JP2005535230A - Ｉｐ接続間のシームレスなハンドオフを達成するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

第１のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続２２１から第２のＩＰ接続３３１までのハンドオフを達成するための方法（９００）および装置が開示される。方法は、第１のＩＰ接続と第１のステーション用の第１のＩＰアドレスとを使用して、第１のステーションとゲートウェイとの間のパケットデータ通信を行うことであって、該ゲートウェイが第２のステーションとのパケットデータ通信を中継すること；第１のステーション用の第２のＩＰアドレスを使用して第２のＩＰ接続をセットアップすることであって、第１のＩＰ接続が第１のステーションとゲートウェイの間の主要な接続であり、第２のＩＰ接続が副次的な接続であること；第２のＩＰ接続が第１のステーションとゲートウェイの間の主要な接続たるべきことを決定すること；およびストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）メッセージを使用して、第２のＩＰアドレスが主要なアドレスであることをゲートウェイに通知することにより、第２のＩＰ接続を主要な接続に変更すること；から成る。

Description

本発明は、総括的には通信方式に関し、より詳細には、あるＩＰ接続から別のＩＰ接続までのパケットデータ通信のシームレスなハンドオフを達成する方法および装置に関する。

無線通信方式において全く明らかなように、通信方式が知られ、急速に発展し続けている。パケットデータ対応の移動局による、パケットデータネットワークへのアクセスを可能にする通信方式がこれまでに展開され、今も展開されている。そのようなネットワークには、インターネットや、ＩＰアドレスと、インターネット・プロトコル（ＩＰ）、トランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）、ならびにより最近のストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）を初めとする様々なパケットデータ伝送プロトコルとを利用する、インターネットと同様のネットワークが含まれる。ＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）２０００、広帯域ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ（ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・サービス）を初めとする、多くの第２世代および第３世代のセルラ方式またはセルラ同様の方式は、そのようなパケットデータ・プロトコルに依存していると同時に、そのようなプロトコルをサポートしている。そのようなセルラ方式は、一般には、あるセルラ固定点から、通信方式のユーザにとって多かれ少なかれトランスペアレントであるか、ほとんどあるいは全く表示がない別の同じセルラ固定点までの通信のためのハンドオフを提供するように配列および構成されている。

他の通信方式も人気を獲得しており、そのような通信方式は、通常は適切な認可（authorization ）および認証(authentication)の手順が成功した後にユーザにサービスを提供する、無線であることが多い、無線の小さな領域またはローカル領域方式として特徴付けられ得る。そのような無線方式は、例えばＩＥＥＥ ８０２．１１に基づくかＩＥＥＥ ８０２．１１前後で設計された無線方式を含む。そのような方式の大半は低価格であるように設計されており、ワイヤおよびケーブルの配線をなくすことを主たる目的としている。したがって、これらの方式の大部分は、セルラ方式またはセルラ同様の方式から／へのハンドオフをより受け入れないか開始しない通信の最中の、ある固定またはアクセス・ポイントから別の固定またはアクセス・ポイントへの通信のハンドオフなどの、可動性の問題に対処していない。８０２．１１方式の中には、１つの固定点と別の固定点が８０２．１１方式の基本サービスセット（basic service set ）すなわちＢＳＳと呼ばれる同じサブネットの一部であると仮定した場合に、実際に、１つの固定点によって中止された通信を別の固定点で拾い上げる能力を有するものもある。しかしながら、これには数秒かかる場合があり、リアルタイム要求またはタイムクリティカル要求を有するモバイル・ユーザが取り扱うのには適していない。

あるＩＰ接続から別のＩＰ接続までのタイムクリティカル通信のハンドオフを達成する方法および装置を求める要求が、明らかに存在する。好ましくは、そのような方法および装置は、システム、ネットワーク・オペレータおよびユーザにトランスペアレントであり、ＴＣＰ／ＵＤＰパケットデータを使用したレガシー設備やアプリケーションをサポートするだろう。

添付図面では、同様な参照数字はいくつかの図面を通じて同一または機能的に同様な要素のことを指す。添付図面は、以下の詳細な説明と共に、明細書に組み込まれて明細書の一部を形成し、様々な実施形態を図で例証し、かつ本発明にすべて従う様々な原則および効果を説明する役目を果たす。

総括的な形で言うと、本開示は、無線通信ユニットにサービスを提供する通信方式に関し、より詳細には、通信方式内で動作する通信方式のユーザに関する。より詳細には、ＳＣＴＰメッセージを使用した、あるＩＰ接続から別のＩＰ接続へのタイムクリティカル通信またはリアルタイム通信をサポートする様式でパケットデータ通信のハンドオフを達成する方法および装置に具現される様々な発明概念および原理が開示および議論される。特に重要な通信方式は、少なくとも部分的に無線であり、８０２．１１ローカルエリア方式のように開発および展開されたものや、そのようなローカルエリア方式と、ローカルエリア方式内の、およびローカルエリアとセルラ方式等の他の方式との間の可動性の問題に取り組む必要のあるＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）２０００、広帯域ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ（ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・サービス）を初めとする、第２＋世代および第３世代のセルラ方式またはセルラ同様の方式と共に開発および展開されたローカルエリア方式がある。

以下により詳しく論じるように、種々の発明原理とその組み合わせを有利に使用して、ＳＣＴＰエンド・ポイントとして作用するゲートウェイまたは同様に作用しゲートウェイと通信を行うステーションに必要に応じて使用可能な代替ＩＰ接続をセットアップさせ、ユーザやユーザのやりとりにトランスペアレントな様式でいかなるシステム・コンポーネントも装置も更に介在させずに、必要または所望時にハンドオフを達成させることができ、そのような原理やその均等物が利用可能であると仮定して、公知のシステムに関連する様々な問題を緩和する。ゲートウェイの使用によって、ゲートウェイからアップストリームにある、ＴＣＰまたはＵＤＰのパケットデータを使用するレガシー・ステーションとの通信を、ゲートウェイと下流のステーションとの間の異なるＩＰ接続へと、ハンドオフすることができる。

本開示は、さらに本発明に従う様々な実施形態を製造し使用する最良の態様を実施可能な様式で説明するために提供するものである。本開示はさらに、発明をいかなる様式にも限定するものではなく、発明原理や発明の利点の理解を深めるために提供するものである。本発明は、本願係属中に成された補正や特許発行時の請求項に対するすべての均等物を含めて、添付の請求項によってのみ定義される。

第１および第２、上部および底部等のような、関係を表す用語は、それがある場合には、ある存在または行為を、別の存在または行為から、必ずしもそれらの存在または行為間の何らかの実際の関係や順序を必要としたり暗示したりすることなく、ただ区別するためだけに使用されるものとする。発明の機能の多くや、発明原理の多くは、ソフトウェアプログラムまたは命令で、および、特定用途ＩＣを初めとする集積回路（ＩＣ）で、最良に実現される。当業者には、恐らく多大な努力と、それにより動機付けられる多くの設計上の選択（例えば使用可能時間、現在の技術および経済上考慮すべき点）があっても、本明細書に開示した概念と原理に導かれれば、最小の実験でそのようなソフトウェア命令およびプログラムや、ＩＣを容易に生成することができるものと期待される。したがって、簡潔さと、本発明の原理および概念を不明瞭にする危険を最小にすることを重視するために、そのようなソフトウェアやＩＣについての更に詳しい議論は、あるとしても、好ましい実施形態の範囲内の原理および概念に関する必須の点に限るものとする。

図１を参照しながら、ステーション間、特にステーションＡ １０３とステーションＢ
１０５の間のマルチプルＩＰ接続をサポートするストリーム制御伝送プロトコルを使用した通信方式の簡略および典型的なシステム・レベル図について論じ、説明する。図１で、ステーションＡ １０３は、セルラ・ハンドセットまたは加入者ハンドセットもしくはメッセージングユニットのような移動または携帯無線通信ユニットとして描かれており、第１のネットワーク１０７および第１のＩＰ接続１０９を介して、ポータブル・ラップトップコンピュータとして示されているステーションＢ １０５と通信する。ステーションＡは第１のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ１ １１１を有し、ステーションＢは第１のＩＰアドレスであるＩＰ Ｂ１ １１３を有する。ステーションＡとステーションＢは、第２のネットワーク１１６を介して第２のＩＰ接続１１５も共有しており、ステーションは第２のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ １１７を有し、ステーションＢは第２のＩＰアドレスであるＩＰ Ｂ２ １１９を有する。第３のＩＰ接続１２１も示されており、ステーションＡは第２のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ２ １１７を使用し、ステーションＢは第３のＩＰアドレスであるＩＰ Ｂ３ １２３を使用する。

上記のマルチプル接続の配置は、インターネット技術特別調査委員会（ＩＥＴＦ）によって最近規格化された、ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）として知られる比較的新しい伝送プロトコルを使用して、可能になる。該プロトコルはＴＣＰやＵＤＰと同じ層で作動し、ＴＣＰのより性能の高いバージョンとして見ることができる。ＳＣＴＰは、あるエンド・ポイントまたはステーション上のアプリケーションが、ストリーム同士が互いに妨害し合わないように別のエンド・ポイントを用いて同時リライアブル・ストリームを管理する方法を提供するために設計された。

ＳＣＴＰは、リライアブル・ストリームをベストエフォート・ストリームと混合することができる。また、ＳＣＴＰは、ステーションに、別のエンド・ポイントまたはステーションが１つのＩＰ宛先アドレスを有していることを指定させることにより、利用可能性を増大させるものと期待される。該別のエンド・ポイントは、アドレスの１つを主要な宛先アドレスとして拾い上げるだろう。

そのアドレスが失敗である場合、ＳＣＴＰ層は自動的に代替の宛先アドレスに切り替えるだろう。このスイッチングは、ＳＣＴＰ層を使用するアプリケーションからの援助を必要としない。特に代替アドレスが異なるネットワークを使用する場合、システムの信頼性は大いに高まる。しかしながら、ＳＣＴＰフェイルオーバー（障害迂回）スイッチングには数秒を要することがあり、これは音声や映像のようなタイムクリティカル通信には遅すぎる。本開示は、この問題について対処する種々の概念および原理ついて議論し、開示する。

ＳＣＴＰは、ステーションＡまたはＢのようなエンド・ポイントが、最初にＩＰ接続をサスペンドおよび再初期化せずに別のエンド・ポイントに与えたアドレスを変更することを許容しない。また、ＳＣＴＰは、どのアドレスが主要な宛先アドレスとして別のエンド・ポイントにより使用されるべきかを特定することもできない。ＳＣＴＰは、オペレータが、ＳＣＴＰトランスポート（ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｔｓｖｗｇ−ａｄｄｉｐ−ｓｃｔｐ−０３．ｔｘｔを参照のこと）を再初期化する必要なく、ステーションまたはエンド・ポイント内のＩＰ設備を変更することを可能にするよう拡張されている。ＩＥＴＦ草案は、宛先アドレスが削除されるべきものであること、宛先アドレスは追加されるべきものであること、あるいは特定のアドレスが主要な宛先アドレスとして使用されるべきものであること、を別のエンド・ポイントに通知するためにあるエンド・ポイントが使用することができるＳＣＴＰ拡張メッセージを定義する。このＳＣＴＰ拡張メッセージを新規かつ有利な様式で使用して、ＩＰ接続間の適時のハンドオフをサポートおよび達成することができる。本願と同じ出願日を有し、同一の出願人に譲渡された、Dorenboschらによる同時係属特許出願、発明の名称「タイムクリティカル通信のための２つのＩＰ接続間のハンドオ
フを達成する方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR EFFECTING A HANDOFF BETWEEN
TWO IP CONNECTIONS FOR TIME CRITICAL COMMUNICATIONS）」は、ＳＣＴＰを用いたステーション間のハンドオフを達成する新規で創作的な技術について論じている。本明細書で、我々は、ＳＣＴＰスキームを使用して、ステーション間のハンドオフを達成するための、新規で創作的な技術の様々な態様について論じ、説明する。

