JP2019525500A - 通信リレー及びデータパケットをリダイレクトするための方法 - Google Patents

通信リレー及びデータパケットをリダイレクトするための方法 Download PDF

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Abstract

1つの実施形態によれば、通信リレーが説明され、移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを移動通信ネットワークの第1のネットワーク構成要素へ送信するための送信機と、上記データパケットの上記ユーザデータが第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることの指示とともに上記第1のネットワーク構成要素からデータパケットを受信するように構成された受信機と、上記データパケットの上記受信に応じて、データパケットを上記第1のネットワーク構成要素へ送信することを上記送信機に中止させ、受信した上記データパケットの上記ユーザデータを上記第2のネットワーク構成要素へ転送するように上記送信機を制御し、上記第2のネットワーク構成要素へデータパケットを送信することを開始するように上記送信機を制御するように構成されたコントローラとを備える。【選択図】図10

Description

本開示は、通信リレー及びデータパケットをリダイレクトするための方法に関する。
移動通信端末のハンドオーバーのケースでは、ソース(発生源)基地局は、移動通信端末がソース基地局によってもはやサービス提供されない場合でさえ、ダウンリンクデータを依然として提供されることがある。このために、ソース基地局は、ターゲット(目標)基地局へダウンリンクデータを転送することが典型的には必要である。
しかしながら、ソース基地局とターゲット基地局との間に直接インターフェースがなく、このために、ソース基地局が、例えば、移動通信ネットワークのコアネットワークのリレーを介してダウンリンクデータを転送する必要があるというシナリオがあり得る。したがって、ダウンリンクデータをリレーする(又はリダイレクトする)ための効率的な手法が望まれる。
1つの実施形態によれば、通信リレーが提供され、移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを移動通信ネットワークの第1のネットワーク構成要素へ送信するための送信機と、上記第1のネットワーク構成要素からデータパケットを受信するように構成された受信機であって、上記データパケットが上記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータと上記データパケットの上記ユーザデータが第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることの指示とを含む、受信機と、上記第1のネットワーク構成要素からの上記データパケットの上記受信に応じて、上記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを上記第1のネットワーク構成要素へ送信することを上記送信機に中止させ、上記第1のネットワーク構成要素から受信した上記データパケットの上記ユーザデータを上記第2のネットワーク構成要素へ転送するように上記送信機を制御し、上記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを上記第2のネットワーク構成要素へ送信することを開始するように上記送信機を制御するように構成されたコントローラと、を備える。
さらなる実施形態によれば、上に記述した上記通信リレーによりデータパケットをリダイレクトするための方法が提供される。
図面では、類似の参照符号は、異なる図面の全体を通して同じ部品を一般に参照する。図面は、必ずしも正確な寸法である必要がなく、代わりに強調が発明の原理を図説することに一般に置かれる。下記の説明では、様々な態様が下記の図面を参照して説明される。
5Gアーキテクチャによる無線通信システムの図である。 実施形態による5G通信システムにおけるハンドオーバーに関するダウンリンクパケットのリダイレクションを示す。 GTP−Uパケットを使用するパケットリダイレクションを示す。 リダイレクトされたPDUについてのGTP−Uフォーマットにしたがったメッセージの図である。 ソースRAN構成要素及びターゲットRAN構成要素にバッファすることをともなうリダイレクションに関する例の図である。 ソースRAN構成要素、ターゲットRAN構成要素及びUPFにバッファすることをともなうリダイレクションに関する例の図である。 ソースRAN構成要素及びUPFにバッファすることをともなうリダイレクションに関する例の図である。 I−UPF削除のケースにおけるDLパケットのリダイレクションに関する例の図である。 I−UPF再配置のケースにおけるDLパケットのリダイレクションに関する例の図である。 通信リレーの図である。 データパケットをリダイレクトするための方法を例示している流れ図である。
下記の詳細な説明は、図説として、発明が実行され得るこの開示の具体的な詳細及び態様を示している添付の図面を参照する。他の態様が利用されることがあり、構造的、論理的、及び電気的な変更が、発明の範囲から逸脱せずに行われることがある。この開示の様々な態様は、この開示のいくつかの態様がこの開示の1つ又は複数の他の態様と組み合わせられて新たな態様を形成することができるので、必ずしも互いに排他的である必要がない。
LTE(Long Term Evolution;ロングタームエボリューション)通信システムでは、S1ベースのハンドオーバーは、X2ベースのハンドオーバーが使用できないときにはいつでも必要とされる。これは、ソース基地局とターゲット基地局との間の接続の欠如(すなわち、X2インターフェースがソース基地局とターゲット基地局との間に展開されていない)又は対応するコアネットワーク要素(MME(Mobility Management Entity;モビリティ管理エンティティ))が再配置される必要があることのためである場合がある。
5G通信ネットワークでは、S1ベースのハンドオーバーの等価物が、N2ベースのハンドオーバーである。
図1は、5Gアーキテクチャによる無線通信システム100を示している。
無線通信システム100は、UE(User Equipment;ユーザ機器)、ナノ機器(Nano Equipment;NE)等のような無線通信端末デバイス102を含む。
