JP4417570B2

JP4417570B2 - Ｇｓｍネットワークに基づくパケット交換プロトコルのための基本アーキテクチャ

Info

Publication number: JP4417570B2
Application number: JP2000603253A
Authority: JP
Inventors: ハイノハメレルス，; フランクフントシャイト，; エリクヴァレンタイン，; リーデビッドソン，
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 2000-01-29
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2020-01-29
Also published as: CA2365470C; JP2002538741A; EP1157572B1; WO2000052944A1; CN1356001A; CA2365470A1; DE60034113T2; DE60034113D1; AU3277800A; ES2283289T3; ATE358398T1; EP1157572A1; CN1206874C; US6928067B1; EP1033893A1

Description

【０００１】
（発明が属する技術分野）
本発明は例えばＧＳＭ(Global System for Mobile communication)ネットワーク等のセルラ電話ネットワーク及び、このセルラ電話ネットワークとのシグナリング情報の交換機能及びセル又はペイロード情報の交換機能を有するインタフェースを介してセルラ電話ネットワークと接続される他のネットワーク、例えばインターネットプロトコルネットワーク又は汎用交換電話網（ＧＳＴＮ）を有する通信ネットワークに関する。
【０００２】
（背景技術）
近年、一般には回線交換ネットワークであるセルラ電話ネットワーク、例えばＧＳＭネットワークを、パケット交換ネットワークと呼ばれる他の種類のネットワーク、例えばインターネットプロトコルネットワークやＶｏＩＰ（インターネットプロトコルによる音声通信）ネットワークと接続及び統合しようとする試みがますます増加している。パケット交換ネットワークにおいては、呼の情報は「パケット」の形式で被呼者及び発呼者間で相互に転送される。例えばＧＳＭネットワークのような回線交換においては、スルー接続がネットワーク内で確立され、スルー接続が維持される間、シグナリング及びペイロード情報を含む呼の全情報がユーザ間の回線交換ネットワーク内のスルー接続を介して転送される。これに対し、パケット交換ネットワークはユーザ間におけるパケット転送にいくつかの異なるルートまたはスルー接続(through-connections)を用いる。
米国特許第５３７５６８９号 (US-A-5 475 689) は、複数のＢＳＣがローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続されたネットワークを開示する。本特許によれば、移動端末間の呼が、あるＭＳＣに制御される別のＢＳＣに割り当てされている場合、その呼をこのＭＳＣで処理することなく、音声圧縮モードにあるＢＳＣ間で直接交換可能である。ＭＳＣはＰＳＴＮへの呼に対して用いられる。この場合、音声は交換トランスコーダモジュール (Switching Transcoder Module:STM) によって圧縮又は伸張され、ＳＴＭの出力がＭＳＣへ接続される。ローカルエリアネットワークはゲートウェイを介して、データ通信を処理するＰＳＤＮにも接続される。この方法によれば、特にディスパッチコール操作における不必要な２重コーディングの問題が回避される。
【０００３】
インターフェース手段によって相互に接続される、例えば、ＧＳＭネットワーク又は類似のセルラ電話ネットワーク及び、インターネットプロトコルネットワーク又はパケット交換ネットワークを有する通信ネットワークにおけるスルー接続は、通常のセルラ電話ネットワークにおいて、基地送受信局、基地局コントローラ及び移動通信交換局を介し、インターネットプロトコルネットワーク又はパケット交換ネットワークに接続されるインタフェース手段へ確立される。パケット交換ネットワークにおいてペイロード情報を処理する各ノードはペイロード伝送遅延の原因となる。これはＧＳＭ電話ネットワークの周知のアーキテクチャを、パケット交換ネットワーク、例えばインターネットプロトコルネットワーク又は同様のネットワークとの接続に不適切又はあまり好適でないものにしている。
【０００４】
（発明の概要）
従って、本発明の１つの目的は、新しいセルラ電話ネットワークアーキテクチャを有する通信ネットワーク及び、遅延の問題及び帯域要求を最小化する、当該通信ネットワークにおける情報流通方法を創造することにある。
【０００５】
この目的は、本発明に係る通信ネットワーク及び通信ネットワークの動作方法によって解決する。従って、本発明の通信ネットワークは、この通信ネットワークによって処理される通話(telephone call)に割り当てされたシグナリング情報を転送する第１のレイヤと、その通話に割り当てされたペイロード情報を転送する第２のレイヤ及び、セルラ電話ネットワークと他のネットワークとを接続するインタフェース手段とを含み、インタフェース手段はセルラ電話ネットワークと他のネットワーク間のシグナリング情報を交換する機能と、セルラ電話ネットワークと他のネットワーク間のペイロード情報を交換する機能を有し、セルラ電話ネットワークの第１及び第２のレイヤはインタフェース手段に接続され、またセルラ電話ネットワークの第２のレイヤは通話のペイロード情報をインタフェース手段との間で、第２のレイヤ内部で通話に割り当てされた直接ルート(direct route)、パス又はスルー接続上を相互に転送する、パケット交換プロトコルに基づくセルラ電話ネットワークを有する。
【０００６】
