JP2006526964A - パケット交換網から回路交換網へ通話をハングオーバーするためのシステムおよび方法 - Google Patents

パケット交換網から回路交換網へ通話をハングオーバーするためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

パケット交換網(例えばIP網)から回路交換網(例えばPLMNまたはPSTN)へ通話をハンドオーバーするシステムと方法が提供される。このシステムは、パケット交換網と回路交換網を通じて通信することのできる第1の端末と、回路交換網を通じて通信することのできる第2の端末を備えている。このシステムは、パケット交換網と少なくとも1つの回路交換網の間の通信をマッピングすることのできるゲートウェイも備えている。ゲートウェイは、そのゲートウェイとパケット交換接続されている第1の端末と、そのゲートウェイと回路交換接続されている第2の端末の間の通信をサポートすることができる。次に第1の端末は、ゲートウェイと回路交換接続を確立することができる。その後、ゲートウェイは、第1の端末とゲートウェイの間に確立されたその回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続に接続することができる。

Description

本発明は、全体として、パケット交換網と回路交換網の間で音声通信を行なうための音声通信システムと音声通信法に関するものであり、より詳細には、パケット交換網から回路交換網へのそのような通話をハンドオフするためのシステムと方法に関する。
音声通信は、回路交換技術(例えば公衆交換電話網(PSTN:Public Switched Telephone Network)または公衆地上移動体網(PLMN:Public Land Mobile Network)によって提供される)から、パケット交換技術(例えばIP網間の音声オーバーIP(VoIP:Voice over IP)技術によって提供される)へと進化しつつある。実際、インターネットエンジニアリング特別委員会(IETF:Internet Engineering Task Force)は、VoIP通信においてさまざまな機能を実行するため、IPに基づいたプロトコルを開発した。その中でも、例えばIETFインターネット標準文書RFC2543で指定されているセッション初期化プロトコル(SIP:Session Initiation Protocol)は、二者間の音声通話を確立するために開発された。それとは対照的に、IETFインターネット標準文書RFC1889で指定されているリアルタイムトランスポートプロトコル(RTP:Real-time Transport Protocol)は、通話が確立したとき、音声をパケット化してインターネット上を伝送するために開発された。
音声通信が進化するのと同時に、無線網も、回路交換音声網(例えばGSM、IS−136、IS−95)から、マルチメディアのアプリケーションをサポートしてIPを通じて移動体通信のエンドユーザへと通信できる回路交換網(例えばWLAN、UMTS、cdma2000)へと進化している。GSMの進化形である汎用パケット無線サービス(GPRS:General Packet Radio Service)は、セルラー環境でパケットデータ(例えばウェブのブラウジング、e−メール)をサポートする。汎用移動体通信システム(UMTS:Universal Mobile Telecommunication System)としばしば呼ばれるGPRSのさらなる進化形は、セルラー環境でIP(例えばVoIP、IPを通じたビデオ、ストリーミングメディア)を通じてリアルタイムでマルチメディアをサポートすることが期待されている。さらに、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP:Third Generation Partnership Project)は、無線IPマルチメディアの制御機能とサービス機能を実現するため、UMTS内のIPマルチメディアサブシステム(IMS:IP Multimedia Subsystem)を定めた。この点に関し、3GPPは、IMS内の信号伝送プロトコルとしてSIPを採用した。それと同時にcdma2000の世界では、3GPP2が、無線IPマルチメディアの制御機能とサービス機能を実現するため、IPマルチメディアサブシステム(IMS)(以前はIPマルチメディアドメイン(MMD:IP Multimedia Domain)と呼ばれていた)を以前から開発している。3GPP2は、IMSの仕様書においてSIPも採用した。
VoIPをサポートするIP網の大規模な展開が将来起こると考えられている。VoIPは、まず最初に、通信産業の固定された(デスクトップの)電話と無線LAN(WLAN)の分野に侵入し、次いで移動体通信(3G)分野に侵入すると考えられている。したがって近い将来は異質な2種類のものが存在することが考えられる。1つの形態として、数多くのVoIP電話が存在し、それと同時にPSTNも数多く存在することになろう。この異質性に対処するため、SIPでは、VoIPの電話からPSTNの電話番号を呼び出したり、その逆のことを行なったりできるようにする準備がなされている。
別の形態として、VoIP(例えばWLAN、UMTS、cdma2000)で作動する無線アクセス網のフットプリントが、音声のための従来の回路交換技術(例えばGSM、GPRS、IS−136、IS−95)を利用した無線アクセス網のフットプリントと重複することになる。その場合、2つのインターフェイス(例えばWLANとGSM)を有する移動体ノードを考える。仮定として、移動体ノードが現在は室内WLAN網のカバー範囲にあり、VoIPを用いたWLANインターフェイスを通じ、PSTNに接続された従来の(非IP)電話を利用している通信ノードと音声通話を行なっているとする。この場合には、SIPの範囲内でそのような通話を確立することのできる方法が存在している。それは、その通話の一部がIP網でカバーされ、一部がPSTでカバーされるというものである。しかし移動体ノードがWLAN網のカバー範囲の外に移動すると、通話は一般に切断される。想像できるように、そのような通話の切断は、エンドユーザにとってしばしばわずらわしい。なぜなら彼らは、音声通話を再開するために新たに電話をかけ直す必要があるからである。しかし現在は、発明者の知る限り、IPアクセス網の中にいるユーザが音声通話を中断することなく回路交換アクセス網にハンドオフできる方法はない。
