汎用パケット無線サービスをＧＳＭ上で実施するためのハードウェア構成、サポートノードおよび方法
【課題】汎用パケット無線サービスを、移動体用大域システム通信ネットワーク上で実施するハードウェア構成、汎用パケット無線サービスサポートノードＧＳＮおよび方法を提供すること。
【解決手段】ハードウェア構成は、ＧＰＲＳ機能を実現する複数の電子ボードを備えている。ＣＰＩＣであることが好ましい内部バスが、構成内の通信をもたらし、ＡＴＭバスが、外部回路との通信をもたらしている。ＧＳＮはシングルボードコンピュータおよびラインカードプロセッサを備えており、シングルボードコンピュータが、被サービス中の各コールに必要な汎用パケット無線サービス機能を提供し、ラインカードプロセッサが、被サービス中の各パケットに必要な汎用パケット無線サービス機能を提供している。ＧＳＮは、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮまたはその両方として機能することができる。
【解決手段】ハードウェア構成は、ＧＰＲＳ機能を実現する複数の電子ボードを備えている。ＣＰＩＣであることが好ましい内部バスが、構成内の通信をもたらし、ＡＴＭバスが、外部回路との通信をもたらしている。ＧＳＮはシングルボードコンピュータおよびラインカードプロセッサを備えており、シングルボードコンピュータが、被サービス中の各コールに必要な汎用パケット無線サービス機能を提供し、ラインカードプロセッサが、被サービス中の各パケットに必要な汎用パケット無線サービス機能を提供している。ＧＳＮは、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮまたはその両方として機能することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体用大域システム通信において、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）を実現するためのハードウェア構成、汎用パケット無線サービスサポートノードおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションでは、以下に記述し、および／または、特許請求する本発明の様々な態様に関わる技術の様々な態様を紹介する。ここでの考察は、発明の背景情報の提供に有効であり、本発明の様々な態様についての正確な理解を容易にするものである。したがって、この観点から以下の記述を読むべきであり、従来技術を理解するためのものではないことを理解されたい。
【０００３】
汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）は、移動体用大域システム（ＧＳＭ）通信で既に有効なサービスが拡大している、新しいベアラサービスセットのための欧州電気通信規格協会（ＥＴＳＩ）の新規規格である。ＧＰＲＳは、ＧＳＭ上のユーザ間におけるパケットモードデータの終端間転送に基づいている。ポイントツーポイント型（ＰＴＰ）およびポイントツーマルチポイント型（ＰＴＭ）移動パケットデータサービスを共に提供するために、ＧＰＲＳは、ＧＳＭ上のオーバレイネットワークのみ、パケットモードを必要としている。
【０００４】
ＧＳＭの基盤であるネットワークインフラストラクチャは、回線交換網および音声帯域である。ＧＰＲＳは、パケットモードデータ転送機能をＧＳＭに付加している。ＧＰＲＳのこの付加機能により、パケットモードデータ転送を用いた追加移動サービスの、より広範なレパートリをＧＳＭがサポートすることができる。セルラ技術の今日の利用者が、さらに多くのデータベースサービスへの移動アクセス、例えばインターネットその他の情報サービスへのアクセスを要求していることを考慮すると、このことは極めて重要である。
【０００５】
ＧＰＲＳによって効果的にサポートされているパケットモードデータのトラフィック特性は、断続的、バースト的データ転送から、頻繁な少量データ伝送に及び、大量データ伝送に及ぶこともある。連続する伝送間の間隔が、平均転送遅延時間を大きく超えると、通常、そのデータ伝送はバースト伝送と見なされる。１回当たり数百オクテットの転送が頻繁に繰り返されるサービスが、典型的な少量データサービス、すなわち小規模メッセージサービスである。１時間当たり数トランザクションまでの割合で発生する、数キロバイトのデータからなるトランザクションが、稀に発生する大量データ伝送の一例である。
【０００６】
既に指摘したように、ＧＰＲＳを実現するシステムは、ＰＴＰ型およびＰＴＭ型ベアラサービスをサポートしなければならないが、他のＧＳＭサービスは、ＧＳＭ内で固有に回線交換操作される性質上、必然的にＰＴＰ型である。ＧＰＲＳを実施するには、ＰＴＰ型サービスの範疇におけるコネクションレス型およびコネクション型ネットワークサービスを共にサポートしなければならない。可能なＰＴＰ型サービスには、情報検索、通信サービス、クレジットカードトランザクション、モニタ、インターネットアクセス等が含まれる。
【０００７】
ＰＴＰ型サービスは全て、単一のサービス要求で、１つの発信元から複数の宛先へ情報を送信する機能に基づいている。ＧＰＲＳを実施するには、ＰＴＭ型マルチキャスト、ＰＴＭ型グループコールおよびＩＰ（インターネットプロトコル）マルチキャストの３種類のカテゴリをサポートしなければならない。ＰＴＭ型マルチキャストでは、ユーザすなわち加入者は、特定の地理領域内の何人かの加入者または全ての加入者に、メッセージを送信することができる。グループコール（ＥＴＳＩで定義されている）では、コールグループに結合した特定の受信者を含むことが分かっているセルに対してのみ、メッセージが送信される。ＩＰマルチキャストは標準機構であり、このＩＰマルチキャストによって、特定のグループに属するユーザが、ＧＳＭ内のＩＰプロトコルスーツを介してメッセージを交換することができる。幾つかの可能なＰＴＭ型サービスとして、ニュースあるいは天気予報の配給、電子広告、全車両に結合したディスパッチングサービスを含むことができる。
【０００８】
ＧＰＲＳを実施するには、さらに、パケットモードデータ通信用の標準プロトコルに基づくアプリケーションをサポートしなければならない。これらの標準プロトコルに、周知の、すなわち既存のＩＰおよびＸ．２５ネットワークを有するネットワーク間接続手順を持たせることができる。
【０００９】
ＧＰＲＳの第１の重要な利点は、ＧＰＲＳ内の無線チャンネルが、複数の移動局（ＭＳ）間で共有されることである。第２の利点は、エアインタフェース上の多重化により、バーストトラフィックを効果的にサポートすることができることである。さらに第３の利点は、特に加入者に有利な利点であるが、ＧＰＲＳのユーザは、システムに接続された接続時間ではなく、転送された情報量に対して請求されることである。
【００１０】
ＧＰＲＳによるＧＳＭの強化は、セルラ通信における著しい進歩であるが、従来、ＧＰＲＳの周知の実施態様は存在していない。ＧＰＲＳには、ハードウェアおよびソフトウェアを追加する必要があり、また、既存のＧＳＭネットワークを改修する必要がある。ＧＰＲＳの実施は、有効、頑強、かつ経済的でなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、ＧＳＭ上でＧＰＲＳを実施する、有効、頑強、かつ費用有効性の高いハードウェア構成、汎用パケット無線サービスサポートノードおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的は、本発明による、ＧＳＭでＧＰＲＳを実施するためのハードウェア構成、汎用パケット無線サービスサポートノードおよび方法により実現される。本来の特許請求発明の範囲に相応する、いくつかの態様を以下に説明する。これらの態様は、単に、本発明がとり得るいくつかの形態について、その概要を簡単に示したものに過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。実際に、本発明は、以下で説明されない様々な態様を包含している。以下の説明は本発明の概要を示すためのものであり、以下に示すいずれの態様に対しても、それを本発明の本質と見なしてはならない。本発明については、特許請求の範囲で、別途定義されている。
【００１３】
本発明の一態様によれば、汎用パケット無線サービスを、移動体用大域システム通信ネットワーク上で実施するためのハードウェア構成が提供される。該ハードウェア構成は、汎用パケット無線サービス機能を実現するための複数の電子ボードを備えている。電子ボードは、内部バスを介して相互通信し、外部バスを介して、他の外部回路と通信している。この通信分離が、性能上の利点をもたらしている。外部バスは、音声サービスおよび／またはデータサービスをサポートする、ＡＴＭバスであることが好ましい。
【００１４】
内部バスは、ＰＣＩバス、特にコンパクトＰＣＩバスであることが好ましい。上記複数の電子ボードは、コール制御およびＳＮＭＰ管理を実行するシングルボードコンピュータを、少なくとも１台備えており、さらに、処理カードを少なくとも１チャンネル備えている。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、汎用パケット無線サービスを、移動体用大域システム通信ネットワーク上でサポートするための汎用パケット無線サービスサポートノード（ＧＳＮ）が提供される。ＧＳＮは、被サービス中の各コールに必要な汎用パケット無線サービス機能を実現するためのシングルボードコンピュータ、および、被サービス中の各パケットに必要な汎用パケット無線サービス機能を実現するためのラインカードプロセッサを備えている。ＧＳＮは、ＳＧＳＮ（サービングＧＳＮ）あるいはＧＧＳＮ（ゲートウェイＧＳＮ）、またはその両方として機能する。
【００１６】
ＳＧＳＮとして機能する場合、シングルボードコンピュータは、無線資源管理、認証および移動性管理をサポートすることが好ましい。無線資源管理は、例えば、セル選択管理、コール経路管理およびＵｍインタフェース管理からなることができる。移動性管理は、例えば、通信回線管理および論理リンク確立、維持および解除からなることができる。ラインカードプロセッサは、例えば、暗号化機能、圧縮機能、あるいは、経路指定およびトンネル化機能をサポートすることができる。ＧＧＳＮとして機能する場合、シングルボードコンピュータは、例えば、セッション管理機能をサポートすることが好ましい。ラインカードプロセッサは、例えば、アドレス変換機能、アクセス制御機能、あるいは、経路指定およびトンネル化機能をサポートすることができる。
【００１７】
本発明のさらに他の態様によれば、汎用パケット無線サービスを、移動体用大域システム通信ネットワーク上で実施するための方法が提供される。上記方法は、第１および第２の演算装置を有する汎用パケット無線サービスサポートノードを提供するステップと、上記第１の演算装置からサービスを受けている各コールに必要な汎用パケット無線サービス機能をサポートするステップと、上記第２の演算装置からサービスを受けている各パケットに必要な汎用パケット無線サービス機能をサポートするステップとを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＧＳＭ上でＧＰＲＳを実現するための電気通信システムを示す図である。
【図２】ＧＳＭ上でＧＰＲＳを実現するための、本発明の一態様によるハードウェア構成を示す図である。
【図３】本発明の他の態様による、図２のハードウェア構成で実施することができるＳＧＳＮの機能分割を示す図である。
【図４】本発明の他の態様による、図２のハードウェア構成で実施することができるＧＧＳＮの機能分割を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、ＧＰＲＳを実現するためのシステムであるＧＰＲＳネットワーク１００の概略を示したもので、通信元および通信の宛先が共にＧＳＭ移動局（ＭＳ）１０および２０、あるいは、端末機器（ＴＥ）１０２および１０４である。説明用として、構成要素間の信号インタフェースをダッシュ線で示し、データ伝送および信号インタフェースを一本線で示す。ＴＥ１０４について図に示すように、ＴＥ１０２および１０４は、直接、ＧＰＲＳネットワーク１００にアクセスすることができる。あるいは、ＴＥ１０２との通信用に使用されるパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）１０６など、外部データネットワークを介して、ＧＰＲＳネットワーク１００にアクセスすることができる。ＭＳ１０および２０は、基地局１０８である基地局システム（ＢＳＳ）を介して、無線チャンネル上で、ＧＰＲＳネットワーク１００と通信している。
【００２０】
