JP4013701B2 - 移動通信システム、その動作制御方法及びそれに用いるノード並びに無線制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システム、その動作制御方法及びそれに用いるノード並びに無線制御装置に関し、特にＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）技術を利用した移動通信システム、その動作制御方法及びそれに用いるノード並びに無線制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の移動通信システムにおけるコアネットワークは、音声通信用のネットワークであって回線交換（Circuit Switched）機能を有するＣＳ網と、パケット通信用のネットワークであってパケット交換（Packet Switched ）機能を有するＰＳ網とが、別々に構築されている。この様なコアネットワークに関しては、３ＧＰＰ（3 rd Generation Partnership Project）により規定されており、図８に示す如き機能ブロックにより示される。
【０００３】
図８を参照すると、コアネットワーク（ＣＮ）１はＣＳ網２とＰＳ網３とからなっており、ＣＳ網２は、回線交換機能を有するＭＳＣ（Mobile-services Switching Center）２１と、ゲートウェイ機能を有するＧＭＳＣ（Gateway MSC ）２２とを有している。ＰＳ網３は、パケット交換機能を有するＳＧＳＮ（Serving GPRS (Global Packet Radio Service) Support Node ）３１と、ゲートウェイ機能を有するＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node ）３２とを有している。なお、コアネットワーク１には、移動通信機（UE:User Equipment ）１０の位置の管理をなすＨＬＲ（Home Location Resister）４が設けられており、このＨＬＲ４はＭＳＣ，ＧＭＳＣ，ＳＧＳＮ，ＧＧＳＮからアクセス可能となっている。
【０００４】
コアネットワーク１と移動通信機１０との間には、無線アクセスネットワークであるＲＡＮ（Radio Access Network）９が設けられており、このＲＡＮ９は無線制御装置であるＲＮＣ（Radio Network Controller）９１を有しておりＲＡＮ９内の無線基地局であるＮｏｄｅＢ（図示せず）とＵＥ１０との間に無線ベアラ１００が設定され、音声やパケットの通信がなされる。
【０００５】
コアネットワーク１のＣＳ網２は公衆交換電話網であるＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network ）５に接続されている。そして、ＰＳ網３は、インターネット７に、ＩＰ（Internet Protocol ）ネットワーク６を介して（または直接でも可）接続されている。また、ＰＳ網３はＩＰネットワーク６及びＰＳＴＮ接続網８を介してＰＳＴＮ網５へ接続されている。このＰＳＴＮ接続網８は、現在実用化されている固定電話網ＶｏＩＰを実現するための機器を有するものである。
【０００６】
図９は図８に示したコアネットワーク１内のＰＳ網３を構成するＳＧＳＮ３１及びＧＧＳＮ３２と、その周辺機器とを抽出して示したブロック図である。ＳＧＳＮ３１は、ＰＳ呼に関するシグナリングを制御する制御装置としてのＣＰＵ（またはCall ProcessorであるＣＰと称されることもある）３１１と、同じくＰＳ呼に関するユーザデータの処理制御を行うＰＳ−ＵＰ（ＰＳ側ユーザプレーン装置）３１２とを有している。ＣＰＵ３１１はＰＳ呼に関するシグナリング制御を行い、ＲＮＣ９１やＧＧＳＮ３２とシグナリングの送受信を行ってＰＳ−ＵＰ３１２を制御するものである。ＰＳ−ＵＰ３１２は、ＣＰＵ３１１の制御に従って、ＲＮＣ９１やＧＧＳＮ３２との間でユーザデータの送受信を行うものである。
【０００７】
なお、ＰＳＴＮ接続網８は、上述した如く、固定電話網ＶｏＩＰを実現するものであって、そのために、ＣＡ（Call Agent）８１、ＭＧＣ（Media Gateway Controller）８３、ＭＧＷ（Media Gateway ）８２などを有している。ＣＡ８１は呼制御を行うものであり、ＭＧＷ８２はＩＰ側音声データとＰＳＴＮ側音声データを変換するものであり、ＭＧＣ８３はＣＡ８１からの制御に従ってＭＧＷ８２を制御するものである。
【０００８】
この様なシステムアーキテクチャを有する移動通信システムにおいて、パケット通信用のネットワークであるＰＳ網を用いてＶｏＩＰを実現する技術が検討され始めている。また、同じく移動通信システムにおいて、ＶｏＩＰを実現するために、ＲＮＣとＭＧＷとの間に、公衆の地上移動ネットワークであるＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）ＩＰコアを接続して、このＰＬＭＮＩＰコアを用いて移動機からの実時間トラフィックをルーティングして、ＧＰＲＳ用のゲートウェイであるＧＧＳＮを通過させることなく、移動機のＶｏＩＰを実現する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−４４７４０号公報（第３頁、第２図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図８，９に示したＰＳＴＮ接続網８を用いて現在実用化されているＶｏＩＰ技術は、移動機を用いたものではなく、あくまでも固定電話を用いた固定電話網ＶｏＩＰであって、移動通信機を用いた移動通信システムにおいて、ＶｏＩＰ技術を適用することは上述のように現在検討中である。この場合、図８に示したＰＳ網を利用してＶｏＩＰを実現することになるが、移動通信網であるＲＡＮ９及びＰＳ網３は、ＩＰネットワーク６に接続する単純なアクセス網であるために、ＲＡＮ９及びＰＳ網３では、移動通信機１０からの呼が、データ通信のための呼であるのか、ＶｏＩＰ通信のための呼であるのか、判別することはできない。
【００１１】
また、この場合、移動通信機１０とＲＡＮ９との間の無線ベアラ１００が設定される無線回線に、パケット通信用回線を利用することになるが、無線回線にパケット通信用回線を利用することは、無線回線の利用効率が低下したり、無線回線の帯域制御が困難であるという問題が生ずる。
【００１２】
その理由を述べる。無線回線は、移動通信機１０からＲＡＮ９内のＮｏｄｅＢ（基地局：図示せず）を介してＲＮＣ９１で終端されるが、ＣＳ網２を利用して音声通信を行う場合には、一人当たり最大１２．２kbps＋（ヘッダ分）の帯域が確保される。ここで、移動機が一つのエリアに集中してトラフィックが増大した場合、一人当たりの帯域を絞って、利用移動機の数を増大する方法が採られる。ＰＳ網３を利用する場合には、様々な帯域を利用するユーザが存在するために、利用帯域が常に変動する可能性がある。さらに、大量にデータを転送しているユーザがいた場合、利用帯域が常に狭くなってしまう可能性がある。現在の技術では、このＰＳ網を利用する場合に、ＱｏＳ（Quality of Service ）と呼ばれるサービスのクラス分けにより、遅延なく送る、エラー無く送る、ベストエフォートで送る、などのサービス種別がある程度であって、ＣＳ網を利用した場合の様な極め細やかな無線回線の帯域制御ができないのである。
【００１３】
特許文献１に開示の技術は、ＲＮＣとＭＧＷとの間に、ＰＬＭＮＩＰコアを設けて、移動通信機のＶｏＩＰを実現するというものであるが、そのための具体的実現例等の詳細な開示がなく、よって無線回線にパケット通信用回線を用いているのか、そうでないのかも明確ではなく、依然として、上述した問題は残ることになる。
【００１４】
