以下、図面とともに移動体通信システムの実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図2は、本実施形態に係る移動体通信システム8のシステム構成図である。図2に示す通り、移動体通信システム8は、MM1(モビリティ管理機能)、SM2(セッション管理機能)、RAN3(無線アクセスネットワーク)、UE4(移動体通信端末)、UP−GW5、DNN6及びSDM7を含んで構成される。移動体通信システム8に含まれる各要素(ノード/機能)及び当該要素間の接続関係は、上述の図1のアーキテクチャに含まれる各要素及び当該要素間の接続関係と同様である。すなわち、移動体通信システム8は、RAN3と、UE4のセッションを管理するSM2及びUE4のモビリティを管理するMM1を含むコアネットワークとを含む。以下、図1のアーキテクチャとの差分について説明する。
図2に示す移動体通信システム8において、図1に示すアーキテクチャにおけるインターフェースNG2が、インターフェースNG2−MM及びインターフェースNG2−SMの2つに分けられている。MM1とRAN3はインターフェースNG2−MMを用いて通信を行い、SM2とRAN3はインターフェースNG2−SMを用いて通信を行う。なお、SM2及びRAN3間のインターフェースNG2−SMの通信経路は、後述の通り、SM2の通信経路確立部22によって確立される。移動体通信システム8において、インターフェースNG2−MM及びインターフェースNG2−SMの2つに分けられていることにより、MM1及びRAN3間の通信、並びに、SM2及びRAN3間の通信は、他の要素を介さずに直接(ダイレクト)行うことができる。すなわち、MM1は、SM2及びRAN3間の通信を中継する必要が無い。
続いて、以下では、MM1、SM2及びRAN3それぞれが備える機能について説明する。なお、MM1、SM2及びRAN3は、以下で説明する機能以外にも、非特許文献1「3GPP TR 23.799 V1.0.0 (2016-09)」や移動体通信システムに関する一般的な文献等に開示されている各要素が備える一般的な機能も備えるものとする。また、MM1、SM2及びRAN3は、以下で説明する機能以外にも、後述の図9〜11のシーケンス図を用いて説明する処理を実現するための機能も備える。
図3は、MM1の機能ブロック図である。図3に示す通り、MM1は、識別情報格納部10、セッション構築要求処理部11及びハンドオーバ処理部12を含んで構成される。
図3に示す機能ブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び/又は論理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的及び/又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的及び/又は間接的に(例えば、有線及び/又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、MM1は、コンピュータとして機能してもよい。図4は、MM1のハードウェア構成の一例を示す図である。上述のMM1は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。MM1のハードウェア構成は、図4に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
MM1における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信や、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、上述のセッション構築要求処理部11及びハンドオーバ処理部12などは、プロセッサ1001で実現されてもよい。
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、本実施形態で説明する動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、MM1のセッション構築要求処理部11及びハンドオーバ処理部12などは、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本実施形態に係るページング方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD−ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu−ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002及び/又はストレージ1003を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。例えば、上述の識別情報格納部10などは、ストレージ1003で実現されてもよい。
通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述のセッション構築要求処理部11及びハンドオーバ処理部12などは、通信装置1004で実現されてもよい。
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
また、プロセッサ1001やメモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、MM1は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
以下、図3に示すMM1の各機能ブロックについて説明する。
識別情報格納部10は、移動体通信システム8に含まれる各要素(例えばSM2やRAN3)から送信された、移動体通信システム8に含まれる各要素の識別情報を格納する。識別情報格納部10は、移動体通信システム8に含まれる各要素の識別情報を予め格納してもよい。識別情報格納部10は、移動体通信システム8に関するその他の情報を予め格納してもよい。
