JP3727539B2 - シグナリング方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【技術分野】
本発明は、セルラーテレコミュニケーションシステムにおける接続の制御に係り、より詳細には、接続の設定及び解除に係る。
【0002】
【背景技術】
ここに使用する一般的な用語を明確にするために、あるセルラーテレコミュニケーションシステム構成の概要を以下に説明する。
第3世代システムの提案は、UMTS(ユニバーサル移動テレコミュニケーションズシステム)及びFPLMTS/IMT−2000(2000MHzの未来型公衆地上移動テレコミュニケーションズシステム/インターナショナル移動テレコミュニケーションズ)を含む。これらのプランにおいて、セルは、それらのサイズ及び特性に基づき、ピコセル、ナノセル、マイクロセル及びマクロセルに分類され、そしてサービスレベルは、例えば、ビットレートである。ビットレートは、ピコセルが最も高くそしてマクロセルが最も低い。セルは、部分的に又は完全に重畳してもよく、そして異なるターミナルがあってもよく、必ずしも全てのターミナルがセルにより提供される全てのサービスレベルを利用できるのではない。
【0003】
図1は、既知のGSMシステムに比して完全に新規なものではなく、既知の要素と完全に新規な要素の両方を含む未来型セルラー無線システムの形態を示している。現在のセルラー無線システムでは、より進歩したサービスがターミナルに提供されるのを防止するボトルネックは、ベースステーション及びベースステーションコントローラを含む無線アクセスネットワークRANより成る。セルラー無線システムのコアネットワークは、移動サービス交換センター(MSC)、他のネットワーク要素(GSMでは、例えば、SGSN及びGGSN、即ちサービスGPRSサポートノード及びゲートウェイGPRSサポートノード、ここで、GPRSは、一般的パケット無線サービスを意味する)、及び関連送信システムを含む。例えば、GSMから開発されたGSM+仕様書によれば、コアネットワークは、新たなサービスを提供することもできる。
【0004】
図1において、セルラー無線システム20のコアネットワークは、3つの並列な無線アクセスネットワークがリンクされたコアネットワークCN931より成る。3つの並列な無線アクセスネットワークの中で、ネットワーク932及び933は、UMTS無線アクセスネットワークであり、そしてネットワーク934は、GSM無線アクセスネットワークである。上部のUMTS無線アクセスネットワーク932は、例えば、移動サービスを提供し全ての加入者に等しくサービスするテレコミュニケーションオペレータにより所有される商業用無線アクセスネットワークである。下部のUMTS無線アクセスネットワーク933は、例えば、専用のもので、その無線アクセスネットワークが施設内で動作するところの会社により所有される。典型的に、専用無線アクセスネットワーク933のセルは、上記会社の従業員のターミナルしか動作できないナノセル及び/又はピコセルである。3つの全無線アクセスネットワークは、異なる形式のサービスを提供する異なるサイズのセルを有することができる。更に、3つの全無線アクセスネットワーク932、933及び934のセルは、完全に重畳してもよいし部分的に重畳してもよい。所定の瞬間に使用されるビットレートは、とりわけ、無線経路の状態、使用するサービスの特性、セルラーシステムの領域の全容量、及び他のユーザの容量の必要性に依存する。上述した新たな形式の無線アクセスネットワークは、UMTS地上無線アクセスネットワーク(UTRAN)と称する。このようなネットワークは、異なる形式の固定コアネットワークCNと協働することができ、特に、GSMシステムのGPRSネットワークと協働することができる。UMTS地上無線アクセスネットワーク(UTRAN)は、シグナリングメッセージを使用して互いに通信できるベースステーション(BS)及び無線ネットワークコントローラ(RNC)のセットとして定義することができる。
【0005】
