Nova Patents
JP2001517910A

Selectable packet-switched and circuit-switched services in a mobile communications network

Abstract

(57) [Summary] Applications running on mobile stations or external network entities such as Internet service providers can specify the required quality of service on an individual application flow basis. The quality of service requested determines the type of bearer that is best suited to transfer the application flow over the mobile communications network. For example, circuit-switched bearers can be assigned if the request is for a real-time service, and packet-switched bearers can be assigned if the request is for a non-real-time type service. Various other criteria can be adopted. Mobile station and mobile network gateway nodes each include a mapper that maps individual application flows to either a circuit-switched network or a packet-switched network, depending on the quality of service required for the individual application flows. The network layer quality of service parameters for individual application flows are mapped to circuit-switched bearer parameters if the application flow is mapped to a circuit-switched network, and to the circuit-switched bearer parameter if the application flow is mapped to a packet-switched network. Maps to circuit-switched bearer parameters. A gateway node is a single common access for mobile stations to first establish a communication session with an external network entity and then use either a circuit-switched network or a packet-switched network for subsequent communication. Includes a common access server that allows you to carry out the procedure. After the common access procedure is complete, a simplified procedure is used to establish a subsequent application flow between the mobile station and the external network entity without the need to access the external network entity.

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    【特許請求の範囲】 【請求項1】 回線交換(CS)サービスとパケット交換(PS)サービスとを提供する移動体通信ネットワークにおける方法であって、 前記移動局が、アプリケーションと関連づけられた複数のフローが移動局と外部ネットワーク・エンティティとの間で通信される前記移動体通信ネットワークとの通信を確立するステップと、 前記複数のアプリケーションフローのそれぞれについて、前記移動局から前記外部ネットワーク・エンティティに向けて、回線交換ベアラ又はパケット交換ベアラのいずれが確立されるべきかを判断するステップと、 前記判断されたベアラを前記複数のアプリケーションフローのそれぞれに割り当てるステップとを含むことを特徴とする方法。 