さらにその上、無線通信システム100は、複数の無線アクセスネットワークノード、すなわち、5G(Fifth Generation;第5世代)無線アクセス技術(5G New Radio;5G新無線)に準拠する無線アクセスを提供するように構成された基地局を含むことができる無線アクセスネットワーク103を含む。無線通信システム100は、LTE(ロングタームエボリューション)又は別の移動無線通信標準に準拠してやはり構成されてもよいが、5Gが例として本明細書において使用されることに留意すべきである。各無線アクセスネットワークノードは、エアーインターフェース104を介して無線通信端末デバイス102との無線通信を提供できる。無線アクセスネットワーク103が、任意の数の無線アクセスネットワークノードを含んでもよいことに留意すべきである。
無線通信システム100は、RAN103に接続されたUPF(User Plane Function;ユーザプレーン機能)105、RAN103に接続されたアクセス及びモビリティ管理機能(AMF;Access and Mobility Management Function)106、セッション管理機能(SMF;Session Management Function)107並びに一元化データ管理(UDM;Unified Data Management)108を含むコアネットワーク109をさらに含むことができる。
AMF106に置かれたモビリティ管理機能とSMF107に置かれたセッション管理との間の分離のために、N2ベースのハンドオーバーは、5Gコアネットワーク(5GC;5G Core Network)109のAMF106とSMF107との間の信号伝達(シグナリング)にかかわる。多数のPDUセッションがかかわる場合には、AMF106は、各SMF107へPDUハンドオーバー要求を送り、各SMF107がハンドオーバー実行に進むまで待機する必要がある。これが、ハンドオーバー準備段階での遅延の原因となり、無線カバレッジが待機期間中に失われることがあるので、ハンドオーバー失敗の原因となることがある。
この問題は、ハンドオーバー準備段階中にSMF107からSM(Session Management;セッション管理)コンテキストを取得することを回避することにより扱われることがある。しかしながら、RAN103内で直接データ転送が可能でないときには、間接データ転送トンネル確立は、再び遅延の原因となるハンドオーバー準備段階中に、AMF106が各々のかかわったSMF107と連絡(コンタクト)することを依然として必要とする。
下記では、準備段階を単純化することによって5G通信システムにおけるN2ベースのハンドオーバーのハンドオーバー成功率を向上させることを可能にする手法が説明される。これは、様々な実施形態によれば、ソースRAN構成要素(例えば、ソース基地局)がCNからターゲットRAN構成要素(例えば、ターゲット基地局)へのユーザプレーンのリダイレクションを制御するために使用できるユーザプレーンにおけるリダイレクション操作を含む。
図2は、実施形態にしたがった5G通信システムにおけるハンドオーバーに関するダウンリンクパケットのリダイレクションを図示している。
(例えば、UE102に対応する)移動端末201は、ソース基地局202のカバレッジエリアからターゲット基地局203のカバレッジエリアへと移動する。基地局202、203は、例えばRAN103の一部である。基地局202、203の間にXnインターフェースが存在しないことを仮定する。
これゆえ、UPF205に到着し、ソース基地局202へ送信されるダウンリンク(DL;Downlink)データパケット204、すなわち、移動端末201へ送信されるべきデータのパケットは、UPF205を介してターゲット基地局203へソース基地局202によってリダイレクトされる。様々な実施形態によれば、ユーザプレーンは、ソース基地局202からターゲット基地局203のトンネルエンドポイント206へのDLデータのリダイレクションを制御するために使用される。ソース基地局202は、例えば、ターゲット基地局203からコアネットワーク(AMF)を介して受信したハンドオーバー応答において、ターゲット基地局203からのトンネルエンドポイント206の指示(indication)を受信する。
このように、SMF107は、ソース基地局202と、ターゲット基地局203とUPF205との間の転送トンネルを確立するためにハンドオーバー準備段階においてかかわる必要がない。ハンドオーバー実行段階の後で、SMF107は、ターゲット基地局203の新しいトンネル情報で更新される。この時点で、SMF107は、必要であればUPF105を削除できる又は再配置できる。
ソース基地局202及びターゲット基地局203とUPF205との間のトンネルに関して、GPRS(General Packet Radio Service;汎用パケット無線サービス)トンネリングプロトコルユーザデータ(Tunnelling Protocol User data)(GTP−U)トンネリングプロトコルが、使用されることがある。
さらにその上、様々な実施形態によれば、GTP−Uプロトコルは、PDU(Packet Data Unit;パケットデータユニット)のリダイレクション又はリダイレクションエンドポイントを指示するように拡張される。これが図3及び図4に図示されている。
図3は、GTP−Uパケットを使用するパケットリダイレクションを図示している。
例えばソース基地局202に対応するソース基地局301は、例えばUPF205に対応するUPF304へ第1のトンネル303を介してGTP−Uパケット302によりDLパケットをリダイレクトする。GTP−Uパケット302は、転送指示(すなわち、GTP−Uパケット302が転送されるべきであることの指示)及び第2のトンネル305の識別子(identifier)を含む。UPF304は、第1のトンネル303を介して受信したパケットを、転送指示及び第2のトンネル305の識別子に基づいて第2のトンネル305へリダイレクトする。第2のトンネル305を介して、リダイレクトされたDLパケットは、例えばターゲット基地局203に対応するターゲット基地局306に到達する。
GTP−Uパケット302の例が、図4に与えられている。
図4は、リダイレクトされたPDUに関するGTP−Uフォーマットにしたがったメッセージ400を示している。
