JPH06505612A - 無線電話システム用コントローラ - Google Patents
無線電話システム用コントローラInfo
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- JPH06505612A JPH06505612A JP5510091A JP51009193A JPH06505612A JP H06505612 A JPH06505612 A JP H06505612A JP 5510091 A JP5510091 A JP 5510091A JP 51009193 A JP51009193 A JP 51009193A JP H06505612 A JPH06505612 A JP H06505612A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
無線電話システム用コントローラ
発明の分野
本発明は一般的には無線電話システムに関し、かつ、より特定的には、無線電話
システムの構成要素の間の通信相互接続を行なうための交換機を導入した無線電
話システムに関する。
発明の背景
無線電話システムは一般には特定のカバレージ領域内のベースステーションを公
共交換電話ネットワーク(PSTNンと相互接続するために使用される無線電話
特定の(radiotelephone−specific)交換機を導入する
。これらの無線電話特定交換機は無線電話システムに関係するシグナリングの面
(aspects)に応答して交換を行なう。例えば、無線電話特定交換機は加
入者識別番号、訪問(visiting)識別番号、課金情報、その他の格納の
ための中央ロケーションとすることができる。無線電話呼が加入者ユニットによ
って無線電話システムの特定のベースステーションに対して開始された時、該ベ
ースステーションは適切な情報を前記無線電話特定交換機に報告し、それによっ
て適切な宛先への交換が起こり得るようにする。同様に、無線電話特定交換機は
、とりわけ、ユーザの課金計算および記憶を行なう。
無線電話システムにおいて使用される無線電話特定交換機は構築するのが困難で
ありかつ無線電話特定の面のシグナリング、制御、その他と組合わされた交換要
素の複雑な組合せのため維持するのが一層困難である。また、無線電話特定交換
機に関する容量の上限は通常与えられたカバレージ領域に対する無線電話システ
ムの容量の上限であるから、無線電話特定交換機が使用される場合に実際上の加
入者容量の問題が発生する。典型的なシナリオにおいては、無線電話特定交換機
に対する加入者容量は前記カバレージ領域に応じて、500加入者から少なくと
も2500加入者にまでに及び得る。大きなカバレージ領域においては、これら
の無線電話特定交換機によって与えられる加入者容量の上限は非常に短時間で超
過する可能性がある。
無線電話システムにおけるこの容量及び複雑さの問題を緩和するために、無線電
話特定の交換機の除去が理想的な解決方法である。さらに、陸線交換機はPST
Nを介して豊富にあるから、PSTN形交換及び無線電話形交換の双方のために
使用できる交換能力の欠如は決して生じない。
無線電話特定交換機を除去するために、無線電話システムに強固に関連するシグ
ナリングの面が無線電話特定交換機から除去される必要がある。これによって複
雑がっ容量に限界のある無線電話特定交換機に替えて一般的なPSTN形交換機
が使用できるようになる。無線電話特定交換機からPSTN形交換機への透明な
(transparent)切り替えを保証するために、PSTN形交換機のア
ーキテクチャの変更は最小限に保たれるべきである。例えば、もし無線電話のシ
グナリングの面のみを含むコントローラがPSTN形交換機に接続されるべきで
ある場合は、該コントローラは無線電話システムとPSTNとの間の適切な交換
を達成するために付加的なプロトコルを要求すべきでない。言い換えれば、コン
トローラは交換機がそれが無線電話形式の交換に使用されていることを知ること
なくPSTN形交換機の標準のボートにインタフェースできる能力を持つべきで
ある。さらに、前記コントローラ、がっしたがって無線電話システム、は現存す
る古典的なPSTN形式の交換機能を利用する適切な能力を持つべきである。
したがって、スイッチングの見地から無線電話形式のシグナリングの面の機能を
本質的に分離し、かつさらにこの特徴的機能及びしたがってユーザの利便性に対
して現存するPSTN形式の交換機の能力を利用できる無線電話システムの必要
性が存在する。
発明の概要
通信システムにおけるコントローラは無線電話システムにのみ関係する制御情報
を処理しかつ交換機にアクセスして前記処理された制御情報に応じて音声情報を
適切に導く。
図面の簡単な説明
第1図は、概略的に、本発明に係わる別個の交換機能及び無線電話のシグナリン
グ処理を備えた交換センタを導入した通信システムのトポロジーを示す。
第2図は、概略的に本発明に係わるセルラアプリケーションプラットホーム(C
AP)をブロック図形式で示す。
第3図は、概略的に本発明に従って呼を開始した移動ユニットをPSTN内の陸
線の宛先に接続するために第1図の通信システムが行なうステップを示す。
第4図は、概略的に本発明に従ってPSTN発信呼を移動ユニットに接続するた
めに第1図の通信システムが行なうステップを示す。
第5図は、概略的に本発明に従ってロケーション更新を達成するために前記通信
システムが行なうステップを示す。
