WO2011078363A1 - 移動通信方法及び交換局 - Google Patents

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WO2011078363A1
WO2011078363A1 PCT/JP2010/073432 JP2010073432W WO2011078363A1 WO 2011078363 A1 WO2011078363 A1 WO 2011078363A1 JP 2010073432 W JP2010073432 W JP 2010073432W WO 2011078363 A1 WO2011078363 A1 WO 2011078363A1
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bearer
signal
sgsn
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崇 森田
威津馬 田中
和輝 滝田
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株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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    • H04W80/045—Network layer protocols, e.g. mobile IP [Internet Protocol] involving different protocol versions, e.g. MIPv4 and MIPv6
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/14—Backbone network devices

Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication method for exchanging bearer information from an old SGSN under the control of a new SGSN (Serving GPRS Support Node) under the control of a terminal after movement, and exchange for packet access control. About the station.
  • a new SGSN Serving GPRS Support Node
  • Non-Patent Document 1 In the current 3GPP specifications, in the location registration process across SGSN when the terminal is idle, a process of taking over the bearer in the preserved state from the old SGSN to the new SGSN is defined (Non-Patent Document 1). There are PDP contexts for GPRS users and EPS contexts for EPS users as bearer types, and the current 3GPP specifications are that only GTPv1 (GTP protocol, version 1) and GTPv2 (GTP protocol, version 2) signals are inherited. (Non-Patent Documents 2 and 3).
  • FIG. 8A and 8B show a procedure for taking over bearer information from the old SGSN to the new SGSN, and FIG. 8A shows a logical communication path using a GTPv1 signal as a second protocol signal.
  • FIG. 7B shows the case that the bearer information (EPS context) is taken over using the GTPv2 signal that is the first protocol signal.
  • the new SGSN is established on the old side with respect to the old SGSN.
  • the existing GPRS bearer information is taken over.
  • the new SGSN requests bearer information from the old SGSN using the GTPv1 signal.
  • the old SGSN returns the GPRS bearer information of the GPRS bearer currently established when receiving the GTPv1 signal from the new SGSN as a response signal.
  • the new SGSN takes over the bearer information based on the bearer information set in the response signal from the old SGSN, and establishes a GPRS bearer between the new SGSN and the GGSN based on the bearer information (PDP context).
  • PDP context bearer information
  • the new SGSN when the old SGSN takes over the EPS bearer established with the S-GW, the new SGSN requests bearer information from the old SGSN using the GTPv2 signal.
  • the old SGSN returns the bearer information (EPS context) of the EPS all currently established when receiving the GTPv2 signal from the new SGSN as a response signal.
  • the new SGSN establishes a new EPS bearer between the new SGSN and the S-GW based on the bearer information set in the response signal.
  • SGSN that connects a UTRAN (W-CDMA / HSPA) compatible terminal to an EPC network supports both GTPv1 and GTPv2 signals. Therefore, when the bearer information is taken over from the old SGSN, the bearer information is requested using either a predetermined GTPv1 signal or GTPv2 signal.
  • 3GPP TS23.060 (version 8.7.0) 3GPP TS29.060 (version 8.10.0) 3GPP TS29.274 (version 8.4.0)
  • the present invention has been made in view of such a point, and a mobile communication method and an exchange station in which a bearer takeover process is surely performed between an old SGSN and a new SGSN without causing a situation such as service interruption.
  • the purpose is to provide.
  • the second switching center receives a location update message from a terminal that has moved from the management area of the first switching center to the management area of the second switching center;
  • the second switching center that has received the message transmits a first protocol signal for taking over the communication path information to the first switching center, and as the bearer for the terminal, If a bearer is established between the first switching center and the GGSN connected to the external switching network and the external IP network, the second protocol is transmitted to the second switching center using the first protocol signal.
  • a step of notifying an error for causing the protocol to fall back, and the second switching center that has received the error notification from the first switching center with a first protocol signal sets the protocol type to the second protocol.
  • Change characterized by comprising the steps of: transmitting a protocol signal to take over the communication channel information to the first switching center again at the changed protocol type, the.
  • the second switching center can be smoothly urged to fall back.
  • a bearer takeover process is reliably performed between the old SGSN and the new SGSN, and a situation such as service interruption can be prevented in advance.
  • FIG. Conceptual diagram of parameter configuration of GTPv2 signal used in Embodiment 1
  • Sequence diagram corresponding to bearer takeover shown in FIG. The figure which shows the procedure which performs bearer taking over in Embodiment 2.
  • Sequence diagram in which a part of the bearer takeover procedure of the second embodiment is modified
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a mobile communication network, and a core network unit mainly illustrates a packet core unit.
  • the mobile communication network includes a radio access network 2 that communicates with the mobile terminal 1 via radio waves, and a core network 3 that performs connection processing and user data transfer.
  • the radio access network 2 is configured by UTRAN (UMTS radio access network) or GERAN (GSM / EDGE radio access network) capable of radio communication with the mobile terminal 1.
  • UTRAN UMTS radio access network
  • GSM GSM / EDGE radio access network
  • the radio access network 2 includes a radio base station 11 installed for each cell and a base station controller 12 that controls the plurality of radio base stations 11.
  • the radio base station 11 is called a Node B in UMTS, but may be called a BTS (Base Transceiver Station).
  • the base station control device 12 controls a plurality of radio base stations 11, and controls assignment and switching of radio channels to the terminal 1.
  • the base station control device 12 is also referred to as a radio control device (RNC: Radio Network Controller) or BSC (Base Station Controller).
  • RNC Radio Network Controller
  • BSC Base Station Controller
  • the core network 3 includes functional elements such as SGSN 13A to 13C, GGSN 14, S-GW 15, P-GW 16, and HSS 17.
  • SGSNs 13A to 13C grasp the position of the terminal 1 accessing the packet switching domain and control the transfer of user traffic between the GGSN 14 and the radio access network 2.