メッセージ400は、PDU401、すなわち、ソース基地局301によって受信され、ターゲット基地局306へリダイレクトされるべきであり、そして例えばソース基地局301にバッファされたダウンリンクデータを搬送するIP(Internet Protocol;インターネトプロトコル)パケットを含む。
メッセージ400は、メッセージ400の宛先としてUPF304を特定しているGTP−Uヘッダ402をさらに含む。メッセージタイプは、例えば、「G−PDU」である。
加えて、メッセージ400は、GTP−U拡張ヘッダ403を含む。GTP−U拡張ヘッダ403は、メッセージ400がダウンリンクパケットのリダイレクション用である、すなわち、リダイレクトされるべきダウンリンクデータを搬送することを指示できる。GTP−U拡張ヘッダ403は、ターゲットTEID(Tunnelling Endpoint Identifier;トンネリングエンドポイント識別子)、すなわち、トンネルのエンドポイントとしてのターゲット基地局306の識別子をやはり指示する。
このように、GTP−Uヘッダに含まれたTEIDが第1のトンネル303のエンドポイントとしてのUPF304(言い換えると、リダイレクションにおいてリレーとしてサービス提供している構成要素)のトンネルエンドポイントを指示する一方で、拡張部403内のTEIDは、第2のトンネルのエンドポイントとしてターゲット基地局306のトンネルエンドポイントを指示する。言い換えると、拡張部403のTEIDは、ソース基地局301によって送られたデータパケットの最終的な宛先を指示する。
拡張ヘッダ403は、例えば、ソース基地局301からUPF304へとリダイレクトされるPDUを搬送しているすべてのメッセージに追加される。UPF304は、拡張ヘッダ403に指示されたTEIDによって特定されたTEIDへPDUを再送する。
メッセージ400は、UDP(User Datagram Protocol;ユーザデータグラムプロトコル)/IPヘッダ情報404をさらに含む。
ダウンリンクデータパケットは、リダイレクションの様々なステージでバッファされることがある。
図5は、ソースRAN構成要素及びターゲットRAN構成要素にバッファすることをともなうリダイレクションに関する例を示している。
図2の例と同様に、ソースRAN構成要素501(例えば、ソース基地局)からターゲットRAN構成要素502(例えば、ターゲット基地局)へのUE501のハンドオーバーがあり、ここではダウンリンクパケット504のリダイレクションがUPF505を介して実行される。
ハンドオーバー準備及び実行のための必要条件は、ソースRAN構成要素502がハンドオーバーコマンド508をUE501へ送ることである。ソースRAN構成要素502は、ソースRAN構成要素バッファ506に受信DLパケット504をそのときにはバッファし始める。
ソースRAN構成要素502は、ユーザプレーンにおいてリダイレクション操作を使用して、バッファしたパケットをUPF505へリダイレクトする。UPF505は、バッファしたパケットをターゲットRAN構成要素503へとリダイレクトする。UPF505は、受信DLパケット504をソースRAN構成要素502へ送り続ける。ターゲットRAN構成要素は、UPF505からターゲットRAN構成要素が受信するリダイレクトされたDLパケットをターゲットRAN構成要素バッファ506にバッファする。
UE501は、ハンドオーバー通知509によってUE501がハンドオーバーされたことをターゲットRAN構成要素503に次いで通知し、そしてターゲットRAN構成要素503は、ターゲットRAN構成要素503がバッファしたDLパケットをUE501へ送り始める。
ターゲットRAN構成要素503は、パッチスイッチ(Patch Switch)要求をコアネットワーク(図示せず)へ次いで送り、そしてCNは、通知をUPF505へ送る。UPF505は、受信DLパケット504を直接ターゲットRAN構成要素503へ(そしてしたがってUE501へ)次いで送り始める。
図6は、ソースRAN構成要素、ターゲットRAN構成要素及びUPFにバッファすることをともなうリダイレクションに関する例を示している。
図5の例と同様に、ソースRAN構成要素601(例えば、ソース基地局)からターゲットRAN構成要素602(例えば、ターゲット基地局)へのUE601のハンドオーバーがあり、ここではダウンリンクパケット604のリダイレクションがUPF605を介して実行される。
ハンドオーバー準備及び実行のための必要条件は、ソースRAN構成要素602がハンドオーバーコマンド608をUE601へ送ることである。ソースRAN構成要素602は、受信DLパケット604をソースRAN構成要素バッファ606にそのときにはバッファし始める。
ソースRAN構成要素602は、ユーザプレーンにおいてリダイレクション操作を使用して、バッファしたパケットをUPF605へとリダイレクトする。UPF605はバッファしたパケットを、ターゲットRAN構成要素603へとリダイレクトし、そして受信DLパケット604をUPFバッファ610にバッファし始める。ターゲットRAN構成要素がUPF605から受信するリダイレクトされたDLパケットを、ターゲットRAN構成要素は、ターゲットRAN構成要素バッファ607にバッファする。
UPF605がソースRAN構成要素602から受信したリダイレクトされたパケットを、UPF605が送ってしてしまうと、UPF605は、UPF自体のバッファ610からのパケットとともにパケットをターゲットRAN構成要素603へ送り続ける。
UE601は、UE601がハンドオーバーされたことをハンドオーバー通知609によってターゲットRAN構成要素603へ次いで通知し、そしてターゲットRAN構成要素603は、ターゲットRAN構成要素603がバッファしたDLパケットをUE601へ送り始める。
図7は、ソースRAN構成要素及びUPFにバッファすることをともなうリダイレクションに関する例を示している。
図5の例と同様に、ソースRAN構成要素701(例えば、ソース基地局)からターゲットRAN構成要素702(例えば、ターゲット基地局)へのUE701のハンドオーバーがあり、ここではダウンリンクパケット704のリダイレクションがUPF705を介して実行される。
ハンドオーバー準備及び実行のための必要条件は、ソースRAN構成要素702がハンドオーバーコマンド708をUE701へ送ることである。ソースRAN構成要素702は、DLパケットをソースRAN構成要素バッファ706にそのときにはバッファし始める。
