JP4763056B2 - 基地局装置、アクセスゲートウェイ装置、通信制御システム及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、次世代３ＧＰＰシステムにおける基地局装置、アクセスゲートウェイ装置、通信制御システム及び通信制御方法に関する。

現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、既存の３ＧＰＰシステム、インターネット（Inter Net）及びＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）等のシステムと接続される次世代３ＧＰＰシステムが検討されている。図１は、次世代３ＧＰＰシステム（Evolved 3GPP System）のネットワーク構成を示す図である（非特許文献１）。

図１に示す次世代３ＧＰＰシステム１０は、他の３ＧＰＰシステム（既存の３ＧＰＰ Ｓｙｓｔｅｍ等）、Ｎｏｎ−３ＧＰＰシステム（ＷＬＡＮシステム等）及びインターネットと接続され、複数のアクセスゲートウェイ（Access Gateway、以下、ＡＣＧＷという）２０−１〜２０−ｎと、このアクセスゲートウェイが収容する複数のenhanced Node B（以下、ｅＮｏｄｅＢという）３０−１〜３０−ｎと、から構成される。

現在３ＧＰＰで議論中ではあるが、基本的にはｅＮｏｄｅＢ３０は、無線端末装置（User Equipment、以下、ＵＥという）を直接収容して、ＵＥとの無線アクセス機能を提供する。ＡＣＧＷ２０は、複数のｅＮｏｄｅＢ３０−１〜３０−ｎを収容し、このｅＮｏｄｅＢ３０−１〜３０−ｎと他のＡＣＧＷ間のパケットの送受信を行い、自局が収容するｅＮｏｄｅＢ間をＵＥが移動する場合のMobility機能などを提供する。例えば、ＡＣＧＷ２０は、自局が収容するｅＮｏｄｅＢ３０−１から３０−２にＵＥが移動した場合、ＵＥの移動元のｅＮｏｄｅＢ３０−１からＵＥの移動先のｅＮｏｄｅＢ３０−２へのパスの切り替えを行う。そして、ＡＣＧＷ２０は、他のＡＣＧＷから受信するデータパケットを、パスを設定したｅＮｏｄｅＢ３０−２に送信し、このｅＮｏｄｅＢ３０−２から送信されるデータパケットを、当該データパケットの送信先ＵＥを収容するｅＮｏｄｅＢと接続する他のＡＣＧＷに送信する。なお、一時的に、ｅＮｏｄｅＢ３０−１から直接ｅＮｏｄｅＢ３０−２へパスが設定され、ＵＥ宛てのデータがｅＮｏｄｅＢ３０−１から直接ｅＮｏｄｅＢ３０−２へ転送される場合もあるが、最終的にはＡＣＧＷ２０が、パスの切り替えを行う。

次に、上述した次世代３ＧＰＰシステムの前提技術であるｅＮｏｄｅＢ間を移動する無線端末装置のMobility制御方式について説明する。図２は、ｅＮｏｄｅＢ間を無線端末装置が移動する場合のMobility制御を模式的に示した図である。なお、ここでは説明を簡単にするために、ｅＮｏｄｅＢを２つ用いて説明する。

ｅＮｏｄｅＢ３０−１に収容されていたＵＥ４０がｅＮｏｄｅＢ３０−２が収容するエリアに移動した場合、ＵＥ４０は、ｅＮｏｄｅＢ３０−２を介して移動要求をＡＣＧＷ２０へ送信する。具体的には、ＵＥ４０は、ｅＮｏｄｅＢ３０から受信する電波強度に基づいて、ｅＮｏｄｅＢ３０−１より電波強度の強いｅＮｏｄｅＢ３０−２間と無線リンクを確立して無線通信を行うために、ｅＮｏｄｅＢ３０−２を介してＡＣＧＷ２０にパスを切り替えるための移動要求を送信する。ＡＣＧＷ２０は、ｅＮｏｄｅＢ３０−２から移動要求を受信し、パス１を利用して送信していたＵＥ４０宛のデータを、パス２を用いて送信するようにパス切り替えを行う。そして、ＡＣＧＷ２０は、移動応答をＵＥ４０へ送信する。このように、システムでは、ｅＮｏｄｅＢ間を移動するＵＥの移動制御が行われる。

次に、図２に示したMobility制御技術について、図３を用いて具体的に説明する。図３は、Mobility制御方式を具体的に説明するための図である。

この次世代３ＧＰＰシステム１０では、ＰｒｏｘｙＭＩＰを用いて、ｅＮｏｄｅＢ３０にＰｒｏｘｙ ＭＡ（Proxy Mobile Agent）を、ＡＣＧＷ２０にＬｏｃａｌ ＨＡ（Local Home Agent）を搭載し、各々のモバイルＩＰ（Mobile Internet Protocol、以下ＭＩＰという）関連処理が行われる。ここで、モバイルＩＰは、自動的に無線端末装置のネットワーク間の移動を検出し、移動後のネットワークにおいても、移動前のネットワークと同様に通信を行えるようにするプロトコルである。

図３に示すように、最初は、ＵＥ４０はｅＮｏｄｅＢ３０−１に収容されているので、ｅＮｏｄｅＢ３０−１とＡＣＧＷ２０間のＩＰトンネル１が構築され、ＡＣＧＷ２０とｅＮｏｄｅＢ３０−１はＵＥ４０宛のデータを、このＩＰトンネル１を利用して送受信している。