本発明において、呼のペイロードは、インタフェース手段と双方向においてセルラ電話ネットワークの第２のレイヤ内部を直接ルーティングされるため、ペイロード情報は従来のシステム、すなわち例えば従来のＧＳＭネットワークにおける移動通信交換局の、より長く、多い時間を消費する経路(way)を介して転送されることはなく、従って、本発明の通信ネットワークにおいては、セルラ電話ネットワーク内の対応する遅延及び、それに付随する遅延及び帯域の問題が最小化、又は回避される。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態において、セルラ電話ネットワークの第２のレイヤは、それぞれが個々に割り当てされたセル領域内の移動局への無線リンクプロトコル機能を取り扱う複数の基地送受信局を有し、この基地送受信局は第２のレイヤ内部でペイロード情報を交換するインタフェース手段へ直接接続される。基地送受信局からインターフェース手段、例えばメディアゲートウェイへペイロード情報を直接ルーティングすることにより、ペイロード情報の転送に対する必要帯域は最小化される。
【０００８】
インタフェース手段はセルラ電話ネットワーク及び他のネットワーク間でペイロード情報を交換するためのメディアゲートウェイを有することが可能であり、基地送受信局へ直接接続される。従って、本発明において、最新の移動通信交換局の機能の一部、より具体的にはペイロード情報転送機能は本発明のインタフェース手段、すなわちメディアゲートウェイにおいて達成されるが、他の機能、特に呼のシグナリング機能及び呼制御機能は第１のレイヤ、例えば移動通信交換局によって、維持・実行される。上述の通り、ペイロード情報の転送は従来の移動通信交換局から本発明のインタフェース手段のメディアゲートウェイへ移されるため、この点において本発明は所謂「分散移動通信交換局(distributed mobile services switching center)」を提供する。
【０００９】
インタフェース手段はセルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間におけるペイロード情報の交換のためのメディアゲートウェイ手段を有することができ、またメディアゲートウェイ手段の制御を行うために、移動通信交換局をメディアゲートウェイ手段に接続することができる。移動通信交換局をメディアゲートウェイコントローラとして選択することにより、従来のＧＳＭ機能を大部分本発明の通信ネットワークにおいて再利用することができ、本発明の通信ネットワークにおけるメディアゲートウェイ機能を簡潔に保つことが可能となる。
【００１０】
本発明において、セルラ電話ネットワークの第１のレイヤは、シグナリング情報の交換又は通信のためのインタフェース手段に接続された移動通信交換局を少なくとも１つ含むことが可能である。本発明に用いるインタフェース手段はセルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間のシグナリング情報交換用のシグナリングゲートウェイ手段を含むことができ、またシグナリングゲートウェイ手段及び移動通信交換局の間のシグナリング情報の交換ために移動通信交換局がシグナリングゲートウェイ手段に接続される。これは従来のトランクシグナリングプロトコル、例えばＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）上で例えばＩＳＵＰ（ＩＳＤＮユーザパート）をセルラ電話ネットワーク内で実行することを可能とする。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態において、セルラ電話ネットワークの第１のレイヤは、複数の基地局及び第１のレイヤの移動通信交換局に接続された基地局コントローラを少なくとも１つ含むことが可能である。ここで、基地局コントローラは第２のレイヤの基地局送受信器の各々をデバイスコントロールプロトコル機能によって制御し、アプリケーションシグナリングプロトコル機能によって移動通信交換局と通信する。
【００１２】
他のネットワーク部分として、パケット交換ネットワーク又は回線交換ネットワークを実装することができる。例えば、他のネットワーク部分はインターネット、ＶｏＩＰネットワーク、インターネットプロトコルネットワーク、ＩＳＤＮネットワーク、ＰＬＭＮネットワーク、ＰＳＴＮ（公衆交換電話ネットワーク）ネットワーク、ＧＰＲＳネットワーク又はＵＭＴＳネットワークであってよい。
【００１３】
本発明の方法は、通信ネットワークで処理される通話に割り当てられたシグナリング情報を転送する第１のレイヤと、通話に割り当てされたペイロード情報を転送する第２のレイヤ及び、セルラ電話ネットワークを他のネットワークに接続するインタフェース手段を有する、パケット交換プロトコル、特にインターネットプロトコルベースのセルラ電話ネットワークを有する通信ネットワークであり、インタフェース手段はセルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間のシグナリング情報交換機能及び、セルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間のペイロード情報交換機能を有し、セルラ電話ネットワークの第１のレイヤ及び第２のレイヤはインタフェース手段に接続される通信ネットワークを操作する方法であって、通話のペイロード情報が直接ルート(direct route)又は、通話に割り当てられ、第２のレイヤを含むスルー接続を介してインタフェース手段と相互に転送されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の方法の好ましい実施形態において、セルラネットワークにおける通話初期化又は呼のダイアルアップの後、インタフェース手段と基地送受信局との間で相互に直接データ(direct data)、発呼(call)及びペイロード情報交換を可能とする基地送受信局及びインタフェース手段との間の直接スルー接続(direct through connection)を確立するために、この呼に割り当てされた第２のレイヤの基地送受信局（ＢＴＳ）において、基地送受信局を特定するＢＴＳアドレス情報が生成され、セルラ電話ネットワークの第１のレイヤを介してインタフェース手段へ転送されるとともに、インタフェース手段においてインタフェースアドレス情報又はメディアゲートウェイアドレス情報が生成され、第１のレイヤを介して基地送受信局に転送される。
