JP2011010155A - Pdn接続方法及びその移動体基地局 - Google Patents

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Abstract

【課題】ある移動体網でPDN接続サービスを契約している移動体端末が、契約しているPDN接続サービスとは別に、ローミング先移動体網でのPDN接続サービスを直接受けられるようにする。
【解決手段】ローミング先移動体網114内のMME104は、ホーム移動体網113内のHSS105からUE101に対応する契約接続先情報を取得し、デフォルト接続指定されているホーム移動体網113内のPDN-GW_a106に対して、S-GW103経由でデフォルトPDN接続を行う。そして、MME104は、PDN-GW_a106からデフォルトPDN接続応答を受信すると、MME104に予め登録されているローミング接続用情報をUE101に通知または接続指示することにより、ローミング先移動体網内でのPDN接続サービスを提供可能とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、ある移動体網で契約している移動体端末が、他移動体網のサービスエリアに移動してデータ通信する場合に有効な技術に関する。
非特許文献1には、移動体通信システムの標準化機構である3GPP(Third Generation Partnership Project)で標準化が行われている 長期エボリューション(LTE :Long Term Evolution)システムにおいて、1台の移動体(UE:User Equipment)が同時に複数のパケットデータ通信網ゲートウェイ(PDN-GW:Packet Data Network Gateway)を経由してパケットデータ通信網(PDN:Packet Data Network)に接続することが開示されている。
また、特許文献1には、ある移動体網で発着信サービス以外の付加サービスを契約している移動体端末が、該付加サービスを提供していない他移動体網のサービスエリアに移動(ローミング)した場合でも、該付加サービスを、ローミング先の移動体網で受けられるようにする付加サービス提供方法について開示されている。
さらに、従来例を示す図2において、UE101は契約しているオペレータが提供する移動体網において、移動体基地局(eNB:evolved Node B)201に無線接続を行い、UE101の位置情報およびセッション情報を管理する移動管理ノード(MME:Mobile Management Entity)202を経由して、加入者情報を管理するホーム加入者サーバ(HSS:Home Subscriber Server)105と認証を行う。ここで、HSS105は、自網のオペレータと契約している契約ユーザ情報を管理しており、認証成功後、HSS105はMME202にUE101に対応する契約接続先情報を通知する。MME202は、HSS105から通知されたUE101の契約接続先情報をUE101の接続契約情報として格納し、UE101のPDN接続先決定に使用する。UE101からの接続要求にPDN情報が含まれず、UE101とPDN-GW間の接続が1本もない場合は、MME104は、HSS105から取得して保存しているUE101の接続契約情報において、デフォルト接続先として指定されているPDN_a107への接続をハンドオーバでのモビリティアンカー機能およびユーザデータの転送機能を有するデータルーティングノード(S-GW:Serving Gateway)203に指示し、S-GW203はPDN-GW_a106との接続を行い、UE101とPDN_a107の間でPDN接続が確立される。また、UE101からの接続要求にPDN_a107情報が含まれ、MME202が格納しているUE101の接続契約情報にPDN_a107情報が含まれる場合、MME202はUE101からの接続要求を受け付け、S-GW203経由で接続要求されたPDN-GW_a106への接続を確立する。
さらに、UE101は使用するサービスに対応して、追加でPDNコネクションを確立するため、MME202にPDN接続要求を行うことが可能である。この時、例えば、UE101は接続契約しているPDN_b205への接続要求をMME202に通知する。MME202は、格納しているUE101の接続契約情報にPDN_b205の情報が含まれているかを検索し、含まれている場合には、S-GW203にPDN-GW_b204への接続を指示し、UE101とPDN_b205の間でPDNコネクションが確立される。こうして、UE101は同時に複数の接続契約のあるPDNとの接続を行うことができる。