上記の背景に照らし、本発明の実施態様により、パケット交換網(例えばIP網)から回路交換網(例えば公衆地上移動体網(PLMN)または公衆交換電話網(PSTN))へ通話をハンドオフするシステムと方法が提供される。望ましいことに、本発明の実施態様のシステムと方法により、このような通話をシームレスにハンドオフできる。そのとき、通信端末がハンドオーバーに気づかないまま、および/またはハンドオーバーを実行するのに特別なことをする必要なしに、または特別なことをした結果として、その通話のハンドオフがなされる。さらに、このような通話を切断することなく回路交換網にハンドオフすることができる。したがって、パケット交換網内の端末と回路交換網内の端末の間で通話を初期化することができ、しかも中断なしに通話を終えられる可能性が大きい。したがって本発明の実施態様は、パケット交換網からそのような通話を行なっている移動局がパケット交換網のサービスエリア外に移動するときや、回路交換網のサービスエリア内を移動するときに、特に有用である。
本発明の1つの特徴によれば、パケット交換網(例えばIP網)と回路交換網(例えばPLMNやPSTNなど)を通じて通信することのできる第1の端末(例えば移動局または固定端末)を備えた通信システムが提供される。このシステムは、回路交換網を通じて通信することのできる第2の端末(例えば別の移動局または固定端末)も備えている。さらに、このシステムは、パケット交換網と少なくとも1つの回路交換網の間の通信をマッピングすることのできるメディアゲートウェイも備えている。本発明のこの特徴によれば、ゲートウェイは、ゲートウェイとパケット交換接続されている第1の端末と、ゲートウェイと回路交換接続されている第2の端末の間の通信をサポートできる。
第1と第2の端末の一方が他方の端末と通信を設定すると、第1の端末は、ゲートウェイと回路交換接続を確立することができる。例えば第1の端末は、ゲートウェイが保持しているハンドオフ識別子を受信することができ、その後、そのハンドオフ識別子に基づき、ゲートウェイと回路交換接続を確立する。この場合、ゲートウェイは、パケット交換網の第1の端末と第1の回路交換網の第2の端末の間の通信をサポートすることができ、第1の端末は、第2の回路交換網を通じてゲートウェイと回路交換接続を確立することができる。好ましいことに、本発明のさまざまな実施態様では、第1と第2の回路交換網は、異なっていても同じでもよい。しかし第1と第2の回路交換網が同じであるか違っているかには関係なく、第1の端末とゲートウェイの間で回路交換接続が確立した後、ゲートウェイは、第1の端末とゲートウェイの間に確立された回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続と接続することができる。このようにして、ゲートウェイは、パケット交換網から回路交換網へと通信をハンドオフすることができる。
第1の端末は、第1の端末とゲートウェイの間のパケット交換接続(より詳細には、第1の端末とゲートウェイが通信する際のアクセス点)の信号強度があらかじめ決めた期間よりも長い時間にわたってあらかじめ決めた閾値よりも小さいとき、ゲートウェイとの回路交換接続を確立するようにできる。このような実施態様では、第1の端末がゲートウェイと回路交換接続を確立するとき、ゲートウェイは、第1の端末とゲートウェイの間に確立された回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続と接続することができる。
第1の端末がゲートウェイと回路交換接続を確立すると、第1の端末は、通話セッションIDおよび/または共有機密(shared secret)をゲートウェイに送信することができる。この点に関し、第1の端末、および/またはゲートウェイ、および/または第1の端末およびゲートウェイと通信しているサーバー(例えばSIPサーバー)は、第1と第2の端末の一方が他方の端末と通信を設定するのに合わせ、通話セッションIDと共有機密を生成させることができる。ゲートウェイは、通話セッションIDを送信することにより、その通話セッションIDに基づき、第1の端末とゲートウェイの間に確立された回路交換接続を、第2の端末とゲートウェイの間の回路交換接続と接続することができる。さらにゲートウェイは、共有機密を送信することにより、その共有機密を確認した後、第1の端末と回路交換接続を確立することができる。
パケット交換網から回路交換網に通信をハンドオフする方法とコンピュータプログラム製品も提供される。したがって本発明の実施態様により、パケット交換網(例えばIP網)から回路交換網(例えばPLMN網やPSTN網)に通信をハンドオフするシステムと方法が提供される。本発明の実施態様のシステムと方法により、そのような通話をシームレスにハンドオフできるようになっているため、その通話が切断することなく回路交換網へとハンドオフされる。したがって、パケット交換網内の端末と回路交換網内の端末の間で通話を初期化することができ、中断なしに通話を終えられる可能性が大きい。例えば本発明の実施態様のシステムと方法は、IP網内にいる移動局が音声通話しながらその通話の地理的サポートエリアの外に出るとき、その通話をハンドオフすることができる。また、例えば本発明の実施態様のシステムと方法は、IP網のトラフィックが多かったりIP網での送信が困難だったりしてIP網内の固定端末の音声通話を十分にサポートできなくなったとき、その通話をハンドオフすることができる。したがって本発明の実施態様のシステムと方法により、従来技術で明らかになった問題が解決されるとともに、別の利点が提供される。
本発明を一般的に説明した上で、添付の図面を参照する。なお、図面は、必ずしも実際のスケール通り描いてあるわけではない。
本発明の好ましい実施態様を示す添付の図面を参照し、これから本発明をより詳細に説明する。しかし本発明は多くの異なった形態で実現することが可能であるため、本発明がこの明細書に示した実施態様に限定されると考えてはならない。それどころかここに示した実施態様は、この明細書の開示が完全であるようにするためのものであり、当業者には本発明の範囲が十分にわかるであろう。この明細書全体を通じ、同じ参照番号は同じ要素を意味する。
