JP3801915B2 - テレコミュニケーションネットワーク及びルーティング方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【技術分野】
本発明は、テレコミュニケーションネットワークと、GSM技術に基づく第3世代コアネットワークのようなコアネットワークのゲートウェイ装置へアクセスネットワークを経てユーザデータをルーティングする方法とに係る。
【0002】
【背景技術】
第3世代の移動テレコミュニケーションシステムは、エンドユーザに、ターミナル及び個人の移動性とは別に、改善されたサービスを提供することを目的とする。第2世代システムに比して、エンドユーザとコアネットワーク要素との間、即ち移動ターミナルから無線アクセス及び固定ネットワークまでの全経路にわたる特徴をカバーする改善が必要となる。例えば、ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム(UMTS)は、B−ISDNコアネットワークを仮定した第3世代システムである。
【0003】
重要なことに、既存の技術を利用すると、使用するプロトコルに関して多数の問題が発生する。更に別の調査を必要とする最も重要な観点は、UMTSが設定する機能的仕様及び性能目標を保持しながら既存のプロトコル及び機能を再利用することによりプロトコル仕様努力をいかに最小化できるかである。UMTSの概念が開発されつつあり、そしてIMT−2000規格に対する提案としてインターナショナル・テレコミュニケーション・ユニオン(ITU)と統合されようとしている。UMTS/IMT−2000は、適当な周波数が利用できる次世代の個人向けサービスに偏在的にワイヤレスアクセスできるようにする。GSMオペレータは、改善されたサービスを供給するための多数のオプションを有する。例えば、GSMオペレータは、既存の周波数スペクトルにおいてGSMを使用してUMTS/IMT−2000能力のサービスを供給したり、既存のスペクトルにおいてGSM及びWCDMA(ワイドバンドコード分割多重アクセス)を使用したり、又は新規な2GHzのUMTS/IMT−2000スペクトルにおいてWCDMAと合成された既存のスペクトルにGSM及びWCDMAを使用したりすることができる。全ての解決策は、導入コストを低くし、市場の需要と調和して掃き出しを行えるので高度な資本融通性を与え、そして既存のGSM装置を広範囲に再使用できるようにする。WCDMAは、GSMとの完全な後方互換性を与えるだけでなく、充分に証明されたGSM機能を含むコアネットワークとしてGSMを完全に引き寄せる。
【0004】
図1は、第3世代(3G)移動ネットワーク(UMTS、IMT−2000)のネットワーク要素と、それらネットワーク要素を接続するのに使用する対応するインターフェイスとを示す図である。図1によれば、GSMネットワーク10は、Aterインターフェイスを経て第3世代のコアネットワーク7に接続される。第3世代コアネットワーク7は、GSM技術をベースとするもので、GSM移動交換センター(MSC)を含む。この場合には、同じMSCが、オープンAインターフェイスを経てGSM及び3Gの両無線アクセスネットワークを取り扱うことができる。
3G無線アクセスネットワーク(3G RAN)2は、Iuインターフェイスを経てコアネットワーク7に接続される。従って、GSM MSCがコアネットワーク7に使用される場合には、Iuインターフェイスがインターワーキングユニット(IWU)を経てGSM MSCのAインターフェイスに適応されねばならない。更に、Aterインターフェイス及びATMベースのIuインターフェイスのコアネットワーク側には、トランスコーダ(TC)(図示せず)が配置され、スピーチは、これらのインターフェイスを経てコードフォーマットで送信される。TCは、Aterインターフェイス及びIuインターフェイスの各コードを、コアネットワーク7のオープンAインターフェイスに必要とされるコードに適応させる。IuインターフェイスとAインターフェイスとの間に配置されるTCは、3G TCであり、これは、IWUに配置されてもよいし、又は3G RAN2に設けられた無線ネットワークコントローラ(RAN)の一部分であってもよい。後者の場合には、Iuインターフェイスが設けられない。別の可能性は、3G RAN2に対して専用の3G MSCを設けることである。
【0005】
コアネットワーク7は、ISUP(ISDNシグナリングユーザパート)インターフェイスを経てPSTN(公衆交換電話ネットワーク)及びISDN(サービス総合デジタル網)に接続される。ISUPインターフェイスは、必要とされるISDNコール設定及び制御機能を与える。更に、コアネットワーク7は、TCP/IP(送信制御プロトコル/インターネットプロトコル)インターフェイスを経てインターネットに接続される。
従って、インターネット、PSTN又はISDNは、通常のGSM移動ステーション(MS)1a、GSM及び3G能力を有するMS1b、及び改善された第3世代能力をもつ3G MS1cにより、セルラーGSM又は3G RANネットワーク10及び2から共通のコアネットワーク7を経てアクセスすることができる。
【0006】
上記トランスコード機能に加えて、コアネットワーク7は、例えば、モデムやビデオコーデックのような付加的な適応機能を含むことができる。しかしながら、TCと同様に、これらの信号処理機能は、各アクセスネットワークインターフェイスに別々に設けねばならず、必要なネットワークリソースの数が増加する。
