JP2006140541A - 移動体電話通信システム、ノード装置及びそれらに用いる呼処理リソース監視方法並びにそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 移動体加入者への正常な呼処理リソースの生成、解放、課金の動作を行えるように、ＧＰＲＳパケット系移動体電話システムの信頼性、安定性を向上させることが可能な移動体電話通信システムを提供する。
【解決手段】 ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム１００内のＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ、ＲＮＣの各ノードは、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎に、ユーザデータの通信があるかどうかを監視し続ける。各ノードは連続無通信期間にユーザデータの通信が行われていない呼処理リソースを検出すると、それに属するユーザが本来存在するかを確認するために、呼処理状態確認メッセージを対向ノードに送信し、呼処理リソースの状態がノード間で不一致となっている時に対向ノードから返信されるＧＴＰ Ｅｒｒｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎメッセージを受信することで、該当する呼処理リソースを解放する。
【選択図】 図５

Description

本発明は移動体電話通信システム、ノード装置及びそれらに用いる呼処理リソース監視方法並びにそのプログラムに関し、特に３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で標準化が進められているＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）パケット系移動体電話通信システムのＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ：関門移動体通信網）、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ：移動体パケット通信交換局）、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：無線ネットワーク制御装置）の各ノードにおける呼処理リソースの監視方法に関する。

従来、３ＧＰＰで標準化が進められているＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムにおいては、パケット系Ｕプレーン（Ｕｓｅｒ−ｐｌａｎｅ：ユーザ情報）のデータ伝送を行い、図６に示すように、ＧＧＳＮと、ＳＧＳＮと、ＲＮＣと、ＮｏｄｅＢ（無線基地局）（図示せず）と、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：移動体電話端末）とから構成されている（例えば、特許文献１，２及び非特許文献１参照）。

ＧＧＳＮは自移動体パケット通信網と他パケット通信網との関門交換を行い、ＳＧＳＮは移動体加入者同士、あるいは移動体加入者と固定網加入者との通信を確立する。ＲＮＣはＮｏｄｅＢとの通信を確立し、移動体加入者同士、あるいは移動体加入者と固定網加入者との通信接続やチャンネル切替え制御を行う。ＮｏｄｅＢはサービスエリア内のＵＥとの無線通信を確立する。ＵＥは接続加入者が所有している。

上記のＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム１００においては、説明を簡易化するために、ＮｏｄｅＢとＵＥとの図示を省略している。また、ＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ、ＲＮＣは、通常、それぞれ複数接続されてパケット系移動体電話通信サービスを提供しているが、図６においてはそれぞれ一つずつ図示している。さらに、図６においては、ＧＧＳＮが関門交換を行う他のパケット網をＩＳＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖｉｄｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）１としている。

上記のＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムでは、各ノード間のインタフェース名が定義されている。図６では、ＩＳＰとＧＧＳＮとのインタフェース名がＧｉインタフェース２００、ＧＧＳＮとＳＧＳＮとのインタフェース名がＧｎインタフェース３００、ＳＧＳＮとＲＮＣとのインタフェース名がＩｕインタフェース４００、ＲＮＣとＮｏｄｅＢとのインタフェース名がＩｕｂインタフェース５００となる。

パケット系Ｕプレーンのデータ伝送を行うためには、前もってパケット系Ｃプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ：制御情報）によって、ＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ、ＲＮＣがそれぞれ互いに連携し、呼処理リソースの割当て、ユーザ情報の設定及び管理等が行われる。

図６において、ＩＳＰからＵＥへユーザパケットが送信される場合、ＩＳＰからＧＧＳＮへ送信されるパケットデータグラムは、Ｇｉのプロトコルスタック２００ｆのようにユーザデータのみである。ＧＧＳＮはＧｉインタフェース２００から受信したパケットデータグラムの正常性の確認を、パケット系Ｃプレーンにて前もって設定されたユーザ情報を基に行い、正常であれば、そのパケットデータグラムをＳＧＳＮへ送信する。

ＧＧＳＮからＳＧＳＮへと送信されるパケットデータグラムはＧｎのプロトコルスタック３００ｆのようになり、Ｇｉインタフェース２００から受信したユーザデータはＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）でカプセリングされる。

