JP3634750B2 - 移動ステーションとのシグナリング接続を確立する方法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、移動ステーションとのシグナリング接続を確立するための請求項1の前文に記載の方法に係る。この方法は、例えば、UMTS(ユニバーサル・モービル・テレコミュニケーション・システム)のような第3世代の移動通信ネットワークに適用できる。
【0002】
【背景技術】
図1は、デジタル移動通信システムの基本的なアーキテクチャーを示す。典型的に、移動通信ネットワークは、少なくとも1つのコアネットワークCNと、1つ以上の無線アクセスネットワークRANとを備えている。コアネットワークCNは、移動交換センターMSC及びおそらく他のサービスノードを備えている。「ノード」とは、ここでは、交換機の一部分を形成するネットワーク要素の一般的な名称であり、従って、移動交換センターや他の交換装置もカバーする。無線アクセスネットワークは、コアネットワークとターミナル装置との間に配置される。無線アクセスネットワークは、ベーストランシーバステーションBTS及び無線ネットワークコントローラRNCを含む。各ベーストランシーバステーションBTSは、当該無線アクセスネットワークの無線ネットワークコントローラRNCに固定的なやり方で接続される。各無線ネットワークコントローラは、次いで、少なくとも1つのコアネットワークノードに固定的なやり方で接続される。
【0003】
デジタル移動通信ネットワークにおけるページングの一般的な原理は、図2を参照して以下に説明する。被呼加入者がそのとき位置するトラフィックエリアの移動交換センターMSCにコールが到達したときに、交換センターは、登録データが被呼加入者の存在を指示するエリアにあるベーストランシーバステーションへ無線ネットワークコントローラを経てページング要求を送信する。ベーストランシーバステーションは、それらのページングチャンネルPCHを経て無線経路へページングメッセージを送信する。監視しているページングチャンネルにそれ自身の加入者認識を検出した移動ステーションは、ベーストランシーバステーションへ応答を送信する。このように、ネットワークは、1セルの精度で被呼加入者の位置を知り、そしてデータ接続を確立することができる。以下の説明及び請求の範囲では、「データ接続」とは、送信信号それ自体に対して確立される接続を指す。通常、データ接続の最も一般的な形式は、音声接続である。
【0004】
第3世代の移動通信ネットワークでは、1つの移動ステーションが多数の国際移動加入者認識IMSIを有すると共に、異なる加入者認識のもとで多数の同時データ接続も有する。移動ステーションがデータ接続をもたない場合には、到来するコールは、公知技術では、常に、上記ページングプロセスを開始する。移動ステーションが加入者認識のもとで所与のコアネットワークノードを経てデータ接続を有し、そして別のノードが移動ステーションの別の加入者認識に関連したコールを受信する場合にも、通常のページングプロセスが開始される。この手順の欠点は、原理的に、当該移動ステーションの位置情報がネットワークに既にあるのでネットワークのシグナリング容量が不必要に使用され、そして移動ステーションがおそらく多数のページングチャンネルを聴取しなければならないことである。公知技術の構成では、異なるコアネットワークから1つの同じ移動ステーションへ向けられたコールをサポートできない。異なるコアネットワークから単一の移動ステーションへのデータ接続の確立は、原理的に可能であるが、1つのコアネットワークから到来するページングメッセージを全てのベーストランシーバステーション及び全てのページングチャンネルへ分配し、そして被呼移動ステーションが当該セルに使用された全てのページングチャンネルを聴取することを必要とする。ページングメッセージが所与のページングチャンネルのみに送信される場合には、既存の接続のために、移動ステーションは、当該ページングチャンネルを聴取することができない。
【0005】
【発明の開示】
本発明の目的は、公知技術に関連した上記の欠点を最小限にすることである。本発明による方法は、独立請求項に記載したことを特徴とする。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
