JP2023136619A - 複数のベアラを使用してデータを送受信するネットワーク装置、ユーザ端末、通信制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】１つのユーザ端末がデータ通信用の複数のベアラを確立することが可能なモバイル通信システムにおいて、より効率的なユーザ端末の収容を可能にすること。【解決手段】ユーザ端末（ＵＥ）がデータ通信用に確立する複数のベアラのそれぞれを収容する基地局とゲートウェイ（ＧＷ）とを決定する、コアネットワークに配置されたネットワーク装置は、第１のＵＥから基地局を介してベアラの確立要求を受信し、記第１のＵＥから受信した確立要求に応じて、コアネットワーク内の複数のＧＷのうちからベアラを収容するための所定のＧＷを決定し、決定した所定のＧＷにベアラを確立するための所定のリソースの確保を指示し、第１のＵＥとは異なる第２のＵＥから受信したベアラの確立要求に応じて、所定のリソースを使用して第２のＵＥと所定のＧＷとの間の所定のベアラを確立するよう所定のＧＷに指示する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のベアラを使用してデータを送受信するネットワーク装置、ユーザ端末、通信制御方法、及びプログラムに関する。

モバイル通信システム（移動体通信システム）において、ユーザ端末（ＵＥ）は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を経由して、コアネットワーク（モバイルコア）にアクセスする。モバイルコアは、ユーザデータの伝送を担うユーザプレーン（Ｕ－Ｐｌａｎｅ）機能と、モビリティ管理やセッション管理等の制御を担う制御プレーン（Ｃ－Ｐｌａｎｅ）機能を有する。モバイルコアのセッション制御機能は、ユーザセッション情報の管理、及び通信経路であるベアラの確立及び解放を行う。モバイルコアにおいて、ユーザデータの伝送はゲートウェイ（ＧＷ）によって行われる。ユーザ端末がデータ通信のために接続するＧＷの選択等のベアラ設定は、セッション制御機能によって行われる。なお、第５世代（５Ｇ）モバイル通信システムにおいて、ＧＷは、「ＵＰＦ（User Plane Function）」と称され、セッション制御機能は「ＳＭＦ（Session Management Function）」と称される。非特許文献１及び２には、このようなモバイル通信システムが規定されている。

将来のモバイル通信システムでは、転送されるユーザデータの大容量化が見込まれる。非特許文献３には、複数のベアラを用いて通信を行う技術が記載されている。このような技術は、大容量通信の実現のために活用されうる。このようなアーキテクチャにおいて、ＵＥは、１つ以上の基地局と複数のベアラを確立して通信を行うことが想定される。

3GPP TS 23.501 V17.0.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; System architecture for the 5G System (5GS); Stage 2 (Release 17)" 3GPP TS 23.502 V17.0.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Procedures for the 5G System (5GS); Stage 2 (Release 17)" IEEE/ACM Transactions on Networking (Volume: 14, Issue: 6, Dec. 2006), "Multi-Path TCP: A Joint Congestion Control and Routing Scheme to Exploit Path Diversity in the Internet"

上述のようなモバイル通信システムにおいて、例えば、帯域の不足の検知に応じてベアラを逐次追加する場合、ベアラの確立に一定の時間を要するため、アプリケーションの通信等のデータ通信を開始するまでに時間がかかりうる。このため、モバイル通信システムは、ＵＥが利用可能な複数のベアラを予め確立しておき、通信に使用しないベアラは非アクティブ状態（スタンバイ状態）に設定し、転送されるユーザデータの容量に応じてスタンバイ状態からアクティブ状態に遷移させたベアラを利用させることで、ユーザデータの容量の増加に低遅延時間で対応することができる。

ここで、ＵＥが要求するユーザデータの容量が大きくなり、確立しておく通信セッションの数が増えた場合、アイドル状態に設定されるベアラの数が大きくなり、ユーザデータを転送するゲートウェイによって収容可能なＵＥの数が小さくなる場合がある。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、１つのユーザ端末がデータ通信用の複数のベアラを確立することが可能なモバイル通信システムにおいて、より効率的なユーザ端末の収容を可能にする技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様によると、ユーザ端末（ＵＥ）がデータ通信用に確立する複数のベアラのそれぞれを収容する基地局とゲートウェイ（ＧＷ）とを決定する、コアネットワークに配置されたネットワーク装置であって、
ベアラの確立要求を受信する受信手段と、
前記コアネットワーク内の複数のＧＷに収容されたベアラを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記複数のＧＷのうちの第１のＧＷと前記コアネットワーク内の複数の基地局のうちの第１の基地局との間に、ＵＥに関連付けられない第１のベアラを確立するよう前記第１のＧＷに指示し、
前記受信手段で第１のＵＥからベアラの確立要求を受信したことに応じて、前記第１のベアラに関連付けて前記第１のＵＥと前記第１の基地局との間に所定のベアラを確立するよう前記第１の基地局に指示する
ことを特徴とするネットワーク装置が提供される。

本発明によると、１つのユーザ端末がデータ通信用の複数のベアラを確立することが可能なモバイル通信システムにおいて、より効率的なユーザ端末の収容を可能にする技術を提供することができる。

モバイル通信システムの構成例を示す図 ベアラ制御部の機能構成例を示すブロック図 ネットワークノードのハードウェア構成例を示すブロック図 ＧＷの機能構成例を示すブロック図 ベアラ確立処理の一例を示すシーケンス図 ベアラ情報管理部で管理されるベアラパラメータを示す図 ベアラ解放処理の一例を示すシーケンス図

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

本実施形態では、ユーザ端末（ユーザ装置）（ＵＥ）による大容量通信（例えば、ＵＥに搭載されたアプリケーションによる大容量通信）を実現するために、モバイル通信システムは、ＵＥが複数のベアラを確立して使用できるように構成される。本明細書において、ベアラとは、ゲートウェイ（ＧＷ）から基地局を経由してＵＥまでの通信経路の各区間を指す。

また、本実施形態では、ＵＥが確立できるベアラとして、２種類のベアラ（「アクティブベアラ」及び「スタンバイベアラ」）を定義する。「アクティブベアラ」は、データ伝送に使用されるベアラを示す。「スタンバイベアラ」は、ベアラとして確立されているがデータ伝送に使用できないベアラであって、アクティブ化が行われることでアクティブベアラへの切り替えが可能なベアラである。例えば、帯域が不足することが明らかになり、データ伝送用のベアラの追加が必要になった場合に、予め確立しておいたスタンバイベアラのアクティブ化が行われる。ベアラの確立を行う際には、後述するように、コアネットワーク内の複数のＧＷから、ＵＥとの間で送受信されるデータのハンドリングを行う処理能力を有するＧＷを問い合わせる処理を行う必要がある。一方で、スタンバイベアラをアクティブ化する処理であれば、すでにＧＷが決まっており、コアネットワーク内の複数のＧＷに問い合わせを行う処理を省略することができる。これにより、ベアラを新たに確立するよりも、速やかにベアラの追加を行うことが可能である。なお、本実施形態では、同じ組み合わせの基地局－ＧＷ間に複数のベアラを確立してもよい。

このように、ＵＥごとに予め確立されるベアラの数が大きくなると、ＧＷごとに確立されたベアラのうち、アクティブベアラの数が小さくなる場合がある。このような場合、ＧＷの確立可能なベアラの数に対するスタンバイベアラの数が大きくなり、ＧＷごとの送受信可能なユーザデータのスループットの低下や、ＧＷごとに収容可能なＵＥ数の低下が生じうる。