移動端末（ＭＴ）１１０は、ＴＥ１０４とＢＳＳ１０８を相互接続している。ＭＴ１１０およびＴＥ１０４は、本出願と係わる、欧州電気通信規格協会（ＥＴＳＩ）のＤｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｐｈａｓｅ ２＋）、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）、Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｓｔａｇｅ ２、ＧＳＭ ３．６０ ｖ６．４．０に記載されている、Ｒインタフェースを用いて通信している。サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１１２と、第１および第２のゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１１４、１１６が、パケットトラフィックを処理している。図に示すように、第１のＧＧＳＮ１１４が、公有地移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）１１８と通信しており、第２のＧＧＳＮ１１６は、ＰＤＮ１０６を介して、ＴＥ１０２と通信している。ネットワーク１００はさらに、移動交換局（ＭＳＣ）／ビジタロケーションレジスタ（ＶＬＲ）１２０、および、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）１２２を備えている。短メッセージシステム（ＳＭＳ）／ゲートウェイ移動交換局（ＧＭＳＣ）１２１、および、ＳＭＳ／網間接続ＭＳＣ（ＩＷＭＳＣ）１２３が、短メッセージ−サービスセンタ（ＳＭ−ＳＣ）１２４に接続されている。機器識別レジスタ（ＥＩＲ）１２５が、ＳＧＳＮ１１２に接続されている。図１には、例えば、ＢＳＳ１０８およびＳＧＳＮ１１２間のＧｂインタフェースなど、様々なインタフェース様式が示されている。図１に示すインタフェースは、ＧＳＭ、特に、ＧＳＭ上のＧＰＲＳ用として、ＥＴＳＩ規格に定義されている。
【００２１】
次に、図２を参照すると、本発明の一態様による、ＧＳＮプラットフォーム（ＧＳＮＰ）を実施することができるハードウェア構成２００が示されている。以下でさらに詳細に考察するように、ＧＳＮＰは、ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮの両機能をサポートするプラットフォームである。ＧＳＮＰは、ルーセントテクノロジー社製ＳＰＥＥＤプラットフォーム上で実施することが好ましい。
【００２２】
上記ハードウェア構成２００は、標準ハードウェアインタフェースおよびソフトウェアインタフェースを用いて、オープンアーキテクチャ上に構築された、安価で、広帯域、かつ、システムの拡張が容易なスイッチング製品である。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４または１１６用ハードウェア構成は、規定の基準に必要な機能をサポートすることが可能である限り、同一構成であっても良い。上記ハードウェア構成２００は、広帯域バックプレーン、スイッチラインカード、インテリジェントネットワークインタフェースカード、およびチャンネル処理カードからなることが好ましい。
【００２３】
ハードウェア構成２００は、ＰＣＩバスすなわち内部バス２０２からなり、それぞれシングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）２０４、スカジー（ＳＣＳＩ）カード２０６、イーサネットインタフェースカード２０８、光キャリアレベル３（ＯＣ３）インタフェースカード２１０、第１のＥ１フレームリレー（ＦＲ）インタフェースカード２１２、自動音声認識（ＡＳＲ）カード２１４、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）カード２１６、第２のＥ１ＦＲインタフェースカード２１８、および、参照番号２１９で代表される様々な外部回路を相互接続している。ＰＣＩバス２０２は、２２スロットのコンパクトＰＣＩバスであることが好ましい。上記カード２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、および２１８は、通常、電子カードと呼ばれている。ＡＳＲカード２１４およびＤＳＰカード２１６はチャンネル処理カードであり、音声符号化、エコーキャンセル、またはデュアルトーン多周波数検出／発生を実行している。
【００２４】
ＳＢＣカード２０４は、コール制御を実行してＧＳＮＰの動作を制御し、また、ＳＮＭＰ管理機能を実行する。ＳＢＣカード２０４は、Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ社製ＳＰＡＲＫ（商標）ベースプロセッサ、あるいは、Ｉｎｔｅｌ社製Ｐｅｎｔｉｕｍ（商標）ベースプロセッサなど、市販のプロセッサを有利に使用することができる。ＳＢＣカード２０４は、Ｓｏｌａｒｉｓ ＵＮＩＸ（商標）ベースオペレーティングシステムを実行することが好ましい。
【００２５】
ＰＣＩバス２０２は、３３ＭＨｚで動作する６４ビット長であることが好ましい。ＳＣＳＩアダプタ、ビデオアダプタ、イーサネットネットワークインタフェース制御装置（ＮＩＣ）、ＡＴＭ ＮＩＣ（ＯＣ３インタフェースカード２１０など）、信号方式信号７（ＳＳ７）ＮＩＣ、およびハード駆動装置などを含む、コンパクトＰＣＩシステムには、様々な市販の３Ｕおよび６Ｕ回路パックを利用することができる。ＰＣＩバス２０２は、２ＧｂｐｓのコンパクトＰＣＩバスであることが好ましく、制御およびパケット型データ転送に使用される。外部非同期転送モード（ＡＴＭ）バス２２０は、１．４ギガビット／ｓ（５．６ギガビット／ｓまで拡張可）のハードウェア構成２００内ＡＴＭ通信をもたらし、コネクション型音声およびデータトラフィックに使用される。上記ＡＴＭバス２２０は、１６スロットを有することが好ましい。
【００２６】
ＯＣ３インタフェース２１０は、プラットフォーム２００とインタフェースするインターネットプロトコル（ＩＰ）をもたらしている。ＯＣ３インタフェースカードは、ＰＤＮトラフィックをサポートしている。ＡＳＲボード２１４は、必要に応じて、伝送の暗号化および圧縮をサポートしている。各Ｅ１ ＦＲボード２１２および２１８は、１６個のＥ１リンク、多重同期式通信制御装置、および縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサを備えていることが好ましい。スイッチラインカードは、同期式インタフェース（ＴＩ、Ｅ１、ＤＳ３およびＥ３）および非同期式インタフェース（ＯＣ３）をもたらしている。スイッチラインカードは、トラフィックを処理するために、ライン側トラフィックをＡＴＭバス２２０上に切り替え、ＡＴＭバス２２０上の他の回路パックを中継している。インテリジェントネットワークインタフェースカードは、ＡＴＭネットワークインタフェース（ＯＣ３、ＴＩおよびＥ１）およびフレームリレーネットワークインタフェース（ＴＩおよびＥ１）をもたらすことができる。インテリジェントネットワークインタフェースカードは、セグメンテーションおよびリアッセンブリ（ＳＡＲ）装置、ハイレベルデータリンク制御手順（ＨＤＬＣ）制御装置、および、高水準プロトコルを処理するためのＶｘＷｏｒｋｓのマイクロケメルを実行する共通ＭＩＰＳ Ｒ４７００マイクロプロセッサコアなど、インタフェース固有装置からなっている。ＶｘＷｏｒｋｓは、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州ＡｌａｍｅｄａのＷｉｎｄｅｒ Ｒｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓが販売している、実時間オペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）である。
【００２７】
チャンネル処理カードは、ＤＳＰカード２１６およびＡＳＲカード２１４を含んでおり、ＤＳＰカード２１６は、ＶｘＷｏｒｋｓを実行する共通Ｒ４７００プロセッサコア、および、４０個のＤＳＰカードからなるアレイを含んでいる。上記アレイは、音声符号化用、エコーキャンセル用、およびデュアルトーン多周波数（ＤＴＭＦ）検出／発生用として、４，０００ＭＩＰＳの信号処理能力を有する集合体を実現している。ＤＳＰカード２１６は、ＰＩＣバス２０２およびＡＴＭバス２２０にアクセスしており、スイッチラインカードまたはインテリジェントＮＩＣのいずれか一方からのトラフィックの処理を可能にしている。
【００２８】
次に、ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４、１１６の機能、設計および動作について、ＧＳＮＰ３００と共に、図３および図４に照らして説明する。説明を簡潔かつ容易にするために、ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４、１１６を、ＧＳＮで総称する。本発明による機能構成は、従来のシステムに勝る、著しい性能上の利点を提供する。本発明の一態様によれば、被サービス中の各コール（すなわちコール毎ベースで、したがって必然的に大域となる）に必要なＧＰＲＳ機能は、シングボードコンピュータすなわち一般的に第１の演算装置によって実行され、あるいはサポートされる。反対に、被サービス中の各パケットに必要なＧＰＲＳ機能は、ラインカードプロセッサすなわち一般的に第２の演算装置によって実行され、あるいはサポートされる。以下で、性能計算を通じて示すように、このような機能構成により、必要なハードウェアを安価に押さえつつ、高い性能が実現される。
【００２９】
図３は、本発明の一態様によるＳＧＳＮ１１２の設計例を、機能図で示したものである。ＳＧＳＮ１１２は、ＧｂインタフェースをサポートすることによってＭＳ１０および２０にサービスを提供するノードである。Ｇｂインタフェースは、ＥＴＳＩ ＧＳＭ規格で定義されているように、ＭＳとのインタフェースである。ＧＰＲＳが接続されると、ＳＧＳＮ１１２は、例えば、特定のＭＳ１０または２０の移動性および機密保護に関する情報を含む、移動性マネジメントコンテキストを設定する。
【００３０】
パケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテキストアクチベーションの開始により、ＳＧＳＮ１１２は、ＧＰＲＳ加入者が使用しているＧＧＳＮ１１６に関連して、ＰＬＭＮ１１８内部の経路指定に用いられるＰＤＰコンテキストを設定する。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６の機能を、同一の物理ノード内に結合させることができ、あるいは、個別の物理ノードに常駐させることができる。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６は、ＩＰ経路指定機能を含んでおり、ＩＰルータと相互接続することができる。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６が異なるＰＬＭＮにある場合、ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６は、Ｇｐインタフェースを介して接続される。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４が同一ＰＬＭＮにある場合は、ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６は、Ｇｎインタフェースを介して接続される。Ｇｐインタフェースは、Ｇｎインタフェースに、ＰＬＭＮ間の通信に必要な機密保護機能をプラスした機能をもたらしている。ＳＧＳＮ１１２は、任意選択のＧｓインタフェースを介して、ＭＳＣ／ＶＬＲ１２０に位置情報を送信することができる。Ｇｓインタフェースを用いて、ＭＳＣ／ＶＬＲ１２０からＳＧＳＮ１１２へ、ページング要求を送信することもできる。
【００３１】
ＳＧＳＮ１１２のキーとなる機能には、移動性管理、移動局認証、データ暗号化、データ圧縮、および無線資源管理が含まれている。また、ＳＧＳＮ１１２は、パケット経路指定および転送、アドレス変換、論理リンク管理、パケットセグメンテーション／リアッセンブリ、およびトンネル化を処理しなければならない。ＳＧＳＮ１１２は、Ｅ１（Ｇｂインタフェース）上のフレームリレーを介して、集合体の中でパケットトラフィックとして分かっているパケットを、ＢＳＳ１０８から受信する。受信されたパケットは、ＳＧＳＮ１１２で、圧縮、暗号化、セグメント化等の処理が施された後、パケットトラフィックがＧＧＳＮ１１４に送られ、ＰＤＮ１０６に転送される。
【００３２】
ＧＧＳＮ１１４は、ユーザデータのＩＰアドレッシーに基づいて、ＰＤＮ１０６によってアクセスされる。ユーザデータのＩＰアドレッシーには、ネットワーク１００に接続されているＧＰＲＳユーザのための経路指定情報が含まれている。該経路指定情報を用いて、パケットデータユニット（ＰＤＵ）が、ＭＳ１０接続機構の現在地点にトンネルされる。接続機構のカレントポイントは、例えば、ＳＧＳＮ１１２である。ＧＧＳＮ１１４は、任意選択のＧｃインタフェースを介して、ＨＬＲ１２０から位置情報を要求することができる。
【００３３】
ＧＰＲＳネットワーク１００内で実行しなければならない論理機能には、ネットワークアクセス制御、パケット経路指定および転送、移動性管理、論理リンク管理、および無線資源管理などの機能が含まれており、次に、これらの機能について簡単に説明する。ネットワークアクセス制御機能は、定義済みアクセスプロトコルおよび手順セットを使用することによって、ネットワーク１００のサービスおよび／または設備を利用するために、ユーザをＧＰＲＳネットワーク１００に接続する機能である。ユーザネットワークアクセスは、例えばＭＳ１０などのＧＰＲＳネットワーク１００の移動通信装置、または、例えばＴＥ１０２などの固定通信装置のいずれかから発生する。固定通信装置に対するネットワークインタフェースは、外部データネットワーク、例えばＸ２．５またはＩＰに対する多重アクセスプロトコルをサポートすることができる。
【００３４】
