JP4939606B2 - 呼の継続性 - Google Patents

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Description

本発明は電気通信に関し、詳細には、無線通信に関する。
より大きなUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワーク内に、パケット交換PS音声サービスを提供する、多くの場合、サブネットワークまたはサブ領域と呼ばれるネットワークが存在する。これらのサービスは、多くの場合、ボイス・オーバUMTS−PSサービスとして示される。
UMTS−PS音声領域の配備は、少なくとも当初、全世界的ではないであろう。したがって、UMTS受信可能範囲が、UMTSネットワークの、多くの場合、UMTS−CS領域として示される回路交換領域によってだけ提供される領域が存在することになる。回路交換される音声サービスだけがこれらの領域においてサポートされる。
回路交換領域とパケット交換領域の両方を有するUMTSネットワークにおいて、回路交換領域とパケット交換領域の間で呼を転送することが知られている。音声呼の場合、この転送を実行するための知られている方法は、音声呼の継続性(Voice Call Continuity)VCCと呼ばれる。
VCCは、転送の間、移動体端末によるUMTS−CS領域およびUMTS−PS領域の両方に対する同時接続を要求する。その場合、同じ無線アクセス・ネットワークRAN、詳細には、UMTS地上波無線アクセス・ネットワークUTRANが使用されるため、1個の無線送受信機だけを有する移動体端末に対する同時のUMTS−CS接続およびUMTS−PS接続は可能である。
VCCプロセスは、セットアップ・メッセージを送っている移動体端末によってトリガされる。UMTS−CS領域からUMTS−PS領域への転送の場合、セッション初期化プロトコルSIPメッセージがUMTS−PS領域に送られる。UMTS−PS領域からUMTS−CS領域への転送の場合、特定の呼セットアップ・メッセージがUMTS−CS領域に送られる。
VCCに関するさらなる情報は、第3世代パートナーシップ・プロジェクト3GPP技術仕様書23.206(リリース7)、「回路交換CSおよびIPマルチメディア・サブシステムIMSの間の音声呼の継続性」、第2段から入手可能である。例えば、以下のインターネット・アドレスを参照されたい:
http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.206/23206−121.zip
よく知られている第3世代パートナーシップ・プロジェクト3GPPの一部として、ある程度までUMTS地上波無線アクセス・ネットワークUTRANに基づいて、いわゆる長期的エボリューション(Long Term Evolution)LTEネットワークが開発されている。LTEネットワークは、パケット交換音声サービスである音声サービスだけをサポートする。
移動体端末がLTEネットワークとUMTSネットワークまたはGSM(Global System for Mobiles)ネットワークとの間で移動する場合、パケット交換LTEネットワークおよびUMTSネットワークまたは回路交換GSMネットワークのいずれかの回路交換領域の両方に対する同時接続は、移動体端末が2個の無線送受信機を含むことを要求することになる。かかる移動体端末は高価であろう。したがって、かかる端末が広く利用可能になる可能性は低い。これは、大部分の移動体端末にとって、例えば、GSMネットワーク上またはUMTSネットワーク上の回路交換呼とLTEネットワーク上のボイス・オーバ・インターネット・プロトコルVoIPセッションの間で直接的な転送は不可能であることを意味する。
発明者は、1つのタイプのネットワーク上で確立されている呼が別のタイプのネットワークに転送されること、およびその逆を可能にする必要性が存在するが、多くの移動体端末は両方のネットワーク上で同時の無線接続をサポートすることができないことになる点を認識した。