ここで、ＵＥ４０がｅＮｏｄｅＢ３０−２へ移動しようとした場合、ＵＥ４０は、電波強度情報（Measurement Report）をｅＮｏｄｅＢ３０−１に送信して移動要求を通知する（ステップＳ１）。この電波強度情報には、ＵＥ４０及びｅＮｏｄｅＢ３０−１の電波強度情報と、ＵＥ４０及びｅＮｏｄｅＢ３０−２の電波強度情報と、が含まれる。そして、ｅＮｏｄｅＢ３０−１はＵＥ４０からの電波強度情報を受信すると、移動先のｅＮｏｄｅＢ３０−２とリソース確保（Resource Reservation）などの情報交換（Exchange Information）を行い、ｅＮｏｄｅＢ３０−２がＵＥ４０を受け入れ可能かどうか確認する（ステップＳ２）。この情報交換は、通常ＡＣＧＷ２０を介して行われるが、例えば、ｅＮｏｄｅＢ間が物理回線で接続されている場合には直接行うことも可能である。そして、ｅＮｏｄｅＢ３０−２がＵＥ４０を受け入れ可能な場合、ｅＮｏｄｅＢ３０−１は、ＵＥ４０に対してハンドオーバ要求メッセージ（Handover Request）を送信する（ステップＳ３）。ハンドオーバ要求メッセージ、つまり、ｅＮｏｄｅＢ３０−２への移動要求を受信したＵＥ４０は、移動先ｅＮｏｄｅＢ３０−２との無線リンクの確立（Radio Bearer Setup）を行い（ステップＳ４）、無線リンクの確立後、ｅＮｏｄｅＢ３０−２に移動完了メッセージ（HO Complete）を送信する（ステップＳ５）。

そして、ｅＮｏｄｅＢ３０−２は位置登録要求メッセージ（MIP Registration Request）をＡＣＧＷ２０に送信し（ステップＳ６）、この位置登録要求メッセージを受信したＡＣＧＷ２０は内部で持つルーティングテーブル（Routing Table）を変更する。つまり、ＡＣＧＷ２０は、ルーティングテーブルでＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスがＵＥ４０のＩＰアドレスと一致した場合は、ＣｏＡ（Care of Address）をｅＮｏｄｅＢ３０−１からｅＮｏｄｅＢ３０−２に変更し、データパケットのＩＰカプセリングを行ってＵＥ４０側に送信する。

そして、ＡＣＧＷ２０は、位置登録取消メッセージ（MIP Registration Revocation）をｅＮｏｄｅＢ３０−１に送信して（ステップＳ７）、移動元であるｅＮｏｄｅＢ３０−１のリソースを開放する。そして、ｅＮｏｄｅＢ３０−１は位置登録取消応答メッセージ（MIP Registration Revocation Acknowledgement）をＡＣＧＷ２０に送信する（ステップＳ８）。また、ＡＣＧＷ２０は、位置登録応答メッセージ（MIP Registration Reply）をｅＮｏｄｅＢ３０−２に送信する（ステップＳ９）。以上の処理によって、他のＡＣＧＷから送信される移動後ＵＥ４０宛パケットは、ＡＣＧＷ２０によってｅＮｏｄｅＢ３０−２へ転送されることになる。

次に、上述したMobility技術を前提としてＩＥＴＦ ＲＦＣ３１５４に開示されている
制御を適用した場合の方式を、従来の着信制御（Ｐａｇｉｎｇ）技術として、図４に示す（非特許文献２）。

まず、ＵＥ４０はＩｄｌｅ状態であり、ネットワーク側はそのＵＥ４０のトラッキングエリア（Tracking Area）を把握している。ここで、トラッキングエリアは、ＡＣＧＷがｅＮｏｄｅＢを収容するエリアのことである。ＡＣＧＷ２０は、このトラッキングエリア内のｅＮｏｄｅＢが収容する無線端末装置の情報を把握している。ここでは、ＡＣＧＷ２０は、例えば、図４で示すようにｅＮｏｄｅＢ３０−１,ｅＮｏｄｅＢ３０−２,・・・ｅＮｏｄｅＢ３０−ｎのどこかにＵＥ４０が存在することを把握している。

ＵＥ４０宛データのＩＰパケットを受信したＡＣＧＷ等のエンティティ（図示せず）は、そのパケットの宛先ＵＥ４０のトラッキングエリアを収容するＡＣＧＷ２０に着呼要求メッセージ（Paging Request）を送信する（ステップＳ１１）。ここで、ＩＰパケットを一旦終端するエンティティは、例えば、ＡＣＧＷ２０とインターネット等で接続される別の装置でもよい。すなわち、データパケットを受信したＡＣＧＷ２０は、コアネットワーク（例えば、通信システム間で構成されるネットワーク）のデータベースを参照して、受信したデータパケットのＩＰアドレスから宛先ＵＥ４０を収容するｅＮｏｄｅＢを収容する装置（ここでは、ＡＣＧＷ２０）を見つけ出し、当該装置に対してＵＥ４０宛てのデータを受信したことを通知する着呼要求メッセージを送信する。

そして、着呼要求メッセージを受信したＡＣＧＷ２０は、自身のページング（Paging）処理を行い、着呼要求メッセージをＵＥ４０のトラッキングエリア内にある全てのｅＮｏｄｅＢ３０に送信する（ステップＳ１２）。ＵＥ４０を実際に収容しているｅＮｏｄｅＢ（ここではｅＮｏｄｅＢ３０−２）は、ＵＥ４０との無線リンクが確立した後（ステップＳ１３）、着呼応答メッセージ（Paging Reply）をＡＣＧＷ２０に送信する（ステップＳ１４）。ＡＣＧＷ２０は、その着呼応答メッセージを受信し、ＩＰパケットの終端エンティティ、つまり、ＩＰパケットの発信元の装置に送信する（ステップＳ１５）。

ｅＮｏｄｅＢ３０−２は、自身の位置登録処理、つまり、着呼要求元のＡＣＧＷ２０に設定されるＩＰアドレスを登録し、ＡＣＧＷ２０とのＩＰトンネルを確立するために、位置登録要求メッセージ（MIP Registration Request）をＡＣＧＷ２０に送信する（ステップＳ１６）。位置登録要求メッセージを受信したＡＣＧＷ２０は、ルーティングテーブル（Routing Table）を変更する。ここで、宛先ＩＰアドレスがＵＥ４０のＩＰアドレスであるＩＰパケットは、ＣｏＡがｅＮｏｄｅＢ３０−２のＩＰアドレスのＩＰトンネルへ送信するように変更される。そして、ＡＣＧＷ２０は、位置登録応答メッセージ（MIP Registration Reply）をｅＮｏｄｅＢ３０−２へ送信する（ステップＳ１７）。