本発明の基本的な考え方は、次の通りである。各無線アクセスネットワークの無線ネットワークコントローラRNCのような適当なネットワークノードにおいて、データ接続を確立するのに必要なシグナリングを減少するためにページングデータベースが形成される。被呼移動ステーションを接続するのに有用なデータがページングデータベースに収集される。例えば、所与の加入者認識のもとで移動ステーションへのデータ接続が確立されたときには、移動ステーションは、例えば、コール設定中又はその後の接続中に、使用している全ての加入者認識を、合意されたやり方でネットワークに通知するか、又は例えば考えられる接続とは独立した個別のメッセージを使用して通知する。ネットワークは、これらの識別を、上記データ接続におそらく関連した移動ステーション位置情報及びシグナリング接続データと共に、ページングデータベースに記憶する。上記の接続中に、移動ステーションが別のセルへ移動した場合には、移動ステーションに関連したデータがページングデータベースにおいて更新される。上記の接続又はその後の接続中に、同じ移動ステーションの別の加入者認識がいずれかのノードにおいてページングされた場合には、ネットワークがページングデータベースをチェックし、そしてそこで見つかったデータを使用して、シグナリング接続を確立する。移動ステーションのデータ接続(1つ又は複数)が終了したときには、移動ステーションに関連したデータが、接続終了後に少なくともある所定の時間周期中はページングデータベースに保持されるのが好都合である。
【0006】
本発明の効果は、移動ステーションにデータ接続が既に存在する場合には入呼びに対してページングプロセスが全く必要とされないので、セルにおけるページングチャンネル負荷が減少されることである。移動ステーションの観点から、これは、データ接続中に、ページングチャンネルを聴取しなくてもよいことを意味する。本発明の別の効果は、データ接続をもたないが、本発明によるデータベースにそれに関する情報を有する移動ステーションがコールされたときには、おそらくページングメッセージを1つのページングチャンネルのみに送信するだけで充分なことである。移動ステーションの観点から、これは、1つのページングチャンネルを聴取するだけでよいことを意味する。本発明の更に別の効果は、異なるコアネットワークから1つの同じ無線アクセスネットワークへの接続が実用的となることである。これは、「外部」のコアネットワークから到来するコールに関連した加入者認識が本発明によるデータベースに見つかった場合に、その認識に関連した情報を使用してページングを指令できるからである。このようなコールに対し、移動ステーションは、1つのページングチャンネルを聴取するだけでよく、最良のケースではそれすら必要でない。本発明の更に別の効果は、汎用パケット無線サービスGPRSが使用されるときには、移動交換センターMSCとサービスGPRSサポートノードSGSNとの間で加入者認識情報を転送する必要がないことである。本発明の更に別の効果は、移動ステーションの同時接続の設定が迅速になったことである。
【0007】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、同様の要素が同じ参照番号で示された添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図1は、基本的なネットワークアーキテクチャーに関して既に説明した。図1は、異なるオペレータの移動通信ネットワークに属する2つのコアネットワークCN1及びCN2を示す。この例では、コアネットワークCN1は、少なくとも1つの移動交換センターMSC1と、1つのサービスGPRSサポートノードSGSNとを備えている。例えば、無線アクセスネットワークRAN1及びRAN2は、コアネットワークCN1の交換センターMSC1のトラフィックエリアに見られる。無線アクセスネットワークRAN1のコントローラRNC1及び無線アクセスネットワークRAN2のコントローラRNC2は、交換センターMSC1及びノードSGSNの両方に固定的なやり方で接続される。ネットワークのターミナルは、無線経路を経てベーストランシーバステーションに接続される。図1において、移動ステーションMSは、無線アクセスネットワークRAN1のベーストランシーバステーションBTS1のトラフィックエリア即ちセルにあり、ベーストランシーバステーションBTS1に接続される。
【0008】
図1では、通常の構成とは異なり、無線アクセスネットワークRAN1のコントローラRNC1から別のコアネットワークCN2の交換センターMSC2への接続が存在する。このような接続は、例えば、コアネットワークCN2のオペレータが無線アクセスネットワークRAN1からトラフィック容量を借りたい場合に形成される。更に、図1の無線ネットワークコントローラRNC1は、トラフィック制御を促進するために本発明によるページングデータベース101を有している。簡単化のために、図1は、コアネットワークCN1及びCN2の無線アクセスネットワークRAN1及びRAN2の付加的なハードウェア及びソフトウェア要素を示していない。