ネットワークアクセス制御のキーとなる機能の幾つかを、以下に説明する。登録機能は、ユーザの移動体識別（ＩＤ）を、ユーザのパケットデータプロトコルおよびＰＬＭＮ内のアドレスに対応付けるための手段である。認証および権限付与機能３０２は、サービス要求者を識別、確認し、特定のネットワークサービスの使用をユーザに許可するために、サービス要求タイプの妥当性を検査する機能である。承認制御機能は、要求されたサービス品質（ＱｏＳ）を提供するために必要なネットワーク資源を計算し、これらの資源利用の可否を決定し、予約する機能である。この承認制御機能は、無線資源管理機能と連携して実行される。
【００３５】
パケット経路指定および転送機能は、規則セットに従って、ＰＬＭＮ１１８内、またはＰＬＭＮ間におけるメッセージ伝送経路を決定し、使用する機能である。パケット経路指定および転送機能のキー機能は、中継機能、経路指定機能３０４、アドレス変換およびマッピング機能、カプセル化機能、トンネル化機能３０６、圧縮機能３０８、および暗号化機能３１０である。中継機能は、ノードに、あるノードから受信したデータを、データ経路内の次のノードに転送させるための手段である。
【００３６】
経路指定機能３０４は、メッセージの行先アドレスを用いて、メッセージを転送すべきＧＧＳＮ、および、そのＧＧＳＮに到達させるために使用する基礎サービスを決定する機能である。経路指定機能３０４は、パケット経路内の次の行先への伝送経路を選択している。
【００３７】
ＧＳＮ間のデータ伝送は、独自の内部経路指定機能、例えばＸ．２５、フレームリレーまたはＡＴＭネットワークなどを備えた外部データネットワークを介して行われる。アドレス変換およびマッピング機能は、あるタイプのあるアドレスを、異なるタイプの他のアドレスに変換する機能である。このアドレス変換機能を使用して、外部ネットワークプロトコルアドレスを内部ネットワークアドレスに変換し、ＰＬＭＮ内およびＰＬＭＮ間におけるパケットの経路指定に使用することができる。
【００３８】
カプセル化機能は、ＰＬＭＮ内およびＰＬＭＮ間におけるパケットの経路を指定するために、アドレスおよび制御情報をデータユニットに追加する機能である。カプセル化解除機能は、パケットからアドレスおよび制御情報を取り除き、元のデータユニットに戻す機能である。トンネル化機能３０６は、カプセル化されたデータを、ＰＬＭＮ内およびＰＬＭＮ間において、カプセル化された地点からカプセル化を解除する地点まで転送する機能である。トンネルとは、双方向二地点間経路のことである。トンネル終端地点のみが識別される。
【００３９】
圧縮機能３０８は、可能な限り小さい標準データユニット（ＳＤＵ）を伝送することにより、無線経路容量の使用を最適化する機能である。暗号化機能３１０は、ユーザデータを暗号化および解読することによって、ユーザデータの機密性および無線チャンネル間の信号の機密性を保持する機能である。
【００４０】
移動性管理機能３１２は、ＰＬＭＮ内のＭＳの現在位置を追跡し続ける機能である。移動性管理機能３１２は、論理リンク管理機能３１４および論理リンク確立／維持／解除（ＬＬＥ／Ｍ／Ｒ）機能３１６を包含することができる。論理リンク管理機能３１４は、無線インタフェースを跨いで、ＭＳとＰＬＭＮ間の通信を維持する機能である。ＬＬＥ／Ｍ／Ｒ機能３１６は、ＭＳがＧＰＲＳに接続された時点で通信を確立し、論理リンクステータスを監視し、リンク状態の変化を管理し、論理リンク接続に関連する資源の割当てを解除する機能である。
【００４１】
無線資源管理機能３１８は、無線通信経路の割当ておよび維持に関連した機能である。ＧＳＭ無線資源は、回路モード（音声およびデータ）サービスおよびＧＰＲＳ間で共有される。無線資源管理機能３１８は、Ｕｍ管理機能３２０、セル選択機能３２２、および経路管理機能３２４を包含することができる。Ｕｍ管理機能３２０は、各セル内で使用される物理チャンネルを管理し、各セル内のＧＰＲＳに割り当てる無線資源の量を決定する機能である。ＧＰＲＳに割り当てられる無線資源の量は、構内ユーザの要求に応じてセル間で変化する。セル選択機能３２２は、ＰＬＭＮとの通信経路を確立するために使用する最適セルを、ＭＳが選択することを可能にする機能である。この選択プロセスでは、近傍セルからの信号品質を測定し、評価する必要があり、また、特定候補セル内の混み具合を検出し、避ける必要がある。経路管理機能３２４は、ＢＳＳとサービングＧＳＮノード間のパケットデータ通信経路を管理する機能である。これらの通信経路の確立および解除は、データトラフィックの量に応じて動的であることもあり、あるいは、各セル内の最大予想負荷に応じて静的であることもある。
【００４２】
本発明によれば、ＧＳＮＰ３００は、標準オペレーティングシステムおよび通信サービスに基づく通常の環境、ハードウェア管理用アプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）の簡潔セット、媒体ストリーム処理、およびＳＮＭＰ管理フレームワークを、アプリケーションに付与している。ＧＳＮＰ３００のソフトウェアは、多種多様なアクセスモードを拡張し、信頼性対コスト比率の幅を拡大する様々な電話技術およびデータアプリケーションをサポートすることができる。例えば、ＧＳＮＰ３００は、様々なソフトウェアの長所を備えている。
【００４３】
ソフトウェアはオペレーティングシステムサービスを提供することができる。ＳＢＣ２０４は、Ｓｏｌａｒｉｓ ＵＮＩＸＳを走らせている。インテリジェントＮＩＣおよびチャンネル処理カードに組み込まれているＭＩＰＳ Ｒ４７００プロセッサは、ＶｘＷｏｒｋｓを走らせている。アプリケーションソフトウェアは、いずれの環境においても実行させることができる。通常、臨界トラフィックの実時間処理には、組込み型プロセッサが使用され、プレーン信号および要素管理の制御には、ＳＢＣ２０４が使用される。
【００４４】
通信サービスアプリケーションは、ＳｏｌａｒｉｓおよびＶｘＷｏｒｋｓの両環境において、様々な通信サービスにアクセスしている。普通のソケットインタフェースを介して、ＴＣＰ／ＩＰネットワーキング、ネイティブＡＴＭおよびフレームリレーネットワーキング、およびバックプレーンＩＰネットワーキングを利用することができる。バックプレーンＩＰネットワーキングは、サブネット上に独自のＩＰアドレスを有するバス上に各カードを有するＩＰサブネットとして、バックプレーンを考慮することを可能にしている。ＳｏｌａｒｉｓまたはＶｘＷｏｒｋｓ内で走行する、ハードウェア管理サービスアプリケーションソフトウェアは、ＧＳＮＰ３００のＡＰＩを介して、資源在庫管理および状態、接続管理および診断などのハードウェア管理サービスにアクセスすることができる。これらと同じサービスが、ＳＮＭＰエージェント３２６、および、該ＳＮＭＰエージェント３２６を介して、外部のネットワーク管理システム（ＮＭＳ）３２８に提供される。
【００４５】
ＧＳＮＰ３００は、多数のミドルウェアオプションにアプリケーションを提供している。例えば、ＳＰＥＥＤアーキテクチャドキュメントに記載されているように、ＴｉｎｋｅｒＴｏｏｌ（商標）ミドルウェアパッケージを実行し、ＵＮＩＸおよびＶｘＷｏｒｋｓタスクを、同一標準の事象駆動ランツーコンプレッションプログラミング環境にもたらすことができる。この環境でのサービスには、応用事象ハンドラのレジスタリング／ディスパッチング、プロセス間／プロセッサ間データグラム通信、有限状態マシンおよび事象ロギングが含まれている。チャンネル処理フレームワークは、ＤＳＰカード２１６に常駐しているアプリケーションプロトコル／媒体処理ソフトウェアに利用することができる。プロトコルストリームフレームワークは、プロトコルストリームの開発および構成用として、柔軟性のあるオブジェクト指向環境を提供している。
【００４６】
ＧＳＮＰ３００は、伝送および信号方式プレーンプロトコルをサポートしている。これを説明するために、基礎となる転送プロトコルは、フレームリレーであると仮定する。高位層プロトコルは、ＩＰおよびＧＴＰ（ＧＰＲＳトンネル化プロトコル）上のＴＣＰ／ＵＤＰである。信号方式プロトコルには、ＳＳ７ベースＭＡＰその他既存のＧＳＭプロトコルが含まれている。ＧＰＲＳプロトコルに関する追加情報については、ＥＴＳＩ規格を参照されたい。本発明の一態様によるＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４または１１６におけるプロトコルについて、幾つかの構成を以下に説明する。
【００４７】
図３は、ＳＧＳＮ１１２について、その機能分割およびＧＳＮＰ３００上でサポートされるプロトコルスタックを示したものである。ＳＧＳＮ１１２は、ダッシュ線３０１で示すように、２つの処理要素に分割されている。その処理要素は、一方がＳＢＣ２０４であり、もう一方は、Ｅ１カード２１２および２１８などのラインカード上に設けることができるラインカードプロセッサ（ＭＩＰＳ Ｒ４７００）、ＤＳＰカード２１６またはＡＳＲカード２１４からなるラインカードプロセッサ回路２０５である。説明用として、Ｅ１カード２１２または２１８は、ＳＮＤＣＰ、ＬＬＣ、ＢＳＳＧＢ、ＧＴＰ等、ＧＰＲＳプロトコルに関連するトラフィックプレーン、および、ＳＳ７プロトコルスタック（ＭＴＰ２、ＭＴＰ３等）の下位層を終了させる働きをするものとする。パケット毎ベースとは対照的に、コール毎ベースに必要な機能、例えば移動性管理機能３１２、無線資源管理機能３１８、ポリシング機能２２７および認証機能３０２などは、ＳＢＣ２０４に割り当てられている。本発明に有利に使用することができるラインカードについては、本出願と係わる、本出願と同時出願の、Ｃｈａｋｒａｂａｒｔｉらによる「Ｌｉｎｅ Ｃａｒｄ ｆｏｒ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ」という名称の同時係属米国特許出願に開示されている。
【００４８】
ＳＧＳＮ１１２を管理し、維持するＳＮＭＰエージェント３２６は、ＳＢＳ２０４上で走行するように割り振られている。外部リンクは、ＳＮＭＰエージェント３２６とＮＭＳ３２８の間に設けられており、測定データの補助的な後処理を実行している。ＳＣＣＰ層およびＴＣＡＰ層など、ＳＳ７プロトコルスタックの上位層３２９は、ＳＢＣ２０４上のＳＳ７サーバに供給されている。ＳＢＣ２０４上の測定機能３３３は、処理中のコールに関連するパラメータを測定している。Ｅ１カード２１４は、レベル１およびレベル２フレーム処理用の専用ハードウェアを有しており、Ｒ４７００プロセッサの補助的なＣＰＵサイクルを、データプロトコル処理用に残している。ＭＴＰ２層およびＥ１層などのＳＳ７プロトコルスタックの下位層３３２は、ラインカードプロセッサ回路２０５上で処理される。
【００４９】
暗号化３１０および圧縮３０８操作はいずれも、高度にコンピュートバウンドであり、Ｒ４７００プロセッサのＣＰＵサイクルを簡単に使い切ってしまう。暗号化操作および圧縮操作は、ラインカードプロセッサ回路２０５で、ＤＳＰボード２１６によって実行されることが好ましく、有利である。ＤＳＰボード２１６は、３０ないし４０のＤＳＰからなり、それぞれ１００ＭＩＰＳで走行し、効果的かつ費用効果の高いトラフィック暗号化および圧縮を実行している。
【００５０】
図４は、ＧＳＮＰ３００に基づくＧＧＳＮ１１４のソフトウェア分割、すなわち機能分割を示したものである。当分野の技術者には分かるように、このソフトウェア分割は、ＧＧＳＮ１１６にも同様に適用することができる。通常、ＳＢＣ２０４に割り当てられている機能は、セッション管理４０２およびＧＧＳＮ管理４０４からなっている。ＧＧＳＮ管理４０４には、通常、ＧＧＳＮ１１４の操作、管理および維持に関連する機能を持たせることができる。アドレス変換４０６、アクセス制御４０８、経路指定４１０、およびトンネル化４１２は、ラインカードＲ４７００プロセッサに割り付けられている。この機能分割は、ダッシュ線４０１で示されている。ＧＧＳＮ１１４でサポートされるプロトコルスタック４１４の構成が示されており、ＧＴＰ４１６、ＴＣＰ／ＵＤＰ４１８、ＩＰ４２０、およびＥ１４２４が含まれている。データトラフィックは、ＳＧＳＮ１１２からＧＧＳＮ１１４に入力される。ＩＰベースのデータトラフィックは、ＧＧＳＮ１１４からＰＤＮに伝送される。ＧＧＳＮ１１４は、Ｇｎインタフェース（ＳＧＳＮ１１２から）およびＧｉインタフェース（ＰＤＮ１０６へ）を終了させている。
【００５１】
次に、ＧＰＲＳアプリケーションの典型的な性能工学について、ＧＳＮＰ３００に関して考察する。次の２つの性能条件を仮定する。（ａ）ＣＳＩ符号化データレート９．０５Ｋｂｐｓの各ユーザ伝送パケットを用いて１，０００アクティブセッションすなわちユーザをサポートする。（ｂ）各ユーザは、タイムスロットを１つだけ使用している。
【００５２】
以上の仮定の下に、ＧＳＮＰ３００上のＳＧＳＮ１１２のサイジングを完了させることができる。Ｅ１ボード２１２または２１８は、全体で約３２Ｍｂｐｓのデータレート５１２ｘＤＳ０を維持することができる。したがって、それぞれ９．０５Ｋｂｐｓで走行する１，０００人の加入者が、約９Ｍｂｐｓの集合体データを生成することができる。Ｅ１ボードは、全回線率の２８％で走行していることになる。Ｅ１ボード上で１２０ＭＨｚ（１００ＭＩＰＳ）で走行するＲ４７００プロセッサは、各パケット長を５３バイトと仮定すると、毎秒５０，０００ＡＡＬ０パケットを処理することができる。９Ｍｂｐｓのデータトラフィックは、毎秒約２１，０００パケットを生成している。したがって、単一のＥ１ボードをＳＧＳＮとして動作させ、１，０００チャンネルを十分サポートすることができる。この開示により当分野の技術者には、他の変形形態（様々なデータ符号化スキームおよびデータレート）が明白であろう。
【００５３】