本発明の目的は、無線回線には音声通信用の回線を利用しつつ、パケット通信用の装置に音声通信機能を追加することにより、現在用いられている移動通信機に変更を加えることなく、ＶｏＩＰ技術の利用を可能とした移動通信システムを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による移動通信システムは、移動通信機に接続された無線制御装置と、この無線制御装置に接続され、コアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードとを含む移動通信システムであって、前記コアネットワークノードは、前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理手段と、前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理手段と、前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行って前記ＰＳ及びＣＳユーザデータ処理手段をそれぞれ制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によるコアネットワークノードは、移動通信機に接続された無線制御装置に接続され、移動通信システムのコアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードであって、前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理手段と、前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理手段と、前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行って前記ＰＳ及びＣＳユーザデータ処理手段をそれぞれ制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明による動作制御方法は、移動通信機に接続された無線制御装置と、この無線制御装置に接続され、コアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードとを含む移動通信システムの動作制御方法であって、前記コアネットワークノードにおいて、前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理ステップと、前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理ステップと、前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行う制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明による無線制御装置は、移動通信システムにおいて移動通信機とコアネットワークとの間に設けられた無線制御装置であって、前記移動通信機からのＣＳ（回線交換）呼に関する接続要求には、ＩＰネットワークを経由する旨の情報が含まれており、前記情報を検出して前記ＣＳ呼を前記コアネットワークノードへ接続する手段を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明によるプログラムは、移動通信機に接続された無線制御装置に接続され、移動通信システムのコアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードの動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理ステップと、前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理ステップと、前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御をなす制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の作用を述べる。移動通信システムにおけるコアネットワークを構成するＰＳ（パケット交換）網側において、ＣＳ（回線交換）呼に関するＲＮＣ（無線制御装置）間のシグナリングは、ＳＧＳＮ（汎用パケット無線サービスサポートノード）のＣＰＵで送受信を行ってＣＳ−ＵＰ（ＣＳ側のユーザプレーン）を制御し、またＣＳ呼に関するユーザデータは、当該ＣＳ−ＵＰを介してＭＧＷ（メディアゲートウェイ）を経由してＰＳＴＮ（公衆交換電話網）で送受信するよう構成する。これにより、パケット通信用の装置に音声通信機能が付加されるので、無線回線に音声通信用回線を利用しつつＶｏＩＰ機能を実現することが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の概略システムブロック図であり、図８と同等部分は同一符号により示している。本発明では、移動通信システムにＶｏＩＰ技術を適用するに際して、移動通信機１０とＲＮＣ９１との間の無線回線１００は、現在の音声通信回線として利用する。そして、ＲＮＣ９１において、移動通信機１０からの発呼に関して、全てＰＳ網３へ送出して、このＰＳ網３内のＳＧＳＮ（汎用パケット無線サービスサポートノード）３１において、ＰＳ呼は従来通りＧＧＳＮ３２へ接続し、ＣＳ呼に関するシグナリングはＰＳＴＮ接続網８内のＣＡ８１に接続して、ＣＳ呼の制御を行い、ＭＧＣ８３を介してＭＧＷ８２を制御する。そして、ＣＳ呼に関するユーザデータは、ＳＧＳＮ３１からＭＧＷ８２を介してＰＳＴＮ５へ接続されることになる。
【００２２】
ＣＡ８１，ＭＧＷ８２，ＭＧＣ８３及びＳＧＷ（Signaling Gateway ）８４はＰＳＴＮ接続網８を構成するものであり、既存の固定網ＶｏＩＰを実現するための装置である。ＣＡ８１はＨ．３２３やＳＩＰ（Session Intiation Protocol）などのシグナリングプロトコルを利用して呼制御を行うものであり、ＭＧＣ８３を制御する。
【００２３】
ＳＧＷ８４はＮｏ．７プロトコルとＩＰとの変換をなすものであり、Ｎｏ．７プロトコルは、従来の固定電話網で利用されている交換機間で電話番号などをやりとりするための信号方式であり、共通線信号方式とも呼ばれるプロトコルである。ＳＧＷ８４は、また、ＩＳＤＮで用いられるＮｏ．７共通線信号のユーザ部の一つであるＩＳＵＰ（ISDN User Part）信号を中継するものである。ＭＧＷ８２は、ＩＰ側音声データとＰＳＴＮ側音声データとを相互に変換するコーデック機能を有している。これ等ＰＳＴＮ接続網８を構成するＣＡ，ＭＧＣ，ＭＧＷ，ＳＧＷなどは公知の装置であり、詳細は述べない。
【００２４】
なお、従来の移動通信システムは、図１の点線で示す様に、ＣＳ網２がＲＮＣ９１とＰＳＴＮ５との間に設けられており（図８参照）、移動通信機１０に関するＣＳ呼の接続制御を行っていたが、本発明では、このＣＳ網２をなくして、ＰＳ網３のみで、移動通信機１０に関するＣＳ呼及びＰＳ呼の接続制御を行うようにしている。
【００２５】
ＲＮＣ９１は、ＣＳ呼でもＰＳ呼でも、ＰＳ網３内のＳＧＳＮ３１とシグナリングを送受信し、パスを設定する。ＳＧＳＮ３１はこのＣＳ呼のシグナリングを終端し、ＰＳ呼については、従来通りＧＧＳＮと接続する。ＣＳ呼はＶｏＩＰとして利用されるシグナリング、たとえばＨ．３２３やＳＩＰ等のプロトコルを利用して、ＣＡ８１と接続する。
【００２６】
図２はこのＳＧＳＮ３１の機能ブロックと、その周辺装置とを抽出して示したブロック図であり、従来例の図９に対応した図であって図９と同等部分は同一符号により示している。図２を参照すると、ＳＧＳＮ３１はＣＰＵ３１１と、ＰＳ−ＵＰ３１２と、ＣＳ−ＵＰ３１３とを有している。ＣＰＵ３１１はＣＳ呼及びＰＳ呼のシグナリングの制御を行うものであり、ＰＳ呼に関しては、従来と同じく、ＲＮＣ９１やＧＧＳＮ３２との間でシグナリングの送受信を行い、ユーザデータの処理制御を行うＰＳ−ＵＰ（ＰＳ側ユーザプレーン装置）３１２を制御する。