  • IP packets are routed and transferred by a packet transfer protocol, and mobility management and session management (bearer control) necessary for mobile communication are performed.
  • the SGSNs 13A and 13B have an S3 / S4 interface (GTP protocol, version 2).
  • the SGSN provided with the S3 / S4 interface is a functional element whose function has been expanded in order to realize interoperability between UMTS and EPS.
  • the S4 interface provided in the SGSN 13A, 13B plays a role of session management (EPS bearer control) with the S-GW 15 using the GTPv2 signal and transfer of user packets.
  • EPS bearer control session management
  • the SGSNs 13A and 13B that support the GTP protocol, version 2 are denoted as S4-SGSN.
  • the SGSNs 13A and 13B also include a Gn / Gp interface (GTP protocol, version 1).
  • the SGSNs 13A and 13B can establish a GPRS bearer by connecting to the GGSN 14 of the UMTS / GPRS packet core using a GTPv1 signal.
  • the SGSN 13C is a functional element that does not include the S3 / S4 interface but includes only the Gn / Gp interface (GTP protocol, version 1).
  • GTP protocol version 1
  • the SGSN 13C that supports only the GTP protocol, version 1 is denoted as Gn / Gp-SGSN.
  • the GGSN 14 is a functional element that controls connection between the UMTS / GPRS packet core and the external IP network in response to a connection request from the terminal 1.
  • the GGSN 14 constitutes a UMTS / GPRS packet core together with the SGSN 13C.
  • the S-GW 15 connects the U plane between the radio access network 2 and the EPC and provides a user packet routing / transfer function.
  • the terminal 1 transfers the IP packet via the EPS bearer established between the SGSN 13A and 13B and the S-GW 15.
  • the P-GW 16 serves as a connection point with the external IP network, and transfers user packets to and from the external IP network.
  • the EPC network includes functional elements such as S4-SGSN 13A, 13B, S-GW 15, P-GW 16, and MME (Mobility Management Entity) (not shown).
  • the HSS 17 is a subscriber server that manages subscriber information. The subscriber information registered in the HSS 17 can be searched by the user ID and includes bearer information.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a parameter configuration of the GTPv2 signal used in the present embodiment. As shown in the figure, it includes a user ID 20, a protocol type 21, a signal name 22, an existing parameter 23, and an additional parameter 24.
  • the user ID 20 is information for identifying the user of the terminal 1 that has notified the location update message.
  • the protocol type 21 is set to “GTPv1” or “GTPv2”. In the signal name 22, “Context Request” is set when requesting bearer information, and “Context Response” is set when returning bearer information.
  • the existing parameter 23 is configured such that EPS bearer information 23a can be set as a GTPv2 parameter.
  • the additional parameter 24 is configured to set GPRS bearer information (PDP Context) handled by GTPv1 which is a protocol other than GTPv2.
  • PDP Context GPRS bearer information
  • the additional parameter 24 is not added to the “Context Request”.
  • GPRS bearer information (PDP Context) handled by GTPv1 having a different protocol version is provided as an additional parameter 24 in the GTPv2 parameter configuration. This makes it possible to set bearer information (GPRS bearer information) with different protocol versions for the GTPv2 signal.
  • FIG. 3 shows a procedure in which the new SGSN takes over bearers from the old SGSN
  • FIG. 4 is a sequence corresponding to the bearer take-up shown in FIG.
  • the new SGSN in FIG. 3 is assumed to be one S4-SGSN 13A shown in FIG. 1, and the old SGSN is assumed to be the other S4-SGSN 13B shown in FIG. That is, the old SGSN (13B) and the new SGSN (13A) are both SGSNs that support both GTPv1 and GTPv2.
  • the old SGSN (13B) which is already the first switching center, communicates with the GGSN 14 as a bearer for transferring the user data of the terminal 1 accessing the packet switching domain on the core network.
  • the GGSN 14 Has established a GPRS bearer. Since the terminal 1 is in the idle state and no user data is generated, it is assumed that the wireless resource is released while maintaining the GPRS bearer (S1).
  • the terminal 1 moves from the management area of the old SGSN (13B) to the management area of the new SGSN (13A) as the second switching center (S2), the terminal 1 moves A location update message is notified to the new SGSN (13A) via the previous wireless access network 2 (S3).
  • the new SGSN (13A) receives the location update message from the terminal 1, the new SGSN (13A) transmits a bearer information request to the old SGSN (13B) using a GTPv2 signal (S11).
  • the new SGSN (13A) uniformly uses the GTPv2 signal as a protocol for making a bearer information request.
  • the GPRS bearer When the old SGSN (13B) receives the bearer information request (GTPv2), the GPRS bearer has been established. That is, the bearer information held in the old SGSN (13B) is a GPRS bearer based on GTPv1, whereas the bearer information request protocol is GTPv2 and is not compatible. If the specifications of Non-Patent Document 2 described above are used, an error is returned because GPRS bearer information of another protocol cannot be set in the EPS bearer information 23a of the GTPv2 signal. In the present embodiment, an additional parameter 24 that can set GPRS bearer information of another protocol is provided in the parameter configuration of the GTPv2 signal (FIG. 2), and no error is returned at this point.
  • the old SGSN (13B) when the old SGSN (13B) receives a bearer information request from the new SGSN (13A) using the GTPv2 signal, it determines the protocol type from the protocol type 21 of the GTPv2 signal (S12). If the protocol type is GTPv2, the old SGSN (13B) supports GTPv2 based on the above-mentioned preconditions, and therefore it is determined that the processing is continued (S13).
  • the old SGSN (13B) determined to continue processing identifies the terminal user from the user ID 20 of the GTPv2 signal, and is currently established for the terminal user from the subscriber information stored in the database of the SGSN (13B).