図1と図2を参照すると、本発明の恩恵を受けると考えられる端末(例えば移動局や固定端末)を備える通信システムの1つのタイプが図示されていることがわかる。しかし図示した移動局と固定端末は、本発明の恩恵を受けると考えられる2つのタイプの単なる例示であるため、本発明の範囲がそれらに限定されると見なしてはならないことを理解されたい。移動局のいくつかの実施態様を示し、今後は具体的にするためにそれが携帯電話であるとして説明するが、他のタイプの移動局(例えば、携帯ディジタルアシスタント(PDA:portable digital assistant)、ポケットベル(登録商標)、音声と文字を通信できる他のタイプのシステム)ももちろん本発明で使用できる。さらに、本発明のシステムと方法は、主として移動体通信のアプリケーションと関連づけて説明する。しかし本発明のシステムと方法は、移動体通信産業とそれ以外の産業の両方における他のさまざまなアプリケーションで利用できることを理解されたい。
図示したように、回路交換(CS)移動局10は、ベース地またはベースステーション(BS)14との間で信号の送受信ができる。ベースステーションはセルラー網の一部であり、そのセルラー網には、移動体交換センター(MSC)16と、音声コーダ/デコーダ(ボコーダ)(VC)18と、データモデム(DM)20と、PLMNの操作に必要な他のユニットが含まれている。MSCは、CS移動局が電話をかけたり電話を受けたりしたとき、通話とメッセージをCS移動局との間で送受信することができる。MSCは、移動局がセルラー網に登録されたときにメッセージが移動局との間で送受信されるのを制御するとともに、移動局のためのメッセージがメッセージセンター(図示せず)との間で送受信されるのを制御する。当業者であればわかるように、セルラー網は、公衆地上移動体網(PLMN)22とも呼ばれる。
CS移動局10の加入者のデータは、PLMN22のホームロケーションレジスタ(HLR:Home Location Register)24には常に記憶されているが、ビジターロケーションレジスタ(VLR:Visitor Location Register)26には、CS移動局がそのVLRのエリアに位置するときだけ一時的に記憶される。この点に関し、VLRには、通話の制御と、VLRによって制御されている地理的エリア内に現在位置しているそれぞれのCS移動局に対する加入サービスの準備とに必要な選択された管理情報が含まれている。それぞれの機能は独立したユニットとして実現できるが、交換装置の製造者は、一般にVLRをMSC16と合わせて実現することで、MSCによって制御される地理的エリアをVLRによって制御される地理的エリアと対応させ、必要な信号の伝達を簡単化する。
PLMN22は、多数の異なる回路交換技術に従って音声通信を行なうことができる。この点に関し、PLMNは、第1世代、第2世代、第3世代の無線通信プロトコルなどに従って音声通信を行なうことができる。例えばPLMNは、第2世代(2G)の無線通信プロトコルIS−136(TDMA)、および/またはGSM、および/またはIS−95(CDMA)に従って音声通信を行なうことができる。PLMN内では、信号の通信は、多数の異なる技術のいずれかに従って行なうことができるが、一般には、信号の通信は、信号方式7(SS7)規格に従ってなされる。
MSC16、したがってPLMN22は、公衆交換電話網(PSTN)28に接続することができる。すると今度はPSTNが、固定された1つのCS端末30、より一般には複数のCS端末30に接続される。PLMNと同様、PSTNは、多数の異なる技術(その中にSS7が含まれる)のいずれかに従って信号を通信することができる。PSTNは、多数の異なる回路交換技術に従って音声通信を行なうこともできる。例えばPSTNは、時分割マルチプレクシング(TDM:Time Division Multiplexing)技術(例えば64Kbps(CCIT)、および/またはパルスコード変調(PCM:Pulse Code Modulation)技術(例えば56Kbps(ANSI))に従って音声通信を行なうことができる。
PSTN28と(MSC16を通じた)PLMN22は、パケット交換網(例えばインターネットプロトコル(IP:Internet Protocol)網32)と、カップルさせること、または電気的に接続すること、または電気的に通信させることもできる。IP網は、固定された1つ以上の回路交換(PS)端末34にカップルさせることができる。さらに、IP網は、1つ以上の無線アクセス点(AP)36にカップルさせることができる。その無線アクセス点は、1つ以上のPS移動局38にカップルさせることができる。図示したように、IP網は、無線ローカルエリア網(WLAN:Wireless Local Area Network)を備えているため、例えばIEEE802.11による通信を行なう。パケット交換網には、多数ある他のタイプの交換網のどれが含まれていてもよい。例えばパケット交換網は、汎用移動体通信サービス(UMTS)網またはcdma2000網を備えることができるが、それも本発明の精神と範囲に含まれる。このようになっているため、パケット交換網は、例えばインターネットプロトコル(IP)に従って音声通信を行なう構成にすることもできるが、それも本発明の精神と範囲に含まれる。
IP網32は、多数あるさまざまな技術のどれかに従って信号を通信することができる。例えばIP網は、セッション初期化プロトコル(SIP)に従って信号を通信することができる。この点に関し、SIPは、一般に、IP網内の2つ以上の端末の間で、その端末にセッションの意味に気づかせることにより、そのセッションを初期化するための信号通信を行なう。したがって、装置(またはその装置でいくつかのアプリケーションを走らせているユーザ)をSIP骨格に登録し、特定のセッションへの招待がその端末に正しく届けることができる。そのためには、SIPは、装置とユーザのための登録メカニズムを提供し、SIPサーバー40などのメカニズムを利用してセッションへの招待が適切なルートをたどるようにする。
IP網32とPLMN22および/またはPSTN28の間の音声通信を容易にするため、通信システムは、一般に、ゲートウェイ42も備えている。ゲートウェイは、IP網とPLMNおよび/またはPSTNの間で送受信される信号と音声の通信をマッピングするように、IP網とPLMNおよび/またはPSTNの間の通信が可能になる。例えばSIPによると、ゲートウェイは、IP網からのパケット流と、PLMNおよび/またはPSTNからの音声コード化通信(例えばTDMまたはPCM)の間の伝送を変換するメディアゲートウェイ42aを備えることができる。例えば音声は、PS移動局38またはPS端末34とMGWの間のパケット交換接続部をパケットとなって運ばれる一方で、MGWと、PSTNのCS端末30との間の回路交換接続部内では音声コード化通信回路を運ばれる。
