JP3145261B2 - 電話ネットワークおよび通信方法 - Google Patents

電話ネットワークおよび通信方法

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JP3145261B2 JP33698694A JP33698694A JP3145261B2 JP 3145261 B2 JP3145261 B2 JP 3145261B2 JP 33698694 A JP33698694 A JP 33698694A JP 33698694 A JP33698694 A JP 33698694A JP 3145261 B2 JP3145261 B2 JP 3145261B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パケットスイッチング
分野に関し、特に、セルサイトと交換機の間、及びセル
サイトと他のセルサイトとの間のコード分割多重アクセ
スセルラサービスを実現する方法及びそのシステムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、本発明と同時に出願された本
出願人の整理番号９４０２８９に関連している。コード
分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）セルラ通信は、アナログ
セルラ通信システムの１０から２０倍の通話処理能力を
実現する。例えば、Ｑｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃ．（1055
5 Sorrento Valley Road,San Diego）から入手可能な”
An Overview Of The Application Of Code Division Mu
ltiple Access (CDMA) To Digital Cellular System An
d Personal Cellular Networks"（１９９２年５月２１
日付け）を参照。ＣＤＭＡシステムは、音声あるいはデ
ータを、スペクトル拡散信号を介しておよそ８Ｋｂｐｓ
の比較的低速なレートで移動ユニットとの間で送受信す
る。（例えば１６Ｋｂｐｓなどの他のレートもサポート
され得るが、このレートは接続ベースの電話産業標準レ
ートの６４Ｋｂｐｓより低いものである。）セルサイト
におけるトランシーバはスペクトル拡散信号を送受信
し、それらとＣＤＭＡデータパケットとの間の変換を行
なう。音声ハンドラは、標準的な接続ベースデジタルス
イッチングにおいて用いられているように、データパケ
ットと６４Ｋｂｐｓパルスコード変調（ＰＣＭ）ストリ
ームとの間の変換を行なう。（ＣＤＭＡセルラ通信は、
Ｑｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃ．から入手可能な”The Wide
band Spread Spectrum Digital Cellular System Dual
Mode Mobile Station Compatibility Standard"及び"CD
MA Digital Common Error Interface Standard"第１版
（１９９３年１０月）により詳細に記載されている。）
多くのＣＤＭＡシステムデザインにおいては、音声ハン
ドラはセルサイトに位置している。６４Ｋｂｐｓの回路
交換接続が、サーバ側交換機と公衆交換電話ネットワー
ク（ＰＳＴＮ）とを介してセルサイトとの間でＣＤＭＡ
データパケットを送受信するために設定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このシステムに関連す
る（そしてセルサイトと交換機との間の回路交換接続に
係る全てのセルラシステムに共通の）問題は、移動体が
セルからセルへと移動するにつれてセルサイトと交換機
との間の回路接続が破棄されて新たなセルサイトに対し
て再度設定されなければならないという点である。移動
体がセルからセルへ、そして交換機から交換機へと移動
するにつれて回路接続を切断して再設定することは、当
業者には”ハードハンドオフ”として公知である。ハー
ドハンドオフは、気付くようなクリック音及び／あるい
はサービスの中断としてユーザによって感知されるもの
である。この分野においては、セルからセルへ、及び交
換機から交換機へのハンドオフがユーザによって感知さ
れないような”ソフトハンドオフ”を実現することが望
ましい。
【０００４】ハードハンドオフの問題に対する一つの解
決方法は、ＡＴ＆Ｔからの、ファーウェル（Ｆａｒｗｅ
ｌｌ）らの名前による米国特許第５，１８４，３４７号
である（以下、ファーウェルとして参照する）。ファー
ウェルは、ＣＤＭＡパケットをセルサイトから音声ハン
ドラへ伝達するシステムを提供している。各々のセルサ
イトは、ＤＳ１インターフェースユニット、ローカルエ
リアネットワークバス、及びパケット処理ネットワーク
とからなるセル相互接続モジュールに対して接続されて
いる。移動体ユニットからのスペクトル拡散無線信号の
内容（音声あるいはデータ）は、最初にセルサイトにお
いてパケット化される。その後、パケットはパケット処
理ネットワーク宛としてセルサイトからＤＳ１回線を介
してＤＳ１インターフェースユニットに送出される。Ｄ
Ｓ１インターフェースユニットは、そのパケットを、パ
ケット処理素子に接続されたローカルエリアネットワー
クに伝達する。パケット処理素子は、パケット処理素子
アドレスを音声ハンドラアドレスに変換するテーブルを
有している。その後、パケットは光ファイバインターフ
ェースに対して送出され、光ファイバを介して拡張イン
ターフェースに送出される。拡張インターフェースは、
パケットを他のローカルエリアネットワーク上に伝達す
る。その後、パケットは、ローカルエリアネットワーク
から音声処理ユニットによって抽出される。
【０００５】ソフトハンドオフは、ファーウェルに係る
システムにおいては、移動体による、第二のセルサイト