【００１５】
第２のレイヤの基地送受信局の少なくとも１つにおいて、割り当てされたセルエリア内部の移動局又は移動電話端末への無線リンクプロトコル機能を取り扱う基地送受信局を設けても良い。さらに、本発明の方法はセルラ電話ネットワークの第２のレイヤを介した基地送受信局及びインタフェース手段との間の直接ペイロード情報交換のためのペイロードプロトコル機能を提供することができる。
【００１６】
本発明の好適な実施形態において、第１のレイヤ内部に少なくとも１つの移動通信交換局（ＭＳＣ）が設けられ、本発明の方法はインタフェース手段の機能を制御するとともに、移動通信交換局とインタフェース手段との間のシグナリング情報交換を行うためのＭＳＣデバイスコントロールプロトコルを提供する。
【００１７】
インタフェース手段は、セルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間でペイロード情報交換を行うメディアゲートウェイ手段、及び、ＭＳＣデバイスコントロールプロトコル機能によって、メディアゲートウェイ手段及び移動通信交換局との間のシグナリング情報の交換を行うために、移動通信交換局をメディアゲートウェイ手段に接続することができる。
【００１８】
本発明の方法の好ましい実施形態において、セルラ電話ネットワークの第１のレイヤは、複数の基地送受信局及び移動通信交換局に接続された基地局コントローラを有し、また本発明の方法は基地局コントローラ及び基地送受信局の各々の間で確立されるべきデバイスコントロールプロトコル機能を提供する。デバイスコントロールプロトコル機能は基地送受信局の制御及び基地局送受信器の間の情報交換を制御する。また、さらに本発明の方法は基地局コントローラ及び移動通信交換局との間で確立されるべきアプリケーションシグナリングプロトコル機能を提供する。このアプリケーションシグナリングプロトコルは、例えば、伝統的なＧＳＭアプリケーションプロトコルであるＢＳＳＭＡＰであってよい。
【００１９】
本発明の好適な実施形態において、メディアゲートウェイからメディアゲートウェイアドレス情報を受信した後、インタフェース手段のメディアゲートウェイと第２のレイヤの基地送受信局との間で情報の直接交換を可能とするため、ＢＴＳアドレス情報及びメディアゲートウェイアドレス情報に基づいてメディアゲートウェイ及び基地送受信局との間でスルー接続を確立するためのＢＴＳアドレス情報が移動通信交換局から基地局コントローラを介して基地送受信局に、またその逆方向に転送される。
【００２０】
本発明のさらなる有利な改良点は従属項に記載されている。本発明の他の目的、利点、有利な改良点及びアプリケーションは、同封の図面と関連して以下の本発明の好ましい実施形態の説明に記載されている。
【００２１】
（発明の詳細な説明）
図１に示す、本発明の通信ネットワークの好適な実施形態の模式的なブロック図において、通信ネットワークはＩＰベースのセルラ電話ネットワーク１及びインタフェース２０を介してセルラ電話ネットワークと接続される他のネットワーク２を有する。以下の説明において、本発明はセルラ電話ネットワーク１としてＧＳＭネットワークを、他のネットワークとしてＧＳＴＮネットワークを例として用いて説明する。
【００２２】
セルラネットワーク１はあるいはアプリケーション又は、シグナリング情報処理及び伝送プラットフォームとも呼ばれ、アプリケーション及びネットワークサービス機能を有する第１のレイヤ３又はレベルと、伝送又はペイロード情報転送プラットフォームとも呼ばれ、例えばインターネットプロトコルフォーマットの中に呼情報伝送又はペイロード伝送を有する第２のレイヤ４又はレベルに分割される。さらにこれらネットワーク又はネットワーク部分の間でネットワーク双方向情報交換を行うために、セルラ電話ネットワーク１を交換パケットネットワークに接続するためのインタフェース手段２０が設けられている。
【００２３】
ＧＳＭネットワークの第２のレイヤ４はいくつかの基地送受信局（ＢＴＳ）７、８及び９を基地局サブシステムの一部として有する。各基地送受信局７、８、９はセルエリアに割り当てされるセルを定義する無線送受信器を内蔵し、対応するセルエリア内に存在する複数の固定又は移動局５への接続である無線リンクプロトコル６を処理する。
【００２４】
図１の第２のレイヤ４に示すように、基地送受信局８はスルー接続とも呼ばれる直接接続１１又はルートによってインタフェース手段２０のメディアゲートウェイ１０と接続される。従って、基地送受信局は、直接プロトコル接続１１を介してメディアゲートウェイ１０と相互に呼及びペイロード情報を送信又は受信する機能性及びプロトコルを有する。さらに、基地送受信局８及び基地局コントローラ１４との間のデバイスコントロールプロトコル接続１３を供給するため、基地送受信局８及び基地局コントローラ１４の両方に、ＭＧＣＰ(メディアゲートウェイコントロールプロトコル）プロトコルに基づいてコントロールプロトコルソフトウェアが実装される。
【００２５】
メディアゲートウェイ１０はパケット交換ＧＳＭネットワーク１及び他のネットワーク２としてのパケット交換ネットワーク、インターネット又はインターネットプロトコルネットワーク、回線交換ネットワーク又はＧＳＴＮとの間で実質的にペイロード変換を提供する。インタフェース手段２０のメディアゲートウェイ１０はトランスコーダ(transcoders)、モデム、ネットワークアクセスサーバ等のデバイスを含む。トランスコーダがインタフェース２０のメディアゲートウェイ１０内部に設けられているため、帯域要求は最小化される。メディアゲートウェイ１０はさらにペイロード又は呼情報を基地送受信局７、８、９に直接転送するために必要な機能性及びコントロールソフトウェアを有する。基地送受信局８からメディアゲートウェイ１０への直接接続１１上で、ペイロード情報は例えば１３Ｋｂｐｓのレートで転送される。メディアゲートウェイ１０から他のネットワーク２又はインターネットプロトコルネットワークへの接続上における伝送レートは例えば６４Ｋｂｐｓに相当する。