セッション構築要求処理部11は、UE4のアタッチ(Attach)時に、UE4のセッションの構築を行うための処理を行う。例えば、セッション構築要求処理部11は、SM2に対して、UE4のセッションの構築を要求する構築要求を送信する。ここで、送信先のSM2は、MM1が所定の情報に基づいて選択したSM2である。例えば、MM1は、UE4又はSDM7等から送信された、又は識別情報格納部10に予め格納された「UE usage type」、「service type」、「DCN(dedicated core network) type」、「APN」等のユーザ/サービス情報の何れか一つ以上に基づいて、適切なSM2を選択する。セッション構築要求処理部11は、構築要求を送信する際に、送信先のSM2が通信経路を確立すべき対象であるRAN3の識別情報(無線情報)を構築要求に含めた上で送信してもよい。当該RAN3の識別情報は、識別情報格納部10に予め格納されたものであってもよいし、UE4のアタッチ時にRAN3から送信されたものであってもよい。
ハンドオーバ処理部12は、UE4のハンドオーバ時に、UE4のハンドオーバを行うための処理を行う。
続いて、図5は、SM2の機能ブロック図である。図5に示す通り、SM2は、識別情報格納部20、セッション構築要求処理部21、通信経路確立部22及びハンドオーバ処理部23を含んで構成される。
図5に示す機能ブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び/又は論理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的及び/又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的及び/又は間接的に(例えば、有線及び/又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、SM2などは、コンピュータとして機能してもよい。図6は、SM2のハードウェア構成の一例を示す図である。上述のSM2は、物理的には、プロセッサ2001、メモリ2002、ストレージ2003、通信装置2004、入力装置2005、出力装置2006、バス2007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
SM2のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
SM2における各機能は、プロセッサ2001、メモリ2002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ2001が演算を行い、通信装置2004による通信や、メモリ2002及びストレージ2003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ2001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ2001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置で構成されてもよい。例えば、上述のセッション構築要求処理部21、通信経路確立部22及びハンドオーバ処理部23などは、プロセッサ2001で実現されてもよい。
また、プロセッサ2001は、プログラム、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ2003及び/又は通信装置2004からメモリ2002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、本実施形態で説明する動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、SM2のセッション構築要求処理部21、通信経路確立部22及びハンドオーバ処理部23などは、メモリ2002に格納され、プロセッサ2001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ2001で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ2001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ2001は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
メモリ2002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM、EPROM、EEPROM、RAMなどの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ2002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ2002は、本実施形態に係るページング方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ2003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD−ROMなどの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、スマートカード、フラッシュメモリ、フロッピーディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ2003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ2002及び/又はストレージ2003を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。例えば、上述の識別情報格納部20などは、ストレージ2003で実現されてもよい。
通信装置2004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェアであり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述のセッション構築要求処理部21、通信経路確立部22及びハンドオーバ処理部23などは、通信装置2004で実現されてもよい。
入力装置2005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイスである。出力装置2006は、外部への出力を実施する出力デバイスである。なお、入力装置2005及び出力装置2006は、一体となった構成であってもよい。
また、プロセッサ2001やメモリ2002などの各装置は、情報を通信するためのバス2007で接続される。バス2007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、SM2は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ASIC、PLD、FPGAなどのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ2001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
