(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互接続される異なる移動通信ネットワークである第１の移動通信ネットワークと第２の移動通信ネットワーク、および前記第１の移動通信ネットワークと前記第２の移動通信ネットワークにそれぞれ含まれる移動通信端末同士の音声通信を確立するコアネットワークから構成される無線通信システムであって、
前記コアネットワークは、
発信側の前記第１の移動通信ネットワークから前記第１の移動通信ネットワークで利用可能な少なくとも１つの音声コーデックである発信音声コーデックを示す情報と着信側の前記第２の移動通信ネットワーク内の移動通信端末を識別する識別子を含む接続要求を受信する接続要求受信部と、
前記接続要求受信部から前記接続要求を受信すると、着信通知を着信側の前記第２の移動通信ネットワーク内の移動通信端末に送信する着信通知送信部と、
前記着信通知に応答して前記第２の移動通信ネットワークから送信され、前記第２の移動通信ネットワークで利用可能な少なくとも１つの音声コーデックを示す着信通知応答を受信する着信通知応答受信部と、
前記着信通知応答受信部から入力された前記着信通知応答で示された前記第２の移動通信ネットワークで利用可能な少なくとも１つの音声コーデックと、前記コアネットワークで利用可能な音声コーデックと、前記接続要求で示された前記第１の移動通信ネットワークで利用可能な少なくとも１つの発信音声コーデックのうち共通する音声コーデックを前記第１の移動通信ネットワークと前記第２の移動通信ネットワークとの間で利用すべき音声コーデックとして指定する一方、共通する音声コーデックが存在しない場合には、前記第１の移動通信ネットワークおよび前記コアネットワークに対し、前記第２の移動通信ネットワークの音声コーデックに合わせるように利用する音声コーデックの追加要求を音声コーデック追加部に出力する音声コーデック指定部と、
複数の音声コーデックプログラムを記憶・更新し、前記音声コーデック指定部からの前記音声コーデック追加要求を受信すると、前記音声コーデック追加要求に示される音声コーデックプログラムと設定指示を前記第１の移動通信ネットワークおよび前記コアネットワークに送信し、利用可能な音声コーデックを追加する音声コーデック追加部と、
から構成され、
着信側である前記第２の移動通信ネットワークは、
前記着信通知を前記コアネットワークから受信し、前記着信通知に応答して、ネットワーク内で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックを示す前記着信通知応答を前記コアネットワークに送信する機能を有し、
前記第１の移動通信ネットワークは前記音声コーデック追加部から前記音声コーデックプログラムと前記設定指示を受信すると、前記第１の移動通信ネットワーク内の移動通信端末に前記音声コーデックプログラムを設定し、動作させる機能を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記第２の移動通信ネットワークを発信側、また、前記第１の移動通信ネットワークを着信側としたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線通信システムにおいて、前記第１の移動通信ネットワークおよび前記第２の移動通信ネットワークは、ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）システムと既存自営無線システムとをそれぞれ適用したことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互接続される異なる移動通信ネットワークの移動通信端末同士の音声通信を確立するコアネットワーク及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Public  Safety、業務用無線分野におけるカバーエリア拡大、リアルタイム映像伝送等のブロードバンド通信の要求に応え、４Ｇ（第４世代移動通信システム）の通信規格であるＬＴＥ（Long  Term  Evolution）技術の新しい利活用に関する動きが活発化している。米国、欧州をはじめ各地域で、LTE技術のPublic  Safetyや鉄道システムへの適用を目指し、トライアル実施中であり、また、３ＧＰＰ（3rd  Generation  Partnership  Project）ではPublic  Safety機能 を含んだＬＴＥ規格が近い将来発行予定である。
ＬＴＥをPublic  Safety、業務用無線分野に展開する場合、既存のPublic  Safety、業務用無線分野の狭帯域無線（以下、総称して既存自営無線という）と共存する形態の無線通信システムネットワークが構築されると予想される。
【０００３】
ここで、従来の異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムについて、図３Ａおよび図３Ｂを参照して説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、従来の異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムの一例を示すシステム構成図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂは、構成は同一であるが、図３Ａは移動通信ネットワーク１０１が発信側、移動通信ネットワーク１０３が着信側の場合を示しており、また、図３Ｂは移動通信ネットワーク１０３が発信側、移動通信ネットワーク１０１が着信側の場合を示している。