  • the bearer information is obtained by searching the existing bearer information (S14), and the bearer information type is determined (S15). That is, it is determined whether the bearer currently established for the terminal 1 of the user is a GPRS bearer or an EPS bearer. Based on the above assumption, it can be determined that it is a GPRS bearer. If the searched currently established bearer information is GPRS bearer information of another protocol, the GPRS bearer information is set in the additional parameter 24 in the parameter configuration of the GTPv2 signal without returning an error. In this way, a GTPv2 signal in which GPRS bearer information is set in the additional parameter 24 is transmitted as a response to the new SGSN (13A) (S16).
  • the new SGSN (13A) extracts bearer information from the GTPv2 signal notified from the old SGSN (13B).
  • the PDP Context is set in the additional parameter 24 of the GTPv2 signal as shown in FIG. 2, a GPRS bearer for the terminal 1 is established with the GGSN 14 by GTPv1 according to the PDP Context (S17). ). Then, OK is returned to the terminal 1.
  • the present embodiment is configured so that the GPRS bearer parameter of another protocol can be added to the GTPv2 signal, and the old SGSN that has received the bearer information takeover request with the GTPv2 signal is established when the GTP signal is received.
  • the bearer information held in the additional parameter 24 of the GTPv2 signal is set.
  • the old SGSN receives a GTPv2 signal for which a bearer takeover request is made by GTPv2
  • the currently established bearer information type held in the old SGSN for the terminal user is determined, and the bearer takeover request is made by the GTPv2 signal If the bearer type is GPRS in spite of being received, “Fallback to GTPv1” specifying the protocol as a GTPv2 error is returned.
  • FIG. 5 shows a procedure in which the new SGSN takes over the bearer from the old SGSN
  • FIG. 6A shows a sequence corresponding to the bearer take-up shown in FIG.
  • the new SGSN in FIG. 5 is assumed to be one S4-SGSN 13A shown in FIG. 1, and the old SGSN is assumed to be the other S4-SGSN 13B shown in FIG. That is, both the old SGSN (13B) and the new SGSN (13A) support both GTPv1 and GTPv2.
  • the new SGSN (13A) When the new SGSN (13A) receives a location update message from the terminal 1 through the same process as in the above embodiment, it transmits a bearer information request to the old SGSN (13B) using a GTPv2 signal (S11).
  • the new SGSN (13A) uses a GTPv2 signal uniformly as a protocol for making a bearer information request.
  • the new SGSN (13A) that has received the location update message from the terminal 1 transmits a bearer information request (S11), and the old SGSN (13B) determines the bearer information type.
  • the processes up to (S15) are the same as those in the first embodiment. The procedure after S15 will be mainly described.
  • the old SGSN (13B) acquires bearer information (S14), determines the bearer information type (S15), and can determine that it is a GPRS bearer from the above assumption.
  • the old SGSN (13B) transmits a GTPv2 error “Fallback to GTPv1” clearly indicating that the fallback to GTPv1 is made to the new SGSN (13A) (S21).
  • the new SGSN (13A) When the new SGSN (13A) receives a GTPv2 error from the old SGSN (13B), the new SGSN (13A) performs GTPv2 error determination and determines the error content (S22). Since “Fallback to GTPv1” is the error content, the protocol falls back from GTPv2 to GTPv1, and a bearer information request is transmitted to the old SGSN (13B) using the GTPv1 signal (S23).
  • the old SGSN (13B) can set the GPRS bearer information (PDP Context) currently established in the GTPv1 signal and respond to the new SGSN (13A) (S24).
  • PDP Context GPRS bearer information
  • Fig. 6 (B) shows the fallback function sequence specified in Non-Patent Document 3 (3GPP TS29.274 (version 8.4.0), chapter 7.10) as a comparative example.
  • the process is the same until the old SGSN receives the bearer information request and determines the protocol.
  • the old SGSN does not support GTPv2, so it is determined that the error is transmitted at that time.
  • An error is returned in the GTPv1 signal supported by the old SGSN. For this reason, it is difficult to respond flexibly as shown in the second embodiment.
  • the second embodiment determines up to the bearer information type currently established by the old SGSN that has received the bearer information request, and returns a GTPv2 error so that appropriate fallback is performed.
  • the received new SGSN can be switched to a protocol that can reliably receive bearer information, and the bearer takeover process is reliably performed between the old SGSN and the new SGSN, thereby preventing a situation such as service interruption.
  • the old SGSN determines the bearer information type and sets the protocol type of the fallback destination for the GTPv2 error.
  • how to determine the error content of the GTPv2 error can be changed as appropriate. It is.
  • the process up to bearer information type determination (S11 to S15) is the same as the sequence shown in FIG. 6A, but a GTPv2 error that does not specify an error content is returned to the new SGSN. (S31).
  • the new SGSN falls back the protocol used for the bearer information request to the GTPv1 signal which is another protocol (S32), and reissues the bearer information request using the GTPv1 signal (S33).