図２を参照しながら、第１のステーション２０３であるＳＣＴＰエンド・ポイントＢと、ゲートウェイ２０５との間の２つのＩＰ接続間の通信のシームレスなハンドオフを行なうのに適したシステムの好ましい実施形態を描いたシステム・レベル図について説明し、論じる。第１のステーション２０３とゲートウェイ２０５の間の２つのＩＰ接続は、トランスポート・プロトコル２０７としてＳＣＴＰを使用する。ゲートウェイ２０５は、第１のステーション２０３と第２のステーション２０９との間の通信を促進および提供する。第２のステーション２０９は、例えばインターネット２１２を介した第２のステーション２０９との通信の中継により、ＴＣＰまたはＵＤＰ２１１の上でアプリケーションを実際に実行しているか、あるいは実行可能である。したがって、第２のステーション２０９はＴＣＰ／ＵＤＰのエンド・ポイントであり、ゲートウェイ２０５は、ＴＣＰ／ＵＤＰエンド・ポイント２１３であると共に、第１のステーション２０３と交換または通信を行うための対応するＳＣＴＰエンド・ポイント２１５でもある。図２は、第１のステーション用の第１のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ１を使用した、公知のセルラ「アクセス・ポイント」またはネットワーク、特に無線アクセスアクセスネットワーク（ＲＡＮ）およびゲートウェイ２２１を介して、セルラ・コア２２３、従ってゲートウェイ２０５へと向けられた第１のＩＰ接続２１９を示す。ＵＭＴＳおよびＧＰＲＳ方式では、ゲートウェイ２０５はＧＧＳＮ（ゲートウェイＧＳＮ、Gateway GPRS Support Node を表わす）であり得る。ＣＤＭＡ方式では、ゲートウェイは２０５はパケット・データ・ゲートウェイであり得る。第２のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ２ ２２５を使用した第２のＩＰ接続２２７は、基本サービスセット２２８、従って無線ＩＰアクセス・ポイント（ＡＰ）２２９を介して、配信システム２３１およびポータル２３３を通ってゲートウェイ２０５へと向けられる。

図２はセルラ方式を介したＩＰ接続と、無線ＩＰアクセス・ポイント、具体的にはＩＥＥＥ ８０２．１１アクセス・ポイントを介したもう１つのＩＰ接続とを示しているが、いかなる有線および無線ネットワークまたはアクセス・ポイントの組み合わせが、ここに論じ説明する発明原理と概念を有利に使用してもよいことに留意することが重要である。例えば、ＨｉｐｅｒＬａｎ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、他のローカル・エリア・ネットワーク技術を初めとする様々な公知の規格および技術とそれらの発展型、ならびに様々な形式のセルラおよびセルラ同様のアクセス技術に従った様々なアクセス・ポイントを使用してもよく、また、本明細書に開示した概念をそれぞれのシステムまたはネットワーク内またはそれぞれのシステムまたはネットワーク間でのハンドオフを達成するために使用できる。本開示の１つの好ましい態様は、それを行うために必要な事項に焦点を当てており、従って、ＩＥＥＥ ８０２．１１ネットワークを使用している。本筋から少し離れて、８０２．１１ネットワークに一般に当てはまるいくつかの構成、定義および用語を紹介する。

８０２．１１を使用する無線ＩＰは、ますます普及している。例えば、人気のあるコーヒーショップの多くは、現在８０２．１１ｂ接続をその顧客に提供している。顧客はラテを楽しみつつ、インターネットや自身の会社のイントラネットをブラウズし、ｅｍａｉｌを読んでそれに返答することができる。無線ＩＰは、ボイス・オーバー（Voice over）ＩＰやビデオ会議のようなリアルタイム・サービスも提供することができる。８０２．１１のカバレージ・エリアは、基本サービスセット（ＢＳＳ）と称され、これは例えばＢＳＳ
２２８である。８０２．１１規格は、移動局の特別な（ad-hoc）ネットワークを有する複数の分離したＢＳＳをサポートしている。しかしながら、通常のＢＳＳは、配信システム２３１のような他の無線および有線ＬＡＮに、また例えば配信システム２３１からポー
タル２１３およびゲートウェイ２０５を介してインターネット２１３に、ブリッジまたはアクセスを提供する、アクセス・ポイント２２９を初めとするアクセス・ポイント（ＡＰ）を含んでいる。

各ＢＳＳは１つのＡＰを有し、第１のステーションすなわちステーションＢ ２０３のようなステーションは、１つのＡＰとのみ、いつでも形成することができる。どのＡＰがステーションと関連付けられるかが分かっているため、この関連付け規則により、定義された様式でＩＰデータをステーションへ方向付けまたは配布することが可能となる。ステーションＢは、この関連付けまたはＩＰ接続のための宛先アドレスすなわちＩＰ Ａ２ ２２５というＩＰアドレスを有するため、そのようなアドレスを有するメッセージはＡＰ
２２９を介してステーション２０３に送信される。

ステーションＢ ２０３を初めとする移動局は、あるＢＳＳから次のＢＳＳへとローミングして、別のＡＰに接続することができる。８０２．１１規格は、ローミングを簡単にするための、調整される複数のＢＳＳの拡張サービスセット（ＥＳＳ）をも定義している。これは、例えば、顧客がコーヒーショップから近くの書店へと移動したときに、いずれの施設も同じＥＳＳの一部であると仮定すると、インターネットをブラウズし続けることを可能にし得る。顧客のステーションは、まず、コーヒーショップ内のＡＰとの接続を断つか関連付けを絶ち、次に、書店内のＡＰと関連付ける。これはすべて、数秒の中断でブラウザ操作を融通するほどには十分迅速に起こるが、音声ＩＰやボイス・オーバーＩＰのようなリアルタイムまたはタイムクリティカルなアプリケーションに適するほどには十分迅速でなく、また、ＥＳＳ間のハンドオフをサポートしていない。ハンドオフが複数のＥＳＳにまたがる場合であっても、上記の技術はうまく機能することに留意する。対照的に、８０２．１１規格が明確にしているように、本明細書で説明した原理や概念を使用しなければ、ＥＳＳ移動により、サービスは途絶えるであろう。図２に描いた状況と大部分は無関係に、このパラグラフは、ハンドオフと、ハンドオフが２つの無線ＩＰアクセス・ポイント間にあるシステムにおけるハンドオフの必要性とを説明するのを支援している。

概観として、図２に示されるセルラ・システムから無線ＩＰネットワークへのハンドオフは、ＳＣＴＰを使用して、第１のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ１ ２１７をゲートウェイ２０５へ通知することにより、第１のＩＰ接続をセットアップすなわち開始することを含んでいる、好ましくは、これは第１のステーション２０３によって行われる。その後、方法は、ＳＣＴＰ上で動作するアプリケーションを使用して、セルラ・ネットワークの第１のＩＰ接続２１９とステーションＢ用の第１のＩＰアドレス２１７を使用して、ステーションＢ ２０３とゲートウェイ２０５との間でパケットデータ通信を行うことを含む。ゲートウェイはアドレス変換およびプロトコル変換（ＳＣＴＰからＴＣＰ／ＵＤＰへの、またはＴＣＰ／ＵＤＰからＳＣＴＰへの）を行い、第２のステーション２０９とのパケットデータ通信を中継する。セットアップし、第１のＩＰ接続を使用した後の、シームレスなハンドオフのために次に必要なことは、ステーションＢ ２０３用の第２のＩＰアドレス２２５を用いて第２のＩＰ接続２２７をセットアップすることであって、ゲートウェイとの第１のＩＰ接続が主要な接続のままであり、第２のＩＰ接続が副次的な接続であり、いずれの接続も同時に存在すること；次に、第２のＩＰ接続が主要な接続たるべきことを決定すること；およびストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）メッセージを用いて第２のＩＰアドレスが主要なアドレスであることをゲートウェイに通知することにより、第２のＩＰ接続を主要な接続に変更すること；である。パケットデータ通信は第２のＩＰ接続へと即時に切り替えられ、シームレスなハンドオフは完了する。

図２を参照すると、移動または携帯局であるステーションＢ ２０３は、最初は８０２．１１ ＢＳＳすなわちカバレージ・エリア内に居ないか、または、カバレージ・エリア範囲内にいるとしても無線ＩＰアクセス・ポイント２２９との関連付けまたはＩＰ接続の
セットアップに関心がない。モバイルはセルラ・システムに登録している。移動局２０３は、ステーションＢ用の外部トラフィックを、セルラ・システムの一部として示されたゲートウェイ２０５にマッピングするために、少なくとも１つのＩＰアドレス（Ｙ１）を取得しなければならない。このアドレスは公知の方法（ＵＭＴＳにおけるＰＤＰコンテクスト起動のような）で取得することができる。従って、アドレスＹ１に基づく移動局についてのすべてのトラフィックは、すべてゲートウェイへ向けられるだろう。ゲートウェイはトラフィックを第１のＩＰアドレスＡ１に基づいて移動局に送るだろう。エンド・ポイントＸは、アドレスＹ１を用いて通信している際にはＴＣＰ／ＵＤＰを使用しており、ＳＣＴＰをセルラ・システム上の通信に使用するためにゲートウェイがトランスポート層を変更するであろうということには気づいていない。モバイルのエンド・ポイントは、セルラ接続に追加のＩＰアドレスを使用してもよいし、使用しなくてもよく、それらの追加のＩＰアドレスを代替のＳＣＴＰ宛先アドレスとしてエンド・ポイントであるゲートウェイ２０５に提供してもよいし、提供しなくてもよい。しかしながら、同じセルラ接続を介したマルチプル接続の使用は、それほど利用可能性を高めるわけではない。

