JP6803817B2 - 移動通信ネットワークの制御装置及び基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信ネットワークの制御技術に関する。

非特許文献１は、第４世代移動通信システム（以下、４Ｇシステムと呼ぶ。）を開示している。図１は、４Ｇシステムの説明図である。図１において、ＰＧＷ５３は、インターネット等の外部ネットワークとの境界に設けられるゲートウェイ装置であり、ＳＧＷ５２は、ＰＧＷ５３と、複数の基地局装置（以下、単に、基地局と呼ぶ）との間でパケットの転送を行う装置である。４Ｇシステムを含む移動通信システムにおいては、通常、トラッキングエリア（ＴＡ）が定義される。ＴＡは、複数の基地局のサービス提供エリア（セル）をまとめたエリアであり、各基地局は、自装置の識別子のみならず、自装置が属するＴＡの識別子をブロードキャストする。これにより、ユーザ装置（ＵＥ）５０は、自身が在圏するセル及びＴＡを認識する。そして、アイドル状態のＵＥ５０は、異なるＴＡに移動したときや、ＴＡ間の移動が無くとも所定時間が経過すると、在圏するセルの基地局５１を介してモビリティ管理装置（ＭＭＥ）５４に現在のＴＡを報告する（トラッキングエリアアップデート（ＴＡＵ））。これにより、ＭＭＥ５４は、アイドル状態のＵＥ５０の位置を、ＴＡを単位として管理している。なお、図１の構成において、ＵＥ５０と基地局５１との区間は無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）と呼ばれ、基地局５１からＰＧＷ５３までの区間はコアネットワーク（ＣＮ）と呼ばれる。

４Ｇシステムにおいては、図１の実線で示す様に、アイドル状態のＵＥ５０に対しては、ＰＧＷ５３からＳＧＷ５２までのコネクションが事前に設定される。したがって、外部ネットワークからＰＧＷ５３に、ＵＥ５０へのパケットが到着すると、当該パケットは、事前に設定されているコネクションを使用してＳＧＷ５２までは転送される。ＳＧＷ５２は、アイドル状態のＵＥ５０へのパケットを受信すると、ＭＭＥ５４にその旨を通知する。ＭＭＥ５４は、当該通知を受けると、ＵＥ５０が在圏するＴＡに含まれる複数の基地局にページングを指示し、当該複数の基地局は、それぞれ、ＵＥ５０に対してページングを行う。ページングを受信したＵＥ５０は、在圏するセルの基地局５１との間で無線ベアラを確立し、確立した無線ベアラを介して、ＭＭＥ５４にサービス要求を送信する。サービス要求を受信したＭＭＥ５４は、基地局５１とＳＧＷ５２それぞれに、ＵＥ５０のためのコネクションを設定するのに必要な情報を送信する。これにより、ＳＧＷ５２から基地局５１を介してＵＥ５０に至るコネクションが確立され、ＵＥ５０はアクティブ状態に移行する。その後、ＳＧＷ５２は、受信してバッファしていたパケットをアクティブ状態のＵＥ５０に送信する。

３ＧＰＰ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｓｐｅｃｔｓ；Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ） ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ） ａｃｃｅｓｓ （Ｒｅｌｅａｓｅ １３）

上述した様に、現在の構成では、アイドル状態のユーザ装置のために、外部ネットワークからコアネットワークの一部の区間までのコネクションのみが事前に設定されている。そして、当該区間の端部のＳＧＷ５２は、アイドル状態のユーザ装置のためのパケットを受信すると、そのパケットをバッファして、アイドル状態のユーザ装置までのコネクションの確立をＭＭＥ５４に依頼し、コネクションの確立後にバッファしていたパケットの送信を行っている。したがって、アイドル状態のユーザ装置宛てのパケットには遅延が生じる。

現在の所、移動通信ネットワークのユーザ装置としては、スマートフォンやタブレットの様な、人が使用するものが大部分を占めている。しかしながら、今後は、人以外の"もの"にユーザ装置が組み込まれて使用される形態（つまり、ＩｏＴ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）の増加が予想される。ＩｏＴにおいて、ユーザ装置は、例えば、機械に組み込まれ、或いは、機械に取り付けられ、当該機械の遠隔制御のための情報の送受信のために使用される。このような場合、ユーザ装置への伝送遅延をできるだけ小さくすることが必要となる。