ソースRAN構成要素702は、ユーザプレーンにおいてリダイレクション操作を使用して、バッファしたパケットをUPF705へとリダイレクトする。UPF705は、リダイレクトされたDLパケット及び受信DLパケットをUPFバッファ707にバッファし始める。
UE701は、ターゲットRAN構成要素703がハンドオーバーされたことをハンドオーバー通知709によってターゲットRAN構成要素703に次いで通知する。ターゲットRAN構成要素703は、パッチスイッチ要求をCN(図示せず)へ送り、そしてCNは、通知をUPF705へ送る。UPF705は、UPF705がバッファしたDLパケットをターゲットRAN構成要素703へ(及びしたがってUE701へ)次いで送り始める。
図5、図6、図7のすべての3つの例(リダイレクションモデル)では、ソースRAN構成要素502、602、702は、DLパケットをバッファし、そして(そうでなければバッファしたパケットが失われるはずであるので)DLパケットをUPF505、605、705へと転送する。リダイレクションモデルの違いは、UPF及び/又はT−RANもまたバッファを有するかどうかである。
図5の実施例:
・ユーザプレーンリダイレクション要求は、ターゲットRAN構成要素503のトンネルエンドポイントを含む。
・ソースRAN構成要素502は、バッファしたパケットをUPF505へ送り、UPF505はパケットをバッファしないがパケットをターゲットRAN構成要素503へ送る。
・リダイレクトしたDLパケット及び受信DLパケット用にはUPFにバッファがない。
・ターゲットRAN構成要素からのパススイッチ(Path Switch)通知の受信で、コアネットワーク(例えば、SMF107)は、トンネルエンドポイントを直接ターゲットRAN構成要素に切り替えるようにUPF505に指示する。ソースRAN構成要素502は、この時点でパケットを受信することを停止する。
図6の実施例:
・ユーザプレーンリダイレクション要求は、ターゲットRAN構成要素603のトンネルエンドポイントを含む。
・ソースRAN構成要素602は、バッファしたパケットをUPF605へ送り、UPF605はパケットをバッファしないがパケットをターゲットRAN構成要素603へ送る。UPF605は、ソースRAN構成要素602からの最初のリダイレクトされたパケットの受信の後で、受信DLパケットをバッファし始める。ソースRAN構成要素602は、この時点で受信DLパケットを受信することを停止する。
・一旦、UPF605がすべてのリダイレクトされたパケットをターゲットRAN構成要素603へ送ってしまうと、UPF605は、UPF自体のバッファからバッファしたパケットをターゲットRAN構成要素603へ送り始める。
図7の実施例:
・UPF705は、ソースRAN構成要素702からの最初のリダイレクトされたパケットの受信の後で、受信DLパケットをバッファし始める。ソースRAN構成要素702は、この時点でDLパケットを受信することを停止する。
・UPリダイレクション要求にはトンネルエンドポイントがない。
・ターゲットRAN構成要素702からのパススイッチ通知の受信で、コアネットワーク(例えば、SMF107)は、バッファしたパケットをターゲットRAN構成要素703へ送り始めるようにUPF705に指示する。最初にソースRAN構成要素702からのリダイレクトされたパケットが送信され、UPF705によりバッファされたパケットが続く。
ハンドオーバーキャンセルについて、図5の手法に関して、LTE EPS(Evolved Packet System;進化型パケットシステム)におけるような類似のHOキャンセル手順が使用されることがある。ソースRAN構成要素502は、UPFがエンドマーカ(end marker)を送るまでUPF505から受信DLパケットを受信し、そしてエンドマーカの受信の前に、ソースRAN構成要素502は、ハンドオーバーキャンセルをターゲットRAN構成要素503へ送ることができる。図6及び図7の手法では、ソースRAN構成要素602がUPF605へソースRAN構成要素602のバッファしたDLパケットをリダイレクトした後では、ソースRAN構成要素602は、受信DLパケットを受信しない。メカニズムは、ハンドオーバーがキャンセルされる必要がある場合には、ソースRAN構成要素602へ切り替えて戻すようにUPF605に通知するためにソースRAN構成要素602のために実施されることがある。
本明細書において説明したような説明されたメカニズムは、データ送信の中断のないハンドオーバー(例えば、0msハンドオーバー)をサポートするために使用されることがある。図5の手法では、ソースRAN構成要素502がエンドマーカまで受信DLパケットを受信するので、ソースRAN構成要素502は、ソースRAN構成要素502のデータ無線ベアラ(DRB;Data Radio Bearer)を介して、そしてターゲットRAN構成要素503へ同じDLデータを送信でき、ターゲットRAN構成要素503はそれ自体のデータ無線ベアラを介して同じデータを送信できる。図6及び図7の手法に関して、ソースRAN構成要素602、702及びターゲットRAN構成要素603、703への係るバイキャスティング(bi-casting)が、UPF605、705において行われることがある。
下記では、上に説明した手法がローカルUPF再配置又は削除に適用される例が説明される。
5G通信システムでは、ローカルUPF(I−UPF(Intermediate User Plane Function)、中間ユーザプレーン機能)が、ローカルデータネットワークへのアクセスを与えるために使用されることがある。I−UPFは、ある一定の地理的サービスエリアを有する。I−UPFによりサービス提供されているUEがI−UPFのサービスエリアの外に移動すると、I−UPFは、再配置される又はPDUセッションから削除される必要がある場合がある。UEが任意の既存のサービスエリアから外のI−UPFのサービスエリアの中へと移動すると、I−UPFは、PDUセッションに挿入される必要がある場合がある。
I−UPF再配置、挿入又は削除は、UEがDLデータをページングする及びユーザプレーン機能がUEに対して確立される時点で行われる必要がある場合がある。しかしながら、(再配置又は削除される)I−UPFからRAN構成要素への接続がないことが起こる場合があり、そこでは、I−UPFがダウンリンクパケットを転送できず、I−UPFがRAN構成要素に直接バッファしてしまうことがあるように、UEはページングを受信する。下記では、I−UPFが、バッファしたDLパケットをI−UPFからリダイレクトすることにより削除される又は再配置されるときに、バッファしたDLパケットが失われることを防止することを可能にする例が与えられている。