【0009】
図2は、既に簡単に説明した。この図は、公知技術によるページングシグナリングの一例を示すタイミング図である。このシグナリングに関与するのは、移動交換センターMSC、少なくとも1つの無線ネットワークコントローラRNC、複数のベーストランシーバステーションBTS、及び移動ステーションMSである。先ず、コールが移動交換センターMSCに到達する。コールに含まれた情報及び交換センターに関連したレジスタに含まれた情報に基づいて、交換センターは、移動ステーションMSにより使用された加入者認識IMSI2にコールを関連させる。移動ステーションMSは、加入者認識のもとで既に確立されたデータ接続を同時にもつことができる。交換センターは、加入者認識IMSI2を含むページング要求を、レジスタのデータが移動ステーションMSの存在を指示するエリアの無線アクセスネットワーク(1つ又は複数)のコントローラRNCへ送信する。このページング要求に基づいて、各コントローラRNCは、そのエリアのベーストランシーバステーションBTSにページングメッセージを送信し、そして各ベーストランシーバステーションは、少なくとも1つのページングチャンネルPCHを経て無線経路へページングメッセージを送信する。各アクティブな移動ステーションは、少なくとも1つのページングチャンネルを聴取する。上記移動ステーションMSは、そのページングメッセージにおいてそれ自身の加入者認識IMSI2を検出し、そしてそれが位置するセルのベーストランシーバステーションへ応答メッセージを送信する。このベーストランシーバステーションは、次いで、各無線ネットワークコントローラRNCへ応答メッセージを送信し、次いで、RNCは、交換センターMSCへ応答メッセージを送信する。この応答メッセージは、移動ステーションMSが位置するセルを表わす情報を含み、これに基づいて、MSCは、適当な無線ネットワークコントローラRNCへ新たなデータ接続に対する接続要求を送信する。上記コントローラは、適当なベーストランシーバステーションBTSへ必要な命令を接続メッセージにおいて送信する。図2は、データ接続自体の設定に関連した段階は示していない。
【0010】
図3は、本発明の好ましい実施形態によるオペレーションの一例を、図2に対応して示したタイミング図である。コール発信から、ページング要求が少なくとも1つの無線ネットワークコントローラRNCへ送信されるときまでの初期動作段階は、図2の例と同じである。この例では、本発明によるデータベース101が少なくとも1つの無線ネットワークコントローラRNCに確立される。更に、この例では、コールのターゲットである移動ステーションMSが、コールの瞬間に、加入者認識IMSI1のもとでデータ接続を有する。この既にある接続のために、データベース101は、1セルの精度で移動ステーションの位置に関する情報を含んでいる。コントローラRNCは、IMSI2に対するページング要求を受け取ると、ページングデータベース101をチェックする(301)。このチェックの結果として、IMSI2として識別された移動ステーションの位置に関する情報を見出す。それ故、コントローラRNCは、直ちに応答メッセージを交換センターMSCへ送信する。従って、ページングプロセスそれ自体がスキップされる。交換センターが応答メッセージを受信すると、図2の例と同様に動作が続く。
【0011】
図4は、図1のネットワークにおいてページングデータベース101を使用した本発明の好ましい実施形態を示すフローチャートである。ブロック401では、少なくとも第1加入者認識IMSI1及び第2加入者認識IMSI2が指定された移動ステーションMSにおいて電源がオンにされ、これにより、移動ステーションがアクティブモードに入る。ブロック402では、移動ステーションMSから又はそこへのコールが発せられ、これにより、認識IMSI1のもとで、ベーストランシーバステーションBTS1、コントローラRNC1及び交換センターMSC1を経て別のターミナルへ至る第1データ接続が確立される。ブロック403では、移動ステーションMSは、その全ての加入者認識を固定形態のメッセージにおいてあるシグナリングチャンネルへ送信する。ブロック404では、無線ネットワークコントローラRNC1がこのメッセージを受信し、そしてこのメッセージに取り上げられた加入者認識がソフトウェアによりページングデータベース101に記憶される。同時に、第1データ接続に基づいて分かる移動ステーションMSの交信特性情報がデータベース101に記憶される。ブロック405では、移動ステーションMSにおいて最も強い電界を有するベーストランシーバステーションが決定される。ハンドオーバーの場合には、ブロック406で示すように、移動ステーションの交信特性情報がデータベース101において更新される。交信特性(contactability)情報とは、本明細書では、移動ステーションに対してシグナリング接続を確立するのに有用なデータを指す。このデータは、例えば、移動ステーションが位置するセルに関する情報、移動ステーションの既存のデータ接続のシグナリング接続に関する情報、及び移動ステーションにより監視される一次ページングチャンネルに関する情報を含む。