以上の処理により、Ｐａｇｉｎｇ処理と位置登録処理が完了し、ＵＥ４０宛の着信ＩＰパケットがＵＥ４０まで届けられるようになる（ステップＳ１８〜Ｓ２０）。

図５に、上述した着信制御を行うＡＣＧＷ２０及びｅＮｏｄｅＢ３０の機能構成を示す。まず、ＡＣＧＷ２０の機能構成について説明する。ＡＣＧＷ２０は、ＩＰレイヤ（Layer）処理部２１と、ページング処理（Paging Process）部２２と、Ｐｒｏｘｙ ＭＩＰ Ｈｏｍｅ Ａｇｅｎｔ（ＭＩＰ ＨＡ）処理部２３と、データベース２４と、から構成される。

ＡＣＧＷ２０のＩＰレイヤ処理部２１は、自身に設定されたＩＰアドレスを用いてパケットのカプセル化を解き、パケットを受信する。特に、ＩＰレイヤ処理部２１は、他のＡＣＧＷからの自局が収容するｅＮｏｄｅＢ３０内の無線端末装置への着呼要求メッセージ及びｅＮｏｄｅＢ３０からの着呼応答メッセージを受信して、ページング処理部２２に出
力する。また、ＩＰレイヤ処理部２１は、ｅＮｏｄｅＢ３０からの位置登録要求メッセージを受信して、ＭＩＰ ＨＡ処理部２３に出力する。

また、ＩＰレイヤ処理部２１は、自身に設定されたＩＰアドレスを用いてパケットをカプセル化して、パケットを送信する。特に、ＩＰレイヤ処理部２１は、ページング処理部２２から入力される着呼要求メッセージ（ＰＲ）及びＭＩＰ ＨＡ処理部２３から入力される位置登録応答メッセージ（ＭＲＲｌｙ）を、ｅＮｏｄｅＢ３０に送信する。

ページング処理部２２は、ＩＰレイヤ処理部２１から入力される他のＡＣＧＷからの着呼要求メッセージに基づいて、ページング処理、つまり、着呼要求メッセージ内から宛先の無線端末装置の着呼を確認できるだけの情報をページ単位で一旦記憶する。そして、ページング処理部２２は、着呼要求の宛先の無線端末装置を収容するｅＮｏｄｅＢに転送するために、この着呼要求メッセージをＩＰレイヤ処理部２１に出力する。

ＭＩＰ ＨＡ処理部２３は、ＩＰレイヤ処理部２１から入力される位置登録要求メッセージを受信し、自身の位置登録処理を行う。つまり、ＭＩＰ ＨＡ処理部２３は、位置登録要求元とのパスを確立させるために、位置登録要求メッセージに含まれる無線端末装置のＩＰアドレスが着呼要求先の宛先の無線端末装置のＩＰアドレスと一致する場合に、宛先の無線端末装置のＩＰアドレスをホームアドレス（Home Address）に、位置登録要求元のｅＮｏｄｅＢ３０に設定されるＩＰアドレスをＣｏＡとして、データベース２４に出力する。そして、ＭＩＰ ＨＡ処理部２３は、ｅＮｏｄｅＢ３０に送信する位置登録応答メッセージを生成し、ＩＰレイヤ処理部２１に出力する。

データベース２４は、モバイルＩＰ（ＭＩＰ）関連データベース（MIP DataBase）であり、特にＭＩＰ ＨＡ処理部２３で位置登録処理が行われた場合には、入力されるＩＰアドレス等の情報を記憶する。

次に、ｅＮｏｄｅＢ３０の機能構成について説明する。ｅＮｏｄｅＢ３０は、ＩＰレイヤ処理部３１と、ページング処理部３２と、Ｐｒｏｘｙ ＭＩＰ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｇｅｎｔ（ＭＩＰ ＭＡ）処理部３３と、データベース３４と、から構成される。

ｅＮｏｄｅＢ３０のＩＰレイヤ処理部３１は、自身に設定されたＩＰアドレスを用いてパケットのカプセル化を解き、パケットを受信する。特に、ＩＰレイヤ処理部３１は、ＡＣＧＷ２０のページング処理部２２から着呼要求メッセージを受信し、ページング処理部３２に出力する。

また、ＩＰレイヤ処理部３１は、自身に設定されたＩＰアドレスを用いてパケットをカプセル化して、パケットを送信する。特に、ＩＰレイヤ処理部３１は、ページング処理部３２から入力される着呼応答メッセージ（ＰＲｌｙ）及びＭＩＰ ＨＡ処理部３３から入力される位置登録要求メッセージ（ＭＲＲｅｑ）を受信し、ＡＣＧＷ２０に送信する。

ページング処理部３２は、ＩＰレイヤ処理部３１から入力される着呼要求メッセージを受信し、ページング処理、つまり、着呼要求メッセージ内から宛先の無線端末装置の着呼を確認できるだけの情報をページ単位で一旦記憶する。そして、ページング処理部３２は、この着呼要求に応答する着呼応答メッセージを生成してＩＰレイヤ処理部３１に出力するとともに、ＭＩＰ ＭＡ処理部３３に対して、トリガー（Ｔｒｉｇｇｅｒ）をかける。

ＭＩＰ ＭＡ処理部３３は、ページング処理部３２からのトリガーに従い、自身の位置登録処理、つまり、位置登録要求先とのパスを確立させるために、着呼要求メッセージに含まれる宛先の無線端末装置のＩＰアドレスと、ＣｏＡとして着呼要求元のＡＣＧＷ２０
に設定されるＩＰアドレスをＭＩＰ関連データベース３４に登録する。そして、ＭＩＰ ＨＡ処理部３３は、自局に設定されるＩＰアドレスの登録を要求する位置登録要求メッセージ（MIP Registration Request）をＩＰレイヤ処理部３１に出力する。

