JP4417570B2 - Gsmネットワークに基づくパケット交換プロトコルのための基本アーキテクチャ - Google Patents
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Description
(発明が属する技術分野)
本発明は例えばGSM(Global System for Mobile communication)ネットワーク等のセルラ電話ネットワーク及び、このセルラ電話ネットワークとのシグナリング情報の交換機能及びセル又はペイロード情報の交換機能を有するインタフェースを介してセルラ電話ネットワークと接続される他のネットワーク、例えばインターネットプロトコルネットワーク又は汎用交換電話網(GSTN)を有する通信ネットワークに関する。
【0002】
(背景技術)
近年、一般には回線交換ネットワークであるセルラ電話ネットワーク、例えばGSMネットワークを、パケット交換ネットワークと呼ばれる他の種類のネットワーク、例えばインターネットプロトコルネットワークやVoIP(インターネットプロトコルによる音声通信)ネットワークと接続及び統合しようとする試みがますます増加している。パケット交換ネットワークにおいては、呼の情報は「パケット」の形式で被呼者及び発呼者間で相互に転送される。例えばGSMネットワークのような回線交換においては、スルー接続がネットワーク内で確立され、スルー接続が維持される間、シグナリング及びペイロード情報を含む呼の全情報がユーザ間の回線交換ネットワーク内のスルー接続を介して転送される。これに対し、パケット交換ネットワークはユーザ間におけるパケット転送にいくつかの異なるルートまたはスルー接続(through-connections)を用いる。
米国特許第5375689号 (US-A-5 475 689) は、複数のBSCがローカルエリアネットワーク(LAN)に接続されたネットワークを開示する。本特許によれば、移動端末間の呼が、あるMSCに制御される別のBSCに割り当てされている場合、その呼をこのMSCで処理することなく、音声圧縮モードにあるBSC間で直接交換可能である。MSCはPSTNへの呼に対して用いられる。この場合、音声は交換トランスコーダモジュール (Switching Transcoder Module:STM) によって圧縮又は伸張され、STMの出力がMSCへ接続される。ローカルエリアネットワークはゲートウェイを介して、データ通信を処理するPSDNにも接続される。この方法によれば、特にディスパッチコール操作における不必要な2重コーディングの問題が回避される。
【0003】
インターフェース手段によって相互に接続される、例えば、GSMネットワーク又は類似のセルラ電話ネットワーク及び、インターネットプロトコルネットワーク又はパケット交換ネットワークを有する通信ネットワークにおけるスルー接続は、通常のセルラ電話ネットワークにおいて、基地送受信局、基地局コントローラ及び移動通信交換局を介し、インターネットプロトコルネットワーク又はパケット交換ネットワークに接続されるインタフェース手段へ確立される。パケット交換ネットワークにおいてペイロード情報を処理する各ノードはペイロード伝送遅延の原因となる。これはGSM電話ネットワークの周知のアーキテクチャを、パケット交換ネットワーク、例えばインターネットプロトコルネットワーク又は同様のネットワークとの接続に不適切又はあまり好適でないものにしている。
【0004】
(発明の概要)
従って、本発明の1つの目的は、新しいセルラ電話ネットワークアーキテクチャを有する通信ネットワーク及び、遅延の問題及び帯域要求を最小化する、当該通信ネットワークにおける情報流通方法を創造することにある。
【0005】
この目的は、本発明に係る通信ネットワーク及び通信ネットワークの動作方法によって解決する。従って、本発明の通信ネットワークは、この通信ネットワークによって処理される通話(telephone call)に割り当てされたシグナリング情報を転送する第1のレイヤと、その通話に割り当てされたペイロード情報を転送する第2のレイヤ及び、セルラ電話ネットワークと他のネットワークとを接続するインタフェース手段とを含み、インタフェース手段はセルラ電話ネットワークと他のネットワーク間のシグナリング情報を交換する機能と、セルラ電話ネットワークと他のネットワーク間のペイロード情報を交換する機能を有し、セルラ電話ネットワークの第1及び第2のレイヤはインタフェース手段に接続され、またセルラ電話ネットワークの第2のレイヤは通話のペイロード情報をインタフェース手段との間で、第2のレイヤ内部で通話に割り当てされた直接ルート(direct route)、パス又はスルー接続上を相互に転送する、パケット交換プロトコルに基づくセルラ電話ネットワークを有する。
【0006】
本発明において、呼のペイロードは、インタフェース手段と双方向においてセルラ電話ネットワークの第2のレイヤ内部を直接ルーティングされるため、ペイロード情報は従来のシステム、すなわち例えば従来のGSMネットワークにおける移動通信交換局の、より長く、多い時間を消費する経路(way)を介して転送されることはなく、従って、本発明の通信ネットワークにおいては、セルラ電話ネットワーク内の対応する遅延及び、それに付随する遅延及び帯域の問題が最小化、又は回避される。
【0007】
本発明の好ましい実施形態において、セルラ電話ネットワークの第2のレイヤは、それぞれが個々に割り当てされたセル領域内の移動局への無線リンクプロトコル機能を取り扱う複数の基地送受信局を有し、この基地送受信局は第2のレイヤ内部でペイロード情報を交換するインタフェース手段へ直接接続される。基地送受信局からインターフェース手段、例えばメディアゲートウェイへペイロード情報を直接ルーティングすることにより、ペイロード情報の転送に対する必要帯域は最小化される。
【0008】
