(57)【要約】【課題】ＳＩＰを使用した呼制御に関し、呼制御遅延が小さく無線効率のよい無線通信システムを得ること。【解決手段】本発明は、基地局（５）および移動体ゲートウェイ装置（６）を含み、基地局（５）配下の移動端末（４）とＳＩＰ装置（８）との間の呼制御プロトコルとしてＳＩＰを使用する無線通信システムであって、移動端末（４）、基地局（５）および移動体ゲートウェイ装置（６）は無線シグナリングチャネルでＳＩＰメッセージを送受する機能を持ち、移動体ゲートウェイ装置（６）は、ＳＩＰ装置（８）から受信したＳＩＰメッセージを無線シグナリングチャネルに乗せ、また基地局（５）との無線シグナリングチャネル内で受信したＳＩＰメッセージをＳＩＰ装置（８）に配送する。【選択図】        図１２
2008104105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局および移動体ゲートウェイ装置を含み、基地局配下の移動端末と通信相手端末との間の呼制御プロトコルとしてＳＩＰ（Session  Initiation  Protocol）を使用する無線通信システムであって、
前記移動端末、前記基地局および前記移動体ゲートウェイ装置は無線シグナリングチャネルでＳＩＰメッセージを送受する機能を具備し、
前記移動体ゲートウェイ装置は、前記通信相手端末から受信したＳＩＰメッセージを無線シグナリングチャネルに乗せ、また前記基地局との無線シグナリングチャネル内で受信したＳＩＰメッセージを前記通信相手端末に配送することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
基地局および移動体ゲートウェイ装置を含み、基地局配下の移動端末と通信相手端末との間の呼制御プロトコルとしてＳＩＰを使用する無線通信システムであって、
前記移動端末および前記基地局は無線シグナリングチャネルでＳＩＰメッセージを送受する機能を具備し、
また、前記基地局はＳＩＰメッセージを対象に、前記移動端末向け無線シグナリングチャネルの情報と前記移動体ゲートウェイ装置向けＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの情報を交換する機能を具備するとともに、
前記基地局は、前記移動体ゲートウェイ装置からＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルで受信したＳＩＰメッセージを無線シグナリングチャネル上に転送し、また前記移動端末との無線シグナリングチャネル内で受信したＳＩＰメッセージを前記移動体ゲートウェイ装置とのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネル上に転送することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
前記移動体ゲートウェイ装置は、
呼制御用のＳＩＰメッセージを受信した場合、当該ＳＩＰメッセージに含まれる呼制御情報に基づいて前記基地局を制御するための無線制御メッセージを生成し、当該生成した無線制御メッセージを当該基地局へ送信し、
前記基地局は、
前記移動体ゲートウェイ装置から無線制御メッセージを受信した場合、当該無線制御メッセージの内容に基づいて前記移動端末と前記基地局間の通話用ユーザチャネルを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記移動体ゲートウェイ装置および前記移動端末がＧＰＲＳプロトコルの移動管理機能を使用することにより、前記移動端末の移動管理を行うことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記移動体ゲートウェイ装置および前記移動端末がモバイルＩＰ（Mobile  IP）プロトコルの移動管理機能を使用することにより、前記移動端末の移動管理を行うことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記基地局が、無線シグナリングチャネルを使用して前記移動端末から予め通知された「ＳＩＰメッセージ送受信のために使用するＩＰアドレス等のヘッダ領域の情報」を記憶しておき、
前記移動端末および前記基地局は、ＳＩＰメッセージを送信する場合、そのヘッダ領域を排除した形で送信し、
前記移動端末および前記基地局は、前記ヘッダ領域が排除されたＳＩＰメッセージを受信した場合、前記予め記憶しておいたヘッダ領域の情報に基づいて、当該受信したＳＩＰメッセージのヘッダ領域を再生することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記移動体ゲートウェイ装置が、無線シグナリングチャネルを使用して前記移動端末から予め通知された「ＳＩＰメッセージ送受信のために使用するＩＰアドレス等のヘッダ領域の情報」を記憶しておき、
前記移動端末および前記移動体ゲートウェイ装置は、ＳＩＰメッセージを送信する場合、そのヘッダ領域を排除した形で送信し、
前記移動端末および前記移動体ゲートウェイ装置は、前記ヘッダ領域が排除されたＳＩＰメッセージを受信した場合、前記予め記憶しておいたヘッダ領域の情報に基づいて、当該受信したＳＩＰメッセージのヘッダ領域を再生することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記基地局および前記移動端末は、受信したＳＩＰメッセージにヘッダ領域が含まれていない場合、当該ＳＩＰメッセージに含まれる情報に基づいてヘッダ情報を特定し、当該特定したヘッダ情報に基づいて当該ＳＩＰメッセージのヘッダ領域を再生することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記移動体ゲートウェイ装置および前記移動端末は、受信したＳＩＰメッセージにヘッダ領域が含まれていない場合、当該ＳＩＰメッセージに含まれる情報に基づいてヘッダ情報を特定し、当該特定したヘッダ情報に基づいて当該ＳＩＰメッセージのヘッダ領域を再生することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記基地局が、無線シグナリングチャネルを使用して前記移動端末から予め通知された「ユーザデータ送受信のために使用するＩＰアドレス等のヘッダ領域の情報」を記憶しておき、