従来の異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムは、図３に示すように、移動通信ネットワーク１０１がコアネットワーク１０２を介して移動通信ネットワーク１０１とは異なるネットワークである移動通信ネットワーク１０３と接続されている。移動通信端末１０４および移動通信端末１０５は、それぞれ移動通信ネットワーク１０１および移動通信ネットワーク１０３に属する移動通信端末である。
【０００４】
コアネットワーク１０２は、移動通信端末１０４と移動通信端末１０５の音声通信を確立する機能を有する。本来、移動通信端末１０４および移動通信端末１０５は、構成上、それぞれ移動通信ネットワーク１０１および移動通信ネットワーク１０３の中に含まれるが、説明の便宜上、外に出して図示している。また、以下の説明では、本発明に関わる音声通信以外の機能の説明は省略する。
【０００５】
図３に示す無線通信システムの構成を適用する具体的な例として、前述のように、ＬＴＥをPublic  Safety、業務用無線分野等の自営無線に展開し、既存の狭帯域自営無線と共存させ音声通信の相互運用を図る場合を考える。すなわち、図３において、移動通信ネットワーク１０１はＬＴＥシステム、移動通信ネットワーク１０３は既存自営無線システムとする。この構成による効果としては、以下の２つがある。
（１）既存自営無線システムのカバーエリアを補完するようにＬＴＥシステムを面展開することにより、自営無線のカバーエリアが拡大できる。この場合、音声通信のカバーエリアが拡大できる。
（２）既存自営無線システムのカバーエリアにオーバーレイするようにＬＴＥシステムを展開し、リアルタイム映像伝送等のブロードバンド通信を提供する。この場合にもＬＴＥシステムの移動通信端末は自営無線システムの移動通信端末と音声通信が可能な機能を有するものと想定する。
【０００６】
図３の移動通信ネットワーク１０１に対応するＬＴＥネットワークは、無線ネットワークのE-UTRAN（Evolved  Universal  Terrestrial  Radio  Access  Network）とコアネットワークのEPC（Evolved  Packet  Core）および移動通信端末１０４に相当する端末UE（User  Equipment）で構成されており、日本国内においては、800MHz帯、900MHz帯、1.5GHz帯等で運用されている。
【０００７】
ＬＴＥネットワークは、従来のような回線交換方式による音声通話の仕様は規定されておらず、音声をデータに変換して他のデータ通信と同じようにパケット交換網を通じてやり取りするＶｏＬＴＥ（Voice  over  Long  Term  Evolution）が標準となっている。ただし、オプション仕様として、音声通話の時だけ自動的に従来の３Ｇ通信網に接続して回線交換の通話を行うCSFB（Circuit  Switched  FallBack：回線交換フォールバック、CSフォールバック）方式が用意されており、移行期にはまずCSFBによる通話が実装され、徐々にＶｏＬＴＥに移行していくことが想定されている。
【０００８】
ＶｏＬＴＥで使用される音声符号化方式(音声コーデック)には、３Ｇ（第３世代移動通信システム）で利用されているAMR-NB（Adaptive  Multi-Rate  Narrow  Band)が必須コーデックとして規定されているほかに、より高音質なAMR-WB（Adaptive  Multi-Rate  Wide  Band)も用意されている。AMR-NBの符号化レート（符号化された音声信号の伝送レート）は4.75〜12.2kbpsである。また、AMR-WBの符号化レートは6.60〜23.85kbpsであり、6.60 kbps〜12.65 kbps までが必須マルチレート構成で、通常は 12.65 kbps が使用される。それより高いビットレートは背景雑音が多い環境、音声と音楽との組み合わせ、マルチパーティ会議など高い音質が要求される場合に使用される。
【０００９】
次に、図３の移動通信ネットワーク１０３に対応する既存自営無線の例とそこで使用されている音声符号化方式（音声コーデック）を以下に示す。既存自営無線は狭帯域であるため、音声通信が主体であるが、数kbps程度の低速データも伝送可能である。音声通話には、送信ボタンを押している時に音声送信状態となるPTT（Push  to  Talk、半二重通信の一種)が用いられている。
［１］ARIB  STD-T79 都道府県・市町村デジタル移動通信システム（260MHz帯）
音声符号化方式：符号化された音声信号の伝送レートは、誤り訂正符号等を含め、6.4kbps とする。音声符号化アルゴリズムにはEL-CELP 方式を推奨する。
［２］ARIB STD-T80 都道府県・市町村デジタル移動通信システムTYPE2（260MHz帯）
音声符号化方式：本システムにおける音声符号化アルゴリズムはACELP方式とする。符号化された音声信号の伝送レートは、誤り訂正符号等を含め7.2kbpsとする。
［３］ARIB STD-T102 狭帯域デジタル通信方式（SCPC／4値FSK方式）（400MHz 帯及び150MHz 帯）
