JP2017060200A - 移動通信システムで非アクセス層プロトコルを用いた通信支援方法及び装置 - Google Patents

移動通信システムで非アクセス層プロトコルを用いた通信支援方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】移動通信ネットワークで端末が通信遂行の際、ネットワークの適切なノードを探して通信を遂行するようにする非接続アクセス層プロトコルを用いて解決及び管理する方法及びシステムを提供すること。
【解決手段】本発明によるNASプロトコルメッセージ及び動作を利用して端末とネットワークの間の通信を遂行するための方法は、 端末と移動管理者を含み、端末はEUTRANや他のRAT等の地域でEUTRAN地域に移動する場合、端末がネットワークの移動性を管理するノードを探して通信を遂行することにおいて適正なノードを早い方法で捜してネットワークノードを探す問題を解決することによって、 端末はネットワークと通信を遅延無しに遂行することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は移動通信システムに関するもので、特に端末がEUTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)やUTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)/GERAN(GSM(登録商標)(Global System for Mobile Communications)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM(登録商標) Evolution) Radio Access Network)のような他のRAT(Radio Access Technology;無線接続技術)においてEUTRAN地域に移動の後、接続したり移動の後の通信を遂行する環境で発生することができる端末とネットワークの通信遂行においてネットワークノードが端末の識別子を識別して端末が以前に通信を遂行したネットワークノードがある場合、そのノードから端末に関する情報を引き取られるための手続きで発生することができる問題を端末と移動性管理者(MME;Mobility Management Entity)間のNAS(Non-Access-Stratum;ネットワークアクセス層)プロトコルを通じて效率的に支援するための方法及び装置に関する。
一般的な移動通信システムの中で代表的な3GPP(3rd Generation Partnership Project)では次世代通信のためにEPS(Evolved Packet System)を定義し、 MMEをネットワークの移動性管理エンティティーで導入した。
上記のような移動通信システムにおいては従来の移動通信システム、特に3GPPの3Gで用いたNASプロトコルを改善して次世代移動通信における高速の通信サービス提供のために改善方案を提示した。一方、従来に用いた3GPPの2G、3Gネットワークノードとも互換になるように通信を遂行する方案を模索した。ここに端末がネットワークに接続したり、或いは端末が位置更新する場合に端末が以前に接続したネットワークノードを識別することにおいて端末の識別子のノード区分情報を用いて区分可能になるように考案した。
しかし、 既存の一部事業者網で網を構成することにおいてネットワークノード区分情報を示すビット情報まで用いて網を構成しており、現在の標準では既存の事業場網にあるネットワーク移動性管理ノードとEUTRANを支援するために導入した移動性管理者(MME)を区分することができないので、端末関連情報を要請して受けている場合、当該するノードを検索することにおいてノードを区分しにくい問題点が発生することができる。
国際公開第2009/056073号 特表2010−537523号公報 米国特許出願公開第2010/0105386号明細書 特表2005−536121号公報
CATT,Attach after ISR function Activation[online], 3GPP TSG-SA WG2#64 S2-082401,インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG2_Arch/TSGS2_64_Jeju/Docs/S2-082401.zip>,2008年 4月11日 Nokia Siemens Networks,Clarification of Delete Session Request information elements[online], 3GPP TSG-SA WG2#80 S2-104376,インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG2_Arch/TSGS2_80_Brunstad/Docs/S2-104376.zip>,2010年 9月 3日
したがって、 上記のこのような問題点をNASプロトコル或いは端末及び移動性管理ノードにおける一部手続きの改善を通じて端末とネットワーク間の通信の際、当該される以前のネットワークノードを適切に検索するための情報を提供し、 当該の情報を活用して端末関連情報を效率的に提供し、通信を遅延無しに效率的に支援する方法を提案すべき必要がある。
本発明は、3GPP EPSをはじめる進化された移動通信システムにおいてlayer2であるAS(Access Stratum)、NASプロトコル等を支援する場合、通信を遂行しようとする端末がアイドル状態(idle mode)で移動する場合、或いはネットワークに接続する場合、或いは位置更新を遂行する場合等において、又はEUTRAN或いは他のRAT、すなわちUTRAN、GERAN等からEUTRANに移動する場合において、端末とネットワークノード間の通信を遅延無しに效率的に支援する方法及びシステムを提供する。また、本発明は端末と移動性管理者(MME)の間のプロトコルであるNASプロトコルを活用して端末及びMME、SGSNの動作を明記することによって、3GPP EPS内でだけでなく3GPP EPSではない他の無線接続技術、すなわち3GPPの以前無線接続技術であるGERAN、UTRANやEUTRAN、或いは他のアクセスネットワークからEUTRANに移動する場合にもNASを用いる端末に認証及び端末と移動性管理者(MME)のような役目をする個体(entity)の間に通信の際、遅延が発生しなく效率的に通信する方法等を提供する。
本発明は移動通信ネットワークで端末がネットワークノードと通信を遂行する中、或いは通信を遂行しようとする場合に発生する適正ノードを探して通信を遂行することにおいて非アクセス層(Non-Access-Stratum、すなわちネットワークアクセス層:以下 「NAS」と表記)プロトコルを用いて解決及び管理する方法及びシステムに対するものとして、本発明によるNASプロトコルメッセージ及び動作を用いて端末とネットワークの間の通信を遂行するための方法は、端末(以下、「 User Equipment、UE」と表記)と移動管理者(MME、Mobility Management Entity:以下、「MME」と表記)、そして端末が以前に接続した以前の移動性管理者(old MME)或いは以前SGSN(old SGSN)を含み、端末とネットワークの間からなる通信過程を遂行することにおいて端末に対する情報を以前の移動性管理者、或いは以前SGSNで送信受ける方法を遂行することにおいて適正なノードを探す方法を支援することによって、 端末とネットワークノード間の通信が、遅延が発生する現象を防止して效率的な通信を遂行することができる。したがって本発明を通じてEUTRAN或いはUTRAN/GERANのような他のRATからEUTRANに移動したり接続する場合にも通信手続きを成功的に遂行することによって、通信が遅延される問題を解決することができる利点がある。
