JP7127944B2 - ゲートウェイ装置、及び制御方法 - Google Patents

Description

本開示はゲートウェイ装置、移動管理装置、基地局、通信方法、制御方法、ページング方法、及びプログラムに関し、特に通信端末のページング処理を行うゲートウェイ装置、移動管理装置、基地局、通信方法、制御方法、ページング方法、及びプログラムに関する。

モバイルネットワークに関する標準規格を規定する３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、通信端末であるＵＥ（User Equipment）が制御装置であるＭＭＥ（Mobility Management Entity）へ在圏エリア（TA:Tracking Area）変更を通知するために実施される処理である、ＴＡＵ（Tracking Area Update）処理が規定されている。例えば、非特許文献１の5.3.3.1節に、ＴＡＵ処理の詳細が規定されている。ＴＡＵ処理においては、ＵＥの識別子として、ＵＥ固有の識別子であるＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）ではなく、ＭＭＥが事前にＵＥへ払い出したTemporary ID（Identity）であるＧＵＴＩ（Globally Unique Temporary UE Identity）が用いられる。ＧＵＴＩは、セキュリティの観点から定期的に変更されることが望ましい。そのため、ＧＵＴＩは、GUTI Reallocation処理（非特許文献１の5.3.7節 参照）において変更される。GUTI Reallocation処理は、ＴＡＵ処理の中で、もしくはＴＡＵ処理とは独立した契機で、実施されてもよい。これにより、変更後のＧＵＴＩが、ＭＭＥからＵＥへ通知される。

ＭＭＥは、ＴＡＵ処理において、変更後のＧＵＴＩを含むTAU AcceptメッセージをＵＥへ送信することによって、変更後のＧＵＴＩをＵＥへ通知する。また、ＵＥは、TAU Acceptメッセージに対する応答としてTAU CompleteメッセージをＭＭＥへ送信する。ＭＭＥは、TAU Completeメッセージを受信することによって、ＵＥに変更後のＧＵＴＩが通知されたことを認識することができる。

続いて、３ＧＰＰにおいて規定されているパケット着信動作について説明する。例えば、非特許文献１の5.3.4.3節に、パケット着信動作の具体例として、NW（Network） Triggered Service Request処理が規定されている。NW Triggered Service Request処理においては、パケット着信を受けたことを知らせる通知を受けたＭＭＥが、基地局であるｅＮＢ（evolved NodeB）へPagingメッセージを送信する。さらに、ｅＮＢは、Pagingメッセージを受信すると、ＵＥに対してPagingを実行する。これにより、ＵＥに対してパケット着信が通知される。

ＵＥは、定期的にPaging Channelを監視するDRX（Discontinuous Reception）機能を実行する。また、ＵＥとしてＩｏＴ（Interneｔ of Things）デバイスが用いられる場合に、ＩｏＴデバイスは、バッテリーの消費を抑えるために、監視周期がＤＲＸ機能を実行した場合よりもさらに長くなるｅＤＲＸ（Extended Idle Mode DRX）機能を実行してもよい。ＵＥがｅＤＲＸ機能を実行した場合、Paging Channelの監視周期は、最大約４３分となる。

ＵＥがｅＤＲＸ機能を実行してPaging Channelを監視する場合、監視周期は、ｅＤＲＸパラメータとＧＵＴＩの一部から構成されるＳ－ＴＭＳＩ（SAE（System Architecture Evolution）-Temporary Mobile Subscriber Identity）とを用いて算出される。監視周期は、ＵＥ、ＭＭＥ、及びｅＮＢのそれぞれにおいて算出される。ｅＤＲＸパラメータは、例えば、ＵＥがPaging Channelの監視を開始してから、監視を継続する期間を示すpaging time window等であってもよい。以下に、ＧＵＴＩとＳ－ＴＭＳＩとの関係について説明する。

ＧＵＴＩは、ＭＣＣ（Mobile Country Code）、ＭＮＣ（Mobile Network Code）、ＭＭＥ Ｇｒｏｕｐ ＩＤ、ＭＭＥ Ｃｏｄｅ、及びＭ（ＭＭＥ）－ＴＭＳＩを含む。一方、Ｓ－ＴＭＳＩは、ＭＭＥ Ｃｏｄｅ及びＭ－ＴＭＳＩを含む。つまり、Ｓ－ＴＭＳＩは、ＧＵＴＩの一部を構成するＭＭＥ Ｃｏｄｅ及びＭ－ＴＭＳＩを含む。Ｍ－ＴＭＳＩは、GUTI Reallocation処理において変更される識別子である。つまり、GUTI Reallocation処理が実行されることによって、Ｍ－ＴＭＳＩを含むＳ－ＴＭＳＩも変更される。

続いて、ＭＭＥに障害が発生した場合におけるパケット着信動作について説明する。ＭＭＥは、障害が発生した後に復旧した場合、障害前に記憶していたＵＥに関する情報を消失する。消失されたＵＥに関する情報は、例えば、ＵＥを識別するＩＭＳＩ及びＵＥに一時的に割り当てたＧＵＴＩ等である。このような状態において、ＭＭＥが、ゲートウェイ装置であるＳＧＷ（Serving Gateway）からパケット着信を通知するメッセージを受信しても、着信対象のＵＥを特定することができないため、Paging処理を実行することができない。そのため、このような事象を回避するために、ＳＧＷは、障害が発生したＭＭＥにおいて管理されていたＵＥに関するパケット着信が発生した場合、ＵＥの固有の識別子であるＩＭＳＩを設定したメッセージをＭＭＥへ送信する。それにより、ＭＭＥが、ＳＧＷから通知されたＩＭＳＩを設定したPagingメッセージをｅＮＢへ送信することによって、ｅＮＢは、ＵＥに対してPagingを実行することができる。このように、ＭＭＥが、ＳＧＷから通知されたＩＭＳＩを用いてPaging処理を実行する一連の動作を、Network Triggered Service Restoration機能と称する。非特許文献２の25章に、Network Triggered Service Restorationに関する処理が記載されている。

3GPP TS23.401 V14.1.0 (2016-09) 5.3.3.1章、5.3.4.3章、5.3.7節 3GPP TS23.007 V14.1.0 (2016-09) 25章

ｅＤＲＸ機能を実行しているＵＥは、Ｓ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータに基づいて計算された監視周期においてPaging Channelを監視する。しかし、ＭＭＥが障害から復旧した後であって、ＭＭＥがＵＥに関する情報を消失している状態においては、ＭＭＥ及びｅＮＢは、ＳＧＷから通知されたＩＭＳＩに基づいてPaging処理を実行する。そのため、ｅＮＢがＵＥへPagingを実行するタイミングと、ＵＥがPaging Channelを監視するタイミングとが異なってしまう。その結果、ＵＥが、自装置を対象とするPagingに気づくことができないという問題が生じる。

本開示の目的は、制御装置(たとえばＭＭＥ)に発生した障害が復旧した際に、制御装置が通信端末(たとえばＵＥ)に関する情報を消失している場合であっても、制御装置が管理していた通信端末に対するPagingを正常に実行することができるゲートウェイ装置、移動管理装置、基地局、通信方法、制御方法、ページング方法、及びプログラムを提供することにある。

本開示の第１の態様にかかるゲートウェイ装置は、通信端末に割り当てられている一時割当識別情報及び前記通信端末に関するｅＤＲＸ（Extended Idle Mode Discontinuous Reception）パラメータを記憶する記憶部と、移動管理装置に障害が発生した後に、前記移動管理装置が管理していた通信端末に対するダウンリンクデータを受信した場合に、前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータを設定した通知メッセージを、前記移動管理装置もしくは他の移動管理装置へ送信する通信部と、を備える。

本開示の第２の態様にかかる移動管理装置は、通信端末に割り当てた一時割当識別情報及び前記通信端末に関するｅＤＲＸパラメータを記憶しているゲートウェイ装置から、前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータとが設定された通知メッセージを前記ゲートウェイ装置から受信する通信部と、前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータを用いて基地局へページングメッセージを送信するタイミングを決定する計算部と、を備える。

