WO2012063890A1 - コアネットワークおよび通信システム - Google Patents

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    • H04W88/181—Transcoding devices; Rate adaptation devices

Definitions

  • the transmission rate is 4.75 to 12.2 kbits / s, but in AMR-WB, the transmission rate is 12.65 kbits / s, 14.25 kbits / s, 15.85 kbits / s, 18.25 kbits / s, 19.85 kbits / s, 23.05. kbits / s, 23.85 kbits / s, etc., and AMR-WB consumes a wider bandwidth than AMR-NB.
  • the communication system includes a mobile communication network 10, an EPC (Evolved Packet Core) 30, and a core network 40.
  • a large number of mobile communication devices 12 are connected to the mobile communication network 10.
  • the mobile communication device 12 is, for example, a mobile phone and other communication devices having a voice communication function.
  • the mobile communication network 10 conforms to, for example, LTE (long term evolution), but is not limited thereto.
  • the EPC 30 manages the mobility of each mobile communication device 12.
  • the mobile communication device 12 may be referred to as UE (user equipment).
  • a communication device 52 connected to an external network 50 makes a call for voice communication with a mobile communication device 12 compatible with IMS connected to the mobile communication network 10.
  • the second codec selected at a later stage is the common codec among the at least one codec that can be used by the incoming mobile communication device 12, the codec that can be used by the core network 40, and the outgoing codec.
  • the transmission rate of the codec used on the incoming side can be approximated to the transmission rate of the codec used on the outgoing side, and waste of bandwidth can be suppressed.

Abstract

移動通信ネットワークとネットワークに接続されて通信装置同士の音声通信を確立するコアネットワークが、移動通信装置から着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す着信通知応答を受信する。コアネットワークは、着信通知応答で示された着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックと発信コーデックのうち共通するコーデック、または着信の移動通信装置およびコアネットワークで利用可能で発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、着信の移動通信装置が利用すべきコーデックとして指定する。

Description

コアネットワークおよび通信システム
　本発明は、通信装置同士の音声通信を確立するコアネットワークおよび通信システムに関する。
　従来、電話を利用した音声通信サービスでは、種々のコーデックが使用されている。例えば、高品質の音声通信サービスのためのコーデックとして、AMR-WB（Adaptive Multi-Rate_Wideband）が提案されている。AMR-WBは、現在世界の電話で使われているAMRコーデックが改善されたものであり、3GPPでは標準化され、ITU-Tでは、G.722.2という名称で知られている（非特許文献１～非特許文献４）。以下、従来のAMRコーデックをAMR-WBと区別するためにAMR-NB（Adaptive Multi-Rate_Narrowband）と呼ぶ。
　AMR-NBでは伝送レートが4.75～12.2kbits/sであるが、AMR-WBでは伝送レートが12.65kbits/s、14.25kbits/s、15.85kbits/s、18.25kbits/s、19.85kbits/s、23.05kbits/s、23.85kbits/sなどであり、AMR-WBはAMR-NBより広い帯域を消費する。
　現在、AMR-WBがコーデックの主流になりつつあるが、ネットワークによって利用可能なコーデックはまちまちである。例えば、あるネットワークでは、AMR-WBとAMR-NBを利用できるのに対し、他のネットワークでは、AMR-NBしか利用できないというようにである。