インタフェース手段はセルラ電話ネットワーク及び他のネットワーク間でペイロード情報を交換するためのメディアゲートウェイを有することが可能であり、基地送受信局へ直接接続される。従って、本発明において、最新の移動通信交換局の機能の一部、より具体的にはペイロード情報転送機能は本発明のインタフェース手段、すなわちメディアゲートウェイにおいて達成されるが、他の機能、特に呼のシグナリング機能及び呼制御機能は第1のレイヤ、例えば移動通信交換局によって、維持・実行される。上述の通り、ペイロード情報の転送は従来の移動通信交換局から本発明のインタフェース手段のメディアゲートウェイへ移されるため、この点において本発明は所謂「分散移動通信交換局(distributed mobile services switching center)」を提供する。
【0009】
インタフェース手段はセルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間におけるペイロード情報の交換のためのメディアゲートウェイ手段を有することができ、またメディアゲートウェイ手段の制御を行うために、移動通信交換局をメディアゲートウェイ手段に接続することができる。移動通信交換局をメディアゲートウェイコントローラとして選択することにより、従来のGSM機能を大部分本発明の通信ネットワークにおいて再利用することができ、本発明の通信ネットワークにおけるメディアゲートウェイ機能を簡潔に保つことが可能となる。
【0010】
本発明において、セルラ電話ネットワークの第1のレイヤは、シグナリング情報の交換又は通信のためのインタフェース手段に接続された移動通信交換局を少なくとも1つ含むことが可能である。本発明に用いるインタフェース手段はセルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間のシグナリング情報交換用のシグナリングゲートウェイ手段を含むことができ、またシグナリングゲートウェイ手段及び移動通信交換局の間のシグナリング情報の交換ために移動通信交換局がシグナリングゲートウェイ手段に接続される。これは従来のトランクシグナリングプロトコル、例えばTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)上で例えばISUP(ISDNユーザパート)をセルラ電話ネットワーク内で実行することを可能とする。
【0011】
本発明の好ましい実施形態において、セルラ電話ネットワークの第1のレイヤは、複数の基地局及び第1のレイヤの移動通信交換局に接続された基地局コントローラを少なくとも1つ含むことが可能である。ここで、基地局コントローラは第2のレイヤの基地局送受信器の各々をデバイスコントロールプロトコル機能によって制御し、アプリケーションシグナリングプロトコル機能によって移動通信交換局と通信する。
【0012】
他のネットワーク部分として、パケット交換ネットワーク又は回線交換ネットワークを実装することができる。例えば、他のネットワーク部分はインターネット、VoIPネットワーク、インターネットプロトコルネットワーク、ISDNネットワーク、PLMNネットワーク、PSTN(公衆交換電話ネットワーク)ネットワーク、GPRSネットワーク又はUMTSネットワークであってよい。
【0013】
本発明の方法は、通信ネットワークで処理される通話に割り当てられたシグナリング情報を転送する第1のレイヤと、通話に割り当てされたペイロード情報を転送する第2のレイヤ及び、セルラ電話ネットワークを他のネットワークに接続するインタフェース手段を有する、パケット交換プロトコル、特にインターネットプロトコルベースのセルラ電話ネットワークを有する通信ネットワークであり、インタフェース手段はセルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間のシグナリング情報交換機能及び、セルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間のペイロード情報交換機能を有し、セルラ電話ネットワークの第1のレイヤ及び第2のレイヤはインタフェース手段に接続される通信ネットワークを操作する方法であって、通話のペイロード情報が直接ルート(direct route)又は、通話に割り当てられ、第2のレイヤを含むスルー接続を介してインタフェース手段と相互に転送されることを特徴とする。
【0014】
本発明の方法の好ましい実施形態において、セルラネットワークにおける通話初期化又は呼のダイアルアップの後、インタフェース手段と基地送受信局との間で相互に直接データ(direct data)、発呼(call)及びペイロード情報交換を可能とする基地送受信局及びインタフェース手段との間の直接スルー接続(direct through connection)を確立するために、この呼に割り当てされた第2のレイヤの基地送受信局(BTS)において、基地送受信局を特定するBTSアドレス情報が生成され、セルラ電話ネットワークの第1のレイヤを介してインタフェース手段へ転送されるとともに、インタフェース手段においてインタフェースアドレス情報又はメディアゲートウェイアドレス情報が生成され、第1のレイヤを介して基地送受信局に転送される。
【0015】
第2のレイヤの基地送受信局の少なくとも1つにおいて、割り当てされたセルエリア内部の移動局又は移動電話端末への無線リンクプロトコル機能を取り扱う基地送受信局を設けても良い。さらに、本発明の方法はセルラ電話ネットワークの第2のレイヤを介した基地送受信局及びインタフェース手段との間の直接ペイロード情報交換のためのペイロードプロトコル機能を提供することができる。
【0016】
本発明の好適な実施形態において、第1のレイヤ内部に少なくとも1つの移動通信交換局(MSC)が設けられ、本発明の方法はインタフェース手段の機能を制御するとともに、移動通信交換局とインタフェース手段との間のシグナリング情報交換を行うためのMSCデバイスコントロールプロトコルを提供する。