前記移動端末および前記基地局は、ユーザデータを送信する場合、そのヘッダ領域を排除した形で送信し、
前記移動端末および前記基地局は、前記ヘッダ領域が排除されたユーザデータを受信した場合、前記予め記憶しておいたヘッダ領域の情報に基づいて、当該受信したユーザデータのヘッダ領域を再生することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記移動体ゲートウェイ装置が、無線シグナリングチャネルを使用して前記移動端末から予め通知された「ユーザデータ送受信のために使用するＩＰアドレス等のヘッダ領域の情報」を記憶しておき、
前記移動端末および前記移動体ゲートウェイ装置は、ユーザデータを送信する場合、そのヘッダ領域を排除した形で送信し、
前記移動端末および前記移動体ゲートウェイ装置は、前記ヘッダ領域が排除されたユーザデータを受信した場合、前記予め記憶しておいたヘッダ領域の情報に基づいて、当該受信したユーザデータのヘッダ領域を再生することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つに記載の無線通信システムである第１の無線通信システムに接続するための第１のプロトコルスタック、および当該第１の無線通信システムとは異なる第２の無線通信システムに接続するための第２のプロトコルスタック、を実装した移動端末であって、
接続する無線通信システムに実装されているプロトコルスタックに応じて前記第１のプロトコルスタックまたは前記第２のプロトコルスタックを適応的に選択することを特徴とする移動端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３ＧＰＰ（3rd  Generation  Partnership  Project）等において規定された通信規格を適用した無線通信システムに関するものであり、特に、呼制御プロトコルとしてＳＩＰ（Session  Initiation  Protocol）を使用する無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の３ＧＰＰネットワーク（３ＧＰＰにおいて規定されたネットワーク）においてＶｏＩＰ（Voice  over  IP）サービスを提供する方法の一つとしてＳＩＰを使用した方法が存在する。図１２はＶｏＩＰサービスを提供するＳＩＰを使用した無線制御ネットワークの構成図である。この通信ネットワークは、無線アクセスネットワークであるＲＡＮ（Radio  Access  Network）１と、コアネットワークであるＣＮ（Core  Network）２と、ＩＭＳ（IP  Multimedia  Subsystem）３と、ＳＩＰメッセージを送受信可能な移動端末４と、基地局５と、移動体ゲートウェイ装置６と、ルータ（Router）７と、ＳＩＰを実装し、移動端末（ＵＥ：User  Equipment）４との間でＳＩＰメッセージの送受信を行うＳＩＰ装置（SIP  Equipment）８と、により構成される。ＳＩＰ装置８は例えばＳＩＰサーバを示す。なお、ＲＡＮ１、ＣＮ２、基地局５、移動体ゲートウェイ装置６およびルータ７が移動体ネットワーク９を構成している。
【０００３】
ＳＩＰに関して３ＧＰＰが規定した規格の一つとして下記非特許文献１が存在する。図１３−１および図１３−２は、下記非特許文献１のコンセプトに基づくＳＩＰ無線制御のシーケンス事例を示した図であり、図１３−１が移動端末４の電源が投入された場合のシーケンス例を示し、図１３−２が発信時のシーケンス例を示している。３ＧＰＰネットワークにおいてＳＩＰを使用してＶｏＩＰサービスを提供する場合、まず３ＧＰＰ特有のパケット網であるＧＰＲＳ（General  Packet  Radio  Service）の制御手順（ＧＰＲＳプロトコル）を使用する。図１３−１に示すように、移動端末４は電源ＯＮ時にまず移動体ゲートウェイ装置６に位置登録し、ＧＰＲＳのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネル設定により、ＳＩＰメッセージを伝送するためのユーザチャネルを設定する。このときに、移動端末４のＩＰアドレスと、ＳＩＰメッセージの送信先であるＳＩＰ装置８のＩＰアドレスが移動端末４に通知される。その後、移動端末４と要求先であるＩＭＳ内のＳＩＰ装置８は、移動体ゲートウェイ装置６を介して電話番号とＩＰアドレスの対応登録に関わるＳＩＰメッセージの送受信を行うが、このとき、ＳＩＰメッセージは移動体ゲートウェイ装置６や基地局５においてＳＩＰメッセージはユーザプレーン上で伝送される。よって、移動体ゲートウェイ装置６や基地局５はＳＩＰメッセージを意識していない。
【０００４】
音声通話や映像通話などの通信時には、図１３−２に示すように、まずＧＰＲＳのサービス要求を使用してＳＩＰメッセージを伝送するためのユーザチャネルの復帰が行われる。復帰後、ＳＩＰメッセージの呼制御（図中ＳＩＰ発信要求−応答）により移動端末４とＳＩＰ装置８の間で帯域等のネゴシエーションが行なわれる。そして、その結果に基づき、移動端末４がＧＰＲＳプロトコルを使用して通話用ユーザチャネルの設定を移動体ゲートウェイ装置６に要求することで通話用のリソースを確保する。このように、通話を行なう場合にも、ＧＰＲＳの機能が必須である。なお、通話用ユーザチャネルの設定がＳＩＰ発信要求に先立ち行われる場合、図１３の通話用リソース確保のフローは適用されない。
【０００５】
【非特許文献１】3GPP  Specification  “TS  23.221,  V5.11.0”、p.32-33