このため、本実施形態に係る通信システムは、複数のＵＥに対して、ＧＷと基地局との間のベアラを共用する。例えば、第１のＵＥからベアラの確立要求を受信した際に、第１のＵＥとＧＷとの間の通信経路を確立するとともに、所定の基地局とＧＷとの間の共用ベアラを追加で確立する。そして、第１のＵＥまたは所定の基地局に接続する他のＵＥからのベアラの確立要求を受信した際に、すでに確立している共用ベアラに対応付けてＵＥ－基地局間のベアラを確立する。これによって、ＵＥからベアラの確立要求を受信した後に、基地局－ＧＷ間のベアラを確立する遅延を低減することができる。また、これによって、ＵＥごとに予めスタンバイベアラを確立しておかなくても、共用ベアラを使用してベアラを迅速に確立することができる。このため、ＧＷがＵＥごとに予め保有しておくスタンバイベアラの数を低減することができる。また、共用ベアラは、解放を行った後、異なるＵＥに割り当てることができるため、ＵＥごとに複数のスタンバイベアラを確立しておくよりＧＷの負荷を低減することができる。なお、本実施形態では所定のＵＥに専用されるベアラのタイプとして専用ベアラも確立される。専用ベアラは、アクティブ状態またはスタンバイ状態に関わらず、割り当てるＵＥが予め決まっているベアラである。

＜モバイル通信システムの構成＞
図１は、本実施形態に係るモバイル通信システムの構成例を示している。図１に示すように、本実施形態のモバイルコア３０には、移動管理機能（移動管理部）３１、ベアラ制御機能（ベアラ制御部）３２、及び複数のＧＷ３３が含まれる。本実施形態のベアラ制御部３２は、複数の基地局に接続可能なＵＥに対して、当該ＵＥがデータ通信用に確立する複数のベアラのそれぞれを収容する基地局とＧＷとを決定する、コアネットワーク（モバイルコア３０）に配置されたネットワーク装置の一例である。

モバイル通信システムは、複数の無線基地局（基地局）を備えている。なお、一例では、モバイル通信システムにセルフリーアーキテクチャが適用され、無線基地局の機能を提供する構成として、複数のアクセスポイント（ＡＰ）が適用されてもよい。複数の基地局２０は、モバイルコア３０に接続される。このため、ＵＥ１０は、複数の基地局２０に接続し、当該接続した基地局２０を介してモバイルコア３０にアクセスし、更にデータネットワーク４０にアクセスすることが可能である。

ベアラ制御部３２は、ユーザセッション情報の管理、及び通信経路であるベアラの確立及び解放を行うように構成される。本実施形態では、ベアラ制御部３２は、ＵＥ１０がデータ伝送に使用するベアラを基地局２０及びＧＷ３３に収容するように、ベアラの確立を行う。また、ベアラ制御部３２は、ＵＥ１０の接続時に確立する専用ベアラの本数の決定、確立する各ベアラの収容先の選択、及びベアラタイプの切り替えの判断を行うように構成される。また、ベアラ制御部３２は、共用ベアラを確保すべきＧＷ３３の決定、ＧＷ３３ごとに確保する共用ベアラの数の決定、ＧＷごとに確保された共用ベアラの管理を行う。

＜ベアラ制御部３２の構成＞
図２は、ベアラ制御部３２の機能構成例を示すブロック図である。図２に示すように、ベアラ制御部３２は、制御信号受信部２０１、ＧＷ決定部２０２、ＧＷ制御部２０３、およびベアラ情報管理部２０４、通信部２０５を備える。

制御信号受信部２０１は、ＵＥ１０から、接続要求、ベアラ確立要求、およびベアラ解放要求を含む制御信号を受信する。また、ＵＥ１０からアイドル状態に遷移する通知を受信してもよい。接続要求は、ＵＥ１０の電源投入時にモバイルコア３０への接続を要求する信号である。本実施形態では、接続要求時に専用ベアラが確立されるため、ベアラ制御部３２は接続要求をベアラの確立要求の１つとして扱う。ベアラ追加要求は、ＵＥ１０がより高いスループットを要求する場合や、所定のアプリケーションの起動に応じて送信され、ＵＥ１０への追加のベアラの確立を要求する信号であり、ベアラ確立要求の１つである。ベアラ解放要求は、スループットの要求が低くなった場合や、所定のアプリケーションの終了に応じて送信され、ＵＥ１０に関連付けられたベアラの解放を要求する信号である。

ＧＷ決定部２０２は、制御信号受信部２０１で受信した制御信号に基づいて、制御対象のＧＷを決定する。例えば、ＵＥ１０から接続要求を受信した場合には、当該ＵＥ１０を収容するＧＷ３３、すなわち専用ベアラを確立するＧＷ３３を決定し、後述する処理によって共用ベアラの確保を指示する場合には共用ベアラを確保させるＧＷ３３を決定する。また、例えばスタンバイ状態の専用ベアラを有しているＵＥ１０からベアラの確立要求を受信した場合は、スタンバイ状態の専用ベアラをアクティブ状態に遷移させるために、スタンバイ状態の専用ベアラを確保しているＧＷ３３を特定する。また、例えばスタンバイ状態の専用ベアラを有していないＵＥ１０からベアラの確立要求を受信した場合は、共用ベアラを確保しているＧＷ３３のいずれかに共用ベアラに対応付けてＵＥと基地局との間のベアラを確立するよう指示する。また、ＵＥ１０から電源オフや機内モードオン状態に遷移する制御信号を受信する場合には、当該ＵＥ１０についてアクティブ状態のすべての専用ベアラをスタンバイ状態にするとともにすべての共用ベアラを解放するようにしてもよい。

ＧＷ制御部２０３は、ＧＷ決定部２０２で決定したＧＷ３３に専用ベアラまたは共用ベアラの制御を指示する。例えば、ＧＷ制御部２０３は、専用ベアラまたは共用ベアラの確立、解放、またはアクティブ状態あるいはスタンバイ状態への遷移を指示する。また、ＧＷ制御部２０３がＵＥ１０から共用ベアラの解放要求を受信した場合は、ＵＥ１０と基地局２０との間のベアラを解放するとともに、基地局２０とＧＷ３３との間のベアラを解放するか維持するかを併せて指示する。また、ＧＷ制御部２０３は、ＧＷ決定部２０２で決定したＧＷ３３に共用ベアラの制御を指示する。例えば、ＧＷ制御部２０３は、共用ベアラの確保、解放を指示する。

ベアラ情報管理部２０４は、専用ベアラまたは共用ベアラに関するパラメータを管理する。例えば、ベアラの識別子と関連付けて、ベアラを形成するネットワーク装置の識別子に関する情報、およびベアラの状態に関する情報を管理する。

図６に、本実施形態に係るベアラ情報管理部２０４が管理するベアラ情報（ベアラパラメータ）を示す。

ベアラに関するパラメータは、ベアラ識別情報（ＩＤ）６０１、ＵＥ ＩＤ６０２、基地局ＩＤ６０３、ＧＷ ＩＤ６０４、ステータス情報６０５、ベアラタイプ６０６を含む。ベアラ識別情報６０１は、コアネットワーク内でのベアラの識別子である。ＵＥ ＩＤ６０２は、ベアラが割当られているＵＥを示す識別情報であり、一例ではＵＥ１０のＩＰアドレスである。基地局ＩＤ６０３はＵＥ ＩＤ６０２で示すＵＥ１０が接続している基地局２０の識別子であり、一例では基地局のＩＰアドレスである。ＧＷ ＩＤ６０４はベアラを収容するＧＷ３３の識別情報であり、一例ではＧＷ３３のＩＰアドレス（インナーＩＰアドレス）である。ステータス情報６０５は、ベアラがアクティブ状態にあるか、スタンバイ状態にあるかを示す。ベアラタイプ６０６は、ベアラが専用ベアラであるか共用ベアラであるかを示す。