【００２６】
本発明において用いられるＧＳＭセルラ電話ネットワークの第１のレイヤ３は、複数の基地局コントローラ、複数の移動通信交換局、１つのホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）を有する。ここで、図１においては１つの基地局コントローラ１４、１つの移動通信交換局１６及びただ１つのＶＬＲ２３がそれぞれ示されている。ホームロケーションレジスタ１８は、移動局５の現在のＶＬＲ位置とともに、ＧＳＭネットワークに登録された各加入者の全管理情報を格納する。ビジタロケーションレジスタ２３は、ビジタロケーションレジスタ２３によって制御される地理的エリア内に現在位置している各固定局もしくは移動局５に対する呼制御及び加入サービスに必要な管理情報をホームロケーションレジスタ１８から選択的に格納する。ホームロケーションレジスタ１８及びビジタロケーションレジスタ２３は移動通信交換局１６とともにＧＳＭネットワークにおける呼のルーティング及びおそらく国際ローミング能力を提供する。その他の装置、例えばＧＳＭネットワークにおける有効な移動端末のリストを格納する装置ＩＤレジスタ及び認証センタは図示していない。
【００２７】
基地局コントローラ１４及び移動通信交換局１６はアプリケーションシグナリングプロトコル接続１５を介して接続され、移動通信交換局１６はまたアプリケーションシグナリングプロトコル接続を介してホームロケーションレジスタ１８に接続される。アプリケーションシグナリングプロトコル接続１５は、例えば周知のＭＡＰ又はＢＳＳＭＡＰ（基地局システム管理アプリケーションパート:Base Station System Management Application Part）プロトコルに基づいて実装される。
【００２８】
移動通信交換局１６はレイヤ３の主コンポーネントであり、登録、認証、位置更新及びローミング加入者への呼ルーティング等、移動加入者又は移動局５の処理に必要な全ての機能性を提供する。さらに、メディアゲートウェイ１０及び移動通信交換局１６との間のＭＡＣデバイスコントロールプロトコル接続１７を介し、インタフェース手段２０のメディアゲートウェイ１０を制御するため、移動通信交換局１６においてＭＳＣデバイスコントロールプロトコルが実装される。例えば、このＭＡＣデバイスコントロールプロトコルはメディアゲートウェイコントロールプロトコル（ＭＧＣＰ）又はデバイスコントロールプロトコルに基づいて移動通信交換局１６に実装することができる。
【００２９】
ＧＳＭネットワークのレイヤ３には、さらにインタフェース手段２０の一部としてシグナリングゲートウェイ２１、例えばＳＳ７（シグナリングシステムＮｏ．７）が示され、例えば回線又はパケット交換プロトコルとパケット交換プロトコルとの間、又はその逆のシグナリングベアラ変換を提供する。シグナリングゲートウェイ２１はまた、異なるプロトコル間のアプリケーションレベルでのシグナリング変換を提供する。シグナリングゲートウェイ２１はインタフェースプロトコル接続を介してインターネット又はインターネットプロトコルネットワークと接続される。インタフェース手段の動作及びインターネットプロトコルネットワーク又は他のネットワーク２との接続における多くのオプションは、http://www.ietf.cnri.reston.va.us/ID.html上のインターネット草案である、draft-ietf-megaco-regs-oo.txt、「メディアゲートウェイコントロールプロトコルアーキテクチャ及び要件(Media Gateway Control Protocol Architecture and Requirements)」（１９９９年１月）において詳細に説明されている。さらにインタフェース手段２０のシグナリングゲートウェイ２１は図１において参照符号２２で示されるトランクシグナリング接続、例えばＩＳＵＰ（ＩＳＤＮユーザパート）によって移動通信交換局１６と接続される。
【００３０】
基地送受信局８からインタフェース手段２０のメディアゲートウェイ１０へのスルー接続１１確立のために実行される手順及びステップを以下に説明する。ここで、このスルー接続は基地送受信局８とメディアゲートウェイ１０との間でセル又はペイロード情報交換用の直接接続として用いられる。この、基地送受信局８及びメディアゲートウェイ１０の間の直接スルー接続を確立するための手順又はシーケンスの基本ステップは、図２において１．から２０．の数字によって示されている。
【００３１】
ステップ１．の「初期呼設定(initial call setting)」において、移動局５はプロトコル接続２４を介して移動通信交換局１６へ転送される呼設定要求により、新しい呼又はダイアルアップアクセス手順を開始する。プロトコル接続２４は例えば、パケット交換ネットワークベースのＧＳＭネットワーク１において移動局５及び移動通信交換局１６間の通信及びシグナリング用プロトコルレイヤであるＤＴＡＰ（直接転送アプリケーションパート:Direct Transfer Application Part）プロトコルによってサポートされる。実際、シグナリング情報交換のための、移動局５から移動通信交換局１６への物理的接続は、上流方向においてはエアインタフェースとしても知られる無線リンク６、ＧＳＭネットワーク１の第２のレイヤ４の一部としての基地送受信局８、シグナリング接続１３、第１のレイヤの別の部分としての基地局コントローラ１４、及びＧＳＭアプリケーションプロトコルを実行するアプリケーションシグナリングプロトコル接続１５を介して実現される。移動通信交換局１６から移動局５への下流方向において、シグナリング情報は要素１５、１４、１３、８及び６（図１参照）を通過しなければならない。
【００３２】
