(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末との無線通信についてパケット技術を用いる第１の無線システムと、前記端末との無線通信について回線技術を用いる第２の無線システムとを有する無線通信ネットワークと併せて用いる、前記端末および別のエンドポイントが関与する呼のハンドオーバを行う方法であって、前記呼は、最初に前記第１の無線システムを用い、そして前記第２の無線システムを用いるために転送され、前記方法が、
前記呼に関するハンドオーバ要求を前記第１の無線システムから前記第２の無線システムへ送信するステップと、
前記第２の無線システムのハンドオーバ管理コンポーネントの振る舞いを前記第１の無線システムのためにエミュレートするステップとを含み、前記エミュレートは、パケット技術を用いる前記第１の無線システムで行われ、前記方法はさらに、
前記第２の無線システムを通して、前記端末と前記エンドポイントとの間にベアラトラヒック用のパスを設けるステップとを含む、方法。
【請求項２】
端末との無線通信について回線技術を用いる第１の無線システムと、前記端末との無線通信についてパケット技術を用いる第２の無線システムとを有する無線通信ネットワークと併せて用いる、前記端末および別のエンドポイントが関与する呼のハンドオーバを行う方法であって、前記呼は、最初に前記第１の無線システムを用い、そして前記第２の無線システムを用いるために転送され、前記方法が、
前記呼に関するハンドオーバ要求を前記第１の無線システムから前記第２の無線システムへ送信するステップと、
規定されたシステム間動作プロトコルに従いメッセージを前記第１の無線システムへ送信することを含む、前記第２の無線システムのハンドオーバ管理コンポーネントの振る舞いを前記第１の無線システムでエミュレートするステップと、
前記第２の無線システムを通して、前記端末と前記エンドポイントとの間にベアラトラヒック用のパスを設けるステップとを含む、方法。
【請求項３】
前記エミュレートするステップは、規定されたシステム間動作プロトコルに従い、メッセージを前記第２の無線システムへ送信しまたは前記第２の無線システムから受信するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記エミュレートするステップは、回線無線システムにおけるモバイル交換センタの振る舞いをエミュレートするステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１の無線システムで用いられる呼モデルと前記第２の無線システムで用いられる呼モデルとの間で呼状態情報を変換するステップを含む、請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記第１の無線システムで用いられる形式と前記第２の無線システムで用いられる形式との間で制御メッセージを変換するステップを含む、請求項２記載の方法。
【請求項７】
前記第２の無線システムで用いられるフォーマットと前記エンドポイントと関連するネットワークで用いられる形式との間でベアラトラヒックを変換するステップを含む、請求項２記載の方法。
【請求項８】
前記第１の無線システムは、前記第１の無線システムで用いられる形式と前記第２の無線システムで用いられる形式との間でベアラトラヒックを変換するゲートウェイを含み、前記方法は、
前記第２の無線システムと前記ゲートウェイとを通して、前記エンドポイントへのベアラパスを確立するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
端末との無線通信についてパケット技術を用いる第１の無線システムと、前記端末との無線通信について回線技術を用いる第２の無線システムとを有する無線通信ネットワークであって、前記無線通信ネットワークは、前記端末および別のエンドポイントが関与する呼のハンドオーバをサポートし、前記呼は、最初に前記第１の無線システムを用い、そして前記第２の無線システムを用いるために転送され、前記無線通信ネットワークは、
前記呼に関するハンドオーバ要求を前記第１の無線システムから前記第２の無線システムへ送信する手段と、
前記第２の無線システムのハンドオーバ管理コンポーネントの振る舞いを前記第１の無線システムのためにエミュレートするハンドオフマネージャ手段とを備え、前記エミュレートは、パケット技術を用いる前記第１の無線システムで行われ、前記ネットワークはさらに、
前記第２の無線システムを通して、前記端末と前記エンドポイントとの間にベアラトラヒック用のパスを設ける手段を備える、無線通信ネットワーク。
【請求項１０】
端末との無線通信について回線技術を用いる第１の無線システムと、前記端末との無線通信についてパケット技術を用いる第２の無線システムとを有する無線通信ネットワークであって、前記無線通信ネットワークは、前記端末および別のエンドポイントが関与する呼のハンドオーバをサポートし、前記呼は、最初に前記第１の無線システムを用い、そして前記第２の無線システムを用いるために転送され、前記無線通信ネットワークは、
前記呼に関するハンドオーバ要求を前記第１の無線システムから前記第２の無線システムへ送信する手段と、
規定されたシステム間動作プロトコルに従いメッセージを前記第１の無線システムへ送信することを含む、前記第１の無線システムのハンドオーバ管理コンポーネントの振る舞いを前記第２無線システムでエミュレートするハンドオフマネージャ手段と、
前記第２の無線システムを通して、前記端末と前記エンドポイントとの間にベアラトラヒック用のパスを設ける手段とを備える、無線通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システムに関し、特に、回線およびパケット呼モデルを含む、異なる呼モデルをサポートする無線通信システムやそのコンポーネントの間での無線呼のハンドオーバをサポートするシステムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの無線通信システムの重要な特徴は移動性であるため、呼に関わるユーザは、第１の無線インフラストラクチャ機器セットがサポートする第１のロケーションから、第２の無線インフラストラクチャ機器セットがサポートする第２のロケーションに、呼をあまり中断させずに移動することができる。初期の多くの無線通信システムは、携帯電話サービスを提供するために開発された。初期の携帯電話システムは通常、容量は限られているが、大きな地理的エリアをカバーするよう配置された単一の無線基地局を採用していた。モバイルユーザは、カバーエリア内で広く移動することができ、ユーザが、基地局への無線周波数パスが使用不可能になるロケーションに移動しないという条件下で、呼が維持されるものと予期することができた。はるかに狭い隣接エリア、すなわち「セル」にそれぞれサービスを提供する多数の無線基地局を備えるセルラ式携帯電話システムが開発されたとき、呼に関わるユーザが、呼を中断することなく、システムのカバーエリアを通してセルからセルに移動できるようにすることが極めて重要であった。
【０００３】
現在第１の無線基地局（または無線インタフェースを提供する無線システムの別の類似要素）がサービスを提供している安定した呼に対して、第２の無線基地局にサービスを提供させる機能および実施プロセスは、「ハンドオフ」または「ハンドオーバ」と呼ばれる。当初、ハンドオーバは、単一システムおよび類似技術のセル間で提供されていた。しかし、異なるシステムのセル間でのハンドオーバを可能にすると共に、技術の異なるセルおよび／またはシステム間でのハンドオーバを可能にする標準プロトコルが開発された。例えば、標準プロトコルにより、ユーザがある無線システムから、おそらく異なるエンティティが動作すると共に、異なるタイプまたはブランドのインフラストラクチャ機器を用いている別の無線システムへの境界を渡る際に、呼を維持できるようになる。例えば、このタイプのプロトコルとしては、米国規格協会刊行のＡＮＳＩ−ＴＩＡ／ＥＩＡ４１−Ｄ：Cellular Radiotelecommunications Intersystem Operationsとして知られる標準システム間動作プロトコル、および欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）刊行のＧＳＭ０９．０２ Mobile Application Part (MAP)プロトコルがある。さらに、標準プロトコルは、同じ呼モデルを使用する異なる（が、協働的な）エアインタフェース技術のシステム／セル間でのハンドオーバを可能にするためにも開発されてきた。例えば、ある加入者のハンドセットおよびシステムインフラストラクチャ機器は、ＣＤＭＡやＴＤＭＡ等のデジタル伝送技術を採用しているセルから、ＡＭＰＳ等のアナログ伝送技術を採用しているセルへの呼のハンドオーバを実行することができる。ＧＳＭシステムとＵＭＴＳシステム間でハンドオーバを行う性能についても説明されてきた。歴史的に移動性の必要性がハンドオーバ利用の動機となっていたが、ハンドオーバは、負荷を平衡できるようにすると共に信頼性を向上させることで、移動性を必要としないアプリケーションにおいてであっても重要な機能性を提供することができる。
