JP6777822B2 - 通信装置および通信方法 - Google Patents

Description

本開示は、一般に、複数の基地局と同時接続の可能な端末装置などの通信装置に関係する。より詳しくは、本開示は、１つのＳＩＭを利用して複数の訪問先ネットワークに同時に接続する端末装置の動作に関する。

最近、都市環境は、ユビキタス通信ワイヤレス無線ネットワークの重なり合うカバレッジが密集している。典型的な都市においては様々な能力、範囲および利用法の異種ディジタル無線ネットワークが遍在している。とくに、セルラ通信用に使用される（ＧＳＭ（登録商標）、ＵＭＴＳおよびＬＴＥを含め）３ＧＰＰが規定するネットワークを含む。

広く行きわたったスマートフォンの急増、ユビキタス高速接続性の消費者の期待およびサービスプロバイダ間の激しい競争とともに、競合プロバイダによる複数の基地局が同じ地域をカバーしていることが通常となっている。さらに、訪問する（ローミングする）利用者を得るためのプロバイダ間の競争が、多種多様なパッケージおよびプロモーションの提案を加熱させている。

したがって、ローミングする訪問者にとっては、様々な用途に応じた特典およびパッケージを提案する複数の訪問先ネットワークについての選択肢の中から利用するネットワークを選択できることが予見される。したがって、利用者はローカルのプロバイダによって提案される様々なレートと特典を組み合わせることで有利な条件でサービスを利用できる可能性がある。一例としては、特恵の音声通話レートについてプロバイダＢを利用しながら、プロバイダＡからの独占的なコンテンツサービスを含むことができる。２つの事業者に同時に接続することによって両方の一番良いところを利用する際の技術的な課題は、加入者のハンドセットが、典型的には、加入者のホームプロバイダから提供される単一のＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｉｙ Ｍｏｄｕｌｅ：加入者識別モジュール）カードだけを装備するという事実にある。

特許文献１などの以前の教示は、単一のＳＩＭカードを装備したハンドセットを利用するときの同時接続性に関するセキュリティ認証を補うために追加の認証および承認サーバを提案している。この方法は、新たな個別サーバエンティティの設定ならびに付随する保全および動作コストを要する。

もう１つの類似の教示である特許文献２は、ローカル基地局による検出済みの同報通信に基づいてホームと訪問先ＩＭＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ：国際移動加入者識別情報）との間で切り替えることが可能な特殊なＳＩＭカードを使用する。しかしながら、この切り替えは、消費者にはシームレスでないことがあり、同時に複数プロバイダの基地局に接続することもサポートしない。

米国特許第９，０８４，１４７Ｂ２号 米国特許第９，００８，６５４Ｂ２号

3GGP TS 23.401 "GPRS Enhancements for E-UTRAN Access"

上記の通り、特許文献１の方法は、新たな個別サーバエンティティの設定ならびに付随する保全および動作コストを要する。また、特許文献２の切り替えは、消費者にはシームレスでないことがあり、複数プロバイダ基地局への同時接続をもサポートしない。

１つの一般的な態様では、ここに開示した技術は、ローミングＵＥが単一のＳＩＭカードを使用して複数の訪問先移動ネットワークに同時に接続することを可能にするホーム加入者サーバ（ＨＳＳ：Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ）およびユーザ機器（ＵＥ：ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を取り上げている。このことは、ＵＥが各通信インターフェースに対して異なる固有の国際移動機器識別子（ＩＭＥＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を割り当て、ＨＳＳが国際移動加入者識別情報（ＩＭＳＩ）にこれらを結び付けることによって実現される。

一般的なまたは具体的な開示が、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、記憶媒体、またはこれらの任意の選択的な組み合わせとして実装されてもよいことに留意すべきである。

上に論じた問題を解決することが本発明の目的である。特に、この発明は、単一のＳＩＭカードだけを利用することにより、ホームネットワークカバレッジの外をローミングするときに複数の訪問先移動ネットワークに同時に接続する複数接続能力を有するユーザ機器のための方法を教示している。