音声符号化方式：4値FSK 方式SCPC 狭帯域デジタル移動通信システムにおける符号化された音声信号の伝送レートは、誤り訂正符号を含め、3.6kbps 以下とする。音声符号化には、フレームサイズ20ms（72 ビット）でDigital  Voice  Systems、Inc.のAMBE+2（商標）Enhanced  Half-Rate（3.6kbps：音声符号2.45kbps、誤り訂正符号1.15 kbps)を推奨する。なお、誤り訂正符号化は音声符号化方式に付随の方式とする。
【００１０】
図３に示す無線通信システムは、相互接続される異なる移動通信ネットワークである移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３、および移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３にそれぞれ含まれる移動通信端末１０４と移動通信端末１０５、およびそれらの音声通信を確立するコアネットワーク１０２から構成される。また、コアネットワーク１０２は、接続要求受信部１０６と、着信通知送信部１０７と、着信通知応答受信部１０８と、音声コーデック指定部１０９と、ＭＧＷ（Media  Gateway）１１０とを備えている。
ここで、前述の通り、移動通信ネットワーク１０１はＬＴＥ、移動通信ネットワーク１０３は既存自営無線のネットワークであると想定する。
【００１１】
次に、移動通信端末１０４と移動通信端末１０５の音声通信が確立する過程について、図３Ａを参照して説明する。ここでは、移動通信ネットワーク１０１が発信側、移動通信ネットワーク１０３が着信側として説明する。また、図３では、破線が制御信号、実線が音声データ（ユーザデータ）を示している。
【００１２】
接続要求受信部１０６は、移動通信ネットワーク１０１から移動通信ネットワーク１０１で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックである発信音声コーデックを示す情報と着信側の移動通信ネットワーク１０３内の移動通信端末１０５を識別する識別子を含む接続要求（ａ１）を受信し、同情報を接続要求（ｂ１）として着信通知送信部１０７および音声コーデック指定部１０９に送信する。ここで、上記音声コーデックは音声符号化方式と符号化レートにより定義される。
着信通知送信部１０７は、接続要求受信部１０６から接続要求（ｂ１）を受信すると、着信通知（ｃ１）を着信側の移動通信ネットワーク１０３および移動通信端末１０５に送信する。
移動通信ネットワーク１０３は、着信通知（ｃ１）に応答して移動通信ネットワーク１０３で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックを示す着信通知応答（ｄ１）を送信する。
【００１３】
着信通知応答受信部１０８は、着信通知応答（ｄ１）を受信し、同情報を着信通知応答（ｅ１）として音声コーデック指定部１０９に送信する。
音声コーデック指定部１０９は、着信通知応答（ｅ１）で示された着信側の移動通信ネットワーク１０３で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックと、コアネットワーク１０２で利用可能な音声コーデックと、接続要求（ｂ１）で示された発信側の移動通信ネットワーク１０１で利用可能な少なくとも１つの発信音声コーデックのうち共通する音声コーデックを選定し、共通する音声コーデックが存在しない場合には、移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３においてそれぞれ標準的に使用する音声コーデックを選定し、音声コーデック指定通知（ｆ１）を出力する。ここで、コアネットワーク１０２では、移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３においてそれぞれ標準的に使用する音声コーデックを利用可能であるものとする。また、標準的に使用する音声コーデックの情報は、上述した接続要求（ａ１）（ｂ１）、着信通知応答（ｄ１）（ｅ１）に含まれるものとする。
【００１４】
音声コーデック指定通知（ｆ１）を受信した移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３はユーザデータである音声符号化データ（ｇ１）の送受信を開始する。
ＭＧＷ１１０は、異なる移動通信ネットワークのユーザデータのインタフェース機能を有し、音声コーデック指定通知（ｆ１）を受信し、移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３で使用する音声コーデックが異なる場合は符号変換を行う。符号変換方法としては、符号化データを入力し一旦復号処理してから、通信相手側の符号化方式で再度符号化した符号化データを出力する。
【００１５】
次に、従来の異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムでの情報フローについて、図４を参照して説明する。図４は、従来の異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムでの情報フローを示すシーケンス図である。なお、図４は、図３Ａの移動通信ネットワーク１０１が発信側、移動通信ネットワーク１０３が着信側の場合での動作を示している。