【０００４】
ハンドオーバを提供する既存の無線通信システムは、回線呼モデルを採用している。本明細書において、「呼」という語は、通信システムまたはネットワークを介した端末セット間での情報転送セッションを指し、古典的な回線音声呼、パケット音声呼、回線データ呼、無接続呼、またはパケットデータ呼、およびそのマルチメディアバリアントを含むものであることが意図されているが、これらに限定されない。呼に適用される「回線」という語は、確保されたネットワーク資源を介して定義されたエンドポイント間で発生すると共に、データユニットが個々にアドレス指定されない情報転送モードを指す。パスまたはルートが回線呼に確立されると、それ以上のルーティングまたはアドレス指定は必要ない。回線呼を搬送するいくつかのコンポーネントは、パケットベースの技術を用いて実施しても、セルベースの技術を用いて実施してもよいことが認識される。呼に適用される「パケット」という語は、情報ストリームがパケットまたはユニットに分割されると共に、各パケットまたはユニットが個々にアドレス指定される情報転送モードを指す。パケット呼は、必ずしもネットワーク資源を確保する必要がない。「呼モデル」という語は、呼のセットアップ、維持、変更、および終了に必要な手順、状態、および状態遷移を指す。回線呼モデルは、回線呼を確立し制御するために用いられる呼モデルである。知られている回線呼モデルの例には、ＩＴＵ−ＴシグナリングシステムＮｏ７、ＡＮＳＩ−４１、ＡＮＳＩ−１３６、ＡＮＳＩ−９５、およびＧＳＭ０４．０８がある。パケット呼モデルは、パケット呼を確立し制御するために用いられる呼モデルである。知られているパケット呼モデルの例には、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ−２５４３（セッション開始プロトコル（SIP: Session Initiation Protocol）およびＩＴＵ規格Ｈ．３２３がある。
【０００５】
パケット呼モデルを採用した、無線システムを含む新しい通信システムが提案されたり、開発されている。パケット呼モデルとは、電話している間に、特定の資源および設備を必要性に応じてその呼のベアラトラヒックの搬送に割り当てることが可能であり、使用する特定の資源および設備は各パケットごとに可変としうることを含意する。パケットシステムは、エンドツーエンドパケット呼、すなわち各端末がパケット通信に適合され、かつ呼がパケットネットワークを介して搬送される呼、をサポートすることができる。しかし、世界の通信インフラストラクチャの大部分が回線技術を採用しているため、多くのパケットシステムは、少なくとも特定の明確に規定されたインタフェースにおいて、既存の回線ネットワークを用いて呼を網間接続するよう設計されている。したがって、呼がパケット端末から発信されるが回線端末で終端する、あるいはその逆の場合がある。従来のランドサイド（landside）パケットおよび回線ネットワークにおいて呼を網間接続するシステムが当分野で知られており、このようなシステムは、PACKETSTAR Voice Gatewayという商品名でLucent Technologies社（米国ニュージャージー州Murray Hill）によって販売されている。
【０００６】
新しいパケット無線システムは段階的に構築されるものと思われ、このようなシステムがまず、システムのオペレータが非常に大きな投資を行ってきた既存の回線無線システムをオーバーレイするよう開発される可能性が高い。したがって、適宜装備した加入者のハンドセットおよび他の端末のためにパケットシステムと回線システムの間でのハンドオーバを提供することが望ましい。このようなハンドオーバは、有利なことに、新しいパケットシステムが利用可能なロケーションではその新しいパケットシステムで加入者にサービスを提供し、かつパケットシステムが利用不可能な、あるいは一時的に容量が不足しているロケーションでは既存の回線システムで加入者にサービスを提供するようにできる。移動性を提供することに加え、これらシステム間でのハンドオーバは、負荷を平衡すると共に、信頼性を向上させることができる。
【０００７】
しかし、既存の回線システムは、回線呼モデルのみに適するネットワークトポロジおよびハンドオーバプロセスを採用してきた。特に、商業的に展開された回線システムは、持続期間を通して呼を制御するために、アンカーモバイル交換センタまたは「アンカーＭＳＣ」を採用している。アンカーＭＳＣは概して、呼に対して実質的な制御を有する最初のＭＳＣである。電話をかけている間、ユーザが、一般に異なるＭＳＣによって制御される、別のシステムのサービスエリアに移動した場合であっても、他の特定の機能はアンカーＭＳＣによって制御され、また呼のベアラトラヒックはアンカーＭＳＣを通してルーティングされる。現在のサービングＭＳＣは、ハンドオフを制御する。
【０００８】
パケット無線システムのトポロジは、提案されている標準によれば、既存の回線無線システムのトポロジとはかなり異なる。特に、提案されているパケット無線システムでは、制御機能を提供するシステム要素が、交換機能、伝送機能、およびボコーダ機能を提供する各システム要素とは異なりうる。パケット無線システムは、アンカーＭＳＣコンポーネントを採用しない。さらに、パケット無線ネットワークは、回線およびパケット双方の呼モデルを採用して他のネットワークとインタフェースするが、回線無線ネットワークは回線呼モデルのみを採用している。これらのかなりの相違や他のことにより、回線無線ネットワーク向けに開発された従来のハンドオフプロセスの新しいパケットネットワークへの直接適用が不可能となっている。
【０００９】
さらに、既存の回線ネットワークは、それぞれのオペレータの多大な投資を表すが、完全な交換または相当な追加投資なしでは主要なアップグレードを行うことができない技術を採用している。したがって、既存の回線無線システムとのハンドオーバを適宜サポートするため、パケットシステム向けに開発されるあらゆるハンドオーバプロセスおよび機能性は、既存の回線無線システムに必要とされる変更またはアップグレードを最小限に抑えるものでなければならない。したがって、同質のパケットネットワーク向けに開発されるハンドオフ手順は、回線システムとのハンドオーバをサポートしなければならないパケットシステムでの使用を満足させない。
【００１０】
【発明の解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、従来技術による上記欠点を回避する、無線システムにおいてハンドオーバを実行するシステムおよび／または方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に従って構築される好ましい実施形態において、無線ネットワークは、定義された相互動作プロトコルを用いて、ハンドオーバのサポートを含め、相互動作を行うよう構成されたパケット無線システムと、回線無線システムとを含む。回線無線システムは従来設計のものであり、任意適切な無線技術または標準を用いるものでありうる。回線無線システムは、少なくとも１つの基地局と、少なくとも１つのモバイル交換センタ（または同等要素）を含む。
【００１２】