【００２７】
ＰＳ−ＵＰは、ユーザデータに関して、ＲＮＣ９１やＧＧＳＮ３２と従来どうりのデータ送受信を行う。ＣＳ呼に関しては、ＣＰＵ３１１はＲＮＣ９１との間で送受信を行い、ＣＳ−ＵＰ（ＣＳ側ユーザプレーン装置）３１３を制御する。
【００２８】
ＣＳ−ＵＰ３１３は、ＣＳ呼のユーザデータの処理制御を行うものであって移動通信機で使用される音声符号化技術（Ｗ−ＣＤＭＡではＡＭＲ（Adaptive Multi Rate ））と、従来ＶｏＩＰで利用されているＭＧＷ８２の音声符号化技術（例えば、Ｇ．７１１）とを変換するコーデック機能を有している。なお、図３は図１の各部（ドメイン）における音声符号化方式と、ドメイン境界に位置する各装置のコーデック（ＣＯＤＥＣ）機能の例を示している。
【００２９】
図３に示す如く、移動通信機（ＵＥ）からＲＮＣを経由してＳＧＳＮまでは、例えばＷ−ＣＤＭＡのＡＭＲ符号化方式のデータ（ＡＴＭパケット）であり、ＳＧＳＮからＩＰネットワークを経てＭＧＷまでは、ＩＰ側符号化（例えば、Ｇ．７１１）方式のデータ（ＩＰパケット）である。また、ＭＧＷからＰＳＴＮ側はＰＳＴＮ側符号化方式のデータ（ＩＰパケット）となっている。よってＳＧＳＮ３１のＣＳ−ＵＰ３１３はＲＮＣ側の符号化方式（例えば、ＡＭＲ）からＩＰ側符号化方式（例えば、Ｇ．７１１）へ、またその逆に、ＣＳ呼のユーザデータを変換するコーデックを有するものであり、また、ＡＴＭパケットとＩＰパケットとの間の変換機能をも有するものである。
【００３０】
ＭＧＷ８２は、ＩＰ側符号化方式（例えば、Ｇ．７１１）からＰＳＴＮ側符号化データへ、またその逆に、ＣＳ呼のユーザデータを変換するコーデックを有するものとする。
【００３１】
図４は本発明の実施例の動作を示す図であり、移動通信機（ＵＥ）１０からＰＳＴＮ５へ発呼を行ったときのシーケンス図である。本例では、シグナリングプロトコルとしてＳＩＰを用いた呼制御を行うものとしているが、Ｈ．３２３などの他のプロトコルを用いても良いことは明らかである。また、図５はＣＰＵ３１１におけるシグナリング処理フローである。
【００３２】
先ず、移動通信機（ＵＥ）１０からＲＮＣ９１へ向けて、呼接続要求である“Service Request ”が送信される（ステップＳ１００）。この呼接続要求のシグナリングには、ＶｏＩＰの利用を示す情報（すなわち、ＩＰネットワーク６を経由する旨の情報）が、ＡＴＭヘッダの所定ビットに付加されているものとする。ＲＮＣ９１では、このビットを調べて、ＶｏＩＰの利用を示すものであるときに、ＳＧＳＮ３１へ向けて“”Service Request が送出される（ステップＳ１０１）。
【００３３】
ＳＧＳＮ３1 のＣＰＵ３１１はこれを受けて（ステップＳ１）、ＵＥ１０の認証及びセキュリティ処理をＵＥ１０との間で行い（ステップＳ２、Ｓ１０２）、ＣＡ８１へ向けて、コーデックネゴシエーションのために自身のコーデック種別を通知する“SIP:INVITE”を送信する（ステップＳ１０３）。ＣＡ８１はこれを受けてＭＧＣ８３へ送信し（ステップＳ１０４）、ＭＧＣ８３はＭＧＷ８２をＨ．２４８などのプロトコルにより制御し（ステップＳ１０５）、ＳＧＳＮ３１とＭＧＷ８２との間で、コーデックネゴシエーションが行われる（ステップＳ３，Ｓ１０６）。このコーデックネゴシエーションにより、ＳＧＳＮ３１のＣＳ−ＵＰ３１３とＭＧＷ８２との間で、必要なコーデック種別がそれぞれ決定されるのである（ステップＳ４）。ＵＥ１０とＲＮＣ９１との間に無線ベアラが設定される（ステップＳ５，Ｓ１２１）。
【００３４】
その後、ＭＧＣ８３からＰＳＴＭ５へ向けて、接続要求である“ISUP:IAM”が送信され（ステップＳ１０７）、ＰＳＴＭ５側からの“ISUP:ACM”の返送により呼び出し中となる（ステップＳ１０８）。そして、ＭＧＣ８３からＣＡ８１、ＳＧＳＮ３１へと呼び出しのための“SIP:Ringing ”が送信され（ステップＳ１０９，Ｓ１１０）、ＳＧＳＮ３１から、ＣＳ呼で利用するシグナリングである“ALERTING”がＲＮＣ９１、ＵＥ１０へと送信される（ステップＳ１１１、Ｓ１１２）。
【００３５】
ＰＳＴＮ５側において、呼が開始すると、接続完了を示す“ANM ”がＭＧＣ８３へ向けて送信され（ステップＳ１１３）、ＭＧＣ８３はＨ．２４８によりＭＧＷ８２にこれを通知する（ステップＳ１１４）。その後、ＭＧＣ８３は接続確認を示す“２００ＯＫ”を、ＣＡ８１，ＳＧＳＮ３１へと送出する（ステップＳ１１５，Ｓ１１６）。
【００３６】
そして、ＳＧＳＮ３１から、ＣＳ呼で利用するシグナリング“CONNECT ”が、ＲＮＣ９１、ＵＥ１０へと送信される（ステップＳ１１７，Ｓ１１８）。同時に、ＳＧＳＮ３１はＣＡ８１へ確認のための“ＡＣＫ”を送信し（ステップＳ１１９）、ＣＡ８１はＭＧＣ８３へ同じく“ＡＣＫ”を送信する（ステップＳ１２０）。こうして、ＵＥ１０とＰＳＴＮ５との間における呼が開始されるのである。
【００３７】
図６はＳＧＳＮ３１内のＣＳ−ＵＰ３１３の動作フローチャートであり、ＣＳ呼のユーザデータを処理するための動作を示している。図６を参照すると、図５のステップＳ４に示したＣＰＵ３１１よりのコーデック種別の通知を受信すると（ステップＳ１１）、ＲＮＣ９１からＡＴＭパケットの到着を待つ（ステップＳ１２）。ＡＴＭパケット到着に応答して、ＡＴＭパケットのヘッダ部分を取除き（終端し）、ユーザデータのみとする。すなわち、Ｗ−ＣＤＭＡの場合には、ＡＭＲ符号化データのみとする（ステップＳ１３）。同時に、ＣＰＵ３１１より通知されたコーデック種別に、自身のコーデックを合致させ、符号化する（ステップＳ１４）。しかる後に、ＩＰヘッダをユーザデータに付加してＩＰパケットとして送出する。このとき、ＭＧＷのＩＰアドレスやポート番号がＩＰヘッダ部に付加される（ステップＳ１５）。
【００３８】
以上は、移動通信機（ＵＥ）１０からのＣＳ呼をＶｏＩＰ技術を利用してＰＳ網を介してＰＳＴＮへ接続する場合について述べたが、ＰＳＴＮ５からＵＥ１０への発呼については、上記の逆の手順で処理可能である。
【００３９】
また、上記実施例では、図１の点線で示したＣＳ網２をなくしているが、既存のシステムと同様に、ＣＳ網２はそのまま存続させておき、ＵＥ１０からの呼接続要求である“Service Request ”のシグナリングにおけるＡＴＭヘッダ中のＶｏＩＰの利用を示す情報ビットに“１”が立っている場合には、上述したＰＳ網３を介したＶｏＩＰ利用のパケット接続とし、当該ビットに“１”が立っていない場合には、既存のＣＳ網２を介した回線接続とすることができる。この場合のＣＳ網とＰＳ網との切替え制御は、ＲＮＣ９１にて行うものとする。
【００４０】
以上述べた本発明の実施例により、無線回線にパケット回線を利用することなく、音声回線を利用したままで、ＶｏＩＰ技術が移動通信システムにも利用できることになる。この場合、端末である移動通信機は、上述したＶｏＩＰ利用を示す情報をＡＴＭヘッダ部に付加するのみの改造で済み、従来の音声用端末がほとんどそのまま利用できることになる。
【００４１】
図７は本発明の他の実施例の概略ブロック図であり、３ＧＰＰのＲｅｌｅａｓｅ５標準仕様でありＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem ）のネットワーク構成に、本発明の構成をあてはめたものである。なお、図７において、図１と同等部分は同一符号により示している。
【００４２】
ここで、ＩＭＳとは、ＩＰマルチメディアアプリケーションを提供するためのサブシステムであり、例えば、音声通信、リアルタイムマルチメディアアプリケーション、オンラインホワイトボードなどを提供するものである。
【００４３】