エントリー６１１はアクティブ状態にある専用ベアラの例であり、エントリー６１２はスタンバイ状態にある専用ベアラの例であり、エントリー６１３はアクティブ状態にあるＵＥ１０への割り当てが行われている共用ベアラの例であり、エントリー６１４はスタンバイ状態にあるＵＥ１０への割り当てが行われている共用ベアラの例であり、エントリー６１５はＵＥ１０への割り当てが行われていない共用ベアラの例である。

ここで、専用ベアラおよび共用ベアラは、ＵＥ１０、基地局２０、およびＧＷ３３の割当が行われている。このため、ベアラ識別情報（ＩＤ）６０１、ＵＥ ＩＤ６０２、基地局ＩＤ６０３、およびＧＷ ＩＤ６０４が設定されている。専用ベアラおよび共用ベアラがアクティブ状態であるかスタンバイ状態であるかはステータス情報６０５によって特定することができる。

一方、ＵＥ１０への割り当てが行われていない共用ベアラはベアラ識別情報（ＩＤ）６０１、基地局ＩＤ６０３およびＧＷ ＩＤ６０４が設定され、ＵＥ ＩＤ６０２には値が設定されない（ＮＵＬＬ）または所定値（例えば０）に設定される。

なお、図６の例では、専用ベアラか共用ベアラかを識別するためのフラグが追加でベアラに関するパラメータとして管理されてるものとして説明するが、ＧＷ ＩＤ６０４のＩＰアドレス範囲に基づいてベアラが専用ベアラであるか共用ベアラであるかを特定可能であってもよい。

なお、ＧＷ３３では、ＧＷ ＩＤ６０４が当該ＧＷ３３と一致するベアラパラメータのみが管理されればよく、他のＧＷ３３のベアラパラメータは管理されなくてもよい。一方、ベアラ制御部３２は、モバイルコア３０内の複数のＧＷ３３のベアラパラメータを管理する。

ＧＷ３３とベアラ制御部３２とはベアラごとに、ＧＷ ＩＤ６０４に対応するＧＷとベアラパラメータを共用する。これによって、ＧＷ３３は共用ベアラがＵＥ１０への割り当てが行われているか否かを判断することができる。

また、ベアラ制御部３２は、以下の情報をストレージ３０４（図３）に保持する。

－ＧＷ負荷情報
－ＮＷ構成（ネットワーク構成）情報
ＮＷ構成情報は、基地局２０及び複数のＧＷ３３に関連するネットワーク構成情報の一例であり、例えば、ＮＷトポロジ、無線リンク容量、及び基地局－ＧＷ間のリンク容量を含む。なお、基地局－ＧＷ間のリンク容量は静的に設定されうる。ＧＷ負荷情報は、ＧＷの空き容量（空きリンク容量）を示す情報を含みうる。また、ＧＷ負荷情報は、ＧＷ３３が現在収容しているＵＥ１０の数、ＧＷ３３が現在収容しているベアラの数、ＧＷ３３がＵＥ１０に提供しているユーザデータ通信の通信速度、およびＧＷ３３が確保している、ＵＥ１０への割り当てが行われていない共用ベアラの数の少なくともいずれかを含みうる。なお、ベアラ制御部３２は各ＧＷ３３の収容可能なＵＥ１０の最大数、ＧＷ３３が収容可能なベアラの最大数、ＧＷ３３がＵＥ１０に提供しているユーザデータ通信の最大通信速度をＮＷ構成情報として有してもよい、あるいは負荷情報として受信してもよい。

また、ベアラ制御部３２は、ＧＷ３３に生じている負荷を示すＧＷ負荷情報を、定期的に各ＧＷ３３から取得して保持する。ＧＷ負荷情報の取得周期は、オペレータのポリシに従って設定される（例えば、３０秒周期）。

なお、ベアラ制御部３２の各機能は、モバイルコア３０内のネットワーク機能のいずれかに包含されてもよい。

ベアラ制御部３２は、汎用サーバとして構成される場合、一例として、図３に示されるようなハードウェア構成を有する。具体的には、ベアラ制御部３２は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＨＤＤ等の記憶装置（ストレージ）３０４、及び通信インタフェース（ＩＦ）３０５を備える。なお、ベアラ制御部３２以外のネットワークノードも図３に示すハードウェア構成を有してもよい。

ベアラ制御部３２では、例えばＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３及び記憶装置３０４のいずれかに格納された、上述の各機能を実現するプログラムがＣＰＵ３０１によって実行される。なお、ＣＰＵ３０１は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等の１つ以上のプロセッサによって置き換えられてもよい。ＣＰＵ３０１は、上述したプログラムを実行することで、図５および図７を参照して後述する通信制御方法を実行することができる。通信ＩＦ３０５は、ＣＰＵ３０１による制御下で、外部装置との通信を行うための通信インタフェースである。ベアラ制御部３２は、それぞれ接続先が異なる複数の通信ＩＦ３０５を有していてもよい。

なお、ベアラ制御部３２は、本明細書で説明する各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、全機能がコンピュータとプログラムにより実行されてもよい。

＜ＧＷの構成＞
図４は、ＧＷ３３の機能構成例を示すブロック図である。ＧＷ３３は、基地局２０とデータネットワーク４０との間のユーザデータの伝送に関連する既存機能（図示せず）に加えて、負荷監視部４０１、負荷通知部４０２、及び通信部４０３、ベアラ管理部４０４を有する。負荷監視部４０１は、ＧＷ３３に生じている負荷を監視し、負荷を示す負荷情報を出力する。負荷通知部４０２は、負荷監視部４０１から出力される負荷情報を、所定の通知頻度でベアラ制御部３２へ通知する。この通知頻度は、オペレータのポリシに従って設定される。ベアラ管理部４０４は、ベアラ制御部３２から受信した制御信号に基づいてＧＷ３３が収容するＵＥ１０に対してベアラの確立及び解放を行う。また、ベアラ管理部４０４は、ベアラ制御部３２から受信した制御信号に基づいてＧＷ３３が確立しているベアラの管理を行う。

＜ＵＥの機能＞
本実施形態のモバイル通信システムにおいて、ＵＥ１０は下記の機能を有する。ＵＥ１０は、例えばアプリケーション（以下、「アプリ」と称する。）による通信等の大容量通信を開始する際、１つ以上の基地局と複数のベアラを確立するベアラ確立要求を、モバイルコア３０へ送信する。ＵＥ１０は、送信する要求メッセージに以下の情報を含める。

－所望のベアラ数
－ＵＥ１０が接続可能な基地局のリスト
所望のベアラ数は、例えばＵＥ１０が要求する通信速度、またはＵＥ１０が要求する通信速度と現在の通信速度との差であってもよい。すなわち、ベアラ制御部３２がベアラ確立要求を受信した際に、確立すべきベアラの数を特定できればよい。