【請求項2】 前記各アプリケーションフローは対応するサービス品質の要求に関連づけられており、 前記複数のアプリケーションフローのそれぞれについて、対応する要求されたサービス品質に基づいて、回線交換ベアラ又はパケット交換ベアラのいずれが前記アプリケーションフローを運ぶのにより適しているかを判断するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項3】 前記アプリケーションフローについて、前記移動体通信ネットワークにおいて入手可能なリソースを予約して、前記要求されたサービス品質ならびに回線交換ベアラとパケット交換ベアラのうち選択された方をサポートするステップを更に含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。 【請求項4】 回線交換ベアラ又はパケット交換ベアラのいずれを使用してパケットを搬送すべきかを示す標識を、前記アプリケーションフローにおける情報の各パケットに含めるステップと、 各パケットの標識に基づいて、各パケットを搬送するために前記回線交換ベアラと前記パケット交換ベアラのうち一方を選択するステップと更にを含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。 【請求項5】 アプリケーションフローにリソースが予約された場合に、前記標識は前記アプリケーションフローにおける全てのパケットについて同じであることを特徴とする請求項4に記載の方法。 【請求項6】 前記標識は、同じサービス・クラスの全てのパケットがクラス標識によって判断されるタイプのベアラ上で搬送される、複数のサービス・クラスの1つに基づいたクラス標識であることを特徴とする請求項4に記載の方法。 【請求項7】 移動局に提供される回線交換ベアラ・サービスとパケット交換ベアラ・サービスの両方に関する課金情報を記憶する課金記録を確立するステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項8】 前記複数のアプリケーションフローのそれぞれについて、前記アプリケーションフローがリアルタイム・タイプのサービスを要求するか非リアルタイム・タイプのサービスを要求するかを判断するステップと、 前記要求がリアルタイム・タイプのサービスに関するものである場合には回線交換ベアラを割り当て、前記要求が非リアルタイム・タイプのサービスに関するものである場合にはパケット交換ベアラを割り当てるステップとを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項9】 パケット交換ベアラを割り当てて、セッション制御操作情報を含むアプリケーションフローを搬送するステップを更に含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 【請求項10】 リアルタイム・サービスはオーディオサービス及びビデオサービスの一方又は両方を含み、非リアルタイム・サービスはファイル転送アプリケーション、eメール・アプリケーション、ワールド・ワイド・ウェブからの情報検索アプリケーション及びテレメトリ・アプリケーションの1つ又は複数を含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 【請求項11】 前記アプリケーションフローが低遅延又は小ジッタを要求する場合には回線交換ベアラを割り当て、前記アプリケーションフローが高速チャンネル・アクセス又はバースティ・データ転送能力を要求する場合にはパケット交換ベアラを割り当てるステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項12】 前記複数のアプリケーションフローのそれぞれについて、送信される情報量とセットアップ遅延感度を判断するステップと、 大量の情報が送信される場合又は前記アプリケーションフローがセットアップ遅延に対して感度がない場合に、回線交換ベアラを割り当てるステップと、 上記以外の場合に、パケット交換ベアラを割り当てるステップとを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項13】 個々のアプリケーションフローにより要求された複数のサービス品質パラメータを検出するステップと、 異なったレベルの重要度を前記サービス品質パラメータの個別のパラメータに割り当てるステップと、 より高い重要度を有するサービス品質パラメータに優先順位を与えるベアラを判断するステップとを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項14】 前記移動局は1回に1タイプのベアラだけを送信又は受信できるクラスBの移動局であり、 アプリケーションフローについて前記移動局への回線交換ベアラが存在するかどうかを判断するステップと、 もし存在すれば、前記既存の回線交換ベアラ上でパケット交換情報を送信するステップとを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項15】 