JP3780325B2 - ノードにより課金情報を収集しそして勘定センターに送るパケット無線ネットワーク - Google Patents

ノードにより課金情報を収集しそして勘定センターに送るパケット無線ネットワーク Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、パケット無線ネットワークに係り、より詳細には、パケット無線ネットワークにおける課金の実行に係る。
先行技術の説明
移動通信システムは、人々が固定の電話ターミナルから離れて自由に移動し、しかもあまり困難を伴わずにそこに繋がるように開発されている。オフィスでのデータ転送サービスの利用が増加するにつれて、移動通信システムには、色々な種類のデータサービスが導入されている。ポータブルコンピュータは、ユーザがどこででも効率的にデータを処理できるようにする。従って、移動通信ネットワークは、移動データ転送のための効率的なアクセスネットワークをユーザに提供し、このアクセスネットワークは、実際のデータネットワークへのアクセスを与える。このため、現在及び将来の移動通信ネットワークでは種々の新たな形態のデータサービスが計画されている。移動データ転送は、パン・ヨーロピアン移動通信システムＧＳＭ（移動通信用のグローバルシステム）のようなデジタル移動通信システムによって特に良好にサポートされている。
ＧＳＭシステムの新たなサービスは、ＥＴＳＩ（ヨーロピアンテレコミュニケーションスタンダードインスティテュート）で行われているＧＳＭステージ２＋標準化作業の題目の１つであるＧＰＲＳ（一般的パケット無線サービス）により提供される。ＧＰＲＳの動作環境は、ＧＰＲＳバックボーンネットワークで相互接続された１つ以上のサブネットワークサービスエリアにより構成される。サブネットワークは、サービス供給ＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮと称するパケットデータサービスノードＳＮのグループを含み、その各々は、ＧＳＭ移動通信ネットワークに接続され、多数のベースステーション即ちセルを経てパケットデータサービスを移動データターミナル装置に与えることができる。移動通信ネットワークは、その間に、サポートノードと移動データターミナル装置との間にパケット交換データ転送を与える。次いで、異なるサブネットワークが、特定のゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮを経て、外部データネットワーク、例えばパケット交換公衆データネットワークＰＳＰＤＮに接続される。従って、ＧＰＲＳサービスは、ＧＳＭネットワークがアクセスネットワークとして働くようにして移動データターミナル装置と外部データネットワークとの間にパケットデータ転送を与える。ＧＰＲＳサービスネットワークの１つの特徴は、「従来」のＧＳＭネットワークサービスを伴うＧＳＭネットワークとほとんど独立して動作することである。
１つの問題は、ＧＰＲＳネットワークにおいていかに課金を行うかである。ユーザに課金するのに使用されるユーザ関連データ送信統計情報は、通常は、サービス供給ＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ及びゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮにおいて収集される。ＳＧＳＮは、無線インターフェイスの使用に関する情報を収集し、そしてＧＧＳＮは、データネットワークの使用に関する情報を収集する。ＭＳＣサービスエリアにおけるＳＧＳＮ及びＧＧＳＮの数は、かなり多く、数十又は数百のノードとなる。しかしながら、このように分散した課金情報を用いていかに課金を行うかについて何も示唆されていない。ＧＳＭ移動通信ネットワークにおいては、勘定記録（通話明細記録）が通常は移動通信ネットワーク又はそれに接続されたインテリジェントネットワークＩＮにおいて発生される。しかし、ＧＰＲＳシステムから移動ネットワーク又はＩＮへの直接的なインターフェイスであって、ＧＰＲＳ課金にも適したインターフェイスが存在しない。更なる問題は、勘定センター及びそれらが使用するインターフェイスが、移動通信ネットワークにおいても標準化されておらず、従って、各オペレータごとに異なることである。これは、異なるＧＰＲＳネットワークにおいて異なるインターフェイスを実施することを必要とする。ＧＰＲＳネットワーク型の他のパケット無線ネットワークにおいても同様の問題が発生する。
発明の要旨
本発明の目的は、パケット無線ネットワークにおいて勘定を行えるようにすることである。
本発明の更に別の目的は、パケット無線ネットワークにおける勘定システムの実施とは独立した課金情報収集システムを提供することである。
本発明は、デジタル移動通信ネットワークと、パケットデータターミナル装置と、パケットデータターミナル装置とのパケット交換データ送信のための無線インターフェイスを与える移動通信ネットワークに接続されたパケット無線サポートノードと、外部パケットデータネットワークにアクセスポイントを与えるゲートウェイパケット無線サポートノードと、パット無線サポートノード及びゲートウェイパケット無線サポートノードが接続された内部パケット交換バックボーンネットワークとを備えたパケット無線システムに係る。更に、本発明によるパケット無線ネットワークは、他のサポートノードにより収集されたユーザ特有の課金情報を受け取ってその課金情報を勘定システムに送るために上記内部バックボーンネットワークに接続された勘定ゲートウェイサポートノードを備えている。