の範囲内にいるという決定によって開始される。その移
動体から、第二のセルサイトを新たなセルサイトと指定
するハンドオフ要求メッセージが、移動体交換複合体宛
に送出される。その後、まず新たなセルサイトから既存
の音声ハンドラ宛のルートを選択し、その後新たな接続
のルートに沿って各々の素子に通知することによって、
交換機複合体を介した、音声ハンドラ宛の新たな経路が
設定される。その後、各々の素子は、それぞれのルック
アップテーブルに、通話を次の素子、従って最終的に音
声ハンドラに導くための適切な通話データを加える。そ
の後、音声ハンドラは、ほぼ同一のデータを含む２つの
パケットを受信し、（パケット中のデータの一部として
含まれている）より強い信号強度を有するパケットを選
択する。よって、同一の音声ハンドラが双方のセルに対
して用いられることになり、ハードハンドオフが回避さ
れる。このシステムはハードウエアが複雑であり、その
システムを介して各々の経路を設定したり切断したりす
るためにある程度の時間が必要である。なぜなら、全て
のルックアップテーブルに追加しなければならないから
である。
【０００６】ハードハンドオフの問題に関する第二の解
決法は、ヘマディ（Ｈｅｍｍａｄｙ）らの名前で１９９
３年３月３１日に出願された米国特許出願第０８／０４
０，８１９号（以下、ヘマディとして示される）に見出
される。ヘマディは、セルフルーティングパケット交換
機構を介してセルサイトトランシーバとデスティネーシ
ョンＰＳＴＮインターフェースとの間でパケットをリレ
ーするシステムを提供する。セルサイトからのパケット
には、交換局内に位置するデスティネーションＰＳＴＮ
インターフェース（音声ハンドラ）の独自のルーティン
グアドレスが含まれている。パケットは、セルサイトに
おけるレシーバによってスペクトル拡散無線信号の内容
を含めて構成され、パケットパイプにおいてホスト交換
システムのパケット交換機宛送出される。パケット交換
機におけるパケットハンドラはパケットを受信し、パケ
ットパイプをデマルチプレクスしてパケットをパケット
バスへと転送する。その通話に関して割り当てられたデ
スティネーションＰＳＴＮインターフェースは、パケッ
トバス上のパケットに含まれるアドレスを認識してパケ
ットを処理する。移動体がセルからセルへ、そしてある
交換機に対して接続されたセルから他の交換機に対して
接続された新たなセルへと移動するにつれ、新たなセル
サイトにはその通話に対して元々割り当てられていたデ
スティネーションＰＳＴＮインターフェースのアドレス
が通知され、新たなセルはそれ自体のパケットパイプ
を、同一のアドレスを用いてデスティネーションＰＳＴ
Ｎインターフェース宛にパケットを送出するために用い
る。移動体があるセルから他のセルへと移動する期間、
デスティネーションＰＳＴＮインターフェースは双方の
セルサイトからパケットを受信し、最良の質を有するパ
ケットを選択する。このシステムは、ファーウェルの記
述に係る回路交換接続やテーブルの更新などを必要とし
ない。しかしながら、このシステムは、それらを介して
パケットが送出されることになる各々の交換機において
パケットを処理するための高価なハードウエアを必要と
する。
【０００７】これらのシステムは、双方とも、セルサイ
トがそのセルサイトの近傍に位置する移動体電話交換局
（ＭＴＳＯ）に接続されていることを必要とする。各々
のセルサイトは、通話を含むパケットが翻訳されうる場
所であるＭＴＳＯに対して、基幹回線によって接続され
ていなければならない。さらに、これらのシステムは、
セルサイトからＭＴＳＯへの専用パケットパイプ、ＭＴ
ＳＯにおいてパケットパイプを受信するためのデジタル
機器、パケットパイプをパケット交換ユニット宛に導く
タイムスロットインターチェンジ及びパケットパイプか
らパケットを処理して回復しそのパケットをそれらのデ
スティネーション宛でパケットバス上に出力する特別な
回路基板を必要とする。これらのハードウエアは、全
て、上述のシステムがそれぞれ対応する従来技術に係る
ものよりも優越して機能させるＣＤＭＡパケットがセル
フルーティング場居合に到達する以前に要求される。
【０００８】さらに、これらのシステムは、双方とも、
移動体通話を受信する発信セルサイトに最も近い局に位
置する音声ハンドラあるいはＰＳＴＮインターフェース
を選択する。これらの音声ハンドラは、ＰＳＴＮを介し
て交換され得るように、ＣＤＭＡを６４Ｋｂｐｓのレー
トに変換する。ＰＳＴＮデスティネーションが国土を横
断するものである場合には、長距離ネットワークを横断
する６４Ｋｂｐｓのチャネル及び関連する費用の全てが
必要となる。
【０００９】これら２つのシステムのいずれもが第一の
ＣＤＭＡ移動体システムから第二のＣＤＭＡ移動体シス
テムへ通話を転送しない。前述されているように、ＣＤ
ＭＡデジタルパケットは８Ｋｂｐｓのレートでブロード
キャストされる。これらのパケットは、交換機に到達す
ると、交換機によって処理され得るように音声ハンドラ
によって６４Ｋｂｐｓのレートに変換される。移動体−
移動体間通話に関しては、ＣＤＭＡシステム上でブロー
ドキャストされるために、６４Ｋｂｐｓのパケットが再
び８Ｋｂｐｓのパケットに変換されなければならない。
あるフォーマットから他のフォーマットへ変換を行なう
たびに、パケット中の符号化された音声あるいは他の信
号の品質が劣化する。
【００１０】それゆえ、当該技術分野における問題点
は、セルラ無線データをそのデスティネーションへ、そ
のデスティネーションがＰＳＴＮであろうが他のセルラ
システムであろうがそれには関わりなく、交換機に対す
る付加的ハードウエアを追加することあるいはデータの
多重変換を付加することなく、直接転送することが可能
なシステムが存在しないことである。さらなる問題点
は、８Ｋｂｐｓパケットを６４Ｋｂｐｓパケットに変換
する前に最終的なデスティネーション近傍のポイントま
で転送するシステムが存在しないことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、無線信号を表
