JP2014510499A

JP2014510499A - 進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する方法およびシステム

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Publication number: JP2014510499A
Application number: JP2014503163A
Authority: JP
Inventors: プンツ、ゴットフリート
Original assignee: NEC Europe Ltd
Current assignee: NEC Europe Ltd
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2014-04-24
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Abstract

本発明は、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する方法に関する。該進化型パケットシステムは、複数のユーザ機器と、少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢと、少なくとも第１のモビリティ管理エンティティおよび第２のモビリティ管理エンティティと、少なくとも前記第１および第２のモビリティ管理エンティティに接続された少なくとも１つのサービングゲートウェイとを備え、前記複数のユーザ機器は、前記ｅＮｏｄｅＢのうちの１つを介して前記第２のモビリティ管理エンティティおよび前記少なくとも１つのサービングゲートウェイに接続され、前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストは、前記第２のモビリティ管理エンティティにそれぞれ保存される。該方法は、ａ）第１の転送時間内に前記第２のモビリティ管理エンティティに保存されている前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストを前記第１のモビリティ管理エンティティへ一括で転送するステップであって、該ユーザ機器コンテキストは、各ユーザ機器ごとに、モビリティ管理エンティティコードを含む、転送するステップと、ｂ）前記第１のモビリティ管理エンティティが、前記第１のモビリティ管理エンティティにおいて、前記モビリティ管理エンティティコードを再設定するステップと、ｃ）前記第１のモビリティ管理エンティティに前記転送されたユーザ機器コンテキストを保存するステップと、ｄ）前記再設定されたモビリティ管理エンティティコードを前記少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢへ転送するステップとを備えたことを特徴とする。

Description

本発明は、進化型パケットシステム（evolved packet system, ＥＰＳ）においてユーザ機器コンテキストを配信する方法およびシステムに関する。進化型パケットシステムは、複数のユーザ機器と、少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）と、少なくとも第１のモビリティ管理エンティティおよび第２のモビリティ管理エンティティと、少なくとも第１および第２のモビリティ管理エンティティに接続された少なくとも１つのサービングゲートウェイとを備える。前記複数のユーザ機器は、前記ｅＮｏｄｅＢのうちの１つを介して第２のモビリティ管理エンティティおよび前記少なくとも１つのサービングゲートウェイに接続され、前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストは、前記第２のモビリティ管理エンティティにそれぞれ保存される。

モバイル通信標準としてのＬＴＥ（Long term evolution）は一般的に、モバイルユーザ機器に対して、以前のＵＭＴＳ標準よりも高いダウンロード能力を提供する。しかし、例えば非特許文献１の標準に公開されているマシンタイプ通信（Machine-Type Communication）のような新機能の出現に伴い、コアネットワークＣＮに保存されるべきコンテキストデータの量が増大する一方、それとともに、シグナリング量とデータトラフィック量との間の関係は変化している。例えば、データ量が少なく、アクティブになるのがまれで、モビリティの低いユーザ機器によるマシンタイプ通信が現れている。

図１に、従来の進化型パケットシステムのアーキテクチャを示す。この図では、簡略化して、本特許出願に関連するエンティティ（機能主体）のみを示している。ユーザ機器ＵＥは、無線アクセスネットワークＲＡＮ内に位置するｅＮＢ（evolved Node B）に接続される。ｅＮＢ（evolved Node B）は、制御プレーンに関してはインタフェースＳ１−ＭＭＥを介してコアネットワークＣＮ内に位置するモビリティ管理エンティティＭＭＥに接続され、ユーザプレーンに関してはＳ１−Ｕインタフェースを介して同じくコアネットワークＣＮ内に位置するサービングゲートウェイＳＧＷに接続される。モビリティ管理エンティティＭＭＥは、インタフェースＳ１１を介してサービングゲートウェイＳＧＷに接続される。ｅＮＢは、無線アクセスネットワークＲＡＮ内の無線基地局である。ｅＮＢ、あるいはより一般的には複数のｅＮＢが、例えば非特許文献２の標準（http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36300.htm から入手可能）に公開されている無線アクセスネットワークＲＡＮ内のネットワークノード選択機能（Network Node Selection Function, ＮＮＳＦ）に従って、（例えばアタッチメントのために）ユーザ機器の初期要求を配信する。