開示した実施形態のさらなる利点および長所は、明細書および図面から明らかになろう。利点および／または長所は、明細書および図面の様々な実施形態および特徴により個々に得ることができ、これらはこのような利点および／または長所のうちの１つまたは複数を得るために必ずしもすべてが提供される必要がない。

解決策を実施するシナリオの図である。 ３ＧＰＰにより規定されたアタッチ手順の例図である。 ユーザ機器の機能ブロック図である。 ホーム加入者サーバの挙動についてのフローチャートである。

本開示の様々な実施形態を、添付の図面を参照してここで詳細に説明する。下記の説明では、知られている機能および構成の詳細な説明は、わかりやすく簡潔にするために省略している。

（本開示の基礎）
下記の説明では、説明の目的のために、具体的な数、時間、構造、プロトコル、および他のパラメータを、本発明の十分な理解を与えるために記述している。しかしながら、本発明をこれらの具体的な詳細が無くても実行できることが、当業者には明らかであろう。同じメカニズムがＳＩＭカードおよびＵＳＩＭ（ＵＭＴＳ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ：ＵＭＴＳ加入者識別モジュール）カードのどちらとも機能することにも留意されたい。わかりやすくするために、これらの２つの用語を、下記の説明では互換的に使用している。

（実施形態１）
好ましい実施形態の下記の説明では、添付の図面を参照し、この図面から本発明を実行することができる。

図１は、本発明が動作する典型的なネットワークシナリオを示している。ＵＥ１００は、２つ（またはこれ以上の）無線インターフェースを介して２つ（またはこれ以上の）基地局と同時の３ＧＰＰ無線接続が可能なハンドセットである。各無線インターフェースには、固有のＩＭＥＩ番号が割り当てられており、例示的な実装形態は、各インターフェースに６桁の通し番号の製造業者のプールから固有の番号を割り当てる製造業者用のものである。したがって、ＵＥ１００のＩＭＥＩ番号は、ＡＡ−ＢＢＢＢＢＢ−（ＣＣＣＣＣＣ）−ＤおよびＡＡ−ＢＢＢＢＢＢ−（ＣＣＣＣＣＣ＋１）−Ｄであってもよく、ここでは、ＡＡ−ＢＢＢＢＢＢが各ワイヤレスデバイスモデルに対してＧＳＭＡにより割り当てられるタイプ割当て符号（ＴＡＣ：Ｔｙｐｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）であり、ＣＣＣＣＣＣが特定のモデルに対して製造業者割当ての通し番号であり、Ｄが誤りを検出すために使用するルーン（Ｌｕｈｎ）チェックサムである。いくつかの実装形態では、ＩＭＥＩＳＶがＩＭＥＩの代わりに使用される。このケースでは、ＩＭＥＩＳＶのフォーマットは、ＡＡ−ＢＢＢＢＢＢ−ＣＣＣＣＣＣ−ＥＥであり、ここでは、ＥＥがソフトウェアバージョン番号であり、残りはＩＭＥＩと同じである。この説明の目的で、ＵＥ１００は、各無線インターフェースに対してそれぞれＩＭＥＩ．ＡおよびＩＭＥＩ．Ｂを発行されている。

図１では、ＵＥ１００は、ホームネットワークに加入しており、その詳細がホーム加入者サーバ（ＨＳＳ：Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ）１１０に記憶されている。ホーム加入者サーバは、ユーザ関連情報および加入者関連情報を含む中央データベースとして想定された３ＧＰＰのエンティティである。ＨＳＳの機能は、モビリティ管理、通話およびセッション確立サポート、ユーザ認証およびアクセス承認などの機能を含む。ＨＳＳに記憶されているデータ用の基本キーは、ＳＩＭカードに記憶されている加入者のＩＭＳＩである。ＩＭＥＩ／ＩＭＥＩＳＶは、加入者データを作るフィールドのうちの１つである。説明した発明を実行するＨＳＳ１１０に関して、ＩＭＳＩおよびＩＭＥＩ／ＩＭＥＩＳＶは、特定された無線インターフェースに関する接続を記述することになるフィールドを特定する複合キーを一緒に形成することになる。

