JP2018182754A - ベアラ管理装置、通信方法、及び端末装置、 - Google Patents

ベアラ管理装置、通信方法、及び端末装置、 Download PDF

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Abstract

【課題】移動端末装置が移動中に発生したパケット着信を確実に受け付けることが出来るように制御するベアラ管理装置を提供すること。【解決手段】本発明のにかかるベアラ管理装置10は、移動管理装置20によって位置を管理されていた移動端末装置40が移動することによって移動管理装置30が移動端末装置40の位置を管理する場合、移動管理装置30から移動端末装置40の移動完了が通知されるまで、移動端末装置40が移動中に発生した移動端末装置40に対する着信処理を中断し、移動管理装置30から移動端末装置40の移動完了が通知された後、移動端末装置40に対する着信処理を再開する着信制御部11、を備えるものである。【選択図】図1

Description

本発明はベアラ管理装置に関し、例えば移動端末装置に対する着信制御を行うベアラ管理装置に関する。
モバイルネットワークシステムの標準技術を定める3GPPにおいて、次世代モバイルネットワークシステムとしてEPC(Evolved Packet Core)が定められている。EPCは、第2世代及び第3世代と称されている無線アクセスネットワークに加え、LTE(Long Term Evolution)アクセスネットワークも収容するネットワークシステムである。
ここで、EPCにおけるパケットの着信処理について説明する。非特許文献1には、ユーザ端末を示すUE(User Equipment)がアイドル状態である場合におけるパケットの着信処理が開示されている。UEがアイドル状態であるとは、UEがEPCに接続されていない状態である。言い換えると、UEとEPCとの間における無線ベアラが切断されている状態である。このような場合、UEに対してパケットの着信が発生した場合、ベアラ管理装置であるS−GW(Serving Gateway)は、UEを管理しているMME(Mobility Management Entity)もしくはSGSN(Serving GPRS Support Node)に対して、着信通知メッセージを送信する。着信通知メッセージを受信したMMEもしくはSGSNは、UEを呼び出すためにPagingメッセージを基地局であるeNB(evolved Node B)もしくはNodeBへ送信する。Pagingメッセージを受信したeNBもしくはNodeBは、自装置が管理するエリア内に在圏する複数のUEに対してPagingメッセージを送信する。ここで、呼び出しの対象であるUEは、eNBもしくはNodeBに対して応答メッセージを送信し、EPCと接続する。
このように、EPCと接続していないアイドル状態であるUEに対するパケットの着信が発生した場合においても、ネットワーク側からUEを呼び出すことによって、UEとデータ通信を行うことが出来る。
3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access (Release 12), 3GPP TS 23.401 V12.0.0 (2013-03), clauses 5.3.4.3, 5.3.3.2
しかし、非特許文献1に開示されているパケットの着信処理においては、以下に記載する問題が発生する。通常、MMEが管理する位置登録エリアの外へUEが移動する場合、UEは、移動先の位置登録エリアを管理する新たなMMEに対して位置登録要求メッセージ(Tracking Area Update Request)を送信する。位置登録要求メッセージを受け取った新たなMMEは、UEの位置登録処理を行う。新たなMMEにおける位置登録処理が完了すると、UEは、移動先の位置登録エリアを管理する新たなMMEに登録された状態となる。
ここで、UEが位置登録要求メッセージを送信した後であって、新たなMMEにおける移動処理が完了する前にUEに対してパケットの着信が発生すると、S−GWは、移動前のUEの位置を管理していたMMEへ着信通知メッセージを送信する。着信通知メッセージを受信したMMEは、配下の基地局へPagingメッセージを送信するが、着信対象のUEは新たなMMEが管理するエリアに移動しているため、着信対象のUEを呼び出すことが出来ない。つまり、UEがMMEの変更を伴う移動をしている間にパケット着信が発生した場合、UEはパケット着信を受け付けることが出来ないという問題が発生する。
本発明の目的は、移動端末装置が移動中に発生したパケット着信を確実に受け付けることが出来るように制御するベアラ管理装置、移動管理装置、移動端末装置、通信システム、着信処理方法、移動管理方法及びプログラムを提供することにある。
本発明の第1の態様にかかるベアラ管理装置は、第1の移動管理装置によって位置を管理されていた移動端末装置が移動することによって第2の移動管理装置が前記移動端末装置の位置を管理する場合、前記第2の移動管理装置から前記移動端末装置の移動完了が通知されるまで、前記移動端末装置が移動中に発生した前記移動端末装置に対する着信処理を中断し、前記第2の移動管理装置から前記移動端末装置の移動完了が通知された後、前記移動端末装置に対する着信処理を再開する着信制御部、を備えるものである。
本発明の第2の態様にかかる移動管理装置は、移動端末装置の移動を管理する移動管理装置であって、位置を管理していた前記移動端末装置が移動し、他の移動管理装置によって前記移動端末装置の位置が管理される状態において、ベアラ管理装置から送信された前記移動端末装置に対する着信通知メッセージを受信した場合、前記移動端末装置が前記他の移動管理装置へ移動したことを示す移動通知メッセージを前記ベアラ管理装置へ送信する通信部を備えるものである。
本発明の第3の態様にかかる移動端末装置は、第1の移動管理装置に位置を管理されている状態から前記第1の移動管理装置が管理するエリアの外へ移動した場合、第2の移動管理装置へ位置登録要求メッセージを送信し、前記第2の移動管理装置において前記移動管理装置の位置登録処理が完了する前に着信処理が発生した場合、前記位置登録要求メッセージを送信する際に使用した無線リソースを用いて自装置宛のデータを受信する通信部を備えるものである。