いわゆるユーザ機器コンテキストがまだ保存されていないとき、すなわち、ユーザ機器がモビリティ管理エンティティに知られていないときの初期イベントのために、これらの判定は通常、負荷の考慮に基づく。負荷の考慮には、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）による明示的な過負荷表示も含まれる。ユーザ機器による初期要求が、このユーザ機器に対するモビリティ管理エンティティによって受容された後、ユーザ機器コンテキストが作成され、モビリティ管理エンティティＭＭＥに保存される。このユーザ機器コンテキストは、該ユーザ機器ＵＥがアタッチされたままである限り、あるいは、対応するｅＮＢ（evolved Node B）が別のモビリティ管理エンティティとの接続のみを有するようなエリアに該ユーザ機器ＵＥがローミングする限り、該モビリティ管理エンティティＭＭＥで維持管理される。後者の場合、ユーザ機器コンテキストは、アイドルモードにおけるトラッキングエリア更新（Tracking Area Update, ＴＡＵ）中に、または、アクティブモードにおけるハンドオーバー手続き中に、旧モビリティ管理エンティティから新モビリティ管理エンティティへ転送される。

進化型パケットシステムにおいて、ユーザ機器は、いわゆるグローバル一意仮識別子（Global Unique Temporary Identifier, ＧＵＴＩ）という仮識別子を受信する。この仮識別子は、ユーザ機器コンテキストデータを保存しているモビリティ管理エンティティに関係する。モビリティ管理エンティティ識別情報は、グローバル一意仮識別子ＧＵＴＩの一部である。グローバル一意仮識別子（ＧＵＴＩ）が変更されると、ユーザ機器に影響が及び、コアネットワーク（ＣＮ）、すなわちコアネットワーク内の対応する装置あるいはエンティティと、ユーザ機器（ＵＥ）との間でのシグナリングが必要となる。以下の関係が成り立つ。ここで、「＋」は連接と解すべきである。

ＧＵＴＩ＝ＧＵＭＭＥＩ＋Ｍ−ＴＭＳＩ
Global Unique Temporary (UE) Identifier（グローバル一意仮（ＵＥ）識別子）
ＧＵＭＭＥＩ＝ＭＣＣ＋ＭＮＣ＋ＭＭＥＩ
Global Unique MME Identifier（グローバル一意ＭＭＥ識別子）
ＭＭＥＩ＝ＭＭＥＧＩ＋ＭＭＥＣ
MME Identifier（ＭＭＥ識別子）
Ｓ−ＴＭＳＩ＝ＭＭＥＣ＋Ｍ−ＴＭＳＩ
epS-Temporary Mobile Subscriber Identity（ＥＰＳ仮モバイル加入者識別）
Ｍ−ＴＭＳＩ Mme-Temporary Mobile Subscriber Identity（ＭＭＥ仮モバイル加入者識別）

従来の進化型パケットシステムにおいて、相異なるモビリティ管理エンティティ間でのユーザ機器コンテキストの交換は、受動的にしか可能でない。もう１つの欠点として、この場合、新たな仮識別子をユーザ機器に割り当てなければならないため、ユーザ機器とのシグナリングが必要である。

3GPP TS 22.368, "Service requirements for Machine-Type Communications (MTC); Stage 1" 3GPP TS 36.300 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2" 3GPP TS 36.413 "Envolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP)" 3GPP TS 23.401: "General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access" 3GPP TS 23.401 "MME MM and EPS bearer Contexts"

したがって、本発明の目的は、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する方法およびシステムにおいて、特に進化型パケットシステムとのマシンタイプ通信に関してよりフレキシブルな方法およびシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する方法およびシステムにおいて、あるモビリティ管理エンティティから別のモビリティ管理エンティティにユーザ機器コンテキストをより高速かつ確実にオフロードすることが可能な方法およびシステムを提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する方法およびシステムにおいて、特に進化型パケットシステム内の従来の手続きおよび装置のほとんどを使用することによって、実施の容易な方法およびシステムを提供することである。

本発明によれば、これらの目的は、請求項１の方法および請求項１２のシステムによって達成される。

本発明によれば、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する方法において、該進化型パケットシステムは、
複数のユーザ機器と、
少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢと、
少なくとも第１のモビリティ管理エンティティおよび第２のモビリティ管理エンティティと、
少なくとも前記第１および第２のモビリティ管理エンティティに接続された少なくとも１つのサービングゲートウェイと
を備え、前記複数のユーザ機器は、前記ｅＮｏｄｅＢのうちの１つを介して前記第２のモビリティ管理エンティティおよび前記少なくとも１つのサービングゲートウェイに接続され、
前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストは、前記第２のモビリティ管理エンティティにそれぞれ保存される。

請求項１に記載の通り、該方法は、
ａ）第１の転送時間内に前記第２のモビリティ管理エンティティに保存されている前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストを前記第１のモビリティ管理エンティティへ一括で転送するステップであって、該ユーザ機器コンテキストは、各ユーザ機器ごとに、モビリティ管理エンティティコードを含む、転送するステップと、
ｂ）前記第１のモビリティ管理エンティティが、前記第１のモビリティ管理エンティティにおいて、前記モビリティ管理エンティティコードを再設定するステップと、
ｃ）前記第１のモビリティ管理エンティティに前記転送されたユーザ機器コンテキストを保存するステップと、
ｄ）前記再設定されたモビリティ管理エンティティコードを前記少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢへ転送するステップと
を備えたことを特徴とする。