前記外部ネットワークはインターネットであり、前記外部ネットワーク・エンティティはインターネット・サービス・プロバイダ(ISP)であって、 前記移動局と関連づけられた異なったアプリケーションフローを搬送するために、回線交換ベアラとパケット交換ベアラが個別に割り当てられた前記移動体通信ネットワークにおいて、リンク層のサービスをネットワーク層に提供するステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項16】 前記アプリケーションは、各アプリケーションフローについて回線交換ベアラを選択すべきかパケット交換ベアラを選択すべきかを判断し、前記選択されたベアラを前記IPリンク層サービスに要求することを特徴とする請求項15に記載の方法。 【請求項17】 前記IPリンク層サービスは、前記移動局の、前記ISPとインターフェイスする移動体ネットワーク・ゲートウェイ・ノードで提供されることを特徴とする請求項16に記載の方法。 【請求項18】 前記移動局は、回線交換サービスとパケット交換サービスとの両方についてチャンネルを監視することを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項19】 前記移動局は、1回に前記回線交換サービスと前記パケット交換サービスの一方のみ又は両方で動作することを特徴とする請求項18に記載の方法。 【請求項20】 回線交換移動体ネットワークとパケット交換移動体ネットワークとを含む移動体通信システムにおける方法であって、 前記移動局が、前記移動局と外部ネットワーク・エンティティとの間で、それぞれが対応するサービス品質の要求を有する複数のアプリケーションフローが通信される、前記移動体通信ネットワークでの通信セッションを確立するステップと、 前記個々のアプリケーションフローのそれぞれに対応するサービス品質に応じて、前記アプリケーションフローの個々のフローを前記回線交換ネットワークと前記パケット交換ネットワークの一方にマップするステップとを含むことを特徴とする方法。 【請求項21】 前記マップするステップは、 前記回線交換ネットワークが選択された場合に、回線交換ネットワーク・リンクを前記アプリケーションフローに割り当てるステップと、 前記パケット交換ネットワークが選択された場合に、パケット交換ネットワーク・リンクを前記アプリケーションフローに割り当てるステップとを更に含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。 【請求項22】 前記アプリケーションフローが前記回線交換ネットワークにマップされた場合には、対応する個々のアプリケーションフローについて要求されたサービス品質パラメータを回線交換パラメータにマップし、前記アプリケーションフローが前記パケット交換ネットワークにマップされた場合には、対応する個々のアプリケーションフローについて要求されたサービス品質パラメータをパケット交換パラメータにマップするステップを更に含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。 【請求項23】 前記移動体通信システムはGSMシステムであり、前記回線交換ネットワークはGSM回線交換ネットワークであり、前記パケット交換ネットワークはGSM・GPRSネットワークであることを特徴とする請求項20に記載の方法。 【請求項24】 回線交換移動体ネットワークとパケット交換移動体ネットワークとを含む移動体通信システムにおける方法であって、 移動局が、アプリケーションの複数のフローが前記移動局と外部ネットワーク・エンティティとの間で通信される、前記移動体通信ネットワークとの通信セッションの確立を開始するステップと、 前記回線交換ネットワークと前記パケット交換ネットワークの両方について、前記移動局と前記外部ネットワーク・エンティティとの間で共通アクセス手順を遂行するステップとを含み、 前記共通アクセス手順の後に、前記複数のアプリケーションフローの後続の1つが、前記外部ネットワーク・エンティティを関与させるもう1つのアクセス手順を遂行することなく、前記移動局と前記外部ネットワーク・エンティティとの間に確立されることを特徴とする方法。 【請求項25】 前記共通アクセス手順は、その後、前記移動局が、前記回線交換ネットワークと前記パケット交換ネットワークの両方を通して、前記外部ネットワーク・エンティティとの前記複数のアプリケーションフローのうち後続のフローについて許可される、前記移動局のアイデンティティを前記外部ネットワーク・エンティティと認証する共通認証手順を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。 【請求項26】 前記共通認証手順は、前記移動局のIDとパスワードを確認して、前記移動局が前記外部ネットワーク・エンティティと通信しそのサービスを利用することを許可されているかどうか判断するステップを含むことを含むことを特徴とする請求項25に記載の方法。 