好ましい実施例の詳細な説明
第1図は、概略的に本発明に従って別個の交換機能及び無線電話のシグナリング
の面を備えた無線電話システムのトポロジーを示す。好ましい実施例においては
、前記交換機はクラス5交換機(C1ass 5 5w1tch)112である
。また、好ましい実施例においては、前記無線電話システムはセルラ無線電話シ
ステムであり、かつより特定的にはGroup 5pecial Mobile
(GSM)全ヨーロッパデジタルセルラシステムであり、これは概略的にGSM
勧告1.02、バージョン3.0゜0.1990年3月に記載されている。しか
しながら、前記概念は、アメリカ合衆国、イリノイ州、シャンバーブのMoto
rola 5ervice Publicationsによって発行されたMo
torola In5truction Manual No、68P8105
4E59に記載されかつMotorola、Inc、から入手可能なEMX交換
機のような、無線電話特定交換機を導入した任意の無線電話システムに適用でき
る。さらに、第1図はバーチャル(virtual)移動交換センタ115(M
SC)を示している。このアーキテクチャにおいては、形式的には区別可能なか
つ別個の実体(entity)である、MSC115はベースステーションコン
トローラ125、ホームロケーションレジスタ103 (HLR) 、セルラ特
定機能を備えたセルラアプリケーションプラットホーム118 (CAP) 、
及びネットワーク相互接続機能のための1組の規定された標準インタフェース、
に加えてローカルセルラ制御のための特別に開発され(かつ発表された)インタ
フェース、及びこのバーチャルMSC構成を管理するための総合オペレーション
及びメンテナンスセンタ106106(Oの要素、のネットワークへと進化して
いる。さらに、前記バーチセルMSCは最小の組のインテリジェントネットワー
キング(IN)能力を提供する任意の製造者のクラス5中央局交換機と接続する
。
第1図に示された概念は、1次レートインタフェース(Primary Rat
e Interfaces+PR1)及び基本レートインタフェース(Basi
c Rate Interfaces :BRI)とSS7&IN能力との組合
せにより、PSTNのクラス5の交換サービスは現在数多くのクラス5交換機1
12の特徴的機能を導入でき、あるいはすぐに利用可能になるものと想定してい
る。
今日のセルラ交換システム、すなわち無線電話特定交換機(GSMデジタルセル
ラシステムにおける前記MSC)、の典型的な成長限界はもはや第1図に示され
たアーキテクチャの要因ではないことに注目することが重要である。バーチセル
MSC115のスイッチングの限界は単にいずれかのクラス5局の交換制限によ
ってのみ生じる。
前記CAP 118はコスト及び性能の関数としての単一のまたは複数のプラッ
トホームに存在し得るセルラ特定機能の組合せをサポートする。実際に、区別可
能なかつ別個の実体として示されたいくつかの要素、すなわち、車両ロケーショ
ンレジスタ(VLR)、移動性または移動度管理(mobility mana
gement)、カスタム化サービス、その他、はもしコスト及び性能がこの構
成を是認すれば同じ物理的プラットホームに共存できる。しかしながら、機能的
にこれらの要素はバーチャルMSCII5内のそれらの特定の機能に焦点を当て
るため別個に示されている。CAP 118は、50チヤネルから6.000チ
ヤネルに及ぶ、小さいマーケット並びに大きなマーケットにアドレスする能力を
持つことができる。その数字を越える拡張は第1図のBインタフェース116を
介してCAP118のネットワーキングによって達成されるべきことが予見され
る。
HLR103はセルラネットワークのための加入者データベースを表しかつネッ
トワーク内の全ての加入者に対する永久的な記録の記憶である。該HLR103
は好ましいキャリア、許可された特徴的機能、呼スクリーンリスト、その他のよ
うな情報を含む。このプラットホームはまた加入者の数が約5,000加入者の
ローエンドから約500゜000加入者のハイエンドまでに及ぶ点において拡張
性を持つ。物理的には、HLR103は到来呼に便宜を与えるためSS#7を介
して前記ネットワークまたはクラス5交換機112に相互接続し、かつ認証(v
alidati。
n)をサポートするため、I S−41またはGSM MAPを介して前記CA
P118に接続する。
ローカルまたはリモートでも良い、ベースステーションのコントローラ121〜
124(BSC)は全て前記プラットホーム内のサブレート(subrate)
交換能力を有しかつ主としてバーチセルMSC115に対する無線電話システム
125のためのインタフェース機能を達成する。
各BSCは複数のベース送受信機ステーション127〜129 (BTS)をサ
ポートし、これらは加入者132と通信するために使用される実際の無線チャネ
ルである。可能な場合には、音声圧縮がBTSとBSCとの間で使用され回線コ
ストを低減することができる。同じBSCの下での873間のハンドオフはB5
C122〜124に関連する交換能力を介して行なわれる。BSC間のノ1ンド
オフはクラス5交換機112、典型的にはネイルド(nailed)接続を介し
てクラス5交換機112によって達成される。
あるいは、BSCの間の直接的接続が使用されてBSC間のハンドオフに便宜を
与えることができる。好ましい実施例では、各々のB5C121〜124は1.