請求項１２に記載の通り、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信するシステムにおいて、該進化型パケットシステムは、
複数のユーザ機器と、
少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢと、
相互に接続された第１のモビリティ管理エンティティおよび第１のサービングゲートウェイと、
相互に接続された第２のモビリティ管理エンティティおよび第２のサービングゲートウェイと
を備え、前記複数のユーザ機器は、前記ｅＮｏｄｅＢを介して前記第２のモビリティ管理エンティティに接続され、前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストは、前記第２のモビリティ管理エンティティにそれぞれ保存される。

請求項１２に記載の通り、該システムは、以下のことを特徴とする。すなわち、
前記第２のモビリティ管理エンティティは、第１の転送時間内に前記第２のモビリティ管理エンティティに保存されている前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストを前記第１のモビリティ管理エンティティへ一括で転送するように動作可能であり、該ユーザ機器コンテキストは、各ユーザ機器ごとに、モビリティ管理エンティティコードを含み、
前記第１のモビリティ管理エンティティは、前記第１のモビリティ管理エンティティにおいて、前記モビリティ管理エンティティコードを再設定し、再設定されたモビリティ管理エンティティコードを前記少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢへ転送し、転送されたユーザ機器コンテキストを保存するように動作可能である。

本発明によって初めて認識されたこととして、請求項１の方法および請求項１２のシステムは、あるモビリティ管理エンティティからユーザ機器コンテキストを取り出し（オフロードし）、別のモビリティ管理エンティティに該ユーザ機器コンテキストをロードするためのオフロード時間を大幅に短縮する。

本発明によって初めて認識されたこととして、請求項１の方法および請求項１２のシステムは、よりフレキシブルである。というのは、ユーザ機器コンテキストの配信が、受動的にのみでなく能動的に実行可能だからである。従来の進化型パケットシステムにおける受動的なモビリティ管理オフロードは、ユーザ機器ごとの周期的なトラッキングエリア更新（ＴＡＵ）の実行に基づいている。

本発明によって初めて認識されたこととして、請求項１の方法および請求項１２のシステムは、既存のＳ１−ＡＰプロトコル機能の再利用を可能にする。

本発明によって初めて認識されたこととして、請求項１の方法および請求項１２のシステムは、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する際にユーザ機器が関与しないため、コアネットワークと無線アクセスネットワークとの間で転送されるデータが低減されるとともに、ユーザ機器とのシグナリング接続の確立が回避される。

本発明によって初めて認識されたこととして、請求項１の方法および請求項１２のシステムは、従来の方法およびシステムよりも高速かつ効率的である。というのは、請求項１の方法および請求項１２のシステムは、例えば保守あるいは再設定のためのモビリティ管理エンティティのサービスの制御された休止や、負荷再分散のような、ユーザ機器コンテキストのオフロードが望ましい任意の状況に適用あるいは使用することも可能だからである。

本発明のさらなる特徴、利点および好ましい実施形態は後続の従属請求項に記載される。

好ましい実施形態によれば、ステップａ）によるユーザ機器コンテキストの一括転送が、さらに前記サービングゲートウェイに対して実行される。これにより、サービングゲートウェイは、容易かつ高速にモビリティ管理エンティティにおける変更について通知されることが可能となる。

さらに好ましい実施形態によれば、本方法は、ｄ）前記第１のモビリティ管理エンティティが前記サービングゲートウェイへ少なくとも１つのアクティベーションメッセージを送信するステップをさらに備える。これにより、変更されたモビリティ管理エンティティに関する情報でサービングゲートウェイを更新する通知手続きがさらに容易になる。非特許文献３（http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36413.htm から入手可能）によるモビリティ管理エンティティ設定更新メッセージを使用する際には、ＭＭＥ設定更新メッセージは、再設定されたモビリティ管理エンティティコードとともに送信されなければならない。

さらに好ましい実施形態によれば、本方法は、ｅ）前記第２のモビリティ管理エンティティを省エネルギー状態に切り替えるステップをさらに備える。その利点の１つは、例えば旧モビリティ管理エンティティから新モビリティ管理エンティティへのユーザ機器コンテキストのオフロード手続きが完了した際に、旧モビリティ管理エンティティが省エネルギー状態に切り替わることが可能なことである。これにより、オフロードされたモビリティ管理エンティティのエネルギー消費が大幅に低減される。

