JP5337889B2 - 移動局及び通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、インターネットプロトコルに従ったアクセスネットワークに接続可能な移動局及び通信方法に関する。
Long Term Evolution（LTE）では、移動局（UE）が、Session Initiation Protocol（SIP）及び音声メディアのトランスポート機能を提供するアクセスネットワークであるIP-Connectivity Access Network（IP-CAN）上に、SIP及び音声メディア用の論理的な通信経路であるIP-CAN Bearer（SIP bearer）を確立し、LTEでの音声通話（VoLTE）を実現する仕組みが規定されている（例えば、非特許文献１参照）。
図１は、移動局がIP-CAN Bearerを確立した後、UTRAN/GERANへのハンドオーバによってIP-CAN Bearerが解放された場合における通信シーケンスを示す。図１に示すように、移動局がUTRAN/GERANへのハンドオーバを実行する（S10）と、IP-CAN Bearerが解放（removal）される（S20）。
3GPP TS 24.229 V11.2.1, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; IP multimedia call control protocol based on Session Initiation Protocol (SIP) and Session Description Protocol (SDP); Stage 3 (Release 11)、2012年１月
しかしながら、上述した従来のIP-CAN Bearerの解放手順には、次のような問題がある。すなわち、図１に示したように、移動局がPolicy and Charging Rules Function（PCRF）やPrimary-Call Session Control Function（P-CSCF）などによって構成されるIP Multimedia core network Subsystem（IMS）へのRegistrationを実行した後に、当該移動局のUTRAN/GERANへのハンドオーバなどによってIP-CAN Bearerが解放された場合、IMS（具体的には、P-CSCF）における当該移動局のRegistration状態が残存し、IP-CAN Bearerが存在しない状態を保持する。このため、P-CSCFは、IP-CAN Bearer他網から当該移動局宛ての着信があった場合、当該移動局向けのIP-CAN Bearerが解放されているため、他網に向けてエラー応答（Service Unavailable）を送信（図１のS30）する問題がある。
ここで、図２は、IP-CAN Bearerが解放されても、IMSにおける移動局のRegistration状態が残存する状態の一例を示す。具体的には、図２は、移動局がUTRAN/GERANへのハンドオーバの実行後に、LTEに復帰した場合における通信シーケンスを示す。図２に示すように、移動局がLTEに復帰すると、セッションの確立要求（Create Session Request）がPacket Data Network Gateway（PGW）に送信される（図中の（１））。しかしながら、PGWは、P-CSCFに対してIP-CAN Bearerが再確立されて復活したことを通知できない。
一方、移動局は、IP-CAN Bearerを再確立しても、IP-CAN Bearerの確立を実行するレイヤ（Non-Access-Stratumレイヤ）と、IMSへのRegistrationを実行するレイヤ（IMSアプリケーションレイヤ）とは異なっており、当該IP-CAN Bearerを再確立した契機にIMSへのRegistrationを実行しない（図中の（２））。このため、P-CSCFは、移動局がIMSを介した通信が可能になったにも拘わらず、他網に向けてエラー応答（Service Unavailable）の送信を継続してしまう問題がある（図中の（３））。つまり、移動局によるIP-CAN Bearerの再確立がIMSへのRegistrationの契機となっていないため、当該移動局に対する着信が不可能となる状態が長時間継続してしまう問題がある。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、SIP及び音声メディア用の論理的な通信経路であるIP-CAN Bearerが何らかの原因で解放された場合でも、着信が不可能となる状態が長時間継続してしまうことを防止し得る移動局及び通信方法の提供を目的とする。
本発明の第１の特徴は、インターネットプロトコルに従ったアクセスネットワークに接続可能であり、前記インターネットプロトコルに従ったIPマルチメディアサブシステムへの登録を実行する移動局であって、前記移動局と、前記アクセスネットワークを構成するゲートウェイ装置との間における論理的な通信経路であるベアラを確立するベアラ確立部と、前記ベアラ確立部が前記ベアラを確立する場合、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録を実行する登録処理部とを備えることを要旨とする。