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、現在の３ＧＧＰネットワークにおいては、ＳＩＰメッセージを伝送するために、まずＳＩＰメッセージとは独立のＧＰＲＳプロトコルを実行して、ＳＩＰメッセージ伝送用のユーザチャネルを移動端末４と基地局５の間で設定し、またＳＩＰメッセージ伝送用のユーザチャネルを基地局５と移動体ゲートウェイ装置６との間で設定する必要がある。そのため呼制御のメッセージを無線シグナリングチャネルで送信していた回線交換の機構に対して、無線リソースや無線コネクションを管理するための資源を無駄に費やしていることになる。なお、次世代の３ＧＰＰネットワークであるＬＴＥ（Long  Term  Evolution）ネットワークにおいては、回線交換ネットワークがなくなり、パケットネットワークのみの構成となるが、この場合もＳＩＰメッセージを伝送するためにＧＰＲＳ制御手順が必要であり、同様の問題が発生する。
【０００７】
また音声通話や映像通話などユーザデータを流すチャネルを設定する場合、移動端末４が呼制御のＳＩＰメッセージを解釈した後、移動端末４がＧＰＲＳプロトコルを使用して移動端末４、基地局５および移動体ゲートウェイ装置６間の通話用ユーザチャネルの設定を要求する。このため、呼制御のメッセージをＲＡＮが直接解釈してＲＡＮ内の無線および有線のチャネルを設定していた従来の回線交換と比較して、呼設定遅延時間が大きくなる、という問題があった。
【０００８】
また、ＳＩＰを使用した場合、ＩＰヘッダなどの領域がメッセージに付与されるため、従来の回線交換と比較して、メッセージのサイズが大きくなる。このためより多くの無線リソースが必要となり、無線帯域の使用効率が悪くなる、という問題があった。
【０００９】
また、ＳＩＰなどのＶｏＩＰを使用した場合、ＩＰヘッダなどの領域がユーザデータに付与されるため、従来の回線交換と比較して、データのサイズが大きくなる。このためより多くの無線リソースが必要となり、無線帯域の使用効率が悪くなる、という問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＳＩＰを使用した呼制御において呼制御遅延が大きくなるのを抑える無線通信システムを得ることを目的とする。
【００１１】
また、無線リソースの消費を抑え、無線帯域の使用効率を向上させる無線通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信システムは、基地局および移動体ゲートウェイ装置を含み、基地局配下の移動端末と通信相手端末となるＳＩＰ装置との間の呼制御プロトコルとしてＳＩＰを使用する無線通信システムであって、前記移動端末、前記基地局および前記移動体ゲートウェイ装置は無線シグナリングチャネルでＳＩＰメッセージを送受する機能を具備し、前記移動体ゲートウェイ装置は、前記ＳＩＰ装置から受信したＳＩＰメッセージを無線シグナリングチャネルに乗せ、また前記基地局との無線シグナリングチャネル内で受信したＳＩＰメッセージを前記ＳＩＰ装置に配送することを特徴とする。
【００１３】
また前記と同様の装置から構成される無線通信システムであって、移動端末、前記基地局は無線シグナリングチャネルでＳＩＰメッセージを送受する機能を具備し、また、前記基地局はＳＩＰメッセージを対象に、前記移動端末向け無線シグナリングチャネルの情報と前記移動体ゲートウェイ装置向けＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの情報を交換する機能を具備するとともに、前記基地局は、前記移動体ゲートウェイ装置からＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルで受信したＳＩＰメッセージを無線シグナリングチャネル上に転送し、また前記移動端末との無線シグナリングチャネル内で受信したＳＩＰメッセージを前記移動体ゲートウェイ装置とのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネル上に転送することを特徴とする。
【００１４】
また、移動体ゲートウェイ装置は、基地局を介して移動端末から呼制御用のＳＩＰメッセージを受信した場合、当該ＳＩＰメッセージに含まれる呼制御情報に基づいて当該基地局を制御するための無線制御メッセージを生成し、当該生成した無線制御メッセージを当該基地局へ送信する。前記基地局は、前記移動体ゲートウェイ装置から無線制御メッセージを受信した場合、当該無線制御メッセージの内容に基づいて前記移動端末と前記基地局間の通話用ユーザチャネルを制御することを特徴とする。
【００１５】
また移動体ゲートウェイ装置および移動端末がＧＰＲＳプロトコルの移動管理機能を使用することにより、前記移動端末の移動管理を行うことを特徴とする。
【００１６】
また移動体ゲートウェイ装置および移動端末がモバイルＩＰプロトコルの移動管理機能を使用することにより、前記移動端末の移動管理を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、移動端末が移動体ゲートウェイ装置もしくは基地局へＳＩＰメッセージのために使用するＩＰアドレス等のヘッダ領域の情報を無線シグナリングチャネルで通知し、前記移動体ゲートウェイ装置もしくは前記基地局はヘッダ領域の情報を記憶する。前記移動端末と、前記移動体ゲートウェイ装置もしくは前記基地局は、ＳＩＰメッセージに関してヘッダ領域を排除した形で通信し、前記移動端末と、前記移動体ゲートウェイ装置もしくは前記基地局は、ＳＩＰメッセージ受信時、記憶していたヘッダ情報からヘッダ領域をＳＩＰメッセージに付与することを特徴とする。
【００１８】
また移動体ゲートウェイ装置もしくは基地局、および移動端末がＳＩＰメッセージを受信し、このＳＩＰメッセージにヘッダ領域が含まれていない場合、ＳＩＰメッセージに含まれる情報に基づいてヘッダ情報を特定し、ヘッダ領域をＳＩＰメッセージに付与することを特徴とする。