本開示の第３の態様にかかる基地局は、通信端末に関するｅＤＲＸパラメータと、一時割当識別情報として、通信端末に一時的に割り当てられているＧＵＴＩもしくは前記ＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、前記通信端末の識別情報であるＩＭＳＩとを移動管理装置から受信する通信部と、前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータとを用いて前記通信端末にページングを行うタイミングを計算する計算部と、を備え、前記通信部は、前記計算部において計算されたタイミングに、前記ＩＭＳＩを用いたページングを行う。

本開示の第４の態様にかかる通信方法は、通信端末に割り当てられている一時割当識別情報及び前記通信端末に関するｅＤＲＸパラメータを記憶し、移動管理装置に障害が発生した後に、前記移動管理装置が管理していた通信端末に対するダウンリンクデータを受信した場合に、前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータを設定した通知メッセージを、前記移動管理装置もしくは他の移動管理装置へ送信する。

本開示の第５の態様にかかる制御方法は、通信端末に割り当てた一時割当識別情報及び前記通信端末に関するｅＤＲＸパラメータを記憶しているゲートウェイ装置から前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータが設定された通知メッセージを前記ゲートウェイ装置から受信し、前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータを用いて基地局へページングメッセージを送信するタイミングを決定する。

本開示の第６の態様にかかるページング方法は、通信端末に関するｅＤＲＸパラメータと、一時割当識別情報として、通信端末に一時的に割り当てられているＧＵＴＩもしくは前記ＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、前記通信端末の識別情報であるＩＭＳＩとを移動管理装置から受信し、前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータを用いて前記通信端末にページングを行うタイミングを計算し、前記計算されたタイミングに、前記ＩＭＳＩを用いたページングを行う。

本開示の第７の態様にかかるプログラムは、通信端末に割り当てられている一時割当識別情報及び前記通信端末に関するｅＤＲＸパラメータを記憶し、移動管理装置に障害が発生した後に、前記移動管理装置が管理していた通信端末に対するダウンリンクデータを受信した場合に、前記一時割当識別情報及び前記ｅＤＲＸパラメータを設定した通知メッセージを、前記移動管理装置もしくは他の移動管理装置へ送信することをコンピュータに実行させる。

本開示により、制御装置(たとえばＭＭＥ)に発生した障害が復旧した際に、制御装置が通信端末(たとえばＵＥ)に関する情報を消失している場合であっても、制御装置が管理していた通信端末に対するPagingを正常に実行することができるゲートウェイ装置、移動管理装置、基地局、通信方法、制御方法、ページング方法、及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１にかかるゲートウェイ装置の構成図である。 実施の形態２にかかる通信システムの構成図である。 実施の形態２にかかるＭＭＥの構成図である。 実施の形態２にかかるｅＮＢの構成図である。 実施の形態２にかかるＵＥの構成図である。 実施の形態２にかかるＴＡＵ処理の流れを示す図である。 実施の形態２にかかるＧＵＴＩの通知処理の流れを示す図である。 実施の形態２にかかるパケット着信処理の流れを示す図である。 実施の形態３にかかるパケット着信処理の流れを示す図である。 実施の形態３にかかるページングメッセージに設定される情報を示す図である。 実施の形態４にかかるパケット着信処理の流れを示す図である。 各実施の形態のｅＮＢの構成図である。 各実施の形態のＵＥの構成図である。 各実施の形態のＭＭＥ及びＳＧＷの構成図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。図１を用いて実施の形態１にかかるゲートウェイ装置１０の構成例について説明する。ゲートウェイ装置１０は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。ゲートウェイ装置１０は、３ＧＰＰにおいて定められているＳＧＷもしくはＧＧＳＮ（Gateway GPRS（General Packet Radio Service） Support Node）であってもよい。

ゲートウェイ装置１０は、記憶部１１及び通信部（transceiver）１２を有している。記憶部１１及び通信部１２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、記憶部１１及び通信部１２は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。通信部は、送信部（transmitter）及び受信部（receiver）であってもよい。

記憶部１１は、通信端末に一時的に割り当てられている一時割当識別情報及び通信端末に関するｅＤＲＸパラメータを記憶する。通信端末は、携帯電話端末、スマートフォン端末、もしくはタブレット型端末であってもよい。もしくは、通信端末は、ＩｏＴ（Internet of Things）サービスに用いられるＩｏＴデバイス、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）デバイス、もしくはＭＴＣ（Machine Type Communication）デバイスであってもよい。

一時割当識別情報は、例えば、ＧＵＴＩであってもよく、ＧＵＴＩに含まれるＭ－ＴＭＳＩおよびＭＭＥＣから成るＳ－ＴＭＳＩであってもよい。ｅＤＲＸパラメータは、通信端末がｅＤＲＸ機能を実行する際に用いる情報である。ｅＤＲＸパラメータは、例えば、paging time window及びeDRX valueであってもよい。ゲートウェイ装置１０は、例えば、ＭＭＥから一時割当識別情報及びｅＤＲＸパラメータを取得してもよい。ゲートウェイ装置１０は、取得した一時割当識別情報及びｅＤＲＸパラメータを、記憶部１１に記憶してもよい。

通信部１２は、移動管理装置２０、２１を含む複数の移動管理装置と通信を行う。移動管理装置２０は、例えば、ＭＭＥやＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）であってもよい。ここで、ゲートウェイ装置１０は、通信部１２を介して、移動管理装置２０に障害が発生した後に、移動管理装置２０が管理していた通信端末を宛先とするダウンリンクデータを受信した場合を想定する。なお、ゲートウェイ装置１０は、例えば、移動管理装置２０との間において実施されているヘルスチェック処理等に基づいて、移動管理装置２０に発生した障害及び障害からの復旧を検出することができる。ヘルスチェック処理は、GTPプロトコルで規定されるECHO Request、およびECHO responseの送受で実施されても良い。移動管理装置２０は、障害から復旧した場合でも、障害前まで管理していた通信端末に関する情報を消失している場合がある。なお、通信端末に関する情報は、一時割当識別情報及びｅＤＲＸパラメータ等であってもよい。さらに、通信端末に関する情報は、通信端末を識別するＩＭＳＩであってもよい。このような場合、ゲートウェイ装置１０の通信部１２は、記憶部１１において記憶されている、ダウンリンクデータの宛先となる通信端末に関する一時割当識別情報及びｅＤＲＸパラメータを設定した通知メッセージを、移動管理装置２０もしくは移動管理装置２０とは異なる他の移動管理装置２１へ送信する。

その通知メッセージは、移動管理装置２０もしくは移動管理装置２０とは異なる他の移動管理装置２１に対して、通信端末を宛先とするダウンリンクデータを受信したことを通知するために用いられる。ここで、通信部１２は、障害から復旧した移動管理装置２０に通知メッセージを送信してもよく、移動管理装置２０とは異なる他の移動管理装置２１へ通知メッセージを送信してもよい。

通知メッセージを受信した移動管理装置２０もしくは他の移動管理装置２１は、通知メッセージに含まれる一時割当識別情報及びｅＤＲＸパラメータを用いて、通信端末に対するPaging処理を実行することができる。言い換えると、移動管理装置２０もしくは他の移動管理装置２１は、ＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩ、及びｅＤＲＸパラメータを用いてページングを実行するタイミングを算出することができる。また、通信端末は、ＴＡＵ処理時に通知されたＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩ、及びｅＤＲＸパラメータを用いてPaging Channelを監視するタイミングを算出する。そのため、ｅＤＲＸ機能を実行している通信端末がPaging Channelを監視するタイミングと、移動管理装置２０が基地局を介してページングを実行するタイミングとを一致させることができる。その結果、通信端末は、正常に、自装置宛のページングに関する処理を実行することができる。