ＵＥ１０が接続可能な基地局のリストは、ＵＥ１０が受信した１つ以上の基地局２０の識別情報および基地局から受信した参照信号強度などの通信品質を示す情報を含む。一例では、ＵＥ１０が接続可能な基地局のリストは、ＵＥ１０と基地局２０との間のデータ伝送帯域を示す情報を含んでもよい。

また、ＵＥ１０は、起動時や機内モードオフ時に１つの基地局を介してコアネットワークへの接続要求を送信する。接続要求には、ＵＥ１０の識別子を含む。接続要求を使用すると、ベアラ制御部３２は、ＵＥ１０に常設用のアクティブベアラとして１つ以上の専用ベアラを割り当てる。一例では、１つのアクティブ状態の専用ベアラと、１つ以上のスタンバイ状態の専用ベアラを割り当ててもよい。

ＵＥ１０は、ベアラの確立時に、モバイルコア３０から、ベアラごとの通信速度期待値を受信し、それを保存する。ＵＥ１０は、大容量通信を行うアプリケーションの起動など、現在のアクティブベアラによって保存済みの通信速度期待値を達成できないと判断した場合、モバイルコア３０のベアラ制御部３２に対して、その旨を通知する。この通知により、ベアラ制御部３２は、（後述する図５の手順で）ＵＥ１０についてのベアラの追加処理を開始する。

また、ＵＥ１０に搭載されているアプリ（以下、「端末アプリ」とも称する。）には、所望の通信速度が設定されている。端末アプリは、ベアラ確立要求の送信時に、ＵＥ１０と連携して、所望の通信速度を示す情報を、要求メッセージに含めて送信する機能を有する。

＜ベアラ確立処理の流れ＞
続いて、図５を参照して、本実施形態に係るモバイル通信システムにおけるＵＥ１０の接続処理およびベアラ追加処理について説明する。

まずＳ５０１で、ＵＥ１０は電源オンまたは機内モードオフなどをトリガとして、モバイル通信システムに接続するための接続要求を基地局２０に送信する。接続要求は、基地局２０から送信されるブロードキャスト信号を検出し、当該ブロードキャスト信号に含まれる基地局２０に接続するためのパラメータを特定することができる。基地局２０は、受信した接続要求をベアラ制御部３２に転送する。

続いて、ベアラ制御部３２は、Ｓ５０２で常設用の専用ベアラを確立するために、ＧＷ３３の負荷を問い合わせる。Ｓ５０３でＧＷ３３は、現在接続しているＵＥ１０の数など、上述した負荷情報を生成して、Ｓ５０４でベアラ制御部３２に負荷情報を含む負荷情報応答を送信する。

負荷情報を取得したベアラ制御部３２は、Ｓ５０４で受信したＧＷ３３の負荷情報に基づいて、いずれのＧＷ３３にＵＥ１０を収容するかを決定する（Ｓ５０５）。例えば、Ｓ５０５ではベアラ制御部３２は、空き容量（空きリンク容量）が小さい、現在収容しているＵＥ１０の数が小さい、現在収容しているベアラの数が小さい、ＵＥ１０に提供しているユーザデータ通信の通信速度が小さいＧＷ３３にＵＥ１０を収容すると判定してもよい。

続いて、Ｓ５０６で、ベアラ制御部３２は、ＵＥ－基地局間のベアラの確立を求めるベアラ確立要求を基地局２０へ送信する。このベアラ確立要求は、ベアラＩＤ、ベアラタイプ（アクティブベアラまたはスタンバイベアラ）、ＧＷのＩＤ、及び通信速度期待値、を含む。なお、基地局２０がベアラ確立要求を拒否する場合、以下のＳ５０７及びＳ５０８はスキップされる。

Ｓ５０７で、基地局２０は、ベアラ確立要求をＵＥ１０へ送信する。このベアラ確立要求は、ベアラＩＤ、およびベアラタイプを含む。ＵＥ１０は、ベアラ確立要求を受信したタイミングで、ベアラＩＤを保存する。ＵＥ１０が、保存した情報に基づいて、後述するベアラの解放要求を送信することができる。また、スタンバイベアラが確立された場合は、ＵＥ１０によってベアラのアクティブ化要求の送信に使用されることができる。

Ｓ５０８で、ＵＥ１０は、受信したベアラ確立要求に従ってベアラの確立を試み、その結果を示すベアラ確立応答を基地局２０へ送信する。ベアラの確立に成功した場合、このベアラ確立応答は、ベアラＩＤ及びベアラ確立結果を含む。ＵＥ１０からのベアラ確立応答の受信に応じて、基地局２０は、Ｓ５０９で、ＵＥ－基地局間のベアラ確立結果を示すベアラ確立応答をベアラ制御部３２へ送信する。ここで、ＵＥ－基地局間のベアラ確立に失敗した場合、以下のＳ５１０及びＳ５１１はスキップされる。

次にＳ５１０で、ベアラ制御部３２は、基地局－ＧＷ間のベアラの確立を求めるベアラ確立要求をＧＷ３３へ送信する。このベアラ確立要求は、ベアラＩＤ、ベアラタイプ、及び基地局ＩＤを含む。

Ｓ５１１で、ＧＷ３３は、受信したベアラ確立要求に従ってベアラの確立を試み、その結果を示すベアラ確立応答をベアラ制御部３２へ送信する。ベアラの確立に成功した場合、このベアラ確立応答は、ベアラＩＤ、及びベアラ確立結果、を含む。ＧＷ３３が原因となりベアラの確立に失敗した場合、ベアラ確立応答には、その旨を示す原因値（Cause Value）も含められる。

ベアラを確立すると、ベアラ制御部３２はＳ５１２でＵＥ１０にベアラが確立したことを通知する。Ｓ５１２の通知には、ベアラＩＤ及びベアラの確立結果を含む。

このように、Ｓ５０６～Ｓ５１２のベアラ確立を行うことで、ＵＥ１０はモバイル通信ネットワークに接続することができ、ＧＷ３３を介して外部ネットワークとのデータ通信サービスの提供を受けることができる。

なお、上述したように、ＵＥ１０の接続時に専用ベアラが複数確立される場合には、Ｓ５０６～Ｓ５１２の処理が繰り返される。例えば、ＵＥ１０の接続時に複数の専用ベアラが確立される場合、専用ベアラに対応するＵＥ－基地局ごとにＳ５０６～Ｓ５１２の処理が繰り返される。ここでＵＥ１０の接続時に専用ベアラを複数確立する場合は、確立されたベアラはすべてスタンバイ状態に遷移されてもよい。また、ＵＥ１０が複数のベアラを確立する場合は、複数の基地局２０および複数のＧＷ３３の組み合わせを使用してもよい。

続いて、Ｓ５１３で、ベアラ制御部３２は、ＵＥ１０が専用ベアラを確立したＧＷ３３について、共用ベアラの確立を指示するか否かを判定する。Ｓ５１３の処理では、いずれのＧＷ３３と、いずれの基地局との間に共用ベアラを確立するか否かを判定する処理を含む。例えば、Ｓ５０１の接続要求に基づいて専用ベアラが確立された基地局２０およびＧＷ３３に、予備的な通信経路として共用ベアラを確立してもよい。上述したように、ベアラ制御部３２がＧＷ３３に共用リソースの確保を指示するか否かは、以下のパラメータの組み合わせに基づいて決定されても良い。

