JP3917427B2 - 通信システムにおける接続 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、通信システムにおける接続に係り、より詳細には、システムのあるノードからシステムの別のノードへの接続のハンドオーバーに係るが、これに限定されるものではない。
【0002】
【背景技術】
通信ネットワークは、通常、ネットワークの種々の要素が何を行うことが許されそしてそれをいかに行うべきか、即ちネットワークにおいて通信の基礎となる技術、を規定する所与の規格又は仕様書に基づいて動作する。この規格は、システムのユーザ、より詳細には、ユーザ装置に、回路交換サービス及び/又はパケット交換サービスが提供されるかどうか規定する。又、この規格は、接続に使用されるべき通信プロトコルも規定する。又、通常、1つ以上の必要な接続パラメータも定義される。換言すれば、この規格は、通信システム内の通信の基礎となる「ルール」及びパラメータを規定する。通信技術を規定する種々の規格及び/又は仕様書は、例えば、GSM(移動通信用のグローバルシステム)又は種々のGSMベースのシステム(例えば、GPRS:汎用パケット無線サービス)、EDGE(エンハンスト・データ・レート・フォア・GSMエボリューション)、AMPS(アメリカン・モービル・フォーン・システム)、DAMPS(デジタルAMPS)、WCDMA(ワイドバンドコード分割多重アクセス)又はCDMA(コード分割多重アクセス)又はTDMA(時分割多重アクセス)をベースとする第3世代(3G)テレコミュニケーションシステムのような仕様を含むが、これらに限定されない。3Gシステムは、例えば、ユニバーサル・モービル・テレコミュニケーション・システム(UMTS)、i−Phone及びIMT2000(インターナショナル・モービル・テレコミュニケーション・システム2000)を含む。
【0003】
特定の通信ネットワークを経て通信するのに使用されるべき固定ライン又はワイヤレスターミナルのようなユーザ装置は、ネットワークの規定の「ルール」に基づいて実施されねばならない。ターミナルは、2つ以上の技術に適合するように構成されてもよく、即ちターミナルは、多数の異なる形式の通信サービスに基づいて通信することができる。これらのユーザ装置は、マルチモードターミナルとしばしば称される。マルチモードターミナルの基本的な例は、2つの異なるテレコミュニケーションネットワークで動作するように構成されたデュアルモード移動ステーションである。
【0004】
通信ネットワークは、セルで構成されるセルラー無線ネットワークである。ほとんどの場合に、セルは、ワイヤレスインターフェイスを経てユーザ装置(UE)にサービスする1つ又は多数のベーストランシーバステーション(BTS)によりカバーされたあるエリアとして定義することができる。ワイヤレスインターフェイスは、無線リンクとも称される。ベースステーションは、無線アクセスネットワーク(RAN)の一部分を形成する。多数のセルが、1つのセル以上の大きなサービスエリアをカバーすることができる。回路交換(CS)システムでは、無線サービスエリアが、通常、位置エリア(LA)と称される。パケット交換(PS)システムでは、サービスエリアがしばしばルーティングエリア(RA)と称される。位置エリア又はルーティングエリアのサイズは、システム及び環境に依存し、そして1セルに等しいか又はそれより小さく、例えば、ベースステーションのカバレージエリアの一部分でもよいことが明らかである。
【0005】
セルラーシステムの1つのアクセスエンティティ(セルのような)内にあるユーザ装置(UE)は、1つ又は多数のコントローラにより制御される。コントローラノードは、例えば、GSMシステムのベースステーションコントローラ(BSC)又はパケット交換第3世代システムの無線ネットワークコントローラ(RNC)のような無線ネットワークコントローラと、GSMシステムの移動交換センター(MSC)及びサービングGPRSサポートノード(SGSN)のようなコアネットワークコントローラとを含むが、他の制御ノードもネットワークにおいて実施できる。このコントローラは、更に、ゲートウェイ又はリンクノード、例えば、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)或いはゲートウェイ移動交換センター(GMSC)に接続することができ、これは、コントローラノードを、通信システムの他の部分及び/又は他の通信ネットワーク、例えば、PSTN(公衆交換テレコミュニケーションネットワーク)或いはデータネットワーク、例えば、X.25ベースのネットワーク又はIP(インターネットプロトコル)ベースのネットワークにリンクする。又、ネットワークは、ネットワークと契約するか又はネットワークを訪問する移動ステーションの情報を記憶するためのノード、例えば、適当なホーム位置レジスタ(HLR)及びビジター位置レジスタ(VLR)も含む。実施形態に基づき、レジスタノードは、制御ノードと一体化されてもよい。
【0006】
ユーザ装置が通信ネットワークと通信するときには、ユーザ装置とネットワークの1つ以上の要素との間に通信経路が確立される。通常、ユーザ装置と、行先ノード又はターミナルとの間の通信の少なくとも一部分がコントローラノードを通過する。
【0007】
セルラーシステムの特徴は、移動ステーションに対する移動度を与えることであり、即ち移動ステーションは、ある位置エリアから別の位置エリアへ移動することができ(例えば、移動ステーションがあるセルから別のセルへ移動即ちローミングするとき)、そしてあるネットワークから、移動ステーションに適用される規格に合致する別のネットワークへ移動することもできる。進行中の(アクティブな)接続を伴うユーザ装置に移動を与えることができるようにするために、システムは、そのノードから別のノードへの接続のハンドオーバーを実行できねばならない。又、接続のハンドオーバーは、他の理由でも必要とされ、例えば、パケット交換接続のクオリティが規定のスレッシュホールドレベルより低下したとき、又はセルが著しい混雑状態になったときにも必要とされる。
【0008】