ＵＥ１００は、それ自体のホームネットワークのカバレッジの外の領域においてローミングし、訪問先ネットワークＡ１２０および訪問先ネットワークＢ１３０にアクセスする。ＵＥ１００は、ハンドセットポリシーまたは記憶した優先権のために最初に訪問先ネットワークＡ１２０に接続する。ＵＥ１００および影響を受けたネットワークエンティティは、次いで図２に概要を示したようなアタッチ手順に続く。識別情報要求（Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｒｅｑｕｅｓｔ）／応答（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）交換中に、ＵＥ１００は、訪問先ネットワークＡ１２０のＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ：モビリティ管理エンティティ）がＵｐｄａｔｅ＿Ｌｏｃａｔｉｏｎ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージの一部としてＨＳＳ１１０へ最後には転送されるＩＭＥＩ．Ａとしてそれ自体のＭＥ識別情報を与える。

ここではＨＳＳ１１０が、エントリのための複合キーとしてＩＭＥＩ．Ａと連結されたＩＭＳＩの値を記憶し、前のエントリが存在する場合には前のエントリを更新し置き換える。

この時点で、ＵＥ１００は、それ自体の他の無線インターフェースとともに訪問先ネットワークＢ１３０へ同時に接続することを判断する。これは図２で説明した同じアタッチ手順に従うが、識別情報要求／応答交換中にそれ自体のＭＥ識別情報としてＩＭＥＩ．Ｂを与える。次いで、ＭＭＥは、Ｕｐｄａｔｅ＿Ｌｏｃａｔｉｏｎ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージの一部としてＨＳＳ１１０へこの情報を転送する。

要求が、既存のエントリを有するが異なるＭＥ識別情報値を有するＩＭＳＩに対してであることに、ＨＳＳ１１０は留意する。ＩＭＳＩが同時の接続に関して認証されると仮定して、ＨＳＳ１１０は、第２の複合キー（ＩＭＥＩ．Ｂと連結されたＩＭＳＩ）を作成することに進み、ＵＥ１００用のそれ自体のデータベースに第２のエントリを追加する。この点で、ＵＥは、それ自体の２つの無線インターフェースを使用して訪問先ネットワークＡおよび訪問先ネットワークＢにわたり同時にそして無関係にローミングできる。

ＵＥ１００内の関連するエンティティの機能ブロック図を図３に示す。ＵＥ３００は、３３０、３４０およびおそらくそれより多くの無線インターフェースから構成される。本発明の目的で、独立した３ＧＰＰが規定する無線接続を作ることができる各インターフェースには、固有のＭＥ識別情報またはＩＭＥＩ番号が発行される。したがって、図１の説明したシナリオに関して、ＵＥ１００には、無線インターフェース３３０用のＩＭＥＩ．Ａおよび無線インターフェース３４０用のＩＭＥＩ．Ｂが発行されている。無線マネージャ（Ｒａｄｉｏ Ｍａｎａｇｅｒ）３２０には、無線インターフェースを管理し、そしてそれぞれのインターフェースにわたって３ＧＰＰが規定する通信用に使用される正しいＩＭＥＩ番号で応答する機能がある。このことは、それぞれの無線インターフェースが本質的に仮想上のものである場合に特に重要である。ネットワーク選択アプリケーション（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）３１０は、ホームネットワークまたはユーザのいずれかが接続する適切なネットワークを選択することを可能にするインターフェースとして可視化される。ホームネットワークは、接続用の候補ネットワークの選択のためのリストまたはポリシーを提供できる。ユーザまたはアプリケーションインターフェースは、接続すべき１つまたは複数のネットワークとしての選択ならびに各ネットワーク上に配信すべきトラフィックのタイプについての判断をユーザが行うことにも備えることができる。実装形態の例として、訪問先ネットワークＡを音声通話用に選択することができ、訪問先ネットワークＢをビデオストリーミングサービス用に選択することができる。これらは、価格設定モデルまたはサービスの独占性などの理由のためであってもよい。

