JP5930055B2 - ゲートウェイ装置、移動通信システム、およびページング方法 - Google Patents

ゲートウェイ装置、移動通信システム、およびページング方法 Download PDF

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Description

本発明は、ゲートウェイ装置、移動通信システム、およびページング方法に関する。
移動体通信では端末に対して着信があった場合、その旨を端末に通知する必要がある。ネットワークは端末の位置情報を位置登録エリアで管理しており、ネットワークでは端末が位置登録している位置登録エリア内の全端末に対して着信があったことを同報的に通知する。このような手順をページング(paging)と呼ぶ(例えば非特許文献1参照)。
一般に、移動通信システムにおいてはページングの最適化(paging optimization)が必要とされる。例えば3GPP(Third Generation Partnership Project)で規定するLTE(Long Term Evolution)の移動通信システムにおいては、staggered pagingという手法が提案されている(非特許文献2)。LTEでは、TAI(Tracking Area Identity) Listに基づいてページングを実施する無線基地局(eNB:e Node B)を決定する。そのため、TAI Listに多数のTAIが含まれている場合には、そのTAIを持つ全ての無線基地局がページングを実施する必要がある。そこで非特許文献2では、MMEが、端末の存在情報、例えば端末が最近実施したTAU(Tracking Area Update)の情報に基づき、TA(Tracking Area)群のサブセットとして特定のTA或いは無線基地局を決定してページングする手法を提示している。
ところで、近年の移動通信システムでは、既存の無線基地局に加えて、フェムト基地局と呼ばれる小型の無線基地局を新たに導入し、フェムトセルのサービスを提供するケースがある。LTEの移動通信システムでは、フェムト基地局をHeNB(Home evolved Node B)と呼ぶ。フェムト基地局がカバーするセルのエリアは半径数メートルから数十メートル程度が一般的である。また、システム内には多数のフェムト基地局が設置される場合が多い。また、LTEのアーキテクチャでは、HeNBと、その上位に位置するコアネットワークのノードであるMME(Mobility Management Entity)との間に、オプションでHeNB−GW(Home evolved Node B Gateway)が設置される場合がある。HeNBと、HeNB−GWおよびMMEとのインターフェースの使用は、S1AP(S1 Application Protocol)として非特許文献3に規定されている。
立川敬二、「W−CDMA移動通信方式」、丸善株式会社、pp.254−256 R3-082983 3GPP TSG-RAN-WG3 Meeting #62 http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG3_Iu/TSGR3_62/docs/R3-082983.zip Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP) [3GPP TS36.413 v10.3.0]
上述した背景技術には、次のような課題がある。
非特許文献2では、上述のようにUEが登録されているTAに属している1つの無線基地局に対してのみページングすることも可能であるが、フェムト基地局の場合はサービスエリアが小さいためページングをする際にはUEがエリア外に移動する可能性がある。また、1つのTAに属する全ての無線基地局をページングの対象にしたのではページングの最適化の効果は小さい場合がある。したがって、ページングを実施する範囲や無線基地局の数を段階的に調整することができない。
そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決することが可能な、ゲートウェイ装置、移動通信システム、およびページング方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明によるゲートウェイ装置は、無線基地局の周囲の環境に関する情報を記憶するメモリと、前記情報に基づいて、前記無線基地局に在圏する移動局をページングするためのメッセージを生成し、前記メッセージの送信先の情報を決定する処理を実行するコントローラと、前記メッセージを送信する送信部と、を有する。
また、本発明による移動通信システムは、無線基地局と、前記無線基地局と通信するゲートウェイ装置と、を有する移動通信システムであって、前記無線基地局は、前記無線基地局の周囲の環境に関する情報を前記ゲートウェイ装置に送信し、前記ゲートウェイ装置は、前記情報を受信する受信部と、前記情報に基づいて、前記無線基地局に在圏する移動局をページングするためのメッセージを生成し、前記メッセージの送信先の無線基地局を決定する処理を実行するコントローラと、前記メッセージを送信する送信部と、を有する。
さらに、本発明によるページング方法は、無線基地局の周囲の環境に関する情報を記憶するステップと、前記情報に基づいて、前記無線基地局に在圏する移動局をページングするためのメッセージを生成し、前記メッセージの送信先の無線基地局を決定する処理を実行するステップと、前記特定の無線基地局に前記メッセージを送信するステップと、を有する。
本発明によれば、ページングを実施する無線基地局の数を削減することによる、ページングの最適化を実現することができる。