本発明の他の態様によれば、ＤＳＰボード２１６を用いてデータを暗号化３１０し、圧縮３０８している。ＤＳＰボード２１６は、それぞれ１００ＭＩＰＳで走行する４０個のＤＳＰを有し、全体で４，０００ＭＩＰＳを実現することが好ましい。暗号化あるいは解読および／または圧縮あるいは圧縮解除を必要とする全てのデータトラフィックは、ＤＳＰボード２１６を経由して経路化されることになる。１つの６４Ｋｂｐｓデータストリームの暗号化に対して、０．５ＭＩＰＳと仮定すると、１，０００人のユーザが、合計５００ＭＩＰＳを必要とすることになるが、ＣＳ１符号化のためのチャンネル当たりのデータレートが僅か９Ｋｂｐｓであるため、本発明における暗号化に必要なＭＩＰＳは、５００ＭＩＰＳより遥かに小さくなる。ビットレベルの圧縮は、ＣＰＵ集約アクティビティであり、現時点の推定では、９ないし１４Ｋｂｐｓデータチャンネルの圧縮に対して、１ないし２ＤＳＰ ＭＩＰＳを必要としている。本発明においては、データレートが９Ｋｂｐｓ近辺であるため、１，０００ないし２，０００ＭＩＰＳで、１，０００チャンネルを圧縮することができる。
【００５４】
ＳＧＳＮと同様にＧＧＳＮの役割を果すこともできる、ＧＧＳＮの機能が設けられたＥ１カードは、図４に示すように分割される。データトラフィックのボリュームが低い場合、Ｅ１カードをＳＧＳＮおよびＧＧＳＮとして動作させることもできる。ＧＰＲＳは、ユーザ当たり最大８つのタイムスロットを、エアインタフェース上で許容している。８つのタイムスロットを有するユーザは、全てのオーバヘッドを含む１４０Ｋｂｐｓ分のデータを生成することができる。ＧＰＳＮ３００は、Ｅ１／Ｔ１ボードを最大１６ボードまで持つことができ、したがって、最大１６ｘ５１２チャンネルを持つことができる。ＧＳＮＰ３００によるサポート可能な合計データ入力レートは、したがって、１６ｘ５１２ｘ６４すなわち５２４Ｍｂｐｓである。１，０００人のユーザをサポートするためには、複数のＥ１／Ｔ１ボードが必要になる。大まかな推定では、本発明によれば、それぞれＧＳＮＰ上で８つのタイムスロットで動作する３，７２４人までのユーザをサポートすることができる。
【００５５】
本発明内で実行することができるキャッシュ可能セッション数の典型的な計算を可能にすることができる。本発明の一実施形態では、各Ｅ１ボードは、主記憶装置、キャッシュサイズ１２８メガバイトのＤＲＡＭ、および３２キロバイトのレベル１キャッシュを有している。この実施形態にはレベル２キャッシュはない。コンテキスト情報は全てラインカードの主記憶装置に記憶されると仮定し、かつ、ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮの両方に対して、アクティブセッション当たり３０６バイトのコンテキスト情報があると仮定すると、メガバイト当たり約３，２００セッションをサポートすることができる。キャッシュなしで実行させることができるセッション数は、約１００である。
【００５６】
コール毎、すなわちセッション毎ベースに必要な全ての大域操作のためには、図３および図４に示す構成に、１つのＳＢＣが必要と思われる。１つのＳＢＣで複数のＳＧＳＮおよびＧＧＳＮをサポートすることができる。
【００５７】
特許請求の範囲に記載した発明の構成要件の後の括弧内の符号は、構成要件と実施例と対応づけて発明を容易に理解させる為のものであり、特許請求の範囲の解釈に用いるべきのものではない。
【符号の説明】
【００５８】
ＡＰＩ アプリケーションプログラムインタフェース
ＡＴＭ 非同期転送モード（asynchronous transfer mode）
ＢＳＳ 基地局システム
ＥＴＳＩ 欧州電気通信規格協会
ＧＧＳＮ ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード
ＧＰＲＳ 汎用パケット無線サービス
ＧＳＭ 移動体用大域システム
ＧＳＮ 汎用パケット無線サービスサポートノード
ＧＳＮＰ ＧＳＮプラットフォーム
ＧＴＰ ＧＰＲＳトンネル化プロトコル
ＨＬＲ ホームロケーションレジスタ
ＩＰ インターネットプロトコル
ＬＬＣ 論理リンク制御（logical link control）
ＭＳ ＧＳＭ移動局
ＰＣＩ Ｐeripheral Ｃomponent Ｉnterconnect
ＰＤＮ パケットデータネットワーク
ＰＬＭＮ 公有地移動ネットワーク
ＰＴＭ ポイントツーマルチポイント型
ＰＴＰ ポイントツーポイント型
ＳＧＳＮ サービングＧＰＲＳサポートノード
ＳＮＭＰ 簡易ネットワーク管理プロトコル（simple network management protocol）
ＴＣＰ 伝送制御プロトコル
ＴＥ 端末機器
ＵＤＰ ユーザデータグラムプロトコル（user datagram protocol）
１０，２０ ＧＳＭ移動局（ＭＳ）
１００ ＧＰＲＳネットワーク
１０２，１０４ 端末機器（ＥＴ）
１０６ パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）
１０８ 基地局システム（ＢＳＳ）
１１０ 移動端末（ＭＴ）
１１２ ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）
１１４，１１６ ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）
１１８ 公有地移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）
１２０ 移動交換局（ＭＳＣ）／ビジタロケーションレジスタ（ＶＬＲ）
１２１ 短メッセージシステム（ＳＭＳ）／ゲートウェイ移動交換局（ＧＭＳＣ）
１２２ ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）
１２３ ＳＭＳ／網間接続ＭＳＣ（ＩＷＭＳＣ）
１２４ 短メッセージ−サービスセンタ（ＳＭ−ＳＣ）
１２５ 機器識別レジスタ（ＥＩＲ）
２００ ＧＳＮＰを実施することができるハードウェア構成
２０２ ＰＩＣバス
２０４ シングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）
２０５ ラインカードプロセッサ回路
２０６ スカジー（ＳＣＳＩ）カード
２０８ イーサネットインタフェースカード
２１０ 光キャリアレベル３（ＯＣ３）インタフェースカード
２１２，２１８ Ｅ１フレームリレー（ＦＲ）インタフェースカード
２１４ 自動音声認識（ＡＳＲ）カード
２１６ ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）カード
２１９ 外部回路
２２０ ＡＴＭバス
２２７ ポリシング機能
３００ ＧＳＮプラットフォーム（ＧＳＮＰ）
３０１ ダッシュ線
３０２ 認証および権限付与機能
３０４ 経路指定機能
３０６ トンネル化機能
３０８ 圧縮機能
３１０ 暗号化機能
３１２ 移動性管理機能
３１４ 論理リンク管理機能
３１６ 論理リンク確立／維持／解除（ＬＬＥ／Ｍ／Ｒ）機能
３１８ 無線資源管理機能
３２０ Ｕｍ管理機能
３２２ セル選択機能
３２４ 経路管理機能
３２６ ＳＮＭＰエージェント
３２８ ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）
３２９ ＳＳ７プロトコルスタックの上位層
２２７ ポリシング機能
３３２ ＳＳ７プロトコルスタックの下位層
３３３ 測定機能
４０２ セッション管理
４０４ ＧＧＳＮ管理
４０６ アドレス変換
４０８ アクセス制御
４１０ 経路指定
４１２ トンネル化
４１４ ＧＧＳＮ１１４でサポートされるプロトコルスタック
４１６ ＧＴＰ
４１８ ＴＣＰ／ＵＤＰ
４２０ ＩＰ
４２４ Ｅ１
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体用大域システム通信において、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）を実現するためのハードウェア構成、汎用パケット無線サービスサポートノードおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションでは、以下に記述し、および／または、特許請求する本発明の様々な態様に関わる技術の様々な態様を紹介する。ここでの考察は、発明の背景情報の提供に有効であり、本発明の様々な態様についての正確な理解を容易にするものである。したがって、この観点から以下の記述を読むべきであり、従来技術を理解するためのものではないことを理解されたい。
【０００３】
汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）は、移動体用大域システム（ＧＳＭ）通信で既に有効なサービスが拡大している、新しいベアラサービスセットのための欧州電気通信規格協会（ＥＴＳＩ）の新規規格である。ＧＰＲＳは、ＧＳＭ上のユーザ間におけるパケットモードデータの終端間転送に基づいている。ポイントツーポイント型（ＰＴＰ）およびポイントツーマルチポイント型（ＰＴＭ）移動パケットデータサービスを共に提供するために、ＧＰＲＳは、ＧＳＭ上のオーバレイネットワークのみ、パケットモードを必要としている。
【０００４】
ＧＳＭの基盤であるネットワークインフラストラクチャは、回線交換網および音声帯域である。ＧＰＲＳは、パケットモードデータ転送機能をＧＳＭに付加している。ＧＰＲＳのこの付加機能により、パケットモードデータ転送を用いた追加移動サービスの、より広範なレパートリをＧＳＭがサポートすることができる。セルラ技術の今日の利用者が、さらに多くのデータベースサービスへの移動アクセス、例えばインターネットその他の情報サービスへのアクセスを要求していることを考慮すると、このことは極めて重要である。
【０００５】
ＧＰＲＳによって効果的にサポートされているパケットモードデータのトラフィック特性は、断続的、バースト的データ転送から、頻繁な少量データ伝送に及び、大量データ伝送に及ぶこともある。連続する伝送間の間隔が、平均転送遅延時間を大きく超えると、通常、そのデータ伝送はバースト伝送と見なされる。１回当たり数百オクテットの転送が頻繁に繰り返されるサービスが、典型的な少量データサービス、すなわち小規模メッセージサービスである。１時間当たり数トランザクションまでの割合で発生する、数キロバイトのデータからなるトランザクションが、稀に発生する大量データ伝送の一例である。
【０００６】
既に指摘したように、ＧＰＲＳを実現するシステムは、ＰＴＰ型およびＰＴＭ型ベアラサービスをサポートしなければならないが、他のＧＳＭサービスは、ＧＳＭ内で固有に回線交換操作される性質上、必然的にＰＴＰ型である。ＧＰＲＳを実施するには、ＰＴＰ型サービスの範疇におけるコネクションレス型およびコネクション型ネットワークサービスを共にサポートしなければならない。可能なＰＴＰ型サービスには、情報検索、通信サービス、クレジットカードトランザクション、モニタ、インターネットアクセス等が含まれる。
【０００７】
ＰＴＰ型サービスは全て、単一のサービス要求で、１つの発信元から複数の宛先へ情報を送信する機能に基づいている。ＧＰＲＳを実施するには、ＰＴＭ型マルチキャスト、ＰＴＭ型グループコールおよびＩＰ（インターネットプロトコル）マルチキャストの３種類のカテゴリをサポートしなければならない。ＰＴＭ型マルチキャストでは、ユーザすなわち加入者は、特定の地理領域内の何人かの加入者または全ての加入者に、メッセージを送信することができる。グループコール（ＥＴＳＩで定義されている）では、コールグループに結合した特定の受信者を含むことが分かっているセルに対してのみ、メッセージが送信される。ＩＰマルチキャストは標準機構であり、このＩＰマルチキャストによって、特定のグループに属するユーザが、ＧＳＭ内のＩＰプロトコルスーツを介してメッセージを交換することができる。幾つかの可能なＰＴＭ型サービスとして、ニュースあるいは天気予報の配給、電子広告、全車両に結合したディスパッチングサービスを含むことができる。
【０００８】
ＧＰＲＳを実施するには、さらに、パケットモードデータ通信用の標準プロトコルに基づくアプリケーションをサポートしなければならない。これらの標準プロトコルに、周知の、すなわち既存のＩＰおよびＸ．２５ネットワークを有するネットワーク間接続手順を持たせることができる。
【０００９】
ＧＰＲＳの第１の重要な利点は、ＧＰＲＳ内の無線チャンネルが、複数の移動局（ＭＳ）間で共有されることである。第２の利点は、エアインタフェース上の多重化により、バーストトラフィックを効果的にサポートすることができることである。さらに第３の利点は、特に加入者に有利な利点であるが、ＧＰＲＳのユーザは、システムに接続された接続時間ではなく、転送された情報量に対して請求されることである。
【００１０】
ＧＰＲＳによるＧＳＭの強化は、セルラ通信における著しい進歩であるが、従来、ＧＰＲＳの周知の実施態様は存在していない。ＧＰＲＳには、ハードウェアおよびソフトウェアを追加する必要があり、また、既存のＧＳＭネットワークを改修する必要がある。ＧＰＲＳの実施は、有効、頑強、かつ経済的でなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、ＧＳＭ上でＧＰＲＳを実施する、有効、頑強、かつ費用有効性の高いハードウェア構成、汎用パケット無線サービスサポートノードおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的は、本発明による、ＧＳＭでＧＰＲＳを実施するためのハードウェア構成、汎用パケット無線サービスサポートノードおよび方法により実現される。本来の特許請求発明の範囲に相応する、いくつかの態様を以下に説明する。これらの態様は、単に、本発明がとり得るいくつかの形態について、その概要を簡単に示したものに過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。実際に、本発明は、以下で説明されない様々な態様を包含している。以下の説明は本発明の概要を示すためのものであり、以下に示すいずれの態様に対しても、それを本発明の本質と見なしてはならない。本発明については、特許請求の範囲で、別途定義されている。