【0017】
インタフェース手段は、セルラ電話ネットワーク及び他のネットワークとの間でペイロード情報交換を行うメディアゲートウェイ手段、及び、MSCデバイスコントロールプロトコル機能によって、メディアゲートウェイ手段及び移動通信交換局との間のシグナリング情報の交換を行うために、移動通信交換局をメディアゲートウェイ手段に接続することができる。
【0018】
本発明の方法の好ましい実施形態において、セルラ電話ネットワークの第1のレイヤは、複数の基地送受信局及び移動通信交換局に接続された基地局コントローラを有し、また本発明の方法は基地局コントローラ及び基地送受信局の各々の間で確立されるべきデバイスコントロールプロトコル機能を提供する。デバイスコントロールプロトコル機能は基地送受信局の制御及び基地局送受信器の間の情報交換を制御する。また、さらに本発明の方法は基地局コントローラ及び移動通信交換局との間で確立されるべきアプリケーションシグナリングプロトコル機能を提供する。このアプリケーションシグナリングプロトコルは、例えば、伝統的なGSMアプリケーションプロトコルであるBSSMAPであってよい。
【0019】
本発明の好適な実施形態において、メディアゲートウェイからメディアゲートウェイアドレス情報を受信した後、インタフェース手段のメディアゲートウェイと第2のレイヤの基地送受信局との間で情報の直接交換を可能とするため、BTSアドレス情報及びメディアゲートウェイアドレス情報に基づいてメディアゲートウェイ及び基地送受信局との間でスルー接続を確立するためのBTSアドレス情報が移動通信交換局から基地局コントローラを介して基地送受信局に、またその逆方向に転送される。
【0020】
本発明のさらなる有利な改良点は従属項に記載されている。本発明の他の目的、利点、有利な改良点及びアプリケーションは、同封の図面と関連して以下の本発明の好ましい実施形態の説明に記載されている。
【0021】
(発明の詳細な説明)
図1に示す、本発明の通信ネットワークの好適な実施形態の模式的なブロック図において、通信ネットワークはIPベースのセルラ電話ネットワーク1及びインタフェース20を介してセルラ電話ネットワークと接続される他のネットワーク2を有する。以下の説明において、本発明はセルラ電話ネットワーク1としてGSMネットワークを、他のネットワークとしてGSTNネットワークを例として用いて説明する。
【0022】
セルラネットワーク1はあるいはアプリケーション又は、シグナリング情報処理及び伝送プラットフォームとも呼ばれ、アプリケーション及びネットワークサービス機能を有する第1のレイヤ3又はレベルと、伝送又はペイロード情報転送プラットフォームとも呼ばれ、例えばインターネットプロトコルフォーマットの中に呼情報伝送又はペイロード伝送を有する第2のレイヤ4又はレベルに分割される。さらにこれらネットワーク又はネットワーク部分の間でネットワーク双方向情報交換を行うために、セルラ電話ネットワーク1を交換パケットネットワークに接続するためのインタフェース手段20が設けられている。
【0023】
GSMネットワークの第2のレイヤ4はいくつかの基地送受信局(BTS)7、8及び9を基地局サブシステムの一部として有する。各基地送受信局7、8、9はセルエリアに割り当てされるセルを定義する無線送受信器を内蔵し、対応するセルエリア内に存在する複数の固定又は移動局5への接続である無線リンクプロトコル6を処理する。
【0024】
図1の第2のレイヤ4に示すように、基地送受信局8はスルー接続とも呼ばれる直接接続11又はルートによってインタフェース手段20のメディアゲートウェイ10と接続される。従って、基地送受信局は、直接プロトコル接続11を介してメディアゲートウェイ10と相互に呼及びペイロード情報を送信又は受信する機能性及びプロトコルを有する。さらに、基地送受信局8及び基地局コントローラ14との間のデバイスコントロールプロトコル接続13を供給するため、基地送受信局8及び基地局コントローラ14の両方に、MGCP(メディアゲートウェイコントロールプロトコル)プロトコルに基づいてコントロールプロトコルソフトウェアが実装される。
【0025】
メディアゲートウェイ10はパケット交換GSMネットワーク1及び他のネットワーク2としてのパケット交換ネットワーク、インターネット又はインターネットプロトコルネットワーク、回線交換ネットワーク又はGSTNとの間で実質的にペイロード変換を提供する。インタフェース手段20のメディアゲートウェイ10はトランスコーダ(transcoders)、モデム、ネットワークアクセスサーバ等のデバイスを含む。トランスコーダがインタフェース20のメディアゲートウェイ10内部に設けられているため、帯域要求は最小化される。メディアゲートウェイ10はさらにペイロード又は呼情報を基地送受信局7、8、9に直接転送するために必要な機能性及びコントロールソフトウェアを有する。基地送受信局8からメディアゲートウェイ10への直接接続11上で、ペイロード情報は例えば13Kbpsのレートで転送される。メディアゲートウェイ10から他のネットワーク2又はインターネットプロトコルネットワークへの接続上における伝送レートは例えば64Kbpsに相当する。
【0026】
本発明において用いられるGSMセルラ電話ネットワークの第1のレイヤ3は、複数の基地局コントローラ、複数の移動通信交換局、1つのホームロケーションレジスタ(HLR)を有する。ここで、図1においては1つの基地局コントローラ14、1つの移動通信交換局16及びただ1つのVLR23がそれぞれ示されている。ホームロケーションレジスタ18は、移動局5の現在のVLR位置とともに、GSMネットワークに登録された各加入者の全管理情報を格納する。ビジタロケーションレジスタ23は、ビジタロケーションレジスタ23によって制御される地理的エリア内に現在位置している各固定局もしくは移動局5に対する呼制御及び加入サービスに必要な管理情報をホームロケーションレジスタ18から選択的に格納する。ホームロケーションレジスタ18及びビジタロケーションレジスタ23は移動通信交換局16とともにGSMネットワークにおける呼のルーティング及びおそらく国際ローミング能力を提供する。その他の装置、例えばGSMネットワークにおける有効な移動端末のリストを格納する装置IDレジスタ及び認証センタは図示していない。
