JP2003507978A - Gsm/umtsのためのコア・ネットワークの割振り - Google Patents
Gsm/umtsのためのコア・ネットワークの割振りInfo
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Abstract
Description
ことが可能であり、この機能モードが異なる機能を有する少なくとも2つのコア
・ネットワークによって提供される、配置構成のための改良型ネットワーク・ア
ーキテクチャに関する。本発明は、具体的には3Gシリーズを2Gネットワーク
・アーキテクチャに導入することに関するが、これに限るものではない。
ications)無線通信可能範囲は、第2世代(2G)無線通信可能範囲と
も呼ばれ、現在ではかなり広範囲にわたっている。第3世代(3G)無線通信可
能範囲とも呼ばれることのあるUMTS(Universal System
for Mobile Telecommunications)を導入する際
、UMTSの無線通信可能範囲を都市部に限定することが予測された。したがっ
てUMTSの無線通信可能範囲は、より広範囲にわたるGSM無線通信可能区域
の一部にしか過ぎないことになる。UMTSの通信可能区域内であっても、UM
TS無線通信可能範囲が連続しているとは考えられない。たとえば、UMTSに
使用される周波数がGSMのそれよりも高いとすると、建物内部への透過はGS
Mよりも悪くなる。その結果、UMTS通信可能領域全体の中に、UMTS通信
可能でないわずかなポケット(建物内部など)が生じる。したがって、これらの
ポケットでは、GSM無線通信可能範囲だけしか使用できないことになる。
ーザ機器(UE)とも呼ぶ)は、この2つの無線アクセス・システムのうちのい
ずれか1つを使用して通信することができる。UMTS無線リンクを介して通信
するデュアル・モード移動端末が、UMTS通信可能範囲を外れてGSM通信可
能範囲専用区域に移動した場合、GSM無線リンクを介した通信は続行されるが
、サービスはかなり低下することが予測される。
UMTS通信可能範囲の区域に移動すると、サービスを向上させるためにUMT
S無線リンクに切り換わることが予測できる。
使用可能な無線アクセス・システムが変更されるので、無線アクセスの種類が変
わることが予測できる。移動端末が無線アクセス区域間を移動すると、特定の無
線アクセス・タイプに関連付けられた宛先指定区域内にある移動端末に、新しい
位置に必要なサポート・ネットワークを知らせるために、宛先指定区域の更新が
発生する。2つの無線アクセス・システム間での変更には追加の信号発信が含ま
れ、2つのシステム間を移行する際に機能停止が発生する可能性もある。追加の
信号発信および機能停止の影響は、選択されるネットワーク・アーキテクチャお
よびプロトコルによって異なる。
能範囲の外へ移動した場合、2Gコア・ネットワークでの通信が確立されるとサ
ービスはかなり低下する。
ーキテクチャに好適な、改良型のネットワーク・アーキテクチャを提供すること
である。
少なくとも2つのコア・ネットワークに接続されたロケーション区域を含む、パ
ケット交換ネットワーク・アーキテクチャを提供することが可能であり、この無
線アクセス・ネットワークは、パケット伝送をロケーション区域内の各端末から
少なくとも2つのコア・ネットワークのうちの1つに切り換えるものである。
応じて、少なくとも2つのコア・ネットワークのうちの1つに切り換えることが
できる。
応じて、少なくとも2つのコア・ネットワークのうちの1つに切り換えることが
できる。
れているセルの識別に応じて、少なくとも2つのコア・ネットワークのうちの1
つに切り換えることができる。
供することが可能であり、この方法は、少なくとも2つのコア・ネットワーク資
源をロケーション区域に割り振ること、ロケーション区域内の各移動体ユーザを
コア・ネットワーク資源のうちの1つに関連付けること、およびロケーション区
域内の移動体ユーザからのパケット伝送を、関連付けられたコア・ネットワーク
資源のうちの1つに切り換えることが含まれる。 次に、本発明について、添付の図面を参照しながら例を挙げて説明する。
3G)移動体システムを展開する、特定の非限定的な例を参照しながら説明する
。この特定例では、2GシステムはGSM/GPRSシステムであり、3Gシス