他方、他のネットワークへの相互接続は、現在、IP(インターネットプロトコル)ベースのインターフェイスを経てリアルタイム搬送能力を与える必要がある。それ故、通常、ゲートウェイ(GW)と称する相互接続装置が必要とされ、これは、ネットワークリソースの数を更に増加する。従って、移動ネットワークをIPベースのネットワークに接続するための簡単な方法が必要とされる。更に、MSCのようなネットワーク制御装置と、実際のユーザ平面処理機能との間にオープンインターフェイスをもたせるのが好都合である。
【0007】
【発明の開示】
それ故、本発明の目的は、移動ネットワークを他のネットワークに接続するのに必要なネットワークリソースを節約することのできるテレコミュニケーションネットワークを提供することである。
この目的は、少なくとも1つのアクセスネットワークと、第1インターフェイスを経てアクセスネットワークに接続されたコアネットワークと、少なくとも1つのターミナル装置とを有するテレコミュニケーションネットワークにおいて、上記コアネットワークは、制御情報を送信することにより第2インターフェイスを経て少なくとも1つのゲートウェイ装置を制御するように構成された少なくとも1つのアクセスネットワーク制御装置を備え、そして上記テレコミュニケーションネットワークは、第1インターフェイスを経てアクセスネットワークと1つのゲートウェイ装置との間にユーザデータを直接ルーティングするように構成されたテレコミュニケーションネットワークによって達成される。
【0008】
更に、上記目的は、第1インターフェイスを経てアクセスネットワークに接続されたコアネットワークのゲートウェイ装置へ上記アクセスネットワークを経てユーザデータをルーティングする方法において、コアネットワークから第2インターフェイスを経てゲートウェイ装置へ制御情報を供給することによりゲートウェイ装置を制御し、そして第1インターフェイスを経てアクセスネットワークとゲートウェイ装置との間にユーザデータを直接ルーティングするという段階を含む方法によって達成される。
従って、ユーザデータは、アクセスネットワークとゲートウェイ装置との間で第1インターフェイスを経て直接的にルーティングされるので、トランスコード機能及び他のデータ処理機能に必要な処理リソースを多数のアプリケーション間で分担することができる。従って、トランク利得を利用することができる。制御は、アクセスネットワーク制御エンティティ、例えば、MSCにより、専用且つオープンの制御インターフェイスを経て実行される。このように、アクセスネットワーク制御エンティティは、長い距離にわたってリソースを効率的に制御することができる。従って、本発明によれば、全てのユーザ平面処理機能を3G移動ネットワークのゲートウェイエンティティに共通配置できる場合には、リソースの実質的な節約を達成することができる。
【0009】
第1インターフェイスは、送信ネットワークを経てアクセスネットワークからゲートウェイ装置へ直接接続することができる。
第2の可能性は、送信ネットワーク及び別のアクセスネットワーク制御装置を経てゲートウェイ装置へ第2インターフェイスを接続することである。
第3の可能性は、アクセスネットワーク及び第1インターフェイスを経てゲートウェイ装置へ第2インターフェイスを接続することである。この場合に、ゲートウェイ装置の制御は、ユーザデータと共に送信され、即ちインバンドであり、そしてアウトバンド制御は、アクセスネットワーク制御装置とアクセスネットワークとの間に与えられる。従って、アクセスネットワークは、アウトバンド制御情報をインバンド情報にマップする。
【0010】
第2インターフェイスは、ISUPプロトコル又はMGCP(メディアゲートウェイコントロールプロトコル)を使用するよう適応できるのが好ましい。第1インターフェイスは、Iuインターフェイスでよい。
ユーザデータは、スピーチ、音声及び/又は映像データのようなリアルタイムデータを含むのが好ましい。この場合に、ユーザデータは、RTP(リアルタイムプロトコル)を使用して送信することができる。従って、リアルタイム音声及び映像情報は、インターネットを経て送信又は受信することができる。
ユーザデータは、ATMネットワーク又はIPネットワークのようなパケットネットワークを経てルーティングできるのが好ましい。制御情報は、TDMAネットワーク又はパケットネットワーク、例えば、ATM又はIPネットワークを経て送信することができる。
アクセスネットワークの制御ユニットは、移動交換センターであるのが好ましい。
【0011】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明によるテレコミュニケーションネットワーク及びルーティング方法の好ましい実施形態を、3G移動ネットワークに基づいて以下に説明する。
図2は、図1のGSM/3Gコアネットワーク7を示すブロック図であり、これは、PSTN、ISDN又はインターネットのような固定ネットワークに接続されたゲートウェイ装置GW5を備えている。3G RAN2は、Iuインターフェイスを経て、3G RAN2にサービスするように構成されたサービスMSC(SMSC)3に接続される。更に、3G RAN2は、Iuインターフェイス及び送信ネットワークを経てGW5に直結される。コアネットワーク7のSMSC3は、ユーザデータを3G RAN2からGW5へ直接ルーティングするように制御を実行する。GW5は、SMSC3により専用且つオープン制御インターフェイスを経て制御される。更に、GW5は、MGCPインターフェイスを経て別のMSC4に接続され、これは、サービングMSCでもよいし、非サービングMSCでもよい。GW5は、個別に配置することもできるし、MSCに一体化することもできる。
