JP2010068233A - 無線通信システム、無線通信方法および無線基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのアクセス方式のうち、一方のアクセス方式で１つのサービスを利用中に、パケット接続だけに対応するアクセス方式にハンドオーバして、利用するサービスを追加することを可能とする。
【解決手段】端末UEに対して、1xRTTアクセス網を通じた音声通話サービスを提供中に（シーケンスｓ１０１）、E-UTRANアクセス網にハンドオーバして（シーケンスｓ１０２〜１１０）、パケット通信サービスを追加して、端末UEに音声通話サービスとパケット通信サービスの両方を提供する（シーケンスｓ１１１〜ｓ１１４）ようにしたものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、音声通話サービスとパケット通信サービスを提供する無線通信システムに関する。

近時、携帯電話システムなどの無線通信システムは、音声通話サービスとパケット通信サービスの両方を提供している。
例えば、非特許文献１では、CDMA2000 1xRTT（以下、1xRTT）方式の移動体通信網とCDMA2000 1x EV-DO（以下、EVDO）方式の移動体通信網を相互接続する方式について記載されている。

この文献におけるシステムは、回線交換による音声・データ接続については、1xRTT方式の移動体通信網のMSC（Mobile Switching Center）が公衆回線通信網（PSTN, ISDN）と接続されている。一方、パケット交換によるサービスについては、EVDO方式の移動体通信網のPDSN（Packete Data Serving Node）がインターネットなどの網外のパケット通信網と接続されている。

そして、回線交換による発信もしくは着信があった場合に、端末は1xRTT方式により基地局（BS）と接続し、回線交換によるサービスを実施する。一方、パケット交換によるサービスの発信もしくは着信があった場合には、端末はEVDO方式によりEVDO基地局と接続し、パケット交換によるサービスを実施する。

また例えば、非特許文献２では、第3.9世代にあたるE-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）を収容するEPC（Evolved Packet Core）ネットワークと1xRTT/EVDO方式の移動体通信網とを相互に接続する方式について記載されている。EPCは、パケット接続のみを有するネットワークである。

非特許文献１および非特許文献２によれば、E-UTRAN(LTE)、1xRTT、EVDO方式を提供する“統合された”移動体通信網において、回線交換によるサービス音声通話は1xRTTを用いて実施する。特に、LTEの初期導入段階では、回線交換におけるネットワーク資産を生かしたいため、なおさら音声通話サービスは1xRTTを用いたい。

しかし、1xRTTの回線交換接続を行っている際に、パケット接続によるサービスを実施する場合には、E-UTRANへの接続かEVDOへの接続を追加する必要がある。このためには、端末は同時に２つの異なるアクセス方式を用いて接続しなければならず、別系統の無線送受信部、信号処理部を備えて、1xRTTと同時に動作させることになる。

このように、２つのアクセス方式で同時に通信させるためには、処理制御部の負荷の増大、処理制御の複雑化、消費電流の増大などの問題が生じ、実現は困難である。また１つの端末が２つのシステムを占有することになり、システム全体で見た場合に、無線リソースの利用効率が悪い。

これに対して、例えば特許文献１では、１つの移動体通信網に第２世代（GSM）と第３世代（UMTS）の２つの方式を備え、既に回線交換により接続が確立している状態においてパケット交換接続が必要になった場合（もしくはその逆の場合）に、端末がパケット交換接続（または回線交換接続）が必要であることを移動体通信網へ伝え、この要求を移動体通信網が判断し、移動体通信網で回線交換とパケット交換の同時接続が可能な方式に接続を受け渡す（ハンドオーバ）を実施し、回線交換とパケット交換の同時接続を可能にするシステムについて記載している。これによれば、無線部を二重の構成とする必要が無く、利用するシステムは、１つだけなので、無線リソースの利用効率もよい。

しかし、特許文献１は、第２世代の基地局で既に回線交換接続を実施している状態において、さらにパケット交換接続を追加する場合に、ハンドオーバ先である第３世代の基地局が回線交換接続とパケット交換接続の両方をサポートしていることを前提としている。したがって、回線交換接続だけを有する1xRTT方式とパケット交換接続だけを有するEVDO方式とで構成されるような移動体通信網の場合には適用できない。これは、1xRTT方式で回線交換接続を実施している状態において、パケット接続を追加する場合、EVDO方式へハンドオーバしたとしても、行き先の方式で回線交換接続にパケット交換接続を追加することはできないからである。

また近時、LTE(Long Term Evolution)方式を採用するシステムの開発が進められているが、LTE方式もEVDO方式と同様にパケット交換接続だけに対応する。このため、特許文献１の技術では、１つのサービスを利用中の第３世代の方式からLTE方式（EVDO方式）にハンドオーバして、サービスを追加することはできない。
3GPP2 A.S0008-C_v1.0 3GPP TS23.402 v8.2.0 特開２００４−２３６３１４公報

従来の無線通信システムでは、２つのアクセス方式のうち、一方のアクセス方式でサービスを利用中に、利用するサービスを追加するために、パケット接続だけに対応するアクセス方式にハンドオーバすることはできないという問題があった。

この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、２つのアクセス方式のうち、一方のアクセス方式で１つのサービスを利用中に、パケット接続だけに対応するアクセス方式にハンドオーバして、利用するサービスを追加することが可能な無線通信システム、無線通信方法および無線基地局装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、無線端末装置と無線通信して、回線交換接続により音声通話サービスを提供する第１の無線通信網と、無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりパケット通信サービスを提供する第２の無線通信網と、無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりVoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスとを選択的に提供する第３の無線通信網と、第１の無線通信網を通じて音声通話サービスの提供を受けている無線端末装置、もしくは第２の無線通信網を通じてパケット通信サービスの提供を受けている無線端末装置を、第３の無線通信網にハンドオーバさせるハンドオーバ制御手段と、このハンドオーバ制御手段によって第３の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、第３の無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスを無線通信装置に提供するサービス制御手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、第１の無線通信網を通じて音声通話サービスの提供を受けている無線端末装置、もしくは第２の無線通信網を通じてパケット通信サービスの提供を受けている無線端末装置を、第３の無線通信網にハンドオーバさせ、この無線端末装置に、第３の無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスを前記無線通信装置に提供するようにしている。