やはりSIPによると、ゲートウェイ42は、SIPによる信号伝達を終わらせる機能とMGW42aの機能を制御する機能を持つメディアゲートウェイ制御機能(MGCF:Media Gateway Control Function)42bを備えることができる。この点に関し、MGCFは、メディアゲートウェイ制御プロトコル(MEGACO:Media Gateway Control protocol)に従ってMGWの機能を制御する。MEGACOは、例えば「MEGACOプロトコル、バージョン1.0(Megaco Protocol Version1.0)」という題名のIETFインターネット標準文書RFC3015に記載されている(その内容は、参考としてその全体がこの明細書に組み込まれているものとする)。MGCFは、SIPによる信号伝達を終わらせることと、MGWを制御することに加え、通話の制御を目的として、一般に、IP網32内をSIPによって伝達される信号と、PLMN22および/またはPSTN28内をSS7によって伝達される信号の間の変換も実行する。
固定CS端末30と固定PS端末34は、それぞれ回路交換技術とパケット交換技術に従って音声通信することのできる数多い公知の装置のどれかを備えることができる。CS端末は、例えば、従来から数多く存在している固定有線電話または無線電話のどれかを備えることができる。PS端末は、例えば、従来から数多く存在している、IPで動作する有線電話または無線電話のどれかを備えることができる。PS端末はさらに、例えばソフトウエアアプリケーションを走らせてパケット交換技術に従って音声通信を実現することのできるプロセッサ(例えばパーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータなど)を備えることができる。当業者であればわかるように、そして本発明の実施態様によれば、PS端末は、CS端末が動作させることができ、逆も同様である。このようになっているため、この明細書に記載したように、“固定端末(fixed terminal)”という用語は、PS端末とCS端末の両方の機能を実行することのできる単一の固定端末を記述するのに用いる。
ここで図2を参照する。この図2には、CS移動局10またはPS移動局38が備えることのできる移動局のブロック図を示してある。固定CS端末30や固定PS端末34と同様、本発明の実施態様によれば、PS移動局は、CS移動局が動作させることができ、逆も同様である。このようになっているため、この明細書に記載したように、“移動局(mobile station)”という用語は、PS移動局とCS移動局の両方の機能を実行することのできる単一の移動局を記述するのに用いる。移動局には、送信機46と、受信機48と、送信機と受信機の間で信号を送受信する制御装置50が含まれている。その信号には、適用可能なセルラーシステムのエアインターフェイス規格に従う信号伝達情報が含まれるだけでなく、ユーザの発話および/またはユーザが作成したデータも含まれている。この点に関し、移動局は、1つ以上のエアインターフェイス規格、1つ以上の通信プロトコル、1つ以上の変調のタイプ、1つ以上のアクセスのタイプで作動することができる。より詳細には、移動局は、多数ある第1世代、第2世代、第3世代の通信プロトコルなどのいずれかに従って動作することができる。例えば移動局は、第2世代(2G)の無線通信プロトコルIS−136(TDMA)、GSM、IS−95(CDMA)に従って動作することができる。
制御装置50は、移動局のオーディオ機能と論理機能を実現するのに必要な回路を備えていることがわかる。例えば制御装置は、ディジタル信号処理装置と、マイクロプロセッサ装置と、さまざまなAD変換器およびDA変換器と、他のサポート回路とで構成することができる。移動局の制御機能と処理機能は、これらの装置に対し、そのそれぞれの能力に従って割り当てられる。例えば制御装置は、メッセージとデータの畳み込み符号化とインターリーブを行なった後にそれを変調して送信する機能も備えている。制御装置はさらに、内部音声コーダ(VC)50Aと内部データモデム(DM)50Bを備えることもできる。さらに、制御装置50は、1つ以上のソフトウエアプログラムを走らせる機能も備えている。そのソフトウエアプログラムは、(以下に記述する)メモリに記憶させることができる。例えば制御装置は、移動局がIP網32との間でコンテンツおよび/または音声を送受信できるようにする接続プログラムを例えば無線アプリケーションプロトコル(WAP)に従って走らせることができる。
移動局は、ユーザインターフェイスとして、例えば、従来型のイヤホンまたはスピーカ52、リンガー(電話のベル)53、マイクロホン54、ディスプレイ56、ユーザ入力インターフェイスなども備えている。これらはすべて、制御装置50に接続されている。ユーザ入力インターフェイスは、移動局がデータを受信できるようにするためのものであり、移動局がデータを受信できるようにする多数の装置のうちの任意のもの(例えばキーパッド58、タッチディスプレイ(図示せず)、あるいは他の入力装置)を備えることができる。キーパッドが含まれている実施態様では、キーパッドは、従来の数字キー(0〜9)とその関連キー(#、*)に加え、移動局を操作するのに用いる他のキーを備えている。
移動局10は、メモリとして、加入者同定モジュール(SIM:subscriber identity module)60、取り外し可能なユーザ同定モジュール(R−UIM:removable user identity module)なども備えることができる。このメモリには、一般に、携帯電話の加入者に関係した情報エレメントが記憶される。移動局は、SIMに加え、他のメモリも備えることができる。この点に関し、移動局は、揮発性メモリ62(例えば、データを一時的に記憶しておくキャッシュ領域を備える揮発性ランダムアクセスメモリ(RAM))を備えることができる。移動局は、別に不揮発性メモリ64も備えることができる。この不揮発性メモリは、埋め込むこと、および/または取り外し可能にすることができる。不揮発性メモリはさらに、EEPROMやフラッシュメモリなどを追加して備えること、または代わりに備えることができる。メモリは、移動局がその移動局のいろいろな機能を実現するのに用いる多数の情報やデータを記憶することができる。例えばメモリには、MSC16が移動局を間違いなく同定することのできる識別子(例えば国際移動体装置同定(IMEI:international mobile equipment identification)コード)などを記憶させることができる。
