JP2006527940A - 会話型ベアラネゴシエーション - Google Patents

Abstract

通信システムの第１及び第２のノード間の呼を設定する方法であって、前記呼は、少なくとも１つの回線交換型アクセスネットワークと、パケット交換型バックボーンネットワークを経由し、前記ネットワークは少なくとも１つのメディアゲートウェイと相互接続されている。方法は、前記制御ノードにおいて、ホーム加入者サーバから、前記呼を前記回線交換型アクセスネットワーク内部で終端するメディアゲートウェイの制御を行うメディアゲートウェイ制御機能の識別情報を取得するステップを有する。前記第１のノードは前記メディアゲートウェイ制御機能から通知されたアクセス番号へ発呼し、呼設定手順の一部として、前記メディアゲートウェイ制御機能へ、前記呼を終端するために選択された前記メディアゲートウェイの前記識別情報を通信する。

Description

本発明は通信ネットワークにおいて、例えばリアルタイム音声及びビデオ情報の搬送に使用可能な回線交換会話型ベアラ(conversational bearer)の設定ネゴシエーションに関する。

ディジタルセルラ電話網は、伝統的に、回線交換チャネルに依存して音声通信のようなユーザトラフィックの搬送を行ってきた。回線交換チャネルは、あるＴＤＭＡチャネルにおいて、フレームあたり１スロットを割り当てることによって形成される。回線交換セッションは通話に対しては十分であることが実証されているが、本質的に”バースト的”な大量のデータを伝送するための効率的なメカニズムは提供していない。例えば、ウェブサーバからウェブページをダウンロードするための、回線交換セッションの設定は、結果としてコネクションをその大半の時間では待機状態にする一方、伝送するデータがある際には過負荷状態とする可能性が高い。

移動端末への高速なデータ転送を容易にするため、パケット交換データサービスがディジタルセルラ電話網に導入された。例えば、現在、多くのＧＳＭネットワークにはＧＰＲＳ(General Packet Radio Service)が導入されている。回線交換の呼とは異なり、あるユーザに対するＧＰＲＳセッション（ＰＤＰコンテクストと呼ぶ）は、あるＴＤＭＡチャネル上で、フレーム当たり１スロットを占有する必要がない。より正確には、ユーザが送受信データを有する場合にのみ、複数のスロットが用いられる。伝送するトラフィックがなければ、そのユーザにスロットは割り当てされない。送信すべき大量のデータがある場合には、フレーム当たり１つ又は複数のスロットがそのユーザに割り当てられる。

ＧＰＲＳはＴＤＭＡよりむしろＣＤＭＡに依存するであろう、３Ｇネットワークのような将来の第３世代ネットワークにおいて、利用可能になるであろう。回線交換セッションは、必ずしもエンドツーエンドではないにしても、少なくとも近い将来までの間は、３Ｇネットワークにおいて継続して提供されるであろう。より正確には、移動端末とネットワーク間のリンクは回線交換で、ネットワーク内及びネットワーク間では、（リアルタイムトラフィックの処理に十分な帯域を有する）高容量のパケット交換ネットワークを介してデータがルーティングされる。

将来は、パケット交換（アクセス）ドメインが、（例えば音声及びテレビ電話に関わる）リアルタイム情報ストリームを搬送可能となるだろうと予測されている。しかし、現時点におけるＧＰＲＳの伝送信頼度は、ユーザが期待するような品質での電話サービスを提供するには不十分である。そのため、回線交換サービスの継続提供がなされている（回線交換サービスの提供は、ＧＰＲＳの利用ができない古い移動端末装置へのサービスを継続するという需要からもまた必要となるだろう）。

パケット交換”ドメイン”を介したマルチメディアサービスの提供を促進するため、３Ｇ標準についての責任を負う３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership project)は、所謂ＩＰマルチメディアコアネットワークサブシステム（ＩＭＳ）を開発してきた。ＩＭＳはＧＰＲＳコアネットワークと通信し、ＩＰベースのマルチメディアサービスの提供に用いられる全ての要素を含んでいる。マルチメディアサービス用の基本プロトコルはＩＥＦＴセッション開始プロトコル（ＳＩＰ）である。ＳＩＰは、発呼者(calling perty)が、被呼者(called party)の現在のＩＰアドレスを発呼開始前に知らなくても、被呼者（ユーザ端末にインストールされた所謂ＳＩＰユーザエージェント、ＵＡ）へのパケット交換セッションを確立することを可能にする。ＳＩＰはセッションパラメータ（例えばサービス品質やコーデック）のネゴシエーションを含む、他の機能も提供する。

図１は、回線交換（ＣＳ）及びパケット交換（ＰＳ）アクセスネットワークを移動端末に提供する３Ｇネットワークを模式的に示す。図は、移動端末から、その回線交換アクセスネットワークを介して、パケット交換ネットワークへのアクセスのみを有するＰＣへの呼を示している。セッションは移動端末から電話番号をダイヤルすることで開始される。つまり、これによってホームネットワークと移動端末との間でＳＩＰシグナリングの交換は発生せず、また、ＳＩＰ ＵＲＬはＣＳドメイン上で転送できない。そのようなセッションが確立できるよう、宛先端末には通常の電話番号が割り当てられている必要がある。回線交換データとパケット交換データとの変換は、相互作用ゲートウェイ（ＧＷ）によって実行される。ＧＷはＳＩＰシグナリングを用い、ＰＣへのパケット交換セッションを確立する。ＰＣが利用するパケット交換ネットワークが、（例えばブロードバンドネットワークで）十分な帯域を有するものと仮定すると、呼はユーザに対し、音声及びビデオ用に十分なレベルの品質を与えるであろう。このシナリオでは、ホームオペレータのネットワークのＩＭＳは使用されない。