さらに好ましい実施形態によれば、前記第２のモビリティ管理エンティティで前記第１の転送時間中に変更された前記第２のモビリティ管理エンティティに保存されているユーザ機器コンテキストが、さらなるステップｆ）における第２の転送時間内に前記第１のモビリティ管理エンティティへ転送される。これにより、例えば、転送前に切替やユーザ機器との複雑なデータ交換を考慮せずに、一括ユーザ機器コンテキスト転送を開始することができる。簡単かつ非常に容易な方法で、通常動作により依然として変更中の第２のモビリティ管理エンティティにおけるユーザ機器コンテキストが、転送時間中に変更される際に第１のモビリティ管理エンティティへ再び転送される。転送時間中に変更または補正されるユーザ機器コンテキストの量は、ステップｆ）で転送されるべきユーザ機器コンテキストのうちの低い割合であると推定できる。これは、時間あたりのユーザ機器コンテキスト変更の総数に対して転送時間が短いことにも対応する。

さらに好ましい実施形態によれば、前記第２のモビリティ管理エンティティで前記第２の転送時間中に変更された前記第２のモビリティ管理エンティティに保存されているユーザ機器コンテキストが、さらなるステップｇ）におけるある第３の転送時間内に前記第１のモビリティ管理エンティティへ転送される。ステップｆ）と比べて、第３の転送時間内に転送されるべきユーザ機器コンテキストの数は、第２の転送時間内に転送されるべきユーザ機器コンテキストの数のうちのほんの一部である。また、第３の転送時間は、第２の転送時間のほんの一部である。第１、第２および第３の転送により、ステップａ）、ｆ）およびｇ）の間にほとんどすべてのユーザ機器コンテキストが転送される。

さらに好ましい実施形態によれば、ステップｆ）および／またはステップｇ）によるユーザ機器コンテキストの一括転送が、さらに前記サービングゲートウェイに対して実行される。これにより、サービングゲートウェイは、より高速かつより容易にモビリティ管理エンティティにおける変更について更新されることが可能となる。

さらに好ましい実施形態によれば、前記ユーザ機器が接続される前記第２のモビリティ管理エンティティが、好ましくは一括データ転送メカニズムにより、前記ユーザ機器コンテキストの転送を開始する。これにより、あるモビリティ管理エンティティから別のモビリティ管理エンティティへユーザ機器コンテキストを転送する手続きにユーザ機器が関与しない転送が可能となる。一括データ転送メカニズムは、例えば、ＦＴＰのようなメカニズムである。

さらに好ましい実施形態によれば、前記ユーザ機器コンテキストが相関識別子を含む。相関識別子により、ある特定の転送の後続のアクティベーションが、他の、潜在的に多数の並列の一括ユーザ機器コンテキスト転送とは区別して達成されることが可能となる。

さらに好ましい実施形態によれば、前記第２のモビリティ管理エンティティの省エネルギー状態が解除された場合、前記第１および第２のモビリティ管理エンティティを切り替えて、少なくとも対応するステップａ）〜ｃ）が実行される。これにより、第２のモビリティ管理エンティティの省エネルギー状態が解除された後に、容易な方法で、対応するユーザ機器コンテキストを再び第２のモビリティ管理エンティティにロードすることが可能となる。

さらに好ましい実施形態によれば、ステップａ）の開始が、前記第２のモビリティ管理エンティティの外部から、好ましくは運用保守システム内の装置によって、引き起こされる。ステップａ）、すなわち、第２のモビリティ管理エンティティからユーザ機器コンテキストをオフロードし、第１のモビリティ管理エンティティにこのユーザ機器コンテキストをロードすることにより、モビリティ管理エンティティの容易な制御が実現される。例えば、保守の理由で、運用保守装置が、第２のモビリティ管理エンティティを省エネルギー状態に切り替えることがある。これを引き起こすトリガを第２のモビリティ管理エンティティが受信すると、ステップａ）〜ｃ）が実行され、第２のモビリティ管理エンティティから第１のモビリティ管理エンティティへユーザ機器コンテキストがオフロードされる。ステップａ）〜ｃ）の完了後、第２のモビリティ管理エンティティは、省エネルギー状態に入り、特にシャットダウンされる。

さらに好ましい実施形態によれば、少なくとも前記第２のモビリティ管理エンティティが、その動作状態の少なくとも１つとして省エネルギー状態を有する。その利点の１つは、例えば旧モビリティ管理エンティティから新モビリティ管理エンティティへのユーザ機器コンテキストのオフロード手続きが完了した際に、旧モビリティ管理エンティティが省エネルギー状態に切り替わることが可能なことである。これにより、オフロードされたモビリティ管理エンティティのエネルギー消費が大幅に低減される。

本発明を好ましい態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１および請求項１２に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。

従来の進化型パケットシステムのアーキテクチャを例示する図である。省エネルギー状態を有するモビリティ管理エンティティの状態モデルを例示する図である。本発明の第１の実施形態による一括ユーザ機器コンテキスト転送方式を例示する図である。本発明の第２の実施形態の方法を例示する図である。