また、従来のローミング接続において、UE101がローミング先移動体網114にてPDN接続を行う場合、UE101はローミング先移動体網114のMME104からオペレータ間の移動体網を繋ぐプライベートな伝送路108を通じて、ホーム移動体網113に存在するHSS105と認証を行う。認証が成功すると、HSS105はMME104にUE101に対応する契約接続先情報を通知し、MME104はその情報をUE101の接続契約情報として格納する。MME104は格納したUE101の接続契約情報とUE101から接続要求されたPDN_a107の情報を比較し、格納したUE101の接続契約情報の中にUE101から接続要求のあったPDN_a107の情報が存在する場合には、S-GW103にホーム移動体網113のPDN-GW_a106への接続を指示する。こうして、UE101はローミング先移動体網114のeNB102およびS-GW103からオペレータ間の移動体網を繋ぐプライベートな伝送路108を経由してホーム移動体網113のPDN-GW_a106に対してPDNコネクションを確立し、ホーム移動体網113のPDN_a107内のサービスにアクセスすることができる。
また、ホーム移動体網113のオペレータとローミング先移動体網114のオペレータ間の契約により、UE101のPDN接続をローミング先移動体網114内のPDN_c111と行うことも可能である。この場合も、予めホーム移動体網のHSS105に、UE101の契約接続先情報として、ローミング先移動体網内のPDN_c111の情報を設定しておき、ローミング先移動体網のMME104はPDN_c111の情報をホーム移動体網のHSS105から取得して、UE101の接続契約情報として格納しておく必要がある。
UEが他オペレータの移動体網でローミング接続を行う場合、UEが接続するPDNの情報は予めホーム移動体網のHSSに登録しておく必要がある。オペレータ間のローミング契約で、接続可能なPDNがすべてホーム移動体網のPDNとなる場合、UEがPDNのサービスとやり取りする通信データはすべてオペレータ間の移動体網を繋ぐ伝送路を通ることになり、オペレータ間移動体網の伝送路に広い帯域が必要になる。日本と海外のオペレータ間でのローミングの場合、この伝送路が長距離になるため、十分な帯域を確保するには大きなコストがかかり、そのコストはUEのローミング時の通信料金に反映されることになる。
一方、UEとホーム移動体網内のPDNのサービス間でやり取りするデータをオペレータ間のプライベートな伝送路ではなく、ローミング先移動体網のPDN経由でインターネットを通じて行う場合、オペレータ間の伝送路上を大量の通信データが流れることがないため、広い帯域を確保する必要がなく、UEの通信料金を低く抑えることが可能となる。
しかし、UEがローミング先移動体網のPDNと接続するためには、予めオペレータ間の契約で接続可能なPDNとしてローミング先移動体網のPDNの情報をホーム移動体網のHSSに登録しておく必要がある。これは、ローミング先移動体網のPDN設定情報変更等を行った場合、ローミング先移動体網のオペレータはホーム移動体網のオペレータに変更を通知してHSSの登録内容を変更する必要がでてくる。また、UEが契約しているサービス種別毎に、ローミング先移動体網のPDNを経由してインターネットで接続可能なPDNサービス、オペレータ間の伝送路を通して接続する必要があるPDNサービス、ローミングで提供できないサービス等を細かくHSSに設定することは、ローミングに関するユーザ情報の設定を複雑にし、オペレータ内での移動体網構成変更等を柔軟に行うことが難しくなる。
本発明の目的は、オペレータ間で必要となるローミング時のUE毎のPDN情報設定を省きながら、ローミング接続してきたUEをオペレータ間の伝送路を経由せずにローミング先移動体網のPDNへ接続することにより、直接インターネット接続させることで、ローミング時の通信コストを下げることにある。
上記目的を達成するために、本発明にかかるPDN接続方法は、他移動体網に加入している移動体に対して自移動体網でのPDN接続サービスを提供するローミング機能を有する移動体網において、移動体に対して、他移動体網から事前に契約している接続可能なPDN情報を取得して、ローミングでのデフォルトPDN接続サービスを提供することができるPDN接続方法であって、自移動体網内に、移動体が接続可能なPDN情報を、他移動体網との契約とは別に設定可能であることを特徴とする。