本発明は、伝送遅延を小さくできる、移動通信ネットワークの制御装置及び基地局装置を提供するものである。

本発明の一態様によると、移動通信ネットワークの制御装置は、第１基地局のセルに在圏し、前記第１基地局との無線ベアラを有するアクティブ状態のユーザ装置のために、外部ネットワークに接続される転送装置と前記第１基地局とを接続するコネクションを設定し、前記ユーザ装置が前記アクティブ状態から、前記無線ベアラを有さないアイドル状態に遷移した後も、前記ユーザ装置のために前記コネクションを維持する様に前記移動通信ネットワークを制御する制御手段と、前記アイドル状態の前記ユーザ装置が、在圏するセルの基地局を介して前記制御装置に送信する第１信号を受信する受信手段と、を備え、前記アイドル状態の前記ユーザ装置のために前記コネクションを維持している間に、前記受信手段が前記第１基地局とは異なる基地局から連続して閾値回数だけ前記第１信号を受信すると、前記制御手段は、前記移動通信ネットワークを制御して、前記転送装置と前記第１信号を最後に前記受信手段に送信した基地局とを接続する様に前記コネクションを変更することを特徴とする。

本発明によると、伝送遅延を小さくすることができる。

課題の説明図。 一実施形態による事前コネクション設定の説明図。 一実施形態による事前コネクション設定のシーケンス図。 一実施形態によるパケット転送処理のシーケンス図。 一実施形態によるパケット転送処理の説明図。 一実施形態によるパケット転送処理のシーケンス図。 一実施形態によるパケット転送処理の説明図。 一実施形態による制御装置の構成図。 一実施形態による基地局の構成図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図２は、本実施形態を説明するための移動通信ネットワークの構成図である。コアネットワークは、ＵＰＦ（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）１２及び１３と、基地局１１及び１５と、制御装置１４と、を含んでいる。ＵＰＦは、第５世代移動通信システム（以下、５Ｇシステムと呼ぶ。）で用いられている用語であり、４ＧシステムのＳＧＷ及びＰＧＷに対応する装置、つまり、パケットの転送装置である。基地局１１及び１５は、それぞれ、セルと呼ばれる所定の範囲にサービスを提供し、対応するセル内のユーザ装置（ＵＥ）１０との間で無線ベアラを確立して、ＵＥ１０とＵＰＦとの間のパケット転送を行う。図２において、基地局１１と基地局１５は、同じＴＡに属している。なお、５Ｇシステムにおいて、基地局は、ＲＡＮ（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はＡＮ（Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）とも呼ばれる。制御装置１４は、例えば、５ＧシステムにおけるＡＭＦ（Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、ＳＭＦ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、ＵＤＭ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）、ＰＣＦ（Ｐｏｌｉｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、ＡＦ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、ＡＵＳＦ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の総称である。制御装置１４は、１つの装置ではなく、複数の場所に分散配置される、複数の装置により実現することもできる。なお、本発明は、５Ｇシステムに限定されるものではなく、任意の規格による移動通信システムに適用することができる。

図２において、ＵＰＦ１３とＵＰＦ１２とを結ぶ実線と、ＵＰＦ１２と基地局１１とを結ぶ実線は、アイドル状態のＵＥ１０のために事前に設定されるコネクションを示している。また、基地局１１と基地局１５とを結ぶ破線は、所謂、基地局のＸ２インタフェース間を接続する通信線を示している。また、制御装置１４と他の装置を接続する点線は、制御線を示している。なお、図２においては、図の簡略化のため、その他の通信線は示していない。つまり、例えば、ＵＰＦ１２と基地局１５とを結ぶ通信線も存在しているが、図２においては、示していない。