又、ハンドオーバーは、異なるネットワークに属する2つのノード間でも可能である。新たなセルが以前のセルと同様のシステムによりサービスされない場合には、異なる通信技術をベースとする通信システム間でハンドオーバーを行うことが必要となる。ターミナルからパケット交換接続及び回路交換接続の同時ハンドオーバーも、ある場合には、必要となる。
【0009】
異なる通信システム(即ち異なる通信技術をベースとするシステム)のノード間でハンドオーバーを実行すべきときには、「新たな」(即ちターゲットの)通信システム及び「古い」(即ち以前の)通信システムの種々の要素の動作が相違するために「新たな」接続を適切に設定できないことが考えられる。例えば、第3世代のUMTSネットワークから、GSMベースの第2世代のGPRSネットワークへといった2つの異なるパケットデータネットワーク間でパケットデータ通信ハンドオーバーを行うべき場合には、ユーザ装置(例えば、クラスBの移動ステーション)は、GPRSネットワークの2G−SGSN(第2世代のSGSN)のような新たなネットワークのコントローラで即座のルーティングエリア更新(RAU)を実行することが保証されない。しかしながら、UMTSにおけるRNCコンテクスト及びIuベアラのような無線ネットワークコントローラリソースは、ユーザ装置がGPRSネットワークにおいてターゲット(即ち新たな)SGSNで上記ルーティングエリア更新(RAU)を実行するまで、古いコントローラにおいて解除されない。UMTSからGPRSへのシステム間変更では、UMTSシステムの適当な要素(例えば、第3世代の3G−SGSNノード)は、ユーザ装置がRAU要求メッセージを発生して送信した後にのみ、コントローラエンティティ及びIuインターフェイスを解除する。GSMベースのシステムでは、ルーティングエリア更新(RAU)は、回路交換(CS)コールが終了した(即ち回路交換接続が解除された)後にのみ実行される。更に、第2世代のSGSNは、無線ネットワークコントローラと第3世代のSGSNとの間のIuリソースを除去できないことがある。というのは、第2世代のSGSNは、Iuインターフェイス又はIuインターフェイスを制御する能力をもたないからである。それ故、RAU手順が完了するまでに相当に長い時間周期を要する。従って、常に、古いRNCは、パケット交換接続により予約されたリソース(例えば、Iu及びRNCコンテクスト)を保持することが必要となる。ルーティングエリア更新が即座に実行されない場合には、これらのリソースが不必要に維持され、従って、相当に長い時間周期にわたって浪費されることになる。
【0010】
【発明の開示】
本発明の実施形態は、上記問題の1つ又は多数に対処することに向けられる。
本発明の1つの特徴によれば、通信システムにおける方法であって、ユーザ装置と通信システムの第1要素との間に同時に回路交換及びパケット交換接続を確立し、通信システムの第1要素から第2要素へ回路交換接続をハンドオーバーする手順を開始し、規定の事象を監視し、この事象は、パケット交換接続によって予約されたリソースを解除する必要性を指示するように定義され、そして事象の検出に続いて、上記パケット交換接続により予約されたリソースを解除するという段階を備えた方法が提供される。
【0011】
本発明の別の特徴によれば、ユーザ装置と、第1コントローラであって、ユーザ装置と該第1コントローラとの間で同時に回路交換及びパケット交換接続を行えるようにする第1コントローラと、第2コントローラであって、上記第1コントローラから該第2コントローラへ回路交換接続をハンドオーバーできるようにする第2コントローラと、規定の事象を検出するための手段とを備え、上記事象の検出に応答して、パケット交換接続により予約されたリソースを解除するように構成された通信システムが提供される。
【0012】
本発明の特定の実施形態では、解除されるべきリソースは、上記第1要素と、パケット交換接続のコアネットワーク側にある要素とのインターフェイスにより予約されたリソースのようなリソース、及び/又はパケット交換接続により上記第1要素において予約されるリソースを含む。上記事象は、回路交換接続に関連したリソースを解除する要求を含む。上記第1要素は、事象の検出に応答して、リソースを解除する要求を発生するように構成される。上記事象は、ユーザ装置にサービスする無線アクセスエンティティに関連した情報を更新する要求をユーザ装置が発生する前に検出される。リソースは、通信システムのネットワーク側で解除される。リソースは、上記第1要素によって与えられるリソース、及び/又は上記第1要素とシステムのコアネットワーク側の要素との間の通信リソースである。上記第1要素は、第1通信ネットワークの無線ネットワークコントローラであり、そして上記第2要素は、第2通信ネットワークの無線ネットワークコントローラである。第1要素及び第2要素は、異なる技術に基づいて動作する。システムは、トリガー事象を与えるための少なくとも1つのタイマーを含む。このタイマー機能は動的である。解除されるべき接続に関連したデータは、システムに記憶される。
【0013】
本発明の実施形態は、通信システムのリソースを効率的に使用するためのスキムを与える。ここでの提案において実質的に長い周期にわたって予約されるリソースは、公知の解決策よりも早期に解除することができる。
本発明を良く理解するために、添付図面を参照して本発明を一例として詳細に説明する。
【0014】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明が使用される通信システムを示した図1について説明する。即ち、このシステムは、ユーザ装置(UE)に対しパケット交換(PS)サービス及び回路交換(CS)サービスの両方を提供するセルラーテレコミュニケーションシステムである。このシステムは、複数の移動ステーションMS1、MS2、MS3が各ワイヤレス接続を経てベース(トランシーバ)ステーションと通信できるようにする。各ベースステーションは、無線トランシーバを有し、これは、セルエリア内の移動ステーションへダウンリンクにおいて無線信号を送信しそしてベースステーションに隣接するセルエリアからアップリンクにおいて無線信号を受信することができる。これらの信号により、ベースステーションは、無線トランシーバをそれ自体含むそのセル内の移動ステーション(MS)と通信することができる。
