JP5161246B2 - ネットワークプーリングの改善 - Google Patents

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Description

本発明は、一般的な通信システムにおいてリンクを構成するための方法および装置に関する。
GSM(Global System for Mobile communication)および広帯域符号分割多重アクセス(WCDMA:Wideband Code−Division Multiple Access)のような第3世代パートナーシッププログラム(3GGP:3rd Generation Partnership Program)の技術に基づく、セルラ・ネットワークとも呼ばれる移動ネットワークでは、同種の多重化されたコアネットワーク(CN)ノードを可能にする機能が付加されている(図1参照)。このノードは、例えば、MSC(Mobile Switching Center:移動交換センタ)、SGSN(Seving GPRS Support Node)またはMME/UPE(Mobility Management Entity/User Plane Entity)と呼ばれている。また、このノードは、無線ネットワーク(RN:Radio Network)制御ノード又は要求される無線ネットワーク機能を有する基地局に結びつけるために、aGW(access GateWay)としても示される。前記無線ネットワーク制御ノードとしては、例えば無線ネットワークコントローラ(RNC:Radio Network Controller)、基地局コントローラ(BSC:Base Station Controller)と呼ばれるノードが挙げられる。前記要求される無線ネットワーク機能を有する基地局としては、3GPPプロジェクトLTE(Long Term Evolution)に従ったeNodeB(拡張NodeB、Bは基地局(Base Station)に由来する)と呼ばれるノード群が挙げられる。この機能は、例えば、「Iu−Flex」(Interface“umts”−Flexible)、「プールにおけるMSC」、「プールにおけるSGSN」または「マルチオペレータ・コアネットワーク」と呼ばれる構想の一部である。目的は、ネットワークのリダンダンシーと、コアネットワーク間での負荷の分担とを提供すること、または、多重化されたコアネットワークの運用者が無線ネットワークの基盤を共有することを可能にすることである。
本明細書では一般に無線ノードと呼ばれるRNノードは、どのコアネットワークノードが通話を受けるべきかについて決定する。1つのコアネットワークのみがVLR(Visitor Location Register)におけるような、加入者についてのデータを有するので、いずれの他のコアネットワークにおけるコアネットワークノードの選択も、失敗または再試行という結果になる。
どの通話がどのコアネットワークノードに宛てられるのかについての制御は、無線ネットワークノードおよびコアネットワークノード内の同期された構成データを通じて行なわれる。各無線ネットワークノードは、移動端末または移動ユニット(UE)により送信される識別子間のマッピングを含むが、このような識別子は例えばネットワークリソース識別子(NRI:Network Resource Identifier)、一時移動加入者識別子(TMSI:Temporary Mobile Subscriber Identifier)の部分集合である。そして、どのコアネットワークノードがこの移動端末/UE(ユーザ機器)から発せられる、または、この移動端末/UE(ユーザ機器)で終端する通話のために使用されるのかというと、反対に、コアネットワークノードは、構成データにおいて特定される範囲でこのような識別子を割り当てるように構成されている。
一般的に利用される方法に伴う問題は、無線ネットワークノード内でのこのマッピング情報の構成、および、コアネットワークノード内でのこのマッピング情報と対応する情報との調整、を必要とすることである。
多くの場合に含まれるノードは異なる製造者に由来するので、場合によっては幾つかの異なる組織によって運用されている。さらに、各変更により作用を受けるCN−RN境界のそれぞれの側に多重化されたノードが存在している可能性があり、この構成の処理が深刻な障害となることもある。全無線ネットワークノード内のマッピング情報がコアネットワーク内の情報と一致しない場合には、通話が失敗する。