本発明の基本的な考え方は、パケット無線システムから実際の勘定システムへのゲートウェイを確立する新たなサポートノードをパケット無線ネットワークの内部バックボーンネットワークに与えることである。このサポートノードは、ここでは、勘定ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＢＧＧＳＮと称する。このＢＧＧＳＮは、パケットデータネットワーク内のパケット交換バックボーンネットワークに接続されるので、ノードが異なるオペレータにより制御されるパケット無線ネットワークにある場合でも、ＢＧＧＳＮとパケット無線システムの他のサポートノードとの間で情報を交換することができる。課金情報を収集するサポートノードとＢＧＧＳＮとの間では、オペレータの課金システムの実施とは独立していて且つ全てのパケット無線ネットワークにおいて同一である通信プロトコルを決定することができる。課金情報を収集するサポートノードが特定の加入者の課金情報を送信しようとする場合に、その情報を特定の勘定ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードへ送信し、該ノードは、その課金情報を直接的に又は間接的にオペレータの課金システムに送る。
勘定ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードとオペレータの勘定システムとの間の通信プロトコルは、オペレータ特有のものである。しかしながら、パケット無線ネットワークの他のサポートノードは、サポートノードと勘定ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードとの間のインターフェイスが標準的なものであるので、このインターフェイスの実施について知る必要がない。
本発明は、多数の効果をもたらす。パケット無線システムにおいては、１つの課金インターフェイスが決定されるだけである。パケット無線ネットワークの課金は標準化されるが、１つの実施形態又は課金システム通信プロトコルに制約されるものではない。オペレータは、課金システムのための１つのインターフェイスを必要とするだけであり、例えば、各サポートノードに専用のインターフェイスを必要としない。オペレータは、課金情報を別のオペレータへ直接的に、１つの課金ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードから別のサポートノードへ送信することができる。
【図面の簡単な説明】
以下、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１は、本発明のＧＰＲＳシステムを示す図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は、サポートノードが共通のバックボーンネットワークによって接続された異なる形式のパケット無線システムに適用できる。本発明は、パン・ヨーロピアンデジタル移動通信システムＧＳＭ（移動通信用のグローバルシステム）、又は同様の移動通信システム、例えば、ＤＣＳ１８００及びＰＣＳ（パーソナル通信システム）における汎用パケット無線サービス（＝ＧＰＲＳ）の実施に特に良く適用できる。以下、ＧＰＲＳサービス及びＧＳＭシステムの組合せであるＧＰＲＳパケット無線ネットワークを参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、本発明は、このような特定のパケット無線システムに限定されるものではない。
添付図面は、ＧＳＭシステムにおいて実施されるＧＰＲＳパケット無線ネットワークを示す。
ＧＳＭネットワークの基本的な構造は、２つの部分、即ちベースステーションシステムＢＳＳ及びネットワークサブシステムＮＳＳより成る。ＢＳＳ及び移動ステーションＭＳは、無線接続を経て通信する。ＢＳＳ内では、各セルがベースステーションＢＴＳによりサービスされる。多数のベースステーションがベースステーションコントローラＢＳＣに接続され、その機能は、ＢＴＳにより使用される無線周波数及びチャンネルを制御することである。ＢＳＣは、移動サービス交換センターＭＳＣに接続される。ＧＳＭシステムの詳細な説明については、ＥＴＳＩ／ＧＳＭ推奨勧告、及び「移動通信用のＧＳＭシステム(The GSM System for Mobile Communications)」、Ｍ．モーリ及びＭ．ポーテット、パライゼウ、フランス、１９９２年、ＩＳＢＮ：２−９５０７１９０−０７−７を参照されたい。
図において、ＧＳＭシステムに接続されたＧＰＲＳシステムは、２つのＧＰＲＳオペレータ、即ちオペレータ１及びオペレータ２を備え、これらは両方とも、２つのサービス供給ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）及びゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）を有している。異なるサポートノードＳＧＳＮ及びＧＧＳＮは、イントラ・オペレータ（オペレータ内）バックボーンネットワークにより相互接続される。ＧＰＲＳネットワークは、いかなる数のサポート及びゲートウェイノードを有してもよいことを理解されたい。