【0015】
図示されたシステムは、コアネットワーク(CN)2と、UMTS地上無線アクセスネットワーク(UTRAN)8と、GSM無線アクセスネットワーク9とを備えている。システムの種々の要素とコアネットワークとの間のインターフェイスについて、以下に詳細に説明する。コアネットワーク(CN)2は、外部ネットワークに接続することができ、外部ネットワークは、回路交換(CS)ネットワーク5(例えば、公衆地上移動ネットワークPLMN、公衆回路交換ネットワークPSTN、サービス総合デジタル網ISDN)、又はパケット交換(PS)ネットワーク3(例えば、インターネットプロトコル(IP)ベースのデータネットワーク)である。
【0016】
図1のコアネットワーク(CN)は、UMTS要素及びGSM要素の両方を含む。図1のコアネットワークは、ホーム位置レジスタ(HLR)12と、ビジター位置レジスタ(VLR)18を含む移動サービス交換センター(MSC)13と、GPRSシステムのサービングGPRS(汎用パケット無線サービス)サポートノード(SGSN)15と、UMTSシステムのサービングGPRS(汎用パケット無線サービス)サポートノード(SGSN)14と、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)16と、ゲートウェイ移動サービス交換センター(GMSC)19とで構成される。
【0017】
コアネットワークのSGSNノード14及び15と無線アクセスネットワーク8との間のインターフェイスは、いわゆるIuインターフェイスによって形成される。BSS9は、Gbインターフェイスを経てSGSN15にインターフェイスする。Gbインターフェイスは、GSMシステムのパケット交換部分を形成する。このパケット部分は、例えば、GPRSにより形成することができる。回路交換接続に対するBSS8とMSC13との間のインターフェイスは、Aインターフェイスで形成される。
あるシステムでは、2つのSGSN14及び15の機能を1つのSGSNにより形成できることが明らかである。この場合に、単一のSGSNは、UTRAN8に向かうIuインターフェイスと、BSS9に向かうGbインターフェイスとを有する。
【0018】
UTRANアクセスネットワーク8は、2つ以上の無線ネットワークサブシステム(RNS:図示せず)で構成される。各無線ネットワークサブシステムは、無線ネットワークコントローラ(RNC)7と、1つ以上のベースステーション(BTS)6とで構成される。UMTSネットワークのベースステーションは、ノードBと称され、従って、以下の説明では、明瞭化のために、この用語を使用し、GSM無線アクセスネットワーク9のベースステーションからUMTSベースステーションを区別する。無線ネットワークコントローラRNCとノードBとの間のインターフェイスは、Iubインターフェイスにより形成することができる。
【0019】
移動ステーションは、GSMアクセスネットワーク9のベースステーション10との無線接続又はUMTSアクセスネットワーク8のノードB6との無線接続を有する。ベースステーションBTS及びノードBの機能は、1つのエンティティによって実施されてもよく、即ちベーストランシーバステーションは、GSMシステムとUMTSシステムの両方にサービスできることが明らかである。ノードBの主たる機能は、エアインターフェイスL1(層1)の処理(チャンネルコード化及びインターリーブ、レート適応、拡散等)を実行することである。又、これは、内部ループ電力制御のような幾つかの基本的な無線リソース管理オペレーションも実行する。ノードB及びベースステーションBTSのオペレーションは、互いに論理的に対応する。
【0020】
ベースステーションBTS10及びノードB6は、各無線アクセスネットワーク(RAN)コントローラノード11及び7により制御されるように示されている。より詳細には、UTRAN8の無線アクセスネットワークコントローラは、無線ネットワークコントローラRNC7により制御される。GSMネットワークのベースステーションサブシステム(BSS)9は、ベースステーション10を制御するためのベースステーションコントローラ(BSS)11を備えている。UMTS無線アクセスネットワーク8のRNC7及びGSMアクセスネットワーク9のベースステーションコントローラBSC11は、互いに論理的に対応する。無線ネットワークコントローラ(RNC)は、UTRAN8の無線リソースを制御する役割を果たす。RNCは、コアネットワーク(CN)2にインターフェイスし、そしてユーザ装置1とUTRAN8との間のメッセージ及び手順を定義する無線リソース制御(RRC)プロトコルを終了する。他の制御ノードを使用して、無線ネットワーク制御機能を実施できることも明らかであろう。
【0021】
移動ステーション1と適当な無線ステーションとの間のUuインターフェイスを経て無線接続を行う間に、移動ステーションは、GSMベースステーション10又はUMTSノードB6を経て各コントローラノードとの接続を有する。図1において、無線アクセスネットワークコントローラ7及び11の各々は、コアネットワークのノードとの同時パケット交換及び回路交換接続をもつことができる。しかしながら、あるネットワークトポロジーにおいては、アクセスネットワークコントローラがコアネットワークの1つのノードのみに接続されることも考えられる。
【0022】
ユーザ装置(UE)1は、GSMシステムのBTS及びUMTSシステムのノードBを経て通信するように構成された移動ステーションより成る。移動ステーションの種々の機能のオペレーションは、適当なプロセッサ手段により制御することができる。ユーザ装置1は、パケット交換接続及び回路交換接続を同時に有し、これらは両方とも新たな無線ステーションへハンドオーバーすることができる。移動ステーション1の位置は、固定であってもよいし(例えば、固定サイトに対する無線通信を与える場合)、或いは移動ステーションは、可動であってもよい(例えば、ハンドポータブルトランシーバ又は「移動電話」である場合)。
【0023】