図１において、ユーザ機器ＵＥは、無線アクセスネットワーク内のｅＮＢ（evolved Node B）に接続される。無線アクセスネットワークＲＡＮ内のｅＮＢ（evolved Node B）は、Ｓ１−ＭＭＥコネクションにより、コアネットワークＣＮ内に位置するモビリティ管理エンティティＭＭＥに接続される。また、ｅＮＢ（evolved Node B）は、Ｓ１−Ｕコネクションを介して、同じくコアネットワークＣＮ内に位置するサービングゲートウェイＳＧＷにも接続される。制御プレーン内のモビリティ管理エンティティＭＭＥとユーザプレーン内のサービングゲートウェイは、Ｓ１１コネクションを介して相互に接続される。現実の進化型パケットシステムのアーキテクチャでは、これらは多数現れる。例えば、数百万個のユーザ機器、数千個のｅＮＢ（evolved Node B）、および数十個のコアネットワークノードが存在する。

図２は、省エネルギー状態を有するモビリティ管理エンティティの状態モデルを例示している。

図２において、省エネルギーのためのモビリティ管理エンティティの状態モデルが時間軸（左から右へ）に沿って記述されている。図２に示されている期間の継続時間は縮尺通りでない。例えば、ロード時間およびオフロード時間は、好ましくは１〜２分程度で実行される。最初に、３個のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１、ＭＭＥ２およびＭＭＥ３はそれぞれ通常動作状態にある。まず、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２が外部トリガを受信し、オフロード状態に入る。すなわち、第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１への一括ユーザ機器コンテキスト転送を実行する。この期間中に、第３のモビリティ管理エンティティＭＭＥ３も外部トリガを受信し、第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１へユーザ機器コンテキストをオフロードする。そこで、第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１は、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２からユーザ機器コンテキストデータを受信するとロード状態に入り、第２および第３のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２、ＭＭＥ３からのユーザ機器コンテキストの転送が両方とも完了すると通常動作状態に戻る。第２および第３のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２、ＭＭＥ３は、対応するユーザ機器コンテキスト転送が完了すると省エネルギー状態に切り替わる。

第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２の省エネルギー状態におけるある時間の後、第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１は、第２および第３のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２、ＭＭＥ３へユーザ機器コンテキストを戻すためのトリガを受信する。第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２はロード状態に戻り、第３のモビリティ管理エンティティＭＭＥ３も同様である。第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１から第２および第３のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２およびＭＭＥ３へのユーザ機器コンテキストの転送が完了すると、３個のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１、ＭＭＥ２およびＭＭＥ３はすべて通常動作状態に戻る。

図３は、本発明の第１の実施形態による一括ユーザ機器コンテキスト転送方式を例示している。

図３には、全体レベルで一括ユーザ機器コンテキスト転送方式が示されている。複数のユーザ機器ＵＥが、無線アクセスネットワーク内に位置する複数のｅＮＢ（evolved Node B）を通じてコアネットワークＣＮに接続される。ｅＮＢ（evolved Node B）は、Ｓ１−Ｕコネクションを介して、コアネットワーク内に位置する複数のサービングゲートウェイＳＧＷに接続される。また、ｅＮＢ（evolved Node B）は、それぞれＳ１−ＭＭＥコネクションを介して第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１および第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２に接続される。最初に、ユーザ機器コンテキストは、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２に保存されている。第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２から第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１へハンドシェイクにより一括データ転送を実行する際に、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２は、サービングゲートウェイＳＧＷへのユーザ機器コンテキストのハンドシェイクによる一括データ転送も実行する。第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２は、モビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣがもはや第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２によってサービスされず第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１によってサービスされることについてｅＮＢ（evolved Node B）を更新するモビリティ管理エンティティ再設定を実行する。

図４は、本発明の第２の実施形態の方法を例示している。

図４には、シグナリングおよびユーザ機器コンテキスト転送のための情報フローの詳細な手順が示されている。

第１のステップ１で、省エネルギーのターゲットである第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２が、省エネルギーのために状態「オフロード」に入るためのトリガを（例えば運用保守システムから）受信する。

第２のステップ２で、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２は、処理されるべきモビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣ（ＭＭＥＣ＝Ｘ）を示して、何らかの一括データ転送メカニズムにより、依然として通常動作状態にある第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１へのコンテキスト転送を開始する。また、後で相互参照するための相関ＩＤが含められる。その後、モビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣのシーケンスに関する所定の方式を実行してもよいし、これを動的に決定してもよい。データストリームは、ブロック構造化され、サービングゲートウェイＳＧＷに関する特定のシーケンスに従うものとする。特定のサービングゲートウェイＳＧＷに対するデータブロックが完全に転送された後、ステップ３の対応する一括コンテキスト転送を開始することができる。