ここで本発明の実施態様に従う図3Aと図3Bを参照すると、通信システムは、移動局または固定端末の音声通話をパケット交換網(例えばIP網32)から回路交換網(例えばPLMN22またはPSTN28)にハンドオフすることができる。この点に関し、パケット交換網を通じて音声通話を行なう移動局または固定端末は、パケット交換網がその通話を十分にサポートし続けることができないときに回路交換網にハンドオフを行なうことができる。例えば本発明の実施態様によれば、システムは、移動局が、VoIP通話がサポートする地理的エリアの外(例えばAP36によってサポートされている地理的エリアの外)に移動したとき、その移動局の音声通話をIP網からハンドオフすることができる。また、例えば本発明の実施態様によるシステムは、IP網のトラフィックが多かったり、IP網での送信が困難だったりして固定端末の音声通話を十分にサポートできなくなったとき、その通話をIP網からハンドオフすることができる。
移動局がPSTN28を通じて固定端末と通話を行なう場合に移動局の通話をIP網32からPLMN22にハンドオフするという文脈において、システムと方法を以下に説明する。しかしこのシステムと方法は、数多い他の文脈のいずれにも同様に適用できることを理解する必要がある。例えばこのシステムと方法は、固定端末がPLMNを通じて移動局と通話を行なうか、PSTNを通じて固定端末と通話を行なう場合に固定端末の通話をIP網からPSTNにハンドオフする文脈に適用することができる。
パケット交換網から回路交換網へ通話をハンドオフするため、ゲートウェイ42は、ハンドオフに利用できるハンドオフ識別子(例えばハンドオフ電話番号)を持つことができる。移動局と固定端末は、動作中は、ブロック70に示したように、例えば従来技術に従い、それぞれIP網32とPSTN28を通じて音声通話を確立または設定することができる。この点に関し、音声通話が設定されると、移動局と固定端末は、固定局とゲートウェイがパケット交換接続を維持する一方で、ゲートウェイと固定端末は回路交換接続を維持するというやり方で音声通信を送受信することができる。ブロック72と74に示したように、通話が行なわれている間、または通話が設定された後、通話セッションIDと共有機密(例えばパスワード)は、移動局と固定端末の間の音声通信の設定に合わせて生成させることができ、その後、ゲートウェイと移動局がそれを受け取る。さらに、移動局は、ブロック76に示したように、通話が始まる前、または通話を設定するとき、または通話が設定された後に、ゲートウェイからハンドオフ識別子を受け取ることができる。
本発明の実施態様によれば、通話セッションIDと共有機密は、その通話の確立に関与する多数の異なるエレメントのうちの任意の1つ以上のエレメントが生成させることができる。例えば通話セッションIDと共有機密は、例えば拡張SIPに従って、あるいはIP網内の2つのノード間でメッセージを転送する標準的な他の任意の方法に従ってゲートウェイ42が生成させ、移動局がそれを受け取ることができる。あるいは通話セッションIDと共有機密は、すでに示したやり方でサーバー40が生成させ、それを移動局とゲートウェイが受け取ることもできる。さらに、例えば通話セッションIDと共有機密は、すでに示したやり方で移動局が生成させ、それをゲートウェイが受け取ることもできる。
移動局と固定端末が、それぞれIP網32とPSTN28を通じて音声通話を設定すると、移動局と固定端末の間で通話を始めることができる。音声通話を行なっている間にゲートウェイ42と移動局が通話セッションIDと共有機密を受け取り、移動局がハンドオフ識別子が受け取ると、通話をIP網からPLMN22へハンドオフすることができる。ハンドオフは、数多い異なったやり方のうちの任意のやり方で初期化させることができる。例えば好ましい一実施態様では、移動局は、ブロック78に示したように、IP網を通じて通話の信号強度をモニターすることができる。そして信号強度があらかじめ決めた期間よりも長い時間にわたってあらかじめ決めた閾値よりも小さくなったとき、移動局はハンドオフを初期化することができる。
本発明の一実施態様によれば、移動局は、IP網32からPLMN22への通話のハンドオフを初期化するため、ハンドオフ識別子に基づき、PLMNを通じてゲートウェイ42と通信を確立しようと試みることができる。例えば移動局は、ブロック80に示したように、回路交換技術などに従ってハンドオフ電話番号をPLMNを通じて呼び出すことにより、ハンドオフを初期化することができる。その後、ゲートウェイは、電話番号をハンドオフするその呼び出しに応えることにより、移動局との通信を受け入れることができる。ブロック82に示したように、PLMNを通じて移動局とゲートウェイの間に一旦通話が確立すると、移動局は、例えば二重トーン多重周波数(DTMF)技術に従い、通話セッションIDと共有機密をゲートウェイに送信することができる。
ブロック84に示してあるように、ゲートウェイ42は、通話セッションIDと共有機密が受信された後、共有機密を例えば従来技術に従って確認することができる。共有機密が確認されなかった場合、ゲートウェイ42は、多数の異なるやり方のうちの任意のやり方で応答することができる。例えばブロック86に示したように、ゲートウェイは、PLMN22を通じた移動局との通信を切断することができる。その場合、IP網内の移動局とPSTN28内の固定端末の間の音声通話は継続することができる。また、ゲートウェイは、例えばACKメッセージまたはNACKメッセージを移動局に戻すこともできる。この点に関し、ゲートウェイがNACKメッセージを移動局に戻す場合、移動局は、ゲートウェイとの通信を確立しようと再度試みて通話セッションIDと共有機密を再び送信する構成にすることができる。その場合、信号強度が低下した状態で音声通話が継続する可能性があることや、それぞれのネットワークが伝えることのできるレベルよりも信号強度が低下したときには音声通信が切れさえすることがわかるであろう。
共有機密が確認された場合、ゲートウェイ42は、ブロック88に示したように、移動局と回路交換接続を確立することができる。ゲートウェイと移動局の間の回路交換接続は、移動局とゲートウェイの間のパケット交換接続と同時に実現することができ、音声通話の一部がパケット交換接続を通じて伝送されることがわかるであろう。今や移動局は、PLMN22内のゲートウェイと固定端末の間の回路交換技術と同じ回路交換技術に従って音声をゲートウェイに通信することができる。移動局とゲートウェイの間に回路が確立されると、ブロック90に示したように、ゲートウェイは、通話セッションIDに基づき、移動局とゲートウェイの間に新たに確立されたこの回路交換接続を、ゲートウェイと固定端末の間にすでに存在している回路交換接続に接続することができる。このようになっているため、ブロック92に示したように、移動局はその後、パケット交換技術ではなく回路交換技術に従って固定端末と通信することができる。