【0012】
ブロック407では、移動ステーションMSに対するコールがいずれかのコアネットワークノードに到達したかどうかチェックされる。ブロック408では、考えられるコールが2つのグループに分けられ、即ち第2の加入者認識IMSI2に関連したコールが「古い」ノード、この例では交換センターMSC1、に到達した場合には、この交換センターは、レジスタの情報から、認識IMSI2に対応する移動ステーションが認識IMSI1のもとで既存のデータ接続を有していることが分かる。ブロック409では、交換センターのソフトウェアが、認識IMSI1に関する情報をレジスタにおいて見出す。次いで、交換センターMSC1は、認識IMSI1と同じ移動ステーションへのデータ接続を、今度は認識IMSI2のもとで設定するようにコントローラRNC1に命令する。ブロック412に示すように、シグナリングは、第1データ接続に対して使用された同じシグナリング接続を使用する。従って、ブロック409で示された岐路では、新たなページングを伴わずに、しかも、本発明によるオペレーションも伴わずに、新たなデータ接続を確立することができる(ブロック413)。
【0013】
移動ステーションMSのコールが、MSC1以外のノード、例えば、ノードSGSN又は交換センターMSC2に到達した場合には、当該ノードは、ブロック410に示すように、移動ステーションMSのページング要求を無線ネットワークコントローラRNC1へ送信する。ブロック411では、コントローラRNC1のソフトウェアは、第2の加入者認識IMSI2に対応する位置情報をページングデータベース101から検索する。この情報に基づいて、コントローラRNC1は、信号すべき正しいベーストランシーバステーションが直ちに分かり、ページングプロセスを伴わずに新たな接続を確立することができる。更に、第1データ接続に関連したシグナリング接続に関する情報もデータベース101からフェッチされ、この情報は、次いで、新たなデータ接続の設定に使用される(ブロック412)。その後、たとえ第1のデータ接続が解除されても、接続が存在する限り、上記の高速ページングを繰り返すことができる。
【0014】
図5は、図1のネットワークにおいて本発明の好ましい実施形態によるページングデータベース101を使用する第2の例を示すフローチャートである。この例は、データ接続が終了したが、まだアクティブモードにある移動ステーションMSのページングを示す。ブロック501では、加入者認識IMSI1のもとにある最後のデータ接続が解除される。その後、移動ステーションは、スタンバイモードにある。本明細書において、移動ステーションのスタンバイモードとは、移動ステーションがデータ接続(1つ又は複数)の終了後であって且つ移動ステーションが新たなコールを受け取る準備ができたモードを指す。このスタンバイモードの間に、ネットワークは、複数のセルより成る位置エリアLAの精度で、移動ステーションの位置を監視する(ブロック502)。もし必要であれば、ブロック503に示すように、移動ステーションMSの交信特性情報がページングデータベース101において更新される。ブロック504では、移動ステーションに対するコールがコアネットワークノードに到達したかどうかチェックされる。所定の時間内にコールが到達せず且つ移動ステーションによって接続が開始されない場合には、当該移動ステーションに対してページングデータベースが切断される。この時間切れの監視は、図5には示されていない。新たなコールが到達した場合には、当該コアネットワークノードは、ブロック505に示すように、ページング要求を通常のやり方で無線ネットワークコントローラRNC1へ送信する。コールは、移動ステーションMSにより使用される加入者認識に関連される。ブロック506では、コントローラRNC1のソフトウェアが、認識IMSI1に関連した情報をページングデータベースから検索する。ブロック507では、最後のデータ接続の解除後に位置情報が変化したかどうかチェックされる。移動ステーションMSが、その手前のデータ接続が終了したときとは異なる位置エリアLAに位置することが分かった場合には、当該エリアにおいてページングプロセスが開始される(ブロック509)。手前のデータ接続が終了したときと同じ位置エリアに移動ステーションMSが位置すると分かった場合には、認識IMSI1に関連した位置情報で指示されたセルへページングメッセージが送信される(ブロック508)。これは、移動ステーションMSが、手前のデータ接続が終了したときとおそらく同じ位置にいるために行なわれる。しかしながら、それが応答しない場合には、より広範囲のページングプロセスを開始しなければならない。これは、図5には示されず、又、シグナリングに関連した新たなデータ接続も確立されない。