（実施の形態２）
続いて、図２を用いて実施の形態２にかかる通信システムの構成例について説明する。図２の通信システムは、無線通信方式としてＬＴＥをサポートする通信システムであり、３ＧＰＰにおいてＥＰＳ（Evolved Packet System）として規定された通信システムを含む。なお、図２は、TS 23.401 V 13.8.0 Figure 4.2.1-1の図に基づいている。

図２の通信システムは、ＵＥ４０、Ｅ－ＵＴＲＡＮ（Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network）４１、ＭＭＥ４２、ＨＳＳ（Home Subscriber Server）４３、ＳＧＳＮ４４、ＳＧＷ（Serving Gateway）４５、ＰＧＷ（Packet Data Network Gateway）４６、ＰＣＲＦ（Policy and Charging Rules Function）エンティティ４７（以下、ＰＣＲＦ４７とする）、ＵＴＲＡＮ４８、ＧＥＲＡＮ（GSM（Global System for Mobile communications）（登録商標） EDGE（Enhanced Data Rates for Global Evolution） Radio Access Network）４９、Operator’s IP Services５０を有している。

ＭＭＥ４２は、図１の移動管理装置２０に相当する。ＳＧＷ４５は、図１のゲートウェイ装置１０に相当する。ＳＧＳＮ４４は、図１の移動管理装置２０に相当する。ＧＧＳＮは、図１のゲートウェイ装置１０に相当する。

ＵＥは、３ＧＰＰにおいて通信端末の総称として用いられる用語である。ＵＥは、ＭＳ（Mobile Station）と置き換えられてもよい。Ｅ－ＵＴＲＡＮ４１は、無線アクセスシステムとしてＬＴＥを用いるＲＡＮ（Radio Access Network）であり、ｅＮＢを備える。ＵＴＲＡＮ４８は、無線アクセスシステムとして３Ｇ無線方式を用いるＲＡＮであり、ＮｏｄｅＢを備える。ＧＥＲＡＮ４９は、無線アクセスシステムとして２Ｇ無線方式を用いるＲＡＮである。

ＭＭＥ４２及びＳＧＳＮ４４は、ＵＥ４０に関するモビリティ管理及びセッション管理等を実行するノードである。ＨＳＳ４３は、ＵＥ４０に関する加入者情報を管理するノードである。加入者情報は、ＵＥ４０が利用するサービスに関する情報を含んでいてもよい。ＳＧＷ４５及びＰＧＷ４６は、ＵＥ４０とOperator’s IP Services５０との間において伝送されるデータを中継するゲートウェイである。Operator’s IP Services５０は、例えば、ＵＥ４０へサービスを提供する事業者等が管理するサーバ装置、もしくは、サーバ装置群等であってもよい。また、Operator’s IP Services５０は、INTERNETへの接続を提供するサーバ装置でもよい。
ＰＣＲＦ４７は、ポリシー及び課金ルール等を管理するノードである。

ＵＥ４０とＥ－ＵＴＲＡＮ４１との間は、LTE-Uuリファレンスポイントが定められている。Ｅ－ＵＴＲＡＮ４１とＭＭＥ４２との間は、S1-MMEリファレンスポイントが定められている。ＭＭＥ４２とＨＳＳ４３との間は、S6リファレンスポイントが定められている。ＭＭＥ４２とＳＧＳＮ４４との間は、S3リファレンスポイントが定められている。Ｅ－ＵＴＲＡＮ４１とＳＧＷ４５との間は、S1-Uリファレンスポイントが定められている。ＭＭＥ４２とＳＧＷ４５との間は、S11リファレンスポイントが定められている。ＳＧＳＮ４４とＳＧＷ４５との間は、S4リファレンスポイントが定められている。ＳＧＷ４５とＵＴＲＡＮ４８との間は、S12リファレンスポイントが定められている。ＳＧＷ４５とＰＧＷ４６との間は、S5/S8リファレンスポイントが定められている。ＰＧＷ４６とＰＣＲＦ４７との間は、Gxリファレンスポイントが定められている。ＰＧＷ４６とOperator’s IP Services５０との間は、SGiリファレンスポイントが定められている。ＰＣＲＦ４７とOperator’s IP Services５０との間は、Rxリファレンスポイントが定められている。ＭＭＥ４２と他のＭＭＥとの間は、S1-10リファレンスポイントが定められている。

続いて、図３を用いて実施の形態２にかかるＭＭＥ４２の構成例について説明する。ＭＭＥ４２は、計算部（calculator）７１及び通信部（transceiver）７２を有している。計算部７１及び通信部７２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、計算部７１及び通信部７２は、チップもしくは回路等のハードウェアであってもよい。通信部は、送信部（transmitter）及び受信部（receiver）であってもよい。

通信部７２は、ＳＧＷ４５へ、ＵＥ４０に割り当てたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータとを送信する。通信部７２が、ＳＧＷ４５へＵＥ４０に割り当てたＧＵＴＩ等を送信するタイミングについては後に詳述する。ＳＧＷ４５は、図１のゲートウェイ装置１０と同様の構成である。ＭＭＥ４２は、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータを、ＵＥ４０から取得してもよい。さらに、ＭＭＥ４２が障害発生後に障害から復旧した場合、通信部７２は、ＳＧＷ４５から、ＵＥ４０に割り当てたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータとを含むＤＤＮ（Downlink Data Notification）メッセージを受信する。ＤＤＮメッセージは、ＳＧＷ４５にＵＥ４０を宛先とするDownlink Dataが送信されてきたことをＭＭＥ４２へ通知するために用いられるメッセージである。

ＭＭＥ４２は、ＵＥ４０を含む複数のＵＥに関する情報、具体的にはＵＥの加入者データを管理している。しかし、ＭＭＥ４２は、障害発生後に障害から復旧した場合、複数のＵＥに関する情報を消失する。

計算部７１は、ＭＭＥ４２が障害から復旧した場合に、ＤＤＮメッセージを受信すると、そのＤＤＮメッセージに含まれるＳ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータを用いて、ｅＤＲＸ機能を適用するＵＥ４０におけるPaging Channelの監視周期を計算する。

通信部７２は、計算部７１において計算された監視周期に間に合うように、Ｅ－ＵＴＲＡＮ４１に含まれるｅＮＢ５１へPagingメッセージを送信する。Pagingメッセージには、ＵＥ４０に割り当てたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータとが含まれる。

続いて、図４を用いて実施の形態２にかかるｅＮＢ５１の構成例について説明する。ｅＮＢ５１は、計算部８１及び通信部８２を有している。計算部８１及び通信部８２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、計算部８１及び通信部８２は、チップもしくは回路等のハードウェアであってもよい。

通信部８２は、ＭＭＥ４２から、Pagingメッセージを受信する。Pagingメッセージには、ＵＥ４０に割り当てたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータとが含まれる。

計算部８１は、Pagingメッセージを受信すると、Ｓ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータを用いて、ｅＤＲＸ機能を適用するＵＥ４０におけるPaging Channelの監視周期を計算する。

通信部７２は、計算部７１において計算された監視周期に合わせて、ＵＥ４０を含む複数のＵＥに対してPagingを実行する。

続いて、図５を用いて実施の形態２にかかるＵＥ４０の構成例について説明する。ＵＥ４０は、通信部（transceiver）６１及び制御部（controller）６２を有している。通信部６１及び制御部６２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、通信部６１及び制御部６２は、チップもしくは回路等のハードウェアであってもよい。

制御部６２は、ｅＤＲＸ機能を実行する。例えば、制御部６２は、ｅＤＲＸサイクルに従って、通信部６１を介して、ＵＥ４０宛てのページングが実行されているかを監視する。言い換えると、制御部６２は、ｅＤＲＸサイクルに従って通信部６１を介してPaging Channelを監視する。制御部６２は、ＵＥ４０宛てのページングが実行されていると判定した場合、通信部６１を介して応答メッセージをｅＮＢ５１へ送信する。また、通信部６１は、ＴＡＵ処理、Ａｔｔａｃｈ処理、もしくは任意のタイミングにおいて、ＭＭＥ４２からｅＮＢ５１を介してＧＵＴＩを受信する。制御部６２は、ｅＤＲＸパラメータ及びＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩを用いて、Paging Channelの監視タイミングを計算する。