セルラーパケット無線ネットワークにおいて、各サポートノードＳＧＳＮは、１つ以上のセルのエリア内でパケットデータサービスを制御する。この目的で、各サポートノードＳＧＳＮは、ＧＳＭ移動通信システムの特定のローカル部分に接続される。この接続は、通常、移動サービス交換センターへのものであるが、ある場合には、ベースステーションシステムＢＳＳへ、換言すれば、ＢＳＣ又はベースステーションＢＴＳの１つへ直接接続を行うのが効果的であると分かっている。セルの移動ステーションＭＳは、無線インターフェイスを経てベースステーションＢＴＳと通信し、そして更に、移動通信ネットワークを経てサポートノードＳＧＳＮ（そのサービスエリアにセルが配置された）と通信する。原理的には、サポートノードＳＧＳＮと移動ステーションＭＳとの間の移動通信ネットワークは、これら２つの間にパケットを送給する。このため、移動通信ネットワークは、移動ステーションＭＳと、サービス供給サポートノードＳＧＳＮとの間に回路交換接続又はパケット交換データパケット転送機構を与えることができる。移動ステーションＭＳとサポートノード（エージェント）との間の回路交換接続の例がフィンランド特許出願第９３４１１５号に開示されている。移動ステーションＭＳとサポートノード（エージェント）との間のパケット交換データ転送の例がフィンランド特許出願第９４０３１４号に開示されている。しかしながら、移動通信ネットワークは、ＭＳとＳＧＳＮとの間に物理的な接続（アクセスネットワーク）しか与えず、そしてその厳密な動作又は構造体は、本発明には何ら関連していない。
オペレータの装置ＳＧＳＮとＧＧＳＮとを相互接続するイントラ・オペレータバックボーンネットワーク１３は、例えば、ＩＰネットワーク、ＣＬＮＰネットワーク又はＸ．２５ネットワークのようなローカルエリアネットワークによって実施できる。又、オペレータのＧＰＲＳネットワークは、例えば、全ての特徴を１つのそして同じコンピュータにおいて実施することにより、イントラ・オペレータバックボーンネットワークなしに実施することができ、このような変更は、本発明の課金原理を何ら変更するものでないことに注意されたい。
ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮは、オペレータのＧＰＲＳネットワークを他のオペレータのＧＰＲＳシステムに接続すると共に、インター・オペレータ（オペレータ間）バックボーンネットワーク、ＩＰネットワーク（インターネット）又はＸ．２５ネットワークのようなデータネットワーク１５にも接続する。
インター・オペレータバックボーンネットワークは、異なるオペレータのＧＧＳＮがそれを経て互いに通信するネットワークである。この通信は、異なるＧＰＲＳネットワーク間のＧＰＲＳローミングをサポートするために必要とされる。インター・オペレータバックボーンネットワークは、両側のＧＧＳＮがオペレータ間のバックボーンネットワークに向かって同じプロトコルを使用する限り、例えば、Ｘ．２５、ＩＰ、ＣＬＮＰ又は他のネットワークを用いることにより実施することができる。一例として、イントラ・オペレータネットワークがＩＰネットワークである場合には、オペレータ１は、内部のＸ．２３ネットワークを有し（オペレータ１のイントラ・バックボーンネットワークにおいて）、そしてオペレータ２は、内部のＣＬＮＰネットワークを有する（オペレータ２のイントラ・バックボーンネットワークにおいて）。このような場合には、オペレータ１のＧＰＲＳ ＧＳＮは、Ｘ．２５プロトコルをローカルでそしてＩＰプロトコルをインター・オペレータバックボーンネットワークに向かって使用しなければならない。同様に、オペレータ２のＧＰＲＳ ＧＳＮは、ＣＬＮＰプロトコルをローカルでそしてＩＰプロトコルをインター・オペレータバックボーンネットワークに向かって使用しなければならない。両オペレータのネットワークとそれらの間のネットワークが全て同じプロトコルを使用する場合には、それらの間のＧＧＳＮが必ずしも必要とされず、それらは、例えば、データベットワークブリッジ又はルータと置き換えることができる。
又、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮは、ＧＰＲＳ移動ステーションの位置情報を記憶するのにも使用される。ＧＧＳＮは、移動着信（ＭＴ）データパケットのルート指定も行う。又、ＧＧＳＮは、移動ステーションのネットワークアドレスを、例えば、ＩＰ、Ｘ．２５又はＣＬＮＰネットワークにおいて一緒にマップするか或いは複数のそれらにおいて同時にマップすると共に、移動ステーションのＧＰＲＳローミング識別子をＧＰＲＳネットワークにおいてマップするデータベースも備えている。