図1に示すターミナル10は、第2世代のGSMターミナルとして、或いは各特定位置でどんな種類のサービスが利用できるか及びユーザの通信ニーズがどんなものであるかに基づく第3世代のUMTSターミナルとして働き得るいわゆる二重モードターミナルであるのが好ましい。又、利用できるサービス及びニーズに基づいて多数の異なる通信システムのターミナルとして機能し得るマルチモードターミナルでもよい。無線アクセスネットワーク及びユーザに利用できるサービスは、ターミナルに接続された加入者認識モジュール936(SIM)において指定される。
【0006】
図1は、更に、無線アクセスネットワークの構造を若干詳細に示している。無線アクセスネットワーク932、934は、通常、1つ以上のベースステーション937及び制御ユニット42を備えている。UMTS無線アクセスネットワーク932、933では、制御ユニットは、無線ネットワークコントローラ(RNC)と称され、そしてGSMネットワーク934では、制御ユニットは、ベースステーションコントローラ(BSC)と称される。又、無線アクセスネットワークは、通常、トランスコーダユニットのような他のネットワーク要素も含む。図1は、更に、移動ステーション10の回路交換接続を基本的に制御する移動サービス交換センター(MSC)43と、移動ステーション10のパケット交換接続を基本的に制御するサービスGPRSサポートノード(SGSN)41とを示している。
【0007】
セルラーテレコミュニケーションシステムでは、必要に応じて接続が設定されそしてリソースが指定され、必要でないときにそれらが解除される。移動ステーションが移動すると、システムに付加的な要求が課せられ、あるベースステーションから別のベースステーションへ接続を転送する必要が生じ、これは、ネットワークを通る接続ルートの実質的な変更をしばしば必要とする。このような機能を実行するのに必要な種々のネットワーク要素間の情報の交換は、移動管理(MM)プロトコル及び無線リソース制御(RRC)プロトコルによって取り扱われる。移動管理プロトコルは、主として、移動ステーションをセルラーネットワーク内で移動でき且つセキュリティを確保できるメカニズムを取り扱う一方、RRCプロトコルは、主として、エアインターフェイスを経ての無線リソースの使用、移動ステーションとBSC/RNCとの間の接続、及びハンドオーバーの制御を取り扱う。RRCプロトコルの実行は、主として、移動ステーション及びBSC/RNCにより遂行される。インターMSCハンドオーバーに関連した機能のようなRRCプロトコルのある部分は、MSCにより実行される。MMプロトコルの実行は、主として、移動ステーション及びMSCにより遂行される。GSMシステムに使用されるプロトコルは、ミッシェル・モーリ及びマリー・バーナデッド・ポーテット著の文献「移動通信用のGSMシステム(The GSM System for Mobile Communications)」、ISBN2−9507190−0−7、パライゼウ、1992年に詳細に説明されている。第3世代のセルラーネットワークの移動管理プロトコルは、例えば、特許出願WO98/37721号に開示されており、ここでは、例えば、専用の移動管理機能を各々有する多数のコアネットワークに無線アクセスネットワークが接続される状態において無線インターフェイスを経て送信されるMMメッセージの数を最小にすることに重点がおかれている。
【0008】
原理的に、MM及びRRCプロトコルは主として個別である。しかしながら、シグナリングを減少するために、MMレベルにおける明確なメッセージを伴わずに、RRCレベルにおける事象の結果として多数のMM機能が開始又は終了される。例えば、現在のGSMシステムでは接続の解除中に、MMプロトコルは、RRCレベルにおける無線リソースの解除に応答してその状態を「ネットワークコマンド待機」状態から「アイドル」状態へと変更する。それ故、RRCレベルにおける無線リソースの解除は、MMレベルに対する制御信号として含蓄的に作用する。しかしながら、この解決策は、UMTSシステムのような開発中の新規なセルラーシステムでは問題を引き起こす。これら問題の幾つかを、図2を参照して以下に説明する。
【0009】