このＩＭＳにおいては、ＨＬＲ４はＨＳＳ（Home Subscriber Service ）１１に、ＣＡ８１はＣＳＣＦ（Call State Control Function ）８５に、ＭＧＣ８３はＢＧＣＦ（Breakout Gateway Control Function ）とＭＧＣＦ（Media Gateway Control Function）８６に、ＳＧＷ８４はＰＳＴＮ５とＭＧＣ８３間に設置されるプロトコル変換装置（Ｔ−ＳＧＷ）８７に、それぞれ対応して示されている。なお、図７のＳＧＳＮは、ＩＭＳにおけるＳＧＳＮとＧＧＳＮとＰ−ＣＳＣＦ（Ｐｒｏｘｙ ＣＳＣＦ）とが一体になった装置とみなすことができるものである。
【００４４】
このように、本発明によるＳＧＳＮ３１を用いることで、無線区間１００に音声回線を利用して、ＩＭＳを利用することが可能となる。標準に従ったＩＭＳでは、ＵＥ１０とＣＳＣＦ８５とが直接ＳＩＰを送受することになっているが、本発明の構成では、ＵＥとＳＧＳＮ間では、ＵＥのＣＳ呼シグナリングを用いてＳＧＳＮがＣＳＣＦとＳＩＰを送受することになる。よって、図４のＣＡをＣＳＣＦとすることで、図４のシーケンスが図７のシステムにも同様に適用されるのである。
【００４５】
上述した図５，６の動作フローについては、予めプログラムとして記録媒体に記録しておき、これをコンピュータにより読取って実行するよう構成できることは明らかである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明による第一の効果は、移動通信システムにおける無線回線の利用効率の劣化や、音質劣化を招来することなく、ＶｏＩＰ技術を適用することが可能となることである。その理由は、一般に、無線回線にもパケット回線を利用すると、無線回線利用の効率が悪くなったり、無線回線の帯域制御が難しく、音質劣化を招く場合があるが、本発明によれば、無線回線には音声回線を利用するようにしているので、そのような問題が発生せず、無線回線の効率や音質が良くなるからである。
【００４７】
本発明による第二の効果は、既存の音声用の端末（移動通信用端末）を利用したままで、ＶｏＩＰ技術が利用できることである。その理由は、パケット回線を利用することなく、音声回線を利用してＶｏＩＰ技術を利用するものであるので、無線回線のために新たに端末を開発する必要がないためである。
【００４８】
本発明による第三の効果は、設備設置コストの大幅削減が期待できるということである。その理由は、今後ＶｏＩＰ技術が普及していく過程において、新規事業を開始する通信事業者にとって、ＣＳ網（ＭＳＣやＧＭＳＣ）を構築しないで、音声通信のサービスが可能となるからである。
【００４９】
本発明による第四の効果は、標準に従った通常の無線区間にパケット回線を利用したＩＭＳに加えて、無線区間に音声回線を利用してＩＭＳを利用することが可能になるということである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のシステム構成の概略を示すブロック図である。
【図２】図１のＳＧＳＮの構成及びその周辺装置を示すブロック図である。
【図３】図１のシステムブロックにおける各部（ドメイン）における音声符号化方式と、ドメイン境界に位置する各装置のコーデック機能の例を示す図である。
【図４】本発明の実施例におけるＣＳ発呼シーケンスの例を示す図である。
【図５】ＳＧＳＮ内のＣＰＵ３１１の動作フロー図である。
【図６】ＳＧＳＮ内のＣＳ−ＵＰ３１３の動作フロー図である。
【図７】本発明の他の実施例のシステム構成の概略を示すブロック図である。
【図８】従来の移動通信システム構成の概略を示すブロック図である。
【図９】図８のＳＧＳＮの構成及びその周辺装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＣＮ（コアネットワーク）
２ ＣＳ（回線交換）網
３ ＰＳ（パケット交換）網
４ ＨＬＲ（ホームロケーションレジスタ）
５ ＰＳＴＮ（公衆交換電話網）
６ ＩＰ（インターネットプロトコル）ネットワーク
７ インターネット
８ ＰＳＴＮ接続網
１０ 移動通信機（ユーザ端末：ＵＥ）
３１ ＳＧＳＮ（汎用パケット無線サービスサポートノード）
３２ ＧＧＳＮ（ゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノード）
８１ ＣＡ（コールエージェント）
８２ ＭＧＷ（メディアゲートウェイ）
８３ ＭＧＣ（メディアゲートウェイコントローラ）
８４ ＳＧＷ（シグナリングゲートウェイ）
８５ ＣＳＣＦ（コールステートコントロールファンクション）
８６ ＢＧＣＦ／ＭＧＣＦ（ブレイクアウトゲートウェイファンクション／メディアゲートウェイコントロールファンクション）
８７ Ｔ−ＳＧＷ（プロトコル変換装置）
９１ ＲＮＣ（無線制御装置）
３１１ ＣＰＵ
３１２ ＰＳ−ＵＰ（ＰＳ側ユーザプレーン装置）
３１３ ＣＳ−ＵＰ（ＣＳ側ユーザプレーン装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システム、その動作制御方法及びそれに用いるノード並びに無線制御装置に関し、特にＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）技術を利用した移動通信システム、その動作制御方法及びそれに用いるノード並びに無線制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の移動通信システムにおけるコアネットワークは、音声通信用のネットワークであって回線交換（Circuit Switched）機能を有するＣＳ網と、パケット通信用のネットワークであってパケット交換（Packet Switched ）機能を有するＰＳ網とが、別々に構築されている。この様なコアネットワークに関しては、３ＧＰＰ（3 rd Generation Partnership Project）により規定されており、図８に示す如き機能ブロックにより示される。
【０００３】
図８を参照すると、コアネットワーク（ＣＮ）１はＣＳ網２とＰＳ網３とからなっており、ＣＳ網２は、回線交換機能を有するＭＳＣ（Mobile-services Switching Center）２１と、ゲートウェイ機能を有するＧＭＳＣ（Gateway MSC ）２２とを有している。ＰＳ網３は、パケット交換機能を有するＳＧＳＮ（Serving GPRS (Global Packet Radio Service) Support Node ）３１と、ゲートウェイ機能を有するＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node ）３２とを有している。なお、コアネットワーク１には、移動通信機（UE:User Equipment ）１０の位置の管理をなすＨＬＲ（Home Location Resister）４が設けられており、このＨＬＲ４はＭＳＣ，ＧＭＳＣ，ＳＧＳＮ，ＧＧＳＮからアクセス可能となっている。
【０００４】
コアネットワーク１と移動通信機１０との間には、無線アクセスネットワークであるＲＡＮ（Radio Access Network）９が設けられており、このＲＡＮ９は無線制御装置であるＲＮＣ（Radio Network Controller）９１を有しておりＲＡＮ９内の無線基地局であるＮｏｄｅＢ（図示せず）とＵＥ１０との間に無線ベアラ１００が設定され、音声やパケットの通信がなされる。
【０００５】
コアネットワーク１のＣＳ網２は公衆交換電話網であるＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network ）５に接続されている。そして、ＰＳ網３は、インターネット７に、ＩＰ（Internet Protocol ）ネットワーク６を介して（または直接でも可）接続されている。また、ＰＳ網３はＩＰネットワーク６及びＰＳＴＮ接続網８を介してＰＳＴＮ網５へ接続されている。このＰＳＴＮ接続網８は、現在実用化されている固定電話網ＶｏＩＰを実現するための機器を有するものである。
【０００６】
