JP5162577B2 - 第１の移動体無線ネットワークと第２の移動体無線ネットワークの間の負荷分散を最適化する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＵＭＴＳスタンダードなどを使用する第１の移動体無線ネットワークと、ＧＳＭスタンダードなどを使用する第２の移動体無線ネットワークの間の負荷分散を、かかる移動体無線システムにおいて接続を確立するときのシグナリングシーケンスを最適化することによって最適化する方法に関する。本発明は、詳細には、移動体無線ネットワークにおける音声／映像通話のための接続またはパケット接続の確立、および様々な移動体無線システムにおける負荷分散の方法に関する。本発明は、ＵＭＴＳネットワークとＧＳＭネットワークの間で、例えば、音声接続などの接続を確立するときの効率的な協働を可能にする。

ＵＭＴＳシステムにおける効率的なリソース使用に加えて、本方法は、例えば、ＵＭＴＳネットワークにおいて開始されている音声接続を、ＧＳＭネットワークにおいて直接確立することも可能にする。

移動体無線ネットワーク事業者には、現在、ＧＳＭスタンダードを使用する広く普及している移動体無線システムだけではなく、新しいＵＭＴＳスタンダードを使用するネットワークも運用するという選択肢がある。既成のネットワーク事業者には目下、既存のＧＳＭネットワークと並行してＵＭＴＳネットワークを設けているところが多く、ＵＭＴＳネットワークは、マルチメディア接続やより高速なパケットデータ転送速度といった拡張機能の提供を特徴とする。現時点において、ＧＳＭとＵＭＴＳネットワークを運営しているネットワーク事業者らは、典型的には、そのネットワークを、いわゆるデュアルモード移動体電話機、すなわちＧＳＭとＵＭＴＳ両方のネットワークをサポートする移動体電話機が、好ましくはＵＭＴＳネットワーク上に「キャンプ（camp）」するような方式で運営している。この文において、「キャンプする（camping）」とは、移動体電話機と移動体無線ネットワークの間には活動中の接続が存在せず、移動体電話機がＵＭＴＳネットワークにログオンしている（３ＧＰＰ ＴＳ２５．３０４仕様参照）という移動体電話機の状態をいう。このような「キャンプ中の」移動体電話機が、例えば、ＵＭＴＳスタンダードを使用する移動体無線ネットワークとの音声接続を確立しようとする場合、その移動体電話機は、移動体無線ネットワークに、技術仕様「ETSI TS 125.331,V7.0.0; Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Radio Resource Control (RRC) Protocol Specification」、２００６年３月、（３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１、バージョン７．０．０、リリース７参照）に記載されているＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送る。従来技術によれば、移動体無線ネットワークは、次いで、ＵＭＴＳネットワークにおいて所望の音声接続を確立し、着呼側および発呼側加入者との接続をセットアップする。よって、音声接続がＵＭＴＳネットワークのリソースを占有する。代替として、この接続を移動体無線ネットワークのＧＳＭ部分で実施することもできる。というのは、この部分は、単純な音声接続の必要を満たすための技術要件を満たすことができるからである。

このような移動体無線ネットワークでは、すべてのデュアルモード移動体電話機がＵＭＴＳネットワーク上に優先的にキャンプした結果として、単純な音声接続によりリソースが不必要に占有されることを回避し、ＵＭＴＳ／ＧＳＭ対応機器がますます普及することに伴う、デュアルモード移動体電話機が移動体無線ネットワークのＵＭＴＳ部分に優先的にキャンプしようとする戦略による既成のＧＳＭネットワークの「遊休化」を防止するために、移動体無線ネットワークのＧＳＭ部分の空きリソースをさらに利用するための適切な措置が必要である。