又、ユーザを課金するのに使用されるユーザ関連データ転送統計情報は、主として、サービス供給ＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ及びゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮにおいて収集される。ＳＧＳＮは、無線インターフェイスの使用の関する情報を収集し、そしてＧＧＳＮは、データネットワークの使用に関する情報を収集する。通常、パケット無線システムにおける課金は、加入者料金及びトラフィック料金より成る。加入者料金は、特定の期間をカバーするために加入者により支払われる規定の支払いである。トラフィック料金は、通常、データ量及びサービスの形式、おそらくは、サービスの質の関数としてパケット無線ネットワークにおいて決定される。データ量測定技術は、単にバイトをカウントするか、又はデータトラフィックの高級な統計学的サンプリングを含む。原理的に、パケット無線ネットワークの使用についての課金は、一般的なパケット交換データネットワークの場合と同じでなければならない。厳密な課金ベースはオペレータに特有のものである。課金の原理は、本発明に関する限り重要ではない。というのは、本発明は、異なる課金技術に一般に適用できるからである。
収集した課金情報に基づいて最終的な加入者勘定を行うオペレータの勘定システムは、実際のパケット無線システムの一部分ではないので、自由に配置することができる。図示の例では、課金システムは、実際のパケット無線ネットワークから離れて特定の課金センターＢＣに配置される。或いは又、例えば、ＭＳＣに配置することもできる。課金センターＢＣの厳密な実施は、オペレータごとに異なる。ＢＣの厳密な実施は、本発明にとって重要ではない。というのは、本発明は、異なる課金センターに一般に適用できるからである。
本発明によるパケット無線ネットワークの内部バックボーンネットワークには新たなサポートノードが設けられ、これは、パケット無線ネットワークから課金センターＢＣのような実際の課金システムへのゲートウェイを与える。このサポートノードは、ここでは、課金ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＢＧＧＳＮと称する。ＢＧＧＳＮがイントラ・オペレータパケット交換バックボーンネットワークに接続されたときには、たとえノードが異なるオペレータのパケット無線ネットワークにある場合でも、ＢＧＧＳＮとパケット無線ネットワークの他のサポートノードＳＧＳＮ又はＧＧＳＮとの間で情報を交換することができる。送信するサポートノードは、受信側のサポートノードのアドレスを知るだけでよい。課金情報を収集するサポートノードＳＧＳＮ又はＧＧＳＮとＢＧＧＳＮとの間には、オペレータの課金システムの実施とは独立であって且つ全てのパケット無線システムにおいて同一である通信プロトコルが存在する。課金情報を収集するＳＧＳＮ又はＧＧＳＮが、特定の加入者（例えば、ＧＰＲＳシステムにおける国際移動加入者認識ＩＭＳＩで識別された）の課金情報を課金センターＢＣに送信しようとする場合には、バックボーンネットワークのプロトコル（例えば、ＩＰ）に対応するデータパケットにおいて情報を送信し、これらデータパケットは、特定のＢＧＧＳＮのネットワークアドレス（例えば、ＩＰアドレス）を含む。データパケットのデータフィールドは、適当なフォーマットの課金情報を含む。データフィールドは、ＩＭＳＩ、データ量及びサービス形式を含むサブフィールドを含む。データパケットを受け取るＢＧＧＳＮは、課金情報をオペレータの課金センターＢＣへ送る。課金情報の転送に使用されるプロトコルの厳密な実施は、本発明にとって重要ではなく、本発明は、全てのプロトコルに一般的に適用することができる。又、ＢＧＧＳＮは、課金情報をＢＣへ送信する前に他の何らかのやり方でバッファ、合成又は前処理することもできる。
他のサポートノードが課金情報を送信するところのＢＧＧＳＮアドレスは、固定であってもよいし動的であってもよい。前者の場合には、サポートノードＳＧＳＮ又はＧＧＳＮが課金情報を常に同じＢＧＧＳＮに送り、そのアドレスは、サポートノードに永久的に記憶される。後者の場合には、課金情報が送られるところのＢＧＧＳＮが、例えば、サービスの形式又は加入者に基づいて変化する。アドレスが加入者に基づいて変化する場合には、加入者がＧＰＲＳサービスを使用し始めるときに、正しいＢＧＧＳＮのアドレスがサポートノードに与えられる。サポートノードが課金情報を送信するところのＢＧＧＳＮは、同じオペレータのネットワーク内にあってもよいし、異なるオペレータのネットワーク内にあってもよい。例えば、オペレータ１により制御されるネットワークのＳＧＳＮは、加入者のホームネットワークがオペレータ１のネットワークであるときに、同じネットワークのＢＧＧＳＮに課金情報を送信する。しかしながら、加入者２のホームネットワークがオペレータ２により制御されるネットワークでありそして加入者がオペレータ１のネットワークをローミングするときには、同じＳＧＳＮがオペレータ２のＢＧＧＳＮに課金情報を送ることもできる。このような場合には、課金情報を含むデータパケットが、他のデータパケットと同様に、あるネットワークから別のネットワークへルート指定される。同様に、異なるオペレータのＢＧＧＳＮ（従って、ＢＣ）は、インター・オペレータバックボーンネットワーク又はデータネットワークを経てあるネットワークから別のネットワークへデータパケットを送信することにより情報を交換することもできる。又、ＳＧＳＮは、たとえ加入者２のホームネットワークがオペレータ２により制御されるネットワークであり、そして加入者がオペレータ１のネットワーク（ビジターネットワーク）をローミングする場合でも、オペレータ１のＢＧＧＳＮに課金情報を送信する。