図９は図８に示したコアネットワーク１内のＰＳ網３を構成するＳＧＳＮ３１及びＧＧＳＮ３２と、その周辺機器とを抽出して示したブロック図である。ＳＧＳＮ３１は、ＰＳ呼に関するシグナリングを制御する制御装置としてのＣＰＵ（またはCall ProcessorであるＣＰと称されることもある）３１１と、同じくＰＳ呼に関するユーザデータの処理制御を行うＰＳ−ＵＰ（ＰＳ側ユーザプレーン装置）３１２とを有している。ＣＰＵ３１１はＰＳ呼に関するシグナリング制御を行い、ＲＮＣ９１やＧＧＳＮ３２とシグナリングの送受信を行ってＰＳ−ＵＰ３１２を制御するものである。ＰＳ−ＵＰ３１２は、ＣＰＵ３１１の制御に従って、ＲＮＣ９１やＧＧＳＮ３２との間でユーザデータの送受信を行うものである。
【０００７】
なお、ＰＳＴＮ接続網８は、上述した如く、固定電話網ＶｏＩＰを実現するものであって、そのために、ＣＡ（Call Agent）８１、ＭＧＣ（Media Gateway Controller）８３、ＭＧＷ（Media Gateway ）８２などを有している。ＣＡ８１は呼制御を行うものであり、ＭＧＷ８２はＩＰ側音声データとＰＳＴＮ側音声データを変換するものであり、ＭＧＣ８３はＣＡ８１からの制御に従ってＭＧＷ８２を制御するものである。
【０００８】
この様なシステムアーキテクチャを有する移動通信システムにおいて、パケット通信用のネットワークであるＰＳ網を用いてＶｏＩＰを実現する技術が検討され始めている。また、同じく移動通信システムにおいて、ＶｏＩＰを実現するために、ＲＮＣとＭＧＷとの間に、公衆の地上移動ネットワークであるＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）ＩＰコアを接続して、このＰＬＭＮＩＰコアを用いて移動機からの実時間トラフィックをルーティングして、ＧＰＲＳ用のゲートウェイであるＧＧＳＮを通過させることなく、移動機のＶｏＩＰを実現する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−４４７４０号公報（第３頁、第２図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図８，９に示したＰＳＴＮ接続網８を用いて現在実用化されているＶｏＩＰ技術は、移動機を用いたものではなく、あくまでも固定電話を用いた固定電話網ＶｏＩＰであって、移動通信機を用いた移動通信システムにおいて、ＶｏＩＰ技術を適用することは上述のように現在検討中である。この場合、図８に示したＰＳ網を利用してＶｏＩＰを実現することになるが、移動通信網であるＲＡＮ９及びＰＳ網３は、ＩＰネットワーク６に接続する単純なアクセス網であるために、ＲＡＮ９及びＰＳ網３では、移動通信機１０からの呼が、データ通信のための呼であるのか、ＶｏＩＰ通信のための呼であるのか、判別することはできない。
【００１１】
また、この場合、移動通信機１０とＲＡＮ９との間の無線ベアラ１００が設定される無線回線に、パケット通信用回線を利用することになるが、無線回線にパケット通信用回線を利用することは、無線回線の利用効率が低下したり、無線回線の帯域制御が困難であるという問題が生ずる。
【００１２】
その理由を述べる。無線回線は、移動通信機１０からＲＡＮ９内のＮｏｄｅＢ（基地局：図示せず）を介してＲＮＣ９１で終端されるが、ＣＳ網２を利用して音声通信を行う場合には、一人当たり最大１２．２kbps＋（ヘッダ分）の帯域が確保される。ここで、移動機が一つのエリアに集中してトラフィックが増大した場合、一人当たりの帯域を絞って、利用移動機の数を増大する方法が採られる。ＰＳ網３を利用する場合には、様々な帯域を利用するユーザが存在するために、利用帯域が常に変動する可能性がある。さらに、大量にデータを転送しているユーザがいた場合、利用帯域が常に狭くなってしまう可能性がある。現在の技術では、このＰＳ網を利用する場合に、ＱｏＳ（Quality of Service ）と呼ばれるサービスのクラス分けにより、遅延なく送る、エラー無く送る、ベストエフォートで送る、などのサービス種別がある程度であって、ＣＳ網を利用した場合の様な極め細やかな無線回線の帯域制御ができないのである。
【００１３】
特許文献１に開示の技術は、ＲＮＣとＭＧＷとの間に、ＰＬＭＮＩＰコアを設けて、移動通信機のＶｏＩＰを実現するというものであるが、そのための具体的実現例等の詳細な開示がなく、よって無線回線にパケット通信用回線を用いているのか、そうでないのかも明確ではなく、依然として、上述した問題は残ることになる。
【００１４】
本発明の目的は、無線回線には音声通信用の回線を利用しつつ、パケット通信用の装置に音声通信機能を追加することにより、現在用いられている移動通信機に変更を加えることなく、ＶｏＩＰ技術の利用を可能とした移動通信システムを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による移動通信システムは、移動通信機に接続された無線制御装置と、この無線制御装置に接続され、コアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードとを含む移動通信システムであって、前記コアネットワークノードは、前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理手段と、前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理手段と、前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行って前記ＰＳ及びＣＳユーザデータ処理手段をそれぞれ制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によるコアネットワークノードは、移動通信機に接続された無線制御装置に接続され、移動通信システムのコアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードであって、前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理手段と、前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理手段と、前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行って前記ＰＳ及びＣＳユーザデータ処理手段をそれぞれ制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明による動作制御方法は、移動通信機に接続された無線制御装置と、この無線制御装置に接続され、コアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードとを含む移動通信システムの動作制御方法であって、前記コアネットワークノードにおいて、前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理ステップと、前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理ステップと、前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行う制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明による無線制御装置は、移動通信システムにおいて移動通信機とコアネットワークとの間に設けられた無線制御装置であって、前記移動通信機からのＣＳ（回線交換）呼に関する接続要求には、ＩＰネットワークを経由する旨の情報が含まれており、前記情報を検出して前記ＣＳ呼を前記コアネットワークノードへ接続する手段を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明によるプログラムは、移動通信機に接続された無線制御装置に接続され、移動通信システムのコアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードの動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理ステップと、前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理ステップと、前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御をなす制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の作用を述べる。