呼設定要求を受信した後、移動通信交換局１６は新しい呼に割り当てられる唯一無二の情報呼識別情報を生成、格納する。そして、移動通信交換局１６はアプリケーションシグナリングプロトコル接続１５を介して呼識別情報を基地局コントローラ１４へ送り返す。この手順は図２においてステップ２．（接続生成:Create Connection）から構成される。
【００３３】
移動通信交換局１６から呼識別情報を受信した後（ステップ３．「接続生成:Create Connection）」、基地局コントローラ１４は移動通信交換局１６、基地局コントローラ１４及び基地送受信局８間の接続を生成するため、この呼識別子情報を格納するとともに、デバイスコントロールプロトコル接続１３を介して基地送受信局８へ転送する。
【００３４】
ステップ４．の「接続完了の生成(Create Connection Completion)」において、基地送受信局８は呼識別子情報を格納するとともに、基地送受信局８は必要な物理的及びローカルなデバイスを確保し、ＢＴＳアドレス情報又は、基地送受信局８へ割り当てられ、それによって基地送受信局８がメディアゲートウェイから到達することができる記述(description)を生成する。基地送受信局８はその後正常終了をデバイスコントロールプロトコル接続１３を介して基地局コントローラ１４へレポート及び転送する。ここで、基地局コントローラ１４へ返送されるデータ又は情報は基地送受信局８のＢＴＳアドレス情報を含む
【００３５】
ステップ５．の「接続完了の生成(Create Connection Completion)」において、基地局コントローラ１４は、接続完了を生成するため、ＢＴＳアドレス情報を含んだ結果を基地送受信局８から移動通信交換局１６へアプリケーションシグナリングプロトコル接続１５を介して転送する。
【００３６】
その後、ステップ６．の「接続生成:(Create Connection)」において、移動通信交換局１６は、インタフェース手段２０のメディアゲートウェイ１０へのスルー接続を確立するための要求情報を、ＭＳＣデバイスコントロールプロトコル接続１７を介して送信する。要求情報は格納された呼識別情報及び、メディアゲートウェイ１０における必要なデバイスの選択及び構成のためのＧＳＭベアラ能力を含む。要求情報はまた、メディアゲートウェイ１０における逆方向スルー接続を要求するための、基地送受信局８からのＢＴＳアドレス情報及びスルー接続表示(indication)を含む。
【００３７】
移動通信交換局１６から要求情報を受信した後、ステップ７．の「接続完了の生成(Create Connection Completion)」において、メディアゲートウェイ１０は必要な物理的及び論理的デバイスを確保し、対応するメディアゲートウェイアドレス情報を生成する。そして、メディアゲートウェイ１０は要求の正常終了を返送するとともに、メディアゲートウェイアドレス情報又はメディアゲートウェイ１０で生成された記述を、メディアゲートウェイ１０及び移動通信交換局１６間のＭＡＣデバイスコントロールプロトコル接続１７によって移動通信交換局１６へ送信する。
【００３８】
次のステップ８．「接続更新(Connection Update)」において、移動通信交換局１６はメディアゲートウェイ１０から受信したメディアゲートウェイアドレス情報を、基地局コントローラ１４内の移動局５又は発呼者(call individual)又は加入者をアドレス指定するための呼識別子とともにアプリケーションシグナリングプロトコル接続１５を介して基地局コントローラ１４へ転送する。
【００３９】
その後、ステップ９．の「接続修正(Modify Connection)」において、基地局コントローラ１４は、デバイスコントロールプロトコル接続１３を介し、メディアゲートウェイアドレス情報を呼識別子とともに基地送受信局８へ転送する。
【００４０】
ステップ１０．の「修正接続完了(Modify Connection Completion)」において、基地送受信局８は対応する呼識別子のためのメディアゲートウェイアドレス情報を格納し、接続完了を確認するため、正常終了結果をデバイスコントロールプロトコル接続１３を介して基地局コントローラ１４へ返送する。その後、ステップ１１．の「接続更新完了」において、基地局コントローラ１４は結果又は確認(confirmation)をアプリケーションシグナリングプロトコル接続１５を介して移動通信交換局１６へ転送する。ステップ１２．の「ペイロード」は基地送受信局８におけるメディアゲートウェイアドレス情報の受信後に逆方向スルー接続が実行されることを示している。これはメディアゲートウェイ１０が他のネットワーク２、例えばＧＳＴＮ又はインターネットからＭＧＷ／ＧＳＴＮペイロード接続２５を介して受信したデータ、ペイロード又は呼情報を直接接続１１を介して基地送受信局８へ、直接転送可能であることを意味し、従って基地送受信局８から無線リンク６を介して移動局５への転送が可能である。このような呼情報は例えば呼び出し制御音(ring control tone)であってよい。
【００４１】
ステップ１３．の「初期トランクシグナリング(Initial Trunk Signalling)」において、移動通信交換局１６は他のネットワーク２又はインターネットプロトコルネットワークへの呼を、初期トランクシグナリングメッセージによって設定する。初期トランクシグナリングメッセージは、ＳＧＷ／ＧＳＴＮシグナリング接続２６を介して他のネットワーク２と接続される、インタフェース手段２０のシグナリングゲートウェイ２１へトランクシグナリングプロトコル接続２２上を転送される。初期トランクシグナリングメッセージは、他のネットワーク２としてのＧＳＴＮへの接続のために、シグナリングゲートウェイ２１によって、さらにメディアゲートウェイ１０によっても使用されるノード、トランク及びタイムスロットを示すシグナリング情報フィールドを含む。トランクシグナリングプロトコル接続２２は例えばＩＳＵＰであるトランクシグナリングプロトコルを実行する。
【００４２】