移動局Ｂはまた、ゲートウェイにより使用される第１のＩＰアドレス ＩＰ Ａ１も取得しなければならない。アドレス ＩＰ Ａ１はグローバルに固有のものであり得る。アドレス ＩＰ Ａ１はＹ１と同じであってもよく、この場合、移動局はただ１つのアドレスを取得するだけでよい。しかしながら、好ましくは、移動局はセルラ・システムに対してローカルな、プライベートＩＰアドレスであるＩＰ Ａ１を取得する。この場合、ゲートウェイは、アドレスＹ１とアドレスＡ１との間のネットワーク・アドレス変換を提供する。ネットワーク・アドレス変換は公知であり、重要な事項である。なぜなら、多くのアプリケーションは、仲間と交換する生ＩＰアドレスをデータ中に埋め込んでいるからである。そのような場合、アドレス変換は、アプリケーションに特有なデータにおけるアドレス値の置換を含む。この種のオペレーションも公知である。この種の変換を行うゲートウェイは、しばしばアプリケーション・レベル・ゲートウェイ（ＡＬＧ）と称される。代わりに、移動局は（プライベート）ＩＰアドレス Ａ１をゲートウェイから取得し、ゲートウェイも外部アドレスＹ１を割り当てる。さらには、移動局がその外部アドレスに気づかないこともあり得る。

移動局内のアプリケーションは、セルララ接続にセルラ接続にＩＰを使用する。移動局内のアプリケーションは、アドレスＡ１を使用してＳＣＴＰ上で動作しなければならない。よく知られているＳＣＴＰの方法では、移動局は、セルラ接続に関連する少なくとも１つのＩＰアドレスＡ１を第２のステーション２０９を初めとする他方のエンド・ポイントに通知するよう試みる。ゲートウェイはすべてのＳＣＴＰメッセージを傍受するか受け取り、２重の機能を提供するだろう：移動局が、その宛先ＩＰアドレスであるＩＰ Ａ１を提供することにより他の外部エンド・ポイントとのＳＣＴＰ関連付けのセットアップを試みる場合、ゲートウェイは、アドレスＹ１を使用して、該他のエンド・ポイントとのＴＣＰ接続を始めるだろう。アプリケーションによって要求されれば、ゲートウェイは該他のエンド・ポイントとのマルチプルＴＣＰ接続をセットする必要があり得る。他の外部エンド・ポイントがアドレスＹ１を使用して移動局とのＴＣＰ接続を始めると、ゲートウェイ２０５はアドレスＡ１を用いてモバイルとの新しいＳＣＴＰ関連付けをセットアップし、Ａ１に関する既存の関連付けに新しいストリームを追加する。アドレスＡ１がアドレスＹ１とは異なる場合、ゲートウェイは公知のアプリケーション・レベル・ゲートウェイのやり方でアドレス・ポート変換を行なうだろう。外部エンド・ポイントには単にＩＰアドレスＹ１が見えるだろう。

ゲートウェイは、ＳＣＴＰ（モバイルによる）とＴＣＰ／ＵＤＰ（外部エンド・ポイントによる）との間のトランスポート・プロトコル変換もさらに行なう。変換は以下ようなものである：移動局との信頼性の高いストリームの場合、ゲートウェイは、外部エンド・
ポイントである第２のステーションとＴＣＰを使用し、移動局との信頼性の低いストリームの場合、ゲートウェイは、外部エンド・ポイントとＵＤＰを使用する。移動局と通信する時、ゲートウェイはアドレスＡ１を主要なＳＣＴＰアドレスとして使用するだろう。アプリケーションに依って、アプリケーション・レベル・ゲートウェイは、異なるＳＣＴＰストリームで受け取ったデータを、移動局から別のエンド・ポイントの異なるＩＰポートへ送信し、同じＳＣＴＰ関連付けの別個のＳＣＴＰストリームで別のエンド・ポイントの異なるＩＰポートから受け取ったデータを組み合わせる。

別のエンド・ポイントであるステーション２０９は、移動局用のＴＣＰ／ＵＤＰ宛先アドレスとして外部ＩＰアドレス（Ｙ１）を使用するだろう。実際、ゲートウェイにおける変換のため、外部エンド・ポイントは移動局がＳＣＴＰを使用していることを知らないだろう。同様に、移動局はゲートウェイにおけるトランスポート・プロトコル変換に気づいている必要はない。モバイルに関する限り、モバイルはＳＣＴＰで外部エンド・ポイントと通信のやりとりをしている。リアルタイム・アプリケーションは、ＳＣＴＰを介したリアルタイム・セッションのセットアップに、好ましくはセッション開始プロトコル（ＳＩＰ）を使用するだろう。ＳＣＴＰでのＳＩＰの使用はｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｓｉｐ−ｓｃｔｐ−０１．ｔｘｔに議論されている。ＳＩＰのためのアプリケーション・レベル・ゲートウェイを書くのは簡単であるが、それはＳＣＴＰの上のセッションのセットアップには十分ではない。本発明をうまく機能させるためには、セッション・ベアラもＳＣＴＰ上で同様に動作させなければならない。リアルタイムのデータがエンド・ポイント間でいかにして送信されるかを指定するために、ＳＩＰはセッション記述言語（ＳＤＬ）を使用する。ＳＩＰはセッション記述プロトコル（ＳＤＰ）に基づいて、メディア交渉機能を提供する。現在、ＳＤＰは、音声または映像データがＵＤＰ上でＲＴＰを使用することを明示することができる。ベストエフォートストリームで、音声またはビデオが代わりにＳＣＴＰ上で動作するという仕様を可能にする、ＳＤＰに対する拡張が要求される場合もある。そのような拡張は当業者の周知技術の範囲内である。モバイルまたはステーションはセルラ接続に第１のＩＰ接続２１９を使用する。セルラＩＰと無線ＩＰの両方をサポートするステーションＢの上のアプリケーションは、ＳＣＴＰ上で動作し、ステーションＢが両方のＩＰをサポートするとき、あるいはサポートすることをステーションＢが決定したときに、ＳＣＴＰ上で動作するように調整され得る。

図２を参照すると、第１の無線局Ｂ ２０３用の第２のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ２
２２５を用いて第２のＩＰ接続２２７をセットアップした後の結果または状況を描かれている。ここで、第１のＩＰ接続は第１のステーションとゲートウェイの間の主要な接続のままであると共に、第２のＩＰ接続は副次的な接続であり、いずれの接続も同時に存在している。第２のＩＰ接続のセットアップは、適切な接続を検索し、ＩＰアクセス・ポイントと関連付け、かつ、ＳＣＴＰを使用してゲートウェイに第２のＩＰアドレス２２５を通知することにより、ゲートウェイとの接続を確立することをさらに含む。検索し、関連付け、および確立することは、アプリケーションによるパケットデータ通信のサポートとは無関係かつトランスペアレントに行われることに留意する。適切な無線ＩＰ接続の検索は、利用可能な接続がアクセス・ポイントおよび適切なサービスを含むことの決定、ステーションＢがアクセス・ポイントによる認証に成功できることの決定、および、ゲートウェイ２０５への接続が利用可能であることの決定、のうちの１または複数をさらに含み得る。我々のここでの議論は８０２．１１のアクセス・ポイントである無線ＩＰアクセス・ポイントとの関連付けについて説明するが、ここで論ずる概念と原則から、他のローカルエリアアクセス技術も有益であることが期待される。ＳＣＴＰを使用してステーションＢに第２のＩＰアドレスを通知することは、好ましくは、第２のＩＰ接続を使用して、第２の接続を初期化することから成る。

より詳細には、ステーションＢ ２０３を初めとする８０２．１１対応のモバイルは、
適切な無線ＩＰ接続のために定期的にスキャンを行うだろう。モバイルは、適切な無線ＩＰ接続を見つけると、アクセス・ポイントと関連付け、認証し、有線ネットワークとの接続を確立する。図２（ゲートウェイがセルラ・コアに接続）に示されたＢＳＳ ２２８は恐らくセルラサービス・プロバイダ（ＳＰ）と関連付けられ、無線局Ｂは認証のためにＳＩＭカードすら使用し得ることに留意されたい。より一般的には、ゲートウェイまたはアプリケーション・レベル・ゲートウェイがセルラ・システムと無関係の場合には、ＢＳＳはＳＰと関連付けられなくてもよい。セルラＳＰとＢＳＳオペレータとの間にはローミングの同意（roaming agreement ）があってもよいし、なくてもよい。興味深いことに、本発明はローミングの同意がなくても機能する。モバイルはＢＳＳに加入し、従って、ＢＳＳとは無関係に認証を行い、有線ネットワークへのアクセスを取得することが可能である。これはセルラＳＰに関する知識なしで行われ得る。いかなる場合でも、プロセス中に、無線局は新しいＩＰアドレス（例えばＤＨＣＰを介して）を取得し得る。モバイルは、既存のＩＰアドレスも使用することが可能である。いかなる場合でも、モバイルは８０２．１１ ＩＰ接続２２７上で使用される少なくとも１つの第２のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ２ ２２５を有している。次に、モバイルすなわちステーションＢは、ＳＣＴＰ拡張メッセージを使用して、別のＳＣＴＰエンド・ポイントであるゲートウェイ ２０５に、ステーションＢ用の代替宛先アドレスとしてその第２のＩＰアドレスを追加するように命令する。このプロセスの間、移動局Ｂ上のアプリケーションは、ゲートウェイと通信するために、セルラベースのＩＰ接続上で第１のＩＰアドレスを使用し続け、ゲートウェイはＩＰアドレス ＩＰ Ｙ１を使用してこの通信を第２のステーション６０９に中継する。上記のすべてが成される間、第２のステーション２０９上のアプリケーションはＩＰアドレス ＩＰ Ｙ１を使用し続け、アプリケーション・データはセルラ・システムの中を流れ続ける。

第２のＩＰアドレスの取得がアプリケーションによって行われないことに留意されたい。これは、ステーションＢの内の、ステーションＢ上で動作する無線／可動性ソフトウェアによって行われる。この無線／可動性ソフトウェアはゲートウェイに第２のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ２ ２２５を通知するために、ＳＣＴＰ層ともインタラクトする。第２のＩＰアドレスが予めセルラ接続と関連づけられていた場合、移動局はまず、この第２のＩＰアドレスをセルラ接続から切断しなければならない。この場合、移動局はまずゲートウェイに第２のＩＰアドレスを削除するよう通知しなければならない。セルラ接続がここで何らかの理由により故障した場合、別のエンド・ポイントが自動的に第２のＩＰ接続、ここでは８０２．１１接続に切り替わるだろう。移動局は、その８０２．１１接続を「アクティブ」モードに維持することが好ましい。たとえこのエラー・ケースが、リアルタイムで対処されなくても、既に先行技術の方法より信頼性の高い接続を提供する。ステーションＢ ２０３は第１または第２のＩＰアドレスを使用して、ゲートウェイ２０５に、第２のＩＰアドレス２２５を追加するように命令することができる。好ましくは、ステーションＢ ２０３は、第２の接続を開始するため、具体的にはＡＰ ２２９、配信システム５１９およびステーションとゲートウェイ間の経路中の任意の新たなルータ、さらなるゲートウェイ、またはファイヤーウォールにおける適切なセッティングを確立するため、第２の接続とアドレスを使用する。