したがって、この発明によれば、２つのアクセス方式のうち、一方のアクセス方式で１つのサービスを利用中に、パケット接続だけに対応するアクセス方式にハンドオーバして、利用するサービスを追加することが可能な無線通信システムを提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明に係わる移動体通信システムの構成を示すものであって、回線交換接続用アクセス方式として1xRTTアクセス網と、パケット交換接続用アクセス方式のEVDOアクセス網とが、3.9世代のアクセス方式であるE-UTRANアクセス方式を収容したEPC（Evolved Packet Core）ネットワーク（E-UTRANアクセス網）に接続されており、両アクセス網が互いに協調して動作できるよう構成されている。

1xRTTアクセス網は、例えば3GPP2 A.S0001-AおよびA.S0008-Cに準拠したアクセス網であって、1xRTT方式で端末UEと通信を実施する基地局1xRTT BS１０１と、1xRTTアクセス網を統括する1xRTT MSC（Mobile Switching Center）１０２と、1xRTT MSC−MME間の相互のメッセージ変換を実施する1xCS IWS１０３とを備え、MSC１０２はPSTN（Public Switched Telephone Network）１０４と称される公衆回線網と接続され、音声通話などの回線交換サービスを提供している。

EVDOアクセス網は、例えば3GPP2 A.S0007-AおよびA.S0008-Cに準拠したアクセス網であって、EVDO方式で端末UEと通信を実施する基地局EVDO AN（Access Node）２０１と、パケット接続制御を行うPCF（Packet Control Function）２０２と、EVDOアクセス網とIP網を接続し、パケットデータの終端装置であるPDSN（Packet Data Serving Node）２０３とを備え、PDSN２０３を介してEVDO方式で接続する端末に対しパケット通信サービスを提供している。

E-UTRANアクセス網は、例えば3GPP TS 23.401 v8.2.0および3GPP TS23.402 v8.2.0に準拠したアクセス網であって、第3.9世代のアクセス方式であるE-UTRAN方式で端末UEと通信を実施する基地局eNodeB３０１（図１では、E-UTRAN３００内に包含）と、EPC（Evolved Packet Core）/ EPS(Evolved Packet System) と呼ばれるコアネットワークとを備える。EPCは、構成要素として、移動管理を統括するMME（Mobility Management Entity）３０２と、サービングネットワークとローミング網とを接続するS-GW（Serving-Gateway）３０３と、網外のパケット通信網と接続するPDN-GW（Packet Data Network-Gateway）３０４と、端末認証、位置管理情報を保有するサーバHSS（Home Subscriber Server）３０５と、課金機能を担当するPCRF（Policy Charging Rule Function）３０６と、認証・許可・課金情報サーバ 3GPP AAA（Authentication, Authorization and Accounting）Server３０７とを備えており、これらの機能は、IMS（IP Multimedia System）等のIP（Internet Protocol）サービスを提供するOperator’s IP Service３０８とPDN-GW３０４を介して接続されている。また、事業者サービスの１つとして、例えば、3GPP TS23.216 v8.0.0に準拠した機能である、アクセス網の切替を行った場合に音声サービスを継続させるVCC AS（Voice Call Continuity Application Server）機能３０９を有している。

なお、図１においては、ある事業者が展開する移動体通信システムを対象に記載している。そのため、この事業者の移動体通信システムが提供するサービスについて、この事業者が提携する他事業者の移動体通信システムで利用できるようにする、いわゆるローミングに係わる構成要素については明記していない。ローミングを考慮した移動体通信システムの場合には構成要素が異なるが、例えば、3GPP TS23.402 v8.2.0に準拠した方法でローミングに必要な構成要素を追加することで実現できる。

本発明に係わる端末UEは、この移動体通信システムがサポートする各アクセス方式で、それぞれ無線による接続を実施することができる。すなわち、図１の場合には、端末UEは、1xRTT方式の無線通信部１０、EVDO方式の無線通信部２０、E-UTRAN方式の無線通信部３０を備えている。なお、端末UEは、1xRTTおよびEVDOでは、それぞれMSやATと一般に呼称されるが、以下の説明では、端末UEに統一して呼称する。

また、本発明に係わるこの移動体通信システムが有する新たな機能として、EPCに接続されている複数のアクセス方式を端末が切り替えてサービスを継続できるようにする移動管理機能や、サービス接続方式を変換するパケット交換接続−回線交換接続変換（Domain Transfer）機能などを有している。

次に、上記構成の無線通信システムの動作について説明する。
まず、図２を参照して、1xRTTアクセス網を通じた回線交換接続により音声通話サービスの提供を受けている端末UEが、E-UTRANアクセス網にハンドオーバ（HO）してパケット通信サービスを追加し、同時に２つのサービスの提供を受ける場合の動作について説明する。

（シーケンスｓ１０１）
端末UEは、無線通信部１０を用いて基地局1xRTT BS１０１と通信し、1xRTTアクセス網を介して、回線交換接続により音声通話を実施している。

（シーケンスｓ１０２）
やがて、端末UEは、音声通話を行いながら、例えばユーザからウェブアクセスやコンテンツダウンロードなどパケット通信の要求が生じたことを検出すると、現在音声通話を行っている1xRTT方式がパケット交換接続をサポートしていないために、パケット通信の要求を受け入れられないと判断し、VoIPによる音声通話とパケット通信が可能なE-UTRANアクセス方式への変更（ハンドオーバ）を決定する。

