JP4983283B2 - 移動通信システム、コアネットワーク装置、および移動通信端末 - Google Patents

Description

本発明は移動通信システムに関する。

現在、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ではＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）およびＳＡＥ（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の検討が進められている。

この３ＧＰＰ−ＬＴＥ／ＳＡＥの検討において重要なテーマの１つとしてＵＰＥ再配置（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｅｎｔｉｔｙ Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ）の制御がある。ＵＰＥ再配置の制御は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の接続するＵＰＥを切り換える制御である（例えば特許文献１参照）。

ＵＰＥ機能エンティティは、ｅＮＢ（ｅＮｏｄｅＢ）方向またはその逆方向のユーザプレーン処理を行うエンティティであり、ＳＡＥのコアアーキテクチャに定義されている。ＵＰＥ機能エンティティの例として、ページング開始、ヘッダ圧縮、暗号化がある。ＵＰＥ機能エンティティはＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）機能エンティティと共通のノードに配置されてもよく、また専用ノードに配置されてもよい。

コア網とアクセス網の間のＳ１インタフェースは、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網によって、コア網内のＵＰＥとアクセス網内のｅＮＢとをフルメッシュ型トポロジで接続する。したがって物理的にはｅＮＢはＰＬＭＮ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）内の全てのＵＰＥと接続が可能である。また、ＵＰＥが接続可能なｅＮＢの範囲を論理的に限定し、ＵＰＥの管理範囲として規定した場合でも、ｅＮＢは、そのｅＮＢを管理範囲としているＵＰＥの中の任意のＵＰＥに柔軟に接続することができる。

また、ＬＴＥに留まっているＵＥは、ある時点ではただ１つのＵＰＥとだけ接続している。そしてＵＥの接続するＵＰＥはＵＰＥ再配置により切り換わる。通常、ＵＰＥ再配置はＵＥがアイドルモード（ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ）のときに行なわれる。アイドルモードとはＵＥが通信を行っていない待機状態である。ＵＥが通信を行っているアクティブモード（ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ）のときにもＵＰＥ再配置が可能であることが好ましいが、再配置の手順が複雑となることは可能な限り回避すべきである。
特開２００３−３４８６６１号公報

上述したように３ＧＰＰ−ＬＴＥ／ＳＡＥでは、柔軟なＳ１インタフェースによって、ｅＮＢとＵＰＥの柔軟な接続が可能である。ＵＰＥの管理範囲をＰＬＭＮ全体ではなくその一部分に限定することも含めて、ＵＰＥおよびその管理範囲をどのように規定するのがよいかが明らかになっていない。また、ユーザデータの良好な疎通を考えると、ＵＰＥの管理範囲を限定したときに生じるＵＰＥ再配置の発生頻度をどのようにして低く抑えるかも考慮すべきである。

本発明の目的は、ユーザプレーンエンティティとｅＮｏｄｅＢの間を適切な接続にしてユーザデータを良好に疎通することのできる移動通信システムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の移動通信システムは、
無線回線で端末と接続するためのセルを各々に形成する複数の基地局装置と、
前記複数の基地局装置のセルの範囲について、通信中でないアイドルモードの端末による接続が可能なアイドルモードサービスエリアと、通信中であるアクティブモードの端末による接続が可能な、前記アイドルモードサービスエリアより範囲の広いアクティブモードサービスエリアとを別個に管理しており、前記アイドルモードサービスエリアの基地局装置経由で自身に接続しているアイドルモードの端末が前記アイドルモードサービスエリア内にいる間は前記端末との接続を維持し、前記アクティブモードサービスエリアの基地局装置経由で自身に接続しているアクティブモードの端末が前記アクティブモードサービスエリア内にいる間は前記端末との接続を維持するコアネットワーク装置と、
アイドルモードの状態でアイドルモードサービスエリアの境界を越えて移動すると、移動元のアイドルモードサービスエリアを管理しているコアネットワーク装置から、移動先のアイドルモードサービスエリアを管理しているコアネットワーク装置へ接続を切り換え、アクティブモードの状態でアクティブモードサービスエリアの境界を越えて移動すると、移動元のアクティブモードサービスエリアを管理しているコアネットワーク装置から、移動先のアクティブモードサービスエリアを管理しているコアネットワーク装置へ接続を切り換える端末と、を有している。

本発明によれば、アイドルモードサービスエリアと、アイドルモードサービスエリアより範囲の広いアクティブモードサービスエリアとを別個に管理しておき、アイドルモードの端末についてはアイドルモードサービスエリアの境界を越えて移動したときにコアネットワーク装置を切り換え、アクティブモードの端末についてはアクティブモードサービスエリアの境界を越えて移動したときにコアネットワーク装置を切り換える。したがって、コアネットワーク装置のユーザプレーンを処理する機能と基地局装置の間を適切な接続にしてユーザデータを良好に疎通することができる。

また、端末がアクティブモードの状態でアイドルモードサービスエリアの境界を越えて移動した後にアイドルモードに遷移すると、そのときに位置しているアイドルモードサービスエリアを管理しているコアネットワーク装置へ接続を切り換えることにしてもよい。これにより、アクティブモードからアイドルモードに戻った端末を、その端末のいる位置をアイドルモードサービスエリアとしているコアネットワーク装置に接続させることができる。