ＭＭＥ４２においてＧＵＴＩが更新された場合、制御部６２は、通信部６１を介して、ＭＭＥ４２から更新後の新たなＧＵＴＩを受信する。制御部６２は、受信したＧＵＴＩに含まれる新たなＳ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータを用いて新たな監視タイミングを計算する。Paging Channelの監視タイミングは、Ｓ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータに基づいて定まるため、Ｓ－ＴＭＳＩが更新された場合、Paging Channelの監視タイミングも変更される。

続いて、図６を用いて、ＴＡＵ処理の流れについて説明する。はじめに、ＵＥ４０は、予め定められたタイミング、もしくは、在圏エリアを示すＴＡが変更されたタイミング等に、TAU Requestメッセージを含むRRCメッセージをｅＮＢ５１へ送信する（Ｓ１１）。ＵＥ４０は、ｅＤＲＸ適用端末であるとする。この場合、ＵＥ４０が送信するTAU Requestメッセージには、ｅＤＲＸパラメータが含まれる。次に、ｅＮＢ５１は、ＵＥ４０から送信されたTAU Requestメッセージを含むS1-APメッセージをＭＭＥ４２へ送信する（Ｓ１２）。

ＭＭＥ４２は、GUTI Reallocation Procedureを実行する（Ｓ１３）。具体的には、ＭＭＥ４２は、現在ＵＥ４０に割り当てられているＧＵＴＩ（ｏｌｄ ＧＵＴＩ）を更新して新たなＧＵＴＩ（ｎｅｗ ＧＵＴＩ）を生成する。例えば、ＭＭＥ４２は、ｏｌｄ ＧＵＴＩに含まれるＭ－ＴＭＳＩを更新する。

ＭＭＥ４２は、ｎｅｗ ＧＵＴＩを含むTAU Acceptメッセージを含むS1-APメッセージをｅＮＢへ送信する（Ｓ１４）。ステップＳ１２からＳ１４の間に実行されるＴＡＵ処理については、既知の処理であるため詳細な説明を省略する。次に、ｅＮＢ５１は、ＭＭＥ４２から送信されたTAU Acceptメッセージを含むRRCメッセージをＵＥ４０へ送信する（Ｓ１５）。

ＭＭＥ４２は、Ｓ１４においてTAU Acceptメッセージを含むS1-APメッセージをｅＮＢ５１へ送信した後に、Modify Bearer RequestメッセージをＳＧＷ４５へ送信する（Ｓ１６）。ＭＭＥ４２が送信するModify Bearer Requestメッセージには、ｎｅｗ ＧＵＴＩ及びＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータが含まれている。また、ＭＭＥ４２は、ステップＳ１３におけるGUTI Reallocation Procedureを実行後であって、ステップＳ１４においてTAU AcceptメッセージをｅＮＢ５１に送信する前に、Modify Bearer RequestメッセージをＳＧＷ４５へ送信してもよい。

ステップＳ１１～Ｓ１６の処理が実行されることによって、ＳＧＷ４５は、ＵＥ４０に一時的に割り当てられたＧＵＴＩ及びＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータを取得することができる。また、ステップＳ１６において、ＭＭＥ４２が送信するModify Bearer Requestには、ｎｅｗ ＧＵＴＩの代わりに、ｎｅｗ ＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩが含まれてもよい。

また、図６においては、ＴＡＵ処理においてＧＵＴＩ及びｅＤＲＸパラメータがＳＧＷ４５へ送信されることが説明されているが、Ａｔｔａｃｈ処理において、ＴＡＵ処理と同様にＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ｅＤＲＸパラメータとがＳＧＷ４５へ送信されてもよい。Ａｔｔａｃｈ処理においては、ステップＳ１１及びＳ１２では、TAU Requestメッセージの代わりに、Attach Requestメッセージが用いられる。また、ステップＳ１４及びＳ１５では、TAU Acceptメッセージの代わりにAttach Acceptメッセージが用いられる。ステップＳ１３及びＳ１６では、Ａｔｔａｃｈ処理においてもＴＡＵ処理と同様に実施される。また、Ａｔｔａｃｈ処理においては、ステップＳ１３の後に、ＭＭＥ４２が送信するCreate Session RequestメッセージにＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ｅＤＲＸパラメータとを設定しＳＧＷ４５へ送信されてもよい。もしくは、周期位置登録(periodic TAU)においてもS1 connection復旧まで実施しない(Active Flag=OFFの)場合や、主にS1 connectionが有る状態での移動、つまり非特許文献１の5.5節に規定されているHandover処理が発生した後に、変更後のTAを通知をするためだけのUplink NAS Transportで送信するTAUにおいては、Create Session Request/Modify Bearer Requestの送信契機は無い為、これらの場合においてはＭＭＥ４２は、他のメッセージを用いてｎｅｗ ＧＵＴＩ等をＳＧＷ４５へ送信してもよい。

続いて、図７を用いて、実施の形態２にかかるＧＵＴＩの通知シーケンスについて説明する。図７は、ＭＭＥ４２が、任意のタイミングに更新したＧＵＴＩ（ｎｅｗ ＧＵＴＩ）をＵＥ４０へ送信することを示している。ＭＭＥ４２は、任意のタイミングにGUTI Reallocation CommandメッセージをｅＮＢ５１を介してＵＥ４０へ送信する（Ｓ２１）。GUTI Reallocation Commandメッセージは、ｎｅｗ ＧＵＴＩを含む。次に、ＵＥ４０は、GUTI Reallocation Commandメッセージに対する応答としてGUTI Reallocation CompleteメッセージをｅＮＢ５１を介してＭＭＥ４２へ送信する（Ｓ２２）。次に、ＭＭＥ４２は、ＳＧＷ４５へChange Notification Requestメッセージを送信する（Ｓ２３）。ＭＭＥ４２が送信するChange Notification Requestメッセージには、ｎｅｗ ＧＵＴＩ及びＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータが含まれている。

次に、ＳＧＷ４５は、Change Notification Requestメッセージに対する応答として、Change Notification ResponseメッセージをＭＭＥ４２へ送信する（Ｓ２４）。

ステップＳ２１～Ｓ２４の処理が実行されることによって、ＳＧＷ４５は、ＵＥ４０に一時的に割り当てられたＧＵＴＩ及びＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータを取得することができる。また、ステップＳ２３において、ＭＭＥ４２が送信するChange Notification Requestメッセージには、ｎｅｗ ＧＵＴＩの代わりに、ｎｅｗ ＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩが含まれてもよい。

図７においては、ＭＭＥ４２が、Change Notification Requestメッセージを用いて、ｎｅｗ ＧＵＴＩ及びＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータをＳＧＷ４５へ送信している例を示したが、ＭＭＥ４２は、他のメッセージを用いてｎｅｗ ＧＵＴＩ等をＳＧＷ４５へ送信してもよい。

また、図６及び図７において、ＴＡＵ処理、Ａｔｔａｃｈ処理、及び任意のタイミングにＧＵＴＩを通知する処理において、ｎｅｗ ＧＵＴＩ等をＳＧＷ４５へ送信する例を示したが、ＭＭＥ４２は、これら以外の処理において、ｎｅｗ ＧＵＴＩ等をＳＧＷ４５へ送信してもよい。具体的には、周期位置登録(periodeic TAU)時にS1 connection復旧まで実施しない(Active Flag=OFFの)ＴＡＵ、もしくは、S1 connectionが有る状態でのＵＥ移動、つまり非特許文献１の5.5節に規定されているHandover処理が発生した後に、変更後のTAを通知をするためだけのUplink NAS Transportで送信するTAUにおいてはCreate Session RequestもしくはModify Bearer Requestを送信しない場合等がある。