第３のステップ３で、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２は、あらゆる関連するサービングゲートウェイＳＧＷへ、相関ＩＤを含めて、対応する一括コンテキスト転送を実行し、完了後に確認応答を受信する。サービングゲートウェイＳＧＷ上で更新されるべきユーザ機器コンテキストの量は非常に少ない。これは、Ｓ１１の場合、例えば非特許文献４の標準（http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23401.htm から入手可能）のサブクローズ５．７．２に公開されているように、モビリティ管理エンティティのＩＰアドレスおよびモビリティ管理エンティティＴＥＩＤのみである。

第４のステップ４で、これ以降、第１および第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１およびＭＭＥ２が同様に処理に関与する。この時間の推定については後述する。

第５のステップ５で、第２と第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２、ＭＭＥ１間での一括コンテキスト転送のために現在処理されているモビリティ管理コードＭＭＥＣに対応するＧＵＴＩを含む要求が、いずれかのユーザ機器ＵＥから、関連するｅＮＢによって受信される場合、その要求は、依然として第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２によってサービスされることになる。というのは、モビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣに関する更新シングナリングは、そのｅＮＢとの間でまだ実行されていないからである。

さらなるステップ５ａで、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２と、ユーザ機器ＵＥごとに割り当てられたサービングゲートウェイＳＧＷとの間でシグナリングを実行しなければならない場合、これは通常どおりに行われる。すなわち、サービングゲートウェイＳＧＷは、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２から受信されたデータをまだ実際には使用しない。

第６のステップ６で、特定のモビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣ＝Ｘに対して、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２から第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１へのコンテキストデータ転送が完了し、最終確認応答が第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１から第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２へと交換される。ステップ２〜６は、全体的手続きの第１段階とみなされる。

第７のステップ７で、一括コンテキストデータ転送の第２段階が実行される。これは、第１段階中に（ステップ５／５ａに示すようなユーザ機器およびネットワークの動作により）変更されたすべてのユーザ機器コンテキストを含む。影響を受けるユーザ機器コンテキストの数は３桁ほど小さいはずであるため、処理時間ははるかに短くなる（その推定については後述を参照）。２段階のみを有する第２の実施形態による実施態様について、この第７のステップ７の間に、コンテキスト転送のために現在処理されているモビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣに対応するＧＵＴＩを有するユーザ機器ＵＥの要求がいずれかのｅＮＢによって受信されると、これはサービスされることは不可能であり、不成功となる。その場合、ユーザ機器ＵＥは要求を再試行し、最終的に成功する（以下で示す推定によれば、この場合が起こるのは稀なはずである）。必要と考えられれば（例えば現実のタイミングおよび性能の測定値から確認される）、第３段階を適用することにより、このような不成功の場合が起こる時間ウィンドウをさらに縮小することも可能である。

第８のステップ８で、モビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣ＝Ｘが、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２の代わりに第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１によってもはやサービスされないことについて、ｅＮＢが更新される。これは、第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１にとっては突然のシグナリングであるが、事前に準備することができ、応答はｅＮＢに関して並列に処理することができる。ｅＮＢごとに単一のメッセージだけであるので、高速に処理されるはずである。

第９のステップ９で、第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１は、すべての関連するサービングゲートウェイＳＧＷへ、相関ＩＤを含むアクティベーションメッセージを送信する。

第１０のステップ１０で、モビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣ＝Ｘに対応するＧＵＴＩを有する要求がいずれかのユーザ機器ＵＥからいずれかのｅＮＢによって受信されると、ステップ８での更新シグナリングのため、その要求は第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１によってサービスされることになる。この第１０のステップ１０が、第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１からサービングゲートウェイＳＧＷへの更新シグナリングを必要とする場合、これは通常どおり行われ、ステップ９におけるアクティベーションのため、サービングゲートウェイＳＧＷにおける更新されたデータが有効となる。

第１１のステップ１１で、プロセスは残りのすべての（オフロードされるべき）モビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣに対して繰り返される。

ステップ１〜１１の完了後、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２は省エネルギー状態に入る。省エネルギー状態が解除された後に第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２を再びロードする手続き、すなわち、特に第１のモビリティ管理エンティティＭＭＥ１からオフロードする手続きは、ステップ１〜１１に対応するが、上記の手続きにおけるそれらの機能の割当は逆になる。