【００１３】
本発明の一態様によれば、汎用パケット無線サービスを、移動体用大域システム通信ネットワーク上で実施するためのハードウェア構成が提供される。該ハードウェア構成は、汎用パケット無線サービス機能を実現するための複数の電子ボードを備えている。電子ボードは、内部バスを介して相互通信し、外部バスを介して、他の外部回路と通信している。この通信分離が、性能上の利点をもたらしている。外部バスは、音声サービスおよび／またはデータサービスをサポートする、ＡＴＭバスであることが好ましい。
【００１４】
内部バスは、ＰＣＩバス、特にコンパクトＰＣＩバスであることが好ましい。上記複数の電子ボードは、コール制御およびＳＮＭＰ管理を実行するシングルボードコンピュータを、少なくとも１台備えており、さらに、処理カードを少なくとも１チャンネル備えている。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、汎用パケット無線サービスを、移動体用大域システム通信ネットワーク上でサポートするための汎用パケット無線サービスサポートノード（ＧＳＮ）が提供される。ＧＳＮは、被サービス中の各コールに必要な汎用パケット無線サービス機能を実現するためのシングルボードコンピュータ、および、被サービス中の各パケットに必要な汎用パケット無線サービス機能を実現するためのラインカードプロセッサを備えている。ＧＳＮは、ＳＧＳＮ（サービングＧＳＮ）あるいはＧＧＳＮ（ゲートウェイＧＳＮ）、またはその両方として機能する。
【００１６】
ＳＧＳＮとして機能する場合、シングルボードコンピュータは、無線資源管理、認証および移動性管理をサポートすることが好ましい。無線資源管理は、例えば、セル選択管理、コール経路管理およびＵｍインタフェース管理からなることができる。移動性管理は、例えば、通信回線管理および論理リンク確立、維持および解除からなることができる。ラインカードプロセッサは、例えば、暗号化機能、圧縮機能、あるいは、経路指定およびトンネル化機能をサポートすることができる。ＧＧＳＮとして機能する場合、シングルボードコンピュータは、例えば、セッション管理機能をサポートすることが好ましい。ラインカードプロセッサは、例えば、アドレス変換機能、アクセス制御機能、あるいは、経路指定およびトンネル化機能をサポートすることができる。
【００１７】
本発明のさらに他の態様によれば、汎用パケット無線サービスを、移動体用大域システム通信ネットワーク上で実施するための方法が提供される。上記方法は、第１および第２の演算装置を有する汎用パケット無線サービスサポートノードを提供するステップと、上記第１の演算装置からサービスを受けている各コールに必要な汎用パケット無線サービス機能をサポートするステップと、上記第２の演算装置からサービスを受けている各パケットに必要な汎用パケット無線サービス機能をサポートするステップとを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＧＳＭ上でＧＰＲＳを実現するための電気通信システムを示す図である。
【図２】ＧＳＭ上でＧＰＲＳを実現するための、本発明の一態様によるハードウェア構成を示す図である。
【図３】本発明の他の態様による、図２のハードウェア構成で実施することができるＳＧＳＮの機能分割を示す図である。
【図４】本発明の他の態様による、図２のハードウェア構成で実施することができるＧＧＳＮの機能分割を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、ＧＰＲＳを実現するためのシステムであるＧＰＲＳネットワーク１００の概略を示したもので、通信元および通信の宛先が共にＧＳＭ移動局（ＭＳ）１０および２０、あるいは、端末機器（ＴＥ）１０２および１０４である。説明用として、構成要素間の信号インタフェースをダッシュ線で示し、データ伝送および信号インタフェースを一本線で示す。ＴＥ１０４について図に示すように、ＴＥ１０２および１０４は、直接、ＧＰＲＳネットワーク１００にアクセスすることができる。あるいは、ＴＥ１０２との通信用に使用されるパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）１０６など、外部データネットワークを介して、ＧＰＲＳネットワーク１００にアクセスすることができる。ＭＳ１０および２０は、基地局１０８である基地局システム（ＢＳＳ）を介して、無線チャンネル上で、ＧＰＲＳネットワーク１００と通信している。
【００２０】
移動端末（ＭＴ）１１０は、ＴＥ１０４とＢＳＳ１０８を相互接続している。ＭＴ１１０およびＴＥ１０４は、本出願と係わる、欧州電気通信規格協会（ＥＴＳＩ）のＤｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｐｈａｓｅ ２＋）、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）、Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｓｔａｇｅ ２、ＧＳＭ ３．６０ ｖ６．４．０に記載されている、Ｒインタフェースを用いて通信している。サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１１２と、第１および第２のゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１１４、１１６が、パケットトラフィックを処理している。図に示すように、第１のＧＧＳＮ１１４が、公有地移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）１１８と通信しており、第２のＧＧＳＮ１１６は、ＰＤＮ１０６を介して、ＴＥ１０２と通信している。ネットワーク１００はさらに、移動交換局（ＭＳＣ）／ビジタロケーションレジスタ（ＶＬＲ）１２０、および、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）１２２を備えている。短メッセージシステム（ＳＭＳ）／ゲートウェイ移動交換局（ＧＭＳＣ）１２１、および、ＳＭＳ／網間接続ＭＳＣ（ＩＷＭＳＣ）１２３が、短メッセージ−サービスセンタ（ＳＭ−ＳＣ）１２４に接続されている。機器識別レジスタ（ＥＩＲ）１２５が、ＳＧＳＮ１１２に接続されている。図１には、例えば、ＢＳＳ１０８およびＳＧＳＮ１１２間のＧｂインタフェースなど、様々なインタフェース様式が示されている。図１に示すインタフェースは、ＧＳＭ、特に、ＧＳＭ上のＧＰＲＳ用として、ＥＴＳＩ規格に定義されている。
【００２１】
次に、図２を参照すると、本発明の一態様による、ＧＳＮプラットフォーム（ＧＳＮＰ）を実施することができるハードウェア構成２００が示されている。以下でさらに詳細に考察するように、ＧＳＮＰは、ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮの両機能をサポートするプラットフォームである。ＧＳＮＰは、ルーセントテクノロジー社製ＳＰＥＥＤプラットフォーム上で実施することが好ましい。
【００２２】
上記ハードウェア構成２００は、標準ハードウェアインタフェースおよびソフトウェアインタフェースを用いて、オープンアーキテクチャ上に構築された、安価で、広帯域、かつ、システムの拡張が容易なスイッチング製品である。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４または１１６用ハードウェア構成は、規定の基準に必要な機能をサポートすることが可能である限り、同一構成であっても良い。上記ハードウェア構成２００は、広帯域バックプレーン、スイッチラインカード、インテリジェントネットワークインタフェースカード、およびチャンネル処理カードからなることが好ましい。
【００２３】
ハードウェア構成２００は、ＰＣＩバスすなわち内部バス２０２からなり、それぞれシングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）２０４、スカジー（ＳＣＳＩ）カード２０６、イーサネットインタフェースカード２０８、光キャリアレベル３（ＯＣ３）インタフェースカード２１０、第１のＥ１フレームリレー（ＦＲ）インタフェースカード２１２、自動音声認識（ＡＳＲ）カード２１４、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）カード２１６、第２のＥ１ＦＲインタフェースカード２１８、および、参照番号２１９で代表される様々な外部回路を相互接続している。ＰＣＩバス２０２は、２２スロットのコンパクトＰＣＩバスであることが好ましい。上記カード２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、および２１８は、通常、電子カードと呼ばれている。ＡＳＲカード２１４およびＤＳＰカード２１６はチャンネル処理カードであり、音声符号化、エコーキャンセル、またはデュアルトーン多周波数検出／発生を実行している。
【００２４】
ＳＢＣカード２０４は、コール制御を実行してＧＳＮＰの動作を制御し、また、ＳＮＭＰ管理機能を実行する。ＳＢＣカード２０４は、Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ社製ＳＰＡＲＫ（商標）ベースプロセッサ、あるいは、Ｉｎｔｅｌ社製Ｐｅｎｔｉｕｍ（商標）ベースプロセッサなど、市販のプロセッサを有利に使用することができる。ＳＢＣカード２０４は、Ｓｏｌａｒｉｓ ＵＮＩＸ（商標）ベースオペレーティングシステムを実行することが好ましい。
【００２５】
ＰＣＩバス２０２は、３３ＭＨｚで動作する６４ビット長であることが好ましい。ＳＣＳＩアダプタ、ビデオアダプタ、イーサネットネットワークインタフェース制御装置（ＮＩＣ）、ＡＴＭ ＮＩＣ（ＯＣ３インタフェースカード２１０など）、信号方式信号７（ＳＳ７）ＮＩＣ、およびハード駆動装置などを含む、コンパクトＰＣＩシステムには、様々な市販の３Ｕおよび６Ｕ回路パックを利用することができる。ＰＣＩバス２０２は、２ＧｂｐｓのコンパクトＰＣＩバスであることが好ましく、制御およびパケット型データ転送に使用される。外部非同期転送モード（ＡＴＭ）バス２２０は、１．４ギガビット／ｓ（５．６ギガビット／ｓまで拡張可）のハードウェア構成２００内ＡＴＭ通信をもたらし、コネクション型音声およびデータトラフィックに使用される。上記ＡＴＭバス２２０は、１６スロットを有することが好ましい。
【００２６】
ＯＣ３インタフェース２１０は、プラットフォーム２００とインタフェースするインターネットプロトコル（ＩＰ）をもたらしている。ＯＣ３インタフェースカードは、ＰＤＮトラフィックをサポートしている。ＡＳＲボード２１４は、必要に応じて、伝送の暗号化および圧縮をサポートしている。各Ｅ１ ＦＲボード２１２および２１８は、１６個のＥ１リンク、多重同期式通信制御装置、および縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサを備えていることが好ましい。スイッチラインカードは、同期式インタフェース（ＴＩ、Ｅ１、ＤＳ３およびＥ３）および非同期式インタフェース（ＯＣ３）をもたらしている。スイッチラインカードは、トラフィックを処理するために、ライン側トラフィックをＡＴＭバス２２０上に切り替え、ＡＴＭバス２２０上の他の回路パックを中継している。インテリジェントネットワークインタフェースカードは、ＡＴＭネットワークインタフェース（ＯＣ３、ＴＩおよびＥ１）およびフレームリレーネットワークインタフェース（ＴＩおよびＥ１）をもたらすことができる。インテリジェントネットワークインタフェースカードは、セグメンテーションおよびリアッセンブリ（ＳＡＲ）装置、ハイレベルデータリンク制御手順（ＨＤＬＣ）制御装置、および、高水準プロトコルを処理するためのＶｘＷｏｒｋｓのマイクロケメルを実行する共通ＭＩＰＳ Ｒ４７００マイクロプロセッサコアなど、インタフェース固有装置からなっている。ＶｘＷｏｒｋｓは、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州ＡｌａｍｅｄａのＷｉｎｄｅｒ Ｒｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓが販売している、実時間オペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）である。
【００２７】
チャンネル処理カードは、ＤＳＰカード２１６およびＡＳＲカード２１４を含んでおり、ＤＳＰカード２１６は、ＶｘＷｏｒｋｓを実行する共通Ｒ４７００プロセッサコア、および、４０個のＤＳＰカードからなるアレイを含んでいる。上記アレイは、音声符号化用、エコーキャンセル用、およびデュアルトーン多周波数（ＤＴＭＦ）検出／発生用として、４，０００ＭＩＰＳの信号処理能力を有する集合体を実現している。ＤＳＰカード２１６は、ＰＩＣバス２０２およびＡＴＭバス２２０にアクセスしており、スイッチラインカードまたはインテリジェントＮＩＣのいずれか一方からのトラフィックの処理を可能にしている。
【００２８】