ユーザ装置1は、回路交換接続を経てネットワーク5の別のユーザターミナルとスピーチコールを行い、且つパケット交換接続を経てデータネットワーク3にサーフィン(surfing)するように同時に使用することができる。パケット交換トラフィック及び回路交換トラフィックは、各々、それ自身の無線ベアラを使用するが、それらは、ユーザ装置1と、ベースステーション10又はノードB6との間の論理的ワイヤレス接続のように見えることに注意されたい。この論理的接続は、各アクセスネットワークの同じ無線ネットワークコントローラにより制御される。
【0024】
移動ステーションがあるセル(古いセル)から別のセル(新たなセル)へ移動する場合に、古いセルのベースステーション及び関連ネットワーク装置との通信から、新たなセルのベースステーション及び関連ネットワーク装置へ、コールをドロップすることなく、移動ステーションをハンドオーバーすることが必要となる。ハンドオーバーについては、ローミング以外の種々の理由があり、例えば、過負荷及び/又は混雑及び/又は低い優先順位の初期の接続を強制的にハンドオーバーさせる優先順位の高いコールがあることが明らかである。
【0025】
新たな無線アクセスネットワークは、以前のアクセスネットワークの全ての特徴をサポートしないか、或いは異なる特徴をサポートするか又は異なるパラメータに基づくサポートを与えることが考えられる。本発明の実施形態は、2つの異なるアクセスネットワークのベースステーション間でハンドオーバーが行われる状態、例えば、図1のUMTS無線アクセスネットワーク8からGSM無線アクセスネットワーク9への論理的接続のハンドオーバーが行われる状態に向けられる。
【0026】
図2のフローチャートを説明すれば、好ましい実施形態において、システム間ハンドオーバーの始めに、解除をトリガーする事象が検出された後、RNC及びIuリソースが解除される。従って、RNC及び/又はIuリソースは、移動ステーション又はシステムの別の要素がルーティングエリア更新(RAU)手順を開始した後でなければ解除を行えない場合には、それらの時間周期中に予約されず、この場合、リソースは、RAU要求が遂行された後でなければドロップすることができない。事象の監視は、ハンドオーバーの前に通信に関連する要素、例えば、古い無線ネットワークコントローラ又はSGSNによって行うことができる。又、監視は、ハンドオーバーの後に通信の制御に関連するエンティティにより行うこともできる。リソースの少なくとも一部分の解除は、例えば、パケット交換接続を新たなコントローラへハンドオーバーできない場合、及び/又は新たなコントローラが、以前のコントローラに予約された既存のリソースを除去する要求を送信できない場合に、効果的である。考えられる事象の幾つかを、本発明の実施形態の説明に関連して以下に述べる。
【0027】
「接続」という語については、ハンドオーバーの後も新たな無線アクセスネットワークを経て同じ接続が続くが、そのときに新たなエンティティにより制御されるのがリソース及び接続の一部分(例えば、無線部分)であることが明らかである。論理的接続は、Iu及びRNCリソースが解除されたときに必ずしもドロップせず、接続は、依然、論理的に「上位」層に保持される。
【0028】
更に別の実施形態によれば、1つ以上の接続を経て搬送されるべきデータは、システムの適当なノードに一時的に記憶されるか又はバッファされる。記憶手順は、ハンドオーバー動作が開始した後にスタートされる。データは、ハンドオーバー周期中に、図1のSGSN14のようなコアネットワークのノードに記憶されるのが好ましい。データは、ユーザデータより成り、例えば、ハンドオーバーされるべきパケット交換無線ベアラを経て搬送された又は搬送されるべきデータより成る。接続が首尾良くハンドオーバーされた後に、記憶されたデータは、新たなコントローラノードへ搬送され、そして更に新たな通信接続を経て最終的な行先へ搬送される。データは、移動ステーション又は他の接続端、例えば、IPデータネットワークサーバーへ搬送される。
【0029】
ユーザターミナルと他の接続端との間に搬送されるべき全てのユーザデータをバッファすることができる。しかしながら、これは、全ての場合に適当というのではなく、例えば、バッファ動作に使用されると意図されたノードが、限定されたデータ記憶リソースしかもたない場合には、適当でない。更に、データをどれほど長時間記憶すべきか予想することはできず、これは、ノードのリソース管理の実行を困難にする。それ故、部分的に送信されたユーザデータ、即ちハンドオーバー手順の開始前に受信ノードにより完了又は確認されていない送信パケットだけをバッファするのが好都合である。又、記憶されるべきデータに関する他の規定のルールを、例えば、種々のプライオリティ又はサービスクオリティパラメータに基づいて確立することもできる。
【0030】
同時モードにおいてUMTSからGPRSへのシステム間変更に関連した実施形態を、図3のシグナリングフローチャートを参照して詳細に説明する。同時の回路交換及びパケット交換接続モードに対するUMTSネットワークからGPRSネットワークへのシステム間変更は、例えば、移動ステーション(MS)のCS接続に対してUMTSからGSMへのハンドオーバーが実行されるときに行われ、ここで、移動ステーションは、パケット接続が、無線、RNC及びIu機能に対して割り当てられたリソースを有するようなモードにある。3GPP仕様では、このモードは、「PMM−接続」モード(パケット移動管理)と称される。この場合に、クラスAのオペレーションモードにある移動ステーションは、GPRSルーティングエリア更新(RAU)手順を開始し、そしてクラスBのオペレーションモードにある移動ステーションは、PS接続で継続するためにCS接続が解除された後にのみGPRSルーティングエリア更新手順を開始する。クラスAモードとは、パケット交換及び回路交換の両接続を同時に取り扱うことのできる移動ステーションを指す。クラスBモードの移動ステーションも、パケット交換及び回路交換接続に対して同時サポートを与えることができるが、他の接続を処理するときまで他の接続を保持することが必要である。例えば、クラスBステーションは、回路交換接続を経て通信している間には新たなデータパケットを受信することも送信することもできない。