初期トランクシグナリングと呼ばれるステップ１４．において、シグナリングゲートウェイ２１は移動通信交換局１６からのシグナリングベアラを、例えばＴＣＰ／ＩＰからＭＴＰベアラへ、又はその逆に変換し、例えばＧＳＴＮシグナリリング情報フィールドを有する初期トランクシグナリングメッセージをＳＧＷ／ＧＳＴＮシグナリング接続２６を介して、シグナリング情報フィールドで示されるＧＳＴＮ内のノードへ転送する。このノードは初期トランクシグナリングメッセージを移動局５によって呼び出されたアドレス又はユーザへルーティングする。
【００４３】
Ｂ−アンサ(B-answer)と呼ばれるステップ１５．において、被呼加入者ホームページ又はＧＳＴＮのエンティティが応答され、この応答はＳＧＷ／ＧＳＴＮシグナリング接続２６を介してネットワーク側２からシグナリングゲートウェイ２１に通知される。再びＢ−アンサステップと呼ばれるステップ１６．において、シグナリングゲートウェイ２１はＧＳＴＮネットワークからのシグナリングベアラを、例えばＭＴＰからＴＣＰ／ＩＰ(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)へ、又はその逆に変換し、トランクシグナリングプロトコル接続２２を介してＧＳＴＮネットワーク２からのメッセージを移動通信交換局１６へ転送する。
【００４４】
その後、ステップ１７．の「修正接続（両方向:both-way）」において、移動通信交換局１６は、メディアゲートウェイ１０及び移動通信交換局１６の間に確立されたＭＳＣデバイスコントロールプロトコル接続１７を介し、メディアゲートウェイ１０に両方向スルー接続を要求する。続くステップ１８．の「修正接続完了」において、メディアゲートウェイ１０は要求の正常終了を移動通信交換局１６へレポートするとともに確認する。
【００４５】
次に、ステップ１９．の「Ｂ−アンサ」において、移動通信交換局１６はＢ−アンサメッセージをプロトコル接続２４を介して移動局５へ転送する。このＢ−アンサを受信した後、移動局は移動局５によって開始された所望の電話接続が成功裏に確立されたことを通知される。
【００４６】
その後、ステップ２０．の「ペイロード」において、直接接続１１を介した基地送受信局８及びメディアゲートウェイ１０間の両方向スルー接続が、ＢＴＳアドレス情報、メディアゲートウェイアドレス情報に基づきメディアゲートウェイ１０及び基地送受信局８の制御下に確立される。これは、メディアゲートウェイ１０及び基地送受信局８の両方が、データ、ペイロード又は呼情報を互いに直接送受信可能であることを意味する。これは双方向情報交換のためのスルー接続が基地送受信局８及びメディアゲートウェイ１０の間で確立されたことを意味する。同時に、メディアゲートウェイ１０からＧＳＴＮネットワーク２へ、またその逆方向のペイロード伝送接続が確立される。これはメディアゲートウェイ１０及びＧＳＴＮネットワーク２との間でＭＧＷ／ＧＳＴＮペイロード接続２５を介した双方向情報交換用接続が確立されたことを意味する。換言すれば、無線リンク６、基地送受信局８、直接接続１１、メディアゲートウェイ１０及びＭＧＷ／ＧＳＴＮペイロード接続２５を介して、発呼移動局５から他のネットワーク又はＧＳＴＮ２内の被呼エンティティへの両方向スルー接続が確立される。
【図面の簡単な説明】
【図１】他のネットワーク、例えばＧＳＴＮネットワークに接続されたパケット交換ネットワーク部分としてＧＳＭネットワークを有する、本発明の実施形態に係る通信ネットワークの模式的ブロック図である。
【図２】図１に示した通信ネットワーク内部でのスルー接続確立を図示、説明するためのシグナリングフローを示す図である。

Claims

少なくとも２つのレイヤを有するネットワークアーキテクチャに従って複数のネットワーク要素が組織化されてなるパケット交換プロトコルベースのセルラ電話ネットワーク（１）を有する通信ネットワークであって、
前記セルラ電話ネットワークが、
前記通信ネットワークで処理されるべき通話に割り当てされたシグナリング情報を転送する、少なくとも１つの移動通信交換局（１６）を含む複数のネットワーク要素から構成される第１のレイヤ（３）と、前記通話に割り当てられたペイロード情報を転送する、前記第１のレイヤを構成する複数のネットワーク要素と異なる複数のネットワーク要素であって、少なくとも１つの基地局を含む複数のネットワーク要素から構成される第２のレイヤ（４）と、前記セルラ電話ネットワーク（１）を他のネットワーク（２）へ接続するインタフェース手段（２０）とを有し、
前記インタフェース手段（２０）が、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び前記他のネットワーク（２）間でのシグナリング情報交換機能と、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び前記他のネットワーク（２）間でのペイロード情報交換機能とを有し、
前記セルラ電話ネットワーク（１）の前記第１のレイヤ（３）及び前記第２のレイヤ（４）が個別に前記インタフェース手段（２０）に接続され、
前記セルラ電話ネットワーク（１）の前記第２のレイヤ（４）が、前記通話のペイロード情報を、前記第２のレイヤ内部で前記通話に割り当てされた、移動通信交換局を介さないルート（１１）上で前記インタフェース手段（２０）と双方向に伝送することを特徴とする通信ネットワーク。
前記セルラ電話ネットワーク（１）の前記第２のレイヤ（４）が、複数の基地送受信局（７、８、９）を有し、
各基地送受信局（８）はそれぞれに割り当てされたセルエリア内部の移動局（５）への無線リンクプロトコルを処理し、
前記基地送受信局（８）は前記第２のレイヤ内部でペイロード情報を交換するために、移動通信交換局を介さない前記第２のレイヤ内のルートで前記インタフェース手段（２０）と接続されることを特徴とする請求項１記載の通信ネットワーク。
前記インタフェース手段（２０）が、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び前記他のネットワーク（２）との間のペイロード情報交換のためのメディアゲートウェイ１０を有し、このメディアゲートウェイ１０は移動通信交換局を介さない前記第２のレイヤ内のルートで前記基地送受信局（８）に接続されることを特徴とする請求項２記載の通信ネットワーク。