まず、送信側の移動通信ネットワーク１０１は、移動通信ネットワーク１０１で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックである発信音声コーデックを示す情報と着信側の移動通信ネットワーク１０３内の移動通信端末１０５を識別する識別子を含む接続要求（ａ１）をコアネットワーク１０２に送信する（ステップＳ５０１）。ここで、上記音声コーデックは音声符号化方式と符号化レートにより定義される。
コアネットワーク１０２の接続要求受信部１０６は、移動通信ネットワーク１０１から接続要求（ａ１）を受信すると、同情報を接続要求（ｂ１）として着信通知送信部１０７および音声コーデック指定部１０９に送信する（ステップＳ５０２）。
着信通知送信部１０７は、接続要求受信部１０６から接続要求（ｂ１）を受信すると、着信通知（ｃ１）を着信側の移動通信ネットワーク１０３と移動通信端末１０５（図示は省略）に送信する（ステップＳ５０３）。
【００１６】
移動通信ネットワーク１０３は、着信通知（ｃ１）に応答して移動通信ネットワーク１０３で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックを示す着信通知応答（ｄ１）を着信通知応答受信部１０８に送信する（ステップＳ５０４）。
着信通知応答受信部１０８は、着信通知応答（ｄ１）を受信し、同情報を着信通知応答（ｅ１）として音声コーデック指定部１０９に送信する（ステップＳ５０５）。
音声コーデック指定部１０９は、着信通知応答（ｅ１）で示された着信側の移動通信ネットワーク１０３で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックと、コアネットワーク１０２で利用可能な音声コーデックと、接続要求（ｂ１）で示された発信側の移動通信ネットワーク１０１で利用可能な少なくとも１つの発信音声コーデックのうち共通する音声コーデックを選定し、また、共通する音声コーデックが存在しない場合には、移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３においてそれぞれ標準的に使用する音声コーデックを選定し、音声コーデック指定通知（ｆ１）を出力する（ステップＳ５０６）。
ここで、コアネットワーク１０２では、移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３においてそれぞれ標準的に使用する音声コーデックを利用可能であるものとする。また、標準的に使用する音声コーデックの情報は、前記の接続要求（ａ１）および（ｂ１）、着信通知応答（ｄ１）および（ｅ１）に含まれるものとする。
【００１７】
音声コーデック指定通知（ｆ１）を受信した移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３は所定のwait時間後に（ステップＳ５０７）、ＭＧＷ１１０を介して、ユーザデータである音声符号化データ（ｇ１）の送受信を開始する（ステップＳ５０８）。
ＭＧＷ１１０は、異なる移動通信ネットワークのユーザデータのインタフェース機能を有し、音声コーデック指定通知（ｆ１）を受信し、移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３で使用する音声コーデックが異なる場合は符号変換を行う。符号変換方法としては、符号化データを入力し一旦復号処理してから、通信相手側の符号化方式で再度符号化した符号化データを出力する。
【００１８】
なお、図３Ｂにおける移動通信ネットワーク１０３が発信側、移動通信ネットワーク１０１が着信側の場合についての情報フローは、上述した説明において、移動通信ネットワーク１０１と移動通信ネットワーク１０３の記述を逆にすれば良いだけであるため説明は省略する。
また、以降の説明においても、移動通信ネットワーク１０１が発信側、移動通信ネットワーク１０３が着信側とした場合についてのみ説明するが、コアネットワーク１０２の構成要素の機能と制御信号の流れは、発信側と着信側が逆になった場合も同様である。
【００１９】
上述したように、図３は、移動通信ネットワーク１０１がＬＴＥシステム、移動通信ネットワーク１０３が既存自営無線システムとした場合であり、そこで、移動通信ネットワーク１０１（ＬＴＥ）では、音声コーデックとして符号化レート6.60〜12.65 kbpsのAMR-WBのみが使用可能で、移動通信ネットワーク１０３（既存自営無線）では符号化レート2.45kbps のAMBE+2（商標）のみ使用可能であると仮定すると、以下のような課題があった。
（１）移動通信ネットワーク１０１（ＬＴＥ）内の移動通信端末１０４が音声コーデックとして符号化レート12.65 kbpsのAMR-WBを使用した場合、ＭＧＷ１１０まではAMR-WBが利用され、ＭＧＷ１１０において、既存自営無線で使用される符号化レート2.45kbps のAMBE+2（商標）に符号変換した音声符号化データが移動通信ネットワーク１０３へ伝送される。この場合、移動通信端末１０４と移動通信端末１０５の間の音声品質はAMBE+2（商標）品質で頭打ちされてしまう。したがって、ＬＴＥネットワーク〜ＭＧＷ１１０の区間で広帯域なAMR-WBを使用するのは周波数資源の浪費であるといえる。