（シーケンスｓ１０３）
そして、端末UEは、上記決定に基づき、E-UTRANアクセス網へのハンドオーバを開始するべく、既設の回線交換リンクを通じて1xRTT MSC１０２に、E-UTRAN３００へのAttachをリクエストする。このAttachリクエスト（E-UTRAN attach request）のメッセージは、1xRTT網基地局（1xRTT BS１０１）を介して1xRTT MSC１０２に伝達される。これに対して1xRTT MSC１０２は、上記メッセージをA1 signaling Attach requestとして1xCS IWS１０３に伝達する。1xCS IWS１０３は、伝達されたメッセージをトンネリングさせてS102 Direct transfer Attach requestとしてE-UTRAN３００側のMME３０２へ伝える。

（シーケンスｓ１０４）
次に、MME３０２が端末UEを制御するための情報である、UEのコンテキスト（UE context）が存在しない場合、E-UTRAN３００側に、端末UEを認証させるべく、Authentication処理を実施する。すなわち、MME３０２は、HSS３０５にUE context情報を問い合わせるとともに、端末UEにAuthentication処理をリクエストする。そして、端末UEは、Authenticationリクエストに対する応答をMME３０２に対して実施し、相互にAuthenticationに必要なメッセージの授受を行う。

なお、このAuthentication処理リクエストを実施する際には、先のAttachリクエストと同様に、端末UEは既設の回線交換リンクを通じてE-UTRAN３００側とのメッセージ授受を実施する。なお、接続するMME３０２が変更になったような場合には、さらにAuthentication処理に伴い、MME３０２は、HSS３０５に対しMME位置更新（Update Location）処理を実施する。

また、端末UEの加入者識別子IMSI（International Mobile Subscriber Identity）の確認が必要な場合には、上記Authentication処理に先んじて、そのID確認要求（Identity Request）がネットワーク側からMME３０２を介して端末UEへ要求される。端末UEはそのIdentity Requestに対し適切な応答を実施することでIdentity確認が実施される。

（シーケンスｓ１０５）
続いて、MME３０２は、S-GW３０３に対して、EPS基本ベアラ（default bearer）接続要求（Create Default Bearer request）を出す。

（シーケンスｓ１０６）
上記接続要求を受けたS-GW３０３は、PDN-GW３０４に対してベアラの接続要求を出す。またS-GW３０３は、PCRF３０６に対してセッション切替（データパス切替）要求を行うとともに、ハンドオーバ実施によるデータパス切替後のQoS（Quality of Service）や課金情報をPCRF３０６に問い合わせる。PCRF３０６は、データパス切替後のQoSと課金情報をPDN-GＷ３０４に対して応答し、これを受けてたPDN-GW３０４では、QoSと課金情報の更新を実施する。これらの処理によって、ハンドオーバによるセッションの切替が為される。

なお、上記のデータパス切替の処理は、S-GW３０３とPDN-GW３０４間のプロトコルがGTP（GPRS Tunneling Protocol）ベースの場合で説明した。一方で、S-GW３０３とPDN-GW３０４間のプロトコルがPMIP（Proxy Mobile Internet Protocol）ベースの場合、データパス切替の処理は異なるもののデータパス切替に必要な構成は同じであり、S-GW３０３とPDN-GW３０４、PCRF３０６との間で必要な情報のやり取りを実施することでデータパス切替が実現される。

（シーケンスｓ１０７）
セッション切替が終了すると、その旨をS-GW３０３がCreate Default bearer responseを用いてMME３０２に通知する。なお、ここで追加の占有EPSベアラ（Dedicated bearer）が必要と判断した場合には、占有ベアラの設定リクエスト（Create Dedicated bearer request）も合わせてMME３０２に送信し、S-GW３０３は占有ベアラの活性化を実施する。

（シーケンスｓ１０８）
通知を受けたMME３０２は、1xCS IWS１０３および1xRTT MSC１０２を通じて、Attach処理が問題なく実施できたことをS102 Direct transfer Attach acceptとして端末UEに対して返す。なお、シーケンスｓ１０７で、Create Dedicated bearer requestが受けた場合には、ベアラ設定要求（Bearer Setup request）も同時に送る。

（シーケンスｓ１０９）
上記Attach acceptを受けた端末UEは、アタッチ処理完了（E-UTRAN attach complete）を1xRTTアクセス網（1xRTT MSC１０２および1xCS IWS１０３）を介してMME３０２に伝える。なお、シーケンスｓ１０８で、ベアラ設定要求を受けた場合には、端末UEは、ベアラ設定を実施し、ベアラ設定応答（Bearer Setup response）を返す。

（シーケンスｓ１１０）
アタッチ処理完了の通知を受けたMME３０２は、占有ベアラが活性化できたことをS-GW３０３に、Create Dedicated Bearer responseとして通知する。以上のシーケンスｓ１０５〜ｓ１１０により、EPS bearer設定が完了する。なお、ｓ１０６において、S-GW３０３とPDN-GW３０４間のプロトコルがPMIP（Proxy Mobile Internet Protocol）ベースである場合、ｓ１１０は実施されない。

（シーケンスｓ１１１）
一方、シーケンスｓ１０９でアタッチ処理完了メッセージを送出した端末UEは、無線通信部３０を起動して、基地局eNodeB３０１に同期する。

（シーケンスｓ１１２）
そして、端末UEは、基地局eNodeB３０１を通じて、E-UTRAN３００側に対して接続要求（Connection Request）とサービス要求（Service Request）を送出し、この要求を受けたeNodeB３０１はMME３０２に接続されるとともに、MME３０２はS-GW３０３と接続、S-GW３０３はPDN-GW３０４とそれぞれ接続されることにより、端末UEはハンドオーバ後の通信をE-UTRAN３００側で実施する為の通信リンクを確立する。