データベース３４は、モバイルＩＰ（ＭＩＰ）関連データベース（MIP DataBase）であり、特にＭＩＰ ＨＡ処理部３３で位置登録処理が行われた場合には、入力されるＩＰアドレス等の情報を記憶する。
３ＧＰＰ ＲＡＮ＃４９ Contribution R2-052900 ＩＥＴＦ ＲＦＣ３１５４ 「Requirements and Functional Architecture for an IP Host Alerting Protocol」 ＩＥＴＦ ＲＦＣ３３４４ 「IP Mobility Support for IPv4」 ＩＥＴＦ ＲＦＣ３７７５ 「Mobility Support in IPv6」

一般的に、位置登録処理の負荷を低減すること、すなわち、位置登録トラヒックを削減することは重要な課題である。

しかしながら、従来技術では、ｅＮｏｄｅＢ３０−２は、着呼応答メッセージ（Paging
Reply）を送信し、その後に、位置登録要求メッセージ（MIP Registration Request）をＡＣＧＷ２０に送信している。つまり、この着呼応答メッセージと位置登録要求メッセージは、互いに重複する情報を含んでいるのにも関わらず、ほぼ同じ送信タイミングで同じ宛先に別々に送信されているので、トラヒック処理の負荷を大きくしている。また、重複する情報を別々のパケットで送信するので、システムを構成する装置のＣＰＵにとって無駄な負荷をかけてしまっている。また、着呼応答メッセージと位置登録要求メッセージを別々に送信することにより、回線の使用帯域を増大させてしまう。

さらに、ページング処理完了後すぐにユーザデータが送信されるのにも関わらず、ＡＣＧＷ２０は、着呼応答とは別に位置登録応答メッセージ（MIP Registration Reply）を返信しているため、位置登録処理の負荷を大きくしている問題もある。

本発明の目的は、位置登録処理に係るトラヒック量、ＣＰＵの処理負荷および回線の使用帯域を低減させる通信制御システム、アクセスゲートウェイ装置、基地局装置及び通信制御方法を提供することである。

本発明の基地局装置は、アクセスゲートウェイ装置から送信される無線端末装置への着呼要求メッセージを受信する受信手段と、当該着呼要求メッセージの着呼対象である前記無線端末装置と無線リンクが確立できるか否かを判断する位置登録判断手段と、前記無線リンクが確立した場合、前記着呼要求メッセージの前記アクセスゲートウェイ装置を示すＩＰアドレスを登録する位置登録手段と、前記着呼要求メッセージに対して前記無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージを生成する着呼応答手段と、前記着呼応答メッセージを前記アクセスゲートウェイ装置に送信する送信手段と、を有する構成を採る。

また、本発明のアクセスゲートウェイ装置は、基地局装置から送信される当該基地局装置が無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージを受信する受信手段と、前記着呼応答メッセージに基づいて当該着呼応答メッセージの前記基地局装置を示すＩＰアドレスを登録する位置登録手段と、を有する構成を採る。

本発明によれば、着呼要求先の無線端末装置と無線リンクが確立できるか否かを判断し、位置登録処理を行うことにより、位置登録処理に係るトラヒック量、装置のＣＰＵ負荷および回線の使用帯域を低減させることができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図６は、本発明の一実施の形態に係る通信制御システム１００における着信制御方式を模式的に示す図である。図６に示す通信制御システム１００は、アクセスゲートウェイ（ＡＧＣＷ）装置２００と、このアクセスゲートウェイ装置２００が収容する複数のｅＮｏｄｅＢ３００−１〜３００−ｎと、このｅＮｏｄｅＢが収容する無線端末装置（ＵＥ）４００と、で構成される。なお、本実施の形態では、説明を簡単にするために、ｅＮｏｄｅＢを２つ用いて説明する。

図６で示すＵＥ４００はＩｄｌｅ状態であり、ネットワーク側はそのＵＥ４００のトラッキングエリア（Tracking Area）を把握している。ここで、トラッキングエリア（または、ロケーションエリアと呼ぶ場合もある）は、アクセスゲートウェイ装置がｅＮｏｄｅＢを収容するエリアを指している。そして、アクセスゲートウェイ装置は、このトラッキングエリア内のｅＮｏｄｅＢが収容する無線端末装置に関する情報を把握することができる。例えば、図６に示す場合であれば、アクセスゲートウェイ装置２００は、ｅＮｏｄｅＢ３００−１及び３００−２のどこかにＵＥ４００が存在することを把握している。

そして、ＵＥ４００宛データのＩＰパケットを一端終端した、例えば、アクセスゲートウェイ装置等のエンティティは、そのパケットの宛先ＵＥ４００のトラッキングエリアを収容するアクセスゲートウェイ装置２００に着呼要求メッセージ（Paging Request）を送信する（ステップＳ１０１）。ここで、エンティティは、例えば、インターネット等で接続する別の装置でもよいが、本実施の形態ではアクセスゲートウェイ装置２００と接続するアクセスゲートウェイ装置として説明する。すなわち、データパケットを受信した他のアクセスゲートウェイ装置は、コアネットワーク（例えば、通信システム間で構成されるネットワーク）のデータベースを参照して、受信したデータパケットの送信先ＩＰアドレスから宛先ＵＥ４００を収容するｅＮｏｄｅＢを収容する装置（ここでは、アクセスゲートウェイ装置２００）を見つけ出し、当該アクセスゲートウェイ装置２００に対してＵＥ４００宛てのデータを受信したことを通知する着呼要求メッセージを送信する。