（２）音声コーデックのタンデム接続（符号変換による接続）は音声品質の劣下を生じさせる。特に低符号化レートの音声コーデックのタンデム接続の場合、聴感上の劣下が著しくなる。AMR-WBは、6.60／8.85／12.65 kbps が必須マルチレート構成であり、通常使用される12.65kbpでは、ＬＴＥネットワーク〜ＭＧＷ１１０の区間では十分に高品質となるため、AMBE+2（商標）のタンデム接続による劣下は殆どない（移動通信端末１０４−移動通信端末１０５の間でAMBE+2（商標）使用した時と同等の音声品質になる）。しかし、無線回線状態が悪い時等に、AMR-WBで6.60kbpsを使用した場合には、AMR-WBによる品質劣下とAMBE+2（商標）による品質劣下が相重なることにより、タンデム接続による劣下が大きくなる。
【００２０】
特許文献１の特開２０１２−１０５２１２号公報（コアネットワーク及び通信システム）には、上記課題（１）の解決策として、着信側で利用される音声コーデックを発信側で利用される音声コーデックと出来るだけ一致させ、帯域を効率的に利用することが出来るコアネットワーク及び通信システムが提案されている。具体的には、コアネットワーク内の音声コーデック指定部が発信側と受信側から送られてくる音声コーデックの種類を示す情報に基づき、双方の音声コーデックを出来るだけ一致させるように音声コーデックを指定する。一致する音声コーデックが存在しない場合には最も符号化レートが近いものを選ぶように音声コーデックを指定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２０１２−１０５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記した特許文献１の技術では、上述した課題の（１）は解決できるが、一致する音声コーデックが存在しない場合にはＭＧＷにおいて符号変化が施されるため、上述した課題の（２）を解決することはできない。
【００２３】
本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたものであり、相互接続される異種の移動通信ネットワークで使用される音声コーデックを必ず一致させることにより、周波数資源の浪費が発生せず、また、ＭＧＷでは符号変換を行う必要がないため、タンデム接続による音声品質劣下の発生を防止することが可能な無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係る無線通信システムは、相互接続される異なる移動通信ネットワークである第１の移動通信ネットワークと第２の移動通信ネットワーク、および前記第１の移動通信ネットワークと前記第２の移動通信ネットワークにそれぞれ含まれる移動通信端末同士の音声通信を確立するコアネットワークから構成される無線通信システムであって、前記コアネットワークは、発信側の前記第１の移動通信ネットワークから前記第１の移動通信ネットワークで利用可能な少なくとも１つの音声コーデックである発信音声コーデックを示す情報と着信側の前記第２の移動通信ネットワーク内の移動通信端末を識別する識別子を含む接続要求を受信する接続要求受信部と、前記接続要求受信部から前記接続要求を受信すると、着信通知を着信側の前記第２の移動通信ネットワーク内の移動通信端末に送信する着信通知送信部と、前記着信通知に応答して前記第２の移動通信ネットワークから送信され、前記第２の移動通信ネットワークで利用可能な少なくとも１つの音声コーデックを示す着信通知応答を受信する着信通知応答受信部と、前記着信通知応答受信部から入力された前記着信通知応答で示された前記第２の移動通信ネットワークで利用可能な少なくとも１つの音声コーデックと、前記コアネットワークで利用可能な音声コーデックと、前記接続要求で示された前記第１の移動通信ネットワークで利用可能な少なくとも１つの発信音声コーデックのうち共通する音声コーデックを前記第１の移動通信ネットワークと前記第２の移動通信ネットワークとの間で利用すべき音声コーデックとして指定する一方、共通する音声コーデックが存在しない場合には、前記第１の移動通信ネットワークおよび前記コアネットワークに対し、前記第２の移動通信ネットワークの音声コーデックに合わせるように利用する音声コーデックの追加要求を音声コーデック追加部に出力する音声コーデック指定部と、複数の音声コーデックプログラムを記憶・更新し、前記音声コーデック指定部からの前記音声コーデック追加要求を受信すると、前記音声コーデック追加要求に示される音声コーデックプログラムと設定指示を前記第１の移動通信ネットワークおよび前記コアネットワークに送信し、利用可能な音声コーデックを追加する音声コーデック追加部と、から構成され、着信側である前記第２の移動通信ネットワークは、前記着信通知を前記コアネットワークから受信し、前記着信通知に応答して、ネットワーク内で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックを示す前記着信通知応答を前記コアネットワークに送信する機能を有し、前記第１の移動通信ネットワークは前記音声コーデック追加部から前記音声コーデックプログラムと前記設定指示を受信すると、前記第１の移動通信ネットワーク内の移動通信端末に前記音声コーデックプログラムを設定し、動作させる機能を有することを特徴とする。
【００２５】
また、上記目的を達成するための本発明に係る無線通信システムは、上記した無線通信システムにおいて、前記第２の移動通信ネットワークを発信側、また、前記第１の移動通信ネットワークを着信側としたことを特徴とする。
【００２６】