－収容しているＵＥ当たりのベアラ数ｎ_ｔ
－ＧＷ３３が現在収容しているＵＥ１０当たりの平均通信速度ｃ_ａ
－ＧＷ３３に収容可能なＵＥの上限数ａ_ｔ
－ＧＷ３３が現在収容しているＵＥ１０の数ｕ_ｔ
－ＧＷ３３がＵＥに提供可能なデータ通信全体の最高通信速度ｔ_ｇ
－ＧＷ３３が現在提供しているデータ通信全体の通信速度ａ_ｇ
－ＧＷ３３に接続している基地局数ｎ_ｂ
－所定の期間におけるＵＥ１０の接続頻度ｒ_ｔ
－所定の期間におけるＧＷ３３が収容しているＵＥ１０からベアラ確立要求が送信される頻度ｓ_ｔ
－所定の期間におけるＧＷ３３が収容しているＵＥ１０からベアラ解放要求が送信される頻度ｔ_ｔ
－ＧＷ３３が収容しているベアラのうちのアクティブベアラの割合
－ＧＷ３３が収容しているＵＥ１０への割り当てが行われていない共用ベアラの数
－基地局ごとのＵＥ１０への割り当てが行われていない共用ベアラの数
例えば、収容しているＵＥあたりのベアラ数ｎ_ｔが大きい場合は、新たに接続したＵＥにも多くのベアラを確保する可能性が高いことが考えられる。このため、収容しているＵＥあたりのベアラ数ｎ_ｔが所定の閾値より大きい場合には、共用ベアラの確立を指示すると判定してもよい。

また、ＵＥ１０当たりの合計通信速度の平均値ｃ_ａが大きい場合にも、新たに接続したＵＥ１０も通信速度が大きくなる可能性があると考えられる。このため、ＵＥ１０当たりの合計通信速度の平均値ｃ_ａが所定の閾値より大きい場合には、共用ベアラの確立を指示すると判定してもよい。

また、ＧＷ３３に収容可能なＵＥの上限数ａ_ｔが大きな場合、ＧＷ３３が現在収容しているＵＥ１０の数ｕ_ｔが小さい場合には、ＧＷ３３の負荷処理能力に余裕があると考えられる。このため、ＧＷ３３に収容可能なＵＥの上限数ａ_ｔが所定の閾値より大きな場合、またはＧＷ３３が現在収容しているＵＥ１０の数ｕ_ｔが所定の閾値より小さい場合には共用ベアラの確立を指示すると判定してもよい。同様に、ＧＷ３３がＵＥに提供可能なデータ通信の最高通信速度ｔ_ｇが所定の閾値より大きな場合、またはＧＷ３３が現在提供しているデータ通信の通信速度ａ_ｇが所定の閾値より小さな場合にも、ベアラ制御部３２は共用ベアラの確立を指示すると判定してもよい。

また、ＧＷ３３に接続している基地局数ｎ_ｂが所定の閾値より小さい場合、ＵＥ１０の接続頻度ｒ_ｔが所定の閾値より大きい場合、所定の期間においてＧＷ３３が収容しているＵＥ１０からベアラ確立要求が送信される頻度ｓ_ｔが所定の閾値より大きい場合、所定の期間においてＧＷ３３が収容しているＵＥ１０からベアラ解放要求が送信される頻度ｔ_ｔが所定の閾値より小さい場合、またはＧＷ３３が収容しているベアラのうちのアクティブベアラの割合が所定の閾値より大きい場合にも、共用ベアラの確立を要求される確立が高いと考えられる。このような場合、ベアラ制御部３２は共用ベアラの確立を指示すると判定してもよい。

また、一部の基地局にＵＥ１０への割り当てが行われていない多数の共用ベアラが確立されていた場合、ベアラ数の制限によって基地局２０がＵＥ１０を収容できないなど、処理リソースを無駄にする可能性が生じうる。このため、ベアラ制御部３２は、基地局２０ごとにＵＥ１０への割り当てが行われていない共用ベアラの数が均等になるようにしてもよい。また、基地局２０がＧＷ３３との間で確立可能なベアラの本数に対するＵＥ１０に割り当てられていない共用ベアラの数が所定の範囲内になるように共用ベアラを確立する基地局を決定してもよい。

また、一例では、上述のパラメータを組み合わせてＧＷ３３ごとに、ＵＥに割り当てられていない共用ベアラの数が決定されてもよい。例えば、ＧＷ３３が予め確保しておく共用ベアラの下限数をｌ_ｂとして、ＧＷ３３が確保しておくべきＵＥ１０に割り当てられていない共用ベアラの数ｂ_ｎを
ｂ_ｎ ＝ ｍａｘ［ｌ_ｂ， ｍｉｎ｛ｕ_ｂ，ｆ_１ｎ_ｔ（ｃ_ａ－ｕ_ｔ）ａ_ｔ（ｔ_ｇ－ａ_ｇ）ｎ_ｂｒ_ｔｓ_ｔ／ｔ_ｔ｝］
としてもよい。ここで、ｍａｘ［ａ，ｂ］はａとｂのうちの大きい値を選択する関数であり、ｍｉｎ［ａ，ｂ］はａとｂのうちの小さい値を選択する関数である。なお、ｆ_１はモバイル通信システムごとに決められる、共用ベアラを確保する量を規定する係数であり、一例では０＜ｆ_１＜１である。

続いて、Ｓ５１４で、ベアラ制御部３２は、ＧＷ３３に共用ベアラの確立を要求する。Ｓ５１４で送信される共用ベアラの確保指示には、ベアラ制御部３２で決定されたベアラＩＤおよび基地局ＩＤが含まれる。Ｓ５１４で共用ベアラの確保指示を受信したＧＷ３３は、共用ベアラの確立要求に含まれる基地局ＩＤに対応する基地局と共用ベアラの確立を行い、Ｓ５１５で共用ベアラの確保応答をベアラ制御部３２に送信する。確保応答には、確保した共用ベアラを示す情報を含める。例えば、共用ベアラとしてＧＷ３３のインナーＩＰアドレスを確保した場合には、確保したＩＰアドレスを通知してもよい。続いて、Ｓ５１６でベアラ制御部３２およびＧＷ３３は確立したベアラを示す情報をベアラパラメータとして記憶し、ベアラ情報を更新する。Ｓ５１６の時点では、ＵＥ１０への割り当てが行われていないため、図６のエントリー６１５に示すようにＵＥ ＩＤは設定されていない。また、ＧＷ３３は、ＧＷ３３の負荷情報のうち、ＧＷ３３が確立しているベアラの数を増加させる。一例では、ＧＷ３３は、確立した共用ベアラに基づいて負荷情報の他のパラメータを更新してもよい。例えば、ＧＷ３３は、ＧＷ３３の空きリンク容量から、確保した共用ベアラで提供可能な通信速度を減少させて負荷情報を更新してもよい。これによって、ＵＥ１０の接続時にＧＷ３３側で共用ベアラに使用可能な通信帯域をあらかじめ確保することができる。

その後、ＵＥ１０は所定のアプリケーションの実行や、ＴＣＰ通信のウィンドウサイズの増加が止まるなど、ベアラの追加の必要があると判定すると、Ｓ５１７でベアラ制御部３２にベアラの追加要求を送信する。なお、上述したように、共用リソースを使用した共用ベアラは複数のＵＥ１０によって利用可能である。このため、本実施形態では、すでに接続済みのＵＥ１１によってベアラの追加要求が出されるものとして説明する。しかしながら、ＵＥ１０によってベアラの追加要求が送信されてもよい。