次に、ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４、１１６の機能、設計および動作について、ＧＳＮＰ３００と共に、図３および図４に照らして説明する。説明を簡潔かつ容易にするために、ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４、１１６を、ＧＳＮで総称する。本発明による機能構成は、従来のシステムに勝る、著しい性能上の利点を提供する。本発明の一態様によれば、被サービス中の各コール（すなわちコール毎ベースで、したがって必然的に大域となる）に必要なＧＰＲＳ機能は、シングボードコンピュータすなわち一般的に第１の演算装置によって実行され、あるいはサポートされる。反対に、被サービス中の各パケットに必要なＧＰＲＳ機能は、ラインカードプロセッサすなわち一般的に第２の演算装置によって実行され、あるいはサポートされる。以下で、性能計算を通じて示すように、このような機能構成により、必要なハードウェアを安価に押さえつつ、高い性能が実現される。
【００２９】
図３は、本発明の一態様によるＳＧＳＮ１１２の設計例を、機能図で示したものである。ＳＧＳＮ１１２は、ＧｂインタフェースをサポートすることによってＭＳ１０および２０にサービスを提供するノードである。Ｇｂインタフェースは、ＥＴＳＩ ＧＳＭ規格で定義されているように、ＭＳとのインタフェースである。ＧＰＲＳが接続されると、ＳＧＳＮ１１２は、例えば、特定のＭＳ１０または２０の移動性および機密保護に関する情報を含む、移動性マネジメントコンテキストを設定する。
【００３０】
パケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテキストアクチベーションの開始により、ＳＧＳＮ１１２は、ＧＰＲＳ加入者が使用しているＧＧＳＮ１１６に関連して、ＰＬＭＮ１１８内部の経路指定に用いられるＰＤＰコンテキストを設定する。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６の機能を、同一の物理ノード内に結合させることができ、あるいは、個別の物理ノードに常駐させることができる。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６は、ＩＰ経路指定機能を含んでおり、ＩＰルータと相互接続することができる。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６が異なるＰＬＭＮにある場合、ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６は、Ｇｐインタフェースを介して接続される。ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４が同一ＰＬＭＮにある場合は、ＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１６は、Ｇｎインタフェースを介して接続される。Ｇｐインタフェースは、Ｇｎインタフェースに、ＰＬＭＮ間の通信に必要な機密保護機能をプラスした機能をもたらしている。ＳＧＳＮ１１２は、任意選択のＧｓインタフェースを介して、ＭＳＣ／ＶＬＲ１２０に位置情報を送信することができる。Ｇｓインタフェースを用いて、ＭＳＣ／ＶＬＲ１２０からＳＧＳＮ１１２へ、ページング要求を送信することもできる。
【００３１】
ＳＧＳＮ１１２のキーとなる機能には、移動性管理、移動局認証、データ暗号化、データ圧縮、および無線資源管理が含まれている。また、ＳＧＳＮ１１２は、パケット経路指定および転送、アドレス変換、論理リンク管理、パケットセグメンテーション／リアッセンブリ、およびトンネル化を処理しなければならない。ＳＧＳＮ１１２は、Ｅ１（Ｇｂインタフェース）上のフレームリレーを介して、集合体の中でパケットトラフィックとして分かっているパケットを、ＢＳＳ１０８から受信する。受信されたパケットは、ＳＧＳＮ１１２で、圧縮、暗号化、セグメント化等の処理が施された後、パケットトラフィックがＧＧＳＮ１１４に送られ、ＰＤＮ１０６に転送される。
【００３２】
ＧＧＳＮ１１４は、ユーザデータのＩＰアドレッシーに基づいて、ＰＤＮ１０６によってアクセスされる。ユーザデータのＩＰアドレッシーには、ネットワーク１００に接続されているＧＰＲＳユーザのための経路指定情報が含まれている。該経路指定情報を用いて、パケットデータユニット（ＰＤＵ）が、ＭＳ１０接続機構の現在地点にトンネルされる。接続機構のカレントポイントは、例えば、ＳＧＳＮ１１２である。ＧＧＳＮ１１４は、任意選択のＧｃインタフェースを介して、ＨＬＲ１２０から位置情報を要求することができる。
【００３３】
ＧＰＲＳネットワーク１００内で実行しなければならない論理機能には、ネットワークアクセス制御、パケット経路指定および転送、移動性管理、論理リンク管理、および無線資源管理などの機能が含まれており、次に、これらの機能について簡単に説明する。ネットワークアクセス制御機能は、定義済みアクセスプロトコルおよび手順セットを使用することによって、ネットワーク１００のサービスおよび／または設備を利用するために、ユーザをＧＰＲＳネットワーク１００に接続する機能である。ユーザネットワークアクセスは、例えばＭＳ１０などのＧＰＲＳネットワーク１００の移動通信装置、または、例えばＴＥ１０２などの固定通信装置のいずれかから発生する。固定通信装置に対するネットワークインタフェースは、外部データネットワーク、例えばＸ２．５またはＩＰに対する多重アクセスプロトコルをサポートすることができる。
【００３４】
ネットワークアクセス制御のキーとなる機能の幾つかを、以下に説明する。登録機能は、ユーザの移動体識別（ＩＤ）を、ユーザのパケットデータプロトコルおよびＰＬＭＮ内のアドレスに対応付けるための手段である。認証および権限付与機能３０２は、サービス要求者を識別、確認し、特定のネットワークサービスの使用をユーザに許可するために、サービス要求タイプの妥当性を検査する機能である。承認制御機能は、要求されたサービス品質（ＱｏＳ）を提供するために必要なネットワーク資源を計算し、これらの資源利用の可否を決定し、予約する機能である。この承認制御機能は、無線資源管理機能と連携して実行される。
【００３５】
パケット経路指定および転送機能は、規則セットに従って、ＰＬＭＮ１１８内、またはＰＬＭＮ間におけるメッセージ伝送経路を決定し、使用する機能である。パケット経路指定および転送機能のキー機能は、中継機能、経路指定機能３０４、アドレス変換およびマッピング機能、カプセル化機能、トンネル化機能３０６、圧縮機能３０８、および暗号化機能３１０である。中継機能は、ノードに、あるノードから受信したデータを、データ経路内の次のノードに転送させるための手段である。
【００３６】
経路指定機能３０４は、メッセージの行先アドレスを用いて、メッセージを転送すべきＧＧＳＮ、および、そのＧＧＳＮに到達させるために使用する基礎サービスを決定する機能である。経路指定機能３０４は、パケット経路内の次の行先への伝送経路を選択している。
【００３７】
ＧＳＮ間のデータ伝送は、独自の内部経路指定機能、例えばＸ．２５、フレームリレーまたはＡＴＭネットワークなどを備えた外部データネットワークを介して行われる。アドレス変換およびマッピング機能は、あるタイプのあるアドレスを、異なるタイプの他のアドレスに変換する機能である。このアドレス変換機能を使用して、外部ネットワークプロトコルアドレスを内部ネットワークアドレスに変換し、ＰＬＭＮ内およびＰＬＭＮ間におけるパケットの経路指定に使用することができる。
【００３８】
カプセル化機能は、ＰＬＭＮ内およびＰＬＭＮ間におけるパケットの経路を指定するために、アドレスおよび制御情報をデータユニットに追加する機能である。カプセル化解除機能は、パケットからアドレスおよび制御情報を取り除き、元のデータユニットに戻す機能である。トンネル化機能３０６は、カプセル化されたデータを、ＰＬＭＮ内およびＰＬＭＮ間において、カプセル化された地点からカプセル化を解除する地点まで転送する機能である。トンネルとは、双方向二地点間経路のことである。トンネル終端地点のみが識別される。
【００３９】
圧縮機能３０８は、可能な限り小さい標準データユニット（ＳＤＵ）を伝送することにより、無線経路容量の使用を最適化する機能である。暗号化機能３１０は、ユーザデータを暗号化および解読することによって、ユーザデータの機密性および無線チャンネル間の信号の機密性を保持する機能である。
【００４０】
移動性管理機能３１２は、ＰＬＭＮ内のＭＳの現在位置を追跡し続ける機能である。移動性管理機能３１２は、論理リンク管理機能３１４および論理リンク確立／維持／解除（ＬＬＥ／Ｍ／Ｒ）機能３１６を包含することができる。論理リンク管理機能３１４は、無線インタフェースを跨いで、ＭＳとＰＬＭＮ間の通信を維持する機能である。ＬＬＥ／Ｍ／Ｒ機能３１６は、ＭＳがＧＰＲＳに接続された時点で通信を確立し、論理リンクステータスを監視し、リンク状態の変化を管理し、論理リンク接続に関連する資源の割当てを解除する機能である。
【００４１】
無線資源管理機能３１８は、無線通信経路の割当ておよび維持に関連した機能である。ＧＳＭ無線資源は、回路モード（音声およびデータ）サービスおよびＧＰＲＳ間で共有される。無線資源管理機能３１８は、Ｕｍ管理機能３２０、セル選択機能３２２、および経路管理機能３２４を包含することができる。Ｕｍ管理機能３２０は、各セル内で使用される物理チャンネルを管理し、各セル内のＧＰＲＳに割り当てる無線資源の量を決定する機能である。ＧＰＲＳに割り当てられる無線資源の量は、構内ユーザの要求に応じてセル間で変化する。セル選択機能３２２は、ＰＬＭＮとの通信経路を確立するために使用する最適セルを、ＭＳが選択することを可能にする機能である。この選択プロセスでは、近傍セルからの信号品質を測定し、評価する必要があり、また、特定候補セル内の混み具合を検出し、避ける必要がある。経路管理機能３２４は、ＢＳＳとサービングＧＳＮノード間のパケットデータ通信経路を管理する機能である。これらの通信経路の確立および解除は、データトラフィックの量に応じて動的であることもあり、あるいは、各セル内の最大予想負荷に応じて静的であることもある。
【００４２】
本発明によれば、ＧＳＮＰ３００は、標準オペレーティングシステムおよび通信サービスに基づく通常の環境、ハードウェア管理用アプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）の簡潔セット、媒体ストリーム処理、およびＳＮＭＰ管理フレームワークを、アプリケーションに付与している。ＧＳＮＰ３００のソフトウェアは、多種多様なアクセスモードを拡張し、信頼性対コスト比率の幅を拡大する様々な電話技術およびデータアプリケーションをサポートすることができる。例えば、ＧＳＮＰ３００は、様々なソフトウェアの長所を備えている。
【００４３】
ソフトウェアはオペレーティングシステムサービスを提供することができる。ＳＢＣ２０４は、Ｓｏｌａｒｉｓ ＵＮＩＸＳを走らせている。インテリジェントＮＩＣおよびチャンネル処理カードに組み込まれているＭＩＰＳ Ｒ４７００プロセッサは、ＶｘＷｏｒｋｓを走らせている。アプリケーションソフトウェアは、いずれの環境においても実行させることができる。通常、臨界トラフィックの実時間処理には、組込み型プロセッサが使用され、プレーン信号および要素管理の制御には、ＳＢＣ２０４が使用される。
【００４４】
通信サービスアプリケーションは、ＳｏｌａｒｉｓおよびＶｘＷｏｒｋｓの両環境において、様々な通信サービスにアクセスしている。普通のソケットインタフェースを介して、ＴＣＰ／ＩＰネットワーキング、ネイティブＡＴＭおよびフレームリレーネットワーキング、およびバックプレーンＩＰネットワーキングを利用することができる。バックプレーンＩＰネットワーキングは、サブネット上に独自のＩＰアドレスを有するバス上に各カードを有するＩＰサブネットとして、バックプレーンを考慮することを可能にしている。ＳｏｌａｒｉｓまたはＶｘＷｏｒｋｓ内で走行する、ハードウェア管理サービスアプリケーションソフトウェアは、ＧＳＮＰ３００のＡＰＩを介して、資源在庫管理および状態、接続管理および診断などのハードウェア管理サービスにアクセスすることができる。これらと同じサービスが、ＳＮＭＰエージェント３２６、および、該ＳＮＭＰエージェント３２６を介して、外部のネットワーク管理システム（ＮＭＳ）３２８に提供される。
【００４５】
ＧＳＮＰ３００は、多数のミドルウェアオプションにアプリケーションを提供している。例えば、ＳＰＥＥＤアーキテクチャドキュメントに記載されているように、ＴｉｎｋｅｒＴｏｏｌ（商標）ミドルウェアパッケージを実行し、ＵＮＩＸおよびＶｘＷｏｒｋｓタスクを、同一標準の事象駆動ランツーコンプレッションプログラミング環境にもたらすことができる。この環境でのサービスには、応用事象ハンドラのレジスタリング／ディスパッチング、プロセス間／プロセッサ間データグラム通信、有限状態マシンおよび事象ロギングが含まれている。チャンネル処理フレームワークは、ＤＳＰカード２１６に常駐しているアプリケーションプロトコル／媒体処理ソフトウェアに利用することができる。プロトコルストリームフレームワークは、プロトコルストリームの開発および構成用として、柔軟性のあるオブジェクト指向環境を提供している。
【００４６】