500無線チヤネルまでをサポートするような大きさに目標がおかれている。
無線電話システム125のマスタB5C121において示される、トランスコー
ダ機能はセルサイト接続におけるパックホール(back haul)価格を低
減するために音声圧縮を可能にするため与えられている。好ましい実施例におい
ては、トランスコーディングは13Kb p sの03M音声を64Kbpsの
A−Low PCMに変換する。該トランスコーディング機能はまたクラス5交
換機112との統合サービスデジタルネットワーク(ISDN)のための終端ポ
イントを表す。もしコストのために必要であれば、交換もまた830間接続に便
宜を与えるためにトランスコーダと関連付けることができる。クラス5交換機1
12のリンク113はマスタB5C121におけるトランスコーダにおいて終端
し、そこではDチャネルコントローラが設けられ(groomed)及びCAP
118に導かれる。次に、もし必要であれば(大部分のアナログ変調機構は今日
圧縮を使用しない)、音声チャネルは圧縮され、かつB5C122〜124に導
かれる。
B5C121〜124は、GSM Aインタフェースに基づくインタフェースで
ある、A+インタフェースを介してCAP 118と通信する。該A+インタフ
ェースはアナログ変調機構並びに将来のデジタル変調機構をサポートするために
前記Aインタフェースを補足しなければならず、かつ発表された(publis
hed)インタフェースである。このインタフェースの物理的な実現はBSC音
声終端からこのインタフェースを準備しかつそれをDチャネル終端を備えたCA
P118に導くトランスコーダとなる可能性が最も高い。
全ての交換機関通信はさらに他の発表されたインタフェースによって取扱うこと
ができる。好ましい実施例では、このインタフェースはGSM MAPインタフ
ェースとされる。アメリカ合衆国のような国においては、該インタフェースはI
S−41インタフエースとなる。交換機間ハンドオフ、並びに呼伝達、はこの
インタフェースを介して容易に行なわれる。他の交換機への音声相互接続は、制
御を同じリンクに乗せることにより、クラス5交換機112を介して行なわれる
。
バーチセルMSC115を構成する全ての要素は0M0106への相互接続を必
要とする。該OMC106は基本的設備全体のためのオペレータへの共通の外観
及び感触(look and feel)を表し、オペレーション及びメンテナ
ンス形式の監視及び性能に対する中央ロケーションを提供する。PSTNloo
への相互接続は標準化されたCMISEプロトコルを備えたX、25リンクを介
する。さらに、相互作用機能(interworkingfunction:I
WF)109はFAX、モデムサービス、その他のような所持者サービスに便宜
を与えるためにクラス5交換機112に接続される。
前に述べたように、クラス5交換機112は次の機能をサポートする汎用のクラ
ス5交換機である。
1、端局サービス交換ポイント(SSP)、例えば、800形メツセージ間合せ
サービス。該882機能はSS7フォーマットのメツセージをHLR103及び
CAPII8のエンティティの機能のようなサービス制御ポイント(S CP)
のいずれかまたは双方に導くことができなければならない。
2.1次レートインタフェース(PRI)、該PRIはQ、921/Q、931
ベースである。23B+LDがバーチセルMSC115のアプローチにとって十
分である。
3、基本レートインタフェース(BRI)、該BRIのための前記Q、931/
Q、932メツセージセットはこのインタフェースに必要なサポートプロトコル
である。
4、SS7トランキング、クラス5交換機112はSS7トランキングのPST
N内のローカル交換キャリアに終端できるべきである。カスタム化されたローカ
ルエリア信号サービスのサポートは将来の特徴的機能の相互操作性のために望ま
しい。
5、CLASS機能、CLASSのサポートは将来の特徴機能の相互操作性のた
めに望ましい。
6、l5DN/SS7相互作用、クラス5交換機112において利用可能なPR
I/337呼セットアツプ及びデータ輸送を持つことが望ましい。
第1図に示されるように、クラス5交換機112をCAP118に接続するSS
7リンク114は数多くの国際電信電話諮問委員会(CCITT)勧告に関係す
る。該CCITT勧告は呼制御及びセットアツプ並びに電話に関係する周辺サー
ビスのための情報交換のための電話ネットワークにおけるシグナリングに関係す
る。CAP 118、HLR103、及びクラス5交換機112の間の通信はS
S7のいくつかの構成部分によってカバーされ、一方りラス5交換機の間及びク
ラス5及びクラス4交換機の間のSS7トランクのための音声シグナリングはや
や異なるグループ分けの構成要素の能力によってカバーされている。一般に、C
AP118/HLR103/クラス5交換機112の通信はネットワーク要素間
の間合せおよび応答形式のメツセージ(800番のようなサービス)をサポート
するために処理能力手順(T CA P’)と組合わせて、メツセージ転送部(
MTP)、シグナリング接続制御部(S CCP)を必要とする。交換機間の音
声通信は前記MTP及び電話ユーザ部(TUP、国際間のみ)、または統合サー
ビスデジタルネットワークのユーザ部(ISUP)のいずれかを必要とする。上
に述べた全てのものに対する変形は運用及びサービスに関して存在するが、他の
国の構成と受入れられない状態について最もしばしば国によって異なるものは前
記TUP/l5UP要素である。
システムからシステムへのCAP 118の間の相互接続は第1図に示されるB
インタフェース116を介して行なわれる。該Bインタフェース116はMSC
間機能、例えば、登録、認証(validation)、ハンドオフ、更新、そ
の他に対するMSC間l5−41呼シ一ケンス機能に加え、目標MSCに対し主
体となってサービスする(hosts)他のクラス5交換機に呼を伝達するため
の音声グレードトランキング(好ましくは5S7)を含む。
好ましい実施例において使用されるBインタフェース116はGSM移動アプリ
ケーション部(804及び808)の下でこれらの機能能力を提供する。前に述
