかしながら、ネットワークインフラのハードウェアは、ネットワークと常時通信するアプリケーションを実行する無線装置の数に上限を有し、無線装置の数が増えた場合この上限を容易に超えてしまう。アクティブなリンクの数が、ネットワークのしきい値に達した場合、サービスの中断が発生し、ユーザにとって望ましくない現象が引き起こされる。

ネットワーク容量を拡張するための幾つかの解決策としては、使用できる周波数帯域を広げるために、より多くの搬送波を使用可能にすることや、ハードウェアを購入して既存のネットワーク内に追加することや、新しいインフラ拠点を建設することによりネットワークを拡張すること等があげられる。これらの選択肢は全て、実現するためにかなりのコストが必要である。加えて、ネットワークの拡張には、完成までに、典型的には数ヶ月から数年を必要とする。

無線装置との無線通信を提供するシステム及び方法が提供される。第1の無線アクセス技術を用いて第1のアクセスノードと通信する複数の無線装置のそれぞれから走査レポートを受信することができる。通信リンクを介して第1のアクセスノードとの通信を開始するために、複数の無線装置のそれぞれからの走査レポートに基づいて、1つ以上の第2のアクセスノードの中から1つの第2のアクセスノードを選択することができる。複数の無線装置に指示して、第1の無線アクセス技術とは異なる第2の無線アクセス技術を使って第2のアクセスノードとの通信を確立することができる。複数の無線装置に基づいて通信リンクの帯域幅割り当てを調整することができる。

無線装置との無線通信を提供する例示的な通信システムを示す図である。

無線装置との無線通信を提供する例示的な方法を示す図である。

無線装置との無線通信を提供する別の例示的な通信システムを示す図である。

無線装置との無線通信を提供する例示的な方法を示す例示的な信号図である。

無線装置との無線通信を提供する別の例示的な方法を示す図である。

例示的な処理ノードを示す図である。

図1は、無線装置との無線通信を提供するための通信システム100の一例を示す。通信システム100は、無線装置102、104及び106と、第1の無線アクセス技術のアクセスノード108と、第2の無線アクセス技術のアクセスノード110と、通信ネットワーク112と、コントローラノード114とを含むことができる。通信システム100内には、通信を容易にするために、基地局、基地局コントローラ、ゲートウェイ、移動交換局、ディスパッチアプリケーションプロセッサ、及び、ホームロケーションレジスタやビジタロケーションレジスタのようなロケーションレジスタ等の他のネットワーク要素が含まれていてもよいが、分かりやくするために省略されている。更に、アクセスノード108,110と通信ネットワーク112との間の通信を容易にするために、追加の処理ノード、ルータ、ゲートウェイ、及び、様々なネットワーク要素間でデータを伝送するための物理的及び/又は無線のデータリンクを含む他のネットワーク要素があってもよいが、分かりやくするために省略されている。

無線装置102,104,106は、無線インタフェースを用いて通信システム100を介して通信するように構成されたものであればどのような装置でよい。例えば、無線装置102,104,106は、携帯電話、スマートフォン、ラップトップやパームトップ、タブレットなどのコンピューティングプラットフォーム、携帯情報端末、又はインターネットアクセス装置、及び、これらの組み合わせを含むことができる。無線インタフェースは、複数のトランシーバを含み、各トランシーバは、様々な無線アクセス技術を用いる。例えば、無線装置102,104,106は、符号分割多元接続(CDMA)、移動通信用グローバルシステム(GSM(登録商標))、マイクロ波アクセス用ワールドワイドインターオペラビリティ(WiMAX(登録商標))、ロングタームエボリューション(LTE)、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)などの無線セルラプロトコルを用いる少なくとも1つのトランシーバと、IEEE802.11、ワイヤレスフィデリティ(WiFi(登録商標))、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、赤外線データアソシエーション(IrDA(登録商標))などのローカル又は短距離無線プロトコルを用いる少なくとも1つのトランシーバとを含むことができる。図1には、アクセスノード108及び/又は110と通信するように3つの無線装置が示されているが、任意の数の無線装置と通信できることに注意されたい。

無線装置102,104,106は、第1の無線アクセス技術を用いる通信リンク116,118,120を介してアクセスノード108と通信することができる。無線装置102,104,106は、また、第2の無線アクセス技術を用いる通信リンク122,124,126を介してアクセスノード110と通信することができる。リンク116,118,120,122,124,126は、空気、空間、金属、光ファイバ、他の信号伝播経路、又はこれらの組み合わせなどの様々な通信媒体を使用することができる。通信リンク116,118,120,122,124,126は、同じリンクをシェアする多くの異なる信号を含むことができる。また、通信リンク116,118,120,122,124,126は、無線標識信号、ユーザ通信、通信セッション、オーバヘッド通信、周波数、タイムスロット、トランスポーテーションポート、論理トランスポートリンク、ネットワークソケット、パケット又は通信方向を含む、単一の「空中経路」で動作する多重信号を含むことができる。例えば、無線装置102,104,106とアクセスノード108との間のユーザ通信は、同じ代表的な無線リンク116,118,120を共用することができるが、異なる通信セッション、周波数、タイムスロット、パケット、ポート、ソケット、論理トランスポートリンクを介して、または、異なる方向に(または、これらの組み合わせを含む)転送することができる。

アクセスノード108は、無線装置102,104,106及び通信ネットワーク112と通信するように構成されたものであればどのようなネットワークノードでよい。アクセスノード110は、無線装置102,104,106及びアクセスノード108と通信するように構成されたものであればどのようなネットワークノードでよい。図1に示されていないが、アクセスノード110は、アクセスノード108との通信に加えて、通信ネットワーク112と通信してもよい。アクセスノード108,110は、無線装置102,104,106との無線通信を提供することができる。例えば、アクセスノード108,110は、基地トランシーバ局、無線基地局、eNodeB装置、又は強化eNodeB装置から選択することができる。