上記課題を解決するための本発明による移動通信システムにおいて、移動性管理エンティティーの通信支援方法は、端末で接続(access)要請の際、上記端末でP-TMSI signatureを受信する過程と、上記P-TMSI signatureを分析して上記端末が以前に接続したネットワークノードを決定する過程を含むことを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明による移動通信システムにおいて、移動性管理エンティティーの通信支援装置は、端末で接続(access)要請の際、上記端末でP-TMSI signatureを受信するための通信部と、上記移動性管理エンティティーが上記P-TMSI signatureを分析して上記端末が以前に接続したネットワークノードを決定するための決定部を含むことを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明による移動通信システムで端末の通信支援方法は、移動性管理エンティティーに接続(access)要請の際、P-TMSI signatureを送信する過程と、 上記移動性管理エンティティーで上記接続要請に対応する接続応答を受信する過程を含み、上記移動性管理エンティティーは、上記P-TMSI signatureを分析して上記端末が以前に接続したネットワークノードを決定することを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明による移動通信システムにおいて端末の通信支援装置は、移動性管理エンティティーと通信するための通信部と、移動性管理エンティティーに接続(access)要請の際、 P-TMSI signatureを送信し、上記移動性管理エンティティーで上記接続要請に対応する接続応答を受信するための制御部を含み、上記移動性管理エンティティーは、上記P-TMSI signatureを分析して上記端末が以前に接続したネットワークノードを決定することを特徴とする。
本発明は、移動通信ネットワークで端末がEUTRANや他のRAT(GERAN、UTRAN等)でEUTRAN地域に移動した後接続を試みたり、或いは位置更新を遂行する状況で非接続アクセス層(Non-Access-Stratum、すなわちネットワークアクセス層:以下、「NAS」と表記)プロトコルを用いて通信することにおいて適正なネットワークノードから端末関連情報を得ることができないから通信遅延が発生する問題点を解決する方法及びシステムに対するもので、本発明によるNASプロトコル、すなわちメッセージを利用したり端末、或いは移動性管理者の動作を変更することによって、 端末がネットワークノードと通信を遂行することにおいて円滑に成る方法を提起することによって端末とネットワークノード間の通信を效率的になるようとする利点がある。
本発明の好ましい実施例による移動通信システムにおける通信環境を示すブロック図である。 本発明の一実施例による端末接続過程の際、以前の接続ネットワークノードを探す過程の手続きを示すシグナリングダイヤグラムである。 本発明の一実施例による端末の位置更新過程の際、以前の接続ネットワークノードを探す過程の手続きを示すシグナリングダイヤグラムである。 本発明の他の実施例による端末接続過程の際、以前の接続ネットワークノードを探す過程の手続きを示すシグナリングダイヤグラムである。 本発明の他の実施例による端末の位置更新過程の際、以前の接続ネットワークノードを探す過程の手続きを示すシグナリングダイヤグラムである。 本発明の一実施例による通信遂行の際、ネットワークノードを探す過程の手続きを支援するためのMMEの動作フローチャートである。 本発明の他の実施例による通信遂行の際、ネットワークノードを探す過程の手続きを支援するためのUE動作フローチャートである。 本発明の他の実施例による通信遂行の際、ネットワークノードを探す過程の手続きを支援するためのMMEの動作フローチャートである。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例に対する動作原理を詳しく説明する。以下で本発明を説明することにおいて関連する公知機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を濁すことができると判断される場合にその詳細な説明は省略であろう。そして後述する用語は本発明における機能を考慮して定義されたことで、これは使用者及び運用者の意図又は慣例等によって変わることができる。それでその定義は本明細書全般にわたった内容を基づいて下すべきであろう。
後述する本発明の要旨は、移動通信システムのために端末とMMEの間のプロトコルであるNASプロトコルを用いて端末がネットワークノードと通信するのに通信の遅延を減らす方法を、端末とMMEの間のプロトコルであるNASと端末とMME、SGSNの動作を通じて支援する方法を提供する。以下、本発明を具体的に説明することにおいて、3GPPを基盤とするEPSシステム、UTRAN、GERANを利用するはずであり、本発明はNASを用いる他の移動システムでも利用可能であろう。
一方、本発明の図1に示すように、図1の実施例は本発明の基本目的な端末がEUTRANや他のRATからEUTRANに移動して位置更新、或いは接続する場合、NASプロトコルを用いて端末と移動性管理者(MME)の間の通信方法及び端末と移動性管理者の動作を提起することで、このような方法は類似の技術的背景及びチャンネル形態、或いはネットワーク構造(architecture)又は類似のプロトコル、或いはプロトコルは相異するが類似の動作をするプロトコルを有する、その他の移動通信システムでも本発明の範囲を大きく外れない範囲でわずかの変形で適用可能であり、 これは本発明の分野で熟練された技術的知識を有する者の判断で可能であろう。
図1は、本発明の好ましい実施例による移動通信システムにおける通信環境を示すブロック図である。ここでは一例として3GPP EPSシステム構造を示した。本発明の場合 EUTRANや他のRATからEUTRANに移動したり他のRATに接続の後、EUTRANに接続する場合、発生することができる問題を中心に記述し、このような方法は類似の他の移動通信システムでも用いることができる。