【請求項27】 前記後続のアプリケーションフローについて、前記移動体ネットワークにおいて簡略化された認証手順のみが遂行されることを特徴とする請求項25に記載の方法。 【請求項28】 前記共通アクセス手順は、その後、前記移動局は前記回線交換ネットワークと前記パケット交換ネットワークとの両方を通して前記外部ネットワーク・エンティティとの前記複数のアプリケーションフローのうち後続のフローについて、共通ネットワーク・アドレスで環境設定される、前記移動局を前記外部ネットワーク・エンティティと環境設定する共通環境設定手順を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。 【請求項29】 前記共通環境設定手順は、 前記移動局に、前記外部ネットワーク・エンティティによって前記移動局に割り当てられたネットワーク層アドレスを含む、外部ネットワーク・エンティティとの通信に必要なパラメータを提供するステップと、 前記パラメータを前記移動体通信ネットワークに記憶するステップとを含み、 前記セッションの間、前記移動局を関与させる後続のアプリケーション・ストリームについて、前記方法は、前記外部ネットワーク・エンティティを関与させることなく、前記後続のアプリケーション・ストリームを環境設定するために前記記憶されたパラメータを検索するステップを更に含むことを特徴とする請求項28に記載の方法。 【請求項30】 前記移動体通信システムは前記外部ネットワーク・エンティティとインターフェイスするためのゲートウェイ・ノードを含み、 前記方法は、 前記移動局を前記ゲートウェイ・ノードに登録するステップと、 前記移動局が前記移動局と前記外部ネットワーク・エンティティとの間の端末間環境設定を要求するステップとを含み、 前記端末間環境設定の要求は、前記移動ホストと前記ゲートウェイ・ノードとの間にネットワーク層ベアラを確立して、ネットワーク層アドレスが前記移動ホストに割り当てられていなくても前記外部ネットワーク・エンティティと前記移動ホストとの間のデータ・パケットの中継を可能にすることを特徴とする請求項24に記載の方法。 【請求項31】 前記ゲートウェイ・ノードは、クライアントとしての前記移動局にサービスするダイナミック・ホスト・コンフィギュレーション・リレー・エージェントとして機能し、前記移動局と前記外部ネットワーク・エンティティとの間で情報を中継することを特徴とする請求項30に記載の方法。 【請求項32】 移動局識別子に対応するリモート・エージェントIDを前記外部ネットワーク・エンティティに向けられたメッセージに付加するステップを更に含むことを特徴とする請求項31に記載の方法。 【請求項33】 環境設定の間、前記ダイナミック・ホスト・コンフィギュレーション・エージェントは、前記確立されたセッションに関する前記移動局用の独特なネットワーク層アドレスと、前記確立されたセッションの間に作動される全てのアプリケーションフローを捕獲して記憶することを特徴とする請求項32に記載の方法。 【請求項34】 前記ネットワーク層ベアラに対応するデータ通信トンネルを、前記ゲートウェイ・ノードと前記移動局との間に確立するステップと、 移動局の識別子、前記確立されたトンネル及び、前記確立されたセッションに関する前記移動局用の前記ネットワーク層アドレスとの間に前記ゲートウェイ・ノードにおける関係を確立するステップとを更に含むことを特徴とする請求項33に記載の方法。 【請求項35】 回線交換移動体ネットワークとパケット交換移動体ネットワークとを含む移動体通信システムにける方法であって、 前記移動局が、アプリケーションの複数のフローが前記移動局と外部ネットワーク・エンティティとの間で通信される、前記移動体通信ネットワークとの通信セッションの確立を開始するステップと、 前記回線交換ネットワークと前記パケット交換ネットワークの両方について前記移動局の共通認証手順を遂行し、前記移動体通信システムと前記外部ネットワーク・エンティティへのアクセス及びそれらの使用について前記移動局を認証するステップとを含み、 前記共通認証手順の後に、前記外部ネットワーク・エンティティを関与させるもう1つの認証手順を遂行することなく、後続のアプリケーションフローを前記外部ネットワーク・エンティティとの間に確立することを特徴とする方法。 【請求項36】 前記移動体通信システムにおけるノードでの前記共通認証手順から得られる1つ又は複数のパラメータを記憶するステップと、 前記後続のアプリケーションフローについて、前記記憶された1つ又は複数のパラメータを前記後続のアプリケーションフローに関連づけられた認証要求と比較するステップとを更に含み、 前記比較が適合するという結果になった場合に、前記後続のアプリケーションフローは認証されることを特徴とする請求項35に記載の方法。 