アクセスノード108は、第1の無線アクセス技術を用いてもよいし、アクセスノード110は、第1の無線アクセス技術と異なる第2の無線アクセス技術を用いてもよい。例えば、アクセスノード108は、CDMA、GSM、WiMAX、LTE及びHSDPAのような無線セルラプロトコルを用い、アクセスノード110は、IEEE 802.11、WiFi、Bluetooth、Zigbee、IrDAのようなローカル又は短距離無線プロトコルを用いるものであってよい。アクセスノード110は、独立型装置でもよいし、モードがセルラプロトコルとローカル無線プロトコルを含むことができるマルチモード装置でもよい。例えば、アクセスノード110が、マルチモード機能を有する無線装置のときは、無線装置がローカル無線プロトコルを使用して無線装置102,104,106と通信できるモバイルホットスポット内で、無線装置を使用可能にすることができる。更に、アクセスノード110は、無線セルラプロトコルなどの異なるプロトコルを使用して、アクセスノード108と通信リンク128を介して通信することができる。

アクセスノード108,110は、情報を得るためのコンピュータ可読命令を実行するか、または、実行を指示するプロセッサ及び関連回路を含むことができる。アクセスノード108,110は、記憶装置からソフトウェアを取得し実行することができ、記憶装置は、ディスクドライブ、フラッシュドライブ、メモリ回路又は他のメモリ装置を含むことができ、また、ローカル又はリモートアクセス可能でもよい。ソフトウェアは、コンピュータプログラム、ファームウェア、又は他の形態の機械可読命令を含み、またオペレーティングシステム、ユーティリティ、ドライバ、ネットワークインタフェース、アプリケーション、他のタイプのソフトウェア、及びこれらの組み合わせを含んでもよい。アクセスノード108,110は、ユーザインタフェースにおいて入力された命令等を受け取ることができる。

アクセスノード108は、通信リンク130を介して通信ネットワーク112と通信することができる。アクセスノード110は、通信リンク128を介してアクセスノード108と通信することができる。通信リンク128,130は、有線でも無線でもよく、またインターネット、インターネットプロトコル(IP)、ローカルエリアネットワーク(LAN)、光ネットワーキング、光ファイバ同軸ハイブリッド(HFC)、電話通信、TI、又は他の通信形式(これらの組み合わせ、改良又は変形を含む)などの様々な通信プロトコルを使用することができる。無線通信リンクは、無線周波数、マイクロ波、赤外線又は他の類似信号を使用でき、また適切な通信プロトコル、例えば移動電気通信用グローバルシステム(GSM)、符号分割多元接続(CDMA)、マイクロ波アクセス用ワールドワイドインターオペラビリティ(WiMAX)又はロングタームエボリューション(LTE)、又はこれらの組み合わせを使用することもできる。他の無線プロトコルを使用することもできる。リンク128,130は、直接リンクでもよいし、様々な機器、中間構成要素、システム及びネットワークを含むことができる。リンク128,130は、無線リンク116,118,120,122,124,126と同じように単一経路で動作する多重信号を含むことができる。

通信ネットワーク112としては、有線及び/又は無線通信ネットワークを用いることができ、様々なネットワーク要素間でデータを伝送するために、処理ノード、ルータ、ゲートウェイ、及び、物理的及び/又は無線のデータリンク、及びこれらの組み合わせを含むことができ、またローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク及び相互ネットワーク(インターネットを含む)を含むことができる。通信ネットワーク112は、例えば、無線装置102,104,106などの無線装置による音声及びデータ通信に対応するためにデータを伝送することができる。無線ネットワークプロトコルには、符号分割多元接続(CDMA)lxRTT、移動通信用グローバルシステム(GSM)、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)、高速パケットアクセス(HSPA)、エボリューションデータ最適化(EV−DO)、EV−DO rev.A、第3世代パートナーシッププロジェクトロングタームエボリューション(3GPP LTE)、及びマイクロ波アクセス用ワールドワイドインターオペラビリティ(WiMAX)が含まれうる。通信システム112によって使用することができる有線ネットワークプロトコルには、イーサネット(登録商標)、高速イーサネット、ギガビットイーサネット、ローカルトーク(Local Talk)(キャリア検知多重アクセス/衝突回避(Carrier Sense Multiple-Access with Collision Avoidance)など)、トークンリング(Token Ring)、ファイバ配信データインタフェース(FDDI)、及び、非同期転送モード(ATM)が含まれる。また、通信ネットワーク112には、追加の基地局、コントローラノード、電話通信交換器、インターネットルータ、ネットワークゲートウェイ、コンピュータシステム、通信リンク、又は、他のタイプの通信機器、及びこれらの組み合わせが含まれうる。

コントローラノード114は、ネットワークを介して情報を通信するか又はネットワークを介した情報の通信を制御するように構成されたものであればどのような構成でもよい。コントローラノード114は、通信リンク132を介して通信ネットワーク112と通信することができる。コントローラノード114は、独立型コンピューティング装置、コンピューティングシステム、又はネットワーク構成要素でよいし、有線又は無線接続、又は、コンピュータネットワークや通信ネットワークなどの間接接続を介してアクセス可能である。例えば、コントローラノード114は、モビリティ管理エンティティ(MME)、サービングゲートウェイ(SGW)、パブリックデータネットワークゲートウェイ(PGW)、ホーム加入者サーバ(a Home Subscriber Server, HSS)、ポリシー制御及び課金ルール機能(a Policy Control and Charging Rules Function, PCRF)、確認、認証及び会計ノード(Authentication, Authorization, and Accounting node, AAA)等を含むことができる。