図1を参照すれば、基地局(Evolved Node Base Station Node B:以下、「eNB」と称する、又はRNC:Radio Network Controller:以下、「RNC」と表記)112、133は、それぞれのサービス領域であるセル内に位置する端末(User Equipment:以下、「端末」或いは「UE」と称する)110と無線接続を設定して通信を遂行する。UE110は、サービングゲートウェー(Serving Gateway:以下、「Serving GW」、又は「SGW」と称する)116を通じてインターネットのようなパケットデータネットワークに接続する端末を称する。本明細書ではパケットデータネットワークの主なネットワーク個体としてパケットデータネットワークゲートウェー(Packet Data Network GateWay:以下、「PDN GW」と称する)118がホームエージェント(Home Agent:以下、「HA」と称する)の役目を遂行する。一方、UE110の移動性管理、 端末の位置管理(location management)、 登録(registration)管理のために移動管理者(Mobility Management Entity:以下、「MME」と表記、 SGSN:Serving GPRS Support Node:以下、「SGSN」と表記)135がある。また、使用者と端末に対する認証情報及びサービス情報を管理するためにホーム購読者サーバー(Home Subscriber Server:以下、「HSS」)121がMME/SGSN114、135とインターフェースをもって連結されている。
eNB/RNC133とServing GW116、 MME/SGSN135とServing GW116間にはデータ経路(Data Path)と端末の移動性を管理するためのインターフェースが存在する。本発明におけるUE110とMME/SGSN135はNASプロトコルスタックをもって互いに通信することによって移動性管理、セッション管理を遂行する。
本発明では上記のように以前のネットワーク(old network、或いは以下、「source network」と表記)に連結されていたUE110が移動して接続、或いは位置更新する状況に重点を置く。上記ソースネットワークではEUTRAN、UTRAN、 GERAN等の多くのRAT形態になることができ、以後UE110が移動する新しいネットワーク(new network:以下、或いは「target network」と表記)はEUTRANを支援することで仮定した。したがって、ターゲットネットワークに移動すれば、UE110はターゲットeNB112、MME114、HSS121と連結されてサービスを受けるようになる。一方、新しいネットワークのMME114と以前のネットワークのMME/SGSN135は互いに連結されて必要な情報を得ることができる。したがって、 本発明ではNASプロトコルを基盤でUE110、MME114が效率的に動作するように上記のネットワークを参照して以下の図2乃至図8を説明する。すなわち、本発明による移動通信システムで端末から要請メッセージ受信の際、ネットワークノードは要請メッセージを分析して端末の以前のネットワークノードを決定する。そしてネットワークノードは以前のネットワークノードに端末の端末関連情報を要請する。以後、以前のネットワークノードで端末関連情報受信の際、 端末関連情報を用いて端末に応答メッセージを送信する。
この際、本発明による移動通信システムにおいて、端末は要請メッセージを構成する。ここで、端末はネットワークノードで要請メッセージを分析して端末の以前のネットワークノードを決定するように、要請メッセージを構成する。そして端末はネットワークノードに要請メッセージを送信する。以後、端末はネットワークノードで要請メッセージに対応する応答メッセージを受信する。
ここで、 要請メッセージは端末でネットワークノードに接続するための接続要請メッセージ及び端末でネットワークノードに位置を更新するための位置更新要請メッセージを含む。そしてネットワークノードはMMEである場合もあり、 以前のネットワークノードはSGSN又はMMEである場合もある。
図2は本発明の一実施例による端末接続過程の手続きを示すシグナリングダイヤグラムである。
図2を参照すれば、201過程はUE110がネットワークで接続要請をする過程である。このような接続(access)、すなわち登録要請(Attach Request)メッセージはP-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)signatureというUE110のアイデンティティ(identity)を確認するための識別関連情報を含む。このようなP-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity) signatureはUE110が以前にSGSNに接続して通信を成功的に遂行する場合、以後の接続で用いるために持っている情報である。以後UE110が送信した登録要請(Attach Request)メッセージは203過程のようにeNB112を経て MME114に送信される。
次に、MME114は205過程のようにUE110が以前に接続したノードであるMME/SGSN135がある場合、以前のネットワークノードを決定する。以前ノードを決定することにおいてUE110の臨時識別子(GUTI:Globally Unique Temporary Identity)にある位置コード(LAC)やMMEGI(MME Group Identity)を識別することにおいてLACやMMEGIの最上位ビット(MSB:Most Significant Bit)を用いるようにしている。すなわち、最上位ビットが1であれば既存に接続したネットワークがEUTRAN、最上位ビットが 0であればUTRAN/GERANで認識してそれぞれのネットワークでMME、或いは SGSNを見出すようになる。この際、現在一部事業者の場合は、MSBを従来のUTRAN/GERANの場合も1に割り当てて網を構成した場合もあるから、このような場合 MME114はUE110が送った登録要請(Attach Request)メッセージで有效なP-TMSI SIGNATUREがあったら、その情報を送ったUE110が以前にGERAN/UTRANに接続したことと判断することができる。
次に、 207過程では新しいMME114は以前にUE110が接続して通信を遂行したノードで205過程で判断したネットワークノードの中で当該のMME/SGSN135で端末関連情報である端末識子IMSI(International Mobile Subscriber Identity;以下、「IMSI」と表記)、MM context(Mobility Management context)を要請するようになる。209過程のように以前のMME/SGSN135から端末関連情報を新しいMME114は送信を受けるようになる。以後211過程の認証と保安関連過程が遂行され、213過程のベアラー生成関連の過程が遂行されるようになる。215過程のように新しいMME114で新しいeNB112で登録応答(以後、「Attach Accept」と表記)メッセージが送信される場合、この Attach Acceptメッセージは217過程でeNB112からUE110に再送信されて登録過程遂行が完了される。
図3は本発明の一実施例による端末位置更新過程の手続きを示すシグナリングダイヤグラムである。
図3を参照すれば、301過程はUE110がネットワークで位置更新要請(tracking area update request:以下、「TAU Request」と表記)をする過程である。このような位置更新要請(TAU Request)メッセージはP-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)signatureというUE110のアイデンティティ(Identity)を確認するための識別関連情報、 そしてUE110が以前にGERAN/UTRANを接続した場合、暗号キー(cipher key)を参照するためのCKSN(Cipher Key Sequence Number)を含む。このような有效なCKSN、 P-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity) signatureがある場合は、UE110が以前にSGSNに接続して通信を成功的に遂行する場合、以後の接続や位置登録更新で用いるためで持っている情報である。以後、UE110が送信したTAU Requestメッセージは303過程のようにeNB112を経てMME114に送信される。