図２は、あるＩＰ接続から別のＩＰ接続への、ここではセルラ・システムから無線ＩＰシステムへのシームレスなハンドオフにおける次のプロセスの結果を説明するためにも使用される。一旦ある時点で第２のＩＰ接続がセットアップされれば、無線局Ｂは第２のＩＰ接続が主要な接続たるべきことを決定する。第２のＩＰ接続が主要な接続たるべきことの決定は、第１のＩＰ接続のサービス品質が低下していることの決定、セルラ基地局からの信号が弱まっていることの決定、第２のＩＰ接続のための料金が有利であることの決定、またはより高い帯域幅のような、第２のＩＰ接続を介して利用可能なサービスが要求されているか望まれていることの決定、およびそのようなサービスが無線ＩＰネットワーク
による第２のＩＰ接続を介して利用可能であることの決定、のうちの１または複数を含み得る。いずれの場合も、ステーションＢは、無線ＩＰアクセス・ポイント２９９に切り替え、８０２．１１を使用するる準備ができている。ステーションＢは、８０２．１１ ＡＰ ５１７との第２の接続がまだ「アクティブ」でない場合にはそれを「アクティブ」モードにし、ＳＣＴＰ拡張メッセージの使用をして、第２のＩＰアドレスがステーションＢ用の現時点で主要なＳＣＴＰ宛先アドレスであることをゲートウェイに通知する。ゲートウェイまたはゲートウェイ上で動作するＳＣＴＰアプリケーションは、ここで、ステーションＢ用の宛先アドレスとして第２のＩＰアドレス２２５を使用する。この場合、本発明の原理および概念を考えると、切り替えはアプリケーションおよび第２のステーション２０９に対して多かれ少なかれ即時であり、かつ完全にトランスペアレントである。

８０２．１１ ＡＰ ２２９は屋内にあり、セルラ・カバレージは境界にあるとする。ステーションＢの品質が低下しているか、自己決定下にある場合に、第２のＩＰ接続がセットアップされて、主要な接続になると、ＳＣＴＰメッセージを使用して第１のＩＰアドレスを削除するようにゲートウェイに通知し、前記第１のＩＰ接続に関するあらゆるセッションを終了するかあるいはここではセルラＩＰ接続を中止することにより、第１のＩＰ接続が中止され得る。アプリケーションは第２のＩＰ接続上でも正常に動作し続けるだろうことに留意する。ステーションＢは第１の接続を介してゲートウェイに新しい主要なアドレスであるＩＰ Ａ２を通知し、次に、その接続についての確認を待ち得る。好ましくは、ステーションＢは、その第２のＩＰ接続を「アクティブ」モードにした後、その新しい主要アドレスを第２のＩＰ接続を介してゲートウェイに通知する。好ましくは、ステーションＢは、リアルタイム音声通信のポーズまたはサイレント期間のようなタイムクリティカル通信の休止またはサイレント期間中に切り替えが開始するように、切り替えの時刻を決定する。ステーションＢは、２つ以上の接続を有すると信頼性が高まるため、セルラ方式のカバレージ範囲外に来るまで、第１のＩＰ接続２１９を中止するのを待つことを選択してもよい。ステーションＢは、セルラ方式と切断した後で、第１のＩＰ接続を８０２．１１ ＡＰ ２２９と関連付け、ＡＰ２２９が現時点で代替ＳＣＴＰ宛先アドレスになったことをゲートウェイに通知してもよい。

セルラに戻るローミングは、本質的に逆のプロセスである。アプリケーションは、第１のＩＰアドレスで８０２．１１接続を使用して、ＳＣＴＰの上で動作する。ゲートウェイは主要な宛先アドレスとして図２の第１のＩＰアドレスＩＰ Ａ２を使用している。必要ならば、ステーションＢは、第２のＩＰアドレスであるＩＰ Ａ１上のデータ転送をサポートするセルラ方式との接続を確立する。第２のＩＰアドレスは静的なものでもよいし、動的に取得されてもよい。適切なサービス品質（ＱＯＳ）を得るためには、ＵＭＴＳ方式での第２のＰＤＰコンテクストの設立のような、特殊な設備が必要となり得る。その後、モバイル内のソフトウェアは、ＳＣＴＰ拡張メッセージを使用して、ゲートウェイ内のＳＣＴＰ層に第２のＩＰアドレスの利用可能性について通知する。その後、ステーションＢ内のソフトウェアは、ＳＣＴＰメッセージを使用して、他方のエンド・ポイント内のＳＣＴＰ層に、第２のＩＰアドレスを主要な宛先アドレスとして使用するように命令する。モバイルはここで８０２．１１ ＩＰ接続を絶ち得る。その前に、モバイルはＳＣＴＰメッセージを使用して、ゲートウェイ２０５内のＳＣＴＰ層に、第１のＩＰアドレスを削除するように命令すべきである。

上記の手順は、８０２．１１ネットワークにおけるＥＳＳに跨ることをを含む、任意の２つの無線ＩＰアクセス・ポイント間のリアルタイム・スイッチングのためにも使用することができる。上記の手順を使用して、例えば有線ＬＡＮと無線ＩＰ ＬＡＮの間や、セルラ・ネットワークと有線ＬＡＮの間等の任意の２つのＩＰトランスポート媒体間の切り替えを行うことができる。共通の要素には、モバイルのＳＣＴＰ上でアプリケーションを実行する能力、ＳＣＴＰとＴＣＰ／ＵＤＰの間の変換を行うアプリケーション・レベル・
ゲートウェイを通ようトラフィックを向ける能力、各々異なるＩＰアドレスを使用する時間的に重複する２つのＩＰ接続を移動局に確立させる能力、および移動局にＳＣＴＰを使用させて、ＡＬＧにおける主要な宛先アドレスの選択を操作する能力がある。。上記の手順を行うと、８０２．１１アクセス・ポイント、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクセス・ポイント、ＨｉｐｅｒＬＡＮアクセス・ポイント、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）アクセス・ポイント、セルラ・ステーション、符号分割多元接続ステーションおよびユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・ステーションの内の１または複数を例として含む無線ＩＰ接続からまたは該無線ＩＰ接続間のローミングまたはシームレスなハンドオフが可能となる。

本明細書でＳＣＴＰトンネリングと称する別の新規な概念は、図２のシステム、ゲートウェイ、第１のステーションおよび方法のバリエーションに使用することができる。図３〜図５は、ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）トンネリングを描いた種々の図を示し、これを以下の議論と説明において参照することとする。ＳＣＴＰトンネルの総括的な応用例が、図３に示される。図３で、トンネル３１１は、第３のネットワーク３０９を介して、２つのアプリケーションエンド・ポイントであるＸ ３０３およびＹ ３０７と、２つのネットワーク３０５，３１５とを接続している。第３のネットワーク３０９は、ＷＡＮ（広域ネットワーク）、ＭＡＮ（ミディアム・エリア・ネットワーク）またはＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）であってよい。ＳＣＴＰトンネル（ゲートウェイ３０７，３１３）のエンド・ポイントＡおよびＢを形成エンティティは、ＩＰパケットを包むと共に開封する。そのようなエンティティは互いのＩＰアドレスを知っており、ＳＣＴＰ関連付けまたは接続をセットアップするためにそのアドレスを使用する。関連付けの一部として、ＳＣＴＰエンド・ポイントは少なくとも２つの独立したストリームを定義する。ストリームのうち、一方は信頼性が高いようにセットアップされ、他方は信頼性が低いようにセットアップされる。

プロトコル・スタックが図４に示される。パケットを包むエンティティであるゲートウェイ３０７または３１３は、オリジナルのパケットがＴＣＰまたはＵＤＰであるか否かをチェックする。それがＴＣＰである場合、エンティティは、信頼性の高いＳＣＴＰストリームでパケットを送り、それがＵＤＰである場合、エンティティは信頼性の低いストリームを使用する。オリジナルのパケットが偶然ＳＣＴＰパケットである場合、これは開始エンド・ポイントがＳＣＴＰアプリケーションを実行していることを意味しており、エンティティは改変をしないか、あるいは最少のネットワーク・アドレス変換（ＮＡＴ）を加えて、パケットをただ転送し得る。その対応するアプリケーション・エンド・ポイントがＳＣＴＰ上で動作していない場合には、他のＳＣＴＰエンド・ポイントまたはゲートウェイがアプリケーション・レベル変換などを行い得ることに留意する。図４に示されているように、プロトコル・スタック４０３は、ＩＰ接続のためにＴＣＰまたはＵＤＰのいずれかの上で動作するアプリケーションと、次に物理層とを描いている。これらは、ゲートウェイ ３０７すなわちＳＣＴＰエンド・ポイントＡ用のプロトコル・スタック４０５の左部分に相当する。スタック４０５の右部分は、ＳＣＴＰヘッダ４０８で、次に別のＩＰヘッダで、オリジナルのパケットを包むことを示している。これも、ゲートウェイ３１３すなわちＳＣＴＰエンド・ポイントＢ用のプロトコル・スタック４０７の左部分に相当する。パケットを開いた後、スタック４０７の右部分として示されるように、ゲートウェイ３１３は、パケットをプロトコル・スタック４０９として示された形式のアプリケーション・エンド・ポイント３１７に転送する。スタック４０３はスタック４０９のレイヤと同じレイヤであることに留意する。トンネルが信頼されていないネットワークに渡る場合、オリジナルのアプリケーション層、ＴＣＰ／ＵＤＰ層およびＩＰ層は、インターネット・プロトコルのセキュリティ・アーキテクチャであるＩＥＴＦ ＲＦＣ ２４０１の要素である、例えば相互運用性、ホスト対ホストパイプ、カプセル化されたトンネル、または仮想プライベート・ネットワーク（ＶＰＮ）を使用して、セキュリティを保護することができる
ことに留意する。本発明の範囲内でのセキュリティの実装は、当業者の技能の範囲内である。本発明によって説明されれる情報伝送のセキュリティを保護するために取られるアプローチ次第で、追加のプロトコル層は種々のプロトコル・スタック内の種々のポイントに挿入することが可能であり、したがって仮想プライベート・ネットワークが提供される。

図５は、図４のプロトコル・スタックと図３のネットワークに従ってＳＣＴＰ上にトンネルを設けたパケットの例を示す。通常、アプリケーション・ペイロード５０３、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ５０５、およびエンド・ポイントＸからＹ ５０８まで行くＩＰヘッダ５０７を含む各々のオリジナルのＴＣＰまたはＵＤＰパケットは、ＳＣＴＰメッセージになり、個々のＳＣＴＰ・チャンク５０９内に配置される。１つのＳＣＴＰパケットは複数のチャンクを運ぶことがことができる。ＳＣＴＰのこの性質を利用して、ＳＣＴＰヘッダ５１１を有する１つのＳＣＴＰトンネル・パケットに複数のパケットを包むことができる。得られたＳＣＴＰパケットにはＩＰヘッダ５１４が加えられる。ＩＰヘッダ５１４は、エンド・ポイントＡおよびＢ ５１４を識別する。同じＳＣＴＰパケットにＴＣＰパケットとＵＤＰパケットを包むことが可能である。ここではオリジナルのＴＣＰまたはＵＤＰパケットのエンド・ポイントＸおよびＹ３０３，３１７である発送元と宛先のアプリケーションは、トンネリングに気づいておらず、ＳＣＴＰを知っている必要はない。これはＳＣＴＰトンネリングの顕著な利点を示している。すなわち、ＳＣＴＰの利点を得て、この利点をレガシー（ＴＣＰ／ＵＤＰ）アプリケーションに適用することができる。ＳＣＴＰトンネリングのもう１つの利点は、ＴＣＰ ＳＹＮフラッディングという形のサービス拒否の攻撃からの保護を提供することである。