本発明の第２の特徴は、インターネットプロトコルに従ったアクセスネットワークに接続可能であり、前記インターネットプロトコルに従ったIPマルチメディアサブシステムへの登録を実行する通信装置における通信方法であって、前記通信装置と、前記アクセスネットワークを構成するゲートウェイ装置との間における論理的な通信経路であるベアラを確立するステップと、前記ベアラを確立する場合、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録を実行するステップとを有することを要旨とする。
本発明の特徴によれば、SIP及び音声メディア用の論理的な通信経路であるIP-CAN Bearerが何らかの原因で解放された場合でも、着信が不可能となる状態が長時間継続してしまうことを防止し得る移動局及び通信方法を提供することができる。
従来の移動通信システムにおいてIP-CAN Bearerが解放された場合における通信シーケンスを示す図である。 従来の移動通信システムにおいてIP-CAN Bearerが解放されても、IMSにおける移動局のRegistration状態が残存する状態の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る移動局の機能ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る移動局の動作フロー（その１）である。 本発明の実施形態に係る移動局の動作フロー（その２）である。
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
（１）移動通信システムの全体概略構成
図３は、本実施形態に係る移動通信システム10の全体概略構成図である。図３に示すように、移動通信システム10は、移動局100（以下、UE100）、IP-Connectivity Access Network 200（以下、IP-CAN200）及びIP Multimedia core network Subsystem 300（以下、IMS300）によって構成される。
本実施形態では、UE100は、Long Term Evolution（LTE）及び3G（W-CDMA）方式の従った無線通信を実行することができる。UE100は、LTEまたは3G方式に従って、IP-CAN200に接続可能である。また、UE100は、IP-CAN200を経由して、IMS300へのUE100のRegistrationを実行する。例えば、UE100は、3GPP TS24.229の第5.1.1.1節やL3.1.2節において規定されているRegistration手順に従ってIMS300へのUE100の登録を実行することができる。
IP-CAN200は、インターネットプロトコル（IP）に従ったアクセスネットワークである。具体的には、IP-CAN200は、Session Initiation Protocol（SIP）及び音声メディアのトランスポート機能を提供するネットワークであり、本実施形態では、LTE/Evolved Packet Core（EPC）ネットワークに相当する。
IP-CAN200は、Mobility Management Entity（MME）、Serving Gateway（SGW）、Packet Data Network Gateway（PGW）、Policy and Charging Rules Function（PCRF）及びSGSN（Serving GPRS Support Node）を含む。
MMEは、eNodeB（無線基地局）を収容し、モビリティ制御やベアラ制御機能などを提供する交換機である。SGWは、3GPP（LTE）のアクセスシステムを収容する在圏パケット交換機である。PGWは、IMS基盤との接続点であり、IPアドレスの割当てやSGWへのパケット転送などを行うパケット交換機である。また、PGWは、PCRFと連携し、QoS制御やベアラ設定制御などを実行する。PCRFは、ユーザデータ転送のQoS及び課金のための制御を実行する論理ノードである。SGSNは、UTRAN（3G）アクセスシステムを収容するパケット交換機である。
IMS300は、インターネットプロトコルに従ったマルチメディアサブシステムであり、Primary-Call Session Control Function（P-CSCF）、Interrogating -Call Session Control Function（I-CSCF）、Serving-Call Session Control Function（S-CSCF）及びApplication Server（AS）を含む。
P-CSCFは、EPCとの接続点に配置されるSIP中継サーバであり、SIPの転送だけでなく、EPC（PCRF）と連携し、QoS制御を起動したり、IP-CAN Bearerの状態を認識したりする機能を有する。また、IMS300には、他網（固定電話網など）が接続される。
（２）移動局の機能ブロック構成
図４は、UE100の機能ブロック構成図である。図４に示すように、UE100は、ベアラ確立部110及び登録処理部120を備える。上述したように、UE100は、IP-CAN200に接続可能であり、IMS300への登録を実行する。特に、本実施形態では、LTEを経由した音声通話呼（VoLTE）を処理する端末（通信装置）として動作する。