第1の実施形態による構成を示した図である。 第1の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 第2の実施形態による構成を示した図である。 第2の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 第2の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 第2の実施形態でHeNBがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第2の実施形態でHeNBがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第2の実施形態でHeNBがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第2の実施形態でHeNBがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第2の実施形態でHeNBがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第2の実施形態でHeNBがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第2の実施形態でHeNBがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第3の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 第3の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 第4の実施形態による動作を示したシーケンス図である。 第4の実施形態でMMEがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第4の実施形態でMMEがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第4の実施形態でMMEがHeNB−GWに送信する情報の一例である。 第5の実施形態による動作を示したシーケンス図である。
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
[構成]
図1は、本発明の第1の実施形態によるゲートウェイ装置10の構成の一例を示した図である。図1によれば、ゲートウェイ装置10は、記憶部11、処理部12、送信部13を含む。
記憶部11は、無線基地局(不図示)の周囲の環境に関する情報を記憶する。処理部12は、移動局が在圏した無線基地局の周囲の環境に関する情報に基づいて、移動局をページングするためのメッセージを送信する無線基地局を決定する。送信部13は、処理部12で決定した無線基地局にページングのメッセージを送信する。
[動作]
図2は、第1の実施形態によるゲートウェイ装置10の動作を示したシーケンスの一例を示した図である。
まず、ゲートウェイ装置10は、記憶部11において、無線基地局の周囲の環境に関する情報を記憶する(S11)。次に、ゲートウェイ装置10は、処理部12において、移動局が在圏した無線基地局の周囲の環境に関する情報に基づいて、ページングのメッセージを送信する対象となる無線基地局を決定する(S12)。最後に、ゲートウェイ装置10は、送信部13において、S12で決定した無線基地局にページングのメッセージを送信する。
[効果]
上記の通り、ゲートウェイ装置10は、移動局が在圏した無線基地局の周囲の環境情報に基づいてページングのメッセージを送信する対象の無線基地局を決定する。そのため、ページングを実施する無線基地局の数を削減することが可能となり、ページングの最適化を実現することができる。
(第2の実施形態)
[構成]
図3は、本発明の第2の実施形態による移動通信システムの構成の一例を示した図である。図3によれば、移動通信システムは、HeNB−GW100、MME200、HeNB300、HeNB310、HeNB320、HeNB330、およびUE400を含む。
HeNB−GW100は、送受信部101、処理部102、および記憶部103を含む。HeNB−GW100は、HeNB300、HeNB310、およびHeNB320と通信可能であり、S1APを用いたメッセージの送受信を行う。また、HeNB−GW100は、MME200との間でも同様にS1APを用いたメッセージの送受信を行う。ここで、HeNB−GW100は、送受信部101にて情報の送受信処理を行い、処理部102にて送受信する情報の生成や解析の処理を行い、記憶部103にて送受信する情報を記憶する処理を行う。
MME200は、送受信部201、処理部202、および記憶部203を含む。MME200は、上述したHeNB−GW100との間でS1APを用いたメッセージの送受信を行うだけでなく、HeNB330との間でもHeNB−GW100を介さずにS1APを用いた通信が可能である。ここでMME200は、送受信部201にて情報の送受信処理を行い、処理部202にて送受信する情報の生成や解析の処理を行い、記憶部203にて送受信する情報を記憶する処理を行う。
HeNB300は、送受信部301、処理部302、および記憶部303を含む。HeNB310、HeNB320、およびHeNB330も同様である。HeNBは、HeNB330のように上位ノードとしてMME200と通信する場合と、HeNB300、HeNB310、およびHeNB320のように上位ノードとしてHeNB−GW100と通信する場合とがある。HeNBは、これら上位ノードとの間でS1APを用いたメッセージの送受信を行う。さらにHeNB300は、無線でUE400と通信可能であり、そのインターフェースはUuと定義される。HeNB300は、送受信部301にて情報の送受信処理を行い、処理部302にて送受信する情報の生成や解析の処理を行い、記憶部303にて送受信する情報を記憶する処理を行う。HeNB310、HeNB320、およびHeNB330も同様である。