コントローラノード114は、情報を得るためのコンピュータ可読命令を実行するか、または、その実行を指示するプロセッサ及び関連回路を含むことができる。コントローラノード114は、記憶装置からソフトウェアを取得し実行することができ、記憶装置は、ディスクドライブ、フラッシュドライブ、メモリ回路又は他のメモリ装置を含むこともでき、ローカル又はリモートアクセス可能でもよい。ソフトウェアは、コンピュータプログラム、ファームウェア、又は何らかの他の形態の機械可読命令を含み、オペレーティングシステム、ユーティリティ、ドライバ、ネットワークインタフェース、アプリケーション又はその組み合わせを含む他の幾つかのタイプのソフトウェアを含んでもよい。コントローラノード114は、ユーザインタフェースにおいて入力された命令等を受け取ることができる。

動作において、無線装置102,104,106は、セルラプロトコルなどの第1の無線アクセス技術を用いて、アクセスノード108との通信リンク116,118,120を確立することができる。無線装置102,104,106とアクセスノード108の通信がアクティブの間、各無線装置102,104,106は、短距離無線プロトコルなどの第2の無線アクセス技術を用いて通信可能なアクセスノードをモニタすることができる。次に、各無線装置102,104,106は、アクセスノード108とのアクティブリンク116,118,120を介して、状況レポートをコントローラノード114に送信することができる。状況レポートは、第2の無線アクセス技術を使用して通信できる全てのアクセスノードのリストを含むことができる。コントローラノード114は、所定の地理的位置の範囲内で第2の無線アクセス技術を使って通信できるアクセスノード装置を識別し、また複数の無線装置102,104,106に共通の第2の無線アクセス技術を使って通信できるアクセスノードのリストをコンパイルすることができる。コントローラノード114は、無線装置102,104,106に共通の第2の無線アクセス技術を使って通信できるアクセスノードのリストからアクセスノードを選択することができる。アクセスノードは、第2の無線アクセス技術を使って既に通信可能にされていてもよいし、第2の無線アクセス技術を用いる無線トランシーバが、第2の無線アクセス技術を使って能動的に通信し始めるように、コントローラノード114がアクセスノードにメッセージを送って指示してもよい。第2の無線アクセス技術を使って通信できるアクセスノードが使用可能にされた後、無線装置102,104,106は、第2の無線アクセス技術を使用してアクセスノード110との接続を確立することができる。アクセスノード108とアクセスノード110間の通信リンクの帯域幅の割り当ては、サービス品質(Quality of Service,QoS)因子のなどの様々な因子に基づいて調整される。例えば、無線装置102,104,106のそれぞれと関連したサービス及び優先順位要件並びに装置要件がある。

図2は、無線装置との無線通信を提供する例示的な方法のフローチャートを示す。この方法は、図1に示された例示的な通信システム100を参照して説明される。しかしながら、この方法は、適切な通信システムであればどのよう通信システムであっても実現することができる。更に、図2は、例示と考察のために特定の順序で実行されるステップを示すが、本明細書で述べる方法は、任意の特定の順序又は構成に限定されない。本明細書に示された開示内容を使用する当業者は、この方法の様々なステップが、省略され、再編成され、組み合わされ、及び/又は、様々な形で改良されうることを理解するであろう。

コントローラノードは、ステップ202において、第1のアクセスノードと通信する各無線装置から走査レポートを受信することができる。例えば、無線装置102,104,106は、セルラプロトコルなどの第1の無線アクセス技術を使ってアクセスノード108との通信リンク116,118,120を確立することができる。アクセスノード108と通信している間、無線装置102,104,106は、短距離無線プロトコルなどの第2の無線アクセス技術を使って通信できるアクセスノードをモニタすることができる。各無線装置102,104,106は、第2の無線アクセス技術を使って通信できるアクセスノードのリストを含む走査レポートを生成して、走査レポートは、通信ネットワーク112によってコントローラノード114に送られる。

ステップ204において、無線装置102,104,106から受信した複数の走査レポートに基づいて、第2の無線アクセス技術を使って通信できる1つの第2のアクセスノードを選択することができる。第2のアクセスノードは、各無線装置102,104,106の地理的位置、通信リンク基準、装置要件などの様々な因子に基づいて選択することができる。一実施形態では、コントローラノード112は、複数の第2のアクセスノードから1つの第2のアクセスノードを選択することができ、選択された第2のアクセスノードは、無線装置102,104,106の全てに対して共通である。

コントローラノードは、ステップ206において、第1のアクセスノードと通信する無線装置に指示して、選択された第2のアクセスノードとの通信を確立させることができる。コントローラノード114は、無線装置102,104,106にメッセージを送って、ローカル無線プロトコルや短距離無線プロトコルなどの第2の無線アクセス技術を用いるアクセスノード110との通信リンク122,124,126を確立することができる。アクセスノードは、第2の無線アクセス技術を用いて既に通信可能であってもよいし、コントローラノード114が、アクセスノード110にメッセージを送って、アクセスノード内の第2の無線アクセス技術を用いるトランシーバを使用可能にし、その後で無線装置102,104,106に指示して通信リンク122,124,126を確立してもよい。一実施形態では、コントローラノード114は、更に、無線装置102,104,106に指示してアクセスノード108とのアクティブ通信セッションを終了してもよい。

ステップ208において、第1の無線アクセス技術を用いる第1のアクセスノードと、第2の無線アクセス技術を用いる、選択された第2のアクセスノードとの間の通信リンクの帯域幅の割り当てを調整することができる。コントローラノード114は、アクセスノード110と通信する無線装置の数、各無線装置102,104,106上で動作するアプリケーションのタイプ及び/又は数、ネットワークサービス要件などの様々な因子に基づいて、第1のアクセスノードと第2のアクセスノード間の帯域幅の割り当てを調整することができる。第1のアクセスノードと第2のアクセスノード間の通信は、リンク128を介して、第1の無線アクセス技術を使って行うことができる。第1のアクセスノード108と第2のアクセスノード110間の全帯域幅の割り当ては、各無線装置102,104,106の帯域幅要素の合計でよい。