本発明の第4の態様にかかる通信システムは、第1のエリア内に位置する移動端末装置の位置を管理する第1の移動管理装置と、前記第1のエリアと異なる第2のエリア内に位置する移動端末装置の位置を管理する第2の移動管理装置と、前記移動端末装置に対する着信処理が発生した場合に、前記第1もしくは第2の移動管理装置へ着信通知メッセージを送信するベアラ管理装置と、を備え、前記ベアラ管理装置は、前記第1のエリア内に位置していた移動端末装置が前記第2のエリアへ移動することによって、第2の移動管理装置が前記移動端末装置の位置を管理する場合、前記第2の移動管理装置から前記移動端末装置の移動完了が通知されるまで、前記移動端末装置が移動中に発生した前記移動端末装置に対する着信処理を中断し、前記第2の移動管理装置から前記移動端末装置の移動完了が通知された後、前記移動端末装置に対する着信処理を再開するものである。
本発明の第5の態様にかかる着信処理方法は、第1の移動管理装置によって位置を管理されていた移動端末装置が移動することによって、第2の移動管理装置が前記移動端末装置の位置を管理する場合、前記第2の移動管理装置から前記移動端末装置の移動完了が通知されるまで、前記移動端末装置が移動中に発生した前記移動端末装置に対する着信処理を中断し、前記第2の移動管理装置から前記移動端末装置の移動完了が通知された後、前記移動端末装置に対する着信処理を再開するものである。
本発明の第6の態様にかかる移動管理方法は、移動端末装置の移動を管理する移動管理装置における移動管理方法であって、位置を管理していた前記移動端末装置が移動し、他の移動管理装置によって前記移動端末装置の位置が管理される状態において、ベアラ管理装置から前記移動端末装置に対する着信通知メッセージを受信した場合、前記移動端末装置が前記他の移動管理装置へ移動したことを示す移動通知メッセージを前記ベアラ管理装置へ送信するものである。
本発明の第7の態様にかかるプログラムは、第1の移動管理装置によって位置を管理されていた移動端末装置が移動することによって、第2の移動管理装置が前記移動端末装置の位置を管理する場合、前記第2の移動管理装置から前記移動端末装置の移動完了が通知されるまで、前記移動端末装置が移動中に発生した前記移動端末装置に対する着信処理を中断するステップと、前記第2の移動管理装置から前記移動端末装置の移動完了が通知された後、前記移動端末装置に対する着信処理を再開するステップとを、コンピュータに実行させるものである。
本発明により、移動端末装置が移動中に発生したパケット着信を確実に受け付けることが出来るように制御するベアラ管理装置、移動管理装置、移動端末装置、通信システム、着信処理方法、移動管理方法及びプログラムを提供することができる。
実施の形態1にかかる通信システムの構成図である。 実施の形態2にかかる3GPPにおいて定められている移動通信システムの構成図である。 実施の形態2にかかる3GPPにおいて定められている移動通信システムの構成図である。 実施の形態2にかかる3GPPにおいて定められている移動通信システムの構成図である。 実施の形態2にかかるSGWの構成図である。 実施の形態2にかかるUEが移動通信システムへ接続する際の接続処理の流れを示す図である。 実施の形態2にかかるUEに対するパケット着信が発生した際の処理の流れを示す図である。 実施の形態3にかかるUEに対するパケット着信が発生した際の処理の流れを示す図である。 実施の形態4にかかるUEに対するパケット着信が発生した際の処理の流れを示す図である。 実施の形態5にかかるUEに対するパケット着信が発生した際の処理の流れを示す図である。
(実施の形態1)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1を用いて本発明の実施の形態1にかかる通信システムの構成例について説明する。図1の通信システムは、ベアラ管理装置10、移動管理装置20、移動管理装置30及び移動端末装置40を有している。移動管理装置20は、位置登録エリア21内に在圏する移動端末装置の位置を管理する。移動管理装置30は、位置登録エリア31内に在圏する移動端末装置の位置を管理する。また、図1においては、移動端末装置40は、位置登録エリア21から位置登録エリア31へ移動する様子を示している。なお、この図では、移動端末装置40と無線通信を行う無線基地局は省略している。移動端末装置40が、位置登録エリア21から位置登録エリア31へ移動することによって、移動端末装置40を管理する移動管理装置が、移動管理装置20から移動管理装置30へ変更する。移動管理装置30は、移動端末装置40の登録処理が完了するとベアラ管理装置10へ移動端末装置40の移動が完了したことを通知する。
次に、ベアラ管理装置10の構成例について説明する。ベアラ管理装置10は、着信制御部11を有する。ここで、移動端末装置40が、位置登録エリア21から位置登録エリア31へ移動し、移動管理装置30において移動端末装置40の登録処理が完了する前に、移動端末装置40へパケット着信が発生した場合について説明する。このような場合、着信制御部11は、移動端末装置40に対する着信が発生しても、移動管理装置30から移動端末装置40の移動が完了したことを通知されるまで、移動端末装置40に対する着信処理を中断する。着信制御部11は、移動管理装置30から移動端末装置40の移動が完了したことを通知された後、移動端末装置40に対する着信処理を再開する。例えば、着信制御部11は、移動管理装置20に対して着信処理を行った際に、移動管理装置20から移動端末装置40が移動中であるとの情報を取得してもよい。
着信処理とは、例えば、移動端末装置40を管理している移動管理装置へ着信メッセージを通知し、移動端末装置40を宛先とするデータを移動端末装置40へ送信する処理である。着信処理を中断するとは、例えば、着信制御部11は、移動端末装置40が移動中であることを検出すると、移動端末装置40を宛先とするデータ(ユーザデータ)を移動端末装置40へ送信する処理へ遷移することを停止し、移動端末装置40の移動完了が通知された後に、移動端末装置40を宛先とするデータを移動端末装置40へ送信することであってもよい。もしくは、着信制御部11が、移動管理装置30から移動端末装置40の移動完了が通知されるまで、着信メッセージを移動管理装置へ送信することを停止することであってもよい。移動端末装置40の移動中とは、例えば、移動端末装置40が移動先の位置登録エリア31を管理する移動管理装置30へ位置登録要求メッセージを送信してから、移動管理装置30がベアラ管理装置10へ移動端末装置40の移動完了を示すメッセージを通知するまでであってもよい。