次に、MME114は305過程のようにUE110が以前に接続したノードであるMME/SGSN135がある場合、以前のネットワークノ−ドを決定すべきである。以前ノードを決定することにおいてUE110の臨時識別子(GUTI:Globally Unique Temporary Identity)にある位置コード(LAC)やMMEGI(MME Group Identity)を識別することにおいてLACやMMEGIの最上位ビット(MSB:Most Significant Bit)を用いるようにしている。すなわち最上位ビットが1であれば既存に接続したネットワークがEUTRAN、最上位ビットが0であればUTRAN/GERANで認識してそれぞれのネットワークでMME 或いはSGSNを見出すようになる。この際、現在一部事業者の場合は、MSBを従来のUTRAN/GERANの場合1に割り当てて網を構成した場合もあるから、このような場合、MME114はUE110が送った位置更新要請(TAU Request)メッセージで有效なP-TMSI SIGNATURE、CKSNがあったらその情報を送ったUE110が以前にGERAN/UTRANに接続したことと判断することができる。
次に、307過程では新しいMME114は以前にUE110が接続して通信を遂行したノードで305過程で判断したネットワークノードの中で当該のMME/SGSN135で端末関連情報である端末識別子IMSI(International Mobile Subscriber Identity;以下、「IMSI」と表記)、MM context(Mobility Management context)を要請するようになる。
309過程のように以前のMME/SGSN135から端末関連情報を新しいMME114は送信を受けるようになる。以後、311の認証と保安関連過程が遂行されて315過程のベアラーのServing GateWay変更、UE位置関連の情報等を変更する過程が遂行されるようになる。313過程の場合、新しいMME114は端末関連情報をよく伝達受けたことを以前のMME/SGSN135に応答(acknowledge)するようになる。317過程のように新しいMME114からUE110で位置更新受諾(TAU Accept)メッセージが送信される場合、位置更新過程遂行が完了される。
すなわち、本発明の一実施例によれば、 端末で登録要請又は位置更新要請のための要請メッセージが受信される場合、 ネットワークノードは要請メッセージで端末の臨時識別子で位置コード又はMMEGIの最上位ビットをチェックする。そして最上位ビットが0であれば、ネットワークノードは以前のネットワークノードをSGSNで決定する。一方、最上位ビットが1であれば、ネットワークノードは要請メッセージがP-TMSIsignature又はCKSNの中で少なくとも1つを含むか否かを判断する。また、要請メッセージがP-TMSI signature又はCKSNの中で少なくとも1つを含めば、 ネットワークノードは以前のネットワークノードをSGSNで決定する。又は、要請メッセージがP-TMSI signature及びCKSNを含まない場合、 ネットワークノードは以前のネットワークノードをMMEで決定する。以後、ネットワークノードは以前のネットワークノードに端末の端末関連情報を要請して受信することによって、 端末関連情報を用いて端末に応答メッセージを送信する。
図4は、本発明の他の実施例による端末接続過程の手続きを示すシグナリングダイヤグラムである。
図4を参照すれば、401過程はUE110がネットワークで接続要請をする過程である。このような接続、すなわち登録要請(Attach Request)メッセージはこの UE110がUE110の臨時識別子(GUTI)をネットワークに送信した時、この識別子がMMEに接続の際、割り当てられたのか、それともP-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)やRAI(Routing Area Identity)から生成したのかをネットワークが区分するようにUE110が予め区分して送る能力があることを知らせる能力情報(capability) 情報を含む。このような能力情報を送る1つの方法としてはUE network capabilityという情報要素(information element:以後、「IE」と表記)、すなわちパラメーターに載せて送る方法もあり、その他の方法もある。一方、UE110は登録要請(Attach Request)メッセージを通じて識別子がMMEに接続際、割り当てられたのか、それともP-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)とRAI(Routing Area Identity)等の情報から生成したのかを区分して情報を送ることができる。識別子がどんな方法に生成されたのかに対する情報はUE110の臨時識別子の識別子タイプ(type of Identity、 Identity type:ID type)を通じて伝達することもでき、或いは他のインフォメーションエレメント(information element)を通じて伝達することもでき、 或いは位置コード(LAC)なのかMMEGI(MME Group Identity)なのか区分してその情報を送ることもできる。以後、UE110が送信した登録要請(Attach Request)メッセージは403過程のようにeNB112を経てMME114に送信される。
次に、MME114は405過程のようにUE110が以前に接続したノードであるMME/SGSN135がある場合、以前のネットワークノ−ドを決定すべきである。以前ノードを決定することにおいてUE110の臨時識別子(GUTI:Globally uniquetemporary Identity)にあるLACやMMEGIを識別することにおいてLACやMMEGIの最上位ビット(MSB:Most Significant Bit)を用いるようにしている。すなわち、最上位ビットが1であれば既存に接続したネットワークがEUTRAN、最上位ビットが0であれば、UTRAN/GERANで認識してそれぞれのネットワークでMME、或いはSGSNを見出すようになる。この際、現在一部事業者の場合は、MSBを従来のUTRAN/GERANの場合も1に割り当てて網を構成した場合もあるから、このような場合、MME114はUE110が送った登録要請(Attach Request)メッセージで能力(capability)関連情報がセッティングされている場合、UE110がGUTI関連情報を送る際、識別子のタイプ(Identity type)を送る能力があることを把握する。これに根拠し、MME114はUE110が区分して送った識別子タイプ(Identity type)関連情報を識別子タイプフィールドや或いは識別子タイプに係ったIEを参照して情報を送った UE110が以前にGERAN/UTRAN、或いはEUTRANの中に接続したネットワークノードを判断することができる。