ＧＧＳＮはＳＧＳＮが管理する該当ユーザの識別子をパケット系Ｃプレーンによって前もって知っているので、カプセリングの際に、ＧＴＰヘッダのユーザ識別子フィールドにＳＧＳＮが管理する該当ユーザの識別子を、ＩＰヘッダのＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールドにＳＧＳＮのＩＰアドレスをそれぞれ格納する。

ＳＧＳＮはＧｎインタフェース３００から受信したパケットデータグラムの正常性の確認を、受信したユーザ識別子とパケット系Ｃプレーンで前もって設定されたユーザ情報等を基に行い、正常であれば、そのパケットデータグラムをＲＮＣへ送信する。ＳＧＳＮからＲＮＣへ送信されるパケットデータグラムはＩｕのプロトコルスタック４００ｆのようになり、Ｇｎインタフェース３００から受信したパケットデータグラムから抽出されたユーザデータがＩＰ、ＵＤＰ、ＧＴＰで再カプセリングされる。

ＳＧＳＮは、上記と同様に、ＲＮＣが管理する該当ユーザの識別子を、パケット系Ｃプレーンによって前もって知っているので、再カプセリングの際に、ＧＴＰヘッダのユーザ識別子フィールドにＲＮＣが管理する該当ユーザの識別子を、ＩＰヘッダのＤＡフィールドにＲＮＣのＩＰアドレスをそれぞれ格納する。

ＲＮＣはＩｕインタフェース４００から受信したパケットデータグラムの正常性の確認を、受信したユーザ識別子とパケット系Ｃプレーンで前もって設定されたユーザ情報等を基に行い、正常であれば、そのパケットデータグラムをＮｏｄｅＢへ送信する。尚、ＲＮＣからＮｏｄｅＢへ送信されるパケットデータグラムは、Ｉｕｂインタフェース５００のプロトコルスタックで伝送されるが、図６においては図示していない。

ＵＥからＩＳＰへとユーザパケットが送信される場合にも、上述した動作と同様に、逆の手順で各インタフェースのプロトコルスタックによって伝送される。また、課金を制御するノードは割り当てている呼処理リソースに属するユーザ毎に、ＩＰ、ＵＤＰ、ＧＴＰヘッダを除いたユーザデータ部のみの伝送量を集計し、その伝送量を基に課金制御を行う。

ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムでは、呼処理リソース状態がＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ、ＲＮＣの各ノード間で状態不一致になった場合を考慮した処理が規定されている。呼処理リソース状態のノード間の状態不一致とは、例えば、図７に示すように、ＧＧＳＮがあるユーザの呼処理リソース割当て、ユーザ情報の設定、管理を行っているのに、ＳＧＳＮやＲＮＣではそのユーザの呼処理リソース割当て、ユーザ情報の設定、管理を行っていない場合である。

図７において、ＧＧＳＮはＧｉインタフェース２００から受信したユーザに関する呼処理リソース、ユーザ情報を正常に認識することができると、上記の図６に示すように、通常通りに、つまりＧＴＰヘッダのユーザ識別子フィールドにＳＧＳＮが管理していると認識している該当ユーザの識別子を編集し、ＳＧＳＮへと送信する。しかしながら、ＳＧＳＮはＧｎインタフェース３００から受信したパケットデータグラムのユーザ識別子と一致するユーザの呼処理リソース、情報を所有していないので、送信元であるＧＧＳＮへ「ＧＴＰ Ｅｒｒｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ（エラー通知メッセージ）」３０１ｆを送信する。

このＳＧＳＮが送信する「ＧＴＰ Ｅｒｒｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」３０１ｆのＧＴＰヘッダのユーザ識別子フィールドにはＳＧＳＮが受信したユーザ識別子と同じ値が格納され、ＩＰヘッダのＤＡフィールドにはＧＧＳＮのＩＰアドレスが格納される。ＧＧＳＮは「ＧＴＰ Ｅｒｒｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」３０１ｆを受信すると、ＧＴＰヘッダのユーザ識別子フィールドと一致するユーザの呼処理リソース、情報を、つまりＧＧＳＮで誤って所有している呼処理リソース、情報を解放する。