べたように、交換機関音声呼伝達はSS7トランキングとすることか望ましい。
第1図を参照すると、CAP118は3つの基本的な機能ブロックに関して最も
良く説明できる。これらの機能、および付随する説明は以下に与えられる。
移動性(mob i l t ty)管理−このエンティティはシステムにおけ
る全てのハンドオフ処理に対して調停を行なう。全ての測定の整合、ルーティン
グ、制御、その他はこのエンティティの管轄下にある。さらに、基本的な呼制御
はこのエンティティにある。
VLR−このエンティティは特定のCAPの下に存在するBSCによってカバー
される地理的カバレージ領域内の移動ユニット132のロケーションを追跡する
責務を有する。第1図に示されるように、これらはCAP 118の制御の下に
B5C121〜124に関係する全ての登録処理その他はこのエンティティで管
理される。さらに、全ての論理的な移動ユニットのビジー状態はこの機能ブロッ
クにおいて維持される。
顧客サービス−このエンティティは、呼追跡、送信時間課金(air time
billing))、その他のような、セルラの残りの独自の特徴的機能を表
す。それはまたこれが前記バーチセルMSC115に対するいわゆるサービス生
成環境であるかについての主な表明である点で顧客がプログラム可能なプラット
ホームをも表す。
CAP118の物理的構成は選択された大きさ、変調機構及び環境に応じて複数
のプラットホームまたは単一のプラットホームとなることに注目することが重要
である。上に述べた機能を達成するためのソフトウェアは柔軟性あるハードウェ
アのアーキテクチャをサポートするような様式で構築されるべきである。CAP
118はX、25並びにSS7シグナリングリンクをサポートすることが必要と
なるであろう。
第2図は、本発明に係わるCAP 118のハードウェアのアーキテクチャを示
す。フロントエンド200が冗長I10インタフェースバス215を介して計算
プラットホーム(CP)221に結合されている。フロントエンド200は交換
機112にアクセスしかつ音声情報をシステムを通って導くために処理された制
御情報を使用する。フロントエンド200は本質的にB5C121〜124に配
置されたデジタルハードウェアからなる。フロントエンド200は第1図に示さ
れたBインタフェース116をサポートするためにインタフェース能力およびハ
ードウェアを提供する包括的プロセッサ203 (GPROC)からなる。GP
ROC203は概略的にモトローラの68030型デジタル信号プロセッサ(D
SP)、16メガバイトまでのRAM、約2メガバイトのEFROM、8キロバ
イトのNVRAM、デュアルIEEE802.20−カルエリアネットワーク(
LAN)インタフェース、32−64KBPSL A P B/Dシリアルイン
タフェース209、冗長TDMハイウェイをサポートするためのデュアルTDM
交換ハイウェイ、4非同期/同期シルアルポート、および冗長MCAPバス20
5をサポートするためのデュアルMCAPバス205からなる。GPROC20
3は第1図のB5C121〜124に結合された2、048MBPSスパンのた
めの回路インタフェース(第1図のA+インタフェース126)を提供するメガ
ストリーム・インタフェース205(MSI)に結合されている。フロントエン
ド200は到来シグナリング形式メツセージを解釈しかつ適切に前記制御情報を
処理するCP221に導くのに必要なデジタルハードウェアを提供する。
CP221によってメツセージが受信されたとき、CP221によって使用され
るソフトウェアによって適切な行動が引き起こされる。記憶媒体224はユーザ
情報を記憶するために使用され、かつ特に顧客サービス、車両位置登録、および
移動性管理に関係する情報を記憶するために使用できる。CP221がフロント
エンド200からのメツセージの処理を完了したとき、該CP221は適切な応
答メツセージを他のCAP、クラス5交換機112、あるいはB5C121〜1
24に送信し戻す。これはフロントエンド200を介して行われる。CP221
によって処理される典型的なメツセージは加入者132に対して呼接続を確立す
るため、1つの加入者から他の加入者にハンドオフを行うため、その他のためで
ある。好ましい実施例では、前記CP221および記憶媒体224は無線電話シ
ステムに関係する処理能力のみを含む。さらに、CP221は池のCAP、クラ
ス5交換機112、またはB5C121〜124から受信した制御データのみを
処理し、音声情報はCAP 118を通して伝達されない。
第3図は概略的に本発明にしたがって呼を開始する加入者ユニット132をPS
TN100内の陸線宛先に接続するために第1図の通信システムが行うステップ
を示す。呼シーケンスを開始するために、移動ユニット132はそれがサービス
されているBSCに対して発信シーケンスを送信する。第1図を参照すると、こ
のBSCは例示のための遠隔B5C124である。該B5C124は移動ユニッ
ト132からの発信情報を含むLACサービス(s u r f ace)要求
に対するサービス要求を送信する。該LACはCMササ−ス要求を処理(tra
nsaction)301が行われるCAPに送信する。処理301はCAPI
I8における呼処理を含む。さらに、データ記憶が初期化され、かつ移動ユニッ
ト132からの全ての関連情報が記録される。この情報は、捕捉時間、移動ユニ
ットのアイデンティティ、回路情報、その他を含む。CAP 118はまたトラ
ンク統計を更新しかつ適切なパラメータを得るためにVLRと対話を開始する。
該VLRは前記移動ユニットを認証しかつサービスプロフィールをCAP118
1m戻t。
取引302はVLRからの応答を認証しかつ該応答をCAP118のCP221
に導く。CAPのCP221は全ての関連する移動ユニット132の情報を記録
し、該情報は真正証明(authentication)、暗号化、および一時
的移動加入者識別(TMSI)データを含む。CAP118は次にLACおよび
B5C124を介して移動ユニット132に真正証明メツセージを送信すること
により真正証明を開始する。移動ユニット132は次に真正証明応答をLACの