次に、 407過程では新しいMME114は以前にUE110が接続して通信を遂行したノードで405過程で判断したネットワークノードの中で当該のMME/SGSN135で端末関連情報である端末識別子IMSI(International Mobile Subscriber Identity;以下、「IMSI」と表記)、MM context(Mobility Management context)を要請するようになる。409過程のように以前のMME/SGSN135から端末関連情報を新しいMME114は送信を受けるようになる。以後、411過程の認証と保安関連過程が遂行されて413過程のベアラー生成関連過程が遂行されるようになる。415過程のように新しいMME114で新しいeNB112で登録応答(以後、「Attach Accept」と表記)メッセージが送信される場合、このAttach Acceptメッセージは417過程でeNB112からUE110に再送信されて登録過程遂行が完了される。
図5は、本発明の他の実施例による端末位置更新過程の手続きを示すシグナリングダイヤグラムである。
図5を参照すれば、501過程はUE110がネットワークで位置更新要請(tracking area update request:以下、「TAU Request」と表記)をする過程である。このようなTAU RequestメッセージはこのUE110がUE110の臨時識別子(GUTI)をネットワークに送信した時、この識別子がMMEに接続の際、割り当てられたのか、それともP-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)や RAI (Routing Area Identity)から生成したのかをネットワークが区分するようにUE110が予め区分して送る能力があることを知らせる能力(capability)情報を含む。このような能力情報を送る一つの方法としてはUE network capabilityというIE、すなわちパラメーターに載せて送る方法もあり、その他の方法もなることもできる。一方、UE110はTAU Requestメッセージを通じて識別子がMMEに接続の際、割り当てられたのか、それともP-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)とRAI(Routing Area Identity) 等の情報から生成したのかを区分して情報を送ることができる。識別子がどんな式に生成されたのかに対する情報はUE110の臨時識別子の識別子タイプ(type of Identity、Identity type:ID type)を通じて伝達することもでき、或いは他のインフォメーションエレメント(information element)を通じて伝達することもでき、或いは位置コード(LAC)なのかMMEGI(MME Group Identity)なのか区分してその情報を送ることもできる。以後、UE110が送ったTAU Requestメッセージは503過程とようにeNB112を経てMME114に送信される。
次に、MME114は505過程のようにUE110が以前に接続したノードであるMME/SGSN135がある場合、以前のネットワークノ−ドを決定すべきである。以前ノードを決定することにおいてUE110の臨時識別子(GUTI:Globally Unique Temporary Identity)にあるLACやMMEGIを識別することにおいてLACやMMEGIの最上位ビット(MSB:Most Significant Bit)を用いるようにしている。すなわち、最上位ビットが1であれば既存に接続したネットワークがEUTRAN、最上位ビットが0であれば、UTRAN/GERANで認識してそれぞれのネットワークでMME、或いはSGSNを見出すようになる。この際、現在一部事業者の場合はMSBを従来のUTRAN/GERANの場合も1に割り当てて網を構成した場合もあるから、このような場合、MME114はUE110が送った位置更新要請(TAU Request)メッセージで能力(capability)関連情報がセッティングされている場合、UE110がGUTI関連情報を送る時識別子のタイプ(Identity type)を送る能力があることを把握する。これに根拠し、MME114はUE110が区分して送った識別子タイプ(Identity type)関連情報を識別子タイプフィールドや、或いは識別子タイプに係ったIEを参照して情報を送ったUE110が以前にGERAN/UTRAN、或いはEUTRANの中に接続したネットワークノードを判断することができる。
次に、507過程では新しいMME114は以前にUE110が接続して通信を遂行したノードで505過程で判断したネットワークノードの中で当該のMME/SGSN135で端末関連情報である端末識別子IMSI(International Mobile Subscriber Identity;以下、「IMSI」表記)、 MM context(Mobility Management context)を要請するようになる。
509過程のように以前のMME/SGSN135から端末関連情報を新しいMME114は送信を受けるようになる。以後、511過程の認証と保安関連過程が遂行されて515 過程のベアラーのServing GateWay変更、UE位置関連情報等を変更する過程が遂行されるようになる。513過程の場合、新しいMME114は端末関連情報をよく伝達受けたことを以前のMME/SGSN135に応答(acknowledge)するようになる。517過程のように新しいMME114からUE110で位置更新受諾(TAU Accept)メッセージが送信される場合、位置更新過程遂行が完了される。
すなわち、本発明の他の実施例よれば、ネットワークノードに登録要請又は位置更新要請のための要請メッセージ構成の際、 端末は臨時識別子に対応して以前のネットワークノードを区分するための識別子タイプ区別指示者を設定する。そして、端末はネットワークノードに要請メッセージを送信する。この後、端末はネットワークノードで要請メッセージに対応する応答メッセージを受信する。
一方、本発明の他の実施例よれば、端末で登録要請又は位置更新要請のための要請メッセージが受信される場合、 ネットワークノードは端末で臨時識別子に対応して以前のネットワークノードを区分するための識別子タイプ区別指示者が端末で送ったメッセージに設定されているか否かを判断する。これはネットワークノードで要請メッセージが識別子タイプ区別指示者を含むか否かを確認することによって遂行される。そして端末に識別子タイプ区別指示者が設定されている場合、ネットワークノードは以前のネットワークノードをSGSN又はMMEの中いずれか1つで識別する。この際、ネットワークノードは要請メッセージで以前のネットワークノードに相応する臨時識別子の識別子タイプ関連情報を分析し、以前のネットワークノードをSGSN又はMMEの中いずれか1つで識別する。以後、ネットワークノードは以前のネットワークノードに端末の端末関連情報を要請して受信することによって、端末関連情報を用いて端末に応答メッセージを送信する。
図6は、本発明の一実施例による端末とネットワークノード間通信を支援するためのMMEの動作を示すフローチャートである。