そして、着呼要求メッセージを受信したアクセスゲートウェイ装置２００は、自身に必要なページング（Paging）処理を行ない、つまり、着呼要求メッセージ内から宛先の無線
端末装置の着呼を確認できるだけの情報をページ単位で一旦記憶し、着呼要求メッセージをＵＥ４００のトラッキングエリア内にある全てのｅＮｏｄｅＢ３００に送信する（ステップＳ１０２）。

ＵＥ４００を実際に収容しているｅＮｏｄｅＢ（ここではｅＮｏｄｅＢ３００−２）は、着呼要求メッセージの着呼対象であるＵＥ４００との無線リンクが確立できるか否かを判断する。無線リンクが確立した場合（ステップＳ１０３）、ｅＮｏｄｅＢ３００−２は、ページング（Paging）処理を行い、自局がＵＥ４００を収容することを示す着呼応答メッセージ（Paging Reply）を生成してアクセスゲートウェイ装置２００に送信するとともに、自身の位置登録処理を行う（ステップＳ１０４）。すなわち、ｅＮｏｄｅＢ３００−２は、着呼要求対象の無線端末装置との無線リンクが確立できた場合、着呼要求メッセージに基づく位置登録処理が可能なタイミングであると判断し、着呼要求メッセージの送信元に設定されるＩＰアドレスをｅＮｏｄｅＢ内のＭＩＰ関連データベースに登録する。

そして、アクセスゲートウェイ装置２００は、ｅＮｏｄｅＢ３００−２からの着呼応答メッセージを受信して、ページング処理と位置登録処理を行う。すなわち、アクセスゲートウェイ装置２００は、着呼応答メッセージ内の無線端末装置のＩＰアドレスを確認して、着呼応答メッセージの送信元（ｅＮｏｄｅＢ３００−２）に設定されるＩＰアドレスを、自局に保持するＭＩＰ関連データベースに登録する。これにより、ＵＥ４００宛のＩＰパケットがｅＮｏｄｅＢ３００−２へ転送されるようにアクセスゲートウェイ装置内のルーティングテーブルが変更される。ここでは、ホームアドレスが宛先ＵＥ４００のＩＰアドレスに、ＣｏＡがＵＥ４００を収容するｅＮｏｄｅＢ３００−２のＩＰアドレスになるように変更される。

そして、アクセスゲートウェイ装置２００は、着呼応答メッセージ（Paging Reply）をＩＰパケット終端エンティティ（つまり、着呼要求メッセージの送信元のアクセスゲートウェイ装置）に送信する（ステップＳ１０５）。その後、ＵＥ４００宛のＩＰパケット（User Data）がアクセスゲートウェイ装置２００に到着すると（ステップＳ１０６）、アクセスゲートウェイ装置２００はこのＩＰパケットをｅＮｏｄｅＢ３００−２へ転送する（ステップＳ１０７）。

そして、ｅＮｏｄｅＢ３００−２は、ＵＥ４００宛のＩＰパケットを受信することにより、アクセスゲートウェイ装置２００の位置登録処理が完了し、ＩＰトンネルが確立したことを確認し、位置登録完了処理を行う。

以上の処理により、ページング処理と位置登録処理が完了し、ＵＥ４００宛の着信ＩＰパケットがＵＥ４００まで届けられるようになる（ステップＳ１０８）。

すなわち、ｅＮｏｄｅＢ（基地局装置）３００は、着呼要求メッセージに基づいて、着呼要求先の無線端末装置を自局が収容し、無線リンクが確立できるか否かを判断する。無線リングが確立できた場合、ｅＮｏｄｅＢ３００は、着呼要求メッセージの送信元に設定されるＩＰアドレスを位置登録し、着呼要求に対して無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージを生成し、着呼要求元に送信する。アクセスゲートウェイ装置２００は、受信した着呼応答メッセージに基づいて、この着呼応答メッセージの送信元に設定されるＩＰアドレスを登録する。つまり、アクセスゲートウェイ装置２００は、ｅＮｏｄｅＢ３００からの着呼応答メッセージを、従来のｅＮｏｄｅＢ３００からの位置登録要求（MIP Registration Requirement）とみなして位置登録処理を行い、ｅＮｏｄｅＢ３００は、アクセスゲートウェイ装置２００から送信される実際のユーザデータを、従来のアクセスゲートウェイ装置２００からの位置登録応答（MIP Registration Reply）とみなしてＩＰトンネルが確立したことを判断する。従って、従来のように着呼要求及び着呼応答と別
に位置登録要求及び位置登録応答を行う必要は無い（図６に×印で示す）ため、位置登録処理に係るトラフィック処理の負荷を低減させるとともに位置登録処理に係る時間を短縮することができる。

次に、上述したネットワークを構成するアクセスゲートウェイ装置２００及びｅＮｏｄｅＢ３００の構成を説明する。まず、アクセスゲートウェイ装置２００の構成について説明する。

図７は、アクセスゲートウェイ装置２００の一構成例を示す機能ブロック図である。図７に示すアクセスゲートウェイ装置２００は、送受信部２０１と、ＩＰレイヤ処理部２０２と、ページング処理（Paging Process）部２０３と、モバイルＩＰホームエージェント（ＭＩＰ ＨＡ）管理部２０４と、データベース２０５と、から主に構成される。ページング処理部２０３は、位置登録部２０６を有する。

送受信部２０１は、他のアクセスゲートウェイ装置等から送信されるＩＰパケットを受信して、ＩＰレイヤ処理部２０２に出力する。また、送受信部２０１は、ＩＰレイヤ処理部２０２から入力されるＩＰパケットを、自局の収容する基地局装置等に送信する。

ＩＰレイヤ処理部２０２は、送受信部２０１から入力されるＩＰパケットを、自身に設定されたＩＰアドレスを用いてパケットのカプセル化を解き、ページング処理部２０３及びモバイルＩＰ管理部２０４に出力する。特に、ＩＰレイヤ処理部２０２は、他のＡＣＧＷからの自局が収容する基地局装置３００内の無線端末装置への着呼要求メッセージを含むパケットを受信した場合には、この着呼要求メッセージをページング処理部２０３に出力する。