図２に示す様に、本実施形態では、従来と異なり、アイドル状態のＵＥ１０のために、外部ネットワークから基地局１１まで、コネクションを事前に設定しておく。図３は、この事前のコネクションの設定のためのシーケンス図である。Ｓ１で、ＵＥ１０は、制御装置１４に現在のＴＡを報告するために、在圏セルの基地局１１に位置情報メッセージを送信し、基地局１１は、Ｓ２で、位置情報メッセージを制御装置１４に転送する。つまり、図３の処理は、所謂、ＴＡＵであり、ＵＥ１０は、在圏するＴＡが変化した場合や、ＴＡの変化がないまま所定の期間が経過すると、位置情報メッセージを在圏するセルの基地局１１に送信する。制御装置１４は、これにより、ＵＥ１０が在圏しているセル及びＴＡを認識する。位置情報メッセージをＵＥ１０から受信すると、制御装置１４は、外部ネットワークとＵＥ１０が在圏しているセルの基地局１１との間の経路を決定する。本例では、この経路上のＵＰＦが、ＵＰＦ１２及び１３である場合を示している。なお、外部ネットワークから基地局１１までの経路に存在するＵＰＦの数は、１つであっても、３つ以上であっても良い。制御装置１４は、Ｓ３〜Ｓ５において、決定した経路上のＵＰＦ１２及び１３それぞれと、基地局１１に対してコネクションの設定を指示する。この指示には、コネクションを設定する対向装置についての情報も含まれる。本例では、このコネクションは、トンネリングプロトコルにより設定されるトンネルとするが、本発明のコネクションは、トンネリングプロトコルにより設定されるトンネルに限定されない。ＵＰＦ１２及び１３並びに基地局１１は、それぞれ、指示された対向装置とコネクションを設定し、これにより、図２に示す様な、ＵＰＦ１２とＵＰＦ１３との間のコネクションと、ＵＰＦ１２と基地局１１との間のコネクションが設定される。つまり、外部ネットワークに接続するＵＰＦ１３から基地局１１に至る事前のコネクションが設定される。

図４は、外部ネットワークからＵＰＦ１３に、アイドル状態であるＵＥ１０へのパケットが到着した際のシーケンスを示している。なお、図４において、ＵＥ１０は、依然、基地局１１のセルに在圏している。ＵＰＦ１３は、Ｓ１０で、事前に設定しているＵＥ１０のコネクションにパケットを送信する。これにより、当該パケットは、ＵＰＦ１２を介して基地局１１に到達する。基地局１１は、ＵＥ１０宛てのパケットを受信すると、当該パケットをバッファする。そして、基地局１１は、Ｓ１１で、ＵＥ１０をページングする。本例において、ＵＥ１０は、基地局１１のセルに在圏している。したがって、ＵＥ１０は、ページングの応答として、Ｓ１２で、接続設定を送信し、基地局１１との間で無線ベアラを確立する。これにより、基地局１１は、バッファしていたパケット及び無線ベアラ確立後に受信したＵＥ１０宛てのパケットを、Ｓ１３で、順次、ＵＥ１０に送信する。

続いて、図５に示す様に、図３に示すＴＡＵの後、ＵＥ１０が、基地局１５のセルに移動したが、図３の処理からの経過時間が短いため、次のＴＡＵが行われておらず、よって、ＵＥ１０のための事前のコネクションが、ＵＰＦ１３から基地局１１に対して設定されている場合について図６を用いて説明する。図４と同様に、ＵＰＦ１３は、Ｓ１０で、事前に設定しているＵＥ１０のためのコネクションにパケットを送信し、当該パケットは、ＵＰＦ１２を介して基地局１１に到達する。基地局１１は、パケットを受信すると、当該パケットをバッファした上で、Ｓ１１で、ＵＥ１０をページングする。本例において、ＵＥ１０は、基地局１１のセルに在圏していないため、ＵＥ１０からの応答はない。基地局１１は、所定期間内にＵＥ１０からの応答がないと、Ｓ２０で、Ｘ２インタフェースにより、１つ以上の隣接基地局にＵＥ１０へのページング要求を送信する。基地局１５は、この隣接基地局の１つである。基地局１１からページング要求を受信した隣接基地局は、それぞれ、ＵＥ１０をページングする。本例において、ＵＥ１０は、基地局１５のセルに在圏している。したがって、ＵＥ１０は、Ｓ２２で、基地局１５に接続設定を送信して、基地局１５との間で無線ベアラを設定する。ＵＥ１０と無線ベアラを設定した基地局１５は、Ｓ２３で、ページングの要求元である基地局１１に、ＵＥ１０からページングの応答を受信したこと（成功）を通知する。また、基地局１５は、基地局１１からページング要求を受信したことにより、ＵＥ１０のための事前のコネクションが、他の基地局に向けて設定されていることを認識する。したがって、基地局１５は、Ｓ２４で、制御装置１４に、ＵＥ１０のために設定されたコネクションの変更要求を送信する。