また、前記コアネットワーク装置の切り替えにおいて、切り替え先の候補として、前記端末と接続することのできるコアネットワーク装置が複数存在するとき、前記端末の移動の予測に基づいて切り換え先が決定されるとしてもよい。これによればユーザプレーンエンティティの切り替えの発生頻度を低減することができる。

また、前記コアネットワーク装置の切り替えにおいて、切り替え先の候補として、前記端末と接続することのできるコアネットワーク装置が複数存在するとき、前記切り替え先の候補となっている複数のコアネットワーク装置の負荷状態に基づいて切り替え先が決定されるとしてもよい。これによれば、コアネットワーク装置の負荷を分散させ、均等化することができる。

また、前記アクティブモードサービスエリアが前記移動通信システムの網全体であることにしてもよい。これにより通信中の端末についてコアネットワーク装置が切り替わるのを防止することができる。

本発明の他の移動通信システムは、無線回線で端末と接続するためのセルを各々に形成する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置と接続可能なコアネットワーク装置とでユーザデータを中継する移動通信システムにおいて、
端末が通信中であるアクティブモードの状態で前記基地局装置の間を移動しても、前記端末と接続しているコアネットワーク装置が前記端末との接続を維持し続けるものである。

本発明によれば、アクティブモードの状態で端末とコアネットワーク装置との接続の切り換えが起らないので、コアネットワーク装置のユーザプレーンを処理する機能と基地局装置の間を適切な接続にしてユーザデータを良好に疎通することができる。

本発明によれば、コアネットワーク装置のユーザプレーンを処理する機能と基地局装置の間を適切な接続にしてユーザデータを良好に疎通することができる。

本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、移動通信システムは、コアネットワーク装置（ＭＭＥ／ＵＰＥ）１１₁，１１₂と基地局装置（ｅＮＢ）１２₁〜１２₈とを有している。コアネットワーク装置１１₁，１１₂と基地局装置１２₁〜１２₈とはＩＰネットワーク１４によりフルメッシュ型トポロジで接続されている。

コアネットワーク装置１１₁，１１₂は、ユーザプレーン処理を行うユーザプレーンエンティティと、端末の移動管理を行なうモバイルマネジメントエンティティとを実装した装置であり、基地局装置１２経由で端末１３と接続し、端末１３の送受信するユーザデータに関する処理を行う。なお、コアネットワーク装置１１₁，１１₂は、必ずしも１つのノードとして構成されている必要は無い。例えば、ユーザプレーンエンティティとモバイルマネジメントエンティティとが別個のノードに実装されていてもよい。その場合、それらノードの集合体をコアネットワーク装置１１と考えればよい。

基地局装置１２₁〜１２₈は、無線回線で端末１３と接続するためのセルを各々に形成し、セル内の端末１３と接続してコアネットワーク装置１１と端末１３との通信を可能にする。

コアネットワーク装置１１₁，１１₂と基地局装置１２₁〜１２₈とはフルメッシュ型トポロジで接続されているので、物理的にはコアネットワーク装置１１₁，１１₂は全ての基地局装置１２₁〜１２₈とデータを送受信できる。しかし、各コアネットワーク装置１１₁，１１₂には接続可能な基地局装置１２を論理的に限定した管理範囲が規定してあり、これによりコアネットワーク装置１１₁，１１₂に対する処理能力、記憶容量、機能についての要求条件を緩和している。

また、各コアネットワーク装置１１₁，１１₂に規定される管理範囲は、アクティブモードの端末１３についての管理範囲と、アイドルモードの端末１３についての管理範囲とが別個に規定されている。アクティブモードは端末が通信中の状態をいい、アイドルモードは端末が通信中でない状態をいう。ここではアクティブモードの端末１３についての管理範囲をアクティブモードサービスエリアといい、アイドルモードの端末１３についての管理範囲をアイドルモードサービスエリアという。アクティブモードサービスエリアはアイドルモードサービスエリアより広い範囲となっている。これにより、アクティブモードの状態でのユーザプレーンエンティティの切り替え（ＵＰＥ再配置）の発生頻度が、アイドルモードの状態でのＵＰＥ再配置の発生頻度よりも低く抑えられる。

図１を参照すると、コアネットワーク装置１１₁にはアイドルモードサービスエリア１５₁とアクティブモードサービスエリア１６₁とが規定されている。同様に、コアネットワーク装置１１₂にはアイドルモードサービスエリア１５₂とアクティブモードサービスエリア１６₂とが規定されている。

アイドルモードサービスエリア１５₁には基地局装置１２₂〜１２₄が含まれており、アクティブモードサービスエリア１６₁には基地局装置１２₁〜１２₅が含まれている。アイドルモードサービスエリア１５₂には基地局装置１２₅〜１２₇が含まれており、アクティブモードサービスエリア１６₂には基地局装置１２₄〜１２₈含まれている。

コアネットワーク装置１１は、アイドルモードサービスエリア１５と、アイドルモードサービスエリア１５より範囲の広いアクティブモードサービスエリア１６とを別個に管理している。

そして、コアネットワーク装置１１は、アイドルモードサービスエリア１５の基地局装置１２₂〜１２₄経由で自身に接続しているアイドルモードの端末１３がアイドルモードサービスエリア１５内にいる間は端末１３との接続を維持する。