現しているパケット化されたデータを、セルサイトとの
間、及びデスティネーション交換システムとの間で、よ
り速いレートで伝達するために再びパケット化する高速
パケットネットワークを介して伝達するシステム及び方
法に関する。各々のセルサイトは、無線信号からのデー
タを再パケット化し、かつ再パケット化されたデータを
そのデスティネーション宛に送信するインターフェース
を有している。デスティネーションは交換機における伝
達ポイントであるうるものであり、再パケット化された
データを電話ネットワークによって用いられ得るものに
変換する。
【００１２】あるいは、デスティネーションは他のセル
サイトであることが可能であり、このセルサイトはデー
タをパケットから抽出して他の無線通信デバイス宛に無
線信号を再送信する。よって、移動体−移動体間通信
は、交換機を用いなくても実現され得る。各々のセルサ
イトからのデータは、交換機あるいは受信側セルサイト
において変換されるデータは圧縮された音声キャラクタ
を保持しており、高速パケットネットワークゆえに、そ
れがいずれのセルサイトからのものであるかには拘ら
ず、単一のデスティネーション宛に送出され得る。
【００１３】さらに、本発明は、８Ｋｂｐｓの圧縮され
た音声パケットがネットワーク全体にわたって送信され
ることを許可し、最終デスティネーションが地上局回線
である場合には、その最終デスティネーションに近接し
た交換機において６４Ｋｂｐｓに変換されることを許可
することによって、動作費用が低減される。最終的なデ
スティネーションが他の移動体ユニットである場合に
は、６４Ｋｂｐｓの変換は必要とされない。このことに
よって、移動体−移動体間の通信に係る音声の品質を向
上させる。
【００１４】
【実施例】交換システム内のセルサイト間あるいは他の
セルサイトとの間でデジタルセルラデータを通信するシ
ステム例が、図１に示されているように、移動体電話交
換システムと公衆交換電話ネットワークに関連して記述
される。図１は、２つのＣＤＭＡセルラ領域１０及び１
２を有している。これらのＣＤＭＡ領域は分離している
ように示されているが、より大きな一つのＣＤＭＡセル
ラシステムの一部でもよい。各々のＣＤＭＡセルは、セ
ルサイト、例えばセルサイト１４−２０、を有してい
る。セルサイト１４−２０は、前述されたスペクトル拡
散通信によって、その個々のセル内の移動体電話との間
でＣＤＭＡ無線信号の送受信を行ない、無線信号の通信
内容を電子データに変換し、その後それらがパケット化
される。セルサイト１４−２０の各々は、（破線で示さ
れた）データ回線を介して通話管理プロセッサ（ＥＣ
Ｐ）６と通信する。ＥＣＰ６は、Ｔｈｅ Ｂｅｌｌ Ｓ
ｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ第５
８巻第１号（１９７９年１月）に記載されていて当業者
には公知であるように、その関連しているセルラシステ
ム１０及び１２における全ての通話を監視する。ＥＣＰ
６はＡＴＭネットワーク２２に対して接続されているよ
うに示されているが、個別に接続されたＥＣＰネットワ
ークでもかまわない。
【００１５】従来技術の教えるところに従って、全ての
セルは、例えばＴ１基幹回線などのハードラインによっ
て移動体電話交換局に接続されている。図１は、セルサ
イト２０に対して接続されたＭＴＳＯ２１を示してい
る。セル１５内の移動体との間の全ての通信は、従来技
術に従って、ＭＴＳＯ２１を通過しなければならない。
さらに、ＭＴＳＯ２１は、移動体通話をそれらのデステ
ィネーションに分配するために、ＰＳＴＮ４６及び／あ
るいはＡＴＭネットワーク２２の機能全てを含まなけれ
ばならない。それゆえ、ＭＴＳＯ２１は、セルサイトか
らの移動体通話を終端してそれらを分配するために必要
となる付加的なハードウエアを有する交換機の特別な場
合とみなすことができる。
【００１６】それに対して、本発明の一実施例において
は、セルサイト１４−２０は非同期転送モード（ＡＴ
Ｍ）ネットワーク２２に接続されている。ＡＴＭネット
ワーク２２は、本発明に従う高速ネットワークの一例で
ある。以下に図３に関連して記述されるように、セルサ
イトは、ＣＤＭＡデータパケットを再パケット化してそ
れらをＡＴＭネットワーク２２を介してデスティネーシ
ョン宛に送出するＡＴＭインターフェースを有してい
る。ＡＴＭネットワーク２２は、本発明に従ったセル１
４−２０からのＣＤＭＡトラフィックと共にビデオ及び
データを含むパケットトラフィックの複数個のソース及
びデスティネーションに対して接続されている。
【００１７】ＡＴＭネットワーク２２は、さらに、交換
機２４及び２６によって表現されている複数個の電話交
換局に対しても接続されている。交換機２４及び２６
は、以下に図２に関連して記述されるようにセルラ及び
ワイヤーライントラフィックの双方に対してサービスを
行なうものであり、特別なＭＴＳＯタイプの交換機であ
る必要はない。交換機２４及び２６は、公衆交換電話ネ
ットワーク４６、及びパケット交換ユニット２８及び３
０を介してＡＴＭネットワーク２２にそれぞれ接続され
ている。
【００１８】本発明の一実施例に従うパケット交換ユニ
ット（ＰＳＵ）２８及び３０は、それぞれパケットアク
セスインターフェース（ＰＡＩ）３２及び３４と音声ハ
ンドラ３６及び３８を有している。ＰＡＩ３２及び３４
と音声ハンドラ３６及び３８は、それぞれパケットバス
４０及び４２に接続されている。音声ハンドラは、当業
者には”エンドポイント”として公知である。同様の
（あるいは相異なった）機能を実行する他のエンドポイ
ントもパケットバスに接続されうるが、図を簡潔にする
ために示されていない。パケットバス及びそれに接続さ
れたエンドポイントは”パケットコミュニティ”と呼称
される。ＰＡＩ３２は、ＡＴＭネットワーク２２を介し
て交換機２４によってＡＴＭネットワーク２２を介して
通信されたデータに関してＡＴＭネットワーク２２との
間でＡＴＭパケットの送受信を行なう。
【００１９】本発明の一実施例に従って、移動体電話４