以下、図5に示すSM2の各機能ブロックについて説明する。
識別情報格納部20は、移動体通信システム8に含まれる各要素(例えばMM1やRAN3)から送信された、移動体通信システム8に含まれる各要素の識別情報を格納する。識別情報格納部20は、移動体通信システム8に含まれる各要素の識別情報を予め格納してもよい。識別情報格納部20は、移動体通信システム8に関するその他の情報を予め格納してもよい。
セッション構築要求処理部21は、UE4のアタッチ時に、UE4のセッションの構築を行うための処理を行う。例えば、セッション構築要求処理部21は、SM2から、UE4のセッションの構築を要求する構築要求を受信する。セッション構築要求処理部21は、構築要求を受信すると、受信した旨を示す情報を通信経路確立部22に出力する。また、セッション構築要求処理部21は、構築要求を受信すると、当該構築要求に含まれるRAN3のノードの識別情報を通信経路確立部22に出力してもよい。セッション構築要求処理部21は、構築要求に含まれるRAN3のノードの識別情報を識別情報格納部20に格納してもよい。
通信経路確立部22は、当該SM2とRAN3のノードとの間で、MM1を介さずに通信可能な通信経路を確立する。SM2とRAN3のノードとの間の通信経路の確立とは、例えば、SM2とRAN3のノードとの間において、所定のインターフェースであるインターフェースNG2−SMを用いて互いに通信可能な状態にすることである。
通信経路確立部22は、UE4のアタッチ時のセッションの構築要求をMM1から受信する場合に通信経路を確立してもよい。具体的には、通信経路確立部22は、セッション構築要求処理部21から構築要求を受信した旨を示す情報が入力されると、通信経路を確立する。
通信経路確立部22は、構築要求に含まれるRAN3のノードの識別情報に基づいて、当該SM2と当該識別情報が示すRAN3のノードとの間で通信経路を確立してもよい。具体的には、通信経路確立部22は、セッション構築要求処理部21からRAN3のノードの識別情報が入力されると、入力された当該識別情報に基づいて、当該SM2と当該識別情報が示すRAN3のノードとの間で通信経路を確立する。なお、通信経路確立部22は、識別情報格納部20に格納されたRAN3のノードの識別情報に基づいて、当該SM2と当該識別情報が示すRAN3のノードとの間で通信経路を確立してもよい。
ハンドオーバ処理部23は、UE4のハンドオーバ時に、UE4のハンドオーバを行うための処理を行う。例えば、ハンドオーバ処理部23は、識別情報格納部20に予め格納されたRAN3のノードの識別情報又はMM1から受信したRAN3のノードの識別情報が示すRAN3の当該ノードに対して、MM1を介さずに、ハンドオーバに関する通信を行ってもよい。
続いて、図7は、RAN3の機能ブロック図である。図7に示す通り、RAN3は、識別情報格納部30、セッション構築要求処理部31及びハンドオーバ処理部32を含んで構成される。
図7に示す機能ブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び/又は論理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的及び/又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的及び/又は間接的に(例えば、有線及び/又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、RAN3などは、コンピュータとして機能してもよい。図8は、RAN3のハードウェア構成の一例を示す図である。上述のRAN3は、物理的には、プロセッサ3001、メモリ3002、ストレージ3003、通信装置3004、入力装置3005、出力装置3006、バス3007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
RAN3のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
RAN3における各機能は、プロセッサ3001、メモリ3002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ3001が演算を行い、通信装置3004による通信や、メモリ3002及びストレージ3003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ3001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ3001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置で構成されてもよい。例えば、上述のセッション構築要求処理部31及びハンドオーバ処理部32などは、プロセッサ3001で実現されてもよい。
また、プロセッサ3001は、プログラム、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ3003及び/又は通信装置3004からメモリ3002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、本実施形態で説明する動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、RAN3のセッション構築要求処理部31及びハンドオーバ処理部32などは、メモリ3002に格納され、プロセッサ3001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ3001で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ3001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ3001は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