制御装置１４は、Ｓ２４で、基地局１５からＵＥ１０のために設定されたコネクションの変更要求を受信すると、現在、ＵＰＦ１３から基地局１１に設定されているコネクションを、ＵＰＦ１３から基地局１５に至る様に変更する処理を行う。本例において、制御装置１４は、図７に示す様に、ＵＰＦ１２とＵＰＦ１３との間のコネクションはそのままとし、ＵＰＦ１２と基地局１５との間に新たなコネクションを設定し、ＵＰＦ１２と基地局１１との間のコネクションを削除したものとする。なお、図７の様にコネクションを変更する前にＵＰＦ１２に到着したＵＥ１０宛てのパケットは、基地局１１に向けて送信され、変更後にＵＰＦ１２に到着したＵＥ１０宛てのパケットは、基地局１５に向けて送信される。

一方、Ｓ２３で基地局１５から通知を受けた基地局１１は、Ｓ２５で、ＵＥ１０宛てのパケットを順に基地局１５に送信し、基地局１５は、Ｓ２６で、これらパケットをＵＥ１０に送信する。なお、Ｓ２５で、基地局１１が基地局１５に送信するＵＥ１０宛てのパケットは、Ｓ１０から、Ｓ２４での変更要求によりＵＰＦ１２と基地局１１との間のＵＥ１０のためのコネクションが削除されるまでに受信した総てのＵＥ１０宛てのパケットである。また、図示してはいないが、Ｓ２４でのコネクションの変更後、基地局１５は、ＵＥ１０宛てのパケットをＵＰＦ１２からも直接受信するが、このＵＰＦ１２から直接受信したパケットも基地局１５は、ＵＥ１０に送信する。なお、ＵＥ１０宛てのパケットの外部ネットワークからの到着タイミングと、Ｓ２４でのＵＥ１０のためのコネクション変更のタイミングによっては、基地局１５は、ある期間、基地局１１とＵＰＦ１２の両方からＵＥ１０宛てのパケットを受信する。しかしながら、パケットの順序番号に基づき、基地局１５は、外部ネットワークからの到着順序と同じ順序で、パケットをＵＥ１０に送信することができる。

なお、ＵＥ１０が、基地局１１と同じＴＡであるが、基地局１１とは直接Ｘ２インタフェースで接続されていない他の基地局のセルに在圏している場合、図６のＳ２１でも、ページングに対する応答はない。よって、Ｓ２０でページング要求を受けた総ての隣接基地局は、所定期間内にＵＥ１０からの応答がないと、ページング要求を送信した隣接基地局以外の各隣接基地局にページング要求を行う。

本実施形態において、ＵＥ１０は、ＩｏＴの様に、移動範囲の小さい何らかの機械に組み込まれて、或いは、取り付けられて使用する装置であることを想定している。このような場合、ＵＥ１０が在圏するセルは基本的に変化しないか、変化しても隣接する２つのセルの範囲程度である場合が大部分である。したがって、その様な、ＵＥ１０に対しては、ＴＡＵの際に把握できる在圏セルの基地局までコネクションを事前に設定しておく。これにより、コネクションの端部の基地局は、アイドル状態のＵＥ１０宛てのパケットを受信すると、制御装置１４にコネクションの設定を依頼することなく、単に、ページングを行い、ＵＥ１０が、在圏していると、ＵＥ１０との間で無線ベアラを確立して直ちにパケットをＵＥ１０に送信することができる。よって、アイドル状態のＵＥ１０宛てのパケットの伝送遅延の増加を抑えることができる。なお、ＵＥ１０が、コネクションが事前に設定されている基地局に在圏していない場合であっても、上述した様に、ＵＥ１０の移動範囲は限定されているため、隣接基地局にページング要求を送信してページングさせることで、隣接基地局を介してＵＥ１０宛てのパケットをＵＥ１０に送信でき、よって、アイドル状態のＵＥ１０宛てのパケットの伝送遅延の増加を抑えることができる。