B5C124を介してCAP118に戻す。処理303はCAP 118におい
て真正証明応答をCAP118の計算プラットホーム(compute pia
tform)に導くことにより行われる。計算プラットホーム221は前記応答
を確認または認証しかつ次に移動ユニット132に暗号化メツセージを送信する
ことにより暗号化を開始する。移動ユニット132は前記暗号化メツセージを処
理しかつB5C124およびLACを介して暗号化応答をCAP 118に返送
する。処理304は前記暗号化応答を前記応答が確認されたCP221に導くこ
とにより行われる。CAP 118は次にTMSIをLACおよびB5C124
を介して移動ユニット132に送信することによりTMS I処理を開始する。
移動ユニットは該7MSlメツセージを処理しかつTMS I応答をCAP 1
18に戻す。処理305はTMS I応答がCAP118のcp221に導かれ
ている場合に行われる。前記応答を確認したCAP 118のCP221は次に
移動ユニット132からのメツセージを待つ。移動ユニット132からのメツセ
ージのセットアツプを受信すると、処理306は該セットアツプメツセージをC
AP 118のCP221に導く。CP221は変換されるべきダイアルされた
デジットを送信し、番号変換部は該デジットを受信しかつ(DBルーチンを使用
して)変換し、その結果は戻されかつ変換結果はCP221によって受信される
。メツセージのセットアツプが次にターミナル(term)呼ハンドラに送信さ
れ、呼処理がCPA118によって開始され、かつBR■トランクがトランク・
ハンドラによってメツセージシーケンスを介して選択される。呼シーケンスQ、
931は次に開始されかつCAP 118はLACを介してクラス5交換機1−
12にセットアツプメツセージを送信することにより呼を確立する。クラス5交
換機112は次に初期アドレスメツセージ(IAM)をPSTNlooに送信し
かつ次に呼処理メツセージをLACを介してCAP118に返送する。処理30
7はプラス5交換機112からの呼処理メツセージが処理のためにCP221に
導かれたときにCAPにおいて行われる。呼処理メツセージは次にCAP 11
8によってLACおよびB5C124を介して移動ユニット132に送信される
。CAP118は次に前記メツセージ処理のための地上回路を得かつ割当てコマ
ンドをB5C124および移動ユニット132に送信する。B5C124は処理
308においてCP221に導かれたCAPに割当て完了コマンドを返送する。
CAP118は次にLACに対しパス接続命令を送信する。
前記LACはそれ自身とCAP 118との間でパス接続を形成する。PSTN
looはACMメツセージをクラス5交換機112に送信し、該クラス5交換機
112は次にLACを介してCAP118に警報メツセージを送信する。
処理309はプラス5交換機112からの到来警報メツセージをCAP118に
おけるターミナル(term)呼処理に導き、該CAP 118はその事象を記
録しかつ前記警報メツセージをCP221に渡す。CP221は警報メツセージ
をLACおよびB5C124を介して移動ユニット132に送信する。この時点
で、PSTNlooは応答メツセージをクラス5交換機112に送信し、該クラ
ス5交換機112は次にLACを介してCAP 118に接続メツセージを送信
する。処理310は次に前記到来接続メツセージをターミナル呼処理に導き、該
ターミナル呼処理はその事象を記録しかつ接続メツセージをCP221に受け渡
す。CAP118におけるCP221は応答時間を記録し、統計を更新し、かつ
次に接続メツセージを移動ユニット132に送信する。呼は今や通話状態になっ
ている。
前記呼はいずれかのパーティがそれを切断することを選択するまで継続する。切
断に応じてPSTNlooは解除または復旧(releas)メツセージをクラ
ス5交換機112に送り、該プラス5交換機112は同時に呼解除または復旧(
RLC?)をPSTNlooに送信しかつ切断メツセージをLACを介してCA
Pに送信する。処理番号311は切断メツセージをターミナル呼処理に導き、該
処理は呼切断時間を記録しかつ次に前記メツセージをCP221に送る。CAP
118のCP221は次にLACおよびB5C124を介して移動ユニット13
2に切断メツセージを送信することにより切断シーケンスを開始する。移動ユニ
ット132は復旧応答をCAPに返送し、そこで処理312は該復旧応答をCA
PのCP221に導く。CAPのCP221は復旧時間を記録しかつ該復旧をL
ACおよびB5C124を介して移動ユニットに復旧完了メツセージを送信する
ことによりアクノレツジする。前記復旧メツセージはCAP 118内のターミ
ナル呼処理に送られ、該CAP118は次にクラス5交換機112に復旧を前記
復旧メツセージを送ることによりアクノレツジする。クラス5交換機はこの復旧
を復旧完了メツセージをCAPII8に返送することによりアクノレツジし、そ
こで処理313は前記復旧完了メツセージをターミナル呼処理に導く。
ターミナル呼処理はメツセージ交換を介してBRIをアイドルにしかつターミナ
ル呼セグメントを課金発生器(billing generator)に送信す
る。該ターミナル呼処理は復旧完了メツセージをCAP118のCP221に送
りかつ次に動作を終了する。CP221はBSCに対しクリアコマンドを送信し
、一方CP221は課金情報のセグメントを記憶しかつ該課金情報の完了を待つ
。B5C124はチャネル復旧メツセージを移動ユニット132に送信し、この
場合該移動ユニットは特定のチャネルによる送信を停止する。これが発生したと
き、B5C124はクリア完了メツセージをCAP 118に送信し、そこで処
理314はクリア完了メツセージをCP221に導く。
この時点で、前に関与していた地上(terrestrial)回路は解除され
メツセージ処理、記録された時間および課金情報の残りのセグメントは課金発生
器に送信される。発信呼処理が終了し、課金発生器は課金およびデータを形成し
かっVLRに送信する。該VLRはアクルッジメントをCAP 118に返送し
、そこで処理315がCAP118内の課金発生器に導かれかつ呼データが次に