従来技術では、移動体無線事業者は、目下のところ、接続を確立し、または既存の接続を使用する所与の段階において、必要に応じて、ＧＳＭネットワーク上の未使用のリソースを再度利用するために、移動体無線ネットワークのＵＭＴＳ部分から同じ移動体無線ネットワークのＧＳＭ部分に音声接続を「宛先変更する」技術を使用することができる。これらの技術は、移動体無線ネットワークの仕様で、しばしば「サービスベースのハンドオーバ（service-based handover）」または「宛先指定による再試行（directed retry）」と呼ばれる（ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ）。

従来技術で不都合なのは、主に、サービスベースのハンドオーバまたは宛先指定による再試行を実行するという決定を、接続確立のごく遅い段階で、すなわち、移動体無線ネットワーク、例えばＵＭＴＳの無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）などに、接続の確立を開始する特定の理由が知られた時点において初めて行うことができるという点である。「３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１」によるＵＭＴＳスタンダードを使用する移動体電話機は、ネットワークへの接続確立の理由に関する情報をＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴまたはＣＥＬＬ ＵＤＰＡＴＥメッセージで伝えるが、現在利用可能な「確立原因」では、接続を確立すべき個々のサービスに関して明白な結論を出させることを許容していない。通信路要求の理由は、例えば、音声伝送、データ伝送などであり、情報要素確立原因において指定される。現在利用可能な確立原因を使用すると、詳細には、接続確立要求のために移動体電話機によって要求されるのが、回路交換（ＣＳ）音声接続であるか、（ＵＭＴＳおよびＧＳＭを介して可能な）単純音声サービスであるか、広帯域ＡＭＲコーデックを使った音声接続であるか、それとも（ＵＭＴＳのみで可能な）テレビ電話通話であるかを明白に判定することは不可能である。この情報は、移動体無線機器と無線ネットワーク制御ユニットの間でＲＲＣ接続が確立され、さらに、コアネットワーク（ＣＮ）の方向のシグナリングがｌｕインターフェース（３ＧＰＰ ＴＳ２５．４１３）を介して実行されるまで、無線アクセスネットワークの制御機能としての無線ネットワーク制御ＲＮＣから利用することはできない。従来技術によれば、確立すべきなのが音声サービスであるか、それとも映像サービスであるか判定するための最も早い時点は、ＲＡＮＡＰ：ＲＡＢ ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴメッセージの到着時である。
国際公開特許第２００５／１０１８８０号には、ＵＭＴＳ標準スタンダードなどを使用する第１の移動体無線ネットワークと、ＧＳＭ標準スタンダードなどを使用する第２の移動体無線ネットワークの間の負荷分散を最適化する方法が開示されており、この方法では、移動体無線機器との接続確立の可能な限り早い段階において、無線アクセスネットワークの無線ネットワーク制御ユニットに接続要求の種類に関する正確な情報が提供される。この情報に基づき、無線アクセスネットワークＲＡＮが２つの移動体無線ネットワークのうちの１つのコアネットワークとの接続を確立する前に、移動体無線ネットワーク間のリソース割り振りが行われる。

したがって、本発明の目的は、接続確立のごく初期の段階において行われる、ＵＭＴＳスタンダードを使用する第１の移動体無線ネットワークと、ＧＳＭスタンダードを使用する第２の移動体無線ネットワークの間の負荷分散を最適化する方法を提供することである。

この目的は、本発明によれば、特徴が言及される独立請求項１に記載の方法を使用することによって達成される。

本発明の好ましい実施形態および有利な特徴は、特徴が言及される各従属請求項からもたらされる。

本発明による方法は、接続確立のごく初期の段階において、様々な音声および映像通話を区別させることを可能にする。また、この方法には、潜在的なリソースの予約や、移動体無線機器のＲＡＮＡＰ：ＲＡＢ ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴメッセージの到着前にＧＳＭセルを測定するための「圧縮モード」の構成といったいくつかの手順をＲＮＣが構成することができるという重要な利点もある。
前述の方法は、有利には、Ｅ−ＵＴＲＡＮを使用する移動体無線システムにおいて、またはＷＬＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ｃｄｍａ２００ ＥＶ−ＤＯといった別の標準化移動体無線システムにおいて使用される。