移動通信システムにおけるコアネットワークを構成するＰＳ（パケット交換）網側において、ＣＳ（回線交換）呼に関するＲＮＣ（無線制御装置）間のシグナリングは、ＳＧＳＮ（汎用パケット無線サービスサポートノード）のＣＰＵで送受信を行ってＣＳ−ＵＰ（ＣＳ側のユーザプレーン）を制御し、またＣＳ呼に関するユーザデータは、当該ＣＳ−ＵＰを介してＭＧＷ（メディアゲートウェイ）を経由してＰＳＴＮ（公衆交換電話網）で送受信するよう構成する。これにより、パケット通信用の装置に音声通信機能が付加されるので、無線回線に音声通信用回線を利用しつつＶｏＩＰ機能を実現することが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の概略システムブロック図であり、図８と同等部分は同一符号により示している。本発明では、移動通信システムにＶｏＩＰ技術を適用するに際して、移動通信機１０とＲＮＣ９１との間の無線回線１００は、現在の音声通信回線として利用する。そして、ＲＮＣ９１において、移動通信機１０からの発呼に関して、全てＰＳ網３へ送出して、このＰＳ網３内のＳＧＳＮ（汎用パケット無線サービスサポートノード）３１において、ＰＳ呼は従来通りＧＧＳＮ３２へ接続し、ＣＳ呼に関するシグナリングはＰＳＴＮ接続網８内のＣＡ８１に接続して、ＣＳ呼の制御を行い、ＭＧＣ８３を介してＭＧＷ８２を制御する。そして、ＣＳ呼に関するユーザデータは、ＳＧＳＮ３１からＭＧＷ８２を介してＰＳＴＮ５へ接続されることになる。
【００２２】
ＣＡ８１，ＭＧＷ８２，ＭＧＣ８３及びＳＧＷ（Signaling Gateway ）８４はＰＳＴＮ接続網８を構成するものであり、既存の固定網ＶｏＩＰを実現するための装置である。ＣＡ８１はＨ．３２３やＳＩＰ（Session Intiation Protocol）などのシグナリングプロトコルを利用して呼制御を行うものであり、ＭＧＣ８３を制御する。
【００２３】
ＳＧＷ８４はＮｏ．７プロトコルとＩＰとの変換をなすものであり、Ｎｏ．７プロトコルは、従来の固定電話網で利用されている交換機間で電話番号などをやりとりするための信号方式であり、共通線信号方式とも呼ばれるプロトコルである。ＳＧＷ８４は、また、ＩＳＤＮで用いられるＮｏ．７共通線信号のユーザ部の一つであるＩＳＵＰ（ISDN User Part）信号を中継するものである。ＭＧＷ８２は、ＩＰ側音声データとＰＳＴＮ側音声データとを相互に変換するコーデック機能を有している。これ等ＰＳＴＮ接続網８を構成するＣＡ，ＭＧＣ，ＭＧＷ，ＳＧＷなどは公知の装置であり、詳細は述べない。
【００２４】
なお、従来の移動通信システムは、図１の点線で示す様に、ＣＳ網２がＲＮＣ９１とＰＳＴＮ５との間に設けられており（図８参照）、移動通信機１０に関するＣＳ呼の接続制御を行っていたが、本発明では、このＣＳ網２をなくして、ＰＳ網３のみで、移動通信機１０に関するＣＳ呼及びＰＳ呼の接続制御を行うようにしている。
【００２５】
ＲＮＣ９１は、ＣＳ呼でもＰＳ呼でも、ＰＳ網３内のＳＧＳＮ３１とシグナリングを送受信し、パスを設定する。ＳＧＳＮ３１はこのＣＳ呼のシグナリングを終端し、ＰＳ呼については、従来通りＧＧＳＮと接続する。ＣＳ呼はＶｏＩＰとして利用されるシグナリング、たとえばＨ．３２３やＳＩＰ等のプロトコルを利用して、ＣＡ８１と接続する。
【００２６】
図２はこのＳＧＳＮ３１の機能ブロックと、その周辺装置とを抽出して示したブロック図であり、従来例の図９に対応した図であって図９と同等部分は同一符号により示している。図２を参照すると、ＳＧＳＮ３１はＣＰＵ３１１と、ＰＳ−ＵＰ３１２と、ＣＳ−ＵＰ３１３とを有している。ＣＰＵ３１１はＣＳ呼及びＰＳ呼のシグナリングの制御を行うものであり、ＰＳ呼に関しては、従来と同じく、ＲＮＣ９１やＧＧＳＮ３２との間でシグナリングの送受信を行い、ユーザデータの処理制御を行うＰＳ−ＵＰ（ＰＳ側ユーザプレーン装置）３１２を制御する。
【００２７】
ＰＳ−ＵＰは、ユーザデータに関して、ＲＮＣ９１やＧＧＳＮ３２と従来どうりのデータ送受信を行う。ＣＳ呼に関しては、ＣＰＵ３１１はＲＮＣ９１との間で送受信を行い、ＣＳ−ＵＰ（ＣＳ側ユーザプレーン装置）３１３を制御する。
【００２８】
ＣＳ−ＵＰ３１３は、ＣＳ呼のユーザデータの処理制御を行うものであって移動通信機で使用される音声符号化技術（Ｗ−ＣＤＭＡではＡＭＲ（Adaptive Multi Rate ））と、従来ＶｏＩＰで利用されているＭＧＷ８２の音声符号化技術（例えば、Ｇ．７１１）とを変換するコーデック機能を有している。なお、図３は図１の各部（ドメイン）における音声符号化方式と、ドメイン境界に位置する各装置のコーデック（ＣＯＤＥＣ）機能の例を示している。
【００２９】
図３に示す如く、移動通信機（ＵＥ）からＲＮＣを経由してＳＧＳＮまでは、例えばＷ−ＣＤＭＡのＡＭＲ符号化方式のデータ（ＡＴＭパケット）であり、ＳＧＳＮからＩＰネットワークを経てＭＧＷまでは、ＩＰ側符号化（例えば、Ｇ．７１１）方式のデータ（ＩＰパケット）である。また、ＭＧＷからＰＳＴＮ側はＰＳＴＮ側符号化方式のデータ（ＩＰパケット）となっている。よってＳＧＳＮ３１のＣＳ−ＵＰ３１３はＲＮＣ側の符号化方式（例えば、ＡＭＲ）からＩＰ側符号化方式（例えば、Ｇ．７１１）へ、またその逆に、ＣＳ呼のユーザデータを変換するコーデックを有するものであり、また、ＡＴＭパケットとＩＰパケットとの間の変換機能をも有するものである。
【００３０】
ＭＧＷ８２は、ＩＰ側符号化方式（例えば、Ｇ．７１１）からＰＳＴＮ側符号化データへ、またその逆に、ＣＳ呼のユーザデータを変換するコーデックを有するものとする。
【００３１】
図４は本発明の実施例の動作を示す図であり、移動通信機（ＵＥ）１０からＰＳＴＮ５へ発呼を行ったときのシーケンス図である。本例では、シグナリングプロトコルとしてＳＩＰを用いた呼制御を行うものとしているが、Ｈ．３２３などの他のプロトコルを用いても良いことは明らかである。また、図５はＣＰＵ３１１におけるシグナリング処理フローである。
【００３２】
先ず、移動通信機（ＵＥ）１０からＲＮＣ９１へ向けて、呼接続要求である“Service Request ”が送信される（ステップＳ１００）。この呼接続要求のシグナリングには、ＶｏＩＰの利用を示す情報（すなわち、ＩＰネットワーク６を経由する旨の情報）が、ＡＴＭヘッダの所定ビットに付加されているものとする。ＲＮＣ９１では、このビットを調べて、ＶｏＩＰの利用を示すものであるときに、ＳＧＳＮ３１へ向けて“”Service Request が送出される（ステップＳ１０１）。
【００３３】
ＳＧＳＮ３1 のＣＰＵ３１１はこれを受けて（ステップＳ１）、ＵＥ１０の認証及びセキュリティ処理をＵＥ１０との間で行い（ステップＳ２、Ｓ１０２）、ＣＡ８１へ向けて、コーデックネゴシエーションのために自身のコーデック種別を通知する“SIP:INVITE”を送信する（ステップＳ１０３）。ＣＡ８１はこれを受けてＭＧＣ８３へ送信し（ステップＳ１０４）、ＭＧＣ８３はＭＧＷ８２をＨ．２４８などのプロトコルにより制御し（ステップＳ１０５）、ＳＧＳＮ３１とＭＧＷ８２との間で、コーデックネゴシエーションが行われる（ステップＳ３，Ｓ１０６）。このコーデックネゴシエーションにより、ＳＧＳＮ３１のＣＳ−ＵＰ３１３とＭＧＷ８２との間で、必要なコーデック種別がそれぞれ決定されるのである（ステップＳ４）。ＵＥ１０とＲＮＣ９１との間に無線ベアラが設定される（ステップＳ５，Ｓ１２１）。