【0015】
図6は、本発明の好ましい実施形態に基づき加入者認識情報を送信する一例を示す。認識情報61は、データリンク層(層2)の媒体アクセス制御(MAC)部分において発生されるランダムアクセスメッセージ62に入れられ、そしてランダムアクセスチャンネル(RACH)に送信される。
図7は、本発明の第2の好ましい実施形態に基づき加入者認識情報を送信する一例を示す。認識情報71は、ネットワーク層(層3)の無線リソース制御(RRC)部分において発生される特殊なメッセージ72に入れられる。データリンク層(層2)は、メッセージ72にそれ自身の制御部分を追加する。それにより得られたメッセージ73は、RRC層メッセージに意図された信号無線ベアラ(SRB)チャンネルに送信される。
【0016】
上記例で使用した信号、チャンネル、システム及びシステム要素の名称、並びに他のオブジェクトの名称は、ここで単に一例として述べたいわゆる第3世代の移動通信システムの計画に基づくもので、本発明の考えられる用途を例示するものに過ぎない。本発明の用途は、特定の移動通信システムに限定されるものではない。
以上、本発明による機能を詳細に説明した。本発明は、上記の解決策に限定されない。例えば、ページングデータベースは、コアネットワークノードに確立されてもよい。又、ページングデータベースのサイズは、スタンバイモードにある移動ステーションに関するデータが保持される時間に対して限界を設定することにより制限されるのみならず、例えば、特定の基準により、データが保持されるところの移動ステーションを指定することによって制限されてもよい。又、加入者認識情報は、例えば、ページング応答メッセージにおいて送信されてもよいし、或いは移動ステーションのパラメータ値を指示するメッセージにおいて送信されてもよい。本発明の考え方は、請求の範囲によって規定された範囲内で種々のやり方で実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用できるネットワークアーキテクチャーの一例を示す図である。
【図2】公知技術によるページングにおけるシグナリングを示す図である。
【図3】本発明の好ましい実施形態によるシグナリングの一例を示す図である。
【図4】本発明の好ましい実施形態によるオペレーションの一例を示すフローチャートである。
【図5】本発明の好ましい実施形態によるオペレーションの別の例を示すフローチャートである。
【図6】本発明の好ましい実施形態により加入者認識情報を転送する一例を示す図である。
【図7】本発明の好ましい実施形態により加入者認識情報を転送する別の例を示す図である。
Claims (19)
- 少なくとも1つの無線アクセスネットワーク(RAN)及び少なくとも1つのコアネットワーク(CN)を備えたネットワークにおいてページングシグナリングを減少するようにしてアクティブな移動ステーションとのシグナリング接続を確立する方法であって、少なくとも幾つかの移動ステーションに少なくとも2つの加入者認識を指定することを含む方法において、
ページングデータベースを含むネットワークノードの無線アクセスネットワーク(RAN)におけるアクティブな接続を有する移動ステーションのページングデータベースを形成し、このページングデータベースは、対応するアクティブな移動ステーションに対する加入者認識及び交信特性情報を含み、上記移動ステーションの上記少なくとも2つの加入者認識は、第1加入者認識を含み、該第1加入者認識のもとで上記移動ステーションは上記無線アクセスネットワーク(RAN)における現在のアクティブな接続を有しており、
第2加入者認識のもとでの新たなシグナリング接続が上記移動ステーションに対して確立されるべき場合に、上記ネットワークノードは、上記ページングデータベースにおける上記加入者認識及び交信特性情報を使用して、上記移動ステーションとの上記第1加入者認識のもとでの上記現在のアクティブな接続の使用による上記第2加入者認識のもとでの上記新たなシグナリング接続を確立し、そして
検出された交信特性変化に基づいて上記交信特性情報を更新する、