ＨＳＳ１１０の挙動についてのフローチャートを図４に示している。開始４００では、ＨＳＳは通常通り動作している。ＨＳＳは、ＭＭＥからＵｐｄａｔｅ＿Ｌｏｃａｔｉｏｎ＿Ｒｅｑｕｅｓｔを受信し（ステップ４１０）、それ自体のデータベースエントリのために使用する基本キーであるＩＭＳＩを検索する。解決策を実施するＨＳＳ１１０は、具体的に、ＩＭＳＩとＩＭＥＩ値との連結を含む複合キーをも検索する（ステップ４２０）。複合キーが見つかった場合、ＨＳＳ１１０はＵＥ１００の移動によりトリガされる通常通りの位置更新であるとこれを理解し、非特許文献１で規定されるような位置更新（ステップ４３０）の通常の手順を続けることになる。複合キーが見つからない場合、別の既存のＩＭＳＩエントリが存在する場合でさえ、ＨＳＳ１１０は、ＵＥ１００により行われた新たな追加の同時接続であるとこれを理解する（ステップ４４０）。ＨＳＳ１１０は、そのときには新たなエントリを作成することを続け、Ｕｐｄａｔｅ＿Ｌｏｃａｔｉｏｎ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージからの関連情報とともにそれ自体のデータベースに配置する。

ホームサービスプロバイダには、加入者がどれだけ多くの同時接続を作ることを認められているかを管理するポリシーがあってもよい。１つの実装形態では、可変値、Ｍａｘｉｍｕｍ＿Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓがあるはずであり、加入者が作ることを認められている同時接続の最大数を表している整数値をともなう。したがって、ＨＳＳがＵＥ１００用の新しい複合キーを作成するときに、ＨＳＳは先ず（ＩＭＳＩ＋ＩＭＥＩ／ＩＭＥＩＳＶ）複合キーエントリの数のチェックを行い、これをＭａｘｉｍｕｍ＿Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓの値と比較する。複合キーの数がＭａｘｉｍｕｍ＿Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓの値以上である場合、新しい接続は拒絶される。

この場合には、このことが、各ＩＭＳＩが持つことを認められている（ＩＭＳＩ＋ＩＭＥＩ／ＩＭＥＩＳＶ）複合キーの数を制限することになる。しかしながら、この実装形態は、些細なことであり、本発明の動作には強い影響を与えない。このことがＨＳＳにおいて実施すべき本発明の唯一の方法ではないことをも述べるべきである。効率または最適化の目的で、データのあるフィールドが（ＩＭＳＩ＋ＩＭＥＩ／ＩＭＥＩＳＶ）複合キーのすべての事例について同じであり、実施者がＨＳＳデータベースに対して異なるテーブル構造を選択できることも、可能である。しかしながら、このような異なる実施の形態は、本発明の動作には強い影響を与えない。複合キーとして（ＩＭＳＩ＋ＩＭＥＩ／ＩＭＥＩＳＶ）を利用することの利点は、既存のテーブルのフォーマットを保存できるためである。基本キーとしてのＩＭＳＩの使用を、残りの処理に強い影響を与えずに（複合）基本キーとして（ＩＭＳＩ＋ＩＭＥＩ／ＩＭＥＩＳＶ）に置き換えることも、可能である。