【0027】
基地局コントローラ14及び移動通信交換局16はアプリケーションシグナリングプロトコル接続15を介して接続され、移動通信交換局16はまたアプリケーションシグナリングプロトコル接続を介してホームロケーションレジスタ18に接続される。アプリケーションシグナリングプロトコル接続15は、例えば周知のMAP又はBSSMAP(基地局システム管理アプリケーションパート:Base Station System Management Application Part)プロトコルに基づいて実装される。
【0028】
移動通信交換局16はレイヤ3の主コンポーネントであり、登録、認証、位置更新及びローミング加入者への呼ルーティング等、移動加入者又は移動局5の処理に必要な全ての機能性を提供する。さらに、メディアゲートウェイ10及び移動通信交換局16との間のMACデバイスコントロールプロトコル接続17を介し、インタフェース手段20のメディアゲートウェイ10を制御するため、移動通信交換局16においてMSCデバイスコントロールプロトコルが実装される。例えば、このMACデバイスコントロールプロトコルはメディアゲートウェイコントロールプロトコル(MGCP)又はデバイスコントロールプロトコルに基づいて移動通信交換局16に実装することができる。
【0029】
GSMネットワークのレイヤ3には、さらにインタフェース手段20の一部としてシグナリングゲートウェイ21、例えばSS7(シグナリングシステムNo.7)が示され、例えば回線又はパケット交換プロトコルとパケット交換プロトコルとの間、又はその逆のシグナリングベアラ変換を提供する。シグナリングゲートウェイ21はまた、異なるプロトコル間のアプリケーションレベルでのシグナリング変換を提供する。シグナリングゲートウェイ21はインタフェースプロトコル接続を介してインターネット又はインターネットプロトコルネットワークと接続される。インタフェース手段の動作及びインターネットプロトコルネットワーク又は他のネットワーク2との接続における多くのオプションは、http://www.ietf.cnri.reston.va.us/ID.html上のインターネット草案である、draft-ietf-megaco-regs-oo.txt、「メディアゲートウェイコントロールプロトコルアーキテクチャ及び要件(Media Gateway Control Protocol Architecture and Requirements)」(1999年1月)において詳細に説明されている。さらにインタフェース手段20のシグナリングゲートウェイ21は図1において参照符号22で示されるトランクシグナリング接続、例えばISUP(ISDNユーザパート)によって移動通信交換局16と接続される。
【0030】
基地送受信局8からインタフェース手段20のメディアゲートウェイ10へのスルー接続11確立のために実行される手順及びステップを以下に説明する。ここで、このスルー接続は基地送受信局8とメディアゲートウェイ10との間でセル又はペイロード情報交換用の直接接続として用いられる。この、基地送受信局8及びメディアゲートウェイ10の間の直接スルー接続を確立するための手順又はシーケンスの基本ステップは、図2において1.から20.の数字によって示されている。
【0031】
ステップ1.の「初期呼設定(initial call setting)」において、移動局5はプロトコル接続24を介して移動通信交換局16へ転送される呼設定要求により、新しい呼又はダイアルアップアクセス手順を開始する。プロトコル接続24は例えば、パケット交換ネットワークベースのGSMネットワーク1において移動局5及び移動通信交換局16間の通信及びシグナリング用プロトコルレイヤであるDTAP(直接転送アプリケーションパート:Direct Transfer Application Part)プロトコルによってサポートされる。実際、シグナリング情報交換のための、移動局5から移動通信交換局16への物理的接続は、上流方向においてはエアインタフェースとしても知られる無線リンク6、GSMネットワーク1の第2のレイヤ4の一部としての基地送受信局8、シグナリング接続13、第1のレイヤの別の部分としての基地局コントローラ14、及びGSMアプリケーションプロトコルを実行するアプリケーションシグナリングプロトコル接続15を介して実現される。移動通信交換局16から移動局5への下流方向において、シグナリング情報は要素15、14、13、8及び6(図1参照)を通過しなければならない。
【0032】
呼設定要求を受信した後、移動通信交換局16は新しい呼に割り当てられる唯一無二の情報呼識別情報を生成、格納する。そして、移動通信交換局16はアプリケーションシグナリングプロトコル接続15を介して呼識別情報を基地局コントローラ14へ送り返す。この手順は図2においてステップ2.(接続生成:Create Connection)から構成される。
【0033】
移動通信交換局16から呼識別情報を受信した後(ステップ3.「接続生成:Create Connection)」、基地局コントローラ14は移動通信交換局16、基地局コントローラ14及び基地送受信局8間の接続を生成するため、この呼識別子情報を格納するとともに、デバイスコントロールプロトコル接続13を介して基地送受信局8へ転送する。
【0034】