アイドルモードの端末１３がアイドルモードサービスエリア１５の境界を越えて移動すると、移動元のアイドルモードサービスエリア１５のコアネットワーク装置１１から移動先のアイドルモードサービスエリア１５のコアネットワーク装置１１へ端末１３の接続を切り換える。この切り替えにより、移動元のコアネットワーク装置１１と不図示のアンカユーザプレーンエンティティとが接続された状態から、移動先のコアネットワーク装置１１と不図示のアンカユーザプレーンエンティティとが接続された状態へ移行する。

また、コアネットワーク装置１１は、アクティブモードサービスエリア１６の基地局装置１２₁〜１２₅経由で自身に接続しているアクティブモードの端末１３がアクティブモードサービスエリア１６内にいる間は端末１３との接続を維持する。

アクティブモードの端末１３がアクティブモードサービスエリア１６の境界を越えて移動すると、移動元のアクティブモードサービスエリア１６のコアネットワーク装置１１から移動先のアクティブモードサービスエリア１６のコアネットワーク装置１１へ端末１３の接続を切り換える。この切り替えにより、移動元のコアネットワーク装置１１と不図示のアンカユーザプレーンエンティティとが接続された状態から、移動先のコアネットワーク装置１１と不図示のアンカユーザプレーンエンティティとが接続された状態へ移行する。

端末１３は、アイドルモードの状態でアイドルモードサービスエリア１５の境界を越えて移動すると、移動元のアイドルモードサービスエリア１５を管理しているコアネットワーク装置１１から、移動先のアイドルモードサービスエリア１５を管理しているコアネットワーク装置１１へ接続を切り換える。

例えば、端末１３がアイドルモードの状態で、アイドルモードサービスエリア１５₁に属する基地局装置１２₄のセルから、アイドルモードサービスエリア１５₂に属する基地局装置１２₅のセルへ移動したとする。その場合、端末１３は、移動元のアイドルモードサービスエリア１５₁を管理しているコアネットワーク装置１１₁から、移動先のアイドルモードサービスエリア１５₂を管理しているコアネットワーク装置１１₂へ接続を切り換えるためのＵＰＥ再配置を起動する。

また、端末１３は、アクティブモードの状態で、アイドルモードサービスエリア１５の境界を越えて移動してもＵＰＥ再配置を行なわない。しかし、端末１３は、アクティブモードの状態で、アクティブモードサービスエリア１６の境界を越えて移動すると、移動元のアクティブモードサービスエリア１６を管理しているコアネットワーク装置１１から、移動先のアクティブモードサービスエリア１６を管理しているコアネットワーク装置１１へ接続を切り換える。

例えば、端末１３がアクティブモードの状態で、アイドルモードサービスエリア１５₁に属する基地局装置１２₄のセルから、アクティブモードサービスエリア１５₂に属する基地局装置１２₅のセルへ移動したとする。その場合には端末１３はＵＰＥ再配置を起動しない。その後、端末１３が更に移動して、アクティブモードサービスエリア１６₁に属する基地局装置１２₅のセルから、アクティブモードサービスエリア１６₂に属する基地局装置１２₆のセルへ移動したとする。その場合、端末１３は、移動元のアクティブモードサービスエリア１６₁を管理しているコアネットワーク装置１１₁から、移動先のアクティブモードサービスエリア１６₂を管理しているコアネットワーク装置１１₂へ接続を切り換えるためのＵＰＥ再配置を起動する。

図２は、本実施形態のコアネットワーク装置の構成を示すブロック図である。図２を参照するとコアネットワーク装置１１はサービスエリア情報記憶部２１および接続制御部２２を有している。

サービスエリア情報記憶部２１は、アイドルモードサービスエリアの情報と、アクティブモードサービスエリアの情報とを別個に管理する。アイドルモードサービスエリアの情報には、自装置のアイドルモードサービスエリアに属する基地局装置１２のリストが含まれている。アクティブモードサービスエリアの情報には、自装置のアクティブモードサービスエリアに属する基地局装置１２のリストが含まれている。

例えば、図１のコアネットワーク装置１１₁のアクティブモードサービスエリア１６₁の情報には基地局装置１２₁〜１２₅がリストアップされている。また、コアネットワーク装置１１₁のアイドルモードサービスエリア１５₁の情報には基地局装置１２₂〜１２₄がリストアップされている。

接続制御部２２は、アイドルモードサービスエリア１５の基地局装置１２を経由でアイドルモードの端末１３と接続し、その端末１３がアイドルモードサービスエリア１５内にいる間は、アイドルモードサービスエリア１５のいずれの基地局装置１２に移動しても、その端末１３との接続を維持する。

また、接続制御部２２は、アクティブモードサービスエリア１６の基地局装置１２を経由で自装置に接続しているアクティブモードの端末１３と接続し、その端末１３がアクティブモードサービスエリア１６内にいる間は、アクティブモードサービスエリア１６のいずれの基地局装置１２に移動しても、その端末１３との接続を維持する。