また、上記目的を達成するための本発明に係る無線通信システムは、上記した無線通信システムにおいて、前記第１の移動通信ネットワークおよび前記第２の移動通信ネットワークは、ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）システムと既存自営無線システムとをそれぞれ適用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、相互接続される異種の移動通信ネットワークで使用される音声コーデックを必ず一致させることにより、周波数資源の浪費が発生せず、また、ＭＧＷでは符号変換を行う必要がないため、タンデム接続による音声品質劣下の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１に係る無線通信システムの一例を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る無線通信システムでの情報フローを示すシーケンス図である。
【図３Ａ】従来の異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムの一例を示すシステム構成図である。
【図３Ｂ】従来の異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムの一例を示すシステム構成図である。
【図４】従来の異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムでの情報フローを示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１に係る無線通信システムについて説明する。
本発明の実施形態１に係る無線通信システムは、異なる移動通信ネットワークが相互接続される無線通信システムにおいて、相互接続される異種の移動通信ネットワークで使用される音声コーデックを必ず一致させることにより、周波数資源の浪費が発生せず、また、ＭＧＷでは符号変換を行う必要がないため、タンデム接続による音声品質劣下の発生を防止することができるものである。
【００３０】
〔無線通信システムのシステム構成〕
本発明の実施形態１に係る無線通信システムのシステム構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムの一例を示すシステム構成図である。なお、図１において、図３と同様の構成については同じ部番を付している。
本発明の実施形態１に係る無線通信システムは、図１に示すように、移動通信ネットワーク２０１がコアネットワーク２０２を介して移動通信ネットワーク２０１とは異なるネットワークである移動通信ネットワーク１０３と接続されている。移動通信端末２０３および移動通信端末１０５は、それぞれ移動通信ネットワーク２０１および移動通信ネットワーク１０３に属する移動通信端末である。
本発明の無線通信システムの構成を適用する具体的な例として、ＬＴＥをPublic  Safety、業務用無線分野等の自営無線に展開し、既存の狭帯域自営無線と共存させ音声通信の相互運用を図る場合を考える。すなわち、図１において、移動通信ネットワーク２０１はLTEシステム、移動通信ネットワーク１０３は既存自営無線システムとする。
【００３１】
コアネットワーク２０２は、接続要求受信部１０６と、着信通知送信部１０７と、着信通知応答受信部１０８と、音声コーデック指定部２０４と、音声コーデック追加部２０５と、ＭＧＷ（Media  Gateway）２０６とを備えている。また、コアネットワーク２０２は、移動通信端末２０３と移動通信端末１０５の音声通信を確立する機能を有する。本来、移動通信端末２０３および移動通信端末１０５は、構成上、それぞれ移動通信ネットワーク２０１および移動通信ネットワーク１０３の中に含まれるが、説明の便宜上、外に出して図示している。また、以下の説明では、本発明に関わる音声通信以外の機能の説明は省略する。
【００３２】
以下に、移動通信端末２０３と移動通信端末１０５の音声通信が確立する過程について、図１を参照して説明する。ここでは、移動通信ネットワーク２０１が発信側、移動通信ネットワーク１０３が着信側として説明する。また、図１において、破線が制御信号、実線が音声データ（ユーザデータ）を示している。
【００３３】
接続要求受信部１０６は、移動通信ネットワーク２０１から移動通信ネットワーク２０１で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックである発信音声コーデックを示す情報と着信側の移動通信ネットワーク１０３内の移動通信端末１０５を識別する識別子を含む接続要求（ａ１）を受信し、同情報を接続要求（ｂ１）として着信通知送信部１０７および音声コーデック指定部２０４に送信する。ここで、上記音声コーデックは音声符号化方式と符号化レートにより定義される。
【００３４】
着信通知送信部１０７は、接続要求受信部１０６から接続要求（ｂ１）を受信すると、着信通知（ｃ１）を着信側の移動通信ネットワーク１０３および移動通信端末１０５に送信する。
移動通信ネットワーク１０３は、着信通知（ｃ１）に応答して移動通信ネットワーク１０３で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックを示す着信通知応答（ｄ１）を着信通知応答受信部１０８に送信する。
着信通知応答受信部１０８は、着信通知応答（ｄ１）を受信し、同情報を着信通知応答（ｅ１）として音声コーデック指定部２０４に送信する。
【００３５】