続いて、図８を用いて実施の形態２にかかるパケット着信処理の流れについて説明する。ここで、ＭＭＥ４２は、障害が発生し（Ｓ３０）、その後、発生した障害が復旧する（Ｓ３３）。ＭＭＥ４２は、障害から復旧した場合に、障害前まで管理していたＵＥ４０を含む複数のＵＥに関する情報を消失している。

また、ＳＧＷ４５は、ＴＡＵ処理、Ａｔｔａｃｈ処理、もしくは任意のタイミングに行われたGUTI Reallocation処理において、ＭＭＥ４２において管理されていたＵＥのＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥに関するｅＤＲＸパラメータとを通知され、通知された情報を管理している。そのため、ＳＧＷ４５は、ＰＧＷ４６との間において、ＵＥ４０を含む複数のＵＥに関するセッション接続状態を維持している（Ｓ３１）。また、ＳＧＷ４５は、ステップＳ３１においてＭＭＥ４２に発生した障害を検出（Ｓ３２）した後も、ＭＭＥ４２において障害発生前まで管理されていたＵＥに関するセッション接続状態を維持している。ＳＧＷ４５は、ＭＭＥ４２に対するヘルスチェック、もしくはＭＭＥ４２から受信しているRestart Counterを用いてＭＭＥ４２に発生した障害を検出してもよい。また、障害の検出は、これらの方法に制限されない。

ＵＥ４０に関するセッション接続状態を維持するとは、例えば、ＳＧＷ４５は、図６もしくは図７においてＭＭＥ４２から通知されたＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータと、ＵＥ４０を識別するＩＭＳＩとを記憶し続けることであってもよい。さらに、ＵＥ４０に関するセッション接続状態を維持するとは、ＳＧＷ４５とＰＧＷ４６との間において、ＵＥ４０に関するベアラを設定し続けることであってもよい。ＳＧＷ４５は、ＭＭＥ４２に対するヘルスチェック、もしくはＭＭＥ４２から受信しているRestart Counterを用いてＭＭＥ４２に発生した障害が復旧した事を検出してもよい。（Ｓ３４）また、障害の検出は、これらの方法に制限されない。

次に、ＰＧＷ４６は、Operator’s IP Services５０等からＵＥ４０を宛先とするDownlink Dataを受信すると、ＳＧＷ４５へDownlink Dataを送信する（Ｓ３５）。次に、ＳＧＷ４５は、ＵＥ４０を宛先とするDownlink Dataを受信したことをＭＭＥ４２へ通知するために、ＭＭＥ４２へＤＤＮメッセージを送信する（Ｓ３６）。ＳＧＷ４５が送信するＤＤＮメッセージには、ＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータと、ＵＥ４０を識別するＩＭＳＩとが含まれる。

次に、ＭＭＥ４２は、Ｓ－ＴＭＳＩとｅＤＲＸパラメータとを用いてＵＥ４０がPaging Channelを監視するタイミングを計算する（Ｓ３７）。言い換えると、ＭＭＥ４２は、Ｓ－ＴＭＳＩとｅＤＲＸパラメータとを用いてＵＥ４０へページングを行うタイミングを計算する。

次に、ＭＭＥ４２は、ＤＤＮメッセージに対する応答として、ＤＤＮ Ａｃｋ（Acknowledge）メッセージをＳＧＷ４５へ送信する（Ｓ３８）。次に、ＭＭＥ４２は、Ｓ３７の処理において、ＤＤＮメッセージ（Ｓ３６）に含まれているＧＵＴＩが既に別のＵＥに配布されているか否かのチェックを行う。ＭＭＥ４２は、ＤＤＮメッセージ（Ｓ３６）に含まれているＧＵＴＩが、まだどのＵＥにも配布されていない事を確認した後、ステップＳ３７において計算したＵＥ４０へページングを行うタイミングに間に合わせるように、ｅＮＢ５１へPagingメッセージを送信する（Ｓ３９）。ＭＭＥ４２が送信するPagingメッセージには、ＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータとが含まれる。また、Pagingメッセージ（Ｓ３９）にＩＭＳＩが含まれても良い。一方、Ｓ３７の処理において、ＤＤＮメッセージ（Ｓ３６）に含まれているＧＵＴＩが既に別のＵＥに配布されている場合がおいては、ＭＭＥ４２が送信するPagingメッセージ（Ｓ３９）に、ＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータとに加えて、さらにＵＥ４０を識別するＩＭＳＩが含まれる。

次に、ｅＮＢ５１は、ＵＥ４０に関するＳ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータを用いて計算したページングタイミングに、ＵＥ４０に対するページングを実行する（Ｓ４０）。ＵＥ４０は、ＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩを含む、自装置宛のPaging Channelを検出すると、Service Request Procedureを実行する（Ｓ４１）。

以上説明したように、実施の形態２にかかる通信システムを用いることによって、ＳＧＷ４５は、ＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ｅＤＲＸパラメータとを取得することができる。また、ＭＭＥ４２は、障害発生後に復旧した場合、ＵＥ４０に関する情報を消失する。このような場合であっても、ＳＧＷ４５は、ＵＥ４０に関するDonwlink Dataを受信した場合、ＭＭＥ４２へＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ｅＤＲＸパラメータとを送信することができる。

ＭＭＥ４２及びｅＮＢ５１は、ＳＧＷ４５から送信されたＳ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータを用いることによって、ＵＥ４０が監視しているPaging Channelの監視タイミングを計算することができる。その結果、ＭＭＥ４２は、ＵＥ４０に関する情報を消失した場合であっても、ＵＥ４０に対するページングを正常に実行することができる。

また、図８においては、ＳＧＷ４５は、ＤＤＮメッセージを、障害から復旧した後のＭＭＥ４２へ送信しているが、ＭＭＥ４２とは異なる他のＭＭＥへ送信してもよい。これは、ＳＧＷ４５が、Down Link Data（Ｓ３５）をＭＭＥ４２の障害復旧前（Ｓ３４の前）に受信した場合などに起きえる。他のＭＭＥとは、具体的にＭＭＥ４２を含むＭＭＥ ｐｏｏｌ内の他のＭＭＥであってもよい。ＭＭＥ ｐｏｏｌとは、複数のＭＭＥがｅＮＢと接続されることでＭＭＥの耐障害性を高める技術である。ＭＭＥ ｐｏｏｌ内の他のＭＭＥは、ＭＭＥ４２において管理されていたＵＥに関する情報を管理していない。他のＭＭＥは、図８のＭＭＥ４２と同様に、ＳＧＷ４５から送信されたＤＤＮメッセージを受信すると、ＵＥ４０のＳ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータを用いてＵＥ４０がPaging Channelを監視する周期を計算する。つまり、他のＭＭＥは、図８のステップＳ３７以降と同様の処理を実行する。ただし、この場合、他のＭＭＥが送信するPagingメッセージには、ＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータとＵＥ４０を識別するＩＭＳＩとが含まれる。

（実施の形態３）
続いて、図９を用いて実施の形態３にかかるパケット着信処理の流れについて説明する。図９のステップＳ３０～Ｓ４０に示す処理の流れは、図８のステップＳ３０～Ｓ４０と同様であるため、図８と同様の符号を付して説明する。

図９のページング処理においては、図８のページング処理と比較して、ステップＳ３９以降に送信されるメッセージに設定されるパラメータが異なる。

図９のステップＳ３９において送信されるPagingメッセージには、図８のPagingメッセージにも含まれていた、ＵＥ４０に割り当てられたＧＵＴＩもしくはＧＵＴＩに含まれるＳ－ＴＭＳＩと、ＵＥ４０に関するｅＤＲＸパラメータと、に加えて、新たにＵＥ４０を識別するＩＭＳＩが含まれる。