テムはUMTSシステムである。ただし、本発明はこうした特有の環境に限定さ
れるものではない。
測される通信可能範囲を示す図である。影が付けられた部分は、GSMだけが通
信可能な区域を表す。影の付いていない部分は、GSMとUMTSの両方が通信
可能な区域を表す。したがって、GSMは区域2全体で通信可能である。区域2
内の小規模区域4は、GSM通信可能範囲に加えてUMTS通信可能範囲が提供
されることが意図されている。ただし、UMTS通信可能区域4内には、参照番
号6で指定されたポケットが存在しており、その結果、ポケット6内にはGSM
通信可能範囲だけが提供される。
ているネットワーク・アーキテクチャが、図2に示される。GSM無線アクセス
区域およびUMTS無線アクセス区域は、別個のロケーション区域を有する独立
したシステムとみなされ、それぞれ、異なるサービス提供GPRSサポート・ノ
ード(SGSN)および異なる移動体交換局(MSC)によって処理されている
。SGSNは、パケット交換通信をサポートするために、それぞれの無線システ
ムにサポート・ノードを提供する。
ロケーション区域200によって定義され、UMTS無線アクセス区域がLA2
と指定された第2のロケーション区域202によって定義されている。第2のロ
ケーション区域は、図1に示されるように、実際には第1のロケーション区域に
一致する。
付けられ、GSM/GPRS無線アクセス・システムに無線アクセス・ネットワ
ークを提供するものである。BSS 204は、Aインターフェース206およ
びGbインターフェース208を介して、2Gコア・ネットワーク214に接続
される。第2のロケーション区域LA2はUTRAN 210に関連付けられ、
UMTS無線アクセス・システムに無線アクセス・ネットワークを提供するもの
である。UTRAN 210は、luインターフェース216およびインターフ
ェース218を介して、3Gコア・ネットワーク212に接続される。
ケーション・レジスタ(VLR)222、および2G SGSN 224が含ま
れる。2G MSCは、Aインターフェース206を介してBSS 204に接
続される。2G SGSNは、Gbインターフェース208を介してBSS 2
04に接続される。MSC 220は、Map Bインターフェース234を介
してその一体型2G VLRに接続される。
228、および3G SGSN 230が含まれる。3G MSC 226 は
、luインターフェース216を介してUTRAN 210に接続される。3G SGSN 230は、インターフェース218を介してUTRAN 210に
接続される。3G MSC 226は、Map Bインターフェース232を介
してその一体型3G VLR 228に接続される。
ろん、他の機能ブロックも含まれる。ただし、これらは本発明の実施には関係な
く、当分野の技術者であれば周知であるため、図2には示されていない。
区域LA1と同じ地理的区域の一部であり、移動端末がロケーション区域LA2
内にある場合はロケーション区域LA1内にもあることになる。ただし、ネット
ワーク・アーキテクチャの観点からすれば、ロケーション区域2はロケーション
区域1とは別個の区域として扱われる。
ような3Gの通信可能範囲を出入りして移動することになる。図2のネットワー
ク・アーキテクチャでは、移動体端末がLA2区域内で3G通信可能範囲を出入
りして移動すると、必ず宛先指定区域の更新が実行され、3G通信可能範囲が失
われたときには、デュアル・モード移動端末は2Gモードで続行されるが、サー
ビスはかなり低下する。
実施されているのに対し、3G MSCはこれよりもかなり高速のビット・レー
トをサポートしていることである。3G機能を備えた移動端末は、3G無線アク
セス・ネットワークから2G無線アクセス・ネットワークに切り換えなければな
らない場合、その後はサービスがかなり低下する。もちろん、既存のMSCをよ
り高度な仕様バージョンに置き換えるために、2Gコア・ネットワークのインフ
ラストラクチャをアップグレードすることは実行不可能である。
ーク内に新しいMSCおよび一体型VLRを提供することが必要である。
G機能を備えた移動端末をサポートするために、無線アクセス・ネットワークの
能力を最大限に活用することができない。
型使用法を提供するために提案された新しいネットワーク・アーキテクチャが、
図3に示されている。図3では、図2に示された要素に対応する要素を識別する