図3は、無線装置との無線通信を提供するための例示的な通信システム300を示す。通信システム300は、無線装置302,304,306、第1の無線アクセス技術のアクセスノード308、第2の無線アクセス技術のアクセスノード310、通信ネットワーク312、コントローラノード314、及び認証ノード316を含むことができる。通信を容易にするために、通信システム300内に、基地局、基地局コントローラ、ゲートウェイ、移動交換局、ディスパッチアプリケーションプロセッサ、ホームロケーションレジスタやビジタロケーションレジスタなどのロケーションレジスタなどの他のネットワーク要素があってもよいが、分かりやくするために省略されている。更に、アクセスノード308,310と通信ネットワーク312間の通信を容易にするために、様々なネットワーク要素の間のデータを伝送するための追加の処理ノード、ルータ、ゲートウェイ及び物理的及び/又は無線データリンクを含む他のネットワーク要素があってもよいが、分かりやくするために省略されている。

無線装置302,304,306は、無線インタフェースを使って通信システム300を介して通信するように構成された装置であればどのような装置でもよい。例えば、無線装置302,304,306は、携帯電話、スマートフォン、ラップトップやパームトップ、タブレットなどのコンピューティングプラットフォーム、携帯情報端末、インターネットアクセス装置、及びこれらの組み合わせを含むことができる。無線インタフェースは、複数のトランシーバを含むことができ、各トランシーバは、様々な無線アクセス技術を用いることができる。例えば、無線装置302,304,306は、符号分割多元接続(CDMA)、移動通信用グローバルシステム(GSM)、マイクロ波アクセス用ワールドワイドインターオペラビリティ(WiMAX)、ロングタームエボリューション(LTE)、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)などの無線セルラプロトコルを用いる少なくとも1つのトランシーバと、IEEE 802.11、ワイヤレスフィデリティ(WiFi)、Bluetooth、Zigbee、赤外線データアソシエーション(IrDA)などのローカル又は短距離無線プロトコルを用いる少なくとも1つのトランシーバとを含むことができる。図3にはアクセスノード308及び/又は310と通信する3つの無線装置が示されているが、任意の数の無線装置を実現できることに注意されたい。

無線装置302,304,306は、第1の無線アクセス技術を用いる通信リンク318,320,322を介してアクセスノード308と通信することができる。無線装置302,304,306は、また、第2の無線アクセス技術を用いる通信リンク324,326,328を介してアクセスノード310と通信することができる。リンク318,320,322,324,326,328は、空気などの様々な通信媒体、空間、金属、光ファイバ、又は他の幾つかの信号伝播経路(これらの組み合わせを含む)を使用することができる。通信リンク318,320,322,324,326,328は、同じリンクをシェアする様々な信号を含むことができる。また、通信リンク318,320,322,324,326,328は、無線標識信号、ユーザ通信、通信セッション、オーバヘッド通信、周波数、タイムスロット、トランスポーテーションポート、論理トランスポーテーションリンク、ネットワークソケット、パケット又は通信方向を含む単一「空中経路」で動作する多重信号を含むことができる。例えば、無線装置302,304,306とアクセスノード308間のユーザ通信は、同じ代表的な無線リンク318,320,322をシェアしてもよいが、様々な通信セッション、周波数、タイムスロット、パケット、ポート、ソケット、論理トランスポーテーションリンク、又は様々な方向(これらの組み合わせを含む)で転送されてもよい。

アクセスノード308は、無線装置302,304,306及び通信ネットワーク312と通信するように構成されたものであればどのようなネットワークノードでよい。アクセスノード310は、無線装置302,304,306及びアクセスノード308と通信するように構成されたものであればどのようなネットワークノードでよい。図3に示されていないが、アクセスノード310は、アクセスノード308と通信することに加えて、通信ネットワーク312と通信してもよい。アクセスノード308,310は、無線装置302,304,306との無線通信を提供することができる。例えば、アクセスノード308,310は、基地トランシーバ局、無線基地局、eNodeB装置、又は強化eNodeB装置から選択することができる。

アクセスノード308は、第1の無線アクセス技術を用い、アクセスノード310は、第1の無線アクセス技術と異なる第2の無線アクセス技術を用いることができる。例えば、アクセスノード308は、CDMA、GSM、WiMAX、LTE、および、HSDPAのような無線セルラプロトコルを用いることができ、アクセスノード310は、IEEE 802.11、WiFi、Bluetooth、Zigbee、IrDAなどのローカル又は短距離無線プロトコルを用いることができる。アクセスノード310は、独立装置でもよいし、セルラプロトコルとローカル無線プロトコルを少なくとも含むことができるマルチモード装置でもよい。例えば、アクセスノード310が、マルチモード機能を有する無線装置であり、それにより無線装置が、モバイルホットスポット内で使用可能になった場合、無線装置はローカル無線プロトコルを使用して無線装置302,304,306と通信することができる。更に、アクセスノード310は、無線セルラプロトコルなどの異なるプロトコルを使用して、通信リンク328を介してアクセスノード308と通信することができる。

アクセスノード308,310は、情報を得るためのコンピュータ可読命令を実行するか、または、実行を指示するプロセッサ及び関連回路を含むことができる。アクセスノード308,310は、記憶装置からソフトウェアを取得し実行することができる。記憶装置は、ディスクドライブ、フラッシュドライブ、メモリ回路又は他のメモリ装置を含むことができ、かつ、ローカル又はリモートアクセス可能である。ソフトウェアは、コンピュータプログラム、ファームウェア、又は他の形態の機械可読命令を含み、またオペレーティングシステム、ユーティリティ、ドライバ、ネットワークインタフェース、アプリケーション、又は他のタイプのソフトウェア、これらの組み合わせを含んでいてもよい。アクセスノード308,310は、ユーザインタフェースにおいて、入力された命令等を受け取ることができる。