【００１９】
また、移動端末が移動体ゲートウェイ装置もしくは基地局へユーザデータ送受信のために使用するＩＰアドレス等のヘッダ領域の情報を無線シグナリングチャネルで通知し、前記移動体ゲートウェイ装置もしくは前記基地局はヘッダ領域の情報を記憶するとともに、前記移動端末と、前記移動体ゲートウェイ装置もしくは前記基地局はユーザデータに関して、ヘッダ領域を排除した形で通信し、前記移動体ゲートウェイ装置もしくは前記基地局、および前記移動端末が、ユーザデータ受信時に記憶していたヘッダ領域の情報からユーザデータにヘッダ領域を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、移動端末、基地局および移動体ゲートウェイ装置は無線制御のために必須で存在している無線シグナリングチャネルを使用してＳＩＰメッセージを送受するため、ＳＩＰメッセージ伝送用のユーザチャネルを設定する必要がなくなり、無線リソースや無線コネクションの効率的な利用が実現できる、という効果を奏する。
【００２１】
また、移動体ゲートウェイ装置は呼制御を行うためのＳＩＰメッセージからＲＡＮを制御するために必要な情報を取得し、取得した情報を使用してＲＡＮの制御を行うことにより、ＧＰＲＳプロトコルによるＲＡＮの制御手順をショートカットできる。このため、ＳＩＰを使用して呼制御を行う場合において呼制御遅延が大きくなるのを抑えることができる、という効果を奏する。
【００２２】
また、無線上ＳＩＰメッセージはＩＰアドレス等のヘッダ領域を排除した形で通信できるため、無線リソースの効率的な利用が実現できる、という効果を奏する。
【００２３】
また、無線上音声や映像など通話データはＩＰアドレス等のヘッダ領域を排除した形で通信できるため、無線リソースの効率的な利用が実現できる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２５】
実施の形態１．
本発明にかかる無線通信システムの実施の形態１の構成は、上述した従来の無線通信システムである無線制御ネットワーク（図１２参照）と同様である。また図１は、本発明にかかる無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図であり、左から順番に、移動端末４におけるプロトコルスタック，基地局５におけるプロトコルスタック，移動体ゲートウェイ装置６におけるプロトコルスタック，ルータ７におけるプロトコルスタック，ＳＩＰ装置８におけるプロトコルスタックを示している。このプロトコルスタックの各々の要素は３ＧＰＰおよびインターネットの標準で規定されたものである。ＲＲＣ（Radio  Resource  Control）は移動端末４と基地局５の間で無線の制御を行うための規格であり、ＲＬＣ（Radio  Link  Control）は無線上の誤り制御などを行う規格、ＭＡＣ（Media  Access  Control）は無線上の情報伝送に関わるアクセス制御を行う規格、ＲＡＮＡＰ（Radio  Access  Network  Application  Protocol）は無線制御を移動体ゲートウェイ６が基地局５に対して行うための規格、ＳＣＣＰ（Signaling  Connection  Control  Part）、Ｍ３ＵＡ（MTP3  User  Adaptation  Layer）、ＳＣＴＰ（Stream  Control  Transmission  Protocol）は移動体ゲートウェイ６と基地局５間の伝送インタフェースを制御するための規格である。図１は、ユーザデータとして伝送されるＳＩＰメッセージが、移動体ゲートウェイ装置６にて無線のシグナリングレイヤに変換されることを示している。
【００２６】
以上のような構成の通信システムにおいて、電源ＯＮ時および発信時に、移動端末４がＳＩＰ装置８に対してＳＩＰメッセージを送信する場合の動作を図２−１および図２−２に基づいて説明する。図２−１は電源ＯＮ時のシーケンス例を示し、図２−２は発信時のシーケンス例を示している。
【００２７】
図２−１に示したように、移動端末４は電源ＯＮ時にまず移動体ゲートウェイ装置６に位置登録する。このとき、移動端末４のＩＰアドレスと、ＳＩＰメッセージの送信先であるＳＩＰ装置８のＩＰアドレスが移動端末４に通知される。上述した従来動作（図１３−１参照）と比較してＧＰＲＳのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの設定は不要であり、この後、移動端末４とＩＭＳ内のＳＩＰ装置８は、移動体ゲートウェイ装置６を介して電話番号とＩＰアドレスの対応登録に関わるＳＩＰメッセージの送受信を行う。このとき、移動端末４と移動体ゲートウェイ装置６との間は、無線シグナリングチャネル上でＳＩＰメッセージが伝送される。例えば、移動端末４と基地局５間はＲＲＣのメッセージ転送機能を利用し、基地局５と移動体ゲートウェイ装置６との間はＲＡＮＡＰのメッセージ転送機能を利用する。本実施の形態では、ＳＩＰ装置８からのＳＩＰメッセージを受信した移動体ゲートウェイ装置６は、これを無線シグナリングチャネルに乗せて転送し、また基地局５との無線シグナリングチャネル上で受信したＳＩＰメッセージをＳＩＰ装置８へ転送する。なお、移動体ゲートウェイ装置６は、ＳＩＰ装置８から受信したメッセージがＳＩＰメッセージであるか否かは、例えばＳＩＰメッセージが運ばれるＵＤＰポート番号などから判定する。
【００２８】
音声通話や映像通話など通信時の動作は、図２−２に示すように、上述した従来動作（図１３−２参照）と比較してＧＰＲＳのサービス要求を使用したＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの復帰が不要になる。その後のＳＩＰメッセージの送受に関する基地局５および移動体ゲートウェイ装置６の動作については、上述した電源ＯＮ時の動作と同様である。
【００２９】