ここで、図１０を用いて、Pagingメッセージに設定される情報要素（Information Element）について説明する。図１０は、Pagingメッセージに設定される情報要素として、UE Paging Identity及びUE Paging Identity2とする、二つのUE Paging Identityが設定されていることを示している。例えば、UE Paging Identityに、ＵＥ４０に関するＳ－ＴＭＳＩが設定され、UE Paging Identity2に、ＵＥ４０に関するＩＭＳＩが設定されてもよい。また、UE Paging Identity2との名称は、これに制限されず、他の名称が用いられてもよい。

図９に戻り、図９のステップＳ４０において、ｅＮＢ５１は、ＵＥ４０に関するＳ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータを用いて計算したページングタイミングに、ＵＥ４０に対するページングを実行する。ただし、図９のステップＳ４０においては、ｅＮＢ５１は、ＵＥ４０の識別情報としてＩＭＳＩを用いて、ページングを実行する。ＵＥ４０は、ＵＥ４０を示すＩＭＳＩを含む、自装置宛のPaging Channelを検出すると、Attach Procedureを実行する（Ｓ５１）。また、図８において、ＤＤＮメッセージ（Ｓ３６）に含まれているＧＵＴＩが既に別のＵＥに配布されている場合や、他のＭＭＥがPagingメッセージ（Ｓ３９）を実行する場合においても同様に、ｅＮＢ５１は、ＵＥ４０に関するＳ－ＴＭＳＩ及びｅＤＲＸパラメータを用いて計算したページングタイミングにＵＥ４０の識別情報としてＩＭＳＩを用いて、ページングを実行する。

ＵＥ４０の識別情報としてＩＭＳＩが用いられるページングは、通常、ＭＭＥが障害から復旧後に、ＭＭＥ４２がＵＥ４０に関する情報を有さない状態において実行される。そのため、ＵＥ４０は、ＵＥ４０を示すＩＭＳＩを含むPaging Channelを検出すると、ＭＭＥ４２へＵＥ４０に関する情報を登録させるために、Ａｔｔａｃｈ処理を実行する。

以下に、図８のページング処理と比較した、図９のページング処理の効果について説明する。図８においては、ＭＭＥ４２が障害から復旧した後に、ＭＭＥ４２が管理していたＵＥ４０に関する情報が消失した状態において、ＵＥ４０の識別情報としてＧＵＴＩが用いられるページングが実行される。そのため、ＵＥ４０は、ＭＭＥ４２においてＵＥ４０に関する情報が管理されていることを前提として、Service Request Procedureを実行する。

しかし、ＭＭＥ４２は、ＵＥ４０に関する情報を消失しているため、Service Request処理を継続することができない。その結果、ＭＭＥ４２は、Service Requestメッセージを送信してきたＵＥ４０に対して、Rejectメッセージを送信する。ＵＥ４０は、Rejectメッセージを受信すると、Attach Procedureを行うことによって、ＭＭＥ４２へＵＥ４０に関する情報を登録させる。

一方、図９のページング処理においては、ＵＥ４０の識別情報として、ＩＭＳＩが用いられている。図９のステップＳ３９におけるPagingメッセージにも、ＧＵＴＩもしくはＳ－ＴＭＳＩが設定されているが、ＧＵＴＩもしくはＳ－ＴＭＳＩは、あくまでページングを実行するタイミングを計算するために用いられている。つまり、図９のステップＳ４０において、ＵＥ４０を識別するためにPaging Channelに設定される情報は、ＵＥ４０のＩＭＳＩとなる。ｅＮＢ５１は、ＭＭＥ４２から送信されたPagingメッセージに、ＧＵＴＩ及びＩＭＳＩが含まれている場合、ＩＭＳＩを用いたページングを優先して実施してもよい。

ＵＥ４０は、ＵＥ４０を示すＩＭＳＩを含むPaging Channelを検出すると、Service Request Procedureを実行することなく、Attach Procedureを実行することができる。そのため、図９のページング処理は、Service Request Procedureが実行されないため、図８のページング処理と比較すると、Service Request Procedureに伴う処理負担が軽減されるという効果を生じる。

（実施の形態４）
続いて、図１１を用いて、実施の形態４にかかるパケット着信処理の流れについて説明する。図１１においては、図８のステップＳ３１～Ｓ３４の事象が発生しているとする。また、図１１においては、ＭＭＥ４２が障害から復旧した後に、ＳＧＷ４５が、一斉に、ＭＭＥ４２が管理していたＵＥに対する大量のDownlink Dataを受信したとする（Ｓ６１）。

ＳＧＷ４５が、一斉に大量のDownlink Dataを受信したことに伴い、ＭＭＥ４２に対して一斉に大量のＤＤＮメッセージを送信した場合、ＭＭＥ４２における処理負荷が急激に上昇し、再度障害状態となることがある。このような状況を回避するために、ＳＧＷ４５は、一斉に大量のDownlink Dataを受信した場合であっても、徐々にゆっくりとＭＭＥ４２へＤＤＮメッセージを送信する（Ｓ６２～Ｓ６４）。

例えば、ＳＧＷ４５は、所定期間内に所定数以上のDownlink Dataを新たに受信した場合、徐々にゆっくりとＭＭＥ４２へＤＤＮメッセージを送信してもよい。ＳＧＷ４５が、徐々にゆっくりとＭＭＥ４２へＤＤＮメッセージを送信するとは、ＭＭＥ４２における処理負荷が急激に上昇しない程度に、ＤＤＮメッセージを送信する間隔を所定期間以上あけることであってもよい。例えば、ＳＧＷ４５は、所定期間内に所定数以上のDownlink Dataを新たに受信した場合に、予め定められたタイマを用いて、ＤＤＮメッセージを送信する間隔を決定してもよい。ここでは、ＳＧＷ４５が、一斉に大量のDownlink Dataを受信した場合の動作について説明したが、この動作は、ＳＧＷ４５が、ＭＭＥ４２が障害から復旧した時点に、既にＵＥに対するDownlink Dataをバッファしている場合にも同様に適用する事ができる。この場合、図１１のDownlink Data Notificationメッセージ（Ｓ６２、Ｓ６３、およびＳ６４）は、Downlink Data（Ｓ６１）を受信を契機とするのではなく、ＳＧＷ４５の自発的な動作になる。

今後、ｅＤＲＸ機能を有するＩｏＴデバイスが飛躍的に増加し、ＭＭＥ４２が管理するＩｏＴデバイスが増加した場合に、障害から復旧したＭＭＥ４２が管理していたＵＥに対して、一斉にDownlink Dataが送信されることも考えられる。このような場合であっても、ＳＧＷ４５が、ＤＤＮメッセージを送信する間隔を制御することによって、ＭＭＥ４２の処理負荷が急激に上昇することを回避することができる。

（実施の形態５）
続いて、実施の形態５にかかる、ＳＧＷ４５とＰＧＷ４６との間におけるＵＥのセッション接続状態を維持する期間について説明する。ＵＥ４０は、在圏するＴＡが変更しない場合であっても、定期的にＴＡＵ処理を実行する。定期的に実行するＴＡＵ処理は、周期位置登録もしくはperiodic TAUと称されてもよい。ＵＥ４０が周期位置登録を実行する間隔は、３ＧＰＰにおいて規定されているＴ３４１２タイマに基づいて決定される。例えば、ＵＥ４０が周期位置登録を実行する最大間隔は、Ｔ３４１２タイマに基づいて最大約１８６分と定められている。

また、ＵＥ４０のバッテリー消費抑止、及びネットワークの負荷低減を目的として、周期位置登録を実行する間隔をより長くすることを目的として、３ＧＰＰにおいて、Ｔ３４１２ extended valueが規定されている。ＵＥ４０が周期位置登録を実行する最大間隔は、Ｔ３４１２ extended valueに基づくと、最大約４１３日に拡張される。Ｔ３４１２ extended valueに基づく周期位置登録は、主にＩｏＴデバイスに適用されることが検討されている。

実施の形態５においては、ＳＧＷ４５は、図８及び図９のステップＳ３２における、ＵＥのセッション接続状態を維持する期間を、Ｔ３４１２タイマもしくはＴ３４１２ extended valueに基づいて決定する。