アクセスノード308は、通信リンク332を介して通信ネットワーク312と通信することができる。アクセスノード310は、通信リンク330を介してアクセスノード308と通信することができる。通信リンク330,332は、有線でも無線でもよく、インターネット、インターネットプロトコル(IP)、ローカルエリアネットワーク(LAN)、光ネットワーキング、光ファイバ同軸ハイブリッド(HFC)、電話通信、Tl又は他の通信形式、並びにこれらの組み合わせ、改良又は変形を含む、様々な通信プロトコルを使用することができる。無線通信リンクは、無線周波数、マイクロ波、赤外線、又は他の類似信号でよく、また、適切な通信プロトコル、例えば、移動通信用グローバルシステム(GSM)、符号分割多元接続(CDMA)、マイクロ波アクセス用ワールドワイドインターオペラビリティ(WiMAX)、又はロングタームエボリューション(LTE)、又はこれらの組み合わせを使用することができる。他の無線プロトコルを使用することもできる。リンク128,130としては、直接リンクを用いることができ、様々な機器、中間構成要素、システム及びネットワークを含んでもよい。リンク330,332は、無線リンク318,320,322,324,326,328と同じように単一経路で動作する多重信号を含むことができる。

通信ネットワーク312は、有線及び/又は無線通信ネットワークでよく、処理ノード、ルータ、ゲートウェイ、及び様々なネットワーク要素間でデータを伝送するための物理的及び/又は無線のデータリンク、これらの組み合わせを含むことができ、またローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク及び相互ネットワーク(インターネットを含む)を含むことができる。通信ネットワーク312は、例えば無線装置302,304,306などの無線装置による音声及びデータ通信に対応するデータを伝送することができる。無線ネットワークプロトコルには、符号分割多元接続(CDMA)lxRTT、移動通信用グローバルシステム(GSM)、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)、高速パケットアクセス(HSPA)、エボリューションデータ最適化(EV−DO)、EV−DO rev.A、第3世代パートナーシッププロジェクトロングタームエボリューション(3GPP LTE)、及びマイクロ波アクセス用ワールドワイドインターオペラビリティ(WiMAX)が含まれうる。通信システム312によって利用することができる有線ネットワークプロトコルは、イーサネット、高速イーサネット、ギガビットイーサネット、ローカルトーク(キャリア検知多重アクセス/衝突回避など)、トークンリング、ファイバ配信データインタフェース(FDDI)及び非同期転送モード(ATM)を含む。また、通信ネットワーク312は、追加の基地局、コントローラノード、電話通信交換器、インターネットルータ、ネットワークゲートウェイ、コンピュータシステム、通信リンク、又は他のタイプの通信機器、及びこれらの組み合わせを含む。

コントローラノード314は、ネットワークによって情報を通信するかネットワークによる情報の通信を制御するように構成されたものであればどのような要素であってもよい。コントローラノード314は、通信リンク334を介して通信ネットワーク312と通信することができる。コントローラノード314は、独立型コンピューティング装置、コンピューティングシステム又はネットワーク構成要素でよく、例えば有線又は無線接続によって、又はコンピュータネットワークや通信ネットワークなどを介した間接接続により、アクセス可能である。例えば、コントローラノード314は、モビリティ管理エンティティ(MME)、サービングゲートウェイ(SGW)、パブリックデータネットワークゲートウェイ(PGW)などを含むことができる。

コントローラノード314は、情報を得るためのコンピュータ可読命令を実行するか、または、実行を指示するプロセッサ及び関連回路を含むことができる。コントローラノード314は、記憶装置からソフトウェアを取得し実行することができ、記憶装置は、ディスクドライブ、フラッシュドライブ、メモリ回路又は他のメモリ装置を含むことができ、かつ、ローカル又はリモートでアクセス可能である。ソフトウェアはコンピュータプログラム、ファームウェア又は機械可読命令の幾つかの他の形態を含み、または、オペレーティングシステム、ユーティリティ、ドライバ、ネットワークインタフェース、アプリケーション又はその組み合わせを含む他の幾つかのタイプのソフトウェアを含んでもよい。制御ノード314は、ユーザインタフェースにおいて入力された命令等を受け取ることができる。

認証ノード316は、ネットワーク内の様々な認証機能を実行するように構成されていればどのようなネットワーク要素であってもよい。例えば、認証ノード316は、特定のエンティティ又はアクティビティ、IPアドレスフィルタリング、アドレス割り当て、経路割り当て、サービス又はディファレンシャルサービスの品質、帯域幅制御又はトラフィック管理、暗号化などのためのネットワーク認証を実行することができる。認証ノード316は、通信リンク336を介してコントローラノード314と通信することができる。認証ノード316は、独立型コンピューティング装置でもよく、1つ以上の他のネットワーク要素に組み込まれてもよい。例えば、認証ノード316は、ホーム加入者サーバ(HSS)、ポリシー制御及び課金ルール機能(PCRF)、確認、認証及び会計ノード(AAA)等を含むことができる。

認証ノード316は、情報を得るためのコンピュータ可読命令を実行するか、または、実行を指示するためのプロセッサ及び関連回路を含むことができる。認証ノード316は、記憶装置からソフトウェアを取り出し実行することができ、記憶装置は、ディスクドライブ、フラッシュドライブ、メモリ回路又は他のメモリ装置を含むことができ、またローカル又はリモートでアクセス可能であってもよい。ソフトウェアは、コンピュータプログラム、ファームウェア又は他の形態の機械可読命令を含み、またオペレーティングシステム、ユーティリティ、ドライバ、ネットワークインタフェース、アプリケーション、又はこれらの組み合わせを含む他のタイプのソフトウェアを含んでもよい。認証ノード316は、ユーザインタフェースで命令及び他の入力を受け取ることができる。

動作において、無線装置302,304,306は、セルラプロトコルなどの第1の無線アクセス技術を使用して、アクセスノード308と通信リンク318,320,322を確立することができる。無線装置302,304,306とアクセスノード308との通信がアクティブの間、各無線装置102,104,106は、短距離無線プロトコルなどの第2の無線アクセス技術を使って通信できるアクセスノードをモニタすることができる。例えば、各無線装置302,304,306は、無線装置のまわりの所定の地理的位置をモニタすることができる。