図6を参照すれば、701段階でMME114はUE110からAttach Request/TAU Request等を受信する。以後、MME114は703段階でUE110のEPS mobile Identityという information elementをチェックする。この際、721段階とようにLAC/MMEGIのMSBが0の場合、 MME114は723段階のように以前にUE110が接続したノードがSGSNなのでSGSNの中で当該のノードを探して端末関連情報を要請するようになる。
一方、711段階のようにLAC/MMEGIのMSB=1の場合、MME114は以前にUE110が接続したノードがMME、或いはSGSNである場合があるので、この際、713段階のようにUE110で送った登録要請(Attach Request)メッセージが有效なP-TMSI signatureを含んでいるのか、或いはTAU RequestメッセージがCKSN又はP-TMSI signatureの中で少なくとも1つの情報を含んでいるか否かをチェックする。それで有效なCKSN又はP-TMSI signatureがある場合、MME114は715段階に進行して以前に接続して通信したノードがSGSNであることと判断し、SGSNの中で当該のノードを探して端末関連情報を要請するようになる。一方、有效なP-TMSI signatureやCKSN 等の情報がない場合、MME114は717段階のように以前に接続して通信したノードがMMEであることと判断し、MMEの中で当該のノードを探して端末関連情報を要請するようになる。
この際、本発明の一実施例によるMMEは通信部、決定部及び制御部を含む。
通信部は端末と通信を遂行する。この際、通信部は端末で接続要請メッセージを受信することができる。ここで、接続要請メッセージは端末の登録要請又は位置更新要請であることができる。
決定部は、端末で接続要請メッセージを受信の際、接続要請メッセージを分析して端末の以前のネットワークノードを決定する。この際、決定部は接続要請メッセージのP-TMSI signatureを分析し、端末の以前のネットワークノードを決定する。このような決定部は判断部及び識別部を備える。判断部は接続要請メッセージのP-TMSI signatureを分析する。識別部はP-TMSI signatureの分析結果によって以前のネットワークノードをMME又はSGSNの中いずれか1つに識別する。
制御部は以前のネットワークノードに端末の端末関連情報を要請する。そして制御部は、 以前のネットワークノードで端末関連情報受信の際、 端末関連情報を用いて端末に応答メッセージを送信する。
そして、本発明の一実試例による端末は通信部及び制御部を含む。制御部はMMEに接続要請メッセージを送信するように制御する。この際、制御部は接続要請メッセージを通じてP-TMSI signatureを送るように制御する。ここで、 接続要請メッセージは端末の登録要請又は位置更新要請であることができる。通信部はMMEと通信を遂行する。この際、通信部はMMEで接続要請メッセージに対応する接続応答メッセージを受信する。
図7は本発明の他の実施例による通信過程の手続きを支援するためのUEの動作を示すフローチャートである。
図7を参照すれば、801段階でUE110がバージョンrelease(以下、「rel」と表記)8を支援するのか、或いはrel8以後、すなわちrel9、10等を支援するか否かによって動作が別に定義されることができる。rel8バージョンの場合、UE110は821段階で見るようにGUTI/ MAPPED GUTIであるか否かをUE network capability、或いはその他識別(indication)することができる情報や識別子無しに819段階のようにAttach/TAU Requestメッセージを送信するようになる。
一方、rel 8 以後、すなわちre19、10程度の以後バージョンの場合、UE110は811段階とように有效なUE network capability等をセッティングし、813段階で端末の識別子タイプ区別能力に根拠して識別子タイプ(Identity type)関連情報がGUTIなのかMAPPED GUTIなのかを決定する。そして、GUTIの場合、UE110は815段階で進行してGUTIという指示(indication)を識別子タイプ(Identity type)フィールドや或いは識別子タイプに係ったIEを通じてMME114に知らせ、MAPPED GUTIの場合、UE110は817段階で進行してMAPPED GUTIという指示(indication)を識別子タイプ(Identity type) フィールドや或いは識別子タイプに係った IEを通じてMME114に知らせることができる。この後、UE110は819段階のように関連ネットワークノード選択が可能になるように情報が設定されたAttach/TAU Requestをネットワークで送信するようになる。
この際、本発明の他の実施例による端末は制御部及び通信部を含む。制御部はネットワークノードのための要請メッセージに臨時識別子に対応して以前のネットワークノードを区分するための識別子タイプ区別指示者を設定する。そして制御部は要請メッセージで以前のネットワークノードに対応して臨時識別子の識別子タイプ関連情報を指示する。通信部は、制御部の制御の下に、ネットワークノードに要請メッセージを送信する。また、通信部はネットワークノードで要請メッセージに対応する応答メッセージを受信する。
図8は、本発明の他の実施例による端末とネットワークノード間通信を支援するための MMEの動作を示すフローチャートである。
図8を参照すれば、 MME114は901段階でMME114はUE110からAttach Request/TAU Request等を受信する。そしてMME114は903段階でUE110のUE Network capabilityをチェックする。この際、UEが送った位置更新要請(TAU Request)、或いは接続要請(Attach Request)メッセージで識別子タイプ区別能力(capability)関連情報がセッティングされている場合、MME114はUE110がGUTI関連情報を送信する時識別子のタイプ(Identity type)を送る能力があることを把握することができる。以後、MME114は911段階でUE110の識別子タイプ区別能力に根拠してUE110が区分して送った識別子タイプ(Identity type)関連情報で識別子タイプフィールドや、或いは識別子タイプに係ったIEを参照して情報を送ったUE 110が以前にGERAN/UTRAN、或いはEUTRANの中に接続したネットワークノードを判断することができる。すなわち、識別子タイプフィールドや、或いは識別子タイプに係る情報を提供するIE(information element)を参照して識別子タイプ関連情報がGUTIの場合、MME114は917段階に移動して以前ノードがMMEなのでMMEの中で以前ノードを検索して端末関連情報を要請する。一方、MAPPED GUTIで判断される場合、MME114は913段階で進行してSGSNの中で以前に通信を遂行したSGSNを参照して端末関連情報を要請する。
一方、903段階でUE110の識別子タイプ区別能力がセッティングされないままMME114がAttach Request/TAU Requestを受信した場合、 MME114は921段階でGUTI、或いはMAPPED GUTIにあるMMEGI 或いはLACのMSBを参照し、0の場合は以前に接続したノードをSGSNの中で選択し、1の場合にはMMEの中で選択するが事業者網のnetwork configurationにしたがってSGSNの中で選択することもできる。そういう場合、MME114はCKSNやP-TMSI signature等の他の別途の情報等を活用してSGSNの中で以前にUE110が通信を遂行したネットワークノードなのか否かを決定することができる。