という段階を含むことを特徴とする方法。 - 上記ページングデータベース(101)は、無線アクセスネットワーク(RAN)に配置される請求項1に記載の方法。
- 上記ページングデータベース(101)は、コアネットワーク(CN)に配置される請求項1に記載の方法。
- 上記交信特性情報は、上記移動ステーションに関する位置情報を含む請求項1に記載の方法。
- 上記交信特性情報は、上記移動ステーションのデータ接続に関連したシグナリング接続に関する情報を含む請求項1に記載の方法。
- 上記交信特性情報は、上記移動ステーションが聴取する一次ページングチャンネルに関する情報を含む請求項1に記載の方法。
- 第2加入者認識に関連した上記移動ステーションのコールが、上記無線アクセスネットワークに接続されたコアネットワークのノードに到達し、上記受信されたコールに必要とされるシグナリングは、上記現在のアクティブな接続のシグナリングに使用されたものと同じシグナリング接続を使用する請求項1に記載の方法。
- 移動ステーションが2つ以上の加入者認識を使用し、その1つは、ページングデータベースに記憶された主加入者認識(IMSIm)であり、上記移動ステーションがスタンバイモードにあり、そして上記移動ステーションのコールが、上記移動ステーションが位置するエリアの無線アクセスネットワークに接続されたコアネットワークのノードに到達するものにおいて、上記コールに対応するページングメッセージは、上記主加入者認識(IMSIm)に関連したページングデータベース交信特性情報に基づいてページングチャンネルへ送信される請求項6に記載の方法。
- スタンバイモードにある移動ステーションが第1及び第2の加入者認識(IMSI1,IMSI2)を使用しそして第1加入者認識のもとでデータ接続を有し、そして第2加入者認識(IMSI2)に関連した上記移動ステーションのコールが、上記移動ステーションが位置するエリアの無線アクセスネットワークに接続されたコアネットワークのノードに到達するものにおいて、上記コールに対応するページングメッセージは、上記無線アクセスネットワークのコントローラから、第1加入者認識(IMSI1)に関連したページングデータベース交信特性情報に基づく位置情報に対応するセルへ送信される請求項4に記載の方法。
- 上記加入者認識情報をページングデータベースに収集するために、加入者認識のもとでネットワークとのデータ接続を有する移動ステーションは、それが使用する全ての加入者認識に関する情報をネットワークへ送信する請求項1に記載の方法。
- 上記移動ステーションが、少なくともMAC層シグナリングを使用すると共に、MAC層メッセージに意図された少なくとも1つのシグナリングチャンネルを使用するものにおいて、上記加入者認識情報は、MAC層メッセージに含まれて、MAC層メッセージに意図されたチャンネルに送信される請求項10に記載の方法。
- MAC層メッセージに意図された上記シグナリングチャンネルは、RACHである請求項11に記載の方法。
- 上記移動ステーションが、少なくともRRC層メッセージを使用すると共に、RRC層メッセージに意図された少なくとも1つのシグナリングチャンネルを使用するものにおいて、上記加入者認識情報は、RRC層メッセージに含まれて、RRC層メッセージに意図されたチャンネルに送信される請求項10に記載の方法。
- RRC層メッセージに意図された上記シグナリングチャンネルは、SRBチャンネルに属する請求項13に記載の方法。
- 上記RRC層メッセージは、加入者認識情報の転送に対して特に定義されたメッセージである請求項13に記載の方法。
- 上記移動ステーションが、データ接続の確立中にページングメッセージを受信し、そしてページングメッセージに対する応答メッセージを送信するものにおいて、上記加入者認識情報は、ページングメッセージに対する上記応答メッセージに含まれる請求項13に記載の方法。
- 上記加入者認識情報は、移動ステーションに対するパラメータ値を指示するメッセージに含まれる請求項13に記載の方法。
- 移動ステーションが第1加入者認識のもとでデータ接続を有するものにおいて、第1加入者認識に関連した交信特性情報は、上記移動ステーションがあるセルから別のセルへ移動するときに更新される請求項1に記載の方法。
- スタンバイモードの移動ステーションが第1加入者認識のもとでデータ接続を有するものにおいて、第1加入者認識に関連した交信特性情報は、上記移動ステーションがある位置エリア(LA)から別の位置エリアへ移動するときに更新される請求項1に記載の方法。
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