第2の無線アクセス技術を使って通信可能な各アクセスノードは、短距離プロトコルを使用して同報メッセージを送信することができる。同報メッセージは、SSID及び/又はMACアドレスなどの同報アクセスノードの識別に関する情報を含むことができる。無線装置は、第2の無線アクセス技術を用いるトランシーバを用いて、同報メッセージを受信することができる。無線装置は走査レポートを生成することができ、走査レポートは、同報メッセージを送信するアクセスノードに関する固有識別子を含むことができる。無線装置は、複数のアクセスノードから同報メッセージを受信することができる。

無線装置は、走査レポートを送信する前に、所定の地理的位置の範囲内で第2の無線アクセス技術を使って通信する各アクセスノードが、最低通信リンク基準を満たすかどうかを判定することができる。最低基準は、信号強度、信号対雑音比、信号と干渉および雑音の和との比、キャリアと干渉および雑音の和との比、受信信号強度指標、基準信号受信電力、基準信号受信品質などの様々な因子に基づくものである。アクセスノードが、最低通信リンク基準を満たさないとき、アクセスノードは、走査レポートから除外されてもよい。

第2の無線アクセス技術を使って通信するアクセスノードが、最低通信リンク基準を満たすきは、そのアクセスノードが、走査レポートに含まれる。走査レポートは、1つ以上のアクセスノードを含むことができる。更に、走査レポートは、同報メッセージの検出直後に送信されてもよく、無線装置は、同報メッセージと関連した情報を保存し、走査レポートを所定の時間時期に送信して、幾つかの走査レポートが収集され一緒に送信されるようにすることができる。走査レポートは、個別のメッセージでもよく、他のデータ伝送のレポートなどの他のメッセージと一緒に含まれてもよい。各無線装置302,304,306は、通信リンク318,320,322によって、第1の無線アクセス技術を使用して走査レポートをコントローラノード314に送信することができる。

コントローラノード314は、無線装置302,304,306から走査レポートを受信することができる。更に、コントローラノード314は、第2のアクセスノードを、地理的位置や通信リンク基準などの様々な因子に基づいて分類することができる。分類は、複数の無線装置に共通の第2のアクセスノードを、位置又はリンク基準に基づいて分類することを含むことができる。各無線装置は、複数の群に含まれていてもよいし、各群が、1つ以上の第2のアクセスノードを含んでもよい。群は、第2のアクセスノードの固有識別子に基づいてもよい。

コントローラノード314は、アクセスノード308と通信しているどの無線装置が第2のアクセスノードに転送するかを決定することができ、また全ての走査レポートで識別された複数の第2のアクセスノードから1つの第2のアクセスノード310を選択することができる。どの無線装置が転送するかの決定は、アクセスノード308と関連したネットワーク混雑や、各無線装置と関連したサービス品質要件などの様々な因子に基づいて決定できる。サービス品質要件は、無線装置上で動作するアプリケーションに基づいてもよい。例えば、サービス品質要件は、トラフィックタイプ(例えば、保証ビットレート及び/又は非保証ビットレート)、データパケット又はトラフィック優先順位、最大許容データ遅延(待ち時間)、最小スループット、最大データ損失率、ジッタ、及びアウトオブオーダ送出しきい値の少なくとも1つを含むことができる。更に、どの無線装置が転送するかは、バッテリ電源要件及び/又はレベルなどの無線装置と関連した因子に基づいて決定することができる。

コントローラノード314が、選択された第2のアクセスノードにどの無線装置が転送できるかを決定した後、コントローラノード314は、選択された第2のアクセスノード310に起動メッセージを送信することができる。メッセージは起動を指示して、これにより第2のアクセスノード310が、第2の無線アクセス技術を使って無線装置と通信できるようになる。一実施形態では、そのとき、選択されたアクセスノードは、第2の無線アクセス技術を用いて動作している。あるいは、選択されたアクセスノードは、コントローラノード314から起動メッセージを受け取った後で第2の無線アクセス技術を使用して通信を開始することができる。例えば、選択されたアクセスノード310が、無線ホットスポットになることができる無線装置のようなマルチモード装置のとき、マルチモード装置は、起動メッセージを受け取った後で第2の無線アクセス技術を用いるトランシーバを起動し、起動メッセージは、ホットスポットをアイドルモードからアクティブモードに変化させる。

起動メッセージは、第2のアクセスノードに転送されるように選択された無線装置に関する固有識別子のリストを含むことができ、それにより、リストに含まれる無線装置は、第2のアクセスノードへの通信アクセス権を取得できる。固有識別子は、選択された無線装置のWiFi MACアドレス、及び/又は、無線装置のスクライバ識別でもよい。起動メッセージは、更に、WiFi信号が利用可能になると予想するアクティブ時間期間に関する命令を含むことができる。第2のアクセスノードは、起動メッセージに含まれる情報に基づいて内部MACフィルタを修正することができる。

コントローラノード314は、第2のアクセスノード310と通信するように選択された無線装置に転送メッセージを送信することができる。転送メッセージは、選択された第2のアクセスノード310を示すハンドオーバ信号でよい。あるいは、転送メッセージは、選択された無線装置が通信を開始できる複数の第2のアクセスノードを含むハンドオーバ信号でもよい。転送メッセージは、ハンドオーバ実行時間を含むことができ、ハンドオーバ実行時間は、即時でも、所定の期間内でもよい。更に、転送メッセージは、各無線装置が第2のアクセスノードと通信する所定の持続時間の指示を含むことができる。