伝統的なネットワーク設計のためには、一般的に利用される手動構成は、非常に制限的ではない可能性がある。例として、10個のM加入者と、10個のMSCと、10個のSGSNと、20個のRNCとを含むネットワークは、各RNCが2個のMSCと2個のSGSNに接続される場合に、ネットワークのリダンダンシーのために、全部で80個の管理すべきCN−RN関係を有することが予想されるが、このような関係は本明細書でリンクとも呼ばれる。しかし、1つのプールにおいて40個のaGW(アクセスゲートウェイ、LTEプロジェクトによればネットワークのためのコアネットワークノード)と、5000個のLTE eNodeBとを有する対応するLTEネットワークは、20万個までの管理すべき関係を有することが予想される。無線ネットワークの共有により、「より小さな」CNノード間での負荷の分担がより拡大し、数は更に大きくなる。
本発明の目的は、一般的な通信システムにおいてコアネットワークノードと無線ノードとの間のリンクを構成する効果的な方法を提供することである。
調整および構成の複雑性は、コアネットワークノードから無線ノードへの信号に対して、識別性の範囲、例えばNRIの範囲を加えることによって、この識別性の範囲を各コアネットワークノードが割り当てる、もしくは、この識別性のために各コアネットワークノードがサーバとして作動するのだが、上記識別性の範囲を加えることによって、または一般的に、これら加入者の識別性または識別子についての情報、もしくは、通話がそれのために特定のコアネットワークノードへと宛てられる、加入者の移動局の識別性または識別子についての情報を加えることによって、低減される。無線ノードは、正しいコアネットワークノードへとトラフィックを宛てるためにこの情報を利用することが可能である。
この情報は、必要な場合に、例えば無線ノードとコアネットワークノードとの間のシグナリング関係の確立時にシグナリングされる。識別性の調整は各コアネットワークに切り離されている。無線ノードは、各コアネットワークへのリンクのためのこのような構成データを保持する必要があるノードであり、典型的にRNCおよびeNodeBを含んでもよい。
本発明の追加的な目的および効果が以下の記載において説明されるが、部分的には記載から明らかとなろう、または、発明の実施によって習得されてもよい。本発明の目的および効果は、添付の特許請求の範囲で特に示される方法、工程、手段および組み合わせを用いて実現する、または獲得することが可能である。
本発明の新規な特徴が特に添付の特許請求の範囲に記載されているが、構成および内容双方に関しての本発明、ならびにその上記の特徴および他の特徴の一貫した理解は、から獲得されることが可能であり、本発明は、添付の図を参照して本明細書で以下に提示される非限定的な実施形態の以下の詳細な記載の検討から、より良好に評価されよう。
様々な規格従った多様な運用者とノードとシグナリングとを有する一般的な通信システムの概略図である。 特別なセットアップのシグナリング/構成が含まれる図1の概略図と同様の概略図である。 図2のシステム内で使用するためのコアネットワークノードのブロック図である。 図2のシステム内で使用するための無線ネットワーク制御ノードのブロック図である。
図2は、それぞれがコアネットワークノード1A1、1A2と、1B1、1B2、1B3、・・・とを有する運用者AおよびBがアクティブ(active)である一般的な通信システムの概略図である。システム内には複数の基地局3、5が存在する。幾つか(3)の基地局は、無線ネットワーク制御ノード7を通じてコアネットワークノードへと接続されており、他の(5)基地局は、自身に組み込まれた無線ネットワーク制御ノードの機能を有する。コアネットワークノードと基地局/無線ネットワーク制御ノードとの間に、CN−RNインタフェースまたは境界が位置しており、従って、コアネットワークノードと基地局/無線ネットワーク制御ノードとの間のリンクはこの境界を越える。リンクは、論理的接続であり、それのために、プロトコルデータ/構成データが各リンクのそれぞれの終端部に格納される。移動端末、移動ユニットまたはユーザ機器とも呼ばれる移動局9は、基地局と無線で通信することが可能であり、基地局を通じて無線ネットワークコントローラと、または使用されている場合には制御ノードと通信することが可能であり、さらにコアネットワークノードを通じて通信することが可能である。全移動局は、一般的なシステムで使用するための、固定の、または例えばTMSIと呼ばれる一時的な、一意の識別性または識別子を有する。
