JP2004523169A - ネットワークへの移動要素の接続を管理する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、ネットワークへの移動要素の接続を管理する方法及びシステムに係り、移動要素は、その移動要素から及び／又はその移動要素へユーザトラフィックを送信するための少なくとも１つのユーザ平面接続と、無線アクセスネットワークへ移動要素をシグナリング接続するための少なくとも１つの制御平面接続とを有する。移動要素の接続のリロケーションを行うべきときには、ユーザ平面接続だけをリロケーションし、制御平面接続は不変のままにする。これらの接続は、Ｉｕインターフェイス接続であり、即ち制御平面は、無線アクセス制御手段のＩｕ制御平面であり、そしてユーザ平面は、無線アクセス制御手段のＩｕユーザ平面である。

Description

【技術分野】
【０００１】
現在の第３世代移動ネットワークでは、コアネットワーク（ＣＮ）とアクセスネットワーク（ＡＮ又は無線アクセスネットワークＲＡＮ）との間の接続がＩｕインターフェイスを経て行われる。これは、少なくとも、３ＧＰＰ ＵＴＲＡＮ及びＧＥＲＡＮ ＲＡＮについて適用される。Ｉｕインターフェイスは、２つの個別のインスタンス、即ち回路交換コアネットワークドメインへ接続するためのＩｕ−ＣＳと、パケット交換コアネットワークドメインへ接続するためのＩｕ−ＰＳとで構成される。両インターフェイスは、シグナリングのための制御平面（ＣＰ）（ＲＡＮＡＰシグナリングプロトコル及び搬送スタックにより定義された）と、ユーザデータ即ちスピーチ及びデータフレームを転送するためのユーザ平面（ＵＰ）（Ｉｕフレームプロトコル及び搬送スタックにより定義された）とで構成される。
【背景技術】
【０００２】
１つの移動ステーション（ＭＳ）がＲＡＮに接続されると、それは、Ｉｕ ＣＰに存在する１つのシグナリング接続を有する（ＭＳが、Ｉｕ−ＰＳとＩｕ−ＣＳの両方に接続された場合には、Ｉｕ ＣＰに２つのシグナリング接続が存在する）。ＭＳが、１つ以上の無線アクセスベアラ（ＲＡＢ＝「コール」）もアクティブにする場合には、１つ以上のユーザ平面接続をＩｕ ＵＰに有する。
【０００３】
現在のＵＴＲＡＮアーキテクチャーでは、Ｉｕインターフェイス（ＵＰ及びＣＰの量プロトコル）が無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）で終了する。
移動要素、例えば、ＭＳ又はＵＥ（ユーザ装置）がＲＡＮ内を移動するときには、移動要素により使用されるＩｕ接続をおそらくリロケーションする必要があり、即ち１つのＲＮＣから別のＲＮＣへ移動する必要がある。これは、例えば、移動要素により使用されるセル（１つ又は複数）が、コアネットワークとのＩｕインターフェイス接続を終わらせるＲＮＣの直接制御のもとにない場合に生じる。例えば、ＵＥが、第１のＲＮＣにより取り扱われるセルから、第２のＲＮＣにより取り扱われるセルへと移動するときに、上述したリロケーションが必要となる。このリロケーションは、ＲＡＮＡＳプロトコルにおける１組の手順（ＲＡＮＡＰ、ＳＲＮＣリロケーション）によりサポートされ、そして制御平面及びユーザ平面の両接続を「ソース」又は「サービス」ＲＮＣから「ターゲット」ＲＮＣへ移動することより成る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩＰベースのＲＡＮアーキテクチャー（例えば、ＧＥＲＡＮ及び新規な改善型ＵＴＲＡＮとして使用されるように向けられたＩＰ ＲＡＮアーキテクチャー）では、無線コントローラ（ＲＮＣ及びＢＳＣ）のユーザ平面及び制御平面は、異なる論理的及びおそらくは物理的要素において分離される。これは、Ｉｕ制御平面が１つのネットワーク要素（ＲＡＮアクセスコントローラ又はサーバーＲＮＡＳと称される）で終りそしてＩｕユーザ平面が別のネットワーク要素（ＲＡＮゲートウェイＲＮＧＷと称される）で終わることを意味する。従って、リロケーションは、問題であるか、或いは少なくとも非経済的又は非最善であることが分かっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、特許請求の範囲に規定する方法、システム及び移動要素を提供する。
一般に、本発明は、３ＧネットワークにおいてＣＮ−ＲＡＮ接続のユーザ平面をリロケーションする方法及びシステムを提供する。