このように、本実施の形態においては、移動端末、基地局および移動体ゲートウェイ装置は無線制御のために必須で存在している無線シグナリングチャネルを再利用してＳＩＰメッセージを送受するため、ＳＩＰメッセージ用のユーザチャネルを設定する必要がなくなり、無線リソースや無線コネクションの効率的な利用が実現できる。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態２の無線通信システムの構成は上述した実施の形態１と同様である。図３は、本発明にかかる無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図であり、左から順番に、移動端末４におけるプロトコルスタック，基地局５におけるプロトコルスタック，移動体ゲートウェイ装置６におけるプロトコルスタック，ルータ７におけるプロトコルスタック，ＳＩＰ装置８におけるプロトコルスタックを示している。図３は、ユーザデータとして伝送されるＳＩＰメッセージが基地局５にて無線のシグナリングレイヤに変換されることを示している。
【００３１】
以上のような構成の無線通信システムにおいて、電源ＯＮ時および発信時に、移動端末４がＳＩＰ装置８に対してＳＩＰメッセージを送信する場合の動作を図４−１および図４−２に基づいて説明する。
【００３２】
図４−１に示したように、移動端末４は電源ＯＮ時にまず移動体ゲートウェイ装置６に位置登録する。この後、ＧＰＲＳのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネル設定により、ＳＩＰメッセージを伝送するためのユーザチャネルを設定する。ただし、移動端末４と基地局５間のＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの設定は不要になる。また、このときに、移動端末４のＩＰアドレスと、ＳＩＰメッセージの送信先であるＳＩＰ装置８のＩＰアドレスが移動端末４に通知される。この後、移動端末４とＩＭＳ内のＳＩＰ装置８は、移動体ゲートウェイ装置６を介して電話番号とＩＰアドレスの対応登録に関わるＳＩＰメッセージの送受信を行う。このとき、移動端末４と基地局５との間は、無線シグナリングチャネル上でＳＩＰメッセージが伝送される。例えば、移動端末４と基地局５間はＲＲＣのメッセージ転送機能を利用する。本実施の形態では、ＳＩＰ装置８からのＳＩＰメッセージを受信した移動体ゲートウェイ装置６は、ＳＩＰメッセージ伝送用のユーザチャネルでこれを基地局５へ転送し、基地局５がこれを無線シグナリングチャネルに乗せて転送する。また基地局５は、移動端末４から無線シグナリングチャネル上で受信したＳＩＰメッセージを、ＳＩＰメッセージ伝送用のユーザチャネルを使用して移動体ゲートウェイ装置６へ転送し、移動体ゲートウェイ装置６がこれをＳＩＰ装置８へ転送する。なお、基地局５は、移動体ゲートウェイ装置６から受信したメッセージがＳＩＰメッセージであるか否かは、例えばユーザデータ用チャネルの番号や、ＳＩＰメッセージが運ばれるＵＤＰポート番号などから判定する。
【００３３】
音声通話や映像通話など通信時の動作は、図４−２に示すように、移動端末４と基地局５間のＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの復帰が不要になる。その後のＳＩＰメッセージの送受に関する基地局５および移動体ゲートウェイ装置６の動作については、上述した電源ＯＮ時の動作と同様である。
【００３４】
このように、本実施の形態においては、移動端末、基地局は無線制御のために必須で存在している無線シグナリングチャネルを再利用してＳＩＰメッセージを送受するため、ＳＩＰメッセージ用のユーザチャネルを設定する必要がなくなり、無線リソースや無線コネクションの効率的な利用が実現できる。
【００３５】
実施の形態３．
実施の形態３は移動体ゲートウェイがＳＩＰメッセージを完全終端し、ＧＲＰＳ手順をショートカットするものであり、本実施の形態の無線通信システムの構成および使用するプロトコルスタックは上述した実施の形態１と同様である。発信時に、移動端末４がＳＩＰ装置８に対してＳＩＰメッセージを送信する場合の動作を図５に基づいて説明する。図５は、移動体ゲートウェイ装置６がＳＩＰの情報を使用して無線制御を行う場合のシーケンスを示している。図５において、「ＳＩＰ：発信要求メッセージ」を送受するまでの処理は実施の形態１と同一の手順で終了しているものとする。移動端末４は、ＳＩＰ装置８宛の「ＳＩＰ：発信要求メッセージ」を生成する。ＳＩＰメッセージには、ＳＩＰ装置８と通信を行うために必要な帯域に関する情報，ＱｏＳに関する情報などの呼制御情報が含まれる。この情報は例えばＳＤＰ（Session  Description  Protocol）にて規定されている。移動端末４は実施の形態１と同様の無線シグナリングチャネルを使用して、ＳＩＰメッセージを移動体ゲートウェイ装置６まで転送する。また、移動体ゲートウェイ装置６は実施の形態１と同様にＳＩＰメッセージをＳＩＰ装置８へ転送する。ＳＩＰ装置８はこの要求を受けて必要な帯域に関する情報，ＱｏＳに関する情報を含む「ＳＩＰ：発信応答メッセージ」を逆方向で転送する。一般的には、この時点で通話に使用する帯域やＱｏＳが確定する。
【００３６】
移動体ゲートウェイ装置６は「ＳＩＰ：発信応答メッセージ」を受信すると、その内容を解析する。そして、解析の結果、当該ＳＩＰメッセージに含まれている帯域やＱｏＳを取得する。そして、移動体ゲートウェイ装置６は、取得した帯域やＱｏＳ情報に基づいて基地局５の無線帯域確保を行うための「ＲＡＮＡＰ：無線制御要求」を生成し、基地局５へ送信する。この要求によって、通話に使用する無線リソースが確保される。また基地局５は、移動端末４へ「ＲＲＣ：無線チャネル設定要求」を送信し、使用リソースを通知する。
【００３７】