復旧される。
第4図は、本発明にしたがってPSTN発信呼を移動ユニットに接続し、移動ユ
ニットが応答し、かつ移動ユニットが先に切断するために本通信システムが行う
ステップを概略的に示す。呼を開始するために、PSTNlooは初期アドレス
メツセージ(JAM)をクラス5交換機112に送信する。クラス5交換機11
2は次にルーティング情報をHLR103に送信し、該HLR103は次に該ル
ーティング情報をCAP 118内のVLRに送信する。好ましい実施例におい
ては、VLRはCAP 118内に存在する。他の実施例では、VLRは別個の
物理的実態としてもよい。続いて、到来ルーティング情報はCAPによって受信
されかつ処理401は該情報をCAP118内の発信呼処理に導く。この時点て
、BRIは引き続くメツセージを介して割当てられかつタイマがCAP118内
でセットされる。前記BRIに関連する移動ステーションローミング番号(MS
RN)を含むルーティング情報アクルッジメントはVLRに戻されかつセットア
ツプメツセージが待機される。vl、Rはルーティング情報アクルッジメントを
HLR103に送信し、そこでそれは次にクラス5交換機112に送信される。
クラス5交換機112はセットアツプメツセージをLACを介してCAPに送信
し、そこで処理402は該セットアツプメツセージをCAP 118内の発信呼
処理に導(。この時点で、CAP118は捕捉時間(seizure time
)およびペッグ統計(p e gs 5tatistics)を記録する。また
、CAP 118内の発信呼処理は到来BRIを加入者番号と整合する。
このデータは修正(modified)セットアツプメツセージにおいてターミ
ナル呼処理に渡され、ターミナル呼処理はデータ処理データ記憶を初期化し、移
動ユニットのアイデンティティ、回路情報、その他のような、全ての関連ある情
報を記録し、かっVLRとの対話を開始してロケーション領域識別子(LAI)
、TMS I、および国際移動加入者アイデンティティ(IMSI)を得ル。
CAP 118は次にVLRに認証または確認(va l ida t i。
n)要求を送信し移動ユニットを確認する。VLRは次にLAISTMS I、
およびIMS Iを含む確認応答をCAP118に返送し、そこで処理403は
該確認応答をCAP118内のターミナル呼処理に導く。CAP118内の呼処
理は全ての関連情報を記録しがっページングシーケンスを開始する。CAP 1
18はLACおよびB5C124を介しB T S ]、 29を通って移動ユ
ニット132にページングを行う。移動ユニット132はページ応答をB5Cl
24およびLACを介してCAP118に返送し、処理404は到来ページ応答
をCAP内のターミナル呼処理に導く。ターミナル呼処理は移動ユニット132
に関する全ての関連情報を記録しかっVLRに対しプロセスアクセス要求メツセ
ージを送信する。VLRは真正証明、暗号、新しいTMSIデータをCAPに返
送し、そこで処理405は到来アクセス応答をCAP118内のターミナル呼処
理に導く。ターミナル呼処理はこの情報を記録しかつ次に移動ユニット132に
真正証明メツセージを送信することにより真正証明を開始する。移動ユニット1
32は真正証明応答をCAP 118に送信し、そこで処理406は前記真正証
明応答をターミナル呼処理に導く。ターミナル呼処理は前記応答を確認しかつ次
に移動ユニット132に暗号化メツセージを送信することにより暗号化を開始す
る。暗号化メツセージを受信すると、移動ユニットは暗号化応答をCAP118
に戻し、処理407が該暗号化応答をターミナル呼処理に導くことができるよう
にする。ターミナル呼処理は前記応答を確認しかつ次にCAP118がTMS
Iを移動ユニット132に送信することによりTMSI処理を開始する。移動ユ
ニット132はTMS I応答をCAP118に返送し、そこで処理408は到
来TMS I応答をCAP118内のターミナル呼処理に導く。ターミナル呼処
理は該TMSI応答を確認しかっQ、931シーケンスを開始する。CAP11
8はLACおよびB5C124を介して移動ユニット132にセットアツプメツ
セージを送信することにより移動ユニット132に対する呼を確立する。
この時点で、移動ユニット132は呼確証メツセージ(call confir
mation message)をCAP 118に送信し、そこで処理409
は該メツセージをCAP 118内のターミナル呼処理に導く。CAPはメツセ
ージ処理を介して地上(terrestrial)回路を得、かつ割当てコマン
ドをB5C124および移動ユニット132に送信する。また、この時点で、C
AP 118は課金の目的に必要な全ての関連データを記録する。
割当てコマンドを受信すると、移動ユニット132は割当て完了メツセージをB
5C124およびLACを介してCAP118に返送する。処理410は前記割
当て完了メツセージを送信号前記到来割当て完了メツセージを呼処理に導き、移
動ユニット132は警報メツセージをCAPII8に送信し、そこで処理411
は該警報メツセージをターミナル呼処理に導く。CAP118内のターミナル呼
処理は該事象を記録しかつそれを発信呼処理に送り、そこでそれは次にLACを
介してクラス5交換機112に送信される。クラス5交換機112はACMメツ
セージをPSTNlooに送信し、−刃移動ユニット132は接続メツセージを
CAP118に送信する。処理412は前記到来接続メツセージを移動ユニット
132からCAP 118内のターミナル呼処理に導く。CAP118(ターミ
ナル呼処理があるところは、計算プラットフォーム221である)内のターミナ
ル呼処理は前記事象、時間を記録しかつメッセ−ジをLACにバス接続命令を送
信した発信呼処理に渡す。
発信呼処理は次にLACを介してクラス5交換機112に接続メツセージを送信
する。クラス5交換機112はANSメツセージをPSTNlooに送信する。
クラス5交換機112はまた接続ACKメツセージをLACを介してCAP11
8に返送し、そこで処理413はクラス5交換機112からの接続ACKメツセ
ージを発信呼処理に導く。
発信呼処理は応答時間を記録しかつ前記メツセージをターミナル呼処理に送る。