Ｓ５１７で送信されるベアラの追加要求には、ＵＥ１１の識別情報が含まれる。一例では、ベアラの追加要求には、追加を要求するベアラの状態としてアクティブ状態およびスタンバイ状態のいずれかの状態を示す情報を含んでもよい。また、ベアラの追加要求には、ＵＥ１１が追加を要求するベアラの本数を示す情報を含んでもよい。

ベアラの追加要求を受信したベアラ制御部３２は、Ｓ５１８でＵＥ１１とベアラを確立するＧＷ３３を決定する。一例では、ＵＥ１１とすでに専用ベアラを確立しているＧＷ３３の負荷情報に基づいてＵＥ１１とベアラを確立するＧＷ３３を決定してもよい。別の例では、ＵＥ１１とベアラを確立していないＧＷ３３から、ＧＷ３３の負荷情報に基づいてＵＥ１１とベアラを確立するＧＷ３３を決定してもよい。別の例では、ＵＥ１１が実行しているアプリケーションの種類に基づいてＧＷ３３を決定してもよい。

なお、図５の例では、ＵＥ１１はＵＥ１０と同じ基地局にベアラの追加要求を送信するものとして図示しているが、ＵＥ１１はＵＥ１０とは異なる基地局２１にベアラの追加要求を送信してもよい。この場合、ＵＥ１１からのベアラの追加要求を受信した基地局２１とＧＷ３３とがＵＥへの割り当てが行われていない共用ベアラを確保している場合には当該共用ベアラに対応付けて基地局２１とＵＥ１１との間のベアラを確立することができる。

続いて、ベアラ制御部３２は決定したＧＷ３３のＩＤに対応付けられた共用ベアラのいずれかを選択し、ベアラＩＤを特定し、Ｓ５１９でＳ５０６～Ｓ５１２を参照して説明したベアラ確立処理を実行する。ここで、Ｓ５１９ではＳ５１４で確保した共用ベアラに対応するベアラパラメータのベアラＩＤを含むベアラ確立要求を送信することで、共用ベアラの確立をＧＷ３３に指示することができる。一例では、Ｓ５１９において、Ｓ５１０、Ｓ５１１に対応する処理は省略されてもよく、代わりにベアラ制御部３２からＧＷ３３へベアラパラメータの更新を要求する制御信号が送信されてもよい。また、ベアラ制御部３２は、基地局－ＧＷ３３との間の共用ベアラを指定する情報を含めてＵＥ－基地局間のベアラ確立要求を基地局２０に送信する。これによって、基地局２０は、ＵＥ－基地局間のベアラと基地局－ＧＷ間のベアラとを接続してＩＰトンネルを形成する。すなわち、ベアラ制御部３２は、共用ベアラと関連付けてＵＥ－基地局間のベアラを確立させることで、ＵＥ１０と共用ベアラとの関連付けを行い、共用ベアラを使用した通信経路を確立することができる。

これによって、共用ベアラを使用してＵＥ１０とＧＷ３３との間の通信経路を確立するよう指示することができる。すなわち、ベアラの確立要求を受信した後に、基地局とＧＷとの間のベアラを確立する処理を省略してＵＥ１０とＧＥ３３との間の通信経路を確立することができるため、処理遅延を抑えることができる。

また、共有ベアラは、異なるＵＥ１０に使用することができる。このため、ＧＷ３３およびベアラ制御部３２はＵＥごとに確立しておくベアラの数を減らすことができる。

以上説明したように、本実施形態に係るベアラ制御部３２は、ＵＥとは関連付けられていない基地局－ＧＷ間のベアラをあらかじめ確立しておき、確立した後にＵＥからのベアラの確立要求を受信した場合に、ＵＥとは関連付けられていない基地局－ＧＷ間のベアラと関連付けてＵＥ－基地局間のベアラを確立するように基地局に指示する。これによって、ＵＥからのベアラの確立要求を受信した後に基地局－ＧＷ間のベアラを確立するより低遅延でＵＥからＧＷまでの通信経路を確立することができる。また、ＵＥごとにベアラをあらかじめ確立しておく構成と比較して、複数のＵＥで共用可能なベアラを使いまわすことができるため、ＧＷが収容するベアラの数を低減することができる。

なお、本実施形態では、ベアラ制御装置３２はＧＷ３３に共用ベアラを確立するか否かを、ＵＥ１０から接続要求を受信したタイミングで実行するものとして説明した。しかしながら、ベアラ制御装置３２は共用ベアラを確立するか否かを任意のタイミングで実行してもよく、例えばＧＷ３３から負荷情報を受信したタイミングで、負荷情報を送信したＧＷ３３について共用ベアラを確立するか否かを判定してもよいし。あるいは、ベアラ制御装置３２はＵＥ１０からベアラの追加要求を受信した場合に共用ベアラを確立するか否かを判定してもよい。

＜ベアラ解放処理＞
続いて、図７を参照してベアラ解放処理について説明する。

まずＳ７０１で、ＵＥ１０は電源オフまたは機内モードオン、所定のアプリケーションの終了などをトリガとして、ベアラ解放要求をベアラ制御部３２に送信する。ベアラ解放要求は、ＵＥ１０の識別情報を含む。また、一例ではベアラ解放要求は解放すべきベアラＩＤを含む。あるいは、すべてのベアラの解放を要求する制御信号が送信されてもよい。

ベアラ解放要求を受信したベアラ制御部３２は、Ｓ７０２でベアラ解放要求に基づいて解放するベアラと、ベアラを収容しているＧＷ３３とを特定する。例えば、Ｓ７０１でベアラＩＤを含む解放要求を受信した場合には、ストレージ３０４に記憶しているベアラパラメータに基づいてベアラＩＤに対応するＧＷ３３、基地局２０、ＵＥ１０を特定することができる。別の例では、ＵＥ１０からの解放要求にはベアラＩＤを含まず、ＵＥ１０の識別情報を含んでもよく、この場合、ベアラ制御部３２は、ＵＥ１０の識別情報と一致するＵＥ ＩＤをベアラパラメータに有するベアラを所定の順序でベアラを解放すると決定してもよい。例えば、共用ベアラを優先して解放してもよいし、ＧＷ３３の負荷情報に基づいて高い負荷状態のＧＷ３３が収容しているベアラを優先して解放してもよい。Ｓ７０２以降の例では、共用ベアラを使用して確立されたベアラを解放すると判定した場合の処理について説明する。

Ｓ７０２でＵＥ１０とＧＷ３３との間のベアラを解放すると決定した場合、ベアラ制御部３２は共用ベアラをを解放するか、確保したままにするかを判定する。言い換えると、ベアラ解放要求を受信したベアラ制御部３２は、ＵＥからＧＷまでのすべての区間を解放するか、ＵＥからＧＷまでの区間のうち、ＵＥと基地局間の区間のみを解放するか否かを判定する。例えば、ベアラ制御部３２は、解放が要求されたＵＥ－基地局間のベアラに関連付けられている共用ベアラを収容しているＧＷ３３について、Ｓ５１３で説明したように、確保すべき共用ベアラの数を決定する。そして、現在確保している、ＵＥに対応付けられていない共用ベアラの数が、確保すべき共用ベアラの数より大きい場合には、ＵＥ－基地局間のベアラおよびそれに関連付けられた共用ベアラを解放すると判定してもよい。一方、現在確保しており、ＵＥ－基地局間のベアラに関連付けられていない共用ベアラの量が、確保すべき共用ベアラの数以下である場合には、ＵＥ－基地局間のベアラを解放するが、共用ベアラを維持すると判定してもよい。