各移動局9の所有者は、運用者A、Bのうちの1つに加入している、または、運用者A、Bのうちの一方と協力する運用者、もしくは運用者A、Bの双方と協力する運用者に加入していると想定される。所有者が自身の移動局で通話を行なう場合に、通話は、移動局の一意の識別性を特に送信しながら、基地局3、5のうちの1つに接続する。基地局は、要求される機能が基地局内に組み込まれていない場合には、自身の関連する無線ネットワーク制御ノードへと識別性の情報を転送する。無線ネットワーク制御ノードまたは、それに対応する機能は、その中に格納された構成データを用いて識別性の情報を解析する。解析において、無線ネットワーク制御ノードは、移動局の所有者が有効な加入を有する運用者を推定し、かつこの作業において、通話がそれを通じて接続されるコアネットワークノードがどれかについても推定する。その後、移動局9とこのコアネットワークノードとの間のリンクを介して、通信経路とも呼ばれる接続が確立され、このネットワークノードから、通話がさらに通話の宛先へとルーティングされる。
構成情報は、例えば以下の表1に概説するようなリストまたは表としてまとめられる。
Figure 0005161246
従って、表には、移動局9の一意の識別性または識別子の幾つかの関連部分の異なる可能な範囲ごとに、その範囲内の部分である運用者と、通信で使用される関連するパラメータと、通信経路がそれによって移動局9からの通話のために確立される制御ネットワークノードと、がリストされている。さらに、望まれる場合には、協力運用者が以下に記載するように含まれてもよい。
CN−RNインタフェースの一方のノードが、このインタフェースは例えば異なる規格においてA、Iu、SIと呼ばれるが、他方の少数のノードとのみ相互作用し、かつ、ノードの総数が制限される限り、従来利用されるような手動構成の方法は適切であると見なすことが可能である。手動構成の操作において、基地局または無線ネットワーク制御ノードと、コアネットワークノードとの間で新しいリンクをセットアップする場合のように、例えば全ネットワーク、または好適にその幾つかの部分を開始する場合に、表1におけるような、正しいコアネットワークへと通話をルーティングするために必要な情報が手作業で入力される。
しかし、LTEプロジェクトにおいてaGWプーリングと呼ばれるMOCN(Multi−Operator Core Network)の成功裡の導入、または、GSMおよびWCDMAネットワーク内での大きな、重複するプールの利用の成功裡の導入のためには、ほとんどの手動構成の調整をなくす必要がある。理由は、手作業をなくすこと、および、ネットワークのリダンダンシーの導入により防止されるよりも多くのサービス障害を招くこともある誤りの原因を取り除くことである。
新しいリンクが基地局/無線ネットワーク制御ノードとコアネットワークノードとの間にセットアップされる場合に、情報が、リンクセットアップメッセージのシーケンスにおいて、各コアネットワークノードから基地局/無線ネットワーク制御ノードへと転送される。表1の範囲1、範囲2、・・・に対応する識別性の範囲、もしくは場合により複数の識別性の範囲を、または一般に、選択される、もしくは許容される識別性もしくは識別子の幾つかの情報を、このようなCN−RNシグナリング・リンクセットアップメッセージのシーケンスに加えることによって、構成および調整の複雑性を解消することが可能である。識別性の範囲は、例えば、NRIの範囲として特定することが可能である。コアネットワークノードには、ほとんどの場合に、自身が割り当てることが許可される識別性の範囲、すなわち、それについて自身が通話をセットアップすることが許可される識別性の範囲、および/または、それについて自身がサーバとして作動する識別性の範囲を推定するためのユニットまたは機能が提供可能である。
基地局/無線ネットワーク制御ノードは、従って、他の構成データと共にこの情報を入力し、正しいコアネットワークノードへとトラフックを宛てるために利用することが可能である。