この際、本発明の他の実施例によるMMEは通信部、決定部及び制御部を含む。
通信部は端末と通信を遂行する。この際、通信部は端末で接続要請メッセージを受信することができる。ここで、接続要請メッセージは端末の登録要請又は位置更新要請であることができる。
決定部は、端末で接続要請メッセージを受信の際、接続要請メッセージを分析して端末の以前のネットワークノードを決定する。このような決定部は判断部及び識別部を備える判断部は端末で臨時識別子に対応して以前のネットワークノードを区分するための識別子タイプ区別指示者が端末に設定されているか否かを判断する。識別部は、端末に識別子タイプ区別指示者が設定されている場合ば、以前のネットワークノードをSGSN又はMMEの中いずれか1つで識別する。この時識別部は要請メッセージで以前のネットワークノードに相応する臨時識別子の識別子タイプ関連情報を分析し、以前のネットワークノードをSGSN又はMMEの中いずれか1つに識別する。
制御部は以前のネットワークノードに端末の端末関連情報を要請する。そして制御部は、 以前のネットワークノードで端末関連情報受の際、 端末関連情報を用いて端末に応答メッセージを送信する。
上記の図2乃至図8で記述したように端末(UE)と移動管理者(MME)が動作するためには以下の表1のようにメッセージIE(情報要素:Information element:以下、「IE」と表記) 等が支援すべき場合がある。よって、以下でこれを記述する。表1は本発明によってメッセージに含まれ、UEがネットワークノードにIdentity typeに対する情報なのか否かを知らせることができるのか指示(indication)してくれる情報要素を含む。すなわち、UE network capability IEのoctect7に構成された一実施例を示す。
Figure 2017060200
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施例関して説明したが、 本発明の範囲から脱しない限度内でさまざまな変形が可能さは勿論である。よって、本発明の範囲は説明された実施例限らなく、 後述される特許請求範囲だけでなくこの特許請求範囲と均等なもの等によって決定すべきである。
以上で詳しく説明したように動作する本発明において、 開示される発明の中で代表的なことによって得られる效果を簡単に説明すれば以下のようである。
本発明は移動通信ネットワークで端末がEUTRANや他のRAT(GERAN、UTRAN等)でEUTRAN地域に移動した後接続を試みたり、或いは位置更新を遂行する状況で非アクセス層(Non-Access-Stratum、すなわちネットワークアクセス層:以下、「NAS」と表記)プロトコルを用いて通信することにおいて適正なネットワークノードから端末関連情報を得ることができなくて通信遅延が発生する問題点を解決する方法及びシステムに対するものとして、本発明によるNASプロトコル、すなわちメッセージを利用したり端末或いは移動性管理者の動作を変更するによって、 端末がネットワークノードと通信を遂行することにおいて円滑に成るようにする方法を提起することでこれによって端末とネットワークノード間の通信を效率的に成るようにする利点がある。
110 UE
112 eNB
114 MME
135 MME/SGSN

Claims (28)

  1. 移動通信システムの移動性管理エンティティー(mobility management entity、MME)の通信支援方法であって、
    旧ネットワークノード(old network node)に接続した端末から第1の情報を含む第1の要請メッセージを受信する段階と、
    前記第1の要請メッセージに基づいて前記旧ネットワークノードのタイプを確認する段階と、
    前記確認された旧ネットワークノードのタイプに基づいて第2の要請メッセージを送信する段階を含む通信支援方法。
  2. 前記第1の情報は、前記旧ネットワークノードのタイプを明示的に指示する情報を含み、
    前記旧ネットワークノードのタイプを確認する段階は、
    前記旧ネットワークノードのタイプを明示的に指示する情報に基づいて前記旧ネットワークノードのタイプを確認する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の通信支援方法。
  3. 前記第1の情報は、MMEグループアイディー及びロケーションエリアコード(location area code、LAC)のうち、少なくとも一つを含み、
    前記旧ネットワークノードのタイプを確認する段階は、
    前記第1の情報の特定ビットに基づいて前記旧ネットワークノードのタイプを確認する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の通信支援方法。
  4. 前記旧ネットワークノードのタイプを確認する段階は、
    前記MMEグループアイディーまたはLACの最上位ビット(most significant bit、MSB)が1である場合、前記旧ネットワークノードのタイプをMMEで確認し、前記MMEグループアイディーまたはLACの最上位ビット(most significant bit、MSB)が0である場合、前記旧ネットワークノードのタイプをSGSN(serving general packet radio service support node)で確認する段階を含むことを特徴とする請求項3に記載の通信支援方法。
  5. 前記旧ネットワークノードのタイプを確認する段階は、
    前記第1の要請メッセージにP−TMSI(packet−temporary mobile subscriber identity)signatureが含まれる場合、前記旧ネットワークノードのタイプをSGSNで確認する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の通信支援方法。
  6. 前記旧ネットワークノードのタイプを確認する段階は、
    前記第1の要請メッセージにP−TMSI signatureが含まれない場合、前記旧ネットワークノードのタイプをMMEで確認する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の通信支援方法。
  7. 前記第1の要請メッセージは、attach request message、tracking area update request message またはrouting area update request messageであることを特徴とする請求項1に記載の通信支援方法。
  8. 移動通信システムの端末の通信方法あって、
    以前に接続した旧ネットワークノード(old network node)に基づいて第1の情報を含む要請メッセージを移動性管理エンティティー(mobility management entity、MME)に送信する段階と、
    前記MMEから応答メッセージを受信する段階を含み、
    前記要請メッセージに基づいて前記旧ネットワークノードのタイプが確認されることを特徴とする端末の通信方法。