したがって本発明の実施態様のシステムと方法により、パケット交換網から回路交換網へと通信をハンドオフすることができる。望ましいことに、本発明の実施態様のシステムと方法によりそのような通話をシームレスにハンドオフできるようになっているため、その通話が切断することなく回路交換網へとハンドオフされる。したがって通話を、パケット交換網の端末と、回路交換網の固定端末の間で初期化して継続することができる。そのとき、必要な場合には例えばパケット交換網から回路交換網に通話をハンドオフされるため、中断なしに通話を終えられる可能性が大きくなる。例えば本発明の実施態様のシステムと方法により、移動局が音声通話の地理的サポートエリアの外に移動するとき、IP網からその移動局へのその通話をハンドオフすることができる。また、例えば本発明の実施態様のシステムと方法によると、IP網のトラフィックが多かったり、IP網での送信が困難だったりして固定端末の音声通話を十分にサポートできなくなったとき、その通話をIP網からハンドオフすることができる。
本発明の1つの特徴によれば、本発明のシステム(例えば移動局の制御装置50)は、一般に、コンピュータプログラム製品の制御下で作動する。本発明の実施態様の方法を実行するためのコンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読記憶媒体(例えば不揮発性記憶媒体)と、そのコンピュータ可読記憶媒体内に実現されている、コンピュータ可読プログラムコード部(例えばコンピュータへの一連の命令)を含んでいる。
この点に関し、図3Aと図3Bは、本発明による方法、システム、プログラム製品のフローチャートになっている。このフローチャートの各ブロックまたは各ステップや、このフローチャートのブロックの組み合わせは、コンピュータプログラムの命令群によって実現できることがわかるであろう。コンピュータプログラムの命令群をコンピュータにロードするか、プログラム可能なそれ以外の装置にロードし、機械を作り出すことができる。その結果、コンピュータ上、またはプログラム可能なそれ以外の装置上で実行する命令により、フローチャートのブロックまたはステップに指定されている機能を実現するための手段が作り出される。コンピュータプログラムの命令群をコンピュータ可読メモリに記憶させ、そのメモリが、コンピュータ、またはプログラム可能なそれ以外の装置を特定のやり方で機能させるようにすることもできる。その結果、コンピュータ可読メモリに記憶されている命令が、製品(例えば、フローチャートのブロックまたはステップに指定されている機能を実現する命令手段)を作り出す。コンピュータで実現されるプロセスを作り出すため、コンピュータプログラムの命令群をコンピュータにロードするか、プログラム可能なそれ以外の装置にロードし、一連の操作ステップをそのコンピュータ、またはプログラム可能なそれ以外の装置で実行させることもできる。その結果、コンピュータ、またはプログラム可能なそれ以外の装置で実行される命令により、フローチャートのブロックまたはステップに指定されている機能を実現するためのステップが提供される。
したがって、フローチャートのブロックまたはステップは、特定の機能を実行する手段の組み合わせと、特定の機能を実行するステップの組み合わせと、特定の機能を実行するためのプログラム命令手段をサポートする。フローチャートの各ブロックまたは各ステップや、フローチャートのブロックまたはステップの組み合わせは、特定の機能またはステップを実行するための特別な目的のハードウエアをベースとしたコンピュータシステムによって、あるいは特別な目的のハードウエアとコンピュータ命令の組み合わせによって、実現することができる。
したがって本発明の実施態様により、パケット交換網から回路交換網へと通話をハンドオフするためのシステムと方法が提供される。上記の説明と添付の図面に提示した教えの恩恵を受ける本発明の当業者は、本発明の多くの変更例や他の実施態様を思い浮かべることであろう。すでに説明したように、例えばゲートウェイ42は、ハンドオフ識別子(例えばハンドオフ電話番号)を保持することができ、通話セッションIDは、移動局と固体端末の間で通話が設定されるのに合わせて生成される。別の一実施態様では、アクティブな各音声通話に対し、唯一のハンドオフ識別子を生成させるか割り当てることができる。その場合、ハンドオフ識別子はその通話セッションにとって1つだけであるため、移動局またはゲートウェイは、通話セッションIDを生成させたり受け取ったりする必要がない。その代わりに、唯一のハンドオフ識別子と共有機密を、移動局とゲートウェイに送信することができる。
また、例えば移動局は、ゲートウェイ42との間でパケット交換接続と回路交換接続の両方を維持することができる。この実施態様では、移動局はゲートウェイとの接続を確立できるが、ゲートウェイと移動局は、確立された回路交換接続をゲートウェイと固定端末の間の回路交換接続に接続した後にパケット交換接続を切断するのではなく、パケット交換接続を維持する。するとゲートウェイは両方の接続をモニターし、その2つの接続のうちの1つを最適な接続(例えば信号強度が最大の接続)としてダイナミックに選択することができる。次にゲートウェイは、最適な接続のダイナミックな選択結果に基づき、2つの接続(パケット交換接続と回路交換接続)の間で通話をハンドオフすることができる。その結果、最適な接続が、ゲートウェイと固定端末の間の回路交換接続に接続される。このようになっているため、例えば移動局とゲートウェイの間の信号強度があらかじめ決めた期間よりも長い時間にわたってあらかじめ決めた閾値を超えた値に戻る場合には、ゲートウェイは、パケット交換接続に通話を再びハンドオフすることができる。したがって本発明がここに開示した具体的な実施態様に限定されることはなく、変更や他の実施態様も添付の請求項の範囲に含まれることを理解されたい。この明細書では特別な用語を使用したが、それらは一般的な意味で説明のためだけに使用したのであり、本発明を限定することは意図していない。
本発明の一実施態様による通信システムの概略ブロック図であり、本発明の実施態様に従う1つのパケット交換網と2つの回路交換網を含むものである。 本発明の一実施態様による移動局の概略ブロック図である。 本発明の一実施態様においてパケット交換網から回路交換網に通話をハンドオフする方法のさまざまなステップを示すフローチャートである。 本発明の一実施態様においてパケット交換網から回路交換網に通話をハンドオフする方法のさまざまなステップを示すフローチャートである。