本発明によれば、あるホーム移動体網で接続契約をしているUEが、他の移動体網へローミングした際に、ホーム移動体網を介さずに、直接ローミング先移動体網からインターネット接続を行うことが可能となる。
本発明の第1、第2、第3の実施形態に係る網構成例を示す説明図。 従来技術におけるホーム移動体網の網構成例を示す説明図。 本発明の第1、第2、第3の実施例におけるホーム移動体網内のMMEおよびローミング先移動体網内のMMEが管理している管理データの構成例を示す説明図。 本発明の第1、第2、第3の実施例におけるホーム移動体網内のHSSが管理している管理データの構成例を示す説明図。 本発明の第1、第2、第3の実施形態におけるローミング先移動体網内のMMEが管理している管理データの構成例を示す説明図。 本発明の第1の実施形態における動作を示すシーケンス図。 本発明の第2の実施形態における動作を示すシーケンス図。 本発明の第3の実施形態における動作を示すシーケンス図。 本発明の第1、第2、第3の実施形態におけるローミング先移動体網内のMMEでのデフォルトPDN接続応答受信以降の処理のフローチャート。
本発明にかかる実施例の特徴について説明する。 本発明のPDN接続方法は、他移動体網に加入している移動体に対して自移動体網でのPDN接続サービスを提供するローミング機能を有する移動体網において、移動体に対して、他移動体網から事前に契約している接続可能なPDN情報を取得して、ローミングでのデフォルトPDN接続サービスを提供することができるPDN接続サービス提供方法であって、自移動体網内に、移動体が接続可能なPDN情報を、他移動体網との契約とは別に設定可能であることを特徴とする。
また、他移動体網に加入している移動体に対して自移動体網でのPDN接続サービスを提供するローミング機能を有する移動体網において、移動体に対して、他移動体網から事前に契約している接続可能なPDN情報を取得して、ローミングでのデフォルトPDN接続サービスを提供することができるPDN接続方法であって、自移動体網内に、前記移動体が接続可能なPDN情報を、他移動体網との前記契約とは別に設定可能であり、設定情報に基づき、UEに対して追加PDN接続を指示することを特徴とする。さらに、移動体に対して認証を行うことにより、契約元移動体網オペレータを介さずに、前記移動体とローミング先移動体網オペレータ又はサービスプロバイダ間で、一時的な接続又はサービス契約を結ぶことを特徴とする。
また、ホーム移動体網のオペレータと、ローミング先移動体網のオペレータ間において予めローミング接続契約がなされており、ホーム移動体網のオペレータと契約している移動体は、ローミング先移動体網においてもPDN接続サービスを受けることができるPDN接続方法であって、移動体が、ローミング先移動体網内でPDN接続を行う場合に、ホーム移動体網のオペレータを介さずに、前記移動体とローミング先移動体網のオペレータ又はサービスプロバイダとの間で、一時的な接続又はサービス契約を結ぶことを特徴とする。さらに、移動体から移動管理ノードに対して、PDN接続要求が送信され、移動管理ノードは、移動体からのPDN接続要求を契機に、移動体と、ホーム移動体網内の、移動体に対応する契約ユーザ情報を保持しているホーム加入者サーバとの間で認証を行い、移動管理ノードに対して契約接続先情報を通知し、移動管理ノードは、契約接続先情報を格納し、接続契約情報の中から、デフォルト接続指定が有効になっている接続先PDN-GWに登録されているホーム移動体網内のPDN-GW_aに対してPDN接続を行うことを特徴とする。
また、本発明の移動体基地局は、移動管理ノードを経由して、ホーム加入者サーバに接続された移動体基地局であって、移動体と無線リンクにより接続し、移動体から受信したパケットデータ通信網への接続要求を移動管理ノードに転送することにより、移動体が、ローミング先の移動体網内でPDN接続を行って、ホーム移動体網のオペレータを介さずに、移動体とローミング先移動体網のオペレータ又はサービスプロバイダとの間で、一時的な接続又はサービス契約を結ぶことを特徴とする。さらに、移動管理ノードを経由して、ホーム加入者サーバに接続された移動体基地局であって、移動体から、無線リンクを介して受信した上りユーザデータパケットをデータルーティングノードに転送し、パケットデータ通信網からデータルーティングノードを経由して受信した下りユーザデータバケットを、無線リンクを介して前記移動体へ転送することにより、移動体が、ローミング先の移動体網内でPDN接続を行って、ホーム移動体網のオペレータを介さずに、移動体とローミング先移動体網のオペレータ又はサービスプロバイダとの間で、一時的な接続又はサービス契約を結ぶことを特徴とする。