【0012】
より詳細には、GW5は、電話回路に搬送される音声信号と、インターネット又は他のパケットネットワークを経て搬送されるデータパケットとの間を変換するネットワーク要素である。GW5は、電話ネットワークとボイス・オーバー・IPネットワークとの間のインターフェイスを果たすトランキングゲートウェイ、ATMネットワークにインターフェイスするボイス・オーバー・ATMゲートウェイ、ボイス・オーバー・IPネットワークへの従来のアナログインターフェイスを与える住居用ゲートウェイ、ボイス・オーバー・IPネットワークへの従来のアナログ又はデジタルPBX(構内交換機)インターフェイスを与えるアクセスゲートウェイ、ボイス・オーバー・IPネットワークへの従来のデジタルPBXインターフェイス又は一体化「ソフトPBX」インターフェイスを与えるビジネスゲートウェイ、電話回路にモデムをアタッチできそしてインターネットへのデータアクセスを与えるネットワークアクセスサーバー、或いは外部制御要素への制御インターフェイスを与えることのでき回路スイッチ又はパケットスイッチでよい。
【0013】
MGCPインターフェイスとは、外部制御要素からGW装置を制御するように構成されたインターフェイスである。MGCPは、コール制御「インテリジェンス」がゲートウェイの外部にあって、外部コール制御要素によって取り扱われるようなコール制御アーキテクチャーを仮定する。MGCPは、これらのコール制御要素又はコールエージェントが互いに同期して、それらの制御のもとでゲートウェイにコヒレントなコマンドを送信すると仮定する。MGCPは、コールエージェントを同期するメカニズムを定義するものではない。MGCPは、本質的に、ゲートウェイが、コールエージェント即ちSMSC3により送信されたコマンドを実行するよう期待されるマスター/スレーブプロトコルである。MGCPは、外部にとって単一のVoIP(ボイス・オーバー・インターネット)ゲートウェイのように見える分散型システム内の内部プロトコルとして設計される。
【0014】
好ましい実施形態によれば、ユーザデータは、制御情報に対して使用されるものとは異なる個別ネットワークを経てGW5にルーティングすることができる。個別ネットワークは、ATMネットワーク又はIPネットワークのようなパケットネットワークである。制御シグナリングは、TDMA又はパケットネットワーク、例えば、ユーザ平面ATMネットワーク又はIPネットワークを使用する。それ故、SMSC3は、単に、制御平面を取り扱うエンティティのままであり、MSCと、コアネットワーク7に接続された無線アクセスネットワークとの間にもはやTCは必要とされない。制御シグナリングは、IPネットワークのようなパケットネットワークを経て実行することができる。
以下、SMSC3によりGW5を制御するための3つの例を、図2及び3に基づいて説明する。
【0015】
図3は、データ及び制御情報の流れを対応する矢印で示す情報フローチャートであり、各行は、別々の送信ケースに対応し、そして上部の矢印は、以前の送信を示す。
図3の上の(第1の)行には、移動ステーション(MS)とGW5との間のユーザデータ流が示されている。リアルタイムスピーチ、音声及び/又は映像データのようなユーザデータは、対応する無線インターフェイスを経てMSからRAN2へ送信される。その後、ユーザデータは、3G RAN2からIuインターフェイスを経てGW5へ直接ルーティングされる。これにより、3G RAN2とSMSC3との間のトランスコード機能は必要とされない。トランスコード、モデム、ビデオコーデック等のデータ処理機能は、GW5において集中的に行うことができる。
【0016】
図3の第2行には、SMSC3からGW5へ制御情報を供給するための第1の例が示されている。このケースでは、SMSC3がMGCPインターフェイスを経てGW5に接続される(図2における下の破線を参照)。従って、この例では、制御シグナリングは、SMSC3からGW5へ直接送信される。従って、SMSC3とGW5との間には、個別の制御平面接続が要求される。GW5を制御するために他の適当な制御プロトコルを使用できることに注意されたい。
図3の第3行には、第2の制御例が示されている。この例では、3G RAN2とGW5との間で個別のインバンド制御シグナリングが実行される。従って、3G RAN2とGW5との間にそれ自身の制御平面(例えば、MGCP接続)が設けられない場合には、3G RAN2に対して専用のリソースが必要とされる。或いは又、3G RAN2から受信されるインバンドシグナリングに基づいてGW5にリソースを割り当てることができる。更に、SMSC3と3G RAN2との間にはアウトバンド制御インターフェイスが設けられ、この場合、3GRAN2は、アウトバンド制御情報を、GW5に送信されるインバンド制御情報へとマップする。
【0017】