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Abstract

　旧ＳＧＳＮの管理エリアから新ＳＧＳＮの管理エリアへ移動した端末（１）から、新ＳＧＳＮが位置更新メッセージを受信し、位置更新メッセージを受信した新ＳＧＳＮが、ＧＴＰｖ２に対応した通信路情報を引継ぐためのＧＴＰｖ２信号を旧ＳＧＳＮへ送信する。旧ＳＧＳＮは、ＧＴＰｖ２信号受信時に、前記端末（１）用に確立した論理的な通信路としてＧＴＰｖ１の通信路情報を保持していた場合、ＧＴＰｖ１による通信路情報を設定した追加パラメータ２４が付加されたＧＴＰｖ２信号を新ＳＧＳＮに対して応答する。

Description

移動通信方法及び交換局
　本発明は、移動後の端末を配下とする新ＳＧＳＮ（Serving　GPRS　Support　Node）が移動前の端末を配下とする旧ＳＧＳＮからベアラ情報の引き継ぎを行うための移動通信方法及びパケットアクセス制御用の交換局に関する。
　現状の３ＧＰＰ仕様では、端末がＩｄｌｅ時のＳＧＳＮ跨りの位置登録処理において、Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ状態にあるベアラを旧ＳＧＳＮから新ＳＧＳＮへ引き継ぐ処理が規定されている（非特許文献１）。ベアラの種別としてＧＰＲＳユーザ用のＰＤＰコンテキストとＥＰＳユーザ用のＥＰＳコンテキストがあり、各々ＧＴＰｖ１（ＧＴＰプロトコル、バージョン１）信号及びＧＴＰｖ２（ＧＴＰプロトコル、バージョン２）信号でのみ引き継ぐ事が現状の３ＧＰＰ仕様として規定されている（非特許文献２、３）。
　図８（Ａ）（Ｂ）は旧ＳＧＳＮから新ＳＧＳＮへベアラ情報を引き継ぐための手順を示しており、同図（Ａ）は第２のプロトコル信号となるＧＴＰｖ１信号を用いて論理的な通信路情報であるベアラ情報（ＰＤＰコンテキスト）を引き継ぐ場合、同図（Ｂ）は第１のプロトコル信号であるＧＴＰｖ２信号を用いてベアラ情報（ＥＰＳコンテキスト）を引き継ぐ場合を示している。
　図８（Ａ）に示されるように、端末ＵＥがＩｄｌｅ時のＳＧＳＮ跨りの移動により、端末ＵＥが新ＳＧＳＮへ位置更新メッセージを送信すると、新ＳＧＳＮが旧ＳＧＳＮに対して旧側で確立しているＧＰＲＳベアラ情報の引継ぎを行う。そのために、新ＳＧＳＮは旧ＳＧＳＮにＧＴＰｖ１信号を用いてベアラ情報を要求する。旧ＳＧＳＮは新ＳＧＳＮからＧＴＰｖ１信号受信時に現在確立しているＧＰＲＳベアラのベアラ情報を応答信号に設定して返信する。新ＳＧＳＮは旧ＳＧＳＮからの応答信号に設定されたベアラ情報を基にベアラ情報を引き継ぎ、ベアラ情報（ＰＤＰコンテキスト）を基にして新ＳＧＳＮとＧＧＳＮとの間にＧＰＲＳベアラを確立する。
　また、図８（Ｂ）に示されるように、旧ＳＧＳＮがＳ－ＧＷとの間に確立しているＥＰＳベアラを引き継ぐ場合、新ＳＧＳＮは旧ＳＧＳＮにＧＴＰｖ２信号を用いてベアラ情報を要求する。旧ＳＧＳＮは新ＳＧＳＮからＧＴＰｖ２信号受信時に現在確立しているＥＰＳアラのベアラ情報（ＥＰＳコンテキスト）を応答信号に設定して返信する。新ＳＧＳＮは応答信号に設定されたベアラ情報を基に新ＳＧＳＮとＳ－ＧＷとの間に新たなＥＰＳベアラを確立する。
　ところで、ＵＭＴＳとＥＰＳの相互運用を実現するために、ＵＴＲＡＮ（Ｗ－ＣＤＭＡ／ＨＳＰA）対応端末をＥＰＣネットワークに接続するＳＧＳＮは、ＧＴＰｖ１信号及びＧＴＰｖ２信号の両方に対応している。そのため、旧ＳＧＳＮからベアラ情報を引き継ぐ場合は、予め決められたＧＴＰｖ１信号又はＧＴＰｖ２信号のいずれかを用いてベアラ情報を要求する。
3GPP　TS23.060　(version8.7.0) 3GPP　TS29.060　(version8.10.0) 3GPP　TS29.274　(version8.4.0)
　ところが、現在の仕様では、ＧＴＰｖ２信号にはＥＰＳベアラ情報しか設定できず、ＧＰＲＳベアラ情報は設定できない。また、逆にＧＴＰｖ１信号にはＧＰＲＳベアラ情報しか設定できず、ＥＰＳベアラ情報は設定できない状況である。このため、旧ＳＧＳＮが両方のプロトコル（ＧＴＰｖ１及びＧＴＰｖ２）をサポートしていて、旧ＳＧＳＮで保持するベアラ情報と新ＳＧＳＮから受信したＧＴＰ信号のバージョンとが適合しない場合は、ベアラ情報の引き継ぎができない事態に陥る可能性がある。たとえば、図８（Ａ）において、旧ＳＧＳＮがＧＴＰｖ１及びＧＴＰｖ２をサポートしており、ＧＰＲＳユーザに対してＧＰＲＳベアラを確立していたところに、新ＳＧＳＮからＧＴＰｖ２信号でベアラ情報引継ぎ要求を受信すると、旧ＳＧＳＮは引き継ぐべきＧＰＲＳベアラ情報を信号に設定できないためにエラーを返し、ＧＰＲＳユーザに対するサービスが中断される問題が生じる。
　なお、非特許文献３の7.10章に、図９に示されるように、ＧＴＰｖ１のみをサポートする旧ＳＧＳＮが、新ＳＧＳＮからＧＴＰｖ２信号を受信した場合に、ＧＴＰｖ１にフォールバック（Ｆａｌｌｂａｃｋ）して再トライする規定があるが、旧ＳＧＳＮがＧＴＰｖ１及びＧＴＰｖ２の両方に対応可能である場合には、上述した問題が発生する。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、旧ＳＧＳＮと新ＳＧＳＮとの間で確実にベアラ引き継ぎ処理が行われて、サービス中断といった事態を招くことのない移動通信方法及び交換局を提供することを目的とする。