図2は、移動ステーション10及びセルラーネットワーク20、プロトコルの実行を取り扱う種々のエンティティ、例えば、移動ステーションのMMプロトコルエンティティ11及びRRCプロトコルエンティティ12を示している。ネットワーク側では、それに対応するエンティティは、MSCにおけるMMプロトコルエンティティ21及びRNCにおけるRRCプロトコルエンティティ22である。MM及びRRCエンティティは、通常、MS及びネットワーク要素の制御ユニットにおけるマイクロプロセッサのような処理ユニットにより実行されるソフトウェアプログラムを用いて実現される。
【0010】
あるサービスは、MSCには関わりなく、それらの接続自体の移動管理を取り扱う。このようなサービスは、例えば、GPRSサービスである。それらの独立した移動管理は、MSCにより実行されるMMプロトコルとは個別の更に別のMMプロトコルの実行を生じる。GPRSでは、SGSNは、それ自身のMMプロトコルを実行する。この第2のMMプロトコルは、それに対応するMMプロトコルエンティティ13、23をMS及びSGSNに有する。しかしながら、1つのRRCプロトコルしか使用されない。というのは、移動ステーションにより必要とされる全ての無線リソースの制御を単一プロトコルにおいて且つ無線接続の各端の単一制御エンティティにおいて行わせるのが効果的だからである。例えば、MSCを経ての接続に対して1つの暗号化モードを、そしてSGSNを経てのパケット接続に対して別の暗号化モードをネゴシエーションして使用するのではなく、移動ステーションの全ての送信に対して1つの暗号化モードしか使用しないのが効果的である。
【0011】
1つのRRCプロトコルしか使用されないので、RRCレベルにおける事象の含蓄的な意味に基づくMMレベルメカニズムは、2つのMMプロトコルが使用されるときには適切に機能しない。例えば、パケット送信ベアラは解除されるが、スピーチベアラがまだアクティブな場合には、少なくとも幾つかのRRC接続30がまだ使用状態のままである。移動ステーションのパケット接続MMエンティティ13は、RRC接続の解除をMM接続32、34の解除の指示として観察することを期待するので、「ネットワークコマンド待機」状態に留まる。というのは、他のMMプロトコル11、31、33、21により制御される接続によってRRC接続がまだ使用されているからである。
【0012】
接続の確立中にも問題が生じる。接続の設定中に、MMプロトコルは、ターミナルを認証し、そしてエアインターフェイスを経ての暗号化モード通信の開始を制御する。例えば、スピーチ接続が既に使用中であるときにパケットデータ接続が設定される場合には、エアインターフェイスを経ての通信が既に暗号化されており、それ故、新たなパケット接続に対して暗号化が開始されない。しかしながら、MSによる暗号化モードコマンドの受信は、MMレベル接続の設定が首尾良く行われたという指示として解釈されるので、MS10のMMエンティティ13は、MMレベル接続の設定の指示を受信しない。
【0013】
【発明の開示】
本発明の目的は、上述した公知の問題を解消する接続制御方法を実現することである。本発明の別の目的は、RRCレベル事象の含蓄的な意味をMMレベル事象の制御に使用することのできる接続制御方法を実現することである。
これらの目的は、2つ以上のMMプロトコルがアクティブであるかどうかチェックする方法を実現することにより達成される。1つのMMプロトコルしかアクティブでない場合には、RRCレベル事象を使用して、MMレベル事象を制御することができる。2つ以上のMMプロトコルがアクティブである場合には、それらのMMレベル事象に対して明確なシグナリングが使用され、これは、単一MMプロトコルの場合には、RRCレベル事象によって含蓄的に制御される。
【0014】
本発明による接続確立方法は、接続を確立するための独立請求項の特徴部分に記載したことを特徴とする。本発明による接続解除方法は、接続を解除するための独立請求項の特徴部分に記載したことを特徴とする。従属請求項は、本発明の更に別の効果的な実施形態を記述する。
本発明によれば、新たなMM接続の設定中に、RRC接続が既にアクティブであるかどうかチェックされる。RRC接続が既にアクティブである場合には、明確なシグナリングが使用される。さもなくば、RRCレベル事象を使用して、MMレベル事象を含蓄的に制御することができる。MM接続の解除中に、別のMMプロトコルがRRC接続を使用するかどうかチェックされ、もしそうであれば、MM接続の解除が明確にシグナリングされる。