【００３４】
その後、ＭＧＣ８３からＰＳＴＭ５へ向けて、接続要求である“ISUP:IAM”が送信され（ステップＳ１０７）、ＰＳＴＭ５側からの“ISUP:ACM”の返送により呼び出し中となる（ステップＳ１０８）。そして、ＭＧＣ８３からＣＡ８１、ＳＧＳＮ３１へと呼び出しのための“SIP:Ringing ”が送信され（ステップＳ１０９，Ｓ１１０）、ＳＧＳＮ３１から、ＣＳ呼で利用するシグナリングである“ALERTING”がＲＮＣ９１、ＵＥ１０へと送信される（ステップＳ１１１、Ｓ１１２）。
【００３５】
ＰＳＴＮ５側において、呼が開始すると、接続完了を示す“ANM ”がＭＧＣ８３へ向けて送信され（ステップＳ１１３）、ＭＧＣ８３はＨ．２４８によりＭＧＷ８２にこれを通知する（ステップＳ１１４）。その後、ＭＧＣ８３は接続確認を示す“２００ＯＫ”を、ＣＡ８１，ＳＧＳＮ３１へと送出する（ステップＳ１１５，Ｓ１１６）。
【００３６】
そして、ＳＧＳＮ３１から、ＣＳ呼で利用するシグナリング“CONNECT ”が、ＲＮＣ９１、ＵＥ１０へと送信される（ステップＳ１１７，Ｓ１１８）。同時に、ＳＧＳＮ３１はＣＡ８１へ確認のための“ＡＣＫ”を送信し（ステップＳ１１９）、ＣＡ８１はＭＧＣ８３へ同じく“ＡＣＫ”を送信する（ステップＳ１２０）。こうして、ＵＥ１０とＰＳＴＮ５との間における呼が開始されるのである。
【００３７】
図６はＳＧＳＮ３１内のＣＳ−ＵＰ３１３の動作フローチャートであり、ＣＳ呼のユーザデータを処理するための動作を示している。図６を参照すると、図５のステップＳ４に示したＣＰＵ３１１よりのコーデック種別の通知を受信すると（ステップＳ１１）、ＲＮＣ９１からＡＴＭパケットの到着を待つ（ステップＳ１２）。ＡＴＭパケット到着に応答して、ＡＴＭパケットのヘッダ部分を取除き（終端し）、ユーザデータのみとする。すなわち、Ｗ−ＣＤＭＡの場合には、ＡＭＲ符号化データのみとする（ステップＳ１３）。同時に、ＣＰＵ３１１より通知されたコーデック種別に、自身のコーデックを合致させ、符号化する（ステップＳ１４）。しかる後に、ＩＰヘッダをユーザデータに付加してＩＰパケットとして送出する。このとき、ＭＧＷのＩＰアドレスやポート番号がＩＰヘッダ部に付加される（ステップＳ１５）。
【００３８】
以上は、移動通信機（ＵＥ）１０からのＣＳ呼をＶｏＩＰ技術を利用してＰＳ網を介してＰＳＴＮへ接続する場合について述べたが、ＰＳＴＮ５からＵＥ１０への発呼については、上記の逆の手順で処理可能である。
【００３９】
また、上記実施例では、図１の点線で示したＣＳ網２をなくしているが、既存のシステムと同様に、ＣＳ網２はそのまま存続させておき、ＵＥ１０からの呼接続要求である“Service Request ”のシグナリングにおけるＡＴＭヘッダ中のＶｏＩＰの利用を示す情報ビットに“１”が立っている場合には、上述したＰＳ網３を介したＶｏＩＰ利用のパケット接続とし、当該ビットに“１”が立っていない場合には、既存のＣＳ網２を介した回線接続とすることができる。この場合のＣＳ網とＰＳ網との切替え制御は、ＲＮＣ９１にて行うものとする。
【００４０】
以上述べた本発明の実施例により、無線回線にパケット回線を利用することなく、音声回線を利用したままで、ＶｏＩＰ技術が移動通信システムにも利用できることになる。この場合、端末である移動通信機は、上述したＶｏＩＰ利用を示す情報をＡＴＭヘッダ部に付加するのみの改造で済み、従来の音声用端末がほとんどそのまま利用できることになる。
【００４１】
図７は本発明の他の実施例の概略ブロック図であり、３ＧＰＰのＲｅｌｅａｓｅ５標準仕様でありＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem ）のネットワーク構成に、本発明の構成をあてはめたものである。なお、図７において、図１と同等部分は同一符号により示している。
【００４２】
ここで、ＩＭＳとは、ＩＰマルチメディアアプリケーションを提供するためのサブシステムであり、例えば、音声通信、リアルタイムマルチメディアアプリケーション、オンラインホワイトボードなどを提供するものである。
【００４３】
このＩＭＳにおいては、ＨＬＲ４はＨＳＳ（Home Subscriber Service ）１１に、ＣＡ８１はＣＳＣＦ（Call State Control Function ）８５に、ＭＧＣ８３はＢＧＣＦ（Breakout Gateway Control Function ）とＭＧＣＦ（Media Gateway Control Function）８６に、ＳＧＷ８４はＰＳＴＮ５とＭＧＣ８３間に設置されるプロトコル変換装置（Ｔ−ＳＧＷ）８７に、それぞれ対応して示されている。なお、図７のＳＧＳＮは、ＩＭＳにおけるＳＧＳＮとＧＧＳＮとＰ−ＣＳＣＦ（Ｐｒｏｘｙ ＣＳＣＦ）とが一体になった装置とみなすことができるものである。
【００４４】
このように、本発明によるＳＧＳＮ３１を用いることで、無線区間１００に音声回線を利用して、ＩＭＳを利用することが可能となる。標準に従ったＩＭＳでは、ＵＥ１０とＣＳＣＦ８５とが直接ＳＩＰを送受することになっているが、本発明の構成では、ＵＥとＳＧＳＮ間では、ＵＥのＣＳ呼シグナリングを用いてＳＧＳＮがＣＳＣＦとＳＩＰを送受することになる。よって、図４のＣＡをＣＳＣＦとすることで、図４のシーケンスが図７のシステムにも同様に適用されるのである。
【００４５】
上述した図５，６の動作フローについては、予めプログラムとして記録媒体に記録しておき、これをコンピュータにより読取って実行するよう構成できることは明らかである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明による第一の効果は、移動通信システムにおける無線回線の利用効率の劣化や、音質劣化を招来することなく、ＶｏＩＰ技術を適用することが可能となることである。その理由は、一般に、無線回線にもパケット回線を利用すると、無線回線利用の効率が悪くなったり、無線回線の帯域制御が難しく、音質劣化を招く場合があるが、本発明によれば、無線回線には音声回線を利用するようにしているので、そのような問題が発生せず、無線回線の効率や音質が良くなるからである。
【００４７】
本発明による第二の効果は、既存の音声用の端末（移動通信用端末）を利用したままで、ＶｏＩＰ技術が利用できることである。その理由は、パケット回線を利用することなく、音声回線を利用してＶｏＩＰ技術を利用するものであるので、無線回線のために新たに端末を開発する必要がないためである。
【００４８】
本発明による第三の効果は、設備設置コストの大幅削減が期待できるということである。その理由は、今後ＶｏＩＰ技術が普及していく過程において、新規事業を開始する通信事業者にとって、ＣＳ網（ＭＳＣやＧＭＳＣ）を構築しないで、音声通信のサービスが可能となるからである。
【００４９】
本発明による第四の効果は、標準に従った通常の無線区間にパケット回線を利用したＩＭＳに加えて、無線区間に音声回線を利用してＩＭＳを利用することが可能になるということである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のシステム構成の概略を示すブロック図である。
【図２】図１のＳＧＳＮの構成及びその周辺装置を示すブロック図である。
【図３】図１のシステムブロックにおける各部（ドメイン）における音声符号化方式と、ドメイン境界に位置する各装置のコーデック機能の例を示す図である。
【図４】本発明の実施例におけるＣＳ発呼シーケンスの例を示す図である。
【図５】ＳＧＳＮ内のＣＰＵ３１１の動作フロー図である。
【図６】ＳＧＳＮ内のＣＳ−ＵＰ３１３の動作フロー図である。
【図７】本発明の他の実施例のシステム構成の概略を示すブロック図である。
【図８】従来の移動通信システム構成の概略を示すブロック図である。