宛先端末に電話番号が割り当てられていることが必要なことに加え、図１のアーキテクチャにおいては、不利な点がさらにある。それは、宛先端末が、ＣＳアクセスネットワークを用いて会話型ベアラ(conversational bearer)が確立されていることを必ずしも知らないことである。宛先端末による、いくつかの追加（非会話型）ＰＳベアラを確立するための試みは、ゲートウェイがこのサービスを提供できないので、失敗するであろう。また、開始端末による、（非会話型）ＰＳベアラを確立するための試みは、宛先端末が既存の会話型ベアラと設定要求とを関連付けできないであろうため、失敗するであろう。

図２は、移動端末とＰＣとの間の呼が、移動端末に利用可能なＰＳアクセスネットワークを用いて確立されているシナリオを示す。呼はＩＭＳのＳＩＰサーバを用いて確立される。移動端末が利用可能なＰＳアクセスネットワークの帯域は狭いため、セッションはリアルタイム音声及びビデオデータを処理するのに必要な品質でない可能性が高い。この目的には、別個にＣＳベアラを確立すべきである。しかし、開始端末又は終端端末が相手のＳＩＰ ＵＲＬのみを知っており、電話番号を知らないかもしれないことを考えれば、この方法は容易でない。

ユーザは、回線交換の呼も、パケット交換の呼も、共通した信号インタフェースを用いて発信並びに受信したいと考えるであろう。しかし、現状の提案の元では、ＳＩＰを用いるパケット交換の呼を開始及び受信したいユーザは、例えば発呼する場合、被呼者のＳＩＰアドレス（例えばjohn@example.org）を入力し、ＤＴＡＰプロトコルを用いる回線交換の呼の開始及び受信を行いたい場合、例えば発呼したい場合には、被呼者の電話番号（例えば０１２３４５．．．）をダイヤルする。ネットワークオペレータもまた、パケット交換ドメインが、必要なサービスを提供するのに十分な程度改良がなされた際に、回線交換サービスからパケット交換ドメインへの移行が容易になるため、共通したシグナリングインタフェースを用いたいと考えるであろう。

本発明の第１の見地によれば、通信システムの第１及び第２のノード間で呼を設定する方法であって、前記呼は、少なくとも１つの回線交換アクセスネットワークと、パケット交換バックボーンネットワークを経由し、前記ネットワークは少なくとも１つのメディアゲートウェイと相互接続されており、
１）呼開始メッセージを前記第１のノードから前記第２のノードへ、制御ノードを介して、前記第１のノードが利用可能なパケット交換アクセスネットワークを通じて送信するステップと、
２）前記制御ノードにおいて、前記呼を前記回線交換アクセスネットワーク内部で終端するメディアゲートウェイの制御を行うメディアゲートウェイ制御機能の識別情報(identity)を、ホーム加入者サーバから取得するステップとを有する方法が与えられる。

好ましくは上記方法はさらに以下のステップを含む。
３）前記制御ノードから前記第１のノードへ、前記パケット交換アクセスネットワークを通じ、前記識別されたメディアゲートウェイ制御機能に関連付けされた回線交換アクセス番号を送信するステップと、
４）前記第１のノードから前記アクセス番号へ発呼し、前記呼を終端するために選択された前記メディアゲートウェイの前記識別情報を、呼設定手順の一部として前記メディアゲートウェイ制御機能へ通信するステップと、
５）前記回線交換の呼を、前記選択されたメディアゲートウェイで終端するステップと、
６）前記第１のノードから前記第２のノードへ、前記パケット交換型アクセスネットワークを通じて更新メッセージを送信し、前記メディアゲートウェイ制御機能が、前記更新メッセージへ、前記選択されたメディアゲートウェイのＩＰアドレスを組み込むステップ。

典型的なシナリオにおいて、セッションの設定に用いられるプロトコルはＳＩＰであり、前記制御ノードは、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）内部に位置するＳ−ＣＳＣＦ(Serving Call State Control Function)ノードである。前記呼開始メッセージは、前記メディアゲートウェイ制御機能の識別情報に続いて、前記Ｓ−ＣＳＣＦにより前記Ｓ−ＣＳＣＦノードから前記メディアゲートウェイ制御機能を介して前記第２のノードに送信されるSIP INVITEメッセージである。好ましくは、前記更新メッセージはSIP UPDATEメッセージである。

前記第１のノードへアクセス番号をシグナリングするステップは、前記メディアゲートウェイ制御機能における前記呼開始メッセージの受信に続いて、前記メディアゲートウェイ制御機能から前記第１のノードへ、前記Ｓ−ＣＳＣＦを介して、前記アクセス番号を含むSIP REFERメッセージを送信するステップを有しても良い。好ましくは、前記第１のノードから前記アクセス番号へ発呼するステップは、そのノードでの前記SIP REFERメッセージの受信に続いて自動的に実行される。