メモリ3002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM、EPROM、EEPROM、RAMなどの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ3002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ3002は、本実施形態に係るページング方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ3003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD−ROMなどの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、スマートカード、フラッシュメモリ、フロッピーディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ3003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ3002及び/又はストレージ3003を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。例えば、上述の識別情報格納部30などは、ストレージ3003で実現されてもよい。
通信装置3004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェアであり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述のセッション構築要求処理部31及びハンドオーバ処理部32などは、通信装置3004で実現されてもよい。
入力装置3005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイスである。出力装置3006は、外部への出力を実施する出力デバイスである。なお、入力装置3005及び出力装置3006は、一体となった構成であってもよい。
また、プロセッサ3001やメモリ3002などの各装置は、情報を通信するためのバス3007で接続される。バス3007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、RAN3は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ASIC、PLD、FPGAなどのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ2001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
以下、図7に示すRAN3の各機能ブロックについて説明する。
識別情報格納部30は、移動体通信システム8に含まれる各要素(例えばMM1やSM2)から送信された、移動体通信システム8に含まれる各要素の識別情報を格納する。識別情報格納部30は、移動体通信システム8に含まれる各要素の識別情報を予め格納してもよい。識別情報格納部30は、移動体通信システム8に関するその他の情報を予め格納してもよい。
セッション構築要求処理部31は、UE4のアタッチ時に、UE4のセッションの構築を行うための処理を行う。例えば、セッション構築要求処理部31は、SM2の通信経路確立部22と協働して、当該SM2と当該RAN3のノードとの間でMM1を介さずに通信可能な通信経路を確立する。
ハンドオーバ処理部32は、UE4のハンドオーバ時に、UE4のハンドオーバを行うための処理を行う。例えば、ハンドオーバ処理部23は、識別情報格納部30に予め格納されたSM2の識別情報又は他のRAN3から受信したSM2の識別情報が示すSM2に対して、MM1を介さずに、ハンドオーバに関する通信を行ってもよい。
続いて、図9に示すシーケンス図を用いて、本実施形態に係る移動体通信システム8におけるUE4のアタッチ時の処理について説明する。
まず、UE4からRAN3に対して、アタッチリクエスト及びPDN(Packet Data Network)接続リクエストが送信される(S1)。次に、RAN3からMM1に対して、アタッチリクエスト及びPDN接続リクエストが送信される(S2)。なお、PDN接続リクエストには、CRNTI(Cell Radio Network Temporary Identity。RAN3から見たUE4の識別情報)が含まれる。次に、UE4とMM1との間及びMM1とSDM7との間で認証(Authentication)処理が実行される(S3)。次に、UE4とRAN3との間及びRAN3とMM1との間で、AS Securityセットアップがなされる(S4)。次に、MM1とSDM7との間で、認可(Authorization)処理が実行される(S5)。次に、MM1からRAN3に対して、アタッチアクセプトが送信される(S6)。次に、RAN3からUE4に対して、アタッチアクセプトが送信される(S7)。以上のS1〜S7は、MM1に関する処理である。
S7に続いて、MM1において、SM2の選択処理が行われる(S8)。上述の通り、MM1は、所定の情報に基づいてSM2を選択する。以降のSM2は、S8にて選択されたSM2とする。次に、MM1のセッション構築要求処理部11により、MM1からSM2に対して、セッションリクエストが送信される(S9)。セッションリクエストには、PDN接続要求、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)、上述のRAN3の識別情報(RAN Identifier)、及びCRNTIが含まれる。上述の通り、RAN3の識別情報は、識別情報格納部10に予め格納されたものであってもよいし、UE4のアタッチ時にRAN3から送信されたものであってもよい。
次に、SM2からMM1に対して、セッションレスポンスが送信される(S10)。セッションレスポンスには、SM2の識別情報(SM Identifiers)が含まれる。次に、SM2において、UP−GW5の選択処理が行われる(S11)。SM2は、上述のMM1におけるSM2の選択と同様に、所定の情報に基づいてUP−GW5を選択する。以降のUP−GW5は、S11にて選択されたUP−GW5とする。次に、SM2からUP−GW5に対して、セッション構築リクエストが送信される(S12)。次に、UP−GW5からSM2に対して、セッション構築レスポンスが送信される(S13)。