また、ＩＰレイヤ処理部２０２は、自身に設定されたＩＰアドレスを用いてパケットをカプセル化して、カプセル化したパケットを送受信部２０１に出力する。特に、ＩＰレイヤ処理部２０２は、ページング処理部２０３から入力される着呼要求メッセージおよび着呼応答メッセージを送受信部２０１に出力する。

ページング処理部２０３は、ＩＰレイヤ処理部２０２から入力される他のアクセスゲートウェイ装置等からの着呼要求メッセージに基づいて、自身のページング（Paging）処理を行う。すなわち、ページング処理部２０３は、着呼要求メッセージ内から宛先の無線端末装置の着呼を確認できるだけの情報をページ単位で一旦記憶し、宛先の無線端末装置を収容する基地局装置に送信する着呼要求メッセージをＩＰレイヤ処理部２０２に出力する。

また、ページング処理部２０３は、基地局装置３００から着呼要求先の宛先の無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージがＩＰレイヤ処理部２０２から入力された場合には、ＩＰトンネルを確立するための位置登録処理を行う。具体的には、ページング処理部２０３の位置登録部２０６は、ＩＰレイヤ処理部２０２から入力される着呼応答メッセージを受信し、この着呼応答メッセージに含まれる無線端末装置のＩＰアドレスと、ページング処理の際に一旦記憶した着呼要求メッセージに含まれる宛先の無線端末装置のＩＰアドレスとが一致するかを確認する。ＩＰアドレスが一致した場合には、位置登録部２０６は、着呼応答メッセージの送信元、つまり、ＩＰアドレスの一致した無線端末装置を収容する基地局装置２００に設定されるＩＰアドレスを、ＣｏＡとしてデータベース２０５に登録する。

これにより、ＵＥ４００宛のＩＰパケットを基地局装置３００へ転送するようにルーティングテーブルが変更され、アクセスゲートウェイ装置２００と基地局装置３００間のパ
ス、つまり、ＩＰトンネルが確立される。

また、ページング処理部２０３は、着呼応答メッセージに基づいてページング処理を行い、ＵＥ４００宛のＩＰパケットを一端終端したエンティティ、つまり、アクセスゲートウェイ装置２００に接続する他のアクセスゲートウェイ装置に送信するための着呼応答メッセージをＩＰレイヤ処理部２０２に出力する。

ＭＩＰ管理部２０４は、Ｐｒｏｘｙ ＭＩＰ Ｈｏｍｅ Ａｇｅｎｔ（ＭＩＰ ＨＡ）機能を有し、ＭＩＰ関連処理を行う。例えば、ＭＩＰ管理部２０４は、Paging処理による位置登録の後、無線端末装置が移動した場合に位置登録を行う。

データベース２０５は、モバイルＩＰ（ＭＩＰ）関連データベース（MIP DataBase）であり、特に位置登録部２０６で位置登録処理が行われた場合には、入力されるＩＰアドレス等の情報を記憶する。

次に、ｅＮｏｄｅＢの構成について説明する。図８は、ｅＮｏｄｅＢ３００の一構成例を示す機能ブロック図である。本実施の形態では、ｅＮｏｄｅＢ３００の一例として、基地局装置を例に説明する。

図８に示す基地局装置３００は、送受信部３０１と、ＩＰレイヤ処理部３０２と、ページング処理部３０３と、モバイルＩＰ（ＭＩＰ ＭＡ）管理部３０４と、データベース３０５と、から主に構成される。また、ページング処理部３０３は、位置登録判断部３０６および位置登録部３０７を有する。

送受信部３０１は、アクセスゲートウェイ装置２００から送信されるＩＰパケットを受信して、ＩＰレイヤ処理部３０２に出力する。また、送受信部３０１は、ＩＰレイヤ処理部３０２から入力されるＩＰパケットを、アクセスゲートウェイ装置２００に送信する。

ＩＰレイヤ処理部３０２は、送受信部３０１から入力されるＩＰパケットを、自身に設定されたＩＰアドレスを用いてパケットのカプセル化を解き、ページング処理部３０３及びＭＩＰ管理部３０４に出力する。特に、ＩＰレイヤ処理部３０２は、アクセスゲートウェイ装置２００から送信される着呼要求メッセージを含むパケットを受信した場合には、この着呼要求メッセージをページング処理部３０３に出力する。

また、ＩＰレイヤ処理部３０２は、着呼応答後に無線端末装置宛のＩＰパケットを受信した場合には、位置登録判断部３０６に、ＵＥ４００宛の最初のＩＰパケットの受信を示す通知情報を出力する。なお、ＩＰレイヤ処理部３０２は、２つめ以降のＵＥ４００宛ＩＰパケットを受信した場合、ページング処理部３０３に通知情報を通知しない。

また、ＩＰレイヤ処理部３０２は、自身に設定されたＩＰアドレスを用いてパケットをカプセル化して、カプセル化したパケットを送受信部３０１に出力する。特に、ＩＰレイヤ処理部３０２は、ページング処理部３０３で生成される着呼要求に応答する着呼応答メッセージをパケット化し、このパケットを送受信部３０１に出力する。

ページング処理部３０３は、ＩＰレイヤ処理部３０２から入力されるアクセスゲートウェイ装置２００からの着呼要求メッセージに基づいて、自身のページング処理を行い、着呼応答メッセージ（Paging Reply）を生成する。すなわち、ページング処理部３０３は、着呼要求メッセージ内から宛先の無線端末装置の着呼を確認できるだけの情報をページ単位で一旦記憶し、宛先の無線端末装置との無線リンクの確立後に、自局が当該宛先の無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージをＩＰレイヤ処理部３０２に出力する
。