　本発明の一つの側面では、第１の交換局の管理エリアから第２の交換局の管理エリアへ移動した端末から、前記第２の交換局が位置更新メッセージを受信する工程と、前記位置更新メッセージを受信した前記第２の交換局が、通信路情報を引継ぐための第１のプロトコル信号を、前記第１の交換局に対して送信する工程と、前記端末用のベアラとして、前記第１の交換局及び外部ＩＰネットワークに接続されるＧＧＳＮと前記第１の交換局との間にベアラが確立されている場合、前記第２の交換局に対して前記第１のプロトコル信号で第２のプロトコルにフォールバックさせるためのエラーを通知する工程と、前記第１の交換局から第１のプロトコル信号でエラー通知を受けた前記第２の交換局が、プロトコル種別を前記第２のプロトコルに変更して、再び変更後のプロトコル種別にて第１の交換局に対して通信路情報を引き継ぐためのプロトコル信号を送信する工程と、を具備したことを特徴とする。
　これにより、第１の交換局は端末用に現時点で確立している論理的な通信路のプロトコル種別を把握するので、第２の交換局に対してスムーズにフォールバックを促すことができる。
　本発明によれば、旧ＳＧＳＮと新ＳＧＳＮとの間で確実にベアラ引き継ぎ処理が行われて、サービス中断といった事態を未然に防止することができる。
実施の形態１における移動通信ネットワークの構成を示す図 実施の形態１において用いられるＧＴＰｖ２信号のパラメータ構成の概念図 実施の形態１において新ＳＧＳＮが旧ＳＧＳＮからベアラ引き継ぎ手順を示す図 図３に示すベアラ引き継ぎに対応したシーケンス図 実施の形態２においてベアラ引き継ぎを行う手順を示す図 （Ａ）図５に示すベアラ引き継ぎに対応したシーケンス図、（Ｂ）非特許文献３に規定されたベアラ引き継ぎ過程でのフォールバックを示すシーケンス図 実施の形態２のベアラ引継ぎ手順の一部を変形したシーケンス図 旧ＳＧＳＮから新ＳＧＳＮへベアラ情報を引き継ぐための手順を示す図 非サポートプロトコル信号に対するフォールバック機能を説明する図
　以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
　（実施の形態１）
　図１は移動通信ネットワークの構成を示す図であり、コアネットワーク部は主にパケットコア部を図示している。移動通信ネットワークは、移動端末１と無線波を介して通信する無線アクセスネットワーク２と、接続処理やユーザデータの転送を行うコアネットワーク３とを含んで構成されている。
　本実施の形態は、移動端末１としてＵＭＴＳ/ＧＰＲＳ対応の端末及びＬＴＥ対応の端末を対象としている。無線アクセスネットワーク２は、移動端末１と無線通信可能なＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ無線アクセスネットワーク）又はＧＥＲＡＮ（ＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク）で構成されている。
　無線アクセスネットワーク２は、セル毎に設置された無線基地局１１と、複数の無線基地局１１を制御する基地局制御装置１２とを含んで構成される。無線基地局１１は、ＵＭＴＳではノードＢと呼ばれるが、ＢＴＳ（Base　Transceiver　Station）と呼んでも良い。基地局制御装置１２は、複数の無線基地局１１を制御し、無線チャネルの端末１への割り当てや切り替えの制御を行う。基地局制御装置１２は、無線制御装置（ＲＮＣ:Radio　Network　Controller）又はＢＳＣ（Base　Station　Controller）とも呼ばれる。
　コアネットワーク３は、ＳＧＳＮ１３Ａ～１３Ｃ、ＧＧＳＮ１４、Ｓ－ＧＷ１５、Ｐ－ＧＷ１６、ＨＳＳ１７といった機能要素を含んで構成されている。
　ＳＧＳＮ１３Ａ～１３Ｃは、パケット交換ドメインにアクセスしている端末１の位置を把握し、ＧＧＳＮ１４と無線アクセスネットワーク２の間でユーザトラフィックの転送を制御する。また、パケット転送プロトコルによってＩＰパケットをルーティング・転送すると共に、移動通信に必要なモビリティ管理及びセッション管理（ベアラ制御）を行う。
　本実施の形態では、ＳＧＳＮ１３Ａ、１３Ｂは、Ｓ３／Ｓ４インターフェース（ＧＴＰプロトコル、バージョン２）を具備している。Ｓ３／Ｓ４インターフェースを備えたＳＧＳＮは、ＵＭＴＳとＥＰＳの相互運用を実現するために機能拡張された機能要素である。ＳＧＳＮ１３Ａ、１３Ｂに備えたＳ４インターフェースがＧＴＰｖ２信号を用いたＳ－ＧＷ１５との間のセッション管理（ＥＰＳベアラ制御）、ユーザパケットの転送の役割を担っている。図１では、ＧＴＰプロトコル、バージョン２をサポートしているＳＧＳＮ１３Ａ、１３ＢについてＳ４－ＳＧＳＮと表記している。ＳＧＳＮ１３Ａ、１３Ｂは、Ｇｎ／Ｇｐインターフェース（ＧＴＰプロトコル、バージョン１）も具備している。ＳＧＳＮ１３Ａ、１３Ｂは、ＵＭＴＳ/ＧＰＲＳパケットコアのＧＧＳＮ１４とはＧＴＰｖ１信号を用いて接続し、ＧＰＲＳベアラを確立することができる。ＳＧＳＮ１３Ｃは、Ｓ３／Ｓ４インターフェースを備えず、Ｇｎ／Ｇｐインターフェース（ＧＴＰプロトコル、バージョン１）のみを備える機能要素である。図１では、ＧＴＰプロトコル、バージョン１のみをサポートしているＳＧＳＮ１３ＣについてＧｎ／Ｇｐ－ＳＧＳＮと表記している。
　ＧＧＳＮ１４は、端末１からの接続要求に応じて、ＵＭＴＳ/ＧＰＲＳパケットコアと外部ＩＰネットワークとの接続を制御する機能要素である。ＧＧＳＮ１４は、ＳＧＳＮ１３Ｃと共にＵＭＴＳ/ＧＰＲＳパケットコアを構成している。
　Ｓ－ＧＷ１５は、無線アクセスネットワーク２とＥＰＣとの間のＵプレーンを接続し、ユーザパケットのルーティング・転送機能を提供する。端末１はＳＧＳＮ１３Ａ、１３ＢがＳ－ＧＷ１５との間に確立したＥＰＳベアラを経由してＩＰパケットを転送する。Ｐ－ＧＷ１６は、外部ＩＰネットワークとの接続点の役割を担い、ユーザパケットを外部ＩＰネットワークとの間で転送する。ＥＰＣネットワークは、Ｓ４－ＳＧＳＮ１３Ａ、１３Ｂ、Ｓ－ＧＷ１５、Ｐ－ＧＷ１６及び図示していないＭＭＥ（Mobility　Management　Entity)等の機能要素で構成される。ＨＳＳ１７は、加入者情報を管理する加入者サーバである。ＨＳＳ１７に登録される加入者情報はユーザＩＤで検索可能で、ベアラ情報を含んでいる。