図8は、I−UPF削除のケースにおけるDLパケットのリダイレクションに関する例を示している。
I−UPF802は、UE801がUPF808から受信するUE801宛ての受信DLパケット807をバッファする。UE801は、RAN構成要素803を介してページングされる。UE801は、SMF805へのサービス要求804で(UE801宛てのDLデータの到着を指示している)ページングに応答する。SMF805は、サービス要求及びI−UPF802からRAN構成要素803へのトンネルのエンドポイント806についてI−UPF802に通知する。
I−UPF802は、ユーザプレーンにおいてリダイレクション操作を使用して、バッファしたDLパケットをUPF808へリダイレクトする。UPF808は、リダイレクトされたパケットをRAN構成要素803へ送り、そして受信DLパケット807をバッファし始める。
UPF808がI−UPF802から受信したリダイレクトされたパケットを送ってしまうと、UPF808は、UPF808自体のバッファからのDLパケットとともにRAN構成要素803へのDLパケットの送信を続ける。
図9は、I−UPF再配置のケースにおけるDLパケットのリダイレクションに関する例を示している。
I−UPF902は、UE901がUPF908から受信するUE901宛ての受信DLパケット907をバッファする。UE901は、RAN構成要素903を介してページングされる。UE901は、SMF905へのサービス要求904で(UE901宛てのDLデータの到着を指示している)ページングに応答する。SMF905は、新しいI−UPF909を割り当て、そしてサービス要求についての(古い)I−UPF902及び(古い)I−UPF902からRAN構成要素903へのトンネルのエンドポイント906を通知する。
(古い)I−UPF902は、ユーザプレーンにおけるリダイレクション操作を使用して、バッファしたDLパケットをUPF908へリダイレクトする。UPF908は、リダイレクトされたパケットを新しいI−UPF909へ送り、そして受信DLパケット907をバッファし始める。
UPF908が(古い)I−UPF902から受信したリダイレクトされたパケットを送ってしまうと、UPF908は、UPF908自体のバッファからのDLパケットとともに新しいI−UPF909へのDLパケットの送信を続ける。
I−UPF再配置及び削除に関する図8及び図9の手法は、例えば、I−UPFがアップリンク分類子(UL CL;Uplink Classifier)として作動するケースにおいて暗示されることがある。UL CLは、DNAI(Data Network Access Identifier;データネットワークアクセス識別子)によって特定されたデータネットワークアクセスポイントへのアクセスを与えることができる。このケースでは、DNAIへの接続は、コアネットワークがDNAIへのアクセスをともなうUL CLをユーザプレーンに挿入できるときにだけ実現されることがある。DNAIへのアクセスが実現され得るエリアは、DNAIサービスエリアと呼ばれる。UEがDNAIサービスエリアの外へアイドルモードで移動する場合には、PDUセッションは、もうRAN(N3)へ接続されることがない既存のUL CLを含むことができる。SMFへの接続がそのままであるので、UEはページングされることがあるが、RANとCLとの間に接続がないことがある。このケースでは、UEは、UL CLへのユーザプレーン(N3)をアクティブにできない。UEがDNAIサービスエリアの外である場合には、SMFは、UEからのサービス要求の受信でPDUセッションからUL CLを削除する。DLデータは、PSA(PDU Session Anchor;PDUセッションアンカー)、例えば、UPF808にバッファされ、そしてUL CL、例えば、I−UPF802にすでにバッファされたパケットは、UL CL、例えば、I−UPF802からPSA、例えば、UPF808へリダイレクトされて戻る。
要約すると、様々な実施形態によれば、通信リレーが図10に図示されたように提供される。
図10は、通信リレー1000を示している。
通信リレー1000は、移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケット1002を移動通信ネットワークの第1のネットワーク構成要素1003へ送信するための送信機1001と、第1のネットワーク構成要素1003からデータパケット1005を受信するように構成された受信機1004とを備え、データパケット1005は、移動通信端末へ送信されるべきユーザデータとデータパケット1005のユーザデータが第2のネットワーク構成要素1007へ転送されるべきであるという指示1006とを含む。
通信リレー1000は、第1のネットワーク構成要素1003からデータパケットの受信に応じて、
・移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケット1002を第1のネットワーク構成要素1002へ送信することを送信機1001に中止させ、
・第1のネットワーク構成要素1002から受信したデータパケット1005のユーザデータを第2のネットワーク構成要素1007へ転送するように送信機1001を制御し、
・移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケット1002を第2のネットワーク構成要素1007へ転送することを開始するように送信機1001を制御する
ように構成されたコントローラ1008をさらに備える。