なお、このサービス要求には、シーケンスｓ１０１より、1xRTTアクセス網を通じて実施していた回線交換接続による音声通話サービスに代わるVoIPによる音声通話サービスと、1xRTTアクセス網では接続することのできないパケット通信サービスの両方を含んでいる。このため、シーケンスｓ１１２によって、端末UEとeNodeB３０１を含むE-UTRAN３００側と、それに接続されたMME３０２、S-GW３０３、PDN-GW３０４との間には、音声通話サービスとパケット通信サービスの両サービスを提供するための通信リンクが確立する。

（シーケンスｓ１１３）
端末UEとeNodeB３０１を含むE-UTRAN３００側と、それに接続されたMME３０２、S-GW３０３、PDN-GW３０４との間に２つのサービスを提供するための通信リンクが確立すると、ハンドオーバ完了をハンドオーバ元の1xRTTアクセス網に通知するべく、MME３０２はハンドオーバ完了メッセージを1xCS IWS１０３を介して、1xRTT MSC１０２に伝える。これを受けて1xRTT MSC１０２は1xRTT BS１０１に対しハンドオーバ完了を伝えるとともに、1xRTT MSC１０２と1xRTT BS１０１と協同してハンドオーバ完了処理（リソース開放）を実施する。

（シーケンスｓ１１４）
そして、E-UTRANアクセス網は、端末UEに対して、音声通話サービスとパケット通信サービスを同時接続により提供する。すなわち、端末UEから送信された音声パケットやデータパケットは、基地局eNodeB３０１およびMME３０２を通じて、PDN-GW３０４よりパケット通信網に送出され、反対に、パケット通信網からPDN-GW３０４に与えられた端末UE宛ての音声パケットやデータパケットは、MME３０２および基地局eNodeB３０１を通じて、端末UEに送信される。

次に、図３を参照して、EVDOアクセス網を通じたパケット交換接続によりパケット通信サービスの提供を受けている端末UEが、E-UTRANアクセス網にハンドオーバして音声通話サービスを追加し、同時に２つのサービスの提供を受ける場合の動作について説明する。

（シーケンスｓ２０１）
端末UEは、無線通信部２０を用いて基地局EVDO AN２０１と通信し、EVDOアクセス網を介して、パケット交換接続によりパケット通話を実施している。

（シーケンスｓ２０２）
やがて、端末UEは、パケット通話を行いながら、例えばユーザから音声通信の要求が生じたことを検出すると、現在パケット通話を行っているEVDO方式が回線交換接続をサポートしていないために、音声通信の要求を受け入れられないと判断し、VoIPによる音声通話とパケット通信が可能なE-UTRANアクセス方式への変更（ハンドオーバ）を決定する。

（シーケンスｓ２０３）
そして、端末UEは、上記決定に基づき、E-UTRANアクセス網へのハンドオーバを開始するべく、既設のパケット交換リンクを通じて、基地局EVDO AN２０１にE-UTRAN３００へのAttachをリクエストする。このAttachリクエスト（E-UTRAN attach request）のメッセージは、基地局EVDO AN２０１をトンネリングして、S101 Direct transfer Attach requestとしてE-UTRAN３００側のMME３０２に伝達される。

（シーケンスｓ２０４）
次に、MME３０２が端末UEを制御するための情報である、UEのコンテキスト（UE context）が存在しない場合、E-UTRAN３００側に、端末UEを認証させるべく、Authentication処理を実施する。すなわち、MME３０２は、HSS３０５にUE context情報を問い合わせるとともに、端末UEにAuthentication処理をリクエストする。そして、端末UEはAuthenticationリクエストに対する応答をMME３０２に対して実施し、相互にAuthenticationに必要なメッセージの授受を行う。

なお、このAuthentication処理リクエストを実施する際には、先のAttachリクエストと同様に、端末UEは既設のパケット交換リンクを通じてE-UTRAN３００側とのメッセージ授受を実施する。なお、接続するMME３０２が変更になったような場合には、さらにAuthentication処理に伴い、MME３０２はHSS３０５に対しMME位置更新（Update Location）処理を実施する。

また、端末UEの加入者識別子IMSI（International Mobile Subscriber Identity）の確認が必要な場合には、上記Authentication処理に先んじて、そのID確認要求（Identity Request）がネットワーク側からMME３０２を介して端末UEへ要求される。端末UEはそのIdentity Requestに対し適切な応答を実施することでIdentity確認が実施される。

（シーケンスｓ２０５）
続いて、MME３０２は、S-GW３０３に対して、EPS基本ベアラ（default bearer）接続要求（Create Default Bearer request）を出す。

（シーケンスｓ２０６）
上記接続要求を受けたS-GW３０３は、PDN-GW３０４に対してベアラの接続要求を出す。またS-GW３０３は、PCRF３０６に対してセッション切替（データパス切替）要求を行うとともに、ハンドオーバ実施によるデータパス切替後のQoS（Quality of Service）や課金情報をPCRF３０６に問い合わせる。PCRF３０６は、データパス切替後のQoSと課金情報をPDN-GW３０４に対して応答し、これを受けたPDN-GW３０４では、QoSと課金情報の更新を実施する。これらの処理によって、ハンドオーバによるセッションの切替が為される。

なお、上記のデータパス切替の処理は、S-GW３０３とPDN-GW３０４間のプロトコルがGTP（GPRS Tunneling Protocol）ベースの場合で説明した。一方で、S-GW３０３とPDN-GW３０４間のプロトコルがPMIP（Proxy Mobile Internet Protocol）ベースの場合、データパス切替の処理は異なるもののデータパス切替に必要な構成は同じであり、S-GW３０３とPDN-GW３０４、PCRF３０６との間で必要な情報のやり取りを実施することでデータパス切替が実現される。