UE400は、送受信部401、処理部402、および記憶部403を含む。UE400は、上述したようにHeNB300との間で無線による通信を行う。ここで、UE400は、送受信部401にて情報の送受信処理を行い、処理部402にて送受信する情報の生成や解析の処理を行い、記憶部403にて送受信する情報を記憶する処理を行う。
[動作]
図4Aおよび図4Bは、本発明の第2の実施形態による動作のシーケンスの一例を示す図である。以下、図を参照してHeNB300、HeNB−GW100、およびMME200の動作を説明する。
まず図4Aにおいて、HeNB300とHeNB−GW100との間でS1接続が確立していない場合の動作フローを説明する(S110)。HeNB300は、HeNB−GW100に対して、S1 SETUP REQUESTメッセージを送信する(S111)。なお、HeNB310およびHeNB320も、HeNB300と同様の動作をする。当該メッセージは、S1接続を確立するために、トランスポートネットワークレイヤ(TNL:Transport Network Layer)の接続が利用可能となった後はじめてHeNBがHeNB−GWに送信するメッセージであり、その詳細は非特許文献3に記載されている。当該メッセージにより、HeNB300は、無線基地局の識別情報であるeNB Identityと、無線基地局の周囲の環境に関する情報であるeNB Environment InformationをHeNB−GW100に通知する。これらの情報の詳細は後述する。次に、HeNB−GW100は、上記メッセージを受信したHeNBの各々のeNB Environment Informationを記憶しておく(S112)。続いて、HeNB-GW100は受信したメッセージをMME200に送信する(S113)。
一方、HeNB300とHeNB−GW100との間で既にS1接続が確立している場合の動作フローを説明する(S120)。HeNB300は、HeNB−GW100に対して、ENB CONFIGURATION UPDATEメッセージを送信する(S121)。なお、HeNB310およびHeNB320も、HeNB300と同様の動作をする。ENB CONFIGURATION UPDATEメッセージの詳細は、非特許文献3に記載されている。当該メッセージにより、HeNB300は、無線基地局の識別情報であるeNB Identityと、無線基地局の周囲の環境に関する情報であるeNB Environment InformationをHeNB−GW100に通知する。これらの情報の詳細は後述する。続くS122とS123の動作は前述のS112とS113の動作と同様であるため説明を省略する。
ここで、前述のeNB IdentityとeNB Environment Informationについて図5から図10を参照して説明する。
図5はS1 SETUP REQUESTメッセージの情報要素(IE:Information Element)の一例を示した図である。また、図6はENB CONFIGURATION UPDATEのIEの一例を示した図である。両メッセージに含まれる、eNB IdentityおよびeNB Environment Informationについて、以下に詳述する。
図7は、eNB Identityに含まれるIEの詳細の一例を示す図である。ここで、eNB Identityは、無線基地局を識別するためのIEである。
図8は、eNB Environment Informationの詳細の一例を示す図である。ここで、eNB Environment Informationは、無線環境に関する情報であるRadio Informationと、無線環境以外に関する情報であるNon Radio Informationとから構成される。
図9Aおよび図9Bは、Radio Informationに含まれるIEの詳細の一例を示す図である。E−UTRAN Cell ID InformationのIEは、E−UTRAN(Enhanced Universal Terrestrial Radio Access Network)のセルに関する各種情報を含む。UTRAN Cell ID InformationのIEは、UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)のセルに関する各種情報を含む。GERAN Cell ID InformationのIEは、GERAN(Global System for Mobile Communications EDGE Radio Access Network)のセルに関する各種情報を含む。WiMAX base stations InformationのIEは、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)の基地局に関する各種情報を含む。Wireless Internet hotspots InformationのIEは、無線インターネットホットスポットに関する各種情報を含む。Television stations InformationのIEは、テレビ局に関する各種情報を含む。Radio Stations InformationのIEは、ラジオ局に関する各種情報を含む。GPS InformationのIEは、GPS(Global Positioning System)に関する各種情報を含む。なお、当該GPSに関する情報には、図9Bに示すように、位置情報、例えば緯度、経度、および高度などが含まれるが、これらの情報は必ずしも無線基地局に搭載されたGPSを利用して取得された情報だけに限らない。当該無線基地局のO&M(Operation and Maintenance)の装置から設定された情報であってもよいし、無線基地局の保守者が手動で設定したものであってもよい。