着信処理を中断するとは、着信処理を一時中断すること、着信処理を一時停止すること、着信処理の再開を前提として着信処理を中止すること、もしくは着信処理の実行を保留すること等であってもよい。
以上説明したように、図1の通信システムを用いることにより、移動端末装置40が、位置を管理する移動管理装置の変更を伴う移動をしている最中に移動端末装置40に対するパケット着信が発生した場合においても、移動端末装置40はパケット通信を受け付けることができる。すなわち、ベアラ管理装置10は、移動先の位置登録エリアを管理する移動管理装置30から移動完了が通知された後に、移動端末装置40に対して着信処理を再開することが出来る。そのため、移動端末装置40の移動処理が完了していない状態でパケット着信が発生した場合においても、ベアラ管理装置10は移動端末装置40へパケットの着信を通知することが出来る。
(実施の形態2)
続いて、図2を用いて本発明の実施の形態2にかかる通信システムの構成例について説明する。本図においては、通信システムとして、3GPPにおいて定められている移動通信システムについて説明する。図2の通信システムは、PGW(Packet Data Network GateWay)75、SGW(Serving GateWay)15、MME25、MME35、UE45、eNB55及びeNB65を有している。
UE45は、3GPPにおいて移動端末装置として規定されている通信装置である。UE45は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末もしくは通信機能を有するパーソナルコンピュータ等であってもよい。さらに、UE45は、自律的に通信を行うM2M(Machine To Machine)デバイスであってもよい。M2Mデバイスは、例えば、通信機能を有する自動販売機、電気製品等のように移動する頻度が少ない装置であってもよく、ユーザが身に付ける時計等であってもよい。
eNB55及びeNB65は、3GPPにおいて基地局として規定されているノード装置である。eNB55及びeNB65は、それぞれ無線通信エリアを形成し、自装置が管理する無線通信エリア内に在圏するUEと通信を行う。
PGW75は、移動通信システムと外部ネットワークとの境界に位置するノード装置である。PGW75は、外部ネットワークから送信されたデータを、移動通信システム内のノード装置へ送信する。PGW75は、SGW15との間に通信ベアラを設定する。通信ベアラは、例えば、通信経路もしくは通信パス等と称されてもよい。PGW75は、外部ネットワークから送信されたデータを、通信ベアラを介してSGW15へ送信する。
図1でのベアラ管理装置10は、3GPPにおいてSGW15として規定されている。SGW15は、UE45に対するパケット着信が通知されると、MME25もしくはMME35へ着信メッセージを通知する。さらに、SGW15は、移動端末装置45と通信を行うeNB55もしくはeNB65に対して、UE45を宛先とするデータを送信する。
図1での移動管理装置20及び30は、3GPPにおいてMME25及びMME35として規定されている。MME25及びMME35は、それぞれUEの位置を管理する位置登録エリアを定めている。MME25及びMME35のそれぞれが管理する位置登録エリア内には複数のeNBが配置されてもよい。つまり、位置登録エリアは、eNBが形成する複数の無線通信エリアを含んでもよい。
UE45は、MME25が定める位置登録エリアからMME35が定める位置登録エリアへ移動した場合、MME35へ位置登録要求メッセージを送信する。MME35は、UE45から送信された位置登録要求メッセージを受信すると、UE45の移動処理を行う。UE45の移動処理は、例えば、MME35が、管理する対象装置としてUE45を登録する処理である。さらに、MME35は、UE45から送信された位置登録要求メッセージを受信すると、UE45の移動前の位置登録エリアを管理するMME25へ、UE45がMME35の定める位置登録エリアへ移動してきたことを通知するメッセージを送信する。UE45は、MME35へ、移動前の位置登録エリアを管理するMME25の識別子を位置登録要求メッセージに含めてもよい。これによって、MME35は、UE45の移動前の位置登録エリアを管理するMME25を検出することが出来る。MME25は、MME35からメッセージを通知されることによって、UE45が、MME35の定める位置登録エリアへ移動したことを検出することが出来る。
MME35は、UE45の移動処理が完了すると、SGW15へUE45の移動処理が完了したことを示すメッセージを送信する。SGW15は、UE45にパケット着信が発生した場合、MME35からUE45の移動処理が完了したことを示すメッセージが送信されるまで、MME25へ着信通知メッセージを送信する。
MME25は、MME35からUE45の移動を通知するメッセージを受信した後に、SGW15からUE45に対する着信通知メッセージを受信する場合がある。このような場合、MME25は、SGW15に対して、UE45が移動したことを通知するメッセージを送信する。
SGW15は、MME25から送信されたUE45が移動したことを通知するメッセージを受信することによって、UE45がMMEの変更を伴う移動をしていることを検出する。SGW15は、UE45がMMEの変更を伴う移動をしていることを検出した場合、UE45を宛先とするデータをバッファに一時的に格納する。SGW15は、MME35からUE45の移動完了を示すメッセージが通知された場合、MME35へUE45に対する着信通知メッセージを送信する。その後、SGW15は、UE45へ、UE45を宛先とするデータを送信する。
上記の説明においては、移動管理装置20及び30は、MME25及び35として説明したが、移動管理装置20及び30は、図3に示すようにSGSN27及び37であってもよい。SGSN27及び37は、3GPPにおいて2Gもしくは3Gと称される無線アクセスネットワークと通信を行うUEの位置を管理するノード装置である。SGSN27及び37は、2Gもしくは3Gと称される無線アクセスネットワーク内の2G/3G無線制御装置57及び67と接続する。2Gもしくは3Gと称される無線アクセスネットワーク内の2G/3G無線制御装置は、例えばRNC(Radio Network Controller)と称されてもよい。図3に示される構成は、MME25及び35をSGSN27及び37へ置き換え、eNB55及び65を2G/3G無線制御装置57及び67へ置き換えた以外は図2と同様である。