具体的には、図６のＴＡＵ処理もしくはＡｔｔａｃｈ処理において、ＭＭＥ４２は、ＵＥ４０へ周期位置登録の周期を通知するために、TAU AcceptメッセージもしくはAttach AcceptメッセージにＴ３４１２タイマもしくはＴ３４１２ extended valueを設定する。さらに、ＭＭＥ４２は、Modify Bearer Requestメッセージ、あるいはCreate Session Requestメッセージに、TAU AcceptメッセージもしくはAttach Acceptメッセージにおいて設定したＴ３４１２タイマもしくはＴ３４１２ extended valueを設定する。

ＳＧＷ４５は、Ｔ３４１２タイマが設定されたModify Bearer Requestメッセージ、あるいはCreate Session Requestメッセージを受信した場合、例えば、図８及び図９のステップＳ３３においてＭＭＥ４２の障害を検出後、Ｔ３４１２タイマに基づいて定められる周期位置登録の間隔と同じ期間、ＵＥのセッション接続状態を維持する。また、ＳＧＷ４５は、Ｔ３４１２ extended valueが設定されたModify Bearer Requestメッセージ、あるいはCreate Session Requestメッセージを受信した場合、例えば、図８及び図９のステップＳ３３においてＭＭＥ４２の障害を検出後、Ｔ３４１２ extended valueに基づいて定められる周期位置登録の間隔と同じ期間、ＵＥのセッション接続状態を維持する。このようにＵＥのセッション接続状態を維持する期間を定めることによって次の効果が得られる。

ＳＧＷ４５は、Ｔ３４１２タイマもしくはＴ３４１２ extended valueが設定されたModify Bearer Requestメッセージを受信しない場合、ＵＥ４０の周期位置登録の間隔を認識することができない。そのため、例えば、ＳＧＷ４５は、一律Ｔ３４１２タイマに基づいて定められる周期位置登録の間隔と同じ期間、ＵＥのセッション接続状態を維持すると決定することが考えられる。しかし、この場合、ＵＥ４０の周期位置登録の間隔が、Ｔ３４１２ extended valueに基づいて定められている場合、ＳＧＷ４５は、ＵＥ４０のセッション接続状態が解放された後に受信したDownlink Dataに関するＤＤＮメッセージをＭＭＥ４２へ送信することができなくなる。なぜなら、ＳＧＷ４５は、ＵＥ４０のセッション接続状態が解放された場合、ＵＥ４０に関するＧＵＴＩ及びＩＭＳＩ等も消失するため、ＤＤＮメッセージに、ＵＥ４０の識別情報を設定することができなくなるからである。

また、ＳＧＷ４５が、一律Ｔ３４１２ extended valueに基づいて定められる周期位置登録の間隔と同じ期間、ＵＥのセッション接続状態を維持すると決定することも考えられる。ここで、ＵＥ４０の故障、もしくは電波が届かない場所での電源がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ遷移した等の理由により、ＵＥ４０が電源ＯＦＦへの状態遷移すらｅＮＢへ通知できずに通信できない状態であるとする。このような場合に、ＳＧＷ４５が、Ｔ３４１２タイマに基づいて定められる周期位置登録の間隔と同じ期間、ＵＥのセッション接続状態を維持する場合、最大約１８６分後にはＵＥ４０のセッション接続状態を解消することができる。しかし、ＳＧＷ４５が一律Ｔ３４１２ extended valueに基づいて定められる周期位置登録の間隔と同じ期間、ＵＥのセッション接続状態を維持する場合、最大４１３日もの間、通信することができないＵＥ４０のセッション接続状態を維持する必要がある。

このように、ＳＧＷ４５が、ＵＥ４０の周期位置登録の間隔が、Ｔ３４１２タイマ及びＴ３４１２ extended valueのどちらに基づいて定められていることを認識せずに、ＵＥのセッション接続状態を維持することを決定すると上記の問題が発生する。

一方、実施の形態５においては、ＳＧＷ４５が、Ｔ３４１２タイマもしくはＴ３４１２ extended valueのいずれかが設定されたModify Bearer Requestメッセージ、あるいはCreate Session Requestメッセージを受信することができる。そのため、ＳＧＷ４５は、ＵＥ４０の周期位置登録の間隔が、Ｔ３４１２タイマ及びＴ３４１２ extended valueのどちらに基づいて定められているかを認識することができる。これより、ＳＧＷ４５は、ＵＥ毎に、セッション接続状態を維持する期間を決定することができるため、セッション接続状態を解消することによりＤＤＮメッセージをＭＭＥ４２へ送信することができなくなることも、通信することができないＵＥに関するセッション接続状態を長期間維持することも回避することができる。

続いて以下では、上述の複数の実施形態で説明された、ｅＮＢ５１、ＵＥ４０、ＭＭＥ４２及びＳＧＷ４５の構成例について説明する。図１２は、ｅＮＢ５１の構成例を示すブロック図である。図１２を参照すると、ｅＮＢ５１は、RFトランシーバ１００１、ネットワークインターフェース１００３、プロセッサ１００４、及びメモリ１００５を含む。RFトランシーバ１００１は、UEsと通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１００１は、複数のトランシーバを含んでもよい。RFトランシーバ１００１は、アンテナ１００２及びプロセッサ１００４と結合される。RFトランシーバ１００１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をプロセッサ１００４から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１００２に供給する。また、RFトランシーバ１００１は、アンテナ１００２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをプロセッサ１００４に供給する。

ネットワークインターフェース１００３は、ネットワークノード（e.g., 他のコアネットワークノード）と通信するために使用される。ネットワークインターフェース１００３は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインターフェースカード（NIC）を含んでもよい。

プロセッサ１００４は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理を含むデータプレーン処理とコントロールプレーン処理を行う。例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、プロセッサ１００４によるデジタルベースバンド信号処理は、MACレイヤ、およびPHYレイヤの信号処理を含んでもよい。

プロセッサ１００４は、複数のプロセッサを含んでもよい。例えば、プロセッサ１００４は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., DSP）、及びコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., CPU又はMPU）を含んでもよい。

メモリ１００５は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１００５は、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、マスクRead Only Memory（MROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの任意の組合せである。メモリ１００５は、プロセッサ１００４から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１００４は、ネットワークインターフェース１００３又は図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１００５にアクセスしてもよい。

メモリ１００５は、上述の複数の実施形態で説明されたｅＮＢ５１による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、プロセッサ１００４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１００５から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明されたｅＮＢ５１の処理を行うよう構成されてもよい。

図１３は、ＵＥ４０の構成例を示すブロック図である。Radio Frequency（RF）トランシーバ１１０１は、ｅＮＢ５１と通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１１０１により行われるアナログRF信号処理は、周波数アップコンバージョン、周波数ダウンコンバージョン、及び増幅を含む。RFトランシーバ１１０１は、アンテナ１１０２及びベースバンドプロセッサ１１０３と結合される。すなわち、RFトランシーバ１１０１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をベースバンドプロセッサ１１０３から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１１０２に供給する。また、RFトランシーバ１１０１は、アンテナ１１０２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをベースバンドプロセッサ１１０３に供給する。

ベースバンドプロセッサ１１０３は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理（データプレーン処理）とコントロールプレーン処理を行う。デジタルベースバンド信号処理は、(a) データ圧縮／復元、(b) データのセグメンテーション／コンカテネーション、(c) 伝送フォーマット（伝送フレーム）の生成／分解、(d) 伝送路符号化／復号化、(e) 変調（シンボルマッピング）／復調、及び(f) Inverse Fast Fourier Transform（IFFT）によるOFDMシンボルデータ（ベースバンドOFDM信号）の生成などを含む。一方、コントロールプレーン処理は、レイヤ１（e.g., 送信電力制御）、レイヤ２（e.g., 無線リソース管理、及びhybrid automatic repeat request（HARQ）処理）、及びレイヤ３（e.g., アタッチ、モビリティ、及び通話管理に関するシグナリング）の通信管理を含む。