本発明は、移動体端末との呼接続を第1のネットワークから第2のネットワークに転送する方法を提供する。第1のネットワークは、回路交換接続モードおよびパケット交換接続モードの両方を処理することが可能である。第2のネットワークは、パケット交換接続モードまたは回路交換接続モードのうちの1つを処理することが可能であるが、両方を処理することはできない。端末は、パケット交換呼接続モードおよび回路交換呼接続モードの両方が可能である。この方法は、第1のネットワークが、ネットワークのうちの少なくとも1つに関する移動体端末の位置を識別するステップと、第2のネットワークにおいて使用可能でない接続モードにあるとして移動体端末を識別するステップと、呼接続をその他の接続モードに転送するように移動体端末に命令するステップと、呼接続を第2のネットワークに転送するステップとを備える。
例えば、一実施形態では、順に、まず回路交換呼ハンドオーバ、次いで、VCC手順、次いで、パケット交換呼ハンドオーバ手順を使用することによって、エンドユーザによって感知可能なわずかな中断を伴って、またはそのような中断なしに、(GSM環境またはUMTS環境における)回路交換音声呼をLTEネットワークにおけるVoIPセッションに転送することが可能になる。逆方向の転送も可能にされる。
例示的な実施形態では、いわゆるトライモード(GSM/UMTS/LTE可能な)移動体端末を用いた音声呼をUMTS−CSネットワークまたはGSMネットワークからLTEネットワークに転送するための機構が提供される。
次に、本発明の実施形態が、例として、図面を参照して説明される。
無線通信のための3つのネットワークを例示する図である。 図1に示されるそれらの3つのネットワークの無線受信可能範囲領域を例示する図である。 図1に示される、GSMネットワークからLTEネットワークへの呼の転送を例示する概略的な流れ図である。 無線通信のための2つのネットワークを例示する図である。 図4に示されるそれらの2つのネットワークの無線受信可能範囲領域を例示する図である。 図4に示される、GSMネットワークからUMTSネットワークのパケット交換領域への呼の転送を例示する概略的な流れ図である。
図面は原寸に比例せず、概略的な表現である。
いくつかのネットワークで構成される第1のシステムの構造が説明される。これらのネットワークの無線受信可能範囲と、その後に続く、ネットワーク間で呼を転送するための手順が考慮される。手順を使用する例示的な順序が次いで説明される。
次いで、第2のシステムが説明され、その機能が説明される。
第1のシステム構造
図1は異なるタイプの3つのネットワーク、すなわち、GSMネットワーク4、UMTSネットワーク6、およびLTEネットワーク8からなるシステム2を示す。
GSMネットワーク4は、移動体スイッチング・センターMSCを含むコアネットワーク10を含む回路交換CSネットワークである。GSMコアネットワーク10は音声呼をサポートする。コアネットワーク10は、GSM無線アクセス・ネットワークRAN12に接続される。
UMTSネットワーク6は、回路交換領域16およびパケット交換領域18によって構成されるコアネットワーク14を含む。両方の領域16、18が音声サービスをサポートする。回路交換領域16は移動体スイッチング・センターMSC(図示せず)を含む。パケット交換領域18は、サービス提供しているGPRSサポート・ノードSGSN(図示せず)と、ゲートウェイGPRSサポート・ノードGGSN(図示せず)とを含む。2つの領域16、18は、無線アクセス・ネットワークRAN20、詳細には、UMTS地上波無線アクセス・ネットワークUTRANに接続される。
UMTSパケット交換領域18において、音声サービスはボイス・オーバ・インターネット・プロトコルVoIPサービスである。VoIPサービスは、当然、知られているように、インターネット・プロトコル・マルチメディア・サブシステムIMS領域によってサポートされる。
LTEネットワークはパケット交換サービスだけをサポートし、音声はVoIPの形式でだけサポートされる。LTEネットワーク8は、無線アクセス・ネットワークRAN24に接続されたパケット交換コアネットワーク22を含む。
前述のように、GSMネットワーク4、UMTSネットワーク6、およびLTEネットワーク8のそれぞれは、その独自のそれぞれの無線アクセス・ネットワークRAN12、20、24を含む。いずれの場合も、RANは基地局(図示せず)を制御している無線ネットワーク・コントローラ(図示せず)からなる。それぞれの基地局は1本または複数のアンテナ(図示せず)を含む。それぞれのアンテナの無線受信可能範囲領域はセル(図示せず)として知られている。
ネットワーク受信可能範囲
