JP4399284B2

JP4399284B2 - 移動体通信システム、移動体通信方法及び移動体通信用基地局装置

Info

Publication number: JP4399284B2
Application number: JP2004024517A
Authority: JP
Inventors: 幸二中田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: AU2004314867B2; DE112004002696B4; CN1906903B; GB2427986A; CN1906903A; US7808943B2; GB0614523D0; US20080240088A1; GB2427986B; DE112004002696T5; JP2005217959A; AU2004314867A1; WO2005074206A1

Description

本発明は、移動体通信システム及び移動体通信方法に関し、特にＩＰ技術を移動体通信システムに適用する技術に関する。

ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）や携帯電話システム等の移動体通信システムにおいては、複数の基地局装置を１つのページングエリアとして、一斉呼出を行い、着信先となるＰＨＳや携帯電話等の移動局装置から応答のあった基地局装置との間で着呼シーケンスを開始するのが一般的である。

このような移動体通信システムでは、複数の基地局装置を１つのページングエリアとするために、複数の基地局装置には１つのページングエリアを示す同じ番号が対応付けられる。そして、移動体通信システムに設置されるＨＬＲ（ＨｏｍｅＬｏｃａｔｉｏｎＲｅｇｉｓｔｅｒ）において、移動局装置と該番号を対応付けて記憶する。呼出時には、発信元の交換機若しくは他網からの着信時には関門交換機がＨＬＲを参照して、着信先となる移動局装置に対応する該番号を読み出し、該番号に対応する少なくとも１以上の基地局装置において、一斉呼出を行う。

一方、ＳＩＰ（ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）等のＩＰネットワーク上のプロトコルを使用する、ＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅＯｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）対応のＩＰ電話が注目され始めている。移動体通信においても、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）や専用端末を移動局装置として用いて、ＳＩＰを使用した無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）による実験等が行われている。

このようなＩＰ電話では、着信側移動局装置の特定は、発信側でＩＰアドレスを指定するか、又は電話番号やメールアドレスと対応付けられてインターネットやＬＡＮ上にあるＳＩＰサーバに記憶される場合には、発信側では電話番号やメールアドレスを指定し、該ＳＩＰサーバを参照して該電話番号に対応するＩＰアドレスを読み出すことにより、該ＩＰアドレスを特定し、ＩＰルーティングして着信する。

そして、上記従来の移動体通信システムに上記ＶｏＩＰを適用することは、交換機が不要になることや回線の有効利用が可能になること等が通信コストの低減につながると考えられ、また、基幹ＩＰ網の発達及びＶｏＩＰ技術の向上も重なり、近年、既存移動体通信システムのＩＰ化の研究開発が進められている。

なお、特許文献１には、インターネットプロトコルを使用した通信網において、前記通信網に接続された移動通信網と移動局の間で音声通信を行う際に、音声呼をデータパケットへ変換することに関する発明が記載されている。
特表２００１−５２７３３７号公報

しかしながら、ＶｏＩＰにおいては、ＰＨＳ方式等の従来の移動体通信システムにおけるページングエリア方式のような一斉呼出の方法がなく、アクセス回線に無線を使う場合には、移動局装置が在圏する１つの基地局装置からの呼出となっていた。このため、ＶｏＩＰを、比較的移動局装置の移動する範囲が広く、頻度も高い移動体通信に適用するのは困難であった。また、移動体通信システムをＩＰ化した場合に、それまでの移動局装置が使えなくなることは移動体通信サービスの性質上望ましくないが、ＶｏＩＰを使用する際には、ＶｏＩＰに対応した移動局装置を使用しなければならなかった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、一斉着信エリアを、少なくとも１以上の基地局装置から構成されるブロードキャストドメインとする構成を提供することにより、移動体通信システムのＩＰ化において、上記ページングエリアを設ける方式による着信手順を提供するとともに、上記従来の移動体通信システム（以下、「既存システム」と称する）とＶｏＩＰを適用された移動体通信システム（以下、「ＶｏＩＰ化システム」と称する）の混在を可能とすることを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、少なくとも１以上の基地局装置でブロードキャストドメインを構成するサブネット構成手段と、移動局装置の呼出において、前記サブネットのブロードキャストアドレスに対して呼出信号を送信する一斉呼出手段と、を有することを特徴とする。こうすることにより、移動体通信システムのＩＰ化において、上記ページングエリアを設ける方式による着信手順を提供することが可能となる。