ベアラ確立部110は、UE100と、IP-CAN200を構成するPGWとの間における論理的な通信経路であるIP-CAN Bearerを確立する。具体的には、IP-CAN Bearerは、IP-CAN200で設定されるSIP及び音声メディア転送用の通信経路（ベアラ）である。
登録処理部120は、ベアラ確立部110がIP-CAN Bearerを確立する場合、IMS300へのUE100の登録を実行する。具体的には、登録処理部120は、Non-Access-Stratumレイヤ121（以下、NASレイヤ121）、及びNASレイヤ121の上位に位置する上位レイヤ123によって構成される。
NASレイヤ121は、ベアラ確立部110によるIP-CAN Bearerの確立を検出し、IP-CAN Bearerの確立を上位レイヤ123に通知する。
上位レイヤ123は、NASレイヤ121から受信したIP-CAN Bearerの確立通知に基づいて、IMS300へのUE100のRegistrationを実行する。上位レイヤ123は、具体的には、IMSアプリケーションであり、ベアラ確立部110によってIP-CAN Bearerが確立された場合、必ずIMS300へのUE100のRegistrationを実行する。
なお、Registrationのタイミングは、IP-CAN Bearerが確立された後の所定時間内でもよいし、ベアラ確立部110によってIP-CAN Bearerを確立すると判定したことが通知された場合、実際にIP-CAN Bearerが確立する前としてもよい。
（３）移動局の動作
次に、UE100によるIMS300へのRegistrationを実行に関する動作について説明する。図５は、UE100によるRegistrationに関する動作フローである。
図５に示すように、UE100は、IP-CAN Bearerを確立する（S110）。具体的には、ベアラ確立部110は、所定の状態においてPGWとIP-CAN Bearerを確立する（詳細については、上述した図２の通信シーケンスを参照）。所定の状態とは、例えば、UE100がUTRAN（3G）へのハンドオーバを実行した後、LTEに復帰した場合や、ネットワーク障害などによって切断されたIP-CAN Bearerを再確立する場合などである。
さらに、UE100によるIMS300へのRegistrationを実行に関する動作について以下のように構成されていてもよい。図６は、UE100によるRegistrationに関する動作フローである。
図６に示すように、図５に示す動作フローを実行する前に、UE100は、図１のS20においてIP-CAN Bearerが解放されたことを検出（S210）した場合、IMS Registration状態を解除してDeregistered状態となってもよい。具体的には、IP-CAN Bearerが解放されたことを検出した場合、NASレイヤ121は、IP-CAN Bearerが解放されたことを検出すると、上位レイヤ123（IMSアプリケーション）にIP-CAN Bearerが解放された旨を通知する（S220）。次いで、上位レイヤ123は、UE100（端末）のIMS Registration状態を解除してDeregistered状態に設定する（S230）。
図５で示すとおり、ベアラ確立部110によってIP-CAN Bearerが確立されると、NASレイヤ121は、IP-CAN Bearerが確立したこと、具体的には、IP-CAN Bearerの確立手順が完了（図２参照）したことを検出する（S120）。
NASレイヤ121は、IP-CAN Bearerが確立したことを検出すると、上位レイヤ123（IMSアプリケーション）にIP-CAN Bearerが確立した旨を通知する（S130）。
上位レイヤ123は、NASレイヤ121からIP-CAN Bearerが確立した旨の通知を受信すると、IMS Registration手順を起動する（S140）。上位レイヤ123によってIMS Registration手順が起動されると、IMS300へのUE100のRegistrationが実行される。
（４）作用・効果
上述したUE100によれば、ベアラ確立部110によってIP-CAN Bearerが確立された場合、登録処理部120が必ずIMS300へのUE100のRegistrationを実行する。このため、IP-CAN Bearerが何らかの原因で解放される一方で、IMS300にUE100のRegistrationが残存し、IMS300（具体的にはP-CSCF）他網に向けてエラー応答（Service Unavailable）の送信を継続してしまう問題を解消し得る。具体的には、IP-CAN Bearerが何らかの原因で解放された後、UE100がIP-CAN Bearerを再確立し、IMS300を介した通信が可能になったにも拘わらず、P-CSCFが、他網に向けてエラー応答（Service Unavailable）の送信を継続してしまう状態を回避し得る。
すなわち、IP-CAN Bearerが何らかの原因で解放された場合でも、着信が不可能となる状態が長時間継続してしまうことを防止し得る。
（５）その他の実施形態
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