本発明による方法は、ＵＭＴＳスタンダードを使用する移動体無線システムのために「３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１」で定義されている確立原因を、接続確立のごく初期の段階において、具体的には、ＲＡＮＡＰ：ＲＡＢ ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴにおけるＣＮシグナリング（コアネットワークからのシグナリング）の到着前に、ＲＮＣが所望のサービスに関する結論を出し、この情報を使って、構成を提供し、またはＧＳＭを使用して（音声接続のための）サービスベースのハンドオーバを開始することができるように拡張することに基づくものである。

本発明による方法の代替の実施形態は、すでに仕様に記載されている確立原因を拡張するのではなく、要求されたサービスに関する結論を、接続確立のごく初期の段階において（すなわちＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージにおいて）出させることを可能にする新しい情報要素が導入されるように設計することもできる。

本発明による方法の一例示的実施形態では、ＵＭＴＳスタンダードを使って移動体電話機の接続要求を送信するメッセージが、「３ＧＰＰ Ｔ８２５．３３１」で定義されている現在の既存の確立原因に加えて、接続確立の第１の段階において、音声接続を求める接続要求と映像接続を求める接続要求とを区別させることを可能にする少なくとも２つの追加の確立原因が定義されるように拡張される。

このために、本発明は、ＣＳ音声通話を発信すること、ＣＳ音声通話を終了すること、ＣＳ映像通話を発信すること、およびＣＳ映像通話を終了することという追加の確立原因を設ける。代替として、この情報は、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージ内の新規に定義される情報要素において送信されてもよい。

従来技術と比べての本発明による方法の利点は、接続確立の第１の段階において、すなわち、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴまたはＣＥＬＬ ＵＰＤＡＴＥメッセージを送信した後で、ＣＮで開始されるＲＡＮＡＰ：ＲＡＢ ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴメッセージの送信を待たずに、例えば、ＲＮＣが、音声接続と映像接続との区別に基づいて適切な決定を行うことができるということから生じるものである。

本発明によれば、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴまたはＣＥＬＬ ＵＰＤＡＴＥメッセージにおいて対応する情報を受け取るＲＮＣは、音声接続を実施するのにＧＳＭシステム内の空きリソースを利用するために、ＧＳＭを使用するＲＲＣ接続拒否手順（３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１）に従って、音声接続を求める接続要求を「宛先変更する」ことができる。代替として、この情報は、接続確立の初期の段階において、対応する無線ベアラ（radio bearer）構成を確保するため、測定構成（圧縮モード）を使って移動体無線機器を構成するため、またはその他の手順を実行するために使用されてもよい。

以下で、図面を参照して、本発明の例示的実施形態をさらに詳細に説明する。図面および図面の説明により、本発明のさらなる特徴および利点が導き出される。

図面では、シグナリングメッセージおよびメッセージの情報内容について当分野の技術者によって世界的に使用されている標準的な英語の用語を使用している。

本発明による方法の一例示的実施形態として、図１に移動体無線機器ＵＥと無線アクセスネットワークＲＡＮの間のシグナリングを例示する。接続要求は、ＲＡＮとコアネットワークＣＮの間で接続を確立する必要もなく、通話種別指示に基づいて宛先変更される。

移動体無線機器ＵＥは、無線アクセスネットワークＲＡＮまたは関連する無線ネットワーク制御ＲＮＣに接続要求を送る。このために移動体無線機器はＲＮＣにＲＲＣ接続要求メッセージを送る（ステップ１）。ＲＲＣ接続要求メッセージは、特に、その接続要求が、例えば、音声（ＣＳ音声）に関与するか、データに関与するか、それとも映像に関与するかについての情報を含む通話種別情報フィールドを含む。通話種別情報に基づき、ＲＡＮは、ＲＡＢ ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴメッセージがコアネットワークから到達する前に、コアネットワークへの接続を確立する必要もなく、別の無線アクセス技術（ＧＳＭ、ＬＴＥ）に、または別のＵＭＴＳ周波数で接続を宛先変更することができる。