（シーケンスｓ２０７）
セッション切替が終了すると、その旨をS-GW３０３がCreate Default bearer responseを用いてMME３０２に通知する。なお、ここで追加の占有EPSベアラ（Dedicated bearer）が必要と判断した場合には、占有ベアラの設定リクエスト（Create Dedicated bearer request）も合わせてMME３０２に送信し、S-GW３０３は占有ベアラの活性化を実施する。

（シーケンスｓ２０８）
通知を受けたMME３０２は、基地局EVDO AN２０１を通じて、Attach処理が問題なく実施できたことをS101 Direct transfer Attach acceptとして端末UEに対して返す。なお、シーケンスｓ２０７で、Create Dedicated bearer requestが受けた場合には、ベアラ設定要求（Bearer Setup request）も同時に送る。

（シーケンスｓ２０９）
上記Attach acceptを受けた端末UEは、アタッチ処理完了（E-UTRAN attach complete）をEVDOアクセス網のEVDO AN２０１を介してMME３０２に伝える。なお、シーケンスｓ２０８で、ベアラ設定要求を受けた場合には、端末UEは、ベアラ設定を実施し、ベアラ設定応答（Bearer Setup response）を返す。

（シーケンスｓ２１０）
アタッチ処理完了の通知を受けたMME３０２は、占有ベアラが活性化できたことをS-GW３０３に、Create Dedicated Bearer responseとして通知する。以上のシーケンスｓ２０５〜ｓ２１０により、EPS bearer設定が完了する。なお、ｓ２０６において、S-GW３０３とPDN-GW３０４間のプロトコルがPMIP（Proxy Mobile Internet Protocol）ベースである場合、ｓ２１０は実施されない。

（シーケンスｓ２１１）
一方、シーケンスｓ２０９でアタッチ処理完了メッセージを送出した端末UEは、無線通信部３０を起動して、基地局eNodeB３０１に同期する。

（シーケンスｓ２１２）
そして、端末UEは、基地局eNodeB３０１を通じて、E-UTRAN３００側に対して接続要求（Connection Request）とサービス要求（Service Request）を送出し、この要求を受けたeNodeB３０１はMME３０２と接続されるとともに、MME３０２はS-GW３０３と接続。S-GW３０３はPDN-GW３０４とそれぞれ接続されることにより、端末UEはハンドオーバ後の通信をE-UTRAN３００側で実施する為の無線リンクを確立する。E-UTRAN３００。

なお、このサービス要求には、シーケンスｓ２０１より、基地局EVDO AN２０１を通じて実施していたパケット交換接続によるパケット通信サービスに代わるパケットと通信サービスと、VoIPによる音声通話サービスの両方を含んでいる。このため、シーケンスｓ２１２によって、端末UEとeNodeB３０１を含むE-UTRAN３００側と、それに接続されたMME３０２、S-GW３０３、PDN-GW３０４との間には、音声通話サービスとパケット通信サービスの両サービスを提供するための通信リンクが確立する。

（シーケンスｓ２１３）
端末UEとeNodeB３０１を含むE-UTRAN３００側と、それに接続されたMME３０２、S-GW３０３、PDN-GW３０４との間に２つのサービスを提供するための通信リンクが確立すると、ハンドオーバ完了をハンドオーバ元のEVDOアクセス網に通知するべく、MME３０２はハンドオーバ完了メッセージをEVDO AN２０１に伝える。これを受けて、EVDO AN２０１はハンドオーバ完了処理を実施する。そして、EVDO AN２０１はPCF２０２とPDSN２０３と連携してEVDO側のネットワーク側リソースの開放を実施する。

（シーケンスｓ２１４）
そして、E-UTRANアクセス網は、端末UEに対して、音声通話サービスとパケット通信サービスを同時接続により提供する。すなわち、端末UEから送信された音声パケットやデータパケットは、基地局eNodeB３０１およびMME３０２を通じて、PDN-GW３０４よりパケット通信網に送出され、反対に、パケット通信網からPDN-GW３０４に与えられた端末UE宛ての音声パケットやデータパケットは、MME３０２および基地局eNodeB３０１を通じて、端末UEに送信される。

次に、図４を参照して、図２もしくは図３に示した処理によって音声通話サービスとパケット通信サービスが同時に行われている状態から、パケット通信サービスを終了する場合の動作について説明する。

（シーケンスｓ４０１）
図２もしくは図３に示した処理によって、端末UEは、E-UTRAN網を通じて、音声通話サービスとパケット通信サービスが同時に提供されている。

（シーケンスｓ４０２）
やがて、端末UEは、例えばユーザからパケット通信サービスを終了する要求を受け付けると、基地局eNodeB３０１との間で、所定の手順にしたがって、パケット通信サービスで用いていたパケット通信リンクを切断する。この動作にしたがって、eNodeB３０１、MME３０２、S-GW３０３、PDN-GW３０４、PCRF３０６とが連携して、ネットワーク側のベアラリソース切り替えを実施する。すなわち、eNodeB３０１はMME３０２にパケット通信サービス終了を伝達する。

次に、MME３０２はS-GW３０３に対してパケット通信サービスが終了されたためVoIPベアラのみに設定するべく、ベアラの変更要求（Packet service ベアラの開放要求）を行う。S-GW３０３はMME３０２から受けたベアラ変更要求をPDN-GW３０４に伝達し、さらに、PDN-GW３０４はPCRF３０６にPacket serviceベアラ開放に伴うセッション変更を要求する。これらの要求に対し、各ネットワーク要素が応答することにより、パケット通信リンクが切断され、端末UEはE-UTRAN網を通じて、VoIPサービスを継続する。

なお、ここではユーザからの要求を契機とする例を挙げたが、ユーザからの要求以外を契機にして、同様に切断を行ってもよい。またE-UTRANアクセス網から端末UEとの通信リンクを切断してもよい。