以下、Ｓ７０４～Ｓ７１０の処理は、ＵＥ－基地局間のベアラを解放し、共用ベアラも解放すると判定した場合のベアラ解放処理Ａであり、Ｓ７１４～Ｓ７２０の処理はＵＥ－基地局間のベアラを解放するが、基地局－ＧＷ間の共用ベアラを維持すると判定した場合のベアラ解放処理Ｂである。

Ｓ７０４でベアラ制御部３２は基地局２０にベアラ解放要求を送信する。ベアラ解放要求にはベアラＩＤが含まれる。基地局２０は、Ｓ７０５でベアラＩＤに対応するＵＥ１０にベアラ解放要求を転送する。ＵＥ１０は、ベアラ解放要求に応答するベアラ解放応答をＳ７０６で送信し、ＵＥ１０に記憶されたベアラのリストの中からベアラ解放要求に含まれるベアラＩＤに対応するベアラ情報を消去することでベアラを解放する。基地局２０はＳ７０７でベアラ解放応答をベアラ制御部３２に送信する。これによって、ＵＥ－基地局間のベアラが解放される。

続いて、Ｓ７０８でベアラ制御部３２はベアラＩＤに関連付けられたＧＷ３３にベアラ解放要求を送信し、ＧＷ３３がベアラの解放応答をＳ７０９でベアラ制御部３２に送信する。

Ｓ７０９で共用ベアラの解放応答を受信すると、ベアラ制御部３２およびＧＷ３３は、ストレージ３０４に記憶しているベアラパラメータから、解放した共用ベアラに対応するエントリーを削除する。

共用ベアラの解放を行うと、Ｓ７１０でベアラ制御部３２はＵＥ１０にベアラの解放通知を送信する。

続いて、Ｓ７１１～Ｓ７１２の処理はＳ７０１、Ｓ７０２と同様のため説明を省略する。Ｓ７１３で、ベアラ制御部３２はＵＥ－基地局間のベアラを解放するが、基地局－ＧＷ間の共用ベアラを維持すると決定する。この場合、Ｓ７１４～Ｓ７２０のベアラ解放処理Ｂが実行される。

ベアラ解放処理ＢにおいてＳ７１４～Ｓ７１７の処理はベアラ解放処理ＡのＳ７０４～Ｓ７０７と同様のため説明を省略する。続いて、Ｓ７１８でベアラ制御部３２はＵＥ－基地局間のベアラを解放したことをＧＷ３３に通知する。通知を受信したＧＷ３３は、共用ベアラは解放しないまま、Ｓ７１９でＧＷ３３が通知応答をベアラ制御部３２に送信する。この場合、ベアラ制御部３２およびＧＷ３３は解放を要求されたベアラを図６の６１５に示すように、ＵＥとの関連付けを解除するがエントリーは削除しない。

Ｓ７２０でベアラ解放通知を受信したＵＥ１０は、ＵＥ１０が記憶するベアラのリストから解放を要求した共用ベアラを削除する。これによって、ＵＥ１０と基地局との間のベアラを対応付けを解除しながら、ＧＷ３３側では共用ベアラを維持することができる。一例では、ベアラ制御部３２およびＧＷ３３は通知に対応するベアラをスタンバイ状態に設定してもよい。

＜その他の実施形態＞
上述の実施形態に係るネットワーク装置（ベアラ制御部３２）は、コンピュータをネットワーク装置として機能させるためのコンピュータプログラムにより実現することができる。当該コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて配布が可能なもの、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

本実施形態では、モバイルコアでは専用ベアラと共用ベアラとが確立可能であるものとして説明を行った。しかしながら、共用ベアラのみが確立可能であってもよい。このような場合、ＵＥ１０から接続要求を受信したベアラ制御部３２は、ＵＥ１０とＧＷ３３との間に複数のベアラを確立し、ＵＥ１０からベアラの解放要求を受信した場合には、各ベアラについて共用ベアラとして基地局－ＧＷ間のベアラを解放するか否かを判定し、他のＵＥからベアラの追加要求を受信した場合に、当該基地局－ＧＷ間のベアラに関連付けてＵＥ－基地局間のベアラを確立してもよい。このような場合は、ベアラ制御部３２およびＧＷ３３はベアラ情報としてベアラタイプを管理しなくてもよい。すなわち、ベアラ制御部３２は共用ベアラをＵＥ１０から送信された接続要求に対して割り当ててもよいし、ＵＥ１０から送信されたベアラの追加要求に対して割り当ててもよい。

本実施形態では、ベアラ制御部３２がＧＷ３３と所定の基地局２０との間のＵＥに関連付けられていない共用ベアラを確立し、ＵＥ１０からのベアラの確立要求に応じてＵＥを共用ベアラに関連付けてＵＥ－基地局間のベアラを確立するものとして説明を行った。一例では、ベアラ制御部３２は、基地局との間の共用ベアラを確立するために使用する共用リソースをあらかじめ確保しておき、ＵＥからのベアラ確立要求に応じて、共用リソースを使用してベアラを確立してもよい。例えば、共用リソースは、ＩＰアドレスおよび占有通信帯域の少なくともいずれかである。ベアラ制御部３２は、ベアラＩＤを指定して共用リソースの確保指示を送信し、ＧＷ３３はベアラＩＤに対応付けて確保したＩＰアドレスを応答としてベアラ制御部３２に送信する。すなわち、図５のＳ５１４、Ｓ５１５において、共用リソースの確保指示の送信と、共用リソースの確保指示応答を交換する。そして、ベアラ制御部３２およびＧＷ３３は、ベアラＩＤとＩＰアドレスとをベアラ情報として記憶する。この場合、共有リソースであるベアラＩＤとＩＰアドレスは、ＵＥ１０および基地局２０とは関連付けられていない。そして、ベアラ制御部３２は共用リソースを使用すると判定すると、共用リソースに対応するベアラＩＤと、ベアラを確立する基地局２０とを指定してＧＷ３３にベアラの確立要求を送信する。確立要求を受信したＧＷ３３は、確立要求で指定された基地局２０と指定されたベアラＩＤのベアラを確立する。これによって、ＵＥ１０からのベアラの確立要求に応じてベアラ制御部３２がＧＷ３３の負荷情報を取得する時間を削減することができる。また、共用リソースを確保したままベアラを解放する場合には、ＧＷ３３はベアラを解放するが、ＩＰアドレスをベアラに割り当て済みであるとして記憶する、または通信帯域を使用中であるものとして記憶する。そして、共用リソースを使用してベアラの確立を指示された場合には当該リソースを使用してベアラを確立する。これによって、ベアラの確立要求を受信した場合にベアラ制御部３２がＧＷ３３にベアラを確立するリソースがあるか確認する必要がなくなる。また、ＧＷ－基地局間で共用リソースを共用することができ、ＧＷ－基地局間で確立しておくベアラの数を削減することができる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

１０：ＵＥ、２０：ＡＰ、３０：モバイルコア、３１：移動管理機能、３２：ベアラ制御部、３３：ＧＷ

Claims (14)