ＢＧＧＳＮは、ＢＣに直接接続されてもよいし（図中のオペレータ１のＢＧＧＳＮ接続１２として）、或いは中間ネットワーク（インテリジェントネットワークＩＮのような）又はネットワークエレメント（図中のオペレータ２のＢＧＧＳＮ接続１２のような）を経て間接的に接続されてもよい。ＢＧＧＳＮとオペレータの課金センターＢＣとの間の接続及び通信プロトコルは、オペレータに特有のものである。これは、例えば、ＧＳＭシステムにより使用されるＳＳ７（信号システム７）をベースとする。本発明は、全ての解決策に一般に適用できるので、接続及びプロトコルは、本発明に関する限り重要ではない。
以上の説明は、本発明の好ましい実施形態を例示するものに過ぎない。本発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲内で種々変更することができる。

Claims (10)

  1. デジタル移動通信ネットワーク(BTS,BSC,MSC)と、パケットデータターミナル装置(MS)と、パケットデータターミナル装置とのパケット交換データ送信のための無線インターフェイスを与える移動通信ネットワークに接続されたパケット無線サポートノード(SGSN)と、外部パケットデータネットワーク(15)にアクセスポイントを与えるゲートウェイパケット無線サポートノード(GGSN)と、パット無線サポートノード(SGSN)及びゲートウェイパケット無線サポートノード(GGSN)が接続された内部パケット交換バックボーンネットワーク(13)とを備えたパケット無線システムにおいて、他のサポートノード(SGGSN,GGSN)により収集されたユーザ特有の課金情報を受け取ってその課金情報を課金システムへ送るために上記内部バックボーンネットワーク(BGGSN)に接続された勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)を備えたことを特徴とするパケット無線システム。
  2. 上記勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)と、パット無線サポートノード(SGGSN)と、ゲートウェイパケット無線サポートノード(GGSN)との間の通信プロトコルは、上記内部バックボーンネットワークのパケット交換通信プロトコルである請求項１に記載のパケット無線システム。
  3. 上記勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)と、パット無線サポートノード(SGGSN)と、ゲートウェイパケット無線サポートノード(GGSN)との間の通信プロトコルは、ゲートウェイサポートノードと課金システムとの間の通信プロトコルとは独立している請求項１又は２に記載のパケット無線システム。
  4. 上記勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)と課金システムとの間の通信プロトコルは、上記内部バックボーンネットワークのパケット交換通信プロトコルとは異なる請求項１、２又は３に記載のパケット無線ネットワーク。
  5. 上記勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)には勘定システムへの直接接続が与えられる請求項１ないし４のいずれかに記載のパケット無線ネットワーク。
  6. 上記勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)は、インテリジェントネットワークのような中間ネットワーク、又は移動サービス交換センター(MSC)のような中間ネットワークエレメントを経て、勘定システムに接続される請求項１ないし５のいずれかに記載のパケット無線ネットワーク。
  7. 他のサポートノードが課金情報を送信するところの上記勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)のアドレスは、固定である請求項１ないし６のいずれかに記載のパケット無線ネットワーク。
  8. 他のサポートノードが課金情報を送信するところの上記勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)のアドレスは、動的である請求項１ないし６のいずれかに記載のパケット無線ネットワーク。
  9. 他のサポートノードが課金情報を送信するところの上記勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)のアドレスは、加入者に特有であって、加入者がサービスを利用し始めるときに各々の他のサポートノードに与えられる請求項８に記載のパケット無線ネットワーク。
  10. 上記サポートノードは、加入者のホームネットワーク又は訪問先ネットワークの勘定ゲートウェイサポートノード(BGGSN)に課金情報を送信するように構成される請求項８又は９に記載のパケット無線ネットワーク。
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