（シーケンスｓ４０３）
端末UEとのパケット通信リンクを切断した基地局eNodeB３０１は、継続中の音声通話サービスを、1xRTTアクセス網にハンドオーバすることを決定する。なお、E-UTRANアクセス網にハンドオーバする以前に、1xRTTアクセス網を通じた回線交換接続によって音声通信を行っていた場合に限り、1xRTTアクセス網に再びハンドオーバすることを決定するようにしてもよい。

（シーケンスｓ４０４）
端末UEと、基地局eNodeB３０１をはじめとするE-UTRANアクセス網は、3GPP TS23.216の規定にしたがって、音声通話サービスをE-UTRAN網から1xRTTアクセス網にハンドオーバする。

（シーケンスｓ４０５）
端末UEは、無線通信部１０を用いて基地局1xRTT BS１０１と通信し、1xRTTアクセス網を介して、回線交換接続により音声通話を実施する。
以上により、端末UEは、パケット通信サービスの終了に伴って、E-UTRAN網から1xRTTアクセス網にハンドオーバし、1xRTTアクセス網を通じて音声通話サービスを受ける。

次に、図５を参照して、図２もしくは図３に示した処理によって音声通話サービスとパケット通信サービスが同時に行われている状態から、音声通話サービスを終了する場合の動作について説明する。

（シーケンスｓ５０１）
図２もしくは図３に示した処理によって、端末UEは、E-UTRAN網を通じて、音声通話サービスとパケット通信サービスが同時に提供されている。

（シーケンスｓ５０２）
やがて、端末UEは、例えばユーザから音声通話サービスを終了する要求を受け付けると、基地局eNodeB３０１との間で、所定の手順にしたがって、音声通話サービスで用いていたパケット通信リンク（VoIPリンク）を切断する。この動作にしたがって、eNodeB３０１、MME３０２、S-GW３０３、PDN-GW３０４、PCRF３０６とが連携して、ネットワーク側のベアラリソース切り替えを実施する。すなわち、eNodeB３０１はMME３０２にVoIP終了を伝達する。

次に、MME３０２はS-GW３０３に対してVoIPが終了されたためパケット通信ベアラのみに設定するべく、ベアラの変更要求（VoIPベアラの開放要求）を行う。S-GW３０３はMME３０２から受けたベアラ変更要求をPDN-GW３０４に伝達し、さらに、PDN-GW３０４はPCRF３０６にVoIPベアラ開放に伴うセッション変更を要求する。これらの要求に対し、各ネットワーク要素が応答することにより、VoIPリンクが切断され、端末UEはE-UTRAN網を通じて、パケット通信サービスを継続する。

なお、ここではユーザからの要求を契機とする例を挙げたが、ユーザからの要求以外を契機にして、同様に切断を行ってもよい。またE-UTRANアクセス網から端末UEとの通信リンクを切断してもよい。

（シーケンスｓ５０３）
端末UEとのVoIPリンクを切断した基地局eNodeB３０１は、継続中のパケット通信サービスを、EVDOアクセス網にハンドオーバすることを決定する。なお、E-UTRANアクセス網にハンドオーバする以前に、EVDOアクセス網を通じたパケット交換接続によってパケット通信を行っていた場合に限り、EVDOアクセス網に再びハンドオーバすることを決定するようにしてもよい。

（シーケンスｓ５０４）
端末UEと、基地局eNodeB３０１をはじめとするE-UTRANアクセス網は、3GPP TS34.402の規定にしたがって、パケット通信サービスをE-UTRAN網からEVDOアクセス網にハンドオーバする。

（シーケンスｓ５０５）
端末UEは、無線通信部２０を用いて基地局EVDO AN２０１と通信し、EVDOアクセス網を介して、パケット交換接続によりパケット通信を実施する。
以上により、端末UEは、音声通話サービスの終了に伴って、E-UTRAN網からEVDOアクセス網にハンドオーバし、EVDOアクセス網を通じてパケット通信サービスを受ける。

なお、図４のシーケンスｓ４０３および図５のシーケンスｓ５０３で、ハンドオーバの実施を決定する判断基準は、E-UTRANアクセス網にハンドオーバする前に接続していたアクセス網の種別に基づく判断基準だけでなく、いくつか考えられる。例えば、現在のE-UTRANアクセス網のトラヒック状況で判断することが挙げられる。

この場合、基地局eNodeB３０１がトラヒックの状態を測定し、予め設定した閾値を超えて高負荷となっている場合には、E-UTRANアクセス網から他のアクセス網にハンドオーバすることを決定し、上記閾値以下の場合には、ハンドオーバは行わずに、E-UTRANアクセス網を通じた通信を継続する。

次に、図６を参照して、図２もしくは図３に示した処理によって音声通話サービスとパケット通信サービスが同時に行われている状態において、端末UEの通信環境に応じて、EVDOアクセス網にハンドオーバする場合の動作について説明する。なお、この場合、EVDOアクセス網を通じて、音声通話サービスとパケット通信サービスを同時に行う機能を有するものとして説明する。

（シーケンスｓ６０１）
図２もしくは図３に示した処理によって、端末UEは、E-UTRAN網を通じて、音声通話サービスとパケット通信サービスが同時に提供されている。

（シーケンスｓ６０２）
基地局eNodeB３０１は、２つのサービスが開始された直後や、２つのサービスが開始されてから所定の時間が経過した場合、あるいは端末UEに対する送信電力が予め設定した閾値を超えた場合などに、端末UEに対して、通信環境（通信品質）の測定するように要求することを決定する。