なお、本実施の形態においては、実施の形態１の通信システムにおいて移動体ゲートウェイ装置６がＳＩＰの情報を使用して無線制御を行う場合の動作について説明したが、実施の形態２の通信システムにおいて移動体ゲートウェイ装置６がＳＩＰの情報を使用して無線制御を行うことも可能である。
【００３８】
このように、本実施の形態においては、移動体ゲートウェイ装置はＳＩＰメッセージを直接解析し、ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）を制御するために必要な情報（必要な帯域やＱｏＳに関する情報）を取得する。そして、取得した情報を使用してＲＡＮの制御を行うこととした。これにより、移動体ゲートウェイ装置は、ＧＰＲＳ制御手順を実施する必要がなくなるので、呼制御遅延が大きくなるのを抑えることができる。
【００３９】
実施の形態４．
つづいて、実施の形態４の無線通信システムについて説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態１と同様である。
【００４０】
ＳＩＰは移動管理（ＭＭ：Mobility  Management）を行うことができない。すなわちＳＩＰを使用した通信制御において移動管理を行うためには、他のプロトコルを併せて使用する必要がある。そのため、本実施の形態では、呼制御プロトコルとしてＳＩＰを使用した無線通信システムにおいて移動管理を実現する方法について説明する。
【００４１】
図６は、実施の形態４の無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図であり、左から順番に、移動端末４におけるプロトコルスタック，基地局５におけるプロトコルスタック，移動体ゲートウェイ装置６におけるプロトコルスタック，ルータ７におけるプロトコルスタック，ＳＩＰ装置８におけるプロトコルスタックを示している。
【００４２】
図４に示したように、本実施の形態の無線通信システムでは、ＧＰＲＳプロトコルの移動管理（GPRS  MM）プロトコルを使用して、移動体ゲートウェイ装置６が移動端末４の制御を行う。なお、ＧＰＲＳプロトコルには呼制御を行うためのセッション管理（ＳＭ：Session  Management）プロトコルも含まれているが、例えば実施の形態３の場合、呼制御はＳＩＰにより実現するため、本実施の形態においてはセッション管理（GPRS  SM）プロトコルを使用しない。また、呼制御動作は上述した実施の形態１と同様であるため、その説明は省略する。
【００４３】
なお、本実施の形態においては実施の形態１の無線通信システムに対してＧＰＲＳプロトコルのＭＭプロトコルを適用することとしたが、実施の形態２および３の無線通信システムに対してＧＰＲＳプロトコルのＭＭプロトコルを適用することにより、実施の形態２および３の無線通信システムにおいても移動管理を実現できる。
【００４４】
このように、本実施の形態においては、ＧＰＲＳプロトコルのＭＭプロトコルを使用して移動管理を行うこととした。これにより、ＳＩＰによる呼制御を行う無線通信システムにおいて移動端末の移動管理を行うことができる。
【００４５】
実施の形態５．
つづいて、実施の形態５の無線通信システムについて説明する。本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態１と同様である。上述した実施の形態４の無線通信システムにおいては、ＧＰＲＳプロトコルを使用して移動管理を行うこととしたが、本実施の形態の無線通信システムにおいては、モバイルＩＰ（Mobile  IP）プロトコルを使用して移動管理を行う。図７は、実施の形態５の無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図である。なお、本実施の形態の無線通信システムは、モバイルＩＰプロトコルを使用する点以外は上述した実施の形態４と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００４６】
なお、実施の形態２および３の無線通信システムに対してモバイルＩＰプロトコルを使用して移動管理を行うことも可能である。
【００４７】
このように、本実施の形態においては、ＧＰＲＳプロトコルのＭＭプロトコルに代えてモバイルＩＰプロトコルを使用して移動管理を行うこととした。これにより、上述した実施の形態４と同様に、ＳＩＰによる呼制御を行う無線通信システムにおいて移動端末の移動管理を行うことができる。
【００４８】
実施の形態６．
つづいて、実施の形態６の無線通信システムについて説明する。本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態２と同様である。本実施の形態においては、ＲＡＮにおける無線帯域の使用効率を向上させる無線通信システムについて説明する。
【００４９】
図８は、実施の形態６の無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図であり、左から順番に、移動端末４におけるプロトコルスタック，基地局５におけるプロトコルスタック，移動体ゲートウェイ装置６におけるプロトコルスタック，ルータ７におけるプロトコルスタック，ＳＩＰ装置８におけるプロトコルスタックを示している。図８に示したように、移動端末４と基地局５の間でＳＩＰメッセージに関するＵＤＰとＩＰヘッダが排除される。
【００５０】