この機能を実行するために、コアネットワークノードは、記憶場所31に格納された範囲の情報を有してもよい、または代替的に、このような範囲の情報を推定するための機能またはユニット33、および、リンクセットアップメッセージ内の構成表内のレコードのために必要な全情報を入力するためのモジュール35を有してもよい(図3参照)。無線ネットワーク制御ノード/組み込まれた基地局は、記憶場所39に格納された構成表のレコードに、他の構成データと共に構成情報を入力するための機能またはユニット37を有してもよい(図4参照)。望まれる場合には、無線ネットワーク制御ノード/組み込まれた基地局には、例えば、構成情報がリンクセットアップ操作において受信されているかどうか検証するため、および、このような情報が受信されていない場合にはコアネットワークノードへと構成情報の要求をシグナリングするための機能またはユニット41が提供されてもよい。その場合には、コアネットワークノードは、例えばリンクセットアップメッセージにおいて要求された情報を送信することによってこのような要求に応答するための、幾つかの機能またはユニット43を有している必要がある。
情報は、構成情報が従来利用されてきたような簡単なやり方で利用されてもよい。さらに、情報は、既存のフィルタリング、および重み付けの仕組みと組み合わされてもよい。
従って、各コアネットワークノードのための許容される範囲についての情報は、フィルタリングまたは重み付けに関する情報によって拡大することが可能である。このような追加的な情報は、例えば、以下のことを含むことが可能である。
−各コアネットワークノードに与えるためのルーティング不可能な通話の比率、この比率を表す数は、例えば表1を参照して論じられたパラメータ集合に含まれる。それ以外の場合は、この比率は各コアネットワークノードの範囲の大きさから暗示されることもある。
−「これら加入者PLMN(Public Land Mobile Network)識別子についての好適なCN運用者」によるシグナリングの拡張は、MOCN構成を簡素化するであろう。このような情報は、例えば、第1レコード内で見られる情報「協力運用者C」のように、表1に入力されることもある。
構成レコードにおいて範囲が存在しないことは「全可能な値」を暗示することもあり、明示的にシグナリングされる範囲が存在することは、逆に暗示的な「全可能な値」の範囲に優先することが予想される、無線ネットワークノード/基地局内で既に構成された値に優先するであろう。
範囲/識別子の調整は、各コアネットワークに切り離されており、ほとんどの場合、情報は、他の目的、例えばTMSI範囲の定義のために必要とされる調整および構成の一部である。
範囲が変更された場合にシグナリング・リンクの再設定を回避するために、更新情報が定期的および/または変更後に送信されてもよい。範囲は、または一般的に、各コアネットワークを通じてルーティングが行なわれる通話のための移動局の識別子または識別性の情報は、例えば、無線ネットワーク制御ノードとコアネットワークノードとの間での信号関係の確立時に、すなわち、先に論じたようにCN−RN境界を越えてリンクが確立された場合にシグナリングされる。さらに、リンクが変更した場合に、または特に、ルーティング情報もしくはルーティング範囲が変更された、もしくは変更される場合に、例えば、コアネットワークノードのうちの1つに不具合があり通話をルーティングできないという事実、もしくは、新しいコアネットワークノードが追加されているという事実のために、または単に、コアネットワークノードの間でのより適切な、例えばより平等な通話の分担または分散を行なうための通話の再処理ために、シグナリングされる。
先に論じてきたように、これらの識別性の範囲の構成を処理するための現在の実務は、手動構成を利用することである、または、場合によっては少数の例において、1つのベンダ/1つの運用者の構成ツールを使用することである。
各ノードがそれと相互作用するCN−RN境界の他方のノードの数が小さい限り、および特に総数も小さい場合には、一般に利用される手動構成方法が適当である。MOCN(Multi−Operator Core Network)、または、LTEプロジェクトにおけるaGWプーリング、または、GSMおよびWCDMAネットワークにおける大きな、重複するプールの成功裏の導入は、手動構成の調整のほとんどがなくされる必要があるということを求めている。
手動の調整作業をなくす理由は、部分的には、ネットワークを運用するために必要な作業の量を低減することであるが、むしろ誤りの原因を取り除くことにある。コアネットワークノードおよび無線ネットワークノード内で一致しない範囲は、例えば、ユーザ機器のために通話が誤ってセットアップされる確率の増加など、サービスの障害を招くこともある。不一致を検出することは困難である可能性があり、このような不一致は、ネットワークのリダンダンシー、およびプーリングの利用から期待される増強された性能を容易に消す可能性がある。