さらに、SGW15は、図4に示すように、MME25及びSGSN37と接続してもよい。つまり、SGW15は、MME及びSGSNが混在するシステムに配置されてもよい。図4に示される構成は、図2におけるMME35をSGSN37へ置き換え、eNB65を2G/3G無線制御装置67へ置き換えた以外は、図2と同様である。
続いて、図5を用いて本発明の実施の形態2にかかるSGW15の構成例について説明する。SGW15は、着信制御部16及びデータ蓄積部17を有している。着信制御部16は、図1の着信制御部11と同様である。
着信制御部16は、UE45の移動前の位置登録エリアを管理するMME25からUE45の移動を通知するメッセージが送信された場合、UE45を宛先とするデータを一時的にデータ蓄積部17へ格納する。さらに、着信制御部16は、UE45の移動先の位置登録エリアを管理するMME35からUE45の移動が完了したことを通知するメッセージが送信された場合、MME35へUE45に対する着信メッセージを送信する。さらに、着信制御部16は、UE45とeNB65との間に無線ベアラが設定されると、データ蓄積部17に格納したデータをeNB65を介してUE45へ送信する。
続いて、図6を用いて本発明の実施の形態2にかかるUEの移動通信システムへの接続処理の流れについて説明する。はじめに、UE45は、ユーザによって電源スイッチが押下され電源が投入された場合、eNB55へ位置登録要求メッセージとして、Attach Requestメッセージを送信する(S11)。次に、eNB55は、UE45から送信されたAttach RequestメッセージをMME25へ送信する(S12)。MME25は、Attach Requestメッセージを受信すると、UE45の位置登録情報を作成する。位置登録情報とは、例えば、UE45が自装置の管理する位置登録エリア内に在圏することを示す情報もしくはUE45の加入者情報を含む。UE45の加入者情報は、移動通信システム内に配置されている加入者情報管理装置(不図示)から取得してもよい。加入者情報管理装置は、例えば、3GPPにおいてHSS(Home Subscriber Server)として規定されている。次に、MME25は、Create Session Requestメッセージを用いてSGW15へUE45の加入者情報を通知する(S13)。次に、SGW15は、Create Session Requestメッセージに対する応答メッセージとして、Create Session ResponseメッセージをMME25へ送信する(S14)。SGW15は、Create Session Requestメッセージを受信することにより、UE45の位置を管理しているMMEを識別することが出来る。さらに、Create Session Responseメッセージが送信されることにより、MME25とSGW15との間にUE45に関するセッションが確立される。
次に、MME25は、Create Session Responseメッセージを受信すると、eNB55へ、Attach Requestメッセージの応答信号として、Attach Acceptメッセージを送信する(S15)。MME25は、Attach Acceptメッセージを送信することによって、UE45の登録処理を完了する。UE45の登録処理の完了は、すなわち、UE45の移動処理を完了したことと同様である。次に、eNB55は、UE45へAttach Acceptメッセージを送信する(S16)。
UE45がAttach Acceptメッセージを受信することによって、UE45は、移動通信システムへ接続した状態となる。UE45が移動通信システムへ接続した状態は、UE45が移動通信システムへAttachした状態と称されてもよい。
上述した説明においては、UE45の電源が投入された際の処理の流れについて説明したが、UE45の在圏する位置登録エリアが変更した場合においても、新たなMMEにおいて位置登録情報を作成するために同様の処理が実行される。UE45は、在圏する位置登録エリアが変更した場合、Attach RequestメッセージのかわりにTracking Area Update Requestメッセージを送信する。また、MME25及びSGW15は、Create Session Request/Create Session ResponseメッセージのかわりにModify Bearer Request/Modify Bearer Responseメッセージを送受信する。
続いて、図7を用いて本発明の実施の形態2にかかるUE45がMMEの変更を伴う移動をしている最中にUE45に対するパケット着信が発生した際の処理の流れについて説明する。ここでは、図6の処理が完了していることを前提とし、UE45は、MME25の管理する位置登録エリアに在圏しているとする。
はじめに、UE45は、MME25の管理する位置登録エリアから他の位置登録エリアに移動したことを検出すると、移動先の通信エリアを管理するeNB65へTracking Area Update Requestメッセージを送信する(S21)。UE45は、eNB65から配信される報知情報を受信することによって、位置登録エリアが変更したことを検出してもよい。つまり、UE45は、移動前にeNB55から配信された位置登録エリアと、移動後にeNB65から配信された位置登録エリアとが異なる場合に、位置登録エリアが変更したことを検出してもよい。
次に、eNB65は、自装置の通信エリアを含む位置登録エリアを管理しているMME35へ、UE45に関するTracking Area Update Requestメッセージを送信する(S23)。このとき同時に、UE45とMME35の間で制御メッセージを通信するために、eNB65とMME35の間にS1 Connectionを確立する。ここで、Tracking Area Update Requestメッセージには、UE45の移動前の位置登録エリアを管理していたMME25の識別子が含まれているとする。
次に、MME35は、MME25からUE45の位置登録情報を取得するために、MME25へ位置登録情報の転送を要求するContext Requestメッセージを送信する(S24)。MME25は、MME35からUE45の位置登録情報の転送を要求するContext Requestメッセージが送信されたことによって、自装置が管理する位置登録エリアの外にUE45が移動したことを検出することが出来る。さらに、MME25は、MME35から送信されたContext Requestメッセージを受信することによって、UE45がMME35の管理する位置登録エリアに移動したことを検出することが出来る。