なお、例えば、本実施形態の様に、基地局まで事前にコネクションを設定するＵＥ１０については、例えば、契約内容により判定することができる。例えば、ＩｏＴで使用されるＵＥ１０と、通常のＵＥとでは、通信量や、そのトラフィックパターンが大きく異なり、よって、ＩｏＴ用のＵＥ１０と、通常のＵＥとでは、料金体系、つまり、契約形態が異なることが予想される。したがって、契約内容により、制御装置１４は、本実施形態の様に基地局まで事前にコネクションを設定するＵＥ１０と、基地局まで事前にコネクションを設定せず、従来通り、コアネットワーク内のいずれかのＵＰＦまでのみに事前にコネクションを設定するＵＥとを区別して、事前に設定するコネクションを制御することができる。

なお、本実施形態では、図３に示す様に、ＴＡＵの際に、制御装置１４は、ＵＥ１０の在圏セルを判定し、ＵＥ１０が在圏するセルの基地局まで事前にコネクションを設定している。しかしながら、事前にコネクションを設定するためのトリガは、ＴＡＵのためにＵＥ１０が制御装置１４に送信する信号に限定されない。例えば、ＵＥ１０の電源投入時等に行う制御装置１４への登録処理の際、ＵＥ１０は、在圏するセルの基地局を介して制御装置１４に登録要求信号を送信する。したがって、制御装置１４は、このとき、ＵＥ１０が在圏するセルの基地局まで、事前にコネクションを設定することができる。つまり、事前にコネクションを設定するトリガとなる信号は、アクティブ状態ではないＵＥ１０が、在圏するセルの基地局を介して制御装置１４に送信する任意の信号とすることができる。

また、例えば、図３の処理により基地局１１までコネクションを設定した後、図５に示す様に、ＵＥ１０が基地局１５のセル内に移動し、所定期間が経過したことで、ＵＥ１０が、基地局１５を介してＴＡＵを行ったものとする。この場合、制御装置１４は、ＵＰＦ１３からＵＰＦ１２を介して基地局１１まで設定していたＵＥ１０のためのコネクションを、例えば、図７に示す様に、ＵＰＦ１３からＵＰＦ１２を介して基地局１５に至る様に変更する。しかしながら、ＵＥ１０が、例えば、基地局１１と基地局１５との間を繰り返し移動すると、ＴＡＵの度にコネクションの変更を行わなければならなくなる。アイドル状態であるＵＥ１０宛てのトラフィックの発生頻度が低くなければ、事前のコネクションの変更は無駄にはならないが、ＵＥ１０宛てのトラフィックの発生頻度が低いと、大部分の変更は、無駄な作業となってしまう。

したがって、制御装置１４は、例えば、ＵＥ１０のための事前のコネクションが設定されている基地局１１とは異なる基地局を介したＴＡＵが複数回だけ行われて初めて、コネクションを変更する構成とすることができる。なお、このとき、制御装置１４は、外部ネットワークから、当該複数回のＴＡＵのうちの最後のＴＡＵを中継した基地局に至る様にＵＥ１０のための事前のコネクションを変更する。なお、コネクションを変更するまでのＴＡＵの閾値回数は固定値であっても良いが、例えば、アイドル状態のＵＥ１０宛てのトラフィックの発生頻度により設定することができる。例えば、アイドル状態のＵＥ１０宛てのトラフィックの発生頻度が高いと、閾値回数を低くし、トラフィックの発生頻度が低いと、閾値回数を高くすることができる。この構成により、アイドル状態のＵＥ１０宛てのトラフィックの発生頻度が低い場合に、事前のコネクションを無駄に変更することを防ぐことができる。

なお、この場合においても、制御装置１４は、例えば、ＵＥ１０のための事前のコネクションが設定されている基地局１１の隣接基地局ではない基地局を介したＴＡＵが行われると、コネクションを変更する構成とすることができる。つまり、制御装置１４は、ＵＥ１０のための事前のコネクションが設定されている基地局１１の隣接基地局を介したＴＡＵが行われても、直ちに、コネクションを変更せず、隣接基地局を介したＴＡＵが連続して閾値回数だけ行われると、コネクションを変更する。なお、隣接基地局を介したＴＡＵが閾値回数だけ行われる前に、事前のコネクションが設定されている基地局１１を介したＴＡＵが行われると、ＴＡＵの回数のカウントをリセットする。また、隣接基地局を介したＴＡＵが閾値回数だけ行われる前に、隣接基地局ではない基地局を介したＴＡＵが行われると、制御装置１４は、直ちに、コネクションを変更する。なお、アイドル状態のＵＥ１０宛てのトラフィックの発生頻度が大変低い場合には、ＵＥ１０のための事前のコネクションが設定されている基地局１１の隣接基地局であるか否かに拘らず、基地局１１以外の基地局を介したＴＡＵの回数が閾値回数に達すると、コネクションを変更するが、基地局１１の隣接基地局以外の基地局を介したＴＡＵを検出した際に閾値回数を小さくして、コネクションの変更までの時間を短くする構成とすることができる。