図2に示されるように、LTEネットワークは、高いユーザ密度が期待される無線受信可能範囲領域26を提供するために配備される。UMTS受信可能範囲領域28、30は、より大きい。UMTSネットワークによる無線受信可能範囲の対象になる一部の領域28だけがパケット交換PS音声サービスを処理することができる。しかし、UMTSネットワークの回路交換音声サービスをサポートする無線受信可能範囲領域30は、パケット交換音声サービスがサポートされる対応する領域よりもより大きい。
UMTS受信可能範囲領域28、30においてGSM受信可能範囲も利用であるように、GSM無線受信可能範囲領域はさらにより大きい。
移動体端末
システム2において使用される移動体端末(ユーザ装置UE)32は、すべての3つのネットワーク4、6、8との異なる時点での接続が可能であり、したがって、トライモード移動体端末と呼ばれる。移動体端末32は一度に2つ以上のネットワークと接続することができない。移動体端末32は、回路交換音声サービスおよびVoIPサービスを処理することが可能である。
移動体端末が別のネットワークのセルに近接していることを識別する
システム2は、ネットワークのうちの1つに接続された移動体端末がいつ別のネットワークのセルに十分に近づくかを識別することが可能である。
ネットワーク内のそれぞれのセルの基地局は、近接するセルのリストを用いて構成される。そのリストは、現在接続されている同じネットワークの近接するセルを識別する情報に加えて、その他のネットワークの近くのセルに関する情報を含む。システム2はまた、移動体端末が現在どのセルに接続されているかも当然知っている。したがって、移動体端末が存在するセルにとっての近接するセルのリストを検査することによって、システム2は、その他の2つのネットワークのうちのいずれかにその移動体端末にとっての何らかの近接するセルが存在するかどうかを識別することが可能である。
加えて、ネットワークは移動体端末から測定報告も受信する。測定報告は測定された信号減衰(経路損失)、したがって、基地局から移動体端末までの距離の表示を提示する。したがって、測定報告はセル・レベルよりもより細かな粒度で移動体端末位置の知識を提供する。測定報告に基づいて、ネットワークは移動体端末がその他のネットワークのうちの1つのセルの境界に近接するかどうかを識別することが可能である。
ネットワーク間で呼をハンドオーバするための手順
以下の3つの手順がそれぞれ利用可能であり、かつそれぞれのネットワークによって制御され得る。
(1)UMTS−PS領域からLTEネットワークへのハンドーバ、およびその逆のハンドオーバ。
(2)UMTS−CS領域からGSMネットワークへのハンドオーバ、およびその逆のハンドオーバ。
(3)UMTS−PS領域とUMTS−CS領域の間の音声呼の転送、およびその逆の転送。
これらは下で説明される。
(1)UMTS−PS領域からLTEネットワークへのハンドオーバ、およびその逆のハンドオーバ
UMTS−PS領域とLTEネットワークの間でパケット交換サービス・ハンドオーバを実行することが、実際に知られている。
VoIPはUMTS−PS領域によってサポートされることが可能であり、したがって、LTE受信可能範囲領域とUMTS受信可能範囲領域の間の転送は、LTEネットワークとUMTSネットワークの間のかかる知られているパケット交換サービス・ハンドオーバによって達成される。LTEネットワークにおいて、これはネットワーク制御されたハンドオーバ能力がUMTS−PSに対して提供されかつUMTS−PSから提供されることを意味する。
(2)UMTS−CS領域からGSMネットワークへのハンドオーバ、およびその逆のハンドオーバ
GSMネットワークとUMTS−CSネットワークの間で回路交換サービス・ハンドオーバを実行することが、実際に知られている。
(3)UMTS−PS領域とUMTS−CS領域の間の転送、およびその逆の転送
既に述べたように、UMTS−PS領域とUMTS−CS領域の間で音声呼の転送、およびその逆の転送を実行することが、実際に知られている。知られている手順は、音声呼の継続性VCCと呼ばれる。既に述べたように、VCCはUMTS−CSネットワークとUMTS−PSネットワークの間の呼の転送の間、移動体端末によるUMTS−CS領域およびUMTS−PS領域の両方に対する同時接続を要求する。同じ無線アクセス・ネットワーク、詳細には、UTRANがその時点でこれら両方のために使用される。