本発明に記載される方法は、既存の運用実務、既存の移動局/UE、既存のサービスと互換性があるので、新しいネットワークおよび既存のネットワークで容易に実現することが可能であり、CN−RNインタフェースのそれぞれの側での1対のノードが機能を導入次第、効果が見られる段階的な導入を可能にする。
通常のシグナリングの一部として送信される範囲によって、ノードのベンダ間での相互運用性を確保するための現在の手続きは、本方法がマルチベンダ(multi−vendor)の環境において容易に利用可能であることを保証する。
手動調整をなくすために利用可能な他の潜在的な方法が以下のように存在する。
−主要な情報を構成するための、含まれる全ノードに対してアクティブである構成ツールの使用
−「全」コアネットワークノードを「試し」、最善の結果をもたらす1つを選択する
−調整の必要性をなくすように、コアネットワークノードを選択するための原則を変更すること
O&M調整と呼ぶことが可能な第1の方法は、マルチベンダの相互作用と運用者間の相互作用の双方を要求するので厄介である。一般的に容認されるマルチベンダのO&Mの基盤の欠如は、マルチベンダ環境での本方法の利用にとっては障害であり、運用者が容易に、他の運用者のアカウントに対して構成の特権を与えないという事実は、たとえ彼らが協力しているとしても、MOCNの場合に本方法の利用の障害となる。
CNノードを選択するための原則を変更することは、少なくとも無線インタフェースに対して最も効果がある可能性があり、この機能が現在の移動端末/UEのためには機能しないであろうことを暗示している。
「全てを試す」方法による主な不利益は、構成されるコアネットワークノードの数にほぼ比例して、通話のセットアップおよびLA更新等のためのシグナリングおよび処理が増加することである。
結論として、現在の実務と代替的な解決策の双方が深刻な不利益を有することが分かる。本明細書に記載する方法は簡単および規模の双方で良好であり、期待される全てのネットワーク構築において機能する。
本発明の特定の実施形態が本明細書で図示され記載されたが、数多くの他の実施形態が想定されうること、および、本明細書の技術思想または範囲を逸脱することなく、当業者が数多くの追加的な効果、修正例および変更例を容易に発想することが実現される。従って、その広い観点において本発明は、本明細書で示され記載された特定の詳細、代表的な装置、および図示された例に限定されない。従って、添付される特許請求の範囲および均等物により定義される一般的な発明の構想の技術思想または範囲を逸脱することなく、様々な修正を行なうことが可能である。従って、添付の請求項の範囲は、本発明の正確な技術思想および範囲に収まるこのような修正例および変更例の全てを保護するものとする。数多くの他の実施形態が、本発明の技術思想および範囲を逸脱することなく想定可能である。

Claims (12)

  1. コアネットワークノードと無線ノードとを含む通信システムにおける構成方法であって、前記無線ノードのそれぞれは複数の前記コアネットワークノードに接続され、かつ、前記無線ノードと、それが接続される前記コアネットワークノードのそれぞれとの間のリンクのための構成データを有し、前記構成データは、前記無線ノードが移動局から通話要求を受信した場合に前記コアネットワークノードのうちのどれが使用されるのか、かつ前記コアネットワークノードのうちのどれが前記無線ノードを通じて通信経路をセットアップするかについての情報を含む、前記構成方法であって、
    前記リンクのうちの1つがセットアップされる、または変更される場合に、前記リンクのための構成情報が、前記リンクの一方の終端部での前記コアネットワークノードから、前記リンクの反対の終端部での前記無線ノードへと送信されることを特徴とする、構成方法。