なお、当然ではあるが、基地局まで事前のコネクションを設定するＵＥがアクティブ状態からアイドル状態に移行すると、無線ベアラのみを削除して、外部ネットワークから基地局までのコネクションについては維持する。なお、基地局まで事前のコネクションを設定するＵＥ１０がＩｏＴに使用されるものであるとして本実施形態を説明したが、本発明は、その様な形態に限定されない。つまり、ＵＥ１０の形態に拘らず、移動範囲の小さいＵＥに対して本発明を適用することができる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態において、ＵＥ１０は、電源投入時と、ＴＡＵ処理において、位置情報メッセージを制御装置１４に送信し（図３のＳ１）、これにより、制御装置１４は、ＵＥ１０に対する事前のコネクションを制御していた。ＴＡＵは、上述した様に、ＵＥ１０が異なるＴＡに移動したときと、異なるＴＡに移動しないまま所定期間が経過した際に行われる。一方、本実施形態において、ＵＥ１０は、在圏セルを変更する度に位置情報を制御装置１４に送信（図３のＳ１）する。この構成により、図６に示す様な、ＵＥ１０のための事前のコネクションが設定されている基地局と、ＵＥ１０が在圏するセルの基地局とが異なる状態の発生確率を抑えることができる。したがって、隣接基地局にページング要求を行って、隣接基地局にページングさせることによる遅延の発生を抑えることができる。なお、本実施形態においても、ＵＥ１０宛てのトラフィックの発生頻度が低い場合、制御装置１４は、事前のコネクションが設定されている基地局とは異なる基地局を介した位置情報メッセージ（図３のＳ１及びＳ２）を複数回受信した後にコネクションを変更する構成とすることができる。

＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について第一実施形態及び第二実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態及び第二実施形態において、制御装置１４は、基地局まで事前にコネクションを設定するＵＥ１０を、例えば、契約内容により判定していた。本実施形態において、制御装置１４は、ＵＥ１０の移動パターンにより、基地局まで事前にコネクションを設定するか否かを判定する。なお、以下の説明において、基地局まで事前にコネクションを設定するＵＥ１０を、第１ＵＥと呼び、従来通り、基地局ではなく、ＵＰＦまでのコネクションを事前に設定するＵＥ１０を、第２ＵＥと呼ぶものとする。

制御装置１４は、ＵＥ１０を、初期的に、第１ＵＥ又は第２ＵＥに分類する。例えば、初期的に、総てのＵＥ１０を、第２ＵＥに分類することができる。或いは、契約内容に基づき、初期的に、第１ＵＥ又は第２ＵＥに分類することができる。その後、制御装置１４は、所定の単位時間毎に、ＵＥ１０による位置情報メッセージ（図３のＳ１）の送信回数をカウントする。なお、図３のＳ１の処理は、第一実施形態の様にＴＡＵに対応するものであっても、第二実施形態の様に在圏セルが変更となった場合、或いは、在圏セルの変更がないまま所定時間が経過した場合に送信するものであっても良い。いずれにしても、所定の単位時間当たりにおける位置情報メッセージの送信回数は、ＴＡ（第一実施形態）又は在圏セル（第二実施形態）の変更が多い程、多くなる。制御装置１４は、この単位時間当たりにおける位置情報の送信回数が所定の閾値より大きいＵＥについては、第２ＵＥと判定し、所定の閾値以下であるＵＥについては、第１ＵＥと判定する。

そして、制御装置１４は、第１ＵＥについては、アイドル状態であっても外部ネットワークから基地局までのコネクションを維持し、第２ＵＥについては、従来通り、アイドル状態である間には、外部ネットワークからＵＰＦまでのコネクションを維持する。

以上、本実施形態では、ＵＥの移動パターンを判定し、どの様に事前のコネクションを設定するかを決定する。したがって、基地局まで事前にコネクションを設定したＵＥが、当該基地局とは大きく離れた基地局のセルに在圏し、よって、かえって伝送遅延を大きくしてしまうことを防ぐことができる。