　例えば携帯電話のような移動通信装置がその移動通信装置が加入している移動通信ネットワーク以外の通信ネットワークに接続された通信装置（例えば固定電話または携帯電話）と音声通信を行う場合には、移動通信ネットワークと他の通信ネットワークを接続するコアネットワークが通信装置同士の音声通信を確立する。このようなコアネットワークとしては、通信装置同士のVoIP（Voice over Internet Protocol）通信を確立するIMS（IP Multimedia Subsystem）が提案されている（非特許文献５）。IMSは、別名MMD（Multimedia Domain）としても知られている。
ITU-T Recommendation G.722.2; "Wideband coding of speech at around 16 kbit/susing Adaptive Multi-Rate Wideband (AMR-WB)", International Telecommunication Union, ２００３年７月 3GPP TS 26.190 V5.1.0 (2001-12), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Speech Codec speech processing functions; "AMR Wideband speech codec; Transcoding functions", ２００１年１２月 3GPP TS 26.194 V5.0.0 (2001-03), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Speech Codec speech processing functions; "AMR Wideband speech codec; Voice Activity Detector (VAD)", ２００１年３月 3GPP TS 26.171 V5.0.0 (2001-03), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Speech Codec speech processing functions; "AMR Wideband speech codec; General Description", ２００１年３月 3GPP TS 23.228 V10.2.0 (2010-09), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; "IP Multimedia Subsystem (IMS)"; Stage 2 (Release 10), ２０１０年９月
　IMSの利用においては、移動通信装置が利用可能なコーデックと、IMSのMGCF（Media Gateway Control Function）でサポートされるコーデックの共通するコーデックが移動通信装置で利用される。移動通信装置が利用するべきコーデックの選択においては、他のネットワークに接続する通信装置で利用可能なコーデックは考慮されない。したがって、AMR-WBとAMR-NBの両方を利用可能な移動通信装置がAMR-WBを利用可能なネットワーク内で発信した場合には、移動通信装置はAMR-WBを利用する。
 
　この場合、他のネットワークに接続する通信装置がAMR-NBしか利用できない場合、移動通信装置からIMSコアネットワークのMGW (Media Gateway)まではAMR-WBが利用され、他のネットワークではAMR-NBが利用されることになる。その場合には、移動通信ネットワーク側がせっかく高い伝送レートのAMR-WBを使っていたとしても、他のネットワーク側が低い伝送レートのAMR-NBを使うために、結果的には音声はAMR-NBに影響された低い音声品質を持つことになる。得られる音声品質が低いのに、移動通信ネットワーク側がAMR-WBの広帯域を消費するのは無駄であり、その広帯域を減らして他の利用者の通信に無線およびコアネットワークの資源を分け与えるのが望ましい。
　そこで、本発明は、着信側で利用されるコーデックを発信側で利用されるコーデックとできるだけ一致させ、帯域を効率的に利用することができるコアネットワークおよび通信システムを提供する。
　本発明に係るコアネットワークは、着信の移動通信装置が接続される移動通信ネットワークと、発信の通信装置が接続される発信ネットワークに接続されており、通信装置同士の音声通信を確立するコアネットワークであって、前記発信ネットワークから前記発信ネットワークで利用されると選択されたコーデックである発信コーデックを示す情報と着信の移動通信装置を識別する識別子を含む接続要求を受信する接続要求受信部と、前記接続要求を受信すると、着信通知を前記着信の移動通信装置に送信する着信通知送信部と、前記着信通知に応答して前記着信の移動通信装置から送信され前記着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す着信通知応答を受信する着信通知応答受信部と、前記着信の移動通信装置が利用すべきコーデックを指定するコーデック指定部と備え、前記コーデック指定部は、前記着信通知応答を前記着信通知応答受信部が受信すると、前記着信通知応答で示された前記着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックと前記コアネットワークで利用可能なコーデックと前記発信コーデックのうち共通するコーデック、または前記着信の移動通信装置および前記コアネットワークで利用可能で前記発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、前記着信の移動通信装置が利用すべきコーデックとして指定する。
　本発明においては、発信の通信装置から送信された接続要求に応答して、コアネットワークは、着信通知を着信の移動通信装置に送信し、着信の移動通信装置から着信通知応答を受信する。接続要求は、発信ネットワークで利用されると選択されたコーデックである発信コーデックを示し、着信通知応答は、着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す。着信通知応答を受信すると、着信通知応答で示された着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックとコアネットワークで利用可能なコーデックと発信コーデックのうち共通するコーデック、または着信の移動通信装置およびコアネットワークで利用可能で発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、コアネットワークは、着信の移動通信装置が利用すべきコーデックとして指定する。これにより、着信側で利用されるコーデックの伝送レートを発信側で利用されるコーデックの伝送レートを近似させることができ、帯域の浪費を抑制することができる。