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1に、第1の実施形態に係る網構成例を示す。図1に示すように、第1の実施形態は、UE101が契約しているオペレータがPDN接続サービスを提供するホーム移動体網113とUEが直接契約を結んでいない他オペレータによりPDN接続サービスが提供されるローミング先移動体網114の2つの移動体網からなる網構成を例にしている。ホーム移動体網113のオペレータとローミング先移動体網114のオペレータ間では事前にローミング接続契約がなされており、ホーム移動体網113のオペレータと契約しているUE101は、ローミング先移動体網114においてもPDN接続サービスを受けることができるものとする。
図1のローミング接続において、UE101がローミング先移動体網114にてPDN接続を行う場合について、図6のシーケンス図を用いて説明する。ローミングUE101が、ローミング先移動体網114内でPDN接続を行う場合、まず図6に示すように、UE101からeNB102を経由してMME104に対して、PDN接続要求が送信される(S601)。ローミング先移動体網114内のMME104は、UE101からのPDN接続要求を契機に、UE101とホーム移動体網113内のHSS105の間で認証を行う(S602)。HSS105は、ホーム移動体網113のオペレータと契約しているUEについて、図4に示すように契約ユーザ識別子401と契約接続先情報402の対応付けで契約ユーザ情報403を保持している。認証が成功すると、ホーム移動体網113内のHSS105はローミング先移動体網114内のMME104に対して、UE101に対応する契約接続先情報402を通知する(S603)。MME104は、HSS105から取得したUE101に対応する契約接続先情報402を、図3に示すようなUE101の接続契約情報304として、接続先PDN301、接続先PGW-GW302、デフォルト接続指定303の対応付けで格納し、UE101の接続先PDNを決定するために使用する。MME104は、格納したUE101の接続契約情報304の中から、デフォルト接続指定303が有効になっている接続先PDN-GW302に登録されているホーム移動体網113内のPDN-GW_a106に対して、S-GW103経由でデフォルトPDN接続を行う(S604、S605)。
MME104には、予めローミングUEが接続可能なローミング先移動体網114内のPDN情報を登録する。図5にMME104に登録するローミングUE接続先情報504の内容を示す。ローミングUE接続先情報504としては、ホームオペレータ501、ローミング接続用PDN502、接続先PDN−GW503の対応付けで登録される。MME104は、PDN−GW_a106からデフォルトPDN接続応答を受信すると(S606、S607)、UE101にPDN接続要求応答を返すとともに、MME104に予め登録されているローミングUE接続先情報504の中から、UE101のホームオペレータ501に対応するローミング接続用PDN502と接続先PDN-GW503の情報をUE101に通知する。
図9に、MME104の処理のうちの、図6におけるデフォルトPDN接続応答受信(S607)以降の処理のフローチャートを示す。図9に示すように、MME104はデフォルトPDN接続応答を受信すると(ステップ901)、UE101の識別子から、ローミングUEによる接続かどうかを判断する(ステップ902)。ローミングUEによる接続の場合、MME104に登録されたローミング接続先情報504のホームオペレータ501の中に、UE101のホームオペレータが登録されているかどうかを判定する(ステップ903)。UE101のホームオペレータが登録されている場合、MME104は、PDN接続要求応答と共にUEのホームオペレータに対応するローミング接続用PDN502と接続先PDN-GW503の情報を追加PDN情報としてUE101に通知する(ステップ904)。ステップ902で、ローミングUEによる接続でない場合、またはステップ903で、ローミングUEのホームオペレータの登録がない場合、MME104は、追加PDN接続情報なしでUE101へPDN接続要求応答だけを返す(ステップ905)。