　図２は、本実施の形態において用いられるＧＴＰｖ２信号のパラメータ構成の概念図である。同図に示すように、ユーザＩＤ２０、プロトコル種別２１、信号名２２、既存パラメータ２３及び追加パラメータ２４を含んで構成されている。ユーザＩＤ２０は位置更新メッセージを通知してきた端末１のユーザを識別するための情報である。プロトコル種別２１には「ＧＴＰｖ１」又は「ＧＴＰｖ２」が設定される。信号名２２にはベアラ情報を要求する場合に「Ｃｏｎｔｅｘｔt　Ｒｅｑｕｅｓｔ」が設定され、ベアラ情報を返す場合には「Ｃｏｎｔｅｘｔ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」が設定される。既存パラメータ２３は、プロトコル種別２１に設定された「ＧＴＰｖ２」として現在の仕様で定められている各種パラメータＡ、Ｂ、・・・が設定される。既存パラメータ２３には、ＧＴＰｖ２のパラメータとしてＥＰＳベアラ情報２３ａを設定可能に構成されている。追加パラメータ２４にはＧＴＰｖ２以外のプロトコルであるＧＴＰｖ１で扱われるＧＰＲＳベアラ情報（ＰＤＰ　Context）が設定されるように構成されている。なお、図２に示すＧＴＰｖ２信号のパラメータ構成は、信号名２２＝「Ｃｏｎｔｅｘｔ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」であるので、プロトコル種別の異なるベアラ情報を設定する追加パラメータ２４が付加されているが、ベアラ情報を要求する「Ｃｏｎｔｅｘｔt　Ｒｅｑｕｅｓｔ」には追加パラメータ２４は付加されない。
　このように、本実施の形態では、ＧＴＰｖ２のパラメータ構成に、プロトコルバージョンの異なるＧＴＰｖ１で扱われるＧＰＲＳベアラ情報（PDP　Context）を追加パラメータ２４として設けている。これにより、ＧＴＰｖ２信号に対してプロトコルバージョンの異なるベアラ情報（ＧＰＲＳベアラ情報）を設定可能になった。
　次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
　図３は新ＳＧＳＮが旧ＳＧＳＮからベアラ引き継ぎを行う手順を示しており、図４は図３に示すベアラ引き継ぎに対応したシーケンスである。図３における新ＳＧＳＮは図１に示す一方のＳ４－ＳＧＳＮ１３Ａであり、旧ＳＧＳＮは図１に示すもう一方のＳ４－ＳＧＳＮ１３Ｂであるものとして説明する。すなわち、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）と新ＳＧＳＮ（１３Ａ）は、いずれもＧＴＰｖ１にもＧＴＰｖ２にも対応しているＳＧＳＮである。
　図３に示すように、既に第１の交換局となる旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）はパケット交換ドメインにアクセスしている端末１のユーザデータをコアネットワーク上でパケット転送するためのベアラとしてＧＧＳＮ１４との間にＧＰＲＳベアラを確立している。端末１がＩｄｌｅ状態でユーザデータが発生していないために、ＧＰＲＳベアラを維持したまま無線リソースを解放したＰｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ状態にあるものとする（Ｓ１）。
　図４に示すように、Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ状態において、端末１が旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）の管理エリアから第２の交換局となる新ＳＧＳＮ（１３Ａ）の管理エリアへ移動した時に（Ｓ２）、端末１は移動先の無線アクセスネットワーク２経由で新ＳＧＳＮ（１３Ａ）へ位置更新メッセージを通知する（Ｓ３）。新ＳＧＳＮ（１３Ａ）は端末１から位置更新メッセージを受け取ると、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）に対してベアラ情報要求をＧＴＰｖ２信号で送信する（Ｓ１１）。このとき、新ＳＧＳＮ（１３Ａ）は、ベアラ情報要求を行うためのプロトコルとして一律にＧＴＰｖ２信号を用いることとする。
　旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）は、ベアラ情報要求（ＧＴＰｖ２)を受け取った時点で、ＧＰＲＳベアラが確立している。すなわち、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）で保持するベアラ情報がＧＴＰｖ１によるＧＰＲＳベアラであるのに対して、ベアラ情報要求のプロトコルがＧＴＰｖ２であり適合していない。前述の非特許文献２の仕様のままでは、ＧＴＰｖ２信号のＥＰＳベアラ情報２３ａに別プロトコルのＧＰＲＳベアラ情報を設定できないためにエラーを返していた。本実施の形態では、ＧＴＰｖ２信号のパラメータ構成（図２）の中に別プロトコルのＧＰＲＳベアラ情報を設定可能な追加パラメータ２４を設けており、この時点でエラーは返さないこととしている。すなわち、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）は、新ＳＧＳＮ（１３Ａ）からＧＴＰｖ２信号を用いてベアラ情報要求を受け取ると、ＧＴＰｖ２信号のプロトコル種別２１からプロトコル種別を判断する（Ｓ１２）。プロトコル種別がＧＴＰｖ２であれば、上記した前提条件から旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）はＧＴＰｖ２をサポートしているので、処理継続と判断する（Ｓ１３）。