ＳＣＴＰトンネル・エンド・ポイントは、アプリケーション・エンド・ポイントと同じ装置上にあってもよい。この例は図６に示されており、図６では、ＳＣＴＰトンネル・エンド・ポイントＢ ６２２が第１のステーション６０４（これは有線装置であっても無線装置であってもよい）上にある。この構成で、「Ｙ」および「Ｂ」とラベルした図４のプロトコル・スタックは、スタック４０７と同様に見える１つのスタックに任意選択に折り畳まれてもよいし、あるいは実際に有効に折り畳まれる。図６のゲートウェイ６１３は最も左側のホストのネットワークに関連付けられてもよいし、最も左側のホストのネットワークに関連付けられてもよく、ゲートウェイと第１のステーション６０４の間の接続は有線接続と無線接続のいかなる組み合わせであってもよい。

ＳＣＴＰトンネリングは、ＳＣＴＰがパケットに大量のオーバーヘッドを加えるため、直観に反している。ＳＣＴＰトンネリングはトランスポート層で行われる。図５から見ることができるように、ＳＣＴＰトンネリングはオーバヘッドを増加させる。ラッパーは、ＩＰヘッダ５１３、１２バイトのＳＣＴＰ共通のトランスポート層ヘッダ５１１および１６バイトのＳＣＴＰチャン句・ヘッダ５０９から成る。これは有線ドメインでは許容される可能性がある。しかしながら、本発明がリアルタイムの音声を無線で送信するために使用されている場合、オーバヘッドは重要にり得る。ボイス・オーバー（Voice over）ＩＰは、通常、各々がＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、およびＲＴＰ（リアルタイム・プロトコル）ヘッダを先に有する、複数のパケットをエンコードする非常に小さな音声の規則的なストリームから成る。本発明はＩＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、およびチャンク・ヘッダを追加するだろう。しかしながら、ＩＰヘッダ圧縮には公知の技術がある。例えば、ＲＦＣ ３２４１によって更新されたＲＦＣ １３３２は、Ｖａｎ Ｊａｃｏｂｓｏｎ ＴＣＰ／ＩＰヘッダ圧縮について記述している。Ｖａｎ Ｊａｃｏｂｓｏｎ ＴＣＰ／ＩＰヘッダ圧縮はＴＣＰ／ＩＰヘッダのサイズをたった３バイトに減少させる。Ｖａｎ Ｊａｃｏｂｓｏｎ ＴＣＰ／ＩＰヘッダ圧縮は、ストリーム中の大部分のフィールドが不変であるか、予測可能な様式で変化するという性質を利用している。ＲＦＣ ２５０９の中で詳細に記述されている同様のスキームがＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダ圧縮に適用されている。チャンク／ＳＣＴＰ／ＩＰの圧縮は議論されている最中である（draft-schmidt-rohc-sct-r
equirements-00.txt）。同様な技術を使用して、ＳＣＴＰを介してトンネルされている音声ストリームを圧縮することが可能である。ＳＣＴＰトンネリングの明らかな利点は、リアルタイムにシームレスなハンドオフを行うことが可能であり、したがって種々のネットワークとサービス・プロバイダ間（それらがＩＰパケットデータ接続を使用していると仮定して）の可動性をサポートすことが可能であることである。

図６および図７を参照しながら、２つのＩＰ接続間の通信のシームレスなハンドオフを提供する別の実施形態のシステム・レベル図について論じ、説明する。図６および７はこの目的を果たすためにＳＣＴＰトンネリングを使用することを描いている。基本的に、図６は、ＩＰアドレス ＩＰＸ１ ６０７と、アプリケーション・エンド・ポイントＸ ６０３とを有する装置またはステーション６０２を示している。ステーション６０２はステーション６０４とパケット・データを通信する。ステーション６０４は、ＩＰアドレス ＩＰ Ｙ１ ６０９で、他のアプリケーション・エンド・ポイントＹ ６０５を有している。より詳細には、ステーション６０２は、ネットワーク１ ６１１を介してゲートウェイ６１３と通信し、このゲートウェイ６１３はネットワーク２ ６１５および有線または無線接続６１７を介してステーション６０４およびアプリケーション・エンド・ポイント６０５と通信している。ゲートウェイ６１３はＩＰアドレスＩＰ Ａ１ ６２１を有するＳＣＴＰエンド・ポイントＡ ６２０であり、ステーション６０４と共に位置するＩＰアドレス ＩＰ Ｂ１ ６２３を有する別のＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ６２２とのＩＰ接続またはＳＣＴＰ関連付けを確立するためにＳＣＴＰトンネリング６１９を使用する。ＳＣＴＰエンド・ポイントＡ ６２０とＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ６２２との間の第２のＩＰ接続は、有線または無線接続６２７を介するネットワーク３ ６２５によって描かれている。ここで、ゲートウェイはＩＰアドレス ＩＰ Ａ２ ６３１を使用して、ＩＰアドレス６３３ ＩＰ Ｂ２を使用するエンド・ポイントＢ ６２２とのＳＣＴＰトンネル６２９をセットアップする。

このシステムは、第１のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続６１７から第２のＩＰ接続６２７までのシームレスなハンドオフを達成するのに適している。ここで、ハンドオフを達成する方法は、第１のＩＰ接続と第１のステーション用の第１のＩＰアドレスＩＰ
Ｂ１ ６２３とを使用して、第１のステーション６０４とゲートウェイ６１３との間のパケットデータ通信を行うことであって、ゲートウェイ６１３は第２のステーション６０２とのパケットデータ通信を中継すること；第１のステーション用の第２のＩＰアドレスＩＰ Ｂ２ ６３３を使用して第２のＩＰ接続６２９をセットアップすることであって、第１のＩＰ接続が第１のステーションとゲートウェイの間の主要な接続であり、第２のＩＰ接続が副次的な接続であり、第１のＩＰ接続と第２のＩＰ接続が同時に存在すること；第２のＩＰ接続が第１のステーションとゲートウェイの間の主要な接続たるべきことを決定すること；ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）メッセージを使用して、第２のＩＰアドレスが主要なアドレスであることをゲートウェイに通知することにより、第２のＩＰ接続を主要な接続に変更すること；から成り、パケットデータ通信は第２のＩＰ接続に即時に切り替えられる。

このシステムは、図２を参照しながら上述したすべての機能または手順を行うのに適していると共に、両方のステーションがレガシーＴＣＰ／ＵＤＰアプリケーションを実行している場合のハンドオフを提供するのにも適している。ハンドオフを行うプロセスおよび動機付けは同様である。第１のＩＰ接続では、第１のステーションとのパケットデータ通信をのために、ゲートウェイによって促進されるＳＣＴＰトンネリングを使用するため、第１のステーションと第２のステーションの各々がトランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）ベースのアプリケーションまたはユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）ベースのアプリケーションのいずれかを実行している場合に、第１のステーションは第２のインタラクトすることができる。同様に、第２のＩＰ接続も、ゲ
ートウェイによって促進されるＳＣＴＰトンネリングをＳＣＴＰトンネリングを使用する。このシステムの利点は、ゲートウェイがネットワークアドレス変換またはアプリケーション・レベル・ゲートウェイの機能を必要としないことである。好ましい実施形態では、ＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ６２２がステーション６０４上に配置される。ステーション６０４は、第２のステーション６０２のアプリケーション・エンド・ポイントＸ ６０３のような外部装置との通信のために、使用する少なくとも１つのＩＰアドレス（ＩＰ Ｙ１ ６０９）を取得しなければならない。このアドレスは、公知の方法で取得されてもよい（例えば、ＤＨＣＰ、ＵＭＴＳセルラ方式におけるＰＤＰコンテクストの起動、またはモバイルＩＰにおけるような静的割当て）。アドレスは、アドレスＹ１に関するモバイルのためのすべてのトラフィックがまず特定のゲートウェイ６１３に向けられるように選択されなければならない。その後、ゲートウェイは、そのトラフィックをモバイルに転送するだろう。この種の配置は一般的なものであり、モバイルのトラフィックをＵＭＴＳシステムのＧＧＳＮゲートウェイへ、またはモバイルＩＰアーキテクチャのホーム・エージェントへ向けるために使用される。モバイルのエンド・ポイントＢは、同じ性質を有する追加の外部ＩＰアドレス（Ｙ２，Ｙ３）を使用してもよいし、使用しなくてもよい。モバイルすなわちステーション６０４はまた、ゲートウェイによって使用可能な少なくとも１つのＩＰアドレスも取得しなければならない。ここで、本願出願人はそのアドレスをＩＰアドレスＢ１ ６２３と称する。アドレスＢ１はグローバルに固有のものであり得る。アドレスＢ１はアドレスＹ１と同じでもあってもよく、この場合、移動局はただ１つのアドレスを取得するだけでよい。しかしながら、好ましくは、ステーション６０４は、ゲートウェイとステーションを接続するネットワークに対してローカルな、プライベートＩＰアドレスＢ１を取得する。ステーションは、ゲートウェイのアドレス（ＩＰ Ａ１ ６２１）も知っていなければならない。ゲートウェイと、ステーション上のＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ６２２は、主要なアドレスとしてアドレス Ａ１およびＢ１を使用して、ＳＣＴＰ関連付けを確立する。ゲートウェイと、ステーション上のＳＣＴＰエンド・ポイントは、ＳＣＴＰトンネリングを使用して、ステーション（ＩＰアドレスＹ１を使用）と外部装置（ＩＰアドレスＸ１を使用）との間のデータグラムを運ぶ。

代替の接続に対する切り替えまたはハンドオフを準備するためには、以下にモバイル、移動局、装置等と様々に呼ぶステーション６０４は、以下の事を行わなければならない。移動局は、ゲートウェイとの新たな接続を確立する。この新たな接続は有線であっても無線であってもよい。新たな接続が確立されている間、元の接続は作動しているままでなければならない。そのような確立は、セルラ・ネットワークへの登録、８０２．１１アクセス・ポイントとの関連付け、またはＬＡＮコネクタへのケーブル接続を含み得る。移動局は、新たな接続の際にゲートウェイにより使用可能な少なくとも１つのＩＰアドレス（Ｂ２）を取得しなければならない。アドレスＩＰ Ｂ２はグローバルに固有のものであり得る。しかしながら、好ましくは、移動局は、ゲートウェイとモバイル装置を接続するネットワークに対してローカルな、プライベートＩＰアドレスＢ２を取得する。移動局はまた、新たな接続の際に到達可能なゲートウェイのＩＰアドレスも知っていなければならない。好ましくは、それは異なるアドレス（Ａ２）である。移動局はここで、ＳＣＴＰ拡張を使用して、第２のＩＰアドレス（Ｂ２）を代替宛先アドレスとして追加するようにゲートウェイに命令する。このプロセスの間、移動局上のアプリケーションは、元のゲートウェイアドレス（Ａ１）を主要なＳＣＴＰアドレスとして使用し続け、ゲートウェイは元のモバイル・アドレス（Ｂ１）を主要な宛先アドレスとして使用し続ける（図６に太字で示す）。このように、トンネリングは元の接続の最中、継続する。