より詳細には、この方法及び／又はシステムは、ネットワークへの移動要素の接続を管理するよう構成され、移動要素は、その移動要素から及び／又はその移動要素へユーザトラフィックを転送するための少なくとも１つのユーザ平面接続と、無線アクセスネットワーク、好ましくはＩＰベースのアクセスネットワークへ移動要素をシグナリング接続するための少なくとも１つの制御平面接続とを有する。移動要素の接続（１つ又は複数）のリロケーションを行うべきときには、ユーザ平面接続（１つ又は複数）だけリロケーションし、制御平面接続（１つ又は複数）は不変のままにする。これらの接続は、好ましくは、Ｉｕインターフェイス接続であり、即ち制御平面は、無線アクセス制御手段のＩｕ制御平面であり、そしてユーザ平面は、無線アクセス制御手段のＩｕユーザ平面である。
【０００６】
ユーザ平面及び制御平面は、個別の論理的、及び個別の物理的ネットワーク要素に接続される。
Ｉｕ制御平面及びＩｕユーザ平面が異なるネットワーク要素で終了するような分散型アーキテクチャーでは、本発明は、ユーザ平面接続だけをリロケーションすることができる（例えば、ＭＳが、使用されるＲＮＧＷに容易に接続されないセルを使用するとき）。
【０００７】
より詳細には、ユーザ平面だけをリロケーションする効果は、次の通りである。
搬送リソースの利用度を下げるためにユーザ平面経路だけが最適化される。ユーザ平面に転送されるデータの量は、制御平面に転送されるデータの量より何桁か多いので、制御平面のリロケーションは不要である。
制御平面のリロケーションは、重要なプロセスである。というのは、ＵＥ ＲＲ状態を凍結してターゲットＲＮＣへ転送しなければならず、そしてこれをＩｕ及びＲＲ（無線リソース）シグナリングと整合しなければならないからである。更に、制御平面のリロケーションは、エア及びＩｕインターフェイスにおいて余計なシグナリングを必要とするが、これは好都合にも回避される。
【０００８】
ＲＮＧＷが何らかの理由で過負荷となり、全てのユーザ平面トラフィックをもはや取り扱うことができない場合には（これは、ハードウェア故障から生じるか、又はＲＮＧＷを使用するＭＳが、取り扱いできないユーザ平面接続を要求する状態から生じる）、制御平面をスイッチングせずにユーザ平面をスイッチングすることができる。
従って、本発明は、制御平面接続をそのままにしながら、ユーザ平面接続を転送するという一般的な考え方を教示する。この考え方は、Ｉｕインターフェイスを参照して実施できるのが好ましい。
ユーザ平面だけのリロケーションは、ＩＰベースの分散型無線アクセスネットワークの融通性及び拡張性を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、制御平面２及び個別のユーザ平面３を含む通信ネットワークに１つ以上の移動ステーション（ＭＳ）１をアタッチすることのできる本発明の実施形態を示す。ここで使用する「移動ステーション」という用語は、データ及び／又は音声送信／受信能力をもつポータブルコンピュータ、移動電話、ポータブルユーザ装置等のあらゆる形式の移動要素を含むものとする。
【００１０】
制御平面２は、ネットワークへのＭＳ１の接続及びアタッチメントをシグナリング制御するための無線アクセスサーバー（ＲＡＳ）４を備えている。従って、Ｉｕ制御平面は、無線アクセスサーバー（ＲＡＳ）４で終了する。制御平面２は、更に、共通無線リソース管理のためのサーバー（ＣＲＲＭサーバー）５を備えている。
ユーザ平面３は、１つ以上のベースステーション６と、回路交換（ＣＳ）ネットワーク（図示せず）へＩｕ接続するためのＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）ゲートウェイ（ＧＷ）７と、パケット交換（ＰＳ）ネットワーク（図示せず）へ接続するためのＲＡＭ ＧＷ８とを備えている。ＲＡＭ ＧＷ８は、パケット交換（ＰＳ）ネットワークへのＩｕ接続を与える。
【００１１】
図２は、ユーザ平面接続（Ｉｕユーザトラフィック接続）だけリロケーションし、制御平面接続は不変に維持することにより、リロケーション手順を実行するためのプロセス流及び構造を示す。
図２に示すように、おそらくユーザ装置（ＵＥ）を含む移動ステーション１を、例えば、そのＭＳ１の移動のためにリロケーションすべきときには、無線ネットワークコントローラＲＮＣ１１（ベースステーションコントローラＢＳＣ等でよい）が、コアネットワーク（ＣＮ）１２へメッセージを送信し、このメッセージは、ＭＳ１とネットワークとの間のユーザ平面トラフィックに対する新たな搬送アドレスを含む。ＣＮ１２は、ＭＳ１のユーザ平面トラフィックに対するこの新たな搬送アドレスを登録し、そして後で、ＭＳ１からの及びＭＳ１へのユーザトラフィックに対してこの新たな搬送アドレスを使用する。
【００１２】
ＣＮ１２は、ＲＮＣ１１へ応答メッセージを返送して、新たな搬送アドレスの受け入れ（受け入れ応答）を通知する。
ＭＳ１とＲＡＳ４との間のシグナリング接続のＩｕ接続は、図２に示すように不変のままとされ、制御平面への接続は、以前のように維持される。
本発明は、Ｉｕ制御平面の終了を不変に保ちながらＩｕユーザ平面だけをリロケーションするための多数の形態を提供する。
【００１３】