特開２００３−１０１５８１号公報 特開２００３−２５９４２２号公報 "Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）；ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＧＴＰ） ａｃｒｏｓｓ ｔｈｅ Ｇｎ ａｎｄ Ｇｐ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ"［３ＧＰＰ ＴＳ ２９．０６０ ｖ５．１０．０（２００４−０６）］

上述した従来の呼処理リソースの監視方法では、ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム内のＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ、ＲＮＣにおいて、何らかの原因によって各ノード間で呼処理リソースの状態の不一致が起こった場合、図７に示すように、呼処理リソースの状態が不一致となっているユーザデータの伝送を契機にして該当するユーザの呼処理リソースの状態不一致を検出する方法がある。しかしながら、従来の呼処理リソースの監視方法では、該当するユーザデータの伝送が行われなければ、状態不一致を検出することができないままとなる。

ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムに本来存在するはずのないユーザの呼処理リソースが存在する場合には、該当するユーザデータの伝送が行われるはずがないので、不正な呼処理リソースが存在したままになり、それ以降、正常に呼処理リソースの生成や解放、課金ができなくなる。この場合には、例えば、新しいユーザの呼の受け付けが不可能になる、現在サービスを受けているユーザの呼の解放が不可能になる、ユーザへの課金が正常に行われない等の事象が発生し、移動体電話システムのサービス提供に支障を与えるという問題がある。

ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムでは、呼処理リソースの状態が各ノード間で不一致が起こらないように十分なシステム設計、評価が行われている。しかしながら、ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムでは、密集地域や地域イベント日等で、発呼、着呼、Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ、切断、海外ローミング等による呼処理リソースの生成や解放が頻繁に行われると、システムが予期しない呼処理リソースの状態不一致に陥る場合が考えられる。

また、ＧＰＲＳパケット系移動体電話システムがマルチベンダによって提供されている場合には、各ベンダが予め取り決められたインタフェースを遵守していても、システムが予期しない呼処理リソースの状態不一致に陥る場合も考えられる。

これらの現象が発生する要因は、各ノードを開発する上でインタフェースミス等の不具合によるものが多く、その不具合の根本的な要因が改善されていくことで問題を回避させることが可能である。しかしながら、この場合には、移動体電話通信システムが新規機能追加などにより規模が大きくなり、処理がより複雑になっていくと、移動体電話通信システムが予期しない現象が再発することも考えられ、不具合の改善と予期しない現象の発生とが繰り返し発生することとなり、システムの信頼性、安定性が低下することとなる。

上記のように、ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムでは、各ノード間での呼処理リソースの状態不一致が起こることによって、移動体加入者へ正常に呼処理リソースの生成、解放、課金ができなくなることを改善し、またシステムの信頼性、安定性を向上させるために、どのような状況においても各ノード間で呼処理リソースの状態を完全に一致させる呼処理リソースの監視方式が必要となる。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、移動体加入者への正常な呼処理リソースの生成、解放、課金の動作を行えるように、ＧＰＲＳパケット系移動体電話システムの信頼性、安定性を向上させることができる移動体電話通信システム、ノード装置及びそれらに用いる呼処理リソース監視方法並びにそのプログラムを提供することにある。

本発明による移動体電話通信システムは、他パケット通信網との間の通信を行う際に各ノード装置が移動体電話加入者のための呼処理リソースを割当てる移動体電話通信システムであって、
各ノード装置は、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎にユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し続けて予め連続無通信期間と定義される期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出する監視手段を備えている。

本発明によるノード装置は、他パケット通信網との間の通信を行う際に移動体電話加入者のための呼処理リソースを割当てるノード装置であって、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎にユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し続けて予め連続無通信期間と定義される期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出する監視手段を備えている。

本発明による呼処理リソース監視方法は、他パケット通信網との間の通信を行う際に各ノード装置が移動体電話加入者のための呼処理リソースを割当てる移動体電話通信システムに用いる呼処理リソース監視方法であって、各ノード装置が、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎にユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し続けて予め連続無通信期間と定義される期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出する処理を実行している。