アクティブモードにおいて、モビリティ管理エンティティは、ユーザ機器のハンドオーバー中に関与した後、トラッキングエリア更新ＴＡＵが起こることがある。モビリティ管理エンティティＭＭＥが関与するハンドオーバーおよびトラッキングエリア更新は、ステップ１〜６に対応する一括ユーザ機器コンテキスト転送の第１段階中には通常どおり処理される。しかし、モビリティ管理エンティティＭＭＥが関与するハンドオーバーまたはトラッキングエリア更新ＴＡＵ手続きは、例えばステップ７に対応する第２段階（あるいは、いくつの段階が使用されるかに応じて、第３すなわち最終段階）中には失敗することになる。というのは、第２のモビリティ管理エンティティＭＭＥ２上に期待されるユーザ機器コンテキストが見つからないためである。その場合、標準の進化型パケットシステムの手続きが適用される。

以下の推定は、次の仮定に基づく。
１．ＭＭＥ上の平均のＵＥコンテキスト数：５０００００
２．ＭＭＥあたり使用されるＭＭＥＣの数：５
３．（ＭＭＥ間インタフェース上の）ＵＥコンテキストのサイズ：５Ｋバイト
４．ＭＭＥ間インタフェース上の送信容量：２５０Ｍビット／秒
５．周期的ＴＡＵ間の平均時間：３２００秒

非特許文献５の標準（http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23401.htm から入手可能）の表５．７．２−１に列挙されたすべての項目にわたり最大値を用いたおよその計算によれば、１ベアラからなる１つのパケットデータネットワークコネクションで、ユーザ機器コンテキストは約１５５０バイトとなる。パケットデータネットワークコネクションあたり約４４０バイト、ベアラあたり約２６０バイトを追加しなければならない。ほとんどのユーザ機器コンテキストに対する妥当な上限の推定の結果、上限として５Ｋバイトとなる。多数のユーザ機器があれば、モビリティ管理エンティティＭＭＥにおけるユーザ機器コンテキストサイズは小さくなる。

この場合、あるモビリティ管理エンティティＭＭＥから別のモビリティ管理エンティティへ１つのモビリティ管理エンティティコードをオフロードするためには、１０００００個のユーザ機器コンテキスト＝５００Ｍバイトのデータが転送されなければならない。転送時間は約１６秒となり得る。効率的なデータフォーマットと、ユーザ機器コンテキストを保存する高速なデータベースアクセスのもっともらしい仮定において、転送時間は約３倍に増大し、多少の処理時間も見越して４８秒となる。好ましくは、図４によるステップ２〜６の経過時間は、従来の周期的トラフィックエリア更新要求間の平均時間の１／６６となる。その結果、モビリティ管理エンティティＭＭＥ間のオフロードに対するユーザ機器コンテキスト転送のステップ１〜６に対応する第１段階中に、１５１５個のユーザ機器コンテキストが変更されることになる。

図４によるステップ７に対応する第２段階にかかる時間は、第１段階の１／６６、すなわち約０．７２秒となる。これは、すべてのユーザ機器のうちの（１／６６）^２が、この第２段階の期間中に周期的トラッキングエリア更新ＴＡＵを要求し、最初の試行で失敗するが、再試行で最終的に成功可能であることを意味する。これと同じ小さい割合で、ユーザ機器自身によって、またはネットワークによって、モビリティ管理エンティティに対してトリガされる他のシグナリングイベントもまた、モビリティ管理エンティティのオフロード手続きによって影響され、再試行がなされる必要がある。

モビリティ管理エンティティＭＭＥによってサービスされるモビリティ管理エンティティコードＭＭＥＣのセットにおける変更についてｅＮＢに通知するため、モビリティ管理エンティティ設定更新メッセージ（ＭＭＥ設定更新メッセージ）が使用される。以下のＭＭＥ設定更新メッセージにおいて、関連する部分を破線のボックスで示す。

要約すれば、本発明は、モビリティ管理エンティティとサービングゲートウェイとの間のユーザ機器コンテキストの一括転送と、ｅＮＢの同期および／または再設定とを通じて、モビリティ管理エンティティのオフロードメカニズムを提供する。また、本発明は、例えばユーザ機器グローバル一意仮識別子内のモビリティ管理エンティティコードによって定義されるユーザ機器コンテキストのブロックに基づく、好ましい反復転送を提供する。また、本発明は、準備およびアクティベーションのステップを用いて、依然として進行中のユーザ機器コンテキスト転送中にユーザ機器コンテキスト変更の整合性を保証する。

また、本発明は、ハンドシェイクモードをまじえたモビリティ管理エンティティとサービングゲートウェイとの間のユーザ機器コンテキスト転送の専用一括モード、モビリティ管理機能エンティティにおける省エネルギー関連状態モデル、より動的な形で使用される既存のＳ１−ＡＰプロトコル機能の再利用、および能動的なユーザ機器コンテキスト転送を提供する。