【請求項37】 回線交換移動体ネットワークとパケット交換移動体ネットワークとを含む移動体通信システムにおける方法であって、 前記移動局が、アプリケーションの複数のフローが前記移動局と外部ネットワーク・エンティティとの間で通信される、前記移動体通信ネットワークとの通信セッションの確立を開始するステップと、 前記回線交換ネットワークと前記パケット交換ネットワークの両方について、前記外部ネットワーク・エンティティとの前記移動局の共通環境設定手順を遂行し、前記外部ネットワーク・エンティティとの通信のために前記移動局を環境設定するステップとを含み、 前記共通環境設定手順の後に、前記外部ネットワーク・エンティティを関与させるもう1つの環境設定手順を遂行することなく、後続のアプリケーションフローを前記外部ネットワーク・エンティティとの間に確立することを特徴とする方法。 【請求項38】 前記移動体通信システムにおけるノードでの前記共通環境設定手順から得られる1つ又は複数のパラメータを記憶するステップと、 前記後続のアプリケーションフローについて、前記記憶された1つ又は複数のパラメータを前記後続のアプリケーションフローに関連づけられた環境設定要求と比較するステップとを更に含み、 前記比較が適合するという結果になった場合に、前記後続のアプリケーションフローは環境設定されることを特徴とする請求項37に記載の方法。 【請求項39】 前記1つ又は複数のパラメータは、前記外部ネットワーク・エンティティからのIPアドレス、ドメイン・ネーム・サーバ識別子、ワールドワイド・ウェブ・サーバ識別子及び会議ゲートキーパを含むことを特徴とする請求項38に記載の方法。 【請求項40】 アプリケーションに関連づけられた複数のフローを備えたアプリケーションを有する移動局と、 前記アプリケーションフローのそれぞれに関連づけられたサービスのタイプに応じて、前記移動局とゲートウェイ・ノードの間で情報を搬送するために、前記複数のアプリケーションフローの1つを回線交換ベアラとパケット交換ベアラの一方にマップするマッパを含み、前記移動局が外部ネットワークにおける・エンティティと通信するのに通るゲートウェイ・ノードとを含むことを特徴とする外部ネットワークに接続された移動体通信システム。 【請求項41】 前記アプリケーションは、前記アプリケーションフローのそれぞれについてネットワーク層レベルでのサービス品質を指定し、 前記マッパは、前記アプリケーションフローに関連づけられたサービス品質に応じて、各アプリケーションフローを前記ベアラの一方にマップすることを特徴とする請求項40に記載の移動体通信システム。 【請求項42】 前記指定されたサービス品質が保証されたサービス品質である場合に、前記マッパは前記関連づけられたアプリケーションフローを前記回線交換ベアラにマップし、前記指定されたサービス品質が最善の努力サービス品質である場合に、前記マッパは前記関連づけられたアプリケーションフローを前記パケット交換ベアラにマップすることを特徴とする請求項41に記載の移動体通信システム。 【請求項43】 前記移動局は、前記アプリケーションフローのそれぞれに関連づけられたサービスのタイプに応じて、前記外部ネットワーク・エンティティから前記移動局への前記アプリケーションフローのそれぞれ1つを、前記回線交換ベアラと前記パケット交換ベアラの一方にマップするマッパを含むことを特徴とする請求項40に記載の移動体通信システム。 【請求項44】 回線交換ベアラに割り当てられた各アプリケーションフローについて、回線交換リンクが前記移動局と直接アクセス・ユニットとの間に確立される直接アクセス・ユニットを含む回線交換ネットワークと、 パケット交換ベアラに割り当てられた各アプリケーションフローについて、パケット交換リンクが前記移動局とサービング・ノードとの間に確立されるサービング・ノードを含むパケット交換ネットワークとを更に含むことを特徴とする請求項40に記載の移動体通信システム。 【請求項45】 回線交換トンネルが前記直接アクセス・ユニットと前記ゲートウェイ・ノードとの間に確立され、パケット交換トンネルが前記サービング・ノードと前記ゲートウェイ・ノードとの間に確立されることを特徴とする請求項44に記載の移動体通信システム。 【請求項46】 前記移動体通信システムはGSMであり、前記直接アクセス・ユニットは移動体交換センターで提供され、前記パケット交換ネットワークはGPRSネットワークであり、前記サービング・ノードはサービングサポートGPRSノード(SSGN)であり、前記ゲートウェイ・ノードはゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)であり、前記回線交換リンクは無線リンク・プロトコル接続であり、前記パケット交換リンクはリンク層接続であり、前記SSGNと前記GGSNとの間のトンネルはGPRSトンネリング・プロトコル(GTP)を採用しており、前記直接アクセス・ユニットと前記GGSNとの間のトンネルは層2トンネリング・プロトコル(L2TP)であることを特徴とする請求項45に記載の移動体通信システム。 【請求項47】 前記移動局は、回線交換サービス・ネットワークとパケット交換サービス・ネットワークとの同時登録をサポートするが、同時の回線交換トラフィックとパケット交換トラフィックはサポートしないクラスBの移動局であり、 回線交換ベアラがアプリケーションフローについて確立された場合に、パケット交換データが前記確立された回線交換ベアラ上で送信されることを特徴とする請求項40に記載の移動体通信システム。 