【0031】
同時のCS及びPS通信に対しUMTSからGPRSへハンドオーバーするシステム間変更のための考えられるシーケンスを、図3のメッセージ番号に対応するシグナリング又はメッセージステップ番号を参照して以下に説明する。
ステップ1では、UTRANがシステム間変更を実行するよう判断する。従って、UTRAN、及び特に、接続を制御するRNCは、適当なリロケーション要求メッセージをMSCノードに送信することにより回路交換(CS)及びパケット交換(PS)接続に対するSRNC(サービングRNC)リロケーション手順を開始する。又、接続を制御するRNCは、適当なリロケーション要求メッセージを3G−SGSNノードへ送信することによりパケット交換(PS)接続に対するSRNC(サービングRNC)リロケーション手順を開始することもできる。ハンドオーバー手順の開始は、移動ステーションによりトリガーすることができる。例えば、移動ステーションから受信される接続クオリティ測定レポートに基づいて開始をトリガーすることができる。
【0032】
可能性に基づき、移動ステーションにサービスする3G−SGSNノードは、パケット交換接続の要求されたリロケーションを実行できない(例えば、新たなノード即ちターゲット2G−SGSNがPS接続をサポートしない)ことを決定し、それ故、「SRNCリロケーション失敗」(リロケーションサポートされず)メッセージ2を「古い」RNCへ送信することによりSRNCリロケーションを拒絶する。この判断は、パケット交換接続をサポートする及び/又はサポートしない考えられるノードに関して、例えば、テーブルの形態で、3G−SGSNに記憶された情報に基づいて行われる。又、3G−SGSNは、2G−SGSNがパケット交換接続をサポートするかどうかの確認を得るために新たな2G−SGSNへメッセージを送信することもできる。
【0033】
回路交換接続のリロケーションがサポートされ、従って、MSCは、「リロケーションコマンド」メッセージ3を古いRNCへ送信して、リロケーションのリソースがターゲットベースステーションサブシステム(BSS)において割り当てられることを通知する。古いRNCは、次いで、移動ステーションに「ハンドオーバーコマンド」を送信する。
【0034】
CS接続に対してシステム間ハンドオーバーが実行された後、MSCは、メッセージステップ4において「Iu解除コマンド」を送信する。SRNSは、「Iu解除完了」メッセージで応答する。これらのメッセージは、図3に双頭矢印4で示されている。Iuリソースの解除を要求するメッセージ4は、SRNCをトリガーして、「Iu解除要求」(GSMシステムへのCSハンドオーバー)5を発生し、3G−SGSNへ送信する。図3の実施形態において、メッセージ5を受信すると、リソースの解除がトリガーされる。リソースを解除するために、3G−SGSNは、「Iu解除コマンド」メッセージ6をSRNSのRNCへ送信する。このメッセージを受信すると、SRNSは、ダウンリンクPDU(プロトコルデータユニット)をバッファしそしてMSへのその送信を停止し、そして「SRNSコンテクスト応答」を返送する(これは、IMSI(国際移動加入者認識)、GTP−SND(GPRSトンネリングプロトコル−ダウンリンクシーケンス番号)、GTP−SNU(アップリンクシーケンス番号)、PDCP−SND(パケットデータ圧縮プロトコル−ダウンリンクシーケンス番号)、PDCP−SNUメッセージ7のような情報を含む)。SRNSは、各PDPコンテクストに対し、移動ステーションへ送信されるべき次のイン・シーケンスのGTPシーケンス番号と、ゲートウェイノード(例えば、GGSN)へトンネリングされるべき次のアップリンクパケットデータユニット(PDU)のGTPシーケンスとを含まねばならない。
【0035】
「PDPコンテクスト」という語は、パケット交換ネットワーク(例えば、GPRS/UMTSネットワーク)を通過するデータ接続又はデータベアラの一部分を指す。PDPコンテクストは、ワイヤレスステーションから、GGSNのようなゲートウェイノードのアクセスポイントまでの論理的接続として見ることができ、アクセスポイントは、例えば、GPRS/UMTS移動ネットワークと、外部データネットワークとの間の接続ポイントである。又、PDPコンテクストは、論理的接続という語に代わって、アクセスポイントとユーザとの間の論理的関連性と称されてもよい。
【0036】
確認モードを使用する各アクティブなPDPコンテクストの場合に、SRNSは、アップリンクPDCPシーケンス番号(PDCP−SNU)及びダウンリンクPDCPシーケンス番号(PDCP−SND)も含む。PDCP−SNUは、MSから予想される次のイン・シーケンスPDCPシーケンス番号でなければならない(各アクティブな無線ベアラごとに)。PDCP−SNDは、移動ステーションへ送信されるべき次のイン・シーケンスのPDCPシーケンス番号でなければならない(各アクティブな無線ベアラごとに)。PDCPシーケンス番号は、通常、8ビット長さであるから、PDCPシーケンス番号は、SNDCP PDCP−PDU番号に等しい(確認モードにおいて)。
【0037】
メッセージ段階8において、SRNSは、部分的に送信された及び送信されたが確認されないN−PDU(ネットワークPDU)を、そのN−PDUの最後のPDCPセグメントのPDCPダウンリンクシーケンス番号と一緒にトンネリングするのをスタートし、そしてバッファされたGTP PDUを複写して3G−SGSNへトンネリングするのをスタートすることができる。段階9において、MSCと移動ステーションとの間の回路交換接続が解除される。
移動ステーションが「ルーティングエリア更新要求」メッセージ10を新たな2G−SGSNへ送信するのは、このときだけである。それ故、上述したメッセージ5は、公知解決策の場合と同様に、ハンドオーバー手順の早期段階においてリソースの解除を促進する。
【0038】
