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JP5093526B2 - ゲートウェイ装置およびシステム、並びに、通信方法 - Google Patents

ゲートウェイ装置およびシステム、並びに、通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、携帯電話ネットワークにおいて、無線基地局制御装置(RNC:Radio Network Controller)と固定網またはIMS(IP Multimedia Subsystem)コアネットワークとを接続して、音声サービスやTV電話などのマルチメディアサービスを実現するためのゲートウェイ装置に関する。
第3世代のW−CDMA技術を用いる携帯電話端末及び携帯電話ネットワークは、音声電話やTV電話を実現するために、回線交換ネットワーク(Circuit Switched Network)または回線交換のプロトコルを使用する。
一方で、このような回線交換ネットワークでのマルチメディアサービスを、IPネットワーク上のIMSを用いて提供しようとする動きがある。そして、将来的には、IMSコアネットワーク上で、各種サービスが統合される方向に進んでいる。IMSの構成は、例えば、3GPP(3rd Generation Partnership Project)により規定された後述の非特許文献1やTS23.228に記載されている。
3rdGeneration Partnership Project、"3GPP TS 23.002 v7.1.0"、pp.36-38; Figure 6、2006年3月発行、[2007年12月27日検索]、インターネット<http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23002.htm> 3rdGeneration Partnership Project、"3GPP TS 29.163 v8.0.0"、pp.88-89; Figure 32、2007年9月発行、[2007年12月27日検索]、インターネット<http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/29163.htm> 3rdGeneration Partnership Project、"3GPP TS 26.090 v5.0.0"、pp.13-15; Table 1、2002年6月発行、[2007年12月27日検索]、インターネット<http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26090.htm> 3rdGeneration Partnership Project、"3GPP TS 25.415 v7.3.0"、pp.11-13; Figure 3、2006年12月発行、[2007年12月27日検索]、インターネット<http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25415.htm> IETF Audio-Video Transport Working Group、"Request For Comment (RFC) 1889"、pp.37-38; Section 6.6、2006年1月発行、[2007年12月28日検索]、インターネット<ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1889. txt>
回線交換ネットワークでのマルチメディアサービスを、IMSを用いて提供する場合、IMSコアネットワークを回線交換ネットワークに接続する必要がある。この場合、IMS側で用いるフロー制御の通信プロトコルは、回線交換ネットワークでのプロトコルとは異なる。よって、IMSは、回線交換ネットワークからマルメディアサービスのフレーム信号が供給されても、そのフロー制御を適切に行うことができない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回線交換ネットワークからIMSコアネットワークに供給されるフレーム信号のフロー制御を行うゲートウェイ装置を提供することにある。
本発明に係るゲートウェイ装置は、回線交換ネットワークに接続された無線基地局制御装置とIuUP(Iu User Plane)プロトコル準拠のフレーム信号を交信する通信部と、前記通信部により受信したフレーム信号が所定条件を満たすか否かを判別する判別部と、前記フレーム信号が所定条件を満たす場合に該フレーム信号に含まれる情報をIMS(IP Multimedia Subsystem)のフロー制御信号に設定すべき情報へ変換する変換部と、前記変換された情報を含むフロー制御信号を前記IMSにおける通信装置へ送信するフロー制御信号送信部とを備え