転送メッセージを受信した後で、各無線装置は、第2のアクセスノード310との通信を開始するリクエストを送信することができる。第2のアクセスノード310は、リクエストを開始する無線装置が、第2のアクセスノード310にアクセスすることを許可されたことを確認することができる。例えば、第2のアクセスノード310は、各無線装置の固有識別子を、コントローラノード314によって送られた、選択された無線装置を識別するリストと比較することができる。無線装置が、アクセスを許可するリストにあるとき、無線装置302,304,306と第2のアクセスノード310の間で、第2の無線アクセス技術を使用する通信リンク324,326,328を確立することができ、第1の無線アクセス技術を使用する通信リンク318,320,322が開放される。無線装置がリストにないとき、アクセスノード310は、更に、所定のネットワークポリシに基づいて無線装置へのアクセスを許可するかどうかを決定することができる。

第2のアクセスノードの起動後、通信リンク330の帯域幅の割り当てが調整される。通信リンク330は、第1の無線アクセス技術を用いることができる。帯域幅割り当ては、サービス品質因子などの様々な因子に基づいて調整することができる。サービス品質因子は、無線装置上で動作するアプリケーションと関係付けられてもよい。例えば、サービス品質因子は、トラフィックタイプ(例えば、保証ビットレート及び/又は非保証ビットレート)、データパケット又はトラフィック優先順位、最大許容データ遅延(待ち時間)、最小スループット、最大データ損失率、ジッタ及びアウトオブオーダ送出のうちの少なくとも1つを含むことができる。

コントローラノード314は、通信リンク330の帯域幅割り当てを修正するリクエストを認証ノード316に送信することができる。認証ノード316は、アクセスノード310との接続と関連したサービス品質因子を修正することができる。アクセスノード310と関連したサービス品質因子は、アクセスノード308と通信しているときに無線装置の以前のサービス品質要件に基づいて修正されてもよい。これにより、ユーザには、アクセスノード308からアクセスノード310への移行が、サービスを同じレベルで継続しながら、シームレスに見える。更に、サービス品質因子は、最高サービス品質要件を有するアクセスノード310と通信している無線装置に基づいて、アクセスノード310に割り当てられてもよい。例えば、ホットスポットの接続の最低保証ビットレートは、アクセスノード310に接続された各無線装置の最小ビットレートの合計を反映するように修正されてもよい。帯域幅割り当てを無線装置のサービス品質要件を満たすように調整できない場合、無線装置は、そのアクセスノード308とのアクティブ通信セッションを維持し、アクセスノード310との通信を継続することができない。

認証ノード316は、アクセスノード308にメッセージを送って通信リンク330の帯域幅割り当てを調整することができる。帯域幅割り当てが調整された後で、認証ノード316は、アクセスノード310でアクティブ状態を連続的にモニタすることができる。例えば、認証ノード316は、アクセスノード310と通信する無線装置の識別をモニタし、アクセスノード310との通信に無線装置が追加されるか又は切断されたときに無線装置のリストを修正することができる。更に、認証ノード316は、アクセスノード310と通信する無線装置のアプリケーションのアクティブ状態をモニタし、それにしたがって、無線装置要件に基づいてサービス品質因子を修正することができる。例えば、通信セッション中にアクセスノード310と通信する無線装置の数が変化するか無線装置のアプリケーション要件が変化したとき、帯域幅割り当てを再調整することができる。

アクセスノード310が利用できなくなった場合、無線装置302,304,306は、アクセスノード308と通信を再確立することができる。例えば、コントローラノード310は、アクセスノード308が利用できなくなったことを決定して無線装置302,304,306との通信を維持することができる。コントローラノード310は、無線装置302,304,306に指示して、第1の無線アクセス技術を使用してアクセスノード308との通信を開始させることができる。

図4は、無線装置との無線通信を提供する例示的方法を示す例示的信号図である。信号図は、図3に示された例示的通信システム300を参照して説明される。しかしながら、信号図は、適切な通信システムであればどのようなシステムで実現されてもよい。例えば、単一ネットワークノードが、コントローラノード314と認証ノード316のシグナリング機能を実行することができる。更に、図4は、図示又は説明のために特定の順序で行なわれる信号送信を示すが、ここで説明される信号送出は、特定の順序に限定されない。更に、図4に含まれない追加の信号送出も実行することができる。

無線装置302,304,306が、セルラプロトコルなどの第1の無線アクセス技術を使用してアクセスノード308と通信すると仮定する。例えば、無線装置302,304,306とアクセスノード308との間にアクティブ通信セッションが確立される。

各無線装置302,304,306は、短距離無線プロトコルなどの第2の無線アクセス技術を使って動作する第2のアクセスノード310が検出されたときに、走査レポートをコントローラノード314に送信することができる。この走査レポートは、検出されたアクセスノードに関する固有識別子を含むことができる。

コントローラノード314は、無線装置302,304,306を転送する第2のアクセスノード310を選択することができる。コントローラノード314は、選択されたアクセスノード310に起動コマンドメッセージを送って、アクセスノード308からの無線装置302,304,306のハンドオーバを開始することができる。起動コマンドメッセージは、アクセスノード310へのアクセスが許可された無線装置のリストを含むことができる。更に、コントローラノード314は、そのアクセスノード310をハンドオーバの際の設定ターゲットとして識別する転送コマンドメッセージを、無線装置302,304,306に送信することができる。

無線装置302,304,306は、アクセスノード310へのアクセスを要求するアクセス要求メッセージを、アクセスノード310に送信することができる。アクセスノード310は、コントローラノード314から送られた承認リストに無線装置が含まれるとき、無線装置302,304,306に対してアクセス許可メッセージで応答することができる。無線装置302,304,306が、第2の無線アクセス技術を使用してアクセスノード310との通信セッションを首尾良く開始した後、無線装置302,304,306は、ハンドオーバが成功したことを示す転送レポートをコントローラノード314に送信することができる。

コントローラノード314が、無線装置302,304,306から転送レポートを受信したとき、第1の無線アクセス技術を用いるアクティブ通信セッションを終了することを指示する開放コマンドメッセージを、コントローラノード314は、アクセスノード308に送信することができる。アクセスノード308は、ネットワーク開放メッセージを無線装置302,304,306に送信し、それによりアクセスノード308とのアクティブ通信セッションが終了する。