例えば、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴまたはＣＥＬＬ ＵＰＤＡＴＥメッセージにおいて対応する通話種別（ＣＳ音声）情報を受け取るＲＮＣは、要求された音声接続の接続要求を、音声接続を実施するのにＧＳＭシステム内の空きリソースを使用するために、ＲＲＣ接続拒否手順（３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１）を使って、利用可能なＧＳＭネットワークに「宛先変更する」（“redirect”）ことができる。

図２に、ＲＲＣ接続要求メッセージ内のシグナリングに基づく無線ベアラの事前構成のための、移動体無線機器ＵＥと無線アクセスネットワークＲＡＮとコアネットワーク（ＣＮ）の間のシグナリングを示す。本発明によれば、この事前構成は、コアネットワークＣＮからのＲＡＢ要求が無線アクセスネットワークＲＡＮに到達する前に行われる。

移動体無線機器ＵＥは、無線アクセスネットワークＲＡＮまたは関連する無線ネットワーク制御ＲＮＣに接続要求を送る。このために移動体無線機器は、ＲＮＣにＲＲＣ接続要求メッセージを送る（ステップ１）。ＲＲＣ接続要求メッセージは、特に、その接続要求が、例えば、音声（ＣＳ音声）に関与するか、データに関与するか、それとも映像に関与するかについての情報を含む通話種別情報フィールドを含む。この通話種別情報に基づき、ＲＡＮは、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを使って移動体無線機器により確認される（ステップ３）ＲＲＣ接続セットアップメッセージを移動体無線機器に送る（ステップ２）ことによって、対応する無線ベアラを確立することができる。次いで、無線ベアラセットアップメッセージによって、接続要求に適した無線ベアラが割り当てられる（ステップ４）。

続いて、スタンダード化シグナリング（ＮＡＳシグナリング）が行われる（ステップ５）。

その後でようやく、ＲＡＢ ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴメッセージがコアネットワークＣＮから送られる。

よって本例では、通話種別情報が、接続確立の初期において、コアネットワークＣＮからＲＡＢ割り当てメッセージが到達する前に対応する無線ベアラ構成を確保するために使用される。この接続確立の初期段階において、移動体無線機器は、測定構成（圧縮モード）を用いて構成されてもよく、他の手順が実行されてもよい。

通話種別指示に基づいて接続要求を再経路指定するための、移動体無線機器ＵＥと無線アクセスネットワークＲＡＮの間のシグナリングを例示する図である。 ＲＲＣ接続要求メッセージにおけるシグナリングに基づく無線ベアラの事前構成のための、移動体無線機器ＵＥと無線アクセスネットワークＲＡＮとコアネットワーク（ＣＮ）の間のシグナリングを例示する図である。

Claims (11)