【0015】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、同様のエンティティを同じ参照番号で示した添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図3は、本発明の効果的な実施形態による方法を示す。図3は、接続の設定中の事象を示す。最初に、ステップ100において、例えば、移動ステーションのユーザが新たなサービスを要求することにより、設定手順が開始される。この新たなサービスは、例えば、インターネットをブラウズするためのパケットデータ接続であり、この場合に、MS側でMM接続の設定を取り扱うMMエンティティは、MSのパケットデータ制御MMエンティティである。次のステップ105において、要求されたサービスを制御する移動ステーションのMMエンティティは、RRCレベル接続が既に確立されたかどうかチェックする。この点においてRRCレベル接続が確立されない場合には、MM接続は、最初のMM接続であり、ステップ115で続けられる通常のやり方で確立することができる。RRCレベル接続が既に確立された場合には、設定されるべき新たなMM接続は、そのときの第2のMM接続である。その結果、MMエンティティは、RRC接続の存在の指示を、ネットワークに送信されるべきMM設定情報に含ませる。例えば、これは、設定メッセージの1つに新たなパラメータを追加することにより実現することができる。次のステップ115では、MSのMMエンティティは、必要なMM設定情報メッセージをネットワークへ送信し、これらのメッセージは、ステップ120において、ネットワーク側の対応MMエンティティによって受信される。ネットワーク側のMMエンティティは、ステップ125において、RRC接続の存在の指示が、受信したMMメッセージに含まれているかどうかチェックする。このような指示が見つからない場合には、接続の設定が通常に続けられる。このような指示が見つかった場合には、ネットワーク側のMMエンティティは、ステップ130において、MSの対応MMエンティティにこれらの事象について通知し、これは、1つのMMプロトコルしか使用されない場合には、RRCレベル事象によって含蓄的にシグナリングされる。例えば、このような事象は、MMレベル接続の成功裡な確立である。通知段階130は、このような場合に、例えば、「CMサービス受け入れ」メッセージを送信することによりMM接続確立を明確に確認することであってもよい。通知段階は、MM接続の設定中にもっと後で行われてもよいし、或いは例えば、接続の設定後に行われてもよい。
【0016】
図4は、本発明の効果的な実施形態による方法の別の例を示している。この例は、接続の解除中の事象を示す。これらの事象は、例えば、移動ステーションとCN要素との間の接続が解除されるときに生じ得る。第1ステップ205では、コアネットワーク要素がそれ自身とRNCとの間の接続、即ちIuインターフェイス接続を解除する。次のステップ210では、RNCのRRCプロトコル制御エンティティは、別のCN要素への他のIu接続が残っているかどうかチェックする。別のCN要素へのIu接続が残っている場合には、少なくとも1つの他のMMプロトコルがアクティブであり、この場合に、RNCのRRCエンティティは、ステップ215において、解除されるIu接続が解除されていることをMSに指示する。この通知は、例えば、RRC状態メッセージのような特定のメッセージをMSに送信することにより実現できる。このメッセージの受信は、MSのMMエンティティに、ステップ225においてそれが「アイドル」状態に入れることを指示する。ステップ210において他のIu接続が残っていることが見つからない場合には(この場合、アクティブなMMプロトコルが1つしかない)、RRCエンティティがステップ220においてRRC接続を解除し、これは、MSのMMエンティティに、それがステップ225において「アイドル」状態に入れることを含蓄的に指示する。
【0017】