本実施の形態の無線通信システムにおいては、ＩＰとＵＤＰヘッダを除いたＳＩＰメッセージの送受信を行うことにより無線帯域の使用効率を向上させる。一例として、電源ＯＮ時のシーケンスを示した図９を使用して移動端末４が基地局５に対してＳＩＰメッセージを送信する場合の動作を説明する。まず移動端末４はＧＰＲＳのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの設定のタイミングで自身のＩＰアドレスとＳＩＰ装置８のＩＰアドレスを取得し、これらを記憶する。本実施の形態において、移動端末４はＩＰおよびＵＤＰヘッダを除いたＳＩＰメッセージを基地局５に送信する。特に無線シグナリングコネクション設定後の最初のＳＩＰメッセージ送信の場合、移動端末４はヘッダを除くＳＩＰメッセージとともに、自身のＩＰアドレスとＳＩＰ装置８のＩＰアドレスを同時に送信する。基地局５は受信したＩＰアドレスリスト（移動端末４およびＳＩＰ装置８のＩＰアドレス）を記憶するとともに、ＩＰおよびＵＤＰヘッダを再生し、ＳＩＰメッセージに付与して、これをＳＩＰ装置８に向けて転送する。また、ＳＩＰ装置８から基地局５がＳＩＰメッセージを受信した場合、ヘッダ情報を削除したＳＩＰメッセージを移動端末４に向けて送信する。移動端末４では記憶していたＩＰアドレスリストを使用してＩＰおよびＵＤＰヘッダを再生する。なお、ＵＤＰの情報はあらかじめシステムで決めうちとするか、もしくはＩＰアドレスと同様の手法で移動端末４と基地局５が情報を共有する。
【００５１】
なお、本実施の形態においてＩＰおよびＵＤＰヘッダの操作は基地局５で行っていたが、この操作は移動体ゲートウェイ装置６で行っても良い。また移動端末４はＧＰＲＳのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの設定のタイミングで自身のＩＰアドレスとＳＩＰ装置８のＩＰアドレスを取得するとしたが、これは位置登録のタイミングになるケースも存在する。このため、実施の形態２の無線通信システムの場合を例として移動端末４および基地局５の間で送受信するＳＩＰメッセージのＩＰおよびＵＤＰヘッダの削除について説明したが、実施の形態１から５の全無線通信システムにおいても、同様に本手法を適用することが可能である。
【００５２】
このように、本実施の形態においては、移動端末および基地局の間で送受信するＳＩＰメッセージに対してＩＰおよびＵＤＰヘッダを削除することとした。これにより、ＲＡＮにおける無線帯域の使用効率を向上させることができる。
【００５３】
実施の形態７．
つづいて、実施の形態７の無線通信システムについて説明する。本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態６と同様である。本実施の形態においては、上述した実施の形態６とは異なる方法を使用してＲＡＮにおける無線帯域の使用効率を向上させる無線通信システムについて説明する。
【００５４】
まず移動端末４は実施の形態６と同様に、ＧＰＲＳのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの設定のタイミングで自身のＩＰアドレスとＳＩＰ装置のＩＰアドレスを取得し、これらを記憶する。本実施の形態において、移動端末４はＩＰおよびＵＤＰヘッダを除いたＳＩＰメッセージを基地局５へ送信する。なお、実施の形態６とは異なり、無線シグナリングコネクション設定後の最初のＳＩＰメッセージ送信時にも、自身のＩＰアドレスとＳＩＰ装置のＩＰアドレスを同時に送信することはない。一般的に、ＳＩＰメッセージには送受信する端点（本実施の形態の場合、移動端末４とＳＩＰ装置８に相当）のＩＰアドレスが含まれており、基地局５は受信したＳＩＰメッセージの内容を解析し、これらアドレスを取得する。そして基地局５はこれらＩＰアドレスを記憶するとともに、ＩＰおよびＵＤＰヘッダを再生して、ＳＩＰメッセージに付与して、これをＳＩＰ装置８に向けて転送する。ＳＩＰ装置８から基地局５がＳＩＰメッセージを受信した場合、ヘッダ情報を削除したＳＩＰメッセージを移動端末４に向けて送信する。移動端末４では記憶していたＩＰアドレスを使用してＩＰおよびＵＤＰヘッダを再生する。なお、ＵＤＰの情報はあらかじめシステムで決めうちとする。
【００５５】
なお、本実施の形態においてＩＰおよびＵＤＰヘッダの操作は基地局で行うこととしたが、この操作は移動体ゲートウェイ装置で行っても良い。また移動端末はＧＰＲＳのＳＩＰシグナリング用ユーザチャネルの設定のタイミングで自身のＩＰアドレスとＳＩＰ装置のＩＰアドレスを取得するとしたが、これは位置登録のタイミングになるケースも存在する。このため、本手法は実施の形態１から５の全無線通信システムにおいても、適用することが可能である。
【００５６】
このように、本実施の形態においては、移動端末および基地局の間で送受信するＳＩＰメッセージに対してＩＰおよびＵＤＰヘッダを削除することとした。これにより、ＲＡＮにおける無線帯域の使用効率を向上させることができる。
【００５７】
実施の形態８．
つづいて、実施の形態８の無線通信システムについて説明する。本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態２と同様である。本実施の形態においては、ＲＡＮにおける無線帯域の使用効率を向上させる無線通信システムについて説明する。
【００５８】
本実施の形態の無線通信システムにおいては、ＩＰヘッダを除いた通話データＩＰパケットの送受信を行うことにより無線帯域の使用効率を向上させる。一例として、図１０を使用して移動端末４が発信する際の動作を説明する。図１０において、「ＳＩＰ：発信要求／応答メッセージ」を送受するまで処理は実施の形態２と同一の手順で終了しているものとする。まず移動端末４は「ＳＩＰ：発信要求／応答メッセージ」の送受信処理において通信エンド端末のＩＰアドレスを取得し、これを記憶する。また、このＩＰアドレスを例えば「ＲＲＣ：無線チャネル設定応答」のタイミングで基地局５に通知し、基地局５はこれを記憶する。また、移動端末４のＩＰアドレスは、例えば実施の形態６と同様の手法で移動端末４と基地局５が保持しているものとする。本実施の形態において、基地局５が通信エンド端末から通話データＩＰパケットを受信した場合、基地局５はＩＰヘッダを削除したデータを移動端末４に向けて送信し、移動端末４はデータ受信時に、記憶しておいた情報（上記取得し、記憶しておいた通信エンド端末のＩＰアドレス）からＩＰヘッダを再生する。また移動端末４はＩＰヘッダを除いた通話データＩＰパケットを基地局５に送信する。基地局５では記憶している情報からＩＰヘッダを再生して、これを通話データＩＰパケットに付与し、これを通信エンド端末へ送信する。