ために、同じ参照番号が使用されている。
区域が、共通ロケーション区域を形成するように「重ね合わせ」られている。図
3を参照すると、共通ロケーション区域はLA3と表示され、参照番号300で
指定されている。3G通信可能区域に対応するロケーション区域LA2は、別個
に定義されたままである。共通ロケーション区域LA3は2Gセルからなるもの
であるが、このネットワーク・アーキテクチャでは、3G機能を備えたセル内の
移動端末を、3G機能を備えたコア・ネットワークに接続させることが可能であ
り、これについては以下で詳細に説明する。
って、前述のように、3G機能を備えたロケーション区域LA2内の移動端末を
、UTRAN 210無線アクセス・ネットワークを介して3Gコア・ネットワ
ーク212に接続させることができる。
2G BSSには参照番号302が指定されている。2G BSS 302には
、A’と表示され参照番号306が指定された、追加のAインターフェースが提
供され、これが2G BSS 302を3Gコア・ネットワーク内の3G MS
Cに接続する。2G BSS 302には、Gb’と表示され参照番号304が
指定された、追加のGbインターフェースも提供され、これが2G BSS 3
02を3Gコア・ネットワーク内の3G SGSNに接続する。
合ロケーション区域LA3 300内にある移動体からのパケット伝送を、2G
コア・ネットワークまたは3Gコア・ネットワークのいずれかへ向けて送るもの
である。同様に、反対方向では、BSS 302は、2Gまたは3Gのコア・ネ
ットワークからのパケット伝送を、結合ロケーション区域LA3内にある移動端
末に向けて送る。
2を含む無線アクセス・ネットワークは、組み合わされたロケーション区域から
のパケット伝送を、2Gコア・ネットワークまたは3Gコア・ネットワークのい
ずれか1つへスイッチする(選択的に接続する)。
ト伝送を、いくつかの要素に応じて、2つのコア・ネットワークのそれぞれ1つ
にスイッチすることができる。たとえば、パケット伝送は、パケットの発信元で
ある移動端末の種類、パケットの発信元である移動体の能力、またはロケーショ
ン区域LA3内で移動端末が接続された2Gセルに応じて、スイッチすることが
できる。
施するための改良型ネットワーク・アーキテクチャの好ましい実施形態であるが
、他の実施形態も可能である。たとえば、図2の標準BSS 204を、3G機
能を含むように修正した2Gコア・ネットワーク、ならびに2Gコア・ネットワ
ーク内に追加された2Gまたは3Gの機能を選択するための何らかの制御機構と
共に、使用することができる。この実施態様は、2Gコア・ネットワークに修正
を加える必要があるため、図3に示された実施態様ほどは好ましくない。
特徴は、2つのロケーション区域にあるユーザ端末を、コア・ネットワーク内の
2Gおよび3G双方の機能に接続する、単一の無線アクセス・ネットワーク(B
SS 302)を提供することである。
に重なっているだけのネットワーク・アーキテクチャにも拡大することができる
。すなわち、前述の2G/3Gシナリオでは、3Gロケーション区域は完全に2
Gロケーション区域内に収まっており、2Gロケーション区域は3Gロケーショ
ン区域よりも広い。すなわち、3Gロケーション区域は2Gロケーション区域と
完全に一致している。しかし、「重ね合わせ」ロケーション区域の原理は、この
特徴を示さないロケーション区域にまで拡大することができる。
区域、および3つ以上のコア・ネットワークにまで拡大することができる。たと
えば、将来、BSS 302が提供する無線アクセス・ネットワークに、第4世
代(4G)コア・ネットワークへの付加交換機能を備えることができる。
・ネットワークとして使用することに限定されるものではない。この技法は、U
TRAN 210などの他の無線アクセス・ネットワークにも容易に適用するこ
とができる。BSS 302に加えてUTRAN 210にも、たとえば、3G
コア・ネットワークに加えて4Gコア・ネットワークへの交換機能を提供するこ
とが可能である。UTRANは、3Gコア・ネットワーク212と2Gコア・ネ
ットワーク214との間で切り換えるための、交換機能を提供することも可能で
ある。
トワーク214と、ロケーション区域LA2に提供された3Gコア・ネットワー
ク212との間で切り換わるが、このために別の3Gコア・ネットワークを提供