　処理継続と判断した旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）は、ＧＴＰｖ２信号のユーザＩＤ２０から端末ユーザを識別し、当該ＳＧＳＮ（１３Ｂ）のデータベースに保持している加入者情報から該当端末ユーザに対して現在確立しているベアラ情報を検索してベアラ情報を取得し（Ｓ１４）、ベアラ情報種別を判定する（Ｓ１５）。すなわち、当該ユーザの端末１に対して現在確立しているベアラがＧＰＲＳベアラであるのかＥＰＳベアラであるのか判断する。上記前提より、ＧＰＲＳベアラであると判断できる。検索された現在確立中のベアラ情報が別プロトコルのＧＰＲＳベアラ情報であれば、エラーを返さずに当該ＧＰＲＳベアラ情報を、ＧＴＰｖ２信号のパラメータ構成中の追加パラメータ２４に設定する。このようにして、追加パラメータ２４にＧＰＲＳベアラ情報が設定されたＧＴＰｖ２信号が応答として新ＳＧＳＮ（１３Ａ）へ送信される（Ｓ１６）。
　新ＳＧＳＮ（１３Ａ）は、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）から通知されたＧＴＰｖ２信号からベアラ情報を取り出す。このとき、図２に示されるようにＧＴＰｖ２信号の追加パラメータ２４にＰＤＰ　Ｃｏｎｔｅｘｔが設定されていれば、当該ＰＤＰ　ＣｏｎｔｅｘｔにしたがってＧＴＰｖ１によりＧＧＳＮ１４との間に端末１のためのＧＰＲＳベアラを確立する（Ｓ１７）。そして、端末１に対してＯＫを返す。
　以上説明したように、本実施の形態は、ＧＴＰｖ２信号に別プロトコルのＧＰＲＳベアラのパラメータを追加可能に構成し、ＧＴＰｖ２信号でベアラ情報の引継ぎ要求を受けた旧ＳＧＳＮがＧＴＰ信号受信時に確立しているベアラとＧＴＰ信号とが適合しない場合はＧＴＰｖ２信号の追加パラメータ２４に保持しているベアラ情報を設定するようにした。その結果、旧ＳＧＳＮにおいてＧＴＰ信号受信時に確立しているベアラとＧＴＰ信号とが適合しない場合に別プロトコルへフォールバックする機能が働かなくても、旧ＳＧＳＮと新ＳＧＳＮとの間で確実にベアラ引き継ぎ処理が行われて、サービス中断といった事態を未然に防止できる。
　（実施の形態２）
　本実施の形態は、図１に示された移動通信ネットワークと同一構成の移動通信ネットワークを前提として説明する。図２に示すＧＴＰｖ２信号のパラメータ構成中の追加パラメータ２４は必須ではない。
　本実施の形態は、旧ＳＧＳＮがＧＴＰｖ２によりベアラ引継ぎ要求するＧＴＰｖ２信号受信時に、当該端末ユーザに関して旧ＳＧＳＮ内に保持している現在確立中のベアラ情報種別を判定し、ＧＴＰｖ２信号でベアラ引継ぎ要求を受けているにも関わらずベアラ種別がＧＰＲＳであれば、ＧＴＰｖ２エラーとしてプロトコルを指定した「Ｆａｌｌｂａｃｋ　ｔｏ　ＧＴＰｖ１」を返す。
　図５及び図６を参照して本実施の形態の動作について説明する。
　図５は新ＳＧＳＮが旧ＳＧＳＮからベアラ引き継ぎを行う手順を示しており、図６（Ａ）は図５に示すベアラ引き継ぎに対応したシーケンスである。図５における新ＳＧＳＮは図１に示す一方のＳ４－ＳＧＳＮ１３Ａであり、旧ＳＧＳＮは図１に示すもう一方のＳ４－ＳＧＳＮ１３Ｂであるものとして説明する。すなわち、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）と新ＳＧＳＮ（１３Ａ）は、いずれもＧＴＰｖ１にもＧＴＰｖ２にも対応している。
　上記実施の形態と同様の過程を経て、新ＳＧＳＮ（１３Ａ）は端末１から位置更新メッセージを受け取ると、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）に対してＧＴＰｖ２信号にてベアラ情報要求を送信する（Ｓ１１）。新ＳＧＳＮ（１３Ａ）は、ベアラ情報要求を行うためのプロトコルとして一律にＧＴＰｖ２信号を用いる。
　図６（Ａ）に示されるように、端末１から位置更新メッセージを受け取った新ＳＧＳＮ（１３Ａ）がベアラ情報要求を送信するところ（Ｓ１１）から、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）がベアラ情報種別判定するところ（Ｓ１５）までは、上述した実施の形態１と同様である。主にＳ１５以降の手順について説明する。旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）は、ベアラ情報を取得し（Ｓ１４）、ベアラ情報種別を判定した結果（Ｓ１５）、上記前提より、ＧＰＲＳベアラであると判断できる。旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）は、ＧＴＰｖ１へフォールバックすることを明示したＧＴＰｖ２エラー「Ｆａｌｌｂａｃｋ　ｔｏ　ＧＴＰｖ１」を新ＳＧＳＮ（１３Ａ）へ送信する（Ｓ２１）。
　新ＳＧＳＮ（１３Ａ）は、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）からＧＴＰｖ２エラーを受信すると、ＧＴＰｖ２エラー判定を実施して、エラー内容を判定する（Ｓ２２）。「Ｆａｌｌｂａｃｋ　ｔｏ　ＧＴＰｖ１」がエラー内容であるので、プロトコルをＧＴＰｖ２からＧＴＰｖ１へフォールバックし、ＧＴＰｖ１信号を用いてベアラ情報要求を旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）へ送信する（Ｓ２３）。
　この結果、旧ＳＧＳＮ（１３Ｂ）はＧＴＰｖ１信号に現在確立しているＧＰＲＳベアラ情報（PDP　Context）を設定して新ＳＧＳＮ（１３Ａ）へ応答できることとなる（Ｓ２４）。