  2. 前記構成情報は、リンクセットアップメッセージの通常のシーケンスに含まれ、前記方法はそれにより既存の製品との互換性、および簡単な利用を可能にすることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記コアネットワークノードの1つから送信される前記構成情報は、移動局の識別性の範囲、特にネットワークリソース識別子(NRI:Network Resource Identifier)の範囲を含み、それらから受信される通話が前記各無線ノードから前記無線ネットワークノードの前記1つへとルーティングされることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 前記コアネットワークノードの1つから送信される前記構成情報は、前記各無線ノードから前記コアネットワークノードの前記1つへとルーティングすべき通話でルーティングができない比率に関する情報を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  5. 複数のコアネットワークノードを含む通信システムにおける無線ノードであって、前記無線ノードは、前記無線ノードと、それが接続される前記コアネットワークノードのそれぞれとの間のリンクのための構成データを有し、前記構成データは、前記無線ノードが移動局から通話要求を受信した場合に前記コアネットワークノードのうちのどれが使用されるか、かつ前記コアネットワークノードのうちのどれが前記無線ノードを通じて通信経路をセットアップするかについての情報を含む、前記無線ノードにおいて、
    前記リンクのうちの1つがセットアップされる、または変更される場合に、前記リンクの他方の終端部での前記コアネットワークノードから送信される、受信された前記リンクのための構成情報を格納するためのユニットを特徴とする、無線ノード。
  6. その内部に表が格納される記憶場所を特徴とする無線ノードであって、前記表は、前記無線ノードが接続される前記コアネットワークノードのそれぞれについて、これら移動局の識別性または識別子の範囲に関する情報を保持し、それらから受信される前記移動局の通話が前記無線ノードを通じて前記コアネットワークノードへとルーティングされ、前記格納するためのユニットは、前記表内の各レコードにおける前記記憶場所に、前記受信された構成情報を格納するように配置されている、請求項5に記載の無線ノード。
  7. 前記リンクのうちの1つがセットアップされた、または変更された後に新しい構成データが受信されているかどうかを検出するための検出ユニットを特徴とする、請求項5に記載の無線ノード。
  8. 複数のコアネットワークノードと複数の無線ノードとを含む通信システムにおけるコアネットワークノードであって、前記無線ノードのそれぞれは前記無線ノードと前記コアネットワークノードとの間のリンクのための構成データを有し、前記構成データは、前記無線ノードが移動局から通話要求を受信した場合に前記コアネットワークノードが使用され、かつ前記無線ノードを通じて通信経路をセットアップする場合についての情報を含む、コアネットワークノードにおいて、
    前記コアネットワークノードと前記無線ノードの1つとの間の前記リンクの1つがセットアップされる、または変更される場合に、前記無線ネットワークノードの前記1つへと前記リンクのための構成情報を送信するためのユニットを特徴とする、コアネットワークノード。
  9. 前記送信ユニットは、リンクセットアップメッセージの通常のシーケンスにおいて前記構成情報を送信するように構成されていることを特徴とする、請求項8に記載のコアネットワークノード。
  10. 前記送信ユニットは、前記送信される構成情報に、これら移動局の識別性または識別子の範囲に関して含めるように構成されており、それらから受信される前記移動局の通話が前記無線ノードの前記1つを通じて前記コアネットワークノードへとルーティングされることを特徴とする、請求項8に記載のコアネットワークノード。
  11. その内部に表が格納される記憶場所を特徴とする、コアネットワークノードであって、前記表は、前記コアネットワークノードが接続される前記無線ノードのそれぞれについて、これら移動局の識別性または識別子の範囲に関する情報を保持し、それらから受信される前記移動局の通話が前記各無線ノードを通じて前記コアネットワークノードへとルーティングされる、請求項8に記載のコアネットワークノード。
  12. 前記コアネットワークノードが接続される前記無線ノードのそれぞれについて、これら移動局の識別性または識別子の範囲に関する情報を検出するための検出ユニットを特徴とする、コアネットワークノードであって、それらから受信される前記移動局の通話が前記各無線ノードを通じて前記コアネットワークノードへとルーティングされる、請求項8に記載のコアネットワークノード。
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