完全を期すために、ハンドオーバー手順の次の段階を以下に説明し、ハンドオーバー手順の長さ及び種々のステップを明確に示す。メッセージ10は、古いRAI(ルーティングエリア認識)、古いP−TMSI符号(パケット−一時的移動加入者認識)及び更新形式のような情報を含むことができる。更新形式は、更新が要求されたRA更新であるか又は周期的なRA更新であるかを指示することができる。BSSは、新たな2G−SGSNにメッセージを通す前にメッセージが受信されたセルのRAC(ルーティングエリアコード:パケット交換接続に対する)及びLAC(位置エリアコード:回路交換接続に対する)を含むセルグローバル認識(CGI)をメッセージに追加することができる。
【0039】
新たな2G−SGSNは、「SGSNコンテクスト要求」(古いRAI、TLLI(一時的論理的リンク認識)、古いP−TMSI符号、新たなSGSNアドレス)メッセージ11を古い3G−SGSNへ送信して、移動ステーションに対するMMコンテクスト及びPDPコンテクストを得る。MMコンテクストは、IMSI、暗号キー、等の加入者関連情報を含むGPRS移動管理情報エンティティを備えている。古いSGSNは、次いで、古いP−TMSI符号を有効とし、そしてこの符号が古い3G−SGSNに記憶された値に一致しない場合には、適当なエラー原因で応答する。又、古い3G−SGSNは、タイマーをスタートすることができる。移動ステーションが古い3G−SGSNにおいて知られていない場合には、古い3G−SGSNは、適当なエラー原因で応答する。
【0040】
図3の実施形態において、古い3G−SGSNは、「SGSNコンテクスト応答」(MMコンテクスト及びPDPコンテクストを含む)メッセージ12で応答する。各PDPコンテクストに対し、古い3G−SGSNは、GGSNへトンネリングされるべき次のアップリンクGTP PDUに対するGTPシーケンス番号と、MSへ送信されるべき次のイン・シーケンスN−PDUに対する次のダウンリンクGTPシーケンス番号とを含む。各PDPコンテクストは、確認モードにおいて移動ステーションへ送信されるべき次のイン・シーケンスダウンリンクN−PDUに対するSNDCP(GPRSサブネットワーク従属収斂プロトコル)「送信N−PDU番号」と、確認モードにおいて移動ステーションから受信されるべき次のイン・シーケンスアップリンクN−PDUに対するSNDCP「受信N−PDU番号」を含む。
【0041】
適当なセキュリティ機能が段階13で実行される。このセキュリティ機能は、ユーザのHLRに記憶されたデータに対してユーザデータを照合する種々の照合及び/又は認証手順を含む。
接続を継続できることがセキュリティ機能で確認された後に、新たな2G−SGSNは、「SGSNコンテクスト確認」メッセージ14を古い3G−SGSNへ送信することができる。これは、新たな2G−SGSNが、アクチベートされたPDPコンテクストに属するデータパケットを受信する準備ができたことを古い3G−SGSNに通知する。古いSGSNは、そのコンテクストにおいて、MSC/VLRの関連性と、GGSN及びHLRにおける情報とが無効であることをマークする。このマーキングを使用し、移動ステーションが、進行中のRA更新手順を完了する前に古いSGSNへ戻るRA更新手順を開始する場合に、MSC/VLR、GGSN及びHLRを更新するようトリガーすることができる。
【0042】
データのバッファ動作が使用される場合には、古い3G−SGSNは、バッファされたN−PDUを複写し、そしてメッセージ段階15においてそれらを新たな2G−SGSNへトンネリングするのをスタートする。GGSNから受信された付加的なN−PDUも複写されて、新たなSGSNへトンネリングされる。複写は、メッセージステップ2で説明したタイマー機能が時間切れする前に行うことができる。確認モードにおいて移動ステーションへ既に送信されそして移動ステーションによりまだ確認されていないN−PDUは、SNDCP N−PDU番号と一緒にトンネリングされる。上記タイマーが時間切れした後は、N−PDUが新たなSGSNへ転送されない。古い3G−SGSNは、GTP PDUを新たな2G−SGSNにトンネリングする。トンネリングされたPDUのGTPヘッダにおいてSNDCPシーケンス番号が変更されてはならない。
【0043】
新たな2G−SGSNは、次いで、段階16において「更新PDPコンテクスト要求」(新たなSGSNアドレス、TEID、QoSネゴシエーション)メッセージを、接続に関連した各GGSNへ送信する。各GGSNは、次いで、それらのPDPコンテクストフィールドを更新し、そして「更新PDPコンテクスト応答」(TEID)メッセージを返送する。
【0044】
新たな2G−SGSNは、通常、「更新GPRS位置」メッセージ17をHLRへ送信することによりSGSNの変化をHLRに通知する。このメッセージ17は、例えば、SGSN番号、SGSNアドレス、及び移動ステーションのIMSIを含む。その応答において、HLRは、「キャンセル位置(IMSI)」メッセージを段階18において古い3G−SGSNへ送信する。古い3G−SGSNは、次いで、それを「キャンセル位置Ack(IMSI)」メッセージで確認する。古い3G−SGSNは、メッセージステップ3で説明したタイマーが動作しない場合にはMM及びPDPコンテクストを除去する。タイマーが動作する場合には、タイマーが時間切れとなったときに、MM及びPDPコンテクストが除去されねばならない。タイマー機能は、古いRNSの古いRNC又は3G−SGSNにおいて実施される。
【0045】
段階19において、HLRは、「挿入加入者データ」(例えば、IMSI及び/又はGPRS契約データ)メッセージを新たな2G−SGSNへ送信する。新たな2G−SGSNは、移動ステーションに対するMMコンテクスト及びPDPコンテクストを構成し、そして「挿入加入者データAck」(IMSIを含む)メッセージをHLRへ返送する。
【0046】