（シーケンスｓ６０３）
基地局eNodeB３０１は、端末UEに対して、通信環境の測定するように要求する。ここで、eNodeB３０１は、端末UEに対して、現在eNodeB３０１を介してE-UTRAN網で実施している、音声通話サービスとパケット通信サービスを同時に行うことが可能なアクセス網（例えば、EVDOアクセス網）のみを測定対象として指示することができる。
（シーケンスｓ６０４）
これに対して、端末UEは、他のアクセス網（例えば、EVDOアクセス網）からのパイロット信号を受信して、他のアクセス網を通じて行える通信の品質を測定する。
（シーケンスｓ６０５）
そして、端末UEは、シーケンスｓ６０４で測定した通信品質を基地局eNodeB３０１に通知する。

（シーケンスｓ６０６）
これに対して、基地局eNodeB３０１は、端末UEから通知された通信品質が、予め設定した閾値を超えているか否かを判定する。この結果、通信品質が予め設定した閾値を超えている場合には、端末UEを他のアクセス網（例えば、EVDOアクセス網）にハンドオーバさせることを決定する。以下の説明では、EVDOアクセス網にハンドオーバさせる場合を例に挙げて説明する。

（シーケンスｓ６０７）
端末UEと、基地局eNodeB３０１をはじめとするE-UTRANアクセス網は、3GPP TS34.402の規定にしたがって、音声通話サービスおよびパケット通信サービスをE-UTRAN網からEVDOアクセス網にハンドオーバする。

（シーケンスｓ６０８）
端末UEは、無線通信部２０を用いて基地局EVDO AN２０１と通信し、EVDOアクセス網を介して、パケット交換接続によりVoIPによる音声通信とパケット通信を実施する。
以上により、端末UEは、通信品質が良好なEVDOアクセス網に、E-UTRAN網からハンドオーバし、EVDOアクセス網を通じて２つの通信サービスが継続される。

なお、図６のシーケンスｓ６０６で、ハンドオーバの実施を決定する判断基準は、通信品質に基づく判断基準だけでなく、いくつか考えられる。例えば、現在のE-UTRANアクセス網のトラヒック状況で判断することが挙げられる。
この場合、基地局eNodeB３０１がトラヒックの状態を測定し、予め設定した閾値を超えて高負荷となっている場合には、E-UTRANアクセス網から他のアクセス網にハンドオーバすることを決定し、上記閾値以下の場合には、ハンドオーバは行わずに、E-UTRANアクセス網を通じた通信を継続する。

以上のように、上記構成の無線通信システムでは、図２または図３で示したように、1xRTTアクセス網を通じた音声通話サービスもしくはEVDOアクセス網を通じたパケット通信サービスのいずれか１つのサービスを提供中に、E-UTRANアクセス網にハンドオーバして、パケット通信サービスもしくは音声通話サービスを追加して提供し、端末UEに音声通話サービスとパケット通信サービスの両方を提供するようにしている。

したがって、上記構成の無線通信システムによれば、２つのアクセス方式のうち、一方のアクセス方式で１つのサービスを利用中に、パケット接続だけに対応するアクセス方式にハンドオーバして、利用するサービスを追加することができる。

また上記構成の無線通信システムでは、図４または図５に示したように、E-UTRANアクセス網を通じて２つのサービスを端末UEに提供している場合に、１つのサービスが終了すると、残る１つのサービスを提供可能なアクセス網にハンドオーバするようにしている。このため、E-UTRAN網への負荷を分散でき、システム全体のスループットを上げることができる。

そして上記構成の無線通信システムでは、図６に示したように、E-UTRANアクセス網を通じて２つのサービスを端末UEに提供している場合に、端末UEにEVDOアクセス網についての通信品質を測定させ、この測定結果に応じてEVDOアクセス網にハンドオーバさせ、音声通話サービスとパケット通信サービスを継続させるようにしている。このため、E-UTRAN網への負荷を分散でき、システム全体のスループットを上げることができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明に係わる無線通信システムの一実施形態の構成を示す図。 図１に示した無線通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図。 図１に示した無線通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図。 図１に示した無線通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図。 図１に示した無線通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図。 図１に示した無線通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図。

符号の説明

UE…端末、１０…無線通信部、２０…無線通信部、３０…無線通信部、１０１…基地局1xRTT BS、１０２…1xRTT MSC、１０３…1xCS IWS、１０４…PSTN、２０１…基地局EVDO AN、２０２…PCF、２０３…PDSN、３００…E-UTRAN、３０１…基地局eNodeB、３０２…MME、３０３…S-GW、３０４…PDN-GW、３０５…HSS、３０６…PCRF、３０７…3GPP AAA Server、３０８… Operator’s IP Service、３０９…VCC AS。

Claims (14)