典型的には、前記第１及び第２のノードは回線交換及びパケット交換アクセスネットワークのそれぞれにアタッチされ、前記方法は、終端側において、前記第２のノードとそのノードに対して選択されたメディアゲートウェイとの間で回線交換の呼を確立するためにステップ２）から５）を実行するステップと、そのゲートウェイのＩＰアドレスを発呼側へ通知するためにステップ６）を実行するステップとを有する。別のアーキテクチャにおいては、前記第２のノードがパケット交換アクセスネットワークへのみアクセスを有し、前記メディアゲートウェイが前記第２のノードと直接パケットを交換する。

前記第１及び第２のノードの一方又は両方がユーザ端末であることが予想される。前記端末の１つはウェブサーバのようなサーバであって良い。

好ましくは、前記メディアゲートウェイ制御機能を特定するステップが、ホーム加入者システムから、前記第１のノードが現在アタッチされているスイッチの識別情報か、前記メディアゲートウェイ制御機能の識別情報のいずれかを受信するステップを有する。識別情報は、前記ホーム加入者サーバにより、前記第１のノードのSIP登録に引き続いて自動的に送信されても良い。

好ましくは、前記通信システムはセルラ無線通信システムであり、前記メディアゲートウェイ制御機能の前記識別情報は、前記制御ノードから前記ホーム加入者サーバへ送信されたクエリに応答して前記Ｓ−ＣＳＣＦにおいて受信され、前記クエリは前記呼開始メッセージの受信によりトリガされる。より好ましくは、前記ホーム加入者サーバは、加入者についての移動交換制御局位置情報をホームロケーションレジスタから受信する。

好ましくは、前記メディアゲートウェイへの前記呼の設定は、移動交換制御局により制御され、前記移動交換制御局は初期アドレスメッセージを前記メディアゲートウェイ制御機能へ送信するとともに、このメッセージが前記選択されたメディアゲートウェイの前記識別情報を含む。

本発明の第２の見地によれば、ＩＰマルチメディアサブシステムのＳ−ＣＳＣＦの操作方法であって、パケット交換アクセスネットワークを通じて、クライアント端末からSIP INVITEメッセージを受信するステップであり、前記INVITEが前記クライアント端末からの回線交換の呼の設定要求として特定されており、前記回線交換の呼を終端するために選択されるであろうメディアゲートウェイを制御するメディアゲートウェイ制御機能を特定するため、ホーム加入者サーバへクエリを送信するステップと、前記メディアゲートウェイ制御機能から前記クライアント端末へ、ＳＩＰメッセージをリレーするステップであり、前記ＳＩＰメッセージは前記メディアゲートウェイ制御機能に関連付けされ、前記クライアント端末が前記回線交換の呼を設定するために発呼すべき番号を含むことを特徴とする方法が与えられる。

本発明の第３の見地によれば、回線交換ネットワークとパケット交換バックボーンネットワークの間のユーザプレーンインタフェースを提供するメディアゲートウェイを制御するために用いられるように構成されたメディアゲートウェイ制御機能の操作方法であって、ＩＰマルチメディアサブシステムのＳ−ＣＳＣＦを介し、クライアント端末からSIP INVITEメッセージを受信するステップと、前記メッセージの受信に応答して、前記メディアゲートウェイ制御機能に割り当てられた番号のプールから、コールバック電話番号を選択するステップと、前記選択された番号を前記クライアント端末へ、SIP REFERメッセージ内で送信するステップと、その後の前記クライアント端末からの前記選択された番号への呼に応答するステップであり、前記呼の設定手順の一部として、前記呼を終端するであろう前記メディアゲートウェイの識別情報を受信するステップを含むステップとを有することを特徴とする方法が与えられる。

既存の電気通信ネットワーク及び、本発明で提案する電気通信ネットワークにおける、典型的な呼セッションシナリオを、図１及び図２を参照して上述した。

図３は、移動端末又は”ユーザ装置”（ＵＥ−Ａ）１のユーザが、３Ｇセルラ電話網２（加入者のホームネットワーク）の加入者である典型的なシナリオを模式的に示す図である。ＵＥ−Ａ１は、例えば３ＧＰＰ第５版(dual CS-IMS/PS)に規定されるようなデュアルモード端末である。ＵＥ−Ａを用いる加入者は、固有の加入者識別子（例えば国際移動電話加入者識別番号(IMSI)）により、ホームネットワーク２において特定され、このネットワークはその加入者の”ホーム”ネットワークと呼ばれる。ホームネットワークはＧＰＲＳ(General Packet Radio Service)コアネットワーク３及び回線交換コアネットワーク４を有する。いずれのコアネットワーク３，４も、共通のＵＭＴＳ無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）５を利用する。ＵＴＲＡＮに加え、或いはＵＴＲＡＮの代わりに、ＵＥはＧＥＲＡＮ(GSM/EDGE無線アクセスネットワーク）を介してコアネットワークと通信してもよい。