【請求項48】 回線交換ベアラが解除された場合に、パケット交換データがパケット交換ベアラ上を前記クラスBの移動局に送信されることを特徴とする請求項47に記載の移動体通信システム。 【請求項49】 前記ゲートウェイ・ノードは、回線交換ベアラと前記パケット交換ベアラの両方について、前記外部ネットワーク・エンティティと前記移動局との間に通信を確立する共通アクセス・サーバを含むことを特徴とする請求項40に記載の移動体通信システム。 【請求項50】 前記移動局と前記外部ネットワーク・エンティティとの間に最初にセッションを確立するために、前記共通アクセス・サーバは、前記回線交換ネットワークと前記パケット交換ネットワークの両方について、前記移動局と前記外部ネットワーク・エンティティとの間で共通アクセス手順を遂行することを特徴とする請求項49に記載の移動体通信システム。 【請求項51】 前記共通アクセス手順の後に、前記外部ネットワークを関与させるもう1つのアクセス手順を遂行することなく、前記外部ネットワークとの間に後続のアプリケーションフローが確立されることを特徴とする請求項50に記載の移動体通信システム。 【請求項52】 前記共通アクセス・サーバは、前記移動局が、回線交換サービスとパケット交換サービスの両方について、前記外部ネットワークと前記複数のアプリケーションフローのうち後続の1つについて環境設定されるように、前記移動局を前記外部ネットワーク・エンティティと認証する共通認証手順を遂行することを特徴とする請求項49に記載の移動体通信システム。 【請求項53】 前記共通認証手順は、前記移動局のアイデンティティと、前記移動局が前記外部ネットワーク・エンティティと通信することを許可されているかどうかを確認する手順を含むことを特徴とする請求項52に記載の移動体通信システム。 【請求項54】 前記共通アクセス・サーバは、前記移動局と前記外部ネットワーク・エンティティとの間の共通移動認証手順の間に、移動局識別子とパスワードを記憶し、前記共通アクセス・サーバは前記記憶された情報を使ってアプリケーションフローのうち後続の1つを認証することを特徴とする請求項50に記載の移動体通信システム。 【請求項55】 前記共通アクセス・サーバが、後続のアプリケーションフローに関連づけられた前記移動局から受信した移動識別子及びパスワードが前記記憶された情報と適合すると判断した場合に、前記後続のアプリケーションフローは、前記外部ネットワーク・エンティティを関与させることなく許可されることを特徴とする請求項54に記載の移動体通信システム。 【請求項56】 前記共通アクセス手順は、前記移動局が、回線交換サービスとパケット交換サービスの両方について、前記外部ネットワーク・エンティティと後続のアプリケーションフローについて環境設定されるように、前記移動局を前記外部ネットワーク・エンティティと環境設定する共通環境設定手順を含むことを特徴とする請求項50に記載の移動体通信システム。 【請求項57】 前記共通環境設定手順において、前記共通アクセス・サーバは、前記移動局に、ネットワーク層アドレスを含む前記外部ネットワーク・エンティティと通信するのに必要な1つ又は複数のパラメータを提供し、前記1つ又は複数のパラメータを記憶し、前記セッションの間に前記移動局を関与させる後続のアプリケーション・ストリームについて、前記記憶されたパラメータを検索して、前記外部ネットワーク・エンティティを関与させることなく、前記後続のアプリケーションを環境設定することを特徴とする請求項56に記載の移動体通信システム。 【請求項58】 前記共通アクセス・サーバは、前記移動局と前記外部ネットワーク・エンティティとの間のダイナミック・コンフィギュレーション・リレー・エージェントとして機能することを特徴とする請求項57に記載の移動体通信システム。 【請求項59】 外部ネットワーク・エンティティに接続された回線交換ネットワーク及びパケット交換ネットワークを含む移動体通信システムにおいて使用する移動端末であって、 それぞれが対応するサービス品質と関連づけられた複数のアプリケーションフローを備えたアプリケーションと、 前記アプリケーションフローのそれぞれと関連づけられたサービスのタイプに応じて、回線交換ベアラとパケット交換ベアラの一方に前記アプリケーションフローの1つをマップするマッパとを含むことを特徴とする移動端末。 【請求項60】 前記アプリケーションは、前記アプリケーションフローのそれぞれに対してネットワーク層レベルでのサービス品質を指定し、 前記マッパは、前記アプリケーションフローに関連づけられたサービスの品質に応じて、前記ベアラの一方に各アプリケーションフローをマップすることを特徴とする請求項59に記載の移動端末。 【請求項61】 前記指定されたサービス品質が保証されたサービス品質である場合に、前記マッパは、前記関連づけられたアプリケーションフローを前記回線交換ベアラにマップし、前記指定されたサービス品質が最善努力のサービス品質である場合に、前記マッパは、前記関連づけられたアプリケーションフローを前記パケット交換ベアラにマップすることを特徴とする請求項60に記載の移動端末。