本発明による呼処理リソース監視方法のプログラムは、他パケット通信網との間の通信を行う際に各ノード装置が移動体電話加入者のための呼処理リソースを割当てる移動体電話通信システムに用いる呼処理リソース監視方法のプログラムであって、各ノード装置のコンピュータに、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎にユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し続けて予め連続無通信期間と定義される期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出する処理を実行させている。

すなわち、本発明の移動体電話通信システムは、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）パケット系移動体電話通信システム内のＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ：関門移動体通信網）、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ：移動体パケット通信交換局）、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：無線ネットワーク制御装置）において、各ノード間で呼処理リソースの状態が不一致になった場合でも、呼処理リソースの生成、解放、課金の動作が正常に行えるように、呼処理リソースの状態を一致させ、システムとしての信頼性、安定性の向上を実現することを特徴とする。

そのため、本発明の移動体電話通信システムでは、上記のＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ、ＲＮＣそれぞれのノードが、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎に、ユーザデータの通信があるかどうかを監視し続け、ユーザデータの通信が連続無通信期間と定義される期間に行われていないことを監視する連続無通信監視機能を備えている。

また、本発明の移動体電話通信システムでは、連続無通信が検出された呼処理リソースに属するユーザについて、対向ノード向けに、例えばＧＧＳＮが連続無通信監視を検出したらＳＧＳＮに向けて、ＳＧＳＮが連続無通信監視を検出したらＧＧＳＮとＲＮＣとに向けて、ＲＮＣが連続無通信監視を検出したらＳＧＳＮに向けて、それぞれ割当てられている呼処理リソースの情報を基にして、ユーザデータが含まれない呼処理状態確認メッセージを、つまりＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールドに対向ノードのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスが格納されたＩＰ、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ユーザ識別子フィールドに対向ノードが管理する該当ユーザ識別子が格納されたＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダだけのメッセージを編集して送信する機能を備えている。

さらに、本発明の移動体電話通信システムでは、各ノードが従来の技術通りに、受信したパケットデータグラムのユーザ識別子と一致するユーザの呼処理リソース、情報を所有していなければ、パケットデータグラムの送信元へ「ＧＴＰ Ｅｒｒｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を送信し、「ＧＴＰ Ｅｒｒｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を受信したノードが、受信したＧＴＰヘッダのユーザ識別子フィールドと一致するユーザの呼処理リソース、情報を解放する機能を備えている。

これによって、本発明の移動体電話通信システムでは、ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム内のＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ、ＲＮＣが、どのような状況においても、各ノード間の呼処理リソースの状態不一致を防ぐため、本来存在するはずのないユーザの呼処理リソースを自動的に検出し、各ノード間の呼処理リソースの状態を一致させる機能を提供することで、移動体加入者への正常な呼処理リソースの生成、解放、課金の動作を行えるように、ＧＰＲＳパケット系移動体電話システムの信頼性、安定性の向上を図ることが可能となる。

本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、移動体加入者への正常な呼処理リソースの生成、解放、課金の動作を行えるように、ＧＰＲＳパケット系移動体電話システムの信頼性、安定性を向上させることができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による移動体電話通信システムの構成を示すブロック図である。図１においては、本発明の一実施例による移動体電話通信システムがＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）パケット系移動体電話通信システムの場合の構成を示している。

本発明の一実施例による移動体電話通信システムはＩＳＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖｉｄｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）１と、ＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ：関門移動体通信網）２と、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ：移動体パケット通信交換局）３と、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：無線ネットワーク制御装置）４と、ＮｏｄｅＢ（無線基地局）（図示せず）と、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：移動体電話端末）（図示せず）とから構成されている。

ＧＧＳＮ２は自移動体パケット通信網と他パケット通信網との関門交換を行い、ＳＧＳＮ３は移動体加入者同士、あるいは移動体加入者と固定網加入者との通信を確立する。ＲＮＣ４はＮｏｄｅＢとの通信を確立し、移動体加入者同士、あるいは移動体加入者と固定網加入者との通信接続やチャンネル切替え制御を行う。ＮｏｄｅＢはサービスエリア内のＵＥとの無線通信を確立する。ＵＥは接続加入者が所有している。