パケット無線システムは、知られているパケット無線ネットワークと概して同様の様式で構築することができるが、本発明の一態様に従って内部呼モデルハンドオーバ機能を提供するよう特定のコンポーネントを追加し、かつ他のコンポーネントを変更する。例えば、パケット無線システムは、第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）に記載されているＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭ）によって補遺された汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）の基本構造および機能性を、適宜変更を行った状態で採用することができる。代替のパケット無線システム技術も使用可能である。ＧＰＲＳ様アーキテクチャを採用したパケット無線システムを用いる場合、パケットシステムは、以下の各ＧＰＲＳ要素の少なくとも１つを相互接続したセットを含む。すなわち、基地局、無線ネットワークコントローラ、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）、およびゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）である。これらの要素は一般に、本発明の相互動作可能なハンドオーバ機能を実施するよういくらかの変更を行った状態で、ＧＰＲＳシステムでのように作動する。パケットシステムはまた、３ＧＰＰ  ＩＭサブシステムからの以下の各要素の少なくとも１つを相互接続したセットを含む。すなわち、呼状態制御機能（ＣＳＣＦ）、メディアゲートウェイ（ＭＧ）、およびメディアゲートウェイ制御機能／伝送シグナリングゲートウェイ（ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ）であり、これらはその他の要素と相互接続される。ＣＳＣＦは、パケット呼モデルのネットワーク機能を実施するネットワーク要素である。ＭＧは、パケットネットワークで用いられる符号化および伝送フォーマットと、回線ネットワークで用いられる符号化および伝送フォーマットの間で、ベアラコンテンツを変換する。例えば、音声呼の場合、ＭＧは、パケットネットワークで用いられる圧縮フォーマットと回線ネットワークで用いられるＰＣＭフォーマットとの間を変換するボコード機能を行うことができる。ＭＧはまた、異質のパケットネットワークで用いられるフォーマット間で変換することも可能である。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷは、ＭＧを制御すると共に、外部ネットワークへの制御インタフェースを提供する。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷはまた、回線無線ネットワークを用いたシステム間動作が必要なときに、アンカーＭＳＣの特定機能をエミュレートするためにも用いられる。
【００１３】
本発明の態様によれば、４つの考えられうるハンドオーバ状況がサポートされる。
回線ランドサイドネットワーク上で終端し、かつ初めにパケット無線システムを用いる安定した呼を、回線無線システムにハンドオーバすることができる。既存の回線システムでは、その持続期間を通して呼の制御を維持するためにアンカーＭＳＣが必要であるため、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ、ＭＧ、およびＣＳＣＦが協働してアンカーＭＳＣの機能をエミュレートする。これは、回線無線システムにとっては単に別の回線無線システムのように見える。ハンドオーバ後、回線無線システムからのベアラトラヒックがＭＧを通して回線ランドサイドネットワークにルーティングされる。「ランドサイドネットワーク」は、本明細書で用いる場合、他の無線ネットワークおよび通過ネットワークを含むがこれらに限定されない、ランドサイドネットワークと同等のインタフェースを提供する他のあらゆるネットワークの包含を意図する。
【００１４】
回線ランドサイドネットワークで終端し、初めは回線無線システムを用いる安定した呼を、パケット無線システムにハンドオーバすることができる。既存の回線システムでは、その持続期間を通して呼の制御を維持するためにアンカーＭＳＣが必要であるため、回線システムのＭＳＣが呼の制御を維持する。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ、ＭＧ、およびＣＳＣＦが協働して、システム間ハンドオーバのために回線ＭＳＣの機能をエミュレートする。これは、回線無線システムにとっては単に別の回線無線システムのように見える。ハンドオーバ後、パケット無線ネットワークと回線ランドサイドネットワークの間で交換されたベアラトラヒックは、ＭＧを通して回線無線システムにルーティングされる。
【００１５】
パケットランドサイドネットワーク上で終端し、かつ初めにパケット無線システムを用いる安定した呼を、回線無線システムにハンドオーバすることができる。既存の回線システムでは、その持続期間を通して呼の制御を維持するためにアンカーＭＳＣが必要であるため、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ、ＭＧ、およびＣＳＣＦが協働してアンカーＭＳＣの機能をエミュレートする。これは、回線無線システムにとっては単に別の回線無線システムのように見える。ハンドオーバ前、ＭＧはベアラパスの要素であってもなくてもよい。ハンドオーバ後、回線無線システムからのベアラトラヒックが、ＭＧおよびＧＧＳＮを通してパケットランドサイドネットワークにルーティングされる。
【００１６】
パケットランドサイドネットワーク上で終端し、かつ初めに回線無線システムを用いる安定した呼を、パケット無線システムにハンドオーバすることができる。このような呼は、網間接続機能を通過しなければならず、回線ネットワークに対してパケットネットワークの存在をマスクする。したがって、この場合は、回線ランドサイドネットワーク上で終端し、かつ初めて回線無線システムを用い、そしてパケット無線システムにハンドオーバされる呼の例に還元される。
【００１７】
これらの４つのハンドオーバ状況は、パケットネットワークと回線ネットワークの間で考えられうるすべてのハンドオーバの組み合わせについて説明した。本明細書に開示するシステムおよび方法は、有利なことに、パケット無線システムと従来の回線無線システムとの間でのシステム間ハンドオフを可能にする。既存の回線システムを変更またはアップグレードする必要性全体を最小化するか、または回避するハンドオフ機能性がパケットシステムに提供される。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の特徴は、添付図面と併せて、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明を参照することから、最も良く理解されるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は、本発明の一態様に従って構築された協働的な無線ネットワーク１００の好ましい実施形態を示すブロック図である。
【００２０】
本出願は、通信システムに関する。通信分野では、情報または信号を伝達する設備、構造、または方法の実施に、各種の信号リード、バス、データパス、データ構造、チャネル、バッファ、および他の通信パスを使用することができ、これらはしばしば機能的に同等であることが分かろう。したがって、別記しない限り、信号または情報を伝達する装置またはデータ構造への言及は、概して機能的に同等の装置およびデータ構造すべてを言及するものである。
【００２１】
図１〜図６に最も良く示すように、要素間の接続はリンクまたはパスと呼ばれ、実線や波線で示されている。このような線はそれに適用される参照番号があるものとないものがあり、またさらに、それに適用される単一ハッシュマーク、二重ハッシュマーク、点や「Ｘ」等の特徴印が付いているものもある。参照番号または他の印がない線の接続は、制御またはベアラトラヒックの搬送に利用できるリンクを表し、このリンクは図に示される特定の状況において使用される場合とされない場合がある。特徴印が付加されていない実線は、ベアラ情報を搬送するリンクを表す。特徴印が付加されていない波線は、制御情報を搬送するリンクを表す。参照番号や上記特徴印（以下、「パス」と呼ぶ）の付いた線の接続は、図に示す特定の状況において、利用できるリンクのうち実際に用いられるリンクを識別するためのオーバーレイとして提供されている。したがって、該パスは、追加リンクを示すものではなく、利用可能なリンクを用いるか否か、および利用可能なリンクをどのように用いるかを示す。
【００２２】
図１〜図６は、ネットワーク１００の構造的編成を示す他、本発明に従って構築された通信システムの好ましい実施形態においてサポートされるいくつかの異なるハンドオーバ状況前後の制御およびベアラパスの初期および最終の構成をさらに示す。単一ハッシュマークの付いたパスは、ハンドオーバ前のベアラパスの初期構成を示す。二重ハッシュマークの付いたパスは、ハンドオーバ後のベアラパスの最終構成を示す。点の付いたパスは、ハンドオーバ前の制御パスの初期構成を示す。「Ｘ」の付いたパスは、ハンドオーバ後の制御パスの最終構成を示す。
【００２３】
図１に最も良く示すように、ネットワーク１００は、互いにシステム間動作用に構成され、かつまた適切なランドサイドネットワークと網間接続するよう構成された、パケット無線通信システム１００と、回線無線通信システム１２０と、を備えることが好ましい。本明細書で用いる「ランドサイドネットワーク」という語は、他の無線ネットワークおよび通過ネットワークを含むがこれらに限定されない、ランドサイドネットワークと同等のインタフェースを提供する他のあらゆるネットワークの包含を意図する。例えば、パケット無線システム１１０は、図１において、一般に回線ネットワークとして特徴付けうる公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１３２と、一般にパケットネットワークとして特徴付けうるパケットデータネットワーク１３６と、に接続されて示されている。図３および図４に最も良く示すように、回線無線システム１２０は、外部ネットワーク１３２にも接続しうる。ネットワーク１３２および１３６は実際に、各種の回線および／またはパケット技術の伝送要素および交換要素を採用しうるが、ネットワークは、本明細書において、他のネットワークおよびシステムに、そして特に各ネットワークが採用する呼モデルに提示するインタフェースに従って特徴付けられる。