続いて、第一実施形態から第三実施形態それぞれの制御装置１４の構成について図８を用いて説明する。送受信部１４３は、他の装置と制御信号を送受信する。決定部１４１は、各ＵＥについて、外部ネットワークから基地局まで事前のコネクションを設定するか否かを決定する。この決定は、例えば、ＵＥの契約内容に基づき行うことができる。或いは、この決定は、ＵＥ１０が制御装置１４に送信する位置情報メッセージ（図３のＳ１）の頻度を判定し、この判定結果に基づき行うことができる。制御部１４２は、事前のコネクションの設定や変更のための総ての制御を行う。例えば、外部ネットワークから基地局まで事前のコネクションを設定するＵＥに対しては、その経路を決定してコアネットワークの各装置に当該コネクションを設定させる制御を行う。また、基地局まで事前のコネクションを設定しているＵＥから位置情報を受信しても直ちに変更を行わない構成では、変更を行うまでの閾値回数の設定等も行う。

図９は、各実施形態の基地局１１の構成図である。なお、基地局１５の構成も同様である。無線通信部１１５は、ＵＥ１０との無線通信を処理する。第１送受信部１１１は、ＵＰＦとの通信を処理する。第２送受信部１１２は、所謂、Ｘ２インタフェースであり、隣接基地局との通信を処理する。ページング処理部１１４は、事前のコネクションを介してＵＥ宛てのパケットを受信した場合や、第２送受信部１１２を介して隣接基地局からＵＥへのページング要求を受信すると、当該ＵＥをページングする。制御部１１３は、基地局全体の制御部であり、かつ、制御装置１４との通信を処理する。例えば、制御部１１３は、パケットの転送処理を行う。また、制御部１１３は、制御装置１４からの指示に応答して、ＵＰＦとの間で、ＵＥのための事前のコネクションを設定する。また、制御部１１３は、事前のコネクションを介してＵＥ宛てのパケットを受信したことにより、当該ＵＥをページングしたが、当該ＵＥから応答を受信しない場合、第２送受信部１１２を介して隣接基地局にページング要求を行う。また、制御部１１３は、第２送受信部１１２を介して隣接基地局からＵＥへのページング要求を受信し、ページングを行った結果、ＵＥから応答を受信すると、第２送受信部１１２を介して隣接基地局に応答を受信した旨を通知し、かつ、制御装置１４にコネクションの変更要求を行う。

なお、本発明は、コンピュータを上記制御装置として動作させるプログラムにより実現することができる。また、本発明は、基地局のプロセッサで実行され、それにより当該基地局に図３、４及び６で説明した処理を実行させるプログラムにより実現することができる。これら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、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

１４３：送受信部、１４２：制御部

Claims (11)