ＧＳＮＰ３００は、伝送および信号方式プレーンプロトコルをサポートしている。これを説明するために、基礎となる転送プロトコルは、フレームリレーであると仮定する。高位層プロトコルは、ＩＰおよびＧＴＰ（ＧＰＲＳトンネル化プロトコル）上のＴＣＰ／ＵＤＰである。信号方式プロトコルには、ＳＳ７ベースＭＡＰその他既存のＧＳＭプロトコルが含まれている。ＧＰＲＳプロトコルに関する追加情報については、ＥＴＳＩ規格を参照されたい。本発明の一態様によるＳＧＳＮ１１２およびＧＧＳＮ１１４または１１６におけるプロトコルについて、幾つかの構成を以下に説明する。
【００４７】
図３は、ＳＧＳＮ１１２について、その機能分割およびＧＳＮＰ３００上でサポートされるプロトコルスタックを示したものである。ＳＧＳＮ１１２は、ダッシュ線３０１で示すように、２つの処理要素に分割されている。その処理要素は、一方がＳＢＣ２０４であり、もう一方は、Ｅ１カード２１２および２１８などのラインカード上に設けることができるラインカードプロセッサ（ＭＩＰＳ Ｒ４７００）、ＤＳＰカード２１６またはＡＳＲカード２１４からなるラインカードプロセッサ回路２０５である。説明用として、Ｅ１カード２１２または２１８は、ＳＮＤＣＰ、ＬＬＣ、ＢＳＳＧＢ、ＧＴＰ等、ＧＰＲＳプロトコルに関連するトラフィックプレーン、および、ＳＳ７プロトコルスタック（ＭＴＰ２、ＭＴＰ３等）の下位層を終了させる働きをするものとする。パケット毎ベースとは対照的に、コール毎ベースに必要な機能、例えば移動性管理機能３１２、無線資源管理機能３１８、ポリシング機能２２７および認証機能３０２などは、ＳＢＣ２０４に割り当てられている。本発明に有利に使用することができるラインカードについては、本出願と係わる、本出願と同時出願の、Ｃｈａｋｒａｂａｒｔｉらによる「Ｌｉｎｅ Ｃａｒｄ ｆｏｒ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ」という名称の同時係属米国特許出願に開示されている。
【００４８】
ＳＧＳＮ１１２を管理し、維持するＳＮＭＰエージェント３２６は、ＳＢＳ２０４上で走行するように割り振られている。外部リンクは、ＳＮＭＰエージェント３２６とＮＭＳ３２８の間に設けられており、測定データの補助的な後処理を実行している。ＳＣＣＰ層およびＴＣＡＰ層など、ＳＳ７プロトコルスタックの上位層３２９は、ＳＢＣ２０４上のＳＳ７サーバに供給されている。ＳＢＣ２０４上の測定機能３３３は、処理中のコールに関連するパラメータを測定している。Ｅ１カード２１４は、レベル１およびレベル２フレーム処理用の専用ハードウェアを有しており、Ｒ４７００プロセッサの補助的なＣＰＵサイクルを、データプロトコル処理用に残している。ＭＴＰ２層およびＥ１層などのＳＳ７プロトコルスタックの下位層３３２は、ラインカードプロセッサ回路２０５上で処理される。
【００４９】
暗号化３１０および圧縮３０８操作はいずれも、高度にコンピュートバウンドであり、Ｒ４７００プロセッサのＣＰＵサイクルを簡単に使い切ってしまう。暗号化操作および圧縮操作は、ラインカードプロセッサ回路２０５で、ＤＳＰボード２１６によって実行されることが好ましく、有利である。ＤＳＰボード２１６は、３０ないし４０のＤＳＰからなり、それぞれ１００ＭＩＰＳで走行し、効果的かつ費用効果の高いトラフィック暗号化および圧縮を実行している。
【００５０】
図４は、ＧＳＮＰ３００に基づくＧＧＳＮ１１４のソフトウェア分割、すなわち機能分割を示したものである。当分野の技術者には分かるように、このソフトウェア分割は、ＧＧＳＮ１１６にも同様に適用することができる。通常、ＳＢＣ２０４に割り当てられている機能は、セッション管理４０２およびＧＧＳＮ管理４０４からなっている。ＧＧＳＮ管理４０４には、通常、ＧＧＳＮ１１４の操作、管理および維持に関連する機能を持たせることができる。アドレス変換４０６、アクセス制御４０８、経路指定４１０、およびトンネル化４１２は、ラインカードＲ４７００プロセッサに割り付けられている。この機能分割は、ダッシュ線４０１で示されている。ＧＧＳＮ１１４でサポートされるプロトコルスタック４１４の構成が示されており、ＧＴＰ４１６、ＴＣＰ／ＵＤＰ４１８、ＩＰ４２０、およびＥ１４２４が含まれている。データトラフィックは、ＳＧＳＮ１１２からＧＧＳＮ１１４に入力される。ＩＰベースのデータトラフィックは、ＧＧＳＮ１１４からＰＤＮに伝送される。ＧＧＳＮ１１４は、Ｇｎインタフェース（ＳＧＳＮ１１２から）およびＧｉインタフェース（ＰＤＮ１０６へ）を終了させている。
【００５１】
次に、ＧＰＲＳアプリケーションの典型的な性能工学について、ＧＳＮＰ３００に関して考察する。次の２つの性能条件を仮定する。（ａ）ＣＳＩ符号化データレート９．０５Ｋｂｐｓの各ユーザ伝送パケットを用いて１，０００アクティブセッションすなわちユーザをサポートする。（ｂ）各ユーザは、タイムスロットを１つだけ使用している。
【００５２】
以上の仮定の下に、ＧＳＮＰ３００上のＳＧＳＮ１１２のサイジングを完了させることができる。Ｅ１ボード２１２または２１８は、全体で約３２Ｍｂｐｓのデータレート５１２ｘＤＳ０を維持することができる。したがって、それぞれ９．０５Ｋｂｐｓで走行する１，０００人の加入者が、約９Ｍｂｐｓの集合体データを生成することができる。Ｅ１ボードは、全回線率の２８％で走行していることになる。Ｅ１ボード上で１２０ＭＨｚ（１００ＭＩＰＳ）で走行するＲ４７００プロセッサは、各パケット長を５３バイトと仮定すると、毎秒５０，０００ＡＡＬ０パケットを処理することができる。９Ｍｂｐｓのデータトラフィックは、毎秒約２１，０００パケットを生成している。したがって、単一のＥ１ボードをＳＧＳＮとして動作させ、１，０００チャンネルを十分サポートすることができる。この開示により当分野の技術者には、他の変形形態（様々なデータ符号化スキームおよびデータレート）が明白であろう。
【００５３】
本発明の他の態様によれば、ＤＳＰボード２１６を用いてデータを暗号化３１０し、圧縮３０８している。ＤＳＰボード２１６は、それぞれ１００ＭＩＰＳで走行する４０個のＤＳＰを有し、全体で４，０００ＭＩＰＳを実現することが好ましい。暗号化あるいは解読および／または圧縮あるいは圧縮解除を必要とする全てのデータトラフィックは、ＤＳＰボード２１６を経由して経路化されることになる。１つの６４Ｋｂｐｓデータストリームの暗号化に対して、０．５ＭＩＰＳと仮定すると、１，０００人のユーザが、合計５００ＭＩＰＳを必要とすることになるが、ＣＳ１符号化のためのチャンネル当たりのデータレートが僅か９Ｋｂｐｓであるため、本発明における暗号化に必要なＭＩＰＳは、５００ＭＩＰＳより遥かに小さくなる。ビットレベルの圧縮は、ＣＰＵ集約アクティビティであり、現時点の推定では、９ないし１４Ｋｂｐｓデータチャンネルの圧縮に対して、１ないし２ＤＳＰ ＭＩＰＳを必要としている。本発明においては、データレートが９Ｋｂｐｓ近辺であるため、１，０００ないし２，０００ＭＩＰＳで、１，０００チャンネルを圧縮することができる。
【００５４】
ＳＧＳＮと同様にＧＧＳＮの役割を果すこともできる、ＧＧＳＮの機能が設けられたＥ１カードは、図４に示すように分割される。データトラフィックのボリュームが低い場合、Ｅ１カードをＳＧＳＮおよびＧＧＳＮとして動作させることもできる。ＧＰＲＳは、ユーザ当たり最大８つのタイムスロットを、エアインタフェース上で許容している。８つのタイムスロットを有するユーザは、全てのオーバヘッドを含む１４０Ｋｂｐｓ分のデータを生成することができる。ＧＰＳＮ３００は、Ｅ１／Ｔ１ボードを最大１６ボードまで持つことができ、したがって、最大１６ｘ５１２チャンネルを持つことができる。ＧＳＮＰ３００によるサポート可能な合計データ入力レートは、したがって、１６ｘ５１２ｘ６４すなわち５２４Ｍｂｐｓである。１，０００人のユーザをサポートするためには、複数のＥ１／Ｔ１ボードが必要になる。大まかな推定では、本発明によれば、それぞれＧＳＮＰ上で８つのタイムスロットで動作する３，７２４人までのユーザをサポートすることができる。
【００５５】
本発明内で実行することができるキャッシュ可能セッション数の典型的な計算を可能にすることができる。本発明の一実施形態では、各Ｅ１ボードは、主記憶装置、キャッシュサイズ１２８メガバイトのＤＲＡＭ、および３２キロバイトのレベル１キャッシュを有している。この実施形態にはレベル２キャッシュはない。コンテキスト情報は全てラインカードの主記憶装置に記憶されると仮定し、かつ、ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮの両方に対して、アクティブセッション当たり３０６バイトのコンテキスト情報があると仮定すると、メガバイト当たり約３，２００セッションをサポートすることができる。キャッシュなしで実行させることができるセッション数は、約１００である。
【００５６】
コール毎、すなわちセッション毎ベースに必要な全ての大域操作のためには、図３および図４に示す構成に、１つのＳＢＣが必要と思われる。１つのＳＢＣで複数のＳＧＳＮおよびＧＧＳＮをサポートすることができる。
【００５７】
特許請求の範囲に記載した発明の構成要件の後の括弧内の符号は、構成要件と実施例と対応づけて発明を容易に理解させる為のものであり、特許請求の範囲の解釈に用いるべきのものではない。
【符号の説明】
【００５８】
ＡＰＩ アプリケーションプログラムインタフェース
ＡＴＭ 非同期転送モード（asynchronous transfer mode）
ＢＳＳ 基地局システム
ＥＴＳＩ 欧州電気通信規格協会
ＧＧＳＮ ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード
ＧＰＲＳ 汎用パケット無線サービス
ＧＳＭ 移動体用大域システム
ＧＳＮ 汎用パケット無線サービスサポートノード
ＧＳＮＰ ＧＳＮプラットフォーム
ＧＴＰ ＧＰＲＳトンネル化プロトコル
ＨＬＲ ホームロケーションレジスタ
ＩＰ インターネットプロトコル
ＬＬＣ 論理リンク制御（logical link control）
ＭＳ ＧＳＭ移動局
ＰＣＩ Ｐeripheral Ｃomponent Ｉnterconnect
ＰＤＮ パケットデータネットワーク
ＰＬＭＮ 公有地移動ネットワーク
ＰＴＭ ポイントツーマルチポイント型
ＰＴＰ ポイントツーポイント型
ＳＧＳＮ サービングＧＰＲＳサポートノード
ＳＮＭＰ 簡易ネットワーク管理プロトコル（simple network management protocol）
ＴＣＰ 伝送制御プロトコル
ＴＥ 端末機器
ＵＤＰ ユーザデータグラムプロトコル（user datagram protocol）
１０，２０ ＧＳＭ移動局（ＭＳ）
１００ ＧＰＲＳネットワーク
１０２，１０４ 端末機器（ＥＴ）
１０６ パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）
１０８ 基地局システム（ＢＳＳ）
１１０ 移動端末（ＭＴ）
１１２ ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）
１１４，１１６ ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）
１１８ 公有地移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）
１２０ 移動交換局（ＭＳＣ）／ビジタロケーションレジスタ（ＶＬＲ）
１２１ 短メッセージシステム（ＳＭＳ）／ゲートウェイ移動交換局（ＧＭＳＣ）
１２２ ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）
１２３ ＳＭＳ／網間接続ＭＳＣ（ＩＷＭＳＣ）
１２４ 短メッセージ−サービスセンタ（ＳＭ−ＳＣ）
１２５ 機器識別レジスタ（ＥＩＲ）
２００ ＧＳＮＰを実施することができるハードウェア構成
２０２ ＰＩＣバス
２０４ シングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）
２０５ ラインカードプロセッサ回路
２０６ スカジー（ＳＣＳＩ）カード
２０８ イーサネットインタフェースカード
２１０ 光キャリアレベル３（ＯＣ３）インタフェースカード
２１２，２１８ Ｅ１フレームリレー（ＦＲ）インタフェースカード
２１４ 自動音声認識（ＡＳＲ）カード
２１６ ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）カード
２１９ 外部回路
２２０ ＡＴＭバス
２２７ ポリシング機能
３００ ＧＳＮプラットフォーム（ＧＳＮＰ）
３０１ ダッシュ線
３０２ 認証および権限付与機能
３０４ 経路指定機能
３０６ トンネル化機能
３０８ 圧縮機能
３１０ 暗号化機能
３１２ 移動性管理機能
３１４ 論理リンク管理機能
３１６ 論理リンク確立／維持／解除（ＬＬＥ／Ｍ／Ｒ）機能
３１８ 無線資源管理機能
３２０ Ｕｍ管理機能
３２２ セル選択機能
３２４ 経路管理機能
３２６ ＳＮＭＰエージェント
３２８ ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）
３２９ ＳＳ７プロトコルスタックの上位層
２２７ ポリシング機能
３３２ ＳＳ７プロトコルスタックの下位層
３３３ 測定機能
４０２ セッション管理
４０４ ＧＧＳＮ管理
４０６ アドレス変換
４０８ アクセス制御
４１０ 経路指定
４１２ トンネル化
４１４ ＧＧＳＮ１１４でサポートされるプロトコルスタック
４１６ ＧＴＰ
４１８ ＴＣＰ／ＵＤＰ
４２０ ＩＰ
４２４ Ｅ１
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汎用パケット無線サービスを移動体用大域システム通信ネットワーク上でサポートする汎用パケット無線サービスサポートノードであって、