【００２４】
本明細書において、「呼」という語は、通信システムまたはネットワークを介した端末セット間での情報転送セッションを指し、古典的な回線音声呼、パケット音声呼、回線データ呼、無接続呼、またはパケットデータ呼、およびそのマルチメディアバリアントを含むものであるが、これらに限定されない。この適用は２つの端末が関与する呼を指すが、当業者は、本発明の精神を踏まえて、多数共同呼をサポートするよう例示的な実施形態を変更する方法を理解するであろう。
【００２５】
当分野で知られているように、ネットワーク１１０は、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ−２５４３（セッション開始プロトコル（ＳＩＰ））およびＩＴＵ規格Ｈ．３２３に規定されているものを含む適切なパケットプロトコルを用いて、パケットランドサイドネットワーク１３６（以下、「ＰＤＮ」と呼ぶ）とインタフェースすることができる。他のプロトコルおよび規格を用いることも可能である。ネットワーク１１０は、当分野で一般にＩＴＵ−Ｔ信号方式Ｎｏ７として知られている回線プロトコルを用いて、回線ランドサイドネットワーク１３２とインタフェースすることができる。さらに説明するように、パケット無線ネットワーク１１０は、パケット無線ネットワークで必要とされるフォーマットおよび呼モデルと、回線ランドサイドネットワーク１３２（以下、「ＰＳＴＮ」と呼ぶ）で必要とされるフォーマットおよび呼モデルとの間でベアラおよび制御情報を変換するために、適切なゲートウェイ設備１５０および１５４を備えることが好ましい。
【００２６】
ネットワーク１００の例示的な一実施形態を、単一のパケット無線システム１１０および単一の回線無線システム１２０とを含むものとして図示しているが、当業者は、商業的に開発された実施形態がそれぞれのタイプの無線システムを複数組み込みうることを理解するであろう。同様に、ネットワーク１００の例示的な実施形態は、２つのランドサイドネットワーク、すなわちＰＳＴＮ１３２およびＰＤＮ１３６に接続されて図示されているが、商業的に開発される実施形態はいくつかのかかるネットワークに接続されうることが理解されるであろう。最も商業的な無線システムは、他の無線システム、および外部ネットワーク、公衆網、またはランドサイドネットワークへインタフェースするため、複数の接続ポイントを組み込む。
【００２７】
回線無線システム１２０は、任意適切な無線通信システムであることが好ましい。例えば、システム１２０は、ＡＭＰＳ、ＧＳＭ、ＴＤＭＡ、またはＣＤＭＡとして一般に知られている（しかし、これらに限定されない）無線システムタイプのいずれでもよく、上記システムタイプの振る舞いは、周知の業界、政府、または政府間の規格本体によって規定される。さらに、システム１２０は、好ましくは、他の無線システムとの相互動作に適切に定義されたインタフェースを提供する。例えば、システム１２０は、米国規格協会刊行のＡＮＳＩ−ＴＩＡ／ＥＩＡ４１−Ｄ：Cellular Radiotelecommunications Intersystem Operations、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）刊行のＧＳＭ０９．０２ Mobile Application Part (MAP)プロトコルとして知られるプロトコル、および他の適したプロトコルである標準化されたシステム間動作プロトコルを実施しうる。
【００２８】
図１〜図６に最も良く示すように、回線システム１２０は、少なくとも１つのモバイル交換センタ（ＭＳＣ）１２４への制御接続およびベアラ接続を有する、少なくとも１つの基地局システム（ＢＳＳ）１２２を含むことが好ましい。図３および図４に最も良く示されるように（しかし、明確にするため、その他の図では図示せず）、ＭＳＣ１２４は、ランドサイドネットワークＰＳＴＮ１３２への制御接続およびベアラ接続を有する。ＭＳＣ１２４は、網間接続ゲートウェイを介してＰＤＮ１３６への制御接続およびベアラ接続（図示せず）も有することができる。呼が網間接続ゲートウェイを介してＰＤＮ１３６で終端する場合、網間接続ゲートウェイは、ＰＤＮ１３６のパケット性質をマスクすることで、回線システム１２０は、その呼を、ＰＳＴＮ１３２で終端する呼と同様にして取り扱う。ＭＳＣ１２４は、好ましくは、パケットネットワーク１１０のメディアゲートウェイ要素１５０（より詳細に後述する）への制御接続およびベアラ接続を有する。簡略化のため、単一のＢＳＳおよび単一のＭＳＣのみを図示している。しかし、商業的な実施形態では、システム１２０は、ＭＳＣに接続された多数のＢＳＳを組み込む可能性が高く、またいくつかのＭＳＣを組み込みうる。システム１２０は、本発明の理解には必ずしも必要ではなく、明確性を強めるため省略する他の要素を含みうる。
【００２９】
パケット無線システム１１０は、既知のパケット無線ネットワークと概して同様にして構築することができるが、本発明の一態様による相互動作可能なハンドオーバ機能を提供するように、特定のコンポーネントを追加すると共に、他のコンポーネントを変更している。これについてはさらに後述する。例えば、システム１１０は、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）の基本構造および機能性を、さらに後述する適宜変更を行った状態で採用することができる。ＧＰＲＳは、欧州電気通信標準化機構ＧＳＭ規格０２．６０、０３．６０、および０４．６０と、第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）技術仕様書３ＧＰＰ  ＴＳ２３．０６０を含む規格文書の拡張シリーズに記載されているパケット無線通信システムである。パケット無線システム１１０の以下の説明ではＧＰＲＳの用語を用いるが、部分的に、ＲＦＣ２００２、２００３、２００４、２００５、２００６、および２３４４に規定されているモバイルＩＰシステムの実施である（インターネット技術標準化委員会（ＩＥＴＦ：Internet Engineering Task Force）刊行）、ＡＮＳＩ規格ＩＳ−８３５に規定されているＣＤＭＡパケットシステムを含むがこれに限定されない、他のパケット無線システムを採用することも可能である。
【００３０】
図１〜図６に最も良く示すように、システム１１０は、好ましくは、基地局システム（ＢＳＳ）１４２、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１４６、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１４８、メディアゲートウェイ（ＭＧ）１５０、呼状態制御機能（ＣＳＣＦ）１５２、およびメディアゲートウェイ制御機能（ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ）１５４を含む。ＢＳＳ１４２は、適した無線ユーザ端末１４０ａ〜１４０ｆ（図１〜図６のハンドオーバ状況のうちの特定の１つに関係のない一般的な文脈で参照する場合には、１４０）を用いた無線通信向けに適合されている。ＢＳＳ１４２は、ＳＧＳＮ１４６への制御接続およびベアラ接続を有する。ＳＧＳＮ１４６は、ＧＧＳＮ１４８への制御接続およびベアラ接続を有する。ＧＧＳＮは、ＭＧ１５０への制御接続およびベアラ接続を有する。ＧＧＳＮ１４８はまた、ランドサイドネットワークＰＤＮ１３６への制御接続およびベアラ接続も有し、また他のネットワーク（図示せず）へのこのような接続を有する場合もある。ＭＧは、ランドサイドネットワークＰＳＴＮ１３２へのベアラ接続を有し、また他のネットワーク（図示せず）へのこのような接続を有する場合もある。ＧＧＳＮ１４８はまた、ＣＳＣＦ１５２への制御接続も有する。ＭＧ１５０は、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４への制御接続をさらに有する。ＣＳＣＦ１５２は、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５２への制御接続をさらに有する。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５２は、ＰＳＴＮ１３２への制御接続を有する。
【００３１】