次に、SM2の通信経路確立部22により、SM2からRAN3に対して、インターフェースNG2−SM確立リクエストが送信される(S14)。インターフェースNG2−SM確立リクエストには、CRNTI及びUP−GW5のTEID(Tunnel Endpoint Identifier)が含まれる。次に、UE4とRAN3との間で、RRC(Radio Resource Control)再設定がなされる(S15)。RRC再設定では、DRBの設定も行われる。次に、RAN3からSM2に対して、インターフェースNG2−SM確立レスポンスが送信される(S16)。インターフェースNG2−SM確立レスポンスには、CRNTI及びRAN TEIDが含まれる。次に、SM2からMM1に対して、DL SM NASメッセージが送信される(S17)。当該メッセージには、PDN接続がアクセプトされた旨の情報が含まれる。次に、MM1からRAN3に対して、PDN接続アクセプトが送信される(S18)。次に、RAN3からUE4に対して、PDN接続アクセプトが送信される(S19)。次に、UE4とRAN3との間及びRAN3とUP−GW5との間でアップロード/ダウンロードデータが送受信される(S20)。以上のS8〜S20は、SM2に関する処理である。
続いて、図10に示すシーケンス図を用いて、本実施形態に係る移動体通信システム8におけるUE4のハンドオーバ(X2ハンドオーバ)時の処理(その1)について説明する。本処理は、UE4がハンドオーバ元のRAN3−1からハンドオーバ先のRAN3−2にハンドオーバする際の処理である。UE4がRAN3−1に在圏している際は、UE4はSM2−1及びUP−GW5−1と通信を行い、UE4がRAN3−2に在圏している際は、UE4はSM2−2及びUP−GW5−2と通信を行うものとする。
まず、UE4とRAN3−1との間及びRAN3−1とUP−GW5−1との間にて、ハンドオーバの準備及び実行の処理が行われる(S30)。次に、RAN3−2からMM1に対して、パス交換リクエストが送信される(S31)。次に、MM1からRAN3−2に対して、パス交換レスポンスが送信される(S32)。パス交換レスポンスには、RAN3のセキュリティキーが含まれる。以上のS31〜S32は、MM1に関する処理である。
次に、RAN3−2のハンドオーバ処理部32により、RAN3−2からSM2−1に対して、MM1を介さずに、パス交換リクエストが送信される(S33)。S33において、送信先であるSM2−1の識別情報は、S30においてRAN3−1からRAN3−2に送信されたものであってもよい。パス交換リクエストには、TEIDが含まれる。次に、SM2−1とUP−GW5−1との間で、セッション更新リクエスト/レスポンスがやり取りされる(S34)。次に、SM2−1からRAN3−2に対して、MM1を介さずに、パス交換レスポンスがACKとして送信される(S35)。以上のS33〜S35は、SM2−1に関する処理である。以上の処理により、UE4とRAN3−2との間及びRAN3−2とUP−GW5−1との間は通信可能となる。
次に、RAN3−2からSM2−2に対して、パス交換リクエストが送信される(S36)。S36において、送信先であるSM2−2の識別情報は、S32においてMM1から送信されたものであってもよい。パス交換リクエストには、TEIDが含まれる。次に、SM2−2とUP−GW5−2との間で、セッション更新リクエスト/レスポンスがやり取りされる(S37)。次に、SM2−2からRAN3−2に対して、パス交換レスポンスがACKとして送信される(S38)。以上のS36〜S38は、SM2−2に関する処理である。以上の処理により、UE4とRAN3−2との間及びRAN3−2とUP−GW5−2との間は通信可能となる。
続いて、図11に示すシーケンス図を用いて、本実施形態に係る移動体通信システム8におけるUE4のハンドオーバ(X2ハンドオーバ)時の処理(その2)について説明する。本処理は、図10に示すシーケンス図と同様に、UE4がハンドオーバ元のRAN3−1からハンドオーバ先のRAN3−2にハンドオーバする際の処理である。UE4がRAN3−1に在圏している際は、UE4はSM2−1及びUP−GW5−1と通信を行い、UE4がRAN3−2に在圏している際は、UE4はSM2−2及びUP−GW5−2と通信を行うものとする。
まず、UE4とRAN3−1との間及びRAN3−1とUP−GW5−1との間にて、ハンドオーバの準備及び実行の処理が行われる(S40)。次に、RAN3−2からMM1に対して、パス交換リクエストが送信される(S41)。次に、MM1からRAN3−2に対して、パス交換レスポンスが送信される(S42)。パス交換レスポンスには、RAN3のセキュリティキーが含まれる。以上のS41〜S42は、MM1に関する処理である。
次に、MM1からSM2−1に対して、パス交換指示が送信される(S43)。パス交換指示には、TEIDが含まれる。次に、SM2−1からMM1に対して、指示のACKが送信される(S43a)。次に、SM2−1とUP−GW5−1との間で、セッション更新リクエスト/レスポンスがやり取りされる(S44)。次に、SM2−1のハンドオーバ処理部23により、SM2−1からRAN3−2に対して、MM1を介さずに、パス交換更新要求が送信される(S45)。S45において、送信先であるRAN3−2の識別情報は、S43においてMM1から送信されたものであってもよい。次に、RAN3−2のハンドオーバ処理部32により、RAN3−2からSM2−1に対して、MM1を介さずに、パス交換更新要求のACKが送信される(S45a)。以上のS43〜S45aは、SM2−1に関する処理である。以上の処理により、UE4とRAN3−2との間及びRAN3−2とUP−GW5−1との間は通信可能となる。
次に、MM1からSM2−2に対して、パス交換指示が送信される(S46)。パス交換指示には、TEIDが含まれる。次に、SM2−2からMM1に対して、指示のACKが送信される(S46a)。次に、SM2−2とUP−GW5−2との間で、セッション更新リクエスト/レスポンスがやり取りされる(S47)。次に、SM2−2のハンドオーバ処理部23により、SM2−2からRAN3−2に対して、MM1を介さずに、パス交換更新要求が送信される(S48)。S48において、送信先であるRAN3−2の識別情報は、S46においてMM1から送信されたものであってもよい。次に、RAN3−2のハンドオーバ処理部32により、RAN3−2からSM2−2に対して、MM1を介さずに、パス交換更新要求のACKが送信される(S48a)。以上のS46〜S48aは、SM2−2に関する処理である。以上の処理により、UE4とRAN3−2との間及びRAN3−2とUP−GW5−2との間は通信可能となる。
次に、本実施形態のように構成された移動体通信システム8の作用効果について説明する。