ステップ4.の「接続完了の生成(Create Connection Completion)」において、基地送受信局8は呼識別子情報を格納するとともに、基地送受信局8は必要な物理的及びローカルなデバイスを確保し、BTSアドレス情報又は、基地送受信局8へ割り当てられ、それによって基地送受信局8がメディアゲートウェイから到達することができる記述(description)を生成する。基地送受信局8はその後正常終了をデバイスコントロールプロトコル接続13を介して基地局コントローラ14へレポート及び転送する。ここで、基地局コントローラ14へ返送されるデータ又は情報は基地送受信局8のBTSアドレス情報を含む
【0035】
ステップ5.の「接続完了の生成(Create Connection Completion)」において、基地局コントローラ14は、接続完了を生成するため、BTSアドレス情報を含んだ結果を基地送受信局8から移動通信交換局16へアプリケーションシグナリングプロトコル接続15を介して転送する。
【0036】
その後、ステップ6.の「接続生成:(Create Connection)」において、移動通信交換局16は、インタフェース手段20のメディアゲートウェイ10へのスルー接続を確立するための要求情報を、MSCデバイスコントロールプロトコル接続17を介して送信する。要求情報は格納された呼識別情報及び、メディアゲートウェイ10における必要なデバイスの選択及び構成のためのGSMベアラ能力を含む。要求情報はまた、メディアゲートウェイ10における逆方向スルー接続を要求するための、基地送受信局8からのBTSアドレス情報及びスルー接続表示(indication)を含む。
【0037】
移動通信交換局16から要求情報を受信した後、ステップ7.の「接続完了の生成(Create Connection Completion)」において、メディアゲートウェイ10は必要な物理的及び論理的デバイスを確保し、対応するメディアゲートウェイアドレス情報を生成する。そして、メディアゲートウェイ10は要求の正常終了を返送するとともに、メディアゲートウェイアドレス情報又はメディアゲートウェイ10で生成された記述を、メディアゲートウェイ10及び移動通信交換局16間のMACデバイスコントロールプロトコル接続17によって移動通信交換局16へ送信する。
【0038】
次のステップ8.「接続更新(Connection Update)」において、移動通信交換局16はメディアゲートウェイ10から受信したメディアゲートウェイアドレス情報を、基地局コントローラ14内の移動局5又は発呼者(call individual)又は加入者をアドレス指定するための呼識別子とともにアプリケーションシグナリングプロトコル接続15を介して基地局コントローラ14へ転送する。
【0039】
その後、ステップ9.の「接続修正(Modify Connection)」において、基地局コントローラ14は、デバイスコントロールプロトコル接続13を介し、メディアゲートウェイアドレス情報を呼識別子とともに基地送受信局8へ転送する。
【0040】
ステップ10.の「修正接続完了(Modify Connection Completion)」において、基地送受信局8は対応する呼識別子のためのメディアゲートウェイアドレス情報を格納し、接続完了を確認するため、正常終了結果をデバイスコントロールプロトコル接続13を介して基地局コントローラ14へ返送する。その後、ステップ11.の「接続更新完了」において、基地局コントローラ14は結果又は確認(confirmation)をアプリケーションシグナリングプロトコル接続15を介して移動通信交換局16へ転送する。ステップ12.の「ペイロード」は基地送受信局8におけるメディアゲートウェイアドレス情報の受信後に逆方向スルー接続が実行されることを示している。これはメディアゲートウェイ10が他のネットワーク2、例えばGSTN又はインターネットからMGW/GSTNペイロード接続25を介して受信したデータ、ペイロード又は呼情報を直接接続11を介して基地送受信局8へ、直接転送可能であることを意味し、従って基地送受信局8から無線リンク6を介して移動局5への転送が可能である。このような呼情報は例えば呼び出し制御音(ring control tone)であってよい。
【0041】
ステップ13.の「初期トランクシグナリング(Initial Trunk Signalling)」において、移動通信交換局16は他のネットワーク2又はインターネットプロトコルネットワークへの呼を、初期トランクシグナリングメッセージによって設定する。初期トランクシグナリングメッセージは、SGW/GSTNシグナリング接続26を介して他のネットワーク2と接続される、インタフェース手段20のシグナリングゲートウェイ21へトランクシグナリングプロトコル接続22上を転送される。初期トランクシグナリングメッセージは、他のネットワーク2としてのGSTNへの接続のために、シグナリングゲートウェイ21によって、さらにメディアゲートウェイ10によっても使用されるノード、トランク及びタイムスロットを示すシグナリング情報フィールドを含む。トランクシグナリングプロトコル接続22は例えばISUPであるトランクシグナリングプロトコルを実行する。
【0042】
初期トランクシグナリングと呼ばれるステップ14.において、シグナリングゲートウェイ21は移動通信交換局16からのシグナリングベアラを、例えばTCP/IPからMTPベアラへ、又はその逆に変換し、例えばGSTNシグナリリング情報フィールドを有する初期トランクシグナリングメッセージをSGW/GSTNシグナリング接続26を介して、シグナリング情報フィールドで示されるGSTN内のノードへ転送する。このノードは初期トランクシグナリングメッセージを移動局5によって呼び出されたアドレス又はユーザへルーティングする。
【0043】
B−アンサ(B-answer)と呼ばれるステップ15.において、被呼加入者ホームページ又はGSTNのエンティティが応答され、この応答はSGW/GSTNシグナリング接続26を介してネットワーク側2からシグナリングゲートウェイ21に通知される。再びB−アンサステップと呼ばれるステップ16.において、シグナリングゲートウェイ21はGSTNネットワークからのシグナリングベアラを、例えばMTPからTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)へ、又はその逆に変換し、トランクシグナリングプロトコル接続22を介してGSTNネットワーク2からのメッセージを移動通信交換局16へ転送する。