することができる。
パケット伝送をスイッチするために無線アクセス・ネットワークを使用する原理
を、さらに一般的に適用させることができる。3Gを導入すると、移動端末は二
重機能、すなわち3G無線サービスが使用できない場合には3G端末ではなく2
G端末として動作する能力を備えている可能性が高い。交換可能無線アクセス・
ネットワークを使用することにより、2Gロケーション区域内にある3G機能を
備えた移動端末は、3Gコア・ネットワークにスイッチすることができる。した
がって、3G機能を備えた移動端末は、たとえ2Gロケーション区域内で接続さ
れていても、何らかの3G機能を使用することができる。
チすることができる無線アクセス・ネットワークの原理は、複数のロケーション
区域を重ね合わせることに依存せず、より一般には単一のロケーション区域にあ
る複数のオペレーション・モードを有する移動端末に適用される。
ョン区域LA3 300は、2つのロケーション区域を重ね合わせることによっ
て、単一の地理的区域とみなすことができることがわかる。したがって、単一の
ロケーション区域識別子を使用して、共通ロケーション区域LA3を識別するこ
とができる。ただし、共通ロケーション区域識別子が使用された場合、共通ロケ
ーション区域300内にある移動端末は、通信が確立されたコア・ネットワーク
のものと区別できなくなる。
は、2Gと3Gのコア・ネットワークを区別するためのコア・ネットワーク識別
子フィールドが提供される。
クによってそれぞれ伝送される、ロケーション区域識別子の実施が示されている
。ロケーション区域識別子は、16ビット・シーケンスであることが好ましい。
この改良によれば、2Gと3Gのコア・ネットワークを区別するためのコア・ネ
ットワーク識別子フィールドは、16ビットのロケーション区域識別子のうちの
第1のビットである。シーケンスの第1のビットは、2Gまたは3Gを示すよう
に、0または1のいずれかに設定される。すなわち、ロケーション区域識別子が
発生するコア・ネットワークがこのビットを設定する。ロケーション区域識別子
(LAI)の値を含むロケーション識別子の残りの15ビットは、同一である。
したがって、ロケーション区域識別子のコア・ネットワーク識別子フィールドは
、コア・ネットワークを指すポインタである。
ション区域識別子402は、0に設定された第1のビット404と、ロケーショ
ン区域識別LAI 406を有する。図4(b)を参照すると、3Gコア・ネッ
トワークによって生成されるロケーション区域識別子403には、1に設定され
た第1のビットと、ロケーション区域識別子の値LAI 410が含まれる。
がある。3G機能を備える移動端末は、第1ビット位置にあるビット0を無視す
ることができる。これらの移動体は、デュアル・モード機能を有することが好ま
しいので、これらの端末は、2Gまたは3Gのいずれのコア・ネットワークから
であっても、すべての同報通信メッセージを受信するときに、適切なロケーショ
ン区域識別子を有する無線アクセス・ネットワークからのすべての同報通信メッ
セージを受信する。2G機能のみを備えた移動体は、ロケーション区域識別子の
第1のビットを読み取り、2Gコア・ネットワークから発生したことを示すよう
に設定されたビットを有する同報通信メッセージだけを読み取る。
いない場合、それらはロケーション区域識別子の第1のビットを読み取って、そ
のビットが3Gコア・ネットワークから発生した同報通信メッセージであること
を示すように設定されているかどうかを確認する必要がある。
り、コア・ネットワーク識別子フィールドは1ビットであるが、これは、実施態
様によって変わってもよい。ロケーション区域識別子は任意数のビットであって
よく、コア・ネットワーク識別子フィールドは、任意数のビットであってよい。
代替実施態様では、コア・ネットワーク識別子を、ロケーション区域識別子の値
が一定範囲内になるように決定することができる。
能な場合、コア・ネットワーク識別子によって、適切な値範囲が提供されなけれ
ばならない。
ネットワークが単一のロケーション区域にアクセス可能な、前述の配置構成でも
有利である。
線アクセス・ネットワークの他の有用な実施について、図5を参照しながら以下
で説明する。図5では、図2に示された要素に対応する要素を識別する際には、
同じ参照番号を使用している。
コア・ネットワーク514を導入するように修正されている。図2ではBSS