　例えば、コアネットワークと着信の移動通信装置がAMR-WBとAMR-NBの両方を利用可能であって、発信の通信装置で利用可能なコーデックがAMR-NBであると想定する。この場合には、コアネットワークは、着信の移動通信装置が利用すべきコーデックとしてAMR-NBを特定する。これにより、着信の移動通信装置とコアネットワークは、発信の通信装置と同じAMR-NBを用いて音声通信する。このように発信の通信装置に適応してコアネットワークで音声通信に利用されるコーデックを選択することにより、着信側で利用されるコーデックを発信側で利用されるコーデックとできるだけ一致させることができる。したがって、得られる音声品質に見合った帯域のコーデックを着信側が利用するので、移動通信ネットワークおよびコアネットワークでは帯域を効率的に利用することができる。すなわち、着信側で利用されるコーデックに要する帯域を発信側で利用されるコーデックに合わせて減らすことにより、他の利用者の通信に無線およびコアネットワークの資源を分け与えることができる。
　本発明に係るコアネットワークは、前記接続要求を前記接続要求受信部が受信すると、前記コーデック指定部は、前記接続要求で示された前記発信コーデックまたは前記コアネットワークで利用可能で前記発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、暫定的に、前記着信の移動通信装置が利用すべき第１のコーデックとして指定し、前記着信通知送信部は、前記第１のコーデックを示す前記着信通知を前記着信の移動通信装置に送信し、前記着信通知応答を前記着信通知応答受信部が受信すると、前記コーデック指定部は、前記着信通知応答で示された前記着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックと前記第１のコーデックのうち共通するコーデックを、前記着信の移動通信装置が利用すべき第２のコーデックとして指定すると好ましい。
　コアネットワークと着信の移動通信装置の間の音声通信で利用可能なコーデックは、コアネットワークで利用可能なコーデックと着信の移動通信装置で利用可能なコーデックの共通するコーデックである。まず、コーデック指定部は、発信コーデックがコアネットワークで利用可能であればその発信コーデックを第１のコーデックとして指定し、発信コーデックがコアネットワークで利用可能でなければコアネットワークで利用可能で前記発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを第１のコーデックとして指定する。その後、選択される第２のコーデックは、着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックと第１のコーデックのうち共通するコーデックである。この結果、着信の移動通信装置が利用すべき第２のコーデックは、コアネットワークで利用可能なコーデックと着信の移動通信装置で利用可能なコーデックの共通するコーデックであって、発信コーデックと同じか発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つ。つまり、コアネットワークと着信の移動通信装置の間の音声通信で利用可能であって、発信コーデックとできるだけ一致するコーデックが、その音声通信で利用される。
　さらにまた、もしも着信の移動通信装置で利用可能なコーデックが唯一であって、それが第１のコーデックと一致していれば、それが第２のコーデックとしてコアネットワークで選択されるはずである。暫定的に指定された第１のコーデックが着信の移動通信装置に通知されると、着信の移動通信装置が第１のコーデックのためのリソースを確保すれば、第１のコーデックが第２のコーデックと一致する場合に、着信の移動通信装置では音声通信の準備のための時間を短縮できる。
　本発明に係るコアネットワークは、前記接続要求受信部が受信した前記接続要求で示された前記発信コーデックを記憶する記憶部をさらに備え、前記接続要求を前記接続要求受信部が受信すると、前記コーデック指定部は、前記コアネットワークで利用可能なコーデックを、暫定的に、前記着信の移動通信装置が利用すべき第１のコーデックとして指定し、前記着信通知送信部は、前記第１のコーデックを示す前記着信通知を前記着信の移動通信装置に送信し、前記着信通知応答を前記着信通知応答受信部が受信すると、前記コーデック指定部は、前記着信通知応答で示された前記着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックと前記コアネットワークで利用可能なコーデックと前記記憶部に記憶された前記発信コーデックのうち共通するコーデック、または前記着信の移動通信装置および前記コアネットワークで利用可能で前記発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、前記着信の移動通信装置が利用すべき第２のコーデックとして指定してもよい。
　コアネットワークと着信の移動通信装置の間の音声通信で利用可能なコーデックは、コアネットワークで利用可能なコーデックと着信の移動通信装置で利用可能なコーデックの共通するコーデックである。まず、コーデック指定部は、コアネットワークで利用可能なコーデックを、暫定的に、着信の移動通信装置が利用すべき第１のコーデックとして指定する。第１のコーデックの指定では、第１のコーデックが発信コーデックと同じか否か、あるいはこれらが同等の伝送レートを持つか否かは考慮されない。したがって、迅速に第１のコーデックを着信の移動通信装置に通知することができる。その後、選択される第２のコーデックは、着信の移動通信装置で利用可能なコーデックとコアネットワークで利用可能なコーデックと発信コーデックのうち共通するコーデック、または着信の移動通信装置およびコアネットワークで利用可能で前記発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックである。したがって、暫定的に指定された第１のコーデックと、後で指定された第２のコーデックが一致する可能性は低い。しかし、暫定的に指定された第１のコーデックが着信の移動通信装置に通知されると、着信の移動通信装置が第１のコーデックのためのリソースを確保すれば、両者が同じ場合には、第１のコーデックのために暫定的に確保されたリソースがそのまま着信の移動通信装置とコアネットワークの間の音声通信のために利用できるので、音声通信の準備のための時間が短縮する可能性がある。さらには、第１のコーデックは、発信コーデックと無関係に選択されるので、第１のコーデックの指定に要する時間が短くなり、結果的に、着信の手順全体の時間が短くなる可能性がある。