【００５９】
なお、本実施の形態においてＩＰヘッダの操作は基地局５で行っていたが、この操作は移動体ゲートウェイ装置６で行っても良い。このため、実施の形態２の無線通信システムの場合を例として移動端末４および基地局５の間で送受信するＳＩＰメッセージのＩＰヘッダの削除について説明したが、実施の形態１から７の全無線通信システムにおいても、同様に本手法を適用することが可能である。
【００６０】
このように、本実施の形態においては、移動端末および基地局の間で送受信するデータＩＰパケットに対してＩＰヘッダを削除することとした。これにより、ＲＡＮにおける無線帯域の使用効率を向上させることができる。
【００６１】
実施の形態９．
つづいて、実施の形態９の無線通信システムについて説明する。オペレータがＶｏＩＰサービスを提供する場合、図１１に示したように「RAN、CN、IMSを単一のオペレータが提供するケース」と「移動体ネットワークとIMSのオペレータが異なるケース」が想定される。
【００６２】
図１１において、１０はＲＡＮおよびＣＮを提供するオペレータがＶｏＩＰサービスを提供する場合の無線通信ネットワーク（以下、ネットワーク１０と記載する）、１１はＩＭＳを持たないオペレータの提供する無線通信ネットワーク（以下、ネットワーク１１と記載する）、１２はＩＭＳオペレータの提供するネットワーク（以下、ネットワーク１２と記載する）、を示すものとする。
【００６３】
図１１に例示した無線通信システムにおいてＶｏＩＰサービスの提供を受ける場合、移動端末４は、サービスを受けようとする場所において、サービス提供を受けることが可能な無線通信ネットワークを選択し、選択したネットワークに接続する。なお、ネットワークは、例えば移動端末４をユーザが操作することにより選択される。一般的に、単一のオペレータが提供するネットワーク１０の場合、上述した実施の形態１〜８が適用可能であるが、ネットワーク１１および１２のように複数のオペレータによってＶｏＩＰサービスが提供される場合、既存のプロトコルスタックを使用し、図１３−１および図１３−２に示した既存シーケンスを実行する必要がある（既存のプロトコルスタックではＳＩＰメッセージはＰＰＰ上を伝送されるケースもある）。よって、移動端末４は、通信制御動作（プロトコルスタック）を適応的に切り替える。具体的には、ネットワーク１０を選択した場合、「上述した実施の形態１から８のいずれかに記載した無線通信システムに接続する際のプロトコルスタック」を選択する。また、ネットワーク１１と１２の組み合わせを選択した場合、３ＧＰＰで規定された既存のものを選択する。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、移動端末がＶｏＩＰサービスの提供を受けるネットワークの形態に応じて通信制御動作を適応的に切り替えることとした。これにより、従来の方式を使用してＶｏＩＰサービスを提供するネットワークおよび本発明にかかる方式（実施の形態１〜８に示した方式）を使用してＶｏＩＰサービスを提供するネットワークが混在する通信システムにおいて、移動端末は、サービスの提供形態に応じた動作を適応的に選択し、実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、ＳＩＰを使用した呼制御を行う通信システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施の形態１の無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図である。
【図２−１】実施の形態１の動作を示すシーケンス図である。
【図２−２】実施の形態１の動作を示すシーケンス図である。
【図３】実施の形態２の無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図である。
【図４−１】実施の形態２の動作を示すシーケンス図である。
【図４−２】実施の形態２の動作を示すシーケンス図である。
【図５】実施の形態３の動作を示すシーケンス図である。
【図６】実施の形態４の無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図である。
【図７】実施の形態５の無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図である。
【図８】実施の形態６の無線通信システムの各構成要素におけるプロトコルスタックの構成例を示す図である。
【図９】実施の形態６の動作を示すシーケンス図である。
【図１０】実施の形態８の動作を示すシーケンス図である。
【図１１】移動端末に対してＶｏＩＰサービスを提供する通信システムを説明するための図である。
【図１２】無線通信システムを含んだ通信システムの構成例を示す図である。
【図１３−１】既存のＳＩＰ無線制御の動作を示すシーケンス図である。
【図１３−２】既存のＳＩＰ無線制御の動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ＲＡＮ（Radio  Access  Network）
２  ＣＮ（Core  Network）
３  ＩＭＳ（IP  Multimedia  Subsystem）
４  移動端末
５  基地局
６  移動体ゲートウェイ装置
７  ルータ（Router）
８  ＳＩＰ装置（SIP  Equipment）
９  移動体ネットワーク
１０  ＲＡＮおよびＣＮとＩＭＳを提供する無線オペレータのネットワーク
１１  ＲＡＮおよびＣＮを提供する無線オペレータのネットワーク
１２  ＩＭＳを提供するオペレータのネットワーク
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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