図5は、本発明の効果的な実施形態による方法の更に別の例を示している。この例では、MSは、あるCN要素へのアクティブな接続、例えば、MSCへのスピーチ接続を有し、その間に、MSは、アイドル状態のMMエンティティ、例えば、SGSNのMMエンティティへの位置エリア(LA)更新を実行する。ステップ250においてMSは位置エリア更新を実行し、その間に、他の手順ステップの中で、RNCとSGSNとの間のIu接続が形成される。LAの更新が実行された後に、パケット接続MMエンティティは、ステップ255において、「ネットワークコマンド待機」状態に入り、ここから、公知技術に基づきRRC接続の解除に応答して「アイドル」状態に入らねばならない。次のステップ205では、SGSNがそれ自身とRNCとの間の接続、即ちIuインターフェイス接続を解除する。次のステップ210では、RNCのRRCプロトコル制御エンティティは、別のCN要素への他のIu接続が残っているかどうかチェックする。別のCN要素へのIu接続が残っている場合には、少なくとも1つの他のMMプロトコルがアクティブであり、この場合、RNCのRRCエンティティは、ステップ215において、解除されるIu接続が解除されていることをMSに指示する。この通知は、例えば、MSに特定のメッセージを送信することにより実現できる。メッセージの受信は、MSのMMエンティティに、それがステップ225において「アイドル」状態に入れることを指示する。ステップ210において他のIu接続が残っていることが見つからない場合には(この場合に、アクティブなMMプロトコルは1つしかない)、RRCエンティティがステップ220においてRRC接続を解除し、これは、MSのMMエンティティに、それがステップ225において「アイドル」状態に入れることを含蓄的に指示する。
【0018】
更に別の効果的な例においては、図5に示したものと実質的に同様の方法が、「デタッチ」手順と共に使用される。
本発明は、単一の無線シグナリングベアラ、即ち2つ以上の個別のMMプロトコルが実行される場合のRRC接続の使用を明らかにする。本発明は、2つ以上の個別のMMプロトコルが使用される場合にも、RRCレベル事象を使用して、MMレベル事象に信号を含蓄的に与えることができるようにする。それ故、1つのMMプロトコルの使用しかサポートしない現在のGSM移動ステーションであっても、たとえ無線アクセスネットワークがスピーチ及びパケットデータサービスの同時使用をサポートし、ひいては、2つのMMプロトコルの使用をサポートしても、UMTSシステムのGSM型無線アクセスネットワークと通常のやり方で通信することができる。
【0019】
上記例では、接続の設定及び解除を個別の例として別々に説明したが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。本発明のある実施形態では、本発明によるシグナリングが接続の設定及び解除の両方に使用される。例えば、スピーチ接続がアクティブである間にパケットデータ接続を設定し、使用しそして解除することができる。このような実施形態では、本発明によるシグナリング方法は、パケットデータ接続の設定及び解除に使用することができる。
以上の説明に鑑み、当業者であれば、本発明の範囲内で種々の変更が明らかとなろう。本発明の好ましい実施形態を詳細に述べたが、多数の変更や修正が明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 UMTSシステムの構造の一例を示す図である。
【図2】 移動通信手段及びネットワークにおける種々のプロトコルエンティティを示す図である。
【図3】 本発明の効果的な実施形態による方法を示す図である。
【図4】 本発明の効果的な実施形態による方法の別の例を示す図である。
【図5】 本発明の効果的な実施形態による方法の更に別の例を示す図である。

Claims (16)

  1. セルラーテレコミュニケーションネットワークに移動管理プロトコル接続を確立するための方法において、
    無線リソース制御RRC接続が既に確立されたかどうかチェックし、そして
    RRC接続が既に確立されている場合には、その指示を移動管理接続設定情報に追加し、そしてRRC接続がまだ確立されていない場合には、移動管理プロトコル接続の確立を通常に続ける、
    という段階を含むことを特徴とする方法。
  2. 上記指示が追加された場合には、移動管理接続確立の完了を明確にシグナリングする請求項1に記載の方法。
  3. 上記明確なシグナリングは、「CMサービス受け入れ」メッセージを送信する段階を含む請求項2に記載の方法。