【0044】
その後、ステップ17.の「修正接続(両方向:both-way)」において、移動通信交換局16は、メディアゲートウェイ10及び移動通信交換局16の間に確立されたMSCデバイスコントロールプロトコル接続17を介し、メディアゲートウェイ10に両方向スルー接続を要求する。続くステップ18.の「修正接続完了」において、メディアゲートウェイ10は要求の正常終了を移動通信交換局16へレポートするとともに確認する。
【0045】
次に、ステップ19.の「B−アンサ」において、移動通信交換局16はB−アンサメッセージをプロトコル接続24を介して移動局5へ転送する。このB−アンサを受信した後、移動局は移動局5によって開始された所望の電話接続が成功裏に確立されたことを通知される。
【0046】
その後、ステップ20.の「ペイロード」において、直接接続11を介した基地送受信局8及びメディアゲートウェイ10間の両方向スルー接続が、BTSアドレス情報、メディアゲートウェイアドレス情報に基づきメディアゲートウェイ10及び基地送受信局8の制御下に確立される。これは、メディアゲートウェイ10及び基地送受信局8の両方が、データ、ペイロード又は呼情報を互いに直接送受信可能であることを意味する。これは双方向情報交換のためのスルー接続が基地送受信局8及びメディアゲートウェイ10の間で確立されたことを意味する。同時に、メディアゲートウェイ10からGSTNネットワーク2へ、またその逆方向のペイロード伝送接続が確立される。これはメディアゲートウェイ10及びGSTNネットワーク2との間でMGW/GSTNペイロード接続25を介した双方向情報交換用接続が確立されたことを意味する。換言すれば、無線リンク6、基地送受信局8、直接接続11、メディアゲートウェイ10及びMGW/GSTNペイロード接続25を介して、発呼移動局5から他のネットワーク又はGSTN2内の被呼エンティティへの両方向スルー接続が確立される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 他のネットワーク、例えばGSTNネットワークに接続されたパケット交換ネットワーク部分としてGSMネットワークを有する、本発明の実施形態に係る通信ネットワークの模式的ブロック図である。
【図2】 図1に示した通信ネットワーク内部でのスルー接続確立を図示、説明するためのシグナリングフローを示す図である。
Claims (29)
- 少なくとも2つのレイヤを有するネットワークアーキテクチャに従って複数のネットワーク要素が組織化されてなるパケット交換プロトコルベースのセルラ電話ネットワーク(1)を有する通信ネットワークであって、
前記セルラ電話ネットワークが、
前記通信ネットワークで処理されるべき通話に割り当てされたシグナリング情報を転送する、少なくとも1つの移動通信交換局(16)を含む複数のネットワーク要素から構成される第1のレイヤ(3)と、前記通話に割り当てられたペイロード情報を転送する、前記第1のレイヤを構成する複数のネットワーク要素と異なる複数のネットワーク要素であって、少なくとも1つの基地局を含む複数のネットワーク要素から構成される第2のレイヤ(4)と、前記セルラ電話ネットワーク(1)を他のネットワーク(2)へ接続するインタフェース手段(20)とを有し、
前記インタフェース手段(20)が、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び前記他のネットワーク(2)間でのシグナリング情報交換機能と、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び前記他のネットワーク(2)間でのペイロード情報交換機能とを有し、
前記セルラ電話ネットワーク(1)の前記第1のレイヤ(3)及び前記第2のレイヤ(4)が個別に前記インタフェース手段(20)に接続され、
前記セルラ電話ネットワーク(1)の前記第2のレイヤ(4)が、前記通話のペイロード情報を、前記第2のレイヤ内部で前記通話に割り当てされた、移動通信交換局を介さないルート(11)上で前記インタフェース手段(20)と双方向に伝送することを特徴とする通信ネットワーク。 - 前記セルラ電話ネットワーク(1)の前記第2のレイヤ(4)が、複数の基地送受信局(7、8、9)を有し、
各基地送受信局(8)はそれぞれに割り当てされたセルエリア内部の移動局(5)への無線リンクプロトコルを処理し、
前記基地送受信局(8)は前記第2のレイヤ内部でペイロード情報を交換するために、移動通信交換局を介さない前記第2のレイヤ内のルートで前記インタフェース手段(20)と接続されることを特徴とする請求項1記載の通信ネットワーク。 - 前記インタフェース手段(20)が、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び前記他のネットワーク(2)との間のペイロード情報交換のためのメディアゲートウェイ10を有し、このメディアゲートウェイ10は移動通信交換局を介さない前記第2のレイヤ内のルートで前記基地送受信局(8)に接続されることを特徴とする請求項2記載の通信ネットワーク。 - 前記インタフェース手段(20)が、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び他のネットワーク(2)との間のペイロード情報交換を行うためのメディアゲートウェイ(10)を有し、