４が、ＰＳＴＮ４６内の地上電話に対してセル２におい
て通話を開始する。この実施例においては、パケット交
換ユニット２８内のパケットバス４０には単一あるいは
複数個の音声ハンドラが接続されている。ＣＤＭＡ通話
が移動体４４とセルサイト１４との間で設定される。Ｅ
ＣＰ６は、その通話が地上回線宛のものであることを決
定し、地上回線のデスティネーションに近接した音声ハ
ンドラをその通話に対して割り当てる。（最終的なＰＳ
ＴＮデスティネーションに最も近接した交換機２４内
の）音声ハンドラ３６がその通話に対して割り当てら
れ、以下に図３に関連して記述されるように、音声ハン
ドラ３６を記述する独自の２ポートアドレス及びＡＴＭ
デスティネーションアドレスがセルサイト１４に対して
与えられる。
【００２０】ＣＤＭＡ信号は、セルサイト１４（あるい
はセルサイト１６などの別のセルサイト）に到達する
と、パケット化されて音声ハンドラの２ポートアドレス
がそれに付加される。これらのパケットは、ＡＴＭネッ
トワーク２２上で伝達されるように、伝達プロトコルと
共に再パケット化される。ＡＴＭネットワーク２２は、
パケットアドレスを読み取り、そのパケットを適切なパ
ケットアクセスインターフェース、この実施例において
はＰＡＩ３２、宛に伝達する。ＰＡＩ３２は、ＡＴＭネ
ットワーク２２からパケットを受信し、ＡＴＭペイロー
ドかパケットデータを抜き取る。その後、パケットデー
タはパケットバス４０に出力される。音声ハンドラ３６
はバス４０をモニタし、パケットが音声ハンドラ３６宛
のものであることを認識する。その後、音声ハンドラは
パケットをバス４０から抜き取り、データを６４Ｋｂｐ
ｓＰＣＭに翻訳し、それを公衆交換電話ネットワーク４
６を介して送信して地上回線デスティネーション宛に送
出する。
【００２１】図２には、交換機２４がより詳細に示され
ている。具体的には、交換機２４は、１９８６年３月２
７日付けのエム・ダブリュ・ベックナー（Ｍ．Ｗ．Ｂｅ
ｃｋｎｅｒ）らによる米国特許第４，５９２，０４８号
に記載されたシステムのような、分散制御ＩＳＤＮ電話
システムである。あるいは、交換機２４は、ＡＴ＆Ｔ社
製の、ＡＴ＆Ｔ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ
第６４巻第６号（１９８５年７月／８月）第１３０３−
１５６４頁に記載された５ＥＳＳ(R)などの分散制御デ
ジタル交換機である。交換機２４の各々のアーキテクチ
ャは、ハブとしての通信モジュール２０２、交換モジュ
ール２０４、他の交換モジュール（図を簡潔にするため
に図示せず）、及びそれらに対する管理モジュール２０
６を有している。交換モジュール２０４は、回線ユニッ
ト２０８を介してアナログ及び／あるいはデジタル加入
者回線を、及び基幹回線ユニット２１０を介してアナロ
グあるいはデジタル基幹回線を、それぞれ終端してい
る。基幹回線ユニット２１０は、公衆交換電話ネットワ
ーク４６との間の通信を実現する。管理モジュール２０
６は、交換機及びヒューマンマシンインターフェースの
機能要素の調整を実現する。交換ユニット２０４は、タ
イムスロットインターチェンジユニット（ＴＳＩＵ）２
１２及びパケット交換ユニット２８を有している。ＴＳ
ＩＵ２１２は、交換モジュール２０４内のユニット間で
の６４ＫｂｐｓＰＣＭの６４Ｋｂｐｓクリアチャネルへ
のインターチェンジを実現する。交換モジュール２０４
は他のユニットも含みうるが、図を簡潔にするために図
示されていない。
【００２２】図１において、パケットは、ＡＴＭネット
ワーク２２からＰＡＩ３２に到達し、そこでＡＴＭセル
のペイロードから抜き取られる。その後、必要な場合に
はそのパケットはフルＣＤＭＡパケット長に再アセンブ
ルされ、パケットバス４０上に送出される。その後、音
声ハンドラ３６はそれ自体宛の２ポートアドレスを認識
し、パケットをパケットバス４０から抜き取る。音声ハ
ンドラ３６はＣＤＭＡデータパケットを６４ＫｂｐｓＰ
ＣＭに変換するように処理し、そのデータをタイムスロ
ットインターチェンジユニット２１２宛に送出する。
【００２３】パケット交換ユニット２８は、例えば音声
ハンドラ３６、２１４及び２１６を含む複数個の音声ハ
ンドラを同時にサポートする。音声ハンドラ２１６は、
ＴＳＩＵ２１２を介して回線ユニット２０８及び電話２
１８への接続を有するように示されている。音声ハンド
ラからのあらゆる接続は、ＴＳＩＵ２１２を介して２０
８等の回線ユニット及び基幹回線ユニット２１０へなさ
れる。標準的なデジタル交換機に対して付加されている
唯一のハードウエアは音声ハンドラであり、セルサイト
に対して有線接続されているＭＴＳＯよりもはるかに費
用を節約することが可能である。
【００２４】ソフトハンドオフは、図１に示されている
システムを用いることによって容易に実現され得る。前
述の例に関しては、移動体４４がセルサイト１４によっ
てＡＴＭ２２を介してＰＡＩ３２に接続されており、Ｐ
ＡＩ３２はパケットデータをパケットバス４０上に出力
して音声ハンドラ３６を介して公衆交換電話ネットワー
ク４６に接続された電話へ伝達する。
【００２５】移動体４４がセルサイト１６によってサー
ビスされているセル４内に移動すると、セルサイト１６
は、当業者には公知の様式でパイロット信号を検出し、
ハンドオフを要求する。それがＥＣＰ６に通知され、Ｅ
ＣＰ６はその通話に関するデータをセルサイト１６宛に
送出する。この通話データにはＰＡＩ３２及び音声ハン
ドラ３６のデスティネーションアドレスが含まれてお
り、セルサイト１６はデータを再パケット化し、ＡＴＭ
ネットワーク２２を介してＰＡＩ３２へ、そして最終的
には音声ハンドラ３６へ送出する。ＥＣＰ６は、音声ハ
ンドラ３６に、双方のセル１４及び１６宛にデータを送
出すべきである旨を通知する。この時点では、セルサイ
ト１４及び１６の双方が移動体４４からのスペクトル拡
散信号を受信し、その信号からのデータをパケット化
し、そのデータをＡＴＭセルに再パケット化してそのＡ
ＴＭセルをＡＴＭネットワーク２２に送出する。ＰＡＩ
