JP2002511679A - 移動ステーションとのシグナリング接続を確立する方法 - Google Patents
移動ステーションとのシグナリング接続を確立する方法Info
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Abstract
Description
の前文に記載の方法に係る。この方法は、例えば、UMTS(ユニバーサル・モ
ービル・テレコミュニケーション・システム)のような第3世代の移動通信ネッ
トワークに適用できる。
的に、移動通信ネットワークは、少なくとも1つのコアネットワークCNと、1
つ以上の無線アクセスネットワークRANとを備えている。コアネットワークC
Nは、移動交換センターMSC及びおそらく他のサービスノードを備えている。
「ノード」とは、ここでは、交換機の一部分を形成するネットワーク要素の一般
的な名称であり、従って、移動交換センターや他の交換装置もカバーする。無線
アクセスネットワークは、コアネットワークとターミナル装置との間に配置され
る。無線アクセスネットワークは、ベーストランシーバステーションBTS及び
無線ネットワークコントローラRNCを含む。各ベーストランシーバステーショ
ンBTSは、当該無線アクセスネットワークの無線ネットワークコントローラR
NCに固定的なやり方で接続される。各無線ネットワークコントローラは、次い
で、少なくとも1つのコアネットワークノードに固定的なやり方で接続される。
参照して以下に説明する。被呼加入者がそのとき位置するトラフィックエリアの
移動交換センターMSCにコールが到達したときに、交換センターは、登録デー
タが被呼加入者の存在を指示するエリアにあるベーストランシーバステーション
へ無線ネットワークコントローラを経てページング要求を送信する。ベーストラ
ンシーバステーションは、それらのページングチャンネルPCHを経て無線経路
へページングメッセージを送信する。監視しているページングチャンネルにそれ
自身の加入者認識を検出した移動ステーションは、ベーストランシーバステーシ
ョンへ応答を送信する。このように、ネットワークは、1セルの精度で被呼加入
者の位置を知り、そしてデータ接続を確立することができる。以下の説明及び請
求の範囲では、「データ接続」とは、送信信号それ自体に対して確立される接続
を指す。通常、データ接続の最も一般的な形式は、音声接続である。
移動加入者認識IMSIを有すると共に、異なる加入者認識のもとで多数の同時
データ接続も有する。移動ステーションがデータ接続をもたない場合には、到来
するコールは、公知技術では、常に、上記ページングプロセスを開始する。移動
ステーションが加入者認識のもとで所与のコアネットワークノードを経てデータ
接続を有し、そして別のノードが移動ステーションの別の加入者認識に関連した
コールを受信する場合にも、通常のページングプロセスが開始される。この手順
の欠点は、原理的に、当該移動ステーションの位置情報がネットワークに既にあ
るのでネットワークのシグナリング容量が不必要に使用され、そして移動ステー
ションがおそらく多数のページングチャンネルを聴取しなければならないことで
ある。公知技術の構成では、異なるコアネットワークから1つの同じ移動ステー
ションへ向けられたコールをサポートできない。異なるコアネットワークから単
一の移動ステーションへのデータ接続の確立は、原理的に可能であるが、1つの
コアネットワークから到来するページングメッセージを全てのベーストランシー
バステーション及び全てのページングチャンネルへ分配し、そして被呼移動ステ
ーションが当該セルに使用された全てのページングチャンネルを聴取することを
必要とする。ページングメッセージが所与のページングチャンネルのみに送信さ
れる場合には、既存の接続のために、移動ステーションは、当該ページングチャ
ンネルを聴取することができない。
本発明による方法は、独立請求項に記載したことを特徴とする。本発明の好まし
い実施形態は、従属請求項に記載する。 本発明の基本的な考え方は、次の通りである。各無線アクセスネットワークの
無線ネットワークコントローラRNCのような適当なネットワークノードにおい
て、データ接続を確立するのに必要なシグナリングを減少するためにページング
データベースが形成される。被呼移動ステーションを接続するのに有用なデータ
がページングデータベースに収集される。例えば、所与の加入者認識のもとで移
動ステーションへのデータ接続が確立されたときには、移動ステーションは、例