図３は、本実施形態の端末の構成を示すブロック図である。図３を参照すると端末１３は状態管理部３１および接続制御部３２を有している。

状態管理部３１は、自装置がアイドルモードにあるかアクティブモードにあるかを管理する。

接続制御部３２は、状態管理部３１の管理にてアイドルモードにあるときにアイドルモードサービスエリア１５の境界を越えて移動すると、移動元のアイドルモードサービスエリア１５を管理しているコアネットワーク装置１１から、移動先のアイドルモードサービスエリア１５を管理しているコアネットワーク装置１１へ接続を切り換える。

また、接続制御部３２は、状態管理部３１の管理にてアクティブモードにあるときにアクティブモードサービスエリア１６の境界を越えて移動すると、移動元のアクティブモードサービスエリア１６を管理しているコアネットワーク装置１１から、移動先のアクティブモードサービスエリア１６を管理しているコアネットワーク装置１１へ接続を切り換える。

以上、説明したように本実施形態によれば、アイドルモードサービスエリアと、アイドルモードサービスエリアより範囲の広いアクティブモードサービスエリアとが別個に管理される。そして、アイドルモードの端末についてはアイドルモードサービスエリアの境界を越えて移動したときにコアネットワーク装置を切り換え、アクティブモードの端末についてはアクティブモードサービスエリアの境界を越えて移動したときにコアネットワーク装置を切り換える。したがって、各ユーザプレーンエンティティの管理範囲を限定するとともにユーザプレーンエンティティの再配置を良好に行なうことができる。

なお、コアネットワーク装置１１の切り換えを行なうとき端末１３の存在するセルが複数のサービスエリアに含まれていることがある。例えば、アイドルモードの端末１３がアイドルモードサービスエリア１５の境界を越えたとき、端末１３の存在するセルが複数のアイドルモードサービスエリア１５に重複して含まれていることがある。同様に、アクティブモードの端末１３がアクティブモードサービスエリア１５の境界を越えたとき、端末１３の存在するセルが複数のアクティブモードサービスエリア１５に重複して含まれていることがある。その場合、各コアネットワーク装置１１の負荷状態を考慮してどのコアネットワーク装置１１に接続を切り換えるかを選択することにしてもよい。これによれば、コアネットワーク装置１１の負荷を分散させ、均等化することができる。なお、負荷状態は、一例としてコアネットワーク装置１１に接続している端末１３の数から判断すればよい。接続している端末１３の数が多ければ負荷が高いと判断できる。また、端末１３のそれまでの移動の履歴からその後の移動を予測して、その後のコアネットワーク装置１１の切り替えが少なくなるような選択をすることにしてもよい。これによればコアネットワーク装置１１の切り替えの発生頻度を低減することができる。また、移動予測に基づいて１番に選択されたコアネットワーク装置１１の負荷が高い状態であれば、移動予測に基づいて次のコアネットワーク装置１１を選択することにしてもよい。

また、端末１３がアクティブモードのときにアイドルモードサービスエリア１５の境界を越えた場合、その時点ではコアネットワーク装置１１の切り替えを起動しないが、その後、その端末１３がアイドルモードに遷移することがある。その場合、端末１３は、そのときに位置しているアイドルモードサービスエリアを管理しているコアネットワーク装置１１への接続の切り換えを起動することにしてもよい。これにより、アクティブモードからアイドルモードに戻った端末１３を、その端末１３のいる位置をアイドルモードサービスエリアとしているコアネットワーク装置１１に接続させることができる。

また、本実施形態では、アクティブモードサービスエリア１６を移動通信システムの一部のエリアに限定する例を示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、各コアネットワーク装置１１のアクティブモードサービスエリア１６を移動通信システムの網（ＰＬＭＮ：Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の全体としてもよい。これにより通信中の端末１３についてコアネットワーク装置１１が切り替わるのを防止することができる。

以上のような本実施形態の移動通信システムを３ＧＰＰ−ＬＴＥ／ＳＡＥに適用するためには３ＧＰＰ ＴＲ２８．８８２（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｓｐｅｃｔｓ； ３ＧＰＰ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ： Ｒｅｐｏｒｔ ｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｐｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ ７））の改定が好ましい。以下、その改定について説明する。

＜＜ディスカッション＞＞
１．複数のＵＰＥおよびそれらの管理範囲を拡張縮小可能な方法でどのように体系付けるか？
ＵＰＥがＰＬＭＮ内のｅＮＢのすべてをサービスすることができなければならないという厳しい要件を緩和する１つの方法は、ＬＴＥエリア／リージョンをカバーしている複数のｅＮＢをサービスする責任を負うＵＰＥ群に対するＳ１フレックスインタフェースの範囲を狭める、いわゆるサービスエリアを導入することである。このようなサービスエリアは、そのエリアをサービスするＵＰＥ群が、ｅＮＢにより選択可能なＵＰＥのプール（ｐｏｏｌ）を形成しているので、プールエリアとも呼ばれている。

図４に示すように、ＵＰＥ再配置の問題は、ＵＥがサービスエリアを横切って移動する場合、つまり、ＵＥが、現在サービス中のＵＰＥの管理範囲外にいるｅＮＢにハンドオフし、対象とするサービスエリアのＵＰＥの１つに再配置する必要がある場合に発生する。