前記移動通信交換局(16)が前記インタフェース手段(20)のメディアゲートウェイ(10)を制御するため、前記メディアゲートウェイ(10)に接続されることを特徴とする請求項3記載の通信ネットワーク。 - 前記インタフェース手段(20)が、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び前記他のネットワーク(2)の間のシグナリング情報交換のためのシグナリングゲートウェイ(21)を有し、
前記シグナリングゲートウェイ及び前記移動通信交換局との間のシグナリング情報を交換するために前記移動通信交換局(16)が前記シグナリングゲートウェイ(21)に接続されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の通信ネットワーク。 - 前記セルラ電話ネットワークの前記第1のレイヤが少なくとも1つの移動通信交換局及び第2のレイヤの複数の基地送受信局(7、8)に接続されるとともに、前記少なくとも1つの移動通信交換局(16)に接続される基地局コントローラ(14)を有し、
前記基地局コントローラ(14)はデバイスコントロールプロトコル機能によって前記基地送受信局(7、8)の各々を制御するとともに、アプリケーションシグナリングプロトコル機能によって前記移動通信交換局(16)と通信することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の通信ネットワーク。 - 前記セルラ電話ネットワーク(1)がGSMネットワークであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の通信ネットワーク。
- 前記他のネットワーク(2)がパケット交換ネットワークであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の通信ネットワーク。
- 前記パケット交換ネットワークがインターネット、VoIPネットワーク、インターネットプロトコルネットワーク、GPRSネットワーク又はUMTSネットワークであることを特徴とする請求項8記載の通信ネットワーク。
- 前記他のネットワーク(2)が回線交換ネットワークであることを特徴とする請求項7記載の通信ネットワーク。
- 前記回線交換ネットワークがISDNネットワーク、公衆交換陸上移動ネットワークPLMNネットワーク又は公衆交換電話網PSTNネットワークであることを特徴とする請求項10に記載の通信ネットワーク。
- 少なくとも2つのレイヤを有するネットワークアーキテクチャに従って複数のネットワーク要素が組織化されてなるパケット交換プロトコルベースのセルラ電話ネットワーク(1)を有する通信ネットワークを操作する方法であって、
前記セルラ電話ネットワークが、
前記通信ネットワークで処理されるべき通話に割り当てされたシグナリング情報を転送する、少なくとも1つの移動通信交換局(16)を含む複数のネットワーク要素から構成される第1のレイヤ(3)と、前記通話に割り当てられたペイロード情報を転送する、前記第1のレイヤを構成する複数のネットワーク要素と異なる複数のネットワーク要素であって、少なくとも1つの基地局を含む複数のネットワーク要素から構成される第2のレイヤ(4)と、前記セルラ電話ネットワーク(1)を他のネットワーク(2)へ接続するインタフェース手段(20)とを有し、
前記インタフェース手段(20)が、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び前記他のネットワーク(2)間でのシグナリング情報交換機能と、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び前記他のネットワーク(2)間でのペイロード情報交換機能とを有し、
前記セルラ電話ネットワーク(1)の前記第1のレイヤ(3)及び前記第2のレイヤ(4)が個別に前記インタフェース手段(20)に接続され、
前記通話のペイロード情報が,、前記第2のレイヤ(4)内で前記通話に割り当てされた、移動通信交換局を介さないルート上で前記インタフェース手段(20)と相互に転送されることを特徴とする方法。 - 通話初期化後、前記第2のレイヤ(4)の前記通話に割り当てられた基地送受信局(8)において、前記基地送受信局(8)を識別する基地送受信局(BTS)アドレス情報が生成されるとともに前記セルラ電話ネットワーク(1)の前記第1のレイヤ(3)を介して前記インタフェース手段(20)へ転送され、
前記インタフェース手段(20)及び前記基地送受信局(8)相互間におけるデータ、ペイロード及び呼情報を、移動通信交換局を介さない前記第2のレイヤ内のルートで交換することを可能とするための、前記基地送受信局(8)及び前記インタフェース手段(20)の間の接続(11)を前記第2のレイヤ(4)内部に確立するために、前記インタフェース手段(20)においてインタフェースアドレス情報又はメディアゲートウェイアドレス情報が生成されるとともに、前記生成されたインタフェースアドレス情報又はメディアゲートウェイアドレス情報が前記セルラ電話ネットワーク(1)の前記第1のレイヤ(3)を介して前記基地送受信局(8)へ転送されることを特徴とする請求項12記載の方法。 - 前記第2のレイヤ(4)の前記基地送受信局(8)が、割り当てされたセルエリア内部の基地局(5)に対する前記無線リンクプロトコル機能を処理し、前記方法が、前記基地送受信局(8)及び前記インタフェース手段(20)間において、前記セルラ電話ネットワーク(1)の前記第2のレイヤ(4)を介したペイロード情報を移動通信交換局を介さない前記第2のレイヤ内のルートで交換するためのペイロードプロトコル機能を提供することを特徴とする請求項12又は請求項13記載の方法。