えば、コール設定中又はその後の接続中に、使用している全ての加入者認識を、
合意されたやり方でネットワークに通知するか、又は例えば考えられる接続とは
独立した個別のメッセージを使用して通知する。ネットワークは、これらの識別
を、上記データ接続におそらく関連した移動ステーション位置情報及びシグナリ
ング接続データと共に、ページングデータベースに記憶する。上記の接続中に、
移動ステーションが別のセルへ移動した場合には、移動ステーションに関連した
データがページングデータベースにおいて更新される。上記の接続又はその後の
接続中に、同じ移動ステーションの別の加入者認識がいずれかのノードにおいて
ページングされた場合には、ネットワークがページングデータベースをチェック
し、そしてそこで見つかったデータを使用して、シグナリング接続を確立する。
移動ステーションのデータ接続(1つ又は複数)が終了したときには、移動ステ
ーションに関連したデータが、接続終了後に少なくともある所定の時間周期中は
ページングデータベースに保持されるのが好都合である。
びに対してページングプロセスが全く必要とされないので、セルにおけるページ
ングチャンネル負荷が減少されることである。移動ステーションの観点から、こ
れは、データ接続中に、ページングチャンネルを聴取しなくてもよいことを意味
する。本発明の別の効果は、データ接続をもたないが、本発明によるデータベー
スにそれに関する情報を有する移動ステーションがコールされたときには、おそ
らくページングメッセージを1つのページングチャンネルのみに送信するだけで
充分なことである。移動ステーションの観点から、これは、1つのページングチ
ャンネルを聴取するだけでよいことを意味する。本発明の更に別の効果は、異な
るコアネットワークから1つの同じ無線アクセスネットワークへの接続が実用的
となることである。これは、「外部」のコアネットワークから到来するコールに
関連した加入者認識が本発明によるデータベースに見つかった場合に、その認識
に関連した情報を使用してページングを指令できるからである。このようなコー
ルに対し、移動ステーションは、1つのページングチャンネルを聴取するだけで
よく、最良のケースではそれすら必要でない。本発明の更に別の効果は、汎用パ
ケット無線サービスGPRSが使用されるときには、移動交換センターMSCと
サービスGPRSサポートノードSGSNとの間で加入者認識情報を転送する必
要がないことである。本発明の更に別の効果は、移動ステーションの同時接続の
設定が迅速になったことである。
に説明する。 図1は、基本的なネットワークアーキテクチャーに関して既に説明した。図1
は、異なるオペレータの移動通信ネットワークに属する2つのコアネットワーク
CN1及びCN2を示す。この例では、コアネットワークCN1は、少なくとも
1つの移動交換センターMSC1と、1つのサービスGPRSサポートノードS
GSNとを備えている。例えば、無線アクセスネットワークRAN1及びRAN
2は、コアネットワークCN1の交換センターMSC1のトラフィックエリアに
見られる。無線アクセスネットワークRAN1のコントローラRNC1及び無線
アクセスネットワークRAN2のコントローラRNC2は、交換センターMSC
1及びノードSGSNの両方に固定的なやり方で接続される。ネットワークのタ
ーミナルは、無線経路を経てベーストランシーバステーションに接続される。図
1において、移動ステーションMSは、無線アクセスネットワークRAN1のベ
ーストランシーバステーションBTS1のトラフィックエリア即ちセルにあり、
ベーストランシーバステーションBTS1に接続される。
トローラRNC1から別のコアネットワークCN2の交換センターMSC2への
接続が存在する。このような接続は、例えば、コアネットワークCN2のオペレ
ータが無線アクセスネットワークRAN1からトラフィック容量を借りたい場合
に形成される。更に、図1の無線ネットワークコントローラRNC1は、トラフ
ィック制御を促進するために本発明によるページングデータベース101を有し
ている。簡単化のために、図1は、コアネットワークCN1及びCN2の無線ア
クセスネットワークRAN1及びRAN2の付加的なハードウェア及びソフトウ
ェア要素を示していない。
ングの一例を示すタイミング図である。このシグナリングに関与するのは、移動
交換センターMSC、少なくとも1つの無線ネットワークコントローラRNC、
複数のベーストランシーバステーションBTS、及び移動ステーションMSであ
