JP2013192149A - 通信制御装置、ゲートウェイ装置、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】コアネットワークに設けられた通信制御装置またはゲートウェイ装置などにかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる通信制御装置、ゲートウェイ装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供する。
【解決手段】通信制御装置162は、無線端末装置202と通信可能な1または複数の無線基地局装置101A,101Bを管理するための通信制御装置162であって、無線基地局装置101A,101Bのうちフェムト基地局を管理するための第1の制御部51Aと、無線基地局装置101A,101Bのうちフェムト基地局以外の無線基地局装置を管理するための第2の制御部51Bとを備える。
【選択図】図6
【解決手段】通信制御装置162は、無線端末装置202と通信可能な1または複数の無線基地局装置101A,101Bを管理するための通信制御装置162であって、無線基地局装置101A,101Bのうちフェムト基地局を管理するための第1の制御部51Aと、無線基地局装置101A,101Bのうちフェムト基地局以外の無線基地局装置を管理するための第2の制御部51Bとを備える。
【選択図】図6
Description
本発明は、通信制御装置、ゲートウェイ装置、通信制御方法および通信制御プログラム
に関し、特に、無線端末装置が無線基地局装置との間で通信可能な通信システムにおける通信制御装置、ゲートウェイ装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
に関し、特に、無線端末装置が無線基地局装置との間で通信可能な通信システムにおける通信制御装置、ゲートウェイ装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
従来、移動通信システムでは、半径数百メートルから数十キロメートルのセルすなわち無線端末装置が通信可能なエリアを形成する無線基地局装置(以下、マクロ基地局とも称する。)による通信サービスが提供されてきた。
近年、移動通信サービスの加入者数の劇的な増加およびデータ通信による通信トラヒック量の増大から、より半径の小さいセルを形成することによって加入者および通信トラヒックを分散し、また、一定レベルの通信速度をユーザへ安定して提供することが望まれている。また、ビルの超高層化に伴う不感地対策のため、企業フロア内および一般家庭内への無線基地局装置の設置も望まれている。
これらの要望と併せて、無線基地局装置で使用される種々のデバイスの処理能力が飛躍的に向上したことによって無線基地局装置の小型化が進み、このような小型化された基地局が注目を集めている。
この小型基地局(以下、フェムト基地局とも称する。)が形成するフェムトセル(Femto Cell)の半径は10メートル前後と小さいため、フェムト基地局は、マクロ基地局が形成するマクロセル(Macro Cell)の圏外となりマクロ基地局の設置が困難な屋内および地下街等の場所で使用されることが考えられる。
また、フェムト基地局は特定のエリアに多数設置されることから、フェムト基地局を直接コアネットワークに接続することは難しい。このため、特定のエリアに設置された多数のフェムト基地局を一旦、HeNB−GW等の中継装置に接続し、フェムト基地局とコアネットワークとをHeNB−GW経由で接続することが考えられる。
また、フェムト基地局に加えて、マクロ基地局をベースに、たとえば半径100メートルから200メートルのピコセルを形成するピコ基地局も開発されている。そして、このようなフェムト基地局、ピコ基地局およびマクロ基地局が混在する通信システムであるヘテロジーニアスネットワークでは、たとえばマクロセル内に複数のフェムトセルまたはピコセルが形成される(非特許文献1)。
3GPP TS 36.300 V10.5.0 2011.10
しかしながら、フェムト基地局は設置の自由度が高く設置数が増加傾向にあるため、コアネットワークに設けられたMME(Mobility Management Entity)などの通信制御装置の管理対象が増加する。このため、例えば、複数のフェムトセルが形成されたマクロセル内を無線端末装置が移動することにより無線端末装置の通信相手となる無線基地局装置が切り替わる場合のように、フェムト基地局などの無線基地局装置とコアネットワークとの間の通信が行われる場合に、多くの無線基地局装置からMMEへのアクセスが集中し、MMEに多大な負荷がかかるという問題がある。
また、HeNB−GW等の中継装置経由でフェムト基地局とコアネットワークとを接続することによりMMEの管理対象を少なくして、MMEに集中するアクセスを分散させることが考えられる。
しかしながら、このような構成を採用する場合には、フェムト基地局と中継装置との間の情報の送受信およびマクロ基地局とMMEとの間の情報の送受信に加えて、さらに、MMEと中継装置との間の情報の送受信が必要となり、結果として通信システムにおいて行われる情報の送受信が増加する。
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、コアネットワークに設けられた通信制御装置またはゲートウェイ装置などにかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる通信制御装置、ゲートウェイ装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供することである。
(1)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御装置は、無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置を管理するための通信制御装置であって、上記無線基地局装置のうちフェムト基地局を管理するための第1の制御部と、上記無線基地局装置のうち上記フェムト基地局以外の無線基地局装置を管理するための第2の制御部とを備える。
このような構成により、中継装置を設けることなく通信制御装置に集中するアクセスを分散させることができるため、通信制御装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、このように、フェムト基地局を管理する第1の制御部と、フェムト基地局以外の基地局を管理する第2の制御部とに分けられていることにより、フェムト基地局の設置数が増加して第1の制御部へのアクセスが集中する場合であっても、当該アクセスの集中に影響されることなくフェムト基地局以外の基地局と第2の制御部との間の通信を円滑に行うことができる。
(2)好ましくは、上記第1の制御部および上記第2の制御部は、上記通信制御装置間の通信用に規定されたインタフェースを用いることなく互いに通信する。
このように、第1の制御部および第2の制御部は、論理的なインタフェースを用いて互いに通信するため、通信システムにおいて行われる情報の送受信の増加を防ぐことができる。
(3)好ましくは、上記通信制御装置は、上記第1の制御部を複数備える。
このような構成により、フェムト基地局の設置数が増加した場合であっても、多数のフェムト基地局と通信制御装置との間のアクセスを分散させることができる。
(4)好ましくは、上記第1の制御部および上記第2の制御部のうち一方の制御部は、上記無線端末装置のコアネットワークへのアタッチ要求を対応する上記無線基地局装置から受信して、他方の制御部へ上記無線端末装置の端末情報の問合せを行い、上記他方の制御部は、上記端末情報の問合せを受けて、上記端末情報を有している場合には上記端末情報を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、無線端末装置のコアネットワークへのアタッチ処理が行われる場合であっても、通信制御装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。また、他方の制御部が端末情報を有している場合には、一方の制御部は無線端末装置に端末情報を問合せることなく、他方の制御部から端末情報を取得することができる。
(5)好ましくは、上記他方の制御部は、上記端末情報の問合せを受けて、上記端末情報を有していない場合には、有していないことを示す通知を上記一方の制御部へ出力するか、または、上記無線端末装置が過去に通信を行った上記無線基地局装置を管理対象とする他の上記通信制御装置へ上記端末情報の問合せを行う。
このように、上記一方の制御部は、上記他方の制御部が端末情報を有していないことを示す通知を取得することにより、上記他方の制御部が端末情報を有していないことを認識することができる。また、上記他方の制御部が他の通信制御装置へ端末情報の問合せを行うことにより、上記他方の制御部は、自己が端末情報を有していない場合であっても端末情報を取得し得る。
(6)好ましくは、上記第1の制御部および上記第2の制御部のうち一方の制御部は、上記無線端末装置のトラッキングエリア更新要求を対応する上記無線基地局装置から受信して、他方の制御部へ上記無線端末装置の端末情報の問合せを行い、上記他方の制御部は、上記端末情報の問合せを受けて、上記端末情報を有している場合には上記端末情報を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、無線端末装置のトラッキングエリアの更新処理が行われる場合であっても、通信制御装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。また、上記他方の制御部が端末情報を有している場合には、上記一方の制御部は無線端末装置に端末情報を問合せることなく、上記他方の制御部から端末情報を取得することができる。
(7)好ましくは、上記他方の制御部は、上記端末情報の問合せを受けて、上記端末情報を有していない場合には、上記無線端末装置が過去に通信を行った上記無線基地局装置を管理対象とする他の上記通信制御装置へ上記端末情報の問合せを行う。
このように、上記他方の制御部が他の通信制御装置へ端末情報の問合せを行うため、上記他方の制御部は、自己が端末情報を有していない場合であっても端末情報を取得し得る。
(8)好ましくは、上記第1の制御部および上記第2の制御部のうち上記無線端末装置のハンドオーバ先の上記無線基地局装置を管理する一方の制御部は、上記無線端末装置のハンドオーバ動作が完了した後にハンドオーバ先の上記無線基地局装置から所定情報を受信して、ハンドオーバ元の上記無線基地局装置が他方の制御部の管理対象である場合に、上記他方の制御部へ上記無線端末装置の端末情報の問合せを行い、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から上記端末情報の問合せを受けて、上記端末情報を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、たとえばX2インタフェースを介した無線端末装置のハンドオーバ動作が行われる場合であっても、通信制御装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。また、上記一方の制御部は無線端末装置に端末情報を問合せることなく、上記他方の制御部から端末情報を取得することができる。
(9)好ましくは、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から上記端末情報の問合せを受けると、上記端末情報を削除する。
このような構成により、上記他方の制御部にとって不要な端末情報が、上記他方の制御部に記録され続けることを防ぐことができる。
(10)好ましくは、上記第1の制御部および上記第2の制御部のうち上記無線端末装置のハンドオーバ元の前記無線基地局装置を管理する一方の制御部は、上記無線端末装置のハンドオーバ動作を行うためのハンドオーバ要求を上記ハンドオーバ元の上記無線基地局装置から受信して、ハンドオーバ先の上記無線基地局装置が他方の制御部の管理対象である場合に、上記ハンドオーバ要求および上記無線端末装置の識別情報を上記他方の制御部へ出力し、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から取得した上記ハンドオーバ要求をハンドオーバ先の上記無線基地局装置へ送信し、上記ハンドオーバ先の上記無線基地局装置から上記ハンドオーバ要求に対する応答通知を受信すると、上記応答通知を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、たとえばS1インタフェースを介した無線端末装置のハンドオーバ動作が行われる場合であっても、通信制御装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
(11)好ましくは、上記一方の制御部は、上記他方の制御部から上記応答通知を取得した後、上記ハンドオーバ元の上記無線基地局装置の状態を示す状態通知を上記ハンドオーバ元の上記無線基地局装置から受信すると、上記他方の制御部へ上記状態通知を出力し、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から上記状態通知を取得して、上記状態通知に対する応答通知を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、上記他方の制御部は、ハンドオーバ元の無線基地局装置の状態を認識することができる。
(12)好ましくは、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から上記状態通知を取得した後、上記ハンドオーバ先の上記無線基地局装置から上記ハンドオーバ動作の完了通知を受信すると、上記完了通知を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、上記一方の制御部は、ハンドオーバ動作が完了したことを認識することができる。