サービスエリアの概念は、ＵＰＥの管理範囲を限定するのに極めて優れており、かつ（ユーザの実際の位置に近いＵＰＥを選択することができるので）ルーティングを最適化する手段も提供するが、固定エリアの境界を使用することにより、重大な問題が引き起こされる可能性がある。例えば、（例えば生活空間により）サービスエリアの境界を頻繁に横切るユーザは横切る毎にＵＰＥ再配置を経験する。

ＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードのＵＥに対する不利点は、主として、ＵＥが隣接するサービスエリアの間を横切る毎に余分な信号負荷が生じるという点であり、その不利点はサービスエリアの境界が固定していなければ回避できるであろう。しかし、ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥモードのＵＥに対する不利点は、アクティブな通信中にサービス低下が起こる可能性があるので、より深刻なものになりそうである。そのためＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥモードのＵＥに対する頻繁なＵＰＥ再配置を避ける要求はより高い。

そこで、固定の／動かせないサービスまたはプールエリアの境界の不利点を回避するために、全てのＵＰＥが、ＬＴＥセル群またはトラッキングエリアにより定義され、かつ柔軟に構成可能なサービスエリアを持つことができる方式を提案している。ＵＰＥのサービスエリアは、そのＵＰＥがサービス可能なＬＴＥエリア（例えばセルまたはＴＡ）を定めている。

図５は、ＵＰＥごとに柔軟に構成可能なサービスエリアの概念を示している。図５は、オペレータが、ＵＰＥのサービスエリアをそのオペレータが定義／構成したい方法で、十分な柔軟性を持てることを明らかにしている。サービスエリアは全ＰＬＭＮと同程度に大きくもできるが、ある地域的エリア（例えば都市、大都市圏、州）や、あるいは（例えば鉄道路線や高速道路に沿った）所定の地理的エリアに限定することもできる。

重要な点は、通常、個々のＴＡ／セルが殆どの場合いくつかのサービスエリアによってカバーされるように、ＵＰＥサービスエリアがかなり重なり合っているという点であり、これにより、システムは、所与のＵＥに最もサービスできる（例えば最も長く）と予想されるＵＰＥを選択することが可能になる。

あるＬＴＥセル／ＴＡにサービスできる複数のＵＰＥは、そのＬＴＥセル／ＴＡに留まっている間、ＵＥを取り扱うことができるＵＰＥの「プール」と考えることができる。このことを図６により詳細に示している。例えば、ＵＥ Ａは、ＵＥ Ａが３つのＵＰＥ（ＵＰＥ１、ＵＰＥ２、ＵＰＥ３）の全てのサービスエリアに位置しているので、「プールエリア」２に留まっている間、それらＵＰＥ１、ＵＰＥ２、またはＵＰＥ３からサービスを受けることができる。ただし、ＵＰＥサービスエリアの概念は、単一のＵＰＥが多くの「プールエリア」に属することを可能にしているので、「プールエリア」境界の横断は、通常ＵＰＥ再配置を必要としない。というのも、（好適に選択されていれば）サービングＵＰＥが新しい「プールエリア」もサービスできるのが通常だからである。

２．（ＵＰＥの管理範囲を限定するとき）ＵＰＥ再配置の回数をどのようにして削減するか？
ＵＰＥ毎の管理範囲をより小さくしたときＵＰＥ再配置の回数を削減する方法に関する課題は、下記の論点にさらに分解することができる。

・接続時にどうやって適切なＵＰＥを選択するか？
・（アイドルモードおよびアクティブモードで）ＵＰＥをいつ再配置するか？
・再配置において新しいＵＰＥをどうやって再選択するか？
＜接続時にどのようにして適切なＵＰＥを選択するか？＞
ＵＥの移動範囲が、大部分の時間、ユーザが居住し、働いている比較的小さな地理的な地域に限定されることを考慮すると、最初のＵＰＥの適切な選択が大きな影響力を持つことは明らかである。最初に選択されたＵＰＥが、ユーザの通常の生活空間をカバーしているＬＴＥエリアをサービスできれば、ＵＰＥを再配置する必要性はほとんどない。そこでＵＥの位置および／または移動履歴を考慮することが提案されている。

＜（アイドルモードおよびアクティブモードで）ＵＰＥをいつ再配置するか？＞
（サービスの不要な混乱を避けるために）ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥモードのＵＥに対するＵＰＥの再配置を回避する要求は高いので、再配置は、そのＵＥがそのサービングＵＰＥの管理範囲の外に移動する場合にのみ生じるのがよい。例えば、ＵＥがＰＬＭＮ境界を横切って移動したときである。

しかしながら、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードのＵＥに対してＵＰＥをいつ再配置するかについては明確ではない。この場合でも時折（つまり、十分な利得がある場合）ＵＰＥを再配置してネットワークの不必要な信号負荷を避けることが望ましい。例えば、一般に、全てのＴＡを更新した後のＵＰＥの再配置は望ましいものではなく、予期しない発振の影響を導く可能性もある。

一方、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードでのＵＰＥの再配置を、管理上の境界に達するまで行わないことも望ましいことではない。というのは、ＵＥがＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥモードのとき、それ以前（ＵＥがまだＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードである間）にＵＰＥを再配置しておくことは、後の再配置を不要にする手助けとなるからである。さらに、ＵＥがサービス中のＵＰＥからかなりの距離移動した場合、その後、他のＵＰＥがより効率的な方法でＵＥにサービスすることができるかもしれないので（例えばルート最適化のために）、アイドルモードでのＵＰＥの再配置も望ましくなりえる。