HLRは、「更新GPRS位置Ack」(IMSI)メッセージ20を新たな2G−SGSNへ返送することにより「更新GPRS位置」メッセージを確認する。新たな2G−SGSNは、次いで、新たなルーティングエリア(RA)において移動ステーション(MS)の存在を有効とする。移動ステーションが新たな2G−SGSNにアタッチされることが許されない(例えば、ローミングの制約により)か、又は契約の認証が失敗に終わった場合には、新たな2G−SGSNは、適当な原因でルーティングエリア更新を拒絶する。全てのチェックが成功であった場合には、新たな2G−SGSNは、移動ステーションに対するMM及びPDPコンテクストを構成する。その後、新たな2G−SGSNと移動ステーションとの間に論理的リンクが確立される。新たな2G−SGSNは、「ルーティングエリア更新受け入れ」メッセージ21で移動ステーションに応答する。このメッセージは、P−TMSI、P−TMSI符号、及び/又は受信N−PDU番号のような情報を含む。受信N−PDU番号は、移動ステーションにより使用される各確認モードNSAPI(ネットワーク層サービスアクセスポイント識別子)に対する確認を含み、これにより、全ての移動発信N−PDUが更新手順のスタート前に首尾良く転送されたことを確認する。
【0047】
MSは、「ルーティングエリア更新完了」(受信N−PDU番号)メッセージ22をSGSNへ返送することにより新たなP−TMSIを確認する。受信されたN−PDU番号メッセージは、移動ステーションにより使用される各確認モードNSAPIに対する確認を含み、これにより、全ての移動着信N−PDUが更新手順のスタート前に首尾良く転送されたことを確認する。MSは、次に予想されるイン・シーケンスのRLCフレームのRLCシーケンス番号の最上位4ビットを剥離することにより、ダウンリンクRLC(無線リンク制御)シーケンス番号から受信N−PDU番号を推測する。
【0048】
GPRS−CSIが定義された移動ステーションの場合に、移動ネットワークエンハンストロジックのためのカスタマイズされたアプリケーション(CAMEL)の対話が実行される。その詳細な説明については第3世代パートナーシッププロジェクト仕様No.3GTS23.078を参照されたい。このような移動ステーションが使用される場合、C1ボックスは、「CAMEL−GPRS−SGSN−コンテクスト確認」メッセージを指定し、そしてC2ボックスは、「CAMEL−GPRS−ルーティングエリア更新」メッセージを指定する。
【0049】
或いは又、メッセージステップ1−7は、回路交換接続が首尾良くハンドオーバーされたことに気付いたときにソースRNCが3G−SGSNへのIu接続を直接解除するように行われてもよい。又、解除は、回路交換接続のハンドオーバー前又はハンドオーバーの進行中に行われてもよい。図7の無線ネットワークコントローラ7は、GSM規格、或いはUMTSパケット交換サービスをサポートしない他の規格に基づいて動作する別のノードへ移動ステーション1がハンドオーバーされたことに気付き、従って、パケット交換リソースの解除を開始する。
【0050】
又、無線ネットワークコントローラには、規定の時間周期中にアクティビティがない場合にIu及びRNCを解除するタイマー機能も設けられる。図1において、タイマー機能は、20で示されている。このタイマー20は、UMTSからGPRSシステムへ論理的接続をハンドオーバーすべき場合に、例えば、Iuインターフェイスリソース、又はパケット交換部分により予約された他のリソースの解除をトリガーするための事象を与えるのに使用される。このタイマー機能20は、無線ネットワークコントローラへ規定の指示を与え、この指示が解除手順をトリガーする。無線ネットワークコントローラは、ハンドオーバーの以前の情報をもつ必要はなく、タイマー20からの情報のみに基づいて解除を開始することができる。
【0051】
タイマーは、例えば、論理的接続のパケット交換側で規定の時間周期(例えば、10又は20分)中アクティビティが生じなかった後にタイマー機能が指示を与えるような固定の時間切れ周期を有する。別の形態によれば、タイマー機能は動的である。タイマーの調整(例えば、時間切れ周期)は、使用可能なリソースの情報に基づく。又、タイマーは、日、週、年等の時間に基づいて異なる設定を有してもよい。ネットワークオペレータは、タイマーの設定を変更することができる。
【0052】
或いは又、タイマーの機能は、図1のSGSN14に設けられてもよい。ある実施形態では、RNC7及びSGSN14の両方にタイマー機能が設けられる。この実施形態のオペレーションは、第1タイマーの時間切れが事象を与えるようなものである。別の可能性によれば、最も遅く時間切れするタイマーが、リソースの解除をトリガーする事象を与える。
【0053】
又、2つ以上の事象に基づいて解除手順を開始するシステムをもつこともできる。その構成は、解除手順を開始するまでに2つ以上の事象が必要となるようなものである。規定の事象のいずれか1つが検出されたときに、常に、リソースの解除が開始されるような構成でもよい。
本発明の実施形態は、移動ステーションに関連して説明したが、他のいかなる適当な形式のユーザ装置にも適用できることが明らかであろう。
【0054】
回路交換という語は、接続指向の通信をベースとするいかなる通信も指すものとする。パケット交換という語は、「無接続」と考えることのできるいかなる通信も指すものとする(即ち、通信に対して回路が設定されず、システムにおいて搬送されるべきデータユニットにアドレスが設けられる)。
データは、パケット形態であるとして説明した。本発明の別の実施形態では、データは、いかなる適当なフォーマットで送信されてもよい。ユーザ装置と無線ステーションとの間に送信されるべきデータは、各々、スピーチデータ、ビデオデータ、又は他のデータである。パケットデータ送信は、アプリケーション及びデータのソースに依存するビットレートで送信するのに適した形態にエンコードされてもよい。
【0055】
本発明の実施形態は、UMTS及びGSMシステムに関連して説明した。又、本発明は、2つ以上のノード間で接続がハンドオーバーされる他の通信ネットワークにも適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱せずに多数の変更や修正がなされ得ることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実施することのできる通信システムを示す図である。
【図2】 本発明の実施形態の主たるステップを示すフローチャートである。
【図3】 本発明の実施形態によるメッセージの流れを詳細に示すシグナリングチャートである。
Claims (38)