様々な実施形態によれば、言い換えれば、通信リレーは、第1のネットワーク構成要素がユーザデータのうちのいくつかを送り返すまで、移動通信端末に宛てたユーザデータを第1のネットワーク構成要素へ送る。例えば、通信リレーは、複数のデータパケットを第1のネットワーク構成要素へ送り、そして第1のネットワーク構成要素は、(おそらく何らかの方法で再パックした(repacked)又は再フォーマット化した(reformatted))データパケットのうちの1つを送り返す。送り返されたユーザデータ(又はデータパケット)の受信に応じて、第1のネットワーク構成要素は、ユーザデータを第1のネットワーク構成要素へ送ることを中止する、すなわち、第1のネットワーク構成要素を介して移動通信端末(例えば、ユーザ機器)へユーザデータを送ることを中止し、そして送り返されたユーザデータから始めて移動通信端末宛てのユーザデータを第2のネットワーク構成要素へ送り始め、それに続いて送り返されたユーザデータを受信した後で第1のネットワーク構成要素が受信したいずれかのさらなるユーザデータを送る。送り返されたユーザデータは、第1のネットワーク構成要素によりリダイレクトされたユーザデータとして見られることがある。ユーザデータは、通信リレーが、移動通信端末の通信パートナー、例えば、第2の移動通信ネットワーク、(例えば、インターネットでは)サーバコンピュータ等から受信するダウンリンクデータである。送り返されたユーザデータは、ユーザデータが通信リレーにより第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることを指示している情報(指示)を含む。この情報は、第2のネットワーク構成要素の識別情報(identification)を含むことも含まないこともある。
図10の手法は、例えば、ハンドオーバー準備が簡単で迅速であることを可能にし、したがってハンドオーバーの高い成功率を確実にするハンドオーバーに対して使用されることがある。
図10の手法は、例えば、Xnインターフェースが複数のRANノード(例えば、基地局)の間には展開されていなく、したがってXnインターフェースがパケットを転送するために使用できないという移動通信ネットワーク展開シナリオにおけるハンドオーバーに対して適用されることがある。図10の手法は、例えば、ハンドオーバー中にAMF及び/又はSMFを再配置する必要がないときに使用されることがある。5Gでは、AMF/SMFの再配置は、仮想化したステートレス実装形態では問題であるとは考えられないことに留意すべきである。AMF/SMFインスタンスは、各トランザクションのたびごとに再配置されることがある。ハンドオーバー中にデータセンタを変更する必要がある場合には、同じAMF IDが、各データセンタに関係付けられたトランスポートネットワークレイヤの異なるセットを有する多数のデータセンタからサービス提供されることがあり、AMF IDの変更は必要ない。AMF IDがハンドオーバー中に変更される必要がある場合でさえ、5G−GUTI(Globally Unique Temporary ID;グローバル一意仮ID)だけがハンドオーバーの後でUEに対して更新される必要があることを意味する。
通信リレーは、例えば、図11に図示したような方法を行う。
図11は、データパケットをリダイレクトするための方法を図示している流れ図1100を示している。
1101では、移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットが、移動通信ネットワークの第1のネットワーク構成要素へ送信される。
1102では、データパケットが、第1のネットワーク構成要素から受信され、ここではデータパケットは、移動通信端末へ送信されるべきユーザデータ及びデータパケットのユーザデータが第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることの指示を含む。
第1のネットワーク構成要素からのデータパケットの受信に応じて、1103では、移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを第1のネットワーク構成要素へ送信することが中止され、そして1104では、第1のネットワーク構成要素から受信したデータパケットのユーザデータが、第2のネットワーク構成要素へ転送され、そして1105では、移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを第2のネットワーク構成要素へ送信することが開始される。
様々な実施例が下記に説明される:
実施例1は、図10に図示されたような通信リレーである。
実施例2は、データパケットのユーザデータが第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることの指示が、上記データパケットの転送宛先としての上記第2のネットワーク構成要素の指示を含む、実施例1に記載の通信リレーである。
実施例3は、上記第2のネットワーク構成要素の上記指示が、トンネルエンドポイント識別子(tunnel end point identifier)である、実施例1又は2に記載の通信リレーである。
実施例4は、上記通信リレーがユーザプレーン機能である、実施例1〜3のいずれか一例に記載の通信リレーである。
実施例5は、上記データパケットの上記ユーザデータを転送することが、上記データパケットから上記第1のネットワーク構成要素へ送信されるべき上記ユーザデータを抽出して、上記ユーザデータを含む転送データパケットを生成し、上記転送データパケットを上記第2のネットワーク構成要素へ送信することを含む、実施例1〜4のいずれか一例に記載の通信リレーである。
実施例6は、受信機が、第1の通信トンネルを介して上記第1のネットワーク構成要素から上記データパケットを受信するように構成され、上記受信したデータパケットが、上記通信リレーにおける第1のトンネルのエンドポイントの識別子を含む、実施例1〜5のいずれか一例に記載の通信リレーである。
実施例7は、コントローラが、送信機を制御して、第2のトンネルにより上記ユーザデータを転送するように構成される、実施例5又は6に記載の通信リレーである。
実施例8は、上記第2のネットワーク構成要素の上記指示が、上記第2のトンネルの上記エンドポイントの識別情報である、実施例7に記載の通信リレーである。
実施例9は、上記受信機が、GTP−Uプロトコルを介して上記第1のネットワーク構成要素から上記データパケットを受信するように構成される、実施例1〜8のいずれか一例に記載の通信リレーである。
実施例10は、上記第1のネットワーク構成要素が、第1の無線アクセスネットワーク構成要素であり、上記第2のネットワーク構成要素が、第2の無線アクセスネットワーク構成要素であり、上記第2の無線アクセスネットワーク構成要素が、上記移動通信端末のハンドオーバーのターゲットである、実施例1〜9のいずれか一例に記載の通信リレーである。
実施例11は、上記第1のネットワーク構成要素が、削除されるべき第1のユーザプレーン機能であり、上記第2のネットワーク構成要素が、無線アクセスネットワーク構成要素又は第2のユーザプレーン機能である、実施例1〜9のいずれか一例に記載の通信リレーである。