例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、ベースバンドプロセッサ１１０３によるデジタルベースバンド信号処理は、Packet Data Convergence Protocol（PDCP）レイヤ、Radio Link Control（RLC）レイヤ、MACレイヤ、およびPHYレイヤの信号処理を含んでもよい。また、ベースバンドプロセッサ１１０３によるコントロールプレーン処理は、Non-Access Stratum（NAS）プロトコル、RRCプロトコル、及びMAC CEの処理を含んでもよい。

ベースバンドプロセッサ１１０３は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., Digital Signal Processor（DSP））とコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., Central Processing Unit（CPU）、又はMicro Processing Unit（MPU））を含んでもよい。この場合、コントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサは、後述するアプリケーションプロセッサ１１０４と共通化されてもよい。

アプリケーションプロセッサ１１０４は、CPU、MPU、マイクロプロセッサ、又はプロセッサコアとも呼ばれる。アプリケーションプロセッサ１１０４は、複数のプロセッサ（複数のプロセッサコア）を含んでもよい。アプリケーションプロセッサ１１０４は、メモリ１１０６又は図示されていないメモリから読み出されたシステムソフトウェアプログラム（Operating System（OS））及び様々なアプリケーションプログラム（例えば、通話アプリケーション、WEBブラウザ、メーラ、カメラ操作アプリケーション、音楽再生アプリケーション）を実行することによって、ＵＥ４０の各種機能を実現する。

いくつかの実装において、図１３に破線（１１０５）で示されているように、ベースバンドプロセッサ１１０３及びアプリケーションプロセッサ１１０４は、１つのチップ上に集積されてもよい。言い換えると、ベースバンドプロセッサ１１０３及びアプリケーションプロセッサ１１０４は、１つのSystem on Chip（SoC）デバイス１１０５として実装されてもよい。SoCデバイスは、システムLarge Scale Integration（LSI）またはチップセットと呼ばれることもある。

メモリ１１０６は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリ又はこれらの組合せである。メモリ１１０６は、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、マスクRead Only Memory（MROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの任意の組合せである。例えば、メモリ１１０６は、ベースバンドプロセッサ１１０３、アプリケーションプロセッサ１１０４、及びSoC１１０５からアクセス可能な外部メモリデバイスを含んでもよい。メモリ１１０６は、ベースバンドプロセッサ１１０３内、アプリケーションプロセッサ１１０４内、又はSoC１１０５内に集積された内蔵メモリデバイスを含んでもよい。さらに、メモリ１１０６は、Universal Integrated Circuit Card（UICC）内のメモリを含んでもよい。

メモリ１１０６は、上述の複数の実施形態で説明されたＵＥ８０による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、ベースバンドプロセッサ１１０３又はアプリケーションプロセッサ１１０４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１１０６から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明されたＵＥ４０の処理を行うよう構成されてもよい。

図１４は、ＭＭＥ４２及びＳＧＷ４５の構成例を示すブロック図である。図１４を参照すると、ＭＭＥ４２及びＳＧＷ４５は、ネットワークインターフェース１２０１、プロセッサ１２０２、及びメモリ１２０３を含む。ネットワークインターフェース１２０１は、ネットワークノード（e.g., ＳＧＳＮ４４、ＨＳＳ４３、ＰＧＷ４６等）と通信するために使用される。ネットワークインターフェース１２０１は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインタフェースカード（NIC）を含んでもよい。

プロセッサ１２０２は、メモリ１２０３からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態においてシーケンス図及びフローチャートを用いて説明されたセンターノード２０の処理を行う。プロセッサ１２０２は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU、又はCPUであってもよい。プロセッサ１２０２は、複数のプロセッサを含んでもよい。

プロセッサ１２０２は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理を含むデータプレーン処理とコントロールプレーン処理を行う。例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、プロセッサ１００４によるデジタルベースバンド信号処理は、PDCPレイヤ、RLCレイヤ、およびMACレイヤの信号処理を含んでもよい。さらに、プロセッサ１２０２による信号処理は、X2-Uインタフェース及びS1-UインタフェースでのGTP-U・UDP/IPレイヤの信号処理を含んでもよい。また、プロセッサ１００４によるコントロールプレーン処理は、X2APプロトコル、S1-MMEプロトコルおよびRRCプロトコルの処理を含んでもよい。

プロセッサ１２０２は、複数のプロセッサを含んでもよい。例えば、プロセッサ１００４は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., DSP）、X2-Uインタフェース及びS1-UインタフェースでのGTP-U・UDP/IPレイヤの信号処理を行うプロセッサ（e.g., DSP）、及びコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., CPU又はMPU）を含んでもよい。

メモリ１２０３は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１２０３は、プロセッサ１２０２から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１２０２は、図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１２０３にアクセスしてもよい。

図１４の例では、メモリ１２０３は、ソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ１２０２は、これらのソフトウェアモジュール群をメモリ１２０３から読み出して実行することで、上述の実施形態において説明されたＭＥＣサーバ４０の処理を行うことができる。

図１２～図１４を用いて説明したように、上述の実施形態におけるｅＮＢ５１、ＵＥ４０、ＭＭＥ４２及びＳＧＷ４５が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを実行する。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施の形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。また、上記実施の形態において説明したＭＭＥの代わりにＳＧＳＮが用いられ、ｅＮＢの代わりにＲＮＣが用いられてもよい。この場合、ＴＡＵは、ＲＡＵ（Routing Area Update）に置き換えられ、ＧＵＴＩ、Ｓ－ＴＭＳＩ、及びＭ－ＴＭＳＩは、Ｐ（Packet）－ＴＭＳＩに置き換えられる。また、上記実施の形態において説明したＭＭＥの代わりにＭＭＦ（Mobility Management Function）が用いられ、ＳＧＷの代わりにＵＰＦ（U-Plane Function）が用いられ、ｅＮＢの代わりにＮＲが用いられてもよい。

１０ ゲートウェイ装置
１１ 記憶部
１２ 通信部
２０ 移動管理装置
４０ ＵＥ
４１ Ｅ－ＵＴＲＡＮ
４２ ＭＭＥ
４３ ＨＳＳ
４４ ＳＧＳＮ
４５ ＳＧＷ
４６ ＰＧＷ
４７ ＰＣＲＦ
４８ ＵＴＲＡＮ
４９ ＧＥＲＡＮ
５０ Operator’s IP Services
５１ ｅＮＢ
６１ 通信部
６２ 制御部
７１ 計算部
７２ 通信部
８１ 計算部
８２ 通信部

Claims (4)

1. 省電力機能を伴うページング処理を実行する通信端末、を管理する移動管理装置と通信するゲートウェイ装置であって、
   前記省電力機能を使用する前記通信端末のためのダウンリンクデータが受信された場合、前記受信されたダウンリンクデータをバッファする制御手段と、
   前記ゲートウェイ装置が前記移動管理装置の再開を検出したときにダウンリンクデータがバッファされていた場合、前記通信端末の識別子を含んだ通知メッセージを前記移動管理装置又は他の移動管理装置へ送信する通信手段と、を備える、
   ゲートウェイ装置。
2. 前記通信端末の識別子は、IMSI（International Mobile Subscriber Identity）である、請求項１に記載のゲートウェイ装置。
3. 省電力機能を伴うページング処理を実行する通信端末、を管理する移動管理装置と通信するゲートウェイ装置の制御方法であって、
   前記省電力機能を使用する前記通信端末のためのダウンリンクデータが受信された場合、前記受信されたダウンリンクデータをバッファし、
   前記ゲートウェイ装置が前記移動管理装置の再開を検出したときにダウンリンクデータがバッファされていた場合、前記通信端末の識別子を含んだ通知メッセージを前記移動管理装置又は他の移動管理装置へ送信する、
   制御方法。
4. 前記通信端末の識別子は、IMSI（International Mobile Subscriber Identity）である、請求項３に記載の制御方法。

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