  4. セルラーテレコミュニケーションネットワークの移動管理プロトコル接続を解除するための方法において、
    コアネットワーク要素と無線ネットワークコントローラとの間のIu接続を解除し、
    その後、少なくとも1つの他のIu接続がまだアクティブであるかどうかチェックし、そして
    少なくとも1つの他のIu接続がまだアクティブである場合には、Iu接続の上記解除を明確に指示し、そして他のIu接続がアクティブでない場合は、移動管理プロトコル接続の解除を通常に続ける、
    という段階を含むことを特徴とする方法。
  5. 上記解除を明確に指示する上記段階は、上記無線ネットワークコントローラから移動ステーションへメッセージを送信することを含む請求項4に記載の方法。
  6. 上記明確な指示は、RRC状態メッセージを送信する段階を含む請求項4に記載の方法。
  7. セルラーテレコミュニケーションネットワークにおいて動作でき且つ移動管理プロトコル接続を確立することができる装置において、
    無線リソース制御(RRC)接続が既に確立されたかどうかをチェックし、そして
    RRC接続が既に確立されている場合には、その指示を移動管理設定情報に追加し、そしてRR接続が既に確立されていない場合には、移動管理プロトコル接続の確立を通常に続ける、
    ように構成されたことを特徴とする装置。
  8. 更に、上記指示が追加された場合には、移動管理プロトコル接続確立の完了についての明確なシグナリングを受け取るように構成されている請求項7に記載の装置。
  9. 上記明確なシグナリングは、「CMサービス受け入れ」メッセージを含む請求項8に記載の装置。
  10. 移動ステーションである請求項7または8または9に記載の装置。
  11. セルラーテレコミュニケーション無線アクセスネットワークの装置であって、該セルラーテレコミュニケーション無線アクセスネットワークに接続された別の装置に関連した移動管理プロトコル接続を解除するための装置において、
    上記別の装置に関連した少なくとも1つの他のIu接続が、上記別の装置に関連し且つあるセルラーテレコミュニケーションコアネットワーク要素と確立しているような特定のIu接続を解除するときにまだアクティブであるかどうかチェックし、
    少なくとも1つの他のIu接続がまだアクティブである場合には、上記別の装置に対して上記特定のIu接続の解除を明確に指示し、そのようなアクティブなIu接続が残されていない場合には、上記別の装置での解除手順を通常に続ける、
    ように構成されたことを特徴とする装置。
  12. 上記解除を明確に指示するため、RRC状態メッセージを送信するように構成されている請求項11に記載の装置。
  13. 無線ネットワークコントローラである請求項11または12に記載の装置。
  14. 上記セルラーテレコミュニケーションコアネットワーク要素は、SGSN(サービスGPRSサポートノード)またはMSC(移動サービス交換センター)である請求項11または12または13に記載の装置。
  15. 上記別の装置は、移動ターミナルである請求項11から14のうちのいずれか1項に記載の装置。
  16. セルラーテレコミュニケーションネットワークにおいて移動管理プロトコル接続を確立するためのシステムであって、ネットワークエンティティと移動ステーションとを含むようなシステムにおいて、
    上記移動ステーションは、上記セルラーテレコミュニケーションネットワークに向かう無線リソース制御(RRC)接続が既に確立されたかどうかチェックし、RRC接続が既に確立されている場合には、その指示を移動管理設定情報に追加し、RRC接続がまだ確立されていない場合には、移動管理プロトコル接続の確立を通常に続けるように構成されており、
    上記ネットワークエンティティは、上記指示が追加された場合には、上記移動ステーションに対して移動管理接続確立の完了についての明確なシグナリングを送信し、そのような指示が追加されない場合には、移動管理プロトコル接続の確立を通常に続けるように構成されている、
    ことを特徴とするシステム。
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