　本発明に係る通信システムは、前記コアネットワークと、前記コアネットワークに接続される移動通信ネットワークと、前記移動通信ネットワークに接続する移動通信装置とを備え、前記移動通信装置は、前記着信通知を前記コアネットワークから受信し、前記着信通知に応答して、前記移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す前記着信通知応答を前記コアネットワークに送信する。
　上記の通り、発信の通信装置に適応してコアネットワークで音声通信に利用されるコーデックを選択することにより、着信側で利用されるコーデックを発信側で利用されるコーデックとできるだけ一致させることができる。
本発明の実施の形態に係る通信システムの全体を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信システムでの情報フローの例を示すシーケンスダイアグラムの一部である。 図２Ａに続く前記シーケンスダイアグラムの一部である。 本発明の第２の実施の形態に係る通信システムでの情報フローを示すシーケンスダイアグラムの一部である。
　以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。
　図１に示すように、本発明の実施の形態に係る通信システムは、移動通信ネットワーク１０と、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）３０と、コアネットワーク４０とを備える。移動通信ネットワーク１０には多数の移動通信装置１２が接続する。移動通信装置１２は、例えば携帯電話および音声通信機能を持つその他の通信装置である。移動通信ネットワーク１０は、例えばＬＴＥ（long term evolution）に準拠しているが、それには限定されない。ＥＰＣ３０は、各移動通信装置１２のモビリティを管理する。以下では、移動通信装置１２をUE（user equipment）と呼ぶことがある。
　コアネットワーク４０には、複数の外部ネットワーク５０が接続される。外部ネットワーク５０は、PSTN（Public Switched Telephone Network）もしくはPLMN（Public Line Mobile Network）などの回線交換ネットワーク、またはその他のネットワーク（例えば、ISUPメッセージをSIPメッセージに包んで送信するSIP-Iに準拠したネットワーク）である。各外部ネットワーク５０には多数の通信装置５２、例えば、携帯電話または固定電話が接続する。したがって、移動通信ネットワーク１０に接続するIMSに対応可能な移動通信装置１２と、外部ネットワーク５０に接続する通信装置５２との通信（音声通信を含む）をコアネットワーク４０は確立する。
　コアネットワーク４０はIMSコアネットワークである。コアネットワーク４０は図示のエンティティ以外にも様々なエンティティを有するが、その主要な構成エンティティは次の通りである。
　P-CSCF（Proxy Call Session Control Function)４１は、Session Initiation Protocol (SIP)ルータであって、移動通信装置１２からSIPメッセージを受信し、移動通信装置１２にSIPメッセージを送信する。
　S-CSCF(Serving Call Session Control Function)４２は、SIPルータであって、以下の機能を提供する。
・ユーザの登録情報および提供サービス情報の管理。
・ユーザのセッション管理。
・ユーザにサービスを提供するアプリケーションサーバ４３の選択。
また、S-CSCF４２は着信装置の電話番号に基づくルーティング機能を持つ。
　AS(Application Server)４３は、SIPを利用した音声アプリケーションを提供するサーバである。ユーザ間の音声通信においては、AS４３は例えば音声ガイダンス等の付加サービスなどを提供する。
　I-CSCF（Interrogating-CSCF）４４は、外部ネットワーク５０から移動通信ネットワーク１０への着信があった場合に、SLF（Subscriber Location Function）４７に着信の移動通信装置１２の位置情報を問い合わせ、移動通信装置１２の位置情報に基づいて、移動通信装置１２への通信に利用するS-CSCFを選択する。すなわち、I-CSCF４４は、SIPメッセージを受信してS-CSCFへとSIPメッセージをルーティングする。
　MGCF(Media Gateway Control Function)４５は、IMSコアネットワーク４０における回線交換ネットワークへの脱出ポイント（breakout-point）である。これは、IMSコアネットワーク４０と外部ネットワーク５０の間のC-Planeの制御プロトコル変換を行う装置である。具体的には、IMS制御信号であるSIPと、回線交換ネットワークの制御信号であるISUP（ISDN User Part）やBICC(Bearer Independent Call Control)との変換を行う。また、H.248等のプロトコルを利用してMGW４６のリソースを制御する。
　MGW(Media Gateway)４６は、外部ネットワーク５０との接続時のU-Plane（User Plane）のユーザデータである音声等のインタフェース機能を有する。具体的には、移動通信装置１２からコアネットワーク４０までで利用されるコーデックと外部ネットワーク５０で利用されるコーデックが一致しない場合、コーデックの符号変換を行う。
　図１において、コアネットワーク４０内の点線のリンクはC-Planeを表し、実線のリンクはU-Planeを表す。U-PlaneはIMSではmedia planeと呼ばれる。
第１の実施の形態
　外部ネットワーク５０に接続する通信装置５２が、移動通信ネットワーク１０に接続するIMSに対応可能な移動通信装置１２に音声通信するために、発信すると想定する。
　この場合、発信の外部ネットワーク５０は、接続要求としてIAM（ISUP initial address message）を送信する。IAMは、発信の外部ネットワーク５０で利用されると選択されたコーデックである発信コーデックを示す情報と着信の移動通信装置１２を識別する識別子を含む。発信の外部ネットワーク５０で利用されると選択されたコーデックは、外部ネットワーク５０で利用可能であって、通信装置５２でも利用可能なコーデックである。