  9. 前記第1の情報は、前記旧ネットワークノードのタイプを明示的に指示する情報を含み、
    前記旧ネットワークノードのタイプを明示的に指示する情報に基づいて前記旧ネットワークノードのタイプが確認されることを特徴とする請求項8に記載の端末の通信方法。
  10. 前記第1の情報は、MMEグループアイディー及びロケーションエリアコード(location area code、LAC)のうち、少なくとも一つを含み、
    前記第1の情報の特定ビットに基づいて前記旧ネットワークノードのタイプが確認されることを特徴とする請求項8に記載の端末の通信方法。
  11. 前記MMEグループアイディーまたはLACの最上位ビット(most significant bit、MSB)が1である場合、前記旧ネットワークノードのタイプがMMEで確認され、前記MMEグループアイディーまたはLACの最上位ビット(most significant bit、MSB)が0である場合、前記旧ネットワークノードのタイプがSGSN(serving general packet radio service support node)で確認されることを特徴とする請求項10に記載の端末の通信方法。
  12. 前記要請メッセージにP−TMSI(packet−temporary mobile subscriber identity)signatureが含まれる場合、前記旧ネットワークノードのタイプがSGSNで確認されることを特徴とする請求項8に記載の端末の通信方法。
  13. 前記要請メッセージにP−TMSI signatureが含まれない場合、前記旧ネットワークノードのタイプがMMEで確認されることを特徴とする請求項8に記載の端末の通信方法。
  14. 前記要請メッセージは、attach request message、tracking area update request messageまたはrouting area update request messageであることを特徴とする請求項8に記載の端末の通信方法。
  15. 移動通信システムの移動性管理エンティティー(mobility management entity、MME)であって、
    信号を送受信する送受信部と、
    前記送受信部と接続され、旧ネットワークノード(old network node)に接続した端末から第1の情報を含む第1の要請メッセージを受信して、前記第1の要請メッセージに基づいて前記旧ネットワークノードのタイプを確認し、前記確認された旧ネットワークノードのタイプに基づいて第2の要請メッセージを送信する制御部を含むMME。
  16. 前記第1の情報は、前記旧ネットワークノードのタイプを明示的に指示する情報を含み、
    前記制御部は、
    前記旧ネットワークノードのタイプを明示的に指示する情報に基づいて前記旧ネットワークノードのタイプを確認することを特徴とする請求項15に記載のMME。
  17. 前記第1の情報は、MMEグループアイディー及びロケーションエリアコード(location area code、LAC)のうち、少なくとも一つを含み、
    前記制御部は、
    前記第1の情報の特定ビットに基づいて前記旧ネットワークノードのタイプを確認することを特徴とする請求項15に記載のMME。
  18. 前記制御部は、
    前記MMEグループアイディーまたはLACの最上位ビット(most significant bit、MSB)が1である場合、前記旧ネットワークノードのタイプをMMEで確認し、前記MMEグループアイディーまたはLACの最上位ビット(most significant bit、MSB)が0である場合、前記旧ネットワークノードのタイプをSGSN(serving general packet radio service support node)で確認することを特徴とする請求項17に記載のMME。
  19. 前記制御部は、
    前記第1の要請メッセージにP−TMSI(packet−temporary mobile subscriber identity)signatureが含まれる場合、前記旧ネットワークノードのタイプをSGSNで確認することを特徴とする請求項15に記載のMME。
  20. 前記制御部は、
    前記第1の要請メッセージにP−TMSI signatureが含まれない場合、前記旧ネットワークノードのタイプをMMEで確認することを特徴とする請求項15に記載のMME。
  21. 前記第1の要請メッセージは、attach request message、tracking area update request messageまたはrouting area update request messageであることを特徴とする請求項15に記載のMME。
  22. 移動通信システムの端末であって、
    信号を送受信する送受信部と、
    前記送受信部と接続され、以前に接続した旧ネットワークノード(old network node)に基づいて第1の情報を含む要請メッセージを移動性管理エンティティー(mobility management entity、MME)に送信し、前記MMEから応答メッセージを受信する制御部を含み、
    前記要請メッセージに基づいて前記旧ネットワークノードのタイプが確認されることを特徴とする端末。
  23. 前記第1の情報は、前記旧ネットワークノードのタイプを明示的に指示する情報を含み、
    前記旧ネットワークノードのタイプを明示的に指示する情報に基づいて前記旧ネットワークノードのタイプが確認されることを特徴とする請求項22に記載の端末。
  24. 前記第1の情報は、MMEグループアイディー及びロケーションエリアコード(location area code、LAC)のうち、少なくとも一つを含み、
    前記第1の情報の特定ビットに基づいて前記旧ネットワークノードのタイプが確認されることを特徴とする請求項22に記載の端末。
  25. 前記MMEグループアイディーまたはLACの最上位ビット(most significant bit、MSB)が1である場合、前記旧ネットワークノードのタイプがMMEで確認され、前記MMEグループアイディーまたはLACの最上位ビット(most significant bit、MSB)が0である場合、前記旧ネットワークノードのタイプがSGSN(serving general packet radio service support node)で確認されることを特徴とする請求項24に記載の端末。
  26. 前記要請メッセージにP−TMSI(packet−temporary mobile subscriber identity)signatureが含まれる場合、前記旧ネットワークノードのタイプがSGSNで確認されることを特徴とする請求項22に記載の端末。
  27. 前記要請メッセージにP−TMSI signatureが含まれない場合、前記旧ネットワークノードのタイプがMMEで確認されることを特徴とする請求項22に記載の端末。
  28. 前記要請メッセージは、attach request message、tracking area update request messageまたはrouting area update request messageであることを特徴とする請求項22に記載の端末。
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