(13)好ましくは、上記一方の制御部は、上記他方の制御部から前記完了通知を取得すると、上記無線端末装置の端末情報を削除する。
このような構成により、上記一方の制御部にとって不要な端末情報が、上記一方の制御部に記録され続けることを防ぐことができる。
(14)好ましくは、上記第1の制御部および上記第2の制御部のうち上記無線端末装置のハンドオーバ元の前記無線基地局装置を管理する一方の制御部は、上記無線端末装置のハンドオーバ動作を行うためのハンドオーバ要求を上記ハンドオーバ元の上記無線基地局装置から受信して、ハンドオーバ先の上記無線基地局装置が他方の制御部の管理対象である場合に、上記ハンドオーバ要求および上記無線端末装置の識別情報を上記他方の制御部へ出力し、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から取得した上記ハンドオーバ要求をハンドオーバ先の上記無線基地局装置へ送信し、ハンドオーバ先の上記無線基地局装置から上記ハンドオーバ動作の拒否通知を受信すると、上記拒否通知を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、たとえばS1インタフェースを介した無線端末装置のハンドオーバ動作が行われる場合であっても、通信制御装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
(15)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるゲートウェイ装置は、無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置と上位ネットワークとの間に接続され、上記無線基地局装置経由で上記無線端末装置から受信した通信データを上記上位ネットワークへ送信するとともに、上記上位ネットワークから受信した通信データを上記無線基地局装置経由で上記無線端末装置へ送信するためのゲートウェイ装置であって、上記無線基地局装置のうちフェムト基地局経由で上記無線端末装置から受信した通信データを上記上位ネットワークへ送信するか、または、上記上位ネットワークから受信した通信データを上記フェムト基地局経由で上記無線端末装置へ送信するための第1の通信部と、上記無線基地局装置のうち上記フェムト基地局以外の無線基地局装置経由で上記無線端末装置から受信した通信データを上記上位ネットワークへ送信するか、または、上記上位ネットワークから受信した通信データを上記フェムト基地局以外の無線基地局装置経由で上記無線端末装置へ送信するための第2の通信部とを備える。
このような構成により、中継装置を設けることなくゲートウェイ装置に集中するアクセスを分散させることができるため、ゲートウェイ装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、このように、フェムト基地局との間で通信データの送受信を行う第1の通信部と、フェムト基地局以外の基地局との間で通信データの送受信を行う第2の通信部とに分けられていることにより、フェムト基地局の設置数が増加して第1の通信部へのアクセスが集中する場合であっても、当該アクセスの集中に影響されることなくフェムト基地局以外の基地局と第2の通信部との間の通信データの送受信を円滑に行うことができる。
(16)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置のうちフェムト基地局を管理するための第1の制御部と、上記無線基地局装置のうち上記フェムト基地局以外の無線基地局装置を管理するための第2の制御部とを備える通信制御装置における通信制御方法であって、上記第1の制御部または上記第2の制御部のうち一方の制御部が、所定情報を他方の制御部へ出力するステップと、上記他方の制御部が、所定情報を上記一方の制御部へ出力するステップとを含む。
このような構成により、中継装置を設けることなく通信制御装置に集中するアクセスを分散させることができるため、通信制御装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、このように、フェムト基地局を管理する第1の制御部と、フェムト基地局以外の基地局を管理する第2の制御部とに分けられていることにより、フェムト基地局の設置数が増加して第1の制御部へのアクセスが集中する場合であっても、当該アクセスの集中に影響されることなくフェムト基地局以外の基地局と第2の制御部との間の通信を円滑に行うことができる。
(17)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置のうちフェムト基地局と上位ネットワークとの間に接続される第1の通信部と、上記無線基地局装置のうち上記フェムト基地局以外の無線基地局装置と上記上位ネットワークとの間に接続される第2の通信部とを備えるゲートウェイ装置における通信制御方法であって、上記第1の通信部が、上記フェムト基地局経由で上記無線端末装置から受信した通信データを上記上位ネットワークへ送信するか、または、上記上位ネットワークから受信した通信データを上記フェムト基地局経由で上記無線端末装置へ送信するステップと、上記第2の通信部が、上記フェムト基地局以外の無線基地局経由で上記無線端末装置から受信した通信データを上位ネットワークへ送信するか、または、上記上位ネットワークから受信した通信データを上記フェムト基地局以外の無線基地局経由で上記無線端末装置へ送信するステップとを含む。
このような構成により、中継装置を設けることなくゲートウェイ装置に集中するアクセスを分散させることができるため、ゲートウェイ装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、このように、フェムト基地局との間で通信データの送受信を行う第1の通信部と、フェムト基地局以外の基地局との間で通信データの送受信を行う第2の通信部とに分けられていることにより、フェムト基地局の設置数が増加して第1の通信部へのアクセスが集中する場合であっても、当該アクセスの集中に影響されることなくフェムト基地局以外の基地局と第2の通信部との間の通信データの送受信を円滑に行うことができる。
(18)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置のうちフェムト基地局を管理するための第1の制御部と、上記無線基地局装置のうち上記フェムト基地局以外の無線基地局装置を管理するための第2の制御部とを備える通信制御装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータに、上記第1の制御部または上記第2の制御部のうち一方の制御部が、所定情報を他方の制御部へ出力するステップと、上記他方の制御部が、所定情報を上記一方の制御部へ出力するステップとを実行させるためのプログラムである。
このような構成により、中継装置を設けることなく通信制御装置に集中するアクセスを分散させることができるため、通信制御装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、このように、フェムト基地局を管理する第1の制御部と、フェムト基地局以外の基地局を管理する第2の制御部とに分けられていることにより、フェムト基地局の設置数が増加して第1の制御部へのアクセスが集中する場合であっても、当該アクセスの集中に影響されることなくフェムト基地局以外の基地局と第2の制御部との間の通信を円滑に行うことができる。
(19)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置のうちフェムト基地局と上位ネットワークとの間に接続される第1の通信部と、上記無線基地局装置のうち上記フェムト基地局以外の無線基地局装置と上記上位ネットワークとの間に接続される第2の通信部とを備えるゲートウェイ装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータに、上記第1の通信部が、上記フェムト基地局経由で上記無線端末装置から受信した通信データを上記上位ネットワークへ送信するか、または、上記上位ネットワークから受信した通信データを上記フェムト基地局経由で上記無線端末装置へ送信するステップと、上記第2の通信部が、上記フェムト基地局以外の無線基地局経由で上記無線端末装置から受信した通信データを上位ネットワークへ送信するか、または、上記上位ネットワークから受信した通信データを上記フェムト基地局以外の無線基地局経由で上記無線端末装置へ送信するステップとを実行させるためのプログラムである。
このような構成により、中継装置を設けることなくゲートウェイ装置に集中するアクセスを分散させることができるため、ゲートウェイ装置にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、このように、フェムト基地局との間で通信データの送受信を行う第1の通信部と、フェムト基地局以外の基地局との間で通信データの送受信を行う第2の通信部とに分けられていることにより、フェムト基地局の設置数が増加して第1の通信部へのアクセスが集中する場合であっても、当該アクセスの集中に影響されることなくフェムト基地局以外の基地局と第2の通信部との間の通信データの送受信を円滑に行うことができる。
本発明によれば、コアネットワークに設けられた通信制御装置またはゲートウェイ装置などにかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
無線基地局装置は、自らの形成するセルおよび周辺セルについての情報、すなわち無線信号の周波数および周辺セルのID(identification)等を無線端末装置に通知する。無線端末装置は、無線基地局装置から通知された情報に基づいて、周辺セルの検出および測定を行なう。無線端末装置は、この測定結果に基づいて、周辺セルへの移動を開始する。ここで、無線端末装置の「移動」とは、ハンドオーバを意味することに加えて、アイドル状態の無線端末装置が今後通信を開始する、すなわち通話またはデータ通信を開始する際にどのセルを介して通信を行なうかを選択することを意味する。
たとえば、無線端末装置が無線基地局装置と通信しているときには、無線端末装置の移動先は無線基地局装置またはコアネットワークにおける上位装置が決定する。また、たとえば、無線端末装置が無線基地局装置と通信していないときには、無線端末装置の移動先は無線端末装置が決定する。
また、ハンドオーバとは、通話中またはデータ通信中の無線端末装置の通信相手となる無線基地局装置が切り替えられることを意味する。
また、無線端末装置がセルに在圏している、とは、無線端末装置が、当該セルを形成する無線基地局装置を通信先として選択し、かつ当該無線基地局装置と通信可能な状態または通信中である状態を意味する。
フェムトセルおよびアクセスモードは、3GPP(Third Generation Partnership Project) SPEC TS22.220において以下のように説明されている。すなわち、フェムト基地局は、無線インタフェースを介して接続されている無線端末装置を、IPバックホール(backhaul)を用いて、移動通信事業者網に接続する顧客構内装置である。
また、フェムトセルのアクセスモードにおいて、クローズドアクセスモードのフェムト基地局は、関連するCSG(Closed Subscriber Group)メンバーにのみサービスを提供する。また、ハイブリッドモードのフェムト基地局は、関連するCSGメンバーおよびCSGノンメンバーにサービスを提供する。また、オープンアクセスモードのフェムト基地局は、通常の基地局として動作する。
本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401においても、このような3GPPの定義を適用してもよい。
また、上記定義と合わせて、あるいは別個に、以下のような定義を適用することも可能である。
マクロ基地局およびピコ基地局は、事業者の管理下にあり、事業者と契約している無線基地局装置が通信可能な無線基地局装置である。また、マクロ基地局およびピコ基地局は、基本的に電源がオフになることはないと考えられる。
また、フェムト基地局は、主に個人または法人の建物内に設置され、ユーザの事情により移動するまたは電源がオフとなる可能性がある無線基地局装置である。
また、フェムト基地局は、オープン/ハイブリッド/クローズドのいずれかのアクセスモードで動作する。フェムト基地局は、クローズドアクセスモードで動作する場合には、登録済みのメンバー(端末)のみ接続可能となる。また、クローズドアクセスモードで動作する場合には、登録済みのメンバーにのみサービスを提供する。また、ハイブリッドモードで動作する場合には、登録済みのメンバー、および未登録のメンバーすなわちノンメンバーの両方にサービスを提供する。また、オープンアクセスモードで動作する場合には、マクロ基地局およびピコ基地局と同じ動作をする。
[構成および基本動作]
図1は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401の構成を示す図である。
図1は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401の構成を示す図である。
図1を参照して、通信システム401は、たとえば3GPPで規格化されたLTE(Long Term Evolution)に従う移動体通信システムであり、無線基地局装置101A,101Bを備える。無線基地局装置101Aは、フェムトセルを構成するフェムト基地局であり、無線基地局装置101Bは、マクロセルを構成するマクロ基地局またはピコセルを構成するピコ基地局などである。
図1では、3つの無線基地局装置101Aと、1つの無線基地局装置101Bとを代表的に示しているが、さらに多数の無線基地局装置101A,101Bが設けられてもよい。通信システム401は、さらに、コアネットワーク301に設けられたS−GW(Serving Gateway)161と、MME(Mobility Management Entity)162と、P−GW(Packet Data Network Gateway)163と、HSS(Home Subscriber Server)164とを含む。