- 前記方法が、前記移動通信交換局(16)及び前記インタフェース手段(20)の間のシグナリング情報交換のための移動通信交換局(MSC)デバイスコントロールプロトコルを提供することを特徴とする請求項12乃至請求項14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記インタフェース手段(20)が、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び前記他のネットワーク(2)の間のペイロード情報交換のためのメディアゲートウェイ(10)を有し、前記移動通信局が、前記メディアゲートウェイに接続され、前記メディアゲートウェイ(10)及び前記移動通信交換局(16)の間のシグナリング情報を前記移動通信交換局(MSC)デバイスコントロールプロトコル機能によって交換することを特徴とする請求項15記載の方法。 - 前記方法が、前記移動通信交換局(16)及び前記インタフェース手段(20)の間でシグナリング情報交換を交換するためのトランクシグナリングプロトコル機能を提供することを特徴とする請求項12乃至請求項16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記インタフェース手段(20)が、
前記セルラ電話ネットワーク(1)及び前記他のネットワーク(2)の間のシグナリング情報交換のためのシグナリングゲートウェイ手段(21)を有し、
前記移動通信交換局(16)が前記シグナリングゲートウェイ手段(21)に接続され、前記トランクシグナリングプロトコル機能が前記シグナリングゲートウェイ手段(21)及び前記第1のレイヤ(3)内部の前記移動通信交換局(16)との間のシグナリング情報交換に用いられることを特徴とする請求項17記載の方法。 - 前記セルラ電話ネットワーク(1)の前記第1のレイヤ(3)が、前記第2のレイヤ(4)の複数の基地送受信局(7、8)及び前記移動通信交換局(16)に接続された少なくとも1つの基地局コントローラ(14)を有し、前記方法が、
前記基地送受信局(7、8)及び、前記基地局コントローラ及び前記基地送受信局の間での前記情報交換を制御するための、前記基地送受信器(7、8)の各々と前記基地局コントローラ(14)との間で確立されるべきデバイスコントロールプロトコル機能を提供し、また、前記方法が、前記基地局コントローラ及び前記移動通信交換局(16)との間で確立されるべきアプリケーションシグナリングプロトコル機能を提供することを特徴とする請求項12乃至請求項18のいずれか1項に記載の方法。 - 前記移動局(5)による新しい呼の開始後に、前記新しい呼に割り当てされる呼ID情報が前記移動通信交換局(16)内部で生成及び格納され、そして前記呼ID情報が前記アプリケーションシグナリングプロトコル機能により前記移動通信交換局(16)から前記基地局コントローラ(14)へ送信されることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記移動通信交換局(16)からの前記呼ID情報が前記基地局コントローラ(14)内部に格納され、対応する要求が基地送受信局(8)へ前記基地局コントローラ及び前基地送受信局の間で確立されるデバイスコントロールプロトコルによって転送されることを特徴とする請求項20記載の方法。
- 前記基地局コントローラ(14)から前記呼ID情報を受信した後、前記基地送受信局(8)内に基地送受信局(BTS)アドレス情報が生成され、前記基地送受信局(BTS)アドレス情報が、前記基地送受信局(8)及びメディアゲートウェイ(10)との間で移動通信交換局を介さない前記第2のレイヤ内のルートでの情報交換を可能とするために、前記呼に割り当てられた基地送受信局(8)及び、前記基地送受信局(8)内部の呼を特定することを特徴とする請求項21記載の方法。
- 前記生成された基地送受信局(BTS)アドレス情報が前記基地局コントローラ(14)に転送されることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 前記基地局コントローラ(14)からの前記呼ID情報が前記基地送受信局(8)内に格納されることを特徴とする請求項22又は請求項23に記載の方法。
- 前記基地送受信局(BTS)アドレス情報を前記基地送受信局(8)から受信した後、前記基地送受信局(BTS)アドレス情報が前記基地局コントローラ(14)から前記移動通信交換局(16)へ転送されることを特徴とする請求項24記載の方法。
- 前記メディアゲートウェイ(10)からの接続要求後、前記呼IDおよび前記基地送受信局(BTS)アドレス情報が前記移動通信交換局(MSC)デバイス制御プロトコル機能を用いる前記メディアゲートウェイ(10)へ送信されることを特徴とする請求項25記載の方法。
- 移動通信交換局を介さない前記第2のレイヤ内のルートでの接続の要求が、前記移動通信交換局(16)から前記メディアゲートウェイ(10)へ、前記移動通信交換局(MSC)デバイスコントロールプロトコルによって送信されることを特徴とする請求項26記載の方法。
- 前記メディアゲートウェイ(10)及び前記メディアゲートウェイ(10)内の前記呼を特定するメディアゲートウェイアドレス情報が前記メディアゲートウェイ(10)で生成され、前記移動通信交換局(MSC)デバイスコントロールプロトコルによって前記移動通信交換局(16)へ返送されることを特徴とする請求項24乃至請求項27のいずれか1項に記載の方法。
- 前記メディアゲートウェイ(10)から前記メディアゲートウェイアドレス情報を受信した後、前記メディアゲートウェイ(10)及び前記基地送受信局(8)の間で相互に移動通信交換局を介さずに前記第2のレイヤ内で情報の交換を可能とする目的で、前記BTSアドレス情報及びメディアゲートウェイアドレス情報に基づく、前記メディアゲートウェイ(10)及び前記基地送受信局(8)との間の、移動通信交換局を介さない前記第2のレイヤ内のルートでの接続を確立するための前記メディアゲートウェイアドレス情報が前記移動通信交換局(16)から前記基地局コントローラ(14)を介して前記基地送受信局(8)へ転送されることを特徴とする請求項28記載の方法。
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