ここで、ステップS24においてMME35からMME25へContext Requestメッセージが送信された後に、SGW15へUE45に対するパケット着信が通知されるとする(S25)。パケット着信は、外部ネットワークからPGW75を経由してSGW15へ通知される。
SGW15は、図6の接続処理において、UE45がMME25の管理する位置登録エリアに在圏していることを通知されている。そのため、SGW15は、UE45に対するパケット着信を通知するためにMME25へDownlink Data Notificationメッセージを送信する(S26)。
次に、MME25は、ステップS24のContext Requestメッセージを受信することによってUE45が移動中であることを検出している。そのため、MME25は、UE45が移動中であり、UE45の呼び出し処理を一時的に行うことが出来ないことを示すCauseを設定し、Downlink Data Notification Acknowledgeメッセージを送信する(S27)。Downlink Data Notification Acknowledgeメッセージには、Cause設定として、Cause=Temporarily Rejected due to mobilityが設定される。Cause=Temporarily Rejected due to mobilityは、Causeに、UEが移動中であり一時的に呼び出し処理が出来ないこと(temporarily rejected)を示す情報が設定されたことを示している。
ここで、SGW15は、Cause=Temporarily Rejected due to mobilityが設定されたDownlink Data Notification Acknowledgeメッセージを受信すると、パケット着信処理を一時中断し、UE45を宛先とするパケットのバッファリングを継続しつつDownlink Data Notificationメッセージを再送するタイマ(locally configured guard timer)を起動する。
次に、MME25は、Tracking Area Update RequestメッセージにおけるUE45の移動前の位置登録エリアを管理するMMEとしての動作を実行する。つまり、MME25は、ステップS24のContext Requestメッセージの応答メッセージとして、Context ResponseメッセージをMME35へ送信する(S28)。UE45の移動前の位置登録エリアを管理するMMEは、Old側MMEと称されてもよい。さらに、UE45の移動後の位置登録エリアを管理するMMEは、New側MMEと称されてもよい。MME25は、Context Responseメッセージを用いてUE45の位置登録情報をMME35へ通知する。MME35は、Context Responseメッセージの応答メッセージとしてContext AcknowledgeメッセージをMME25へ送信する(S29)。
次に、MME35は、MME25とSGW15との間に確立されているセッションの切替を通知するために、SGW15へModify Bearer Requestメッセージを送信する(S30)。MME25とSGW15との間に確立されているセッションは、図6のステップS13及びS14において確立されたセッションである。SGW15は、Modify Bearer Requestメッセージを受信することによって、MME35においてUE45の移動処理が完了したことを検出する。MME35は、MME25とSGW15との間において確立されたセッションを識別する識別子をSGW15へ送信することによって、MME25とSGW15との間に確立されているセッションの切替を通知してもよい。MME25とSGW15との間において確立されたセッションを識別する識別子は、ステップS28のContext Responseメッセージに含められてもよい。
SGW15は、Modify Bearer Requestメッセージの応答メッセージとして、Modify Bearer ResponseメッセージをMME35へ送信する(S31)。この時、SGW15は、ステップS27においてDownlink Data Notification Acknowledgeメッセージを受信した際に起動したタイマ(locally configured guard timer)を停止する。
次に、MME35は、Modify Bearer Responseメッセージを受信すると、ステップS23の応答メッセージとして、Tracking Area Update AcceptメッセージをeNB65へ送信する(S32)。次に、eNB65は、送信されたTracking Area Update AcceptメッセージをUE45へ送信する(S33)。
次に、MME35は、既に確立したeNB65との間のS1 Connectionを解放する(S34)。
次に、SGW15は、UE45に対するパケット着信を通知するために、UE45の移動先の位置登録エリアを管理するMME35へDownlink Data Notificationメッセージを送信する(S35)。つまり、ステップS35において、ステップS26における、MME25に対するDownlink Data Notificationメッセージの送信処理を、UE45の移動先の位置登録エリアを管理するMME35に対して行う事になる。次に、MME35は、UE45の呼び出し処理を行うために、eNB65へPagingメッセージを送信し(S36)、eNB65は、配下の通信エリアに在圏するUEに対してPagingメッセージを送信する(S37)。このようにして、UE45は、新たな位置登録エリアに移動した後に、UE45の移動中に発生したパケット着信通知を受けることが出来る。
ここで、ステップS27においてDownlink Data Notification Acknowledgeメッセージを受信した際に起動したタイマ(locally configured guard timer)がModify Bearer Requestメッセージを受信する前に満了した場合、SGW15は、UE45に対するパケット着信処理を終了してもよい。もしくは、SGW15は、再度Downlink Data NotificationメッセージをMME25へ送信し、パケット着信処理を継続するようにしてもよい。