また、ページング処理部３０３は、アクセスゲートウェイ装置２００から無線端末装置への着呼要求メッセージがＩＰレイヤ処理部３０２から入力された場合には、ＩＰトンネルを確立するための位置登録処理を行う。具体的には、ＩＰレイヤ処理部３０２から着呼要求メッセージが入力されると、ページング処理部３０３の位置登録判断部３０６は、着呼要求対象の無線端末装置との無線リンクが確立できるか否かを判断し、判断結果を位置登録部３０７に出力する。

位置登録部３０７は、位置登録判断部３０６から入力される判断結果が無線リンクの確立できたことを示す場合、着呼要求メッセージの送信元のアクセスゲートウェイ装置２００に設定されるＩＰアドレスをデータベース３０５に出力する。具体的には、位置登録部３０７は、ページング処理の際に一旦記憶した着呼要求対象の宛先の無線端末装置に設定されるＩＰアドレスと、無線リンクを確立した無線端末装置のＩＰアドレスとが一致するか確認する。そして、ＩＰアドレスが一致した場合には、位置登録部３０７は、着呼要求メッセージの送信元のアクセスゲートウェイ装置２００に設定されるＩＰアドレスを、ＣｏＡとしてデータベース３０５に登録する。これにより、ルーティングテーブルのＣｏＡがアクセスゲートウェイ装置２００に設定されるＩＰアドレスに変更される。

また、位置登録部３０７は、ＩＰレイヤ処理部３０２から無線端末装置４００宛の最初のパケットの受信を示す通知情報を受信すると、アクセスゲートウェイ装置２００で位置登録処理が完了してＩＰトンネルが確立したことを確認し、位置登録完了処理を実施してデータベース３０５を更新する。なお、位置登録完了処理としては、例えば、ＩＰトンネルの確立を意味するフラグを立てるなどの処理が挙げられる。

ＭＩＰ ＭＡ管理部３０４は、Ｐｒｏｘｙ ＭＩＰ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｇｅｎｔ機能を有し、ＭＩＰ関連処理を行う。例えば、ＭＩＰ ＭＡ管理部３０４は、無線端末装置が移動した場合に位置登録を行う。

データベース３０５は、モバイルＩＰ（ＭＩＰ）関連データベース（MIP DataBase）であり、特に位置登録部３０７で位置登録処理が行われた場合には、入力されるＩＰアドレス等の情報を記憶する。

次に、他のアクセスゲートウェイ装置等からのアクセスゲートウェイ装置２００のトラッキングエリア内の無線端末装置が宛先となる着呼要求を受けた場合のアクセスゲートウェイ装置２００及び基地局装置３００の動作について、図９のシーケンス図を用いて説明する。

まず、ステップＳ１００１では、アクセスゲートウェイ装置２００の送受信部２０１が他のアクセスゲートウェイ装置から着呼要求メッセージを含むパケットを受信し、ＩＰレイヤ処理部３０２が、自身に設定されるＩＰアドレスを用いてカプセル化を解いて、ページング処理部２０３に着呼要求メッセージを出力する。

ステップＳ１００２では、ページング処理部２０３が、着呼要求メッセージに基づいてページング処理を行う。ここで、着呼要求メッセージに含まれる宛先の無線端末装置のＩＰアドレスが、一旦記憶される。

次いで、ステップＳ１００３では、送受信部２０１が、着呼要求メッセージを基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）３００に送信し、基地局装置３００の送受信部３０１が、この着呼要求メッセージを受信する。ＩＰレイヤ処理部３０２は、自身に設定されるパケットを用い
てカプセル化を解き、ページング処理部３０３に着呼要求メッセージを出力する。

次いで、ステップＳ１００４では、ページング処理部３０３が、自身のページング処理を行うとともにパスを確立するための位置登録処理を行う。具体的には、位置登録判断部３０６は、着呼要求メッセージの着呼対象である無線端末装置４００との無線リンクが確立できるか否かを判断する。ここでは、無線端末装置４００との無線リンクが確立できるので（ステップＳ１００５）、位置登録判断部３０６は、着呼要求元の位置登録が可能であると判断し、判断結果を位置登録部３０７に出力する。

次いで、ステップＳ１００６では、位置登録部３０７が、位置登録判断部３０６の判断結果に従い、ページング処理の際に一旦記憶した着呼要求対象の宛先の無線端末装置に設定されるＩＰアドレスと、無線リンクを確立した無線端末装置のＩＰアドレスとが一致するか確認する。一致した場合、位置登録部３０７は、着呼要求メッセージの送信元のアクセスゲートウェイ装置２００に設定されるＩＰアドレスを、ＣｏＡとしてデータベース３０５に登録する。これにより、ルーティングテーブルのＣｏＡがアクセスゲートウェイ装置２００に設定されるＩＰアドレスに変更される。

次いで、ステップＳ１００７では、ページング処理部３０３が、着呼応答メッセージを生成する。

次いで、ステップＳ１００８では、ＩＰレイヤ処理部３０２が、ページング処理部３０３で生成された着呼応答メッセージをパケット化し、送受信部３０１は、このパケットをアクセスゲートウェイ装置２００に送信する。

そして、アクセスゲートウェイ装置２００の送受信部２０１が、基地局装置３００から送信されるパケットを受信し、ＩＰレイヤ処理部２０２が、カプセル化を解いて、着呼応答メッセージをページング処理部２０３の位置登録部２０６に出力する。

次いで、ステップＳ１００９では、位置登録部２０６が、着呼応答メッセージに基づいて、この着呼応答メッセージに含まれる無線端末装置のＩＰアドレスと、ページング処理の際に一旦記憶した着呼要求メッセージに含まれる宛先の無線端末装置のＩＰアドレスとが一致するかを確認する。そして、ＩＰアドレスが一致した場合には、位置登録部２０６は、着呼応答メッセージの送信元、つまり、ＩＰアドレスの一致した無線端末装置を収容する基地局装置に設定されるＩＰアドレスを、ＣｏＡとしてデータベース２０５に登録する。