ここでは、図２のシステムと同様に、第２のＩＰアドレスＡ２の取得がアプリケーションによって行われないことに留意する。これは、移動局内の無線／可動性ソフトウェアによって行われる。この無線／可動性ソフトウェアは他方のＳＣＴＰエンド・ポイントに新たなアドレスを通知するために、ＳＣＴＰ層ともインタラクトする。第２のＩＰアドレス
Ａ２が元の接続と関連付けられていた場合、移動局は、この第２のＩＰアドレスを元の接続から切断しなければならない。この場合、移動局はまず他方のＳＣＴＰエンド・ポイントに第２のアドレスを削除するよう通知しなければならない。元の接続がここで何らかの理由により故障した場合、他方のエンド・ポイントが自動的に新たな接続に切り替わるだろう。モバイルは、この新たな接続を「アクティブ」モードに維持することが好ましい。たとえこのエラー・ケースが、リアルタイムで対処されなくても、既に先行技術の方法より信頼性の高い接続を提供する。モバイルＳＣＴＰエンド・ポイントは第１または第２のＩＰアドレス（Ｂ１またはＢ２）を使用して、他方のエンド・ポイント（ゲートウェイ）に、第２のＩＰアドレスを追加するように命令することができる。好ましくは、第２のＩＰアドレスはＳＣＴＰエンド・ポイント間のネットワークにおける適切なセッティングを確立するため（第２のＩＰアドレスは新たな経路を開始する）、モバイルＳＣＴＰエンド・ポイントは、第２のＩＰアドレスを使用する。

この時点で移動局はハンドオーバーの準備ができている。移動局は、元の接続におけるセルラ信号の品質が低下したため、新たな接続の方が易いため、または元の接続が切断されることを信号で示されているため、切り替えを行いたいかもしれない。移動局は、新たな接続がまだ「アクティブ」でなかった場合にはそれを「アクティブ」モードにし、ＳＣＴＰ拡張を使用して、第２のＩＰアドレスＢ２が主要なＳＣＴＰ宛先アドレスとして使用されるべきことを他方のＳＣＴＰエンド・ポイント（ゲートウェイ）に通知する。その結果、オリジナルの主要なアドレス（Ｂ１）は副次的なアドレスになる。新たな接続がゲートウェイで新たなアドレス（Ａ２）を使用する場合、移動局中のＳＣＴＰエンド・ポイントはその新たなアドレスを主要なＳＣＴＰ宛先アドレスとして使用し始める。この時点で、ＳＣＴＰトンネルは新たな接続上で動作するだろう。この切り替えはアプリケーションに対して迅速であり、かつ完全にトランスペアレントであることに留意する。移動局（またはゲートウェイ）は、この時点で、元のトンネルと元の接続を中止し得る。移動局は、別のＳＣＴＰエンド・ポイント（ゲートウェイ）が第１のＩＰアドレスＢ１を削除しなければならないことと、別のＳＣＴＰエンド・ポイント（ゲートウェイ）に通知する。移動局またはインフラストラクチュアは元の接続を絶つ。アプリケーションは正常に動作し続けるだろうことに留意する。好ましくは、移動局は、リアルタイム音声通話のサイレント期間中にハンドオーバーが開始するように、ハンドオーバーのタイミングを選択する。

モバイルは、２つ以上の接続を有すると信頼性が高まるため、サービスを有しなくなるまで、第１の接続を中止することを延期してもよい。元の接続と新たな接続は各々、有線であっても無線であってもよいことに留意する。ＳＣＴＰトンネリング原理および概念の代表的応用例により、有線ＬＡＮから無線ＩＰ接続への、有線ＬＡＮからセルラＩＰ接続への、無線ＩＰから有線ＬＡＮ接続への、無線ＩＰからセルラＩＰ接続への、あるアクセスポイントにおける無線ＩＰ接続からもう２つのアクセスポイントにおける無線ＩＰ接続への、セルラＩＰから有線ＬＡＮ接続への、セルラＩＰから無線ＩＰ接続への、リアルタイムのハンドオーバーが可能となる。

図７を参照すると、ＩＰ接続間のシームレスなハンドオフを達成するためにＳＣＴＰトンネリングを使用する、代替のトポロジーまたはネットワーク・アーキテクチャが描かれている。このアーキテクチャは、ＳＣＴＰエンド・ポイントが移動局にではなくネットワーク・インフラストラクチャにある場合に該当する。代替アーキテクチャによるハンドオフのステップは、図６のトポロジーにおけるステップと同様な様式で実行される。図７は、ＩＰアドレス６０７を有するアプリケーション・エンド・ポイント６０３としてのステーション６０２が、ネットワーク１ ６１１およびＩＰアドレスＩＰ Ａ１ ７２１を有するＳＣＴＰエンド・ポイントＡ ７２０すなわちゲートウェイを介して、アプリケーション・エンド・ポイント６０５としてのステーション６０４と通信し、ＳＣＴＰエンド・ポイントＡ ７２０すなわちゲートウェイが、ＳＣＴＰトンネル７１７の一端をネットワ
ーク２ ７１５を介してＩＰアドレスＩＰ Ｂ１ ７２３を有するＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ７２２すなわちゲートウェイにアンカーし、ＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ７２２すなわちゲートウェイがＳＣＴＰパケットを開封し、通信をネットワーク３を介してステーション６０４に送るように動作することを示している。ＩＰアドレス ＩＰ Ａ２ ７３１を使用したＳＣＴＰエンド・ポイントＡ ７２０からの第２のＩＰ接続は、ネットワーク４ ７２５およびＳＣＴＰトンネル７２９を介してアドレスＩＰ Ｂ２ ７３３を有する新たなＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ７３２に至り、次にネットワーク ５ ７４３を介してステーション６０４およびアプリケーション・エンド・ポイントＹ ６０５に至る。

このトポロジーに関する１つの障害は、新たなＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ７３２が他方のＳＣＴＰエンド・ポイントＡ ７２０について知っている必要があることである。これを実現可能にするいくつかの方法が存在する。移動局６０４は、新たな接続を確立した後、その新たな接続に沿って他方のエンド・ポイント（Ａ）をエンド・ポイントＢ ７３２を初めとするエンティティに対して識別することができる。この解決策に関する問題点は、それがレガシー・モバイルで実現することができず、モバイルがオリジナルのＳＣＴＰトンネルに関する情報をどうにかして得なければならないということである。別の解決策は、インフラストラクチュアがＳＣＴＰエンド・ポイントのセットアップを調整することである。モバイルがトンネルを必要とするかトンネルを受けるに値するという情報が、インフラストラクチュア・データベース（例えばＨＬＲ）に維持され得る。別のアプローチは、固定のＳＣＴＰエンド・ポイント（Ａ）に新たなＳＣＴＰエンド・ポイントの確立に対する責任を担わせることである。このバリエーションに関しては、第２の問題、すなわち、モバイルが新たな接続に移動した場合にモバイルがその元のＩＰアドレスＹ１を保持することを許容するシステムでのみ有効であるという問題が存在する。以上の問題は、この構成の利用性を特定の適用範囲に限定する。そのような領域の１つが、無線ＩＰシステム（８０２．１１）での拡張サービス・セット（ＥＳＳ）である。固定ＳＣＴＰエンド・ポイントＡは、外部ネットワーク（図２のポータル）とのインタフェース上に存在し、ＳＣＴＰエンド・ポイントＢ ７２２および７３２は８０２．１１無線ＩＰシステムのためのアクセス・ポイントに存在するだろう。

図８を参照しながら、無線局すなわち第１のステーションＢとして図２〜図７のシステムでの使用に適した無線通信ユニット８００の好ましい実施形態の機能ブロック図を論じ、説明する。無線通信ユニット８００は、パケットデータ通信のための、第１のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続から第２のＩＰ接続までのハンドオフを達成するように配置および構成されており、特にタイムクリティカル通信のハンドオフに適している。無線通信ユニットは、公知アンテナ８０１に接続された従来の無線送受信機８０３と、第１のＩＰ接続と無線通信ユニット用の第１のアドレスを使用してゲートウェイとパケットデータ通信を行うように協働的に配置されたＩＰコントローラ８０５とを有している。コントローラは、例えばディスプレイ、キーボードまたはオーディオ変換器を含めた従来のユーザー入出力８０７にさらにつながれており、以下のように動作する：第１の無線通信ユニット用の第２のＩＰアドレスを用いて第２のＩＰ接続をセットアップすることであって、第１のＩＰ接続がゲートウェイとの主要な接続であり、第２のＩＰ接続が副次的な接続であり、いずれの接続も同時に存在すること；第２のＩＰ接続が主要な接続たるべきことを決定すること；およびストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）メッセージを用いて第２のＩＰアドレスが主要なアドレスであることをゲートウェイに通知することにより、第２のＩＰ接続を主要な接続に変更すること。パケットデータ通信は第２のＩＰ接続へと即時に切り替えられる。

これを行うために、無線送受信機８０３は、無線ＩＰ送受信機８０８を必要とすると共に、第１のＩＰ接続と第２のＩＰ接続は無線ネットワークによりサポートされている例示
した状況では追加的なセルラ送受信機またはローカル・エリア・ネットワーク送受信機８０９を必要とし得る。コントローラ８０５はプロセッサ８１１を有する。プロセッサ８１１は、好ましくはいずれも公知で広く利用されているマイクロ・プロセッサまたはデジタル信号プロセッサであり、任意選択のポート８１３につながれている。ポート８１３は、ポータブル・コンピュータ、ＰＤＡ、ネットワーク・インタフェース・カード、モデム、あるいはそれらと同種のもののうちの１または複数の装置に対するインタフェースを提供する。それらの装置のうちの１または複数は、無線通信ユニットに完全に統合され得る。例えば、ポートは、ポータブル・コンピュータを初めとする外部装置に結合さセルラ・に適しており、無線通信ユニットはゲートウェイとのＳＣＴＰトンネルベースのＩＰ接続をサポートするＳＣＴＰエンド・ポイントをサポートするか、そのようなＳＣＴＰエンド・ポイントとして機能する。したがって、ポートは、トランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）コミュニケーションの内の１つを外部装置と交換することができ、それにより、外部装置と第２のステーションの各々がＴＣＰ／ＵＤＰベースのアプリケーションを実行しているときに、外部装置と第２のステーション間のＴＣＰ／ＵＤＰ通信を提供する。プロセッサはメモリ８１５とユニットとに相互に接続されている。メモリ８１５は、特定のユニットに適するように、ソフトウェアルーチンまたは命令や、そのようなルーチンまたは命令のためのデータおよびパラメータを記憶するために使用される、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたは他の電子もしくは磁気記憶媒体のうちの何らかの組み合わせを有する。ユニットは、プロセッサによって実行された時に、無線通信ユニットが様々な公知機能や本明細書に開示するハンドオフプロセスをサポートするのに必要なように動作する。上記のソフトウェア命令またはルーチンは、他のステーションまたはホストとの通信をサポートし、ＳＣＴＰトンネルを用いた時以外にＳＣＴＰトランスポート層の上で動作する、例えばｅｍａｉｌクライアント、ブラウザ、ボイスまたはボイス・オーバーＩＰなどの、１または複数のアプリケーション８１７と、ハンドオフ手順を含めたあるアクセス・ポイントから別のアクセス・ポイントまでのローミングまたは移動に関する種々の任務を扱う可動性管理ルーチン８１９と、図６に関して上述したトンネリング・アクティビティをサポートするＳＣＴＰトンネリング・ルーティン８２４とを含んでいる。さらには、基本の公知のオペレーティング・システム、データおよびパラメータ情報８２３、および当業者に理解されておりよく知られている他の多くのルーチン８２５も含まれる。