【図９】図８のＳＧＳＮの構成及びその周辺装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＣＮ（コアネットワーク）
２ ＣＳ（回線交換）網
３ ＰＳ（パケット交換）網
４ ＨＬＲ（ホームロケーションレジスタ）
５ ＰＳＴＮ（公衆交換電話網）
６ ＩＰ（インターネットプロトコル）ネットワーク
７ インターネット
８ ＰＳＴＮ接続網
１０ 移動通信機（ユーザ端末：ＵＥ）
３１ ＳＧＳＮ（汎用パケット無線サービスサポートノード）
３２ ＧＧＳＮ（ゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノード）
８１ ＣＡ（コールエージェント）
８２ ＭＧＷ（メディアゲートウェイ）
８３ ＭＧＣ（メディアゲートウェイコントローラ）
８４ ＳＧＷ（シグナリングゲートウェイ）
８５ ＣＳＣＦ（コールステートコントロールファンクション）
８６ ＢＧＣＦ／ＭＧＣＦ（ブレイクアウトゲートウェイファンクション／メディアゲートウェイコントロールファンクション）
８７ Ｔ−ＳＧＷ（プロトコル変換装置）
９１ ＲＮＣ（無線制御装置）
３１１ ＣＰＵ
３１２ ＰＳ−ＵＰ（ＰＳ側ユーザプレーン装置）
３１３ ＣＳ−ＵＰ（ＣＳ側ユーザプレーン装置）
Claims (15)
- 移動通信機に接続された無線制御装置と、この無線制御装置に接続され、コアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードとを含む移動通信システムであって、
前記コアネットワークノードは、
前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理手段と、
前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理手段と、
前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行って前記ＰＳ及びＣＳユーザデータ処理手段をそれぞれ制御する制御手段と、
を有することを特徴とする移動通信システム。 - 前記コアネットワークノードは前記無線制御装置とＩＰネットワークとの間に位置しており、
前記ＣＳユーザデータ処理手段は、前記無線制御装置側のユーザデータの符号化方式と前記ＩＰネットワーク側の符号化方式の間の相互変換をなすコーデックを有することを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。 - 前記ＣＳユーザデータ処理手段は、前記無線制御装置側のユーザデータのパケット形式と前記ＩＰネットワーク側のパケット形式との間の相互変換をなす手段を有することを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
- 前記移動通信機からの前記ＣＳ呼に関する接続要求には、前記ＩＰネットワークを経由する旨の情報が含まれており、
前記無線制御装置は、前記情報を検出して前記ＣＳ呼を前記コアネットワークノードへ接続するよう構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の移動通信システム。 - 移動通信機に接続された無線制御装置に接続され、移動通信システムのコアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードであって、
前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理手段と、
前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理手段と、
前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行って前記ＰＳ及びＣＳユーザデータ処理手段をそれぞれ制御する制御手段と、
を含むことを特徴とするコアネットワークノード。 - 前記コアネットワークノードは前記無線制御装置とＩＰネットワークとの間に設けられており、
前記ＣＳユーザデータ処理手段は、前記無線制御装置側のユーザデータの符号化方式と前記ＩＰネットワーク側の符号化方式の間の相互変換をなすコーデックを有することを特徴とする請求項５記載のコアネットワークノード。 - 前記ＣＳユーザデータ処理手段は、前記無線制御装置側のユーザデータのパケット形式と前記ＩＰネットワーク側のパケット形式との間の相互変換をなす手段を有することを特徴とする請求項６記載のコアネットワークノード。
- 移動通信システムにおいて移動通信機とコアネットワークとの間に設けられた無線制御装置であって、
前記移動通信機からのＣＳ（回線交換）呼に関する接続要求には、ＩＰネットワークを経由する旨の情報が含まれており、
前記情報を検出して前記ＣＳ呼を前記コアネットワークノードへ接続する手段を含むことを特徴とする無線制御装置。 - 移動通信機に接続された無線制御装置と、この無線制御装置に接続され、コアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードとを含む移動通信システムの動作制御方法であって、
前記コアネットワークノードにおいて、
前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理ステップと、
前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理ステップと、
前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御を行う制御ステップと、
を含むことを特徴とする動作制御方法。 - 前記コアネットワークノードは前記無線制御装置とＩＰネットワークとの間に位置しており、
前記ＣＳユーザデータ処理ステップは、前記無線制御装置側のユーザデータの符号化方式と前記ＩＰネットワーク側の符号化方式の間の相互変換をなすステップを有することを特徴とする請求項９記載の動作制御方法。 - 前記ＣＳユーザデータ処理ステップは、前記無線制御装置側のユーザデータのパケット形式と前記ＩＰネットワーク側のパケット形式との間の相互変換をなすステップを有することを特徴とする請求項１０記載の動作制御方法。
- 前記移動通信機からの前記ＣＳ呼に関する接続要求には、前記ＩＰネットワークを経由する旨の情報が含まれており、
前記無線制御装置において、前記情報を検出して前記ＣＳ呼を前記コアネットワークノードへ接続するステップを含むことを特徴とする請求項１０または１１載の動作制御方法。 - 移動通信機に接続された無線制御装置に接続され、移動通信システムのコアネットワークを構成するパケット交換（ＰＳ）網側に設けられてパケット処理機能を有するコアネットワークノードの動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、
前記移動通信機のＰＳ呼に関するユーザデータの制御を行うＰＳユーザデータ処理ステップと、
前記移動通信機のＣＳ（回線交換）呼に関するユーザデータの制御を行うＣＳユーザデータ処理ステップと、
前記ＰＳ呼及びＣＳ呼に関するシグナリングの制御をなす制御ステップと、
を含むことを特徴とするプログラム。 - 前記コアネットワークノードは前記無線制御装置とＩＰネットワークとの間に位置しており、
前記ＣＳユーザデータ処理ステップは、前記無線制御装置側のユーザデータの符号化方式と前記ＩＰネットワーク側の符号化方式の間の相互変換をなすステップを有することを特徴とする請求項１３記載のプログラム。 - 前記ＣＳユーザデータ処理ステップは、前記無線制御装置側のユーザデータのパケット形式と前記ＩＰネットワーク側のパケット形式との間の相互変換をなすステップを有することを特徴とする請求項１４記載のプログラム。
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