図１においては、説明を簡易化するために、ＮｏｄｅＢとＵＥとの図示を省略している。また、ＧＧＳＮ２、ＳＧＳＮ３、ＲＮＣ４は、通常、それぞれ複数接続されてパケット系移動体電話通信サービスを提供しているが、図１においてはそれぞれ一つずつ図示している。さらに、図１においては、ＧＧＳＮ２が関門交換を行う他のパケット網をＩＳＰ１としている。

本発明の一実施例による移動体電話通信システムでは、各ノード間のインタフェース名が定義されており、ＩＳＰ１とＧＧＳＮ２とのインタフェース名がＧｉ、ＧＧＳＮ２とＳＧＳＮ３とのインタフェース名がＧｎ、ＳＧＳＮ３とＲＮＣ４とのインタフェース名がＩｕ、ＲＮＣ４とＮｏｄｅＢとのインタフェース名がＩｕｂとなる。

本発明の一実施例による移動体電話通信システムにおいて、パケット系Ｕプレーンのデータ伝送を行うためには、前もってパケット系Ｃプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ：制御情報）によって、ＧＧＳＮ２、ＳＧＳＮ３、ＲＮＣ４がそれぞれ互いに連携し、呼処理リソースの割当て、ユーザ情報の設定及び管理等が行われる。

図２は図１のＧＧＳＮ２の構成を示すブロック図である。図２において、ＧＧＳＮ２はＣＰＵ（中央処理装置）２１と、ＣＰＵ２１にて実行される制御プログラム２２ａを格納するメインメモリ２２と、呼処理リソース情報保持部２３１を含む記憶装置２３と、Ｇｉインタフェース機能部（Ｇｉ ＩＦ）２４と、Ｇｎインタフェース機能部（Ｇｎ ＩＦ）２５とから構成されている。

上記の呼処理リソース情報保持部２３１には割当て情報保持部２３１ａと解放済情報保持部２３１ｂとが設けられている。また、ＣＰＵ２１、メインメモリ２２、記憶装置２３、Ｇｉインタフェース機能部２４、Ｇｎインタフェース機能部２５はそれぞれ内部バス２１０にて相互に接続されている。

Ｇｉインタフェース機能部２４及びＧｎインタフェース機能部２５はＳＧＳＮ３とのインタフェース（Ｇｎ）から受信したパケットのＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ終端を行い、ＩＳＰ１とのインタフェース（Ｇｉ）へユーザデータを転送する。また、Ｇｉインタフェース機能部２４及びＧｎインタフェース機能部２５はＩＳＰ１とのインタフェース（Ｇｉ）から受信したユーザデータに、ＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰヘッダを付与し、ＳＧＳＮ３とのインタフェース（Ｇｎ）へ転送する。

図３は図１のＳＧＳＮ３の構成を示すブロック図である。図３において、ＳＧＳＮ３はＣＰＵ３１と、ＣＰＵ３１にて実行される制御プログラム３２ａを格納するメインメモリ３２と、呼処理リソース情報保持部３３１を含む記憶装置３３と、Ｇｎインタフェース機能部（Ｇｎ ＩＦ）３４と、Ｉｕインタフェース機能部（Ｉｕ ＩＦ）３５とから構成されている。

上記の呼処理リソース情報保持部３３１には割当て情報保持部３３１ａと解放済情報保持部３３１ｂとが設けられている。また、ＣＰＵ３１、メインメモリ３２、記憶装置３３、Ｇｎインタフェース機能部３４、Ｉｕインタフェース機能部３５はそれぞれ内部バス３１０にて相互に接続されている。

Ｇｎインタフェース機能部３４及びＩｕインタフェース機能部３５はＧＧＳＮ２とのインタフェース（Ｇｎ）から受信したパケットのＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ終端を行い、ＲＮＣ４向けのＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰヘッダを付与し、ＲＮＣ４とのインタフェース（Ｉｕ）へユーザデータを転送する。また、Ｇｎインタフェース機能部３４及びＩｕインタフェース機能部３５はＲＮＣ４とのインタフェース（Ｉｕ）から受信したパケットのＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ終端を行い、ＧＧＳＮ２向けのＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰヘッダを付与し、ＧＧＳＮ２とのインタフェース（Ｇｎ）へユーザデータを転送する。