また、前記移動局装置に付与される移動局装置特定番号と、前記サブネットを示すアドレスと、を対応付けて記憶する記憶手段と、前記移動局装置特定番号と、前記サブネットを示すアドレスと、を対応付けて前記記憶手段に記憶させる位置登録手段と、をさらに有し、前記一斉呼出手段は、前記移動局装置特定番号を付与されている前記移動局装置を呼び出す際に、前記移動局装置特定番号に対応付けて記憶されている前記サブネットを示す前記アドレスに対応するブロードキャストアドレスに対して呼出信号を送信する、こととしてもよい。こうすることにより、ＶｏＩＰ化システムにおいて、発信側は電話番号等の移動局装置特定番号による着信側の特定を実現することが可能となる。

また、前記基地局装置は、ＩＰネットワークで使用される通信プロトコルと、無線区間で使用される通信プロトコルを、相互に変換するプロトコル変換手段、を有することとしてもよい。こうすることにより、ＶｏＩＰ化システムにおいて、既存システムで使用される移動局装置を、そのまま使用することが可能となる。

また、本発明のある態様に係る移動体通信方法は、プログラムされたコンピュータによって移動体通信が行われる移動体通信方法において、少なくとも１以上の前記基地局装置でブロードキャストドメインを構成するステップと、移動局装置の呼出において、前記サブネットのブロードキャストアドレスに対して呼出信号を送信するステップと、を有することを特徴とする。

本発明により、移動体通信システムのＩＰ化において、上記ページングエリアを設ける方式による着信手順を提供するとともに、既存システムとＶｏＩＰ化システムの混在が可能となる。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るＶｏＩＰ化システム６は、図１に示すように、ＳＩＰサーバ４、ロケーションサーバ５、ルータ７が、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）３上に配置される。また、少なくとも１以上の基地局装置２がルータ７に接続され、ルータ７を介してＷＡＮ３に接続される。さらに移動局装置１が基地局装置２と無線通信を行う。

移動局装置１は、例えば従来公知のＰＨＳ端末、携帯電話等であり、図２に示すように、通信部１１と、制御部１２と、記憶部１３と、操作部１４と、表示部１５とを含んで構成されている。通信部１１は、アンテナを備え、当該アンテナに到来する少なくとも１以上の基地局装置２からの信号をそれぞれ受信し、制御部１２に出力している。また、制御部１２の指示に従って、基地局装置２に対して信号を送信している。

制御部１２は、各部を制御し、通話やデータ通信に関わる処理を実行している。記憶部１３は、制御部１２のワークメモリとして動作する。また、この記憶部１３は、制御部１２によって行われる各処理に関わるプログラムやパラメータを保持している。操作部１４は、例えばテンキー等であり、利用者から電話番号や文字列の入力を受けて制御部１２に出力している。また、操作部１４はオフフックボタン及びオンフックボタンを有し、これらを利用者が押下した場合には、押下した旨を制御部１２に出力し、制御部１２は呼を開始し、又は切断する処理を開始する。表示部１５は、制御部１２から入力される信号に従って情報を表示出力する。

次に、基地局装置２は、図３に示すように、無線通信部２１と、ネットワークインターフェイス部２２と、制御部２３と、記憶部２４とを含んで構成されている。無線通信部２１は、アンテナを備え、少なくとも１以上の移動局装置１との間で信号の送受信を行う。制御部２３は、基地局装置２の各部を制御し、通話やデータ通信に関わる処理を実行している。記憶部２４は、制御部２３のワークメモリとして動作する。また、この記憶部２４は、制御部２３によって行われる各処理に関わるプログラムやパラメータを保持している。

また、ネットワークインターフェイス部２２は、通信回線を介して、ルータ３との間で信号の送受信を行う。ネットワークインターフェイス部２２にはＩＰアドレスが付与され、他の同一のルータ７と接続している基地局装置２との間でサブネットを構成している。具体的には、例えば、図１の基地局装置２（ａ１）には、ＩＰアドレス１９９．２．０．１が付与され、そのサブネットマスクは２５５．２５５．２５５．０である。同一のルータ７（ａ）に接続されている基地局装置２（ａ２）には、ＩＰアドレス１９９．２．０．２が付与され、そのサブネットマスクは２５５．２５５．２５５．０である。こうすることにより、基地局装置２（ａ１）と基地局装置２（ａ２）はサブネットを構成し、該サブネットのネットワークアドレスは１９９．２．０．０、ブロードキャストアドレスは１９９．２．０．２５５となる。そして、該ブロードキャストアドレスに向けて送信されたＩＰパケットは、基地局装置２（ａ１）、基地局装置２（ａ２）の両方が受信する。