図10は、Non Radio Informationに含まれるIEの詳細の一例を示す図である。CHOICE IP Addressは、無線基地局に割り当てられるIP(Internet Protocol)アドレスを示すIEである。Phone number、Address、Postcodeは、それぞれ、無線基地局が設置される場所に関する電話番号、住所、および郵便番号を示すIEである。HeNB−GW IDは、無線基地局がHeNBである場合に、当該HeNBが直前に接続していたHeNB−GWの識別情報を示すIEである。
さて、図4Bを参照して、引き続き動作フローを説明する。HeNB−GW100は、UE400がどのHeNBのセルに在圏するかを認識し、在圏するHeNBがHeNB300、HeNB310、HeNB320のいずれであるかを記憶しておく(S201)。
次に、ページングを実施するときの動作フローを説明する。まず、HeNB−GW100は、MME200からUE400をページングするためのPAGINGメッセージを受信する(S211)。PAGINGメッセージの詳細は、非特許文献3に記載されている。
続いて、HeNB−GW100は、S201で記憶したHeNBに関する、S112またはS122で記憶したeNB Environment Informationに基づいて、PAGINGメッセージを送信するHeNBを決定する(S212)。例えば、UE400が最後に在圏したHeNBがHeNB300であった場合を考える。HeNB310がHeNB300と類似するeNB Environment Informationを持つ場合には、HeNB−GW100はPAGINGメッセージを送信するHeNBをHeNB300とHeNB310に決定する。
より具体的に説明すると、例えばeNB Environment InformationのうちのGPS Informationにおける緯度・経度に関して、HeNB300の値と近い値をとるのがHeNB310のみの場合、PAGINGメッセージを送信するHeNBは、HeNB310とHeNB300と決定する。また、緯度・経度の情報の代わりに、住所、電話番号、または郵便番号の値を用いて同様に決定してもよい。その他、IPアドレスの値が近似するHeNBを、PAGINGメッセージを送信するHeNBに決定することもできる。ここでIPアドレスが近似するかどうかは、アドレス空間上で近い値をとるIPアドレスから判断してもよい。また、IPアドレスを割り当てるプロバイダがIPアドレスの値に地域性を持たせて決定している場合はそれを利用することもできる。さらに、IPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立したときに割り当てたときの各HeNBのIPアドレスを記憶しておき、UEが最後に在圏したHeNBの当該IPアドレスに基づいてPAGINGメッセージを送信するHeNBを決定してもよい。このように、HeNB−GW100は、図8から図10に示したいずれの情報要素に基づいてPAGINGメッセージを送信するHeNBを決定してもよいし、複数の情報要素を組み合わせて条件判断をして決定してもよい。
次に、HeNB−GW100は、S212で決定したHeNBに対して、PAGINGメッセージを送信する(S213)。
[効果]
以上のように、第1の実施形態にかかるHeNB−GWは、ページングの対象となるUEが最後に在圏していたHeNBの周囲の環境に関する情報と近似する周囲の環境に関する情報を有するHeNBに対して、ページングのメッセージを送信する。したがって、UEが最後に在圏していたHeNBのエリアから移動していたとしても、その近傍のHeNBがページングをするのでページングが成功する可能性は高い。加えて、HeNB−GWがTAI Listに基づいてそのTAIを持つ全てのHeNBにページングメッセージを送信する場合に比べて、メッセージの数を削減することができるため、ページングの最適化を実現することができる。
その他、S212においてHeNBを決定する際の判断基準となる、eNB Environment Informationの値の範囲を適宜変更することにより、ページングを実施するHeNBの数および範囲を段階的に調整することが可能である。
(第3の実施形態)
[構成]
第3の実施形態による移動通信システムの構成は、第2の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[動作]
図11Aおよび図11Bは、本発明の第3の実施形態による動作のシーケンスの一例を示す図である。以下、図を参照してHeNB300、HeNB−GW100、およびMME200の動作を説明する。
まず図11Aにおいて、HeNB−GW100は、eNB IdentityとeNB Environment Informationの少なくとも一方の所定の値と、置換用ECGIの所定の値とを対応付ける情報を内部に記憶する(S301)。ここで、ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier)は、HeNB毎に異なる値をとるセルの識別子である。置換用ECGIは、当該ECGIを置き換えて使用するための識別子であって、複数のHeNBのECGIと1つの置換用ECGIとが対応付けられてもよい。ここで、HeNB−GW100は、対応付けに関する情報を他の装置からネットワーク経由で取得してもよいし、保守者による設定により取得してもよく、その方法は問わない。また対応付けは、例えば、eNB Identityの値A1またはA2と、置換用ECGIの値X1とを対応付けることができる。また、eNB Environment Informationの所定の情報要素の値B1〜B5と、置換用ECGIの値X2とを対応付けることができる。その他、eNB Identitiyの値A3かつeNB Environment Informationの所定の情報要素の値B6と、置換用ECGIの値X3とを対応付けるなど、eNB Identityの値とeNB Environment Informationの所定の情報要素の値とを組み合わせて、置換用ECGIと対応付けてもよい。