無線通信ユニットが、セルラ基地局を介したＩＰ接続から／へ、８０２．１１ネットワークを初めとするローカル・エリア無線ＩＰネットワークを介したＩＰ接続へ／からのハンドオフを達成するためには、無線送受信機８０３がセルラ送受信機と、セルラ方式上で動作する能力とを有することが必要であることに留意する。ハンドオフが、ある無線ＩＰネットワークから別のそのような同様のネットワークまでである場合、無線送受信機は多くの例で無線ＩＰ送受信機８０８のみが要求とされ得る。というのは、そのようなネットワークの大部分は、１つの送受信機が多数のＩＰ接続を管理できるようにセットアップされているからである。上述したように、無線通信ユニットは、ＳＣＴＰ協定に従って、アプリケーションとは無関係に、自身の宛先ＩＰアドレスを通信すると共に、そのようなＩＰアドレスすなわち他のエンド・ポイントまたはステーションとのＩＰ接続の適切な優先順位を確立し、それにより、先に論じたのと同様な動機および状況に基づいて、適切であると判断される場合に、ＩＰ接続間の実質的にリアルタイムの様式で通信のハンドオフを達成する。

結論として、図９を参照しながら、２つのＩＰ接続の間のタイムクリティカル通信のハンドオフを達成する好ましい方法のフローチャートを議論し、説明する。この概念および原理の大部分は既に上述したため、この議論は、要約の性質を有し、従って、概観レベルのものである。この方法は、例えば、図２、図６、または図７に示されるような適切なシステムで動作する図８の無線通信ユニットによって、有利に実行され得る。図９は、第１
のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続から第２のＩＰ接続までのハンドオフを達成する方法９００を描いており、９０３で、ＳＣＴＰメッセージを使用して、第１のステーション用の第１の宛先ＩＰアドレスをゲートウェイに通知することにより、第１のＩＰ接続をセットアップすることから始まる。ＳＣＴＰ協定によって、第１の宛先ＩＰアドレスは主要なＩＰアドレスとなり、従って２つのステーション間のＩＰ接続になる。その後、９０５で、方法は、通信がケーとウェイにより第２のステーションに中継される、第１のＩＰ接続および第１のステーション用の第１のＩＰアドレスを使用した、有線または無線ＩＰアクセス・ポイントを介する、ゲートウェイと第１のステーションとの間の通信を描いている。ゲートウェイがアプリケーション・レベル・ゲートウェイである場合、第１のステーションとゲートウェイ間の通信はＳＣＴＰトランスポート層上動作するアプリケーションによってサポートされ、通信はプロトコルおよびネットワーク・アドレスを第２のステーション用のＴＣＰまたはＵＤＰパケットのいずれかに変換した後に中継されるだろう。代わりに、ゲートウェイはＳＣＴＰトンネルの一端であってもよい。この場合、ゲートウェイはＳＣＴＰパケットを開いて、それを第２のステーションに中継するだろう。

９０７で、方法は、第１のステーション用の第２のＩＰアドレスを用いて第２のＩＰ接続をセットアップすることであって、第１のＩＰ接続が主要な接続であり、第２のＩＰ接続が副次的な接続であり、両方の接続が同時に存在すること、を示している。より詳細には、第２の接続のセットアップは、適切な接続を検索し９０９、無線ＩＰアクセス・ポイントを初めとする第２のアクセス・ポイントと関連付け９１１、および、ＳＣＴＰメッセージを使用して、好ましくは第２のＩＰ接続を使用して、ゲートウェイに第２のＩＰアドレスを通知することにより、ゲートウェイとの接続を確立する９１３ことを含んでいる。９０９，９１１，９１３は、アプリケーションによる通信のサポートとは無関係に、トランスペアレントに行われることが好ましい。

適切な無線ＩＰ接続の検索９０９は、利用可能な接続がアクセス・ポイントおよび適切なサービスを含むことの決定、第１のステーションがアクセス・ポイントによる認証に成功できることの決定、および、第２のステーションへの接続が利用可能であることの決定、のうちの１または複数を含んでよい。無線ＩＰアクセス・ポイントと関連付けることは、８０２．１１アクセス・ポイント、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクセス・ポイント、ＨｉｐｅｒＬａｎアクセス・ポイント、およびローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）アクセス・ポイント等のうちの１つと、各そのようなアクセス・ポイントに対する規定に従って、関連付けることを含んでよい。

その後、９１５は、例えば信号が弱まっている等、第１のＩＰ接続のサービス品質（ＱＯＳ）が低下していることの決定、第２のＩＰ接続のための料金が有利であることの決定、または帯域幅やセキュリティ等のような、第２のＩＰ接続を介して利用可能なサービスが所望されており利用可能であることの決定、のうちの１または複数に基づく、第２のＩＰ接続が主要な接続たるべきことの決定を示している。

次に、９１７は、ＳＣＴＰメッセージを用いて第２のＩＰアドレスが主要なアドレスであることをゲートウェイに通知することにより、第２のＩＰ接続を主要な接続に変更することを示している。これを行うことにより、タイムクリティカル通信が即時に第２のＩＰ接続に切り替えられる。

次に、９１９は、例えばＳＣＴＰメッセージを使用して第１のＩＰアドレスを削除するようにゲートウェイに通知し、第１のＩＰアクセス・ポイントを介するあらゆるセッションを終了することにより、第２のＩＰ接続が主要な接続になったときに、第１のＩＰ接続を中止するという、任意選択のプロセスを示している。

上に議論し説明した装置および方法、ならびにその発明原理および概念は、先行技術の無線ＩＰ方式に関するならびに先行技術の無線ＩＰ方式間の可動性の考慮の欠如によって生じる問題点を緩和することを目的とし、実際に緩和するだろう。ＳＣＴＰトランスポート層を用いて、エンド・ポイント間で、第１のＩＰ接続と同時に存在する第２のＩＰ接続をＳＣＴＰコマンドおよびメッセージを用いて確立するという上記の原理を用いれば、通信装置のタイムクリティカル通信のハンドオフを思いのままに達成でき、モバイル個人の接続が促進されるだろう。本明細書の教示を与えられた当業者には十分に明らかなように、例えば、上記の原理および概念は、ＵＭＴＳとＣＤＭＡの方式のような迅速なハンドオフをサポートしていない異種のセルラ・パケット・データ・システム間のハンドオフを達成するために使用することができる。

本開示は、本発明の真の、意図する、公正な範囲および精神を制限するのではなく、本発明に従っていかに種々の実施形態を製造し使用するかについて説明することを目的としている。上記の説明は、網羅的なものではなく、また、発明を開示した厳密な形式に限定するものでもない。上記の教示に照らせば改変または変形が可能である。実施形態を選択し説明したのは、本発明の原理に関する最良の説明とその実際の応用を提供し、また、当業者が想定される特定用途に適するように本発明を種々の実施形態でまたは種々の改変を加えて利用できるようにするためである。そのような改変および変形はすべて、公正に、適法に、かつ、公平に権利を与えられている広さに従って解釈される場合、本特許出願の係属中に補正される可能性のある特許請求の範囲とそのすべての均等物によって定義される本発明の範囲内に包含される。

ステーション間のマルチプル接続をサポートするストリーム制御伝送プロトコルを使用した通信方式の簡略および典型的に例示された形式のシステム・レベル図。 本発明による２つのＩＰ接続間の通信ハンドオフの好ましい実施形態を描いたシステム・レベル図。 本発明によるストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）トンネリングを描いた図。 本発明によるストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）トンネリングを描いた図。 本発明によるストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）トンネリングを描いた図。 本発明によるＳＣＴＰトンネリングを使用した、２つのＩＰ接続間の通信ハンドオフを示す、別の実施形態を描いたシステム・レベル図。 本発明によるＳＣＴＰトンネリングを使用した、２つのＩＰ接続間の通信ハンドオフを示す、別の実施形態を描いたシステム・レベル図。 本発明による、図２、図６および図７のシステムで使用するのに適した無線通信ユニットの好ましい実施形態の機能ブロック図。 ２つのＩＰ接続間の通信ハンドオフを達成する好ましい方法のフローチャート。

Claims (40)