３２は、同一（あるいはほぼ同一）のデータを含む双方
のパケットを受信し、ＡＴＭセルからパケットを抜き取
り、再びアセンブルしたＣＤＭＡパケットをバス４０上
に送出する。その後、音声ハンドラ３６は双方のパケッ
トを受信し、ＣＤＭＡパケット中に符号化された信号強
度表示を用いていずれのパケットを処理してＰＳＴＮ４
６へ送出すべきかを決定する。
【００２６】ＰＳＴＮ４６から音声ハンドラ３６に到達
する情報は、ＣＤＭＡパケットにパケット化され、複製
されて、ＥＣＰ６から送出されたデータを用いてセルサ
イト１４及び１６の双方に向けられる。これらのパケッ
トはバス４０上に出力され、ＰＡＩ３２によって受信さ
れてＡＴＭセルに再パケット化され、ＡＴＭネットワー
ク２２を介してセルサイト１４及び１６へ送出される。
セルサイト１４及び１６はＣＤＭＡパケットデータを分
解してデータを抽出し、ＣＤＭＡパケットデータをスペ
クトル拡散信号に変換してそのデータを移動体４４宛に
送出する。移動体４４は、いずれのパケットがより強い
信号強度表示を有しているかを決定し、そのパケットを
分解してデータを抽出する。実際、移動体４４がセル４
へ移動すると、セルサイト１４での信号強度はスレッシ
ョルド以下に低下する。そのことがＥＣＰ６に通知さ
れ、ＥＣＰ６はデスティネーション１４を音声ハンドラ
３６のリストから削除し、通話データをセルサイト１４
から削除する。このシステムによって、ＭＴＳＯ２８を
介した新たな接続を設定あるいは破棄することなく、あ
るいは通話を一つの交換機から別の交換機へ転送するこ
となく、ソフトハンドオフが達成される。よって、ユー
ザが認識できるようなクリック音あるいは不連続は存在
しない。
【００２７】さらに、移動体は国土を横断して移動し得
る。例えばセル２がニュージャージー州にあり、セル１
５がイリノイ州にある場合である。一般に、通話を処理
しつつある音声ハンドラが通話のデスティネーションに
最近接している場合にはより少ない交換資源が用いられ
るだけで済む。例えば、ＰＳＵ２８における音声ハンド
ラが通話のデスティネーションの同一電話局の一部であ
り得る。移動体４４がセルラシステム１０からセルラシ
ステム１２に移動する、例えばセルサイト２０に係るセ
ル１５に移動すると、移動体４４はパイロット信号を受
信して前述されているように通話ハンドオフを開始す
る。セルサイト２０は、デスティネーションパケット情
報を要求してＥＣＰ６とコンタクトする。その後、セル
サイト２０は、再パケット化されたデータのＡＴＭ２２
への伝達を開始し、ＡＴＭ２２はパケットを都市地域あ
るいは国土を横断して伝達する。これらのパケットはＰ
ＡＩ３２へ伝達され、音声ハンドラ３６において変換さ
れて、前述されているようにＰＳＴＮ４６内のデスティ
ネーション電話に対して伝達される。よって、上記本発
明の実施例は、”長距離”伝送費用の逓減を実現する”
長距離”セルラ交換ネットワークに関して用いられ得
る。
【００２８】図３は、図１及び２の実施例に対して適用
された、本発明に係るパケットアドレシングシステムを
示すブロック図である。パケット１００は、ＣＤＭＡセ
ルサイトにおいて生成された電子データパケットをその
まま含んでいる。パケット１００は、デスティネーショ
ンアドレス１０４とＣＤＭＡパケットに対するデータ部
分１０１とを有している。デスティネーションアドレス
１０４は、パケットコミュニティと呼称されるデスティ
ネーションパケット交換機番号１０６、及びパケットコ
ミュニティ内のエンドポイントを指し示すユニット番号
１０７の２つのフィールドを有している。このアドレス
は、通話設定の間に割り当てられ、ＥＣＰ６によって、
前述されているように移動体がセルからセルへ移動する
につれてセルラシステム全体にわたって伝達される。
【００２９】図１の実施例においては、セルサイト１４
はパケットコミュニティによって要求されるプロトコル
が存在すればそれを追加し、ＣＤＭＡデータパケットを
パケットデータに変換する（図３）。この例において
は、パケット交換機番号フィールド１０６はパケット交
換機コミュニティ２４の番号である。ユニット番号フィ
ールド１０７はエンドポイント音声ハンドラ３６に関連
している。
【００３０】その後、セルサイト１４はパケット１０５
を一つあるいは複数個のＡＴＭセル１１０に挿入する。
このことには、図示されているようにデータ部分１０１
が単一のＡＴＭセル１１０に対しては長すぎる場合に、
ＡＴＭペイロードのサイズにしたがってデータを複数個
の部分に分割することが含まれる。その後、セルサイト
１４は、コミュニティアドレスフィールドをＡＴＭセル
１１０のＡＴＭセルヘッダ１０８に配置する。
【００３１】セルサイト１４がＡＴＭセル１１０をＡＴ
Ｍネットワーク２２へ伝達した後、ＡＴＭネットワーク
はＡＴＭセルをＰＡＩ３２へ伝達する。するとこのＰＡ
Ｉ３２は、データをパケット１０５に再アセンブルする
ためにＡＴＭ伝達レイヤを抜き取り、それをバス４０上
に送出する。音声ハンドラ３６は、そのデスティネーシ
ョンエンドポイント番号及びパケットコミュニティ番号
を認識してパケット１０５を受信する。このようにし
て、パケット化されたデータは、最初のパケットを遅延
させることなく、コネクションレス伝達システム全体に
わたって送出される。さらに、ルーティング情報がパケ
ットを扱うあらゆるノードにストアされるのではない。
【００３２】図４は、本発明に係る移動体−移動体間通
話の実施例を示すブロック図である。図４には、第一の
セルラシステム４０２を経路４０４に沿って移動する移
動体電話４００が示されている。この例においては、移
動体４００は、第二のセルラシステム４０８を経路４１
０に沿って横断している移動体４０６に対して通話を設
定する。双方のセルラシステム４０２及び４０８内の全
てのセルはＡＴＭネットワーク４１２に接続されてい
る。ＡＴＭネットワーク４１２は、破線によって示され
た回線を介して通話管理プロセッサ（ＥＣＰ）ネットワ
ーク４１４に接続されている。ＥＣＰネットワーク４１