302によって表された無線アクセス・ネットワークが、図5のネットワーク・
アーキテクチャでは、BSS 302のそれと同様の交換機能を有するBSS
500を含む無線アクセス・ネットワークに置き換えられており、これについて
、以下でより詳細に説明する。
G VLR 522、および2G SGSN 524が含まれる。2G MSC
520は、A’と表示された第2のAインターフェース506を介してBSS
500に接続される。2G SGSN 524は、Gb’と表示された第2の
Gbインターフェース508を介してBSS 500に接続される。MSC 5
20は、Map Bインターフェース534を介して、その一体型2G VLR
522に接続される。
分散させるために、BSS 500の交換機能が使用される。これは、BSS
500のアーラン容量が単一のコア・ネットワークよりも多い場合に、特に有利
である。コア・ネットワークを2倍にすることによって、BSS 500はその
容量に近い働きをすることができる。
めに、コア・ネットワーク識別子フィールドをロケーション区域識別子の中に含
めるための前述の技法を、図5のネットワーク・アーキテクチャでそれぞれの2
Gコア・ネットワークを区別するために使用することができる。したがって、ロ
ケーション区域LA1内にある移動端末は、ロケーション区域識別子の第1のビ
ットを使用して、2つのコア・ネットワーク、214と514を区別し、登録時
に使用されるコア・ネットワークに関連付けられた同報通信メッセージを読み取
ることができる。
ランダム・アクセス要求を行うことによって、ロケーション区域LA1内での自
らの存在を登録する場合、BSS 500は、この要求を2つのコア・ネットワ
ーク214および514のうちの1つに転送することになる。
端末に、将来のすべてのパケット伝送に使用される識別子を提供する。次いでこ
の識別子は、移動端末によってすべてのパケット伝送に含められ、BSS 50
0がパケット伝送を適切なコア・ネットワークに向けて送る際に使用される。
ャと組み合わせることも可能であり、その結果、負荷を分散させるために、2G
および3Gの各コア・ネットワークに並列二重ネットワークを提供することがで
きる。
図である。
アーキテクチャを示す図である。
ットワーク・アーキテクチャを示す図である。
コア・ネットワークを区別するための、ロケーション区域識別子を示す図である
。
ワーク資源が使用されたネットワーク・アーキテクチャを示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 無線アクセス・ネットワークによって異なる機能を備えた少
なくとも2つのコア・ネットワークに接続されたロケーション区域を含むパケッ
ト交換ネットワーク・アーキテクチャであって、無線アクセス・ネットワークが
、ロケーション区域内の各端末からのパケット伝送を、少なくとも2つのコア・
ネットワークのうちの1つにスイッチする、パケット交換ネットワーク・アーキ
テクチャ。 - 【請求項2】 無線アクセス・ネットワークが、各端末からのパケット伝送
を、端末の能力に応じて、少なくとも2つのコア・ネットワークのうちの1つに
スイッチする、請求項1に記載のパケット交換ネットワーク・アーキテクチャ。 - 【請求項3】 無線アクセス・ネットワークが、各端末からのパケット伝送
を、端末の種類に応じて、少なくとも2つのコア・ネットワークのうちの1つに
スイッチする、請求項1に記載のパケット交換ネットワーク・アーキテクチャ。 - 【請求項4】 無線アクセス・ネットワークが、各端末からのパケット伝送
を、端末が接続されているセルの識別に応じて、少なくとも2つのコア・ネット
ワークのうちの1つにスイッチする、請求項1に記載のパケット交換ネットワー
ク・アーキテクチャ。 - 【請求項5】 パケット交換移動ネットワーク内で資源を割り振る方法であ
って、少なくとも2つのコア・ネットワーク資源をロケーション区域に割り振る
ステップ、ロケーション区域内の各移動体ユーザをコア・ネットワーク資源のう
ちの1つに関連付けるステップ、ロケーション区域内の移動体ユーザからのパケ
ット伝送を、関連付けられたコア・ネットワーク資源のうちの1つにスイッチす
るステップとを含む方法。
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