前記インタフェース手段（２０）が、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び他のネットワーク（２）との間のペイロード情報交換を行うためのメディアゲートウェイ（１０）を有し、
前記移動通信交換局（１６）が前記インタフェース手段（２０）のメディアゲートウェイ（１０）を制御するため、前記メディアゲートウェイ（１０）に接続されることを特徴とする請求項３記載の通信ネットワーク。
前記インタフェース手段（２０）が、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び前記他のネットワーク（２）の間のシグナリング情報交換のためのシグナリングゲートウェイ（２１）を有し、
前記シグナリングゲートウェイ及び前記移動通信交換局との間のシグナリング情報を交換するために前記移動通信交換局（１６）が前記シグナリングゲートウェイ（２１）に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
前記セルラ電話ネットワークの前記第１のレイヤが少なくとも１つの移動通信交換局及び第２のレイヤの複数の基地送受信局（７、８）に接続されるとともに、前記少なくとも１つの移動通信交換局（１６）に接続される基地局コントローラ（１４）を有し、
前記基地局コントローラ（１４）はデバイスコントロールプロトコル機能によって前記基地送受信局（７、８）の各々を制御するとともに、アプリケーションシグナリングプロトコル機能によって前記移動通信交換局（１６）と通信することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
前記セルラ電話ネットワーク（１）がＧＳＭネットワークであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
前記他のネットワーク（２）がパケット交換ネットワークであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
前記パケット交換ネットワークがインターネット、ＶｏＩＰネットワーク、インターネットプロトコルネットワーク、ＧＰＲＳネットワーク又はＵＭＴＳネットワークであることを特徴とする請求項８記載の通信ネットワーク。
前記他のネットワーク（２）が回線交換ネットワークであることを特徴とする請求項７記載の通信ネットワーク。
前記回線交換ネットワークがＩＳＤＮネットワーク、公衆交換陸上移動ネットワークＰＬＭＮネットワーク又は公衆交換電話網ＰＳＴＮネットワークであることを特徴とする請求項１０に記載の通信ネットワーク。
少なくとも２つのレイヤを有するネットワークアーキテクチャに従って複数のネットワーク要素が組織化されてなるパケット交換プロトコルベースのセルラ電話ネットワーク（１）を有する通信ネットワークを操作する方法であって、
前記セルラ電話ネットワークが、
前記通信ネットワークで処理されるべき通話に割り当てされたシグナリング情報を転送する、少なくとも１つの移動通信交換局（１６）を含む複数のネットワーク要素から構成される第１のレイヤ（３）と、前記通話に割り当てられたペイロード情報を転送する、前記第１のレイヤを構成する複数のネットワーク要素と異なる複数のネットワーク要素であって、少なくとも１つの基地局を含む複数のネットワーク要素から構成される第２のレイヤ（４）と、前記セルラ電話ネットワーク（１）を他のネットワーク（２）へ接続するインタフェース手段（２０）とを有し、
前記インタフェース手段（２０）が、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び前記他のネットワーク（２）間でのシグナリング情報交換機能と、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び前記他のネットワーク（２）間でのペイロード情報交換機能とを有し、
前記セルラ電話ネットワーク（１）の前記第１のレイヤ（３）及び前記第２のレイヤ（４）が個別に前記インタフェース手段（２０）に接続され、
前記通話のペイロード情報が,、前記第２のレイヤ（４）内で前記通話に割り当てされた、移動通信交換局を介さないルート上で前記インタフェース手段（２０）と相互に転送されることを特徴とする方法。
通話初期化後、前記第２のレイヤ（４）の前記通話に割り当てられた基地送受信局（８）において、前記基地送受信局（８）を識別する基地送受信局（ＢＴＳ）アドレス情報が生成されるとともに前記セルラ電話ネットワーク（１）の前記第１のレイヤ（３）を介して前記インタフェース手段（２０）へ転送され、
前記インタフェース手段（２０）及び前記基地送受信局（８）相互間におけるデータ、ペイロード及び呼情報を、移動通信交換局を介さない前記第２のレイヤ内のルートで交換することを可能とするための、前記基地送受信局（８）及び前記インタフェース手段（２０）の間の接続（１１）を前記第２のレイヤ（４）内部に確立するために、前記インタフェース手段（２０）においてインタフェースアドレス情報又はメディアゲートウェイアドレス情報が生成されるとともに、前記生成されたインタフェースアドレス情報又はメディアゲートウェイアドレス情報が前記セルラ電話ネットワーク（１）の前記第１のレイヤ（３）を介して前記基地送受信局（８）へ転送されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
前記第２のレイヤ（４）の前記基地送受信局（８）が、割り当てされたセルエリア内部の基地局（５）に対する前記無線リンクプロトコル機能を処理し、前記方法が、前記基地送受信局（８）及び前記インタフェース手段（２０）間において、前記セルラ電話ネットワーク（１）の前記第２のレイヤ（４）を介したペイロード情報を移動通信交換局を介さない前記第２のレイヤ内のルートで交換するためのペイロードプロトコル機能を提供することを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の方法。