無線端末装置202は、無線基地局装置101Aまたは無線基地局装置101Bと、S−GW161と、P−GW163とを介してIP網302(以下、上位ネットワークとも称する)におけるサーバ等と通信コネクションを確立し、たとえばIP(Internet Protocol)パケットを含む通信データを送受信する。
S−GW161は、無線基地局装置101A,101BとIP網302との間に接続されている。S−GW161は、無線基地局装置101A,101B経由で無線端末装置202から受信した通信データをP−GW163経由でIP網302へ送信するとともに、IP網302におけるサーバ等からP−GW163経由で受信した通信データを無線基地局装置101A,101B経由で無線端末装置202へ送信する。
MME162は、通信システム401における無線基地局装置101A,101B、および無線端末装置202等を管理する。MME162は、無線基地局装置101A,101Bとの間で制御メッセージを送受信する。
無線基地局装置101A,101Bは、S−GW161およびP−GW163を介してIP網302との間で通信データを送受信する。無線基地局装置101A,101BおよびS−GW161は、論理的なインタフェースであるS1−Uインタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S1−Uインタフェース経由で種々の情報を互いにやり取りする。
無線基地局装置101A,101B、および、MME162は、点線で示すように、論理的なインタフェースであるS1−MMEインタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S1−MMEインタフェース経由で種々の情報を互いにやり取りする。
MME162およびS−GW161は、論理的なインタフェースであるS11インタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S11インタフェース経由で種々の情報を互いにやり取りする。
また、無線端末装置202の加入者情報を管理するHSS164、および、MME162は、論理的なインタフェースであるS6aインタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S6aインタフェース経由で種々の情報を互いにやり取りする。
S−GW161およびP−GW163は、論理的なインタフェースであるS5インタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S5インタフェース経由で種々の情報を互いにやり取りする。
図2は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401において無線端末装置202の移動動作が行なわれる状況の一例を示す図である。
図2を参照して、無線基地局装置101Aは、セルCAを形成し、セルCA内に存在する無線端末装置202と無線信号を送受信することにより、当該無線端末装置202と通信することが可能である。無線基地局装置101Bは、セルCBを形成し、セルCB内に存在する無線端末装置202と無線信号を送受信することにより、当該無線端末装置202と通信することが可能である。
ここで、無線端末装置202からコアネットワーク301への方向を上り方向と称し、コアネットワーク301から無線端末装置202への方向を下り方向と称する。
また、無線端末装置202の移動元の無線基地局装置をサービング基地局とも称し、移動先の無線基地局装置をターゲット基地局とも称する。以下、無線基地局装置101Aがサービング基地局であり、無線基地局装置101Bがターゲット基地局である場合について説明する。
本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401において、無線基地局装置101A,101Bおよび無線端末装置202は、以下の各シーケンスの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。このインストールされるプログラムは、たとえば記録媒体に格納された状態で流通する。
本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401において、無線基地局装置101A,101Bでは、ハンドオーバ動作の実行判断に電力測定処理(Measurement)を利用する。この電力測定処理は、たとえば3GPPでは、レイヤ3スタックのRRC(Radio Resource Control)に対応する。
電力測定処理には、たとえば、周期的電力測定処理(Periodic Measurement)およびイベント起動電力測定処理(Event Triggered Measurement)の2種類がある。イベント起動電力測定処理における測定結果通知(Measurement Report)の送信は、無線端末装置202における電波環境が所定条件を満たしたことによって開始される。
たとえば3GPPでは、周期的電力測定処理の報告周期は120ミリ秒〜60分で設定可能あり、イベント起動電力測定処理の報告周期は0〜5120ミリ秒で設定可能であるが、”TS36.508”および”TS36.523”において推奨値として記載されているように、測定結果の報告周期の最短時間は、イベントA1の256ミリ秒であり、それほど短くない。
まず、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401によるセル再選択の動作の流れについて説明する。
図3は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401によるセル再選択のシーケンスの一例を示す図である。
ここでは、図2に示すように、無線端末装置202が、セルCA内に位置し、無線基地局装置101Aを通信相手として選択してから、セルCAおよびセルCBの重複領域へ移動した場合を想定する。
図3を参照して、まず、無線端末装置202は、無線基地局装置101Aを新たに通信相手として選択することを決定すると、無線基地局装置101Aから送信される報知情報を受信し(ステップS1)、受信した報知情報の内容を保存する(ステップS2)。この報知情報に、周辺セル情報、およびセル再選択を行なうための情報が含まれる。
次に、無線端末装置202は、コアネットワーク301におけるMME162等に対して新たなセルCAへ移動したことを通知するため、端末登録処理であるアタッチ処理(Attach Procedure)を実行する(ステップS3)。
次に、無線端末装置202は、サービング基地局である無線基地局装置101Aから送信される無線信号の受信電力の測定を開始する。すなわち、無線端末装置202は、サービングセルの受信電力の測定を行なう。たとえば、無線端末装置202は、当該無線信号に含まれるパイロット信号を用いて受信電力を測定する(ステップS4)。
次に、無線端末装置202は、サービングセルの評価値であるS値を算出し、S値判定を行なう(ステップS5)。
無線端末装置202は、サービングセルのS値が所定条件を満たす場合には(ステップS5でYES)、報知情報の示す周波数において、報知情報の示す周辺基地局から送信される無線信号の受信電力の測定を開始する。すなわち、無線端末装置202は、サービングセルに加えて、周辺セルの受信電力の測定を行なう。たとえば、無線端末装置202は、当該無線信号に含まれるパイロット信号を用いて受信電力を測定する(ステップS6)。
次に、無線端末装置202は、周辺セルの評価値であるS値を算出し、S値判定を行なう(ステップS7)。
無線端末装置202は、周辺セルのS値が所定条件を満たす場合には(ステップS7でYES)、サービングセルおよび周辺セルの測定結果を用いて、サービングセルおよび周辺セルをたとえば受信電力品質の良い順に順位付けする(ステップS8)。
次に、無線端末装置202は、順位付けの結果、最上位のセルがサービングセルでは無かった場合には(ステップS9でYES)、当該最上位セルへのセル再選択を行なう。すなわち、無線端末装置202は、最上位の周辺セルに対応する無線基地局装置、たとえば無線基地局装置101Bを新たに通信相手として選択することを決定する。そして、無線端末装置202は、無線基地局装置101Bからの報知情報を受信し(ステップS10)、受信した報知情報の内容を保存する(ステップS11)。
次に、無線端末装置202は、コアネットワーク301におけるMME162等に対して新たなセルCBへ移動したことを通知するため、端末登録処理であるアタッチ処理を実行する(ステップS12)。
[フェムト基地局の設置数の増加に伴う課題]
ここで、例えば、図4に示すように、複数のフェムトセルCAが形成されたマクロセルCB内を無線端末装置202が移動する場合には、例えば図3で証明したセル再選択が行われ、無線端末装置202の通信接続先となる無線基地局装置101A,101Bが切り替わる。このような場合には、無線端末装置202の通信接続先となる無線基地局装置101A,101Bが切り替わる度に、無線基地局装置101A,101BとコアネットワークのMMEとの間の通信が行われる。そして、例えば無線端末装置202のアタッチ処理または後述するトラッキングエリアの更新処理が実行される。また、無線端末装置202が移動することによって、例えばハンドオーバ動作が実行される場合にも、上記と同様に無線基地局装置101A,101BとコアネットワークのMMEとの間の通信が行われる。
ここで、例えば、図4に示すように、複数のフェムトセルCAが形成されたマクロセルCB内を無線端末装置202が移動する場合には、例えば図3で証明したセル再選択が行われ、無線端末装置202の通信接続先となる無線基地局装置101A,101Bが切り替わる。このような場合には、無線端末装置202の通信接続先となる無線基地局装置101A,101Bが切り替わる度に、無線基地局装置101A,101BとコアネットワークのMMEとの間の通信が行われる。そして、例えば無線端末装置202のアタッチ処理または後述するトラッキングエリアの更新処理が実行される。また、無線端末装置202が移動することによって、例えばハンドオーバ動作が実行される場合にも、上記と同様に無線基地局装置101A,101BとコアネットワークのMMEとの間の通信が行われる。
しかしながら、フェムト基地局である無線基地局装置101Aは設置の自由度が高く設置数が増加傾向にあるため、コアネットワークに設けられたMMEの管理対象が増加する。このため、無線基地局装置101A,101BとMMEとの間の通信が行われる場合、多くの無線基地局装置101A,101BからMMEへのアクセスが集中することがあり、このような場合にはMMEに多大な負荷がかかる。
また、図5に示すように、HeNB−GW等の中継装置経由で無線基地局装置101AとMMEとを接続することによりMMEの管理対象を少なくして、MMEに集中するアクセスを分散させることが考えられる。
しかしながら、このような構成を採用する場合には、無線基地局装置101Aと中継装置との間の情報の送受信および無線基地局装置101BとMMEとの間の情報の送受信に加えて、さらに、MMEと中継装置との間の情報の送受信が必要となり、結果として通信システムにおいて行われる情報の送受信が増加する。
[本発明の実施の形態に係るMMEの構成]
図6は、本発明の実施の形態に係るMME162の構成を示す図である。図6を参照して、MME162は、論理的に分けられた制御部51A,51Bと、ルーティング機能部52とを有する。
図6は、本発明の実施の形態に係るMME162の構成を示す図である。図6を参照して、MME162は、論理的に分けられた制御部51A,51Bと、ルーティング機能部52とを有する。
制御部51A(第1の制御部)は、無線基地局装置101Aとの間で制御メッセージを送受信して、無線基地局装置101Aを管理する。制御部51B(第2の制御部)は、無線基地局装置101Bとの間で制御メッセージを送受信して、無線基地局装置101Bを管理する。
例えば、MME162は第1のコア(Core)および第2のコアを集積したCPU(Central Processing Unit)を有し、第1のコアが制御部51Aとして機能し、第2のコアが制御部51Bとして機能する。なお、必ずしもMME162が複数のコアを集積したCPUを有している必要はなく、これら制御部51Aおよび制御部51Bが論理的に分かれてMME間の通信用に規定されたインタフェースを用いることなく互いに通信する構成であれば足りる。
例えば、MME162は複数の異なるCPUを有し、第1のCPUが制御部51Aとして機能し、第2のCPUが制御部51Bとして機能してもよい。また、例えば、MME162は複数の異なる基板を有し、第1の基板に制御部51Aが搭載され、第2の基板に制御部51Bが搭載されてもよい。また、例えば、MME162は複数の異なる装置を有し、第1の装置に制御部51Aが搭載され、第2の装置に制御部51Bが搭載されてもよい。しかしながら、制御部51Aと制御部51Bとが互いに異なる装置に搭載されている場合には、これら制御部51Aおよび制御部51B間の通信は所定の論理的なインタフェースを介して行われるため処理遅延が生じる可能性がある。このため、制御部51Aおよび制御部51Bは、異なるコア、異なるCPUまたは異なる基板によって分離されていることが好ましい。
なお、図6では、1つの制御部51Aと、1つの制御部51Bとを代表的に示しているが、さらに多数の制御部51A,51Bが設けられてもよい。
ルーティング機能部52は、S−GW161またはHSS164との間で情報の送受信を行う。また、ルーティング機能部52は、S−GW161またはHSS164から取得した情報を制御部51Aまたは制御部51Bへ振り分けて出力する。すなわち、ルーティング機能部52は、S−GW161またはHSS164から取得した情報のうち、制御部51Aまたは無線基地局装置101A宛の情報を制御部51Aへ送信し、制御部51Bまたは無線基地局装置101B宛の情報を制御部51Bへ送信する。
[動作]