一般的に、ＢＳＳ１４２、ＳＧＳＮ１４６、およびＧＧＳＮ１４８は、これらがＧＰＲＳシステムで通常実行する機能と同等の機能を実行する。しかし、パケット無線システム１１０は、ＰＳＴＮ１３２等の回線ランドサイドネットワークと、そしてシステム１２０等の回線無線システムとも相互動作しなければならない。回線システムで用いられる呼モデル、制御情報のフォーマット、およびベアラコンテンツのフォーマットは、パケットシステムで用いられるものとは異なるため、パケットネットワーク１１０は、パケットネットワークに固有のベアラコンテンツまたは制御メッセージフォーマットを用いて回線ネットワークと直接通信することはできない。したがって、ＭＧ１５０が、パケットネットワーク１１０で用いられる形式と、ＰＳＴＮ１３２および回線ネットワーク１２０で用いられる形式との間でベアラコンテンツを変換する機能を実行する。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４はＭＧ１５０を制御する。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４およびＣＳＣＦ１５２は協働して、パケットネットワーク１１０で用いられる形式とＰＳＴＮ１３２および回線無線ネットワーク１２０で用いられる形式との間で、呼モデルおよび呼処理に関連する制御情報を変換する。
【００３２】
さらに、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４およびＣＳＣＦ１５２はさらに協働して、回線無線ネットワークのモバイル交換センタ（ＭＳＣ）のハンドオーバ機能およびアンカーモバイル交換センタ（アンカーＭＳＣ）特徴制御機能をエミュレートし、それによってパケットネットワークが単に別の回線ネットワークであるかのように、パケットネットワーク１１０が回線ネットワーク１２０と相互動作することが可能である。パケットシステム１１０においてエミュレートされるアンカーＭＳＣに必要な機能性は、回線システム１２０においてＭＳＣに求められる完全な機能性よりも少ない。特に、エミュレートされたアンカーＭＳＣはシステム間でのハンドオーバを管理しなければならないが、無線資源を管理する必要はない。これは、パケットシステム１１０において、無線資源は、中央ＭＳＣではなくＢＳＳ１４２によって管理されるためである。エミュレートされたアンカーＭＳＣの機能性は主にＣＳＣＦ１５２およびＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４にあり、好ましくは、回線システム１２０のＭＳＣ１２４に対して、ハンドオフ要求を送信する能力、またはハンドオフ関連情報を返信する能力を含む。
【００３３】
システム間ハンドオーバのサポートに必要な各種機能は、パケットシステム１１０の実施に用いられる特定のアーキテクチャに適するように割り当てることができる。本発明に従って構築されるパケットシステム１１０の好ましい実施形態において、該割り当ては次のようなものでありうる。ＭＧ１５０は、無線パケットシステム１１０と、回線システム１２０あるいは回線ランドサイドネットワークＰＳＴＮ１３２のいずれかとの両者に関連する任意の呼について、ベアラ情報の必要なすべての変換を行う。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４は、パケットシステム１１０と、回線システム１２０あるいは回線ランドサイドネットワークＰＳＴＮのいずれかとの間でのシグナリングプロトコルの変換を行う。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４もまた、ベアラフォーマット間の変換をいつ行うか、どの変換を行うかについてのＭＧへの命令、および使用すべき特定の設備の識別を含む、適切な制御メッセージを介してＭＧ１５０を制御する。ＣＳＣＦ１５２は、ハンドオーバ中に回線ＭＳＣが認識するものと予期される呼モデルを実施する。
【００３４】
有利なことに、この方法で、パケットネットワーク１１０との相互動作をするために、回線システム１２０に必要な変更またはアップグレードは、最小かまたはゼロである。回線システム１２０が、いずれのユーザ端末１４０がパケット可能かを識別し、かかる端末のパケットシステム１１０へのハンドオーバのみを試行することが有利な場合もある。大部分の従来の回線システム１２０は、ユーザ端末の中から、特定の他システムと呼を網間接続する性能を有するものを区別する性能を含む。例えば、ユーザ端末によっては、それぞれが動作可能なシステムを識別する「クラスマーク」を伝送するものがある。無線システムによっては、同様にユーザ端末１４０が動作可能なシステムを識別することのできる特定のプロファイル情報について、ユーザのホームシステムと交渉するよう構成されるものがある。したがって、回線システム１２０に対するパケット可能なユーザ端末１４０の識別には、システム１２０が用いるパラメータの現在確保されている値を定義し、他の回線システムとの呼の網間接続性能の現在の性能を実施することを含みうる。それにもかかわらず、回線システムおよびそのクラスマークまたはプロファイル情報の解釈に関連する規格の変更が有利なこともある。あるいは、「モバイル支援ハンドオーバ」を用いていずれのセルがハンドオーバターゲットであるかを決定する場合、ユーザ端末は、互換性のあるセルのみを報告することが好ましい。これにより、回線システムや関連規格への変更が不要になる。
【００３５】
上述したように、パケット無線システム１１０は、ＡＮＳＩ規格ＩＳ−８３５に規定されているＣＤＭＡパケットシステムの技術を用いても実施することができる。この場合、ＢＳＳ１４０の機能は、ＣＤＭＡパケットシステムの無線基地局装置（ＢＴＳ）によって行われ、ＳＧＳＮ１４６およびＧＧＳＮ１４８の機能はＣＤＭＡパケットシステムのホームエージェントおよびパケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）によって行われる。
【００３６】
図１〜図６は、ネットワーク１００における４つの異なるハンドオーバ状況についての制御パスおよびベアラパスの初期構成および最終構成を示す。図７〜図９は、図１〜図６のネットワーク１００と組み合わせて、かつ本発明の態様に併せて用いる、ハンドオーバを行う方法のステップを示す流れ図である。各ハンドオーバ状況について、初期および最終の信号パス構成を示す図と、対応するハンドオーバ方法を示す図と併せて説明する。
【００３７】
図１、図２、および図７は、ランドサイド終端がＰＳＴＮ１３２等の回線ネットワークを通る、パケットシステム１１０から回線システム１２０への呼のハンドオーバを対象としている。したがって、このハンドオーバ状況は、パケット無線システム１１０および回線ランドサイドネットワークＰＳＴＮ１３２を通して、無線加入者端末１４０ａとランドサイド加入者端末１３４の間で安定した呼が確立される場合を考える。この状況では、かつ本明細書において考察する他のすべての状況では、呼の発信が無線端末１４０からであるか、またはランドサイド端末１３４、１３８からであるかは問題ではない。さらに、本明細書において考察するすべてのハンドオーバ状況について、端末は図において特定のメディアまたはコンテンツを備えて図示されている（例えば、端末１４０ａは音声ハンドセットとして図示され、端末１３４は通常の音声電話機として図示されている）かもしれないが、これらの端末はいずれも、音声、ビデオ、ファクシミリ等を含むがこれらに限定されない、無線システムおよびランドサイドネットワークによってサポートされるあらゆるメディアまたはコンテンツタイプを備えることができる。
【００３８】
本発明は呼の初期セットアップを対象とするものではないが、以下のステップは、無線端末１４０ａからランドサイド端末１３４への例示的な呼の確立プロセスを理解する際の予備知識として役立つであろう。
（ａ）端末１４０ａがパケットシステム１１０に登録し、ＣＳＣＦ１５２を「発見」する（すなわち、ＣＳＣＦ１５２に気付く）。
（ｂ）端末１４０ａが、セッション開始プロトコル、Ｈ．３２３、または別の適したパケット呼セットアッププロトコルを用いて、たまたま回線ネットワークＰＳＴＮ１３２に存在するランドサイド端末１３４への呼を要求するメッセージをＣＳＣＦ１５２に送信する。
（ｃ）被呼エンドポイントが回線ネットワークＰＳＴＮ１３２にあるため、パケットセッションがＭＧ１５０に向かうことを示す制御メッセージを、ＣＳＣＦ１５２がＧＧＳＮ１４８に送信する。
（ｄ）ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４が、制御メッセージをＭＧ１５０に送信して、パケット呼の終端を受信するよう命令し、ベアラコンテンツを６４ｋｂｐｓＰＣＭから、または６４ｋｂｐｓＰＣＭに変換しなければならず、またＰＣＭストリームをトランクで回線ネットワークＰＳＴＮ１３２に、または回線ネットワークＰＳＴＮ１３２から伝送すべきであると指定する。