図3の第4行には第3の例が示されており、この場合、SMSC3は、GW5に接続された他のMSC4を経てGW5を制御する。このオプションでは、SMSC3とMSC4との間に制御平面が必要とされる。これは、図2における上の破線で示されたように、例えば、更新されたISUPインターフェイスによって達成することができる。この場合に、GW5を制御するMSC4は、ISUPインターフェイスを経て受信された制御情報を、GW5を制御するのに使用されるMGCPへとマップすることができる。或いは又、制御情報を変換するためにMSC4により既知の方法を使用することもできる。
要約すれば、本発明は、テレコミュニケーションネットワークに係ると共に、ユーザデータを、第1インターフェイスを経てアクセスネットワークに接続されたコアネットワークのゲートウェイ装置へ、アクセスネットワークを経てルーティングするルーティング方法に係る。ゲートウェイ装置の制御は、コアネットワークから第2インターフェイスを経てゲートウェイ装置へ制御情報を供給することにより実行され、そしてユーザデータは、アクセスネットワークとゲートウェイ装置との間で第1インターフェイスを経て直接ルーティングされる。従って、ユーザデータは、アクセスネットワークからゲートウェイへ直接ルーティングされ、一方、制御は、専用且つオープンの制御インターフェイスを経て実行することができる。これにより、処理リソースを多数のアプリケーション間で共用することができ、そしてトランキング利得を利用することができる。更に、インターネットを移動ネットワークに接続する簡単な方法によりリアルタイム搬送能力を与えることができる。
【0018】
好ましい実施形態で説明したテレコミュニケーションネットワーク及びルーティング方法は、コアネットワークを経てゲートウェイ装置に接続されるいかなるアクセスネットワークにも適用できることを指摘しておく。特に、コアネットワーク及びアクセスネットワークは、いかなる種類のテレコミュニケーションネットワークでもよく、従って、セルラー又は移動ネットワークに制約されない。更に、GW5を制御するために任意の適当なアクセスネットワーク制御エンティティを使用することができる。好ましい実施形態の上記説明及び添付図面は、単に本発明を例示するものに過ぎない。従って、本発明の好ましい実施形態は、特許請求の範囲内で種々変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 固定ネットワークに接続されたセルラーネットワークより成るテレコミュニケーションネットワークを示す図である。
【図2】 本発明の好ましい実施形態によるコアネットワークのブロック図である。
【図3】 好ましい実施形態の3つの例によりネットワーク要素間の情報の流れを示す図である。

Claims (25)

  1. 少なくとも1つのアクセスネットワークと、コアネットワークと、上記アクセスネットワークと上記コアネットワークとの間に接続された第1インターフェイスと、少なくとも1つのターミナル装置とを有するテレコミュニケーションネットワークにおいて、上記コアネットワークは、少なくとも1つのゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置へ制御情報を送信することにより上記少なくとも1つのゲートウェイ装置を制御するように構成された少なくとも1つのアクセスネットワーク制御装置とを備えており、上記ゲートウェイ装置は、電話回路に搬送される音声信号と、インターネット又は他のパケットネットワークを経て搬送されるデータパケットとの間を変換するネットワーク要素であり、上記アクセスネットワーク制御装置と上記ゲートウェイ装置との間に第2インターフェイスが接続されており、上記制御情報は、上記第2インターフェイスを経て上記アクセスネットワーク制御装置から上記ゲートウェイ装置へ送信され、該テレコミュニケーションネットワークは、ユーザデータを、上記アクセスネットワーク制御装置を通して送信することなく、上記第1インターフェイスを経て上記アクセスネットワークと上記少なくとも1つのゲートウェイ装置との間に直接ルーティングするように構成されたことを特徴とするテレコミュニケーションネットワーク。
  2. 上記第1インターフェイスは、上記アクセスネットワークから上記ゲートウェイ装置へ直接接続される請求項1に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  3. 上記第2インターフェイスは、別のアクセスネットワーク制御装置を経て上記ゲートウェイ装置に接続される請求項1に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  4. 上記第2インターフェイスは、上記アクセスネットワーク及び上記第1インターフェイスを経て上記ゲートウェイ装置へ接続される請求項1に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  5. 上記ユーザデータは、リアルタイムデータを含む請求項1ないし4のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  6. 上記ユーザデータは、スピーチ、音声及び/又は映像データを含む請求項5に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  7. 上記ユーザデータは、RTPを使用して送信される請求項6に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  8. 