次に、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401における動作の流れについて、アタッチ処理の動作、トラッキングエリア更新処理の動作、ハンドオーバ動作に分けて説明する。
次に、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401における動作の流れについて、アタッチ処理の動作、トラッキングエリア更新処理の動作、ハンドオーバ動作に分けて説明する。
(アタッチ処理の動作)
図7は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるアタッチ処理の動作の流れを示すシーケンス図である。図7は、図3におけるステップS3またはステップS12の動作を詳細に示すシーケンス図である。
図7は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるアタッチ処理の動作の流れを示すシーケンス図である。図7は、図3におけるステップS3またはステップS12の動作を詳細に示すシーケンス図である。
図7を参照して、無線端末装置202は、ある無線基地局装置101Aを新たな通信接続先として選択すべきであると判断すると、RRC(Radio Resource Control)コネクション要求(RRC Connection Request)を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS111)。
そして、無線基地局装置101AがRRCコネクション要求を受信して、RRCコネクション情報(RRC Connection Setup)を無線端末装置202へ送信し、無線端末装置202がRRCコネクション完了通知(RRC Connection Setup Complete)を無線基地局装置101Aへ送信した後、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202から受信したアタッチ要求(Attach Request)をMME162の制御部51Aへ送信する(ステップS112)。
このアタッチ要求は、たとえば、無線端末装置202からのRRCコネクション完了通知に含まれる。また、アタッチ要求は、無線端末装置202が、新たに移動したセルにおいて無線基地局装置を介した通信を可能にするために、MME162に対して自己の登録を要求するために送信する要求である。
次に、制御部51Aは、無線基地局装置101Aからアタッチ要求を受けて、制御部51Bへ無線端末装置202の加入者情報(端末情報)の問合せを行う(ステップS113)。この加入者情報は、例えば、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)またはIMEI(International Mobile Equipment Identity)など、無線端末装置202の識別情報である。
次に、制御部51Bは、制御部51Aから加入者情報の問合せを受けて、加入者情報を有しているか否かを判断する(ステップS114)。
次に、制御部51Bは、過去に当該無線端末装置202のアタッチ処理を実行していない場合など、当該無線端末装置202の加入者情報を有していない場合には(ステップS114において「無」)、無線端末装置202が過去に通信を行った無線基地局装置101A,101Bを管理対象とする他のMMEへ加入者情報の問合せを行う(ステップS115)。このとき、制御部51Aから出力された加入者情報の問合せには、無線端末装置202が過去に通信を行った無線基地局装置101A,101Bを管理する他のMMEの識別情報が含まれており、制御部51Bは、この識別情報に基づいて他のMMEを特定することができる。
次に、制御部51Bは、加入者情報の問合せ先である他のMMEから無線端末装置202の加入者情報を取得することができない場合には、加入者情報を有していないことを示す通知を制御部51Aへ出力する(ステップS116)。
なお、制御部51Bは、無線端末装置202が過去に通信を行った無線基地局装置101A,101Bを管理する他のMMEへの加入者情報の問合せを、必ずしも行う必要はない。例えば、制御部51Aから制御部51Bへの加入者情報の問合せ(ステップS113)よりも前に、制御部51Aが他のMMEへ加入者情報の問合せを行っても良い。また、制御部51Aが、制御部51Bから加入者情報を有していないことを示す通知を受けた場合に(ステップS116)、制御部51Aが他のMMEへ加入者情報の問合せを行っても良い。また、制御部51Bによる加入者情報を有しているか否かの判断(ステップS114)よりも前に、制御部51Bが他のMMEに加入者情報の問合せを行っても良い。
次に、制御部51Aは、制御部51Bから加入者情報なしの通知を受けると、無線基地局装置101Aを介して無線端末装置202へ加入者情報の送信を要求する(ID要求)(ステップS117)。
次に、無線端末装置202は、制御部51AからID要求を受けると、自己の識別情報(ID(Identification))を制御部51Aへ送信する(ID応答)(ステップS118)。
一方、ステップS113において制御部51Aから加入者情報問合せを受けた制御部51Bが加入者情報を有している場合(ステップS114において「有」)、または、制御部51Bが他のMMEへ加入者情報の問合せを行うことにより(ステップS115)他のMMEから加入者情報を取得した場合には、加入者情報を制御部51Aへ出力する(ステップS119)。なお、制御部51Bは、加入者情報を制御部51Aへ通知した後は、この加入者情報を解放してもよい。
このようにして、制御部51Aが加入者情報を取得すると、認証処理およびセキュリティ情報の送受信が行われる(ステップS120)。
具体的には、MME162の制御部51Aは、認証要求(Authentication Request)を無線基地局装置101Aへ送信する。そして、無線基地局装置101Aは、下りデータを無線端末装置202へ送信する。この下りデータに、たとえば制御部51Aからの認証要求の情報が含まれる。また、無線端末装置202は、上りデータを無線基地局装置101Aへ送信する。この上りデータに、たとえば制御部51Aへの認証応答の情報が含まれる。
そして、無線基地局装置101Aが認証要求に対する認証応答を制御部51Aへ送信し、制御部51AがNAS(Non-Access Stratum)層のセキュリティ処理としてセキュリティ情報(NAS Security Mode Command)を無線基地局装置101Aへ送信する。そして、無線基地局装置101Aは、制御部51Aから受信したセキュリティ情報に対するセキュリティ完了通知(NAS Security Mode Complete)を制御部51Aへ送信する。
次に、制御部51Aは、上位ネットワークから無線端末装置202宛の下りのパケット、および、無線端末装置202から上位ネットワークへの上りのパケットがS−GW161を経由するように、P−GW163と無線基地局装置101Aとの間の通信経路の作成をS−GW161へ要求する(Create Session Request)(ステップS121)。
次に、S−GW161は、制御部51Aから通信経路の作成要求を受信して、P−GW163と無線基地局装置101Aとの間の通信経路を作成し、通信経路の作成応答(Create Session Response)を制御部51Aへ送信する(ステップS122)。
次に、制御部51Aは、S−GW161から通信経路の作成応答を受信して、セキュリティ情報(Security Mode Command)などの情報送信要求(Initial Context Setup Request)およびアタッチ受諾(Attach Accept)を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS123)。
なお、MME162の制御部51Aおよび無線基地局装置101A間のメッセージについて、アタッチ受諾などはS1APプロトコルに従うメッセージとなり、これら以外はすべてNAS(MME)プロトコルに従うメッセージとなる。
次に、無線基地局装置101Aは、制御部51Aからセキュリティ情報などの情報送信要求およびアタッチ受諾を受信して、セキュリティ情報などの情報を無線端末装置202へ送信する。また、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202へRRC(Radio Resource Control)コネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS124)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101Aからセキュリティ情報などを受信して、セキュリティ完了通知(Security Mode Complete)を無線基地局装置101Aへ送信する。また、無線端末装置202は、無線基地局装置101AへRRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を送信する(ステップS125)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202からセキュリティ完了通知およびRRCコネクション再構成完了通知を受信すると、情報送信要求に対する情報送信応答を制御部51Aへ送信する(ステップS126)。
次に、無線端末装置202から伝送メッセージが送信されると(ステップS127)、無線基地局装置101Aは、アタッチ完了通知(Attach Complete)を制御部51Aへ送信する(ステップS128)。
そして、制御部51Aが端末情報解放指示(UE Context Release Command)を無線基地局装置101Aへ送信し、無線基地局装置101AがRRCコネクション解放要求(RRC Connection Release)を無線端末装置202へ送信する。これにより、無線端末装置202は、アイドル状態となる。また、無線基地局装置101Aが端末情報解放完了通知(UE Context Release Complete)を制御部51Aへ送信する。
なお、無線基地局装置101Bが、無線端末装置202の新たな通信接続先として選択された場合には、制御部51Aと制御部51Bとの役割が入れ替わり、上記と同様の動作が行われる。
(トラッキングエリア更新処理の動作)
図8は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるトラッキングエリア更新処理の動作の流れを示すシーケンス図である。
図8は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるトラッキングエリア更新処理の動作の流れを示すシーケンス図である。
図8を参照して、無線端末装置202は、ある無線基地局装置101Aを新たな通信接続先として選択すべきであると判断すると、RRC(Radio Resource Control)コネクション要求(RRC Connection Request)を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS131)。
そして、無線基地局装置101AがRRCコネクション情報(RRC Connection Setup)を無線端末装置202へ送信し、無線端末装置202がRRCコネクション完了通知(RRC Connection Setup Complete)を無線基地局装置101Aへ送信した後、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202から受信したトラッキングエリア更新要求(Tracking Area Update Request)をMME162の制御部51Aへ送信する(ステップS132)。
このトラッキングエリア更新要求は、たとえば、無線端末装置202からのRRCコネクション完了通知に含まれる。また、トラッキングエリア更新要求は、無線端末装置202が、あるセルに新たに移動したことにより、当該無線端末装置202が着信対象である場合の呼び出しエリアが変わったことをMME162に対して通知するために送信する要求である。
次に、制御部51Aは、無線基地局装置101Aからトラッキングエリア更新要求を受けて、制御部51Bへ無線端末装置202のContext情報(端末情報)の問合せを行う(ステップS133)。このContext情報は、例えば、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)またはIMEI(International Mobile Equipment Identity)など、無線端末装置202の識別情報に加えて、さらに、無線端末装置202が受けているサービスのサービス情報などが含まれる。
次に、制御部51Bは、制御部51AからContext情報の問合せを受けて、Context情報を有しているか否かを判断する(ステップS134)。
次に、制御部51Bは、無線端末装置202のContext情報を有していない場合には(ステップS134において「無」)、無線端末装置202が過去に通信を行った無線基地局装置101A,101Bを管理対象とする他のMMEへContext情報の問合せを行う(ステップS135)。このとき、制御部51Aから出力されたContext情報の問合せには、無線端末装置202が過去に通信を行った無線基地局装置101A,101Bを管理する他のMMEの識別情報が含まれており、制御部51Bは、この識別情報に基づいて他のMMEを特定することができる。
次に、ステップS133において制御部51AからContext情報問合せを受けた制御部51BがContext情報を有している場合(ステップS134において「有」)、または、制御部51Bが他のMMEへContext情報の問合せを行うことにより(ステップS135)他のMMEからContext情報を取得した場合には、Context情報を制御部51Aへ出力する(ステップS136)。なお、制御部51Bは、Context情報を制御部51Aへ通知した後は、このContext情報を解放してもよい。