ここで、ステップS27においてDownlink Data Notification Acknowledgeメッセージを受信した際に起動したタイマ(locally configured guard timer)がModify Bearer Requestメッセージを受信できず満了した場合、SGW15は、バッファリングされたUE45を宛先とするパケットを解放してもよい。
以上説明したように本発明の実施の形態2にかかる通信システムを用いることにより、UE45がMMEの変更を伴う移動中であり、新たなMMEにおいてUE45の移動処理が完了していない間にUE45に対するパケット着信が発生した場合においても、UE45は正常にパケット着信通知を受信することが出来る。
さらに、図3及び図4のように、MME35がSGSN37へ置き換えられ、eNB65が2G/3G無線制御装置67へ置き換えられた場合、ステップS21及びS23におけるTracking Area Update Requestメッセージは、Routing Area Update Requestメッセージに置き換えられる。また、ステップS32及び33におけるTracking Area Update Acceptメッセージは、Routing Area Update Acceptメッセージに置き換えられる。このとき、MME25とSGSN37がISR(Idle-mode signaling reduction)を有効にする場合、ステップS35にて行われるパケット着信処理の継続は、MME25とSGSN37の両方に行われてもよい。
(実施の形態3)
続いて、図8を用いて本発明の実施の形態3にかかるUE45がMMEの変更を伴う移動をしている最中にUE45に対するパケット着信が発生した際の処理の流れについて説明する。ステップS41〜S49は、図7のステップS21〜S29と同様であるため詳細な説明を省略する。さらに、図8の処理を実行するにあたり、図6の処理が完了していることを前提とし、UE45は、MME25の管理する位置登録エリアに在圏しているとする。
MME35は、ステップS49においてMME25へContext Acknowledgeメッセージを送信した後に、SGW15へModify Bearer Requestメッセージを送信する(S50)。ここで、SGW15は、SGW requested active flag = ONとの情報をModify Bearer Responseメッセージに設定してMME35へ送信する(S51)。
MME35は、SGW requested active flag = ONとの情報を受け取った場合、Attach処理もしくはTracking Area Update処理のために設定されたeNB65とMME35との間のS1 Connectionを解放せずに保持する。さらに、MME35は、Attach処理もしくはTracking Area Update処理のために設定されたUE45とeNB65との間のRRC(Radio Resource Control)接続も保持させる。SGW15は、ステップS45において通知されたパケット着信の対象となっているUEが移動中であることを検出した後に、UEの移動完了を示すModify Bearer Requestメッセージを受信した場合に、SGW requested active flag = ONとの情報をModify Bearer Responseメッセージに設定してMME35へ送信する。
次に、MME35は、Modify Bearer Responseメッセージを受信すると、ステップS43の応答メッセージとして、Tracking Area Update AcceptメッセージをeNB65へ送信する(S52)。次に、eNB65は、送信されたTracking Area Update AcceptメッセージをUE45へ送信する(S53)。ここで、MME35は、SGW requested active flag = ONとの情報を受け取っているため、S1 Connectionの解放処理を実行しない。また、MME35は、Tracking Area Update Accept送信と同時に、保持されているS1 Connectionを介してeNB65へ無線パケットベアラ確立要求メッセージを送信する。無線パケットベアラは、UE45とeNB65との間において、音声データ、画像データもしくは動画データ等のユーザデータを通信するために用いられるベアラである。
次に、eNB65は、無線パケットベアラ確立要求メッセージを受信すると、RRC接続を用いてUE45との間に無線パケットベアラを確立する(S55)。eNB65は、無線パケットベアラを確立すると、MME35へ無線パケットベアラ確立応答メッセージを送信する(S56)。無線パケットベアラ確立応答メッセージには、eNB65のTEID(eNB Tunnel End Point Identifier)が設定されている。
次に、MME35は、無線パケットベアラ確立応答メッセージを受信すると、SGW15へ、eNB65のTEIDを設定したModify Bearer Requestメッセージを送信する(S57)。
次に、SGW15は、Modify Bearer Requestメッセージの応答メッセージとしてModify Bearer ResponseメッセージをMME35へ送信する(S58)。次に、SGW15は、Modify Bearer Requestメッセージに設定されたeNB65のTEIDに向けてUE45宛のデータを送信する。eNB65は、SGW15から送信されたUE45宛のデータを、無線パケットベアラを介してUE45へ送信する。(S59)。
以上説明したように、図8の処理の流れにおいて、MME35は、Tracking Area Update Acceptメッセージを送信した後、S1 Connectionを解放せず、保持しているS1 Connectionを用いて、無線パケットベアラ確立要求メッセージをeNB65へ送信する。これによって、UE45は移動通信システムとの接続を維持している状態となるため、MME35は、図7において説明したPagingメッセージを送信してUE45を呼び出す処理を省略することが出来る。