ターミナル呼処理は接続ACKメツセージをB5C124とB5C124を介し
て移動ユニット132に送信し、これは呼を通話状態にする。
前記呼はPSTN100側または移動ユニット132側のユーザが呼を終了させ
るよう決定するまで通話状態に留まる。もし移動ユニット132が終了を開始す
れば、それは切断メツセージをCAP 1 i sに送信し、そこで処理414
は該切断メツセージをターミナル呼処理に導く。ターミナル呼処理は切断時間を
記録しかつ該メツセージを発信呼処理に送り、該発信呼処理は次に切断メツセー
ジをLACを介してクラス5交換機112に送信することにより切断シーケンス
を開始する。クラス5交換機112はRELメツセージをPSTNlooに送信
し、該PSTN100は次にRLCメツセージをクラス5交換機112に返送す
る。その間に、クラス5交換機は復旧メツセージを前記しACを介してCAP1
18に送信し、そこで処理415は該復旧メツセージを発信呼処理に導く。前記
CAPは該復旧時間を記録しかつ復旧メツセージをターミナル呼処理に送り、該
ターミナル呼処理は次に前記復旧メツセージを移動ユニット132に送る。移動
ユニット132は復旧完了コマンドによって応答し、該復旧完了コマンドはCA
P 118によって受信される。処理416は該復旧完了メツセージをターミナ
ル呼処理に導き、該ターミナル呼処理はクリアコマンドをB5C124に送信し
かつ復旧完了コマンドを発信呼処理に送る。発信呼処理は復旧完了メツセージを
LACを介してクラス5交換機112に送りかつ次にメツセージ処理を介してB
RIをアイドルにする。発信呼処理はまた前記発信呼セグメントを課金発生器に
送信しかつ動作を終了する。課金発生器は前記呼セグメントを記憶しかつ該セグ
メントの他の半分を待つ(課金がどこに成されるか)。呼終了手順の1部として
、移動ユニット132は、CAP118からクリアコマンドを受信した後、チャ
ネル復旧コマンドをB5C124に返送し、該B5C124は次にクリア完了コ
マンドをCAP 118に返送する。処理417はクリア完了メツセージをBS
Cメツセージ124から呼処理に導き、該呼処理は地上回路をメツセージ処理を
介して復旧する。CAP118はまた前記時間を記録しかつ呼セグメントの他の
半分を課金発生器に送信し、ターミナル呼処理はこの時点で終了する。CAP1
18内の課金発生器は課金データを形成しかっVLRに送信し、該VLRは次に
課金データACKメツセージをCAP 118に送信する。処理418はVLR
からの前記課金データACKメツセージをCAP 118内の課金発生器に導く
。最後に、CAP 118は全ての呼データを復旧する。
特に、CAP 118が達成するために使用できる他の機能は移動ユニット13
2のロケーション更新である。移動ユニット132が異なる領域識別子を有する
場所にわたって移動すると、そのロケーション領域、または異なるロケーション
領域に所属するVLRは更新される必要がある。
第5図は概略的に本発明にしたがってロケーション更新を行うために通信システ
ムが行うステップを示す。前と同様に、移動ユニットがターンオンしあるいは新
しいLAIに入った時、移動ユニット132がB5C124に対して通信を確立
するために行うステップはIMS I切り離しおよび取り付け(detach
and attach)に対するものと同じである。移動ユニット132とB5
C124との間でシグナリングが確立した時、移動ユニット132はロケーショ
ン更新メツセージを主要なり5C124に送信し、該B5C124は次にこのロ
ケーション更新メツセージをLACを介してCAP118に転送する。処理50
1は前記ロケーション更新メツセージをCAP118内の移動性(mobili
ty)管理に導く。CAP 118は次に更新ロケーション領域メツセージをB
LRに送る。
ここで注目すべきことは、前記更新ロケーション領域メツセージは古いおよび新
しいLAIの双方を含んでいることであり、またもし前記ロケーション更新が周
期的な登録を示していれば、新しいTMSIは必要でないことである。
続いて、VLRは戻り結果(return result)をCAP 118に
送り、そこで処理502は前記戻り結果をCAP内の移動性管理に導(。CAP
118は次に真正証明要求を移動ユニット132に送信することにより真正証明
処理を開始する。真正証明要求を受信すると、移動ユニットはB5C124に応
答し、該B5C124は次に真正証明応答をCAP 118に返送する。処理5
03は前記真正証明応答を移動性管理に導き、該移動性管理は前記応答を確認し
かつ暗号化メツセージを移動ユニット132に送信することにより暗号化を開始
する。移動ユニットはB5C124に応答し、該B5C124は次に暗号化応答
をCAP118に送る。処理504は該暗号化応答を該応答を確認する移動性管
理に導く。CAP118は次にTMSIを移動ユニット132に送信することに
よってTMSI処理を開始する。移動ユニット132はB5C124によってT
MS I再割当てシーケンスを行いかつ、完了すると、B5C124はTMS
I再割当て完了メツセージをCAP118に送信する。CAP118における処
理505は前記TMSI再割当て完了メツセージを移動性管理に導き、該移動性
管理は再び前記応答を確認する。CAP118は次にTMSI ACKメツセー
ジをVLRに送信する。TMSI ACKメツセージは適切なロケーション更新
を含む。VLRは次にロケーション更新受は入れメツセージをCAP118に送
信し、そこで処理506は前記ロケーション更新受は入れメツセージを移動性管
理に導く。この時点で、CAP118はロケーション更新受は入れメツセージを
LACおよびB5C124を介して移動ユニット132に送信しかつまたクリア
コマンドメツセージをB5Cl24に送信する。B5C124はチャネル復旧メ
ツセージを移動ユニット132に送信し、該チャネル復旧メツセージはDisc
コマンドによってB5Cl24に応答する。
B5C124はクリア完了コマンドをCAP118に送信し、そこで処理507
は前記メツセージを移動性管理部に導く。この時点で、移動ユニット132のロ