本発明は、とりわけ、以下の利点を有する。

− 周期的なトラッキングエリア更新処理のみに基づいてモビリティ管理エンティティのオフロードを行う「受動的」タイプの提案とは異なり、周期的トラッキングエリア更新タイマに対するデフォルトの設定を仮定し、特に図４で説明した仮定／推定に基づくと、オフロードの時間は約１時間から約数分へと大幅に短縮される。

− ユーザ機器は、モビリティ管理エンティティ間でのユーザ機器コンテキストの交換の手続きに関与しないので、拡張が必要なのはコアネットワークエンティティ、すなわち、モビリティ管理エンティティおよびサービングゲートウェイにおいてのみであり、ユーザ機器やｅＮＢにおいては拡張は不要である。

− 本発明は高度なフレキシビリティを提供する。というのは、ユーザ機器コンテキストは、保守あるいは再設定のためのモビリティ管理エンティティのサービスの制御された休止や、許容された負荷再分散のような他の状況においても、より高速かつより効率的にオフロード可能だからである。

上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

Claims

進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する方法において、該進化型パケットシステムは、
複数のユーザ機器（ＵＥ）と、
少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）と、
少なくとも第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）および第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）と、
少なくとも前記第１および第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１，ＭＭＥ２）に接続された少なくとも１つのサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）と
を備え、前記複数のユーザ機器（ＵＥ）は、前記ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）のうちの１つを介して前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）および前記少なくとも１つのサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）に接続され、
前記複数のユーザ機器（ＵＥ）のユーザ機器コンテキストは、前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）にそれぞれ保存され、
該方法が、
ａ）第１の転送時間内に前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）に保存されている前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストを前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）へ一括で転送するステップであって、該ユーザ機器コンテキストは、各ユーザ機器（ＵＥ）ごとに、モビリティ管理エンティティコード（ＭＭＥＣ）を含む、転送するステップと、
ｂ）前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）が、前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）において、前記モビリティ管理エンティティコード（ＭＭＥＣ）を再設定するステップと、
ｃ）前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）に前記転送されたユーザ機器コンテキストを保存するステップと、
ｄ）前記再設定されたモビリティ管理エンティティコード（ＭＭＥＣ）を前記少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）へ転送するステップと
を備えたことを特徴とする、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信する方法。
ステップａ）によるユーザ機器コンテキストの一括転送が、さらに前記サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）に対して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
ｄ）前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）が前記サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）へ少なくとも１つのアクティベーションメッセージを送信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の方法。
ｅ）前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）を省エネルギー状態に切り替えるステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）で前記第１の転送時間中に変更された前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）に保存されているユーザ機器コンテキストが、さらなるステップｆ）における第２の転送時間内に前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）へ転送されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）で前記第２の転送時間中に変更された前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）に保存されているユーザ機器コンテキストが、さらなるステップｇ）における第３の転送時間内に前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）へ転送されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
ステップｆ）および／またはステップｇ）によるユーザ機器コンテキストの一括転送が、さらに前記サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）に対して実行されることを特徴とする請求項５ないし６のいずれか１項に記載の方法。
前記ユーザ機器（ＵＥ）が接続される前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）が、好ましくは一括データ転送メカニズムにより、前記ユーザ機器コンテキストの転送を開始することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
前記ユーザ機器コンテキストが相関識別子を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）の省エネルギー状態が解除された場合、前記第１および第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１，ＭＭＥ２）を切り替えて、少なくとも対応するステップａ）〜ｃ）が実行されることを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１項に記載の方法。
ステップａ）の開始が、前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）の外部から、好ましくは運用保守システム内の装置によって、引き起こされることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信するシステムにおいて、該進化型パケットシステムは、
複数のユーザ機器（ＵＥ）と、
少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）と、
第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）および第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）と、
前記第１および第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１，ＭＭＥ２）に接続された少なくとも１つのサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）と
を備え、前記複数のユーザ機器（ＵＥ）は、前記ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）のうちの１つを介して前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）に接続され、
前記複数のユーザ機器（ＵＥ）のユーザ機器コンテキストは、前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）にそれぞれ保存され、
前記第２のモビリティ管理エンティティは、転送時間内に前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）に保存されている前記複数のユーザ機器のユーザ機器コンテキストを前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）へ一括で転送するように動作可能であり、該ユーザ機器（ＵＥ）コンテキストは、各ユーザ機器（ＵＥ）ごとに、モビリティ管理エンティティコード（ＭＭＥＣ）を含み、
前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）は、前記第１のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ１）において、前記モビリティ管理エンティティコード（ＭＭＥＣ）を再設定し、再設定されたモビリティ管理エンティティコードを前記少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）へ転送し、転送されたユーザ機器コンテキストを保存するように動作可能である
ことを特徴とする、進化型パケットシステムにおいてユーザ機器コンテキストを配信するシステム。
少なくとも前記第２のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２）が、その動作状態の少なくとも１つとして省エネルギー状態を有することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。