上記第2インターフェイスは、ISUPプロトコルを使用するように構成される請求項1ないし7のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  9. 上記第2インターフェイスは、MGCPプロトコルを使用するように構成される請求項1ないし7のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  10. 上記アクセスネットワークは、無線アクセスネットワークである請求項1ないし9のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  11. 上記ユーザデータは、パケットネットワークを経てルーティングされる請求項1ないし10のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  12. 上記パケットネットワークは、ATMネットワークである請求項11に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  13. 上記パケットネットワークは、IPネットワークである請求項11に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  14. 上記制御情報は、TDMAネットワークを経て送信される請求項1ないし13のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  15. 上記制御情報は、パケットネットワークを経て送信される請求項1ないし13のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  16. 上記パケットネットワークは、ATMネットワークである請求項15に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  17. 上記パケットネットワークは、IPネットワークである請求項15に記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  18. 該テレコミュニケーションネットワークは、UMTSネットワークである請求項1ないし17のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  19. 上記アクセスネットワーク制御装置は、移動交換センターMSCである請求項1ないし18のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  20. 上記第1インターフェイスは、Iuインターフェイスである請求項1ないし19のいずれかに記載のテレコミュニケーションネットワーク。
  21. 少なくとも1つのアクセスネットワークと、コアネットワークと、上記アクセスネットワークと上記コアネットワークとの間に接続された第1インターフェイスと、少なくとも1つのターミナル装置とを有し、上記コアネットワークは、少なくとも1つのゲートウェイ装置と、少なくとも1つのアクセスネットワーク制御装置とを備え、上記ゲートウェイ装置は、電話回路に搬送される音声信号と、インターネット又は他のパケットネットワークを経て搬送されるデータパケットとの間を変換するネットワーク要素であり、上記アクセスネットワーク制御装置と上記ゲートウェイ装置との間に第2インターフェイスが接続されているようなテレコミュニケーションネットワークにおいてユーザデータをルーティングする方法において、
    a)上記第2インターフェイスを経て上記アクセスネットワーク制御装置から上記ゲートウェイ装置へ制御情報を送信することにより上記少なくとも1つのゲートウェイ装置を制御し、
    b)ユーザデータを、上記アクセスネットワーク制御装置を通して送信することなく、上記第1インターフェイスを経て上記アクセスネットワークと上記少なくとも1つのゲートウェイ装置との間に直接ルーティングする、
    という段階を含むことを特徴とする方法。
  22. 上記第2インターフェイスにはISUPプロトコルが使用される請求項21に記載の方法。
  23. 上記第2インターフェイスにはMGCPプロトコルが使用される請求項21に記載の方法。
  24. 上記第1インターフェイスは、Iuインターフェイスである請求項21ないし23のいずれかに記載の方法。
  25. 少なくとも1つのアクセスネットワークと、第1インターフェイスを経て上記アクセスネットワークへ接続されるコアネットワークと、少なくとも1つのターミナル装置とを有するテレコミュニケーションネットワークに使用するゲートウェイ装置において、該ゲートウェイ装置は、電話回路に搬送される音声信号と、インターネット又は他のパケットネットワークを経て搬送されるデータパケットとの間を変換するネットワーク要素であり、a)該ゲートウェイ装置は、第2インターフェイスを経て上記コアネットワークから制御情報を受信するように構成されており、またb)該ゲートウェイ装置は、上記第1インターフェイスを経て上記アクセスネットワークから直接的にユーザデータを受信するように構成されていることを特徴とするゲートウェイ装置。
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