また、制御部51Bは、他のMMEへのContext情報の問合せを必ずしも行う必要はなく、例えば、制御部51Aによる制御部51BへのContext情報の問合せ(ステップS133)よりも前に、制御部51Aが他のMMEへContext情報の問合せを行っても良い。また、制御部51BによるContext情報を有しているか否かの判断(ステップS134)よりも前に、制御部51Bが他のMMEに、Context情報の問合せを行っても良い。
このようにして、制御部51AがContext情報を取得すると、認証処理およびセキュリティ情報の送受信が行われる(ステップS137)。
具体的には、MME162の制御部51Aは、認証要求(Authentication Request)を無線基地局装置101Aへ送信する。そして、無線基地局装置101Aは、下りデータを無線端末装置202へ送信する。この下りデータに、たとえば制御部51Aからの認証要求の情報が含まれる。また、無線端末装置202は、上りデータを無線基地局装置101Aへ送信する。この上りデータに、たとえば制御部51Aへの認証応答の情報が含まれる。
そして、無線基地局装置101Aが認証要求に対する認証応答を制御部51Aへ送信し、制御部51AがNAS(Non-Access Stratum)層のセキュリティ処理としてセキュリティ情報(NAS Security Mode Command)を無線基地局装置101Aへ送信する。そして、無線基地局装置101Aは、制御部51Aから受信したセキュリティ情報に対するセキュリティ完了通知(NAS Security Mode Complete)を制御部51Aへ送信する。
次に、制御部51Aは、上位ネットワークから無線端末装置202宛の下りのパケット、および、無線端末装置202から上位ネットワークへの上りのパケットがS−GW161を経由するように、P−GW163と無線基地局装置101Aとの間の通信経路の作成をS−GW161へ要求する(Create Session Request)(ステップS138)。
次に、S−GW161は、制御部51Aから通信経路の作成要求を受信して、P−GW163と無線基地局装置101Aとの間の通信経路を作成し、通信経路の作成応答(Create Session Response)を制御部51Aへ送信する(ステップS139)。
次に、制御部51Aは、S−GW161から通信経路の作成応答を受信して、セキュリティ情報(Security Mode Command)などの情報送信要求(Initial Context Setup Request)およびトラッキングエリア更新受諾(TAU受諾)(Tracking Area Update Accept)を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS140)。
なお、MME162の制御部51Aおよび無線基地局装置101A間のメッセージについて、アタッチ受諾などはS1APプロトコルに従うメッセージとなり、これら以外はすべてNAS(MME)プロトコルに従うメッセージとなる。
次に、無線基地局装置101Aは、制御部51Aからセキュリティ情報などの情報送信要求およびトラッキングエリア更新受諾を受信して、セキュリティ情報などの情報を無線端末装置202へ送信する。また、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202へRRC(Radio Resource Control)コネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS141)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101Aからセキュリティ情報などを受信して、セキュリティ完了通知(Security Mode Complete)を無線基地局装置101Aへ送信する。また、無線端末装置202は、無線基地局装置101AへRRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を送信する(ステップS142)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202からセキュリティ完了通知およびRRCコネクション再構成完了通知を受信すると、情報送信要求に対する情報送信応答を制御部51Aへ送信する(ステップS143)。
次に、無線端末装置202から伝送メッセージが送信されると(ステップS144)、無線基地局装置101Aは、トラッキングエリア更新完了通知(TAU完了通知)(Tracking Area Update Complete)を制御部51Aへ送信する(ステップS145)。
そして、制御部51Aが端末情報解放指示(UE Context Release Command)を無線基地局装置101Aへ送信し、無線基地局装置101AがRRCコネクション解放要求(RRC Connection Release)を無線端末装置202へ送信する。これにより、無線端末装置202は、アイドル状態となる。また、無線基地局装置101Aが端末情報解放完了通知(UE Context Release Complete)を制御部51Aへ送信する。
なお、無線基地局装置101Bが、無線端末装置202の新たな通信接続先として選択された場合には、制御部51Aと制御部51Bとの役割が入れ替わり、上記と同様の動作が行われる。
(ハンドオーバ動作)
次に、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるハンドオーバ動作およびデータフォワーディング動作について、無線基地局装置101Aおよび無線基地局装置101B間で基地局−基地局間の論理インタフェースであるX2インタフェースが用いられる場合、X2インタフェースが用いられない場合、および、ハンドオーバ動作が拒否される場合に分けて説明する。
次に、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるハンドオーバ動作およびデータフォワーディング動作について、無線基地局装置101Aおよび無線基地局装置101B間で基地局−基地局間の論理インタフェースであるX2インタフェースが用いられる場合、X2インタフェースが用いられない場合、および、ハンドオーバ動作が拒否される場合に分けて説明する。
(a)X2インタフェースが用いられる場合
図9は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるハンドオーバ動作およびデータフォワーディング動作のシーケンスの一例を示す図である。
図9は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるハンドオーバ動作およびデータフォワーディング動作のシーケンスの一例を示す図である。
ここでは、無線端末装置202が、フェムトセルであるセルCA内に位置し、無線基地局装置101Aと通信中である状態から、マクロセルであるセルCB内へ移動した場合を想定する。なお、セルCBはピコセルであってもよい。また、基地局−基地局間の論理インタフェースであるX2インタフェースが無線基地局装置101Aおよび無線基地局装置101B間で用いられる場合を想定する。
図9を参照して、無線基地局装置101Aおよび無線端末装置202間で通信コネクション具体的にはRRCコネクションが確立している状態において、無線端末装置202と無線基地局装置101Aとの間で通信が行われている。そして、無線基地局装置101Aは、自己と通信中の無線端末装置202の測定対象となる周波数と、当該周波数の無線信号を送信する他の無線基地局装置とを設定し、設定した他の無線基地局装置から送信される無線信号の受信電力を無線端末装置202に測定させるための測定開始要求を無線端末装置202へ送信する(ステップS151)。この測定開始要求には、周辺セル情報、すなわち測定対象となる無線基地局装置のセルIDが含まれる。また、この測定開始要求には、各無線基地局装置の送信周波数が含まれる。
そして、無線端末装置202は、受信した測定開始要求の示す周波数において、測定開始要求の示す無線基地局装置から送信される無線信号の受信電力を測定する。そして、無線端末装置202は、たとえば、受信電力の測定を定期的に行ない、無線基地局装置101Aとの通信状態が悪くなった場合、および無線基地局装置101A以外の他の無線基地局装置との通信状態が良くなった場合に、受信電力の測定結果を示す受信電力情報すなわち測定結果通知を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS152)。
そして、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202から受信した測定結果通知に基づいて、当該無線端末装置202のハンドオーバ動作を実行すべきか否かを判断し、ハンドオーバ動作を実行すべきであると判断すると、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Bをハンドオーバ先として決定する(ステップS153)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS154)。そして、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aからハンドオーバ要求を受信して、RRCコネクション確立のための準備処理を行い、無線基地局装置101Aへ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答を送信する(ステップS155)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202へハンドオーバ指示を含むRRCコネクション再構成指示を送信する(ステップS156)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bへ自己の通信状態等を示す状態通知を送信する。この状態通知に、データフォワーディングにおいて、無線基地局装置101Bが転送パケットを処理するための、パケットのシリアル番号等の情報が含まれる(ステップS157)。
そして、無線基地局装置101Aは、X2インタフェース経由のデータフォワーディング(ダイレクトデータフォワーディング)を開始する、すなわち、自己に蓄積されているかまたはS−GW161から新たに受信する当該無線端末装置202宛のパケットである対象パケットを無線基地局装置101Bへ転送する(ステップS158)。
次に、無線端末装置202および無線基地局装置101B間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202は、無線基地局装置101BへRRCコネクション再構成完了通知を送信する(ステップS159)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202からRRCコネクション再構成完了通知を受信して、無線基地局装置101Aから転送されたパケットを無線端末装置202へ送信する。ここで、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aから受信した状態通知の示すシリアル番号等を用いて、パケットの順序制御を行なう(ステップS160)。
また、無線端末装置202は、無線基地局装置101Bへパケットを送信し、無線基地局装置101Bは、当該パケットをS−GW161へ送信する(ステップS161)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202からRRCコネクション再構成完了通知を受信して、MME162の制御部51Bへハンドオーバ完了通知を送信し、RRCコネクションが確立する(ステップS162)。このハンドオーバ完了通知に、S−GW161に対するパス切り替え要求が含まれる。
次に、制御部51Bは、制御部51AへContext情報(端末情報)の問合せを行う(ステップS163)。このContext情報は、例えば、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)またはIMEI(International Mobile Equipment Identity)など、無線端末装置202の識別情報に加えて、さらに、無線端末装置202が受けているサービスのサービス情報などが含まれる。
次に、制御部51Aは、制御部51BからContext情報の問合せを受けて、Context情報を解放すなわち削除し(ステップS164)、Context情報を制御部51Bへ出力する(ステップS165)。なお、制御部51Aは、Context情報を制御部51Bへ出力した後に(ステップS165)、当該Context情報の解放を行っても良い。
次に、制御部51Bは、制御部51AからContext情報を受信すると、上記パス切り替え要求を含むベアラ変更要求を、ルーティング機能部52を介してS−GW161へ送信する(ステップS166)。
次に、S−GW161は、制御部51Bからベアラ変更要求を受信して、パスの切り替え処理を行なう、すなわち、当該無線端末装置202宛の対象パケットの送信先を無線基地局装置101Aから無線基地局装置101Bへ切り替える。そして、S−GW161は、ベアラ変更要求に対するパス切り替え応答を含むベアラ変更応答を、ルーティング機能部52を介して制御部51Bへ送信する(ステップS167)。
次に、S−GW161は、対象パケットの無線基地局装置101Bへの送信を開始する。そして、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aを経由していないS−GW161からの対象パケットの無線端末装置202への送信を保留し、蓄積しておく(ステップS168)。
次に、S−GW161は、エンドマーカが付された対象パケットを無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS169)。