　IAMはMGCF４５（接続要求受信部）で受信される。IAMを受信すると、MGCF４５（着信通知送信部）は、着信通知（SIP_INVITE）を着信の移動通信装置１２に送信する。より具体的には、MGCF４５はSIP_INVITEをI-CSCF４４に送信し、I-CSCF４４はSLF４７に移動通信装置１２の位置情報を問い合わせ、移動通信装置１２の位置に適するS-CSCF４２を選択する。I-CSCF４４は、選択したS-CSCF４２にSIP_INVITEを転送する。S-CSCF４２は着信の移動通信装置１２の電話番号に基づいて、移動通信装置１２への通信に利用するP-CSCF４１を選択し、このP-CSCF４１にSIP_INVITEを転送する。P-CSCF４１はSIP_INVITEを移動通信装置１２に転送する。SIP_INVITEは、ＥＰＣ３０および移動通信ネットワーク１０を経て、着信の移動通信装置１２に到達する。
　SIP_INVITEに応答して、着信の移動通信装置１２は、着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す着信通知応答（SIP_183メッセージ(Session Progress)）を送信する。P-CSCF４１（着信通知応答受信部）は、SIP_183メッセージを受信する。SIP_183メッセージは、S-CSCF４２、I-CSCF４４を経由してMGCF４５に到達する。
　MGCF４５（コーデック指定部）は、着信の移動通信装置１２が利用すべきコーデックを指定する機能を有する。このコーデックの指定は２段階ある。
　まず、外部ネットワーク５０からの接続要求（IAM）をMGCF４５が受信すると、MGCF４５は、このIAMで示された発信コーデックまたはIMSコアネットワーク４０で利用可能で発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、暫定的に、着信の移動通信装置１２が利用すべき第１のコーデックとして指定する。具体的には、発信コーデックがコアネットワーク４０で利用可能であればその発信コーデックを第１のコーデックとして指定し、発信コーデックがコアネットワーク４０で利用可能でなければコアネットワーク４０で利用可能で発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つをコーデックを第１のコーデックとして指定する。MGCF４５（着信通知送信部）は、第１のコーデックを示す着信通知（SIP_INVITE）を着信の移動通信装置１２に送信する。
　その後、着信の移動通信装置１２で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す着信通知応答（SIP_183メッセージ）を受信すると、MGCF４５は、着信通知応答で示された着信の移動通信装置１２で利用可能な少なくとも１つのコーデックと第１のコーデックのうち共通するコーデックを、着信の移動通信装置１２が利用すべき第２のコーデックとして指定する。
　MGCF４５は、第２のコーデック通知送信部として機能し、第２のコーデック通知（SIP_PRACK）を着信の移動通信装置１２に送信する。このSIP_PRACKは、I-CSCF４４、S-CSCF４２、P-CSCF４１を経由して、さらにＥＰＣ３０および移動通信ネットワーク１０を経て、着信の移動通信装置１２に到達する。
　後の段階で選択される第２のコーデックは、着信の移動通信装置１２で利用可能な少なくとも１つのコーデックと第１のコーデックのうち共通するコーデックである。この結果、着信の移動通信装置１２が利用すべき第２のコーデックは、コアネットワーク４０で利用可能なコーデックと着信の移動通信装置１２で利用可能なコーデックの共通するコーデックであって、発信コーデックと同じか発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つ。換言すれば、第２のコーデックは、着信の移動通信装置１２で利用可能な少なくとも１つのコーデックとコアネットワーク４０で利用可能なコーデックと発信コーデックのうち共通するコーデック、または着信の移動通信装置１２およびコアネットワーク４０で利用可能で発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックである。つまり、コアネットワーク４０と着信の移動通信装置１２の間の音声通信で利用可能であって、発信コーデックとできるだけ一致するコーデックが、その音声通信で利用される。これにより、着信側で利用されるコーデックの伝送レートを発信側で利用されるコーデックの伝送レートを近似させることができ、帯域の浪費を抑制することができる。
　例えば、コアネットワーク４０と着信の移動通信装置１２がAMR-WBとAMR-NBの両方を利用可能であって、発信の通信装置５２で利用可能なコーデックがAMR-NBであると想定する。この場合には、コアネットワーク４０は、着信の移動通信装置１２が利用すべき第２のコーデックとしてAMR-NBを特定する。これにより、着信の移動通信装置１２とコアネットワーク４０は、発信の通信装置５２と同じAMR-NBを用いて音声通信する。このように発信の通信装置５２に適応してコアネットワーク４０で音声通信に利用されるコーデックを選択することにより、着信側で利用されるコーデックを発信側で利用されるコーデックとできるだけ一致させることができる。したがって、得られる音声品質に見合った帯域のコーデックを着信側が利用するので、移動通信ネットワークおよびコアネットワークでは帯域を効率的に利用することができる。すなわち、着信側で利用されるコーデックに要する帯域を発信側で利用されるコーデックに合わせて減らすことにより、他の利用者の通信に無線およびコアネットワークの資源を分け与えることができる。
　もしも着信の移動通信装置１２で利用可能なコーデックが唯一であって、それが第１のコーデックと一致していれば、それが第２のコーデックとしてMGCF４５で選択されるはずである。暫定的に指定された第１のコーデックが着信の移動通信装置１２に通知されると、着信の移動通信装置１２が第１のコーデックのためのリソースを確保すれば、第１のコーデックが第２のコーデックと一致する場合に、着信の移動通信装置１２では音声通信の準備のための時間を短縮できる。