1. 移動通信ネットワークの制御装置であって、
   第１基地局のセルに在圏し、前記第１基地局との無線ベアラを有するアクティブ状態のユーザ装置のために、外部ネットワークに接続される転送装置と前記第１基地局とを接続するコネクションを設定し、前記ユーザ装置が前記アクティブ状態から、前記無線ベアラを有さないアイドル状態に遷移した後も、前記ユーザ装置のために前記コネクションを維持する様に前記移動通信ネットワークを制御する制御手段と、
   前記アイドル状態の前記ユーザ装置が、在圏するセルの基地局を介して前記制御装置に送信する第１信号を受信する受信手段と、
   を備え、
   前記アイドル状態の前記ユーザ装置のために前記コネクションを維持している間に、前記受信手段が前記第１基地局とは異なる基地局から連続して閾値回数だけ前記第１信号を受信すると、前記制御手段は、前記移動通信ネットワークを制御して、前記転送装置と前記第１信号を最後に前記受信手段に送信した基地局とを接続する様に前記コネクションを変更することを特徴とする制御装置。
2. 前記制御手段は、前記閾値回数を、前記アイドル状態の前記ユーザ装置に対して発生するトラフィックの頻度に基づき設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記アイドル状態の前記ユーザ装置に対して発生するトラフィックの頻度が低い程、前記閾値回数を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 移動通信ネットワークの制御装置であって、
   第１基地局のセルに在圏し、前記第１基地局との無線ベアラを有するアクティブ状態のユーザ装置のために、外部ネットワークに接続される転送装置と前記第１基地局とを接続するコネクションを設定し、前記ユーザ装置が前記アクティブ状態から、前記無線ベアラを有さないアイドル状態に遷移した後も、前記ユーザ装置のために前記コネクションを維持する様に前記移動通信ネットワークを制御する制御手段と、
   前記アイドル状態の前記ユーザ装置が、在圏するセルの基地局を介して前記制御装置に送信する第１信号を受信する受信手段と、
   を備え、
   前記アイドル状態の前記ユーザ装置のために前記コネクションを維持している間に、前記受信手段が前記第１基地局の隣接基地局ではない第２基地局から前記第１信号を受信すると、前記制御手段は、前記移動通信ネットワークを制御して、前記転送装置と前記第２基地局とを接続する様に前記コネクションを変更するが、前記受信手段が前記第１信号を前記第１基地局の隣接基地局である第３基地局から受信した場合には、前記第３基地局から連続して閾値回数だけ前記第１信号を受信するまで、前記転送装置と前記第３基地局とを接続する様に前記コネクションを変更しないことを特徴とする制御装置。
5. 移動通信ネットワークの制御装置であって、
   ユーザ装置が在圏するセルの基地局を介して、前記ユーザ装置が前記制御装置に送信する第１信号を受信する受信手段と、
   前記ユーザ装置が前記第１信号を送信する頻度を判定する判定手段と、
   前記移動通信ネットワークを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、基地局との無線ベアラを有するアクティブ状態の前記ユーザ装置のために、外部ネットワークに接続される転送装置と、当該ユーザ装置が在圏するセルの基地局とを接続するコネクションを設定し、前記ユーザ装置が前記アクティブ状態から、前記無線ベアラを有さないアイドル状態に遷移した後も、前記アイドル状態に遷移した前記ユーザ装置のために前記コネクションを維持するか否かを、前記判定手段が判定した前記頻度に基づき制御することを特徴とする制御装置。
6. 前記制御手段は、前記頻度が閾値以下であると、前記アイドル状態に遷移した前記ユーザ装置のために、前記コネクションを維持する様に前記移動通信ネットワークを制御することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御手段は、前記アイドル状態に遷移した前記ユーザ装置のために、前記コネクションを維持しない場合、前記コネクションの一部を削除する様に前記移動通信ネットワークを制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の制御装置。
8. 前記第１信号は、前記ユーザ装置が、在圏するトラッキングエリアを前記制御装置に通知するための信号、及び、在圏するセルを前記制御装置に通知するための信号の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 基地局装置との無線ベアラを有するアクティブ状態のユーザ装置のために、外部ネットワークに接続される転送装置と前記基地局装置とを接続するコネクションを設定し、前記ユーザ装置が前記アクティブ状態から、前記無線ベアラを有さないアイドル状態に遷移した後も、前記ユーザ装置のために前記コネクションを維持する様に構成された移動通信ネットワークの基地局装置であって、
   隣接基地局装置から、前記アイドル状態のユーザ装置へのページング要求を受信する受信手段と、
   前記ページング要求の受信に応答して、前記アイドル状態のユーザ装置をページングするページング手段と、
   ページングした前記ユーザ装置から前記ページングの応答を受信すると、前記隣接基地局装置に前記ユーザ装置から応答を受信したことを通知する通知手段と、
   ページングした前記ユーザ装置から前記ページングの応答を受信すると、前記アイドル状態の前記ユーザ装置のために設定されている、前記外部ネットワークと他の基地局装置とを接続する前記コネクションを、前記外部ネットワークと自装置とを接続する様に変更することを、前記移動通信ネットワークの制御装置に要求する要求手段と、
   ページングした前記ユーザ装置から前記ページングの応答を受信すると、前記ユーザ装置との間で無線ベアラを確立するベアラ確立手段と、
   前記通知の応答として、前記隣接基地局装置から前記ユーザ装置を宛先とするパケットを受信すると、前記無線ベアラを介して当該パケットを前記ユーザ装置に送信する送信手段と、
   を備えていることを特徴とする基地局装置。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載の制御装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
11. 基地局装置のプロセッサで実行されると当該基地局装置を請求項９に記載の基地局装置として動作させることを特徴とするプログラム。

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