結果として、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードのＵＥに対するＵＰＥの再配置を考慮すべき場合に、柔軟な配置を可能にするメカニズムを提供することも望ましい。この解決策として、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードのＵＥに対するＵＰＥの再配置を考慮すべき時期を定義する、そのＵＰＥに対するアイドルモードサービスエリアの境界の概念の導入を提案する。つまり、アイドル状態のＵＥが、サービス中のＵＰＥのアイドルモードサービスエリアを越えるとＵＥにサービスするＵＰＥが再選択されるだろう。

図７は、アクティブモードとアイドルモードのサービスエリアの境界の概念をより詳細に示している。

ＵＰＥ再配置は、ＵＥが移動したとき、ＵＥの状態（アイドルまたはアクティブな）によって異なる地点で起動される。アイドル状態のＵＥについては、そのＵＥがサービス中のＵＰＥのアイドルモードサービスエリアを去るときに再配置手順が起動される。アクティブなＵＥについては、この境界を横切ることは何ら影響がない。ＵＰＥ再配置はアクティブモードサービスエリアの境界を越えるときにだけ行われる。

なお、ＵＥがＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥモード中にアイドルモードサービスエリア境界を横切り、その後ＬＴＥ＿ＩＤＬＥに変わった場合、（ＵＥがもはやアイドルモードサービスエリア内にいないので）ＵＥの状態変化によってＵＰＥの再配置を起動する。

オペレータは、アクティブおよびアイドルモードのＵＥに対するＵＰＥの再配置が発生すべき時期をＵＰＥ毎に柔軟に制御できるという利点を得る。

＜再配置の場合、新しいＵＰＥをどのように再選択するか？＞
最後の議論は、再配置手順が移動しているＵＥによって起動されたとき、新しいサービングＵＰＥをどのように再選択または選択するかである。

この点については、例えば、可能なＵＰＥの負荷を考慮したベンダー特定のアルゴリズム、ＵＥの移動予測、および／または、すぐに再度変更する必要のない好適な次のサービスＵＰＥの選択を支援するＵＥの履歴情報のような他の知識を考慮に入れることを提案する。

このようなアルゴリズムは、ＵＰＥのアイドルおよびアクティブモードサービスエリアのマップを使用するだろう。また、そのアルゴリズムは、ＵＥの移動予測に基づいて、（方向、速度、およびＵＥの位置履歴情報またはイベント、ルート、軌跡等についての知識のような他の情報に従って）アイドルおよび／またはアクティブモードサービスエリアが長期間ＵＥをカバーしそうな（ＵＥの状態、すなわちアクティブまたはアイドルモードを考慮して）ＵＰＥを選択することができるであろう。そのアルゴリズムは、１番目に選択されたＵＰＥに高い負荷（あるしきい値よりも）がかかっていれば、２番目に長い時間ＵＥをサービスできると予想される次のＵＰＥを選択してもよい。

＜＜結論＞＞
ここではＵＰＥ再配置の問題点について議論している。それは、管理範囲のない（ＵＰＥはＰＬＭＮのすべてのｅＮＢにサービスできなければならないであろうから）Ｓ１フレックス、および（境界を横切って定期的に移動するＵＥに対して次に最適となる）固定のＵＰＥサービスまたはプールエリアの制限の問題を明らかにしている。

そして、ここでは、これらの問題／制限を処理するために、アイドルモードのＵＥとアクティブモードのＵＥの両方に対して、柔軟なサービスエリアをＵＰＥ毎に定めることができる方式を提案している。ＵＰＥの再配置は、ＵＥの状態（オペレータ構成のアイドルまたはアクティブモードサービスエリアに基づいた）により異なるタイミングで起動される。サービス中のＵＰＥから立ち去るときに異なる地点へのＵＰＥの再配置を可能にすることにより、アクティブモードＵＰＥの再配置を不要にする手助けもできる（例えば、以前のアイドルモード再配置により後のアクティブモード再配置を無くすことができる）。

最後に、ここでは、新しいサービングＵＰＥを選択するとき、移動予測および／またはＵＥに関する他の情報だけでなく、アイドルおよびアクティブモードサービスエリアについての知識を考慮に入れた、ベンダー特定のＵＰＥ再選択アルゴリズムを考慮することを提案している。

＜＜提案＞＞
以上の検討から次の定義および概念をＴＲ２３．８８２のセクション３．１およびセクション７．７．２に取り込むことを提案する。

＊＊＊＊＊第１の変更の始まり＊＊＊＊＊
ダウンリンクデータがＵＥに到着したとき、ユーザプレーンエンティティ（ＵＰＥ）が、アイドル状態のＵＥに対するダウンリンクデータパスを終了し、ページングを起動／開始する。ＵＰＥは、ＵＥコンテキスト、例えばＩＰベアラサービスのパラメータまたはネットワーク内部ルーティング情報を管理し、格納する。ＵＰＥは、傍受の場合にはユーザトラヒックの複写を行う。