ＧＰＲＳネットワーク３の内部で、ＵＥ−Ａ１に関連する２つのノードを特定することができる。それらは在圏ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）６及びゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）７である。ＳＧＳＮ６の役割は、加入データ（識別情報及びアドレス）の維持並びに、ネットワーク内のＵＥ−Ａ１の位置追跡である。 ＧＧＳＮ７の役割は、加入情報及び割り当てされたＩＰアドレスの維持、並びにＵＥ−Ａ１がアタッチされているＳＧＳＮの追跡である。ＧＧＳＮ７はＩＰバックボーンネットワーク８に接続される（図にはセッションを示してないが、ＳＧＳＮもまたＩＰネットワーク８に接続されている。ＧＰＲＳネットワークのノード（ＧＧＳＮ及びＳＧＳＮを含む）間の通信及び、ＵＴＲＡＮ及びＧＰＲＳネットワークのゲートウェイノード間の通信は、ＩＰネットワーク８を介して行われる）。通常、ＵＥ−Ａ１は、電源が投入されると、自分自身をＧＧＳＮへ”アタッチ”する。そして、ＵＥ−Ａ１とＧＧＳＮ７との間にＰＤＰコンテクストが確立される。このコンテクストは、ＵＥ−Ａ１からＧＧＳＮ７へデータを伝送するための”パイプ”を提供する。このプロセスはＵＥ−Ａ１へのＩＰアドレスの割り当てを含む。通常、アドレスのルーティングプリフィックス部分は、ＧＧＳＮ７に割り当てられた固有のルーティングプリフィックスである。

図３にはまた、ＩＰベースのマルチメディアサービスをパケット交換ドメイン内で提供するのに必要な全ての要素を含み、移動端末と通信するＩＰマルチメディアコアネットワークサブシステム（ＩＭＳ）９が示されている。ＩＭＳ９によって提供される機能は３ＧＰＰによって説明されている。ＩＭＳ９は、１セットのノードから構成され、これらノードは、セット内のノード間で通信するほか、ＩＰバックボーンネットワーク８を介してＩＭＳ外のノードとも通信する（これらのセッションは図示していない）。ＩＭＳ９の内部には、Ｐ−ＣＳＣＦ(proxy call state control function：プロキシ呼状態制御機能)ノード１０及びＳ−ＣＳＣＦ(serving call state control function：サービング呼状態制御機能)ノード１１が示されている。ここでは（そうである必要はないが）、ＩＭＳがホームネットワーク２のオペレータに所有されているものと仮定する。ローミング加入者の場合、ＵＴＲＡＮ及びコアネットワークは言うまでもなく”在圏(visited)”ネットワークに属するであろう。Ｐ−ＣＳＣＦもまた在圏ネットワークに属するであろうが、Ｓ−ＣＳＣＦ及びＨＳＳ(Home Subscriber Server)はホームネットワークに属するであろう。加入者は、ＩＭＳ内部では、ＩＭＳサブスクリプションと固有の関係を有するＩＭＰＩ(IP multimedia private identity)によって特定される。

Ｓ−ＣＳＣＦ１１は、ＵＥについてのセッションコントロールサービスを実行し、サービスをサポートするため、セッション状態をホームネットワークオペレータの必要に応じて維持する。セッション中、Ｓ−ＣＳＣＦ１１が実行する主要な機能は、出入りする呼設定要求のルーティングである。Ｐ−ＣＳＣＦ１０が実行する主要な機能は、ＵＥ−Ａ１とホームネットワーク２のＩＭＳ９との間でＳＩＰメッセージをルーティングすることである。

ＵＥ−Ａ１はＧＰＲＳへアタッチした後、自らが使用すべきＰ−ＣＳＣＦの識別情報（即ち、ＩＰアドレス）を”発見”しなければならない。これは以下の方法の１つを用いて行われる。
１．ＤＨＣＰを用い、Ｐ−ＣＳＣＦのドメイン名及び、Ｐ−ＣＳＣＦ名を解決可能なドメインネームサーバ（ＤＮＳ）のアドレスをＵＥ−Ａに与える。
２．ＵＥ−ＡへのＰＤＰコンテクストアクティベーションシグナリング内で、Ｐ−ＣＳＣＦのアドレスを伝送する（この２番目の選択肢は、ＤＨＣＰをサポートしない端末に用いられる）。
そして、ＵＥ−Ａ１はＳ−ＣＳＣＦ１１に、自分の現在位置、すなわち、ＧＧＳＮに割り当てられたＩＰアドレスを、Ｐ−ＣＳＣＦ１０を介して通知する（この処理は、ＵＥ１のＳ−ＣＳＣＦに対する認証並びに逆方向の認証を必要とするとともに、固有の加入者識別情報を利用する）。Ｓ−ＣＳＣＦ１１は、この情報を、その後入来する呼をＵＥ−Ａ１へルーティングするために用いられるホーム加入者サーバ１２が利用できるようにする。

図３において、ＵＥ−Ｂ１３は、以下Ｂ加入者と呼ぶ加入者に属している。ＵＥ−Ｂ１３は、自身のホームネットワーク１４にアタッチしている。このネットワーク１４はＵＥ−Ａ１が用いるホームネットワーク２と対応しており、ネットワーク１４の構成要素であることを示すため、”ｂ”がサフィックスに付けられた同様の参照数字を用いる。以下の検討においては、ＵＥ−Ａ１又は”Ａ加入者”が、パケット交換ドメインを用いるＵＥ−Ｂ１３又は”Ｂ加入者”へ、マルチメディア呼を確立しようとしているものと仮定する。ＵＥ１はまず、SIP INVITEメッセージをＰ−ＣＳＣＦノード１０へ送信する。INVITEメッセージはＵＥ−Ｂ１３のＳＩＰアドレス（例えばjohn@example.org）及び、要求されるサービスの識別子を含んでいる。Ｐ−ＣＳＣＦノード１０は、INVITEメッセージをＳ−ＣＳＣＦノード１１へ転送する。