る。先ず、コールが移動交換センターMSCに到達する。コールに含まれた情報
及び交換センターに関連したレジスタに含まれた情報に基づいて、交換センター
は、移動ステーションMSにより使用された加入者認識IMSI2にコールを関
連させる。移動ステーションMSは、加入者認識のもとで既に確立されたデータ
接続を同時にもつことができる。交換センターは、加入者認識IMSI2を含む
ページング要求を、レジスタのデータが移動ステーションMSの存在を指示する
エリアの無線アクセスネットワーク(1つ又は複数)のコントローラRNCへ送
信する。このページング要求に基づいて、各コントローラRNCは、そのエリア
のベーストランシーバステーションBTSにページングメッセージを送信し、そ
して各ベーストランシーバステーションは、少なくとも1つのページングチャン
ネルPCHを経て無線経路へページングメッセージを送信する。各アクティブな
移動ステーションは、少なくとも1つのページングチャンネルを聴取する。上記
移動ステーションMSは、そのページングメッセージにおいてそれ自身の加入者
認識IMSI2を検出し、そしてそれが位置するセルのベーストランシーバステ
ーションへ応答メッセージを送信する。このベーストランシーバステーションは
、次いで、各無線ネットワークコントローラRNCへ応答メッセージを送信し、
次いで、RNCは、交換センターMSCへ応答メッセージを送信する。この応答
メッセージは、移動ステーションMSが位置するセルを表わす情報を含み、これ
に基づいて、MSCは、適当な無線ネットワークコントローラRNCへ新たなデ
ータ接続に対する接続要求を送信する。上記コントローラは、適当なベーストラ
ンシーバステーションBTSへ必要な命令を接続メッセージにおいて送信する。
図2は、データ接続自体の設定に関連した段階は示していない。
応して示したタイミング図である。コール発信から、ページング要求が少なくと
も1つの無線ネットワークコントローラRNCへ送信されるときまでの初期動作
段階は、図2の例と同じである。この例では、本発明によるデータベース101
が少なくとも1つの無線ネットワークコントローラRNCに確立される。更に、
この例では、コールのターゲットである移動ステーションMSが、コールの瞬間
に、加入者認識IMSI1のもとでデータ接続を有する。この既にある接続のた
めに、データベース101は、1セルの精度で移動ステーションの位置に関する
情報を含んでいる。コントローラRNCは、IMSI2に対するページング要求
を受け取ると、ページングデータベース101をチェックする(301)。この
チェックの結果として、IMSI2として識別された移動ステーションの位置に
関する情報を見出す。それ故、コントローラRNCは、直ちに応答メッセージを
交換センターMSCへ送信する。従って、ページングプロセスそれ自体がスキッ
プされる。交換センターが応答メッセージを受信すると、図2の例と同様に動作
が続く。
た本発明の好ましい実施形態を示すフローチャートである。ブロック401では
、少なくとも第1加入者認識IMSI1及び第2加入者認識IMSI2が指定さ
れた移動ステーションMSにおいて電源がオンにされ、これにより、移動ステー
ションがアクティブモードに入る。ブロック402では、移動ステーションMS
から又はそこへのコールが発せられ、これにより、認識IMSI1のもとで、ベ
ーストランシーバステーションBTS1、コントローラRNC1及び交換センタ
ーMSC1を経て別のターミナルへ至る第1データ接続が確立される。ブロック
403では、移動ステーションMSは、その全ての加入者認識を固定形態のメッ
セージにおいてあるシグナリングチャンネルへ送信する。ブロック404では、
無線ネットワークコントローラRNC1がこのメッセージを受信し、そしてこの
メッセージに取り上げられた加入者認識がソフトウェアによりページングデータ
ベース101に記憶される。同時に、第1データ接続に基づいて分かる移動ステ
ーションMSの交信特性情報がデータベース101に記憶される。ブロック40
5では、移動ステーションMSにおいて最も強い電界を有するベーストランシー
バステーションが決定される。ハンドオーバーの場合には、ブロック406で示
すように、移動ステーションの交信特性情報がデータベース101において更新
される。交信特性(contactability)情報とは、本明細書では、移動ステーション
に対してシグナリング接続を確立するのに有用なデータを指す。このデータは、