いくつかのＵＥが１つの３ＧＰＰ無線インターフェースしか持たなくても、同時に複数の３ＧＰＰ接続を可能なことがあり得る。これは、いくつかの形態のスケジューリングまたは最適化を介して実現されることがある。このようなケースでは、各々の同時の仮想接続が有効な固有のＩＭＥＩを用いて発行されるときに、本発明は、依然として適用可能である。製造業者は、ＵＥについての許容可能なＩＭＥＩの範囲を割り当てなければならないが、各接続に使用される具体的なＩＭＥＩをそのときにはソフトウェアによって任意に選択することができる。

本発明をユーザ機器が訪問先ネットワークに接続されるシナリオで説明しており、これが解決策の実施に対する限定として考えるべきではないことに留意すべきである。本発明の手順に対する著しい変更なしにホームネットワークまたは訪問先ネットワークの任意の組み合わせならびに物理的無線インターフェースまたは仮想無線インターフェースの任意の組み合わせで、本発明を利用することができる。

前述の実施形態では、本開示は、上に説明した例としてハードウェアで構成されるが、本開示を、ハードウェアと連携したソフトウェアにより実行することもできる。

加えて、実施形態の説明で使用した機能ブロックは、集積回路であるＬＳＩデバイスとして典型的には実装される。機能ブロックを個別のチップとして形成することができる、または機能ブロックの一部またはすべてを１つのチップへと集積することができる。「ＬＳＩ」という用語を本明細書では使用するが、「ＩＣ」、「システムＬＳＩ」、「超（ｓｕｐｅｒ）ＬＳＩ」または「超々（ｕｌｔｒａ）ＬＳＩ」という用語を、集積度のレベルに応じて同様に使用することができる。

加えて、回路集積化は、ＬＳＩに限定されず、個別回路またはＬＳＩ以外の汎用プロセッサにより実現することができる。ＬＳＩの製造の後で、プログラム可能であるフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはＬＳＩの回路セルの接続および設定の再構成が可能なリコンフィギュラブルプロセッサを使用することができる。

ＬＳＩを置き換える回路集積技術が、半導体技術または半導体技術から導かれる他の技術の進歩の結果として出現するはずであり、機能ブロックをこのような技術を使用して集積することができる。別の可能性は、バイオテクノロジ等への応用である。

Claims (10)

1. 各無線接続に割り当てられた固有の移動機器識別情報を取得し、
   前記各無線接続に割り当てた固有の移動機器識別情報と１つの加入者識別情報の組合せに基づいて、複数のセルラネットワークへの同時接続を行う、
   方法。
2. 前記加入者識別情報が、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードに記憶された国際移動加入者識別情報である、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記移動機器識別情報が、移動デバイスの製造業者により割り当てられる国際移動機器識別子である、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記同時接続が、訪問先ネットワークまたはホームネットワークであり得る、
   請求項１に記載の方法。
5. 各無線接続に固有の移動機器識別情報が割り当てられたインターフェースと、
   接続された前記インターフェースを識別し、前記接続されたインターフェースに割り当てられた移動機器識別情報を報告する報告部と、
   前記報告した移動機器識別情報と１つの加入者識別情報の組合せに基づいて、前記インターフェースを用いて複数のセルラネットワークへの同時接続を行う接続部とを有する、
   ユーザ機器。
6. 前記接続されたインターフェースが仮想インターフェースである、
   請求項５に記載のユーザ機器。
7. 前記加入者識別情報が、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードに記憶された国際移動加入者識別情報である、
   請求項５に記載のユーザ機器。
8. 前記移動機器識別情報が、移動デバイスの製造業者により割り当てられる国際移動機器識別子である、
   請求項５に記載のユーザ機器。
9. 各無線接続に固有の移動機器識別情報と対応する１つの加入者識別情報を関係付けて記憶する記憶部と、
   前記記憶された移動機器識別情報と加入者識別情報との関係に基づいて、ユーザ機器の複数のセルラネットワークへの同時接続を管理する管理部と、を有する
   ホーム加入者サーバ。
10. 前記管理部は、前記複数のセルラネットワークへの同時接続を許可するまたは拒絶するポリシーを有する、
    請求項９に記載のホーム加入者サーバ。

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