音声コーデック指定部２０４は、着信通知応答（ｅ１）で示された着信側の移動通信ネットワーク１０３で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックと、コアネットワーク２０２で利用可能な音声コーデックと、接続要求（ｂ１）で示された発信側の移動通信ネットワーク２０１で利用可能な少なくとも１つの発信音声コーデックのうち共通する音声コーデックを発信側の移動通信ネットワーク２０１と着信側の移動通信ネットワーク１０３の間で利用すべき音声コーデックとして指定し、移動通信ネットワーク２０１、移動通信ネットワーク１０３、およびＭＧＷ２０６へ音声コーデック指定通知（ａ２）を送信する。ここで、共通する音声コーデックが複数存在する場合には、音声コーデック指定通知（ａ２）として、例えば、符号化レートが最も低い音声コーデックを設定する。
【００３６】
共通する音声コーデックが存在しない場合には、音声コーデック指定部２０４は、移動通信ネットワーク２０１およびＭＧＷ２０６に対し、移動通信ネットワーク１０３の音声コーデックに合わせるように音声コーデックを追加することを要求する音声コーデック追加要求（ｂ２）を音声コーデック追加部２０５へ出力する。ここで、移動通信ネットワーク１０３で利用可能な音声コーデックが複数存在する場合には、標準的に使用する音声コーデックを選定する。ここで、コアネットワーク２０２では、移動通信ネットワーク１０３において標準的に使用する音声コーデックを利用可能であるものとする。また、標準的に使用する音声コーデックの情報は、着信通知応答（ｄ１）および（ｅ１）に含まれるものとする。上記選定された音声コーデックの情報は、移動通信ネットワーク２０１、移動通信ネットワーク１０３、およびＭＧＷ２０６へ音声コーデック指定通知（ａ２）として送信される。
【００３７】
音声コーデック追加部２０５は、複数の音声コーデックプログラムを記憶、更新可能であり、適用が想定される全ての既存自営無線規格で規定されている音声コーデックのプログラムを保持している。ここで、音声コーデックプログラムの記憶形式は任意とする。音声コーデック指定部２０４からの音声コーデック追加要求（ｂ２）を受信すると、音声コーデック追加要求（ｂ２）に示される音声コーデックプログラムと設定指示（ｃ２）を移動通信ネットワーク２０１およびＭＧＷ２０６に送信し、音声コーデックを追加する。ここで、音声コーデックプログラムの伝送形式は任意とする。
【００３８】
移動通信ネットワーク２０１内の 移動通信端末２０３は、適用が想定される全ての音声コーデック仕様（サンプリング周波数、音声信号帯域）に対応可能なハードウェア構成を有するものとし、音声コーデック追加部２０５から前記音声コーデックプログラムと前記設定指示（ｃ２）を移動通信ネットワーク２０１が受信すると、E-UTRAN（Evolved  Universal  Terrestrial  Radio  Access  Network）を介して移動通信端末２０３に前記音声コーデックプログラムを伝送、設定し、動作可能な状態にする。E-UTRAN と移動通信端末２０３の間では、ＬＴＥの高速回線により短時間で前記音声コーデックプログラムを伝送可能である。
【００３９】
ＭＧＷ２０６も音声コーデックプログラムと設定指示（ｃ２）を受信するが、それに含まれる符号化データのフレームフォーマットの情報のみを使用する。本実施例では、移動通信ネットワーク２０１と移動通信ネットワーク１０３で使用される音声コーデックは必ず一致するように制御されるため、従来技術とは異なり符号変換は行わないが、前述の符号化データのフレームフォーマット情報に基づき、必要に応じてフレームフォーマット変換処理を行う。
【００４０】
音声コーデック指定通知（ａ２）を受信した移動通信ネットワーク２０１と移動通信ネットワーク１０３は所定のwait時間が経った後にユーザデータである音声符号化データ（ｇ１）の送受信を開始する。前記所定のwait時間は、音声コーデック追加部２０５による移動通信ネットワーク２０１、およびＭＧＷ２０６への音声コーデックプログラム追加処理がある場合は、それが完了してから音声符号化データ（ｇ１）の送受信を開始するように考慮して時間を設定する。
【００４１】
〔無線通信システムでの情報フロー〕
次に、本発明の実施形態１に係る無線通信システムでの情報フローについて、図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態１に係る無線通信システムでの情報フローを示すシーケンス図である。
まず、送信側の移動通信ネットワーク２０１は、移動通信ネットワーク２０１で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックである発信音声コーデックを示す情報と着信側の移動通信ネットワーク１０３内の移動通信端末１０５を識別する識別子を含む接続要求（ａ１）をコアネットワーク２０２に送信する（ステップＳ１０１）。ここで、上記音声コーデックは音声符号化方式と符号化レートにより定義される。
コアネットワーク２０２の接続要求受信部１０６は、移動通信ネットワーク２０１から接続要求（ａ１）を受信すると、同情報を接続要求（ｂ１）として着信通知送信部１０７および音声コーデック指定部２０４に送信する（ステップＳ１０２）。
着信通知送信部１０７は、接続要求受信部１０６から接続要求（ｂ１）を受信すると、着信通知（ｃ１）を着信側の移動通信ネットワーク１０３と移動通信端末１０５（図示は省略）に送信する（ステップＳ１０３）。
【００４２】