前記判別部は、判別対象のフレーム信号がIuUPプロトコルのInitialization要求またはRateControl要求を表す場合に、当該フレーム信号が所定条件を満たすと判別することを特徴とする
本発明に係るシステムは、相互に通信可能に接続されたゲートウェイ装置およびフロー制御装置を備え、
前記ゲートウェイ装置は、回線交換ネットワークに接続された無線基地局制御装置とIuUP(Iu User Plane)プロトコル準拠のフレーム信号を交信する第1の通信部と、前記第1の通信部により受信したフレーム信号が所定条件を満たすか否かを判別する判別部と、前記フレーム信号が所定条件を満たす場合に該フレーム信号に含まれる情報をIMS(IP Multimedia Subsystem)のフロー制御信号に設定すべき情報へ変換する変換部と、前記変換部により変換された情報を前記フロー制御装置へ送信する第2の通信部とを有し、前記フロー制御装置は、前記ゲートウェイ装置から受信した前記情報を含むフロー制御信号を前記IMSにおける通信装置へ送信するフロー制御信号送信部を有し、
前記判別部は、判別対象のフレーム信号がIuUPプロトコルのInitialization要求またはRateControl要求を表す場合に、当該フレーム信号が所定条件を満たすと判別することを特徴とする
本発明に係る通信方法は、回線交換ネットワークに接続された無線基地局制御装置からIuUP(Iu User Plane)プロトコル準拠のフレーム信号を受信し、前記フレーム信号が所定条件を満たすか否かを判別し、前記フレーム信号が所定条件を満たす場合、当該フレーム信号に含まれる情報をIMS(IP Multimedia Subsystem)のフロー制御信号に設定すべき情報へ変換し、前記変換された情報を含むフロー制御信号を前記IMSにおける通信装置へ送信し、
前記判別において、対象のフレーム信号がIuUPプロトコルのInitialization要求またはRateControl要求を表す場合に、当該フレーム信号が所定条件を満たすと判別することを特徴とする
本発明によれば、回線交換ネットワークからIMSへ供給されるフレーム信号に対し、IMSに適したフロー制御を施すことができる。これにより、回線交換ネットワークでのマルチメディアサービスを適切な状態でIMSに提供することが可能となる。
本発明の第1の実施形態におけるシステムの構成図である。 本発明の第1の実施形態におけるゲートウェイ装置のブロック図である。 本発明の第1の実施形態の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態におけるシステムの構成図である。 本発明の第2の実施形態におけるU-Planeゲートウェイ装置およびフロー制御装置のブロック図である。
符号の説明
10,20 システム
100 無線基地局制御装置
101 回線交換ネットワーク
102 IMSコアネットワーク
110 ゲートウェイ装置
120 IMS装置
200 U-Planeゲートウェイ装置
210 フロー制御装置
111,115,202,204 U-Planeデータ通信部
112,201 判別部
113,203 プロトコル変換部
114,211 フロー制御信号送信部
205,212 MEGACO通信部
《第1の実施形態》
図1に、本発明の第1の実施形態のシステム構成を示す。本実施形態のシステム10において、無線基地局制御装置100及びゲートウェイ装置110は、回線交換ネットワーク101を介して接続される。また、IMS装置120は、IP網に形成されたIMSコアネットワーク102を介してゲートウェイ装置110に接続される。
IMS装置120には、例えば、IMS−MGW(IMSメディアゲートウェイ)装置を用いることができる。IMS−MGW装置の構成は、例えば、3GPPによる非特許文献2や、TS23.228あるいはTS29.163などに記載されている。IMSコアネットワーク102の構成は、前述の非特許文献1や、TS23.228などに記載されている。
本実施形態のシステム10は、音声電話サービスのための音声コーデックにAMR(Adaptive Multi-Rate)を用いる。AMRは、3GPPによる非特許文献3やTS26.071などに記載されている。なお、AMR以外にも、AMR-WBやAMR-WB+といった他の音声コーデックを用いることもできる。AMR-WBおよびAMR-WB+は、それぞれ、3GPPのTS26.190及びTS26.290などに記載されている。