例えば、移動ステーションが位置するセルに関する情報、移動ステーションの既
存のデータ接続のシグナリング接続に関する情報、及び移動ステーションにより
監視される一次ページングチャンネルに関する情報を含む。
ネットワークノードに到達したかどうかチェックされる。ブロック408では、
考えられるコールが2つのグループに分けられ、即ち第2の加入者認識IMSI
2に関連したコールが「古い」ノード、この例では交換センターMSC1、に到
達した場合には、この交換センターは、レジスタの情報から、認識IMSI2に
対応する移動ステーションが認識IMSI1のもとで既存のデータ接続を有して
いることが分かる。ブロック409では、交換センターのソフトウェアが、認識
IMSI1に関する情報をレジスタにおいて見出す。次いで、交換センターMS
C1は、認識IMSI1と同じ移動ステーションへのデータ接続を、今度は認識
IMSI2のもとで設定するようにコントローラRNC1に命令する。ブロック
412に示すように、シグナリングは、第1データ接続に対して使用された同じ
シグナリング接続を使用する。従って、ブロック409で示された岐路では、新
たなページングを伴わずに、しかも、本発明によるオペレーションも伴わずに、
新たなデータ接続を確立することができる(ブロック413)。
GSN又は交換センターMSC2に到達した場合には、当該ノードは、ブロック
410に示すように、移動ステーションMSのページング要求を無線ネットワー
クコントローラRNC1へ送信する。ブロック411では、コントローラRNC
1のソフトウェアは、第2の加入者認識IMSI2に対応する位置情報をページ
ングデータベース101から検索する。この情報に基づいて、コントローラRN
C1は、信号すべき正しいベーストランシーバステーションが直ちに分かり、ペ
ージングプロセスを伴わずに新たな接続を確立することができる。更に、第1デ
ータ接続に関連したシグナリング接続に関する情報もデータベース101からフ
ェッチされ、この情報は、次いで、新たなデータ接続の設定に使用される(ブロ
ック412)。その後、たとえ第1のデータ接続が解除されても、接続が存在す
る限り、上記の高速ページングを繰り返すことができる。
ングデータベース101を使用する第2の例を示すフローチャートである。この
例は、データ接続が終了したが、まだアクティブモードにある移動ステーション
MSのページングを示す。ブロック501では、加入者認識IMSI1のもとに
ある最後のデータ接続が解除される。その後、移動ステーションは、スタンバイ
モードにある。本明細書において、移動ステーションのスタンバイモードとは、
移動ステーションがデータ接続(1つ又は複数)の終了後であって且つ移動ステ
ーションが新たなコールを受け取る準備ができたモードを指す。このスタンバイ
モードの間に、ネットワークは、複数のセルより成る位置エリアLAの精度で、
移動ステーションの位置を監視する(ブロック502)。もし必要であれば、ブ
ロック503に示すように、移動ステーションMSの交信特性情報がページング
データベース101において更新される。ブロック504では、移動ステーショ
ンに対するコールがコアネットワークノードに到達したかどうかチェックされる
。所定の時間内にコールが到達せず且つ移動ステーションによって接続が開始さ
れない場合には、当該移動ステーションに対してページングデータベースが切断
される。この時間切れの監視は、図5には示されていない。新たなコールが到達
した場合には、当該コアネットワークノードは、ブロック505に示すように、
ページング要求を通常のやり方で無線ネットワークコントローラRNC1へ送信
する。コールは、移動ステーションMSにより使用される加入者認識に関連され
る。ブロック506では、コントローラRNC1のソフトウェアが、認識IMS
I1に関連した情報をページングデータベースから検索する。ブロック507で
は、最後のデータ接続の解除後に位置情報が変化したかどうかチェックされる。
移動ステーションMSが、その手前のデータ接続が終了したときとは異なる位置
エリアLAに位置することが分かった場合には、当該エリアにおいてページング
プロセスが開始される(ブロック509)。手前のデータ接続が終了したときと
同じ位置エリアに移動ステーションMSが位置すると分かった場合には、認識I
MSI1に関連した位置情報で指示されたセルへページングメッセージが送信さ
れる(ブロック508)。これは、移動ステーションMSが、手前のデータ接続