オペレータ間アカウンティング用の課金情報がＵＰＥまたは別の機能ブロックにあるかどうかはさらに検討を要する。

ＵＰＥアイドルモードサービスエリアは、ＵＰＥがＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードのＵＥにサービスするサービスエリアを定める。サービスエリアは、セル群またはトラッキング領域に基づいて定められる。ＵＰＥの再配置は、ＵＥがＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードである間に現在サービス中のＵＰＥのアイドルモードサービスエリアを去るときに起動される。

ＵＰＥアクティブモードサービスエリアは、ＵＰＥがＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥモードのＵＥをサービスするサービスエリアを定める。サービスエリアは、セル群またはトラッキング領域に基づいて定められる。ＵＰＥの再配置は、ＵＥが現在サービス中のＵＰＥのアクティブモードサービスエリアを去るときに起動される。

アイドル状態は、ＳＡＥ／ＬＴＥに対するＬＴＥ＿ＩＤＬＥまたは２Ｇ／３ＧまたはＵＲＡ＿ＰＣＨに対するＰＭＭ＿ＩＤＬＥであり、それはさらに検討を要する。
＊＊＊＊＊第１の変更の終了＊＊＊＊＊
＊＊＊＊＊第２の変更の始まり＊＊＊＊＊
７．７．２ アイドル状態のイントラＬＴＥアクセスシステム移動の主要課題に対する解決策
７．７．２．１ 一般
ＳＡＥ／ＬＴＥアクセスシステムは、ＭＭＥ（モビリティマネッジメントエンティティ、このモビリティマネッジメントエンティティがＲＡＮまたはＣＮに常駐するかどうかはさらに検討を要する）を有している。さらに、ＳＡＥ／ＬＴＥアクセスシステムは、ＵＰＥ（ユーザプレーンエンティティ）を有している。ＵＥはＭＭＥとＵＰＥに登録する。

ＭＭＥは、恒久的および一時的ユーザ識別情報、モビリティ状態、トラッキングエリア等のようなＵＥコンテキストデータを格納する。ＭＭＥは、一時的識別情報（ユーザ識別情報の機密性）の分離および再添付を考慮して、長期間ＵＥコンテキストを格納することができる。ＳＡＥ／ＬＴＥシステムは、ＭＭＥを変更することなく、ある地理的エリア内のＵＥの移動を可能にする、（例えば、Ｉｕフレックスに類似した）負荷分割／冗長機構を利用した分散型ＭＭＥからなる。ＳＡＥ／ＬＴＥシステムは、ＭＭＥ間移動をサポートしている。

ＵＰＥは、デフォルトＩＰ接続サービスのパラメータのようなＵＥコンテキストデータを格納し、ネットワーク内部ルーティング情報を保持している。

ＳＡＥ／ＬＴＥアクセスシステムは、デフォルトＩＰ接続機能（常時オン）のネットワーク接続と確立とを組み合わせる、つまりデフォルトＱｏＳを備えたＩＰ接続サービスに必要なパラメータは全て接続時にＵＥに既に割り当てられている。

・アイドル状態では、ＵＥとネットワーク間のデータ転送資源はすべて解放され、デフォルトＩＰ接続に対する情報だけがネットワークに格納される。

注１：問題点の記述
ＭＭＥ／ＵＰＥ間移動に対するＩＰアドレスの再指定が明確にされる必要がある。

ユーザ識別情報の機密性は、一時的識別情報を使用してネットワークに登録することを、ＵＥに要求する。一時的識別情報は、前のサービングＭＭＥによって恒久的な識別情報に分割される。

ＬＴＥ＿ＩＤＬＥモードにおけるＵＰＥの再配置は、ＵＥがサービス中のＵＰＥの（ＵＰＥがアイドルモードのＵＥをサービスすべき、ＬＴＥエリアを定めた）アイドルモードサービスエリアを去るときに起動される。このエリアを出ると同時に、対象セルをサービスするＵＰＥのリストから新しいサービングＵＰＥが選ばれる。新しいサービングＵＰＥの選択は、可能なＵＰＥの負荷、および例えばユーザの移動方向および速度、道路および軌跡情報、イベントについての知識、およびユーザの過去の挙動に関する情報にも基づいてユーザの予想される移動も考慮される。

ＵＰＥの再配置は、新しいサービングＵＰＥが選択された後に起動される。ＵＰＥとユーザプレーンアンカが一緒に配置されていない場合、そのＵＰＥとユーザプレーンアンカの間のルーティングが更新される。それは、ダウンリンクデータが到着したときにＵＥをページングできることの前提条件である。次に、ホームレジスタ（例えばＨＳＳ）が他のＭＭＥ／ＵＰＥのＵＥの登録で更新される。これらの機能は図７．７−１に示されている。

注２：ＭＭＥ間移動がコンテキスト転送（再配置）で行われるか、再接続に基づいた方式で行われるかについてはさらに検討を要する。

注３：ＬＴＥアクセスシステム内の移動に対するユーザプレーンアンカの位置はさらに検討を要する。

図７．７−１は、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥにおけるＬＴＥアクセスシステム間の移動を示している。

７．７．２．２ ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態における移動
下記の情報の流れは、トラッキングエリア登録を持つ、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態における移動を示している（同一ＭＭＥの下での場合）。