本実施形態の移動体通信システム8によれば、SM2の通信経路確立部22により、当該SM2とRAN3のノードとの間で、MM1を介さずに通信可能な通信経路が確立されるため、SM2とRAN3のノードとは、MM1を介さずに通信することができる。これにより、例えば、SM2とRAN3のノードとの間の信号のやり取りをMM1が中継する必要がなくなるため、中継処理に伴う負荷が発生しない。すなわち、移動体通信システム8におけるネットワーク構成の冗長性を少なくすることができる。
また、本実施形態の移動体通信システム8によれば、通信経路確立部22により、UE4のアタッチ時のセッションの構築要求をMM1から受信する場合に通信経路が確立される。これにより、UE4のアタッチ時に、より確実に、SM2とRAN3のノードとの間でMM1を介さない通信経路を確立することができる。また、UE4のアタッチ時の処理において、SM2とRAN3のノードとの間の信号のやり取りをMM1が中継する必要がなくなるため、中継処理に伴う負荷が発生しない。さらに、UE4のハンドオーバ時の処理において、アタッチ時に確立した通信経路を用いて、MM1を介さずにSM2とRAN3のノードとの間の信号のやり取りを行うことができる。それにより、アタッチ時の処理と同様に、MM1が中継する必要がなくなるため、中継処理に伴う負荷が発生しない。すなわち、移動体通信システム8におけるネットワーク構成の冗長性を少なくすることができる。
また、本実施形態の移動体通信システム8によれば、通信経路確立部22により、構築要求に含まれるRAN3のノードの識別情報に基づいて、SM2と当該識別情報が示すRAN3のノードとの間で通信経路が確立される。これにより、SM2と指定されたRAN3のノードとの間で通信経路をより確実に確立することができる。
また、本実施形態の移動体通信システム8によれば、UE4のハンドオーバを処理する場合、SM2とRAN3のノードとの間の通信は、通信経路確立部22によって確立された通信経路を介して行われる。これにより、UE4のハンドオーバ時の処理において、SM2とRAN3のノードとの間の信号のやり取りをMM1が中継する必要がなくなるため、中継処理に伴う負荷が発生しない。すなわち、移動体通信システム8におけるネットワーク構成の冗長性を少なくすることができる。
なお、従来技術では、本実施形態の移動体通信システム8のように、インターフェースNG2が、インターフェースNG2−MM及びインターフェースNG2−SMの2つに分けられていない。例えば、非特許文献2「3GPP TS 23.401 V14.0.0 (2016-06)」の5.4.2.1節の図5.4.2.1−1「Bearer Modification Procedure」のシーケンス図に示されるシーケンス「4. Bearer Modify Request」や、5.4.1節の図5.4.1−1「Dedicated Bearer Activation Procedure」のシーケンス図に示されるシーケンス「4. Bearer Setup Request」では、eNodeB及びMME間でMM、SMの順にやり取りがなされており、MMEではMM及びSM両方のステータスが保持されている。また例えば、非特許文献1「3GPP TR 23.799 V1.0.0 (2016-09)」に示されるNextGenアーキテクチャでは、UE−(RAN)−MM−SMという数珠つなぎの構成を前提としており、MMはRANとSMとの間の全てのメッセージを中継している。
以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT−Advanced、4G、5G、FRA(Future Radio Access)、W−CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
本明細書において特定の装置によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。例えば、特定の装置が基地局であった場合においては、当該基地局を有する1つまたは複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局および/または基地局以外の他のネットワークノード(例えば、MMEまたはS−GWなどが考えられるが、これらに限られない)によって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが1つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、MMEおよびS−GW)であってもよい。
情報等は、上位レイヤ(または下位レイヤ)から下位レイヤ(または上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び/又はシンボルは信号(シグナル)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC)は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル(例えば、PUCCH、PDCCHなど)及び情報要素(例えば、TPCなど)は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
基地局は、1つまたは複数(例えば、3つ)の(セクタとも呼ばれる)セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム(例えば、屋内用の小型基地局RRH:Remote Radio Head)によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および/または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」「eNB」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(access point)、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
移動体通信端末は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及び/又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
「含む(including)」、「含んでいる(comprising)」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。
本開示の全体において、例えば、英語での「a」、「an」及び「the」のように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。