図４は図１のＲＮＣ４の構成を示すブロック図である。図４において、ＲＮＣ４はＣＰＵ４１と、ＣＰＵ４１にて実行される制御プログラム４２ａを格納するメインメモリ４２と、呼処理リソース情報保持部４３１を含む記憶装置４３と、Ｉｕインタフェース機能部（Ｉｕ ＩＦ）４４と、Ｉｕｂインタフェース機能部（Ｉｕｂ ＩＦ）４５とから構成されている。

上記の呼処理リソース情報保持部４３１には割当て情報保持部４３１ａと解放済情報保持部４３１ｂとが設けられている。また、ＣＰＵ４１、メインメモリ４２、記憶装置４３、Ｉｕインタフェース機能部４４、Ｉｕｂインタフェース機能部４５はそれぞれ内部バス４１０にて相互に接続されている。

Ｉｕインタフェース機能部４４及びＩｕｂインタフェース機能部４５はＳＧＳＮとのインタフェース（Ｉｕ）から受信したパケットのＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ終端を行い、ＮｏｄｅＢ向けのプロトコルヘッダを付与し、ＮｏｄｅＢとのインタフェース（Ｉｕｂ）へユーザデータを転送する。また、Ｉｕインタフェース機能部４４及びＩｕｂインタフェース機能部４５はＮｏｄｅＢとのインタフェース（Ｉｕｂ）から受信したパケットのＩｕｂプロトコル終端を行い、ＳＧＳＮ３向けのＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰヘッダを付与し、ＳＧＳＮ３とのインタフェース（Ｉｕ）へユーザデータを転送する。

図５は本発明の一実施例による移動体電話通信システムの動作を示すシーケンスチャートである。これら図１〜図５を参照して本発明の一実施例による移動体電話通信システムの動作について説明する。尚、図５においてＧＧＳＮ２、ＳＧＳＮ３、ＲＮＣ４各々の処理はＣＰＵ２１，３１，４１が制御プログラム２２ａ，３２ａ，４２ａを実行することで実現される。また、図５においてはＧＧＳＮ２が呼処理リソースの状態不一致を検出した場合の動作を示している。

図５においては、ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム１００内のＧＧＳＮ２、ＳＧＳＮ３、ＲＮＣ４において、どのような状況においても、各ノード間の呼処理リソースの状態不一致を防ぎ、移動体加入者への正常な呼処理リソースの生成、解放、課金の動作を行えるように、本来存在するはずのないユーザの呼処理リソースを自動的に検出し、各ノード間の呼処理リソースの状態を一致させる機能を提供することで、信頼性、安定性の向上を供給するＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムを示している。

図５において、ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム１００内のＧＧＳＮ２、ＳＧＳＮ３、ＲＮＣ４のそれぞれのノードは、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎に、ユーザデータの通信が連続無通信期間に行われていないことを監視する連続無通信監視機能を有している。

連続無通信を監視したノードは、連続無通信が検出された呼処理リソースに属するユーザについて、ユーザデータが含まれないＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダだけの呼処理状態確認メッセージ３０２ｆを編集して対向ノード向けに送信する機能を有している。

尚、上述した連続無通信監視機能及び呼処理状態確認メッセージ３０２ｆを編集して対向ノード向けに送信する機能による処理はＣＰＵ２１が制御プログラム２２ａを実行し、記憶装置２３の呼処理リソース情報保持部２３１の情報を参照しながら処理を行うことで実現される。また、ＳＧＳＮ３、ＲＮＣ４でもＧＧＳＮ２と同様の機能を持ち、ＧＧＳＮ２と同様に動作する。

さらに、上記のＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム１００では、各ノード間のインタフェース名が定義されており、ＩＳＰ１とＧＧＳＮ２とのインタフェース名がＧｉインタフェース２００、ＧＧＳＮ２とＳＧＳＮ３とのインタフェース名がＧｎインタフェース３００、ＳＧＳＮ３とＲＮＣ４とのインタフェース名がＩｕインタフェース４００、ＲＮＣ４とＮｏｄｅＢとのインタフェース名がＩｕｂインタフェース５００となる。

ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム１００のＧＧＳＮ２、ＳＧＳＮ３、ＲＮＣ４のそれぞれのノードが、サービスを受けるユーザのための呼処理リソースをそれぞれのノード内で割当てる時に、それぞれのノードの連続無通信監視機能部は割当てた呼処理リソースに属するユーザのユーザデータの伝送があるかどうかの監視を開始し、呼処理リソースを解放するまでその監視を継続する。

各ノードの連続無通信監視機能部はこれまでに割当てていると認識している全ての呼処理リソースに対して、ユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し、最後にユーザデータ伝送が行われてから、連続無通信期間ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出すると、その呼処理リソースが本来存在するものかどうかを確認するため、それに属するユーザについて、対向ノード向けに呼処理状態確認メッセージ３０２ｆを編集して送信する。

呼処理状態確認メッセージ３０２ｆはユーザデータを含まず、ＩＰ、ＵＤＰ、ＧＴＰヘッダだけで構成され、そのヘッダの内容は通常のユーザデータを伝送する時と同じように、ＧＴＰヘッダのユーザ識別子フィールドには対向ノードが管理する該当ユーザの識別子が、ＩＰヘッダのＤＡフィールドには対向ノードのＩＰアドレスが格納される。

この時点で該当するユーザの呼処理リソースの状態がノード間で一致していれば、通常のユーザデータと同一のヘッダで呼処理状態確認メッセージ３０２ｆを受信したノードは、呼処理状態確認メッセージを通常のユーザデータとして扱い、それにカプセリングされているユーザデータの抽出を試みるが、この場合にはユーザデータが存在していないため、その先のノードに伝送する必要はない。

また、該当するユーザの呼処理リソースの状態がノード間で一致していなければ受信した呼処理状態確認メッセージ３０２ｆのＧＴＰヘッダのユーザ識別子から受信データが異常であると判断することができ、呼処理状態確認メッセージ３０２ｆの送信元ノードに、「ＧＴＰ Ｅｒｒｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」３０１ｆを送信する。

呼処理状態確認メッセージ３０２ｆを送信したノードは、対向ノードから返送された「ＧＴＰ Ｅｒｒｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」３０１ｆを受信することで、該当する呼処理リソースが本来存在しないものであることを確認することができ、該当する呼処理リソースを解放する。

また、課金を制御するノードは、割当てている呼処理リソースに属するユーザ毎に、ＩＰ、ＵＤＰ、ＧＴＰヘッダを除いたユーザデータ部のみの伝送量を集計し、その伝送量を基に課金制御を行うので、呼処理状態確認メッセージ３０２ｆにはユーザデーターが含まれず、ユーザへの課金の対象外にすることができる。

このように、本実施例では、ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム１００において、ＧＧＳＮ２、ＳＧＳＮ３、ＲＮＣ４が、どのような状況においても、各ノード間の呼処理リソースの状態不一致を防ぐため、本来存在するはずのないユーザの呼処理リソースを自動的に検出し、各ノード間の呼処理リソースの状態を一致させる機能を提供することで、移動体加入者への正常な呼処理リソースの生成、解放、課金の動作を行うこと、またＧＰＲＳパケット系移動体電話システムの信頼性、安定性の向上を図ることができる。

尚、本発明は上記の実施例による構成や動作に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記の実施例は適宜変更され得ることは明らかである。

本発明の一実施例による移動体電話通信システムの構成を示すブロック図である。 図１のＧＧＳＮの構成を示すブロック図である。 図１のＳＧＳＮの構成を示すブロック図である。 図１のＲＮＣの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例による移動体電話通信システムの動作を示すシーケンスチャートである。 従来のＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムにおけるパケット系Ｕプレーンの通常のデータ伝送を示すシーケンスチャートである。 従来のＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システムにおけるパケット系Ｕプレーンの状態不一致検出方式を示すシーケンスチャート図である。