次に、無線基地局装置101Aは、S−GW161から受信したエンドマーカ付きの対象パケットを無線基地局装置101Bへ転送する。無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bへ転送する対象パケットの最後を、このエンドマーカ付きの対象パケットとする(ステップS170)。
そして、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aからエンドマーカ付きの対象パケットを受信して、無線基地局装置101Aによる自己へのデータフォワーディングが完了したことを認識する。そして、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aから転送された対象パケットをすべて無線端末装置202へ送信した後、蓄積していたS−GW161からの対象パケットの無線端末装置202への送信を開始する。
また、制御部51Bは、S−GW161からベアラ変更応答を受信して、当該ベアラ変更応答を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS171)。
そして、必要に応じて図8に示すトラッキングエリアの更新処理が行われる(ステップS172)。
また、無線基地局装置101Bは、制御部51Bからベアラ変更応答を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS173)。そして、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bから端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202に関する情報を解放し、無線基地局装置101Bへ端末情報解放完了通知を送信し、RRCアイドル状態となる。
なお、無線端末装置202が、フェムトセルであるセルCA内に位置し、無線基地局装置101Aと通信中である状態から、マクロセルであるセルCB内へ移動した場合には、制御部51Aと制御部51Bとの役割が入れ替わり、上記と同様の動作が行われる。
(b)X2インタフェースが用いられない場合
図10は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるハンドオーバ動作およびデータフォワーディング動作のシーケンスの一例を示す図である。
図10は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるハンドオーバ動作およびデータフォワーディング動作のシーケンスの一例を示す図である。
ここでは、図9に示すハンドオーバ動作が行われる場合と同様に、無線端末装置202が、フェムトセルであるセルCA内に位置し、無線基地局装置101Aと通信中である状態から、マクロセルであるセルCB内へ移動した場合を想定する。なお、セルCBはピコセルであってもよい。また、基地局−基地局間の論理インタフェースであるX2インタフェースが無線基地局装置101Aおよび無線基地局装置101B間で用いられない場合を想定する。
図10を参照して、ステップS181からステップS183までの動作は、図9に示すステップS151からステップS153までの動作と同様であり、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bをハンドオーバ先として決定する。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求をMME162の制御部51Aへ送信する(ステップS184)。
次に、制御部51Aは、無線基地局装置101Aからハンドオーバ要求を受けると、このハンドオーバ要求およびContext情報を制御部51Bへ出力する(ステップS185)。
次に、制御部51Bは、制御部51Aから受けたハンドオーバ要求を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS186)。
次に、無線基地局装置101Bは、制御部51Bからハンドオーバ要求を受信して、制御部51Bへ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答を送信する(ステップS187)。そして、制御部51Bは、無線基地局装置101Bから受けたハンドオーバ応答を制御部51Aへ転送する(ステップS188)。
次に、制御部51Aは、制御部51Bからハンドオーバ応答を受けると、S1−Uインタフェース経由のデータフォワーディングを行うためのパスの確立要求を、ルーティング機能部52を介してS−GW161へ送信する(ステップS189)。
そして、S−GW161は、制御部51Aからデータフォワーディングパスの確立要求を受けると、データフォワーディングパスを確立させる。そして、S−GW161は、データフォワーディングパスの確立応答を、ルーティング機能部52を介して制御部51Aへ送信する(ステップS190)。
次に、制御部51Aは、無線基地局装置101Aへハンドオーバ指示を送信する(ステップS191)。
次に、無線基地局装置101Aは、当該無線端末装置202へRRCコネクション再構成指示を送信する(ステップS192)。
次に、無線基地局装置101Aは、制御部51Aへ自己の通信状態等を示す状態通知を送信する(ステップS193)。この状態通知に、データフォワーディングにおいて、無線基地局装置101Bが転送パケットを処理するための、パケットのシリアル番号等の情報が含まれる。
次に、制御部51Aは、無線基地局装置101Aから受けた基地局状態通知を制御部51Bへ出力する(ステップS194)。そして、制御部51Bは、制御部51Aから基地局状態通知を受けると、基地局状態通知に対する基地局状態応答を制御部51Aへ出力する(ステップS195)。
次に、制御部51Bは、無線基地局装置101Bへ無線端末装置202との通信内容等を示す状態通知(MME状態通知)を送信する(ステップS196)。
そして、無線基地局装置101Aは、S1インタフェース経由のデータフォワーディングを開始する、すなわち、自己に蓄積されているかまたはS−GW161から新たに受信する当該無線端末装置202宛のパケットである対象パケットをS−GW161経由で無線基地局装置101Bへ転送する(インダイレクトデータフォワーディング)(ステップS197およびステップS198)。
次に、無線端末装置202および無線基地局装置101B間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202は、無線基地局装置101BへRRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を送信する(ステップS199)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202からRRCコネクション再構成完了通知を受信して、無線基地局装置101Aから転送されたパケットを無線端末装置202へ送信する。ここで、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aから受信した状態通知の示すシリアル番号等を用いて、パケットの順序制御を行なう(ステップS200)。
また、無線端末装置202は、無線基地局装置101Bへパケットを送信し、無線基地局装置101Bは、当該パケットをS−GW161へ送信する(ステップS201)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202からRRCコネクション再構成完了通知を受信して、制御部51Bへハンドオーバ完了通知を送信し(ステップS202)、RRCコネクションが確立する。このハンドオーバ完了通知に、S−GW161に対するパス切り替え要求が含まれる。そして、制御部51Bは、無線基地局装置101Bから取得したハンドオーバ完了通知を制御部51Aへ転送する(ステップS203)。
次に、制御部51Bは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ完了通知を受信して、上記パス切り替え要求を含むベアラ変更要求を、ルーティング機能部52を介してS−GW161へ送信する(ステップS204)。
そして、S−GW161は、制御部51Bからベアラ変更要求を受信して、パスの切り替え処理を行なう、すなわち、当該無線端末装置202宛の対象パケットの送信先を無線基地局装置101Aから無線基地局装置101Bへ切り替える。そして、S−GW161は、ベアラ変更要求に対する、パス切り替え応答を含むベアラ変更応答を、ルーティング機能部52を介して制御部51Bへ送信する(ステップS205)。
次に、S−GW161は、対象パケットの無線基地局装置101Bへの送信を開始する。そして、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aを経由していないS−GW161からの対象パケットの無線端末装置202への送信を保留し、蓄積しておく。
そして、S−GW161は、エンドマーカが付された対象パケットを無線基地局装置101Aへ送信し、無線基地局装置101Aは、当該対象パケットを無線基地局装置101Bへ転送する。このとき、無線基地局装置101Aは、当該対象パケットの最後を、このエンドマーカ付きの対象パケットとする。そして、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aからエンドマーカ付きの対象パケットを受信して、データフォワーディングが完了したことを認識し、当該対象パケットをすべて無線端末装置202へ送信した後、蓄積していたS−GW161からの対象パケットの無線端末装置202への送信を開始する。また、制御部51Bは、S−GW161からベアラ変更応答を受信して、当該ベアラ変更応答を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS206)。
そして、必要に応じて図8に示すトラッキングエリアの更新処理が行われる(ステップS207)。
また、制御部51Aは、制御部51Bからハンドオーバ完了通知を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS208)。そして、無線基地局装置101Aは、制御部51Aから端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202に関する情報を解放し、制御部51Aへ端末情報解放完了通知を送信し、RRCアイドル状態となる(ステップS209)。
また、制御部51Aは、無線基地局装置101Aから端末情報解放完了通知を受けると、Context情報を解放する(ステップS210)。
なお、無線端末装置202が、フェムトセルであるセルCA内に位置し、無線基地局装置101Aと通信中である状態から、マクロセルであるセルCB内へ移動した場合には、制御部51Aと制御部51Bとの役割が入れ替わり、上記と同様の動作が行われる。
(c)ハンドオーバ動作が拒否される場合
図11は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるハンドオーバ動作およびデータフォワーディング動作のシーケンスの一例を示す図である。
図11は、本発明の実施の形態に係るMME162を備える通信システム401におけるハンドオーバ動作およびデータフォワーディング動作のシーケンスの一例を示す図である。
ここでは、図9に示すハンドオーバ動作が行われる場合と同様に、無線端末装置202が、フェムトセルであるセルCA内に位置し、無線基地局装置101Aと通信中である状態から、マクロセルであるセルCB内へ移動した場合を想定する。なお、セルCBはピコセルであってもよい。また、基地局−基地局間の論理インタフェースであるX2インタフェースが無線基地局装置101Aおよび無線基地局装置101B間で用いられない場合を想定する。
図11を参照して、図11に示すステップS211からステップS216までの動作は、図10に示すステップS171からステップS176までの動作と同様であるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
次に、無線基地局装置101Bは、制御部51Bからハンドオーバ要求を受信して、当該ハンドオーバ要求の示すような、自己をハンドオーバ先とするハンドオーバ動作を行うことができないと判断した場合には、制御部51Bへ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ拒否(Handover Failure)を送信する(ステップS217)。そして、制御部51Bは、無線基地局装置101Bから受けたハンドオーバ拒否を制御部51Aへ転送する(ステップS218)。
次に、制御部51Aは、制御部51Bからハンドオーバ拒否を受けると、ハンドオーバ失敗通知(Handover Preparation Failure)を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS219)。
なお、無線端末装置202が、フェムトセルであるセルCA内に位置し、無線基地局装置101Aと通信中である状態から、マクロセルであるセルCB内へ移動した場合には、制御部51Aと制御部51Bとの役割が入れ替わり、上記と同様の動作が行われる。
ところで、フェムト基地局は設置の自由度が高く設置数が増加傾向にあるため、コアネットワークに設けられたMME(Mobility Management Entity)などの通信制御装置の管理対象が増加する。このため、例えば、複数のフェムトセルが形成されたマクロセル内を無線端末装置が移動することにより無線端末装置の通信相手となる無線基地局装置が切り替わる場合のように、フェムト基地局などの無線基地局装置とコアネットワークとの間の通信が行われる場合に、多くの無線基地局装置からMMEへのアクセスが集中し、MMEに多大な負荷がかかるという問題がある。
また、HeNB−GW等の中継装置経由でフェムト基地局とコアネットワークとを接続することによりMMEの管理対象を少なくして、MMEに集中するアクセスを分散させることが考えられる。