以上説明したように、第1の実施形態によれば、従来であればローミング先移動体網114のオペレータからホーム移動体網113のオペレータへ事前に通知して、HSS105およびUE101に設定しておく必要のある、ローミング先移動体網における接続可能なPDN情報を、オペレータ間での事前通知およびHSS105およびUE101への事前設定なしで、ローミング先移動体網114のMME104に登録するだけで、ローミング接続してきたUEにローミング先移動体網114内の接続可能なPDN情報を通知することが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係る網構成例は、図1と同様であり、ホーム移動体網113内のHSS105およびローミング先移動体網114内のMME104が管理する管理データ構成も図3〜図5と同様である。第2の実施形態について、図7のシーケンス図を用いて説明する。図7のシーケンス図において、S701からS707までの手順は、第1の実施形態における図6のシーケンスのS601からS607までと同様である。
第2の実施形態については、MME104は、デフォルトPDN接続応答を受信すると(S707)、UE101にPDN接続要求応答を返すとともに、図5に示すように、MME104に予め登録されているローミングUE接続先情報504の中から、UEのホームオペレータ501に対応するローミング接続用PDN502と接続先PDN-GW503の情報を元に、UE101に対してローミング先移動体網114内のPDN_d116への追加PDN接続要求を行う(S708)。追加PDN接続要求を受けたUE101は、ホーム移動体網113内のPDN_a107へのデフォルトPDN接続に追加して、ローミング先移動体網114内のPDN_d116への追加PDN接続要求をMME104に行い(S709)、MME104は、S-GW103を経由して、PDN-GW_d115へ追加PDN接続を行う(S710、S711)。MME104は、追加PDN接続応答を受信すると(S712、S713)、UE101に追加PDN接続要求応答を返し、これによりUE101は、ホーム移動体網113内のPDN_a107へのデフォルトPDN接続に加えて、ローミング先移動体網114内のPDN_d116への追加PDN接続を確立する。
以上説明したように、第2の実施形態によれば、ローミングUE101は、ホーム移動体網113のオペレータとの間で事前に契約されたホーム移動体網113内のPDN_a107へのデフォルト接続に加えて、ホーム移動体網113のオペレータとローミング先移動体網114のオペレータ間で事前通知およびHSS105およびUE101への事前設定なしで、ローミング先移動体網114のMME104に登録されたローミング先移動体網114内のPDN_d116との間で追加PDN接続を行うことが可能となる。これにより、UE101は、ホーム移動体網113のPDN_a107が提供するサービスを受信するために、PDN_a107との間でデフォルトPDN接続を行う一方、その他のインターネット接続については、ローミング先移動体網114とホーム移動体網113を繋ぐオペレータ間の伝送路を経由することなく、ローミング先移動体網114内のPDN_d116から直接インターネットへデータ通信を行うことが可能となる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態に係る網構成例は、図1と同様であり、ホーム移動体網113内のHSS105およびローミング先移動体網114内のMME104が管理する管理データ構成も図3〜図5と同様である。第3の実施形態について、図8のシーケンス図を用いて説明する。図8のシーケンス図において、S801からS814までの手順は、第2の実施形態における図7のシーケンスのS701からS714までと同様である。
第3の実施形態については、ローミングUE101は、ローミング先移動体網114内のMME104の指示により、ローミング先移動体網114内のPDN_d116に対して追加PDN接続を確立する。その後、UE101は、PDN_d116経由でインターネット接続するため、またはPDN_d116が提供するサービスを受けるために、PDN_d116の認証・課金サーバであるAAA112との間でサービス認証を行う(S815)。このサービス認証により、ローミングUE101は、ホーム移動体網113のオペレータを介さずに、直接ローミング先移動体網114のオペレータまたはサービスプロバイダと一時的な接続契約を結び、ローミング先移動体網114内のPDN_d116経由でのインターネット接続またはPDN_d116が提供するサービスを受けることが可能となる。また、第3の実施形態において、サービス認証(S815)は、UEからの追加PDN接続要求(S809)に認証用データを含め、MME104およびS-GW103の追加PDN接続で転送することにより(S810、S811)、追加PDN接続(S811)と追加PDN接続応答(S812)の間に実施することも可能である。