コントローラノード314は、アクセスノード308とアクセスノード310間の通信リンクの帯域幅割り当てを調整するリクエストを認証ノード316に送信する。例えば、サービス品質調整メッセージを送信することができる。これに応じて、認証ノード316は、サービス品質調整コマンドをアクセスノード308に送信し、アクセスノード308とアクセスノード310間のサービス品質を調整することができる。

図5は、無線装置との無線通信を提供するための例示的な方法のフローチャートを示す。この方法は、図3に示された例示的な通信システム300を用いて説明される。しかしながら、この方法は、適切な通信システムであればどのようなシステムでも実現することができる。更に、図5は、図示と説明のために特定の順序で実行されるステップを示しているが、ここで述べる方法は、如何なる特定の順序又は配列にも限定されない。ここで提供される開示内容を使用する当業者は、この方法の様々なステップを様々な形で省略し、再編成し、組み合わせ、かつ/又は、改造できることを理解するであろう。

ステップ502において、無線装置は、第1のアクセスノードとの通信セッションを確立することができる。例えば、無線装置302,304,306は、第1の無線アクセス技術を使用してアクセスノード308との通信を確立することができる。ステップ504において、無線装置が、第1のアクセスノードと通信している間、無線装置が第2のアクセスノードを検出することができ、第2のアクセスノードは第2の無線アクセス技術を用いる。

ステップ506において、各無線装置は、走査レポートを送信することができる。例えば、無線装置302,304,306は、走査レポートをコントローラノード312に送信することができる。走査レポートは、走査レポート因子を含むことができる。走査レポート因子は、信号強度値、信号対雑音比値、信号と干渉および雑音の和との比の値、キャリアと干渉および雑音の和との比の値、受信信号強度標識値、基準信号受信電力値、及び基準信号受信品質値などを含むことができる。

ステップ508において、少なくとも1つの走査レポート因子を所定のしきい値と比較することができる。例えば、コントローラノード312は、少なくとも1つの走査レポート因子を所定のしきい値と比較して、信号状態が、アクセスノード308又はアクセスノード310との通信リンクよりも良好かどうかを判定することができる。走査レポート因子が、所定のしきい値より小さいとき、ステップ510において、無線装置302,304,306は、第1のアクセスノードとの通信を維持する。

走査レポート因子が、所定のしきい値より大きいとき、512において、無線装置302,304,306は、第2のアクセスノードに転送することができ、第2のアクセスノードは、第2の無線アクセス技術を用いて無線装置302,304,306と通信する。更に、ステップ514において、第1のアクセスノードと第2のアクセスノード間の通信リンクの帯域幅割り当てが調整される。

図6は、通信システムにおける例示的な処理ノード600を示す。処理ノード600は、通信インタフェース602、ユーザインタフェース604、並びに通信インタフェース602及びユーザインタフェース604と通信する処理システム606を含む。処理ノード600は、通信ネットワーク内で無線通信を提供することができる。処理システム606は、記憶装置608を含み、記憶装置608は、ディスクドライブ、フラッシュドライブ、メモリ回路又は他のメモリ装置を含むことができる。記憶装置608は、処理ノード600の動作で使用されるソフトウェア610を記憶することができる。ソフトウェア610は、コンピュータプログラム、ファームウェア、あるいはオペレーティングシステム、ユーティリティ、ドライバ、ネットワークインタフェース、アプリケーション又は他のタイプのソフトウェアを含む他の形態の機械可読命令を含んでもよい。処理システム606は、記憶装置608からソフトウェア610を取り出し実行するマイクロプロセッサや他の回路を含んでもよい。処理ノード600は、更に、電力管理ユニット、制御インタフェースユニットなどの他の構成要素を含んでもよいが、分かりやくするために省略されている。通信インタフェース602は、処理ノード600が他のネットワーク要素と通信することを可能にする。ユーザインタフェース604は、処理ノード600の動作の構成と制御を可能にする。

処理ノード600の例としては、アクセスノード108,110,308,310、コントローラノード114,314、及び、認証ノード316がある。処理ノード600は、アクセスノード108,110,308,310、コントローラノード114,314及び認証ノード316の要素など、ネットワーク要素の付属物又は構成要素でもよい。処理ノード600は、また、通信システム内の別のネットワーク要素でもよい。

本明細書に述べられた例示的なシステム及び方法は、コンピュータ可読記録媒体上に実装されたコンピュータ可読コード又は一時的媒体を介して送られた通信信号を実行する処理システムの制御下で行なわれうる。コンピュータ可読記録媒体は、処理システムによって読取り可能なデータを記憶することができるデータ記憶装置であればどのようなものであってもよく、揮発性と不揮発性の両方の媒体、取り外し可能及び取り外し不可能な媒体、並びにデータベース、コンピュータ及び様々な他のネットワーク装置によって読取り可能な媒体を含む。

コンピュータ可読記録媒体の例としては、限定するものではないが、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、消去可能電気的プログラム可能ROM(EEPROM)、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、ホログラフィ媒体又は他の光ディスク記憶装置、磁気テープと磁気ディスクを含む磁気記憶装置、及びソリッドステート記憶装置があげられる。コンピュータ可読記録媒体は、コンピュータ可読コードが分散式に記憶され実行されるようにネットワーク結合コンピュータシステム上に分散されてもよい。一時的媒体を介して送られる通信信号は、例えば、有線又は無線伝送経路を介して送信される変調信号を含んでもよい。

以上の説明及び関連図面は、本発明の最良の形態を教示する。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を明らかにする。最良の形態の幾つかの態様が、特許請求の範囲によって明示された本発明の範囲内にない場合があることに注意されたい。当業者は、前述の特徴が、本発明の複数の変形例を構成するように様々な方法で組み合わせられうることを理解されよう。その結果、本発明は、前述の特定の実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定される。