４は、セルラシステム４０２及び４０８に係る全ての通
話を監視し、各々のセルサイトのＡＴＭデスティネーシ
ョンアドレスを認識している。セルラシステム４０２は
複数個のセル４１６−４２４を有しており、セルラシス
テム４０８はセル４２８−４３８を有している。セル４
１６−４２４と４２８−４３８の各々の内部にはそれぞ
れ通話を処理するセルサイト４４０−４４８及び４５０
−４６０が存在する。各々のセルサイトには、以下によ
り詳細に記述されるフレームセレクタ４６２が存在して
おり、セルサイトの無線範囲内に位置する移動体に係る
通話を監視している。
【００３３】移動体４００がセルラシステム４０２を経
路４０４に沿って移動する際に、セル４１６において移
動体４０６への移動体−移動体間通話を開始する。セル
４１６内のセルサイト４４０は通話の発生をＥＣＰ４１
４に報告し、ＥＣＰ４１４はそのデータをストアし、そ
の通話が他の移動体に対するものであることを認識し、
セル４２８内の移動体４０６の位置を確認する。通話に
関するデータがセルサイト４４０及び４５０宛に送出さ
れ、それぞれのセルサイト（この例の場合には４４０及
び４５０）に関連しているフレームセレクタ４６２内に
ストアされる。このデータには、その通話に接続された
他方のセルサイトのＡＴＭデスティネーションアドレス
が含まれている。移動体４００からの信号がセルサイト
４４０に到達すると、それらはパケット化されてセルサ
イト４５０の独自の２パートアドレスが、図３に関連し
て記述されたように追加される。その後パケットは再パ
ケット化され、ＡＴＭセルのペイロードに挿入され、セ
ルサイト４６０のＡＴＭアドレスが追加されて、ＡＴＭ
ネットワーク２１４を介してセルサイト４５０へ送出さ
れる。セルサイト４５０においては、パケットがＡＴＭ
セルから抜き取られ、ＣＤＭＡスペクトル拡散信号に変
換されて移動体４０６に向けて送出される。同様に、移
動体４０６からのＣＤＭＡ信号はスペクトル拡散方式に
よってセルサイト４５０において受信され、その内容が
電子データに変換され、セルサイト４４０のＡＴＭアド
レスが与えられてセルサイト４４０宛にＡＴＭネットワ
ーク４１２を介して送出されるＡＴＭセル内に配置され
る。セルサイト２２０においては、前記電子データがフ
ォーマットされてＣＤＭＡスペクトル拡散信号に変換さ
れ、移動体４００宛に送出される。この際、ＣＤＭＡの
サブレート８ＫＨｚ信号は６４ＫＨｚＰＣＭに変換され
ず、交換通話に関して前述されているように、ＣＤＭＡ
パケットに戻される。このことによって、相異なったフ
ォーマット間の多重変換が回避され、より少ないネット
ワーク資源を用いつつ信号品質が保持される。
【００３４】以下に、移動体４００がセル４１６からセ
ル４１８へ移動する場合のソフトハンドオフが記述され
る。移動体４００がセルラシステム４０２を経路４０４
に沿って横断する場合、セル４１６とセル４１８との間
の境界にいずれ到達する。（前掲のＣＤＭＡ参考文献に
従って）当業者には公知であるが、移動体４００はセル
サイト４４２からのパイロット信号を検知し、その信号
強度をモニタする。信号強度が所定のスレッショルドに
達すると、移動体４００は識別メッセージをセルサイト
４４２宛に送出し、ハンドオフトランジション期間を開
始するハンドオフリクエストを行なう。セルサイト４４
２は、移動体４０６に関する通話情報をＥＣＰ４１４に
要求する。ＥＣＰ４１４は、移動体４０６に係るデステ
ィネーションセルサイト、すなわちセルサイト４５０、
のＡＴＭアドレスをセルサイト４４２宛に伝達する。そ
の後、セルサイト４４２は移動体４００からのＣＤＭＡ
スペクトル拡散信号の内容のセルサイト４５０宛の送出
を開始する。
【００３５】セルサイト４５０は、フレームセレクタ４
６２において、セルサイト４４０及び４４２の双方から
送信されたＡＴＭセルを受信する。その後、フレームセ
レクタ４６２は、最強の信号を有するセル（前掲の参考
文献に記述されているように、信号強度はあらかじめＣ
ＤＭＡ信号中に符号化されている）を選択し、いずれの
信号がより強いかを決定してそのパケットを移動体４０
６宛に送出するためにセルサイト４２８の送信機へ伝達
する。ＥＣＰ４１４から新たなセルサイト４４２に係る
ＡＴＭデスティネーション情報を受信すると、セルサイ
ト４５０内のフレームセレクタ４６２はそのデスティネ
ーションリストを更新し、移動体４０６からのデータを
セルサイト４４０と４４２の双方へ送出する。このデュ
アルデスティネーション状況は、ソフトハンドオフトラ
ンジションの期間、継続する。その後、セルサイト４４
０からの信号強度がスレッショルド以下になると、セル
サイト４４０はセルサイト４５０宛のＡＴＭ信号の送出
を中止する。その後、ＥＣＰ４１４はそのデスティネー
ションリスト及びセルサイト４５０のデスティネーショ
ンリストの双方からセルサイト４４０を削除し、ハンド
オフトランジション期間が終了する。
【００３６】移動体４００がセル４１６からセル４１８
へ移動するハンドオフトランジションの間に、移動体４
０６も同様にセル４２８とセル４３０との間の境界に接
近する。移動体４０６はセルサイト４５２からのパイロ
ット信号を検知し、信号強度が所定のスレッショルド以
上になると移動体４０６はセルサイト４５２宛に識別メ
ッセージを送出してハンドオフを要求する。セルサイト
４５２はＥＣＰ４１４に移動体４００に関する通話情報
を要求する。ＥＣＰ４１４は、この時点ではセルサイト
４４０及び４４２とからなる双方のデスティネーション
セルサイトのＡＴＭアドレスを伝達する。ＥＣＰ４１４
はセルサイト４４０及び４４２のテーブルを更新してセ
ルサイト４５２のＡＴＭアドレスを追加する。この時点
で、セルサイト４４０及び４４２がパケットのセル４１
６及び４１８への送出を開始する。最後に、セルサイト
４５０及び４５２の双方がパケットをセルサイト４４０
及び４４２宛に送出し、同様にセルサイト４４０及び４
４２がパケットをセルサイト４５０及び４５２宛に送出
する。
【００３７】図５は、ソフトハンドオフ処理を記述した