符号の説明

１ ＩＳＰ
２ ＧＧＳＮ
３ ＳＧＳＮ
４ ＲＮＣ
２１，３１，４１ ＣＰＵ
２２，３２，４２ メインメモリ
２２ａ，３２ａ，
４２ａ 制御プログラム
２３，３３，４３ 記憶装置
２４ Ｇｉインタフェース機能部
２５，３４ Ｇｎインタフェース機能部
３５，４４ Ｉｕインタフェース機能部
４５ Ｉｕｂインタフェース機能部
１００ ＧＰＲＳパケット系移動体電話通信システム
２００ Ｇｉインタフェース
２００ｆ Ｇｉプロトコルスタック
２１０，３１０，
４１０ 内部バス
２３１，３３１，
４３１ 呼処理リソース情報保持部
２３１ａ，３３１ａ，
４３１ａ
３００ Ｇｎインタフェース
３００ｆ Ｇｎプロトコルスタック
３０１ｆ Ｇｔｐ Ｅｒｒｏｒ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎメッセージ
３０２ｆ 呼処理状態確認メッセージ
４００ Ｉｕインタフェース
４００ｆ Ｉｕプロトコルスタック
５００ Ｉｕｂインタフェース

Claims (13)

1. 他パケット通信網との間の通信を行う際に各ノード装置が移動体電話加入者のための呼処理リソースを割当てる移動体電話通信システムであって、
   各ノード装置は、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎にユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し続けて予め連続無通信期間と定義される期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出する監視手段を有することを特徴とする移動体電話通信システム。
2. ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）パケット系移動体電話通信サービスを提供することを特徴とする請求項１記載の移動体電話通信システム。
3. 各ノード装置は、ＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）と、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のいずれかであることを特徴とする請求項２記載の移動体電話通信システム。
4. 各ノード装置は、前記連続無通信期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを監視したノード装置は、連続無通信が検出された呼処理リソースに属するユーザについてＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダとを使用して前記ユーザデータを未収納のメッセージを生成して対向ノード装置に送信する手段を含むことを特徴とする請求項２または請求項３記載の移動体電話通信システム。
5. 他パケット通信網との間の通信を行う際に移動体電話加入者のための呼処理リソースを割当てるノード装置であって、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎にユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し続けて予め連続無通信期間と定義される期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出する監視手段を有することを特徴とするノード装置。
6. ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）パケット系移動体電話通信サービスを提供することを特徴とする請求項５記載のノード装置。
7. ＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）と、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のいずれかであることを特徴とする請求項６記載のノード装置。
8. 前記連続無通信期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを監視したノード装置は、連続無通信が検出された呼処理リソースに属するユーザについてＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダとを使用して前記ユーザデータを未収納のメッセージを生成して対向ノード装置に送信する手段を含むことを特徴とする請求項６または請求項７記載のノード装置。
9. 他パケット通信網との間の通信を行う際に各ノード装置が移動体電話加入者のための呼処理リソースを割当てる移動体電話通信システムに用いる呼処理リソース監視方法であって、各ノード装置が、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎にユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し続けて予め連続無通信期間と定義される期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出する処理を実行することを特徴とする呼処理リソース監視方法。
10. 前記移動体電話通信システムが、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）パケット系移動体電話通信サービスを提供することを特徴とする請求項９記載の呼処理リソース監視方法。
11. 各ノード装置が、ＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）と、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のいずれかであることを特徴とする請求項１０記載の呼処理リソース監視方法。
12. 各ノード装置が、前記連続無通信期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを監視したノード装置は、連続無通信が検出された呼処理リソースに属するユーザについてＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダとを使用して前記ユーザデータを未収納のメッセージを対向ノード装置に送信する処理を実行することを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の呼処理リソース監視方法。
13. 他パケット通信網との間の通信を行う際に各ノード装置が移動体電話加入者のための呼処理リソースを割当てる移動体電話通信システムに用いる呼処理リソース監視方法のプログラムであって、各ノード装置のコンピュータに、すでに割当てていると認識している全ての呼処理リソース毎にユーザデータの伝送が行われているかどうかを監視し続けて予め連続無通信期間と定義される期間において前記ユーザデータの伝送が行われていない呼処理リソースを検出する処理を実行させるためのプログラム。
    

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