被サービス中の各コールに必要である、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードの汎用パケット無線サービス機能を提供するシングルボードコンピュータと、
被サービス中の各パケットに必要である、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードの汎用パケット無線サービス機能を提供するラインカードプロセッサと、
前記シングルボードコンピュータと前記ラインカードプロセッサとの間で通信を提供する内部バスとを備える、汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項２】
前記汎用パケット無線サービスサポートノードが、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードとして機能する、請求項１に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項３】
前記シングルボードコンピュータが、サービング汎用パケット無線サービスサポートノードについての無線資源管理、認証、及び移動性管理をサポートし、
前記シングルボードコンピュータが、ゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードについてのセッション管理機能をサポートする、請求項２に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項４】
前記無線資源管理がセル選択管理を備える、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項５】
前記無線資源管理がコール経路管理を備える、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項６】
前記無線資源管理がＵｍインタフェース管理を備える、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項７】
前記移動性管理が通信回線管理を備える、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項８】
前記移動性管理が、論理リンクの確立、維持および解除を含む、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項９】
前記ラインカードプロセッサが、汎用パケット無線サービスサポートノードについての経路化機能、トンネル化機能、暗号化機能、及び圧縮機能の少なくとも１つをサポートし、
前記ラインカードプロセッサが、ゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードについてのアドレス変換機能、アクセス制御機能、経路化機能、及びトンネル化機能の少なくとも１つをサポートする、請求項２に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項１０】
前記汎用パケット無線サービスノードがゲートウェイ汎用パケット無線サービスノードとして機能する、請求項１に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項１１】
汎用パケット無線サービスを移動体用大域システム通信ネットワーク上で実施する方法であって、
（Ａ）第１および第２の演算装置を有する汎用パケット無線サービスサポートノードを提供するステップを含み、前記第１の演算装置は少なくとも１つのチャンネル処理カードを備え、前記方法はさらに、
（Ｂ）前記第１の演算装置からサービスを受けている各コールに必要である、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードの汎用パケット無線サービス機能をサポートするステップと、
（Ｃ）前記第２の演算装置からサービスを受けている各パケットに必要である、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードの汎用パケット無線サービス機能をサポートするステップとを含む、方法。
【請求項１２】
前記第１の演算装置がシングルボードコンピュータである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の演算装置がラインカードプロセッサである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ（Ａ）が、
サービング汎用パケット無線サービスサポートノードとして機能する汎用パケット無線サービスサポートノードを提供するステップを含み、
前記ステップ（Ａ）が、
ゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードとして機能する汎用パケット無線サービスサポートノードを提供するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（Ｂ）が、
前記第１の演算装置によって無線資源管理をサポートするステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（Ｃ）が、
前記第２の演算装置によって、暗号化機能、圧縮機能、経路化機能およびトンネル化機能の少なくとも１つをサポートするステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（Ｂ）が、
前記第１の演算装置によってセッション管理をサポートするステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップ（Ｃ）が、
前記第２の演算装置によって、アドレス変換機能、アクセス制御機能、経路化機能およびトンネル化機能の少なくとも１つをサポートするステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１】
汎用パケット無線サービスを移動体用大域システム通信ネットワーク上でサポートする汎用パケット無線サービスサポートノードであって、
被サービス中の各コールに必要である、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードの汎用パケット無線サービス機能を提供するシングルボードコンピュータと、
被サービス中の各パケットに必要である、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードの汎用パケット無線サービス機能を提供するラインカードプロセッサと、
前記シングルボードコンピュータと前記ラインカードプロセッサとの間で通信を提供する内部バスとを備える、汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項２】
前記汎用パケット無線サービスサポートノードが、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードとして機能する、請求項１に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項３】
前記シングルボードコンピュータが、サービング汎用パケット無線サービスサポートノードについての無線資源管理、認証、及び移動性管理をサポートし、
前記シングルボードコンピュータが、ゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードについてのセッション管理機能をサポートする、請求項２に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項４】
前記無線資源管理がセル選択管理を備える、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項５】
前記無線資源管理がコール経路管理を備える、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項６】
前記無線資源管理がＵｍインタフェース管理を備える、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項７】
前記移動性管理が通信回線管理を備える、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項８】
前記移動性管理が、論理リンクの確立、維持および解除を含む、請求項３に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項９】
前記ラインカードプロセッサが、汎用パケット無線サービスサポートノードについての経路化機能、トンネル化機能、暗号化機能、及び圧縮機能の少なくとも１つをサポートし、
前記ラインカードプロセッサが、ゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードについてのアドレス変換機能、アクセス制御機能、経路化機能、及びトンネル化機能の少なくとも１つをサポートする、請求項２に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項１０】
前記汎用パケット無線サービスノードがゲートウェイ汎用パケット無線サービスノードとして機能する、請求項１に記載の汎用パケット無線サービスサポートノード。
【請求項１１】
汎用パケット無線サービスを移動体用大域システム通信ネットワーク上で実施する方法であって、
（Ａ）第１および第２の演算装置を有する汎用パケット無線サービスサポートノードを提供するステップを含み、前記第１の演算装置は少なくとも１つのチャンネル処理カードを備え、前記方法はさらに、
（Ｂ）前記第１の演算装置からサービスを受けている各コールに必要である、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードの汎用パケット無線サービス機能をサポートするステップと、
（Ｃ）前記第２の演算装置からサービスを受けている各パケットに必要である、サービング汎用パケット無線サービスサポートノード及びゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードの汎用パケット無線サービス機能をサポートするステップとを含む、方法。
【請求項１２】
前記第１の演算装置がシングルボードコンピュータである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の演算装置がラインカードプロセッサである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ（Ａ）が、
サービング汎用パケット無線サービスサポートノードとして機能する汎用パケット無線サービスサポートノードを提供するステップを含み、
前記ステップ（Ａ）が、
ゲートウェイ汎用パケット無線サービスサポートノードとして機能する汎用パケット無線サービスサポートノードを提供するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（Ｂ）が、
前記第１の演算装置によって無線資源管理をサポートするステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（Ｃ）が、
前記第２の演算装置によって、暗号化機能、圧縮機能、経路化機能およびトンネル化機能の少なくとも１つをサポートするステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（Ｂ）が、
前記第１の演算装置によってセッション管理をサポートするステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップ（Ｃ）が、
前記第２の演算装置によって、アドレス変換機能、アクセス制御機能、経路化機能およびトンネル化機能の少なくとも１つをサポートするステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−７５１２４（Ｐ２０１２−７５１２４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３４７４（Ｐ２０１１−２３３４７４）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【分割の表示】特願２００１−６３２６６（Ｐ２００１−６３２６６）の分割
【原出願日】平成１３年３月７日（２００１．３．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
２．イーサネット
【出願人】（５９６０９２６９８）アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド (965)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【分割の表示】特願２００１−６３２６６（Ｐ２００１−６３２６６）の分割
【原出願日】平成１３年３月７日（２００１．３．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
２．イーサネット
【出願人】（５９６０９２６９８）アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド (965)
【Ｆターム（参考）】
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