移動通信ネットワーク１０３は、着信通知（ｃ１）に応答して移動通信ネットワーク１０３で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックを示す着信通知応答（ｄ１）を着信通知応答受信部１０８に送信する（ステップＳ１０４）。
着信通知応答受信部１０８は、着信通知応答（ｄ１）を受信し、同情報を着信通知応答（ｅ１）として音声コーデック指定部２０４に送信する（ステップＳ１０５）。
音声コーデック指定部２０４は、着信通知応答（ｅ１）で示された着信側の移動通信ネットワーク１０３で利用可能な少なくとも１つの音声コーデックと、コアネットワーク２０２で利用可能な音声コーデックと、接続要求（ｂ１）で示された発信側の移動通信ネットワーク２０１で利用可能な少なくとも１つの発信音声コーデックのうち共通する音声コーデックがあるか否かの判定を行い（ステップＳ１０６）、「ＮＯ」の場合には、処理をステップＳ１０７に進め、「ＹＥＳ」の場合には、処理をステップＳ１０９に進める。ここで、「ＹＥＳ」において共通する音声コーデックが複数存在する場合には、例えば、音声コーデック指定通知（ａ２）として、符号化レートが最も低い音声コーデックを設定する。
【００４３】
ステップＳ１０６において、共通する音声コーデックが存在しない（「ＮＯ」）場合、音声コーデック指定部２０４は、移動通信ネットワーク２０１およびＭＧＷ２０６に対して、移動通信ネットワーク１０３の音声コーデックに合わせるよう音声コーデックを追加することを要求する音声コーデック追加要求（ｂ２）を音声コーデック追加部２０５へ出力する（ステップＳ１０７）。ここで、移動通信ネットワーク１０３で利用可能な音声コーデックが複数存在する場合には、標準的に使用する音声コーデックを選定する。コアネットワーク２０２では、移動通信ネットワーク１０３において標準的に使用する音声コーデックを利用可能であるものとする。また、標準的に使用する音声コーデックの情報は、着信通知応答（ｄ１）および（ｅ１）に含まれるものとする。
【００４４】
音声コーデック追加部２０５は、複数の音声コーデックプログラムを記憶、更新可能であり、適用が想定される全ての既存自営無線規格で規定されている音声コーデックのプログラムを保持しており、音声コーデック指定部２０４からの音声コーデック追加要求（ｂ２）を受信すると、音声コーデック追加要求（ｂ２）に示される音声コーデックプログラムと設定指示（ｃ２）を移動通信ネットワーク２０１およびＭＧＷ２０６に送信し、音声コーデックを追加する（ステップＳ１０８）。
【００４５】
音声コーデック指定部２０４は、移動通信ネットワーク２０１、移動通信ネットワーク１０３、およびＭＧＷ２０６へ選定された音声コーデックの情報を音声コーデック指定通知（ａ２）として送信する（ステップＳ１０９）。
【００４６】
なお、移動通信ネットワーク２０１内の 移動通信端末２０３は、適用が想定される全ての音声コーデック仕様（サンプリング周波数、音声信号帯域）に対応可能なハードウェア構成を有するものとし、音声コーデック追加部２０５から前記音声コーデックプログラムと前記設定指示（ｃ２）を移動通信ネットワーク２０１が受信すると、E-UTRAN を介して移動通信端末２０３に前記音声コーデックプログラムを伝送・設定し、動作可能な状態にする。
【００４７】
なお、ＭＧＷ２０６も音声コーデックプログラムと設定指示（ｃ２）を受信するが、それに含まれる符号化データのフレームフォーマットの情報のみを使用する。本実施例では、移動通信ネットワーク２０１と移動通信ネットワーク１０３とで使用される音声コーデックは必ず一致するように制御されるため、従来技術とは異なり符号変換は行わないが、前述の符号化データのフレームフォーマット情報に基づき、必要に応じてフレームフォーマット変換処理を行う。
【００４８】
音声コーデック指定通知（ａ２）を受信した移動通信ネットワーク２０１と移動通信ネットワーク１０３は所定のwait時間後に（ステップＳ１１０）、ＭＧＷ２０６を介して、ユーザデータである音声符号化データ（ｇ１）の送受信を開始する（ステップＳ１１１）。
【００４９】
なお、上記の説明では、移動通信ネットワーク２０１はLTEシステム、移動通信ネットワーク１０３は既存自営無線システムとした場合について説明したが、本発明の適用範囲はそれらのシステムに限定されるものではない。
【００５０】
以上説明したように、本発明の実施形態１に係る無線通信システムによれば、相互接続される異種の移動通信ネットワークで使用される音声コーデックを必ず一致させることにより、周波数資源の浪費が発生せず、また、ＭＧＷでは符号変換を行う必要がないため、タンデム接続による音声品質劣下の発生を防止することができる。
【００５１】
なお、上記した実施形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
１０１：移動通信ネットワーク、１０２：コアネットワーク、１０３：移動通信ネットワーク、１０４：移動通信端末、１０５：移動通信端末、１０６：接続要求受信部、１０７：着信通知送信部、１０８：着信通知応答受信部、１０９：音声コーデック指定部、１１０：ＭＧＷ、２０１：移動通信ネットワーク、２０２：コアネットワーク、２０３：移動通信端末、２０４：音声コーデック指定部、２０５：音声コーデック追加部、２０６：ＭＧＷ。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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