１つの解決策は、この作用を達成するように現在ＲＡＮＡＰプロトコルを変更することである。この解決策は、Ｉｕユーザ平面インターフェイスを終了する搬送アドレスの変更を判断する能力をＲＡＮに与える。
既存のプロトコルの変更は、多数のやり方で行うことができる（第１のやり方が好ましい）。
【００１４】
第１のやり方は、図２に示されて上述されたものであり、新たな手順（例えば、「イントラＲＮＳリロケーション」と称される）を与えることより成る。この手順は、例えば、ＲＮＣ１１により当該ＣＮ１２ドメインへのメッセージで開始され、このメッセージは、１つの特定の移動ステーション１のユーザ平面の流れに対して使用されるべき新たな搬送アドレスを含む。この手順は、ＣＮ１２からＲＮＣ１１への応答メッセージで完了となる（他のメッセージを供給してもよい）。
【００１５】
第２の方法として、３ＧＰＰ仕様で定義されたようにＲＮＳリロケーションを定義する基本的手順の現在セットを変更して、「イントラＲＮＳリロケーション」を特定のケースとして含んでもよい。これは、ＳＲＮＳリロケーション要求メッセージにおいて「ターゲットＲＮＣ ＩＤ」が指定されないことを意味し、そしてメッセージは、制御平面のアドレスを変更してはならないという情報を含む。この手順は、次いで、通常のケースと同様に実行される。従って、ＲＮＳリロケーション手順の間に送信されるＳＲＮＳリロケーション要求メッセージは、制御平面アドレスを変更してはならないことを指示する情報を含む。メッセージにおけるこの情報は、例えば、次の形態の１つより成る。即ち、メッセージは、ターゲットＩＤを伴うフィールドを含まない。或いは又、情報は、ターゲットＩＤ＝ソースＩＤであることを指示するフィールドでもよい。又、情報は、「制御平面を変更しない」ことを指示する明確なパラメータでもよい。
【００１６】
更に、ＲＡＢ再構成要求手順を使用してもよい。この手順は、既存のＲＡＢのＱｏＳ特性を再構成する必要があることをＲＮＳからＣＮへ指示する。この手順は、ＩＰアドレス（おそらくはＧＴＰ ＴＥＩＤ＝ＧＰＲＳトンネルエンドポイント識別子も）だけを変更する必要性をＤＬ（ダウンリンク）方向に指示するように使用されてもよい。次いで、ＣＮは、ＲＡＢ指定手順を実行し、再びＤＬ ＩＰアドレス（おそらくＧＴＰ ＴＥＩＤも）だけを変更し、Ｕ平面のＤＬ接続をスイッチングする一方、Ｃ平面接続はそのままにする。
【００１７】
これら変更を実施するとき、その作用は、ユーザ平面だけをリロケーションすることであり、従って、ＩＰベースの分散型無線アクセスネットワークの融通性及び拡張性を向上させる。
本発明は、無線アクセスネットワークがＣＮへの制御平面接続を固定し、ユーザ平面だけをリロケーションできるようにする。これが可能であるのは、Ｉｕインターフェイスにおいてユーザ平面と制御平面との間が分離されているからである。
【００１８】
Ｉｕユーザ平面リロケーションは、ＩＰ ＲＡＮ製品における有益な特徴である。
ＣＮ−ＲＡＮ接続のユーザ平面のリロケーションは、３Ｇネットワークに対して行えると共に、種々の他の形式のネットワーク、例えば、ＩＭ、ＧＰＲＳ及びＵＭＴＳドメインにおいても行うことができる。
本発明は、特定の実施形態を参照して以上に詳細に説明したが、本発明の範囲内で種々の変更や修正がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明により構成されて機能するシステムの実施形態を示す。
【図２】本発明による方法及びシステムの実施形態を示す。
【符号の説明】
【００２０】
１ 移動ステーション（ＭＳ）
２ 制御平面
３ ユーザ平面
４ 無線アクセスサーバー（ＲＡＳ）
５ サーバー（ＣＲＲＭサーバー）
６ ベースステーション
７、８ ＲＡＮゲートウェイ
１１ 無線ネットワークコントローラＲＮＣ
１２ コアネットワークＣＮ

Claims (21)

1. ネットワークへの移動要素の接続を管理する方法であって、上記移動要素は、その移動要素から及び／又はその移動要素へユーザトラフィックを転送するための少なくとも１つのユーザ平面接続と、無線アクセスネットワークへ移動要素をシグナリング接続するための少なくとも１つの制御平面接続とを有するものである方法において、上記移動要素の接続のリロケーションを行うべきときに、上記ユーザ平面接続だけリロケーションし、上記制御平面接続は不変のままにする方法。
2. 上記接続は、ＩＵインターフェイス接続である請求項１に記載の方法。
3. 上記制御平面は、無線アクセス制御手段のＩｕ制御平面であり、そして上記ユーザ平面は、無線アクセス制御手段のＩｕユーザ平面である請求項１又は２に記載の方法。