続く動作は、HeNB300とHeNB−GW100との間でS1接続が確立している場合(S320)と確立していない場合(S310)とで異なるため、以下に場合を分けて説明する。

S1接続が確立していない場合(S310)、HeNB300は、HeNB−GW100に対して、S1 SETUP REQUESTメッセージを送信する(S311)。本動作は、第2の実施形態と同様であるため、詳細の説明は省略する。続いて、HeNB−GW100は、受信したS1 SETUP REQUESTメッセージに基づいて、メッセージを送信した各HeNBについて各々対応するECGIを決定する(S312)。例えば、上記の例における置換用ECGIの値は、メッセージに含まれるeNB Identityの値がA2の場合には、X1に決定する。同様に、eNB Environment Informationの所定の情報要素の値がB1の場合には、置換用ECGIはX2に決定する。さらに、eNB Identityの値がA3でかつeNB Environment Informationの所定の情報要素の値がB6の場合には、置換用ECGIはX3に決定する。なお、HeNB−GW100は、eNB IdentityとeNB Environment Informationのうち、両方を用いて置換用ECGIを決定してもよいし、どちらか一方のみを用いて決定してもよい。続いて、HeNB300は、受信したメッセージをMME200に送信する(S313)。
次に、HeNB300とHeNB−GW100との間で既にS1接続が確立している場合の動作フローを説明する(S320)。HeNB300は、HeNB−GW100に対して、ENB CONFIGURATION UPDATEメッセージを送信する(S321)。本動作は、第2の実施形態と同様であるため、詳細の説明は省略する。続いて、HeNB−GW100は、受信したENB CONFIGURATION UPDATEメッセージに基づいて、メッセージを送信した各HeNBについて各々対応するECGIを決定する(S322)。本動作はS312と同様であるため、説明は省略する。続いて、HeNB300は、受信したメッセージをMME200に送信する(S333)。
引き続き、図11Bを参照しながら動作フローを説明する。HeNB−GW100は、UE400がどのHeNBのセルに在圏するかを認識しておき、在圏したHeNBがHeNB300、HeNB310、HeNB320のいずれであるかを記憶しておく(S401)。本動作は、第2の実施形態と同様である。
次に、ページングを実施するときの動作フローを説明する。まず、HeNB−GW100は、UE400をページングするためのPAGINGメッセージをMME200から受信する(S411)。
続いて、HeNB−GW100は、S401で記憶したHeNBに関する、S312またはS322で決定した置換用ECGIに基づいて、PAGINGメッセージを送信するHeNBを決定する(S412)。例えば、UE400が最後に在圏したHeNBがHeNB300であった場合を考える。HeNB300の置換用ECGIの値が、HeNB310の置換用ECGIと同一であってHeNB320の置換用ECGIとは異なる値である場合、HeNB−GW100はPAGINGメッセージを送信するHeNBをHeNB310とHeNB300に決定する。
次に、HeNB−GW100は、S412で決定したHeNBに対して、PAGINGメッセージを送信する(S413)。
[効果]
以上のように、第3の実施形態にかかるHeNB−GWは、ページング対象となるUEが最後に在圏していたHeNBの置換用ECGIと等しい置換用ECGIの値をとるHeNBに対して、ページングのメッセージを送信する。また、HeNBの周囲の環境に関する情報が近似するHeNBは、同一の置換用ECGIをとる。したがって、第3の実施形態にかかる発明は、第2の実施形態にかかる発明と同様の効果を有する。
また、第2の実施形態では、HeNB−GWはMMEからページングのメッセージを受信した時に最後に在圏していたHeNBの周囲の環境情報に基づいて、ページングのメッセージを送信するHeNBを決定する処理をする必要があった。しかしながら、第3の実施形態では、HeNB−GWがMMEからページングのメッセージを受信する前に、既にHeNBの周囲の環境に関する情報に基づいて別の識別子を作成して記憶していることから、その識別子を利用してページングのメッセージを送信するHeNBを決定することができる。
(第4の実施形態)
第4の実施形態にかかる発明は、所定の条件を満たした場合にのみ、第2および第3の実施形態におけるページングの最適化の動作をするものである。上述したようにページングのメッセージを削減することが必要とされるが、削減しすぎると別の課題が生じる。例えば、UEが最後に在圏した無線基地局から遠くに移動することにより、削減したページングのメッセージでのページングが成功しない場合、通常通りのTAI Listに基づくページングを再度実施することになり、サービス遅延の問題が生じる。音声通信のようにページングの再実施がユーザ経験に悪影響を及ぼす場合もあれば、メール受信やM2M(Machine-to-Machine)と呼ばれる機械間通信のようにページングの再実施がユーザ経験にそれほど悪影響を及ぼさない場合もある。本実施形態にかかる発明は、上述した課題を解決しようとするものである。