実施例12は、上記コントローラが、上記移動通信ネットワークの制御プレーン構成要素から受信した制御命令に基づいて上記送信機の制御を実行するように構成される、実施例1〜11のいずれか一例に記載の通信リレーである。
実施例13は、上記送信機が上記第1のネットワーク構成要素へデータパケットを送信することを中止した後で、上記コントローラが、上記通信リレーのメモリを制御して、上記通信リレーにより受信された上記移動通信端末へ送信されるべきデータパケットをバッファすることを開始するように構成される、実施例1〜12のいずれか一例に記載の通信リレーである。
実施例14は、上記コントローラが、上記送信機を制御して、上記第2のネットワーク構成要素のアドレスを含む制御プレーン構成要素からの対応するコマンドに応じて、上記第2のネットワーク構成要素の上記アドレスに基づいて上記第2のネットワーク構成要素へ上記バッファしたデータパケットを送信することを開始するように構成される、実施例13に記載の通信リレーである。
実施例15は、図11に図示されたような、データパケットをリダイレクトするための方法である。
実施例16は、データパケットのユーザデータが第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることの指示が、上記データパケットの転送宛先としての上記第2のネットワーク構成要素の指示を含む、実施例15に記載の方法である。
実施例17は、上記第2のネットワーク構成要素の上記指示が、トンネルエンドポイント識別子である、実施例15又は16に記載の方法である。
実施例18は、ユーザプレーン機能によって実行される、実施例15〜17のいずれか一例に記載の方法である。
実施例19は、上記データパケットの上記ユーザデータを転送するステップが、上記データパケットから上記第1のネットワーク構成要素へ送信されるべき上記ユーザデータを抽出して、上記ユーザデータを含む転送データパケットを生成し、上記転送データパケットを上記第2のネットワーク構成要素へ送信することを含む、実施例15〜18のいずれか一例に記載の方法である。
実施例20は、通信リレーのところで第1の通信トンネルを介して上記第1のネットワーク構成要素から上記データパケットを受信するステップを含み、上記受信したデータパケットが、上記通信リレーにおける上記第1のトンネルのトンネルエンドポイント識別子として上記通信リレーの指示を含む、実施例15〜19のいずれか一例に記載の方法である。
実施例21は、第2のトンネルにより上記ユーザデータを転送するステップを含む、実施例19又は20に記載の方法である。
実施例22は、上記第2のネットワーク構成要素の上記指示が、上記第2のトンネルの上記エンドポイントの識別情報である、実施例21に記載の方法である。
実施例23は、GTP−Uプロトコルを介して上記第1のネットワーク構成要素から上記データパケットを受信するステップを含む、実施例1〜22のいずれか一例に記載の方法である。
実施例24は、上記第1のネットワーク構成要素が、第1の無線アクセスネットワーク構成要素であり、上記第2のネットワーク構成要素が、第2の無線アクセスネットワーク構成要素であり、上記第2の無線アクセスネットワーク構成要素が、上記移動通信端末のハンドオーバーのターゲットである、実施例1〜23のいずれか一例に記載の方法である。
実施例25は、上記第1のネットワーク構成要素が、削除されるべき第1のユーザプレーン機能であり、上記第2のネットワーク構成要素が、無線アクセスネットワーク構成要素又は第2のユーザプレーン機能である、実施例1〜23のいずれか一例に記載の方法である。
実施例26は、上記移動通信ネットワークの制御プレーン構成要素から制御命令を受信するステップと、上記制御命令に基づいて中止すること、転送すること及び開始することを実行するステップとを含む、実施例1〜25のいずれか一例に記載の方法である。
実施例27は、上記第1のネットワーク構成要素へデータパケットを送信することを中止するステップの後で、受信した上記移動通信端末へ送信されるべきデータパケットをバッファすることを開始するステップを含む、実施例1〜26のいずれか一例に記載の方法である。
実施例28は、上記第2のネットワーク構成要素のアドレスを含む制御プレーン構成要素からの対応するコマンドに応じて、上記第2のネットワーク構成要素の上記アドレスに基づいて上記第2のネットワーク構成要素へ上記バッファしたデータパケットを送信することを開始するステップを含む、実施例27に記載の方法である。
通信リレーの構成要素(例えば、受信機、コントローラ及び送信機)は、例えば、1つ又は複数の回路により実装されてもよい。「回路」は、メモリ、ファームウェア又は上記の任意の組合せに記憶されたソフトウェアを実行する特定用途回路又はプロセッサであってもよい任意の種類の論理実装エンティティとして理解されてもよい。このように、「回路」は、ハードウェアに組み込まれた論理回路又はプログラマブルプロセッサ、例えば、マイクロプロセッサなどのプログラマブル論理回路であってもよい。「回路」は、やはりソフトウェア、例えば、任意の種類のコンピュータプログラムを実行するプロセッサであってもよい。下記により詳細に説明されるだろうそれぞれの機能の任意の他の種類実装形態も、「回路」としてやはり理解されてもよい。
具体的な態様が説明されてきている一方で、形態及び詳細の様々な変更が、添付の特許請求の範囲により規定されるようなこの開示の態様の精神及び範囲から逸脱することなく本明細書において行われてもよいことを、当業者なら理解すべきである。範囲は、添付の特許請求の範囲によりこのように示され、したがって特許請求の範囲の意味及び等価物の範囲内になるすべての変更を包含することを意図する。

Claims (14)

  1. 移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを移動通信ネットワークの第1のネットワーク構成要素へ送信するための送信機と、
    前記第1のネットワーク構成要素からデータパケットを受信するように構成された受信機であり、前記データパケットが前記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータと前記データパケットの前記ユーザデータが前記移動通信端末のハンドオーバーのために第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることの指示とを含む、受信機と、