流れ図である。この処理は、通話が完全に設定された
後、ブロック５００から開始される。決定ブロック５１
０においては、移動体が新たなセルの範囲内で移動して
いるか否かが決定される。移動体が新たなセルの範囲内
にない場合には、処理は決定ブロック５１０へ戻る。決
定ブロック５１０において移動体が新たなセルの範囲内
にあることが決定された場合には、処理はブロック５２
０へ進み、ＥＣＰに通知がなされる。ＥＣＰは、それに
応答して、ＡＴＭアドレスを含む通話データを新たなセ
ルサイト宛に送出する。
【００３８】ブロック５３０においては、新たなセル
が、デスティネーションアドレスを含む通話データをＥ
ＣＰから受信し、ブロック５４０においては双方のセル
が受信したＣＤＭＡスペクトル拡散信号のデスティネー
ションセル（あるいはデスティネーションである移動体
もソフトハンドオフトランジションにある場合には複数
個のデスティネーションセル）宛の送出を開始する。処
理はブロック５５０へ進み、ＥＣＰから受信した、新た
なセルのデスティネーションアドレスを含む通話データ
に応答して、デスティネーションセルが新たなセルのソ
ースアドレスをデスティネーションリストに追加する。
次いで、ブロック５６０において、デスティネーション
が、移動体から受信した信号を双方のソース宛に送出す
る。次いで、ブロック５７０に示されているように、古
いほうのセルがソースにおいてふるい落とされ、ブロッ
ク５８０において古いほうのセルがデスティネーション
リストから削除される。処理は決定ブロック５１０へ戻
って、移動体が新たなセルの範囲内にあるか否かを決定
するためのチェックがなされる。このように、ソフトハ
ンドオフが、セルサイト間（あるいはセルサイトに接続
されたＭＴＳＯ間）での回路交換接続を破棄／設定する
ことなく実現される。そのため、移動体４００と４０６
との間で認識可能な不連続は存在しない。
【００３９】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、セ
ルラ無線データをそのデスティネーションへ、そのデス
ティネーションがＰＳＴＮであろうが他のセルラシステ
ムであろうがそれには関わりなく、交換機に対する付加
的ハードウエアを追加することあるいはデータの多重変
換を付加することなく、直接転送することが可能なシス
テム、８Ｋｂｐｓパケットを６４Ｋｂｐｓパケットに変
換する前に最終的なデスティネーション近傍のポイント
まで転送するシステム、及びそれらを実現する方法が提
供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ってパケット交換機がＣＤＭＡパケ
ットを音声ハンドラあるいは他のセルサイトに分配す
る、複数個の移動体電話交換システム、公衆交換電話ネ
ットワーク、及び（移動体電話交換局に配置された）パ
ケット交換機とからなるシステムを示すブロック図。
【図２】本発明に従ってデスティネーションポイントと
して機能する移動体電話交換局（ＭＴＳＯ）を示すブロ
ック図。
【図３】本発明の一側面に従うパケットアドレシングシ
ステムを示すブロック図。
【図４】本発明に従う移動体−移動体間通話の様子を示
す図。
【図５】本発明に従う移動体−移動体間のソフトハンド
オフを実現する段階を示す流れ図。
【符号の説明】
２、４、１０、１２ ＣＤＭＡセル ６ 通話管理プロセッサ １４、１６、１８、２０ セルサイト ２１ 移動体電話交換局 ２２ ＡＴＭネットワーク ２４、２６ 交換機 ２８、３０ パケット交換ユニット ３２、３４ パケットアクセスインターフェース ３６、３８ 音声ハンドラ ４０、４２ パケットバス ４４ 移動体 ４６ 公衆交換電話ネットワーク １００ パケット １０１ データ １０４ デスティネーションアドレス １０５ パケット １０６ パケット交換機番号フィールド １０７ ユニット番号フィールド １０８ ＡＴＭセルヘッダ １１０ ＡＴＭセル ２０２ 通信モジュール ２０４ 交換モジュール ２０６ 管理モジュール ２０８ 回線ユニット ２１０ 基幹回線ユニット ２１２ タイムスロットインターチェンジユニット ２１８ 電話機 ４００、４０６ 移動体 ４０２、４０８ セルラシステム ４０４、４１０ 経路 ４１２ ＡＴＭネットワーク ４１４ 通話管理プロセッサ ４１６、４１８、４２０、４２２、４２４、４２８、４
３０、４３２、４３４、４３６、４３８ セル ４４０、４４２、４４４、４４６、４４８、４５０、４
５２、４５４、４５６、４５８、４６０ セルサイト ４６２ フレームセレクタ
フロントページの続き (72)発明者 ジャイアント グルダッタ ヘマディ アメリカ合衆国、60540 イリノイ、ネ イパービル、カルペッパー ドライブ 1474 (72)発明者 ロナルド アンソニー スパンク アメリカ合衆国、60187 イリノイ、ウ ィートン、サドル ロード 606 (72)発明者 シェン−チェン ユー アメリカ合衆国、60563 イリノイ、ネ イパービル、マールス コート 1276 (56)参考文献 特開 平６−252908（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−145982（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−320197（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−117546（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−284560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−156039（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−500911（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／778（ＷＯ，Ａ１) 米国特許5184347（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 12/56 H04L 12/28 H04L 12/66 H04B 7/26 104 - 113 H04Q 7/00 H04Q 7/20 - 7/38 H04M 3/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コネクション型ネットワーク（４６）お