Ｓ−ＣＳＣＦ１１は、INVITEメッセージに指定され、要求されたサービスを用いるための、ＵＥ−Ａ１（又は、ＵＥ−Ａ１を使用している加入者）の権限を検証する。その後、Ｓ−ＣＳＣＦ１１は、ＵＥ−Ｂ１３のＩＰアドレスを特定しなければならない。これは、ＳＩＰアドレスとＩＰアドレスとをマッピングしたルックアップテーブルを用いて実施する。あるＳＩＰアドレスが与えられると、このテーブルは、対応する加入者の、”ホーム”ネットワークのＩＰアドレスを与える。特定されたＩＰアドレスは、INVITEメッセージを、Ｂ加入者のホームＩＭＳネットワーク９ｂのＳ−ＣＳＣＦ１１ｂへ転送するために用いられる。INVITEメッセージに含まれるＳＩＰアドレスを用いて、Ｓ−ＣＳＣＦ１１ｂはＵＥ−Ｂ１３の現在のＩＰアドレスを特定し、そのアドレスへINVITEメッセージを転送する。INVITEメッセージを受信すると、また、ＵＥ−Ｂ１３がその呼に応答するものと仮定すると、ＯＫメッセージがＵＥ−Ａ１へ返送される。通常このメッセージは２つのＳ−ＣＳＣＦ１１，１１ｂを介して送信される。ＯＫメッセージがＵＥ−Ａ１によって正しく受信されたことを確認するため、ＵＥ−Ａ１はメッセージを受信すると、ピアＵＥ−Ｂ１３へＡＣＫメッセージを返送する。ＵＥ−Ｂ１３が、予め定められた時間内にＡＣＫメッセージを受信しなかった場合、ＵＥ−Ｂ１３はＯＫメッセージを再送するであろう。

ＳＩＰは、移動端末間におけるＰＳセッションの確立で利用されるだけでなく、移動端末と固定端末との間や、固定端末同士の間でのＰＳセッションの確立にも利用されうる。例えば、移動加入者と、インターネットへのブロードバンドセッションを有する固定端末との間のＰＳセッションの確立にＳＩＰを用いることができる。

上述したように、ＵＥ１及び１３と、個々のＵＴＲＡＮとの間のパケット交換”リンク”の品質は、それら２つのピアＵＥ間又はＵＥの一方と固定端末との間における、呼に付随する音声及びビデオデータのようなリアルタイム会話型データの伝送には不適切なものであるかもしれない。そのため、ＵＥ１，１３の間、もしくはＵＥ１，１３とその回線交換コアネットワーク４，４ｂとの間で、回線交換の呼を設定する必要があるかも知れない。

図４は、これから説明するＣＳ呼設定手順に関連する、複数の機能的構成要素を示す図である。これはネットワークの開始側(initiating side)のみを考慮したものであるが、終端側(terminating side)も同様であることは理解されよう。図において、実線はシグナリングリンク、点線は音声情報リンクである。ＵＥ−Ａ１はアクセスネットワークのＭＳＣ１５にアタッチしている。ＭＳＣは、基地局サブシステム（ＢＳＳ）又は無線ネットワークコントローラ１９を介した、ＵＥ−Ａ１とメディアゲートウェイ（ＭＧｗ）１６との間の回線交換リンクの設定を制御する。ＭＧｗ１６は回線交換側と、ＩＰバックボーンネットワーク８を有するＩＰ側との間の相互動作を提供する。

ＭＳＣ１５は、適切なインタフェース（Ｈ．２４８）を介してＭＧｗ１６を制御するための機能を実装している。ＭＧｗは、メディアゲートウェイ制御機能（ＭＧＣＦ）１８に対し、別の制御インタフェースを有する。ＭＧＣＦは、（ＭＳＣが接続される）伝統的なＳＳ７シグナリングネットワークと、ＩＭＳ９との間のインタフェースを提供する。ＳＩＰシグナリングはＭＧＣＦ１８とＳ−ＣＳＣＦ１１との間でやりとりされる。Ｓ−ＣＳＣＦ１１及びＭＳＣ１５のいずれも、ＨＬＲ／ＨＳＳ１２とのインタフェースを有している。便宜上、図４では、ＰＳネットワークとＩＭＳを介したＵＥ−ＡとＳ−ＣＳＣＦとのコネクションを示していない。図４において、ＭＧＣＦとＭＳＣは別個のエンティティとして示されているが、実際には、これらは同じ場所に配置されても良い。逆に、ＨＬＲとＨＳＳは同じ位置に示されているが、個別のエンティティとして実装されても良い。