　図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら、第１の実施の形態に係る通信システムでの情報フローの例を説明する。便宜上、移動通信ネットワーク１０およびＥＰＣ３０の図示は省略する。以下では、外部ネットワーク５０に接続する通信装置５２がUEに音声通信するために、発信すると想定する。この例では、発信ネットワークがPSTNであるが、PLMN等の他の回線交換ネットワークまたはその他のネットワークでもよい。
　通信装置５２には着信の移動通信装置１２の電話番号が入力される。発信PSTNは、発信コーデックと着信の移動通信装置１２を識別する識別子（例えば電話番号）を示す接続要求としてIAMをMGCF４５(接続要求受信部)に送信する。
　IAMを受信すると、MGCFは、この音声通信で使用するMGWを選択し、H.248プロトコルを利用してそのMGWを起動する。また、MGCF４５（コーデック指定部）は、発信ネットワークから通知された発信コーデックまたはこのIMSコアネットワーク４０で利用可能であって伝送レートが発信コーデックと同等のコーデックを第１のコーデックとして指定する。MGCF４５（着信通知送信部）は、SDP（Session Description Protocol）に準拠してその第１のコーデックを記述したInitial SDP Offerを含むSIP_INVITEを生成し、これをI-CSCF４４に送信する。I-CSCF４４はSLF４７に移動通信装置１２の位置情報を問い合わせ、移動通信装置１２の位置に適するS-CSCF４２にSIP_INVITEを転送する。
　SIP_INVITEを受信すると、S-CSCF４２は、必要に応じてASにサービス制御を要求するとともに、着信の移動通信装置１２の電話番号に基づいて、移動通信装置１２への通信に利用するP-CSCF４１を選択し、このP-CSCF４１にSIP_INVITEを転送する。P-CSCF４１はSIP_INVITEを移動通信装置１２に転送する。
　SIP_INVITEを受信すると、UEは、SDPに準拠してUEのコーデック能力（UEで利用可能なコーデック）を記述したSDP Answerを含むSIP_183メッセージ（Session Progress）を生成して、これを送信する。P-CSCF４１（着信通知応答受信部）は、SIP_183メッセージを受信する。SIP_183メッセージは、S-CSCF４２、I-CSCF４４を経由してMGCF４５に到達する。
　他方、MGCF４５は、H.248プロトコルを利用してMGWに、MGCFが既に選択したコーデック（すなわち第１のコーデック）を通知し、MGWはそのコーデックに必要なリソースを確保する。
　UEで利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す着信通知応答（SIP_183メッセージ）を受信すると、MGCF４５は、SIP_183メッセージで示されたUEで利用可能なコーデックとMGCFが既に選択したコーデック（すなわち第１のコーデック）のうち共通するコーデックを、UEが利用すべき第２のコーデックとして指定する。
　MGCF４５（第２のコーデック通知送信部）は、MGCFが既に選択したコーデック（すなわち第２のコーデック）を示す2nd SDP Offerを含む第２のコーデック通知（SIP_PRACK）をUEに送信する。このSIP_PRACKは、I-CSCF４４、S-CSCF４２、P-CSCF４１を経由して、UEに到達する。
　図２Ｂに移り、UEはSIP_200 OKをコアネットワーク４０に返信する。SIP_200 OKは、P-CSCFで受信され、S-CSCF、I-CSCFを経由してMGCFに到達する。MGCFは、H.248プロトコルを利用してMGWに、MGCFが新たに選択したコーデック（すなわち第２のコーデック）を通知し、MGWはそのコーデックに必要なリソースを確保する。
　SIP_200 OKを受信すると、MGCFはMGCF内部で音声Media用リソースが確保されているか確認する(Precondition制御）。確認後、MGCFは、MGCFでリソースが確保されたことを通知するSIP_UpdateをUEに送信する。
　SIP_Updateを受信すると、UEは、UE内部で音声Media用リソースが確保されたことを通知するSIP_200 OKをMGCFに送信する。また、UE内部で音声メディア用のリソースが確保されたら（Preconditionが満たされた場合に）、UEはUSER ALERTを開始し、SIP_180 RingingをMGCFに送信する。このメッセージは、着信装置を呼出中であることを示す。SIP_180 Ringingを受信すると、MGCFは、ISUPのACM（Address Complete Message）を発信の外部ネットワーク５０に送信する。
　さらに、UEのユーザが呼出に応じてUEがオフフックになると、UEはSIP_200 OKを送信する。SIP_200 OKを受信すると、MGCFはANM（Answer Message）を発信の外部ネットワーク５０に送信する。この後、MGCFは、H.248プロトコルを利用してMGWに通信装置５２がオフフックになり音声メディア通信が開始したことを通知する。すると、MGCFはSIP_ACKをUEに送信する。
第２の実施の形態
　第２の実施の形態は、第１の実施の形態と基本的に類似し、MGCF４５（コーデック指定部）は、着信の移動通信装置１２が利用すべきコーデックを２段階で指定する。但し、第２の実施の形態では、着信の移動通信装置１２が利用すべき第１のコーデックと第２のコーデックが第１の実施の形態と異なる。以下、主に第１の実施の形態との相違点を説明する。
　まず、外部ネットワーク５０からの接続要求（IAM）をMGCF４５が受信すると、MGCF４５（記憶部）はこのIAMで示された発信コーデックを記憶する。また、IAMを受信すると、MGCF４５は、このIAMで示された発信コーデックとは関わりなく、IMSコアネットワーク４０で利用可能なコーデックの１つを、暫定的に、着信の移動通信装置１２が利用すべき第１のコーデックとして指定する。第１のコーデックの指定では、第１のコーデックが発信コーデックと同じか否か、あるいはこれらが同等の伝送レートを持つか否かは考慮されない。したがって、迅速に第１のコーデックを着信の移動通信装置に通知することができる。MGCF４５（着信通知送信部）は、第１のコーデックを示す着信通知（SIP_INVITE）を着信の移動通信装置１２に送信する。