VCCプロセスは、セットアップ・メッセージを送っている移動体端末によってトリガされる。UMTS−CS領域からUMTS−PS領域への転送の場合、セッション開始プロトコルSIPメッセージがUMTS−PS領域に送られる。UMTS−PS領域からUMTS−CS領域への転送の場合、特定の呼セットアップ・メッセージがUMTS−CS領域に送られる。
例示的なシナリオ
第1の例示的なシナリオは以下の通りである。
図3に示されるように、GSMネットワークに接続され、したがって、回路交換モードで動作しているトライモード(GSM、UMTS、LTE可能な)移動体端末は、LTEネットワークの受信可能範囲領域に近接していると決定される(ステップa)。
次いで、UMTS受信可能範囲も利用可能であるかどうかについて検査される(ステップb)。
「はい」である場合、呼はGSMネットワークからUMTSネットワーク回路交換領域にハンドオーバされる(ステップc)。
次いで、UMTSパケット交換受信可能範囲も利用可能であるかどうかについて検査される(ステップd)。
「はい」である場合、呼はパケット交換領域に転送される(ステップe)。これは、UMTSネットワークが、この時UMTS−CS領域に接続された移動体端末にトリガ信号を送り、呼をUMTSパケット交換領域に転送するように移動体端末に命令することによって行われる。この転送は上で説明されたVCC手順を使用して行われる。
VCC手順が完了し、結果として、呼がパケット交換UMTS領域に転送された後で、移動体端末は、移動体端末がLTEネットワーク受信可能範囲領域内にあることを表示するトリガ信号をLTEネットワークから受信する(ステップf)。移動体はLTEネットワークにハンドオーバされる(ステップg)。
もう1つの例示的なシナリオは、LTE受信可能範囲領域から移動している移動体端末がLTEネットワークからUMTSネットワークのUMTS−PS領域にハンドオーバされ、そしてその後にUMTSネットワークのUMTS−CS領域にハンドオーバされることになる場合である。当然、これは、その無線受信可能範囲がLTE受信可能範囲境界を越えて広がるUMTSネットワークが、パケット交換サービス、特に、パケット交換音声サービスをサポートしなければならないことを要求する。
UMTSパケット交換領域およびUMTS回路交換領域の間で転送がどのようにトリガされるか
一実施形態では、UMTSネットワークは、移動体端末がいくつかの特定のセル範囲内に(例えば、LTE受信可能範囲領域に近接して)存在する場合、VCC手順を実行するように移動体端末に命令するブロードキャスト情報を送ることによって、回路交換からパケット交換へのサービスの切換えをトリガする。オペレータがLTE VoIPへのハンドオーバを強制することを望む場合、ブロードキャスト情報はUMTS−PS接続モードになる/入るように移動体端末に命令することになる。GSMだけの領域に近接して、移動体端末はハンドオーバを実施するためにUMTS−CS接続モードになる/入るように要求されることになる。
あるいは、その他の点では類似する、もう1つの実施形態では、トリガ信号は専用チャネル上で特定の移動体端末に送られることが可能である。これは、例えば、単にセル・サイズ・レベルよりも細かな粒度で知られる、LTE境界に対する移動体端末の近接性の知識に基づいて、移動体端末が回路交換領域とパケット交換領域の間で導かれる良好な制御を提供する。
いくつかの詳細
音声向けのUMTS−PS領域受信可能範囲が不統一であり、ただし少なくともGSMネットワークによる受信可能範囲が存在するネットワークの領域において、UMTSネットワークは音声呼がUMTS−CS領域を使用してサポートされることを強制し、一方、呼接続はUMTSネットワークを用いてサポートされる。例えば、不統一である音声向けのUMTS−PS領域受信可能範囲の領域において、UMTS基地局は、音声呼をUMTS−PS領域からUMTS−CS領域に移動するよう移動体端末をトリガする情報をブロードキャストチャネル上で送信するように構成され得る。他方で、不統一でないUMTS受信可能範囲の領域において、UMTSネットワークは、移動体端末がUMTS−PS領域に接続された音声呼を維持することを可能にする情報をブロードキャストチャネル上で送信することが可能である。