Claims (34)

  1. パケット交換網と回路交換網を通じて通信することのできる第1の端末と;
    回路交換網を通じて通信することのできる第2の端末と;
    パケット交換網と少なくとも1つの回路交換網の間の通信をマッピングすることのできるゲートウェイとを備えており;
    ゲートウェイが、そのゲートウェイとパケット交換接続されている第1の端末と、そのゲートウェイと回路交換接続されている第2の端末の間の通信をサポートすることができ;その後第1の端末が、ゲートウェイと回路交換接続を確立でき;ゲートウェイが、第1の端末とゲートウェイの間に確立されたその回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続に接続するように、通信がパケット交換網から回路交換網にハンドオフされる通信システム。
  2. 第1の端末が、ゲートウェイとの回路交換接続を確立したときに通話セッションIDをゲートウェイに送信でき;そのゲートウェイが、その通話セッションIDに基づき、第1の端末とゲートウェイの間に確立された回路交換接続を、第2の端末とゲートウェイの間の回路交換接続に接続できる、請求項1に記載の通信システム。
  3. 第1の端末が、ゲートウェイと回路交換接続を確立したときに共有機密をゲートウェイにさらに送信することができ;そのゲートウェイが、共有機密を確認した後に第1の端末との回路交換接続を確立できる、請求項2に記載の通信システム。
  4. 第1の端末、ゲートウェイ、第1の端末およびゲートウェイと通信するサーバーのうちの少なくとも1つが、第1の端末と第2の端末のうちの一方が他方の端末と通信を確立するのに合わせて通話セッションIDと共有機密を生成できる、請求項3に記載の通信システム。
  5. 第1の端末およびゲートウェイと通信するサーバーをさらに備えており、そのサーバーが、セッション設定プロトコル(SIP)サーバーを備えている、請求項4に記載の通信システム。
  6. 第1の端末が、ゲートウェイが保持しているハンドオフ識別子を受信でき、そのハンドオフ識別子に基づいてゲートウェイとの回路交換接続を確立できる、請求項1に記載の通信システム。
  7. 第1の端末とゲートウェイの間のパケット交換接続の信号強度が、あらかじめ決めた期間よりも長い時間にわたってあらかじめ決めた閾値よりも小さくなったとき、第1の端末がゲートウェイと回路交換接続を確立でき;第1の端末がゲートウェイとの回路交換接続を確立したとき、ゲートウェイが、第1の端末とゲートウェイの間に確立されたその回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続に接続できる、請求項1に記載の通信システム。
  8. 第1の端末が移動局を備えており;パケット交換網がインターネットプロトコル(IP)網を備えている、請求項1に記載の通信システム。
  9. ゲートウェイが、パケット交換網の第1の端末と、第1の回路交換網の第2の端末の間の通信をサポートでき;その後第1の端末が、第1の回路交換網とは異なる第2の回路交換網を通じてゲートウェイとの回路交換接続を確立できる、請求項1に記載の通信システム。
  10. ゲートウェイが、パケット交換網の第1の端末と、第1の回路交換網の第2の端末の間の通信をサポートでき;その後第1の端末が、同じ回路交換網を通じてゲートウェイとの回路交換接続を確立できる、請求項1に記載の通信システム。
  11. パケット交換網から回路交換網に通信をハンドオフする方法であって、
    ゲートウェイを通じ、そのゲートウェイとパケット交換接続されている第1の端末と、そのゲートウェイと回路交換接続されている第2の端末の間の通信を設定するステップと;
    回路交換網を通じて第1の端末とゲートウェイの間に回路交換接続を確立するステップと;
    第1の端末とゲートウェイの間に確立された回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続と接続するステップを含む方法。
  12. 回路交換接続を確立する前記ステップが、通話セッションIDをゲートウェイに送信する操作を含んでおり;接続する前記ステップが、通話セッションIDに基づき、第1の端末とゲートウェイの間に確立された回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続と接続する操作を含んでいる、請求項11に記載の方法。
  13. 回路交換接続を確立する前記ステップが、共有機密をゲートウェイに送信し、その共有機密を確認した後に回路交換接続を確立する操作をさらに含む、請求項12に記載の方法。
  14. 第1の端末と第2の端末の間の通信を設定するのに合わせ、通話セッションIDと共有機密を生成するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
  15. 回路交換接続を確立する前記ステップが、ゲートウェイによって保持されているハンドオフ識別子に基づき、第1の端末とゲートウェイの間の回路交換接続を確立する操作を含む、請求項11に記載の方法。
  16. 第1の端末とゲートウェイの間のパケット交換接続の信号強度をモニターするステップをさらに含んでおり、
    回路交換接続を確立する前記ステップが、パケット交換接続の信号強度があらかじめ決めた期間よりも長い時間にわたってあらかじめ決めた閾値よりも小さくなったときに回路交換接続を確立する操作を含んでおり;接続する前記ステップが、第1の端末とゲートウェイの間に回路交換接続が確立されたときに、第1の端末とゲートウェイの間に確立したその回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続に接続する操作を含んでいる、請求項11に記載の方法。
  17. 通信を設定する前記ステップが、パケット交換網を通じた第1の端末と、第1の回路交換網を通じた第2の端末の間の通信を設定する操作を含んでおり;回路交換接続を確立する前記ステップが、第1の回路交換網とは異なる第2の回路交換網を通じて第1の端末とゲートウェイの間の回路交換接続を確立する操作を含んでいる、請求項11に記載の方法。
  18. 通信を設定する前記ステップが、パケット交換網の第1の端末と、第1の回路交換網の第2の端末の間の通信を確立する操作を含んでおり;回路交換接続を確立する前記ステップが、同じ回路交換網を通じて第1の端末とゲートウェイの間の回路交換接続を確立する操作を含んでいる、請求項11に記載の方法。