4. 上記ユーザ平面及び制御平面は、個別の論理的要素に接続される請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. 上記ユーザ平面及び制御平面は、個別の物理的ネットワーク要素に接続される請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 上記無線アクセスネットワークは、ＩＰベースのアクセスネットワークである請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. コアネットワーク（ＣＮ）ドメインにメッセージを送信する制御要素によりユーザ平面接続リロケーション手順が開始され、このメッセージは、移動要素のユーザ平面トラフィックに対して使用される少なくとも１つの新たな搬送アドレスを含む請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
8. 上記手順は、コアネットワークから制御要素への応答メッセージで完了する請求項７に記載の方法。
9. ＲＮＳリロケーション手順中に送信されるＳＲＮＳリロケーション要求メッセージは、制御平面アドレスを変更すべきでないことを指示する情報を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
10. ＲＡＢ再構成手順が使用され、制御手段（ＲＮＳ）は、既存の無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）のＱｏＳ特性を再構成する必要があることをコアネットワークに指示し、上記手順は、ＩＰアドレスを変更する必要性をダウンリンク方向に指示し、コアネットワークは、次いで、制御平面接続が維持される間に、ＲＡＢ指定手順を実行して、ダウンリンクＩＰアドレスのみを変更し、ユーザ平面に対するダウンリンク接続をスイッチングする請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
11. 上記手順は、更に、ダウンリンクＧＴＰ ＴＥＩＤ（ＧＰＲＳトンネルエンドポイント識別子）を変更する請求項１０に記載の方法。
12. ネットワークへの移動要素の接続を管理するシステムであって、上記移動要素は、ネットワークに接続されるときに、その移動要素から及び／又はその移動要素へユーザトラフィックを転送するための少なくとも１つのユーザ平面接続と、無線アクセスネットワークへ移動要素をシグナリング接続するための少なくとも１つの制御平面接続とを有するように構成されたシステムにおいて、上記移動要素の接続のリロケーションを行うべきときに、上記ユーザ平面接続だけリロケーションし、上記制御平面接続は不変のままにするように構成されたシステム。
13. 上記接続は、Ｉｕインターフェイス接続である請求項１２に記載のシステム。
14. 上記制御平面は、無線アクセス制御手段のＩｕ制御平面であり、そして上記ユーザ平面は、無線アクセス制御手段のＩｕユーザ平面である請求項１２又は１３に記載のシステム。
15. 上記ユーザ平面及び制御平面は、個別の論理的要素に接続される請求項１２ないし１４のいずれかに記載のシステム。
16. 上記ユーザ平面及び制御平面は、個別の物理的ネットワーク要素に接続される請求項１２ないし１５のいずれかに記載のシステム。
17. 上記無線アクセスネットワークは、ＩＰベースのアクセスネットワークである請求項１２ないし１６のいずれかに記載のシステム。
18. コアネットワーク（ＣＮ）ドメインにメッセージを送信することによりユーザ平面接続リロケーション手順を開始するための制御要素を備え、このメッセージは、移動要素のユーザ平面トラフィックに対して使用される少なくとも１つの新たな搬送アドレスを含む請求項１２ないし１７のいずれかに記載のシステム。
19. 上記手順は、コアネットワークから制御要素への応答メッセージで完了する請求項１６に記載のシステム。
20. ＲＮＳリロケーション手順中に送信されるＳＲＮＳリロケーション要求メッセージは、制御平面アドレスを変更すべきでないことを指示する情報を含む請求項１２ないし１７のいずれかに記載のシステム。
21. ユーザ平面接続のリロケーションを実行すべきときに無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）再構成手順を実行するための制御手段を備え、この制御手段は、既存のＲＡＢのＱｏＳ特性を再構成する必要があることをコアネットワークに指示し、上記手順は、ＩＰアドレスを変更する必要性をダウンリンク方向に指示し、コアネットワークは、次いで、制御平面接続が維持される間に、ＲＡＢ指定手順を実行して、ダウンリンクＩＰアドレスのみを変更し、ユーザ平面に対するダウンリンク接続をスイッチングすることにより応答する請求項１２ないし１７のいずれかに記載のシステム。

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