　その後、着信の移動通信装置１２で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す着信通知応答（SIP_183メッセージ）を受信すると、MGCF４５は、着信通知応答で示された着信の移動通信装置１２で利用可能な少なくとも１つのコーデックとコアネットワーク４０で利用可能なコーデックと記憶部に記憶された発信コーデックのうち共通するコーデックを、着信の移動通信装置１２が利用すべき第２のコーデックとして指定する。しかし、共通するコーデックがない場合には、着信の移動通信装置１２およびコアネットワーク４０で利用可能で発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、着信の移動通信装置１２が利用すべき第２のコーデックとして指定する。
　MGCF４５は、第２のコーデック通知送信部として機能し、第２のコーデック通知（SIP_PRACK）を着信の移動通信装置１２に送信する。このSIP_PRACKは、I-CSCF４４、S-CSCF４２、P-CSCF４１を経由して、さらにＥＰＣ３０および移動通信ネットワーク１０を経て、着信の移動通信装置１２に到達する。
　暫定的に迅速に指定される第１のコーデックは、発信コーデックと無関係に選択されるので、第１のコーデックが第２のコーデックと一致して第２のコーデックとして指定される可能性は低い。しかし、暫定的に指定された第１のコーデックが着信の移動通信装置１２に通知されると、着信の移動通信装置１２が第１のコーデックのためのリソースを確保すれば、両者が同じ場合には、第１のコーデックのために暫定的に確保されたリソースがそのまま着信の移動通信装置１２とコアネットワーク４０の間の音声通信のために利用できるので、音声通信の準備のための時間が短縮する可能性がある。さらには、第１のコーデックは、発信コーデックと無関係に選択されるので、第１のコーデックの指定に要する時間が短くなり、結果的に、着信の手順全体の時間が短くなる可能性がある。
　後の段階で選択される第２のコーデックは、第２のコーデックは、着信の移動通信装置１２で利用可能な少なくとも１つのコーデックとコアネットワーク４０で利用可能なコーデックと発信コーデックのうち共通するコーデック、または着信の移動通信装置１２およびコアネットワーク４０で利用可能で発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックである。つまり、コアネットワーク４０と着信の移動通信装置１２の間の音声通信で利用可能であって、発信コーデックとできるだけ一致するコーデックが、その音声通信で利用される。これにより、着信側で利用されるコーデックの伝送レートを発信側で利用されるコーデックの伝送レートを近似させることができ、帯域の浪費を抑制することができる。
　例えば、コアネットワーク４０と着信の移動通信装置１２がAMR-WBとAMR-NBの両方を利用可能であって、発信の通信装置５２で利用可能なコーデックがAMR-NBであると想定する。この場合には、コアネットワーク４０は、着信の移動通信装置１２が利用すべき第２のコーデックとしてAMR-NBを特定する。これにより、着信の移動通信装置１２とコアネットワーク４０は、発信の通信装置５２と同じAMR-NBを用いて音声通信する。このように発信の通信装置５２に適応してコアネットワーク４０で音声通信に利用されるコーデックを選択することにより、着信側で利用されるコーデックを発信側で利用されるコーデックとできるだけ一致させることができる。したがって、得られる音声品質に見合った帯域のコーデックを着信側が利用するので、移動通信ネットワークおよびコアネットワークでは帯域を効率的に利用することができる。すなわち、着信側で利用されるコーデックに要する帯域を発信側で利用されるコーデックに合わせて減らすことにより、他の利用者の通信に無線およびコアネットワークの資源を分け与えることができる。
　図３を参照しながら、第２の実施の形態に係る通信システムでの情報フローの例を説明する。図２Ａおよび図２Ｂと同様、便宜上、移動通信ネットワーク１０およびＥＰＣ３０の図示は省略する。以下では、外部ネットワーク５０に接続する通信装置５２がUEに音声通信するために、発信すると想定する。この例では、発信ネットワークがPSTNであるが、PLMN等の他の回線交換ネットワークまたはその他のネットワークでもよい。
　通信装置５２には通信装置５２の電話番号が入力される。発信PSTNは、発信コーデックと着信の移動通信装置１２を識別する識別子（例えば電話番号）を示す接続要求としてIAMをMGCF４５(接続要求受信部)に送信する。
　IAMを受信すると、MGCFは、この音声通信で使用するMGWを選択し、H.248プロトコルを利用してそのMGWを起動する。また、MGCF４５（記憶部）は、発信ネットワークから通知された発信コーデックを保持すなわち記憶しておく。また、MGCF４５（コーデック指定部）は、発信コーデックおよびその伝送速度とは関わりなく、このIMSコアネットワーク４０で利用可能なコーデック（MGCFが有するコーデック）の１つを第１のコーデックとして指定する。MGCF４５（着信通知送信部）は、SDP（Session Description Protocol）に準拠してその第１のコーデックを記述したInitial SDP Offerを含むSIP_INVITEを生成し、これをI-CSCF４４に送信する。I-CSCF４４はSLF４７に移動通信装置１２の位置情報を問い合わせ、移動通信装置１２の位置に適するS-CSCF４２にSIP_INVITEを転送する。
　SIP_INVITEを受信すると、S-CSCF４２は、必要に応じてASにサービス制御を要求するとともに、着信の移動通信装置１２の電話番号に基づいて、移動通信装置１２への通信に利用するP-CSCF４１を選択し、このP-CSCF４１にSIP_INVITEを転送する。P-CSCF４１はSIP_INVITEを移動通信装置１２に転送する。
　SIP_INVITEを受信すると、UEは、SDPに準拠してUEのコーデック能力（UEで利用可能なコーデック）を記述したSDP Answerを含むSIP_183メッセージ（Session Progress）を生成して、これを送信する。P-CSCF４１（着信通知応答受信部）は、SIP_183メッセージを受信する。SIP_183メッセージは、S-CSCF４２、I-CSCF４４を経由してMGCF４５に到達する。
　他方、MGCF４５は、H.248プロトコルを利用してMGWに、MGCFが既に選択したコーデック（すなわち第１のコーデック）を通知し、MGWはそのコーデックに必要なリソースを確保する。