　図６（Ｂ）に、非特許文献３（3GPP　TS29.274（version　8.4.0）の７．１０章）に規定されたフォールバック機能のシーケンスを比較例として示す。同図に示すように、旧ＳＧＳＮがベアラ情報要求を受けてプロトコル判定するステップまでは同じだが、仕様書の規定では、旧ＳＧＳＮがＧＴＰｖ２に対応していないため、その時点でエラー送信と判断し、旧ＳＧＳＮのサポートしているＧＴＰｖ１信号でエラーを返している。このため、本実施の形態２に示すような柔軟な対応が困難である。
　このように本実施の形態２は、ベアラ情報要求を受けた旧ＳＧＳＮが現在確立しているベアラ情報種別まで判定して、適切なフォールバックがなされるようにＧＴＰｖ２エラーを返すので、ＧＴＰｖ２エラーを受けた新ＳＧＳＮは確実にベアラ情報を受け取れるプロトコルに切り替えることができ、旧ＳＧＳＮと新ＳＧＳＮとの間で確実にベアラ引き継ぎ処理が行われて、サービス中断といった事態を未然に防止できる。
　なお、上記実施の形態２では、旧ＳＧＳＮがベアラ情報種別を判定してＧＴＰｖ２エラーにフォールバック先のプロトコル種別を設定しているが、ＧＴＰｖ２エラーのエラー内容をどのように定めるかは適宜変更可能である。
　例えば、図７に示すように、ベアラ情報種別判定まで（Ｓ１１～Ｓ１５）は、図６（Ａ）に示すシーケンスと同じであるが、エラー内容は指定しないＧＴＰｖ２エラーを新ＳＧＳＮへ応答するようにしても良い（Ｓ３１）。新ＳＧＳＮはＧＴＰｖ２エラーが帰ってくれば、べアラ情報要求に用いるプロトコルを別のプロトコルであるＧＴＰｖ１信号にフォールバックし（Ｓ３２）、ＧＴＰｖ１信号にてべアラ情報要求を出し直す（Ｓ３３）。
　このようにすれば、新ＳＧＳＮからＧＴＰｖ２エラーを受信したときにエラー内容を判定する処理を排除することができる。
　本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
　本出願は、２００９年１２月２４日出願の特願２００９－２９３０１６に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (5)

  1. 　第１の交換局の管理エリアから第２の交換局の管理エリアへ移動した端末から、前記第２の交換局が位置更新メッセージを受信する工程と、
    　前記位置更新メッセージを受信した前記第２の交換局が、通信路情報を引継ぐための第１のプロトコル信号を、前記第１の交換局に対して送信する工程と、
    　前記端末用のベアラとして、前記第１の交換局及び外部ＩＰネットワークに接続されるＧＧＳＮと前記第１の交換局との間にベアラが確立されている場合、前記第２の交換局に対して前記第１のプロトコル信号で第２のプロトコルにフォールバックさせるためのエラーを通知する工程と、
    　前記第１の交換局から第１のプロトコル信号でエラー通知を受けた前記第２の交換局が、プロトコル種別を前記第２のプロトコルに変更して、再び変更後のプロトコル種別にて第１の交換局に対して通信路情報を引き継ぐためのプロトコル信号を送信する工程と、
    を具備したことを特徴とする移動通信方法。
  2. 　前記第１の交換局は、前記エラーを通知する工程において、前記ＧＧＳＮと前記第１の交換局との間に前記ベアラが確立されている場合、前記第２のプロトコルへのフォールバックを促すことをエラー内容とした第１のプロトコル信号を前記第２の交換局に対して送信することを特徴とする請求項１記載の移動通信方法。
  3. 　前記第１の交換局は、前記エラーを通知する工程において、前記ＧＧＳＮと前記第１の交換局との間に前記ベアラが確立されている場合、前記第２のプロトコルへのフォールバックを促すことをエラー内容とした第１のプロトコル信号を前記第２の交換局に対して送信し、
    　前記第２の交換局は、前記第１の交換局から前記第２のプロトコルへのフォールバックを促すことをエラー内容とした第１のプロトコル信号を受信した場合、前記第２のプロトコルに対応した通信路情報を引継ぐための第２のプロトコル信号を、前記第１の交換局に対して送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信方法。
  4. 　端末が自局の管理エリアから他の交換局の管理エリアへ移動した際に、前記他の交換局に対して当該端末に関する通信路情報の引継ぎを行う交換局であって、
    　前記他の交換局から、通信路情報を引継ぐための第１のプロトコル信号を受信する手段と、
    　前記端末用のベアラとして、前記第１の交換局及び外部ＩＰネットワークに接続されるＧＧＳＮと前記第１の交換局との間にベアラが確立されている場合、第２のプロトコルへのフォールバックを促すことをエラー内容とした第１のプロトコル信号を前記第２の交換局に対して送信する手段と、
    を具備したことを特徴とする交換局。
  5. 　端末が他の交換局の管理エリアから自局の管理エリアへ移動して来ると、前記他の交換局から当該端末に関する通信路情報の引継ぎを行う交換局であって、
    　通信路情報を引継ぐための第１のプロトコル信号を前記他の交換局に対して送信する手段と、
    　前記他の交換局から第１のプロトコル信号で第２のプロトコルにフォールバックさせるためのエラーが通知されると、前記第２のプロトコルに対応した通信路情報を引継ぐための第２のプロトコル信号を前記他の交換局に対して送信する手段と、
    　前記他の交換局から受信した第１又は第２のプロトコル信号に、第１又は第２のプロトコルによる通信路情報がそれぞれ設定されていれば、該当プロトコルによる通信路情報を元に前記端末の通信路を引き継ぐ手段と、
    を具備したことを特徴とする交換局。
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