1. 第１のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続から第２のＩＰ接続までのシームレスなハンドオフを達成するための方法であって、
   第１のＩＰ接続と第１のステーション用の第１のＩＰアドレスとを使用して、第１のステーションとゲートウェイとの間のパケットデータ通信を行うことであって、前記ゲートウェイは第２のステーションとのパケットデータ通信を中継すること；
   第１のステーション用の第２のＩＰアドレスを使用して第２のＩＰ接続をセットアップすることであって、第１のＩＰ接続が第１のステーションとゲートウェイの間の主要な接続であり、第２のＩＰ接続が副次的な接続であり、第１のＩＰ接続と第２のＩＰ接続は同時に存在すること；
   第２のＩＰ接続が第１のステーションとゲートウェイの間の主要な接続たるべきことを決定すること；および
   ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）メッセージを使用して、第２のＩＰアドレスが主要なアドレスであることをゲートウェイに通知することにより、第２のＩＰ接続を主要な接続に変更すること；から成り、
   前記パケットデータ通信は第２のＩＰ接続に即時に切り替えられる、方法。
2. 前記通信の開始前に、ＳＣＴＰを使用して、前記ゲートウェイに第１のＩＰアドレスを通知することにより、第１の接続を開始することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のステーションと前記ゲートウェイの間の通信は、第１のＩＰ接続および第２のＩＰ接続にＳＣＴＰを使用し、前記ゲートウェイは、トランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の１つを使用して第２のステーションとのパケットデータ通信を中継する、請求項１に記載の方法。
4. 前記第２のＩＰ接続のセットアップが、適切な接続を検索し、無線ＩＰアクセス・ポイントと関連付け、およびＳＣＴＰを使用してゲートウェイに第２のＩＰアドレスを通知することによりゲートウェイとの接続を確立することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記検索し、前記関連付け、および、前記確立することが、アプリケーションによる前記通信のサポートとは無関係に行われる、請求項４に記載の方法。
6. 前記適切なＩＰ接続の検索が、利用可能な接続がアクセス・ポイントおよび適切なサービスを含むことの決定、前記第１のステーションが前記アクセス・ポイントによる認証に成功できることの決定、および、前記ゲートウェイへの接続が利用可能であることの決定、の内の１つをさらに含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記ＳＣＴＰを使用して第２のＩＰアドレスをゲートウェイに通知することは、前記第２のＩＰ接続を使用して、前記第２のＩＰ接続を初期化することから成る、請求項４に記載の方法。
8. 前記第２のＩＰ接続が主要な接続たるべきことを決定することが、第１のＩＰ接続のサービス品質が低下していることの決定、第２のＩＰ接続のための料金が有利であることの決定、および第２のＩＰ接続を介して利用可能なサービスが望まれていることの決定、の内の１つをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 第２のＩＰ接続が主要な接続になったときに、ＳＣＴＰメッセージを使用して第１のＩ
   Ｐアドレスを削除し、前記第１のＩＰアドレスを用いたあらゆる関連付けを終了するようにゲートウェイに命令することにより、第１のＩＰ接続を中止することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. パケットデータ通信を中継する前記ゲートウェイは、前記第１のステーションに対応する外部ＩＰアドレスと、前記第１のステーション用の前記第１のＩＰアドレスおよび前記第２のＩＰアドレスの内の一方との間の変換をさらに行なう、請求項１に記載の方法。
11. 前記ゲートウェイは、前記第１のステーションとの前記第１のＩＰ接続および第２のＩＰ接続の内の一方の上のＳＣＴＰと、トランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の一方との間で変換して、第２のＩＰ接続による前記パケットデータ通信を中継する、請求項１０に記載の方法。
12. 第１のＩＰ接続は、前記第１のステーションとの前記パケットデータ通信のために前記ゲートウェイにより促進されるＳＣＴＰトンネリングを使用し、前記第１のステーションは、前記１のステーションと前記第２のステーションの各々がトランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の一方をベースとするアプリケーションを実行している時に前記第２のステーションとインタラクトする、請求項１に記載の方法。
13. 前記第２のＩＰ接続は、前記ゲートウェイにより促進されるＳＣＴＰトンネリングを使用する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１のＩＰ接続と第２のＩＰ接続の内の一方は無線ＩＰ接続である、請求項１に記載の方法。
15. 無線のＩＰ接続は、８０２．１１のアクセス・ポイント、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクセス・ポイント、ＨｉｐｅｒＬａｎアクセス・ポイント、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）アクセス・ポイント、セルラ・ステーション、符号分割多元接続ステーション、およびユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・ステーションの内の１つを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 第１のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続から第２のＩＰ接続までのハンドオフを達成するために配列および構成された無線通信ユニット、
    前記無線通信ユニットは、第１のＩＰ接続と、無線通信ユニット用の第１のＩＰアドレスとを使用して、ゲートウェイとパケットデータ通信を行うように協働的に配列された無線送受信機およびコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    無線通信ユニット用の第２のＩＰアドレスを用いて第２のＩＰ接続をセットアップすることであって、第１のＩＰ接続が無線通信ユニットとゲートウェイの間の主要な接続であり、第２のＩＰ接続が副次的な接続であり、第１のＩＰ接続と第２のＩＰ接続はいずれも同時に存在すること；
    第２のＩＰ接続が主要な接続たるべきことを決定すること；および
    ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）メッセージを用いて第２のＩＰアドレスが主要なアドレスであることをゲートウェイに通知することにより、第２のＩＰ接続を主要な接続に変更すること；を行うためのものであり、
    前記パケットデータ通信は第２のＩＰ接続に即時に切り替えられる、無線通信ユニット。
17. 前記無線送受信機および前記コントローラは、前記通信の開始前に、ＳＣＴＰを使用して、前記ゲートウェイに第１のＩＰアドレスを通知することにより、前記第１のＩＰ接続を開始する、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
18. 前記ゲートウェイとの通信は、第１のＩＰ接続および第２のＩＰ接続にＳＣＴＰを使用し、前記ゲートウェイは、ＳＣＴＰ、トランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の１つを使用して第２のステーションとの前記パケットデータ通信を中継する、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
19. 前記送受信機は、第２のＩＰ接続をセットアップし、さらには、適切な無線ＩＰ接続を検索し、無線ＩＰアクセス・ポイントと関連付け、およびＳＣＴＰを使用して前記ゲートウェイに第２のＩＰアドレスを通知することにより、ゲートウェイとの接続を確立するために、前記コントローラと協働的にさらに作動する、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
20. 前記検索し、前記関連付け、および、前記確立することが、前記アプリケーションによる前記通信のサポートとは無関係に行われる、請求項１９に記載の無線通信ユニット。
21. 前記適切な無線ＩＰ接続の検索が、利用可能な接続がアクセス・ポイントおよび適切なサービスを含むことの決定、前記無線通信ユニットが前記アクセス・ポイントによる認証に成功できることの決定、および、前記ゲートウェイへの接続が利用可能であることの決定、の内の１つをさらに含む、請求項１９に記載の無線通信ユニット。
22. 前記ＳＣＴＰを使用して第２のＩＰアドレスをゲートウェイに通知することは、前記第２のＩＰ接続を使用して、前記第２のＩＰ接続を初期化することから成る、請求項１９に記載の無線通信ユニット。
23. 前記第２のＩＰ接続が主要な接続たるべきことを決定することが、第１のＩＰ接続のサービス品質が低下していることの決定、第２のＩＰ接続のための料金が有利であることの決定、および第２のＩＰ接続を介して利用可能なサービスが望まれていることの決定、の内の１つをさらに含む、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
24. 第２のＩＰ接続が主要な接続になったときに、ＳＣＴＰメッセージを使用して第１のＩＰアドレスを削除するようにゲートウェイに命令し、前記第１のＩＰアドレスを用いたあらゆる関連付けを終了することにより、第１のＩＰ接続を中止することをさらに含む、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
25. パケットデータ通信を中継する前記ゲートウェイは、前記無線通信ユニットに対応する外部ＩＰアドレスと、前記無線通信ユニットのための前記第１のＩＰアドレスおよび前記第２のＩＰアドレスの内の一方との間の変換をさらに行なう、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
26. 前記ゲートウェイは、前記無線通信ユニットとの前記第１のＩＰ接続および第２のＩＰ接続の内の一方の上のＳＣＴＰと、トランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の一方との間で変換して、第２のＩＰ接続による前記パケットデータ通信を中継する、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
27. 第１のＩＰ接続は、前記無線通信ユニットとの前記パケットデータ通信のために前記ゲ
    ートウェイにより促進されるＳＣＴＰトンネリングを使用し、前記無線通信ユニットは、前記無線通信ユニットと前記第２のステーションの各々がトランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の一方をベースとするアプリケーション実行している時に前記第２のステーションとインタラクトする、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
28. 前記第２のＩＰ接続は、前記ゲートウェイにより促進されるＳＣＴＰトンネリングを使用する、請求項２７に記載の無線通信ユニット。
29. 外部装置に結合するためのポートをさらに備え、第１のＩＰ接続は、前記無線通信ユニットとの前記パケットデータ通信のために前記ゲートウェイにより促進されるＳＣＴＰトンネリングを使用し、前記ポートは、トランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の一方を前記外部装置と交換するためのものであり、それによって、外部装置と前記第２のステーションの各々がＴＣＰ／ＵＤＰベースのアプリケーションを時刻している時に、外部装置と前記第２のステーションの間のＴＣＰ／ＵＤＰ通信が提供される、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
30. 前記第１および第２のＩＰ接続の各々は、８０２．１１アクセス・ポイント、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクセス・ポイント、ＨｉｐｅｒＬａｎアクセス・ポイント、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）アクセス・ポイント、セルラ・ステーション、符号分割多元接続ステーションおよびユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・ステーションの内の１つである、請求項１６に記載の無線通信ユニット。
31. 第１のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続から第２のＩＰ接続までのシームレスなハンドオフを促進するために配列および構成されたゲートウェイであって、
    第１のＩＰ接続と第１のステーション用の第１のＩＰアドレスとを使用して、第１のステーションとゲートウェイとの間のパケットデータ通信を行うと共に、第２のステーションとのパケットデータ通信を中継し；
    第１のステーション用の第２のＩＰアドレスを使用して第２のＩＰ接続をセットアップし、第１のＩＰ接続が第１のステーションとの主要な接続であり、第２のＩＰ接続が副次的な接続であり、第１のＩＰ接続と第２のＩＰ接続は同時に存在し；
    第２のＩＰ接続が第１のステーションとの主要な接続たるべきことを示すストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）を受け取り；および
    前記パケットデータ通信のための主要なアドレスとして第２のＩＰアドレスを使用することにより、前記第２のＩＰ接続を主要な接続に変更し；
    前記パケットデータ通信が第２のＩＰ接続に即時に切り替えられる、ように機能する、ゲートウェイ。
32. 前記通信の開始前に、前記第１のＩＰアドレスが前記第１のステーションに対応することを示すＳＣＴＰメッセージを受け取ることにより、第１のＩＰ接続を開始することをさらに含む、請求項３１に記載のゲートウェイ。
33. 前記第１のステーションとの通信は、第１のＩＰ接続および第２のＩＰ接続にＳＣＴＰを使用し、第２のステーションとのパケットデータ通信の中継は、トランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の１つを使用する、請求項３１に記載のゲートウェイ。
34. 前記第２のＩＰ接続のセットアップが、前記第１のステーション用の前記第２のＩＰアドレスを含むＳＣＴＰメッセージを受け取ることをさらに含む、請求項３１に記載のゲー
    トウェイ。
35. 前記第２のＩＰアドレスを含むＳＣＴＰメッセージの受け取りは、前記第２のＩＰ接続をを使用して、前記第２のＩＰ接続を初期化することから成る、請求項３４に記載のゲートウェイ。
36. 第２のＩＰ接続が主要な接続になった場合に、第１のＩＰアドレスを削除し、前記第１のＩＰアドレスを用いたあらゆる関連付けを終了するようにゲートウェイに命令するＳＣＴＰメッセージを受け取ることにより、第１のＩＰ接続を中止することをさらに含む、請求項３１に記載のゲートウェイ。
37. 前記パケットデータ通信の中継は、前記第１のステーションに対応する外部ＩＰアドレスと、前記第１のステーション用の前記第１のＩＰアドレスおよび前記第２のＩＰアドレスの内の一方との間の変換を行うことをさらに含む、請求項３１に記載のゲートウェイ。
38. 前記変換は、前記第２のステーションとの前記パケットデータ通信の中継の時に、前記第１のステーションとの前記第１のＩＰ接続および第２のＩＰ接続の内の一方の上のＳＣＴＰと、トランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の一方との間で変換を行うことをさらに含む、請求項３７に記載のゲートウェイ。
39. 前記第１のステーションとの前記パケットデータ通信のために第１のＩＰ接続をサポートするＳＣＴＰトンネリングをさらに使用し、前記第１のステーションは、前記１のステーションと前記第２のステーションの各々がトランスポート・コミュニケーション・プロトコル（ＴＣＰ）およびユニバーサル・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）の内の一方をベースとするアプリケーションを実行している時に前記第２のステーションとインタラクトする、請求項３１に記載のゲートウェイ。
40. 前記第２のＩＰ接続をサポートするためにＳＣＴＰトンネリングを使用する、請求項３９に記載のゲートウェイ。

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