　UEで利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す着信通知応答（SIP_183メッセージ）を受信すると、MGCF４５は、第２のコーデックを指定する。MGCF４５は、SIP_183メッセージで示されたUEで利用可能な少なくとも１つのコーデックとコアネットワーク４０で利用可能なコーデックと記憶部に記憶された発信コーデックのうち共通するコーデックを、着信の移動通信装置１２が利用すべき第２のコーデックとして指定する。しかし、共通するコーデックがない場合には、UEおよびコアネットワーク４０で利用可能で発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、UEが利用すべき第２のコーデックとして指定する。
　MGCF４５（第２のコーデック通知送信部）は、MGCFが既に選択したコーデック（すなわち第２のコーデック）を示す2nd SDP Offerを含む第２のコーデック通知（SIP_PRACK）をUEに送信する。このSIP_PRACKは、I-CSCF４４、S-CSCF４２、P-CSCF４１を経由して、UEに到達する。
　この後の手順は、図２Ｂに示されて上述した第１の実施の形態の手順と同じである。
他の変形
　上記の実施の形態においては、コーデックの例はAMR-WBとAMR-NBであるが、他のコーデックが通信システムで利用されてもよい。
　上記の実施の形態においては、コアネットワーク４０はIMSコアネットワークであるが、本発明に係るコアネットワークは、IMSコアネットワークに限られない。
　上記の実施の形態においては、発信の通信装置を識別する識別子は発信の通信装置の電話番号であるが、他の識別子を利用してもよい。
１０　移動通信ネットワーク、１２　移動通信装置、３０　ＥＰＣ、４０　コアネットワーク、４１　P-CSCF（着信通知応答受信部）、４２　S-CSCF、４３　AS、４４　I-CSCF、４５　MGCF（接続要求受信部、着信通知送信部、コーデック指定部、記憶部）、４６　MGW、５０　外部ネットワーク、５２　通信装置。
 

Claims (4)

  1. 　着信の移動通信装置が接続される移動通信ネットワークと、発信の通信装置が接続される発信ネットワークに接続されており、通信装置同士の音声通信を確立するコアネットワークであって、
    　前記発信ネットワークから前記発信ネットワークで利用されると選択されたコーデックである発信コーデックを示す情報と着信の移動通信装置を識別する識別子を含む接続要求を受信する接続要求受信部と、
    　前記接続要求を受信すると、着信通知を前記着信の移動通信装置に送信する着信通知送信部と、
    　前記着信通知に応答して前記着信の移動通信装置から送信され前記着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す着信通知応答を受信する着信通知応答受信部と、
    　前記着信の移動通信装置が利用すべきコーデックを指定するコーデック指定部と
    を備え、
    　前記コーデック指定部は、
    　前記着信通知応答を前記着信通知応答受信部が受信すると、前記着信通知応答で示された前記着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックと前記コアネットワークで利用可能なコーデックと前記発信コーデックのうち共通するコーデック、または前記着信の移動通信装置および前記コアネットワークで利用可能で前記発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、前記着信の移動通信装置が利用すべきコーデックとして指定するコアネットワーク。
  2. 　前記接続要求を前記接続要求受信部が受信すると、前記コーデック指定部は、前記接続要求で示された前記発信コーデックまたは前記コアネットワークで利用可能で前記発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、暫定的に、前記着信の移動通信装置が利用すべき第１のコーデックとして指定し、
    　前記着信通知送信部は、前記第１のコーデックを示す前記着信通知を前記着信の移動通信装置に送信し、
    　前記着信通知応答を前記着信通知応答受信部が受信すると、前記コーデック指定部は、前記着信通知応答で示された前記着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックと前記第１のコーデックのうち共通するコーデックを、前記着信の移動通信装置が利用すべき第２のコーデックとして指定することを特徴とする請求項１に記載のコアネットワーク。
  3. 　前記接続要求受信部が受信した前記接続要求で示された前記発信コーデックを記憶する記憶部をさらに備え、
    　前記接続要求を前記接続要求受信部が受信すると、前記コーデック指定部は、前記コアネットワークで利用可能なコーデックを、暫定的に、前記着信の移動通信装置が利用すべき第１のコーデックとして指定し、
    　前記着信通知送信部は、前記第１のコーデックを示す前記着信通知を前記着信の移動通信装置に送信し、
    　前記着信通知応答を前記着信通知応答受信部が受信すると、前記コーデック指定部は、前記着信通知応答で示された前記着信の移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックと前記コアネットワークで利用可能なコーデックと前記記憶部に記憶された前記発信コーデックのうち共通するコーデック、または前記着信の移動通信装置および前記コアネットワークで利用可能で前記発信コーデックの伝送レートと最も近い伝送レートを持つコーデックを、前記着信の移動通信装置が利用すべき第２のコーデックとして指定することを特徴とする請求項１に記載のコアネットワーク。
  4. 　請求項１に記載の前記コアネットワークと、
    　前記コアネットワークに接続される移動通信ネットワークと、
    　前記移動通信ネットワークに接続する移動通信装置とを備え、
    　前記移動通信装置は、前記着信通知を前記コアネットワークから受信し、前記着信通知に応答して、前記移動通信装置で利用可能な少なくとも１つのコーデックを示す前記着信通知応答を前記コアネットワークに送信することを特徴とする通信システム。
     
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