（ｅ）ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４が、パケット呼モデル機能を回線ネットワークＰＳＴＮ１３２に適したシグナリング（例えば、ＩＴＵ−Ｔ  Ｎｏ７シグナリングメッセージ）に変換し、上記シグナリングをＰＳＴＮ１３２に送信する。
（ｆ）ＭＧ１５０が、パケットシステム１１０と回線ランドサイドネットワークＰＳＴＮ１３２の間で双方向的にベアラトラヒックを変換する。
【００３９】
上記プロセスの結果、端末１４０ａと端末１３４の間に安定した呼が確立され、これを図１に示す。図１に最も良く示すように、端末１４０ａとＣＳＣＦ１５２の間には制御パス１７０が存在する。ＣＳＣＦ１５２とＧＧＳＮ１４８の間には追加の制御パス１７２が延び、ＣＳＣＦ１５２とＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４の間にはさらなる制御パス１７４が延びる。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４とＭＧ１５０の間には制御パス１７６が延びる。上記制御パスはすべてパケットである。さらに、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４とＰＳＴＮ１３２の間には回線制御パス１７８が延び、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４が呼セットアップおよび他のシグナリングを回線ネットワークと交換できるようにする。端末１４０ａとＭＧ１５０の間にはパケットベアラパス１８０が延びる。ＭＧ１５０とＰＳＴＮ１３２の間には回線ベアラパス１８２が延びる。ＭＧ１５０はボコーダとして機能し、パケット無線システムと回線ランドサイドネットワークＰＳＴＮ１３２の間でベアラトラヒックを変換する。
【００４０】
図７は、図１の協働的な無線ネットワーク１００と併せて用いる、無線端末１４０とランドサイド回線端末１３４の間での呼の場合に、パケットシステム１１０から回線システム１２０にハンドオーバを行う、本発明の一態様による方法７００を示す流れ図である。上記方法は、ステップ７１０から始まり、ここで、システム１１０がハンドオーバが必要であり、許容可能なハンドオーバターゲットが回線システム１２０内の基地局１２２であると決定する。上記決定は、例えば、パケットシステム１１０のＢＳＳ１４２によって行い、ＣＳＣＦ１５２に報告することができる。いつハンドオーバが要求されるか、いくつかの潜在的なハンドオーバターゲットのいずれが最適かを決定するための様々な技術が当分野で良く知られている。異なる無線システム技術は、この問題に対して別のアプローチを採用している。例えば、端末と基地局間の現在のＲＦパスの質が良くないため、負荷平衡や隣接セル間での最適化を達成するため、または他の管理的理由や方針的理由から、ハンドオーバが望ましい。適切なハンドオーバターゲットを選択する方法には、無線端末の信号強度測定値についての付近の基地局のポーリングと、無線端末が付近の基地局からの伝送の信号強度の測定値を報告するいわゆる「モバイル支援ハンドオーバ」とが含まれる。本発明に関して、システム１１０および１２０の無線システム技術に適したあらゆるハンドオーバ決定技術を用いることができる。
【００４１】
ステップ７１２において、ＣＳＣＦ１５２が、ハンドオーバターゲットが回線無線システム１２０にあり、したがって、システム１２０との通信時には、ＣＳＣＦ１５２、ＭＧ１５０、およびＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４が協働してアンカーＭＳＣをエミュレートしなければならないことを認識する。ステップ７１４において、ＣＳＣＦ１５２およびＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４が協働し、ＭＳＣ１２４と適切なハンドオーバメッセージシーケンスの交換をフォーマットし開始することで、システム１２０とのハンドオーバを交渉する。システム１２０がＡＮＳＩ−４１システム間動作プロトコルを用いている場合、適切なメッセージシーケンスは、（ａ）ターゲットセルにおけるトラヒックチャネルを要求する、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４から回線システム１２０のＭＳＣ１２４への、設備指示呼び出し（Facilities Directive Invoke）、（ｂ）無線資源の確保を確認し、かかる資源を識別する（例えば、承認されたトラヒックチャネルの識別）、ＭＳＣ１２４からＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４への、設備指示対話（Facilities Directive Conversation）、（ｃ）無線端末のハンドオーバが成功したことを通知する、ＭＳＣ１２４からＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４へのチャネル上モバイル指示（Mobile on Channel Indication）、である。ステップ７１６において、システム１２０が呼処理に用いる無線資源を割り当て、システム１１０にかかる資源の識別を通知する。回線システム１２０が、ＢＳＳ１２２、ＭＳＣ１２４、ＭＧ１５０を通して呼のためのパス２８０を確立する。呼はパケットシステム１１０内で発信されたため、そのシステムはアンカーＭＳＣをエミュレートしなければならず、また、呼は依然としてパケットシステムを通してルーティングされる状態でなければならない。したがって、呼がベアラパス２８２を介して、ＭＳＣ１２４とＭＧ１５０の間に延びる。
【００４２】
ステップ７１８において、パケットシステム１１０からの指示のもとで、無線端末が割り当てられたターゲットトラヒックチャネルの使用を開始する。ステップ７２０において、ＭＳＣ１２４がＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４およびＣＳＣＦ１５２に、無線端末１４０ｂ（図２参照）が首尾良く回線システム１２０にハンドオーバされたことを通知する。ステップ７２２において、パケットシステム１１０において呼が用いた資源が解放される。ＭＧ１５０とＰＳＴＮ１３２の間のベアラパス１８２は使用され続ける。実施によっては、無線システムに必要なボコードがＭＳＣ１２４で行われるものもあり、ＭＧ１５０で行われるものもある。ＭＧ１５０でのボコードが、ネットワーク資源を温存するという点において、好ましい。ＭＧ１５０は、ボコード／フォーマットを変換する必要性に対処する他、回線ＭＳＣによって通常提供される特定の機能を提供するように、交換ファブリックおよび他の設備を組み込むこともできる。しかし、ＭＧ１５０は、従来の回線技術以外の技術を用いて、ファブリックを実施し、機能を提供することも可能である。上記方法は、ステップ７２４において終了する。
【００４３】
図２は、パケットシステム１１０から回線システム１２０へのハンドオーバが首尾良く完了したときの制御パスおよびベアラパスの最終構成を示すブロック図である。ベアラパス２８０は、無線端末１４０ｂからＢＳＳ１２２、そしてＭＳＣ１２４を通って延びる。ベアラパス２８２は、ＭＳＣ１２４からパケットシステム１１０のＭＧ１５０にさらに延びる。呼をパケットネットワーク内で搬送したときに、上記呼を搬送するために以前用いたＭＧ１５０とＰＳＴＮ１３２の間のベアラパス１８２は、依然として使用中の状態である。制御パス２７０が無線端末１４０ｂからＭＳＣ１２４に延びる。制御パス２７２がＭＳＣ１２４からパケット無線システム１１０のＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４に延びる。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４からＭＧ１５０に延びていた制御パス１７６はその場所に残り、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４からＣＳＣＦ１５２に延びるシグナリング制御パス１７２も同様である。ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４からのＰＳＴＮ１３２への回線シグナリング制御パスもその場所に残る。したがって、ＣＳＣＦ１５２、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４、およびＭＧ１５０が協働して、現在では回線システム１２０が広く処理している呼に対して、アンカーＭＳＣの機能を行う。
【００４４】