[構成]
第4の実施形態による移動通信システムの構成は、第2の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[動作]
図12は、本発明の第4の実施形態による動作のシーケンスの一例を示す図である。以下、図を参照してHeNB300、HeNB−GW100、およびMME200の動作を説明する。
本実施形態では、図12の動作を実施する前に、図4Aまたは図11Aの動作を実施する。これらの動作は、第2の実施形態または第3の実施形態と同様であるので説明を省略する。
まず、HeNB−GW100は、UE400がどのHeNBのセルに在圏するかを認識しておき、在圏したHeNBがHeNB300、HeNB310、HeNB320のいずれであるかを記憶しておく(S501)。本動作は、第2の実施形態と同様である。
次に、ページングを実施するときの動作フローを説明する。まず、HeNB−GW100は、MME200からUE400をページングするためのPAGINGメッセージを受信する(S511)。
ここで図13から図15は、PAGINGメッセージの情報要素の一例を示す図である。図13の情報要素であるService Type Infoの詳細を定義したものが図14であり、同じくCalling Party Type Infoの詳細を定義したものが図15である。情報要素の詳細については後述する。
続いて、HeNB−GW100は、PAGINGメッセージに含まれる所定の情報要素の値が所定の条件を満たすか否かを判断し(S512)、満たす場合はページングの最適化の動作をし(S520)、満たさない場合は示す通常のページングの動作をする(S530)。
S512における判断に使用する情報要素は、例えば、QoS(Quality of Service)のクラスを示す情報であるQCI Info(QoS Class Identifier)とすることができる。この場合、例えばQCI Infoの値がTCP(Transmission Control Protocol)−basedを示す場合には、ページング最適化によりシステム負荷を軽減すべく、S512において条件を満たすと判断する。ここでTCP−basedとは、例えばWWW(World Wide Web)、e−mail、chat、ftp(File Transfer Protocol)、p2p(Peer to Peer) file sharing、progressive videoを意味する。一方、QCI Infoの値がConversational Voice、すなわち音声通話を示す場合には、ページングの再実施によるサービス遅延を避けるため、S512において条件を満たさないと判断する。
また、S512における判断に使用する情報要素は、呼のサービス種別を示す情報であるService Type Infoとすることができる。この場合、例えばService Type Infoの値がe−mailを示す場合には、ページングの再実施によるサービスの遅延はそれほど問題にはならないため、ページングの最適化によりシステム負荷を軽減させることを優先して、S512において条件を満たすと判断する。一方、Service Type Infoの値がVoIP(Voice over Internet Protocol)を示す場合には、ページングの再実施によるサービス遅延を避けるため、S512において条件を満たさないと判断する。
その他、S512における判断に使用する情報要素は、発呼者の種別を示す情報であるCalling Party Type Infoとすることができる。この場合、例えばCalling Party Type Infoの値がMachineを示す場合には、ページングを再実施することになってもサービスの遅延はそれほど問題にはならないため、ページングの最適化によりシステム負荷を軽減させることを優先して、S512において条件を満たすと判断する。一方、Service Type Infoの値がVoIP(Voice over Internet Protocol)を示す場合には、ページングの再実施によるサービス遅延を避けるため、S512において条件を満たさないと判断する。
さらに、S512において、ページングの優先度を示す情報要素であるPaging Priorityに基づいて条件判断をすることもできる。また、以上例示した情報要素を単独で条件判断に使用するだけでなく、複数の情報要素を組み合わせて判断してもよい。
続いて、S512で条件を満たすと判断した場合の動作を説明する(S520)。HeNB−GW100は、ページングの最適化処理に基づいて、PAGINGメッセージを送信するHeNBを決定し(S521)、決定したHeNBにメッセージを送信する(S522)。ここで、ページングの最適化処理は、より具体的には、第2の実施形態における図4BのS212の動作、または第3の実施形態における図11BのS412の処理と同様であるため説明を省略する。
一方、S512で条件を満たさないと判断した場合の動作を説明する(S530)。HeNB−GW100は、通常のページング処理に基づいて、PAGINGメッセージを送信するHeNBを決定し(S531)、決定したHeNBにメッセージを送信する(S532)。ここで、通常のページング処理は、より具体的には、PAGINGメッセージに含まれる情報要素であるTAI Listで指定されたTAIを持つ全てのHeNBを、PAGINGメッセージを送信するHeNBとして決定する処理である。
[効果]