ケーション更新は完了している。
当業者に理解できるように、第3図〜第5図は複雑な無線電話システム内で行わ
れ得る可能なメツセージシーケンスの1部を示している。しかしながら、クラス
5交換機112によって行われる交換機能から無線電話システムに関係するシグ
ナリングの機能を分離することの利点は明らかである。無線電話システムにわた
って転送される高い割合のデータは該無線電話システムに関係するシグナリング
データから成るから、CAP118が単に無線電話システムに関係する全てのシ
グナリングの面の「コンダクタ(COnductor)Jとしてのみ動作するこ
とは極めて実用的である。これはクラス5交換機112がPSTNlooおよび
無線電話システム1250間で転送される音声情報に関係するスイッチング機能
のみを行うことができるようにする。また注意すべきことは、CAP118はク
ラス5交換機112にアクセスするために何らの特別のインタフェースをも必要
としないことである。第1図を参照すると、クラス5交換機112とCAP 1
18との間の制御経路は標準のSS7リンクである。同様に、CAP 118も
また、好ましい実施例ではLAPD接続である、典型的なl5DN形接続を介し
てクラス5交換機112に入力される。このようにして、CAP118は単にク
ラス5交換機112内で見られる標準の制御回路にアクセスするのみとなる。
クラス5交換機112は、3者会議電話、呼待機、その他のような、予め定めら
れた特徴的機能を導入するから、該クラス5交換機112はCAP 118によ
って提供される全てのシグナリングに対して透明性を有する(transpar
ent)。したがって、共通のI SDN形接続を介してクラス5交換機112
にアクセスすることにより、セルラ無線電話システム125は標準のクラス5交
換機112によって与えられる特徴的機能を借入れることができる。
この特徴は無線電話システム125およびPSTNlooの双方のユーザによっ
て必要とされる所定の特徴的機能をも導入する特別のセルラ交換機の必要性を除
去する。
フロントページの続き
(72)発明者 マルコム・リチャード ジェイアメリカ合衆国イリノイ州 6
0188、キャロル・ストリーム、バックストン・ブレイス625
(72)発明者 グスタフソン・ケネス エイアメリカ合衆国イリノイ州 60
193、シャンバーブ、ダツクスバリー・レーン 728(72)発明者 ロド
ウィグ・ジョン ピーアメリカ合衆国イリノイ州 60563、ナパービル、ラ
ークスパー・コート508
Claims (10)
- 1.通信システムにおける制御装置であって、該制御装置は少なくとも交換機お よび無線電話システムに結合され、該制御装置は、 前記無線電話システムに関係する制御情報を処理するための手段、そして 前記処理のための手段に結合され、前記処理された制御情報に応じて音声情報を 適切に導くために前記交換機にアクセスするための手段、 を具備する通信システムにおける制御装置。
- 2.前記アクセスのための手段はさらにISDN形式の接続を介して前記交換機 にアクセスするための手段を具備する、請求の範囲第1項に記載の制御装置。
- 3.ISDN形式の接続を介して前記交換機にアクセスするための前記手段はさ らに前記音声情報を適切に導くためにISDN形式の接続を介して前記交換機内 に配置されたコントローラにアクセスするための手段を具備する、請求の範囲第 2項に記載の制御装置。
- 4.無線電話システムと公共交換電話ネットワーク(PSTN)との間でのイン タフェースのための交換センタであって、該交換センタは、 前記無線電話システムおよび前記PSTNに結合され、前記無線電話システムと 前記PSTNとの間でユーザ情報を導くための交換機であって、該交換機はユー ザによってアクセスするため利用可能なサービスに対応する複数の所定の特徴的 機能有するもの、そして 少なくとも前記:換機および前記無線電話システムに結合され、少なくと前記無 線電話システムのシグナリングおよびユーザ登録1関する制御を行いかつ前記ユ ーザによって要求された場合に前記交換機の前記所定の特徴的機能にアクセスす るためのコントローラ、 を具備する無線電話システムとPSTNとの間でのインタフェースのための交換 センタ。
- 5.前記交換機はさらにクラス5交換機を具備する、請求の範囲第4項に記載の 交換センタ。
- 6.前記コントローラはさらに前記無線電話システムにおけるハンドオフを能に するために複数の同様のコントローラに結合するためのインタフェースを具備す る、請求の範囲第4項に記載の交換センタ。
- 7.前記交換機と前記コントローラとの間の前記結合はISDN形式の接続を介 して行われる、請求の範囲第4項に記載の交換センタ。
- 8.通信システムにおける呼の確立方法であって、該通信システムは交換機に結 合されたコントローラおよび無線電話システムにおける複数のベースステーショ ンを有し、前記コントローラは物理的に前記交換機と分離され、前記方法は前記 コントローラにおいて、 ベースステーションを介して無線電話加入者ユニットから呼確立要求を受信する 段階、 前記無線電話加入者ユニットからの前記呼確立要求の有効性を確認する段階、 前記呼確立要求が有効である場合に前記無線電話加入者ユニットを真正証明する ために真正証明手順を開始する段階、そして 前記無線電話加入者ユニットが真正なものである場合に、前記無線電話加入者ユ ニットからの音声情報を前記ベースステーションを介して発信宛先に導くよう前 記交換機に指令する段階、 を具備する通信システムにおける呼の確立方法。
- 9.無線電話システムにおけるMSCであって、ユーザの電話の特徴的機能を可 能にする能力を有する交換機、そして 無線電話機能を提供するためのプロセッサ、を具備し、前記プロセッサの無線電 話機能は前記交換機のユーザの電話の特徴的機能を可能にする能力と結合して無 線電話システムにおけるバーチャルMSCを提供することを特徴とする、無線電 話システムにおけるMSC。
- 10.前記交換機はクラス5交換機である、請求の範囲第9項に記載の無線電話 システム。
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