- ユーザ装置と通信システムの第1ネットワーク要素との間に同時に回路交換及びパケット交換接続を確立し、
通信システムの第1ネットワーク要素から第2ネットワーク要素へ回路交換接続をハンドオーバーするための手順を開始し、
規定の事象を監視し、この事象は、パケット交換接続により予約されたリソースを解除する必要性を指示するように定義され、そして
事象の検出に続いて、上記パケット交換接続により予約されたリソースを解除する、
という段階を備えており、
上記事象は、ユーザ装置にサービスする無線アクセスエンティティに関連した情報を更新する要求をユーザ装置が発生する前に検出されることを特徴とする通信システムにおける方法。 - 解除されるべきリソースは、上記第1ネットワーク要素と、パケット交換接続のコアネットワーク側にある要素との間のインターフェイスにより予約されたリソースを含む請求項1に記載の方法。
- 解除されるべきリソースは、パケット交換接続により上記第1ネットワーク要素において予約されるリソースを含む請求項1又は2に記載の方法。
- 上記要求は、ルーティングエリア更新の要求を含む請求項1に記載の方法。
- 上記第1ネットワーク要素は、第1通信ネットワークの無線ネットワークコントローラであり、そして上記第2ネットワーク要素は、第2通信ネットワークの無線ネットワークコントローラである請求項1に記載の方法。
- 上記第1ネットワーク要素及び第2ネットワーク要素は、異なる技術に基づいて動作する請求項1に記載の方法。
- 上記第1ネットワーク要素は、第3世代セルラーテレコミュニケーションシステムの無線ネットワークコントローラである請求項5に記載の方法。
- 上記第2ネットワーク要素は、第2世代セルラーテレコミュニケーションシステムの無線ネットワークコントローラである請求項5に記載の方法。
- 上記事象は、回路交換接続に関連したリソースを解除する要求を含む請求項1に記載の方法。
- 上記要求は、通信システムのコアネットワークの要素により発生される請求項9に記載の方法。
- 上記第1ネットワーク要素は、事象の検出に応答してリソースを解除する要求を発生する請求項1に記載の方法。
- 上記事象は、リソースを解除する判断を含み、該判断は、上記第2ネットワーク要素が属する通信ネットワークの能力の情報に基づいて行われる請求項1に記載の方法。
- 上記情報は、テーブルから検索される請求項12に記載の方法。
- 上記情報は、上記第2ネットワーク要素の通信ネットワークに問合せを搬送することにより得られる請求項12に記載の方法。
- 上記判断は、上記第1ネットワーク要素によりなされる請求項12に記載の方法。
- 上記判断は、通信システムのコアネットワークにおけるコントローラによりなされる請求項12に記載の方法。
- 上記事象は、タイマー機能からの指示を含む請求項1に記載の方法。
- 上記タイマー機能は、上記第1ネットワーク要素において実施される請求項17に記載の方法。
- 上記タイマー機能は、上記通信システムのコアネットワーク側で実施される請求項17に記載の方法。
- 上記タイマー機能は、動的である請求項17に記載の方法。
- 解除されるべき接続に関連されたデータを記憶する段階を含む請求項1に記載の方法。
- 記憶されるべきデータは、ユーザデータを含む請求項21に記載の方法。
- 規定のデータのみが記憶される請求項21に記載の方法。
- ハンドオーバーを開始する前に送信されたが、ハンドオーバー開始のときまでに受信されたと確認されなかったデータのみが記憶される請求項23に記載の方法。
- 上記記憶されたデータは、ハンドオーバー手順が完了した後に、アドレスされた行先へ搬送される請求項21に記載の方法。
- ユーザ装置と、
第1ネットワーク要素であって、上記ユーザ装置と該第1ネットワーク要素との間で同時に回路交換及びパケット交換接続を行えるようにする第1ネットワーク要素と、
第2ネットワーク要素であって、上記第1ネットワーク要素から該第2ネットワーク要素へ回路交換接続をハンドオーバーできるようにする第2ネットワーク要素と、
規定の事象を検出するための手段と、
を備え、上記事象の検出に応答して、パケット交換接続により予約されたリソースを解除するように構成されており、
上記事象は、ユーザ装置にサービスする無線アクセスエンティティに関連した情報を更新する要求をユーザ装置が発生する前に検出されることを特徴とする通信システム。 - 解除されるべきリソースは、上記第1ネットワーク要素と、システムのコアネットワークにあるネットワーク要素との間のインターフェイスによって予約されたリソースを含む請求項26に記載の通信システム。
- 上記システムは、上記第1ネットワーク要素におけるリソースを解除する請求項26に記載の通信システム。
- 上記第1ネットワーク要素は、第1通信ネットワークの無線ネットワークコントローラであり、そして上記第2ネットワーク要素は、第2通信ネットワークの無線ネットワークコントローラである請求項26に記載の通信システム。
- 上記第1ネットワーク要素及び第2ネットワーク要素は、異なる技術に基づいて動作する請求項26に記載の通信システム。
- 上記第1ネットワーク要素は、回路交換接続に関連されたメッセージに応答してリソースを解除する要求を発生する請求項26に記載の通信システム。
- 上記メッセージは、回路交換リソースを解除する要求を含む請求項31に記載の通信システム。
- 上記事象は、リソースを解除する判断を含み、該判断は、上記第2ネットワーク要素が属する通信ネットワークの能力の情報に基づいて行われる請求項26に記載の通信システム。
- 上記第1ネットワーク要素は、リソースを解除する判断を行う請求項26に記載の通信システム。
- 通信システムのコアネットワークにおけるコントローラが判断を実行する請求項26に記載の通信システム。
- 少なくとも1つのタイマーを含む請求項26に記載の通信システム。
- 少なくとも1つのタイマーは動的である請求項36に記載の通信システム。
- 解除されるべき接続に関連されたデータを記憶するためのメモリ手段を備えた請求項26に記載の通信システム。
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