前記方法が、前記移動通信交換局（１６）及び前記インタフェース手段（２０）の間のシグナリング情報交換のための移動通信交換局（ＭＳＣ）デバイスコントロールプロトコルを提供することを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
前記インタフェース手段（２０）が、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び前記他のネットワーク（２）の間のペイロード情報交換のためのメディアゲートウェイ（１０）を有し、前記移動通信局が、前記メディアゲートウェイに接続され、前記メディアゲートウェイ（１０）及び前記移動通信交換局（１６）の間のシグナリング情報を前記移動通信交換局（ＭＳＣ）デバイスコントロールプロトコル機能によって交換することを特徴とする請求項１５記載の方法。
前記方法が、前記移動通信交換局（１６）及び前記インタフェース手段（２０）の間でシグナリング情報交換を交換するためのトランクシグナリングプロトコル機能を提供することを特徴とする請求項１２乃至請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
前記インタフェース手段（２０）が、
前記セルラ電話ネットワーク（１）及び前記他のネットワーク（２）の間のシグナリング情報交換のためのシグナリングゲートウェイ手段（２１）を有し、
前記移動通信交換局（１６）が前記シグナリングゲートウェイ手段（２１）に接続され、前記トランクシグナリングプロトコル機能が前記シグナリングゲートウェイ手段（２１）及び前記第１のレイヤ（３）内部の前記移動通信交換局（１６）との間のシグナリング情報交換に用いられることを特徴とする請求項１７記載の方法。
前記セルラ電話ネットワーク（１）の前記第１のレイヤ（３）が、前記第２のレイヤ（４）の複数の基地送受信局（７、８）及び前記移動通信交換局（１６）に接続された少なくとも１つの基地局コントローラ（１４）を有し、前記方法が、
前記基地送受信局（７、８）及び、前記基地局コントローラ及び前記基地送受信局の間での前記情報交換を制御するための、前記基地送受信器（７、８）の各々と前記基地局コントローラ（１４）との間で確立されるべきデバイスコントロールプロトコル機能を提供し、また、前記方法が、前記基地局コントローラ及び前記移動通信交換局（１６）との間で確立されるべきアプリケーションシグナリングプロトコル機能を提供することを特徴とする請求項１２乃至請求項１８のいずれか１項に記載の方法。
前記移動局（５）による新しい呼の開始後に、前記新しい呼に割り当てされる呼ＩＤ情報が前記移動通信交換局（１６）内部で生成及び格納され、そして前記呼ＩＤ情報が前記アプリケーションシグナリングプロトコル機能により前記移動通信交換局（１６）から前記基地局コントローラ（１４）へ送信されることを特徴とする請求項１９記載の方法。
前記移動通信交換局（１６）からの前記呼ＩＤ情報が前記基地局コントローラ（１４）内部に格納され、対応する要求が基地送受信局（８）へ前記基地局コントローラ及び前基地送受信局の間で確立されるデバイスコントロールプロトコルによって転送されることを特徴とする請求項２０記載の方法。
前記基地局コントローラ（１４）から前記呼ＩＤ情報を受信した後、前記基地送受信局（８）内に基地送受信局（ＢＴＳ）アドレス情報が生成され、前記基地送受信局（ＢＴＳ）アドレス情報が、前記基地送受信局（８）及びメディアゲートウェイ（１０）との間で移動通信交換局を介さない前記第２のレイヤ内のルートでの情報交換を可能とするために、前記呼に割り当てられた基地送受信局（８）及び、前記基地送受信局（８）内部の呼を特定することを特徴とする請求項２１記載の方法。
前記生成された基地送受信局（ＢＴＳ）アドレス情報が前記基地局コントローラ（１４）に転送されることを特徴とする請求項２２記載の方法。
前記基地局コントローラ（１４）からの前記呼ＩＤ情報が前記基地送受信局（８）内に格納されることを特徴とする請求項２２又は請求項２３に記載の方法。
前記基地送受信局（ＢＴＳ）アドレス情報を前記基地送受信局（８）から受信した後、前記基地送受信局（ＢＴＳ）アドレス情報が前記基地局コントローラ（１４）から前記移動通信交換局（１６）へ転送されることを特徴とする請求項２４記載の方法。
前記メディアゲートウェイ（１０）からの接続要求後、前記呼ＩＤおよび前記基地送受信局（ＢＴＳ）アドレス情報が前記移動通信交換局（ＭＳＣ）デバイス制御プロトコル機能を用いる前記メディアゲートウェイ（１０）へ送信されることを特徴とする請求項２５記載の方法。
移動通信交換局を介さない前記第２のレイヤ内のルートでの接続の要求が、前記移動通信交換局（１６）から前記メディアゲートウェイ（１０）へ、前記移動通信交換局（ＭＳＣ）デバイスコントロールプロトコルによって送信されることを特徴とする請求項２６記載の方法。
前記メディアゲートウェイ（１０）及び前記メディアゲートウェイ（１０）内の前記呼を特定するメディアゲートウェイアドレス情報が前記メディアゲートウェイ（１０）で生成され、前記移動通信交換局（ＭＳＣ）デバイスコントロールプロトコルによって前記移動通信交換局（１６）へ返送されることを特徴とする請求項２４乃至請求項２７のいずれか１項に記載の方法。
前記メディアゲートウェイ（１０）から前記メディアゲートウェイアドレス情報を受信した後、前記メディアゲートウェイ（１０）及び前記基地送受信局（８）の間で相互に移動通信交換局を介さずに前記第２のレイヤ内で情報の交換を可能とする目的で、前記ＢＴＳアドレス情報及びメディアゲートウェイアドレス情報に基づく、前記メディアゲートウェイ（１０）及び前記基地送受信局（８）との間の、移動通信交換局を介さない前記第２のレイヤ内のルートでの接続を確立するための前記メディアゲートウェイアドレス情報が前記移動通信交換局（１６）から前記基地局コントローラ（１４）を介して前記基地送受信局（８）へ転送されることを特徴とする請求項２８記載の方法。