しかしながら、このような構成を採用する場合には、フェムト基地局と中継装置との間の情報の送受信およびマクロ基地局とMMEとの間の情報の送受信に加えて、さらに、MMEと中継装置との間の情報の送受信が必要となり、結果として通信システムにおいて行われる情報の送受信が増加する。
これに対して、本発明の実施の形態に係るMME162では、制御部51Aが、無線基地局装置101A,101Bのうちフェムト基地局である無線基地局装置101Aを管理する。また、制御部51Bが、無線基地局装置101A,101Bのうちフェムト基地局以外の無線基地局装置101Bを管理する。
このような構成により、中継装置を設けることなくMME162に集中するアクセスを分散させることができるため、MME162にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、このように、フェムト基地局である無線基地局装置101Aを管理する制御部51Aと、フェムト基地局以外の基地局である無線基地局装置101Bを管理する制御部51Bとに分けられていることにより、無線基地局装置101Aの設置数が増加して制御部51Aへのアクセスが集中する場合であっても、当該アクセスの集中に影響されることなく無線基地局装置101Bと制御部51Bとの間の通信を円滑に行うことができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、制御部51Aおよび制御部51Bは、通信制御装置間の通信用に規定されたインタフェースを用いることなく互いに通信する。
このように、制御部51Aおよび制御部51Bは、論理的なインタフェースを用いて互いに通信するため、通信システムにおいて行われる情報の送受信の増加を防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162は、制御部51Aを複数備える。
このような構成により、無線基地局装置101Aの設置数が増加した場合であっても、多数の無線基地局装置101AとMME162との間のアクセスを分散させることができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、制御部51Aおよび制御部51Bのうち一方の制御部は、無線端末装置202のコアネットワークへのアタッチ要求を対応する無線基地局装置101A,101Bから受信して、他方の制御部へ無線端末装置202の端末情報の問合せを行う。また、他方の制御部は、端末情報の問合せを受けて、端末情報を有している場合にはこの端末情報を一方の制御部へ出力する。
このような構成により、無線端末装置202のコアネットワークへのアタッチ処理が行われる場合であっても、MME162にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。また、他方の制御部が端末情報を有している場合には、一方の制御部は無線端末装置に端末情報を問合せることなく、他方の制御部から端末情報を取得することができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、上記他方の制御部は、端末情報の問合せを受けて、端末情報を有していない場合には、有していないことを示す通知を上記一方の制御部へ出力するか、または、無線端末装置202が過去に通信を行った無線基地局装置101A,101Bを管理対象とする他のMMEへ端末情報の問合せを行う。
このように、上記一方の制御部は、上記他方の制御部が端末情報を有していないことを示す通知を取得することにより、他方の制御部が端末情報を有していないことを認識することができる。また、上記他方の制御部が他のMMEへ端末情報の問合せを行うことにより、上記他方の制御部は、自己が端末情報を有していない場合であっても端末情報を取得し得る。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、制御部51Aおよび制御部51Bのうち一方の制御部は、無線端末装置202のトラッキングエリア更新要求を対応する無線基地局装置101A,101Bから受信して、他方の制御部へ無線端末装置202の端末情報の問合せを行う。また、他方の制御部は、端末情報の問合せを受けて、端末情報を有している場合には端末情報を一方の制御部へ出力する。
このような構成により、無線端末装置202のトラッキングエリアの更新処理が行われる場合であっても、MME162にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。また、上記他方の制御部が端末情報を有している場合には、上記一方の制御部は無線端末装置に端末情報を問合せることなく、上記他方の制御部から端末情報を取得することができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、上記他方の制御部は、端末情報の問合せを受けて、端末情報を有していない場合には、無線端末装置202が過去に通信を行った無線基地局装置101A,101Bを管理対象とする他のMME162へ端末情報の問合せを行う。
このように、上記他方の制御部が他のMMEへ端末情報の問合せを行うため、上記他方の制御部は、自己が端末情報を有していない場合であっても端末情報を取得し得る。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、制御部51Aおよび制御部51Bのうち無線端末装置202のハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bを管理する一方の制御部は、無線端末装置202のハンドオーバ動作が完了した後にハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bから所定情報を受信して、ハンドオーバ元の無線基地局装置101A,101Bが他方の制御部の管理対象である場合に、他方の制御部へ無線端末装置202の端末情報の問合せを行う。他方の制御部は、一方の制御部から端末情報の問合せを受けて、端末情報を一方の制御部へ出力する。
このような構成により、たとえばX2インタフェースを介した無線端末装置202のハンドオーバ動作が行われる場合であっても、MME162にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。また、上記一方の制御部は無線端末装置202に端末情報を問合せることなく、上記他方の制御部から端末情報を取得することができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から端末情報の問合せを受けると、端末情報を解放すなわち削除する。
このような構成により、上記他方の制御部にとって不要な端末情報が、上記他方の制御部に記録され続けることを防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、制御部51Aおよび制御部51Bのうち無線端末装置202のハンドオーバ元の無線基地局装置101A,101Bを管理する一方の制御部は、無線端末装置202のハンドオーバ動作を行うためのハンドオーバ要求をハンドオーバ元の無線基地局装置101A,101Bから受信して、ハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bが他方の制御部の管理対象である場合に、ハンドオーバ要求および無線端末装置202の識別情報を他方の制御部へ出力する。また、他方の制御部は、一方の制御部から取得したハンドオーバ要求をハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bへ送信し、ハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bからハンドオーバ要求に対する応答通知を受信すると、当該応答通知を一方の制御部へ出力する。
このような構成により、たとえばS1インタフェースを介した無線端末装置202のハンドオーバ動作が行われる場合であっても、MME162にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、上記一方の制御部は、上記他方の制御部から応答通知を取得した後、ハンドオーバ元の無線基地局装置101A,101Bの状態を示す状態通知をハンドオーバ元の無線基地局装置101A,101Bから受信すると、上記他方の制御部へ状態通知を出力する。また、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から状態通知を取得して、状態通知に対する応答通知を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、上記他方の制御部は、ハンドオーバ元の無線基地局装置の状態を認識することができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から状態通知を取得した後、ハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bからハンドオーバ動作の完了通知を受信すると、完了通知を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、上記一方の制御部は、ハンドオーバ動作が完了したことを認識することができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、上記一方の制御部は、上記他方の制御部から完了通知を取得すると、端末情報を解放すなわち削除する。
このような構成により、上記一方の制御部にとって不要な端末情報が、上記一方の制御部に記録され続けることを防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係るMME162において、制御部51Aおよび制御部51Bのうち無線端末装置202のハンドオーバ元の無線基地局装置101A,101Bを管理する一方の制御部は、無線端末装置202のハンドオーバ動作を行うためのハンドオーバ要求をハンドオーバ元の無線基地局装置101A,101Bから受信して、ハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bが他方の制御部の管理対象である場合に、ハンドオーバ要求および無線端末装置202の識別情報を他方の制御部へ出力する。また、上記他方の制御部は、上記一方の制御部から取得したハンドオーバ要求をハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bへ送信し、ハンドオーバ先の無線基地局装置101A,101Bからハンドオーバ動作の拒否通知を受信すると、拒否通知を上記一方の制御部へ出力する。
このような構成により、たとえばS1インタフェースを介した無線端末装置202のハンドオーバ動作が行われる場合であっても、MME162にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
(変形例)
以下、本発明の実施の形態の変形例について説明する。本発明の実施の形態の変形例に係るS−GW161を備える通信システム401は、S−GW161が論理的に分けられた通信部61A,61Bを有しているものである。
以下、本発明の実施の形態の変形例について説明する。本発明の実施の形態の変形例に係るS−GW161を備える通信システム401は、S−GW161が論理的に分けられた通信部61A,61Bを有しているものである。
図12は、本発明の実施の形態の変形例に係るS−GW161の構成を示す図である。図12を参照して、S−GW161は、論理的に分けられた通信部61A,61Bと、ルーティング機能部62とを有する。
通信部61A(第1の通信部)は、無線基地局装置101AとIP網302との間に接続される。通信部61Aは、無線基地局装置101A,101Bのうちフェムト基地局である無線基地局装置101A経由で無線端末装置202から受信した通信データを上位ネットワークへ送信するとともに、上位ネットワークから受信した通信データを無線基地局装置101A経由で無線端末装置202へ送信する。
通信部61B(第2の通信部)は、無線基地局装置101BとIP網302との間に接続される。通信部61Bは、無線基地局装置101A,101Bのうちフェムト基地局以外である無線基地局装置101B経由で無線端末装置202から受信した通信データを上位ネットワークへ送信するとともに、上位ネットワークから受信した通信データを無線基地局装置101B経由で無線端末装置202へ送信する。
例えば、S−GW161は第1のコア(Core)および第2のコアを集積したCPU(Central Processing Unit)を有し、第1のコアが通信部61Aとして機能し、第2のコアが通信部61Bとして機能する。なお、必ずしもS−GW161が複数の異なるコアを集積したCPUを有している必要はなく、これら通信部61Aおよび通信部61Bが論理的に分かれてS−GW間の通信用に規定されたインタフェースを用いることなく互いに通信する構成であれば足りる。
例えば、S−GW161は複数の異なるCPU(Central Processing Unit)を有し、第1のCPUが通信部61Aとして機能し、第2のCPUが通信部61Bとして機能してもよい。また、例えば、S−GW161は複数の異なる基板を有し、第1の基板に通信部61Aが搭載され、第2の基板に通信部61Bが搭載されてもよい。また、例えば、S−GW161は複数の異なる装置を有し、第1の装置に通信部61Aが搭載され、第2の装置に通信部61Bが搭載されてもよい。しかしながら、通信部61Aと通信部61Bとが互いに異なる装置に搭載されている場合には、これら通信部61Aおよび通信部61B間の通信は所定の論理的なインタフェースを介して行われるため処理遅延が生じる可能性がある。このため、通信部61Aおよび通信部61Bは、異なるコア、異なるCPUまたは異なる基板によって分離されていることが好ましい。
なお、図12では、1つの通信部61Aと、1つの通信部61Bとを代表的に示しているが、さらに多数の通信部61A,61Bが設けられてもよい。