ＵＥが、自らのホームネットワークのＩＭＳへの継続中のＰＳドメインセッションを有しており、またＵＥは個々のＩＭＳドメインに登録されているものと仮定する。ＵＥ−Ａについて考えると、ＵＥで稼働しているＳＩＰユーザエージェント（ＵＡ）は、例えば登録の間に、既に自らのＳＩＰサーバ（通常はホームネットワークのＳ−ＣＳＣＦであろうが、在圏ネットワークのＰ−ＣＳＣＦであってもよい）に対し、ＰＳドメインを通じて会話型ベアラを確立すべきでないこと、ＳＩＰ ＵＡがそのようなベアラに対してはＣＳドメインを用いる（この要求はＵＥ−Ａに対するデフォルト設定であってよい）であろうことを通知している。とはいえ、ＰＳドメイン及びＳＩＰサーバは、ＣＳドメインを通じて会話型ベアラを設定するためのシグナリングを搬送するのに用いられる。なお、会話型ベアラがＣＳドメインを通じて設定されるべきであるとの要求が、既にＳＩＰサーバに知られていたり（例えば、その加入者に規定される”プロパティ”であるかもしれない）、ＳＩＰサーバがその要求を、ＵＥ−Ａがアクセスネットワークとして利用している在圏ネットワークから通知されていても良く、それによって、ＳＩＰ ＵＡが明示的にＳＩＰサーバへ伝える必要性を無くすことができることは理解されよう。

ネットワークオペレーティングの効率という観点からは、回線交換の呼を終端するために選択されるメディアゲートウェイ（ＭＧｗ）が、可能な限り無線アクセスネットワークのＲＮＣ／ＢＳＳの近く、すなわち、制御ＭＳＣのサービス範囲内に位置していること、また、開始側及び終端側において、いずれも物理的なＭＧｗがただ１つずつ存在することが重要である。図４に、このシナリオを示す。現在の手順によれば、回線交換の呼を終端するであろうＭＧｗを選択するエンティティはＭＳＣである。この選択は、発呼端末（この場合はＵＥ−Ａ）が、ＣＳ呼を開始するまで行われない。従って、Ｓ−ＣＳＣＦが、ＭＳＣによって選択可能なものと同じＭＧｗのセットを制御可能なＭＧＣＦを選択して、ＭＧｗの選択を部分的に予想することが重要である（１つのＭＧＣＦでは、オペレータのネットワークにおける全てのＭＧｗを制御することはできない。一般に、ＭＧＣＦは１つのＭＳＣと同じＭＧｗのセットを制御する）。もし、同じＭＧｗを制御していないＭＧＣＦを選択するＳ−ＣＳＣＦが用いられなくても、別のＭＧｗが呼の経路に導入されるであろう。この問題を考えるに当って、ＣＳドメインは既に使用(deploy)されているため、ＣＳドメインプロトコル及びアーキテクチャを拡張することは許されない点に注意することが大切である。一方、ＩＭＳプロトコル及びアーキテクチャについては、まだ使用されていないため拡張が可能である。

図５及び図６は、音声、ビデオ等を搬送するためのＣＳ呼の設定に関連するシグナリングを示す（SIP UPDATE要求に対する200 OK応答のような、一部の無関係なメッセージはシーケンス中に示されていない点に留意されたい）。これは、開始ＵＥ及び終端ＵＥが、各々のホームアクセスネットワーク及び各々のＳＩＰネットワークに既に登録されていることを仮定している。ＵＥ−Ａは、SIP INVITEメッセージを、責任を持つＳ−ＣＳＣＦに送信して呼設定手順を開始する。このINVITEメッセージは、宛先ＵＥ−ＢのＳＩＰアドレス（この場合は、”sip : john@example.org”）及び、ユーザが音声呼の確立を要求していることの指示を含んでいる。Ｓ−ＣＳＣＦは、この開始加入者についての音声呼は、ＣＳネットワークを通じて確立すべきであることを知っている。

Ｓ−ＣＳＣＦは、ＭＳＣがＣＳ呼を終端するために選択するであろうＭＧｗについての責任を負うＭＧＣＦを特定しなければならない。これを実現するためには以下の２つの選択肢がある。
ａ）プルモデル：Ｓ−ＣＳＣＦで受信される全てのSIP INVITE要求について、Ｓ−ＣＳＣＦが、ＨＳＳへ問い合わせて、在圏ＭＳＣ(serving MSC)の識別情報か、対応するＭＧＣＦアドレスを調べる。この方法は、呼設定に新たな遅延が加わるという欠点がある上、追加の問い合わせにより、Ｓ−ＣＳＣＦとＨＳＳの容量が削減される。
ｂ）プッシュモデル：ＳＩＰ登録時に、ＨＳＳがＳ−ＣＳＣＦへ在圏ＭＳＣ識別情報又は対応するＭＧＣＦアドレスを送信する。在圏ＭＳＣが変わることがあれば、ＨＳＳが新しい在圏ＭＳＣ識別情報又は対応するＭＧＣＦアドレスをＳ−ＣＳＣＦへプッシュするであろう。こちらの方が好ましい方法である。
ＭＧＣＦが特定されると、Ｓ−ＣＳＣＦはSIP INVITE要求をそのＭＧＣＦへルーティングすることが可能になる。