1. 無線端末装置と無線通信して、回線交換接続により音声通話サービスを提供する第１の無線通信網と、
   前記無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりパケット通信サービスを提供する第２の無線通信網と、
   前記無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりVoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスとを選択的に提供する第３の無線通信網と、
   前記第１の無線通信網を通じて音声通話サービスの提供を受けている無線端末装置、もしくは前記第２の無線通信網を通じてパケット通信サービスの提供を受けている無線端末装置を、前記第３の無線通信網にハンドオーバさせるハンドオーバ制御手段と、
   このハンドオーバ制御手段によって前記第３の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記第３の無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスを前記無線通信装置に提供するサービス制御手段とを具備することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第１の無線通信網は、前記無線端末装置との無線通信に、無線アクセス方式としてcdma2000 1x RTT方式を用いることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記第２の無線通信網は、前記無線端末装置との無線通信に、無線アクセス方式としてcdma2000 1x EVDO方式を用いることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記第３の無線通信網は、前記無線端末装置との無線通信に、無線アクセス方式としてE-UTRAN方式を用いることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. さらに、前記第３の無線通信網を通じて音声通話サービスとパケット通信サービスの提供を受けている無線通信装置に対してパケット通信サービスの提供を終了した場合に、この無線通信装置を前記第１の無線通信網にハンドオーバさせる第１ハンドオーバ制御手段と、
   この第１ハンドオーバ制御手段によって前記第１の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記第１の無線通信網を通じて、音声通話サービスを提供する第１サービス制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. 前記第１ハンドオーバ制御手段は、前記第３の無線通信網を通じて音声通話サービスとパケット通信サービスの提供を受けている無線通信装置に対してパケット通信サービスの提供を終了し、かつこの無線通信装置が前記第１の無線通信網から前記第３の無線通信網にハンドオーバしたものである場合に、この無線通信装置を前記第１の無線通信網にハンドオーバさせることを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
7. さらに、前記第３の無線通信網を通じて音声通話サービスとパケット通信サービスの提供を受けている無線通信装置に対して音声通話サービスの提供を終了した場合に、この無線通信装置を前記第２の無線通信網にハンドオーバさせる第２ハンドオーバ制御手段と、
   この第２ハンドオーバ制御手段によって前記第２の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記第２の無線通信網を通じて、パケット通信サービスを提供する第２サービス制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
8. 前記第２ハンドオーバ制御手段は、前記第３の無線通信網を通じて音声通話サービスとパケット通信サービスの提供を受けている無線通信装置に対して音声通話サービスの提供を終了し、かつこの無線通信装置が前記第２の無線通信網から前記第３の無線通信網にハンドオーバしたものである場合に、この無線通信装置を前記第２の無線通信網にハンドオーバさせることを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
9. さらに、前記無線端末装置と前記第２無線通信網との間の通信品質を測定する測定手段と、
   この測定手段が測定した通信品質が予め設定した閾値以上の場合に、前記無線通信装置を前記第２の無線通信網にハンドオーバさせる第３ハンドオーバ制御手段と、
   この第３ハンドオーバ制御手段によって前記第２の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記第２の無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスをに提供する第３サービス制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
10. さらに、前記第３無線通信網のトラヒックを測定する測定手段と、
    この測定手段が測定したトラヒックが予め設定した閾値以上の場合に、前記無線通信装置を前記第２の無線通信網にハンドオーバさせる第４ハンドオーバ制御手段と、
    この第４ハンドオーバ制御手段によって前記第２の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記第２の無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスをに提供する第４サービス制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
11. 無線端末装置と無線通信して、回線交換接続により音声通話サービスを提供する第１の無線通信網と、前記無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりパケット通信サービスを提供する第２の無線通信網と、前記無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりVoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスとを選択的に提供する第３の無線通信網とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記第１の無線通信網を通じて音声通話サービスの提供を受けている無線端末装置、もしくは前記第２の無線通信網を通じてパケット通信サービスの提供を受けている無線端末装置を、前記第３の無線通信網にハンドオーバさせるハンドオーバ制御工程と、
    このハンドオーバ制御工程によって前記第３の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記第３の無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスを前記無線通信装置に提供するサービス制御工程とを具備することを特徴とする無線通信方法。
12. 無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりVoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスとを選択的に提供する無線通信網で用いられる無線基地局装置であって、
    回線交換接続により音声通話サービスを提供する第１の無線通信網を通じて音声通話サービスの提供を受けている無線端末装置、もしくはパケット交換接続によりパケット通信サービスを提供する第２の無線通信網を通じてパケット通信サービスの提供を受けている無線端末装置を、前記無線通信網にハンドオーバさせるハンドオーバ制御手段と、
    このハンドオーバ制御手段によって前記無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスを前記無線通信装置に提供するサービス制御手段とを具備することを特徴とする無線基地局装置。
13. 無線端末装置と無線通信して、回線交換接続により音声通話サービスを提供する第１の無線通信網と、
    前記無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりパケット通信サービスを提供する第２の無線通信網と、
    前記無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりVoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスとを選択的に提供する第３の無線通信網と、
    前記第１の無線通信網を通じて音声通話サービスの提供を受けている無線端末装置から前記第１の無線通信網がE-UTRAN attach requestを受信した場合、もしくは前記第２の無線通信網を通じてパケット通信サービスの提供を受けている無線端末装置から前記第２の無線通信網がE-UTRAN attach requestを受信した場合に、前記第３の無線通信網にハンドオーバさせるハンドオーバ制御手段と、
    このハンドオーバ制御手段によって前記第３の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記第１の無線通信網がE-UTRAN attach acceptを送信し、前記第３の無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスを前記無線通信装置に提供するサービス制御手段とを具備することを特徴とする無線通信システム。
14. 無線端末装置と無線通信して、回線交換接続により音声通話サービスを提供する第１の無線通信網と、
    前記無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりパケット通信サービスを提供する第２の無線通信網と、
    前記無線端末装置と無線通信して、パケット交換接続によりVoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスとを選択的に提供する第３の無線通信網と、
    前記第１の無線通信網を通じて音声通話サービスの提供を受けている無線端末装置、もしくは前記第２の無線通信網を通じてパケット通信サービスの提供を受けている無線端末装置を、前記第３の無線通信網にハンドオーバさせるハンドオーバ制御手段と、
    このハンドオーバ制御手段によって前記第３の無線通信網にハンドオーバした無線端末装置に、前記第３の無線通信網を通じて、VoIPによる音声通話サービスとパケット通信サービスを前記無線通信装置に提供するサービス制御手段とを具備し、
    前記第３の無線通信網は、第１の制御手段と、第２の制御手段とを備え、
    前記第１の制御手段は、前記第１の無線通信網からハンドオーバの要求を受信すると、前記第２の制御手段に、Create Default Bearer requestを送信し、
    前記第２の制御手段は、前記Create Default Bearer requestを受信すると、音声通話用のベアラと、パケット通信用のベアラをそれぞれ設定して、前記第１制御手段にCreate Default Bearer Responseを送信することを特徴とする無線通信システム。

Images