ゲートウェイ装置110は、無線基地局制御装置100からのユーザプレーン(User Plane)データとして、回線交換ネットワーク101で用いるプロトコルに準拠したフレーム信号を受信する。このプロトコルとしては、例えば、IuUP(Iu User Plane)プロトコルを用いることができる。IuUPプロトコルは、3GPPによる非特許文献4などに記載されている。
図2に、ゲートウェイ装置110の機能構成を示す。U-Plane(User Plane)データ通信部111は、無線基地局制御装置100(図1)との間で、回線交換ネットワーク101を介してIuUPプロトコルのフレーム信号を交信する。U-Planeデータ通信部115は、IMS装置120(図1)との間で、IMSコアネットワーク102を介してIuUPプロトコルのフレーム信号を交信する。
フロー制御信号送信部114は、無線基地局制御装置100から受信したフレーム信号に対応するフロー制御信号を生成し、それをIMS装置120へ送信する。判別部112は、無線基地局制御装置100から受信したフレーム信号が、予め設定された条件を満たすか否かを判別する。プロトコル変換部113は、受信フレームが所定条件を満たすと判定された場合に、そのフレームに含まれる情報を、フロー制御信号送信部114が生成するフロー制御信号に設定すべき情報へ変換する。
図3に示すフローチャートを参照して、上記構成によるゲートウェイ装置110の動作を説明する。U-Planeデータ通信部111は、無線基地局制御装置100から送信されたIuUPプロトコルのフレーム信号を回線交換ネットワーク101を介して受信する(ステップS1)。
判別部112は、受信フレームに含まれるPDUタイプ情報及びProcedure Indicator情報を抽出する。そして、PDUタイプ情報が「0」,「1」,「14」のうちの「14」であるかどうかを判別し、また、Procedure Indicator情報が「0」であるかどうかを判別する(ステップS2)。
上記判別の結果、PDUタイプが「14」であり、且つ、Procedure Indicator情報が「0」である場合(ステップS3:YES)、プロトコル変換部113は、受信フレームがIuUPプロトコルのInitialization要求であると認識する(ステップS4)。Initialization要求とは、IMSコアネットワーク102から無線基地局制御装置100への信号路に関し、必要な帯域を確保するための手続きである。
受信フレームが上記のInitialization要求である場合、プロトコル変換部113は、そのフレームに含まれる後述の(1)〜(3)の情報のうちの少なくとも1つの情報を用いて、AMR準拠のmode-set情報を作成する(ステップS5)。
(1)無線基地局制御装置100が使用する信号路の各RFCI(Radio Access Bearer (RAB) sub-flow Combination Indicator)におけるRAB sub-flowの個数(N)
(2)1番目のRFCIにおける N個のRAB sub-flowの各々の長さ (Length)
(3)2番目のRFCIにおけるN個のRAB sub-flowの各々の長さ(Length)
上記の情報を用いて作成されるmode-set情報は、フロー制御信号送信部114が生成するフロー制御信号に設定すべき情報であり、相手装置から受信するAMRのビットレートに関する要求を意味する。すなわち、mode-set情報は、IMS装置120から無線基地局制御装置100へのデータ送信に適用すべきAMRビットレートを、そのIMS装置120に指示するための情報である。
ここで、プロトコル変換部113における処理の一例を挙げる。プロトコル変換部113は、次の表1のような、予め設定された変換テーブルに基づきmode-set情報を作成する。
Figure 0005093526
本例では、プロトコル変換部113が、受信フレームから抽出されたRFCI情報、各RFCIに対するRAB sub-flowの個数、及び、各RAB sub-flowの長さを用いて、AMRのmode-set情報を作成することを想定する。RFCI情報とは、各RAB sub-flowのサイズ(Length)の組み合わせを識別するための情報であり、上記の表1における左端列の情報に対応する。