が終了したときとおそらく同じ位置にいるために行なわれる。しかしながら、そ
れが応答しない場合には、より広範囲のページングプロセスを開始しなければな
らない。これは、図5には示されず、又、シグナリングに関連した新たなデータ
接続も確立されない。
示す。認識情報61は、データリンク層(層2)の媒体アクセス制御(MAC)
部分において発生されるランダムアクセスメッセージ62に入れられ、そしてラ
ンダムアクセスチャンネル(RACH)に送信される。 図7は、本発明の第2の好ましい実施形態に基づき加入者認識情報を送信する
一例を示す。認識情報71は、ネットワーク層(層3)の無線リソース制御(R
RC)部分において発生される特殊なメッセージ72に入れられる。データリン
ク層(層2)は、メッセージ72にそれ自身の制御部分を追加する。それにより
得られたメッセージ73は、RRC層メッセージに意図された信号無線ベアラ(
SRB)チャンネルに送信される。
に他のオブジェクトの名称は、ここで単に一例として述べたいわゆる第3世代の
移動通信システムの計画に基づくもので、本発明の考えられる用途を例示するも
のに過ぎない。本発明の用途は、特定の移動通信システムに限定されるものでは
ない。 以上、本発明による機能を詳細に説明した。本発明は、上記の解決策に限定さ
れない。例えば、ページングデータベースは、コアネットワークノードに確立さ
れてもよい。又、ページングデータベースのサイズは、スタンバイモードにある
移動ステーションに関するデータが保持される時間に対して限界を設定すること
により制限されるのみならず、例えば、特定の基準により、データが保持される
ところの移動ステーションを指定することによって制限されてもよい。又、加入
者認識情報は、例えば、ページング応答メッセージにおいて送信されてもよいし
、或いは移動ステーションのパラメータ値を指示するメッセージにおいて送信さ
れてもよい。本発明の考え方は、請求の範囲によって規定された範囲内で種々の
やり方で実施できる。
である。
トである。
る。
ある。
Claims (19)
- 【請求項1】 少なくとも1つの無線アクセスネットワーク(RAN)及び少な
くとも1つのコアネットワーク(CN)を備えたネットワークにおいて移動ステーシ
ョンとのシグナリング接続を確立する方法であって、少なくとも幾つかの移動ス
テーションに少なくとも2つの加入者認識を指定することを含む方法において、 ページングデータベース(101)を形成し、このページングデータベースは、こ
れを含むノードのトラフィックエリアにおいてアクティブな移動ステーションの
加入者認識を含むものであり、 上記加入者認識に、対応する移動ステーションの交信特性情報を補足し、 上記加入者認識及び交信特性情報を使用して、上記トラフィックエリアに位置
するアクティブな移動ステーションとのシグナリング接続を確立し、そして 検出された交信特性変化に基づいて上記交信特性情報を更新する、 という段階を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 上記ページングデータベース(101)は、無線アクセスネット
ワーク(RAN)に配置される請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 上記ページングデータベース(101)は、コアネットワーク(CN
)に配置される請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 上記交信特性情報は、上記移動ステーションに関する位置情
報を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 上記交信特性情報は、上記移動ステーションのデータ接続に
関連したシグナリング接続に関する情報を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 上記交信特性情報は、上記移動ステーションが聴取する一次
ページングチャンネルに関する情報を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 移動ステーション(MS)が第1及び第2の加入者認識(IMSI1,I
MSI2)を使用し、上記移動ステーション(MS)が、第1加入者認識(IMSI1)のもとで
確立された第1無線アクセスネットワーク(RAN1)を経て第1データ接続を有し、
そして第2加入者認識(IMSI2)に関連した上記移動ステーション(MS)のコールが