また、基地局装置２は、無線通信部２１とネットワークインターフェイス部２２との間で、プロトコルの変換を行う。具体的には、無線通信部２１は従来公知のＰＨＳ若しくは携帯電話システム等で使用されるＰＨＳ方式、ＰＤＣ方式、ＧＳＭ方式、ＣＤＭＡ方式、ＩＭＴ−２０００方式等の無線通信方式を使用し、ネットワークインターフェイス部２２はイーサネット（登録商標）方式等のＬＡＮ・ＷＡＮで使用される通信方式を使用するとともに、ＴＣＰ／ＩＰ等のインターネットプロトコル及びＳＩＰに代表されるＶｏＩＰプロトコルを使用する。このため、これらの間でのプロトコルの変換を行う。具体的には、後述するように、所定のパラメータについて乗せ換えを行うことにより、プロトコルの変換を行う。

次に、ＳＩＰサーバ４及びロケーションサーバ５は、従来公知のサーバコンピュータである。具体的には、図４に示すような、制御部４１と、ネットワークインターフェイス部４２と、記憶部４３とを含んで構成されるコンピュータ４５から構成される。ネットワークインターフェイス部４２は、通信回線を介して、ＷＡＮ３との間で信号の送受信を行う。ネットワークインターフェイス部４２には、ＩＰアドレスが付与されている。

制御部４１は、コンピュータ４５の各部を制御し、通話やデータ通信に関わる処理を実行している。記憶部４３は、制御部４１のワークメモリとして動作する。また、ロケーションサーバ５として使用されるコンピュータ４５の記憶部４３は、ＶｏＩＰ化システム６において呼処理に使用される電話番号や在圏エリア情報等の各種情報を記憶している。

図５には、ＳＩＰサーバ４の機能構成図を示す。ＳＩＰサーバ４は、登録部４６、プロキシ部４７を有する。登録部４６は、ロケーションサーバ５に対してデータの書込、読出等を実施する。プロキシ部４７は、ＳＩＰにおいて使用される従来公知のＳＩＰメッセージの中継を行う。

本実施形態における、移動局装置の位置登録の具体的な処理のシーケンスを図６に示す。図６では、移動局装置１が、基地局装置２に対して、図９（ａ）に示す位置登録要求信号を送信する。基地局装置２は、受信した該位置登録要求信号に含まれる移動局装置１の電話番号を、図９（ｂ）に示すＲＥＧＩＳＴＥＲ信号に乗せ換えることによりプロトコルを変換して、記憶しているＳＩＰサーバ４のＩＰアドレスに向けて送信する。該ＲＥＧＩＳＴＥＲ信号を受信したＳＩＰサーバ４は、該ＲＥＧＩＳＴＥＲ信号に含まれる基地局装置２のＩＰアドレスとサブネットマスクから送信元の基地局装置２の属するサブネットのネットワークアドレスを計算し、移動局装置１の電話番号、該ネットワークアドレス及び該サブネットマスクを、ロケーションサーバ５のＩＰアドレスに送信する。ロケーションサーバ５は、受信した該電話番号、該ネットワークアドレス及び該サブネットマスクを、図７に示す電話番号と基地局装置２の属するサブネットのネットワークアドレスとサブネットマスクを対応付けたテーブルに記憶する。記憶後、ロケーションサーバ５は、ＳＩＰサーバ４に対して応答信号を送信する。該応答信号を受信したＳＩＰサーバ４は基地局装置２に対して応答信号を送信する。該応答信号を受信した基地局装置２は移動局装置１に対して応答信号を送信する。このようにすることで、移動局装置１のページングエリアを、ロケーションサーバ５に記憶させることができる。

次に、移動局装置１が発信する場合のシーケンスを図８に示す。図８では、まず移動局装置１（１）が、図９（ｃ）に示す発信要求信号を、基地局装置２（１）に対して送信する。基地局装置２（１）は、受信した該発信要求信号に含まれる着信先の電話番号を図９（ｄ）に示すＩＮＶＩＴＥ信号に乗せ換えることによりプロトコルを変換して、基地局装置２（１）の記憶部２４に記憶しているＳＩＰサーバ４のＩＰアドレスに向けて送信する。ＳＩＰサーバ４は、該ＩＮＶＩＴＥ信号に含まれる着信先電話番号を参照し、該着信先電話番号が、自網内の番号である場合には、ロケーションサーバ５から、該着信先電話番号に対応して記憶されている基地局装置２のサブネットのネットワークアドレスとサブネットマスクを読み出す。他網にある場合には、関門交換機や関門ルータ（図示していない）等を使用して、他網に対し、ＩＮＶＩＴＥ信号を送信する。