いま、受信フレームのRFCI情報が「9」であり、RAB sub-flow 1, RAB sub-flow 2, RAB sub-flow 3のサイズがそれぞれ「81」,「103」,「60」であるとする。この場合、これらの情報に対応するmode-set情報として、表1の右端列から「7」が得られる。また、例えば、RFCI情報が「0」であり、RAB sub-flow 1, 2, 3のサイズがいずれも「0」である場合は、表1より、mode-set情報として「15」が得られる。プロトコル変換部113は、このようにして得たmode-set情報をフロー制御信号送信部114へ供給する。
フロー制御信号送信部114は、プロトコル変換部113からのmode-set情報を、IMS装置120へ送信すべきフロー制御信号に設定する(ステップS6)。フロー制御信号のプロトコルとしては、例えば、IETF(Internet Engineering Task Force)によるRFC3551で規定されているRTCP(RTP(Real-time Transport Protocol)Control Protocol)を用いることができる。また、非特許文献5に記載のRTCP APPパケットを、フロー制御信号のパケットに適用してもよい。RTCP APPパケットとは、アプリケーションに応じて規定することができるRTCPパケットの一種である。RTPパケットのパケットタイプ(PT)フィールドに「204」を設定することで、そのパケットがRTCP APPパケットであることを定義することができる。
RTCP APPパケットの場合、フロー制御信号送信部114は、そのパケットのデータ格納フィールドに、プロトコル変換部113からのmode-set情報を設定する。RTCP APPパケットは、任意のタイミングに送信可能である。フロー制御信号送信部114は、mode-set情報を設定したRTCP APPパケットを作成すると、それを直ちにIMS装置120へ送出する(ステップS7)。
本実施形態によれば、回線交換ネットワーク101からIMSコアネットワーク102へ供給されるフレーム信号に対し、IMSコアネットワーク102に適したフロー制御を施すことができる。これにより、回線交換ネットワーク101でのマルチメディアサービスを適切な状態でIMSに提供することが可能となる。
なお、本発明の実施は、上記形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で適宜変更が可能である。例えば、音声コーデックとして、前述のAMR以外のものを用いることができる。IMS装置120は、IP網に形成されたIMSコアネットワーク102でなく、IP網自体に接続される装置でもよい。この場合、図1のIMSコアネットワーク102は、固定網のIPネットワークに置き換えられる。
IMS装置120へのフロー制御信号に設定する情報としては、mode-set情報に限らず、例えば、CMR(Codec Mode Request)情報のような他のパラメータであってもよい。この場合、RFC3267あるいはRFC4867準拠のパケットフォーマットを使用し、それにCMR情報を埋め込む。
ゲートウェイ装置110は、IMS装置120からIMSコアネットワーク102を介してU-Planeデータを受信して、それを回線交換ネットワーク101を介して無線基地局制御装置100に出力することができる。
上記実施形態の判別部112は、受信フレームがInitialization要求であるか否かを判別したが、これに限らず、例えば、受信フレームがIuUPプロトコルのRate Control要求かどうかを判別するようにしてもよい。この場合、受信フレームのPDUタイプが「14」であり且つProcedure Indicator情報が「1」を示す場合に、そのフレームがRate Control要求であると判断される。Rate Control要求とは、IMSコアネットワーク102から回線交換ネットワーク101への方向の通信において、AMRビットレートの制御を要求するための手続きである。
本発明は、ゲートウェイ装置110の動作手順(図3)に対応するコンピュータプログラム、あるいは、そのプログラムを記憶した記録媒体として実施することができる。
《第2の実施形態》
図4に、本発明の第2の実施形態のシステム構成を示す。図示のシステム20において、前述の実施形態(図1)と同様な構成要素には、同一の符号が付されている。
本発明の技術分野におけるフロー制御処理およびU-Plane処理は、元来、性質の異なる処理である。そこで、本実施形態において、各処理を別個の装置にて実施するシステム20を提示する。システム20は、前述の実施形態のゲートウェイ装置110の機能が、U-Planeゲートウェイ装置200とフロー制御装置210とに分散された構成をとる。