ユーザがGSMネットワークまたはUMTS−CS領域を用いて呼を開始する場合、LTEネットワークとの接続に遷移する決定は、ユーザ、トラフィック・タイプなどにどのように優先順位をつけるかについての方針によって下される。システム(または、移動体端末で利用可能なシステムに関する情報に基づいて、移動体端末)がVoIPにシフトするためのコマンドを送らない限り、呼はGSM接続された状態またはUMTS−CS接続された状態で残ることになる。システムが、VoIPがそこでUMTSネットワークによってサポートされるという肯定的な情報を提供する場合、移動体端末はUMTS−PS領域にシフトすることを決定することが可能である。
LTEネットワークへの遷移は、次いで、UMTS−PS領域とLTEネットワークの間のネットワーク制御されたハンドオーバに関するユーザ、トラフィック・タイプなどについての方針によって支配されることになる。
第2の例示的なシステム
図4は、UMTSネットワーク6’からなるシステム2’を示す。UMTSネットワーク6’は、回路交換領域16’およびパケット交換領域18’によって構成されるコアネットワーク14’を含む。両方の領域16’、18’が音声サービスをサポートする。回路交換領域16’は移動体スイッチング・センターMSC(図示せず)を含む。パケット交換領域18’は、サービス提供しているGPRSサポート・ノードSGSN(図示せず)と、ゲートウェイGPRSサポート・ノードGGSN(図示せず)とを含む。2つの領域16’、18’は、無線アクセス・ネットワークRAN20’、詳細には、UMTS地上波無線アクセス・ネットワークUTRANに接続される。
UMTSパケット回路領域14’において、音声サービスはボイス・オーバ・インターネット・プロトコルVoIPサービスである。
UMTSネットワーク6’は無線アクセス・ネットワークRANを含む。RANは基地局(図示せず)を制御している無線ネットワーク・コントローラ(図示せず)からなる。それぞれの基地局は1本または複数のアンテナ(図示せず)を含む。それぞれのアンテナの無線受信可能範囲領域はセル(図示せず)として知られる。
図5に示されるように、UMTSネットワークによる無線受信可能範囲の対象になる一部の領域28’だけがパケット交換音声サービスを処理することが可能である。しかし、UMTSネットワークの回路交換音声サービスをサポートする無線受信可能範囲領域30’は、パケット交換サービスがサポートされる対応する領域よりもより大きい。
この例では、移動体端末はCSモードおよびPSモードのいずれかを選択可能にサポートすることが可能なUMTSだけの端末である。
例示的なシナリオが図6に示される。図6に示されるように、UMTS移動体端末はパケット交換領域18’に接続される(ステップa)。パケット交換サービス受信可能範囲の領域28’から出るところであると決定されている(ステップb)とすぐ、呼はパケット交換領域18’との接続から回路交換領域30’との接続にハンドオーバされる(ステップc)。このハンドオーバはネットワークから送られているトリガ信号によって引き起こされる。
略語のリスト
3GPP:第3世代パートナーシップ・プロジェクト
CS:回路交換
GSM:汎欧州デジタル移動電話方式
LTE:長期的エボリューション
PS:パケット交換
SIP:セッション開始プロトコル
UMTS:ユニバーサル移動体通信システム
VCC:音声呼の接続性
VoIP:ボイス・オーバ・インターネット・プロトコル
概要
本発明はその精神または必須の特性から逸脱せずにその他の特定の形式で実施されることが可能である。説明された実施形態は、限定的ではなく、例示としてだけあらゆる点で考慮される。したがって、本発明の範囲は、前述の説明によってではなく添付の特許請求の範囲によって表示される。特許請求の範囲の均等物の意味および範囲に包括されるすべての変更はそれらの範囲内に包含される。
2、2’ システム
4 GSMネットワーク
6、6’ UMTSネットワーク
8 LTEネットワーク
10 コアネットワーク
12 GSM無線アクセス・ネットワーク
14、14’ コアネットワーク
16、16’ 回路交換領域
18、18’ パケット交換領域
20、20’ 無線アクセス・ネットワーク
22 LTEネットワーク
24 無線アクセス・ネットワーク
26 無線受信可能範囲領域
28 UMTS受信可能範囲領域
28、28’ 領域
30 UMTS受信可能範囲領域
32 GSM無線受信可能範囲領域
32 移動体端末

Claims (14)