    前記第1のネットワーク構成要素からの前記データパケットの受信に応じて、
    前記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを前記第1のネットワーク構成要素へ送信することを前記送信機に中止させ、
    前記第1のネットワーク構成要素から受信した前記データパケットの前記ユーザデータを前記第2のネットワーク構成要素へ転送するように前記送信機を制御し、
    前記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを前記第2のネットワーク構成要素へ送信することを開始するように前記送信機を制御する
    ように構成されたコントローラと、
    を備える通信リレーであって、
    当該通信リレーが、ユーザプレーン機能である、
    通信リレー。
  2. 前記データパケットの前記ユーザデータが第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることの前記指示は、前記データパケットの転送宛先としての前記第2のネットワーク構成要素の指示を含む、請求項1に記載の通信リレー。
  3. 前記第2のネットワーク構成要素の前記指示が、トンネルエンドポイント識別子(tunnel end point identifier)である、請求項1又は2に記載の通信リレー。
  4. 前記データパケットの前記ユーザデータを転送することが、前記データパケットから前記第1のネットワーク構成要素へ送信されるべき前記ユーザデータを抽出して、前記ユーザデータを含む転送データパケットを生成し、前記第2のネットワーク構成要素へ前記転送データパケットを送信することを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の通信リレー。
  5. 前記受信機が、第1のトンネルを介して前記第1のネットワーク構成要素から前記データパケットを受信するように構成され、受信したデータパケットが、当該通信リレーにおける前記第1のトンネルのエンドポイントの識別子を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の通信リレー。
  6. 前記コントローラが、前記送信機を制御して、第2のトンネルにより前記ユーザデータを転送するように構成される、請求項4又は5に記載の通信リレー。
  7. 前記第2のネットワーク構成要素の前記指示が、前記第2のトンネルのエンドポイントの識別情報である、請求項6に記載の通信リレー。
  8. 前記受信機が、GTP−Uプロトコルを介して前記第1のネットワーク構成要素から前記データパケットを受信するように構成される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の通信リレー。
  9. 前記第1のネットワーク構成要素が、第1の無線アクセスネットワーク構成要素であり、前記第2のネットワーク構成要素が、第2の無線アクセスネットワーク構成要素であり、前記第2の無線アクセスネットワーク構成要素が、前記移動通信端末の前記ハンドオーバーのターゲットである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の通信リレー。
  10. 前記第1のネットワーク構成要素が、削除されるべき第1のユーザプレーン機能であり、前記第2のネットワーク構成要素が、無線アクセスネットワーク構成要素又は第2のユーザプレーン機能である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の通信リレー。
  11. 前記コントローラが、前記移動通信ネットワークの制御プレーン構成要素から受信した制御命令に基づいて前記送信機の制御を実行するように構成される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の通信リレー。
  12. 前記コントローラが、前記第1のネットワーク構成要素へデータパケットを送信することを前記送信機に中止させた後で、当該通信リレーのメモリを制御して、当該通信リレーにより受信した前記移動通信端末へ送信されるべきデータパケットをバッファすることを開始するように構成される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の通信リレー。
  13. 前記コントローラが、前記送信機を制御して、前記第2のネットワーク構成要素のアドレスを含む制御プレーン構成要素からの対応するコマンドに応じて、前記第2のネットワーク構成要素の前記アドレスに基づいて前記第2のネットワーク構成要素へ前記バッファしたデータパケットを送信することを開始するように構成される、請求項12に記載の通信リレー。
  14. 通信リレーとして機能しているユーザプレーン機能によって実行される、データパケットをリダイレクトするための方法であって、
    移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを移動通信ネットワークの第1のネットワーク構成要素へ送信するステップと、
    前記第1のネットワーク構成要素からデータパケットを受信するステップであり、前記データパケットが前記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータと前記データパケットの前記ユーザデータが前記移動通信端末のハンドオーバーのために第2のネットワーク構成要素へ転送されるべきであることの指示とを含む、受信するステップと、
    前記第1のネットワーク構成要素からの前記データパケットの受信に応じて、
    前記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを前記第1のネットワーク構成要素へ送信することを中止するステップと、
    前記第1のネットワーク構成要素から受信した前記データパケットの前記ユーザデータを前記第2のネットワーク構成要素へ転送するステップと、
    前記移動通信端末へ送信されるべきユーザデータを含むデータパケットを前記第2のネットワーク構成要素へ送信することを開始するステップと、
    を含む方法。
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