そして、ＳＩＰサーバ４は、ロケーションサーバ５から読み出したネットワークアドレスとサブネットマスクから、ブロードキャストアドレスを計算し、該ブロードキャストアドレスに対してＩＮＶＩＴＥ信号を送信する。図８では、該ブロードキャストアドレスは、基地局装置２（２ａ）及び基地局装置２（２ｂ）によって受信される。該ブロードキャストアドレスを受信した基地局装置２（２ａ）及び基地局装置２（２ｂ）は、受信したＩＮＶＩＴＥ信号に含まれる着信先の電話番号を図９（ｅ）に示す一斉呼出信号に乗せ換えることによりプロトコルを変換して、無線通信部２１から一斉呼出信号を送信する。

該一斉呼出信号は、移動局装置１（２）によって受信され、移動局装置１（２）は一斉呼出応答信号を、自移動局装置１（２）が在圏している基地局装置２（２ｂ）に対して送信する。そして、該一斉呼出応答信号を受信した基地局装置２（ｂ）は、ＲＩＮＧＩＮＧ信号をＳＩＰサーバ４のＩＰアドレスに向けて送信する。該ＲＩＮＧＩＮＧ信号を受信したＳＩＰサーバは、発信した移動局装置１（１）の在圏する基地局装置２（１）のＩＰアドレスに対して該ＲＩＮＧＩＮＧ信号を送信する。該ＲＩＮＧＩＮＧ信号を受信した基地局装置２（１）は、該ＲＩＮＧＩＮＧ信号に代えて、呼出中信号を移動局装置１（１）に対して送信する。

そして、移動局装置１（２）がオフフックされた場合には、移動局装置１（２）は接続要求を基地局装置２（ｂ）に対して送信し、基地局装置２（ｂ）は、ＯＫ信号をＳＩＰサーバ４のＩＰアドレスに向けて送信する。該ＯＫ信号を受信したＳＩＰサーバは、発信した移動局装置１（１）の在圏する基地局装置２（１）のＩＰアドレスに対して該ＯＫ信号を送信する。該ＯＫ信号を受信した基地局装置２（１）は、該ＲＩＮＧＩＮＧ信号に代えて、応答信号を移動局装置１（１）に対して送信する。該応答信号を受信した移動局装置１（１）は、移動局装置１（２）との間で、通信を開始する。そして、この場合、基地局装置２（１）と基地局装置２（２）の間は、ＶｏＩＰによる通信となる。このようにすることで、移動体通信システムのＩＰ化において、ページングエリアを設ける方式による着信手順を提供し、移動局装置１に既存システムのＰＨＳ端末、携帯電話等を使用することが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態では、移動局装置１として既存システムで使用される例えば従来公知のＰＨＳ端末、携帯電話等を使用したが、ＩＰ電話用の端末も使用することが可能である。ＩＰ電話用の端末のみを使用する場合には、基地局装置２と移動局装置１の間の通信もＳＩＰプロトコルを使用することができるため、基地局装置２には、ＳＩＰプロトコルと、無線区間で使用されるプロトコルを、相互に変換するプロトコル変換部を設ける必要がない。また、基地局装置２（１）と基地局装置２（２）の間だけでなく、移動局装置１（１）と移動局装置１（２）の間でＶｏＩＰによる通信を行うことが可能となる。この場合、無線区間には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等の無線ＬＡＮ方式を使用することもできる。また、着信先として、電話番号ではなく、着信先の移動局装置のＩＰアドレスを直接指定する場合には、ロケーションサーバ５において、図７に示すテーブルを記憶する必要がなくなる。

また、例えば、ロケーションサーバ５の有する記憶部４３は、ＳＩＰサーバ４に含まれていてもよい。また、移動局装置１の特定のために、電話番号ではなく、例えば移動機番号等の他の特定番号を使用してもよい。また、図７に示すテーブルでは、基地局装置２の属するサブネットのネットワークアドレスとサブネットマスクを記憶したが、基地局装置２の属するサブネットのブロードキャストアドレスを記憶することとしてもよい。こうすれば、ＳＩＰサーバ４において、基地局装置２の属するサブネットのネットワークアドレスとサブネットマスクから該サブネットのブロードキャストアドレスを計算する処理は不要となる。また、例えばＰＨＳ方式、ＰＤＣ方式、ＧＳＭ方式、ＣＤＭＡ方式、ＩＭＴ−２０００方式等いずれの移動体通信方式にＳＩＰを適用した場合等でも、同様な手順で、移動体通信システムのＩＰ化において、上記ページングエリアを設ける方式による着信手順を提供するとともに、既存システムとＶｏＩＰ化システムの混在が可能となる。