、第1無線アクセスネットワークに接続されたコアネットワークのノードに到達
するものにおいて、上記コールに必要とされるシグナリングは、第1データ接続
のシグナリングに使用されたものと同じシグナリング接続を使用する請求項1に
記載の方法。 - 【請求項8】 移動ステーションが2つ以上の加入者認識を使用し、その1
つは、ページングデータベースに記憶された主加入者認識(IMSIm)であり、上記
移動ステーションがスタンバイモードにあり、そして上記移動ステーションのコ
ールが、上記移動ステーションが位置するエリアの無線アクセスネットワークに
接続されたコアネットワークのノードに到達するものにおいて、上記コールに対
応するページングメッセージは、上記主加入者認識(IMSIm)に関連したページン
グデータベース交信特性情報に基づいてページングチャンネルへ送信される請求
項6に記載の方法。 - 【請求項9】 スタンバイモードにある移動ステーションが第1及び第2の
加入者認識(IMSI1,IMSI2)を使用しそして第1加入者認識のもとでデータ接続を
有し、そして第2加入者認識(IMSI2)に関連した上記移動ステーションのコール
が、上記移動ステーションが位置するエリアの無線アクセスネットワークに接続
されたコアネットワークのノードに到達するものにおいて、上記コールに対応す
るページングメッセージは、上記無線アクセスネットワークのコントローラから
、第1加入者認識(IMSI1)に関連したページングデータベース交信特性情報に基
づく位置情報に対応するセルへ送信される請求項4に記載の方法。 - 【請求項10】 上記加入者認識情報をページングデータベースに収集する
ために、加入者認識のもとでネットワークとのデータ接続を有する移動ステーシ
ョンは、それが使用する全ての加入者認識に関する情報をネットワークへ送信す
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 上記移動ステーションが、少なくともMAC層シグナリン
グを使用すると共に、MAC層メッセージに意図された少なくとも1つのシグナ
リングチャンネルを使用するものにおいて、上記加入者認識情報は、MAC層メ
ッセージに含まれて、MAC層メッセージに意図されたチャンネルに送信される
請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 MAC層メッセージに意図された上記シグナリングチャン
ネルは、RACHである請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 上記移動ステーションが、少なくともRRC層メッセージ
を使用すると共に、RRC層メッセージに意図された少なくとも1つのシグナリ
ングチャンネルを使用するものにおいて、上記加入者認識情報は、RRC層メッ
セージに含まれて、RRC層メッセージに意図されたチャンネルに送信される請
求項10に記載の方法。 - 【請求項14】 RRC層メッセージに意図された上記シグナリングチャン
ネルは、SRBチャンネルに属する請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 上記RRC層メッセージは、加入者認識情報の転送に対し
て特に定義されたメッセージである請求項13に記載の方法。 - 【請求項16】 上記移動ステーションが、データ接続の確立中にページン
グメッセージを受信し、そしてページングメッセージに対する応答メッセージを
送信するものにおいて、上記加入者認識情報は、ページングメッセージに対する
上記応答メッセージに含まれる請求項13に記載の方法。 - 【請求項17】 上記加入者認識情報は、移動ステーションに対するパラメ
ータ値を指示するメッセージに含まれる請求項13に記載の方法。 - 【請求項18】 移動ステーションが第1加入者認識のもとでデータ接続を
有するものにおいて、第1加入者認識に関連した交信特性情報は、上記移動ステ
ーションがあるセルから別のセルへ移動するときに更新される請求項1に記載の
方法。 - 【請求項19】 スタンバイモードの移動ステーションが第1加入者認識の
もとでデータ接続を有するものにおいて、第1加入者認識に関連した交信特性情
報は、上記移動ステーションがある位置エリア(LA)から別の位置エリアへ移動す
るときに更新される請求項1に記載の方法。
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