以上のように、第4の実施形態にかかるHeNB−GWは、MMEから受信したページングのメッセージに含まれる情報要素の値に基づいて、ページングの最適化処理を実施するか、通常のページング処理を実施するかを決定する。したがって、実施しようとするページングの種類に応じて、最適化処理によるページングに失敗して再度ページングを実施することによるサービス遅延の発生を回避することができる。
(第5の実施形態)
第5の実施形態にかかる発明は、第2から第4の実施形態において、UE400が最後に在圏したHeNBをHeNB−GW100が記憶する動作、すなわち図4BのS201、図11BのS401、および図12のS501を、より具体化し工夫したものである。HeNB−GW100が、UE400が在圏するHeNBの情報を頻繁に取得できない場合には、古い情報に基づいてページングの最適化動作をすることになる。そうすると、UE400は最後に在圏したHeNB−GWのセルのエリアから移動しており、ページングに失敗する可能性が高くなる。本実施形態にかかる発明は、上述した課題を解決しようとするものである。
[構成]
第5の実施形態による移動通信システムの構成は、第2の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[動作]
図16は、本発明の第5の実施形態による動作のシーケンスの一例を示す図である。以下、図を参照してHeNB300、HeNB−GW100、およびMME200の動作を説明する。
本実施形態では、図16の動作を実施する前に、図4Aまたは図11Aの動作を実施する。これらの動作は、第2の実施形態または第3の実施形態と同様であるので説明を省略する。
まず、UE400とHeNB300との間でRRC(Radio Resource Control)接続を確立する(S601)。その詳細は当業者によく知られており本発明とは直接関係しないため、説明を省略する。
次に、HeNB300は、HeNB−GW100に対して、INITIAL UE MESSAGEのメッセージを送信する(S602)。INITIAL UE MESSAGEのメッセージの詳細は、非特許文献3に記載されている。ここで、当該メッセージには、HeNB300を識別可能な情報であるECGIと、UE400を識別可能な情報であるS−TMSI(SAE Temporary Mobile Subscriber Identity)が含まれている。
続いて、HeNB−GW100は、受信したメッセージに基づいてECGIとS−TMSIとの対応付けた情報を記憶する(S603)。こうすることにより、HeNB−GW100は、UE400と、UE400が在圏したHeNB300とを対応付けて認識することが可能となる。
また、HeNB−GW100は、タイマを起動し、タイマが満了した場合にはS603で記憶した対応付けの情報をクリアする処理をする(S604)。
さて、続いてページングが実施される場合の動作を説明する。まず、HeNB−GW100は、MME200からPAGINGメッセージを受信する(S611)。当該メッセージには、ページング対象であるUE400のS−TMSIが含まれている。
次に、HeNB−GW100は、受信したメッセージに含まれるS−TMSIと対応付けられたECGIの情報が存在するか否かを判断する(S612)。ここで、S604で起動したタイマが満了する前であればS603で記憶した対応付け情報は存在し、タイマ満了によりクリアされていれば対応付け情報は存在しないことになる。
続いて、S612の判断の結果、対応付け情報が存在する場合にはページングの最適化の動作をする(S620)。ここでS620の動作は図12のS520と同様であるため、説明は省略する。一方、S612の判断の結果、対応付け情報が存在しない場合には通常のページングの動作をする(S630)。ここでS630の動作は図12のS530と同様であるため、説明は省略する。
[効果]
以上のように、第5の実施形態にかかるHeNB−GWは、RRC接続を確立する際の動作シーケンスにおけるINITIAL UE MESSAGEのメッセージに基づいて、UEが在圏するHeNBを特定する。さらに、タイマを用いることにより、UEが在圏するHeNBの情報が新しい場合のみ、当該HeNBに基づくページングの最適化の動作を実施する。そのため、UEが在圏するHeNBの情報が古い場合に当該情報に基づいてページングの最適化の動作をすることによってページングが失敗することを避けることができる。つまり、再度ページングを実施することによるサービス遅延の発生を回避することができる。また、第5の実施形態は、第2から第4の実施形態と組み合わせて実施することにより、第2から第4の実施形態にかかる効果も併せ持つことができる。
以上、本発明を好適な実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、第5の実施形態においては、UE400の識別情報としてS−TMSIを用いているが、その代わりにIMSI(International Mobile Subscriber Identity)を用いてもよい。その他、S−TMSIはUEを識別できる情報であればこれらに限られず、同様にECGIもHeNBを識別できる情報であればこれに限られない。
また、3GPPで規定される移動通信システムでは、HeNB−GWは必ずしも存在しない。このような場合、第2の実施形態において、HeNB300はMME200との間でS1APを用いたメッセージの送受信をし、HeNB−GW100の動作をMME200が行ってもよい。すなわち、本発明のHeNB300が通信する上位の装置は、HeNB−GW100とMME200のいずれであってもよい。また、当該上位の装置がMMEの場合には、HeNBをeNBに置き換えて本発明を適用することも可能である。