図7においては、MME35は、eNB65との間のS1 Connectionを解放する。そのため、UE45は、移動通信システムと接続されていない状態、つまり移動通信システムから離脱している状態となる。そのため、MME35は、UE45を呼び出すためにPagingメッセージを送信する必要がある。
これに対して、図8においては、MME35とeNB65との間のS1 Connectionが保持され、さらに、UE45とeNB65との間のRRC接続も保持される。そのため、MME35は、UE45を呼び出す処理を実行する必要がないため、Pagingメッセージを送信する処理を省略することが出来る。
MME35は、自装置が管理する位置登録エリア内のすべてのeNBに対してPagingメッセージを送信する。さらに、Pagingメッセージを受信したeNBは、配下の通信エリアに在圏する全てのUEに対してPagingメッセージを送信する。そのため、Pagingメッセージを送信する処理は、移動通信システムにおいて高負荷な処理となる。これより、図8において、Pagingメッセージの送信処理を省略することによって、移動通信システム内の負荷を低減することが出来る。
(実施の形態4)
続いて、図9を用いて本発明の実施の形態4にかかるUE45がMMEの変更を伴う移動をしている最中にUE45に対するパケット着信が発生した際の処理の流れについて説明する。ステップS61〜S67は、図7のステップS21〜S27及び図8のステップS41〜S47と同様であるため詳細な説明を省略する。さらに、図9の処理を実行するにあたり、図6の処理が完了していることを前提とし、UE45は、MME25の管理する位置登録エリアに在圏しているとする。
MME25は、ステップS64においてMME35から送信されたContext Requestメッセージの応答メッセージとして、Context ResponseメッセージをMME35へ送信する(S68)。ここで、MME25は、無線パケットベアラの確立が必要であることを通知するために、Active Flag=ONを設定したContext ResponseメッセージをMME35へ送信する。次に、MME35は、Context Responseメッセージの応答メッセージとして、Context AcknowledgeメッセージをMME25へ送信する(S69)。
ステップS70〜S77は、図8のステップS52〜S59と同様であるため詳細な説明を省略する。つまり、ステップS70〜S77において、図8の処理と同様に、S1 Connectionを解放せずに、UE45とeNB65との間に無線パケットベアラを確立する処理を実行する。
以上説明したように、図9の処理においては、MME35は、無線パケットベアラの確立の契機となるメッセージを、SGW15からではなくMME25から送信される。これによって、図9の処理においては、図8の処理におけるステップS50及びS51のModify Bearer Request/Modify Bearer Responseメッセージの送受信を省略することが出来る。また、図9の処理は、図8の処理と同様に、Pagingメッセージの送信処理を省略することが出来る。
(実施の形態5)
続いて、図10を用いて本発明の実施の形態5にかかるパケット着信が通知された後に、UE45がMMEの変更を伴う移動をする場合の処理の流れについて説明する。ここでは図10の処理を実行するにあたり、図6の処理が完了していることを前提とし、UE45は、MME25の管理する位置登録エリアに在圏しているとする。
はじめに、SGW15は、UE45に対するパケット着信を受信する(S81)。SGW15は、外部ネットワークからPGW75を経由して送信されたパケット着信を受信する。SGW15は、図6の接続処理において、UE45がMME25の管理する位置登録エリアに在圏していることを通知されている。そのため、次に、SGW15は、UE45に対するパケット着信を通知するためにMME25へDownlink Data Notificationメッセージを送信する(S82)。
次に、MME25は、Downlink Data Notificationメッセージに対する応答メッセージとして、Downlink Data Notification Acknowledgeメッセージを送信する(S83)。次に、MME25は、UE45の呼び出し処理を行うために、eNB55へPagingメッセージを送信し(S84)、eNB55は、配下の通信エリアに在圏するUEに対してPagingメッセージを送信する(S85)。
ここで、ステップS85においてeNB55がPagingメッセージを送信する直前もしくはeNB55がPagingメッセージを送信した直後に、UE45が、eNB55が管理する無線通信エリアの外であって、MME25が管理する位置登録エリアの外に移動をしたとする。このような場合、UE45は、Pagingメッセージを受信することが出来ない。
次に、UE45は、MME25が管理する位置登録エリア外であって、MME35が管理する位置登録エリア内へ移動した場合、MME35が管理する位置登録エリア内に配置されているeNB65へ、Tracking Area Update Requestメッセージを送信する(S86)。
次に、eNB65は、自装置の通信エリアを含む位置登録エリアを管理しているMME35へ、UE45に関するTracking Area Update Requestメッセージを送信する(S88)。このとき同時に、eNB65とMME35との間で制御メッセージを通信するためにS1 Connectionを確立する。ここで、Tracking Area Update Requestメッセージには、UE45の移動前の位置登録エリアを管理していたMME25の識別子が含まれているとする。
次に、MME35は、MME25からUE45の位置登録情報を取得するために、MME25へ位置登録情報の転送を要求するContext Requestメッセージを送信する(S89)。MME25は、MME35からUE45の位置登録情報の転送を要求するContext Requestメッセージが送信されたことによって、自装置が管理する位置登録エリアの外にUE45が移動したことを検出することが出来る。さらに、MME25は、MME35から送信されたContext Requestメッセージを受信することによって、UE45がMME35の管理する位置登録エリアに移動したことを検出することが出来る。