図３および図４は、ランドサイド終端がＰＳＴＮ１３２等の回線ネットワークを通る、回線システム１２０からパケットシステム１１０への呼のハンドオーバを対象とする。したがって、このハンドオーバ状況は、回線無線システム１２０および回線ランドサイドネットワークＰＳＴＮ１３２を通して、無線加入者端末１４０ｃとランドサイド加入者端末１３４の間で安定した呼が確立される場合を考える。
【００４５】
ハンドオーバを行うために、安定した呼を無線端末１４０ｃからランドサイド端末１３４に確立しなければならない。その構成は、図３において最も良く見て取れる。端末１４０ｃとＭＳＣ１２４の間には制御パス３７０が存在する。ＭＳＣ１２４とＰＳＴＮ１３２の間には追加の制御パス３７２が延びる。上述した制御パスはすべて回線である。端末１４０ｃとＭＳＣ１２４の間には回線ベアラパス３８０が延びる。ＭＳＣ１２４とＰＳＴＮ１３２の間には回線ベアラパス３８２が延びる。
【００４６】
図８は、図３の協働的な無線ネットワーク１００と併せて用いる、無線端末１４０とランドサイド回線端末１３４の間での呼の場合に、回線システム１２０からパケットシステム１１０にハンドオーバを行う、本発明の一態様による方法８００を示す流れ図である。上記方法は、ステップ８１０から始まり、ここで、回線システム１２０が、ハンドオーバが必要であり、許容可能なハンドオーバターゲットがシステム１１０内の基地局１４２であることを決定する。ステップ７１０に関連するハンドオーバ決定の説明も参照されたい。ステップ８１２において、ＭＳＣ１２４が、ハンドオーバターゲットがシステム１１０内にあると決定する。回線システム１２０は、必ずしもシステム１１０がパケットシステムであることに気付く必要はない。
【００４７】
ステップ８１４において、回線システム１２０が、制御パス４８０（図４）を介してＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４と交換するメッセージシーケンスをフォーマットし、これを開始することで、ハンドオーバへの関心を示す。上記メッセージシーケンスは、サービングＭＳＣ１２４か、呼に存在する場合にはアンカーＭＳＣ（図示せず）によって交換しうる。ＭＳＣは、回線ＭＳＣにハンドオーバする場合と同じプロトコルおよび手順を採用することができる。システム１２０が、ＡＮＳＩ−４１システム間動作プロトコルを用いている場合、ハンドオーバ交渉は、ステップ７１４に関して説明したメッセージシーケンスを、方向を逆にして（すなわち、回線システムからパケットシステムに）採用することができる。メッセージシーケンスは、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４で受信され、それに関連する情報がＣＳＣＦ１５２に送信される。ステップ８１６において、パケットシステム１１０が呼処理に用いる無線資源を割り当て、回線システム１２０に通知する。パケットシステム１１０は、ＢＳＳ１４２からＭＧ１５０を通して呼についてのパス４９０を確立する。呼は回線システム１２０内で発信されたため、パケットシステム１１０は回線ＭＳＣをエミュレートしなければならず、また、呼は依然として回線システムのＭＳＣ１２４を通してルーティングされる状態でなければならない。ステップ８１８において、回線システム１２０が、無線端末１４０に、パケットシステム１１０の割り当てられたトラヒックチャネル（または同等の資源）の使用を開始するよう命令する。
【００４８】
ステップ８２０において、ＣＳＣＦ１５２が、呼および無線端末１４０ｄの識別に気付く。ＣＳＣＦは、パケット呼モデルをインスタンス化する。ステップ８２２において、パケットシステムは、ＭＧ１５０への呼についてのベアラパス４９０を確立する。このステップの結果、パケットセッションが無線端末１４０ｄからＭＧ１５０に確立される。呼は、ベアラパス４９２に沿って回線無線システム１２０のＭＳＣ１２４（または、もし存在すれば別のアンカーＭＳＣ）に延びる。アンカーＭＳＣが呼の制御を維持するという要件により、呼のレッグ（leg）に面するランドサイドネットワークは回線システム１２０に残る。
【００４９】
ハンドオーバに続き、ユーザが要求する特徴の提供（回線システム１２０において利用可能な程度まで）は、回線システム１２０のＭＳＣ１２４（または、もし存在すれば別のアンカーＭＳＣ）によって管理され続ける。ステップ８２４において、サービングＭＳＣが、ＭＧ１５０、ＭＳＣ１２４、およびＰＳＴＮ１３２の間の接続のサポートに必要とされない程度まで、以前その呼に割り当てられていた資源を解放する。上記方法はステップ８２６において終了する。
【００５０】
図４は、回線システム１２０からパケットシステム１１０へのハンドオーバが首尾良く完了したときの制御パスおよびベアラパスの最終構成を示すブロック図である。ベアラパス４９０は、無線端末１４０ｄからＢＳＳ１４２を通ってＭＧ１５０に延びる。ベアラパス４９２は、ＭＧ１５０からＭＳＣ１２４にさらに延び、よってパケットシステム１１０が呼を回線システム１２０のアンカーＭＳＣにルーティングできるようにする。回線ネットワーク内で搬送されていた呼の搬送に先に使用した、ＭＳＣ１２４とＰＳＴＮ１３２の間のベアラパス３８２は、依然として使用中の状態である。
【００５１】
制御パス４７０が、無線端末１４０ｄからＧＧＳＮ１４８に、そしてＭＧ１５０に延びる。追加の制御パス４７２、４７４がＧＧＳＮ１４８からＣＳＣＦ１５２に延びる。ＭＧ１５０からＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４には制御パス４７８が延びる。制御パス４７６がＣＳＣＦとＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷをリンクする。上記制御パスはすべてパケットパスである。例えば、ＩＴＵ−Ｔ信号方式Ｎｏ７リンクとして実施される回線制御パス４８０がＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４から回線無線システム１２０のＭＳＣ１２４の間に延びる。ＭＳＣ１２４からＰＳＴＮ１３２に延びていた回線制御パス３７２はその場所に残る。したがって、ＭＳＣ１２４（または、もし存在すれば別のアンカーＭＳＣ）は、パケットネットワーク１１０によって広く取り扱われる呼のアンカーＭＳＣとして機能する。
【００５２】
図５、図６、および図９は、ランドサイド終端がＰＤＮ１３６等のパケットネットワークを通る、パケットシステム１１０から回線システム１２０への呼のハンドオーバを対象としている。したがって、このハンドオーバ状況は、回線無線システム１２０およびパケットランドサイドネットワークＰＤＮ１３６を通して、無線加入者端末１４０ｅとランドサイド加入者端末１３８の間で安定した呼が確立される場合を考える。
【００５３】
ハンドオーバを行うために、安定した呼を無線端末１４０ｅからランドサイド端末１３８に確立しなければならない。その構成は、図５において最も良く見て取れる。端末１４０ｅとＣＳＣＦ１５２の間には制御パス５７０が存在する。ＣＳＣＦ１５２とＧＧＳＮ１４８の間には追加の制御パス５７２が延びる。ＧＧＳＮ１４８とパケットランドサイドネットワークＰＤＮ１３６の間にはさらなる制御パス５７４が延びる。上記制御パスはすべてパケットである。端末１４０ｅとＧＧＳＮ１４８の間にはパケットベアラパス５８０が延びる。ＧＧＳＮ１４８とパケットランドサイドネットワークＰＤＮ１３６の間にはパケットベアラパス５８２が延びる。
【００５４】
図９は、図５の協働的な無線ネットワーク１００と併せて用いる、無線端末１４０とランドサイドパケット端末１３８の間での呼の場合に、パケットシステム１１０から回線システム１２０にハンドオーバを行う、本発明の一態様による方法９００を示す流れ図である。上記方法は、ステップ９１０から始まり、ここで、パケットシステム１１０がハンドオーバが必要であり、許容可能なハンドオーバターゲットが回線システム１２０内の基地局１２２であると決定する。ステップ７１０に関連するハンドオーバ決定の説明も参照されたい。この決定は、例えば、ＢＳＳ１４２によって行い、ＣＳＣＦ１５２に報告することができる。ステップ９１２において、ハンドオーバターゲットが回線無線システム１２０にあることをＣＳＣＦ１５２が認識する。
【００５５】