本発明の実施の形態に係るＶｏＩＰ化システムの構成図である。本発明の実施の形態に係る移動局装置の構成ブロック図である。本発明の実施の形態に係る基地局装置の構成ブロック図である。本発明の実施の形態に係るＳＩＰサーバ及びロケーションサーバの構成ブロック図である。本発明の実施の形態に係るＳＩＰサーバの機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る位置登録の例を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態に係るロケーションサーバに記憶される位置情報テーブルの例を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る発着信の例を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態に係る各信号フォーマットの例を示す説明図である。

符号の説明

１移動局装置、２基地局装置、３ＷＡＮ，４ＳＩＰサーバ、５ロケーションサーバ、６ＶｏＩＰ化システム、７ルータ、１１通信部、１２，２３，４１制御部、１３，２４，４３記憶部、１４操作部、１５表示部、２１無線通信部、２２，４２ネットワークインターフェイス部、４５コンピュータ、４６登録部、４７プロキシ部。

Claims

複数の基地局装置と中継装置とがＩＰネットワークを介して接続された移動体通信システムであって、
少なくとも１以上の基地局装置でサブネットが構成されるよう、前記各基地局装置にＩＰアドレスを付与するサブネット構成手段を含み、
前記中継装置は、
移動局装置から送信される位置登録要求信号を１つの基地局装置を介して受信し、該位置登録要求信号に含まれる前記移動局装置の移動局装置特定番号に対応付けて、前記１つの基地局装置が属するサブネットを示すアドレスを記憶手段に記憶させる位置登録手段と、
前記移動局装置に対する呼出信号を受信し、該受信された呼出信号に含まれる移動局装置特定番号に対応付けて記憶されるアドレスを前記記憶手段から読み出すアドレス読出手段と、
前記アドレス読出手段により読み出されるアドレスに対応するブロードキャストアドレス宛てに前記受信された呼出信号を送信する一斉呼出手段と、
を有し、
前記ブロードキャストアドレス宛てに送信された呼出信号を受信する基地局装置のそれぞれが、該呼出信号を前記移動局装置に対して無線送信する、
ことを特徴とする移動体通信システム。
請求項１に記載の移動体通信システムにおいて、
前記中継装置は、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバである、
ことを特徴とする移動体通信システム。
請求項２に記載の移動体通信システムにおいて、
前記記憶手段は、ロケーションサーバである、
ことを特徴とする移動体通信システム。
請求項１から３のいずれかに記載の移動体通信システムにおいて、
前記移動局装置特定番号は、電話番号である、
ことを特徴とする移動体通信システム。
請求項１から４のいずれかに記載の移動体通信システムにおいて、
前記基地局装置は、ＩＰネットワークで使用される通信プロトコルと、無線区間で使用される通信プロトコルを、相互に変換するプロトコル変換手段、
を有することを特徴とする移動体通信システム。
請求項１から４のいずれかに記載の移動体通信システムにおいて使用する、
ＩＰネットワークで使用される通信プロトコルと、無線区間で使用される通信プロトコルを、相互に変換するプロトコル変換手段、
を有することを特徴とする前記基地局装置。
複数の基地局装置と中継装置とがＩＰネットワークを介して接続された移動体通信システムにおける移動体通信方法であって、
少なくとも１以上の基地局装置でサブネットが構成されるよう、前記各基地局装置にＩＰアドレスを付与するステップと、
前記中継装置が、移動局装置から送信される位置登録要求信号を１つの基地局装置を介して受信し、該位置登録要求信号に含まれる前記移動局装置の移動局装置特定番号に対応付けて、前記１つの基地局装置が属するサブネットを示すアドレスを記憶手段に記憶させるステップと、
前記中継装置が、前記移動局装置に対する呼出信号を受信し、該受信された呼出信号に含まれる移動局装置特定番号に対応付けて記憶されるアドレスを前記記憶手段から読み出すステップと、
前記中継装置が、前記記憶手段から読み出されたアドレスに対応するブロードキャストアドレス宛てに前記受信された呼出信号を送信するステップと、
前記ブロードキャストアドレス宛てに送信された呼出信号を受信する基地局装置のそれぞれが、該呼出信号を前記移動局装置に対して無線送信するステップと、
を有することを特徴とする移動体通信方法。