また、第2の実施形態では、本願発明をUE、HeNB、HeNB−GW、およびMMEから構成されるLTEの移動通信システムに適用したが、本願発明をUE、HNB(Home Node B)、HNB−GW(HNB Gateway)、およびMSC(Mobile Switching Center)/SGSN(serving GPRS support node)から構成される3G(3rd Generation)の移動通信システムに適用することも可能である。さらに、HNBやHeNBといったフェムト基地局ではなく、NB(Node B)やeNB(evolved Node B)といったマクロ基地局で構成される移動通信システムに本願発明を適用してもよい。
この出願は、2012年9月25日に出願された日本出願特願2012−210767を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
10 ゲートウェイ装置
11 記憶部
12 処理部
13 送信部
100 HeNB−GW
200 MME
300、310、320、330 HeNB
400 UE
101、201、301、311、321、331、401 送受信部
102、202、302、312、322、332、402 処理部
103、203、303、313、323、333、403 記憶部

Claims (8)

  1. 複数の無線基地局から各無線基地局の環境情報を受信する受信部と、
    無線基地局の前記環境情、及び移動局が在圏した無線基地局を記憶するメモリと、
    前記移動局が最後に在圏した無線基地局の近傍の無線基地局をページングメッセージの送信先として決定するために、前記最後に在圏した無線基地局の環境情報に類似する環境情報を持つ無線基地局を判断し、前記移動局が最後に在圏した無線基地局及び当該最後に在圏した無線基地局の環境情報に類似する環境情報を持つ無線基地局を、ページングメッセージの送信先として決定する処理を実行するコントローラと、
    前記処理により決定した無線基地局に対して、ページングメッセージを送信する送信部と、
    を有するゲートウェイ装置。
  2. 前記受信部は、コアネットワーク装置からページングメッセージをさらに受信する、
    請求項1に記載のゲートウェイ装置。
  3. 前記受信部は、前記無線基地局からメッセージをさらに受信し、
    前記受信したメッセージは、前記移動局の識別子と前記無線基地局の識別子とを対応付けた情報とを含み、
    前記コントローラは、前記受信したメッセージに基づいて、前記移動局が在圏した前記無線基地局を識別する、
    請求項1又は2に記載のゲートウェイ装置。
  4. 前記コントローラは、
    所定の時間が経過したときに前記対応付けた情報を削除する、
    請求項に記載のゲートウェイ装置。
  5. 移動通信システムはThird Generation Partnership Project(3GPP)で規定されるLong Term Evolution(LTE)の移動通信システムであり、
    前記移動局は、User Equipment(UE)であり、
    前記無線基地局はHome evolved Node B(HeNB)であり、
    前記ゲートウェイ装置はHeNB Gateway(HeNB−GW)である、
    請求項1からのいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
  6. 記環境情報は、
    GPSに関する情報、
    前記無線基地局に割り当てられるIPアドレス、
    前記無線基地局が設置される場所に関する住所、
    郵便番号、または
    電話番号
    うちの少なくとも1つを含む、
    請求項1からのいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
  7. 複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局と通信するゲートウェイ装置と、を有する移動通信システムであって、
    前記無線基地局は、
    前記無線基地局の環境情報を前記ゲートウェイ装置に送信し、
    前記ゲートウェイ装置は、
    前記複数の無線基地局から各無線基地局の前記環境情報を受信する受信部と、
    無線基地局の前記環境情報、及び移動局が在圏した無線基地局を記憶するメモリと、
    前記移動局が最後に在圏した無線基地局の近傍の無線基地局をページングメッセージの送信先として決定するために、前記最後に在圏した無線基地局の環境情報に類似する環境情報を持つ無線基地局を判断し、前記移動局が最後に在圏した無線基地局、及び当該最後に在圏した無線基地局の環境情報に類似する環境情報を持つ無線基地局を、ページングメッセージの送信先として決定する処理を実行するコントローラと、
    前記処理により決定した無線基地局に対して、ページングメッセージを送信する送信部と、
    を有する移動通信システム。
  8. 複数の無線基地局から各無線基地局の環境情報を受信するステップと、
    無線基地局の前記環境情、及び移動局が在圏した無線基地局を記憶するステップと、
    前記移動局が最後に在圏した無線基地局の近傍の無線基地局をページングメッセージの送信先として決定するために、前記最後に在圏した無線基地局の環境情報に類似する環境情報を持つ無線基地局を判断し、前記移動局が最後に在圏した無線基地局、及び当該最後に在圏した無線基地局の環境情報に類似する環境情報を持つ無線基地局を、ページングメッセージの送信先として決定する処理を実行するステップと、
    前記処理により決定した無線基地局に対して、ページングメッセージを送信するステップと、
    を有するページング方法。
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