ステップＳ１０１０では、ページング処理部２０３が、着呼応答メッセージを生成して、ＩＰレイヤ処理部２０２及び送受信部２０１を介して、他のアクセスゲートウェイ装置に送信する。これにより、アクセスゲートウェイ装置２００と基地局装置３００とのＩＰトンネルが確立される。そして、基地局装置３００は、最初に受信するＵＥ４００宛のＩＰパケットを、アクセスゲートウェイ装置２００の位置登録完了通知とみなす。これにより、従来での位置登録応答メッセージに係るトラフィック量が削減される。

このように、本実施の形態によれば、基地局装置３００は、アクセスゲートウェイ装置２００から送信される無線端末装置の着呼要求メッセージを受信し、当該着呼要求メッセージの着呼対象である無線端末装置と無線リンクを確立できるか否かを判断する。無線リンクが確立した場合、基地局装置３００は、着呼要求メッセージの送信元に設定されるＩＰアドレスを登録し、着呼要求メッセージに対して無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージを生成し、アクセスゲートウェイ装置２００に送信する。アクセスゲートウェイ装置２００は、基地局装置３００から送信される着呼応答メッセージを受信し、
着呼応答メッセージに基づいてこの着呼要求メッセージの送信元に設定されるＩＰアドレスを登録する。これにより、位置登録処理に係るトラヒック量を低減させるとともに、ＣＰＵの処理負荷を低減させ、かつ、回線の使用帯域を低減させることができる。

なお、ＭＩＰの動作は、上記実施の形態で説明した動作に限定されず、本発明は、例えば、ＭＩＰｖ４、ＭＩＰｖ６、ＨＭＩＰなどでも適用可能である。また、ページング（Paging）動作及び位置登録動作は、上記実施の形態で説明した動作に限定されない。また、本発明は、ＭＩＰを使用することに限定されず、ＭＩＰと同様な機能を持つプロトコルであれば適用可能である。

本発明のアクセスゲートウェイ装置、基地局装置、通信制御システム及び通信制御方法は、位置登録処理に係るトラヒック量、ＣＰＵの処理負荷および回線の使用帯域を低減させる効果を有し、次世代３ＧＰＰシステムにおける通信制御システムとして有用である。

次世代３ＧＰＰシステムのネットワーク構成を示す図 Mobility制御を説明するための模式図 図２で説明したMobility制御を具体的に説明するための図 Mobility制御における従来の着信制御方式を説明するための図 従来のｅＮｏｄｅＢ及びＡＣＧＷの構成を示す図 本発明の実施の形態に係る通信制御システムにおける着信制御方式を模式的に説明する図 本発明の実施の形態に係るアクセスゲートウェイ装置の一構成を示す機能ブロック図 本発明の実施の形態に係る基地局装置の一構成を示す機能ブロック図 本発明の実施の形態に係る通信制御システムの動作を説明するシーケンス図

Claims (4)

1. アクセスゲートウェイ装置から送信される無線端末装置への着呼要求メッセージを受信する受信手段と、
   当該着呼要求メッセージの着呼対象である前記無線端末装置と無線リンクが確立できるか否かを判断する位置登録判断手段と、
   前記無線リンクが確立した場合、前記着呼要求メッセージの前記アクセスゲートウェイ装置を示すＩＰアドレスを登録する位置登録手段と、
   前記着呼要求メッセージに対して前記無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージを生成する着呼応答手段と、
   前記着呼応答メッセージを前記アクセスゲートウェイ装置に送信する送信手段と、を有する基地局装置。
2. 請求項１記載の基地局装置から送信される当該基地局装置が無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージを受信する受信手段と、
   前記着呼応答メッセージに基づいて当該着呼応答メッセージの前記基地局装置を示すＩＰアドレスを登録する位置登録手段と、を有するアクセスゲートウェイ装置。
3. 基地局装置と、当該基地局装置を収容するアクセスゲートウェイ装置と、を有し、前記基地局装置に収容される無線端末装置との通信を制御する通信制御システムであって、
   前記基地局装置は、
   前記アクセスゲートウェイ装置から送信される前記無線端末装置への着呼要求メッセージを受信する受信手段と、
   当該着呼要求メッセージの着呼対象である前記無線端末装置と無線リンクが確立できるか否かを判断する位置登録判断手段と、
   前記無線リンクが確立した場合、前記着呼要求メッセージの前記アクセスゲートウェイ装置を示すＩＰアドレスを登録する位置登録手段と、
   前記着呼要求メッセージに対して前記無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージを送信する送信手段と、を有し、
   前記アクセスゲートウェイ装置は、
   前記基地局装置から送信される着呼応答メッセージを受信する受信手段と、
   前記着呼応答メッセージに基づいて当該着呼応答メッセージの前記基地局装置を示すＩＰアドレスを登録する位置登録手段と、を有する通信制御システム。
4. 基地局装置と、当該基地局装置を収容するアクセスゲートウェイ装置と、を有し、前記基地局装置に収容される無線端末装置との通信を制御する通信制御システムの通信制御方法であって、
   前記基地局装置が、
   前記アクセスゲートウェイ装置から送信される前記無線端末装置への着呼要求メッセージを受信する受信工程と、
   当該着呼要求メッセージの着呼対象である前記無線端末装置と無線リンクが確立できるか否かを判断する位置登録判断工程と、
   前記無線リンクが確立した場合、前記着呼要求メッセージの前記アクセスゲートウェイ装置を示すＩＰアドレスを登録する位置登録工程と、
   前記着呼要求メッセージに対して前記無線端末装置を収容することを示す着呼応答メッセージを生成する着呼応答工程と、
   前記着呼応答メッセージを前記アクセスゲートウェイ装置に送信する送信工程と、を有し、
   前記アクセスゲートウェイ装置が、
   前記基地局装置から送信される着呼応答メッセージを受信する受信工程と、
   前記着呼応答メッセージに基づいて当該着呼応答メッセージの前記基地局装置を示すＩＰアドレスを登録する位置登録工程と、を有する通信制御方法。

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