例えば、上述した実施形態では、UTRAN（3G）を例として説明したが、UTRANに代えてGERAN（2G）でもよい。また、上述した実施形態では、登録処理部120がNASレイヤ121及び上位レイヤ123によって構成されていたが、このような構成は必ずしも必須ではない。例えば、NASレイヤ121がIMS300へのUE100のRegistrationを実行するようにしてもよい。
なお、上述した本発明は、次のように表現されてもよい。本発明の第１の特徴は、インターネットプロトコルに従ったIP-CAN200（アクセスネットワーク）に接続可能であり、前記インターネットプロトコルに従ったIMS300（IPマルチメディアサブシステム）への登録を実行するUE100（移動局）であって、前記移動局と、前記アクセスネットワークを構成するPGW（ゲートウェイ装置）との間における論理的な通信経路であるIP-CAN Bearer（ベアラ）を確立するベアラ確立部110（ベアラ確立部）と、前記ベアラ確立部が前記ベアラを確立する場合、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録を実行する登録処理部120（登録処理部）とを備えることを要旨とする。
また、上述した第１の特徴において、前記登録処理部は、前記ベアラ確立部による前記ベアラの確立を検出するNASレイヤ121（NASレイヤ）と、前記NASレイヤから受信した前記ベアラの確立通知に基づいて、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録を実行する上位レイヤ123（上位レイヤ）とを含んでもよい。
さらに、上述した第１の特徴において、前記登録処理部は、前記ベアラ確立部による前記ベアラの解放を検出するNASレイヤ121（NASレイヤ）と、前記NASレイヤから受信した前記ベアラの切断通知に基づいて、前記移動局の前記IPマルチメディアサブシステムへの登録状態を解除する上位レイヤ123（上位レイヤ）とを含んでもよい。
本発明の第２の特徴は、インターネットプロトコルに従ったアクセスネットワークに接続可能であり、前記インターネットプロトコルに従ったIPマルチメディアサブシステムへの登録を実行するUE100（通信装置）における通信方法であって、前記通信装置と、前記アクセスネットワークを構成するゲートウェイ装置との間における論理的な通信経路であるベアラを確立するステップと、前記ベアラを確立する場合、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録を実行するステップとを有することを要旨とする。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
10…移動通信システム
100…UE
110…ベアラ確立部
120…登録処理部
121…NASレイヤ
123…上位レイヤ
200…IP-CAN
300…IMS

Claims (4)

  1. インターネットプロトコルに従ったアクセスネットワークに接続可能であり、前記インターネットプロトコルに従ったIPマルチメディアサブシステムへの登録を実行する移動局であって、
    前記移動局と、前記アクセスネットワークを構成するゲートウェイ装置との間における論理的な通信経路であるベアラを確立するベアラ確立部と、
    前記ベアラが切断された後、前記ベアラ確立部が前記ベアラを再確立する場合、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録がされているか否かに拘わらず、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録を実行する登録処理部と
    を備える移動局。
  2. 前記登録処理部は、
    前記ベアラ確立部による前記ベアラの確立を検出するNASレイヤと、
    前記NASレイヤから受信した前記ベアラの確立通知に基づいて、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録を実行する上位レイヤと
    を含む請求項１に記載の移動局。
  3. 前記登録処理部は、
    前記ベアラ確立部による前記ベアラの解放を検出するNASレイヤと、
    前記NASレイヤから受信した前記ベアラの切断通知に基づいて、前記移動局の前記IPマルチメディアサブシステムへの登録状態を解除する上位レイヤと
    を含む請求項１に記載の移動局。
  4. インターネットプロトコルに従ったアクセスネットワークに接続可能であり、前記インターネットプロトコルに従ったIPマルチメディアサブシステムへの登録を実行する通信装置における通信方法であって、
    前記通信装置と、前記アクセスネットワークを構成するゲートウェイ装置との間における論理的な通信経路であるベアラを確立するステップと、
    前記ベアラが切断された後、前記ベアラを再確立する場合、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録がされているか否かに拘わらず、前記IPマルチメディアサブシステムへの前記移動局の登録を実行するステップと
    を有する通信方法。
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