    よびセルラ通信ネットワーク（図１）を有する電話ネッ
    トワークにおいて、 前記セルラ通信ネットワークは、無線信号により複数の
    移動体ユニット（４４）と通信する複数のセルサイト
    （１４，１６，１８，２０）を有し、該セルサイトは、
    無線信号で送受信されるデータをパケット（１００）に
    変換し、 前記コネクション型ネットワークは、前記パケットと前
    記コネクション型ネットワークで使用される形態との間
    の変換を行う複数の伝達ポイント（３２，３４）を有
    し、 前記電話ネットワークは、各セルサイトおよび各伝達ポ
    イントに接続された高速パケットネットワーク（２２）
    を有し、 各セルサイトは、前記パケットを前記高速パケットネッ
    トワークによる伝送のためにデータパケット（１１０）
    内にカプセル化するカプセル化手段と、該データパケッ
    トを前記高速パケットネットワーク上で送受信する手段
    と、該データパケットをカプセル化解除してパケットを
    取り出すカプセル化解除手段と、該送受信する手段およ
    び該カプセル化解除手段がコネクション型ネットワーク
    内の伝達ポイントと他のセルサイトとの双方からデータ
    を受信することが可能となるように該パケットを無線信
    号に変換する手段とを有し、 各伝達ポイントは、前記高速パケットネットワーク上で
    データパケットを送受信する手段と、該データパケット
    をカプセル化解除してパケットを取り出すカプセル化解
    除手段と、該パケットを前記コネクション型ネットワー
    クで使用可能な形態に変換する変換手段とを有し、 前記パケットは、前記高速パケットネットワークに接続
    された任意の伝達ポイントに伝達され得ることを特徴と
    する電話ネットワーク。
  2. 【請求項２】 前記高速パケットネットワークは、ＡＴ
    Ｍネットワークを含むことを特徴とする請求項１に記載
    の電話ネットワーク。
  3. 【請求項３】 前記無線信号は、ＣＤＭＡ信号を含み、 前記伝達ポイントの変換手段は、前記ＣＤＭＡ信号を公
    衆交換電話網で使用されるディジタルデータストリーム
    に変換する手段を有することを特徴とする請求項１に記
    載の電話ネットワーク。
  4. 【請求項４】 前記ＡＴＭネットワークは、ＡＴＭパケ
    ットを伝送し、 各ＡＴＭパケットは、ペイロードを有し、 前記セルサイトのカプセル化手段は、パケットを受信し
    てＡＴＭパケットのペイロードに配置する手段を有する
    ことを特徴とする請求項２に記載の電話ネットワーク。
  5. 【請求項５】 前記カプセル化解除手段は、ＡＴＭパケ
    ットのペイロードからパケットを取り出す手段を有する
    ことを特徴とする請求項４に記載の電話ネットワーク。
  6. 【請求項６】 セルサイト（１４，１６，１８，２０）
    と公衆交換電話ネットワーク（４６）との間のセルラ通
    信方法において、 前記ネットワークは、セルラ無線伝送に適した形態の前
    記セルラ信号と前記公衆交換電話ネットワークに適した
    形態との間の変換を行う伝達ポイント（３２，３４）を
    有し、 前記セルサイトは、無線信号により１個以上のセルラデ
    バイス（４４）との通信を行い、 前記セルサイトおよび前記伝達ポイントは、高速パケッ
    トネットワーク（２２）に接続され、 前記方法は、 前記セルサイトが、前記セルラデバイスから無線信号を
    受信するステップと、 前記セルサイトが、前記無線信号の通信内容を前記高速
    パケットネットワークで伝送可能なパケットに埋め込む
    ステップと、 前記セルサイトが、前記パケットを前記高速パケットネ
    ットワーク上に送信するステップと、 前記伝達ポイントが、前記パケットを受信するステップ
    と、 前記伝達ポイントが、前記パケットから埋め込まれた通
    信内容を取り出すステップと、 前記伝達ポイントが、前記通信内容を前記公衆交換電話
    ネットワークで使用可能な形態に変換するステップと、 前記伝達ポイントが、変換された通信内容を前記公衆交
    換電話ネットワーク上に送信するステップとを有するこ
    とを特徴とする通信方法。
  7. 【請求項７】 前記高速パケットネットワークは、ＡＴ
    Ｍネットワークを含み、 前記ＡＴＭネットワークは、ヘッダおよびペイロードを
    有するＡＴＭパケットを伝送し、 前記埋め込むステップは、前記通信内容をＡＴＭパケッ
    トペイロードのサイズを有する部分に分割し、該部分の
    それぞれを複数のＡＴＭパケットペイロードに配置する
    ステップを有することを特徴とする請求項６に記載の通
    信方法。
  8. 【請求項８】 前記通信内容を取り出すステップは、Ａ
    ＴＭパケットペイロードから前記通信内容の前記部分の
    それぞれを取り出すステップと、前記部分を前記通信に
    再アセンブルするステップとを有することを特徴とする
    請求項７に記載の通信方法。
  9. 【請求項９】 前記通信内容は、ＣＤＭＡデータパケッ
    トを含み、 前記変換するステップは、前記ＣＤＭＡデータパケット
    を前記公衆交換電話ネットワークで使用可能なデータパ
    ケットに変換するステップを有することを特徴とする請
    求項６に記載の通信方法。
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