以上説明したように、第3の実施形態によれば、ローミングUE101は、ホーム移動体網113のオペレータを介さずに、ローミング先移動体網114のMME104からの指示によりローミング先移動体網114内のPDN_d116に対して追加PDN接続を行い、PDN_d116のAAA112と認証を行うことにより、一時的な接続またはサービス契約を結ぶことが可能となる。これにより、UE101は、ローミング先移動体網114とホーム移動体網113を繋ぐオペレータ間の伝送路を経由することなく、ローミング先移動体網114内のPDNによるインターネット接続またはプロバイダサービスを受けることができる。
101…UE(移動体)
102、201…eNB(移動体基地局)
103、203…S−GW(データルーティングノード)
104、202…MME(移動管理ノード)
105…HSS(ホーム加入者サーバ)
106…PDN−GW_a(パケットデータ通信網ゲートウェイ)
107…PDN_a(パケットデータ通信網)
108…オペレータ間伝送路
109…インターネット網
110…PDN−GW_c
111…PDN_c
112…AAA(認証課金サーバ)
113…ホーム移動体網
114…ローミング先移動体網
115…PDN−GW_d
116…PDN_d
204…PDN−GW_b
205…PDN_b
301…接続契約PDN
302…接続先PDN−GW
303…デフォルト接続指定
304…UE101の接続契約情報
401…契約ユーザ識別子
402…契約接続先情報
403…契約ユーザ情報
501…ホームオペレータ
502…ローミング接続用PDN
503…接続先PDN−GW
504…ローミングUE接続先情報

Claims (6)

  1. 他移動体網に加入している移動体に対して自移動体網でのPDN接続サービスを提供するローミング機能を有する移動体網において、
    前記移動体に対して、前記他移動体網から事前に契約している接続可能なPDN情報を取得して、ローミングでのデフォルトPDN接続サービスを提供することができるPDN接続方法であって、
    前記自移動体網内に、前記移動体が接続可能なPDN情報を、他移動体網との前記契約とは別に設定可能であることを特徴とするPDN接続方法。
  2. 他移動体網に加入している移動体に対して自移動体網でのPDN接続サービスを提供するローミング機能を有する移動体網において、
    前記移動体に対して、前記他移動体網から事前に契約している接続可能なPDN情報を取得して、ローミングでのデフォルトPDN接続サービスを提供することができるPDN接続方法であって、
    前記自移動体網内に、前記移動体が接続可能なPDN情報を、他移動体網との前記契約とは別に設定可能であり、設定情報に基づき、前記UEに対して追加PDN接続を指示することを特徴とするPDN接続方法。
  3. 前記移動体に対して認証を行うことにより、契約元移動体網オペレータを介さずに、前記移動体とローミング先移動体網オペレータ又はサービスプロバイダ間で、一時的な接続又はサービス契約を結ぶことを特徴とする請求項1に記載のPDN接続方法。
  4. ホーム移動体網のオペレータと、ローミング先移動体網のオペレータ間において予めローミング接続契約がなされており、該ホーム移動体網のオペレータと契約している移動体は、ローミング先移動体網においてもPDN接続サービスを受けることができるPDN接続方法であって、
    前記移動体が、前記ローミング先移動体網内でPDN接続を行う場合に、ホーム移動体網のオペレータを介さずに、前記移動体とローミング先移動体網のオペレータ又はサービスプロバイダとの間で、一時的な接続又はサービス契約を結ぶことを特徴とするPDN接続方法。
  5. 移動管理ノードを経由して、ホーム加入者サーバに接続された移動体基地局であって、
    前記移動管理ノードから受信した追加接続可能なパケットデータ通信網情報を、無線リンクにより接続した移動体へ通知することを特徴とする移動体基地局。
  6. 移動管理ノードを経由して、ホーム加入者サーバに接続された移動体基地局であって、
    前記移動管理ノードから追加接続可能なパケットデータ通信網情報を受信し、受信したパケットデータ通信網への接続を、無線リンクにより接続した移動体へ指示することを特徴とする移動体基地局。
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