1. ＵＭＴＳスタンダードを使用する第１の移動体無線ネットワークとＧＳＭスタンダードを使用する第２の移動体無線ネットワークとの間の負荷分散（the load distribution）を最適化する方法であって、要求された接続のタイプに関する情報が移動体無線端末との接続確立の初期の段階で無線アクセスネットワークの無線ネットワーク制御ユニットに提供され、前記無線アクセスネットワークＲＡＮが前記２つの移動体無線ネットワークのうちの１つのコアネットワークとの接続を確立する前に、前記移動体無線ネットワーク間のリソース割り振りが行われ、前記移動体無線機器が、前記ＵＭＴＳスタンダードを使って、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴに基づいて、前記接続要求が、音声であるか、映像であるか、それとも何らかの別様に分類される接続であるかを指示する方法であって、この情報に基づき、前記無線アクセスネットワークＲＡＮが、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを使って前記移動体無線機器によって確認されるＲＲＣ接続セットアップメッセージを前記移動体無線機器に送ることによって対応する無線ベアラ（radio bearer）を確立し、次いで、無線ベアラセットアップメッセージによって、前記接続要求に適した無線ベアラが割り当てられ、継続して標準化ＮＡＳシグナリングが行われ、次いでようやく前記コアネットワークによって前記無線アクセスネットワークにＲＡＢ
   ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴメッセージが送られることを特徴とする、第１の移動体無線ネットワークと第２の移動体無線ネットワークの間の負荷分散を最適化する方法。
2. 前記移動体無線機器が、前記ＵＭＴＳスタンダードを使って、前記ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに基づいて、前記接続要求が狭帯域ＡＭＲ
   ＮＢ−ＡＭＲ音声コーデックを使用する音声接続のためのものであるか、それとも広帯域ＡＭＲ ＷＢ−ＡＭＲコーデックを使用する音声接続のためのものであるか指示する請求項１に記載の方法。
3. 前記移動体無線機器が、要求サービスの分類の直後に、前記ＵＭＴＳスタンダードを使って、前記ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに基づいて、前記接続要求に関する情報を提供した後で、前記第１の移動体無線ネットワークの前記無線ネットワーク制御ユニットが、前記無線ネットワーク制御ユニットと前記移動体無線機器の間の対応する通信路、トランスポート通信路、および／または無線ベアラを構成し、該構成はＲＡＮＡＰ：ＲＡＢ ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴメッセージにおける前記コアネットワークからのシグナリングを待たない請求項１または２に記載の方法。
4. 前記移動体無線機器が、要求サービスの分類の直後に、前記ＵＭＴＳスタンダードを使って、前記ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに基づいて、前記接続要求に関する情報を提供した後で、前記第１の移動体無線ネットワークの前記無線ネットワーク制御ユニットが、前記選択されたサービスが、前記第２の移動体無線ネットワークにおいても実行することができるかどうか判定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記移動体無線機器が、前記要求サービスの分類の直後に、前記ＵＭＴＳスタンダードを使って、前記ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに基づいて、前記接続要求に関する情報を提供した後で、前記第１の移動体無線ネットワークの前記無線ネットワーク制御ユニットが、前記選択されたサービスが、前記第２の移動体無線ネットワークにおいても実行することができるかどうか判定し、該実行が不可能である場合には、この接続の前記第２の移動体無線ネットワークへのハンドオーバがいずれにしても不可能であるため、通常は行われる圧縮モードの構成が実行されない請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記移動体無線機器が、要求サービスの分類の直後に、前記ＵＭＴＳスタンダードを使って、前記ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに基づいて、前記接続要求に関する情報を提供した後で、前記第１の移動体無線ネットワークの前記無線ネットワーク制御ユニットが、前記選択されたサービスが、前記第２の移動体無線ネットワークにおいても実行することができるかどうか判定し、ＮＢ−ＡＭＲ接続またはＣＳ音声接続では、前記一方の移動体無線ネットワークのＵＴＲＡＮリソースが割り振られないように、前記第２の移動体無線ネットワークを介して直接前記接続を確立するために前記シグナリング段階の間に直接再試行が開始され、次いで、前記第２の移動体無線ネットワークへのハンドオーバによって前記接続が転送される請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記移動体無線機器が、要求サービスの分類の直後に、前記ＵＭＴＳスタンダードを使って、前記ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに基づいて、前記接続要求に関する情報を提供した後で、前記第１の移動体無線ネットワークの前記無線ネットワーク制御ユニットが、前記無線ネットワーク制御ユニットによるさらなる内部処理にどちらを使用するか決定する請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. Ｅ−ＵＴＲＡＮを使用する移動体無線システム、またはＷＬＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ｃｄｍａ２０００ ＥＶ−ＤＯといった別の標準化移動体無線システムにおいて使用される請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. プログラム命令を含み、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実行するために移動体通信機器上で実行されるコンピュータプログラム。
10. プログラム命令を含み、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法のステップを実行するために無線ネットワーク制御ユニット上で実行されるコンピュータプログラム。
11. 少なくとも１つのコンピュータ処理装置ＣＰＵおよびメモリと、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法のステップを実行する手段とを備えるシステム。

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