図5に、U-Planeゲートウェイ装置200およびフロー制御装置210の機能構成を示す。U-Planeゲートウェイ装置200において、判別部201、U-Planeデータ通信部202、プロトコル変換部203、及び、U-Planeデータ通信部204は、図2のゲートウェイ装置110における判別部112、U-Planeデータ通信部111、プロトコル変換部113、及び、U-Planeデータ通信部115と同様な機能を果たすものである。U-Planeデータ通信部202は、本発明に係るシステムにおけるゲートウェイ装置の第1の通信部に対応する。
フロー制御装置210のフロー制御信号送信部211は、ゲートウェイ装置110のフロー制御信号送信部114(図2)と同様な機能である。
システム20において、U-Planeゲートウェイ装置200およびフロー制御装置210は、互いに通信可能に接続される。その接続のためのプロトコルとして、本実施形態では、IETFのRFC3015に規定されているMEGACO(Media Gateway Control)を用いる。MEGACOによる接続のため、図5に示すように、U-Planeゲートウェイ装置200にMEGACO通信部205が設けられ、フロー制御装置210にはMEGACO通信部212が設けられている。MEGACO通信部205は、本発明に係るシステムにおけるゲートウェイ装置の第2の通信部に対応する。
本実施形態の動作は、基本的には、図3に沿って説明した前述の実施形態に準じたものである。すなわち、U-Planeデータ通信部202が回線交換ネットワーク101からIuUPプロトコルのフレームを受信すると、判別部201が、そのフレームのPDUタイプ及びProcedure Indicator情報を確認する。確認の結果、PDUタイプが「14」であり且つProcedure Indicator情報が「0」である場合、プロトコル変換部203が、受信フレームのRFCI情報などを用いて、AMRのmode-set情報を作成する。
MEGACO通信部205は、作成されたmode-set情報を、送出指示情報などと共にMEGACO信号にのせてフロー制御装置210へ供給する。
フロー制御装置210では、MEGACO通信部212がU-Planeゲートウェイ装置200からのmode-set情報を受信すると、フロー制御信号送信部211が、そのmode-set情報を前述のRTCP APPパケットのようなフロー制御信号に設定する。フロー制御信号送信部211は、フロー制御信号をIMSコアネットワーク102へ送出する。
本実施形態によれば、フロー制御の処理とU-Plane処理とを別個の装置で実施することから、それぞれの処理に最適な装置を割り当てることができる。これにより、システムのスケーラビリティ(小容量から大容量までの幅)の確保が容易になる。
なお、本実施形態は、前述の第1の実施形態と同様な変形が可能である。さらには、U-Planeゲートウェイ装置200とフロー制御装置210との接続のためのプロトコルは、フロー制御信号のプロトコルに適応するものであれば、MEGACOに限らず、例えばSIPであってもよい。
本出願は、2008年1月16日に日本出願された特願2008−006889を基礎とする優先権を主張し、その開示の内容を全て本明細書に取り込むものである。

Claims (11)

  1. 回線交換ネットワークに接続された無線基地局制御装置とIuUP(Iu User Plane)プロトコル準拠のフレーム信号を交信する通信部と、
    前記通信部により受信したフレーム信号が所定条件を満たすか否かを判別する判別部と、
    前記フレーム信号が所定条件を満たす場合に該フレーム信号に含まれる情報をIMS(IP Multimedia Subsystem)のフロー制御信号に設定すべき情報へ変換する変換部と、
    前記変換された情報を含むフロー制御信号を前記IMSにおける通信装置へ送信するフロー制御信号送信部とを備え
    前記判別部は、判別対象のフレーム信号がIuUPプロトコルのInitialization要求またはRateControl要求を表す場合に、当該フレーム信号が所定条件を満たすと判別することを特徴とするゲートウェイ装置。
  2. 前記フロー制御信号送信部は、前記フロー制御信号として、RTCP(RTP Control Protocol)準拠の信号を送信することを特徴とする請求項1記載のゲートウェイ装置。