ルーティング機能部62は、MME162またはP−GW163との間で情報の送受信を行う。また、ルーティング機能部62は、MME162またはP−GW163から取得した情報を通信部61Aまたは通信部61Bへ振り分けて出力する。すなわち、ルーティング機能部62は、MME162またはP−GW163から取得した情報のうち、通信部61Aまたは無線基地局装置101A宛の情報を通信部61Aへ送信し、通信部61Bまたは無線基地局装置101B宛の情報を通信部61Bへ送信する。
このように、本発明の実施の形態の変形例に係るS−GW161では、通信部61Aが、フェムト基地局である無線基地局装置101A経由で無線端末装置202から受信した通信データを上位ネットワークへ送信するか、または、上位ネットワークから受信した通信データを無線基地局装置101A経由で無線端末装置202へ送信する。また、通信部61Bが、フェムト基地局以外の基地局である無線基地局装置101B経由で無線端末装置202から受信した通信データを上位ネットワークへ送信するか、または、上位ネットワークから受信した通信データを無線基地局装置101B経由で無線端末装置202へ送信する。
このような構成により、中継装置を設けることなくS−GW161に集中するアクセスを分散させることができるため、S−GW161にかかる負荷を軽減させることができ、かつ、情報の送受信の増加を抑えることができる。
また、このように、無線基地局装置101Aとの間で通信データの送受信を行う通信部61Aと、無線基地局装置101Bとの間で通信データの送受信を行う通信部61Bとに分けられていることにより、無線基地局装置101Aの設置数が増加して通信部61Aへのアクセスが集中する場合であっても、当該アクセスの集中に影響されることなく無線基地局装置101Bと通信部61Bとの間の通信データの送受信を円滑に行うことができる。
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
51A 制御部(第1の制御部)
51B 制御部(第2の制御部)
52 ルーティング機能部
61A 通信部(第1の通信部)
61B 通信部(第2の通信部)
62 ルーティング機能部
101,101A,101B 無線基地局装置
161 S−GW(ゲートウェイ装置)
162 MME(通信制御装置)
163 P−GW
164 HSS
202 無線端末装置
301 コアネットワーク
302 IP網(上位ネットワーク)
401 通信システム
51B 制御部(第2の制御部)
52 ルーティング機能部
61A 通信部(第1の通信部)
61B 通信部(第2の通信部)
62 ルーティング機能部
101,101A,101B 無線基地局装置
161 S−GW(ゲートウェイ装置)
162 MME(通信制御装置)
163 P−GW
164 HSS
202 無線端末装置
301 コアネットワーク
302 IP網(上位ネットワーク)
401 通信システム
Claims (19)
- 無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置を管理するための通信制御装置であって、
前記無線基地局装置のうちフェムト基地局を管理するための第1の制御部と、
前記無線基地局装置のうち前記フェムト基地局以外の無線基地局装置を管理するための第2の制御部とを備える、通信制御装置。 - 前記第1の制御部および前記第2の制御部は、前記通信制御装置間の通信用に規定されたインタフェースを用いることなく互いに通信する、請求項1に記載の通信制御装置。
- 前記第1の制御部を複数備える、請求項1または請求項2に記載の通信制御装置。
- 前記第1の制御部および前記第2の制御部のうち一方の制御部は、前記無線端末装置のコアネットワークへのアタッチ要求を対応する前記無線基地局装置から受信して、他方の制御部へ前記無線端末装置の端末情報の問合せを行い、
前記他方の制御部は、前記端末情報の問合せを受けて、前記端末情報を有している場合には前記端末情報を前記一方の制御部へ出力する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記他方の制御部は、前記端末情報の問合せを受けて、前記端末情報を有していない場合には、有していないことを示す通知を前記一方の制御部へ出力するか、または、前記無線端末装置が過去に通信を行った前記無線基地局装置を管理対象とする他の前記通信制御装置へ前記端末情報の問合せを行う、請求項4に記載の通信制御装置。
- 前記第1の制御部および前記第2の制御部のうち一方の制御部は、前記無線端末装置のトラッキングエリア更新要求を対応する前記無線基地局装置から受信して、他方の制御部へ前記無線端末装置の端末情報の問合せを行い、
前記他方の制御部は、前記端末情報の問合せを受けて、前記端末情報を有している場合には前記端末情報を前記一方の制御部へ出力する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記他方の制御部は、前記端末情報の問合せを受けて、前記端末情報を有していない場合には、前記無線端末装置が過去に通信を行った前記無線基地局装置を管理対象とする他の前記通信制御装置へ前記端末情報の問合せを行う、請求項6に記載の通信制御装置。
- 前記第1の制御部および前記第2の制御部のうち前記無線端末装置のハンドオーバ先の前記無線基地局装置を管理する一方の制御部は、前記無線端末装置のハンドオーバ動作が完了した後にハンドオーバ先の前記無線基地局装置から所定情報を受信して、ハンドオーバ元の前記無線基地局装置が他方の制御部の管理対象である場合に、前記他方の制御部へ前記無線端末装置の端末情報の問合せを行い、
前記他方の制御部は、前記一方の制御部から前記端末情報の問合せを受けて、前記端末情報を前記一方の制御部へ出力する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記他方の制御部は、前記一方の制御部から前記端末情報の問合せを受けると、前記端末情報を削除する、請求項8に記載の通信制御装置。
- 前記第1の制御部および前記第2の制御部のうち前記無線端末装置のハンドオーバ元の前記無線基地局装置を管理する一方の制御部は、前記無線端末装置のハンドオーバ動作を行うためのハンドオーバ要求を前記ハンドオーバ元の前記無線基地局装置から受信して、ハンドオーバ先の前記無線基地局装置が他方の制御部の管理対象である場合に、前記ハンドオーバ要求および前記無線端末装置の識別情報を前記他方の制御部へ出力し、
前記他方の制御部は、前記一方の制御部から取得した前記ハンドオーバ要求をハンドオーバ先の前記無線基地局装置へ送信し、前記ハンドオーバ先の前記無線基地局装置から前記ハンドオーバ要求に対する応答通知を受信すると、前記応答通知を前記一方の制御部へ出力する、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記一方の制御部は、前記他方の制御部から前記応答通知を取得した後、前記ハンドオーバ元の前記無線基地局装置の状態を示す状態通知を前記ハンドオーバ元の前記無線基地局装置から受信すると、前記他方の制御部へ前記状態通知を出力し、
前記他方の制御部は、前記一方の制御部から前記状態通知を取得して、前記状態通知に対する応答通知を前記一方の制御部へ出力する、請求項10に記載の通信制御装置。 - 前記他方の制御部は、前記一方の制御部から前記状態通知を取得した後、前記ハンドオーバ先の前記無線基地局装置から前記ハンドオーバ動作の完了通知を受信すると、前記完了通知を前記一方の制御部へ出力する、請求項11に記載の通信制御装置。
- 前記一方の制御部は、前記他方の制御部から前記完了通知を取得すると、前記無線端末装置の端末情報を削除する、請求項12に記載の通信制御装置。
- 前記第1の制御部および前記第2の制御部のうち前記無線端末装置のハンドオーバ元の前記無線基地局装置を管理する一方の制御部は、前記無線端末装置のハンドオーバ動作を行うためのハンドオーバ要求を前記ハンドオーバ元の前記無線基地局装置から受信して、ハンドオーバ先の前記無線基地局装置が他方の制御部の管理対象である場合に、前記ハンドオーバ要求および前記無線端末装置の識別情報を前記他方の制御部へ出力し、
前記他方の制御部は、前記一方の制御部から取得した前記ハンドオーバ要求をハンドオーバ先の前記無線基地局装置へ送信し、ハンドオーバ先の前記無線基地局装置から前記ハンドオーバ動作の拒否通知を受信すると、前記拒否通知を前記一方の制御部へ出力する、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置と上位ネットワークとの間に接続され、前記無線基地局装置経由で前記無線端末装置から受信した通信データを前記上位ネットワークへ送信するとともに、前記上位ネットワークから受信した通信データを前記無線基地局装置経由で前記無線端末装置へ送信するためのゲートウェイ装置であって、
前記無線基地局装置のうちフェムト基地局経由で前記無線端末装置から受信した通信データを前記上位ネットワークへ送信するか、または、前記上位ネットワークから受信した通信データを前記フェムト基地局経由で前記無線端末装置へ送信するための第1の通信部と、
前記無線基地局装置のうち前記フェムト基地局以外の無線基地局装置経由で前記無線端末装置から受信した通信データを前記上位ネットワークへ送信するか、または、前記上位ネットワークから受信した通信データを前記フェムト基地局以外の無線基地局装置経由で前記無線端末装置へ送信するための第2の通信部とを備える、ゲートウェイ装置。 - 無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置のうちフェムト基地局を管理するための第1の制御部と、前記無線基地局装置のうち前記フェムト基地局以外の無線基地局装置を管理するための第2の制御部とを備える通信制御装置における通信制御方法であって、
前記第1の制御部または前記第2の制御部のうち一方の制御部が、所定情報を他方の制御部へ出力するステップと、
前記他方の制御部が、所定情報を前記一方の制御部へ出力するステップとを含む、通信制御方法。 - 無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置のうちフェムト基地局と上位ネットワークとの間に接続される第1の通信部と、
前記無線基地局装置のうち前記フェムト基地局以外の無線基地局装置と前記上位ネットワークとの間に接続される第2の通信部とを備えるゲートウェイ装置における通信制御方法であって、
前記第1の通信部が、前記フェムト基地局経由で前記無線端末装置から受信した通信データを前記上位ネットワークへ送信するか、または、前記上位ネットワークから受信した通信データを前記フェムト基地局経由で前記無線端末装置へ送信するステップと、
前記第2の通信部が、前記フェムト基地局以外の無線基地局経由で前記無線端末装置から受信した通信データを上位ネットワークへ送信するか、または、前記上位ネットワークから受信した通信データを前記フェムト基地局以外の無線基地局経由で前記無線端末装置へ送信するステップとを含む、通信制御方法。 - 無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置のうちフェムト基地局を管理するための第1の制御部と、前記無線基地局装置のうち前記フェムト基地局以外の無線基地局装置を管理するための第2の制御部とを備える通信制御装置において用いられる通信制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記第1の制御部または前記第2の制御部のうち一方の制御部が、所定情報を他方の制御部へ出力するステップと、
前記他方の制御部が、所定情報を前記一方の制御部へ出力するステップとを実行させるための、通信制御プログラム。 - 無線端末装置と通信可能な1または複数の無線基地局装置のうちフェムト基地局と上位ネットワークとの間に接続される第1の通信部と、
前記無線基地局装置のうち前記フェムト基地局以外の無線基地局装置と前記上位ネットワークとの間に接続される第2の通信部とを備えるゲートウェイ装置において用いられる通信制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記第1の通信部が、前記フェムト基地局経由で前記無線端末装置から受信した通信データを前記上位ネットワークへ送信するか、または、前記上位ネットワークから受信した通信データを前記フェムト基地局経由で前記無線端末装置へ送信するステップと、
前記第2の通信部が、前記フェムト基地局以外の無線基地局経由で前記無線端末装置から受信した通信データを上位ネットワークへ送信するか、または、前記上位ネットワークから受信した通信データを前記フェムト基地局以外の無線基地局経由で前記無線端末装置へ送信するステップとを実行させるための、通信制御プログラム。
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JP2012058390A JP2013192149A (ja) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | 通信制御装置、ゲートウェイ装置、通信制御方法および通信制御プログラム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2018033001A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | ソフトバンク株式会社 | 無線基地局及びプログラム |
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CN104602225B (zh) * | 2015-01-14 | 2018-04-13 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种分布式mme设备 |
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