  1. 移動体端末との呼接続を第1のネットワーク(6)から第2のネットワーク(4,8)に転送する方法であって、前記第1のネットワーク(6)は回路交換接続モード(16)およびパケット交換接続モード(18)の両方を処理することが可能であり、前記第2のネットワークは前記パケット交換接続モードまたは前記回路交換接続モードのうちの1つを処理することが可能であるが、それら両方を処理することはできず、前記端末(32)はパケット交換呼接続モードおよび回路交換呼接続モードの両方が可能であり、前記方法が、前記ネットワーク(4,6,8)のうちの少なくとも1つに関する前記移動体端末(32)の位置を識別するステップを含む前記第1のネットワーク(6)を含み、前記方法が、
    前記第2のネットワーク(4,8)において使用可能でない前記パケット交換接続モード及び前記回路交換接続モードのうちの一つにあるとして、前記第1のネットワークへの前記呼接続を有する前記移動体端末を識別するステップと、
    前記呼接続を前記第1のネットワークにおける前記パケット交換接続モード及び前記回路交換接続モードのいずれかへ転送するように前記移動体端末に命令するステップと、
    前記呼接続を前記第2のネットワーク(4,8)に転送するステップとを備える方法。
  2. 前記ネットワークが同一でない無線受信可能範囲領域を有する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1のネットワークが、前記回路交換接続モードおよび前記パケット交換接続モードを提供するUMTSネットワーク(6)である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記命令が音声呼の継続性機能による、請求項3に記載の方法。
  5. 前記第2のネットワークが、前記回路交換接続モードを処理することが可能であるが、前記パケット交換接続モードを処理することはできないGSM(登録商標)ネットワーク(4)である、請求項1に記載の方法。
  6. 前記第2のネットワークが、前記パケット交換接続モードを処理することが可能であるが、前記回路交換接続モードを処理することはできないLTEネットワーク(8)である、請求項1に記載の方法。
  7. 前記第2のネットワークがUMTS−CSネットワークである、請求項1に記載の方法。
  8. 前記第2のネットワークがUMTS−PSネットワークである、請求項1に記載の方法。
  9. 前記命令がブロードキャストチャネル上で送られる、請求項1に記載の方法。
  10. 前記命令が前記移動体端末に専用のチャネル上で送られる、請求項1に記載の方法。
  11. 前記移動体端末がGSM(登録商標)動作モード、UMTS−CS動作モード、UMTS−PS動作モードおよびLTE動作モードが可能な端末である、請求項1に記載の方法。
  12. 前記呼接続が音声呼接続である、請求項1に記載の方法。
  13. パケット交換モードの前記呼接続がVoIPセッションである、請求項12に記載の方法。
  14. 第1のネットワーク(4,8)と第2のネットワーク(6)を備える無線通信のためのシステムであって、前記第1のネットワーク(4,8)は移動体端末に対する回路交換呼接続モード(16)およびパケット交換呼接続モード(18)の両方を処理することが可能であり、
    前記第2のネットワーク(6)は前記パケット交換呼接続モードまたは前記回路交換呼接続モードのうちの1つを処理することが可能であるが、それら両方を処理することはできないシステムにおいて、前記システムは、前記ネットワーク(4,6,8)のうちの少なくとも1つに関する前記移動体端末の位置を識別するように構成され、前記システムは更に、
    前記第2のネットワーク(4,8)内で使用可能でない前記パケット交換接続モード及び前記回路交換接続モードのうちの一つにあるとして、前記第1のネットワークへの前記呼接続を有する前記移動体端末を識別し、
    前記呼接続を前記第1のネットワークにおける前記パケット交換接続モード及び前記回路交換接続モードのいずれかへ転送するように前記移動体端末に命令し、
    前記呼接続を前記第1のネットワークから前記第2のネットワークに転送するように構成されているシステム。
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