図７．７−２はエリア登録を示している。

１）ＵＥは、前のトラッキングエリアがもはや有効でないか、または定期的なトラッキングエリア更新タイマの期限が切れた場合、トラッキングエリア登録を送る。トラッキングエリア登録メッセージは、ＵＥの古い一時的識別情報と、古いトラッキングエリア識別情報を含んでいる。

２）ＭＭＥは確認登録で応答する。確認登録は、新しいトラッキングエリア識別情報を含んでおり、ＵＥの新しい一時的識別情報を含んでいてもよい。

ＭＭＥがＴＡ登録を確認した後、新しいＴＡが、サービス中のＵＰＥのアイドルモードサービスエリア内にまだいるかどうかがチェックされる。いない場合には、新しいサービングＵＰＥが選択される。

３）新しいサービングＵＰＥが選択されると、ＭＭＥはＵＰＥの再配置手順をトリガする。ＵＰＥの再配置のさらなる詳細は、ＭＭＥ／ＵＰＥが一緒に配置されているかどうかの判断によるので、さらに検討を要する。
＊＊＊＊＊第２の変更の終了＊＊＊＊＊

本実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態のコアネットワーク装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態の端末の構成を示すブロック図である。 サービスまたはプールエリアの境界で固定の／動かせないＵＰＥの再配置境界を有する従来のＵＰＥサービスまたはプールエリアを示す図である。 これまでのプールエリア境界で経験されるような固定の／動かせないＵＰＥの再配置境界によって引き起こされる問題を回避するための、ＵＰＥごとに構成可能なサービスエリアを示す図である。 隣接するＵＰＥ間の複数のサービスエリアの共通部分で、暗黙の「プールエリア」を生成する、重複したサービスエリア（それは通常の構成と予想される）を示す図である。 サービス中のＵＰＥから立ち去る場合に、（アイドルまたはアクティブのＵＥの状態に応じて）異なる地点への再配置を可能にする、ＵＰＥごとのアイドルおよびアクティブモードサービスエリアを示す図である。 提案に含まれる図７．７−１に相当する図である。 提案に含まれる図７．７−２に相当する図である。

符号の説明

１１₁，１１₂ コアネットワーク装置（ＭＭＥ／ＵＰＥ）
１２₁〜１２₈ 基地局装置（ｅＮＢ）
１３ 端末（ＵＥ）
１４ ＩＰネットワーク
１５₁、１５₂ アイドルモードサービスエリア
１６₁、１６₂ アクティブモードサービスエリア
２１ サービスエリア情報記憶部
２２ 接続制御部
３１ 状態管理部
３２ 接続制御部

Claims (6)

1. 移動通信システムであって、
   移動可能な端末装置と、
   前記端末装置にサービスを提供可能な第１のサービングユーザプレーン装置と、
   前記端末装置にサービスを提供可能な第２のサービングユーザプレーン装置と、
   前記端末装置のコンテキストデータを格納する移動管理装置と、を備え、
   前記端末装置から前記移動管理装置に向けて送信された信号に含まれるトラッキングエリア識別情報に基づいて、前記端末装置にサービスを提供していた前記第１のサービングユーザプレーン装置よりも、前記第２のサービングユーザプレーン装置の方が前記端末装置をより長い時間サービスすることが予想される場合、前記移動管理装置が前記端末装置に対して前記第２のサービングユーザプレーン装置を再配置することを特徴とする移動通信システム。
2. 前記移動管理装置は、モバイルマネジメントエンティティであることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
3. 端末装置にサービスを提供するサービングユーザプレーン装置を再配置する通信方法であって、
   前記端末装置から移動管理装置に向けて送信された信号に含まれるトラッキングエリア識別情報に基づいて、前記端末装置にサービスを提供していた第１のサービングユーザプレーン装置よりも、第２のサービングユーザプレーン装置の方が前記端末装置をより長い時間サービスすることが予想される場合、前記移動管理装置が前記端末装置に対して前記第１のサービングユーザプレーン装置から前記第２のサービングユーザプレーン装置を再配置することを特徴とする通信制御方法。
4. 前記移動管理装置は、モバイルマネジメントエンティティであることを特徴とする請求項３記載の通信制御方法。
5. 端末装置の移動を管理する移動管理装置であって、
   前記端末装置から送信されてきた信号に含まれるトラッキングエリア識別情報に基づいて、前記端末装置にサービスを提供していた第１のサービングユーザプレーン装置よりも、第２のサービングユーザプレーン装置の方が前記端末装置をより長い時間サービスすることが予想される場合、前記端末装置に対して前記第１のサービングユーザプレーン装置から前記第２のサービングユーザプレーン装置を再配置することを特徴とする移動管理装置。
6. 移動通信システムで用いられる端末装置であって、
   トラッキングエリア識別情報を含む信号を移動管理装置に向けて送信することにより、前記端末装置にサービスを提供していた第１のサービングユーザプレーン装置よりも、第２のサービングユーザプレーン装置の方が前記端末装置をより長い時間サービスすることが予想される場合、前記端末装置は、前記移動管理装置により前記第１のサービングユーザプレーン装置から前記第２のサービングユーザプレーン装置に再配置されることを特徴とする端末装置。

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