各側のＭＧｗは、（音声）パケットを送信すべき、相手方のＭＧｗの宛先アドレスを知る必要がある。これは、INVITEメッセージのＳＤＰに、（受信側において宛先アドレスとして利用されるべき）送信元ＩＰアドレスを含ませることにより実現することができるであろう。しかし、ここで説明する手順を用いた場合、（開始側ＭＧｗに割り当てられた）送信元ＩＰアドレスは、INVITEメッセージがＳ−ＣＳＣＦで受信されてからしばらく経たないと（ＭＧＣＦに）知らされない。設定処理の遅延を回避するため、ＵＥ−ＡはヌルＩＰアドレス(0.0.0.0)をINVITE要求のＳＤＰに挿入するとともに、ＵＥ−ＢはヌルＩＰアドレス(0.0.0.0)をSIP 183応答のＳＤＰに挿入する。メディアパケットを送信しなければならない実際のＩＰアドレスは、その後、ＭＧｗが選択されると交換される（SIP UPDATE要求）。

ＭＧＣＦは、INVITEメッセージを受信すると、ＣＳ呼のために電話番号を予約する。この番号は事前にＭＧＣＦに割り当てられた番号のプールから選択される。ＭＧＣＦはＵＥ−Ａに対し、指定された電話番号へ発呼するように言及したSIP REFERメッセージを、Ｓ−ＣＳＣＦを介してＵＥ−Ａへ送信する。このメッセージがＵＥ−Ａで受信されると、ＵＥ−Ａは指定された番号へ自動的に発呼する。ベアラ非依存呼制御（ＢＩＣＣ）プロトコルを（ＭＳＣ−ＭＧＣＦ間で）用いることで、逆方向ベアラ設定が可能であり、それによってＭＳＣはＭＧＣＦへのシグナリングより前にＭＧｗを選択する。ＭＳＣは、BICC IAMメッセージに、ＭＧｗ識別情報（BCU-Id)を含ませる。これにより、ＭＧＣＦはＭＳＣと同じＭＧｗを選択することが可能になる。ＭＧＣＦは入来するＣＳ呼をＳＩＰ呼と関連付けし、ＵＥ−ＡへCONNECTメッセージを返送してＣＳ呼に答える。ＭＧＣＦはＭＧｗからのＩＰ終端を予約する。

開始ＵＥはCONNECTメッセージの受信に続いて、SIP UPDATEメッセージを終端ＵＥへ送信する。ＭＧＣＦは、UPDATEメッセージを、終端側ＭＧＣＦを介して宛先ＵＥへ転送する前に、メッセージ中のＳＤＰを、実際のＭＧｗＩＰアドレス及びポート番号を含むように変更する。そのＭＧＣＦは、宛先ＩＰアドレスを特定し、関連づけされているＭＧｗへ通知する。終端側ＵＥから、INVITEに対するSIP 200 OKを受信すると、終端側ＭＧＣＦは関連付けされているＭＧｗへ、ＳＩＰレグとＣＳレグとを接続するように指示する。OKメッセージはＵＥ−Ａへ受け渡され、ＳＩＰ応答がＵＥ−Ｂへ返送される。そして、ユーザは通話を開始することが可能となる。

なお、終端側においても同様の手順が実行されることは理解されるであろう。それにより、開始側のＭＧＣＦは終端側で選択されたＭＧｗのＩＰアドレスを通知される。

本技術分野に属する当業者は、本発明の範囲内で、上述の内容に対して様々な変更を加えることが可能であることを理解するであろう。そのような変更の１つにおいて、コールバック番号は、SIP 183 Session Progressメッセージ中でＭＧＣＦからＵＥ−Ａへ伝送されても良い。終端側では、このコールバック番号を終端側ＵＥへのINVITEメッセージ中でＵＥ−Ｂに通信しても良い。この手順によれば、REFERメッセージを使用する必要が無くなる。

回線交換並びにパケット交換アクセスネットワークを通じ、電気通信システムの２つのピアノード間に確立されたセッションを示す図である。 回線交換並びにパケット交換アクセスネットワークのそれぞれを通じ、電気通信システムの２つのピアノード間に確立されたセッションを示す図である。 ピア移動端末間でＳＩＰを用いてパケット交換セッションを確立することを可能にするためのアーキテクチャを詳細に示す図である。 ２つのユーザ端末間の回線交換の呼の確立に関与する所定の機能的構成要素を示す図である。 、 パケット交換ネットワークを用いて設定シグナリングの搬送を行い、少なくとも一部が回線交換ネットワークを通るセッションを設定する際に関連するシグナリングを示す図である。

Claims (20)