  3. 前記変換部は、前記所定条件を満たすフレーム信号に含まれるRFCI(RAB Sub-Flow Combination Indicator)、RABSub−Flowの個数、および、RAB Sub−Flowの長さのうちの少なくとも1つを用いて、前記フロー制御信号に設定すべき情報としての音声コーデックのビットレートを決定することを特徴とする請求項1又は2に記載のゲートウェイ装置。
  4. 相互に通信可能に接続されたゲートウェイ装置およびフロー制御装置を備え、
    前記ゲートウェイ装置は、回線交換ネットワークに接続された無線基地局制御装置とIuUP(Iu User Plane)プロトコル準拠のフレーム信号を交信する第1の通信部と、前記第1の通信部により受信したフレーム信号が所定条件を満たすか否かを判別する判別部と、前記フレーム信号が所定条件を満たす場合に該フレーム信号に含まれる情報をIMS(IP Multimedia Subsystem)のフロー制御信号に設定すべき情報へ変換する変換部と、前記変換部により変換された情報を前記フロー制御装置へ送信する第2の通信部とを有し、
    前記フロー制御装置は、前記ゲートウェイ装置から受信した前記情報を含むフロー制御信号を前記IMSにおける通信装置へ送信するフロー制御信号送信部を有し、
    前記判別部は、判別対象のフレーム信号がIuUPプロトコルのInitialization要求またはRateControl要求を表す場合に、当該フレーム信号が所定条件を満たすと判別することを特徴とするシステム。
  5. 前記第2の通信部は、前記フロー制御装置へ送信すべき情報をMEGACO(Media Gateway Control)プロトコルに基づき送信することを特徴とする請求項記載のシステム。
  6. 回線交換ネットワークに接続された無線基地局制御装置からIuUP(Iu User Plane)プロトコル準拠のフレーム信号を受信し、
    前記フレーム信号が所定条件を満たすか否かを判別し、
    前記フレーム信号が所定条件を満たす場合、当該フレーム信号に含まれる情報をIMS(IP Multimedia Subsystem)のフロー制御信号に設定すべき情報へ変換し、
    前記変換された情報を含むフロー制御信号を前記IMSにおける通信装置へ送信し、
    前記判別において、対象のフレーム信号がIuUPプロトコルのInitialization要求またはRateControl要求を表す場合に、当該フレーム信号が所定条件を満たすと判別することを特徴とする通信方法。
  7. 前記フロー制御信号として、RTCP(RTP Control Protocol)準拠の信号を送信することを特徴とする請求項記載の通信方法。
  8. 前記変換において、前記所定条件を満たすフレーム信号に含まれるRFCI(RAB Sub-Flow Combination Indicator)、RABSub−Flowの個数、および、RAB Sub−Flowの長さのうちの少なくとも1つを用いて、前記フロー制御信号に設定すべき情報としての音声コーデックのビットレートを決定することを特徴とする請求項6又は7に記載の通信方法。
  9. コンピュータに、
    回線交換ネットワークに接続された無線基地局制御装置からIuUP(Iu User Plane)プロトコル準拠のフレーム信号を受信するステップと、
    前記フレーム信号が所定条件を満たすか否かを判別するステップと、
    前記フレーム信号が所定条件を満たす場合、当該フレーム信号に含まれる情報をIMS(IP Multimedia Subsystem)のフロー制御信号に設定すべき情報へ変換するステップと、
    前記変換された情報を含むフロー制御信号を前記IMSにおける通信装置へ送信するステップとを実行させ
    前記判別において、対象のフレーム信号がIuUPプロトコルのInitialization要求またはRateControl要求を表す場合に、当該フレーム信号が所定条件を満たすと判別することを特徴とするプログラム。
  10. 前記フロー制御信号として、RTCP(RTP Control Protocol)準拠の信号を送信することを特徴とする請求項9記載のプログラム。
  11. 前記変換において、前記所定条件を満たすフレーム信号に含まれるRFCI(RAB Sub-Flow Combination Indicator)、RABSub−Flowの個数、および、RAB Sub−Flowの長さのうちの少なくとも1つを用いて、前記フロー制御信号に設定すべき情報としての音声コーデックのビットレートを決定することを特徴とする請求項9又は10に記載のプログラム。
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