ステップ９１４において、ＣＳＣＦ１５２およびＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４がＭＧ１５０にベアラパス６８２および６８４を確立して、呼を回線システム１２０のＭＳＣ１２４に搬送すると共に、必要なベアラコンテンツの変換を行うよう命令する。ステップ９１６において、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４が、システム１２０との適切なハンドオーバメッセージシーケンスの交換をフォーマットし開始することで、システム１２０とのハンドオーバを交渉する。システム１２０がＡＮＳＩ−４１システム間動作プロトコルを用いている場合、ハンドオーバ交渉は、ステップ７１４と共に説明したメッセージシーケンスを採用しうる。ステップ９１８において、パケットシステム１１０が、回線システム１２０の、割り当てられたトラヒックチャネルの使用を開始するよう無線端末に命令する。無線端末は上記命令を実行する。ステップ９２０において、ＭＳＣ１２４がＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４に、無線端末１４０ｆ（図６参照）が回線システム１２０に首尾良くハンドオーバされたことを通知する。ステップ９２２において、回線ネットワークのＭＳＣ１２４と、ランドサイドネットワークＰＤＮ１３６間の接続のサポートに必要ない程度まで、パケットシステム１１０において呼が用いた資源を解放する。ＧＧＳＮ１４８とＰＤＮ１３６の間のベアラパス５８２は、依然として使用中の状態である。上記方法はステップ９２４において終了する。
【００５６】
図６は、パケットシステム１１０から回線システム１２０へのハンドオーバが首尾良く完了したときの制御パスおよびベアラパスの最終構成を示すブロック図である。ベアラパス６８０が、無線端末１４０ｆからＢＳＳ１２２を通してＭＳＣ１２４に延びる。さらに、ベアラパス６８２がＭＳＣ１２４からパケットシステム１１０のＭＧ１５０に延びる。ベアラパス６８４がさらにＭＧ１５０からＧＧＳＮ１４８に延びる。呼をパケットネットワーク内で搬送したときに、上記呼を搬送するために以前用いたＧＧＳＮ１４８とＰＤＮ１３６の間のベアラパス５８２は、依然として使用中の状態である。制御パス６７０が無線端末１４０ｆからＭＳＣ１２４に延びる。制御パス６７２がＭＳＣ１２４からパケット無線システム１１０のＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４に延びる。さらなる制御パス６７４、６７６、および６７８がそれぞれ、ＭＧ１５０をＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４に、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４をＣＳＣＦ１５２に、そしてＣＳＣＦ１５２をＧＧＳＮ１４８にリンクする。ＧＧＳＮ１４８からＰＤＮ１３６へのパケットシグナリング制御パス５７４は、その場所に残る。したがって、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４およびＭＧ１５０が協働して、現在では回線システム１２０が広く処理している呼に対して、アンカーＭＳＣの機能を行う。
【００５７】
本明細書では、パケット無線システム１１０および回線無線システム１２０を別個の無線システムとして説明すると共に、各システムが、簡略化のため、他方のシステムの実施に用いられる要素とは異なる要素を用いて実施されるものとして添付図面に示されているが、実施形態によっては、無線システム１１０および１２０が実際に共通の要素およびコンポーネントを用いて実施される場合もあることが分かろう。したがって、実際の実施として、単一のコンポーネントまたは要素が、無線システム１１０および１２０双方の選択された機能を行う場合もあり、複数のコンポーネント、要素、および機能を単一ユニットに統合する場合もある。限定ではなく例として、単一の基地局システム（共有される制御要素および無線要素を備えうる）は、パケットＢＳＳ１４２および回線ＢＳＳ１２２の双方の機能を実行する場合もあり、その基地局システムは、ＳＧＳＮ１４６およびＭＳＣ１２４双方への接続を有する。同様に、単一ユニットがパケットＳＧＳＮ１４６、ＧＧＳＮ１４８、ＣＳＣＦ１５２、ＭＧＣＦ／Ｔ−ＳＧＷ１５４、および回線ＭＳＣ１２４の機能を実行することも可能である。このような場合、かつ特に各種コンポーネントが同じベンダーによって提供される場合、これらのシステム間で用いられるシステム間相互動作プロトコルは、ＡＮＳＩ−４１等の標準プロトコルではなく、ベンダーが規定するメッセージプロトコルの形態をとりうる。しかし、依然として、上述したパケット呼モデルおよび回線呼モデルの双方を実施し、その間でハンドオーバを行う必要がある。
【００５８】
本出願は、マルチメディア通信システムを含めた通信システムに関する。上記通信システムは、アナログ電子システム、デジタル電子システム、マイクロプロセッサ、および他の処理要素と、かかるシステムおよび処理要素と組み合わせて方法、プロセス、または方針を実施するソフトウェアおよび他の具体化されるステップ、命令等の集まりとを含むがこれらに限定されない様々な電子技術および光技術を用いて実施することができる。本明細書に記載した実施形態は例示的なものである。したがって、実施形態を特定の技術に関して説明したが、本発明の精神を踏まえて、システムの実施に他の同等の技術も使用しうることが分かろう。
【００５９】
本発明の態様によれば、既存の回線無線システムとパケットシステム間でのシステム間ハンドオフを提供する改良された無線ネットワークおよび関連する方法が開示される。パケット無線システムは、有利なことに、回線呼モデルおよびパケット呼モデルの間で変換を行うと共に、回線システムおよびパケットシステムが要求するフォーマット間でのベアラトラヒックの変換を行う。メディアゲートウェイコンポーネントは、各システムで用いられるフォーマット間でベアラトラヒックの変換を行う。メディアゲートウェイ、メディアゲートウェイ制御機能、および関連する呼状態制御機能が協働して回線無線システムの振る舞いをエミュレートするため、従来の回線システムに組み込まれた場合に、パケットシステムが別の回線無線システムのように見える。必要であれば、メディアゲートウェイ、メディアゲートウェイ制御機能、および呼状態制御機能はさらに協働して、回線無線システムのアンカーＭＳＣの機能をエミュレートする。上記改良されたネットワークおよび方法により、従来の無線システムへの変更を最小限に抑えるか、回避しながら、回線システムとパケットシステムの間でハンドオーバを行うことができる。
【００６０】
本発明の上記実施形態は単に、本発明を実行しうる方法の一例にすぎない。他の方法も可能であり、他の方法は本発明を定義する添付の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】システム間動作向けに構成されたパケット無線システムおよび回線無線システムを含む、本発明の一態様に従って構築された協働的な無線ネットワーク１００を示すブロック図であり、無線端末とランドサイド回線端末間の呼の場合での、パケットシステムから回線システムへのハンドオーバ前の制御およびベアラ信号パスの初期構成をさらに示している。
【図２】図１の協働的な無線ネットワーク１００のブロック図であり、図１の呼の場合での、パケットシステムから回線システムへのハンドオーバの結果における制御およびベアラ信号パスの最終構成を示している。
【図３】図１の協働的な無線ネットワーク１００のブロック図であり、無線端末とランドサイド回線端末間の呼の場合での、回線システムからパケットシステムへのハンドオーバ前の制御およびベアラ信号パスの初期構成を示している。
【図４】図１の協働的な無線ネットワーク１００のブロック図であり、図３の呼の場合での、回線システムからパケットシステムへのハンドオーバの結果における制御およびベアラ信号パスの最終構成を示している。
【図５】図１の協働的な無線ネットワーク１００のブロック図であり、無線端末とランドサイドパケット端末間の呼の場合での、パケットシステムから回線システムへのハンドオーバ前の制御およびベアラ信号パスの初期構成を示している。
【図６】図１の協働的な無線ネットワーク１００のブロック図であり、図５の呼の場合での、パケットシステムから回線システムへのハンドオーバの結果における制御およびベアラ信号パスの最終構成を示している。
【図７】無線端末とランドサイド回線端末間での呼の場合に、パケットシステムから回線システムへのハンドオーバを行う、図１に示す協働的な無線ネットワーク１００と組み合わせて用いる本発明の一態様による方法を示す流れ図である。
【図８】無線端末とランドサイド回線端末間での呼の場合に、回線システムからパケットシステムへのハンドオーバを行う、図１に示す協働的な無線ネットワーク１００と組み合わせて用いる本発明の一態様による方法を示す流れ図である。
【図９】無線端末とランドサイドパケット端末間での呼の場合に、パケットシステムから回線システムへのハンドオーバを行う、図１に示す協働的な無線ネットワーク１００と組み合わせて用いる本発明の一態様による方法を示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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