1. 通信システムの第１及び第２のノード間の呼を設定する方法であって、前記呼は、少なくとも１つの回線交換アクセスネットワークと、パケット交換バックボーンネットワークを経由し、前記ネットワークは少なくとも１つのメディアゲートウェイと相互接続されており、前記方法が、
   １）呼開始メッセージを前記第１のノードから前記第２のノードへ、制御ノードを介して、前記第１のノードが利用可能なパケット交換アクセスネットワークを通じて送信するステップと、
   ２）前記制御ノードにおいて、前記呼を前記回線交換アクセスネットワーク内部で終端するメディアゲートウェイの制御を行うメディアゲートウェイ制御機能の識別情報を、ホーム加入者サーバから取得するステップとを有することを特徴とする方法。
2. ３）前記制御ノードから前記第１のノードへ、前記パケット交換アクセスネットワークを通じ、前記識別されたメディアゲートウェイ制御機能に関連付けされた回線交換アクセス番号を送信するステップと、
   ４）前記第１のノードから前記アクセス番号へ発呼し、前記呼を終端するために選択された前記メディアゲートウェイの前記識別情報を、呼設定手順の一部として前記メディアゲートウェイ制御機能へ通信するステップと、
   ５）前記回線交換の呼を、前記選択されたメディアゲートウェイで終端するステップと、
   ６）前記第１のノードから前記第２のノードへ、前記パケット交換型アクセスネットワークを通じて更新メッセージを送信し、前記メディアゲートウェイ制御機能が、前記更新メッセージへ、前記選択されたメディアゲートウェイのＩＰアドレスを組み込むステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記セッションの設定に用いられるプロトコルはＳＩＰであり、前記制御ノードは、ＩＰマルチメディアサブシステム内部に位置するＳ−ＣＳＣＦノードであることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記呼開始メッセージがSIP INVITEメッセージであることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記呼開始メッセージは、前記Ｓ−ＣＳＣＦにより、前記メディアゲートウェイ制御機能の識別情報に続いて、前記Ｓ−ＣＳＣＦノードから前記メディアゲートウェイ制御機能を介して前記第２のノードに送信されることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の方法。
6. 前記第１のノードへアクセス番号をシグナリングするステップは、前記メディアゲートウェイ制御機能における前記呼開始メッセージの受信に続いて、前記メディアゲートウェイ制御機能から前記第１のノードへ、前記Ｓ−ＣＳＣＦを介して、前記アクセス番号を含むＳＩＰメッセージを送信するステップを有することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第１のノードから前記アクセス番号へ発呼するステップは、前記第１のノードでの前記ＳＩＰメッセージの受信に続いて自動的に実行されることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記ＳＩＰメッセージがSIP REFERメッセージであることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の方法。
9. 前記更新メッセージがSIP UPDATEメッセージであることを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記第１及び第２のノードは、回線交換アクセスネットワーク及びパケット交換アクセスネットワークのそれぞれにアタッチされ、前記方法は、前記終端側において、前記第２のノードと前記第２のノードに対して選択されたメディアゲートウェイとの間で回線交換の呼を確立するためにステップ２）から５）を実行するステップと、前記メディアゲートウェイの前記ＩＰアドレスを前記発呼側へ通知するためにステップ６）を実行するステップを有することを特徴とする請求項２記載の方法。
11. 前記第２のノードがパケット交換アクセスネットワークへのみアクセスを有し、前記メディアゲートウェイが前記第２のノードと直接パケットを交換することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記第１及び第２のノードの一方又は両方がユーザ端末であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記制御ノードにおいて前記メディアゲートウェイ制御機能を特定するステップが、ホーム加入者サーバから、前記第１のノードが現在アタッチされているスイッチの識別情報か、当該スイッチに関連付けされた前記メディアゲートウェイ制御機能の識別情報のいずれかを受信するステップを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記識別情報は、前記ホーム加入者サーバにより、前記第１のノードのＳＩＰ登録に引き続いて自動的に送信されることを特徴とする請求項３記載の方法。
15. 前記通信システムがセルラ無線通信システムであることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記識別情報は、前記制御ノードによって前記ホーム加入者サーバへ送信された問い合わせに応答して受信され、前記問い合わせは、前記呼開始メッセージの受信によってトリガされることを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 前記ホーム加入者サーバは、加入者に対する移動交換制御局位置データを、ホームロケーションレジスタから受信することを特徴とする請求項１６記載の方法。
18. 前記メディアゲートウェイへの前記呼の設定は、移動交換制御局により制御され、前記移動交換制御局は、前記選択されたメディアゲートウェイの前記識別情報を含む初期アドレスメッセージを、前記メディアゲートウェイ制御機能へ送信することを特徴とする請求項１５又は請求項１７記載の方法。
19. ＩＰマルチメディアサブシステムのＳ−ＣＳＣＦを操作する方法であって、
    パケット交換アクセスネットワークを通じて、クライアント端末から、前記クライアント端末からの回線交換の呼の設定要求として指定されたＳＩＰ ＩＮＶＩＴＥメッセージを受信するステップと、
    前記回線交換の呼を終端するために選択されるであろうメディアゲートウェイを制御するメディアゲートウェイ制御機能を特定するため、ホーム加入者サーバへ問い合わせを送信するステップと、
    前記メディアゲートウェイ制御機能から前記クライアント端末へ、前記メディアゲートウェイ制御機能に関連付けされた番号であり、前記クライアント端末が前記回線交換の呼を設定するために発呼すべき番号を含んだＳＩＰメッセージをリレーするステップとを有することを特徴とする方法。
20. 回線交換ネットワークとパケット交換バックボーンネットワークの間のユーザプレーンインタフェースを提供するメディアゲートウェイの制御に用いられるように構成された、メディアゲートウェイ制御機能を操作する方法であって、
    ＩＰマルチメディアサブシステムのＳ−ＣＳＣＦを介し、クライアント端末からＳＩＰ ＩＮＶＩＴＥメッセージを受信するステップと、前記メッセージの受信に応答して、前記メディアゲートウェイ制御機能に割り当てられた番号のプールから、コールバック電話番号を選択するステップと、
    前記選択された番号を、前記クライアント端末へ、ＳＩＰメッセージ内で送信するステップと、
    その後の前記クライアント端末からの前記選択された番号への呼に応答するステップであり、前記呼の設定手順の一部として、前記呼を終端するであろう前記メディアゲートウェイの識別情報を受信するステップを含むステップとを有することを特徴とする方法。

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