次に、MME25は、ステップS89のContext Requestメッセージを受信することによってUE45が移動中であることを検出している。そのため、MME25は、UE45の呼び出し処理を停止し、UE45が移動中であり、UE45の呼び出し処理を一時的に行うことが出来ないこと(temporarily rejected)を示すCauseを設定し、パケット着信の通知失敗を示すDownlink Data Notification Failure Indicationメッセージを送信する(S90)。Downlink Data Notification Acknowledgeメッセージには、Cause設定として、Cause=Temporarily Rejected due to mobilityが設定される。
ここで、SGW15は、Cause=Temporarily Rejected due to mobilityが設定されたDownlink Data Notification Failure Indicationメッセージを受信すると、パケット着信処理を一時中断し、UE45を宛先とするパケットのバッファリングを継続しつつDownlink Data Notificationメッセージを再送するタイマ(locally configured guard timer)を起動する。
MME25は、Context Requestメッセージの応答メッセージとして、Context Responseメッセージを用いてUE45の位置登録情報をMME35へ通知する(S91)。ここで、MME25は、UE45に対する呼び出しが実施されていたことを通知するために、Active Flag=ONを設定したContext ResponseメッセージをMME35へ送信する。次に、MME35は、Context Responseメッセージの応答メッセージとしてContext AcknowledgeメッセージをMME25へ送信する(S92)。
ステップS93〜S100は、図9のステップS70〜S77と同様であるため詳細な説明を省略する。
以上説明したように、図10の処理においては、UE45がMMEを跨る移動を開始したことによって、UE45へPagingメッセージを通知することが出来ない場合であっても、UE45が移動した後の位置登録エリアを管理するMME35から、UE45が移動する前の位置登録エリアを管理するMME25へUE45の移動を通知することが出来る。さらに、MME25は、MME35へ、UE45に対するPagingメッセージの通知処理を実行したことを通知することが出来る。これによって、MME35は、UE45に対してパケット着信が発生していることを検出することが出来る。そのため、MME35がUE45とeNB65との間に無線ベアラを設定することを指示することによって、SGW15がUE45を宛先とするデータをUE45へ送信することが出来る。
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、ベアラ管理装置、移動管理装置の処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。)
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
10 ベアラ管理装置
11 着信制御部
15 SGW
16 着信制御部
17 データ蓄積部
20 移動管理装置
21 位置登録エリア
25 MME
30 移動管理装置
31 位置登録エリア
35 MME
40 移動端末装置
45 UE
55 eNB
65 eNB
75 PGW

Claims (16)

  1. 登録処理を行うベアラ管理装置であって、
    前記登録処理中に端末装置のためのダウンリンクデータをバッファする制御部と、
    前記ダウンリンクデータを、前記登録処理の後に確立されたユーザープレーンを通して前記端末装置に送信する送信部と、を備える、ベアラ管理装置。
  2. 前記ベアラ管理装置は、Serving Gateway(SGW)である、請求項1に記載のベアラ管理装置。
  3. 前記登録処理は、Tracking area update procedureである、請求項1に記載のベアラ管理装置。
  4. 前記ユーザープレーンは、無線アクセスネットワーク(RAN)装置と移動管理装置との間の無線ベアラを含む、請求項1に記載のベアラ管理装置。
  5. 前記無線アクセスネットワーク(RAN)装置は、eNodeBである、請求項4に記載のベアラ管理装置。
  6. 前記移動管理装置は、Mobility Management Entity(MME)である、請求項4に記載のベアラ管理装置。
  7. 登録処理を行うベアラ管理装置の通信方法であって、
    前記登録処理中に端末装置のためのダウンリンクデータをバッファし、
    前記ダウンリンクデータを、前記登録処理の後に確立されたユーザープレーンを通して前記端末装置に送信する、通信方法。
  8. 登録処理を行う制御部と、
    前記登録処理中にバッファされたダウンリンクデータを、前記登録処理の後に確立されたユーザープレーンを通して受信する受信部と、を備える、端末装置。
  9. 前記制御部は、登録要求メッセージを無線アクセスネットワーク(RAN)装置に送信することによって前記登録処理を開始する、請求項8に記載の端末装置。
  10. 前記ユーザープレーンは、無線アクセスネットワーク(RAN)装置と移動管理装置との間の無線ベアラを含む、請求項8に記載の端末装置。
  11. 前記端末装置は、User Equipment(UE)である、請求項8に記載の端末装置。
  12. 前記登録処理は、Tracking area update procedureである、請求項8に記載の端末装置。
  13. 前記無線アクセスネットワーク(RAN)装置は、eNodeBである、請求項9または10に記載の端末装置。
  14. 登録処理を開始し、
    前記登録処理中にバッファされたダウンリンクデータを、前記登録処理の後に確立されたユーザープレーンを通して受信する、端末装置の通信方法。
  15. 登録要求メッセージを無線アクセスネットワーク(RAN)装置に送信することによって、前記登録処理を開始する、請求項14に記載の通信方法。
  16. さらに、無線アクセスネットワーク(RAN)装置に登録要求メッセージを送信する、請求項14に記載の通信方法。
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