1. ユーザ端末（ＵＥ）がデータ通信用に確立する複数のベアラのそれぞれを収容する基地局とゲートウェイ（ＧＷ）とを決定する、コアネットワークに配置されたネットワーク装置であって、
   ベアラの確立要求を受信する受信手段と、
   前記コアネットワーク内の複数のＧＷに収容されたベアラを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記複数のＧＷのうちの第１のＧＷと前記コアネットワーク内の複数の基地局のうちの第１の基地局との間に、ＵＥに関連付けられない第１のベアラを確立するよう前記第１のＧＷに指示し、
   前記受信手段で第１のＵＥからベアラの確立要求を受信したことに応じて、前記第１のベアラに関連付けて前記第１のＵＥと前記第１の基地局との間に所定のベアラを確立するよう前記第１の基地局に指示する
   ことを特徴とするネットワーク装置。
2. 前記制御手段は、前記受信手段で前記第１のＵＥとは異なる第２のＵＥから接続要求を受信したことに応じて、前記第１のＧＷと、前記第１の基地局との間にベアラを確立するよう前記第１のＧＷに指示することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
3. 前記制御手段は、前記受信手段でＵＥから接続要求を受信した場合に、前記複数のＧＷのうちの少なくとも１つと、前記複数の基地局とのうちの少なくとも１つの間に、ＵＥに関連付けられない複数の前記第１のベアラを確立することを特徴とする請求項２に記載のネットワーク装置。
4. 前記複数のＧＷのそれぞれに生じている負荷を示す負荷情報を、各ＧＷから取得する取得手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記取得手段によって取得した前記複数のＧＷのそれぞれの負荷に基づいて前記第１のベアラを確立する前記第１のＧＷおよび前記第１の基地局を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のネットワーク装置。
5. 前記制御手段は、
   前記複数のＧＷのそれぞれが確保しているベアラを確立するためのリソースの量、
   前記複数のＧＷのそれぞれが収容可能なＵＥの最大数、
   前記複数のＧＷのそれぞれが収容しているＵＥの数、
   前記複数のＧＷのそれぞれが収容しているＵＥの平均通信速度、
   前記複数のＧＷのそれぞれが収容しているＵＥから所定の期間において受信したベアラの確立要求の頻度、
   前記複数のＧＷのそれぞれが収容しているＵＥから所定の期間において受信したベアラの解放要求の頻度、
   前記複数のＧＷのそれぞれが提供可能なデータ通信全体の最高通信速度、
   前記複数のＧＷのそれぞれが現在提供しているデータ通信全体の通信速度、および
   前記複数のＧＷのそれぞれと接続している基地局の数、
   の少なくともいずれかに基づいて、ＵＥに関連付けられないベアラの確立をいずれのＧＷに指示するかを決定することを特徴とする請求項４に記載のネットワーク装置。
6. 前記制御手段は、前記第１のＵＥと前記第１の基地局との間に前記所定のベアラを確立したあと、前記第１のＵＥから受信したベアラの解放要求に応じて、前記第１のベアラを解放するか否かを決定することを特徴とする請求項４または５に記載のネットワーク装置。
7. 前記制御手段は、前記第１のＵＥからベアラの解放要求を受信した場合に、前記第１のＧＷが確保している、ＵＥに関連付けられていない前記第１のＧＷと前記複数の基地局との間のベアラの数に基づいて、前記第１のベアラを解放するか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載のネットワーク装置。
8. 前記制御手段は、
   前記第１のＧＷが確保しているベアラを確立するためのリソースの量、
   前記第１のＧＷが収容可能なＵＥの最大数、
   前記第１のＧＷが収容しているＵＥの数、
   前記第１のＧＷが収容しているＵＥの平均通信速度、
   前記第１のＧＷが収容しているＵＥから所定の期間において受信したベアラの確立要求の頻度、
   前記第１のＧＷが収容しているＵＥから所定の期間において受信したベアラの解放要求の頻度、
   前記第１のＧＷが提供可能なデータ通信全体の最高通信速度
   前記第１のＧＷが現在提供しているデータ通信全体の通信速度、および
   前記第１のＧＷと接続している基地局の数、
   の少なくともいずれかに基づいて、前記第１のベアラを解放するか否かを判定することを特徴とする請求項７に記載のネットワーク装置。
9. 前記負荷情報は、前記複数のＧＷのそれぞれの空きリンク容量、前記複数のＧＷのそれぞれが収容しているＵＥの数、前記複数のＧＷのそれぞれが確立しているアクティブベアラの数、前記複数のＧＷのそれぞれが確保している、ＵＥに関連付けられていない前記第１のＧＷと基地局との間のベアラの数、の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項８に記載のネットワーク装置。
10. ユーザ端末（ＵＥ）がデータ通信用に確立する複数のベアラのそれぞれを収容する基地局とゲートウェイ（ＧＷ）とを決定する、コアネットワークに配置されたネットワーク装置であって、
    ＵＥから基地局を介してベアラの確立要求を受信する受信手段と、
    前記コアネットワーク内の複数のＧＷが収容するベアラを制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記受信手段で第１のＵＥから受信したベアラの確立要求に応じて、前記複数のＧＷのうちからベアラを収容するための所定のＧＷを決定し、前記第１のＵＥと前記所定のＧＷとの間のベアラを確立するよう前記所定のＧＷに指示し、
    ベアラを確立するための所定のリソースの確保を前記所定のＧＷに指示し、
    前記第１のＵＥとは異なる第２のＵＥからベアラの確立要求を受信したことに応じて、前記所定のリソースを使用して前記第２のＵＥと前記所定のＧＷとの間の所定のベアラを確立するよう指示する
    ことを特徴とするネットワーク装置。
11. ベアラを確立するための前記所定のリソースは、前記コアネットワークにおける前記所定のＧＷのＩＰアドレス、もしくは占有通信帯域であることを特徴とする請求項１０に記載のネットワーク装置。
12. 複数の基地局と複数のゲートウェイ（ＧＷ）とを含むコアネットワークに配置されたネットワーク装置の制御下でデータ通信用に複数のベアラを確立して通信するユーザ端末（ＵＥ）であって、
    前記ネットワーク装置にベアラの確立要求を送信する送信手段と、
    前記確立要求に応じて確立された前記複数のベアラを使用してデータ通信を行う通信手段と、
    を備え、
    前記ネットワーク装置は、
    前記複数のＧＷのうちの第１のＧＷと前記複数の基地局のうちの第１の基地局との間に、ＵＥに関連付けられない第１のベアラを確立するよう前記第１のＧＷに指示し、
    第１のＵＥからベアラの確立要求を受信したことに応じて、前記第１のベアラに関連付けて前記第１のＵＥと前記第１の基地局との間に所定のベアラを確立するよう指示する
    ことを特徴とするユーザ端末。
13. ユーザ端末（ＵＥ）がデータ通信用に確立する複数のベアラのそれぞれを収容する基地局とゲートウェイ（ＧＷ）とを決定する、コアネットワークに配置されたネットワーク装置が実行する通信制御方法であって、
    前記コアネットワーク内の複数のＧＷのうちの第１のＧＷと前記コアネットワーク内の複数の基地局のうちの第１の基地局との間に、ＵＥに関連付けられない第１のベアラを確立するよう前記第１のＧＷに指示することと、
    第１のＵＥからベアラの確立要求を受信したことに応じて、前記第１のベアラに関連付けて前記第１のＵＥと前記第１の基地局との間に所定のベアラを確立するよう前記第１の基地局に指示することと、
    を含むことを特徴とする通信制御方法。
14. ネットワーク装置が備えるコンピュータに、請求項１３に記載の通信制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。

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