  19. パケット交換網と少なくとも1つの回路交換網の間の通信をマッピングすることのできるゲートウェイを備えている通信システムであって、
    ゲートウェイが、そのゲートウェイとパケット交換接続されている第1の端末と、そのゲートウェイと回路交換接続されている第2の端末の間の通信をサポートすることができ;その後第1の端末が、ゲートウェイと回路交換接続を確立でき;ゲートウェイが、第1の端末とゲートウェイの間に確立されたその回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続に接続するように、通信がパケット交換網から回路交換網にハンドオフされる通信システム。
  20. ゲートウェイが、第1の端末との回路交換接続を確立したときに通話セッションIDを受信でき;そのゲートウェイが、その通話セッションIDに基づき、第1の端末とゲートウェイの間に確立されたその回路交換接続を、第2の端末とゲートウェイの間の回路交換接続に接続できる、請求項19に記載の通信システム。
  21. ゲートウェイが、第1の端末との回路交換接続を確立したときに共有機密をさらに受信でき;そのゲートウェイが、その共有機密を確認した後に第1の端末との回路交換接続を確立できる、請求項20に記載の通信システム。
  22. ゲートウェイが、第1の端末と第2の端末のうちの一方が他方の端末と通信を確立するのに合わせて通話セッションIDと共有機密を生成できる、請求項21に記載の通信システム。
  23. ゲートウェイがハンドオフ識別子を保持でき;第1の端末が、そのハンドオフ識別子に基づいてゲートウェイとの回路交換接続を確立できる、請求項19に記載の通信システム。
  24. 第1の端末とゲートウェイの間のパケット交換接続の信号強度があらかじめ決めた期間よりも長い時間にわたってあらかじめ決めた閾値よりも小さくなったとき、第1の端末がゲートウェイとの回路交換接続を確立でき;第1の端末がゲートウェイとの回路交換接続を確立したとき、そのゲートウェイが、第1の端末とゲートウェイの間に確立された回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続と接続できる、請求項19に記載の通信システム。
  25. パケット交換網と回路交換網を通じてゲートウェイに情報を送信できる送信機と;
    パケット交換網と回路交換網を通じてゲートウェイから情報を受信できる受信機と;
    送信機と受信機を制御することのできる制御装置とを備える端末であって、その端末がゲートウェイとパケット交換接続されていて、第2の端末がゲートウェイと回路交換接続されているとき、前記制御装置が送信機と受信機に指示を与えることにより、第2の端末との間で通信を送受信することができ;その後制御装置が、前記端末とゲートウェイの間の回路交換接続を確立でき;ゲートウェイが、確立されたその回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続に接続するように、通信がパケット交換網から回路交換網にハンドオフされる端末。
  26. 制御装置が、端末とゲートウェイの間に回路交換接続を確立したときに送信機に指示して通話セッションIDをゲートウェイに送信することができ;ゲートウェイが、その通話セッションIDに基づき、確立されたその回路交換接続を、第2の端末とゲートウェイの間の回路交換接続と接続できる、請求項25に記載の端末。
  27. 制御装置が、端末とゲートウェイの間に回路交換接続を確立したときに送信機に指示して共有機密をゲートウェイに送信することができ;ゲートウェイが、その共有機密を確認した後にゲートウェイとの回路交換接続を確立できる、請求項26に記載の端末。
  28. 制御装置が、ゲートウェイによって保持されているハンドオフ識別子を受信機を通じて受信でき;制御装置が、そのハンドオフ識別子に基づいて端末とゲートウェイの間に回路交換接続を確立できる、請求項25に記載の端末。
  29. 端末とゲートウェイの間のパケット交換接続の信号強度があらかじめ決めた期間よりも長い時間にわたってあらかじめ決めた閾値よりも小さくなったとき、制御装置がゲートウェイとの回路交換接続を確立できる、請求項25に記載の端末。
  30. 端末の通信をパケット交換網から回路交換網にハンドオフするコンピュータプログラム製品であって、コンピュータ可読プログラムコード部が内部に記憶されたコンピュータ可読記憶媒体を備えており、そのコンピュータ可読プログラムコード部は、
    ゲートウェイとパケット交換接続されている端末と、ゲートウェイと回路交換接続されている別の端末の間の通信をゲートウェイを通じて設定する第1の実行可能部と;
    回路交換網を通じて端末とゲートウェイの間に回路交換接続を確立する第2の実行可能部と;
    端末とゲートウェイの間に確立されたその回路交換接続を、ゲートウェイと前記別の端末の間の回路交換接続と接続する第3の実行可能部とを備えているコンピュータプログラム製品。
  31. 第2の実行可能部が、通話セッションIDをゲートウェイに送信することによって回路交換接続を確立し;第3の実行可能部が、その通話セッションIDに基づき、第1の端末とゲートウェイの間に確立された回路交換接続を、ゲートウェイと第2の端末の間の回路交換接続と接続する、請求項30に記載のコンピュータプログラム製品。
  32. 第2の実行可能部が、共有機密をゲートウェイに送信することによって回路交換接続を確立し;ゲートウェイが、その共有機密を確認した後に回路交換接続を確立できる、請求項31に記載のコンピュータプログラム製品。
  33. 第2の実行可能部が、ゲートウェイによって保持されているハンドオフ識別子に基づき、端末とゲートウェイの間に回路交換接続を確立する、請求項30に記載のコンピュータプログラム製品。
  34. 端末とゲートウェイの間のパケット交換接続の信号強度をモニターする第4の実行可能部をさらに備えており、
    パケット交換接続の信号強度があらかじめ決めた期間よりも長い時間にわたってあらかじめ決めた閾値よりも小さくなったとき、第2の実行可能部が回路交換接続を確立でき;端末とゲートウェイの間に回路交換接続が確立されたとき、第3の実行可能部が、端末とゲートウェイの間に確立されたその回路交換接続を、ゲートウェイと前記別の端末の間の回路交換接続と接続できる、請求項30に記載のコンピュータプログラム製品。
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